(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号変換素子を有するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを一方の端部に連結したヘッド支持アームと、
前記ヘッド支持アームを記録媒体表面に平行な方向に回動させる水平回動軸の中心を挟んで前記ヘッドスライダ側とは反対側の端部に配設されたボイスコイルと、
前記ヘッド支持アームを前記記録媒体表面に垂直な方向に回動させる垂直回動軸を形成する一対のピボットと、
前記垂直回動軸を中心として前記ヘッドスライダを前記記録媒体表面の方向に付勢する荷重を発生させる弾性機構とを備えたヘッド支持装置であって、
前記垂直回動軸の周りに回動する部材のうち、前記ヘッドスライダを除いた前記部材の合計質量の重心位置が前記垂直回動軸の位置に実質的に一致し、
前記垂直回動軸の周りに回動する前記部材のうち前記ヘッドスライダを除いた前記部材の合計質量の重心位置δを、前記ヘッド支持アームに沿って、前記垂直回動軸を原点とし、前記ヘッドスライダ側を正、前記ヘッドスライダと反対側を負と定義するとき、
前記記録媒体に垂直で、かつ、前記ヘッドスライダが前記記録媒体に接近する方向に前記ヘッド支持アームを回動させようとする方向の許容最大衝撃加速度を受けて生じる前記ヘッドスライダの位置変位が、前記記録媒体の表面と前記ヘッドスライダの許容最大変位量になる時の前記ヘッドスライダを除く前記垂直回動軸周りに回動する前記部材の前記重心位置δが正であるときをδ１＋、前記重心位置δが負であるときをδ２＋とし、かつ、前記記録媒体に垂直で、かつ、前記ヘッドスライダが前記記録媒体から離間する方向に前記ヘッド支持アームを回動させようとする方向の前記許容最大衝撃加速度を受けて生じる前記ヘッドスライダの位置変位が、前記最大許容変位量になる時の前記部材の前記重心位置δが負であるときをδ２−、前記重心位置δが正であるときをδ１−とし、かつ、
δ１＋とδ１−のうち小さい方をδ１、δ２＋とδ２−のうち大きい方をδ２とした場合、
前記合計質量の重心位置δを前記垂直回動軸の位置に一致させる範囲は、前記垂直回動軸に対して、式（１）の関係を満たすヘッド支持装置。
【数１】
0004492615.tif 000047
【請求項２】
信号変換素子を有するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを一方の端部に連結したヘッド支持アームと、
前記ヘッド支持アームを記録媒体表面に平行な方向に回動させる水平回動軸の中心を挟んで前記ヘッドスライダ側とは反対側の端部に配設されたボイスコイルと、
前記ヘッド支持アームを前記記録媒体表面に垂直な方向に回動させる垂直回動軸を形成する一対のピボットと、
前記垂直回動軸を中心として前記ヘッドスライダを前記記録媒体表面の方向に付勢する荷重を発生させる弾性機構とを備えたヘッド支持装置であって、
前記垂直回動軸の周りに回動する部材のうち、前記ヘッドスライダを除いた前記部材の合計質量の重心位置が前記垂直回動軸の位置に実質的に一致し、
前記垂直回動軸の周りに回動する前記部材のうち前記ヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心位置δを、前記ヘッド支持アームに沿って、前記垂直回動軸を原点とし、前記ヘッドスライダ側を正、前記ヘッドスライダと反対側を負と定義するとき、
前記記録媒体に垂直で、かつ、前記ヘッドスライダが前記記録媒体に接近する方向に前記ヘッド支持アームを回動させようとする方向の前記許容最大衝撃加速度を受けて生じる前記ヘッドスライダの位置変位が、前記記録媒体の表面と前記ヘッドスライダの前記許容最大変位量になる時の前記ヘッドスライダを除く前記垂直回動軸周りに回動する部材の重心位置δが正であるときをδ１＋、前記重心位置δが負であるときをδ２＋とし、かつ、
前記記録媒体に垂直で、かつ、前記ヘッドスライダが前記記録媒体から離間する方向に前記ヘッド支持アームを回動させようとする方向の前記許容最大衝撃加速度を受けて生じる前記ヘッドスライダの位置変位が、前記最大許容変位量になる時の前記部材の重心位置δが負であるときをδ２−、前記重心位置δが正であるときをδ１−とし、
δ１＋とδ１−のうち小さい方をδ１、δ２＋とδ２−のうち大きい方をδ２としたときに、
前記垂直回動軸の周りに回動する前記部材のうち前記ヘッドスライダを除いた前記部材の合計質量をｍ、前記ヘッドスライダの質量をｍ３、前記垂直回動軸から前記ヘッドスライダの中心までの前記ヘッド支持アームの長手方向における距離をｌ２とすると、前記ヘッドスライダを含む前記垂直回動軸の周りに回動する部材の重心位置εが、前記垂直回動軸に対して、式（２）の関係を満たす領域内にあることを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
【数２】
0004492615.tif 000048
【請求項３】
前記重心位置が前記ヘッド支持アームの長手方向の中心線と前記垂直回動軸との交点に実質的に一致することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッド支持装置。
【請求項４】
スピンドルモータによって回転される記録媒体と、
前記記録媒体に対向し、前記記録媒体に信号を記録または前記記録媒体から信号を再生する信号変換素子を有するヘッド支持装置と、
からなり、
前記ヘッド支持装置が請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のヘッド支持装置であるディスク装置。
【請求項５】
スピンドルモータによって回転される記録媒体と、
前記記録媒体に対向し、前記記録媒体に信号を記録または前記記録媒体から信号を再生する信号変換素子を有するヘッド支持装置とからなり、
前記ヘッド支持装置が請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のヘッド支持装置を有するディスク装置を搭載した携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮上型のヘッドを有するディスク装置、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置及び光磁気ディスク装置等に用いられるヘッド支持装置及びヘッド支持装置を用いたディスク装置及びヘッド支持装置を搭載した携帯用電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浮上型のヘッドを有するディスク装置のヘッド支持装置の一例として、ハードディスク装置等の磁気ディスク装置に用いられているヘッド支持装置について、図面を用いて説明する。
【０００３】
図１６において、ヘッド支持装置１６１は、比較的剛性の低いサスペンション１６２、板ばね部１６３及び比較的剛性の高い支持アーム１６４を備える。サスペンション１６２の一端の下面には磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ１６５が設けられている。
【０００４】
磁気記録媒体１６６はスピンドルモータ１６７によって回転する。磁気ディスク装置の記録再生時には、磁気記録媒体１６６の回転に伴って発生する空気流によってヘッドスライダ１６５が受ける浮揚力と、ヘッドスライダ１６５を磁気記録媒体１６６側に付勢するヘッド支持装置１６１の板ばね部１６３による付勢力との釣り合いに応じて、ヘッドスライダ１６５は磁気記録媒体１６６から一定量浮上する。すなわちヘッドスライダ１６５に搭載された磁気ヘッドが磁気記録媒体１６６から一定量浮上するよう構成されている。
【０００５】
ヘッド支持装置１６１は、磁気記録再生装置の記録または再生時には、支持アーム１６４に設けられたボイスコイル１６８の作用によって、軸受部１６９を中心として回動する。ヘッドスライダ１６５に搭載された磁気ヘッドが磁気記録媒体１６６の希望するトラックに対して位置決めされ、記録または再生を行うよう構成されている。
【０００６】
図１７を用いて、ヘッド支持装置１６１の構成及び作用について説明する。図１７は、図１６のヘッド支持装置１６１における磁気ヘッドが設けられた部分の要部斜視図である。
【０００７】
図１７において、磁気ヘッド（図示せず）は、サスペンション１６２の一端の下面側に設けられたヘッドスライダ１６５の磁気記録媒体１６６（図１７には図示せず）と対向した面に設けられている。一方、サスペンション１６２の他端は折り曲げられて板ばね部１６３が構成され、板ばね部１６３は支持アーム１６４に係止されている。磁気記録媒体の上下動（面振れ等による）や、量産時のヘッドスライダ１６５と磁気記録媒体１６６との距離の製造ばらつき等によるヘッドスライダ１６５の磁気記録媒体への荷重変化を小さく抑えるために、板ばね部１６３には切り欠き部１７１が設けられている。また、板ばね部１６３の剛性を下げると共に、ばね定数を小さくして、柔軟性を持たせるような構成となっている。
【０００８】
こうした構成を有するヘッド支持装置は、たとえば、日本特許、特許第２８９４２６２号公報、特許第３３７４８４６号公報、特許公開、特開平６−２５９９０５号公報、特開２００４−３０８５６号公報及び特開２００４−６２９３６号公報に紹介されている。
【０００９】
しかしながら、上記の従来構成のヘッド支持装置では、磁気ヘッドを搭載したヘッドスライダ１６５を磁気記録媒体１６６から安定して浮上させるためには、ヘッドスライダ１６５に必要とする荷重（ロード荷重）を掛けるに充分な反力を板ばね部１６３に、もたせなければならない。また、磁気記録媒体１６６の上下動や量産時のヘッドスライダ１６５と磁気記録媒体１６６との距離の製造ばらつき等によるヘッドスライダ１６５の磁気記録媒体１６６へのロード荷重の変化を小さく抑えるための柔軟性をもたせなければならない。
【００１０】
こうした反力と柔軟性はいわば、相反する要件である。このため、こうした相反する要件を満足させるためには、例えば、板ばね部１６３に切り欠き部１７１を設けたり、または、サスペンション１６２を薄板構造とすることによって、板ばね部１６３の剛性を下げることが考えられる。ばね定数を小さくして、柔軟性をもたせるような構成を採用するならば、ヘッド支持装置１６１が磁気ヘッドを目標のトラック位置まで、高速で移動させる際、共振周波数が低くなり、捩れ等の振動モードが発生して、オフトラックが発生する。このため、発生した振動モードを整定するのに時間を要し、アクセス時間を短縮するのに限界を生じることになる。
【００１１】
また、従来のヘッド支持装置においては、その重心は板ばね部１６３よりも磁気ヘッド寄りに位置させている。このために、磁気記録再生装置に外部から、強い衝撃等が加わった場合、磁気記録媒体１６６の回転によるヘッドスライダ１６５の部分に発生する空気流によって生じる浮揚力と、ヘッドスライダ１６５を磁気記録媒体１６６側に付勢する付勢力とのバランスが崩れてしまう。このため、ヘッドスライダ１６５が磁気記録媒体１６６から跳躍するという不所望な現象が発生する。また、ヘッドスライダ１６５が磁気記録媒体１６６に衝突し、磁気ヘッド（図示せず）や磁気記録媒体１６６に磁気的損傷または機械的損傷を与えてしまうという不具合も生じる。
【００１２】
こうした不具合は、磁気記録再生装置だけではなく、浮上型のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様に発生する。
【００１３】
さらに、上記磁気記録再生装置等を搭載した携帯用電子機器に対して、外部から強い衝撃等が加わった場合、磁気ヘッド（図示せず）や磁気記録媒体１６６に磁気的損傷または機械的損傷が生じ、携帯用電子機器の機能が低下し、または実使用上において十分でない不具合が起こり得る。
【００１４】
こうした不具合を克服するために、携帯用電子機器に、磁気記録再生装置を搭載する際に緩衝材を設けたものが提案されている（たとえば、日本特許公開、特開２００４−１３４０３６号公報）。しかし、携帯用電子機器の小型化に伴い、十分な緩衝材を設けることは、極めて難しく、耐衝撃性が十分に得られないという不具合が生じる。
【００１５】
