JPH01237970A - ピボットアーム用の自動摩耗補償機構を有するディスクドライブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般的には、回転アクチュエータを有するディ
スクドライブの分野に向けられ、より詳細には、このア
クチュエータのピボット機構の改良に向けられている。

本願は、１９８６年ＩＯ月２日に出願された米国出願第
９１４．６９０号の一部継続出願に対応するものである
。

（従来の技術） ディスクドライブ機械は、磁気又は光学ディスク上の同
心円状又はらせん状のトラックに記憶された情報を記録
し、再生する。トラックは磁気ヘッドにより書込み及び
読取りがなされ、該ヘッドを、ディスク表面のトラック
の１つに正確に位置決めしなければならない。

一般的な形式の回転アクチュエータは、ヘッドアーム、
可撓部材、読取り／書込み変換器、及びピボットから延
びるアクチュエータアームを含む。

アクチュエータモータに連結されたアクチュエータアー
ムがピボットから延びて、実質的にＶ形のアーム組立体
を形成する。既知の回転式アクチュエータ機構は、アク
チュエータアーム及びヘッド支持アームを支持するため
に安定なピボット機構を必要とする。

従来技術の回転アクチュエータのピボット機構は一般的
には、２つのアーム、即ちアクチュエータモータに連結
されたアクチュエータ駆動アームとへラドアームの接合
部を支持する軸から成る。

この軸は、アクチュエータアームの整合を維持するため
に、２つの高精度ボールベアリング、ばね保持具、予負
荷ばね、それに基部鋳物への取付装置及び単一又は複数
のアームを含む。

アクチュエータアームのピボット点は典型的には、固定
のピボット点を中心として回転自在に取り付けられてい
る。しかしながら、このピボット機構の組立体は、正確
な整列を得、アームとピニオンとの厳密な嵌合を達成す
るのには費用と時間がかかる。上に引用した特許出願で
は、アクチュエータアームのピボット点をばね負荷し、
それにより、アームの先端部のラック又はセクターギヤ
を、アクチュエータモータの軸の表面に設けられたピニ
オンに押し付けることが、既に提案されている。しかし
ながら、長期間にわたって十分なばね力を維持するのは
困難である。アクチュエータアームの軸線に沿う衝撃や
振動状態では、アームはピニオン面から急激な無負荷を
受けた。更に、鋼製のサスペンションにより生ずる、ア
ームへの予負荷は時間とともに変化する傾向があり、実
際、部品が摩耗するにつれてピボット点が事実上変わる
かもしれない。

アクチュエータアームのもう１つの一体部分は、アクチ
ュエータモータの軸と駆動アームとを連結するとともに
、機械的共振を電気的要求通過幅以上に維持する伝動装
置である。典型的には、モータの軸はアクチュエータア
ームと垂直に配置され、又軸の回転でプーリに巻き付い
たり、はどけたりするバンドを介してアクチ、ユエータ
に連結され、それにより、アクチュエータアームを前後
に移動させる。

ここでの目的は、トラックへの接近を制御するためにア
クチュエータモータをアクチュエータアームに連結する
のに用いられる駆動バンドを除去することである。この
方向での従来の試みが、アクチュエータアームの端部の
セクターとモータの軸との間に摩擦連結を設けることに
よってなされた。しかしながら、そのような連結は、万
が一衝撃が生じた場合には明らかに不整列になり易く、
そして正確な再整列はほとんど困難である。また、摩擦
連結効果は時間とともに減少し、駆動伝達装置の作動に
有害な粒子がこの連結装置から落ちる可能性がある。

（発明の概要） 本発明の目的は、ディスクドライブに使用するための改
良された回転アクチュエータアーム組立体を提供し、か
つ高い機械的共振振動数を提供することである。

読取り／書込みヘッドの位置決め条件により、ピボット
機構は高い精度信頼性、高い共振振動数及び低い機械抵
抗を示さなければならない。ここでの目的は、組立及び
保守が容易なアクチュエータ組立体において、これらの
設計条件を満たすことである。

