遠隔駆動の回転ヘッド形デュアルステージアクチュエータ
【課題】圧電変換器（ＰＺＴ）の駆動による回転運動をタングに伝えることができるデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置を提供する。
【解決手段】デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、遠隔配置形の圧電変換器と、少なくとも１つの駆動柱を備えている。この駆動柱は、前記圧電変換器を支持する非対称形増幅構造とスライダを支持するタングとをつないでいる。圧電変換器の動きが非対称形増幅構造によって増幅されるとともに、前記駆動柱によってタングとスライダとに回転運動が生じる。複数の駆動柱は、前記非対称形増幅構造の両側部と前記タングの両側部とをつなぐ。これにより、前記タングは、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに回転する。
【解決手段】デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、遠隔配置形の圧電変換器と、少なくとも１つの駆動柱を備えている。この駆動柱は、前記圧電変換器を支持する非対称形増幅構造とスライダを支持するタングとをつないでいる。圧電変換器の動きが非対称形増幅構造によって増幅されるとともに、前記駆動柱によってタングとスライダとに回転運動が生じる。複数の駆動柱は、前記非対称形増幅構造の両側部と前記タングの両側部とをつなぐ。これにより、前記タングは、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デュアルステージ形マイクロアクチュエータ（Dual-stage microactuator）に係り、特に、遠隔配置形の圧電変換器（ＰＺＴ）を有するマイクロアクチュエータと、ＰＺＴの動きを増大させてマイクロアクチュエータのヘッドのタングにディンプル回りの回転を生じさせる増幅構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に使用されるデュアルステージ形マイクロアクチュエータは、データが記録されたディスク面上のトラック間で読取り／書込みヘッドを移動させるための２つの駆動域を備えている。ヘッドの先端すなわちスライダの微小な動きは、例えばジルコンチタン酸鉛などからなる圧電変換器（ＰＺＴ）を有する機構によってなされるのが通例である。（例えば特許文献１，２参照）
ＰＺＴの動きがスライダの動きに変換され、ディスク面上のトラックを横切る方向の微小な動きに変換されるため、トラック間の距離をさらに狭めることおよびディスク面により多くのデータを記録することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０１４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらＰＺＴの動きや、ＰＺＴの動きをスライダに伝えるための機構はマイクロアクチュエータに振動を発生させる原因ともなり、そのことはヘッドがトラック間を移動する動作の遅れを生じさせる。もしもヘッドがトラックを正しく読取ることができないとしたら、正しいトラックを読取ることができるまでディスクの記録面がさらに回転するまで待たなければならない。この待ち時間は、ハードディスク装置におけるデータの読取りおよび書込み速度を遅くする原因となり、ひいてはコンピュータ処理全体を遅らせることになる。また、前記振動と移動は、ヘッドから離れたＰＺＴからマイクロアクチュエータのベース部分に伝わるため、ハードディスク装置の読取り／書込み速度をさらに遅らせることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、遠隔配置形の圧電変換器（ＰＺＴ）と、ＰＺＴを支持する非対称形増幅構造とスライダを支持するタングとを接続する少なくとも１つの駆動柱とを有し、非対称形増幅構造を介して伝わるＰＺＴの動きがこの非対称形増幅構造によって増幅されるとともに、少なくとも１つの駆動柱がタングとスライダとを回転させる。複数の駆動柱は、非対称形増幅構造の両側部とタングの両側部とを結合する。このことにより、このタングは、ロードビームのディンプルと接するタング中央部を中心に回転することができる。
【０００６】
この発明の１つの実施形態に係るデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドと、前記左側のＰＺＴ取付パッドをタングの左部に固定する第１の駆動柱と、前記右側のＰＺＴ取付パッドをタングの右部に固定する第２の駆動柱と、前記非対称形増幅構造の中間部をタングの中間部に接続するタング枢支部とを有している。
【０００７】
前記非対称形増幅構造は、前記ＰＺＴの駆動による回転運動をタングに伝えるものであってもよい。
前記非対称形増幅構造の回転運動は、タングをロードビームのディンプルと接するタング中央部回りに回転させてもよい。
【０００８】
前記非対称形増幅構造は、このジンバル装置を横切る横方向（左右方向）に配置されていてもよい。
【０００９】
前記第１の駆動柱が左側のＰＺＴ取付パッドとタングの左側の下縁とをつなぎ、かつ、前記第２の駆動柱が右側のＰＺＴ取付パッドとタングの右側の下縁とをつないでもよい。
