JPH0136195B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気デイスク装置やフロツピーデイス
ク装置等におけるスライダの自動ローデイング機
構に関し、特に、デイスク面へのスライダ着地動
作を極めて滑らかにしたスライダの自動ローデイ
ング機構に関するものである。

〔従来の技術〕

浮動型ヘツドスライダは、定速回転時には、デ
イスク面上約0.2μｍ程度安定浮上するものであ
る。このスライダの最大の技術的問題点は、デイ
スク面とのクラツシユを回避することであり、特
に、スライダの着地など非定常状態における動作
においては高い信頼性が要求される。この対策と
して、1983年３月発行のIBM Technical
Disclosure Bulletin（IBM テクニカル デイス
クロウザ ブリエイン）Vol.25No.10には、スライ
ダのローデイング手段の駆動部として形状記憶合
金部材を用いたものが開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の構造は、ヘツドを取付けたアームと形状
記憶合金部材との動作が一体化しており、スライ
ダに一定の押付力の付与が難しい。また、形状記
憶合金部材の駆動力はスライダを支持する押付部
材のばね力に抗して直接作用させているため、押
付力と形状記憶合金部材の変形ばね力とを大きく
変えることができず、動きが安定せず動作速度も
遅い。

本発明の目的は、滑らかで安定化したスライダ
押付力を付与できるスライダの自動ローデイング
機構を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、スライダのローデイング手段の
駆動部を熱弾性マルテンサイト相変態に基づく形
状記憶効果を示す形状記憶合金部材と、この形状
記憶合金部材の回復力に抗して配設されたばね力
を有するばね部材とから構成することにより達成
される。

〔作用〕

形状記憶合金部材は、通電し加熱されることに
よりばね部材に抗してロードアームを介してスラ
イダを持上げアンロード状態とする。また、形状
記憶合金部材は、冷却されることによりスライダ
をロード状態とする。

〔実施例〕

始めに、熱弾性型マルテンサイト変態に基づく
形状記憶効果について説明する。Ti−Ni合金な
どの形状記憶合金は、相変態点以上ではオーステ
ナイト結晶構造（母相）である。この相は、相変
態点以下になると、マルテンサイト相に変わり、
外部からの小さな力で容易に変形する。そして、
再び変態点以上に加熱すると、このマルテンサイ
ト相は、一定の規則的な結晶配列法則に従つて元
のオーステナイト相に弾性的に戻り（逆変態）、
この際、非常に大きな回復力を示す性質がある。

低温時におけるマルテンサイト相変形用のバイ
アス力として、弾性ばねを使用することにより、
熱サイクルに伴う可逆的な動作を行わせることが
できる。

本発明は、弾性ばね負荷応力下における形状記
憶合金のマルテンサイト変態部位が冷却に伴い徐
徐に進行する現象に注目し、この際に生じる回復
力の連続的な変化を利用している。

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図によ
り説明する。

スライダ１の一部に取付けられている磁気ヘツ
ド２は、回転する磁気デイスク３にデータを書き
込み、また磁気デイスク３に書き込まれているデ
ータの読み出しを行う。このスライダ１は、ジン
バル４を介在して押付部材としてのロードアーム
５の先端に取付けられている。この押付部材とし
てのロードアーム５は、スライダ１を一定圧で磁
気デイスク面に押付けるための弾性力を有してい
る。更に、このロードアーム５は、その根元部が
可動型のガイドバー６に取付られており、スライ
ダ１が磁気デイスク面上の任意のトラツクにアク
セスできるようにしている。このガイドバー６に
は、ロードアーム５の押付力に対向するローデイ
ング手段７が取付けられている。このローデイン
グ手段７は、前記のロードアーム５を上方に持上
げるためのピン８と、このピン８に常時下方の押
付力が作用するように支持台９に設けられた弾性
部材としての弾性板ばね１０と、この支持台９上
に設けられ、この弾性板ばね１０の弾性力に対向
するような方向に形状記憶回復力が働くNi−Ti
合金系の形状記憶合金部材としての形状記憶合金
板１１と、この形状記憶合金板１１に通電して形
状記憶合金板１１を変態点以上に加熱するための
通電線（図示せず）から構成されている。上記の
ピン８は、ロードアーム５を上方に持上げるため
に、ロードアーム５を貫通し、その下端にはロー
ドアーム５に係合する鉤部を有し、その上端には
形状記憶合金板１１に係合する鉤部を有してい
る。

