JP2000149470A

JP2000149470A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2000149470A
Application number: JP10311109A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Okazaki; 寿久岡崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリッジとベアリングユニットの締結にお
いて十分な締結剛性を得ると共に、慣性モーメントの増
加及びベアリングの変形を生じさせないベアリングユニ
ット構造を実現する事。【構成】ベアリングユニット１１が、シャフト２０
と、シャフト２０の周囲に設けられた少なくとも２個の
ベアリング１８，１９と、少なくとも２個のベアリング
１８，１９間に設けられたベアリングを保持する為のホ
ルダー２１とホルダー２１の周囲に設けられて、キャリ
ッジ６とネジによる締結を行う為のスリーブを有する構
造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドを回転
的に移動して位置決めを行う磁気ディスク装置に係り、
特に磁気ヘッドを支持する揺動型アクチュエータの回転
駆動にベアリングユニットを使用する磁気ディスク装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気ディスク装置は、パーソナル
コンピュータやワークステーションの高機能化や画像デ
ータなど膨大なるデータ量に大容量、小型化、高速化の
要求が高まっており、このため前記性能を要求される磁
気ディスク装置においては磁気ディスク１枚当たりの高
容量化のために磁気ディスクの半径方向の高密度化及び
磁気ヘッドの高速高精度位置決め技術が開発されてい
る。

【０００３】一般に磁気ヘッドの位置決めは、磁気ディ
スク上に記録されている位置制御用情報をアクチュエー
タに搭載された磁気ヘッドにより読み出し、該位置制御
情報をフィードバックして行われる。これらアクチュエ
ータの駆動には、主にボイスコイルモーターが用いら
れ、その方式は、直動（リニア）型と揺動（ロータリ
ー）型の２種類がある。特に回転により駆動する揺動型
アクチュエータは、慣性モーメントの低減という面で非
常に優れており、アクセスタイムの向上や消費電力の低
減を狭スペースにて実現するのに非常に有効である。

【０００４】ところで、このような揺動型アクチュエー
タは一般に、回転トルクの低減の為、その回転中心に軸
受けとしてボールベアリングを使用している。これらの
ボールベアリングは２個を一対としてスリーブと呼ばれ
るハウジングと回転中心となるシャフトによりスラスト
方向の予圧を負荷したベアリングユニットを用いてい
る。また、ベアリングユニットと磁気ヘッドを有するキ
ャリッジの固定方法は、スプリング、接着、ネジ締結な
どがあるが、組立て性や性能の面からもっとも一般的に
用いられるのがネジ締結法である。ネジ締結法において
は、ベアリングユニットは、キャリッジに形成された概
略円筒形状をした穴に挿入される。穴の断面は真円を一
部切り欠いた形状をしており、ベアリングユニットはネ
ジにより引き込みもしくは押し付けられて、キャリッジ
の穴の内面に複数箇所での接触をすることにより固定さ
れる。この構造によりキャリッジとベアリングユニット
との締結剛性を確保しつつ、線膨張係数の差によるキャ
リッジの歪みを防止している。

【０００５】尚、この様なベアリングユニットおよびそ
の締結方法に関する技術が記載された文献としては、例
えば特開平８−２５５４４２号公報が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による磁
気ディスク装置は、ベアリングがキャリッジと接触する
スリーブに直接収められいるために以下の様な問題点が
発生する。

【０００７】(1)キャリッジとベアリングユニットは、
アクチュエータの振動特性やネジ緩み防止の面から、あ
る程度の締結剛性を必要とする。このため、ネジ締結を
した際にベアリングユニットの締結部であるスリーブは
キャリッジとの接触により微少な変形が生じ、ベアリン
グの固定部にも変形が伝わりベアリング自身を変形させ
る。

