JPH09502294A - ディスクドライブ用磁気留置装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 変換器のランディングゾーン（６１）にディスクドライブ（３０）のアクチュエータを錠止する磁気留置装置が提供される。アクチュエータアーム（５０）に設けられた透磁性の捕捉部材（１００）が、錠止用永久磁石（９０）と磁気的に作用し、変換器（３８）をランディングゾーン（６１）に錠止する。錠止用永久磁石（９０）の回りにバッキングコイル（８５）が設けられ、流れる電流で錠止用永久磁石（９０）により得られる磁場と逆の極性を有する磁場を発生し、磁場を相殺して留置状態からアクチュエータを解放する。

Description

【発明の詳細な説明】 ディスクドライブ用磁気留置装置 関連出願のクロス・リファレンス フレデリック マーク ステファンスキー（Frederick Mark Stefansky）、バ ーナード Ａ．ルージック（Bernard A．Rusik）、グレード Ｎ．バグネル（Gr ade N．Bagnell）、スティーブ スペックマン（Steve Speckmann）らにより発 明され、出願の譲受人に譲渡された、１９９０年５月２３日出願の、シリアル番 号５２７、５９０の薄型輪郭の小型ハードディスク構造； フレデリック マーク ステファンスキーおよびグレード Ｎ．バグネルらに より発明され、出願の譲受人に譲渡された、１９８９年９月１８日に出願された 、シリアル番号４６４、６９６の駆動装置用ラッチ機構； フレデリック マーク ステファンスキーにより発明され、出願の譲受人に譲 渡された、米国特許第５、１７８、３００号の磁気留置装置； クルト アンダーソン（Kurt Anderson）により発明され、出願の譲受人に譲 渡された、１９９１年１月１５日発行の米国特許第４、９８５、７９３号に記載 の磁気バイアスによるボイスコイル励磁型ディスクドライブ； １９８７年６月２日に出願され、現在は放棄されたシリアル番号０７／０５７ 、８０６の継続出願であり、現在は放棄されたシリアル番号０７／４８８、３８ ６の継続出願である、ジョン Ｐ．スクワイヤーズ、トーマス Ａ．フィアース およびルイス Ｊ．シュリンクルらにより発明され、出願の譲受人に譲渡された 、シリアル番号０７／７９０、００８のディスクドライブソフトウェアシステム 構造； ジョン Ｐ．スクワイヤーズ、トーマス Ａ．フィアースおよびルイス Ｊ． シュリンクルらにより発明され、１９９０年１２月１８日に発行の米国特許第４ 、９７９、０５５号に記載の埋込型リアルタイム診断監視装置を使用したディス クドライブソフトウェアシステム構造； ジョン Ｐ．スクワイヤーズ、トーマス Ａ．フィアースおよびルイス Ｊ． シュリンクルらにより発明され、１９９０年１２月１８日に発行の米国特許第４ 、９７０、０５６号に記載のディスクドライブシステム制御構造； この結果、上述した出願の各々は特に参考文献として援用される。 発明の背景 発明の分野 本発明は、ディスクドライブが使用できなくなった時、ハード（または固定） ディスクの選択された位置にディスクドライブのヘッドを位置させ且つ保持させ る留置装置に関する。関連分野の詳細 パーソナルコンピュータ、携帯コンピュータ（ポータブルコンピュータ）およ びラップトップコンピュータの発達により、これらコンピュータの寸法縮小化（ ダウンサイジング）が促進されてきており、ディスクドライブの記憶容量は増加 している。ラップトップコンピュータで固定またはハードディスクを使用したり これをラップトップコンピュータに組み込むことを妨げる要因としては、ハード ディスクドライブ装置の寸法、重さおよび消費電力が挙げられる。ポータブルコ ンピュータをバッテリー（電池）供給による電力で作動させようとする希望、お よびコンピュータの各電力消費要素によるバッテリーの寿命減少により、ポータ ブルコンピュータで使用されるように意図されたディスクドライブの消費電力を 減少させる努力が促進された。 従来のハードディスク駆動装置は、しばしば、駆動装置の一つのヘッド（複数 のヘッド）を停止させるための装置を組み込んでいる。この特許に使用されるよ うに、「留置」と「留置すること」の用語は、一つのディスク（複数のディスク ）の選択された部分（通常は、内側或いは外側直径における「着地領域（ランデ ィングゾーン）」）での一つのヘッド（複数のヘッド）の位置を保持することに 係わるのである。ヘッドは、アクチュエータにより支持され、ヘッドを留置させ ることとは、ヘッドを支持するアクチュエータの位置を固定することにより、ア クチュエータを留置させることを意味するのである。 従来のディスク駆動装置においては、ヘッドはディスクの表面上を飛翔し、デ ィスクの回転により創成された空気流上に浮かぶのである。ディスクが回転を留 置する時、例えば、動力が切られた時、ヘッドはディスク上に着地する。もしヘ ッドがデータを記録するために使用されるディスクの部分に着地するなら、ディ スクが、従ってディスク上に記録されるデータが、損傷される可能性がある。従 って、ヘッドをディスクの非データ部分上に保持することが重要である。