JP3834505B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置のアクチュエータのロック機構に関し、特に、非動作時や運搬時などの衝撃により磁気ディスク装置内のアクチュエータや磁気ヘッド及び記録媒体である磁気ディスク表面が破損することを防止するためのアクチュエータのロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、情報を含む同心円のデータトラックを有する回転ディスクと、それぞれのトラックでデータの読み取り／書き込みを行う磁気ヘッドと、任意のトラックにヘッドを移動し且つ保持するためにヘッドのキャリヤに連結されたアクチュエータと、を備えた情報記憶装置である。
【０００３】
アクチュエータはディスクの半径方向に高速移動できる機能を有している。このため磁気ディスク装置の運搬時や非動作時等においては、外部からの衝撃によりアクチュエータが待避位置からデータ領域へ移動し、ヘッドがディスクの記録面上に粘着する、或いは、ディスクを傷つけて書き込んだ情報を壊してしまうなどの重大な障害が発生してしまう。そのような障害を防ぐために、アクチュエータは所定の位置にロックされる。
【０００４】
耐衝撃性は磁気ディスク装置に要求される性能の一つであり、特に携帯が可能であり運搬が容易なノートパソコンに搭載される磁気ディスク装置においては耐衝撃性の要求が高まっている。一般に、携帯時や運搬時、また落下時に磁気ディスク装置に外部から加わる衝撃は、印加時間が短く衝突加速度が大きい。しかも衝撃が加わる方向も一方向にのみ加わるのではなく、あらゆる方向から加わるので、方向に依存しない耐衝撃性向上への要求がますます大きくなってきている。
【０００５】
上述した障害を防止するための一つの方法として提案されているロック機構に関する技術が、例えば、特開平７−２６２７１６号公報に開示されている。この従来技術はアクチュエータを回転移動させる外部からの衝撃が加わった場合にその衝撃による慣性でロックレバーを回転させ、ロックレバーがアクチュエータに噛み合うことでロックする機構であり、ロックレバーはアクチュエータと同じ回転軸方向に自由度をもつ回転しやすい構造を有する。この従来技術はアクチュエータの移動方向と同一方向の衝撃即ちアクチュエータが角加速度を持つ回転衝撃に対しては高い耐衝撃性を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気ディスク装置全体にディスク面と同一の面方向からの衝撃、即ち並進衝撃に対して、アクチュエータ（スライダを保持するバネ部材とコイルを保持する部材とからなるもの）の重心位置がアクチュエータの回転中心にある場合は比較的高い耐衝撃性を有するが、その重心位置が回転中心から離れていると耐衝撃性は低下する。
【０００７】
重心位置が回転中心から離れていると、並進衝撃においてもアクチュエータは角加速度を持つため、アクチュエータをロックする必要があるが、ロックレバーはその回転中心に対しマスバランスのとれた構造であるため並進衝撃に対しては回転しにくく、アクチュエータをロックできないと云う課題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、外部からの衝撃に対してアクチュエータの動きを確実に制限できるロック機構を有するディスク装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
磁気ディスクに情報を記録又は再生するヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを磁気ディスク径方向に揺動可能に保持するアクチュエータと、情報を記録又は再生するデータ領域とは異なる配置の退避領域に前記アクチュエータをロックするロック機構と、を備えた磁気ディスク装置において、
前記ロック機構は、前記アクチュエータの揺動方向に対して垂直方向に変位する変位部材と、前記変位部材の変位により非圧縮性流体が微小間隙を流動するロック部とを有する構成とする。
【００１０】
また、前記磁気ディスク装置において、前記変位部材は先端に仕切り板を有し、前記ロック部はハウジングを有し、前記ハウジングと前記仕切り板との隙間に前記非圧縮性流体を満たすとき、前記仕切り板を前記ハウジングにおいて非圧縮性流体を押し込むことで、前記アクチュエータを前記データ領域に移動させる構成とする。
【００１１】
