JPH10320937A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JPH10320937A
JPH10320937A JP13405497A JP13405497A JPH10320937A JP H10320937 A JPH10320937 A JP H10320937A JP 13405497 A JP13405497 A JP 13405497A JP 13405497 A JP13405497 A JP 13405497A JP H10320937 A JPH10320937 A JP H10320937A
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JP
Japan
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magnetic disk
actuator
stopper
disk drive
magnetic
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Application number
JP13405497A
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English (en)
Inventor
Gentaro Nakamura
元太郎 中村
Jiro Kaneko
次郎 金子
Isao Kobayashi
功 小林
Tomio Suzuki
冨男 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撓み方向が短いストッパ機構を備えた磁気デ
ィスク装置を提供する。 【解決手段】 複数の磁気ディスク媒体5と、磁気ディ
スク媒体5に対向する複数の各磁気ヘッド4を先端部に
搭載し、位置決めをするアクチュエータ3と、アクチュ
エータ3に支持されたコイル7と、コイル7と一対とな
り、アクチュエータ3を駆動させるVCM6と、アクチ
ュエータ3が位置決め範囲より逸脱してして移動した場
合に停止させるストッパ9を具備した磁気ディスク装置
で、ストッパ9は、初期たわみを加えると共に一端を固
定し他端を拘持した弾性体とし、アクチュエータ3の移
動方向の所定位置に配設したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係り、より詳細には高密度化・高信頼度化に有効なア
クチュエータのストッパ技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置は、高速ヘッド位置決
め機構の一部を構成するアクチュエータの先端に設けら
れた磁気ヘッドを位置決めし、当該ヘッドにより磁気デ
ィスクに磁気信号を記録・再生する装置である。磁気ヘ
ッドの位置決めは、ボイスコイルモータ(以下、VCM
という)と、アクチュエータに支持されたコイルによっ
て生じるローレンツ力を、前記コイルに流す電流を制御
することによって行われている。
【0003】磁気ヘッドが故障等によって制御不能とな
り暴走した時、当該磁気ヘッドが磁気ディスク媒体の外
周側に飛び出したり、もしくは内周側に入り磁気ディス
ク媒体を所定の間隙に保持するスぺーサに衝突すること
により、当該磁気ヘッドが損傷することを防止するため
にストッパ機構を備えている。前記ストッパ機構を、ア
クチュエータ等の可動部と衝突したときの衝撃により、
磁気ヘッドが損傷するのを防ぐため緩衝構造とする場合
が多かつた。
【0004】この場合、磁気ヘッドの損傷を防ぐために
は、磁気ヘッドに対して、磁気ディスク媒体の径方向の
外端およびスペーサの外端より制動距離分だけ離隔した
位置で、ストッパ機構と衝突するようにその位置を設定
する必要がある。このため、磁気信号を記録・再生する
データ領域は、前記磁気ディスク媒体のの外端より制動
距離領域分だけ少なくなり、当該磁気ディスク媒体の面
当たりの容量は少なくなつていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記磁気ディスク媒体
における制動領域を減少させるためには、初期たわみを
有する弾性体を使用することが有効であることが知られ
ている。例えば、特開昭62−95779号公報記載の
技術では、緩衝構造に初期たわみを有する超合金弾性バ
