JPH11353825A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 慣性ラッチを用い、超小型で信頼性の高いキ
ャリッジロック機構を提供する。 【解決手段】 本発明の磁気ディスク装置は、衝撃が印
加されたときだけキャリッジロック機構が作動する慣性
ラッチ１８を有し、１つの球１８１への衝撃によってこ
の球１８１が動くことによってロック機構を作動させ
る。また、キャリッジ１３が所定の待機位置から脱落す
る方向に働く衝撃に対してだけ作動する。さらに、キャ
リッジ１３の回転中心と慣性ラッチ１８の回転中心と球
１８１の球心とは１直線になるように配備する。

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
に関し、特に、衝撃が加わった時のみ作動するキャリッ
ジロック機構を備えた磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ディスク装置は、キャリッ
ジと称するアクチュエータによってヘッドを位置決めし
た後、媒体上に記録再生する。従って、非動作時には、
ヘッドを記録再生領域から離れた位置に退避させ、その
位置に保持することが必要となる。ここで、ヘッドを保
持する理由について以下に説明する。

【０００３】（１）媒体内周にてＣＳＳ（コンタクトス
タートストップ）するタイプの装置では、退避位置と記
録再生領域では、媒体の表面仕上げ度が異なる。すなわ
ち、退避位置は表面を意図的に粗くし、媒体の回転が停
止しても、ヘッドと媒体とが吸着しないようにしてい
る。また、記録再生領域は、媒体表面が鏡面仕上げにな
っているため、媒体停止時に、万が一、ヘッドが記録再
生領域に出ていくとヘッドと媒体とが吸着し装置が再起
動できなくなってしまう。仮に起動したとしても、記録
再生領域でＣＳＳしてしまうと、媒体に記録されたデー
タを損傷する危険があるからである。

【０００４】（２）媒体全面を粗くした装置の場合も、
起動させる時に、ヘッドが最内周にないと、媒体とヘッ
ドとの摩擦トルクが増大し、媒体を回転させることがで
きなくなってしまうからである。

【０００５】（３）一方、媒体の外側にランプを設け、
ヘッドをロード／アンロードするタイプの装置でも、ヘ
ッドがランプから脱落し、媒体の記録再生領域に停止す
るとＣＳＳの時と同様な問題が生じる。

【０００６】上記理由により、ヘッドを保持するための
様々なロック機構が適用され、その一例として、マグネ
ットの吸引力を用いたものがある。これは、キャリッジ
に磁性材を取り付け、ベース側にマグネットを装着し、
両者の吸引力によりロックする方式である。

【０００７】また、電磁式ラッチを用いた従来例があ
る。これは、立ち下げ時にキャリッジが所定の位置に復
帰したあと、電磁式ラッチに通電し、ラッチを閉の状態
にして保持する方式である。起動時は、再度電磁式ラッ
チに通電し、ラッチを開の状態にしてからキャリッジを
駆動させる。

【０００８】従来の磁気ディスク装置は、ワークステー
ションサーバやパーソナルコンピュータ等の据え置き型
の装置に格納されて用いられてきた。そのため、設置後
はほとんど衝撃を受けることがなく、衝撃を受けるのは
搬送時のみに限られていた。搬送時は、緩衝材にも助け
られるため、衝撃レベルは、せいぜい７０Ｇ以下であっ
た。そのため、上記マグネットによるロック機構や、電
磁式ラッチ機構でも十分なロック力が得られ、装置とし
て成り立ってきた。

【０００９】しかし、近年、ノート型の小型パーソナル
コンピュータや携帯型端末が普及し、それに伴い、磁気
ディスク装置も小型化し、かつ更に強い耐衝撃性能を要
求されるようになった。一般的に携帯して使用する製品
の場合、数百Ｇを保証することが必要になっている。

【００１０】この場合、小型化，より強い衝撃性能を確
保するためには、上述したマグネットによるロック機構
ではロック力が十分に確保できない。また、十分なロッ
ク力を確保すると、アクチュエータの駆動力を越えてし
まいヘッドを動かすことができなくなってしまう。

【００１１】また、電磁式ラッチでも、ロック力が十分
でないだけでなく、ラッチの構造が大きくなるため、小
型化された磁気ディスク装置に搭載することができなく
なってしまうという問題があった。

【００１２】そこで、このような携帯型でかつ小型の磁
気ディスク装置には、衝撃が印加された時のみ作動する
慣性ラッチが用いられるようになった。その一例とし
て、特表平９−５０３６０８号公報に示されるような慣
性ラッチを用いることによって、キャリッジロック機構
を構成した例がある。

【００１３】図８は、上述した従来の磁気ディスク装置
の一例の構成を示す平面図である。この磁気ディスク装
置は、ベース８１にスピンドルモータ８２及びキャリッ
ジ８３を搭載して構成される。スピンドルモータ８２に
は、媒体８４が固定される。キャリッジ８３には、記録
再生するためのヘッド８５が、アーム８３１の先端に取
り付けられる。また、アーム８３１と反対側には、コイ
ル８３２が取り付けられ、ベースに取り付けられた磁気
回路８６によってボイスコイルモータを形成する。キャ
リッジ８３の中心にはベアリング８３３が取り付けら
れ、ピボットシャフト８３４を中心にキャリッジ８３全
体が回転可能となっている。ヘッド８５からの記録再生
信号は、ＦＰＣ８７を介して電気信号処理回路に伝達さ
れる。媒体８４のわきには、ランプ８８が設けられる。
キャリッジ８３は、装置停止時に媒体の外までヘッド８
５を移動し、ヘッド８５わきに取り付けられたバー８３
５をランプ８８に乗り上げた状態で停止する。キャリッ
ジ８３後方には慣性ラッチ８９が設置される。慣性ラッ
チ８９は。慣性によって自由に動く２つの球８９１１、
球８９１２と、回転運動する回転体８９２、及び、回転
体８９２をアンロック側に押し当てるバネ８９３からな
る。回転体８９２は、シャフト８９４を中心に回転す
る。回転体８９２には、ラッチ側フック８９５が設けら
れ、キャリッジ８３の対応する位置に設けられたキャリ
ッジ側フック８３６と係合するようになっている。

