JPS5945662A - 磁気デイスク装置 - Google Patents

磁気デイスク装置

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Publication number
JPS5945662A
JPS5945662A JP15433082A JP15433082A JPS5945662A JP S5945662 A JPS5945662 A JP S5945662A JP 15433082 A JP15433082 A JP 15433082A JP 15433082 A JP15433082 A JP 15433082A JP S5945662 A JPS5945662 A JP S5945662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic disk
base
resonance
fixed
hollow structure
Prior art date
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Pending
Application number
JP15433082A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kakizaki
隆夫 柿崎
Kenji Kogure
木暮 賢司
Yasunaga Mitsuya
保永 三矢
Shigemitsu Oguchi
小口 重光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS5945662A publication Critical patent/JPS5945662A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B33/00Constructional parts, details or accessories not provided for in the other groups of this subclass
    • G11B33/02Cabinets; Cases; Stands; Disposition of apparatus therein or thereon
    • G11B33/08Insulation or absorption of undesired vibrations or sounds

Landscapes

  • Moving Of Heads (AREA)

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】 本発明は磁気ディスク装置に係り、’l+’にイ霞Zヘ
ッドの位置決めを行う揺動形アクチュエータの機械共振
を減哀させて商速且つ畠精度な位置決めを可能とするよ
うに、ヘッドアームの揺動中ノ1ノとなる軸体の支持構
造を改良したものである。
磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御は、目標トラッ
ク上にヘッドを高速度で移動させるための速度制御と、
磁気ディスクの回転に伴なって振動(変動)する目標ト
ラックにヘッドを高Fiv度に追従させるための追従制
御とのテユアルモードで構成される。一方、ヘッド位置
決め制御系の1つの構成要素であるアクチュエータは機
械的な固有振動を持つため、多くの場合、制御ループ内
に顕著な共振が引き起こされる。
この共振は制御系の発振及び制御モード切替時残留振動
を生じさせる要因となる。
追従制御系し、トラック振れを目標値の変化とする閉ル
ープサーボ系によって構成される。
それゆえ例えば回転数がsooorpmの磁気ディスク
装fVCおいては59Hz  のトラック振れ成分が支
配的になるが、実際には、その高調波成分に対しても十
分な追従性一つことが必要であり、現在の市トラック笛
1す、化された磁気ディスク装置忙おいては300〜4
00Hz8度の追従帯域が必要とされている。ところで
系の追従帯域は開ループのカットオフ周波数によってほ
ぼ規定葛れ、このカットオフ周波数はループ内に現われ
る顕著な機械共振によって大きく制限される。したがっ
て所望の追従帯域を侍るには顕著な機械共振を抑圧せね
ばならない。この顕著な機械共振を抑圧するため辿′畠
は、ループ内にノツチフィルタあるいはローパスフィタ
などの補償要素が用いられる。しかし、これらの補償要
素は低周波領域で位相遅れ螢増加させるから、この位相
遅れを抑える必要上、抑圧動板となる機械共振は少なく
とも2 K Hz以上の領域にあることが必要である。
即ち、2 K Hz以下に減衰の小さな共振がある場合