ヘッド を留置させることは、ディスク駆動装置が運搬中に大きな物理的衝撃に連続的に さらされる特にポータブルコンピュータにおいて重要である。非動作的物理的衝 撃、例えば、ポータブルコンピュータの運搬や航送中に経験する衝撃は、ヘッド をディスクに対して打ちつけ、もしヘッドがディスクのデータ保持部分に対して 押しつけられるなら、データを失うかもしれない。ヘッドを留置させることは、 ヘッドが着地領域、即ち、ディスクの非データ記憶部分上に着地し、動力が落ち ている間は着地領域上の位置に保持されることを、保証するのである。 様々な形式の留置（或いは係止）装置が、ディスク駆動装置が作動していない 時に、選択された位置に、ボイスコイルにより位置決めされるアクチュエータを 固定するよう、使用されてきた。多くの留置装置が、アクチュエータアームと物 理的に係合する係止装置を組み込んでいる。そのような装置においては、スプリ ングが枢動係止アームを留置位置まで偏らせるよう使用され、電磁石が駆動装置 の操作中は係止装置を解除させる。電磁石の使用は、一般には、非係止位置に係 止装置を保持する電力の無視できない使用を要する。更に、電磁石は、ディスク 駆動装置内或いはコンピュータ内の他のいずれかの領域内で望まれない、熱を発 生する。 空気作動される留置装置は、スプリング偏らせ係止アームを解除するための回 転ディスクが発生する空気流に依存する。空気作動留置装置は、ヘッドが適当に 飛翔するために必要な空気流との干渉の問題を発生させる。更に、空気流が発生 する力の量は、ディスクの表面積と関連し、ディスクの大きさが減少するに伴い 、空気流の量は、係止機構を解除するには不十分となり得るのである。 ソレノイドはまた、スプリングにより偏らせられる係止アームを解除するのに 使用されてきた。電磁石を有するのと同じように、ソレノイドは電流の一定の供 給を必要とし、プランジャーの残留磁気は、偏らせ力により克服されなければな らない。 そのような留置装置は、例えば、ディスク駆動装置の全ての操作のための係止 装置の適当な機能を提供するために係止アームのバランスを取るような、設計的 、製造的、操作的な問題点をしばしば発生させる。枢動係止アームをしばしば利 用する。ディスク駆動装置の全ての操作のために適当に動作しない係止装置は、 ラップトップコンピュータ内での使用には適さない。 透磁性部材を引き付ける電磁留置装置の信頼性は、より大きな偏らせスプリン グの使用を誘発する、透磁性部材内の残留磁気を克服しなければならない。しか し、より大きいスプリング力は、スプリング力を信頼性高く克服する電磁石を励 起するより大きい電力を必要とする。 磁気留置装置は、純粋に、アクチュエータの透磁性部分の磁石による引き付け により、アクチュエータを留置させる。そのような留置装置は、アクチュエータ の透磁性部分と磁石との間の直接接触を形成してきた。この形式の磁気係止装置 の第一の欠点は、アクチュエータの回転移動が、アクチュエータの透磁性部分と 磁石との引き付けにより、悪影響を受け、それにより、軌道追従検索機能との問 題点を生じさせる。更に、極端に大きい力が、磁石からアクチュエータを解除す るのに必要とされる。 発明の概要 本発明の目的は、ディスクドライブ用アクチュエータを磁気的に捕捉する（留 置する）留置装置を設けることである。 本発明の他の目的は、ディスクドライブ内で最小の空間を必要とする留置装置 を設けることである。 本発明の別の目的は、留置装置とアクチュエータの物理的な錠止に頼らずに該 アクチュエータを留置する該留置装置を設けることである。 本発明の別の目的は、磁場が相互作用領域に集中され、該相互作用領域では磁 場がアクチュエータを捕らえ且つ該相互作用領域の外側への磁場の漏れが限定さ れた領域に限られる磁気留置装置を設けることである。 本発明の別の目的は、アクチュエータアーム以外に可動部品を利用しない磁気 留置装置を設けることである。 本発明の別の目的は、非物理的な錠止配列を利用した先行技術の錠止機構より も大きな保持力を備えた磁気留置装置を設けることである。 本発明のこれらの目的は、本発明による磁気留置装置によって達成される。こ のような留置装置は、例えば、データ貯蔵媒体を備えたディスクドライブ、デー タ貯蔵媒体から情報を読み取るあるいはデータ貯蔵媒体に情報を書き込むための トランスジューサ、データ貯蔵媒体に対し該トランスジューサを選択的に位置決 めするためのアクチュエータ用に有用である。駆動アクチュエータには磁気的に 透過性の捕捉部材が設けられ、且つ該トランスジューサを留置するための該捕捉 部材を捕捉し磁気的に保持する磁気留置装置が駆動アクチュエータに隣接して設 けられている。磁気留置装置は、永久磁石およびスロット（あるいは空気ギャッ プ）を形成された磁場保持部材を備えてもよい。この磁場保持部材および永久磁 石は磁気回路を形成し、磁束は磁場保持部材内に実質的に保持されている。磁場 保持部材内の該スロットにより、磁束の一部は該磁場保持部材の物理的な閉じ込 めを超えて延在し、該捕捉部材用の捕捉領域を設ける。該トランスジューサがラ ンディング領域上にある位置内に該アクチュエータが移動したとき該捕捉部材は 、空気ギャップに隣接した捕捉領域に入り、且つ磁場保持部材および永久磁石に より形成された磁気回路の一部となる。