次にローデイング及びアンローデイング動作に
ついて、第２図及び第３図を用いて説明する。第
２図はデイスク回転始動前のローデイング及びア
ンローデイング手段を示している。この初期状態
においては、形状記憶合金板１１はマルテンサイ
ト相にあり、この降伏力は弾性板ばね１０の弾性
力より小さく設定してあるので、ピン８は弾性板
ばね１０の弾性力によつて下方に押下げられてい
る。従つて、ロードアーム５はピン８の下端鉤部
と非接触状態にある。

磁気デイスクを回転起動する場合には、その直
前に、形状記憶合金板１１に通電し、形状記憶合
金板１１を相変態点以上に加熱する。これによ
り、形状記憶合金板１１は、オーステナイト相に
弾性的に戻り（逆変態）、弾性板ばね１０の弾性
力より大きな形状記憶回復力が上向きに働く。こ
の形状記憶合金板１１の上向きの形状記憶回復力
により、ピン８は上方に移動し、これに伴い、ピ
ン８の下端鉤部がロードアーム５を係合して上方
に持上げる。即ち、アンローデイング動作を行
う。第３図はこの状態を示している。この状態で
磁気デイスクを回転起動し、所定回転速度まで持
続する。磁気デイスクが所定回転速度に達した場
合、形状記憶合金板１１への通電加熱を中止す
る。これにより、形状記憶合金板１１への通電加
熱を中止する。これにより、形状記憶合金板１１
は、冷却されマルテンサイト変態が生じ、上向き
の回復力は徐々に小さくなり、弾性板ばね１０の
弾性力よりも小となる。この形状記憶合金板１１
の降伏力の減少により、ピン８は下方に押戻さ
れ、これに伴い、ピン８の下端鉤部に係合してい
るロードアーム５は、上方への持上げ力が解除さ
れ、スライダを磁気デイスク面上に一定圧で押付
ける。即ち、ローデイング動作を行う。

この実施例では、形状記憶合金板１１のマルテ
ンサイト変態部位が温度低下に伴い徐々に進行拡
大するので、極めて滑らかなスライダの着地動作
が行われる。更に、ローデイング及びアンローデ
イング動作は、弾性板ばね１０のばね力と形状記
憶合金板１１の回復力とにより行つているため、
その力を、スライダの押付力に対して大きくとる
ことができる。これにより、スライダの動作を安
定化することができ、動作速度を大きくすること
ができる。

また、形状記憶合金板１１、弾性板ばね１０を
有するローデイング手段７とスライダ１を取付け
たロードアーム５とはその動作が一体化していな
いため、ローデイング時、スライダ１には常に一
定の押圧力を付与することができる。これは、形
状記憶合金板１１が環境温度や経年変化の影響を
受けてその押付力の変動を生じたり、組立時の精
密調整不足等による押付力の変動を生じても、ロ
ードアーム５にその変動が伝わらないためであ
る。

また、形状記憶合金板１１とロードアーム５が
一体化した構造でないので、形状記憶合金板１１
への通電加熱が容易となり、動作制御も容易とな
る。

更にローデイング手段７の駆動源部材として
は、弾性板ばね１０と形状記憶合金板１１だけで
あるので、低コスト化及び組立性が容易となる効
果がある。

次に本発明の他の実施例を第４図〜第１４図に
より説明する。第４図に示す実施例は、第１図〜
第３図により説明した実施例における弾性部材及
び形状記憶合金部材が板状であつたものをつる巻
き型の弾性圧縮ばね１２と形状記憶合金コイル１
３におき替えたものである。形状記憶合金コイル
１３は変態点以上に加熱すると伸びる形状を記憶
させてある。

この実施例において、弾性圧縮ばね１２は、ピ
ン８の中間鉤部と支持台９の間に配設されてお
り、また形状記憶合金コイル１３はピン８の上端
鉤部と支持台９の間に配設されている。このよう
に構成しても、第１図〜第３図に示す実施例と同
様のローデイング及びアンローデイング動作を行
い、同様の効果を得ることができる。