に描初の追従帯域(例えは3000rpmで300〜4
00Hz)を確保しようとすれば、共振周波数近傍で開
ループ伝達量aのゲインが1以上、位相遅れが180’
  とfX、V)、もはや安定な系が構成で@ない。そ
のため追従帯域を小づくすることを余儀なくきれ、必然
的に位置決め精度の低下を招く□これに加え、斯かる系
ではこれらの振動に追従できないことから、制御モード
の切替時には残留振動が顕在化し、その結果、ヘッドが
記録・再生可能となるまての過渡応答整定時間が増大し
、位置決め時間が増大する。
以上のことより、高速且つ高精度なヘッドの位置決めを
行9ためKは、機械共振を何らかの方法で減衰させるか
、さもなくば高い周波数にずらす必要がある。
次に、揺動形アクチュエータの基本構造を説明し、共振
の原因及び従来の共振対策を説明する0 第1図は揺動形アクチュエータの基本構造を示し、同図
中で、lは揺動中心をなす軸体、3は軸体lにころがり
軸受を介して装着されたロータリキャリッジ、4はロー
タリキャリッジ3に固定した偏平なコイルボビン、5は
コイルボビン4に巻回したコイル、8はロータリキャリ
ッジ3に固定したヘッドアーム、9は?+B ’Aヘッ
ド、12は磁気ディスクであり、動作としてはコイル5
f:磁メ回路の作用で1膓動することにより、軸体l 
(r中心としてヘッドアーム8を平面内で移動し、ヘッ
ドアーム8先端のイ迅包ヘッド9を?ミ更ディスク12
の所定のトラック上にイσ随刺りる〇 斯かる揺動形アクチュエータはその構造上、次に示す2
つの主俄な共振を竹つ。
第1の共振は、ヘッドアーム8かび駆動コイル5などか
らなる可動部の曲げ変形に起因する共振である。この共
振による可動部のモード形を第2図に示す。このモード
では、甲夫部力1節となり、破線で示す如く両端の変位
が大きくなる。曲線Aが変位を示し、両端自由はシの第
1次固有振動モードに類似したものとなる。この振動モ
ードは可動部が一方向に長いはり状の宿将7 造v「v 、現われる。但し、構造ff:面内方向にて
さる限り対称形として面外振動との連成を(I’llえ
、更に設計段階で有限要素法によるシミュレーションを
縁返すことにより、jff!fit且つ高剛性即ち、曲
げモードの共振周波数が2KHz以上と高い構造を定め
ることは比較的容易であるO第2の共振は、ヘッドアー
ム8の揺動中心となるピボット部のラジアル方向弾性変
形に起因する共振であるが、その周波数は1〜2 K 
Hzの間に存在することが多い。第3図にこの共振によ
る可動部のモード形を示し、同図中でKとCは本モード
におけるピボット部の等価剛性と等価減衰係数である。
このモードでは可tjiI部をほぼ剛体と見なすことが
できる0ピボット部の変形に起因する共振は、特殊な場
合を除いて、系の伝達I′A数の中で常に反共振を伴っ
て現われる。
この−例を第4図に示す。ただし、第4図の伝達関数は
イナータンス(加速度/力)表示である。
ピボット部の変形としては、4110体1の曲げ変形あ
るいは、’il1体lとロータリキャリッジ3間のころ
が、D ql+受のラジアル方向弾性変形が考えられる
。一般に、予圧状態にある軸受の剛性eよ十分に商い。
そのため、このモードでの共振周波砂を高くするには、
軸体lの曲げ変形に起因する固有撮動周波数を高くする
ことが必要となる。
以上の考察より、従来の磁りテイスク装瞳では、仙の部
材で軸体lの1rlrj端を支持するととνこサブベー
スと呼ぶ)、llは連結板である。第5図の従来例では
軸体lの両端をサブベースlOと連結板11で固定的に
支持する構造となっており、このサブベース10と連結
板11の一部は化石ハウジング7の上下端にIAI定で
れている。
これにより、固定軸体lの曲げモードの共振は、当該固
定軸体l及びサブベースl O% 4 k W 11と
いった支持部材の振動が連成する共(IIνへと変化す
る。但し、可動部のみに注目すれはヒボツ) ff1s
が変形するモードの共振であることに変わ5はない。こ
の場合、サブベースx O、連結板11といった交付部
材の構造を適切に定めれば固定1■11休1は完全両端
支持状態に近づき、したがって共振Jん欣数が高くなシ
、そのふん追従帯域を広くすることができる。
ところが、磁気ティスフ装置の高性77ヒ化への要求は
、近年ます壕す簾しいものとなり、それにより追従帯域
の更なる拡大及び残留振動の更なる低減も急務となって
きた。そのためピボット部の共振周波数をより一層高く
する必要力;生じてさた。しかし第5図に示す構成では
、支持部材は一般に1俣雑なソリットフ゛ロック構造を
持ち、またM(量及び占有体積にもおのずと宙IJ限カ
ニあるため、コンピュータを用いた構造最’AHヒを試
みても共振周波数を飛躍的に尚めることは困難でめつ1