磁場を中性化して留置状態からアクチュ エータを開放するため、電流を通し、永久磁石により設けられる極性と反対の極 性を備えた磁場を生じさせるバッキング（bucking）コイルが設けられ且つ該磁 石の周囲に配置される。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１実施例による留置装置を備えたディスクドライブの等 角投影図であり、 第２図は、本発明の第１実施例による留置装置を備えたディスクドライブの部 分的平面図であり、 第３図は、第２図の線３−３に沿った第２図のディスクドライブの部分的端面 図であり、 第４図は、本発明の第１実施例による、定位置にアクチュエータを固定するた めの留置装置とアクチュエータとの部分的拡大され且つ部分的に削除された図で あり、 第５図は、第２−４図に示された留置装置の支持部材のギャップ幅と保持力と の間の関連性を描いたグラフであり、 第６図は、第２−４図に示されたアクチュエータ錠止での捕捉部材を開放する ため使用されるバッキング（bucking）コイルによりアクチュエータに生じるト ルクと保持力との間の関連性を描いたグラフであり 第７図は、本発明の磁気留置装置のアクチュエータ捕捉部材の他の実施例の拡 大図であり、 第８図は、第７図の線８−８に沿った、捕捉部材の他の実施例の図であり、 第９図は、本発明のラッチのバッキング（bucking）コイルを制御するディス クドライブの制御エレクトロニス内に設けられる電気回路機構のブロック図であ る。 好ましい実施例の説明 本発明の磁気留置装置が好ましい実施例を参照して記述されるであろう。 本発明による磁気留置装置を含むディスクドライブは第１図〜第８図を参照し て記述されるであろう。ここに記述されるディスクドライブは、例えば、磁気コ ーティングを施した１個またはより多くの硬いディスクを含みそしてウィンチェ スター（Winchester）技術を使用する。ディスクドライブは種々な数のディスク と対応する数のヘッドを使用してもよく、そして本発明の教えるところはここに 開示されたディスクドライブの特別な実施例に制限されない。更に、ここに記述 されるディスクドライブは他のタイプのディスク、例えば、光ディスクや他の読 み取り／書き込み技術、例えば、レーザを使用してもよい。 本発明の第１実施例による磁気留置装置を含む、ディスクドライブ３０が第１ 図、第２図および第３図を参照して記述されるであろう。本発明の磁気留置装置 を記述する目的のために、ディスクドライブ３０は広い用語を使用して記述され るであろう。他の掛け止め装置の代りにここで教示するもののような磁気留置装 置を使用するディスクドライブの詳細は上記共願の出願継続番号第５２７５９０ 号に開示されており、それを参考までにここに組み入れる。 ディスクドライブ３０が、該ディスクドライブの内装部品および外装電子回路 素子を支持するための基板３２を有する。内装部品は、互いに関連する３つのグ ループに分けられる。すなわち、ハブ３５によってスピン・モータ（図示せず ）に装架されたディスク３４、ディスク３４に関連して位置を定めるヘッド３ ８用のアクチュエータ組立体３６、およびヘッダー４２と、ブラケット４４と 、屈曲回路４６とを含むヘッダー組立体４０である。図示されないカバーが、取 付けねじ（図示せず）、および制御された密封内部環境を作るために基板３２と カバーの間に置かれたガスケット３１によって、密封可能に基板３２に取着され る。 スピン・モータによって駆動回転せしめられるディスク３４は、特定の内外径 ５８、６０と、ランディングゾーン（すなわち、非データ領域）６１を有する。 ランディングゾーン６１は、一例として内径５８に近接する。ランディングゾー ン６１は、ディスク３４の任意選択部分であってよいが、通常、内径５８に近い 部分、または外径６０に近い部分が選択される。 印刷回路組立体（すなわち、制御装置）（図示せず）が、基板１２の底部に取 付けられる。該制御装置は、ディスク３４上のデータを選択的に記録し検索する ために駆動部品に信号を送る。ヘッダー４２は、印刷回路組立体６２から制御さ れた内部環境に電気信号を送る。ディスクドライブ３０は、組立長さ約１３．１ cm（約５．１５インチ）、幅約１０．２cm（約４インチ）、全高（印刷回路組立 体を含む）約１．９cm（約０．７５インチ）にすることができる。 アクチュエータ組立体３６は、第一アーム部５０ａを備えた回動ないし枢動可 能なアーム５０を有する。アクチュエータアーム５０の回動ないし枢動点とは反 対側に位置するヘッド３８は、アクチュエータアーム５０の第一端部５０ａにお いてロードビーム（梁）６４に装着されている。アクチュエータコイル５２が、 アクチュエータアーム５０の第二端部にアクチュエータサブ（副）アーム５０− １，５０−２に装着されている。アクチュエータ組立体３６は、磁石５６を支持 する磁石構造体５４を利用したボイスコイル型のアクチュエータモータを有する 。磁石構造体５４の構成要素は、以下に更に詳述するように、磁石５６によって 生成された磁束の戻り路を与える透磁性材料で形成されている。磁石構造体５４ 及びアクチュエータコイル５２は、磁石５６によって生成された磁場があるとき に、コイル５２に流れる電流がアクチュエータアーム５０を回動ないし枢動させ る力を生じさせるように配置されている。