ネが用いられている。この技術は、リニア型アクチュエ
ータのストッパ緩衝部に超合金弾性コイルバネを用い、
初期たわみを加え、制動距離を小さくし、一個のストッ
パ機構で前後方向のアクチュエータの衝突時の衝撃を緩
衝するように構成したものであり、部品点数も少なくコ
ンパクトな形態に纏められた機構であった。
【0006】前記超合金弾性バネを用いたリニア型アク
チュエータに対するストッパ緩衝部では、たわみを与え
る方向に一定の長さを有する構造が必要となることおよ
び磁気ヘッドのもつ運動のエネルギーが大きくなると構
造が大きくなるため、磁気デイスク媒体の半径方向へ移
動させる、いわゆるロータリ型のアクチュエータを備え
た小型の磁気ディスク装置でおいては、そのままの形態
では実装が困難であるという問題点があつた。本発明の
目的は、かかる従来技術の問題点を除くためになされた
もので、アクチュエータにおいて、たわみを与える方向
の長さが短く、コンパクトな初期たわみを有する弾性金
属部材、粘弾性部材を用いたストッパ機構を備えた磁気
ディスク面当たりの容量を減少を防止した磁気デイスク
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る磁気デイスク装置の構成は、スペーサ
を介装して所定の間隔が保持されている複数の磁気ディ
スク媒体と、前記磁気ディスク媒体とそれぞれ対向する
複数の磁気ヘッドを先端部に搭載するアーム組立体を有
し、前記磁気ディスクの半径方向に移動可能に支持さ
れ、前記磁気ヘッドの位置決めをするアクチュエータ
と、前記アクチュエータに支持されたコイルと、前記コ
イルと一対となり、前記アクチュエータを駆動させるボ
イスコイルモータと、前記アクチュエータが前記位置決
め範囲より逸脱してして移動した場合、当該アクチュエ
ータに当接して停止させるストッパを具備した磁気ディ
スク装置において、前記ストッパは、初期たわみを加え
ると共に、一端を固定し他端を拘持した弾性体で構成
し、前記アクチュエータの移動方向の所定位置に配設し
たことを特徴とするものである。前項記載の磁気ディス
ク装置において、前記ストッパは、U字状または弧状の
部材のいずれかとし、その材質を弾性金属体材もしくは
粘弾性体材のいずれかとしたことを特徴とするものであ
る。前項記載の磁気ディスク装置において、前記ストッ
パは、前記弾性金属体材でなるU字状のバネ部材が内蔵
されるように粘弾性部材と一体的に成形し、前記初期た
わみが保持されるようにしたことを特徴とするものであ
る。前項記載の磁気ディスク装置において、前記ストッ
パは、その初期たわみ量を調整する調整手段を有するこ
とを特徴とするものである。前項記載の磁気ディスク装
置において、前記調整手段は、前記弾性体の固定端の位
置を変化させるようにしたことを特徴とするものであ
る。前項記載の磁気ディスク装置において、前記ストッ
パのアクチュエータとの当接部に粘弾性体材を付設した
ことを特徴とするものである。
【0008】本発明に係る磁気デイスク装置の他の構成
は、スペーサを介装して所定の間隔が保持されている複
数の磁気ディスク媒体と、前記磁気ディスク媒体とそれ
ぞれ対向する複数の磁気ヘッドを先端部に搭載するアー
ム組立体を有し、前記磁気ディスクの半径方向に移動可
能に支持され、前記磁気ヘッドの位置決めをするアクチ
ュエータと、前記アクチュエータに支持されたコイル
と、前記コイルと一対となり、前記アクチュエータを駆
動させるボイスコイルモータと、前記アクチュエータが
前記位置決め範囲より逸脱してして移動した場合にその
移動を停止するストッパを具備した磁気ディスク装置に
おいて、前記ストッパは、初期たわみを加えると共に、
一端を固定し他端を拘持したU字状または弧状の弾性体
とし、その材質を弾性金属体材もしくは粘弾性体材のい
ずれかで構成し、当該アクチュエータの所定の位置に少
なくとも一つ以上を配設したことを特徴とするものであ
る。
【0009】
〔実施の形態 1〕
【0010】図1に示す如く、本実施の形態に係る磁気
ディスク装置1は、ピボットベアリング2を中心に磁気
ディスク媒体の半径方向に揺動するアクチュエータ3の
先端に設けられた磁気ヘッド4を位置決めするように制
御し、前記位置決めされたヘッド4により磁気ディスク
媒体5に磁気信号を記録・再生する装置である。図1に
おいて、本発明に係る磁気ディスク装置1は、当該磁気
ディスク装置1のアクチュエータ3の揺動範囲をデータ