【０００８】図８は、従来技術と同様の構造におけるキ
ャリッジとベアリングユニットのネジ締結軸力とスリー
ブのベアリング保持部の真円度変化量の関係を示す図で
ある。ここで、現在の３．５インチディスクを使用する
磁気ディスク装置の揺動型アクチュエータのベアリング
に対する予圧量は１．５Kgf以下程度であり、この際の
ベアリングの玉の実質変位量は約２μｍ程度しかなく、
図８に示す様なスリーブの変形が生じ、この変形がベア
リングユニット伝わる事により外輪の変形が発生した場
合、ベアリング一周内で部分的に非常に大きな予圧変化
が発生していた。

【０００９】また、実際の揺動型アクチュエータの可動
角度は、磁気ディスク装置のサイズに関わらずほぼ３０
度以下となっており、本可動範囲内、つまり磁気ディス
ク半径方向での磁気ヘッドの位置決め位置によりベアリ
ングの各玉における予圧が変動していた。ボールベアリ
ングは巨視的に見ると玉の転がりにより回転を行うが、
微視的には予圧により玉と転動面との間で滑りや弾性変
形を伴いながら可動する。

【００１０】従って従来技術による磁気ディスク装置
は、ベアリングの滑りや弾性変形が揺動運動時のヒステ
リシスや回転トルクの変動を生じさせ、これによりヒス
テリシスや回転トルクの変動によりアクチェエータに不
安定な外力が働き、磁気ヘッドの位置決め精度の向上が
困難であると言う不具合があった。また、この傾向はア
クチュエータの慣性モーメントが小さく、小径のベアリ
ングになる程顕著となるため、３．５インチ以下の磁気
ディスク装置にとっても非常に大きな問題であった。
尚、上記の問題の解決策としてネジの締結トルクの低下
やスリーブ自体の剛性の向上が考えられるが、いずれも
締結剛性の低下やスリーブ質量の増加によるアクチュエ
ータ振動の悪化、慣性モーメントの増加等の問題が生じ
るといった不具合があった。

【００１１】本発明の目的は、前記従来技術による不具
合を除去することであり、キャリッジとベアリングユニ
ットの締結において十分な締結剛性を得、慣性モーメン
トの増加およびベアリングの変形を生じさせないベアリ
ングユニット構造を有する磁気ディスクを提供すること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、情報を記録する磁気ディスクと、該磁気デ
ィスクに情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘ
ッドを支持し、シャフトを中心としてベアリングユニッ
トを介して回転するキャリッジと、該キャリッジを回転
駆動することにより磁気ヘッドを磁気ディスク上で回転
移動させる回転駆動源とを備える磁気ディスク装置にお
いて、前記ベアリングユニットが、前記シャフトの軸方
向に間隔をもって配置した少なくとも２個のベアリング
と、前記シャフトにベアリングの内輪を固定し、外輪を
保持するホルダーと、該ホルダーと係合してキャリッジ
とネジによる締結を行うスリーブとを含むことを第１の
特徴とする。

【００１３】更に本発明は、前記特徴による磁気ディス
ク装置において、前記ホルダーを前記２個のベアリング
間に配置し、前記スリーブを前記ベアリング間のホルダ
ーに押し当てることにより前記係合を行うことを第２の
特徴とし、前記第１の特徴の磁気ディスク装置におい
て、前記ホルダーを前記２個のベアリング間に区分して
配置し、該区分した間にスリーブを嵌合することにより
前記係合を行うことを第３特徴とする。

【００１４】また本発明は、前記第１〜第３の特徴の磁
気ディスク装置において、前記スリーブ又はキャリッジ
に雌ネジ穴を形成し、前記ネジを雌ネジ穴に締め付ける
ことによりベアリングユニットとキャリッジとを締結す
ることを第４特徴とし、該特徴の装置において、前記ス
リーブ、ホルダー及び前記シャフトの材質を前記キャリ
ッジの材質と一致させたことを第６の特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
磁気ディスク装置を図面を参照して詳細に説明する。図
１および図２は、本実施形態による磁気ディスク装置の
内部構成を示す図である。