【００１４】次に、図８，図９を参照して、上述した従
来の磁気ディスク装置の一例の動作について説明する。

【００１５】まず、装置の基本動作から説明する。キャ
リッジ８３は、装置停止時はヘッド５を媒体の外に出
し、バー８３５をランプ８８に乗せた状態で待機してい
る。装置が起動すると、スピンドルモータ８２によって
媒体８４が回転を開始する。媒体８４の回転が定常回転
に達したら、コイル８３２に通電され、キャリッジ８３
は、ヘッド８５を媒体８４上にロードする。その後は、
ボイスコイルモータの駆動力によって、ヘッド８５を媒
体８４上の任意の位置にシークさせ、記録再生を行う。
再び装置が停止すると、ヘッド８５をランプ８８まで復
帰させてから停止する。また、装置によっては、記録再
生時のみヘッド８５を媒体８４上にロードし、一定時間
命令がないと、装置が停止していなくてもヘッド８５を
ランプ８８に復帰させておくタイプもある。

【００１６】次に慣性ラッチ８９の動作について説明す
る。慣性ラッチ８９は衝撃が印加されない通常時は、常
にアンロック状態を維持している。これは、バネ８９３
によって、回転体８９２がアンロック側に押し当てられ
ているからである。よって、上記キャリッジ８３の通常
動作時には、慣性ラッチ８９はいっさい干渉しない。い
ったん衝撃が印加されると、図９に示すように、球８９
１１に加速度×球の質量分の慣性力が生じる。

【００１７】図９は、慣性力が生じた後の状態を示す図
である。この慣性力によって、球８９１１は回転体８９
２に衝突し、回転体８９２をロック状態側に回転させ
る。同時に衝撃によって、キャリッジ８３は待機位置か
ら動きだし、ヘッド８５をランプ８８から脱落する方向
に回転し始める。しかし、脱落する前に、ラッチ側フッ
ク８９５がキャリッジ側フック８３６に係合し、キャリ
ッジ８３を固定する。衝撃加速度が解除されると、回転
体８９２は、球８９１１からの慣性力を失い、変わって
バネ８９３の反力によって、再びアンロック状態に復帰
する。すなわち、衝撃が印加された瞬間のみロックとし
ての機能を果たす。

【００１８】ここで、図９では、矢印で示した方向のみ
の衝撃について説明したが、それと反対側の衝撃が印加
されたときは、球８９１２によって同様の動作を行うこ
とができる。また、回転体８９２形状と、その周りのハ
ウジング形状を適当に選ぶことによって、３６０度すべ
ての方向の衝撃に対して、ほぼ均一な慣性力を発生させ
ることができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
慣性ラッチを構成するために２つの球を必要とするた
め、慣性ラッチの構造が大きくなり、磁気ディスク装置
の更なる小型化に対して対応できないという問題があっ
た。この磁気ディスク装置の小型化に関しては、近年、
装置の小型化はめざましく、主流は３．５インチから
２．５インチに切り替わろうとしている。また、更に１
インチクラスまで製品化される傾向にある。慣性ラッチ
の場合、加えられた衝撃から慣性力を得ることによっ
て、ロック機構が動作する設計であるため、慣性体であ
る球の質量が大きいほど感度がよくなる。しかし、球の
質量は体積が小さくなることによって、３乗で効いて小
さくなる。すなわち、球の実装体積が半分になれば、質
量は（１／２）³ ＝１／８になってしまう。よって、現
実的に動作可能なロック機構を設けるには、それなりに
大きな体積を確保しなければならない。

【００２０】しかし、上述したような小型磁気ディスク
装置においては、それだけの大きさの球を２つも実装す
ることは不可能である。すなわち、３６０度すべての方
向の衝撃に対して保証するために、球を２つ用いてお
り、更にその周りのハウジングの構造も大がかりにし、
衝撃に対する過剰な保証をするために慣性ラッチの構造
を大きくする必要があるという問題があった。

【００２１】通常、磁気ディスク装置では、キャリッジ
が待機位置を飛び越えて、媒体から離れる方向に更に行
きすぎることがないように、ストッパーを設けている。
よって、衝撃が加わった時に考慮しなければならないの
は、全方向の衝撃ではなく、キャリッジが待機位置から
記録再生領域に向かう方向の衝撃に対してだけである。

【００２２】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、小型化、簡易化した慣性ラッチを用いて、信頼
性の高い小型磁気ディスク装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク装置は、衝撃が加わった時の
み作動する慣性ラッチによってキャリッジをロックする
キャリッジロック機構を備えた磁気ディスク装置におい
て、慣性ラッチに衝撃を与える慣性体を、１体のみにす
ることによって小型化したことを特徴とする。