また、上述のようなヘッド支持装置１６１では、耐衝撃性を向上させるために、いくつかの提案がなされている。例えば、ヘッド支持装置の主要部を剛性の高い材料で構成し、サスペンションの一端下面にヘッドスライダが取り付けられ、かつ、軸受部を回動中心として磁気記録媒体の半径方向に回動可能なヘッド支持アームを、他端側に設けられたボイスコイルとヘッドスライダとの間において設けられた支点（垂直回動軸）の周りに磁気記録媒体の表面の垂直方向に回動可能としている。併せて、その部分に荷重発生用の付勢力を付与する板ばね部が設けられた構成を有するヘッド支持装置が提案されている（例えば、日本特許第３３７４７４６号公報、日本特許公開、特開２００４-３０８５６号公報、特開２００４-６２９３６号公報）。
【００１６】
しかしながら、上述したようにヘッドスライダは、ロード荷重と浮揚力との釣り合い関係により、磁気記録媒体上を浮上するため、その釣り合い関係が崩れると、浮上が不安定となる。仮に、ロード荷重が無くなる程度の強い衝撃が外部から加わった場合、ヘッドスライダは浮揚力だけで浮上することになり、非常に不安定となる。少なくとも、垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除く部材の変動を抑制することは、ロード荷重の変動を抑制することになるので、ヘッドスライダの浮上が安定する。したがって、外力によるロード荷重の変動を抑制するために、垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除く部材の垂直回動軸に対する重心位置のずれ量を所定量以下に設定することが必要となる。
【発明の開示】
【００１７】
本発明は、ヘッド支持装置の耐衝撃性をさらに向上させることが可能なヘッド支持装置及びそれを備えたディスク装置及びヘッド支持装置を備えた携帯用電子機器を提供するものである。
【００１８】
また、本発明は、剛性を高めて共振周波数を非常に大きくし、共振特性の安定化を図るものである。また、高い柔軟性を有して安定したロード荷重を与えることができ、かつ、高い耐衝撃性を有するヘッド支持装置を提供するものである。また、このようなヘッド支持装置を搭載することによって、ヘッド位置決め制御特性の向上を図り、磁気ヘッドを目標のトラックの位置まで高速で移動させることができる。これによって、アクセス時間を大幅に短縮した信頼性の高いディスク装置を提供するものである。
【００１９】
本発明のヘッド支持装置の具体的な構成は、たとえば、信号変換素子であるヘッド素子を有するヘッドスライダと、ヘッドスライダを一方の端部に連結したヘッド支持アームと、ヘッド支持アームを記録媒体表面に平行な方向に回動させる水平回動軸の中心を挟んでヘッドスライダ側とは反対側の端部に配設されたボイスコイルと、ヘッド支持アームを記録媒体表面に垂直な方向に回動させる垂直回動軸を形成する一対のピボットと、垂直回動軸を中心としてヘッドスライダを記録媒体表面の方向に付勢する荷重を発生させる弾性機構と、を備えたヘッド支持装置である。
【００２０】
また、ヘッド支持装置は、垂直回動軸の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心位置を垂直回動軸の位置に実質的に一致させる。
【００２１】
また、垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心位置δが式(１)を満足するように設定する。
【００２２】
【数１】
0004492615.tif 000002
【００２３】
ここで、ヘッド支持アームに沿って、垂直回動軸を原点とし、ヘッドスライダ側を正（＋）、ヘッドスライダと反対側を負（−）と定義して表わすものとする。
【００２４】
また、記録媒体に垂直で、かつ、ヘッドスライダが記録媒体に接近する方向にヘッド支持アームを回動させようとする方向の許容最大衝撃加速度を受けて生じるヘッドスライダの位置移動が、記録媒体の表面とヘッドスライダの記録媒体に対向する面（ＡＢＳ面）との許容最小浮上間隔になる時のヘッドスライダを除く垂直回動軸周りに回動する部材の重心位置をδ１＋及びδ２＋とする。
【００２５】
また、記録媒体に垂直で、かつ、ヘッドスライダが記録媒体から離間する方向にヘッド支持アームを回動させようとする方向の許容最大衝撃加速度を受けて生じるヘッドスライダの位置移動が、許容最小浮上間隔になる時の部材の重心位置をδ１−及びδ２−とする。
【００２６】
また、σ１＋とδ１−のうち小さい方をδ１、δ２＋とδ２−のうち大きい方をδ２とした場合、上記ヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心位置δを式（１）を満足させるように設定する。
【００２７】
式（１）を満足させるように上記ヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心位置δを設定すれば、ヘッドスライダを含んだときの垂直回動軸の周りに回動する部材の重心位置εは、垂直回動軸に対して、式（２）の関係を満たすことになる。
【００２８】
【数２】
0004492615.tif 000003
【００２９】
なお、式（２）において式(１)と同様に、ヘッドスライダ側を正（＋）、ヘッドスライダと反対側を負（−）と定義する。
【００３０】
また、記録媒体に垂直で、かつ、ヘッドスライダが記録媒体に接近する方向にヘッド支持アームを回動させようとする方向の許容最大衝撃加速度を受けて生じるヘッドスライダの位置変位が、記録媒体の表面とヘッドスライダの許容最大変位量になる時のヘッドスライダを除く垂直回動軸周りに回動する部材の重心位置δが正の場合をδ１＋、重心位置δが負の場合をδ２＋と定義する。
【００３１】
また、記録媒体に垂直で、かつ、ヘッドスライダが記録媒体から離間する方向にヘッド支持アームを回動させようとする方向の許容最大衝撃加速度を受けて生じるヘッドスライダの位置変位が、最大許容変位量になる時の部材の重心位置δが負の場合をδ２−、重心位置δが正の場合をδ１−と定義する。
【００３２】
また、前記δ１＋と前記δ１−のうち小さい方をδ１、前記δ２＋と前記δ２−のうち大きい方をδ２とする。
【００３３】
垂直回動軸の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダを除いた部材の合計質量をｍとし、ヘッドスライダの質量をｍ３とする。
【００３４】
垂直回動軸からヘッドスライダの中心までのヘッド支持アームの長手方向における距離をｌ２とする。
【００３５】
また、式(２)において、ε１  は（ｍ３ｌ２＋ｍσ１）／(ｍ＋ｍ３)で表される重心位置を、ε２は（ｍ３ｌ２＋ｍσ２）／(ｍ＋ｍ３)で表される重心位置をそれぞれ表している。
【００３６】
上記式(１)及び式(２)を満足させる構成によって、剛体を有する部分と弾性を有する部分を一体的に形成することができる。また、弾性機構によるヘッドスライダへの付勢力を任意に設定することができ、外部からの衝撃が印加された場合、衝撃により生じるヘッド支持アームの回動を抑え、ヘッド支持アームの回動とヘッドスライダに働く衝撃によって、生じるヘッドスライダの移動をヘッドスライダが記録媒体の表面に当接することのない範囲内に抑えることができる。このため、耐衝撃性を向上させ、かつ共振周波数を高くすることができる。高い応答特性、高速アクセスが可能なヘッド支持装置を実現することができる。
【００３７】
また、ヘッド支持装置を記録媒体の表面に垂直な方向に回動自在に構成させることにより、記録媒体の停止時にはヘッドを記録媒体から離して保持することができるという効果も奏する。
【００３８】
また、本発明のヘッド支持装置は、重心位置をヘッド支持アームの長手方向の中心線と垂直回動軸との交点の近傍に設定している。
【００３９】
この構成によって、外部から衝撃等の力を受けた時、ヘッド支持アームの長手方向の中心線周りにヘッド支持アームを回動させようとする力を排除することができる。ヘッド支持アームの不要な振動を小さく抑えることができるという効果を奏する。
【００４０】
また、本発明のヘッド支持装置は、垂直回動軸が、水平回動軸の軸心方向及びヘッド支持アームの長手方向の中心線に垂直になるように構成している。
【００４１】
この構成によって、ヘッド支持アームの回動に対応し、ヘッドスライダの記録媒体に対向する面（ＡＢＳ面）が、記録媒体の表面に対して平行に動くことになる。外部からの力例えば、衝撃や、記録媒体の回転による面振れ等によって、ヘッド支持アームが回動したとしても、ヘッドスライダは記録媒体の表面に平行な状態を維持したまま移動することになる。このため、ディスク装置としての記録または再生時に信号の欠落を防止することができるので、耐衝撃性に優れたヘッド支持装置を提供することができる。
【００４２】
また、本発明のヘッド支持装置は、垂直回動軸を形成する一対のピボットのそれぞれの頂点が、ヘッド支持アームの長手方向の中心線に対して対称な位置に設けた構成を採用している。
【００４３】
この構成によって、ヘッド支持アームの幅方向の重量バランスが良くなり、耐衝撃性に優れたヘッド支持装置を実現することができる。
【００４４】
また、本発明のヘッド支持装置は、垂直回動軸が、水平回動軸の回動中心を通るように構成している。この構成によって、仮に記録媒体の表面に垂直な方向に、外部からの衝撃等を受けた時であっても、衝撃による垂直回動軸の移動の発生を極めて小さく抑えることができるので、耐衝撃性に優れたヘッド支持装置を実現することができる。
【００４５】
また、本発明のヘッド支持装置は、ヘッド支持アームは、ロード荷重を発生させる弾性機構を一体的に形成している。水平回動軸の中心の周りに記録媒体表面に略平行な方向に回動するヘッド回動アームに弾性機構の一部を固着する。水平回動軸の中心の周りにヘッド支持アームを記録媒体表面に略平行な方向に回動可能なように構成されている。さらに、ヘッド支持アームを記録媒体表面に略垂直な方向に回動させる垂直回動軸が、水平回動軸の回動中心から離れているようにした構成している。
【００４６】
この構成によって、ヘッド支持アームを小型化、軽量化を図ることができる。また、ヘッド回動アームその他の部材を非常に剛性性に優れた材料で構成することができるため、耐衝撃性の高い優れたヘッド支持装置を実現することができる。
【００４７】
また、本発明のヘッド支持装置は、ヘッドスライダは、ヘッドスライダの浮上姿勢を制御するための柔軟な弾性を有するジンバル機構に固着され、ジンバル機構をヘッド支持アームの一端に連結するように構成されている。
【００４８】
この構成によって、ディスク装置の記録再生時に、ヘッドスライダをロール方向及びピッチ方向に自在に支持することができ、記録媒体に対するヘッドスライダのロール、ピッチ方向の不要な傾きを吸収することができる。
【００４９】
また、本発明のディスク装置は、スピンドルモータによって回転される記録媒体と、記録媒体に対向し、記録媒体に信号を記録または記録媒体から信号を再生する信号変換素子を有するヘッド支持装置を備えている。
【００５０】
この構成によって、非常に耐衝撃性が高く、かつ、ヘッド位置決め制御特性の向上を図り、ヘッドを目標のトラック位置に高速で移動させることができる。これにより、アクセス時間を大幅に短縮することができ、非常に高いアクセス速度を有する優れたディスク装置を実現することができる。
【００５１】
また、本発明の携帯用電子機器は、上記ディスク装置を搭載している。これにより、携帯用電子機器に外部から衝撃が加わった場合においても、ディスク装置の磁気ヘッドや磁気ディスクの損傷が生ぜず、携帯用電子機器の機能を損なうことがないという効果を奏する。
【００５２】
本発明は、記録媒体の表面に平行な方向に水平回動軸の周りに回動可能とする。また、ヘッドを搭載したヘッドスライダが非常に柔軟な弾性を有するジンバル機構によって連結されたヘッド支持アームを、一対のピボットの頂点を結ぶ線を垂直回動軸として記録媒体の表面に垂直な方向に回動可能とする。かつ、荷重発生用の付勢力を付与する弾性機構の１つである板ばね部が設けられ、さらに、垂直回動軸の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダを除く部分の部材の合計質量の重心位置を垂直回動軸の近傍に設定した構成を有するヘッド支持装置である。
【００５３】