領域10に規制できるように、弾性部材(本明細書にお
いては、以下バネという)からなるストッパ9が二個、
ハウジング12の所定位置に固定されている。前記デー
タ領域10は、磁気デイスク媒体5の記憶領域より制動
領域11を差し引いた分となる。
【0011】上記構成の磁気ディスク装置1におけるス
トッパ9におけるバネの初期たわみ、弾性定数、たわみ
量の関係について説明する。図2では、縦軸がバネに加
わる力、横軸がバネの変位を示すが、バネ定数kで初期
たわみを持たないバネがδ=0の位置で衝突し、δaま
で撓んだとすると、当該バネが吸収したエネルギーは、
図示の斜線部の面積Sで表される。 S=kδa×δa÷2=kδa2/2 となり、バネの最大復元力はkδaとなる。
【0012】次に、初期たわみをδbを与え、バネ定数
がαkの時、最大復元力kδaを上記図2と同じとする
と、図3に示すが如くバネが吸収したエネルギーは、面
積(S2+S3)になる。ここで、前記図2の斜線部面
積Sは、(S1+S2)であるので、S1=S3となる
ようにαk、初期たわみδbを選ぶと、図3に示すたわ
み量δcは、図2に示すたわみ量δaよりも小さくする
ことができる。このように初期たわみを持たないバネに
比べて、初期たわみを有するバネは、同じ最大復元力、
すなわちアクチュエータにかかる最大衝撃力が同じであ
っても、たわみ量を小さくすることができる。
【0013】図4は、図1の磁気デイスク装置における
ストッパ機構9の詳細構造図であり、分図(a)は平面
図、分図(b)は立面図である。x,y,zはそれぞれ
相互に直交する三次元の座標軸である。x,yは磁気デ
ィスク媒体面でそれぞれ相互に直交する二軸であり、z
は前記x,y軸に直交する方向の軸である。図4分図
(a)において、バネ91はU字状の形状をしていて、
一方の端部91aは、ホルダー92の二箇所のL字部9
2a、92bに拘持され、弾性力が働く方向に所定の位
置から動かないようになつている。そして、他の端部9
1bは、ホルダー92のネジ穴に螺着されたネジ93に
より保持されている。
【0014】また、ホルダー92は、ネジ94によっ
て、図示しないハウジング12(図1参照)に固定され
る。U字状のバネ91の形状は、必要なバネ定数によっ
て決まるが、許容荷重も考慮する必要がある。U字状の
バネ91では、z方向の高さによって、許容荷重を変え
ずに、バネ定数を変えることができるので、z方向のス
ペースに余裕がある磁気ディスク装置ではバネのたわみ
方向の長さが短い構造を実現することができる。
【0015】また、前記ネジ93を回転させることによ
り、バネ91の幅が調整され、初期たわみ量を変化させ
ることができる。一方の前記バネ91の前記拘持されい
る一方の端部91aの位置は変化しない。したがって、
前記ストッパ9にアクチュエータ3が接触する位置を変
化せずに、前記バネ91の初期たわみを変化させること
ができるので、適正な初期たわみ量を設定できる。
【0016】なお、前記の如く、たわみ量を調整できる
構造であることから、前記個々のバネ91についてバネ
定数にばらつきがある場合でも、初期たわみ量をバネ定
数に応じて調整することで、たわみ量を一定にすること
もできる。また、バネ91の自由端91aのアクチュエ
ータ3が衝突する部分には板状形の緩衝材95が接着さ
れている。これは、前記アクチュエータ3がU字状バネ
91に衝突した時の初期的な衝撃を緩和するためのもの
である。このように構成したストッパを使用した場合、
たわみ方向と垂直な方向に長くなる構造となるが、この
方向のスペースに余裕がある磁気ディスク装置では、バ
ネのたわみ方向の長さが短い構造が実現することにな
る。
【0017】〔実施の形態 2〕次ぎに、図5を参照し
て、本発明に係る磁気ディスク装置における他の実施の
形態のストッパ機構9aについて説明する。図4におけ
るU字状板バネ91を、本実施の形態においては弧状の
板バネ101にしたものであり、前記バネ101の一方
の端部101aは、L型ホルダー102の底辺部のL字
部102aに拘持されて弾性力の働く方向に対して所定
の位置に保持され、もう一方の端部101bは、前記L
型ホルダーの直立部102に設けられたネジ穴と螺合さ
れるネジ103により保持されている。また、前記L型
ホルダー102は、ネジ104によって、図示しないハ
ウジングに固定されている。
【0018】初期たわみ量の調整は、L型ホルダー10