【００１０】
前記第１の駆動柱が左側のＰＺＴ取付パッドとタングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が右側のＰＺＴ取付パッドとタングの左右方向の右縁とをつなぐようにしてもよい。
【００１１】
前記スライダとＰＺＴは、それぞれタングと前記非対称形増幅構造に対して、ジンバル装置の同じ側に装着されていてもよい。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドと、前記非対称形増幅構造の中間部をタングの中間部に接続するタング枢支部と、左側のＰＺＴ取付パッドをジンバル装置のベース部に接続する第１のＰＺＴ支持柱と、右側のＰＺＴ取付パッドをジンバル装置の前記ベース部に接続する第２のＰＺＴ支持柱と、ジンバル装置の前記ベース部の左側部と前記タングの左部とをつなぐ第１の安定支柱と、ジンバル装置の前記ベース部の右側部と前記タングの右部とをつなぐ第２の安定支柱とを備えている。
【００１３】
さらに本発明の他の実施形態のデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッドと、前記上側のＰＺＴ取付パッドと前記下側のＰＺＴ取付パッドとの間に配置された中央支持部と、前記中央支持部の左部を前記タングの左部に接続する第１の駆動柱と、前記中央支持部の右部を前記タングの右部に接続する第２の駆動柱とを有し、前記下側のＰＺＴ取付パッドがこのジンバル装置のベース部をなしている。
【００１４】
前記第１の駆動柱が前記中央支持部の左部と前記タングの左右方向の左縁に接続され、前記第２の駆動柱が前記中央支持部の右部と前記タングの左右方向の右縁に接続されてもよい。
【００１５】
さらに本発明に係る他の観点については、後に述べる説明の一部から明らかにされるかあるいは本発明の実施形態により明らかとなる。また本発明の種々の特徴は、後述する詳細な記載や添付の特許請求の範囲に明白に指摘された要素やこれら要素の組合わせあるいは従属請求項などから明らかとなる。
【００１６】
また、前述した記載や後述する記載が単なる一例であって、本発明を限定することを何ら意図していないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電変換器（ＰＺＴ）の駆動によって生じる回転運動をタングとスライダに伝えることができるデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
この明細書の一部を構成している添付図面は、この発明の好適な実施形態を図示しているとともに、前述した概略的な記載および以下の好適な実施形態の詳細な記載と協働して、発明の本質を説明するために寄与する。
【図１】タングやＰＺＴ支持構造、駆動柱、タング枢支部を有する１つの実施形態に係るジンバル装置を上方から見た平面図。
【図２】図１に示された本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置において圧電変換器（ＰＺＴ）やスライダを示す底面図。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の上面側の斜視図。
【図３Ｂ】ＰＺＴとスライダとを備えた本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の底面側の斜視図。
【図４Ａ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のスライダとＰＺＴの位置を示す側面図。
【図４Ｂ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のタングと、このタングに接するロードビームのディンプル等を示す側面図。
【図５】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の層構造やＰＺＴとスライダの位置およびロードビームとディンプルを示す分解斜視図。
【図６】本発明の１つの実施形態に係る２つのＰＺＴ支持パッドのオフセット配置によって得られる非対称形ＰＺＴ支持構造の斜視図。
【図７】本発明の１つの実施形態に係るディンプル回りのタングの回転を示す底面図。
【図８】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のディンプル回りの移動量の大きさを歪みの程度に対応した濃淡で表わした図。
【図９】本発明の１つの実施形態に係るＰＺＴによって駆動されたタングの移動量の大きさを歪みの程度に対応した濃淡で表わした図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るジンバル装置の駆動柱の位置の他の例を示す平面図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に係る縦配置形ＰＺＴ構造とＰＺＴを備えたジンバル装置を示す平面図。