このようなヘッド支持アームを構成することによって、ヘッド支持アームを高い剛性を有するように形成することができる。外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能であると共に、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができる。ヘッド支持装置を高速で回動及び位置決めすることができるという効果を奏し、さらに、記録媒体の表面に垂直な方向の衝撃を外部から受けても、ヘッドを搭載したヘッドスライダが記録媒体に当接または衝突したときに、ヘッドまたは記録媒体の表面に損傷を与えるという不具合を排除し、非常に大きな耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。
【００５４】
また、本発明のヘッド支持装置を備えることによって、非常に耐衝撃性に優れ、かつ、非常に高いアクセス速度を有するディスク装置を実現することができる。
【００５５】
さらに、本発明のヘッド支持装置を備えたディスク装置を携帯用電子機器に搭載することにより、非常に耐衝撃性に優れた携帯用電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態について、磁気ディスク装置を例示し、図面を用いて説明する。
【００５７】
（実施の形態１）
図１〜図１１は、本発明の実施の形態１にかかるヘッド支持装置及びそれを備えたディスク装置を説明するための図である。図１は磁気ディスク装置の主要部を示す平面図、図２はヘッド支持装置を示す平面図、図３はヘッド支持装置の構成を示す側面図、図４はヘッド支持装置の構成を示す分解斜視図、図５はタブ部側から見たヘッド支持アームのリミッタ部とジンバル機構の位置関係を示す側面図、図６はヘッド支持装置の一部を模式化して示した図、図７Ａは支点の周りに反時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の一例を示す概念模式図、図７Ｂは支点の周りに反時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の他の一例を示す概念模式図、図８Ａは支点の周りに時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の一例を示す概念模式図、図８Ｂは支点の周りに時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の他の一例を示す概念模式図、図９は衝撃加速度を受けた時の梁の垂直回動軸に対する重心位置δとヘッドスライダが移動する距離の最大値（ｘ３）ｍａｘの関係の一例を示す図、図１０は重心位置δと記録媒体またはヘッドスライダに損傷を生じさせない衝撃加速度の関係を求めた実験結果を示す図、図１１は垂直回動軸の構成の他の一例を示すヘッド支持装置の側面図である。なお、図１においては、上蓋を取り外し、上側ヨークを一部省略した状態を図示している。
【００５８】
図１において、回転中心１の周りに回転するスピンドルモータ（図示せず）の回転軸２に固着されたロータハブ部３に、記録媒体層が表面上に形成された記録媒体４が載置されている。
【００５９】
一方、回動軸５の周りにベアリング６を介して回動自在に信号変換素子揺動アームであるヘッド支持装置７が軸支されている。ヘッド支持装置７は回動軸５の中心軸がヘッド支持装置７の水平回動中心となって記録媒体４の表面と略平行な方向に水平回動可能な構成となっている。
【００６０】
ヘッド支持装置７には、ヘッド支持アーム８の一端にタブ部８ａが形成され、タブ部８ａより回動軸５側にジンバル機構（図示せず）を介して信号変換素子である磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ９が配設されている。
【００６１】
ヘッド支持アーム８の他端にはボイスコイル１０が配設されており、回動軸５の周りに記録媒体４の半径方向に表面と平行な方向に回動する。また、ボイスコイル１０に対向するようにボイスコイル１０の上方に、すなわちボイスコイル１０が設けられたヘッド支持装置７に対して記録媒体４とは反対側にマグネット１１を固着した上側ヨーク１２がシャーシまたは他の筐体（図示せず）に取り付けられている。
【００６２】
また、ボイスコイル１０を挟むようにしてボイスコイル１０に対向させて、その下方に下側ヨーク１３がシャーシまたは他の筐体に取り付けられている。ボイスコイル１０、ボイスコイル１０に対向するマグネット１１、マグネット１１が固着された上側ヨーク１２及び下側ヨーク１３によってボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと言う）が構成されている。また、ヘッド支持装置７に設けられたタブ部８ａに当接してヘッド支持装置７を上下にガイドするように、ガイド部が設けられたランプ部１４を有するヘッド保持部材であるランプブロック１５がシャーシまたは他の筐体に取り付けられている。
【００６３】
マグネット１１に対向したボイスコイル１０に電流を供給することによって、ＶＣＭが作動し、ヘッド支持装置７が記録媒体４の半径方向に回動する。磁気ディスク装置の動作時は、ヘッド支持装置７が回動軸５の周りに回動して回転中の記録媒体４のデータ記録領域上を移動する。磁気ディスク装置の非動作時には、ヘッド支持装置７を時計回り方向に回動する。この時、ヘッド支持装置７を待避位置であるランプ部１４の所定の位置まで回動する。なお、周知のように、ヘッド支持装置７が時計回り方向または反時計回り方向への過度な揺動を阻止するためにクラッシュストップ１６及びクラッシュストップ１７がシャーシまたは筐体その他の構造部材に設けられている。
【００６４】
ヘッド支持装置７の構成について図２〜図４を用いて説明する。図２、図３及び図４において、一方の端部にタブ部８ａ及び他方に穴部８ｂを有するヘッド支持アーム８には、そのタブ部８ａ側にジンバル機構２１を介して磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ９が配設されている。
【００６５】
なお、ヘッドスライダ９の中心部分の近傍に当接するようにディンプル８ｃをヘッド支持アーム８の下面に設け、ジンバル機構２１を介してヘッドスライダ９がヘッド支持アーム８に取り付けられている。
【００６６】
また、そのディンプル８ｃをジンバル機構２１またはヘッドスライダ９の上面（磁気ヘッドが搭載された面とは反対側の面）の略中心部に当接させているので、磁気ディスク装置の作動時におけるヘッドスライダ９の記録媒体４に対するロールまたはピッチ方向の不要な振動等にも柔軟性良く追従させることができる。また、ヘッド支持装置７のアンロード動作時に、ヘッドスライダ９が受ける負圧によりジンバル機構２１に固着されたヘッドスライダ９がヘッド支持アーム８のディンプル８ｃから大きく離れ、ジンバル機構２１を変形させることを防止する。
【００６７】
このために、後述の図５に示すように、ヘッドスライダ９が固着されたジンバル機構２１と所定の隙間ｄ０を有するように、ヘッド支持アーム８にリミッタ部８ｄを設ける。ジンバル機構２１がディンプル８ｃから所定の距離離れた時に、リミッタ部８ｄがジンバル機構２１に当接して、ディンプル８ｃからのジンバル機構２１の離間距離を規制するようになされている。
【００６８】
さらに、ボイスコイル１０が穴部２２ａを有するボイスコイルホルダ２２に取り付けられている。ボイスコイル１０を挟んで穴部２２ａの反対側にバランサ２３が固着されたボイスコイル部２４をヘッド支持アーム８に固着している。なお、ヘッド支持アーム８とボイスコイル部２４は別部材の構成を例示した。しかし、何らこれに限るものではなく、これらを一体化して１つのユニットとしても良い。また、バランサ２３は別部材として設けなくても良く、ボイスコイルホルダ２２の外形形状を大きくして、ボイスコイルホルダ２２にバランス調整の機能を付加しても良い。
【００６９】
弾性機構の１つである略環状の板ばね部２５の一端がヘッド支持アーム８の下面（スライダ９が配設されている側の面）に固着され、また、板ばね部２５の他端側上面（ヘッド支持アーム８に固着されている側の面）には略半円環形状のばね固定部材２６が固着されている。
【００７０】
図４は、支持装置７の分解斜視図である。ビボット軸受２７はその両端部に一対のビボット２７ａ及び２７ｂを有し、その中央部に穴部２７ｃを有する。
【００７１】
軸受部２８はフランジ２８ａ、ねじ部２８ｂを有する。さらに円筒部２８ｃがフランジ２８ａとねじ部２８ｂとの間に設けられている。軸受部２８の外観形状は中空つば付の円筒状を成す。フランジ２８ａの外径は穴部２７ｃの内径よりも大きく、かつ、ねじ部２８ｂの外径は穴部２７ｃの内径よりも小さい。円筒部２８ｃは穴部２７ｃと嵌合できる大きさの外径を有する。
【００７２】
軸受部２８をビボット軸受２７の穴部２７ｃ、半円環形状のばね固定部材２６の内側、環状の板ばね部２５の内側及びボイスコイルホルダ２２の穴部２２ａを貫通させる。
【００７３】
ボイスコイル部２４は前に述べたように、ボイスコイル１０が穴部２２ａを有するボイスコイルホルダ２２に取り付けられている。ボイスコイル１０を挟んで穴部２２ａの反対側にバランサ２３が固着されたヘッド支持アーム８に固着している。
【００７４】
一方、フランジ２８ａとは反対側から中空のカラー２９を、突出部２９ａが軸受部２８のフランジ２８ａ側となるようにして軸受部２８の円筒部２８ｃに嵌合させて挿入する。
【００７５】
中空のカラー２９は円筒部２８ｃに嵌合する内径とボイスコイルホルダ２２の穴部２２ａを貫通する外径を有する。また、カラー２９には、略環状の板ばね部２５に固着されたばね固定部材２６と略同じような形状を有する半円環形状の突出部２９ａが設けられている。
【００７６】
突出部２９ａの上面２９ｂが板ばね部２５に固着されたばね固定部材２６の略半円環状の平面部分に当接する。カラー２９をばね固定部材２６とそのばね固定部材２６が固着当接している板ばね部２５の平面部分と共に軸受部２８のフランジ２８ａとナット３０によって狭持して一体化された構成となされ、ヘッド支持装置７が構成されている。
【００７７】
また、カラー２９及びばね固定部材２６を介してヘッド支持アーム８に固着された板ばね部２５を軸受部２８のフランジ２８ａとナット３０によって狭持する。ピボット軸受部２７に設けられた一対のピボット２７ａ及び２７ｂの頂点がヘッド支持アーム８の上面（ヘッドスライダ９が配設されていない側の面）に当接する。
【００７８】
板ばね部２５と一対のピボット２７ａ及び２７ｂを介してヘッド支持アーム８とピボット軸受部２７が弾性機構の１つである板ばね部２５によって弾性的に接続される。こうした構成によって、ピボット軸受２７の一対のピボット２７ａ及び２７ｂとヘッド支持アーム８の上面とのそれぞれの当接点Ｐ１及びＰ２を結ぶ線を支点としてヘッド支持アーム８をそのタブ部８ａ側が下方に押し下げられるように、板ばね部２５が作用する。
【００７９】
すなわち、ヘッド支持アーム８は当接点Ｐ１及びＰ２を結ぶ線を垂直回動軸３１として記録媒体４の表面と垂直な方向に回動可能な構成となっている。したがって、磁気ディスク装置の作動時は、ヘッド支持アーム８にジンバル機構２１を介して取り付けられたヘッドスライダ９が記録媒体４の表面に対して浮上する。
【００８０】
この時のヘッドスライダ９のロード荷重は、ピボット軸受２７の一対のピボット２７ａ及び２７ｂのそれぞれの当接点Ｐ１及びＰ２によるヘッド支持アーム８に対する板ばね部２５の変形による反力としての記録媒体４方向への圧縮応力によって生じる。ヘッドスライダ９にかかる記録媒体４の方向への付勢力とその逆方向の浮揚力との関係によってヘッドスライダ９が浮上する。ヘッドスライダ９すなわち磁気ヘッドと記録媒体４との間に一定の空隙を保って磁気ディスク装置の記録再生が行われる。
【００８１】