ここでの目的は、部品数が大幅に減少するだけでなく、
設計の単純さ及び組立の容易性によって大幅に改良され
たピボット機構を提供することである。

ここでの別の目的は、他のより複雑なピボット機構に要
求される精度及び信頼性を示す、単純で信頼性の高いピ
ボット機構を提供することである。

もう１つの目的は、ベルトも摩擦も全く不要な、アクチ
ュエータアームとモータの軸プーリとの間の連結機構を
提供することである。

もう１つの目的は、アクチュエータ駆動装置のラックと
ピニオンの連結を外すかもしれない衝撃に対して高い抵
抗を示すアクチュエータアームを提供し、かつ高い機械
的共振振動数を提供することである。

ここでの更にもう１つの目的は、アクチュエータアーム
の端部に対して一定の予負荷を設定する装置を提供する
ことである。

上述の目的及び他の目的は、通常のベアリングピボット
組立体に代えて、高強度の可撓部材で支持された軽量の
アクチュエータアームを用いることで達成される。アク
チュエータアームの一端部を支持する可撓部材は、ハウ
ジング鋳物に固定されている。アクチュエータアームの
反対側の端部には、アクチュエータモータの軸に設けら
れたピニオンと噛み合う歯を有するセクター・ギヤが設
けられている。セクターギヤとピニオンは、可撓部材で
付勢されて係合している。セクターギヤ面に亘るモータ
の軸の回転により、アクチュエータアームが移動し、そ
れにより、ヘッド取付はアームが移動する。

より詳細には、可撓部材は、アクチュエータアームの一
端部のノツチに押し付けられ、これに乗って、アクチュ
エータのピボット点を定めるピンを有する。表面にセク
ターギヤを形成したアクチュエータアームの反対側の端
部は、アクチュエータモータの軸に付勢されている。

予負荷を維持するために、ピンをノツチ内に且つアクチ
ュエータアームの端部に対して付勢する装置が設けられ
ている。この付勢ピボットは、ピボットピンの真後ろに
配置された曲面と、アクチュエータアームに対し約９０
度の方向に延びるロッドとを有し、このロッドは、ピン
と曲面との間に挿入されるくさび形端部を有する。この
くさびは、ピンをノツチに一定の力で押し付けるのに役
立ち、したがって、アクチュエータアームの長手方向に
沿って伝達され、アクチュエータモータの軸とアクチュ
エータアームの頭部との間の係合を外すかもしれないよ
うな衝撃が吸収される。くさび及びロッドは、衝撃の伝
達されるアクチュエータの軸線に対しである角度をもっ
た軸線に沿って延びているので、影響されない。好まし
くは、くさびは、アクチュエータアームの長さに沿って
延び、かつ衝撃を伝達し、したがって付勢力を定めなけ
ればならない軸線に対して９０度の角度であるロッドの
軸線に沿うばねでピンの後ろ側に付勢される。この付勢
くさびは、アクチュエータアームの軸線に沿って存在す
るかもしれない系の緩みを絶えず取り、アクチュエータ
アームに一定の予負荷を与え、°摩耗を補償する。

別の実施態様では、可撓部材がピンを支持し、ロッドが
可撓部材とハウジング壁との間に延びる。

シリンダがロッドの端部を摺動し、ロッドに設けられた
ばねで付勢され、可撓部材の後ろ側に位置決めされる。

シリンダは、可撓部材と壁との間に、通常アクチュエー
タアームと整列してくさび止めされ、ピンをノツチに押
し込む。

これらの実施態様を用いれば、アクチュエータアームの
ための通常のベアリングピボット組立体は除去される。

最少数の部品を使用して、低コストで組立が容易なディ
スクドライブ組立体を提供する。アクチュエータアーム
の軸線に沿って与えられる付勢力により、衝撃時のオフ
トラッキングが最小になる。セクターギヤ又はピニオン
の歯の摩耗の影響は、半径方向のオフトラックを最小に
する。というのは　摩耗下ヘツドをトラック上で主に接
線方向に移動させるからである。また、付勢力がセクタ
ーギヤをばね駆動軸上のピニオンに堅く押し付けた状態
に保つので、アクチュエータアーム上のギヤの歯とアク
チュエータモータの軸上のピニオンとの接触は時間とと
もに減少しない。