【図１２】図１１に示された縦配置形ＰＺＴ構造のＰＺＴと駆動柱との移動を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に述べる実施形態は、当業者が実施する上で添付の図面によって十分に開示されている。この発明を実施する上での種々の構成の変形例は、本発明を逸脱しない範囲でなすことが可能である。よって以下に述べる詳細な説明は、発明の概念を限定するものではない。
【００２０】
以下に、遠隔駆動回転ヘッド形のデュアルステージ形マイクロアクチュエータのサスペンション、特にヘッドジンバル装置（ＨＧＡ）について説明する。１つの実施形態のＨＧＡは、マイクロアクチュエータヘッドのスライダとタングに作用する歪力（stress）を軽減するためにスライダから離れた位置に設けられた１つの圧電変換器（ＰＺＴ）を含んでいる。スライダとタングを遠隔配置形ＰＺＴと共に移動させるために、ＰＺＴ取付構造がタングに結合されかつＰＺＴの動きを増幅させるための増幅構造として機能する一対の駆動柱が設けられている。ＰＺＴ取付構造は、ＰＺＴの動きを増幅させるために、非対称形となるように構成されている。
【００２１】
ＰＺＴ支持構造の位置および形状と前記駆動柱とは、近接するロードビームのディンプルと接するタング中央部を中心とするタングの回転を増幅させるための動きを作り出す。このため、タングとディンプルに生じる摩耗と脆弱が減少するとともに、マイクロアクチュエータのサスペンションにおける反力が最小化する。ＰＺＴの位置がタングとスライダから離れているため、タングの重さが小さくなり、かつ、スライダのエアベアリング面（ＡＢＳ）の変形の可能性が防止され、より小さな力でタングの微小な動きを得ることが可能となる。このＰＺＴはＨＧＡのスライダと同じ側に配置されていてもよい。その場合、製造の容易化と、ハードディスク装置のディスク面に適合する薄いＨＧＡを提供できる。さらに、前記駆動柱によってＰＺＴの動きを増幅させるため、必要な動きを生じるためにＰＺＴに要求される力を減少させ、よって、ＰＺＴに必要な電力を減らすとともに、ＰＺＴの強度と安定性を増加させる。
【００２２】
［１．ジンバルヘッド装置の概略］
図１は、１つの実施形態に係るジンバル装置１００を上から見た平面図である。このジンバル装置１００は、スライダ１０４が取付けられたタング１０２を含んでいる。スライダ１０４は、図２と図３Ｂと図４Ａに明示されているように、ジンバル装置１００の下側に取付けられている。タング１０２から離れた位置に、ＰＺＴ１０６が取付けられたＰＺＴ取付構造１０５が設けられている。スライダ１０４と同様に、前記ＰＺＴは、図２と図３Ｂと図４Ａに明示されているように、ジンバル装置１００の下側に位置している。この実施形態では、ＰＺＴ取付構造１０５は、ジンバル装置１００を横切るように左右方向（幅方向）に配置されている。ＰＺＴ取付構造１０５は、中央支持部１０８を含んでいてもよい。中央支持部１０８は、第１のＰＺＴ取付パッド（first PZT mounting pad）１１０と第２のＰＺＴ取付パッド１１２とに結合されている。これらのパッドは、それぞれ中央支持部１０８に対して互いに逆方向に延びている。これらＰＺＴ取付パッドは、ＰＺＴ１０６の両端においてＰＺＴ１０６に直接取付けられている。図１や図６に示されるように、ＰＺＴ取付構造１０５は、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２が中央支持部１０８に対し非対称形に延びるように設けられている。
【００２３】
それぞれのＰＺＴ取付パッド１１０，１１２は、駆動柱を介してタングに接続されている。駆動柱は、ＰＺＴの動きを増幅させてタングの動きに伝達し、その結果、スライダを動かす。図１に示されるように、第１の駆動柱１１４と第２の駆動柱１１６がジンバル装置１００の両側に配置され、それぞれのＰＺＴ第１取付パッド１１０，１１２をタング１０２に接続されている。前記駆動柱は、後に詳しく説明するように、ＰＺＴ第１取付パッド１１０，１１２の動きを増幅してタング１０２に伝達する。ジンバル装置１００には、ＰＺＴ取付構造１０５の中央支持部１０８をタング１０２の前端中央縁に接続するタング枢支部１１８が設けられている。図１に示す外側リング１２０は、該装置に設けられたスライダ１０４の先端の読取り／書込み用の素子に接続される配線を含んでいる。
【００２４】
図２は、図１に示されたジンバル装置１００を底面側から見た図であり、ジンバル装置の下面を示している。スライダ１０４とＰＺＴ１０６とがジンバル装置の下面側に配置された状態を見ることができる。図３Ａは、ジンバル装置の上面側を示す斜視図であり、図３Ｂは、ジンバル装置の下面側を示す斜視図である。図４Ａは、ジンバル装置１００の側面図を表わしており、スライダ１０４とＰＺＴ１０６のそれぞれの位置も示されている。図４Ｂに示す１つの実施形態では、ディンプル１２４を有するロードビーム１２２のすぐ下にジンバル装置１００が配置されている。ディンプル１２４の先端はジンバル装置１００に接する。
【００２５】