【００２４】また、慣性体の形状が、球であるのが好ま
しい。

【００２５】さらに、慣性体の形状が、円錐，円柱，円
盤のいずれかであるのが好ましい。

【００２６】またさらに、キャリッジの回転中心，慣性
ラッチの回転中心，慣性体の中心が、ほぼ１直線になる
ように配置して、キャリッジの回転中心回りの衝撃に対
する感度を高めるのが好ましい。

【００２７】また、キャリッジの重心を、１直線上に設
定することによって、慣性ラッチが作動しにくい慣性ラ
ッチの回転中心と慣性体の中心とを結ぶ方向に印加され
た衝撃に対してキャリッジを回転しにくくするのが好ま
しい。

【００２８】さらに、慣性ラッチが、キャリッジが待機
位置から脱落する際に衝撃がかかったときのみ作動する
慣性ラッチ機構を備えるのが好ましい。

【００２９】またさらに、慣性ラッチ機構が、シャフト
を中心に回転運動する回転体と、回転体をアンロック側
に押し当てるバネとを備え、回転体が、ラッチ側フック
を有し、キャリッジの対応する位置に設けられたキャリ
ッジ側フックと係合するのが好ましい。

【００３０】また、慣性体の材質が、回転する際の摩擦
損失が小さくかつ軽量であるのが好ましい。

【００３１】さらに、慣性体が、樹脂系材料または薄型
軽量金属より形成されるのが好ましい。

【００３２】以上説明したように、本発明の磁気ディス
ク装置は、衝撃が印加されたときだけキャリッジロック
機構が作動する慣性ラッチを有する。より具体的には、
１つの球を配備し、この球が衝撃によって動くことによ
ってロック機構を作動する。

【００３３】また、キャリッジが所定の待機位置から脱
落する方向に働く衝撃に対してだけ作動することも特徴
である。

【００３４】さらに、キャリッジ回転中心と慣性ラッチ
回転中心と球の中心とは１直線になるように配備したこ
とも特徴である。

【００３５】本発明では、球を１つだけ配備して慣性ラ
ッチを構成している。このため、キャリッジロック機構
をコンパクトにすることができ、超小型の磁気ディスク
装置に適用しやすい。

【００３６】また、本発明では、３６０度全ての方向の
衝撃に対して保証するのではなく、本当に必要なキャリ
ッジが待機位置から脱落する方向に働く衝撃に対しての
み機能するロック機構を構成している。そのため、衝撃
を慣性力として感知する球も１つで済み、かつその他の
ハウジング形状も簡単で済む。よって、装置の構成が簡
易化できる。

【００３７】さらに、キャリッジ回転中心と慣性ラッチ
回転中心と球とが１直線になっているため、キャリッジ
が最も動きやすいキャリッジ回転中心周りの回転衝撃に
対して、最も感度よくロック機構が作動することができ
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００３９】図１は、本発明の磁気ディスク装置の実施
の形態を示す平面図である。この磁気ディスク装置は、
ベース１１にスピンドルモータ１２及びキャリッジ１３
を搭載して構成される。スピンドルモータ１２には、媒
体１４が固定される。キャリッジ１３には、記録再生す
るためのヘッド１５が、アーム１３１の先端に取り付け
られる。また、アーム１３１の反対側には、コイル１３
２が取り付けられ、ベース１１に取り付けられた磁気回
路１６によってボイスコイルモータを形成する。さら
に、アーム１３１の端部を停止させる内周ストッパ１９
１および外周ストッパ１９２が取り付けられている。キ
ャリッジ１３の中心にはベアリング１３３が取り付けら
れ、ピボットシャフト１３４を中心にキャリッジ１３全
体が回転可能となっている。ヘッド１５からの記録再生
信号は、ＦＰＣ１７を介して電気信号処理回路に伝達さ
れる。媒体１４の内周側にはＣＳＳ領域１４１があり、
装置停止時には、キャリッジ１３はこの領域にヘッド１
５を待機させる。

【００４０】また、キャリッジ１３わきには慣性ラッチ
１８が設置される。慣性ラッチ１８は、慣性によってベ
ース１１に設けられたガイド１１１に沿って自由に動く
１つの球１８１と、回転運動する回転体１８２と、回転
体１８２をアンロック側に押し当てるバネ１８３とから
なる。回転体１８２は、シャフト１８４を中心に回転す
る。回転体１８２には、ラッチ側フック１８５が設けら
れ、キャリッジ１３の対応する位置に設けられたキャリ
ッジ側フック１３５と係合するようになっている。

【００４１】ここで、小さな衝撃でも感度良く慣性ラッ
チ１８が機能するように、球１８１はできるだけ比重の
大きい金属を用いることが望ましい。また、回転体１８
２は、回転する際の摩擦損失が小さく、かつ、軽量であ
ることが望ましいため、樹脂系材料を用いる。もしくは
板金などの薄型軽量金属などがよい。

【００４２】また、キャリッジ１３が衝撃によって動き
出してしまう最も厳しい条件は、キャリッジ１３の回転
中心回りの回転衝撃が印加されたときである。そこで、
その衝撃に対して最も効率よく慣性ラッチ１８が機能す
るように、キャリッジ１３の回転中心と回転体１８２の
回転中心と、アンロック状態（初期状態）での球１８１
の中心との配置は、一直線に並んでいることが望まし
い。

【００４３】図２は、キャリッジ回転中心，慣性ラッチ
回転中心，球心の配置を示す図である。これらの図を用
いて、上述した一直線にする理由について説明する。

【００４４】図２（ａ）は、本発明におけるキャリッジ
回転中心，慣性ラッチ回転中心，球心の３者が１直線に
並んでいる場合に、キャリッジ１３の回転中心回りの回
転衝撃Ｇが印加された場合である。このとき、回転体１
８２を回転させる回転トルクＴｌ（ＭＡＸ）は、次式で
与えられる。