同様に、コイル５２に逆向きに電流が 流れると、逆向きのトルクが生じる。アクチュエータアーム５０の回動ないし枢 動によって、ヘッド３８がディスク３４に対して選択位置に位置決めされる。 次に、アクチュエータ組立体３６の構造および動作について第１図から第４図 を参照しながら説明する。アクチュエータ組立体３６の役割は、アクチュエータ アーム組立体５０を回動ないし枢動させることによって、ディスク３４の個々の トラック上にヘッド３８を選択的に位置決めすることである。ヘッド３８はロー ドビーム６４によってアクチュエータアーム５０に支持されている。ロードビー ム６４とヘッド３８との間には、融通性付与部（図示せず）がある。アクチュエ ータアーム５０には軸受組立体６６が挿設されており、軸受組立体のほぼ中心の 回動ないし枢動点の廻りで回転運動可能になっている。アクチュエータアーム５ ０は、該アーム５０に取り付けられているすべての構成要素を含めて、正確にバ ランスが取られている。すなわち、ヘッド３８の位置決めが、直線的な一次元の 衝撃および振動によって影響され難いように、回動点の両側の重量が等しくなる ように構成されている。 磁石構造体５４はコイル５２と協働してボイスコイル組立体を構成している。 磁石構造体５４は、頂部および底部板６８，７０、アーム７２、支持構造体７４ 、並びに頂部板６８に取り付けられた二極性磁石５６を含む。頂部板６８、底部 板７０、及び支持構造体７４は、透磁性材料で形成されている。頂部および底部 板６８，７０は、アーム７２及び支持構造体７４と協働して、二極性磁石５６の 磁束の戻り路として働く。アーム７２、支持構造体７４、および頂部板６８また は底部板７０のうちのいずれか一方に隣接する領域には空隙がないことが重要で ある。仮に空隙が少しでもあると、戻り路に不連続性が生じ磁場の強さが大きく 低下してしまうことになる。 部板７０、アーム７２及び支持構造体７４の種々の部分を含む磁場の閉ループに 磁場の強さは対応する磁石５６と底部板７０との間の領域で大きくなる。支持構 造体の領域における磁場の強さは、アクチュエータアーム５０に対してボイスコ イルが及ぼすトルクに、したがってアクチュエータアーム５０の回転速度や（デ ィスク）ドライブのシーク時間に、直接関連している。 クラッシュストップが設けられてアクチュエータアーム５０の枢動を制限し、 これによりヘッド３８はディスク３４の内側および外側直径の間だけを移動する 。外側直径のクラッシュストップは、クラッシュストップポスト３３によって提 供されてもよい。ヘッド３８がアクチュエータアーム５０の枢動によってディス ク３４の内側直径に置かれると、アクチュエータラッチアーム５５の一部分に装 着されている捕捉部材１００が支持構造７４の一部分に接触し、これにより内側 直径クラッシュストップとして作用する。 可撓回路４６がヘッダー４２からヘッド３８およびアクチュエータ組立体３６ へ電気信号を運ぶ。リバース可撓回路４６は、３つの部分に分けられていてもよ い。最初の部分が電流をアクチュエータコイル５２へ運び、第２の部分はこの電 流送り部分を第３のデータ送り部分から隔てる接地面である。データ送り部分は ディスク３４に情報を記録するために信号をヘッド３８に提供し、ディスク３４ からデータを読む際には、ヘッド３８からヘッダー４２を介してプリント回路組 立体（図示せず）へ信号を運ぶ。接地面部分は比較的微弱なデータ信号との干渉 を防ぐ。さもないと、そのような干渉が、リバース可撓回路４６の第１部分を流 れるアクチュエータコイル５２に必要な一層大きな電流によって生じるであろう 。 可撓回路４６は、アクチュエータアーム５０に最小量の回転力（トルク）のみ を及ぼすように設計されている。音声コイル組立体以外の手段によってアクチュ エータアーム５０に及ぼされるトルクは、ディスク３４に関してヘッド３８を位 置決めするアクチュエータ組立体３６の機能、特に、上段に明らかにした共願の 出願一連番号第０５７，８０６号および０５８，２８９号に記載のあるトラック 追従およびシーク機能に影響する。音声コイル組立体によって提供される力は、 可撓回路４６により及ぼされる力を補償するように制御されねばならない。モー タ可撓回路４８が、ＤＣ信号をヘッダー組立体からスピンモータ３５から伝達す るために設けられて、選択的にディスク３４を回転する。 ヘッド３８を留置させる、すなわちヘッド３８が例えばディスク３４の内側直 径に置かれる向きにアクチュエータアーム５０をロックするための磁気留置装置 を、第２図から第８図を参照して説明する。 第２図から第４図を特に参照すると、本発明による磁気留置装置は、アクチュ エータラッチアーム５５に装着された透磁性の捕捉部材１００を含んでいる。 透磁性の捕捉部材１００は、非磁性の無電解ニッケル仕上げされた冷間引き抜 き鋼や、或いは、ニッケル仕上げを要しない磁気ステンレス鋼で作ることができ る。一つの実施例では、捕捉部材１００は全体としてＴ形状であり、円盤部分１ ０３に係合する円筒状の中央部分１１０を含んでいる。円盤部分１０３は面１０ ２を含む。面１０２は、タブ７４ａ，７４ｂを係合させるための円滑な平坦表面 を持ち、これによって当接時に３つの表面間に空隙が無いように、製作すること が重要である。