ＰＺＴ１０６がタング１０２とスライダ１０４から離れた位置にあるため、タングが支持する重量が軽減され、これにより、動作中のタングの振動が減少し、かつ、ディンプル１２４を介してロードビーム１２２に伝わる振動と移動も減少する。同様に、タング１０２から離れた位置にＰＺＴ１０６を有しているため、スライダ１０４に入力した衝撃が、脆いＰＺＴ１０６に直接伝わることを回避できる。一般にＰＺＴ１０６は、薄くて壊れやすいセラミック材料からなるが、本実施形態によればＰＺＴ１０６が構造的破損を生じる危険を減らすことができる。また、図４Ａに示すようにＰＺＴ１０６がスライダ１０４から離れているため、ＰＺＴ１０６とスライダ１０４を同じ側に配置することが可能となる。このためＰＺＴとスライダとを重ねた場合と比較して、ＨＧＡを製造する際の複雑さを減らすことができ、かつ、より薄いＨＧＡを得ることができる。ＨＧＡが薄くなれば、ハードディスク装置内の複数のディスク面間にＨＧＡを配置することが容易となる。これに対し、タングの下にＰＺＴとスライダとを重ねると、スライダがトラックから外れる原因となるねじり振動の問題が生じる。
【００２６】
図５は、ジンバル装置１００を構成する複数の層構造とその周辺部品を表わした分解図を示している。１つの実施形態では、これらの層はステンレス鋼の層１２６と、電気絶縁層１２８と、回路層１３０と、カバープレート１３２とを含んでいる。半田等の接合部１３４は、スライダ１０４と回路層１３０の配線との電気的な接続をなしている。また図５は、ロードビーム１２２とディンプル１２４に対するジンバル装置１００の位置関係を示している。線分Ａで示されるように、ディンプル１２４は、タング１０２の上面と接するように位置している。図５に示すジンバル装置の分解図では、理解しやすいように上下関係が逆に表わされている。１つの実施形態では、スライダ１０４をタング１０２に取付けるために接着材１３６が設けられている。
【００２７】
［２．ＰＺＴ取付構造について］
図６は、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２に作用する非対称形の力を示している。ＰＺＴ取付構造１０５は、非対称形増幅構造として機能する。このＰＺＴ取付構造１０５は、ＰＺＴの動きを増幅して回転運動に変化し、この回転運動は駆動柱を介してタングに伝達される。それぞれの取付パッドは、第１の連結腕１３８と第２の連結腕１４０とによって中央支持部１０８に接続されている。これらの連結腕１３８，１４０は、中央支持部１０８から互いに反対方向に延びている。特に連結腕１３８，１４０は、中央支持部１０８に対してオフセット距離１４２を有して互いに反対方向に延びている。すなわち第１の連結腕１３８は、横配置形ＰＺＴ１０６の長手方向（図１において左右方向）に沿う中心軸に対して中央支持部１０８の左下の側部から第１のＰＺＴ取付パッド１１０に向かって延出し、第２の連結腕１４０は、前記中心軸に対して中央支持部１０８の右上の側部から第２のＰＺＴ取付パッド１１２に向かって延出している。このオフセット距離１４２によって、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ取付構造１０５が得られており、ＰＺＴ１０６がＰＺＴ取付パッド１１０，１１２に取付けられた状態において、ＰＺＴが横方向（左右方向）に動くことにより、図７に矢印１４４で示すような回転運動が生じる。
【００２８】
前記回転運動１４４は、図７に矢印１４６で示されるように、駆動柱１１４，１１６を経て、タング１０２の回転運動へと伝わる。タング１０２が回転すると、矢印Ａで示すタングの横方向の動きが得られる。この横方向の動きは、タング１０２とこのタング１０２に固定されているスライダ１０４の変位１４８を引き起こす。この変位は、スライダ１０４から延びる線分間の距離１４８で表される。この横方向の動きは、デュアルステージ形マイクロアクチュエータに必要な微小量であるから、高記録密度化されてトラック幅が大変狭くなっているディスク面のトラックをスライダ１０４が読取ることを可能にする。
【００２９】
矢印１４４，１４６で示した回転方向と横方向に関する動きの方向は、固定されたものではない。ＰＺＴ１０６は電圧によって駆動されるから、ＰＺＴ１０６が延びるときに矢印１４４で示されるように一方向への回転を生じる。しかし電圧の印加が終わると、ＰＺＴ１０６が縮むため、矢印１４４とは逆方向の回転を生じる。これにより、矢印１４６とは反対方向のタングの回転運動が生じ、かつ、この図に示された変位１４８とは反対側の矢印Ｂで示す方向へのタングの横方向の動きが生じる。マイクロアクチュエータが駆動される間は、スライダ１０４がディスク面上で所望の動きをなすために必要な電圧の印加と停止とが行なわれる。
【００３０】
図８は、図７によって説明した回転運動を生じるジンバル装置１００の各部を移動量と歪みの大きさに応じて互いに異なる濃さの濃淡で表わした図である。濃淡の明るい箇所は移動量が大きい部分を表わしている。これに対し濃淡の濃い箇所は移動が少ない部分であり、黒い領域は実質的に全く動かない部分を示している。図８に示されるように、明るい領域は、スライダ１０４と外側リング１２０とが配置されているジンバル装置１００の主として上部に現われている。さらに、濃淡の明るい領域で表わされたジンバル装置１００の支持構造１５０の動きが見られるが、そこはＰＺＴ支持構造とタング１０２とがジンバル装置のベース部１５２つまりロードビーム１２２に取付けられるフレキシャの根元部分である。この支持構造１５０はＰＺＴ１０６の動きがロードビーム１２２とマイクロアクチュエータの他の部分（図示せず）に伝わることを抑制する。
【００３１】
［３．駆動柱について］