また、前記磁気ディスク装置において、前記変位部材と連結する連結部材を有し、前記連結部材は先端に仕切り板を有し、前記ロック部はハウジングを有し、前記ハウジングと前記仕切り板との隙間に前記非圧縮性流体を満たすとき、前記仕切り板を前記ハウジングにおいて非圧縮性流体を押し込むことで、前記アクチュエータを前記データ領域に移動させる構成とする。
【００１２】
また、前記磁気ディスク装置において、前記変位部材と前記連結部材は永久磁石で結合される構成とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置について、図１〜図４を参照しながら以下説明する。図１は本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるロック機構を含むロード／アンロード方式の全体構成を示す図であり、図２は本実施形態に関するロック機構の詳細な構造例を示す図であり、図３は本実施形態に関するロック機構の動作特性を示す図である。また、図４は本実施形態に関するロック機構の詳細な他の構造例を示す図である。
【００１４】
ここで、１はベース、２はディスク、３はアクチュエータ、４はランプ、５はコイル、６は回転軸、７は外周ストッパ、８は内周ストッパ、９はヘッドアーム、１０はロードビーム、１１はヘッドスライダ、１２はヘッドタブ、２０はロック機構、２１はハウジング、２２は非圧縮性流体、２３はレバー、２４は押しピン、２５はピン、２６は仕切り板、２７はばね、２８は永久磁石、２９は軸、をそれぞれ表す。
【００１５】
図１において、本実施形態に係るロード／アンロード方式の磁気ディスク装置はディスク回転機構即ちスピンドルモータ（図示せず）がベース１に固定され、ディスク２、ロータリーアクチュエータ３、ランプ４、及びロック機構２０を備える。一般に、ロータリアクチュエータ３の回転はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）により行われる。これはアクチュエータ３に取り付けられたコイル５がベース１に取り付けられたマグネットよりなる磁気回路（図示せず）の固定磁気回路中を通って移動することにより、ロータリーアクチュエータ３はベース１に取り付けられた回転軸６を中心に回転する。
【００１６】
外周ストッパ７及び内周ストッパ８は、ベース１に、又はロータリアクチュエータ３以外の固定部に、取り付けられてロータリアクチュエータ３の移動を制限する。一般にストッパはゴムなどの弾性体が用いられる。
【００１７】
そして、ロータリアクチュエータ３は回転軸６に対し、片側にはアクチュエータを動かすためのコイル５が取り付けられ、反対側に高剛性なアーム９が形成されている。また、アーム９には、ばね材１０を介してディスクに情報を読み書きするためのヘッドスライダ１１が一つ以上保持されている。更に、ばね材１０には、スライダ１１を越えて伸びるタブ１２が備え付けられている。このように、アクチュエータ３は、スライダ１１を保持したばね材１０、このばね材と連結し且つコイルを保持したアーム９、から成り立っている。なお、コイル５を保持する部材をコイルホルダとして、アーム９とは別部材とする構造のものもあるが、本実施形態で云うアクチュエータはスライダを作動させる部材を指す。
【００１８】
ロード／アンロード用のランプ４は、ベース１に取り付けられている。図１はアンロードした状態、即ちディスク装置が動作していない状態、またはデータの読み書きを行わない状態であり、アクチュエータ３がランプ４に待避している状態を示す。ばね材１０のタブ１２は、ランプによって支持されており、スライダ１１とディスク２が衝撃等により接触して傷ついたり、或いは粘着したりすることを防いでいる。また、アクチュエータ３は、永久磁石等を用いて退避位置にいる時は常にストッパ７に押し付けられた構造となっており、弱い衝撃や振動では動かない構造となっている。その力は、アクチュエータ３がデータを読み書きする際にディスク２のデータ領域へ動く際には、コイルに電流を流すことにより動ける程度の力となっている。
【００１９】
図２の（１）に本発明の実施形態に関するロック機構２０の詳細を示す。ロック機構２０は、レバー２３、押しピン２４がピン２５の回りに回転自在に保持され、ピン２５の先端には仕切り板２６が取り付けられている。仕切り板２６は、ハウジング２１の中に実装され、ばね２７の自由長の位置で位置決めされている。ハウジング２１の中は非圧縮性流体２２（圧縮性流体でもよいが非圧縮性流体の方がより効果的）で満たされており、仕切り板２６とハウジング２１との間の隙間を通ってハウジング２１内で右左移動可能となっている。レバー２３は軸２９により移動可能に保持されている。ここで、流体２２の移動は、前記隙間の他に、仕切り板２６に設けた貫通孔でも良い。