【００４５】Ｔｌ（ＭＡＸ）＝ｒｌ・Ｇ・Ｍｂ ｒｌ：慣性ラッチ回転中心と球までの距離 Ｇ ：加えられた衝撃 Ｍｂ：球の質量 それに対して、図２（ｂ）は、３者が角度θをもって並
んでいる場合を示す。このときの、回転トルクＴｌ(θ)
は次式で表される。

【００４６】Ｔｌ(θ)＝ｒｌ・Ｇ・Ｍｂ・ｃｏｓθ よって、１直線に並んでいる場合は、角度θを持つ場合
に比較して、ｒｌ・Ｇ・Ｍｂ・（１−ｃｏｓθ）だけ大
きくなり、最大となることがわかる。

【００４７】図３は、図１のＡＡ断面図である。キャリ
ッジ側フック１３５は、キャリッジ１３の側面から突き
出しており、ラッチ側フック１８５と高さ的にかみ合う
ように設定される。また、球１８１が回転体１８２を押
しのけるように、両者の高さも、中心が一致するように
設定される。また、球１８１が高さ方向に飛び出さない
ように、磁気回路１６の上側のヨーク１６１を、球１８
１の上面までせりのばしている。

【００４８】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。

【００４９】図４は、本発明の実施の形態の基本動作を
示す図である。キャリッジ１３は、図４（ａ）に示すよ
うに、装置停止時はヘッド１５を媒体１４のＣＳＳ領域
１４１に乗せた状態で待機している。装置が起動する
と、スピンドルモータ１２によって媒体１４が回転を開
始する。媒体１４の回転が定常回転に達したら、コイル
１３２に通電され、キャリッジ１３は、図４（ｂ）に示
すようにヘッド１５を媒体１４上の記録再生領域１４２
にロードする。その後は、ボイスコイルモータ１６の駆
動力によって、ヘッド１５を媒体１４上の任意の位置に
シークさせ、記録再生を行う。再び装置が停止すると、
ヘッド１５をＣＳＳ領域１４１まで復帰させてから停止
する。

【００５０】また、装置によっては、記録再生時のみヘ
ッド１５を媒体１４上にロードし、一定時間命令がない
と、装置が停止していなくてもヘッド１５をＣＳＳ領域
１４１に復帰させておくタイプもある。

【００５１】次に慣性ラッチ１８の動作について説明す
る。慣性ラッチ１８は衝撃が印加されない通常時は、常
にアンロック状態を維持している。これは、バネ１８３
によって、回転体１８２がアンロック側に押し当てられ
ているからである。よって、図４に示すように、上記キ
ャリッジ１３の通常動作時には、慣性ラッチ１８はいっ
さい干渉しない。

【００５２】図５は、回転衝撃が印加された場合を示す
図である。図５（ａ）に示すように、矢印の方向に回転
衝撃Ｇが印加されると、球１８１に（加速度）×（球の
質量）の慣性力が生じる。この慣性力によって、球１８
１は図５（ｂ）に示すように回転体１８２に衝突し、回
転体１８２をロック状態側に回転させる。同時に衝撃に
よって、キャリッジ１３はＣＳＳ領域から動きだし、ヘ
ッド１５を記録再生領域に飛び出させる方向に回転し始
める。しかし、飛び出す前に、ラッチ側フック１８５が
キャリッジ側フック１３５に係合し、キャリッジ１３を
固定する。衝撃加速度が解除されると、回転体１８２
は、球１８１からの慣性力を失い、変わってバネ１８３
の反力によって、再びアンロック状態に復帰する。すな
わち、衝撃が印加された瞬間のみロックとしての機能を
果たす。

【００５３】図６は、反対向きの回転衝撃が印加された
場合を示す図である。図５では、矢印で示した回転方向
のみの衝撃について説明したが、それと反対向きの回転
衝撃が印加されたときは、図６に示すように、キャリッ
ジ１３は、内周ストッパー１９１に衝突して止まるの
で、ＣＳＳ領域１４１からヘッド１５を飛び出させるこ
とはない。

【００５４】図７は、直線方向の衝撃が印加された場合
を示す図である。図７（ａ）に示すように、直線方向の
衝撃Ｇがさらに印加された場合は、キャリッジ１３を回
転させようとするトルクは次式で与えられる。この式を
説明する模式図を、図７（ｂ）に示す。

【００５５】Ｔ ＝ Ｇ・ｌ・Ｍｃ・ｃｏｓβ Ｔ：キャリッジ回転トルク Ｇ：直線方向の衝撃加速度 ｌ：キャリッジ回転中心と重心のずれ量 Ｍｃ：キャリッジ質量 β：回転接線方向と衝撃印加方向とでつくる角度 しかし、超小型の磁気ディスク装置では、通常キャリッ
ジの質量Ｍｃは１ｍｇ程度に抑えられ、また、回転中心
および重心のずれ量も設計的に１０μｍ程度以下にする
ことができるため、回転トルクＴはほとんど生じない。
生じたとしても、ヘッド１５と媒体１４の摩擦力による
摩擦トルクを超えることはないので、キャリッジ１３は
回りだしてしまう心配はない。