そのような空隙は、捕捉部材１００を通る磁気フラック（アーク ８２）によって提供される磁気保持力（後で説明する）を実質的に低減する。 当業者によって認められるように、いくつの機構 (schemes)が捕捉部材１００ をラッチアーム５５に取り付けるように使用されてもよい。一つの実施例におい て、捕捉部材１００はラッチアーム５５の溝に接着するように固定される。また は、透磁性の捕捉部材はゴム製のグロメット（grommet ）によって囲まれていて も良く、アクチュエータラッチアーム５５は鈎状端部に設けられて捕捉部材１０ ０とゴム製グロメットを固定してもよい。さらに他の実施例では、第６図に示さ れるように、捕捉部材１００はアクチュエータアーム５０の一部の穴を通して設 けられてもスナップリング（１３２）によって固定されてもよい。 第２図から第４図に示されるように、支持構造７４は頂部面６８と底部面７０ の一部の間に設けられて磁石構造５４用のアーム７２と結合し構造的な剛性を与 えている。さらに特に第４図に示されるように、磁石９０は支持構造７４の一部 に設けられる。特に、第１及び第２ピン７６ａ、７６ｂが支持構造７４の穴を介 して配置され、磁石９０はピン７６ａと７６ｂの間に配置される。バッキングコ イル８５はピン７６ａ、７６ｂと磁石９０の回りに備えられる。支持構造７４は ステンレススチールかマグネシウムの一体の部品（solid piece ）で鋳造される か、または組立ての場合にはその組立部品の間に空気間隙がないことを確実にす る用心がされねばならないが別個に鋳造された各部を組立ててもよい。支持構造 ７４のタブ７４ａと７４ｂは空気間隙８０が長さＬ及び間隙幅Ｗ、ここでＷは大 体０．３０５cm（０．０１２inch）、を有するように規定する。磁石９０は、磁 エルステッドのネオジミウム鉄ボロン磁石（neodymium iron boron magnet ）で ７６ａ、７６ｂと、タブ７４ａ、７４ｂを含む構造７４とを通過する磁束路を備 える閉回路を形成する磁束を有する。 磁石９０によって発生された磁束がこの磁気回路の空間間隙８０に出会うと、 磁界束線はタブ７４ａから空間間隙８０を通ってタブ７４ｂまで空間間隙８０の 幅Ｗを横切って通過する。フリンジング（fringing）として知られる現象によっ て、磁束は外方に少しの距離を、磁束線８２として例示されるように隣接するタ ブ７４ａ、７４ｂの領域の中に延びる。 透磁性の捕捉部材１００はアクチュエータラッチアーム５５に取り付けられて 第３図に示されるように、軸線Ａにそって移動する。捕捉部材１００の上昇（el evation ）及び位置付け（location）は、アクチュエータアーム５０がランディ ングゾーン６１を越えてポジションヘッド３８まで回転すると選択部材１００の 面部分１０２の中心が空気間隙８０のほぼ中心のタブ７４ａ、７４ｂに係合する ように選定される。磁気捕捉部材１００が磁束８２の外部に位置されると、 ８２の影響外にとどまる。制御手段が、アクチュエータ組立体３６がアクチュエ ータ５０をランディングゾーン６１を越えてポジションヘッド３８まで枢動する ようにすると、透磁性の捕捉部材１００がタブ７４ａ及び７４ｂと接触される。 透磁性の捕捉部材１００により、アクチュエータアーム５０は、部材１００が タブ７４ａ及び７４ｂと接触するように位置決めされると、捕捉部材１００は透 磁状態に切り替わり、支持構造７４、磁石９０及びタブ７４ａと７４ｂによって 形成される磁気回路の構成要素となる。特に、第４図に示されるように、空間間 隙８０の回りにへりをなす磁束８２は磁気捕捉部材１００に透磁する。捕捉部材 １００はこうして磁石９０によって作られる磁気回路の一体的な一部となり、従 来公知の磁気ラッチのそれよりほぼ１０倍以上の力を備えてタブ７４ａ及び７４ ｂと当接する位置にとどまる。 第５図に図示のように、ラッチ力の強さは、ギャップ８０の幅“Ｗ”に依存す るものである。第５図のラッチ力のグラフは、ギャップ８０の幅“Ｗ”に対して インチオンスで表示される。図示のように、ギャップ８０の幅が小さければ小さ いほど留置装置のラッチ力は大きくなる。第５図は、ギャップ幅“Ｗ”を変えた ことにより生ずるラッチ力に勝さる、アクチュエータ５０により要求されるトル クのスケール測定結果を示すものである。“演算された実際の電圧”なる表示は 、ラッチ位置からアクチュエータ５０を除去するためアクチュエータコイル５２ に印加すべき電圧値を測定し、かつ周知の原理によりトルクを演算することによ り得られる力を意味するものである。“グラムゲージ”なる表示は、グラムゲー ジをアクチュエータアーム５０に結合し、捕捉部材１００をタブ７６ａ、７６ｂ に当接させておいて、ラッチ位置からアーム５０を解放するに十分な力をグラム ゲージに印加することにより、直接測定される。 ギャップ８０周りの周辺磁束（８２）は、比較的小さな“捕捉ゾーン”を形成 する。周辺の値が最小に保持されるので、アクチュエータアーム５０の移動とヘ ッド３８の位置決めに対する干渉は小さい。 留置状態からアクチュエータ組立体３６を解除するためには、捕捉部材７４ａ 、７４ｂにより生ずる大きな留置力に対して補償が取られらなければならない。 