ＰＺＴ１０６によって発生した回転運動がＰＺＴ１０６の中央であるＸ点が中心となることも重要である。駆動柱１１４，１１６によって伝達されるＰＺＴ１０６の動きがタング１０２とスライダ１０４の回転運動１４６を生じさせる。なお、図８において、タング１０２はスライダ１０４の後に隠れている。タング１０２の回転運動１４６は、タング１０２の中央部であるＹ点回りに生じる。その箇所は、図４Ｂに示されるように、タング１０２とロードビームのディンプル１２４とが接する位置に関連している。言い換えると、タング１０２は、ディンプル１２４を中心に回転する。このようにディンプル１２４を中心としてタング１０２が回転するため、タング１０２とディンプル１２４との間の動きによって生じる歪みと摩擦とが低減され、双方の部品の摩耗が減少し、かつ、摩擦によって温度が上昇することも回避される。しかもディンプルを中心とする回転は、ロードビーム１２２やサスペンション全体に伝わる反力を減らすことにもなる。
【００３２】
図９は、ＰＺＴ１０６によって駆動されるタング１０２の動きの程度を歪みの大きさとして表わした図である。図８と同様に、移動量が大きい部分ほど、濃淡が明るく表わされている。この図において、タング１０２の外側の端部１５４の動きは、濃淡の濃い部分と比較して十分大きい。図９は、駆動柱１１４，１１６によって増幅された動きを示している。タング１０２の動きは、ＰＺＴ１０６自体の動きよりも大であり、支持構造１５０とベース部１５２を含むジンバル装置１００の残りの部分の動きは、無視できる程度に小さい。
【００３３】
駆動柱１１４，１１６によってＰＺＴの動きを増幅できるということは、ＰＺＴがタングまたはスライダに直接あるいはそれらの近傍に取付けられているものと比較して、タング１０２の十分な動きを得るために必要なＰＺＴ１０６の動きが少なくてすむことも意味する。このためタング１０２を十分移動させるためにＰＺＴ１０６に印加する電圧を少なくすることができる。与える電圧を低くすることができるということは、ハードディスク装置を作動させるのに必要な電力を減らすことができるという長所につながるとともに、脆く壊れやすいＰＺＴ１０６が長期間にわたって大きく動いたり大きな電圧が印加され続くことが回避されるため、ＰＺＴ１０６の長寿命化につながる。
【００３４】
図９は、駆動柱１１４，１１６がタング１０２に対して前記実施形態（図１参照）とは異なる位置に接続された例を示している。図１では、駆動柱１１４，１１６がタング枢支部１１８の近傍のタング１０２の下端に接続されている。これに対し図９に示す実施形態では、駆動柱１１４，１１６がタング１０２の横方向（左右方向）の側部に接続されている。タング１０２に対する駆動柱１１４，１１６の接続位置が変わると、タング１０２の移動量が変化する。駆動柱がタングの下端の中央（そこにはタング枢支部が位置している）に近付くと、タングの移動量が大きくなる。同様に、駆動柱がタングの下端の中央からさらに離れと、タングの移動量は小さくなる。よって、駆動柱の位置については、所定の電圧がＰＺＴに印加されたときのスライダの所望の移動量に応じて、適宜選択される。例えば、仕様に応じて微小な移動量が望まれる場合もあるし、低電圧でも大きな移動量が望まれる場合もある。
【００３５】
［４．タング枢支部について］
タング枢支部１１８は、タング１０２の中央領域をつなぎかつタング１０２がディンプル１２４を中心にＹ点回りに回転することが促進されるように設計される。図９に示すタング枢支部１１８は、駆動柱１１４，１１６によって生じるディンプル回りの回転運動がより確実なものとなるようにタング１０２をつないでいる。タング枢支部１１８は、図９において濃淡の濃い部分で示されるように、実質的にほとんど動かない箇所である。このためタング１０２に与えられた動きは、タング枢支部１１８によって、ディンプル１２４とタング１０２とが接するタング中央のＹ点付近において、つなぎ止められている。
【００３６】
図１０は、さらに他の実施形態に係るジンバル装置１００を示しており、駆動柱１１４，１１６の位置が変更されている。この実施形態においては、駆動柱１１４，１１６に対して、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２の動きがタング枢支部１１８を介して増幅されてタング１０２に伝達される。タング枢支部１１８は、タングの中間部とＰＺＴ支持構造の中央支持部１０８とをつないでいる。駆動柱１１４，１１６は、タング１０２とベース部１５２とをつなぐことにより、タング１０２のための安定支柱あるいは横方向のアンカー部として機能し、中央枢支部１１８の動きの結果としてＹ点回りの回転運動を促す。この実施形態では、左側のＰＺＴ取付パッド１１０と中央支持部１０８の左側部とをつなぐ一方の連結腕と、右側のＰＺＴ取付パッド１１２と中央支持部１０８の右側部とをつなぐ他方の連結腕とが、横配置形のＰＺＴ１０６の幅方向（図１０において上下方向）にオフセット距離を有して互いに反対方向に延びている。このオフセット距離により、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ支持構造が保たれ、かつ、各ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２が第１のＰＺＴ支持柱１５６と第２のＰＺＴ支持柱１５８とによってベース部１５２に接続されている。ＰＺＴ支持柱１５６，１５８は、増幅される動きに対してＰＺＴ取付パッドを支持している。