【００５６】ここで、本発明の慣性ラッチ１８が正常に
動作するための条件を説明する。キャリッジ１３が衝撃
によって動き出してしまう条件として最も厳しいのは、
キャリッジ１３の回転中心周りの回転衝撃がかかったと
きである。よってこの時に正常に慣性ラッチ１８が動作
すればよいことになる。キャリッジ１３が媒体１４の待
機位置で静止している力は、媒体１４とヘッド１５の静
止摩擦力ｆｈ₀ で与えられる。よって、下記関係式を満
たす角加速度αが、キャリッジ１３の回転中心に発生し
たときに、キャリッジ１３は動き出してしまう。

【００５７】α・Ｊｃ＞ｎ・ｆｈ₀ ・ｒｈ ｎ：ヘッド１５の本数 ｆｈ₀ ：媒体１４とヘッド１５の静止摩擦力 ｒｈ：キャリッジ１３の回転中心からヘッドまでの距離 Ｊｃ：キャリッジ１３の慣性モーメント よって、最小の角加速度α₀ は、近似的に式（１）で与
えられる。

【００５８】 α₀ ＝（ｎ・ｆｈ₀ ・ｒｈ）／Ｊｃ・・・・・（１） いったん動き出したキャリッジ１３は、媒体１４とヘッ
ド１５との間に生じる動摩擦力ｆｈに逆らって回転す
る。よって、キャリッジ１３が実際に動くときの角加速
度αｃは式（２）で与えられる。

【００５９】 αｃ＝（Ｊｃ・α₀ −ｎ・ｆｈ・ｒｈ）／Ｊｃ ＝α₀ −（ｎ・ｆｈ・ｒｈ）／Ｊｃ・・・・・（２） ｆｈ：媒体１４とヘッド１５との動摩擦力 次に、慣性ラッチ１８の回転体１８２が動き出す角加速
度α_l を求める。回転体１８２が回転する駆動トルク
は、球１８１が衝撃によって得る慣性力である。しか
し、このとき、バネ１８３によるバネ力と回転体１８２
とが回転する際の摩擦損失は、反力となって作用する。
よって、α_l は式（３）で求められる。

【００６０】 α_l ＝（ｒｂｃ・α₀ ・Ｍｂ・ｒｂ−Ｔｓ−Ｔｌ）／Ｊｌ・・・・・（３ ） ｒｂｃ：球１８１とキャリッジ１３の回転中心との距離 Ｍｂ：球１８１の質量 ｒｂ：球１８１と慣性ラッチ回転中心との距離 Ｔｓ：バネ１８３のバネトルク Ｔｌ：回転体１８２が回転する際に生じる摩擦損失トル
ク ここで、キャリッジ１３が、ヘッド１５をＣＳＳ領域１
４１内に止めておける遊びの量ｄｃを、上記加速度αｃ
で移動してしまうのに要する時間ＴｉｍｅＣは式（４）
で求められる。

【００６１】 ＴｉｍｅＣ＝（２ｄｃ／ｒｃ・αｃ）１／２ ・・・・・・（４） ｄｃ：キャリッジ１３の遊び量（この範囲で動く分には
慣性ラッチ１８がキャリッジ１３を捕まえることができ
る） ｒｃ：キャリッジ側フック１３５とキャリッジ１３の回
転中心との距離 同様に、慣性ラッチ１８が、キャリッジ１３を捕まえる
ことができる位置まで、回転体１８２を移動するのに要
する時間ＴｉｍｅＬは、式（５）で求められる。

【００６２】 ＴｉｍｅＬ＝（２ｄｌ／ｒｌ・αｌ）１／２ ・・・・・・（５） ｄｌ：ラッチ側フックが、キャリッジ１３を捕まえるこ
とができる位置まで移動する距離 ｒｌ：ラッチ側フック１３５と慣性ラッチ１８の回転中
心との距離 また、正常に慣性ラッチ１８がロック機能を果たすため
には、キャリッジ１３よりも慣性ラッチ１８の方が、速
くラッチ位置に到達することが条件となる。よって、 ＴｉｍｅＣ＞ＴｉｍｅＬ・・・・・・（６） が満たすべき条件となる。

【００６３】

【実施例】次に、図１，図２を用いて、本発明の第１の
実施例の構成を説明する。磁気ディスク装置は、超小型
と称される領域の１．３インチサイズとする。また、全
体の厚みは５ｍｍの超薄型とする。媒体１４は１枚実装
とする。キャリッジ１３には、媒体の両面に対応してヘ
ッド１５を２つ搭載する。ヘッド１５のサイズは、厚さ
０．３ｍｍの通称３０％スライダを用いる。アーム１３
１には、ステンレス製０．２ｍｍ厚の板金を用いる。ベ
アリング３３は、現在、市場で量産されている最小形状
である外径φ４ｍｍ，内径φ１．５ｍｍのサイズのもの
を適用する。コイル１３２は、線径φ０．０５μｍ以下
の極細いものを使用し、十分な駆動トルクを得るために
最適な巻き数を選択する。巻き数は２５０ターン程度が
良好である。磁気回路１６は、上側ヨーク１６１，下側
ヨーク１６２，サイドヨーク１６３，マグネット１６４
からなる。マグネット１６４は、上側ヨーク１６１に接
着される。磁気回路１６の各部材の厚み寸法は、磁気デ
ィスク装置の全高から制限される範囲で、最大駆動トル
クを出すように設計される。ここで、磁気ディスク装置
の全高を超薄型の５ｍｍと設定したので、各部材の厚さ
は、上側ヨーク１６１，下側ヨーク１６２ともに０．６
ｍｍ、マグネット１６４は０．８ｍｍ、サイドヨーク１
６３は高さ１．３ｍｍとした。コイル１３２の厚さは
０．７ｍｍとした。