第５図に示す実施例は、多数の磁気デイスク１
を有する磁気デイスク装置への適用を考えて実施
された例である。変態点以上に加熱すると縮む形
状記憶合金部材としての形状記憶合金コイル１４
を弾性部材としての弾性板ばね１５，１６の間に
取付け、変態点以下ではこの弾性板ばね１５，１
６は形状記憶合金コイル１４を引伸ばすバイアス
力の働きをしている例である。この実施例におい
て、形状記憶合金コイル１４が変態点以上に加熱
されると、弾性板ばね１５，１６のばね力に抗し
て縮む。これにより、弾性板ばね１５，１６に連
絡されているピン８を介してロードアーム５は移
動し、アンローデイング動作が行われる。

また、形状記憶合金コイル１４への通電加熱を
中止すると、形状記憶合金コイル１４は冷却され
て相変態点以下となり、その回復力が徐々に小さ
くなる。これにより、ピン８は、弾性板ばね１
５，１６のばね力によりロードアーム５との係合
を解除し、スライダ１は磁気デイスク面上に一定
圧で押付けられる。即ち、ローデイング動作が行
われる。

第６図に示す実施例は、バイアス力を与える弾
性部材としてシリコン樹脂１７を使い、これを形
状記憶合金部材としての形状記憶合金線１８の外
部に被覆してある。図は初期停止状態を示してお
り、磁気デイスク回転起動時には、形状記憶合金
線１８に通電することにより、形状記憶合金線１
８は変態点以上に加熱されて大きな回復力が上向
きに働き、ロードアーム５を上方に移動し、スラ
イダ１を押上げる。この実施例では、構成部品を
大幅に減少できることに加え、ロードアーム５と
の接点にシリコン樹脂１７が使われることから、
耐振性にも優れた効果がある。

また、形状記憶合金線全体がシリコン樹脂１７
に被覆されているため、外気温に対する熱伝達率
が下がり容易に加熱できる効果がある。

第７図に示す実施例は、バイアス力を与える弾
性部材として、さらばね１９を使つている。図は
初期停止状態を示しており、磁気デイスク回転起
動時には形状記憶合金部材としての形状記憶合金
板２０に通電加熱することにより、形状記憶合金
板２０の回復力が上方に働き、スライダ１を押上
げる。この実施例では、非常に薄型に構成できる
効果がある。

第８図〜第１０図に示す実施例は、スライダ１
の押上げ力をロードアーム５のガイドバー６側の
部分で行えるように構成したものであり、図はい
ずれも初期停止状態を示している。これらの実施
例においては、ローデイング手段７の支持台９
は、ガイドバー６にピン２１によつて回動自在に
支持されている。そして、ロードアーム５はこの
支持台９に取付けられている。第８図に示す実施
例は、形状記憶合金部材としてＵ字形形状記憶合
金線２２を用い、バイアス力を与える弾性部材と
して引張りばね２３を用い、これらをガイドバー
６と支持台９の間に配設している。磁気デイスク
回転起動時には、Ｕ字形形状記憶合金線２２に通
電加熱すると、引張りばね２３に抗して広げる方
向に回復力が働く。これにより、支持台９はピン
２１を中心に回動し、スライダ１を押上げる。こ
の実施例では、ロードアーム５に外力が加わらな
いので、歪が生じない効果がある。

第９図に示す実施例は、バイアス力を与える弾
性部材として圧縮ばね２４を用い形状記憶合金部
材として形状記憶合金線２５を用い、これらをガ
イドバー６と支持台９との間に配設している。更
にガイドバー６には、上記の形状記憶合金線２５
の加熱手段として発熱体２６を設けている。

磁気デイスク回転起動時には、発熱体２６に通
熱することにより形状記憶合金線２５を加熱す
る。これにより、形状記憶合金線２５には、圧縮
ばね２４のばね力に抗して広げる方向に回復力が
働く。これにより、支持台９はピン２１を中心に
回動し、スライダ１を押上げる。この実施例で
は、ロードアーム５に外力が加わらないので歪が
生じない効果がある。更に、発熱体２６を別に設
けたので、形状記憶合金線２５を直接通電加熱す
る必要がなく、形状記憶合金線２５の取付けが容
易となる効果がある。

