JPH0690861B2 - 回転形アクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転形アクチュエータに関し、特に回転軸の
中心に異種金属の支持軸を貫通することなく、回転軸を
ハウジングと同種金属で構成することにより、熱変位に
よるアクチュエータの位置ずれを防止できる回転形アク
チュエータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスク装置は、例えば、特開昭60−182077
号公報に記載されているように、複数本のヘッドを取り
付けたアームを回転させる回転軸と、その回転軸に貫通
して固定させる固定軸を、それぞれ異種材料により製造
していた。

第４図は、上記公報に示された従来の磁気ディスク装置
の要部断面図である。

第４図に示すように、従来の磁気ディスク装置では、ハ
ウジング６に取り付けられた回転軸12に、その回転軸12
を中心に回転する複数本のアーム13をスペーサ17を介し
て取り付けている。そして、この回転軸12は、ハウジン
グ６にネジ20で固定された固定軸43で貫通され、その固
定軸43と回転軸12の間には、軸受41,42と予圧バネ16が
取り付けられ、またクランプ15が回転軸12に設けられて
いる。図示されていないが、アーム13の先端には磁気ヘ
ッドが搭載されている。

このように、アクチュエータは、磁気ヘッドを搭載した
回転軸12と、その回転軸12を回転させる軸受け41,42
と、それらの軸受け41,42を支持する固定軸43とから構
成されている。そして、回転軸12には固定軸43が貫通さ
れており、固定軸43は機械的強度を高める目的で、回転
軸12とは異なる材料（ステンレス鋼→熱膨張率17.3×10
^-6/℃）で構成されている。すなわち、回転軸12は高速
で揺動回転するため、慣性モーメントを低減させる必要
があり、従って軽量のアルミニウム合金を用いている
（熱膨張率24.3×10^-6/℃）。また、磁気ディスク装置
の本体がアルミニウム合金を主体に形成されており、熱
膨張率の不均一があると、オフトラックの原因となるた
め、熱膨張率の均一化を図る目的もある。

このように、固定軸43は、回転記録体である磁気ディス
ク円板13およびアクチュエータを固定するハウジング６
とも異なる材料で構成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の回転形アクチュエータにおいては、
固定軸43と回転軸12の材料に対して強度のみを考慮して
おり、固定軸43と回転軸12の軸方向熱膨張差、および固
定軸43とハウジング６の熱膨張差については、あまり配
慮していなかった。固定軸43と回転軸12および固定軸43
とハウジング６の材料が異なっているため、温度変化時
に熱膨張差が生じ、その結果、回転軸12に取り付けられ
た磁気ヘッド間に微少ではあるが相対変位が発生して、
位置決め誤差が生じるという問題があった。この熱膨張
差による位置決め誤差を解消することが、第１の課題で
ある。

また、回転軸12は固定軸43が貫通しているために、その
形状は薄肉のパイプ状となる。従って、機械的強度を保
持させるためには、固定軸43も回転軸12の肉厚確保のた
めに小経化が必要となる。

磁気ディスク装置の外形寸法は、互換性を維持する必要
があり、磁気ディスク自体も同じように標準化が行われ
ている。従って、両者の制約により、磁気ディスクに近
接する回転アクチュエータの外形寸法（回転軸径）が制
約されている。このために、固定軸径を太くすると、回
転軸12が肉薄となり、剛性が低下する。

従って、固定軸43を小経化すると、アクチュエータの機
械的強度を低下させることになるため、外力が作用した
際に変形が生じたり、あるいは固有振動数の低下等を生
じることにより、その結果、位置決め誤差が拡大すると
いう問題がある。この機械的強度低下による位置決め誤
差を解消することが、第２の課題である。