このためバックリングコイル８５を設けてこれによりを永久磁石９０により付与 さ 性と反対の極性を有する磁場が発生する方向に電流をバッキングコイル８５５を んの１秒以内（例えば、０．１０秒）で印加され、しかして制御手段により同時 にアクチュエータ組立体３６がアクチュエータアーム５０を枢動させるようにし て、捕捉部材１００を、タブ７４ａ、７４ｂから遠ざかる方向に軸Ａに沿って磁 束８２から捕捉部材が１００が離れるまで動かす。 本発明の一実施例においては、磁石９０が、ピン７６ａ、７６ｂの間の円筒領 域に滑動可能に受領しうるように設けられている。この実施例において、磁石９ ０の半径が約．１００インチで長さが、約．０６５インチであれば、バッキング コイル８５は、ピン７６ａ、７６ｂの周りに巻き付けたＲＳＴＳＬの絶縁銅導線 を１１００巻したものとなる。典型的には、ディスクドライブ３０は、５Ｖ電圧 供給源によりパワーアップされる。これにより、導線抵抗を２７オームとすると バッキングコイル８５に２０３アンペアターンが得られる。 磁石９０とバッキングコイル８５を上述のような寸法とすると、コイル８５に 印加される電圧は、（１）ラッチトルクすなわちタブ７４ａ、７４ｂを含む磁気 留置装置が、捕捉部材１００とアンチュエータ本体５０にこの本体５０をラッチ 位置から除去するに必要なトルクとして印加する保持力に対して、また（２）特 定電圧レベルがアクチュエータ本体５０を介して印加されたと仮定して、アクチ ュエータ本体５０により付与されるトルクとして定義されるアクチュエータトル クに対して第６図で図示されている。よって、０Ｖでラッチトルクは、ほぼ１． １インチオンスであり、アクチュエータトルクは、０インチオンスである。コイ ル８５とアクチュエータコイル５２の電圧が増大すると、この表示値は、収斂し は、よって、タブ７６ａ、７６ｂからアクチュエータ５０を解放する反作用力を 付与する。 捕捉部材１００の他の実施例が第７図及び第８図に示されている。第８図にお いて、タブ７４ａ及び７４ｂは約９０度回転され、従ってエヤギャップ８０の幅 Ｗはアクチュエータアーム５５の長さと平行になっている。第７図及び第８図は 、軸線１１２のまわりに枢動可能になるようにアクチュエータアーム５５に装架 された捕捉部材１１０の詳細を示している。好ましくは、ラッチアーム５５にボ ア１１４が設けられ、捕捉部材１１０は、ゴムグロメット１１６を介して設けら れ、ピン１１８によってラッチアーム５５に固定されている。この構成は、捕捉 部材１１０が軸線１１２のまわりに枢動して、その面をタブ７４ａ及び７４ｂに 対し てより正確に整合させることを可能にする。捕捉部材１１０は、その捕捉部材１ １０がタブ７４ａ及び７４ｂに当接したときにエヤギャップ８０をまたぐ凹部１ ２０を有する。エヤギャップ８０は、捕捉部材１１０の接触部を部分１１０ａ及 び１１０ｂに制限することによって捕捉部材１１０を通る磁束の量を制限するよ うに設けられている。捕捉部材１１０を通る磁束の経路はほぼ弧状をなすため、 凹部１２０を含む部分を削除することは、捕捉部材１１０の面をより確実にタブ ７４ａ及び７４ｂに当接させることを可能にする。 本明細書に記載されるディスクドライブに使用するのに適した電子制御装置が 米国特許第４，９７９，０５６号明細書に記載されている。バッキングコイル８ ５を制御するために、アクチュエータコイルを解放するようにバッキングコイル を制御する回路を電子制御装置に組み込むことができる。第９図はそのような回 路をブロック図で示している。 第９図において、マイクロプロセッサ（μＰ）は、ディジタル−アナログ変換 器２００に連結され、また、アドレスバス２３０を介してプログラム可能なラッ チ２１０に連結されている。ディジタル−アナログ変換器２００はマイクロプロ セッサによって設定され、電流をアクチュエータコイル５２に向けることにより アクチュエータを位置決めする。当業者が理解できるように、マイクロプロセッ サは、バス２３０のアドレスに直接書き込みを行うことによりディジタル−アナ ログ変換器２００の出力とラッチ２１０の状態とを制御することができる。上記 したように、捕捉部材１００がタブ７４ａ，７４ｂに接触しているときにはアク チュエータはラッチ状態にある。アクチュエータをラッチ解放状態にするときに は、マイクロプロセッサはラッチの状態を１に設定し、ラッチはトランジスタ２ １５及び２２５を駆動してバッキングコイル８５を付勢する。それと同時に、電 流をアクチュエータコイル５２に全電流状態で通し、アクチュエータを迅速に移 動させて捕捉部材１００を捕捉部材７４から引き離す。上記したように、このよ うな作動は約０．１０秒で行われる。 磁気ラッチ装置は組み込んだ本発明のディスクドライブの多くの特徴と利点は 、好適実施例の記載、図面及び請求の範囲から、当業者にとって明らかであろう 。当業者にとって明らかな多くの変形が可能である。そのような変形は明細書に 記 載された発明の範囲内にあり、請求の範囲はその発明の範囲内にある全ての修正 と変形を含むよう意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルスリー，リチャード ビー. アメリカ合衆国 80303 コロラド州ボウ ルダー，ムーアヘッド アベニュー 4065 (72)発明者 スペックマン，スチーブン アール. アメリカ合衆国 80301 コロラド州ボウ ルダー，フルトン サークル 3038