次に、ヘッド支持装置７を構成するピボット軸受２７に設けられた一対のピボット２７ａ及び２７ｂの位置について説明する。ピボット２７ａとピボット２７ｂがヘッド支持アーム８の上面に当接するそれぞれの当接点Ｐ１と当接点Ｐ２を結ぶ線、すなわち垂直回動軸３１が、図１に示すヘッド支持装置７の回動軸５の軸心を通る。かつ、図１に示すヘッド支持装置７の長手方向の中心線１８に垂直になるように形成されている。なお、当接点Ｐ１と当接点Ｐ２をヘッド支持装置７の回動軸５の軸心に対して互いに対称的になるように配置して、当接点Ｐ１と当接点Ｐ２を結ぶ線の中点を回動軸５の軸心に略一致させることが望ましい。このように構成することによって、ヘッド支持装置７を構成するヘッド支持アーム８はピボット２７ａ及びピボット２７ｂの当接点Ｐ１と当接点Ｐ２を結ぶ線の周りに記録媒体４の表面に垂直な方向に回動させることが可能になる。板ばね部２５の弾性力によって、ヘッド支持アーム８に搭載されたヘッドスライダ９側が記録媒体４の方向に付勢されることになる。
【００８２】
ヘッド支持装置７を上述のように構成することにより、ヘッド支持装置７を構成するヘッド支持アーム８を剛性の高い材料で形成することができる。外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能であるので、ヘッド支持アーム８の共振周波数を高くすることができる。
【００８３】
従来、問題になっていた振動モードの発生を排除することができるため、セトリング動作を行う必要がなくなる。これによって、ヘッド支持装置７を高速で回動及び位置決めすることができる。また、磁気ディスク装置のアクセス速度を向上することができる。また、弾性機構の１つである板ばね部２５は、ヘッド支持アーム８として１つの部材で一体的に形成したものではなく、ヘッド支持アーム８とは独立した別個の部材として設けている。このため、ヘッドスライダ９へのロード荷重を大きくし、かつ、柔軟性を高く、かつ、構造体の剛性を高くするという、いわば、相反する条件を、一挙に満足させることができる。これにより、ヘッド支持装置７の設計の簡便化が図れ、また、その設計の自由度を飛躍的に広げることができる。
【００８４】
また、従来のヘッド支持アームにおいては、非常に精密な板ばね部のフォーミング加工が必要であった。しかし本願発明においては、比較的簡易にヘッド支持アームを形成することができる。さらに、板ばね部２５の厚み、材質等を単独で設定することができるので、板ばね部２５の強度及びばね定数を所望の大きさに設定することができる。
【００８５】
さらに、ヘッド支持装置７を構成するヘッド支持アーム８、ボイスコイル部２５及び板ばね部２５のうちヘッド支持アーム８に当接している部分、ヘッドスライダ９を固着してヘッド支持アーム８に連結するためのジンバル機構２１及びバランサ２３の合計重心位置が所定の位置になるようにバランサ２３の質量（重量）を調整して、ボイスコイル部２４を構成するボイスコイルホルダ２２の一端にバランサ２３を固着する。なお、バランサ２３はボイスコイルホルダ２２の一端に固着するものとした。しかし、ヘッド支持装置７を構成するそれぞれの構成部品の質量（重量）配分によっては、ヘッド支持アーム８のヘッドスライダ９側に設けるのが好ましい場合もある。
【００８６】
次に、上述のように構成されたヘッド支持装置７が外部から水平回動軸心である回動軸５の軸心方向（記録媒体４の表面に垂直な方向）に衝撃を受けた時のヘッド支持アーム８とヘッドスライダ９の挙動について図６を用いて説明する。
【００８７】
図６において、支点６１の頂点６１ａは、図３に示されたピボット軸受２７の一対のピボット２７ａ及び２７ｂとヘッド支持アーム８の上面とのそれぞれの当接点Ｐ１及びＰ２を結ぶ線すなわち垂直回動軸３１（図２参照）を示す。梁６２は、図３において、ヘッドスライダ９を除いた弾性機構である板ばね部２５によって保持された部分である。すなわち、図３に示されたヘッド支持装置７を構成するヘッド支持アーム８、ボイスコイルホルダ２２、板ばね部２５のうちヘッド支持アーム８に当接している部分及びジンバル機構２１を一体化してなる梁部６２ａと、ボイスコイル１０及びバランサ２３を一体化してなる部材６２ｂとから構成されている。
【００８８】
梁６２は図３に示したヘッド支持アーム８のディンプル８ｃに対応する突起部６２ｃを有し、ヘッドスライダ９と当接している。ばね６３は、非常に柔軟性のある材料で形成されたジンバル機構２１を模式化したものである。ヘッド支持アーム８に固着された部分とヘッドスライダ９が固着された部分を連結する部分の弾性力を示している。なお、通常はジンバル機構２１を介してディンプル８ｃにヘッドスライダ９が非常に小さな予圧をもって当接している。ばね６４は記録媒体４の回転によりヘッドスライダ９に発生する正圧と負圧との差圧すなわちヘッドスライダ９に発生する浮上力を示す。
【００８９】
ばね６５はヘッドスライダ９にロード荷重を付与するための板ばね部２５の弾性力を示す。磁気ディスク装置が正常に作動している場合には、ばね部６５によるロード荷重とばね６４にて示される浮上力によって釣り合い、記録媒体４から浮上した状態となっている。
【００９０】
また、梁６２の合計質量をｍ、その重心位置を点Ａ、支点６１の頂点６１ａよりヘッドスライダ９側にある梁６２の質量をｍ１、支点６１よりヘッドスライダ９側とは反対側にある梁６２の質量をｍ２、及びヘッドスライダ９の質量をｍ３で示している。このような梁６２及びヘッドスライダ９に記録媒体４に垂直な方向すなわち矢印で示した方向６６に衝撃が加わり、梁６２が支点６１の頂点６１ａの周りに回動させられる時には、ばね６５により付与されているロード荷重が変動することになる。
【００９１】
また、他方では、ヘッドスライダ９は梁６２と同様に矢印で示した方向６６に衝撃が加わる。しかし、記録媒体４の回転によって負圧と正圧が発生しているため、梁６２の挙動と非常に柔軟なばね６３によって梁６２に連結されたヘッドスライダ９の挙動とは必ずしも完全には一致しない。
【００９２】
しかしながら、ヘッドスライダ９は、ロード荷重と浮上力との釣り合い関係により、記録媒体４上を浮上するため、その釣り合いの関係が大きく崩れると、浮上が不安定となる。仮に、ロード荷重が無くなる程度の強い衝撃が外部から加わった場合、ヘッドスライダ９は浮上力の大きさに応じて浮上することになり、非常に不安定となる。外力によるロード荷重の変動を抑制することによって、ヘッドスライダ９の浮上を安定に維持することができる。
【００９３】
外部からの衝撃を受けた時には、梁６２の挙動とヘッドスライダ９の挙動を分離して考えることができる。また、梁６２に衝撃が加わった時には、梁６２は支点６１の周りに回動させるような回転モーメントが働く。梁６２を回動させる回転モーメントの方向は、梁６２に働く衝撃力の方向と支点６１に対する梁６２の重心位置Ａによって決まる。梁６２に衝撃力が働く方向と梁６２の重心位置のそれぞれの組み合わせに対する模式図をそれぞれ図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂに示す。
【００９４】
次に、梁６２に働く衝撃力の方向と支点６１に対する梁６２の重心位置Ａのそれぞれの組み合せに対する、梁６２の挙動とヘッドスライダ９の挙動について説明する。
【００９５】
図７Ａは、支点６１に対する梁６２の重心位置Ａがヘッドスライダ９側にある状態を示す。また、梁６２に垂直で、かつ、梁６２側からスライダ９側への方向の衝撃力を受けた場合を示す。
【００９６】
図７Ｂは、支点６１に対する梁６２の重心位置Ａが部材６２ｂ側（ヘッドスライダ９側とは反対側）にある。また、梁６２に垂直で、かつ、スライダ９側から梁６２側への方向の衝撃力を受けた場合で、梁６２のそれぞれの挙動は、支点６１の頂点６１ａの周りに反時計回り方向、すなわちヘッドスライダ９が記録媒体４に接近する方向にそれぞれ回動する。
【００９７】
図８Ａは、支点６１に対する梁６２の重心位置Ａが部材６２ｂ側（ヘッドスライダ９側とは反対側）にあり、梁６２に垂直で、かつ、梁６２側からスライダ９側への方向の衝撃力を受けた場合を示す。
【００９８】
図８Ｂは、支点６１に対する梁６２の重心位置Ａがヘッドスライダ９側にある。かつ、梁６２に垂直で、かつ、スライダ９側から梁６２側への方向の衝撃力を受けた場合を示す。梁６２のそれぞれの挙動は、支点６１の頂点６１ａの周りに時計回り方向すなわちヘッドスライダ９が記録媒体４から離間する方向にそれぞれ回動することになる。
【００９９】
一方、外部からの衝撃力は梁６２の重心に作用すると同時に、ヘッドスライダ９の重心にも作用することになる。梁６２側からスライダ９側の方向に衝撃力を受けた場合と、スライダ９側から梁６２側の方向に衝撃力を受けた場合とでは、ヘッドスライダ９に働く衝撃力の方向が異なる。
【０１００】
なお、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂに示した各記号，各符号は次のように定義する。
【０１０１】
ｍ＝垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除いた部材の合計質量
ｍ３＝ヘッドスライダ９の質量
Ｊ０＝垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除いた部材の合計質量の重心周りの慣性モーメント
δ＝支点６１の頂点６１ａを原点とする梁６２の重心位置Ａ
ｌ１＝支点６１の頂点６１ａからばね７１（ロード荷重付加ばね）までの距離
ｌ２＝支点６１の頂点６１ａからヘッドスライダ９の中心までの距離
ｋ１＝ばね７１のばね定数
ｋ２＝ばね７２（ヘッドスライダ９と梁６２を結ぶジンバル機構部分）のばね定数
ｋ３＝ばね７３（スライダ９が受ける浮上力に相当）のばね定数
ｇ＝重力加速度
α（t）＝外部から加えられる衝撃の衝撃加速度
θ＝衝撃加速度α（t）を受けた時に生じる梁６２の正常動作位置からの回動角
ｘ３＝衝撃加速度α（t）によるばね７３の正常動作位置からの伸び変化量
＝ヘッドスライダ９の正常動作位置からの変位量
さらに、δ、α（t）、θ及びｘ３をそれぞれ次のように定義する。すなわち、δは、
梁６１に沿って、支点６１の頂点６１ａを原点とし、ヘッドスライダ側を正（＋）、部材６２ｂ側を負（−）とする。α（t）は梁６２側からスライダ９側への方向を正（＋）、
スライダ９側から梁６２側の方向を負（−）とする。
【０１０２】
θは、支点６１の頂点６１ａを回転中心として、反時計回り方向を正（＋）、時計回り方向を負（−）とする。
【０１０３】
ｘ３は、梁６２側とは反対側（記録媒体４側）の方向を正（＋）、梁６２側の方向を負（−）としてそれぞれ符号化する。
【０１０４】
また、衝撃加速度αを受けた時に生じる梁６２の回転トルクＴについては、Ｔが反時計回り方向を正（＋）、時計回り方向を負（−）であるように符号化する。この時、衝撃加速度α（t）を受けた時に生じる梁６２の回動角θ及びヘッドスライダ９の移動量ｘ３は非常に微小な値となる。
【０１０５】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、梁６２及びヘッドスライダ９の運動方程式は式（３）及び式（４）となる。
【０１０６】
【数３】
0004492615.tif 000004
【０１０７】
【数４】
0004492615.tif 000005
【０１０８】
式（３）を整理すると、式（３−１）となる。
【０１０９】
【数３−１】
0004492615.tif 000006
【０１１０】
また、式（４）を整理すると、式（４−１）を得る。
【０１１１】
【数４−１】
0004492615.tif 000007
【０１１２】
それぞれの運動方程式である式（３−１）及び式（４−１）を解くことによって、梁６２及びヘッドスライダ９のそれぞれの挙動を知ることができる。
【０１１３】
梁６２及びヘッドスライダ９が受ける外力の加速度α（ｔ）が式（５）で表される外力が働くものとし、式（３−１）を整理すると、式（３−２）となる。ただし、式(３−２)の各因子は式（３ａ）、（３ｂ）で表される。
【０１１４】
【数５】
0004492615.tif 000008
【０１１５】
【数３−２】
0004492615.tif 000009
【０１１６】
【数３ａ】
0004492615.tif 000010
【０１１７】
【数３ｂ】
0004492615.tif 000011
【０１１８】
時間ｔ＝０でθ＝０であるから、式（４−２）を解くと、式（６）を得る。ただし、式(６)の各因子はそれぞれ式（６ａ）、（６ｂ）及び（６ｃ）で表される。
【０１１９】
【数６】
0004492615.tif 000012
【０１２０】
【数６ａ】