本発明の目的は、これらの課題を解消し、熱膨張差によ
る位置決め誤差、および機械的強度の低下による位置決
め誤差をなくすことができる回転形アクチュエータを提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の回転形アクチュエー
タは、磁気ヘッドを搭載したアームを回転する回転軸
と、該回転軸の軸端を支持する軸受と、該軸受により回
転軸を保持するハウジングとを備えた回転形アクチュエ
ータにおいて、該回転軸を貫通する固定軸を設けずに該
回転軸の中心部を一部空胴にして、該回転軸を上記ハウ
ジングと熱膨張係数のほぼ等しい同種材料で、かつ肉厚
に構成することに特徴がある。

〔作用〕

本発明においては、回転軸に貫通する固定軸を除去し
て、熱膨張差が生じないようにするとともに、アクチュ
エータの回転軸をハウジングと同一の材料で構成し、か
つ回転軸を同一材料の部材で支持するようにし、また固
定軸を除去することにより、回転軸の肉厚化を行って、
機械的強度を向上させる。

このように、本発明の回転形アクチュエータは、回転軸
とこれを支持するハウジングとを同種材料で構成し、か
つ両軸端に配置された軸受間を貫通する異種材料の固定
軸を持たないため、軸方向の熱変位は回転軸とハウジン
グとをほぼ等しくすることができ、その結果、熱変位に
よるアクチュエータ回転軸の歪を除去することが可能で
ある。また、回転軸を中実軸とすることも可能であるた
め、回転軸を含むアクチュエータ部の機械的強度を向上
させることができ、それにより位置決め誤差をなくすこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す回転形アクチュエー
タの要部断面図であり、第２図は第１図における回転軸
の分解斜視図であり、第３図は本発明によるヘッドディ
スクアセンブリの分解斜視図である。

第３図に示すように、磁気ディスク装置の駆動部である
ヘッドディスクアセンブリ（以下、HDAと略記する）
は、記録円板（磁気ディスク）１を複数枚だけ積層し、
回転用モータ２を内蔵したスピンドル部３と、磁気ヘッ
ド４とを円板１の面の各々に対向するように配置して積
層した回転可能なアクチュエータ部５と、これらスピン
ドル部３およびアクチュエータ部５を包含するハウジン
グ６と、ハウジング６の一方を密閉するための密閉用カ
バー７とから構成される。なお、アクチュエータ部５の
マグネット８とコイル９により回転軸を回転させる。

アクチュエータ部５を断面で示すと、第１図に示すよう
になる。第１図の回転形アクチュエータの断面図で、第
４図に示す従来の構造と異なる点は、回転軸12内に固定
軸がないことである。第１図に示すように、回転軸12の
中心部は空洞になっており、かつ回転軸12の一端は突出
して軸受10の内側に嵌合され、また他端は軸受11の外輪
が固着されている。すなわち、本実施例では、回転軸12
の低慣性化のために、必要最小限の剛性を維持するに必
要な程度の空胴化を行っている。磁気ヘッド４を支持す
るアーム13は、回転軸12の外径に嵌合するような穴を持
っており、アーム13の間に挿入されたスペーサ14と、複
数のアーム13とを回転軸12にクランプ15で固定される。
また、回転軸12と軸受10の間には、軸方向予圧バネ16と
スペーサ17が設けられる。また、軸受10の外輪を固着す
るためのホルダ18と、さらにホルダ18に内蔵されて、一
端をホルダ18に、他端を回転軸12の先端に、それぞれ係
合するうずまきバネ19とが設けられる。

なお、第３図に示すコイル部９は、第１図に示すスペー
サ14の１枚に取り付けられている。また、アクチュエー
タ部５は、ハウジング６にネジ20とピボット21で固定さ
れる。すなわち、アクチュエータ部５は、ネジ20により
ホルダ18がハウジング６に固定されるとともに、回転軸
12の他端の軸受11の内輪に挿入される突起を持つピボッ
ト21が、ハウジング６に設けられた穴に嵌合されて固定
される。このとき、ピボット21とハウジング６の嵌合部
には密閉性を保つシール22が設けられ、一方のホルダ18
の固定ネジ20の周囲にもシール23が設けられている。こ
れらにより、回転軸12側とハウジング６側の摩擦を少な
くすることができる。なお、軸受の材料は高炭素クロー
ム鋼（熱膨張率は12.5×10^-6）であり、ピボットの材料
はアルミニウム合金（熱膨張率は24.3×10^-6/℃）であ
る。