【００３７】
［５．縦配置形のＰＺＴについて］
図１１はさらに他の実施形態に係るジンバル装置１００を示している。このジンバル装置１００は縦配置形（垂直配置形）のＰＺＴ１０６と、ジンバル装置を横切る長手方向に配置されたＰＺＴ支持構造とを備えている。この実施形態では、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２は縦方向に配置され、ＰＺＴ中央支持部１０８はジンバル装置１００を横切る水平方向の棒のように配置されている。駆動柱１１４，１１６は中央支持部１０８を介して、ＰＺＴ支持構造とタング１０２とをつないでいる。第１の駆動柱１１４は中央支持部１０８の左端１６０から延び、第２の駆動柱１１６は中央支持部１０８の右端１６２から延びている。そして第２のＰＺＴ取付パッド１１２がベース部１５２をなしている。この実施形態の場合、上側のＰＺＴ取付パッド１１０と中央支持部１０８の上部とをつなぐ一方の連結腕と、下側のＰＺＴ取付パッド１１２と中央支持部１０８の下部とをつなぐ他方の連結腕とが、縦配置形のＰＺＴ１０６の幅方向（図１１において左右方向）にオフセット距離を有して互いに反対方向に延びている。このオフセット距離により、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ支持構造が得られている。
【００３８】
図１２に示されるように、縦方向配置形ＰＺＴ１０６を有する図１１の実施形態では、ＰＺＴ１０６の回転運動を生じるのに有効である。そのＰＺＴ１０６は、駆動時に縦方向に長さが増加するため、支持されていないＰＺＴ取付パッド１１０のみを移動させることになり、そのことは矢印１６４で示すように中央支持部１０８に回転運動を生じさせる。中央支持部１０８が２点鎖線１６６で示すように回転し、この回転運動によって駆動柱１１４，１１６が矢印１６８，１７０で示す方向に動く。前記駆動柱は、タング１０２の横方向（左右方向）の縁に連結されていて、タング１０２とディンプル１２４との接触点であるＹ点を中心とするタング１０２の回転運動を生じさせる。タング１０２の回転運動は、タング１０２とスライダ１０４に矢印Ｂで示す横方向の動き１７２を生じさせる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…ジンバル装置、１０２…タング、１０４…スライダ、１０５…ＰＺＴ取付構造、１０６…圧電変換器（ＰＺＴ）、１０８…中央支持部、１１０…第１のＰＺＴ取付パッド、１１２…第２のＰＺＴ取付パッド、１１４…第１の駆動柱、１１６…第２の駆動柱、１１８…タング枢支部、１２２…ロードビーム、１２４…ディンプル、１５２…ベース部、１５６…第１のＰＺＴ支持柱、１５８…第２のＰＺＴ支持柱。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デュアルステージ形マイクロアクチュエータ（Dual-stage microactuator）に係り、特に、遠隔配置形の圧電変換器（ＰＺＴ）を有するマイクロアクチュエータと、ＰＺＴの動きを増大させてマイクロアクチュエータのヘッドのタングにディンプル回りの回転を生じさせる増幅構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に使用されるデュアルステージ形マイクロアクチュエータは、データが記録されたディスク面上のトラック間で読取り／書込みヘッドを移動させるための２つの駆動域を備えている。ヘッドの先端すなわちスライダの微小な動きは、例えばジルコンチタン酸鉛などからなる圧電変換器（ＰＺＴ）を有する機構によってなされるのが通例である。（例えば特許文献１，２参照）
ＰＺＴの動きがスライダの動きに変換され、ディスク面上のトラックを横切る方向の微小な動きに変換されるため、トラック間の距離をさらに狭めることおよびディスク面により多くのデータを記録することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０１４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらＰＺＴの動きや、ＰＺＴの動きをスライダに伝えるための機構はマイクロアクチュエータに振動を発生させる原因ともなり、そのことはヘッドがトラック間を移動する動作の遅れを生じさせる。もしもヘッドがトラックを正しく読取ることができないとしたら、正しいトラックを読取ることができるまでディスクの記録面がさらに回転するまで待たなければならない。この待ち時間は、ハードディスク装置におけるデータの読取りおよび書込み速度を遅くする原因となり、ひいてはコンピュータ処理全体を遅らせることになる。また、前記振動と移動は、ヘッドから離れたＰＺＴからマイクロアクチュエータのベース部分に伝わるため、ハードディスク装置の読取り／書込み速度をさらに遅らせることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、遠隔配置形の圧電変換器（ＰＺＴ）と、ＰＺＴを支持する非対称形増幅構造とスライダを支持するタングとを接続する少なくとも１つの駆動柱とを有し、非対称形増幅構造を介して伝わるＰＺＴの動きがこの非対称形増幅構造によって増幅されるとともに、少なくとも１つの駆動柱がタングとスライダとを回転させる。複数の駆動柱は、非対称形増幅構造の両側部とタングの両側部とを結合する。このことにより、このタングは、ロードビームのディンプルと接するタング中央部を中心に回転することができる。