【００１６】図中、位置制御情報やデータを記録する為
の磁気ディスク１は、ディスクスペーサ２と共にディス
ククランプ３により磁気ディスクを回転駆動させる手段
であるスピンドルモーター４に固定され、前記位置制
御情報やデータを読み出しや書き込みを行う磁気ヘッド
を含むヘッドアッセンブリ５は、キャリッジ６に締結さ
れている。該キャリッジ６にはコイル７が取り付けられ
ており、マグネット７を含む磁気回路部９と共にボイス
コイルモータを形成し、磁気ディスク１上の位置制御情
報および基板（図示せず）からフレキシブルプリント基
板（FPC)１０を介して供給にされる電流によりキャリッ
ジ６がベアリングユニット１１により揺動回転してヘッ
ドアッセンブリ５を磁気ディスク１上で移動させ所定の
位置に位置決め動作を行う様に構成されている。

【００１７】前記ヘッドアッセンブリ５及びキャリッジ
６、コイル７とフレキシブルプリント基板（FPC)１０の
一部及びベアリングユニット１１は、揺動型アクチュエ
ータを形成している。また、ヘッドアッセンブリ５が磁
気ディスク１上から外れるもしくは、スピンドルモータ
ー４に衝突しない様にクラッシュストップ１２がキャリ
ッジ６に接触してアクチュエータの駆動範囲の制限を行
う様に配置されている。これらの構成部品はベース１３
及びカバー１４からなるハウジング内に固定され収めら
れている。

【００１８】図３および図４は、本実施形態による磁気
ディスク装置のアクチュエータの構成の詳細を示す図で
ある。図中、ＦＰＣ１０はコイル７を有するキャリッジ
６に側面よりネジ止めされ、ベアリングユニット１１
は、キャリッジ６に形成された断面が真円を一部切り欠
いた形状をした円筒穴１５に挿入され、キャリッジ６の
側面穴１６からネジ１８により引き込みによって固定さ
れている。即ち、装置のベースから立てられたシャフト
２０に、ベアリングユニット１１を介してキャリッジ６
の円筒穴１５を挿入し、キャリッジ６の側面穴１６から
ネジ１８によりベアリングユニット１１を引き込んで当
接することにより、キャリッジ６をシャフト２０に回転
的に取り付ける様に構成している。

【００１９】図５は、前記ベアリングユニット等の断面
を示す図であり、図９は分解組立図である。本ベアリン
グユニットは、図９に示す如く、シャフト２０にベアリ
ング１９、ホルダー２１を内在したスリーブ２３、ベア
リング１８を順に挿入し、ベアリング１８及び１９をシ
ャフト２０に内輪側に固定し、外輪側をベアリング１８
及び１９の間に設けられたホルダー２１に初期予圧を加
えた状態にて保持することにより組み立てられる。更に
前記ホルダー２１は、雌ネジ穴２２を設けたスリーブ２
３と固定されている。

【００２０】この様に構成したベアリングユニットのス
リーブ２３は、キャリッジの穴１６を介してネジ１７が
雌ネジ部２２にネジ締めされる事により矢印２４の方向
に引き込まれて締結される。本構造によれば、キャリッ
ジ６とベアリングユニット１１の締結時の直接的な力は
全てスリーブ２３のみに働き、キャリッジ６との接触を
しないホルダー２１の変形は非常に小さいものとなる。
つまり、ホルダー２１によって保持されているベアリン
グ１８及び１９は、従来技術によるベアリングユニット
よりも変形量が非常に小さくなる事が判る。なお、本実
施例では上記の効果をより高める為に、ベアリング１８
及び１９の周囲に環状の溝２５を設けてある。

【００２１】図６は、本発明における他の実施形態によ
るベアリングユニット及び締結部の断面を示す図であ
る。ベアリング２６及び２７はシャフト２８に内輪側で
固定されており、外輪側はベアリング２６及び２７の各
々に対応したホルダー２９及び３０に初期予圧を加えた
状態で固定されている。また、各々のホルダー２９及び
３０は雌ネジ部３１を設けたスリーブ３２に固定され
る。本実施例においても、直接的な力はホルダー２９及
び３０に働かない事から前述の実施形態同様の効果を得
られる。