第２図に示すように、回転軸12の突出した先端とピボッ
ト21の突起は、円の一部が切り取られた断面を持ち、軸
に直角方向に小穴が設けられており、下方の先端には、
丸いピン31とバネ32とそのピン31を係合して回転軸12に
保持するためのＥリング33とが配置される。これらによ
り、回転軸12がハウジング６に結合される。また、第１
図に示すように、回転軸12とハウジング６の相対位置を
調整するシム24が、軸受11とピボット21の間に挿入され
ている。

アクチュエータ部５の回転軸12は、軸受10,11に支持さ
れて、第３図に示すボイスコイルモータを構成するマグ
ネット８とコイル９により円板１の半径方向に回動さ
れ、磁気ヘッド４の位置決めを行う。

このように、本実施例においては、（イ）回転形アクチ
ュエータ５の回転軸12の両端に配置された軸受10,11間
を貫通する固定軸がないため、回転軸12とアーム13、ス
ペーサ14、クランプ15、ホルダ18、ピボット21とを、ハ
ウジング６と同種の材料で構成することができる。従っ
て、これらの部品とハウジング６とは等しい値ないし近
似した値の熱膨張係数を持つ材料で作成されるため、HD
Aが周囲温度の変動で膨張、収縮した際にも、アクチュ
エータ部５に加わる歪は極めて少ない。また、回転軸12
と軸受10とピボット21とはそれぞれ異種材料で構成され
ているが、これらの異種材料が接触している回転軸12と
軸受10とピボット21と軸受11との間では、第２図に示す
ように、ピン31とバネ32により間隙が生じないため、軸
端の軸心間に磁気ヘッド４の位置決め精度に影響するよ
うな誤差は生じない。（ロ）また、回転軸12には、固定
軸は不要となるため、回転軸12が固定軸により肉薄にな
り機械的強度が低下することもなくなり、厚肉化により
機械的強度の向上が行えるので、強度に起因した位置決
め誤差を極小にすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、温度変動に起因
する磁気ヘッド間の変位がなくなるので、位置決め精度
の向上が図れるとともに、回転軸の機械的強度の向上が
行えるので、強度に起因する位置決め誤差もなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回転形アクチュエータ
の断面図、第２図は第１図における回転軸分解斜視図、
第３図は本発明が適用されるHDAの分解斜視図、第４図
は従来の回転形アクチュエータの断面図である。 1:記録円板、2:モータ、3:スピンドル部、4:磁気ヘッ
ド、5:アクチュエータ、6:ハウジング、7:カバー、8:マ
グネット、9:コイル、10,11,41,42:軸受、12:回転軸、1
3:アーム、15:クランプ、16:予圧バネ、17:スペーサ、1
8:ホルダ、19:うずまきバネ、20:ネジ、21:ピボット、2
2,23:シール、31:ピン、32:バネ、33,34:リング、43:固
定軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿保 高昭 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 別府 修 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 中村 滋男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 山本 泰夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭58−3154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−102862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−82666（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヘッドを搭載したアームを回転する回
   転軸と、該回転軸の軸端を支持する軸受と、該軸受によ
   り回転軸を保持するハウジングとを備えた回転形アクチ
   ュエータにおいて、該回転軸を貫通する固定軸を設けず
   に該回転軸の中心部を一部空胴にして、該回転軸を上記
   ハウジングと熱膨張係数のほぼ等しい同種材料で、かつ
   肉厚に構成することを特徴とする回転形アクチュエー
   タ。