0004492615.tif 000013
【０１２１】
【数６ｂ】
0004492615.tif 000014
【０１２２】
【数６ｃ】
0004492615.tif 000015
【０１２３】
さらに、時間ｔ＝０で、回動角θの角速度は０であるので、次の式（６ｄ）で示す関係式が成立する。
【０１２４】
【数６ｄ】
0004492615.tif 000016
【０１２５】
したがって、式（６−１）を得る。
【０１２６】
【数６−１】
0004492615.tif 000017
【０１２７】
次に、式（６−１）で得られたθ及び式（５）を式（４−１）に代入して、ｘ３の解を求めると、式（７）を得る。このｘ３がヘッドスライダ９の挙動を表す。ただし、式（７）の各因子はそれぞれ、式（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）及び（７ｄ）で表される。
【０１２８】
【数７】
0004492615.tif 000018
【０１２９】
【数７ａ】
0004492615.tif 000019
【０１３０】
【数７ｂ】
0004492615.tif 000020
【０１３１】
【数７ｃ】
0004492615.tif 000021
【０１３２】
【数７ｄ】
0004492615.tif 000022
【０１３３】
ｔ＝０のとき、ヘッドスライダ９の速度が０であることから、次の式（７ｅ）に示す関係式が成立する。
【０１３４】
【数７ｅ】
0004492615.tif 000023
【０１３５】
また、式（７）及び式（７ａ）〜式（７ｅ）より、式７ｂは、式（７−１）で表される。ただし、Ｃ０  は式(７ｂ−１)で表される。
【０１３６】
【数７−１】
0004492615.tif 000024
【０１３７】
【数７ｂ−１】
0004492615.tif 000025
【０１３８】
式（７−１）を整理すると、式（７−２）を得ることができる。
【０１３９】
【数７−２】
0004492615.tif 000026
【０１４０】
式（７−２）を用いることにより、梁６２、ヘッドスライダ９に外部から衝撃が加えられた時のヘッドスライダ９の正常動作位置を原点とヘッドスライダ９位置を求めることができる。式（７−２）、（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）、（７ｄ）及び式（６ａ）において、（δ＞０、α＞０）は図７Ａに、（δ＜０、α＜０）は図７Ｂに、（δ＜０、α＞０）は図８Ａに、（δ＞０、α＜０）は図８Ｂにそれぞれ対応する。
【０１４１】
式（７−２）において、ｘ３（t）が最大値（ｘ３）ｍａｘとなる時間ｔをｔ０とすると、式（８−１）が得られる。
【０１４２】
【数８−１】
0004492615.tif 000027
【０１４３】
式（８−１）の右辺におけるＣ１及びＣ２は、距離δのそれぞれ関数であるω０及びＡ２を含む。故に、Ｃ１及びＣ２すなわち（ｘ３）ｍａｘはそれぞれδの関数となり、垂直回動軸の周りに回動する部材のうち前記ヘッドスライダを除いた部材の合計質量及びヘッドスライダ９のそれぞれの質量ｍ及びｍ３、垂直回動軸の周りに回動する部材のうち前記ヘッドスライダを除いた部材の重心周りの慣性モーメントＪ０、各ばねのばね定数ｋ１、ｋ２及びｋ３、支点６１の頂点６１ａから各ばねの作用点までの距離ｌ１及びｌ２、外部からの衝撃加速度αをパラメータとしている。したがって、式（８−１）はδの関数として式（９−１）のように表すことができる。
【０１４４】
【数９−１】
0004492615.tif 000028
【０１４５】
一例として、外部から加えられる衝撃の衝撃加速度を、次の式（９−２）の関係で示す。
【０１４６】
【数９−２】
0004492615.tif 000029
【０１４７】
衝撃加速度α（t）を受けた時のδに対する（ｘ３）ｍａｘのシミュレーション結果を図９に示す。この時に用いた各要素の設計仕様はたとえば、次のとおりである。
【０１４８】
ｍ・ｇ＝４８（ｍｇｆ）＝４．８×１０−６（ｋｇｆ）
ｍ３・ｇ＝０．６（ｍｇｆ）＝６×１０−７（ｋｇｆ）
Ｊ０＝０．８５（ｇｆｍｍ２）＝８．５×１０−１０（ｋｇｍ２）
ｌ１＝０．２（ｍｍ）＝２×１０−４（ｍ）
ｌ２＝１１．８（ｍｍ）＝１．１８×１０−２（ｍ）
ｋ１＝７０．８（ｇｆ／ｍｍ）＝６．９４３×１０２（Ｎ／ｍ）
ｋ２＝０．０４（ｇｆ／ｍｍ）＝３．９２×１０−１（Ｎ／ｍ）
ｋ３＝５１０００（ｇｆ／ｍｍ）＝５．０×１０５（Ｎ／ｍ）
ω＝１００π（ｒａｄ／ｓ）＝３．１４１５９×１０２（ｒａｄ／ｓ）
梁６２の回動方向は、力の加わる方向と垂直回動軸に対する重心位置δの方向によって決まる（図７Ａ，図７Ｂ，図８Ａ及び図８Ｂ）。したがって、図９において、重心位置δの正（＋）側及び負（−）側のそれぞれの領域において、梁６２の回動方向が＋側及び−側が存在する。
【０１４９】
このため、δの正（＋）側及び負（−）側のヘッドスライダ９の位置をｘ３＋、ｘ３−とすると、それぞれの領域に（ｘ３＋）ｍａｘ及び（ｘ３−）ｍａｘの曲線が存在する。但し、（ｘ３＋）ｍａｘ及び（ｘ３−）ｍａｘは、梁６２の回動方向が＋側及び−側の時のそれぞれの最大値（ｘ３）ｍａｘを示す。
【０１５０】
図９から、明らかになるように重心位置δに対する（ｘ３）ｍａｘの曲線は、略Ｖ字状になっている。梁６２の重心位置Ａが支点６１の頂点６１ａから離れるにつれて、ヘッドスライダ９の移動量（ｘ３）ｍａｘは大きくなる。
【０１５１】
一方、磁気ディスク装置が正常に作動している時のヘッドスライダ９のＡＢＳ面と記録媒体４の表面との間の浮上間隔は、記録媒体４の回転による面振れや製造ばらつきまたは周囲環境（例えば、気圧等）等によって変動する。また、記録媒体４には、これ以上の高さでヘッドスライダ９を浮上させれば、ヘッドスライダ９と記録媒体４との接触による障害を起こさない安定な浮上を保証する浮上保証高さ（以下、グライドハイトと言う）と称する値が決められている。
【０１５２】
したがって、浮上間隔から上述のような変動量とグライドハイト量を除いたものが許容されるｘ３の最大許容変位量となる。また、ヘッドスライダ９の移動量（ｘ３）ｍａｘが最大許容変位量ｘ０ｓ以下になるようなδの範囲内に梁６２の重心位置を設定すれば、外部から仮に衝撃を受けてもヘッドスライダ９が記録媒体４に当接するという不具合を排除することができる。また、ヘッドスライダ９及び記録媒体４に損傷を与えるという不具合を排除することができる。一般的には、グライドハイトを除いた浮上間隔ｘ０の２０％程度が最大許容変位量ｘ０ｓである。
【０１５３】
図９において、磁気ディスク装置が正常に作動している時のヘッドスライダ９のＡＢＳ面と記録媒体４の表面との間の浮上間隔ｘ０＝９（ｎｍ）に対し、記録媒体４の回転による面振れその他の変動を見込み、ヘッドスライダ９は記録媒体４に当接することのない最大許容変位量ｘ０ｓ＝２（ｎｍ）とした場合、式（９−３）で表される直線と、（ｘ３＋）ｍａｘ及び（ｘ３−）ｍａｘの曲線とのそれぞれの交点Ｍ＋、Ｎ＋、Ｍ−及びＮ−におけるそれぞれのδ座標の数値δ１＋、δ２＋、δ１−及びδ２−を求めることができる。
【０１５４】
【数９−３】
0004492615.tif 000030
【０１５５】
また、（ｘ３＋）ｍａｘ及び（ｘ３−）ｍａｘの曲線とのそれぞれの交点Ｍ＋、Ｎ＋、Ｍ−及びＮ−におけるそれぞれのδ座標の数値δ１＋、δ２＋、δ１−及びδ２−は、δ１＋≒０．２７（ｍｍ）、δ１−≒０．２６（ｍｍ）、δ２＋≒−０．２７（ｍｍ）、δ２−≒−０．２６（ｍｍ）となる。
【０１５６】
また、式（９−４）及び式（９−５）の関係が成立している。
【０１５７】
【数９−４】
0004492615.tif 000031
【０１５８】
【数９−５】
0004492615.tif 000032
【０１５９】
式（９-４）及び式（９-５）の関係が成立している時、式(９−６−１)、式（９−６−２）で表される重心位置δの領域内に、垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除いた部材の重心位置Ａを設定する。
【０１６０】
【数９−６−１】
0004492615.tif 000033
【０１６１】
【数９−６−２】
0004492615.tif 000034
【０１６２】
式(９−６−１)、式（９−６−２）で表される領域内に重心位置δを設定すれば、加速度α（t）は、式（９−７）で示される衝撃を外部から受ける。
【０１６３】
【数９−７】
0004492615.tif 000035
【０１６４】
しかし、外部から式（９−７）で示す衝撃を受けても、ヘッドスライダ９は記録媒体４に当接することはない。すなわち、許容最大衝撃加速度α（t）を設定し、上述の一例のように、各要素の設計仕様を用いてδの領域を求めて、梁６２の重心位置Ａをその重心位置δの領域内に位置するように設定する。これによって、許容最大衝撃加速度α(t）以下の衝撃加速度を有する外部からの力が加わったとしても、ヘッドスライダ９の移動は最大許容変位量ｘ０ｓ以下に抑えることができる。このため、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接するという不具合を排除して、ヘッド支持装置として高い耐衝撃性を備えることができる。
【０１６５】
次に、上述の各要素の設計仕様を有するヘッド支持装置を用いて、落下衝撃について検討してみた。具体的には、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接することによる損傷がこれらの少なくとも一方に生じさせることがない衝撃加速度の大きさを求めた。その結果を図１０に示す。
【０１６６】
図１０は、梁６２に対応する部材（すなわち、垂直回動軸３１の周りに回動する部材のうちヘッドスライダ９を除いた部材）の重心位置δを変化させたヘッド支持装置に対して、加える衝撃加速度を変えて記録媒体４に垂直な方向に落下させた時に、記録媒体４またはヘッドスライダ９の少なくともいずれか一方に損傷を生じさせることがない衝撃加速度の最大値を求めた検討結果である。
【０１６７】
図１０の横軸は、図９に示したものと同じであり、梁６２の合計質量の頂点６１ａに対する重心位置を示す。縦軸は記録媒体４またはヘッドスライダ９の少なくともいずれか一方に損傷を発生させない落下衝撃加速度の最大値を示す。
【０１６８】
図１０から分かるように、重心位置δに対する記録媒体４またはヘッドスライダ９に損傷を発生させない落下衝撃加速度の最大値の曲線１０１は上方に向かって凸の曲線である。かつ、衝撃加速度の最大値αｍａｘを示す横軸の重心位置はδ＝０と略一致している。このことは、頂点６１ａの周りに回動する部材の合計質量（ｍ＋ｍ３）の重心位置を頂点６１ａに略一致させるよりも、梁６２のみの合計質量（ｍ）の重心位置を頂点６１ａに略一致させた方が、記録媒体４及びヘッドスライダ９の少なくともいずれか一方に損傷を生じさせない衝撃加速度の最大値を得ることができ、より大きな落下衝撃に耐え得ることを示唆する。すなわち、耐衝撃性という観点から、支点６１の頂点６１ａの周りに回動する部材の合計質量の重心位置を考える場合、梁６２とヘッドスライダ９のそれぞれの質量を分離して考えた方が、より合理的な考え方ができるということが、図１０に示した検討結果より推察することができる。
【０１６９】
したがって、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接することによる損傷を記録媒体４及びヘッドスライダ９の少なくともいずれか一方に生じないようにするためには、垂直回動軸の周りに回動する部材のうちヘッドスライダを除いた部材の重心位置Ａと、支点６１の頂点６１ａとの間をδとして、最大許容変位量ｘ０ｓに対し、式（９−１）から導かれる式（１０−１）を常に満足する重心位置δの領域を求めれば良い。
【０１７０】
【数１０−１】
0004492615.tif 000036
【０１７１】
式(１０-１)を求めるには、まず式（１１）で表される直線を求める。
【０１７２】
【数１１】
0004492615.tif 000037
【０１７３】
次に式(１１)と式（９−１）との交点を求める。すなわち、式（１１−１）を重心位置δについて解けば良い。
【０１７４】
【数１１−１】
0004492615.tif 000038
【０１７５】