【００２２】また、本発明による締結構造は、例えば図
７に示すようにキャリッジ３３に雌ネジ部３４を設け、
円筒穴１５の切り欠きを雌ネジ部３４と逆に形成し、ネ
ジ３５によりベアリングユニット１１をキャリッジ穴内
面に押し当てる事により固定しても同じ効果が得られ
る。

【００２３】更に、前述の各実施例においてベアリング
ユニットを構成するスリーブ、ホルダー及びシャフトを
キャリッジと同材質とする事により、各部材の熱膨張及
び収縮を同一とし、接触や固定部に発生する熱応力を緩
和することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればキ
ャリッジとベアリングユニットの締結において十分な締
結剛性を得られ、慣性モーメントの増加及びベアリング
の変形を生じさせない事から、揺動型アクチュエータの
高精度な位置決めが可能となり、磁気ディスク装置の高
速、高容量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例による磁気ディスク装置の
内部全体構成を示す平面図。

【図２】本発明の実施形態例による磁気ディスク装置の
内部全体構成を示す断面図。

【図３】本実施形態による磁気ディスク装置のアクチュ
エータの構成の詳細を示す図。

【図４】本実施形態による磁気ディスク装置のアクチュ
エータの構成の詳細を示す図。

【図５】本実施形態によるベアリングユニットと締結部
の断面を説明するための図。

【図６】本発明の他の実施形態によるベアリングユニッ
トを示す図。

【図７】本発明の他の実施形態によるベアリングユニッ
トと締結部の断面を示す部分図。

【図８】従来技術ベアリングユニットにおけるスリーブ
の真円度変形量を説明するための図。

【図９】本発明の実施形態によるベアリングユニットの
分解組立図。

【符号の説明】

１…磁気ディスク、２…ディスクスペーサ、３…ディス
ククランプ、４…スピンドルモーター、５…磁気ヘッド
アッセンブリ、６…キャリッジ、７…コイル、８…マグ
ネット、９…磁気回路部、１０…フレキシブルプリント
基板、１１…ベアリングユニット、１２…クラッシュス
トップ、１３…ベース、１４…カバー、１５…円筒穴、
１６…側面穴、１７…ネジ、１８及び１９…ベアリン
グ、２０…シャフト、２１…ホルダー、２２…雌ネジ
部、２３…スリーブ、２４…引き込み方向矢印、２５…
環状溝、２６…ベアリング、２７…ベアリング、２８…
シャフト、２９及び３０…ホルダー、３１…雌ネジ、３
２…スリーブ、３３…キャリッジ、３４…キャリッジ雌
ネジ部、３５…ネジ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を記録する磁気ディスクと、該磁気
ディスクに情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、該磁気
ヘッドを支持し、シャフトを中心としてベアリングユニ
ットを介して回転するキャリッジと、該キャリッジを回
転駆動することにより磁気ヘッドを磁気ディスク上で回
転移動させる回転駆動源とを備える磁気ディスク装置に
おいて、前記ベアリングユニットが、前記シャフトの軸方向に間
隔をもって配置した少なくとも２個のベアリングと、前
記シャフトにベアリングの内輪を固定し、外輪を保持す
るホルダーと、該ホルダーと係合してキャリッジとネジ
による締結を行うスリーブとを含むことを特徴とする磁
気ディスク装置。
【請求項２】前記ホルダーを前記２個のベアリング間
に配置し、前記スリーブを前記ベアリング間のホルダー
に押し当てることにより前記係合を行うことを特徴とす
る請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】前記ホルダーを前記２個のベアリング間
に区分して配置し、該区分した間にスリーブを嵌合する
ことにより前記係合を行うことを特徴とする請求項１記
載の磁気ディスク装置。
【請求項４】前記スリーブ又はキャリッジに雌ネジ穴
を形成し、前記ネジを雌ネジ穴に締め付けることにより
ベアリングユニットとキャリッジとを締結することを特
徴とする請求項１又は２又は３記載の磁気ディスク装
置。
【請求項５】前記スリーブ、ホルダー及び前記シャフ
トの材質を前記キャリッジの材質と一致させたことを特
徴とする請求項４記載の磁気ディスク装置。