第１０図に示す実施例は、磁気デイスク３の表
裏両面について、磁気ヘツド２，２で情報の書き
込み、読み出しができるように構成したものであ
る。

この実施例においては、ガイドバー６には２個
の支持台９，９がピン２１により回動自在に支持
されている。そして、支持台９，９にはそれぞ
れ、先端にスライダ１が設けられたロードアーム
５が取付けられている。バイアス力を与えるため
の弾性部材として引張りばね２７は、上記の支持
台９，９間に配設されている。また、形状記憶合
金部材として形状記憶合金コイル２８は、ガイド
バー６と上記の引張りばね２７の中間点との間に
配設されている。この形状記憶合金コイル２８の
配設個所は、２個の支持台９，９がピン２１を中
心に同じように回動するように選定される。

磁気デイスク回転起動時には、形状記憶合金コ
イル２８に通電し加熱すると、形状記憶合金コイ
ル２８は縮み、形状記憶合金２８と引張りばね２
７の連絡部を、両支持台９，９の回動中心より反
スライダ側に移動させる。これにより、ロードア
ーム５，５は引張りばね２７のばね力により回動
し、スライダ１，１を持上げる。この実施例によ
れば、ロードアーム５に外力が加わらないので、
歪が生じない効果がある。更に、１個の形状記憶
合金部材で２個のスライダをローデイング及びア
ンローデイングすることができると共に、ドルグ
機構になつているため、スライダ持上げ状態でも
安定している効果がある。

第１１図に示す実施例は２枚の磁気デイスク
３，３について２個の磁気ヘツド２，２で情報の
書き込み、読み出しを同時に行えるように構成し
たものである。この実施例において、ローデイン
グ手段７の支持台は、ガイドバー６に摺動自在に
支持された外筒体９′からなつている。また、こ
の外筒体９′のスライダ側端部９a′には傾斜部が
形成されており、外筒体９′がスライダ方向に摺
動したとき、ロードアーム５に形成されたホツチ
３１と係合し、ロードアーム５を回動するように
している。このガイドバー６と支持台としての外
筒体９′との間には、バイアス力を与える弾性部
材として圧縮ばね３２と形状記憶合金部材として
形状記憶合金コイル３３が配設されている。図は
圧縮ばね３２のばね力により、スライダ１，１が
磁気デイスク３，３面上に押付けられている初期
停止状態を示している。

磁気デイスク回転起動時には、形状記憶合金コ
イル３３は、圧縮ばね３２のばね力に抗して伸長
し、外筒体９′をシリンダ側に摺動する。これに
より、外筒体９′の端部傾斜部がホツチ３１と係
合してロードアーム５を回動し、スライダ１を磁
気デイスク面から押上げる。この実施例によれ
ば、ローデイング手段７の駆動力を磁気デイスク
面と平行方向に働かせているので、ローデイング
手段を非常に薄形に構成できる効果がある。

第１２図に示す実施例は、第１０図と同様に、
磁気デイスク３の表裏両面について磁気ヘツド
２，２で情報の書き込み、読み出しができるよう
に構成したものであり、図は、両スライダ１，１
が磁気デイスク面上に押付けられている初期状態
を示している。ローデイング手段７の支持台９に
は、形状記憶合金部材としての形状記憶合金リン
グ３４がロードアーム５，５間に配設されてい
る。この形状記憶合金リング３４は、加熱されず
に相変態点以下のときには、図に示すように楕円
形状をし、ロードアーム５，５とわずかの隙間を
有するようにその形状が選定されている。バイア
ス力を与えるための弾性部材として引張りばね３
５は前記形状記憶合金リング３４の短径方向にそ
の両端が固定されている。また、支持台９には、
形状記憶合金リング３４を加熱するための発熱体
３６が設けられている。

磁気デイスク回転起動時には、発熱体３６に通
電することにより形状記憶合金リング３４を加熱
する。これにより、形状記憶合金リング３４は引
張りばね３５のばね力に抗して大きな回復力が働
き、楕円形状から円形状になる。形状記憶合金リ
ング３４はこの楕円形状から円形状に変態する途
中でロードアーム５，５と係合し、ロードアーム
５，５を徐々に回動し、スライダ１，１を磁気デ
イスク表裏両面から押上げる。

この実施例によれば、１個の形状記憶合金部材
で２個のスライダをローデイング及びアンローデ
イングすることができる。また、形状記憶合金リ
ングと引張りばねと発熱体が一体化しているの
で、組立て及び取付けが極めて容易となる効果が
ある。