これの１つの実施態様では、アクチュエータアームは、
自己潤滑性ポリマー又は他の軽量自己潤滑性材料で作ら
れている。ギヤの摩耗が減少し、歯が摩耗するにつれて
ギヤはピニオンに対して更に堅く付勢され、ピニオンの
回転に伴うアクチュエータアームの移動を正確に維持す
る。

（実施例） 図中同じ構成部品は同じ参照番号で示しである。

第１図にはハウジング２を含むディスクドライブの主要
要素が示され、ハウジング２は、底板４及び直立壁６．
８．１０，１２を備えている。このディスクドライブの
基部の一体の鋳物については、元の出願に極めて詳細に
開示されている。

ハウジング内にはデータ記憶ディスク１４がスピンドル
１６を中心として回転自在に取り付けられ、又ディスク
のデータを読み取り、ディスクにデータを書き込むため
の変換器１８が設けられている。変換器１８は、概括的
に番号２０で示す、ヘッドアクチュエータアーム組立体
を使用して位置決めされる。

アーム組立体２０は、後で詳述する新規なアーム予負荷
装置を含む付勢取付機構２２を中心として回動する。こ
のアーム組立体２０の回動運動は、底板４の下側に取り
付けられたアクチュエータモータ（図示せず）の回転に
よって引き起こされ、アクチュエータモータの軸２６は
、底板４を貫通して上方に延びている。アクチュエータ
モータの軸２６にはピニオン２８が作られ、アクチュエ
ータアーム３２の端部のセクターギヤ３０と噛み合う。

したがって、セクターギヤ３の面に亘るモータピニオン
２８の回転により、アーム組立体２０がほぼ矢印３４で
示す円弧に沿って移動することが明らかである。アクチ
ュエータアーム３２が移動すると、それは理論上のピボ
ット点３５を中心として回動し、変換器１８を円弧３７
に沿ってトラックからトラックへ移動させる。アクチュ
エータアーム用の衝突ストッパ３８は、アクチュエータ
モータの軸の両側で支持され、アクチュエータアーム３
２がその許容走行長さを越えないうちにアクチュエータ
アーム３２の頭部７８を捕捉する一対のアーム３９．４
０を有している。衝突ストッパは、プラスチック又は他
の適当な材料の要素部分３８から成り、この要素３８は
、鋳物によりアーム３９．４０の端部の近くで基部から
立ち上がったピン４１Ａ、４１Ｂで捕捉されている。各
アームの端部の近くにこのピン取付は部を設け、各アー
ム３９．４０にエルボ曲がり部を形成することによって
、過度の減速力を生じさせることなく、確実で厳密な衝
突ストッパが作られる。

付勢支持体５０は、第１図及び第２図を参照して以下に
説明するように、４アクチユエータアーム３２とステッ
プモータ２６との整合を維持するように機能する。それ
らの図から明らかなように、ピン４４は、アクチュエー
タアーム３２の端部に設けられたＶ形ホルダー７６に捕
捉される。アクチュエータアーム３２の反対側の端部即
ち頭部７８は、ピニオン２８に押し付けられる。ディス
クドライブの中で回転するディスクと平行なアーム３２
の水平整列を保つために、アクチュエータアーム３２の
内側端部７８は、ピン４４の上側部分４４Ａ及び下側部
分４４Ｂに係合する、上側及び下側のフィンガ部分を備
えている。アームの上側及び下側のフィンガ部分はまた
、アクチュエータアーム３２の端部にアームとピンとの
間の摩擦を減少させる切欠部を形成するのに役立つ。