【００６４】慣性ラッチ１８は、衝撃に対する感度を最
適にするため以下のように設計した。まず、球１８１は
できるだけ重量を大きくするため、実装可能な大きさの
中で最大とし直径３ｍｍとする。また、材質は比重を大
きくするためタングステンを用いた。逆に、回転体１８
２は、回転する際の摩擦損失が小さくかつ軽量であるこ
とが望ましい。そこで、樹脂系の材料からナイロンを選
択した。バネ１８３のバネ力は、キャリッジ１３が動き
だす最小の角加速度で、回転体１８２が動き出さなけれ
ばならないので、式（３）より以下の関係式を満たす必
要がある。

【００６５】 ｒｂｃ・α₀ ・Ｍｂ・ｒｂ＞Ｔｓ＋Ｔｌ・・・・・（７） また、通常時は回転体１８２を初期位置まで戻さなけれ
ばならないので、さらに以下の関係式も満たす必要があ
る。

【００６６】Ｔｓ＞Ｔｌ・・・・・（８） 上記２つの関係式（７），（８）を満たすように、薄厚
のバネ鋼を用いた。

【００６７】次に、本発明の実施例の動作について詳細
に説明する。キャリッジ１３が最も動きやすい衝撃は、
キャリッジ１３の回転中心回りに回転衝撃がかかったと
きである。そこで、図４に示すような回転衝撃がかかっ
たときについて記述する。

【００６８】まず、キャリッジ１３が動き出す最低の角
加速度α₀ を求める。キャリッジ１３の慣性モーメント
Ｊｃは計算により容易に求められ、０．２２ｇ・ｃｍ²
となる。ヘッド１５の本数ｎは前述したように２本であ
る。媒体１４とヘッド１５の静止摩擦力ｆｈ₀ とは実測
によって求められ、３ｇｆ程度となる。また、キャリッ
ジ１３の回転中心からヘッド１５までの距離ｒｈは２．
０３ｃｍとした。よって、α₀ は、式（１）に従い以下
のように求まる。

【００６９】 α₀ ＝（ｎ・ｆｈ₀ ・ｒｈ）／Ｊｃ ＝（２×３×２．０３）／０．２２ ＝５５．４（ｒａｄ／ｓｅｃ² ）・・・・・・・・（９） 次に、キャリッジ１３が動き出したときのキャリッジ１
３の角加速度αｃを求める。動摩擦力ｆｈも実測により
求められ、０．２ｇｆ程度となる。よって、式（２）に
値を代入して、αｃは以下のように求まる。

【００７０】 αｃ＝α₀ −（ｎ・ｆｈ・ｒｈ）／Ｊｃ ＝５５．４−（２×０．２×２．０３）／０．２２ ＝５１．７（ｒａｄ／ｓｅｃ² ）・・・・・・・・（１０） さらに、慣性ラッチ１８の回転体１８２が動き出す角加
速度αｌを求める。回転体１８２を回転させるための回
転トルクは、球１８１に生じる慣性力で与えるから、球
１８１の質量とその配置が問題となる。球１８１の質量
Ｍｂは、直径３ｍｍの球体積とタングステンの密度８．
９６ｇ／ｃｍ³ とから求められ、０．１３ｇとなる。

【００７１】球１８１が初期状態で設置される位置と、
キャリッジ１３の回転中心との距離ｒｂｃは０．８７ｃ
ｍとする。また、回転体１８２の回転中心と球１８１と
の距離ｒｂは０．２９ｃｍに配置した。よって、球１８
１に生じる慣性力により回転トルクは、 ｒｂｃ・α₀ ・Ｍｂ・ｒｂ／９．８＝０．８７×５５．４×０．１３×０．２ ９／９．８＝０．１８（ｇｆ・ｃｍ）・・・・・・・（１１） となる。

【００７２】また、回転体１８２が回転する際の摩擦損
失は、回転体１８２の質量Ｍｌと、回転体１８２とベー
ス１１との間に生じる摩擦係数μの積によって求められ
る。さらに、この値に、回転体１８２の回転中心と回転
体１８２の重心位置（摩擦力の作用点）の距離Ｘを掛け
合わせ摩擦損失トルクＴｌが求められる。

【００７３】質量Ｍｌは、体積にナイロンの密度１．１
ｇ／ｃｍ³ をかけあわせ、０．００４ｇとなる。また、
摩擦係数μは、実験的に求められ０．０５となる。距離
Ｘは、設計上０．１２ｃｍとなる。よって、摩擦損失ト
ルクは以下のように求まる。

【００７４】 Ｔｌ＝９．８・Ｍｌ・μ・Ｘ ＝９．８×０．００４×０．０５×０．１２ ＝０．０００２４ （ｇｆ・ｃｍ）・・・・・・・（１２） さらに、バネ１８３によるバネトルクは、関係式
（７），（８）に従い、 Ｔｓ＝０．０１（ｇｆ・ｃｍ）・・・・・・・・（１３） となるように条件だしした。