第１３図は、本発明に関連する構造の一例とし
て参考的に示すものである。この参考例は、ロー
ドアーム５の根元部に、弾性部材として座屈して
平面外変形をするくぼみ３７が設けてあり、この
くぼみ３７とガイドバー６および支持台９の間に
形状記憶合金部材としての形状記憶合金コイル３
８，３９を係合している。この形状記憶合金コイ
ル３８または３９のいずれかを加熱すると伸び
て、くぼみ３７部分を押込む。この図は上方向か
らこのくぼみ３７を押えこむことによつて、ロー
ドアーム５を上方に押上げている状態を示してい
る。この例では２つ形状記憶合金部材の両方の加
熱をやめても、最後に加熱した方の動きを保持す
るし、フリツプ・フロツプ動作の効果がある。

第１４図は本発明に関連する構造の他の例とし
て参考的に示すものである。第１４図に示す参考
例は、弾性部材としてロードアーム５を中央が上
にわん曲しているように形成したもので、下にわ
ん曲するような形状を記憶した形状記憶合金部材
としての形状記憶合金板４０及び４１を図の如く
貼り合せてある。このわん曲形状を変えることに
よつてロードアーム５先端は下方を向いたり上方
を向いたりする。この参考例では、非常に小さな
薄片の形状記憶合金部材で済み、かつ組立て性も
容易という効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、スライ
ダ押付力を滑らかで安定化することができると共
にローデイング時に、スライダに一定の押圧力を
付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を説明する
図で、第１図は側面図、第２図はデイスク回転起
動前のローデイング手段の断面図、第３図はデイ
スク回転起動時のローデイング手段の断面図、第
４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第９
図、第１０図、第１１図、及び第１２図は本発明
の他の実施例を説明する図、第１３図及び第１４
図は本発明に関連ある構造を参考的に示す図であ
る。 １……スライダ、２……磁気ヘツド、３……磁
気デイスク、４……ジンバル、５……ロードアー
ム、６……ガイドバー、７……ローデイング手
段、８……ピン、９……支持台、１０，１５，１
６……弾性板ばね、１１，２０……形状記憶合金
板、１２……弾性圧縮コイルばね、１３，１４，
２８……形状記憶合金コイル、１８，２２，２５
……形状記憶合金線、３４……形状記憶合金リン
グ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク上への情報の書き込み及びデイスク
   上からの情報の読み出しを行う磁気ヘツドを取付
   けたスライダと、このスライダを先端に固定する
   と共にスライダにデイスク面上への押付力を付与
   するための押付部材と、この押付部材の押付力に
   対向するように設けられたスライダのローデイン
   グ手段とを備え、前記スライダのローデイング手
   段は、熱弾性マルテンサイト相変態に基づく形状
   記憶効果を示す形状記憶合金部材とこの形状記憶
   合金部材の回復力に抗したばね力を有する弾性部
   材を有し、ローデイング時は前記形状記憶合金部
   材と弾性部材による力を前記押付部材に伝えず、
   アンローデイング時は前記形状記憶合金部材と弾
   性部材による力を前記押付部材に伝えるように構
   成されていることを特徴とするスライダ自動ロー
   デイング機構。 ２ ローデイング手段は、押付部材が取付けられ
   ているガイドバーに設けられた支持台と、この支
   持台に取付けられた形状記憶合金部材と、この形
   状記憶合金部材の回復力に抗してばね力を有する
   ように支持台に配設された弾性部材と駆動部の駆
   動力を押付部材に伝えるための手段とから構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスライダ自動ローデイング機構。 ３ ローデイング手段の駆動力を押付部材に伝え
   るための手段として、ピン部材を支持台に移動可
   能に取付け、このピン部材の一端には形状記憶合
   金部材と弾性部材が係合する鉤部を設け、他端に
   はローデイング時に押付部材と係合せず、アンロ
   ーデイング時に押付部材と係合する鉤部を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   ライダ自動ローデイング機構。 ４ ローデイング手段は、ガイドバーに回動自在
   に支持され、かつ押付部材が設けられた支持台
   と、前記ガイドバーと支持台の間に取付けられた
   形状記憶合金部材とこの形状記憶合金部材の回復
   力に抗してばね力を有するように前記ガイドバー
   と支持台の間に配設された弾性部材とから構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスライダ自動ローデイング機構。