第１図及び第２図に示すような、かかる設計の付勢支持
体を採用することにより、ギヤセクター３０、ピボット
ピン４４、及び、アクチュエータアームがその中心にあ
るときには、アクチュエータモータの駆動軸２６の中心
線を通る線６２に沿って強い付勢力が効果的に形成され
る。強い力がセクターギヤ３０を、ピニオン２８と強固
な連結状態に保つように常に及ぼされるから、摩耗ある
いは衝撃があっても、強固な連結が確立される。

こうして、アクチュエータアーム３２の仮想上のピボッ
ト点３５を中心とするベアリングの無いピボットが作ら
れる。かくして、変換器１８は、内側トラック（ピボッ
ト３５を通る半径５５）がら外側トラック（ピボット３
５を通る半径５７）まで、滑らかにかつ効率的に移動す
ることができる。

しかしながら、アクチュエータアームのこの中心線６２
に沿って有効力を有するディスクドライブに衝撃が加わ
り、それにより、ギヤセクター３０とピニオン２８とが
瞬間的にも外れてしまうという問題と取り組まなければ
ならない。そのような衝撃により、変換器１８はディス
クの目標トラックと整列しなくなってしまう。よって、
アクチュエータアーム及びセクターギヤ３０からピニオ
ン２８に対して付加的な締付は力を与えるような設計上
の特徴が採用された。とりわけ、第２図に示すように、
円筒面６０がピボットピン４４の後ろ側に配置されてい
る。第１図に示すように、円筒面は、アクチュエータア
ーム３２の後ろ側に付勢され、かつピボットピン４４の
ほとんど真後ろの点で捕捉されるくさび４０を備えてい
る。くさび４０を所定位置に保持するように該くさび４
０に及ぼす付勢力はばね５６によって設定され、そのば
ね力は、くさび４０に取り付けられたロッド４８の軸線
に沿っている。矢印の６３方向の付勢力により、くさび
４０がアクチュエータアーム３２の後ろ側から引っ込む
のを阻止し、そしてアーム３２が急激に少しでも移動し
たり、セクターギヤ３０がピニオン２８から外れたりす
るのを阻止する。くさび４０の角度は、衝撃が・軸線６
２に沿ってアクチュエータアーム３２に加わった場合に
、力６３の減少がな（、くさび４ｏを所定位置に保持す
るように選択される。

上述した予負荷組立体の好ましい実施態様が、第１図に
ディスクドライブに組み込まれた状態で示され、より詳
細には第２図及び第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図に示さ
れている。この実施態様では、付勢力は、ピボットピン
４０と円筒面６゜との間に捕捉されるくさび形要素４ｏ
によって与えられる。このくさび形要素４０は、一体の
支持要素５０に配置されたロッド４８の端部に設けられ
ている。ロッド４８の反対側の端部５２は、第３Ａ図の
斜視図に示す、一体の支持要素５０の端部５８に捕捉さ
れている。第２図に明示するばね５６がロッド４８の全
体にわたって摺動し、くさび４０と支持部材５０の端片
５８との間は引張状態に保持されている。

このばね５６が、くさび形要素４０の背面を押圧し且つ
支持部材５０の端部で捕捉されて、くさびをピボットピ
ン４４と円筒面６０との間にきつく付勢するので、アク
チュエータアーム３２の半径方向の線６２（第１図）に
沿って強い付勢力が常に生ずる。

付勢要素を備えたくさび形端部４０は、実際には、ピボ
ットピン４４の上側部分４４Ａ及び下側部分４４Ｂと協
働する上側部分４０Ａ及び下側部分４０Ｂを有するＵ形
に形成されている。

第２図の付勢構造を組み立てるには、ばね５６を予め所
定位置に有するロッド４８の端部を支持部材の背面の長
溝６４に通し、くさびをピン４４と面６０との間に捕捉
させ、はね５６を解放して端片５８に捕捉させる。ロッ
ド４８の端部は支持体の端片５８の長溝６４を貫通して
延びるので、くさび４０は付勢ピン４４の後ろ側に自由
に移動でき、それゆえ部品全体を容易に組み立てること
ができる。ピン４４をもつ支持部材５０のアーム６６は
、第２図に示すように、くさび４０がピン４４の後ろ側
に延びたときにヒンジとして機能する薄肉部６８を有し
ている。支持部材５０をノ１ウジング壁に固定するため
に、支持部材５０の後部には翼形要素７２が設けられて
いる。翼７２はノ１ウジング壁内の長溝７４と噛み合う
。翼７２は挿入しているときにわずかに変形することが
できる。