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベースに装架されたデータ記憶媒体と、該データ記憶媒体に情報を書き込 み及び該データ記憶媒体から情報を読み取る手段と、データ記憶及び検索を指示 する制御信号を発生する制御手段と、アクチュエータ組立体にして、アクチュエ ータ本体と、該アクチュエータ本体を位置決めする手段とを有し、前記ベースに 装架され、前記情報読取り手段を前記データ記憶媒体に対して選択的に位置決め するアクチュエータ組立体とを有したディスクドライブ用の磁気留置装置であっ て、該磁気留置装置が、 前記アクチュエータ本体に設けられた透磁性の捕捉部材と、 第１の磁束を含む第１の磁場を提供する磁石と、 前記第１の磁束の通路を画定し、前記捕捉部材に隣接した捕捉範囲の中に所定 距離延在する前記磁束の一部を提供するエアギャップを有する磁場包含部材と、 第２の磁場であって、前記第１の磁場と反対の極性を有し、さらに、それと関 連して、前記第１の磁場の前記磁束の方向と反対の方向を有している第２の磁束 を有している第２の磁場を前記磁場包含部材中に発生する手段と を有している磁気留置装置。 ２．請求項１による磁気留置装置において、前記第２の磁場を発生する前記手 段は、約０．１秒間前記第２の磁場を提供し、前記アクチュエータが前記捕捉部 材を前記磁気留置装置から非係合にすることを可能にする磁気留置装置。 ３．請求項２による磁気留置装置において、前記第２の磁場を発生する前記手 段は、前記磁石の回りに複数回の巻き数を有し、前記制御手段に結合されたバッ キングコイルを有している磁気留置装置。 ４．請求項１による磁気留置装置において、前記エアギャップは、幅と長さを 有したスロットを有し、前記磁束の方向は前記磁場包含部材において前記スロッ トとほぼ直交する方向である磁気留置装置。 ５．請求項１による磁気留置装置において、前記捕捉部材は前記アクチュエー タ本体に回動自在に装架されており、前記捕捉部材は面部を有しており、該面部 はＵ字形断面を有している磁気留置装置。 ６．ベースに装架されたデータ記憶媒体と、該データ記憶媒体に情報を書き込 み及び読み取る少なくとも一つの相互作用手段と、データ記憶及び検索を指示す る制御信号を発生する制御手段と、前記ベースに装架され、前記相互作用手段を 前記データ記憶媒体に対して複数の位置に位置決めするアクチュエータとを有し たディスクドライブ用の磁気留置装置であって、該磁気留置装置が、 前記アクチュエータの一部に装架された透磁性の捕捉部材と、 前記磁気捕捉部材中にほぼ包含された第１の磁束を提供する磁石を有する磁気 留置部材であって、前記磁気捕捉部材は内部に形成されたエアギャップを有して おり、該エアギャップは該エアギャップの回りの領域に前記第１の磁束の一部を 提供する磁気留置部材と、 前記制御手段に結合されたコイルであって、前記制御手段は、前記コイルに電 流を選択的に提供して、第２の磁束を含む第２の磁場を発生し、前記第２の磁場 は前記第１の磁場の極性と反対の極性を有しているコイルと を有している磁気留置装置。 ７．請求項６による磁気留置装置において、前記アクチュエータはアクチュエ ータ回動点の回りに回動自在に装架された第１のアクチュエータアームを有して おり、該第１のアクチュエータアームは第１端と、該第１端から前記アクチュエ ータ回動点と反対の第２端とを有しており、前記第１端は該第１端上に装架され た前記相互作用手段を有している磁気留置装置。 ８．請求項７による磁気留置装置において、前記アクチュエータは、前記第１ のアクチュエータアームの前記第１及び第２端に直交して装架された第２アーム をさらに有している磁気留置装置。 ９．請求項８による磁気留置装置において、前記アクチュエータは前記アクチ ュエータ回動点の回りに回動して前記相互作用手段を前記複数の位置に位置決め し、前記アクチュエータが前記複数の位置の第１の位置にあるとき、前記透磁性 捕捉部材は前記捕捉板と当接し、前記第１の磁束の前記一部に入り、前記アクチ ュエータが前記第１の磁場によって前記捕捉板と当接状態に保持される磁気留置 装置。 10．請求項６に記載の留置装置において、前記捕捉部材が前記アクチュエータ 本体に枢着されて、前記部材が表面部分を有し、該表面部分がＵ字型切断面を有 することを特徴とする磁気ディスクドライブ用留置装置。 11．ベース上に取り付けられたデータ記憶媒体、該データ記憶媒体から情報を 読み取りかつ前記媒体へ情報を書き込む手段、制御信号を発生してデータの記憶 および検索を指示する制御手段、および前記ベース上に取り付けられて前記デー タ記憶媒体に関してヘッドを位置決めするためのアクチュエータを有するディス クドライブ用留置装置であって、 磁束を有する第１の磁場を提供する磁石、 該磁石に取り付けられた磁場抑制部材にして、そこに形成されたスロットを有 する平面区域を含み、前記スロットがある長さおよび幅を有し、該スロットがさ らに前記長さを前記スロットにおいて前記磁場の方向に対して概ね垂直にするよ うに配置され、前記スロットは、前記抑制部材に隣接した区域に対して、前記ア クチュエータが前記区域に進入するとき、前記第１の磁場が前記アクチュエータ を捕捉するように、前記第１の磁場の一部を提供することからなる磁場抑制部材 、および 前記第１の磁場とは反対の極性を有する前記磁場抑制部材において第２の磁場 を発生する手段、 を包含するディスクドライブ用留置装置。 