式（１１−１）の解は、上述したように、４つ存在する。ここで、それらδ１＋  、δ２＋、δ１−  及びδ２―  を次のように定義する。すなわち、
δ１＋  は、梁６２の回動方向が正（＋）でδが正（＋）のときの重心位置
δ２＋  は、梁６２の回動方向が正（＋）でδが負（−）のときの重心位置
δ１−  は、梁６２の回動方向が負（−）でδが正（＋）のときの重心位置
δ２―  は、梁６２の回動方向が負（−）でδが負（−）のときの重心位置
また、δ１＋  、δ２＋、δ１−  及びδ２―  は、それぞれ、式(１２−１、(１２−２、(１２−３)及び(１２−４)で表される。
【０１７６】
【数１２−１】
0004492615.tif 000039
【０１７７】
【数１２−２】
0004492615.tif 000040
【０１７８】
【数１２−３】
0004492615.tif 000041
【０１７９】
【数１２−４】
0004492615.tif 000042
【０１８０】
次に、式（１０−１）を常に満足する重心位置δの領域を決める。δが正の場合における式（１１−１）を満たす解δ１＋、δ１−のうち小さい方をδ１、δが負の場合におけるδ２＋、δ２−のうち、大きい方をδ２とする。すなわち、δ１＋、δ１−のうち、小さい方をｍｉｎ（δ１＋、δ１−）として表記し、δ２＋、δ２−のうち、大きい方をｍａｘ（δ２＋、δ２−）と表記すると、重心位置δが式(１３)を満足させるように設定する。なお、重心位置δ１、δ２はそれぞれ、式(１３−１)、(１３−２)で表される。
【０１８１】
【数１３】
0004492615.tif 000043
【０１８２】
【数１３−１】
0004492615.tif 000044
【０１８３】
【数１３−２】
0004492615.tif 000045
【０１８４】
式(１３)を満足させれば、外部から許容最大衝撃加速度α（t）以下の衝撃加速度を有する衝撃を受けても、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接するという不具合を防止することができる。これにより、ヘッドスライダ９及び記録媒体４に損傷を与えるという不具合を未然に防止することができる。
【０１８５】
換言すれば、図２，３に示されるヘッド支持装置７において、垂直回動軸３１の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダ９を除いた部材，すなわちヘッド支持アーム８、ボイスコイル部２４、板ばね部２５のうちヘッド支持アーム８に当接している部分、ジンバル機構２１及びバランサ２３の合計質量の重心位置を、ヘッド支持アーム８の上面に当接するピボット軸受２７に設けられた一対のピボット２７ａ及び２７ｂのそれぞれの当接点Ｐ１及びＰ２を結ぶ線すなわち垂直回動軸３１に対し、その垂直回動軸３１の近傍すなわち上述の式（１３）におけるδの領域内に位置するように構成する。
【０１８６】
こうした構成によって、外部からの衝撃によるヘッド支持アーム８の回動を極力抑え、ヘッドスライダ９に対するロード荷重の極度の減少を回避することができる。安定したヘッドスライダ９の浮上バランスが得られ、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接して記録媒体４を損傷することを防止することができ、非常に高い耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。
【０１８７】
なお、重心位置δ１，δ２は、上述したように、計算でも求めることはできるが、実際の系においては外部衝撃は式（５）で与えられるような単純な波形ではない。
【０１８８】
また、摩擦などにより実際には、梁６２やスライダ９の運動は減衰させられるので、図１０で示したように実験的に重心位置δ１，δ２を求めることが好ましい。
【０１８９】
垂直回動軸３１の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダ９を除いた部材の重心位置が、垂直回動軸３１に対して式（１３）を満たすように設定された時、ヘッドスライダ９を含む垂直回動軸３１の周りに回動する部材の重心位置は、垂直回動軸３１に対して式（１４）にて示される領域εとなる。
【０１９０】
【数１４】
0004492615.tif 000046
【０１９１】
なお、実施の形態１においては、ビボット軸受２７に設けた一対のピボット２７ａ及び２７ｂの頂点がヘッド支持アーム８の上面に当接させるものを例示した。しかし、何らこれに限ることはなく、たとえば、図１１に示すように、ヘッド支持アーム１１１に設けたピボット１１１ａ及び１１１ｂの頂点が軸受部１１２のフランジ１１２ａの下面に当接するような構成としても良い。
【０１９２】
このような構成においても、ピボット１１１ａとピボット１１１ｂが軸受部１１２のフランジ１１２ａの下面に当接するそれぞれの当接点Ｑ１と当接点Ｑ２を回動軸５（図示せず）の軸心に対して互いに対称的な位置になるように配置する。かつ、当接点Ｑ１と当接点Ｑ２を結ぶ線すなわち垂直回動軸が、回動軸５の軸心を通り、ヘッド支持アーム１１１の長手方向の中心線に垂直になるように構成する。かつ、当接点Ｑ１と当接点Ｑ２を結ぶ線の中点を回動軸５の軸心に略一致させるように構成する。
【０１９３】
実施の形態１によれば、ヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを剛性の高い材料で形成することができるため、外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能である。併せて、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができ、従来、問題になっていた振動モードが発生せず、セトリング動作の必要がないため、ヘッド支持装置を高速で回動及び位置決めすることができる。
【０１９４】
また、弾性機構の１つである板ばね部はヘッド支持アームとは独立した別個の部材として設けた。このため、ヘッドスライダへのロード荷重を所定の大きさに比較的容易に設定することができ、設計の自由度を広げることができる。
【０１９５】
さらに、ヘッド支持アームの上面とピボット軸受に設けられた一対のピボットとのそれぞれの当接点Ｐ１及びＰ２を結ぶ線（垂直回動軸）の周りにヘッド支持アームを回動可能にしている。
【０１９６】
また、垂直回動軸の周りに回動する部材すなわちヘッド支持アーム、ボイスコイル部、板ばね部のうちヘッド支持アームに当接している部分、ジンバル機構、ジンバル機構に固着されたヘッドスライダ及びバランサのうち、ヘッドスライダを除く他の部材の重心位置を垂直回動軸の近傍に設定する。これにより、仮に外部から大きな衝撃を受けても、ヘッドスライダが記録媒体に衝突して記録媒体の表面に損傷与えるという不具合を未然に防止し、非常に高い耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。
【０１９７】
また、このように構成されたヘッド支持装置を磁気ディスク装置に用いることにより、非常に耐衝撃性が高く、かつ、非常に高いアクセス速度を有する磁気ディスク装置を実現することができる。
【０１９８】
（実施の形態２）
図１２〜図１４は、本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持装置を説明するための図である。図１２はヘッド支持装置の構成を示す平面図、図１３はヘッド支持装置の構成を示す側面図、図１４はヘッド支持装置におけるヘッド支持アームを示す平面図である。なお、図１２及び図１３において、実施の形態１で用いた図２及び図３と同じ箇所に対応する要素には、図２及び図３における符号と同じ符号を付している。
【０１９９】
本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持装置１２０は、一方の先端部にジンバル機構２１を介して磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ９が配設されたヘッド支持アーム１２１には板ばね部１２１ａが設けられている。板バネ部１２１ａに連結した固定部１２１ｂはヘッド回動アーム１２２に固着されている。
【０２００】
また、ヘッド支持アーム１２１に設けられた一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄの頂点がそれぞれヘッド回動アーム１２２の下面（記録媒体４側の面）に当接している。板ばね部１２１ａと一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄを介してヘッド支持アーム１２１とヘッド回動アーム１２２が弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって弾性的に接続されている。また、ヘッド回動アーム１２２にはヘッド支持アーム１２１が固着された側とは反対側にベアリング６が内蔵された軸受部１２３が配設されている。なお、ヘッド回動アーム１２２と軸受部１２３とは一体的に形成されたものであっても良い。
【０２０１】
さらに、ボイスコイル１０がボイスコイルホルダ２２に取り付けられて構成されたボイスコイル部２４が、ヘッド回動アーム１２２に固着された軸受部１２３を挟んでヘッド支持アーム１２１とは反対側にヘッド回動アーム１２２に固着されている。軸受部１２３が固着されたヘッド回動アーム１２２にジンバル機構２１を介してヘッドスライダ９が配設されたヘッド支持アーム１２１及びボイスコイル部２４が配設されることによってヘッド支持装置１２０が構成されている。また、ヘッド支持装置１２０はベアリング６を介して回動軸５の周りに水平方向に回動自在に軸支されている。
【０２０２】
実施の形態２は、実施の形態１と同様に、回動軸５の中心軸を水平回動中心として記録媒体４の表面と略平行な面の方向に水平回動可能な構成となっている。ボイスコイル１０に電流を供給することによって、ＶＣＭが作動し、ヘッド支持装置１２０が記録媒体４の半径方向に回動する。
【０２０３】
なお、ヘッド回動アーム１２２とボイスコイル部２４は別部材として構成しても良く、また、これらが一体化された１つのユニットであっても良い。
【０２０４】
次に、ヘッド支持アーム１２１について、図１４を用いて説明する。ヘッド支持アーム１２１は非磁性金属製薄板材料を用いてプレス加工またはエッチング加工等の周知の技術により形成され、その表面形状は、略二等辺三角形の外形形状を有する。
【０２０５】
その長手方向の略二等辺三角形の両側斜面に相当する両側側面には、それぞれ折曲部１４１を形成して、ヘッド支持アーム１２１の長手方向の剛性を高めている。そして、両側に形成された折曲部１４１に挟まれた部分の中央部分にはＵ字状のスリット部１４２を形成する。さらに、スリット部１４２の内側に位置する舌片状の内部には略矩形状の切除部１４３が形成されている。切除部１４３の両側側面１４３ａ及び１４３ｂとスリット部１４２の間の部分が板ばね部１２１ａを構成している。
【０２０６】
切除部１４３の両側側面１４３ａ及び１４３ｂに挟まれた側面１４３ｃとスリット部１４２の間の部分がヘッド回動アーム１２２に固着するための固定部１２１ｂを構成する。
【０２０７】
また、ヘッド支持アーム１２１には、切除部１４３の両側側面１４３ａ及び１４３ｂとそれらに対向するそれぞれのスリット部１４２を挟んだ両側であって、ヘッド支持アーム１２１の長手方向中心線１４４に対して対称の位置に、ピボット１２１ｃ及び１２１ｄが形成されている。かつ、ビボット１２１ｃ及び１２１ｄはヘッドスライダ９がジンバル機構２１（図１４には図示せず）を介して固着される側とは反対側に突起させて形成されている。
【０２０８】
また、実施の形態２においては、実施の形態１と同じように、ヘッドスライダ９の中心部分の近傍に当接するようにディンプル１２１ｅをヘッド支持アーム１２１の下面に設ける。また、ジンバル機構２１を介してヘッドスライダ９をヘッド支持アーム１２１に取り付けた時、そのディンプル１２１ｅをジンバル機構２１またはヘッドスライダ９の上面（磁気ヘッドが搭載された面とは反対側の面）の略中心部に当接させる。
【０２０９】