解放時、長溝の内側で解放される翼の弾性力が、支持部
材５０を壁１２に対して所定位置に保持することになる
。

支持組立体の別の実施態様の主要な構成要素が第４図に
示されている。アクチュエータアームの付勢子負荷組立
体は、本質的には、ハウジング２の端部壁１２で支持さ
れた金属帯板８０で形成された可撓部材から成る。支持
点は重要ではない。

可撓部材８０が水平平面内で、即ち、ディスクの記録媒
体１４の面と平行に自由に移動できることだけが重要で
ある。帯板８０は可撓性を有し、したがって帯板８０は
付勢シリンダ８２によってアクチュエータアーム３２の
方に押される。帯板８０は、ピン４４の一定な移動を可
能にするために、本質的に弾性ヒンジである。

可撓部材８０は、溝形部材４６に圧入されたピン４４を
支持している。セクターギヤ３０をもつアーム３２が、
アクチュエータアームの駆動軸２６の表面に形成された
ピニオン２８に押し付けられる。それゆえ、上述したよ
うに、アクチュエータモータ３２の回転で、アクチュエ
ータアーム３２を円弧３４に沿って選択的に移動させ、
それにより、変換器ヘッド１８を選択的に位置決めする
。シリンダ８２がロッド８４上を摺動し、ばね５６によ
って、好ましい実施態様と同じ方法で、ピボットピン４
４の後ろ側の位置に付勢される。

しかしながら、この実施態様では、シリンダが自由に摺
動するので、ロッド８４を所定位置に保持するために基
部４にねじ９２で取り付けられたフレーム９０にロッド
８４の反対側の端部８８を固定する。更に別の例として
、アクチュエータアームを２つの部分から形成してもよ
い。第１の部分は、熱補償に適した材料から選択され、
したがってピボットピン４４と軸２６の間のアクチュエ
ータアームの長さは、温度変化で著しくは変化しない。

アームの第２の部分は耐摩耗、低摩擦の材料から選択さ
れ、したがってピボットピン４４は、第２のアーム部分
の背面に形成されたＶ形溝７６に対して容易に回動する
ことができる。

この明細書を読む当業者には、本発明の他の実施例が明
らかであるかもしれない。それゆえ、本発明の範囲は請
求の範囲によってのみ制限されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って設計されたディスクドライブ
の主要な要素を示す平面図である。 第２図は、本発明のアクチュエータアームを取り付ける
のに使用される可撓部材、及びこのアームとともに使用
される付勢装置を示す拡大詳細図である。 第３Ａ図は、第１図及び第２図のディスクドライブにお
けるアクチュエータアームの付勢支持部材を示す斜視図
である。 第３Ｂ図及び第３Ｃ図は、本発明のディスクドライブの
ハウジング内の付勢くさびを示す詳細図である。 第４図は、本発明の別の実施態様を示す、第２図と同様
の拡大詳細図である。 ２・・・ハウジング、 １４・・・ディスク、 １８・・・変換器、 ２０・・・アーム組立体、 ２６・・・モータの軸、 ２８１１・・ピニオン、 ３０・・・セクターギヤ、 ３２・・・アクチュエータアーム（伸長アーム）、 ３５・・・ピボット点、 ４０・・・くさび、 ４０Ａ、４０Ｂ・・・上側部分、下側部分、４４・・：
ピン、 ４４Ａ、４４Ｂ・・・上側部分、下側部分、４８・・・
ロッド、 ５０・・・支持部材。 図面の浄魯（内容に変更なし） 手続補正書（方式） １．事件の表示　　　昭和６３年特許顆第２７５９５５
号２、発明の名称　　　ピボットアーム用の自動摩耗補
償機構を存するディスクドライブ ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　平５ｉ１年３月７日７、補正の
内容　　　　別紙の通り