【００７５】尚、回転体１８２の慣性モーメントＪｌ
は、計算により容易に求められ、 Ｊｌ＝０．０００５（ｇ・ｃｍ² ）・・・・・・・・（１４） となる。

【００７６】結果的に、慣性ラッチ１８の回転体１８２
が動き出す角加速度αｌは、式（３），（１１）〜（１
４）より以下のようになる。

【００７７】 αｌ＝（ｒｂｃ・α０・Ｍｂ・ｒｂ−Ｔｓ−Ｔｌ）／Ｊｌ ＝（０．１８−０．０１−０．０００２４）／０．０００５ ＝３３９．５（ｒａｄ／ｓｅｃ² ）・・・・・・（１５） 以上、求められた角加速度から、ラッチがかかるまでの
時間を計算する。まずキャリッジ１３は、遊び量ｄｃを
０．１ｃｍ、キャリッジ側フックとキャリッジの回転中
心との距離ｒｃを０．５６ｃｍと設計した。キャリッジ
１３の到達時間は、式（４）より、 ＴｉｍｅＣ＝（２ｄｃ／ｒｃ・αｃ）１／２ ＝（２×０．１／０．５６・５１．７）１／２ ＝０．０８３（ｓｅｃ）・・・・・・・（１６） となる。

【００７８】同様に、慣性ラッチ１８は、遊び量ｄｌを
０．０７ｃｍとし、ラッチ側フック１８５と慣性ラッチ
１８の回転中心との距離ｒｌを、０．２９ｃｍに設定す
る。

【００７９】従って、慣性ラッチ１８の到達時間は、式
（５）より、 ＴｉｍｅＬ＝（２ｄｌ／ｒｌ・αｌ）１／２ ＝（２×０．０７／０．２９×３３９．５）１／２ ＝０．０３８（ｓｅｃ）・・・・・・・（１７） よって、 ２ＴｉｍｅＣ≒ＴｉｍｅＬ となり、これは、ロック機構が成立する条件式（６）を
安全率２倍で満足することになる。

【００８０】次に、本発明の他の実施例について詳細に
説明する。

【００８１】まず、本発明の第２の実施例について説明
する。本発明の第１の実施例では、衝撃を感知して、キ
ャリッジロック機構を動作させるための慣性体に球を用
いたが、第２の実施例では、円錐や円柱、または円盤な
ど別の形状にする。ただし、この慣性体が動作する際に
生じる転がり摩擦や滑り摩擦は極力小さく抑えられ得る
ことが望ましい。本発明の第１の実施例に示した球は、
その転がり摩擦がほぼ無視できるレベルであるため、最
も有利と考えられる。

【００８２】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本発明の実施の形態でヘッドの待機位置を媒体の
内周側ＣＳＳ領域に設置した場合について説明したが、
本実施例では、ヘッドをロード／アンロードするタイプ
の装置に対しても適用可能とする。この場合、ヘッドが
媒体外のランプから脱落しないように慣性ラッチの設置
位置を調節する必要がある。

【００８３】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。慣性体である球と慣性ラッチの回転中心とを結ぶ
線と平行な方向に衝撃が印加された場合、慣性ラッチを
回転させるトルクを発生することができないためキャリ
ッジロックとして機能しない。しかし、前述したよう
に、本発明では、キャリッジの質量と重心ずれとが十分
小さく、直線方向の衝撃が印加された場合キャリッジが
動き出す心配はない。ただし、ここでより安全を期すた
め、慣性体と慣性ラッチの回転中心とを結ぶ線方向の衝
撃でキャリッジが回りにくくなるように、キャリッジの
重心を上記線上に配置する。こうすることにより、この
方向に衝撃が印加されても、キャリッジに回転トルクが
生じない。そこで、本実施例では、キャリッジ側フック
に比重の高い材質を用いたり、この方向に重りを負荷す
るなどの方法が考えられる。元々、この方向には、ＦＰ
Ｃや、キャリッジ側フックが付加されているため、重心
が目的位置近傍に存在することになるので、大がかりな
バランス調整は不要となる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、３６
０度全ての方向の衝撃に対して保証するのではなく、本
当に必要なキャリッジ大気一から脱落する方向に働く衝
撃に対してのみ機能するロック機構を構成している。そ
のため、衝撃を慣性力として感知する球も比筒の球で済
み、かつ、その他のハウジング形状も簡単で済む。従っ
て、慣性ラッチを有する超小型の磁気ディスクを提供で
きるという効果を奏する。

【００８５】また、キャリッジ回転中心と慣性ラッチ回
転中心と球とが１直線に配備されているため、キャリッ
ジが最も動きやすいキャリッジ回転中心周りの回転衝撃
に対して、最も感度よくロック機構が作動することがで
きる。従って、衝撃に対して感度の高い慣性ラッチを有
し信頼性の高い磁気ディスク装置を提供できるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す平面図であ
る。

【図２】キャリッジ回転中心，慣性ラッチ回転中心，球
心の配置を示す図である。（ａ）は３者が一直線の場合
を示し、（ｂ）は３者が角度を持った場合を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図４】本発明の基本動作を示す図である。（ａ）は装
置停止時を示し、（ｂ）は装置起動時を示す図である。

【図５】本発明によるキャリッジが回転してしまう方向
に回転衝撃が印加された場合の動作を示す図である。
（ａ）は回転体に衝突する前を示し、（ｂ）は回転体に
衝突した後を示す図である。