これによって、磁気ディスク装置の動作時におけるヘッドスライダ９の記録媒体４に対するロールまたはピッチ方向の不要な振動等にも柔軟性良く追従させることができる。また、ヘッドスライダ９が固着されたジンバル機構２１と所定の隙間ｄ０を有するように（実施の形態１、図５参照）、ヘッド支持アーム１２１にリミッタ部１２１ｆを設け、ジンバル機構２１がディンプル１２１ｅから、所定の距離だけ離れた時に、リミッタ部１２１ｆがジンバル機構２１に当接して、ディンプル１２１ｅからのジンバル機構２１の離間距離を規制するようにしたことも実施の形態１と同様である。
【０２１０】
さらに、ヘッド支持アーム１２１の板ばね部１２１ａ及び固定部１２１ｂを除くヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１及びバランサ１２４の合計重心位置が所定の位置になるようにバランサ１２４の質量（重量）を設定して、ヘッド支持アーム１２１の一端にバランサ１２４を固着している。なお、図１２〜図１４において、バランサ１２４をヘッド支持アーム１２１のヘッドスライダ９側に固着したものを例示した。しかし、なんらこれに限ることはない。質量の合計重心位置が所定の位置になるようにヘッド支持アーム１２１の位置に固着されていれば良い。
【０２１１】
図１３に示すように、ヘッド支持アーム１２１の固定部１２１ｂをヘッド回動アーム１２２の一端側に固着して、ヘッド支持アーム１２１に設けられた一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄの頂点がそれぞれヘッド回動アーム１２２の下面に当接させる。板ばね部１２１ａと一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄを介してヘッド支持アーム１２１とヘッド回動アーム１２２が弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって弾性的に接続されることになる。
【０２１２】
ヘッド支持アーム１２１はヘッド支持アーム１２１の一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄとヘッド回動アーム１２２の下面とのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２を結ぶ線の周りに回動可能となる。すなわち、実施の形態１と同様に、ヘッド支持アーム１２１は当接点Ｒ１及びＲ２を結ぶ線を垂直回動軸１２１ｇ（図１２参照）として記録媒体４の表面と垂直な方向に回動可能な構成となっている。
【０２１３】
ヘッド支持アーム１２１の一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄとヘッド回動アーム１２２の下面とのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２を結ぶ線を支点として、ヘッド支持アーム１２１の板ばね部１２１ａの弾性力によってヘッド支持アーム１２１をそのヘッドスライダ９が固着された側が下方向（記録媒体４側の方向）に押し下げられるように回動する構成は実施の形態１と同様である。
【０２１４】
なお、ヘッド支持アーム１２１の板ばね部１２１ａによってヘッド支持アーム１２１をそのヘッドスライダ９が固着された側が下方向に押し下げられる。この時、ヘッド支持アーム１２１におけるヘッドスライダ９が取り付けられた側とは反対側の端部がヘッド回動アーム１２２の下面に当接してヘッド支持アーム１２１の回動を干渉するのを防止する。このために、ヘッド支持アーム１２１の端部外形を包含する領域に凹部１２２ａが形成されている。また、凹部１２２ａは凹部に限ることはなく、貫通した穴部であっても良い。
【０２１５】
したがって、実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、磁気ディスク装置の動作時、ヘッド支持アーム１２１にジンバル機構２１を介して取り付けられたヘッドスライダ９が記録媒体４の表面に対して浮上する。
【０２１６】
この時のヘッドスライダ９のロード荷重は、ヘッド回動アーム１２２とヘッド支持アーム１２１の一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２によるヘッド支持アーム１２１に対する板ばね部１２１ａの変形による反力としての記録媒体４方向への圧縮応力によって生じる。ヘッドスライダ９にかかる記録媒体４方向の付勢力とその逆方向の浮揚力との関係によってヘッドスライダ９が浮上し、ヘッドスライダ９すなわち磁気ヘッドと記録媒体４との間に一定の空隙を保って磁気ディスク装置の記録再生が行われる。
【０２１７】
ヘッド支持装置１２０を上述のように構成することによって、ヘッドスライダ９の記録媒体４に対するロード荷重は、ヘッド回動アーム１２２とヘッド支持アーム１２１の一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２によるヘッド支持アーム１２１に対する板ばね部１２１ａの変形による反力としての記録媒体４の方向への圧縮応力によって生じる。記録媒体４へのロード荷重はヘッド支持アーム１２１に形成される一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄの突出高さ及び板ばね部１２１ａの弾性係数によって所定値に設定することができる。
【０２１８】
また、ヘッドスライダ９側に近いヘッド回動アーム１２２の先端側の一部分に板ばね部１２１ａによってヘッド回動アーム１２２に連結され、一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄがヘッド回動アーム１２２に当接させる。ジンバル機構２１を介してヘッドスライダ９が固着されたヘッド支持アーム１２１が記録媒体４の表面に垂直な方向に回動するような構成としている。ヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１、ヘッドスライダ９及び合計重心位置を所定の位置に設定するためのバランサ１２４の合計質量を低減することができる。
【０２１９】
これによって、記録媒体４の表面に垂直な方向の衝撃が加えられた時のヘッド支持アーム１２１に加わる衝撃力は非常に小さくすることができる。さらに、ヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１及びバランサ１２４の合計質量を小さくすることとその、重心位置を上述の垂直回動軸１２１ｇ（ヘッド回動アーム１２２とヘッド支持アーム１２１の一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄとのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２を結ぶ線）に実質的に同一に設定することによって、ヘッド支持アーム１２１を回動しようとする回転モーメントを小さくすることができる。また、記録媒体４の表面に垂直な方向の衝撃に対する耐衝撃性を大きく高めることができる。
【０２２０】
記録媒体４の表面に垂直な方向の衝撃が、上述のように構成されたヘッド支持装置１２０に加わった場合、垂直回動軸１２１ｇから弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分、すなわち、板ばね部１２１ａ及び固定部１２１ｂを除くヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１及びバランサ１２４の合計質量の重心位置までの距離に関係する回転モーメントが働く。垂直回動軸１２１ｇの周りにヘッド支持アーム１２１が回動しようとすることによって、ヘッド支持アーム１２１に設けられた板ばね部１２１ａにより付与されているロード荷重が変動することになる。しかし、他方では、ヘッドスライダ９には記録媒体４の回転によって負圧と正圧が発生しているため、ヘッド支持アーム１２１の挙動と非常に柔軟なジンバル機構２１によってヘッド支持アーム１２１に連結されたヘッドスライダ９の挙動とは必ずしも完全に一致しない。
【０２２１】
また、ヘッドスライダ９は、ロード荷重と浮揚力との力の釣り合い関係により、記録媒体４上を浮上するため，その釣り合い関係が大きく崩れると、浮上が不安定となる。仮に、ロード荷重が無くなる程度の強い衝撃が外部から加わった場合、ヘッドスライダ９は浮揚力だけで浮上することになり、非常に不安定となる。このため、外力によるロード荷重の変動を少なくとも抑制することによって、ヘッドスライダ９の浮上が安定することになるということは、実施の形態１と同じである。
【０２２２】
実施の形態２におけるヘッド支持アーム１２１についても、実施の形態１における図６から図８を用いて記述した内容を適用することができる。ただし、実施の形態２にかかる弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分、すなわち、板ばね部１２１ａ及び固定部１２１ｂを除くヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１及びバランサ１２４は、実施の形態１において記述された梁６２に相当する。
【０２２３】
実施の形態２における梁６２の合計質量ｍは、弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分、すなわち、板ばね部１２１ａ及び固定部１２１ｂを除くヘッド支持アーム１２１、ジンバル機構２１及びバランサ１２４の合計質量を示す。
【０２２４】
すなわち、弾性機構の１つである板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分及びヘッドスライダ９それぞれの運動方程式は、実施の形態１における運動方程式と同じ方程式で表すことができる。すなわち、それぞれ式（３）及び式（４）で表される。その他の符号、記号についても、実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０２２５】
したがって、実施の形態１における式（１３）が成り立ち、板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分の合計質量の重心位置を、上述の垂直回動軸１２１ｇすなわちヘッド回動アーム１２２の下面に当接するヘッド支持アーム１２１のピボット１２１ｃ及び１２１ｄのそれぞれの当接点Ｒ１及びＲ２を結ぶ線に対して実施の形態１における式（１３）で表されるδの領域内に位置させる。これにより、外部からの衝撃が加わってもヘッドスライダ９と記録媒体４とが当接するという不具合を排除することができる。ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接して記録媒体４に損傷を与えるという不具合を排除することができ、非常に高い耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。
【０２２６】
なお、実施の形態２において、一対のピボット１２１ｃ及び１２１ｄはヘッド支持アーム１２１に設けられ、それらのピボット１２１ｃ及び１２１ｄの頂点がヘッド回動アーム１２２の下面に当接するような構成について説明した。しかし、何らこれに限ることはなく、図示はしていないが一対のピボットをヘッド回動アームに設け、それらの一対のピボットの頂点がヘッド支持アーム１２１の上面に当接するような構成としても良い。
【０２２７】
また、実施の形態２においては、板ばね部１２１ａはヘッド支持アーム１２１に一体的に形成されるものを例示した。しかし、実施の形態１でも説明したように、ヘッド支持アーム１２１とは別の部材で板ばね部１２１ａを構成しても良い。
【０２２８】
ヘッド支持アーム１２１と板ばね部１２１ａを別の部材で構成することによって、ヘッド支持アーム１２１を剛性の高い材料で形成し、板ばね部１２１ａを柔軟性の高い弾性材料で形成することができ、その設計の自由度を飛躍的に広げることができる。
【０２２９】