【０００６】
この発明の１つの実施形態に係るデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドと、前記左側のＰＺＴ取付パッドをタングの左部に固定する第１の駆動柱と、前記右側のＰＺＴ取付パッドをタングの右部に固定する第２の駆動柱と、前記非対称形増幅構造の中間部をタングの中間部に接続するタング枢支部とを有している。
【０００７】
前記非対称形増幅構造は、前記ＰＺＴの駆動による回転運動をタングに伝えるものであってもよい。
前記非対称形増幅構造の回転運動は、タングをロードビームのディンプルと接するタング中央部回りに回転させてもよい。
【０００８】
前記非対称形増幅構造は、このジンバル装置を横切る横方向（左右方向）に配置されていてもよい。
【０００９】
前記第１の駆動柱が左側のＰＺＴ取付パッドとタングの左側の下縁とをつなぎ、かつ、前記第２の駆動柱が右側のＰＺＴ取付パッドとタングの右側の下縁とをつないでもよい。
【００１０】
前記第１の駆動柱が左側のＰＺＴ取付パッドとタングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が右側のＰＺＴ取付パッドとタングの左右方向の右縁とをつなぐようにしてもよい。
【００１１】
前記スライダとＰＺＴは、それぞれタングと前記非対称形増幅構造に対して、ジンバル装置の同じ側に装着されていてもよい。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドと、前記非対称形増幅構造の中間部をタングの中間部に接続するタング枢支部と、左側のＰＺＴ取付パッドをジンバル装置のベース部に接続する第１のＰＺＴ支持柱と、右側のＰＺＴ取付パッドをジンバル装置の前記ベース部に接続する第２のＰＺＴ支持柱と、ジンバル装置の前記ベース部の左側部と前記タングの左部とをつなぐ第１の安定支柱と、ジンバル装置の前記ベース部の右側部と前記タングの右部とをつなぐ第２の安定支柱とを備えている。
【００１３】
さらに本発明の他の実施形態のデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置は、スライダが装着されるタングと、圧電変換器（ＰＺＴ）が装着される非対称形増幅構造とを具備し、この非対称形増幅構造は、上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッドと、前記上側のＰＺＴ取付パッドと前記下側のＰＺＴ取付パッドとの間に配置された中央支持部と、前記中央支持部の左部を前記タングの左部に接続する第１の駆動柱と、前記中央支持部の右部を前記タングの右部に接続する第２の駆動柱とを有し、前記下側のＰＺＴ取付パッドがこのジンバル装置のベース部をなしている。
【００１４】
前記第１の駆動柱が前記中央支持部の左部と前記タングの左右方向の左縁に接続され、前記第２の駆動柱が前記中央支持部の右部と前記タングの左右方向の右縁に接続されてもよい。
【００１５】
さらに本発明に係る他の観点については、後に述べる説明の一部から明らかにされるかあるいは本発明の実施形態により明らかとなる。また本発明の種々の特徴は、後述する詳細な記載や添付の特許請求の範囲に明白に指摘された要素やこれら要素の組合わせあるいは従属請求項などから明らかとなる。
【００１６】
また、前述した記載や後述する記載が単なる一例であって、本発明を限定することを何ら意図していないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電変換器（ＰＺＴ）の駆動によって生じる回転運動をタングとスライダに伝えることができるデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
この明細書の一部を構成している添付図面は、この発明の好適な実施形態を図示しているとともに、前述した概略的な記載および以下の好適な実施形態の詳細な記載と協働して、発明の本質を説明するために寄与する。
【図１】タングやＰＺＴ支持構造、駆動柱、タング枢支部を有する１つの実施形態に係るジンバル装置を上方から見た平面図。
【図２】図１に示された本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置において圧電変換器（ＰＺＴ）やスライダを示す底面図。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の上面側の斜視図。
【図３Ｂ】ＰＺＴとスライダとを備えた本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の底面側の斜視図。
【図４Ａ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のスライダとＰＺＴの位置を示す側面図。