ζ0 そこで、次に考えられることは何ら7J)の方法で共振
を減其させることであり、具体的には各種ダンパの付加
によって対象とする共振を抑圧しようとするものである
Q−1+lJとL−Cは、アクチュエータの軸体λを支
持する部材に別部拐からなる可動質量を取付け、その慣
性及び摩擦などによって構造体の振!jJb f:吸収
してサーボループ内に現われる共振を減衰させる方法、
などがある1、シかしこの方法には、(、υ部品点数が
増加すること、■付加質量を大きくしないと十分な効米
’を借られないこと、(4)調整が難がしい、などの問
題があった。
本発明は上述した従来技術に鑑み、高速且つ高梢度なヘ
ッド位置決めが可能な磁りティスク装置を提供すること
を目的とする。この目的はディスク、スピンドル及び揺
動形アクチュエータを収容する中空な構遁体自体に、ヘ
ッドアームの揺動中心となる軸体の両端部fc@接看し
くは他の支持部材を介して結合することにより達成でき
る。
以−ト、図面を参照して本発明を説明する。但し、従来
技術と同一部分には同一符号を付して説明の重複を省く
、。
第6図は本発明の−¥施?・11に係る磁気ナイスク装
置全一部破断して示す側面図である。この実施例は第5
図の従来装置を改良したものであり、第6図中、2は固
定刺1体1とロータリキャリッジ3間のころがD l+
JI受、13はスピンドル、14及び15rよ中空な梅
遺体を形成するベース及びこれと同月料のベースカバー
、16は固定板である。固定軸体上の下端と磁石ハウジ
ング7の下ゐ;とが共にサブベース10に固定され、こ
のサフベースIOU中空構造体の下部エフ[」ちベース
14に直、JXI+!!j定されている◇−力、Lム1
定611体1の上端と磁石ハウジンク7の上端とが共に
連結板11に161定され、この連結板11は中空構造
体の土都即ちベースカバー15に固定板16を介して同
定されている。ベース14とベースカバー15とはぞの
外周部でa数個のボルトにより互いに固片1されて中空
構造体をなす。この中空構造体は1″1健に近い構造を
イ1′Tるから剛性が極めで高い。ティスフ121.支
1寺′j〜るスピンドル13はそのliL+l ’/:
jjで直接又はl11j受を介して剛性の向い中空4’
143’li体の上下面に固定さ=)して29、単にベ
ース14で下端のみを支持する方式に比べてスピンドル
の撮動を小゛さく抑えることができる。
第6図の実施例の効果を読切する。、v−ボループ内に
現われるアクチュエータの共振は、磁気回路からコイル
5に加えられる。昭71JQカと、イー気ヘッド9が位
置するヘッドアーム8先端における加速度とから求まる
イナータンス(加速度/力)で計画できる。第7図にj
比I改対椋として絹6図から固定板、+61び連結板1
1を除いた状態部ぢ固層IIIJ、J体lの上端が元金
自由支持の場合のイナータンスゲイン曲線ケ示したもの
であり、1KI−1z  以下に鋭いビーク全行っ共壷
が反共振と幻になって現われているl) 7jお、共(
+4が2対現われているのはピボット部の変位モードが
2通り存在していることを示す。第7図のように共振周
波数が低く、且つ位411タタ化もはl’−1180’
となZ)場合には、袖償敦累を用いてもjrl従帯域が
300Hz程度のサーホ糸を捕成することは国別1.で
ある。第8図の顧約すL1連結板11 tJ:べ一スカ
バー15に結合はせず、単に固定軸体1の上部と磁石・
・ウジング7の上端とを結答した場合のイナータンスゲ
イン曲線を示す0この鎖線の特性を第7図と比べると、
共振周波数はL5K Hz  及び1.7KHz  と
高まっているものの、やはジ共振が反共振と対になって
現われている。
なお、これらの共振は固定軸体1及びそれの支持部拐の
連成振動によるものであり、ゲインのピーク値は約10
 d B、位相変化は約9Cである。
一方、第8図の実線は、固定板16を用いて連結板11
の一部とベースカバー15とを結合した場合即ち第6図
そのものの構造の場・合のイナータンスケイン曲線を示
す。アクチュエータの上部がベースカバー15と結合さ
れたことにより、第7図又は第8図の鎖線の共振モード
がベース14とベースカバー15とからなる中を構造体
の変形を含む共振モードへと変化し、結果的に共振が太
きく(1p仕されたことがわかる。即ち、ゲインのピー
ク値は約1/2の5dB  に、位相変化も約2fと極
めて小さくなった0つまp1中空構造体はベース14と
ベースカバー15との複合構造体であるため、一定面積
の接合面及びそれに付随する多くのボルト結合部組には
スピンドルという可動系もその中に含むことからこの中
を構造体の減衰能はその材料自体の内部減衰能罠比べて
極めて太きい。
以上の理由から、第6図の実施例では他の特別な減衰器