【００２０】
図２の（２）はアクチュエータがデータ領域へ出ていった後の状態を示す。アクチュエータ３により押し込まれたレバー２３によりばね２７が圧縮され、アクチュエータが移動可能となる。また、その後は、ばね力により初期状態である図２の（１）の状態に回復する。
【００２１】
図２の（３）はデータ領域から退避位置へアクチュエータが戻った直後の状態を示す。この場合も図２の（２）の状態と同様の原理でロック解除され、その後図２の（１）の状態へ戻る。
【００２２】
仕切り板２６はレバー２３にアクチュエータ３が当たることにより、左右へ動かされる。この場合、非圧縮性流体２２を用いることにより、仕切り板２６とハウジング２１の隙間により、仕切り板２６を押し込む力と、仕切り板２６が図２ｂ、２ｃの状態まで移動する時間の関係は図３に示すような関係となる。即ち、押す時間が短いと必要な力は非常に大きいが、長い時間をかけて押す分には弱い力で押し込むことが可能となるロック機構である。換言すると、図３はロック機構の作動特性を示すものであり、仕切板２６を動作させるのに必要な力とそれに要する時間との関係を示した特性曲線であり、時間が短いと仕切板を作動させるのに大の力を要すること並びに時間を長く掛ければ小の力でよいことが解る。
【００２３】
一般に、磁気ディスク装置に加わる衝撃（携帯時や運搬時における衝撃、また落下時の衝撃）は１１ｍｓ以下の時間がほとんどであり、図３で示す領域Ａの範囲となる。また、アクチュエータ３がデータ領域に移動する時間を前記衝撃（１１ｍｓ以下の衝撃）に対して十分長く設定していれば、必要な力は小さくて済み、通常の使用状態では問題なく退避位置から出入り可能となる。更に、永久磁石やＶＣＭの漏洩磁束を用いてアクチュエータ３を外周ストッパ７に対してバイアス的な押付力（ロックする方向）を付加する構造を本実施形態に採用することによって、印加時間が長いが力が弱い衝撃に対しても（通常、衝撃は、力が強いが印加時間が短いので図２の構成例でロック効果を達成している。一方、印加時間が長くて力の弱い衝撃に対しても）十分なロック効果を発揮できる。
【００２４】
以上のように、本実施形態に関するロック機構（図２に示す構成例の他に後述する図４の構成例）は、通常の衝撃、例えば１１ｍｓ以下の衝撃に対してはロック状態が解除されず、所定の一定時間以上、例えば５０ｍｓ以上の押圧力が持続的に加わらないとアンロック状態とならない機能乃至作用を奏するものである。
【００２５】
図４に示すロック機構の構成例は、レバー２３と磁性体からなる押しピン２４とを永久磁石２８を用いて接続した場合である。この構成例によると、レバー２３の端部と押しピン２４の端部とが互いに突き合わせ面を有していて、レバー２３端部の設けられた永久磁石２８が磁性体の押しピン２４の端部を吸引して互いの端部同士を当接させるものである。そして、アクチュエータ３が退避位置からデータ領域へ移動する場合は、図４の（２）に示すように、図２の（２）と同様の原理で動作し、非圧縮性流体の流れに因る時間遅れで作動する、即ち或る程度の時間を掛けて押し続けることで作動する、いわゆる時間遅れを有するロック機構を構成する。
【００２６】
一方、データ領域から退避位置へ戻ってくる場合は、図４の（３）に示すように、非圧縮性流体の流れに因る時間遅れのロック機構は動作せずに、永久磁石２８による押しピン２４端部との吸引力に打ち勝ってレバー２３のみが回転し、スムーズに且つ短時間に退避位置へ移動可能となる（アクチュエータ３は、永久磁石２８に因る押しピン端部との吸引力に打ち勝つ力だけで済ませることができ、その移動もレバー２３のみを回動させるだけに要する時間で済む）。その後、開放されたロックレバー２３は永久磁石２８の力により、押しピン２４に引き寄せられ自動的に図４の（１）に示す初期状態になる。なお、上述した説明では、押しピン２４を磁性体であるとしたが、これに限らず、押しピンに永久磁石を設けても良く、要は、レバー２３の端部と押しピン２４の端部を磁気的結合で当接させる構造のものであれば良い。
【００２７】
また、ロックレバー２３が、回転軸２９回りにバランスの取れた構造（レバー２３の重心位置と回転中心が一致する）とすることにより、衝撃によりレバー２３が回転することを防止できる。さらに、レバー２３の回転方向とアクチュエータの回転方向を異なった方向とすることにより（図４の（１）によると、レバー２３の回転方向は紙面と平行な面であり、アクチュエータ３の回転方向は紙面と垂直な面である）、回転衝撃（前述した並進衝撃とは異なる面での衝撃）が加わった場合もレバーとアクチュエータが同時に動くことが無く、高い信頼性を維持できる。