また、実施の形態１及び実施の形態２においては、磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置のヘッド支持装置について説明した。しかし、本発明のヘッド支持装置は非接触型のディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のヘッド支持装置として用いた場合も同様の効果を奏する。
【０２３０】
以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、ヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを軽量化することができる。かつ、剛性を高めるように形成することができる。外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能であると共に、ヘッド支持装置を高速で回動及び位置決めすることができる。
【０２３１】
さらに、ヘッド回動アームの下面とヘッド支持アームに設けられた一対のピボットとのそれぞれの当接点Ｑ１及びＱ２を結ぶ線（すなわち、垂直回動軸）の周りにヘッド支持アームを回動可能とし、垂直回動軸の周りに回動する部材すなわち弾性機構である板ばね部１２１ａによって保持された部分のうちヘッドスライダ９を除いた部分の合計質量の重心位置を垂直回動軸の近傍に設定する。外部から大きな衝撃を受けた場合に対しても、ヘッドスライダが記録媒体に衝突して記録媒体の表面に損傷を与えるという不具合を排除して、非常に高い耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。
【０２３２】
また、このように構成されたヘッド支持装置を磁気ディスク装置に用いることにより、実施の形態１と同様に、非常に耐衝撃性に優れ、かつ、非常に高いアクセス速度を有する磁気ディスク装置を実現することができる。
【０２３３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３にかかる携帯用電子機器の１つである携帯電話について図１５を用いて説明する。
【０２３４】
図１５において、携帯電話１５０には、基板１５２の下部に磁気ディスク装置１５１が配置され、基板１５２の上部に液晶ディスプレイ１５３、スピーカ１５４，マイク１５５が配置されている。基板１５２は下ケース１５６と上ケース１５７からなる筐体内に収納されており、携帯電話１５０を構成する。
【０２３５】
磁気ディスク１５１は、実施の形態１または実施の形態２で説明したヘッド支持装置を有する磁気ディスク装置であるので詳細な説明は省略する。磁気ディスク装置１５１は、例えば実施の形態１に示したように、高い耐衝撃性を有しているので、携帯電話１５０に搭載する際に、緩衝材などを必要とせず、磁気ディスク装置を搭載する携帯電話の小型化をすることができる。
【０２３６】
また、本発明のヘッド支持装置と緩衝材を用いることにより、さらにより高い耐衝撃性を得ることができる。
【０２３７】
実施の形態３において、磁気ディスクは基板１５１を挟んで液晶ディスプレイ１５３の裏側に配置した。しかし、磁気ディスク装置１５１の配置場所はこれに限られるわけではなく、任意の場所であっても高い耐衝撃性能を有する。
【０２３８】
さらに、実施の形態３においては、携帯用電子機器として携帯電話を例示した。何らこれに制限されることはない。例えば、ノート型パーソナルコンピュータやＰＤＡのような情報携帯端末、映像や音楽を保存したムービーやカメラ、音楽プレーヤなど、携帯用電子機器であって、高容量の記録装置を必要とするものに対して高い耐衝撃性を付与することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３９】
以上のように本発明は、記録媒体の表面に平行な方向に水平回動軸の周りに回動可能とすると共に、ヘッドを搭載したヘッドスライダが非常に柔軟な弾性を有するジンバル機構によって連結されたヘッド支持アームを、一対のピボットの頂点を結ぶ線を垂直回動軸として記録媒体の表面に垂直な方向に回動可能とし、かつ、荷重発生用の付勢力を付与する弾性機構である板ばね部が設けられた構成を有するヘッド支持装置である。
【０２４０】
このようなヘッド支持アーム構成とすることによって、ヘッド支持アームを高い剛性を有するように形成することができる。外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能である。併せて、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができ、ヘッド支持装置を高速で回動及び位置決めすることができるという効果を奏する。
【０２４１】
さらに、垂直解動軸の周りに回動する部材のうち、ヘッドスライダを除く部分の部材の合計質量の重心位置を垂直回動軸の近傍に設定した構成とする。記録媒体の表面に垂直な方向の衝撃を外部から受けても、ヘッドを搭載したヘッドスライダが記録媒体に当接または衝突して記録媒体の表面に損傷を生じることもなく、非常に大きな耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができるという効果を奏する。
【０２４２】
したがって、本発明は磁気ディスク装置や非接触型のディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等に用いられるヘッド支持装置等に有用である。
【０２４３】
また、本発明のヘッド支持装置を搭載した磁気ディスク装置や非接触型のディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等を携帯用電子機器装置に用いることにより、携帯用電子機器装置に高い耐衝撃性をもたせることができるので、その産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【０２４４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる磁気ディスク装置の主要部を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態１にかかるヘッド支持装置を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１にかかるヘッド支持装置の構成を示す側面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかるヘッド支持装置の構成を示す分解斜視図
【図５】本発明の実施の形態１にかかるタブ部側から見たヘッド支持アームのリミッタ部とジンバル機構の位置関係を示す側面図
【図６】本発明の実施の形態１にかかるヘッド支持装置の一部を模式化して示した図
【図７Ａ】本発明の実施の形態１にかかる支点の周りに反時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の一例を示す概念模式図
【図７Ｂ】本発明の実施の形態１にかかる支点の周りに反時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の他の一例を示す概念模式図
【図８Ａ】本発明の実施の形態１にかかる支点の周りに時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の一例を示す概念模式図
【図８Ｂ】本発明の実施の形態１にかかる支点の周りに時計回り方向に回動する梁に加わる衝撃と梁の移動量の関係の他の一例を示す概念模式図
【図９】本発明の実施の形態１にかかる重心位置δと移動距離の関係の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる重心位置δと記録媒体またはヘッドスライダに損傷を生じさせない衝撃加速度の関係を求めた実験結果を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる垂直回動軸の構成の他の一例を示すヘッド支持装置の側面図
【図１２】本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持装置の構成を示す平面図
【図１３】本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持装置の構成を示す側面図
【図１４】本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持アームを示す平面図
【図１５】本発明の実施の形態３にかかる携帯電話の概略図
【図１６】従来の磁気ディスク装置の構成を示す主要部の平面図
【図１７】従来のヘッド支持装置の作用を説明するための要部斜視図
【符号の説明】
【０２４５】
１    回転中心
２    回転軸
３    ロータハブ部
４，１６６    記録媒体
５    回動軸
６    ベアリング
７，１２０，１６１    ヘッド支持装置
８，１１１，１２１    ヘッド支持アーム
８ａ    タブ部
８ｂ，２２ａ，２７ｃ    穴部
８ｃ，１２１ｅ    ディンプル
８ｄ，１２１ｆ    リミッタ部
９，１６５    ヘッドスライダ
１０，１６８    ボイスコイル
１１    マグネット
１２    上側ヨーク
１３    下側ヨーク
１４    ランプ部
１５    ランプブロック
１６，１７    クラッシュストップ
１８，１４４    中心線
２１    ジンバル機構
２２    ボイスコイルホルダ
２３，１２４    バランサ
２４    ボイスコイル部
２５，１２１ａ，１６３    板ばね部
２６    ばね固定部材
２７    ピボット軸受
２７ａ，２７ｂ，１１１ａ，１１１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ    ピボット
２８，１１２，１２３，１６９    軸受部
２８ａ，１１２ａ    フランジ
２８ｂ    ねじ部
２８ｃ    円筒部
２９    カラー
２９ａ    突出部
２９ｂ    上面
３０    ナット
３１，１２１ｇ    垂直回動軸
６１    支点
６１ａ    頂点
６２    梁
６２ａ    梁部
６２ｂ    部材
６２ｃ    突起部
６３，６４，６５    ばね
６６    矢印
１０１    曲線
１２１ｂ    固定部
１２２    ヘッド回動アーム
１２２ａ    凹部
１４１    折曲部
１４２    スリット部
１４３    切除部
１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ    側面
１５０    携帯電話
１５２    基板
１５１    磁気ディスク装置
１５３    液晶ディスプレイ
１５４    スピーカ
１５５    マイク
１５６    下ケース
１５７    上ケース
１６２    サスペンション
１６４    支持アーム
１６７    スピンドルモータ
１７１    切り欠き部
Ａ    点（重心位置）
Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２，Ｒ１，Ｒ２    当接点
【図１】
0004492615.tif 000049
【図２】
0004492615.tif 000050
【図３】
0004492615.tif 000051
【図４】
0004492615.tif 000052
【図５】
0004492615.tif 000053
【図６】
0004492615.tif 000054
【図７Ａ】
0004492615.tif 000055
【図７Ｂ】
0004492615.tif 000056
【図８Ａ】
0004492615.tif 000057
【図８Ｂ】
0004492615.tif 000058
【図９】
0004492615.tif 000059
【図１０】
0004492615.tif 000060
【図１１】
0004492615.tif 000061
【図１２】
0004492615.tif 000062
【図１３】
0004492615.tif 000063
【図１４】
0004492615.tif 000064
【図１５】
0004492615.tif 000065
【図１６】
0004492615.tif 000066
【図１７】
0004492615.tif 000067