2の底辺部のL字部102aの形状を変えることによ
り、前記拘持されている前記端部101aの位置が変る
ことにより調整、且つ規定することができる。前記の如
く、図4の〔実施の形態 1〕と同様に、たわみ方向と
垂直な方向に長くなる構造となるが、この方向のスペー
スに余裕がある磁気ディスク装置では、バネのたわみ方
向の長さが短いストッパ構造が実現することになる。な
お、本実施の形態における板バネ101の代わりに棒状
バネを用いても差し支えない。
【0019】〔実施の形態 3〕次ぎに、さらに、図6
を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置のさらに他
の実施形態のストッパ機構9bを説明する。図示するご
とく、U字状の板バネ111は、所定の初期たわみを持
たせた状態で、ゴムまたは樹脂もしくは繊維素からなる
粘弾性体であり、ホルダーを兼ねる緩衝材115と一体
的に成型されているものである。そして、前記成型品は
ハウジング12に取付けられている。そして、前記緩衝
材115とアクチュエータ3とが当接して衝撃を和らげ
る。バネ111とホルダー兼用の緩衝材115とを一体
的に成形することで、コンパクトで、且つ安価な初期た
わみを有するストッパ9bを実現させることができる。
なお、本実施の形態における板バネ111の代わりに棒
状バネを用いても差し支えない。
【0020】〔実施の形態 4〕次ぎに、さらに、図7
を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置のさらに他
の実施形態のストッパ機構9cを説明する。板バネ12
1はU字状の形状を形成している。一方、アクチュエー
タ3は、板バネ121を配設する側の端面で、前記端面
の中央より偏芯させた部位に凹部3bが設けられてい
る。
【0021】前記板バネ121の一の端部121aは、
前記アクチュエータ3の凹部の側壁部3aに拘持され、
弾性力の方向に動かないようになつている。前記板バネ
121の他の端部121bは、前記アクチュエータ3の
側面部の所定の位置にネジ93により固定されている。
前記板バネ121の初期たわみ量は、前記凹部3bの偏
芯させる部位もしくは側壁部3aの形状で、前記端部1
21aの拘持される位置を変えることにより、調整、且
つ規定できる。
【0022】前記板バネ121には、緩衝材95が接着
されており、前記緩衝材95がアクチュエータ3とハウ
ジング12との衝撃を和わらげるようになつている。こ
のように、板バネのホルダーをアクチュエータの一部と
することで、部品点数を低減でき、且つ実装スペースを
大幅に小さくすることができる。なお、本実施の形態に
おける板バネ121の代わりに棒状バネを用いても差し
支えない。
【0023】〔実施の形態 5〕次ぎに、さらに、図8
を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置のさらに他
の実施形態のストッパ機構9dを説明する。図8に図示
する如く、弧状の板バネ131は、一方の端部131a
をアクチュエータ3の端部に設けた凹部3bの側壁部3
aに拘持し、弾性力の働く方向に対しては所定の位置を
保持している。もう一方の端部131bをアクチュエー
タ3にネジ93により固定している。初期たわみ量は、
凹部3bの幅の大きさにより前記拘持される位置を変え
ることにより調整且つ規定することができる。
【0024】前記板バネ131の側面部のハウジング1
2と衝突する所定位置には緩衝材95が接着されてお
り、前記アクチュエータ3とハウジング12との衝撃を
和らげるようになっている。このような構成では、ホル
ダーをアクチュエータの一部とすることで部品点数を低
減でき、かつ、実装スペースを大幅に小さくすることが
できる。なお、本実施の形態において、板バネ131の
代わりに棒状バネを用いても差し支えなく、同様の機能
を得ることができる。
【0025】〔実施の形態 6〕次ぎに、さらに、図9
を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置のさらに他
の実施形態のストッパ機構9eを説明する。図9におい
て、ハウジング12の端部を山型構造とし、中央凸部1
2bは高く突出させ、両側の凸部12aは低く突出すよ
うになつている。U字状の板バネ141は、その両端部
141aを前記ハウジング12の両側凸部12aに初期
たわみが与えられた状態で拘持され、その中央部12b