12．請求項１１に記載のディスクドライブ用留置装置において、前記アクチュ エータは、前記アクチュエータが第１の位置にあるとき前記磁場抑制部材の前記 平面部分に係合する透磁性部分を含むことを特徴とするディスクドライブ用留置 装置。 13．請求項１２に記載のディスクドライブ用留置装置において、前記発生手段 が前記磁場抑制手段の一部を取り巻くコイルを包含し、該コイルが前記制御手段 に接続されていて、前記制御手段が前記コイルに電流を提供して前記第２の磁場 を発生し、前記制御手段がさらに前記電流の提供と同時に前記複数の位置の前記 第１の位置から前記アクチュエータ手段の運動を指示するために前記アクチュエ ータ手段に接続されていることを特徴とするディスクドライブ用留置装置。 14．請求項１１に記載の留置装置において、透磁性部分が前記アクチュエータ 本体に枢着された捕捉部材を包含し、該部材が表面部分を有し、該表面部分がＵ 字型の切断面を有することを特徴とするディスクドライブ用留置装置。 15．ホストコンピュータに対して応答するディスクドライブであって、 ベースプレート、 該ベースプレートに回転可能に取り付けられたディスクにして、ランディング ゾーンを有するディスク、 該ディスクから情報を読み取りかつ前記ディスク上に情報を書き込む変換器手 段、 前記ベースプレート上に枢動可能に支持されたアクチュエータアームにして、 前記変換器手段を支持する第１の端部および該第１の端部から前記枢動可能な支 持部の反対側に配置された第２の端部を有するアクチュエータアーム、 該アクチュエータアームに取り付けられた透磁性捕捉部材、 前記アクチュエータアームの前記第２の端部の回りに延びている第１の磁場を 提供する第１の磁気手段、 前記アクチュエータアームの前記第２の端部によって支持されかつ前記ディス クに対して概ね平行な平面に位置しているコイルにして、磁場において電流を通 すためのコイル、および 前記ベースプレート上に取り付けられた留置手段にして、前記捕捉部材が前記 留置手段に衝接して前記変換器手段を留置するとき、前記捕捉部材と磁気的に相 互作用するための留置手段、 を包含するディスクドライブ。 16．請求項１５に記載のディスクドライブにおいて、前記留置手段が前記第１ の磁石手段および前記ベースプレートの一部分を具備した磁気回路を形成する磁 場抑制部材を包含し、該捕捉部材が前記捕捉区域内に進入するとき、前記磁束が 前記捕捉部材に浸透するように、前記磁束の一部分を捕捉区域に導くことを特徴 とするディスクドライブ。 17．請求項１５に記載のディスクドライブにおいて、前記留置手段が、 磁束を有する第２の磁場を提供する第２の磁気手段、および 前記磁場によって提供される磁束を延長するためのスロットを含む磁場抑制部 材にして、前記アクチュエータが前記スロットに衝接するときにのみ、前記アク チュエータ部材を捕捉するための磁場抑制手段、 を包含することを特徴とするディスクドライブ。 18．前記第２の磁場の前記磁束が前記磁場収容部材の物理的境界内に実質的に 収容されており、前記磁束の部分が前記磁気捕捉部材の前記物理的境界を越えて 所定距離だけ延在していることを特徴とする請求項１７に記載のディスクドライ ブ。 19．前記細穴が一定長さと幅を有し、前記磁石の前記磁束の方向が前記磁場収 容部材内の前記細穴の長さに対して実質的に垂直なことを特徴とする請求項１７ に記載のディスクドライブ。 20．ホストコンピューターに応答する低出力のディスク駆動装置において、 ベースプレート、 前記ベースプレートに支持されており、ランディングゾーンを有する回転可能 なディスク、 制御信号を出す制御手段、 前記ディスクと相互作用する、制御信号に応答する手段であって、 情報を読み取り、記録するヘッド手段、 前記ベースプレート上に枢動可能に支持されて前記ヘッド手段を支持するアク チュエータアーム、および 前記アクチュエータアームを枢動させて前記ディスクに対して前記ヘッド手段 を選択的に位置決めするボイスコイル手段を有するような前記制御信号応答手段 、 前記アクチュエータアームに設けられた透磁性捕捉部材、および 前記ヘッド手段を留置させる留置手段であって、 磁束を関連させた第１の磁場を生じさせる磁石手段、および 内部の磁束の方向に対して実質的に垂直な長さで形成された細穴を有する磁場 収容部材であって、前記細穴が前記捕捉部材の物理的境界の外部に前記磁束の一 部を提供するような磁場収容部材を含むような前記留置手段、および 前記第１の磁場とは逆の極性を有する第２の磁場を発生させる手段 を含むディスクドライブ。 21．前記ボイスコイル手段が制御信号に応答して前記捕捉部材を前記留置手段 から解放し、前記制御手段が前記第２の磁場発生手段に信号を提供して、前記第 １の磁場の掛け金力を中立化することを特徴とする請求項２０に記載のディスク ドライブ。