【図６】本発明によるキャリッジがストッパーに押し当
たる方向に回転衝撃が印加された場合の動作を示す図で
ある。

【図７】本発明の直線衝撃が印加された場合を示す図で
ある。（ａ）は衝撃がさらに印加された場合を示し、
（ｂ）はその模式図である。

【図８】従来の慣性ラッチの一例の構成を示す平面図で
ある。

【図９】従来の慣性ラッチの一例の動作を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１１ ベース １１１ ガイド １２ スピンドルモータ １３ キャリッジ １３１ アーム １３２ コイル １３３ ベアリング １３４ ピボットシャフト １３５ キャリッジ側フック １４ 媒体 １４１ ＣＳＳ領域 １４２ 記録再生領域 １５ ヘッド １６ 磁気回路 １７ ＦＰＣ １８ 慣性ラッチ １８１ 球 １８２ 回転体 １８３ バネ １８４ シャフト １８５ ラッチ側フック １９ ストッパー １９１ 内周ストッパー １９２ 外周ストッパー ８１ ベース ８２ スピンドルモータ ８３ キャリッジ ８３１ アーム ８３２ コイル ８３３ ベアリング ８３４ ピボットシャフト ８３５ バー ８３６ キャリッジ側フック ８４ 媒体 ８５ ヘッド ８６ 磁気回路 ８７ ＦＰＣ ８８ ランプ ８９ 慣性ラッチ ８９１１，８９１２ 球 ８９２ 回転体 ８９３ バネ ８９４ シャフト ８９５ ラッチ側フック １６１ 上側ヨーク １６２ 下側ヨーク １６３ サイドヨーク １６４ マグネット

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】図８は、上述した従来の磁気ディスク装置
の一例の構成を示す平面図である。この磁気ディスク装
置は、ベース８１にスピンドルモータ８２及びキャリッ
ジ８３を搭載して構成される。スピンドルモータ８２に
は、媒体８４が固定される。キャリッジ８３には、記録
再生するためのヘッド８５が、アーム８３１の先端に取
り付けられる。また、アーム８３１と反対側には、コイ
ル８３２が取り付けられ、ベースに取り付けられた磁気
回路８６によってボイスコイルモータを形成する。キャ
リッジ８３の中心にはベアリング８３３が取り付けら
れ、ピボットシャフト８３４を中心にキャリッジ８３全
体が回転可能となっている。ヘッド８５からの記録再生
信号は、ＦＰＣ８７を介して電気信号処理回路に伝達さ
れる。媒体８４のわきには、ランプ８８が設けられる。
キャリッジ８３は、装置停止時に媒体の外までヘッド８
５を移動し、ヘッド８５わきに取り付けられたバー８３
５をランプ８８に乗り上げた状態で停止する。キャリッ
ジ８３後方には慣性ラッチ８９が設置される。慣性ラッ
チ８９は、慣性によって自由に動く２つの球８９１１、
球８９１２と、回転運動する回転体８９２、及び、回転
体８９２をアンロック側に押し当てるバネ８９３からな
る。回転体８９２は、シャフト８９４を中心に回転す
る。回転体８９２には、ラッチ側フック８９５が設けら
れ、キャリッジ８３の対応する位置に設けられたキャリ
ッジ側フック８３６と係合するようになっている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク装置は、衝撃が加わった時の
み作動する慣性ラッチによってキャリッジをロックする
キャリッジロック機構を備えた磁気ディスク装置におい
て、慣性ラッチは、衝撃によって自由に動く１つの慣性
体を備えたことを特徴とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、３６
０度全ての方向の衝撃に対して保証するのではなく、本
当に必要なキャリッジ待機位置から脱落する方向に働く
衝撃に対してのみ機能するロック機構を構成している。
そのため、衝撃を慣性力として感知する球も１つの球で
済み、かつ、その他のハウジング形状も簡単で済む。従
って、慣性ラッチを有する超小型の磁気ディスクを提供
できるという効果を奏する。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】衝撃が加わった時のみ作動する慣性ラッチ
   によってキャリッジをロックするキャリッジロック機構
   を備えた磁気ディスク装置において、 前記慣性ラッチに衝撃を与える慣性体を、１体のみにす
   ることによって小型化したことを特徴とする磁気ディス
   ク装置。
2. 【請求項２】前記慣性体の形状が、球であることを特徴
   とする、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】前記慣性体の形状が、円錐，円柱，円盤の
   いずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の磁
   気ディスク装置。
4. 【請求項４】前記キャリッジの回転中心，前記慣性ラッ
   チの回転中心，前記慣性体の中心が、ほぼ１直線になる
   ように配置して、前記キャリッジの回転中心回りの衝撃
   に対する感度を高めたことを特徴とする、請求項１〜３
   のいずれかに記載の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】前記キャリッジの重心を、前記１直線上に
   設定することによって、前記慣性ラッチが作動しにくい
   前記慣性ラッチの回転中心と前記慣性体の中心とを結ぶ
   方向に印加された衝撃に対して前記キャリッジを回転し
   にくくすることを特徴とする、請求項４に記載の磁気デ
   ィスク装置。
6. 【請求項６】前記慣性ラッチが、前記キャリッジが待機
   位置から脱落する際に衝撃がかかったときのみ作動する
   慣性ラッチ機構を備えたことを特徴とする、請求項１〜
   ５のいずれかに記載の磁気ディスク装置。
7. 【請求項７】前記慣性ラッチ機構が、シャフトを中心に
   回転運動する回転体と、前記回転体をアンロック側に押
   し当てるバネとを備え、前記回転体が、ラッチ側フック
   を有し、前記キャリッジの対応する位置に設けられたキ
   ャリッジ側フックと係合することを特徴とする、請求項
   ６に記載の磁気ディスク装置。
8. 【請求項８】前記慣性体の材質が、回転する際の摩擦損
   失が小さくかつ軽量であることを特徴とする、請求項１
   〜７のいずれかに記載の磁気ディスク装置。
9. 【請求項９】前記慣性体が、樹脂系材料または薄型軽量
   金属より形成されることを特徴とする、請求項１〜８の
   いずれかに記載の磁気ディスク装置。