にはネジ93によりハウジング12に固定されている。
【0026】初期たわみ量を、前記両側の凸部12aの
位置を変えることにより前記拘持される位置が変わり、
前記U字状の板バネ141の幅が変わるので、調整且つ
規定することができる。アクチュエータ41には端部4
1aを設け、当該アクチュエータ41のストッパとの衝
突位置が設定通り、規定できる形状となっている。前記
板バネ141の側面部の所定位置には緩衝材95が接着
されており、前記アクチュエータ41とハウジング12
との衝撃を和らげるようになっている。この構造では、
ストッパ部を共通部材に設けることで、部品点数を大幅
に低減できる。なお、本実施の形態において、板バネ1
41の代わりに棒状バネを用いても差し支えない。
【0027】〔実施の形態 7〕次ぎに、さらに、図1
0を参照して、本発明に係る磁気ディスク装置のさらに
他の実施形態のストッパ機構9fを説明する。図10に
おいて、アクチュエータ31の所定位置の端部を山型構
造とし、中央凸部31bは高く突出させ、両側の凸部3
1aは低く突出させている。前記U字状の板バネ141
は、その両端部141aが前記アクチュエータ31の両
側凸部31aに拘持されて、その中央部が取付けネジ9
3により固定されている。
【0028】初期たわみ量は、山型構造の形状を変える
ことにより、前記板バネ141の両端部141aの拘持
される位置を変えることができるので、調整且つ規定す
ることができる。また、ストッパが衝突するハウジング
12の凸部はストッパ衝突位置が設定通り規定できる位
置・形状となっている。そして、前記板バネ141の両
外側面部の所定位置には緩衝材95が接着され、前記ア
クチュエータ41とハウジング12との衝撃を和らげ
る。この構造では、内周、外周のストッパを一個のスト
ッパにすることにより、部品点数を大幅に低減できる。
なお、本実施の形態において、板バネ141の代わりに
棒状バネを用いても差し支えない。
【0029】なお、上記に説明した本実施形態に係るデ
イスク装置におけるストッパ機構部は、ヘッド位置決め
機構としてピポツトベアリングを中心にデイスク媒体の
半径方向の内周および外周の両方向に揺動するロータリ
アクチュエータを有する磁気ディスク装置への適用につ
いて説明したが、前記半径方向に直線的に移動するリニ
アアクチュエータを有する磁気ディスク装置にも適用で
きることはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明の構成
によれば、ストッパを設置できるスペースが小さい磁気
ディスク装置において、板状または棒状のバネを用いる
ことにより、コンパクトな初期たわみを有するバネを用
いたストッパ構造が実現した磁気ディスク装置を提供す
ることができる。また、初期たわみを有する板状または
棒状のバネを用いることにより、制動領域を少なくする
ことができ、磁気ディスク面当たりの容量を増加させた
磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置の略
示説明図である。
【図2】従来の磁気ディスク装置で初期たわみのないス
トッパのバネ定数とたわみ量の関係線図である。
【図3】図1の磁気ディスク装置で初期たわみのあるス
トッパのバネ定数とたわみ量の関係線図である。
【図4】図1の磁気ディスク装置におけるストッパの一
実施形態の構造図である。
【図5】図1の磁気ディスク装置におけるストッパの他
の実施形態の平面図である。
【図6】図1の磁気ディスク装置におけるストッパのさ
らに他の実施形態の平面図である。
【図7】図1の磁気ディスク装置におけるストッパのさ
らに他の実施形態の平面図である。
【図8】図1の磁気ディスク装置におけるストッパのさ
らに他の実施形態の平面図である。
【図9】図1の磁気ディスク装置におけるストッパのさ
らに他の実施形態の平面図である。
【図10】図1の磁気ディスク装置におけるストッパの
さらに他の実施形態の平面図である。
【符号の説明】
1…磁気ディスク装置、2…ピボットベアリング、3…
アクチュエータ、4…磁気ヘッド、5…磁気ディスク媒
体、6…VCM、7…コイル、8…スペーサ、9、9
a、9b、9c、9d…ストッパ、10…データ領域、
11…制動領域、12…ハウジング、31…アクチュエ
ータ、41…アクチュエータ、91…U字状板バネ、9
2…ホルダー、93…ネジ、94…ネジ、95…緩衝