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスクドライブのハウジング内に配置され、変
   換器をハウジング内のディスク形記録媒体に対して位置
   決めする装置を有する回転アクチュエータヘッド位置決
   め装置であって、 前記ディスクの側面に沿って延び、ハウジング内で移動
   できる、変換器を位置決めするための細長いアーム組立
   体と、 前記伸長アームの一側面まで前記ディスクの上に延びる
   変換器取付アームとを有し、前記アーム組立体は前記変
   換器を前記媒体に対して位置決めするため、前記ハウジ
   ング内で前記ディスク形媒体と平行な平面内で移動でき
   、 前記アーム組立体の支持された一方の細長い端部は、前
   記アームのピボット点で支持装置によって支持され、 ステップモータ装置をハウジング内に取り付け、前記ス
   テップモータ装置は、前記アーム組立体支持端部の反対
   側のアーム組立体の被駆動端部と連結されたステップモ
   ータを有し、 前記アーム組立体と前記モータとの間の伝動装置が、前
   記モータの軸に設けたピニオンと、前記アーム組立体の
   面に設けたセクターギヤとから成り、前記ステップモー
   タ装置の回転で前記アーム組立体が前記変換器をディス
   クのトラック上に選択的に位置決めするようにセクター
   ギヤ及びピニオンがばね装置で噛み合い状態で付勢され
   る、ヘッド位置決め装置。
2. （２）前記アーム組立体の前記支持された端部はＶ形溝
   を有し、前記支持装置は、前記溝にはまるピンを支える
   可撓性のＵ形支持要素から成り、前記ピン及び溝は前記
   アーム組立体のピボット点を形成する、請求項（１）記
   載のヘッド位置決め装置。
3. （３）前記細長いアームに対する衝撃によって、前記細
   長いアームと前記モータとを連結する前記セクターギヤ
   とピニオンの係合が外れないようにするために、前記ピ
   ンと前記ハウジングの端部壁との間を摺動でき且つ前記
   細長いアームのピボット点及び前記モータの軸とほぼ整
   列する付勢要素を有している、請求項（２）記載のヘッ
   ド位置決め装置。
4. （４）前記付勢要素は、前記ピン及び前記アーム組立体
   の後ろ側に延びるロッドに設けたくさびから成り、前記
   アームに対する衝撃力によって前記くさびを前記支持装
   置の後ろ側から後退しないように、前記くさびは、アー
   ム組立体の軸線とある角度を成している、請求項（３）
   記載のヘッド位置決め装置。
5. （５）前記ロッドに設けられ、前記くさびを前記ピンの
   後ろ側へ付勢し、かつ前記くさびを前記アームの後ろ側
   から後退させない方向に前記ロッドに沿って前記くさび
   に対する付勢力を作るばね装置を有する、請求項（４）
   記載のヘッド位置決め装置。
6. （６）前記ピンはＵ形支持部材の一方の脚部に設けられ
   、前記Ｕ形部材の他方の脚部は、前記ハウジングの壁の
   長溝と係合する要素を有する、請求項（５）記載のヘッ
   ド位置決め装置。
7. （７）前記支持部材の前記脚部は前記Ｕ形要素の基部で
   接合され、該基部は、前記ピンを前記細長いアーム組立
   体の支持された端部の後ろ側に配置させ、かつ被駆動端
   部をモータのピニオンに向かって付勢する、ヒンジとし
   て機能する比較的薄肉部分から成る、請求項（６）記載
   のヘッド位置決め装置。
8. （８）前記ピンは、前記脚部の延出部分で分離された上
   側部分及び下側部分を有し、前記くさびは、前記ピンを
   付勢して前記アクチュエータアームの前記支持された端
   部と係合させる上側部分及び下側部分を有する、請求項
   （７）記載のヘッド位置決め装置。