等を付加することなしに、ピボット部の変形に起因する
共振が大きく抑圧ちれるという効果が生じている。その
結果、サーボの追従帯域を制限する2KH2以下の顕著
な共振が消失し、追従帯域が300〜46□Hzのサー
ボ系を実現することができ、同時に制御モード切替時の
残留振動も低減する。なお、第8図の実線でZ 3 K
Hz  に現われる共振は可動部の曲げモード共振であ
るため、実施例の構造でもこれの著しい減衰効果は得ら
れない。しかし前述した如<、2KHz 以上に現われ
る共振は補償要素によって十分抑圧可能であり、位置決
め性能を大きく損うことはない。
第9図は本発明の他の実施例に係る磁気ディスク装置を
一部破断して示す側面図である。この実施例では、ロー
タリキャリッジ3は軸体17に固層され、軸体17は2
つの軸受18.i9によって回動可能に両端で支持され
ている。各軸受18,19はそれぞれサブベースloと
連結板11で保持感れ、よってこの軸体17はサブベー
ス10.連結板11及び各軸受18,19を介して中空
構造体に回動可能に結合されているoこの結果、ヘッド
アーム8はロータリキャリッジ3及び軸体17と一体に
揺動することになる。第9図の実施例では17はそれ自
体が揺動する揺動軸体であるが、その両端が軸受18゜
19を介して中空#g構造体上下面に結合されているこ
とから、本実施例により得られる効果は第6図の実施例
で得られる効果と同様である。
な2、第6図及び第9図いずれも軸体1,17をサブベ
ースlO1連結板11’i介して中空構造体に固足的(
第6図)に、あるいは回動可能(i9図)に結合した実
施例を示したが、ザブベース10及び連結板1λを介す
ることすく軸体1,170上下端をそれぞれベースカバ
ー15、ベース14に結合してもよい。即ち、固定軸体
1の場合は上下端をそれぞれベースカバー15Xベース
14に固着し、揺+JrJ h”体17の場合は上下端
の軸受x9.x8′1c(−れぞれベース14、ベース
カバー15で保持する。
以上説明したように本発明による妨気ディスク装置では
、揺動形アクチュエータの揺動中11.7となる軸体の
両端部がディスク、スピンドル及びアクデュエータ本体
を中に′8む中壁l檜遺体に結合しているため、この中
空構造体の持つ減頁能により、軸体の変形に起因する共
振が大きく減衰する。その結果、ヘッド位11ヱ決め制
御系の追従帯域を広くでき、且つ制御モード切替時の残
留振動を小姑くできるため、高速目、つ高精度なヘッド
位置決めが可能となる、。
【図面の簡単な説明】
第1図は揺動形アクチュエータのA5本+1・1造図、
第2図は可動部の曲げに起因する共」放士−ドの説明図
、第3図はピボット部の弾性変形に起因する共振モード
の説明図、第4図はピボットモード共振を持つアクノー
ユエータのイナータンスを示すグラフ、第5図は従来の
揺動形アクチュエータの一例イ[示す一部破断した斜視
図、第6図は本発明の一実施?llを示す一部破断した
側面図、第7図は第6図の実施例において軸体lを片持
ちとした場合のイナータンスを示すグラフ、第8図tJ
第6図の実施例のイナータンスを示すグラフ、第9図は
本発明の他の実施例を示す一部破断した側面図である。 図  面  甲、 1と17は軸体、 2 FJ:、軸受、 3はロータリキャリッジ、 4はコイルボビン、 5はコイル、 6は侭石ステーク、 7は値石ハウジング、 8はへラドアーム、 9は4つ気ヘッド1 、LOはザブベース、 」1は連結板、 12は磁偲ティスク、。 13はスピンドル、 」4はベース、 15はベースカバー、 16は固定板 18と1911軸受である。。 %許出M1人 日本型イi37Fj、話公社 代   理   人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも1枚の磁気ディスクを保持する回転可能なス
    ピンドルと、揺動可能に支持されたヘッドアームを含み
    このヘッドアームを揺動させる仁とにより該ヘッドアー
    ムに装着された磁気ヘッドを対応する磁気ディスク面の
    所定トラック上に位置付ける揺動形アクチュエータとを
    中空な構造体の中に具備する磁気ディスク装置において
    、前記へラドアームの揺動中Iしとなる軸体をその両端
    部にて直接若しくは他の支持部材を介して前記中空構造
    体の上部及び下部に結合したことを特徴とする磁気ディ
    スク装置’1..。
JP15433082A 1982-09-04 1982-09-04 磁気デイスク装置 Pending JPS5945662A (ja)

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