材、101…弧状板バネ、111…U字状板バネ、11
5…ホルダを兼ねる緩衝材、121…U字状板バネ、1
31…弧状板バネ、141…U字状板バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 冨男 小田原市国府津2880番地 株式会社日立製 作所ストレージシステム事業部内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スペーサを介装して所定の間隔が保持さ
    れている複数の磁気ディスク媒体と、前記磁気ディスク
    媒体とそれぞれ対向する複数の磁気ヘッドを先端部に搭
    載するアーム組立体を有し、前記磁気ディスクの半径方
    向に移動可能に支持され、前記磁気ヘッドの位置決めを
    するアクチュエータと、前記アクチュエータに支持され
    たコイルと、前記コイルと一対となり、前記アクチュエ
    ータを駆動させるボイスコイルモータと、前記アクチュ
    エータが前記位置決め範囲より逸脱した場合、当該アク
    チュエータと当接して停止させるストッパを具備した磁
    気ディスク装置において、 前記ストッパは、初期たわみを加えると共に、一端を固
    定し他端を拘持した弾性体で構成し、前記アクチュエー
    タの移動方向の所定位置に配設したことを特徴とする磁
    気ディスク装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気ディスク装置におい
    て、 前記ストッパは、U字状または弧状の部材のいずれかと
    し、その材質を弾性金属体材もしくは粘弾性体材のいず
    れかとしたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の磁気ディスク装置におい
    て、 前記ストッパは、前記弾性金属体材でなるU字状のバネ
    部材が内蔵されるように粘弾性部材と一体的に成形し、
    前記初期たわみが保持されるようにしたことを特徴とす
    る磁気ディスク装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の磁気ディスク装置におい
    て、 前記ストッパは、その初期たわみ量を調整する調整手段
    を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の磁気ディスク装置におい
    て、 前記調整手段は、前記弾性体の固定端の位置を変化させ
    るようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の磁気ディスク装置におい
    て、 前記ストッパの前記アクチュエータとの当接部に粘弾性
    体材を付設したことを特徴とする磁気ディスク装置。
  7. 【請求項7】 スペーサを介装して所定の間隔が保持さ
    れている複数の磁気ディスク媒体と、前記磁気ディスク
    媒体とそれぞれ対向する複数の磁気ヘッドを先端部に搭
    載するアーム組立体を有し、前記磁気ディスクの半径方
    向に移動可能に支持され、前記磁気ヘッドの位置決めを
    するアクチュエータと、前記アクチュエータに支持され
    たコイルと、前記コイルと一対となり、前記アクチュエ
    ータを駆動させるボイスコイルモータと、前記アクチュ
    エータが前記位置決め範囲より逸脱してして移動した場
    合にその移動を停止するストッパを具備した磁気ディス
    ク装置において、 前記ストッパは、初期たわみを加えると共に、一端を固
    定し他端を拘持したU字状または弧状の弾性体のいずれ
    かとし、その材質を弾性金属体材もしくは粘弾性体材の
    いずれかで構成し、当該アクチュエータの所定の位置に
    少なくとも一つ以上を配設したことを特徴とする磁気デ
    ィスク装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8144433B2 (en) 2008-01-11 2012-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Hard disk drive

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