【００２８】
また、本実施形態において、図２と図４に示す非圧縮性流体２２とばね２７とからなる構成に代えて、単体の弾性特性を有する構造のものであっても良い。即ち、図３に示す特性を備えた材料単体でも良い。
【００２９】
さらに上記ロック機構は、ランプ４を用いたロード／アンロード機構のある磁気ディスク装置ばかりでなく、ディスク２の上に退避位置を設け、停止時にディスク上にヘッドが着地するコンタクト・スタート・ストップ方式の磁気ディスク装置における停止位置のロック機構にも適用でき得る。
【００３０】
以上のように、本発明の主たる特徴は、アクチュエータを通常は常にロック状態で保持しており、衝撃等の短い衝撃ではアンロック状態にならないが、データを読み書きするためにアクチュエータをデータ領域へ動かす時のように、衝撃に対して十分長い時間（例えば５０ｍｓ以上）ロックレバーを押しつづけるとアンロック状態になるようなロック機構であることによって、外部からの衝撃に対し確実にアクチュエータを保持できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気ディスク装置に加わる衝撃等の短い時間の力の印加に対して、アクチュエータへの十分なロック機能を発揮するとともに、通常のアクチュエータの退避動作に対しては弊害を起こさないロック機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるロック機構を含むロード／アンロード方式の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態に関するロック機構の詳細な構造例を示す図である（図１の側面図）。
【図３】本実施形態に関するロック機構の動作特性を示す図である。
【図４】本実施形態に関するロック機構の詳細な他の構造例を示す図である。
【符号の説明】
１ ベース
２ ディスク
３ アクチュエータ
４ ランプ
５ コイル
６ 回転軸
７ 外周ストッパ
８ 内周ストッパ
９ ヘッドアーム
１０ ロードビーム
１１ ヘッドスライダ
１２ ヘッドタブ
２０ ロック機構
２１ ハウジング
２２ 非圧縮性流体
２３ レバー
２４ 押しピン
２５ ピン
２６ 仕切り板
２７ ばね
２８ 永久磁石
２９ 軸

Claims (5)

1. 磁気ディスクに情報を記録又は再生するヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを磁気ディスク径方向に揺動可能に保持するアクチュエータと、情報を記録又は再生するデータ領域とは異なる配置の退避領域に前記アクチュエータをロックするロック機構と、を備えた磁気ディスク装置において、
   前記ロック機構は、前記アクチュエータの揺動方向に対して垂直方向に変位する変位部材と、前記変位部材の変位により非圧縮性流体が微小間隙を流動するロック部とを有する
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
   前記変位部材は先端に仕切り板を有し、前記ロック部はハウジングを有し、前記ハウジングと前記仕切り板との隙間に前記非圧縮性流体を満たすとき、前記仕切り板を前記ハウジングにおいて非圧縮性流体を押し込むことで、前記アクチュエータを前記データ領域に移動させる
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
3. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
   前記変位部材と連結する連結部材を有し、前記連結部材は先端に仕切り板を有し、前記ロック部はハウジングを有し、前記ハウジングと前記仕切り板との隙間に前記非圧縮性流体を満たすとき、前記仕切り板を前記ハウジングにおいて非圧縮性流体を押し込むことで、前記アクチュエータを前記データ領域に移動させる
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
4. 請求項３に記載の磁気ディスク装置において、
   前記変位部材と前記連結部材は永久磁石で結合されることを特徴とする磁気ディスク装置。
5. 請求項２乃至４のいずれかに記載の磁気ディスク装置において、
   前記ハウジングと前記仕切り板はばねにより接続されることを特徴とする磁気ディスク装置。

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