【図４Ｂ】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のタングと、このタングに接するロードビームのディンプル等を示す側面図。
【図５】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置の層構造やＰＺＴとスライダの位置およびロードビームとディンプルを示す分解斜視図。
【図６】本発明の１つの実施形態に係る２つのＰＺＴ支持パッドのオフセット配置によって得られる非対称形ＰＺＴ支持構造の斜視図。
【図７】本発明の１つの実施形態に係るディンプル回りのタングの回転を示す底面図。
【図８】本発明の１つの実施形態に係るジンバル装置のディンプル回りの移動量の大きさを歪みの程度に対応した濃淡で表わした図。
【図９】本発明の１つの実施形態に係るＰＺＴによって駆動されたタングの移動量の大きさを歪みの程度に対応した濃淡で表わした図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るジンバル装置の駆動柱の位置の他の例を示す平面図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に係る縦配置形ＰＺＴ構造とＰＺＴを備えたジンバル装置を示す平面図。
【図１２】図１１に示された縦配置形ＰＺＴ構造のＰＺＴと駆動柱との移動を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に述べる実施形態は、当業者が実施する上で添付の図面によって十分に開示されている。この発明を実施する上での種々の構成の変形例は、本発明を逸脱しない範囲でなすことが可能である。よって以下に述べる詳細な説明は、発明の概念を限定するものではない。
【００２０】
以下に、遠隔駆動回転ヘッド形のデュアルステージ形マイクロアクチュエータのサスペンション、特にヘッドジンバル装置（ＨＧＡ）について説明する。１つの実施形態のＨＧＡは、マイクロアクチュエータヘッドのスライダとタングに作用する歪力（stress）を軽減するためにスライダから離れた位置に設けられた１つの圧電変換器（ＰＺＴ）を含んでいる。スライダとタングを遠隔配置形ＰＺＴと共に移動させるために、ＰＺＴ取付構造がタングに結合されかつＰＺＴの動きを増幅させるための増幅構造として機能する一対の駆動柱が設けられている。ＰＺＴ取付構造は、ＰＺＴの動きを増幅させるために、非対称形となるように構成されている。
【００２１】
ＰＺＴ支持構造の位置および形状と前記駆動柱とは、近接するロードビームのディンプルと接するタング中央部を中心とするタングの回転を増幅させるための動きを作り出す。このため、タングとディンプルに生じる摩耗と脆弱が減少するとともに、マイクロアクチュエータのサスペンションにおける反力が最小化する。ＰＺＴの位置がタングとスライダから離れているため、タングの重さが小さくなり、かつ、スライダのエアベアリング面（ＡＢＳ）の変形の可能性が防止され、より小さな力でタングの微小な動きを得ることが可能となる。このＰＺＴはＨＧＡのスライダと同じ側に配置されていてもよい。その場合、製造の容易化と、ハードディスク装置のディスク面に適合する薄いＨＧＡを提供できる。さらに、前記駆動柱によってＰＺＴの動きを増幅させるため、必要な動きを生じるためにＰＺＴに要求される力を減少させ、よって、ＰＺＴに必要な電力を減らすとともに、ＰＺＴの強度と安定性を増加させる。
【００２２】
［１．ジンバルヘッド装置の概略］
図１は、１つの実施形態に係るジンバル装置１００を上から見た平面図である。このジンバル装置１００は、スライダ１０４が取付けられたタング１０２を含んでいる。スライダ１０４は、図２と図３Ｂと図４Ａに明示されているように、ジンバル装置１００の下側に取付けられている。タング１０２から離れた位置に、ＰＺＴ１０６が取付けられたＰＺＴ取付構造１０５が設けられている。スライダ１０４と同様に、前記ＰＺＴは、図２と図３Ｂと図４Ａに明示されているように、ジンバル装置１００の下側に位置している。この実施形態では、ＰＺＴ取付構造１０５は、ジンバル装置１００を横切るように左右方向（幅方向）に配置されている。ＰＺＴ取付構造１０５は、中央支持部１０８を含んでいてもよい。中央支持部１０８は、第１のＰＺＴ取付パッド（first PZT mounting pad）１１０と第２のＰＺＴ取付パッド１１２とに結合されている。これらのパッドは、それぞれ中央支持部１０８に対して互いに逆方向に延びている。これらＰＺＴ取付パッドは、ＰＺＴ１０６の両端においてＰＺＴ１０６に直接取付けられている。図１や図６に示されるように、ＰＺＴ取付構造１０５は、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２が中央支持部１０８に対し非対称形に延びるように設けられている。
【００２３】
それぞれのＰＺＴ取付パッド１１０，１１２は、駆動柱を介してタングに接続されている。駆動柱は、ＰＺＴの動きを増幅させてタングの動きに伝達し、その結果、スライダを動かす。図１に示されるように、第１の駆動柱１１４と第２の駆動柱１１６がジンバル装置１００の両側に配置され、それぞれのＰＺＴ第１取付パッド１１０，１１２をタング１０２に接続されている。前記駆動柱は、後に詳しく説明するように、ＰＺＴ第１取付パッド１１０，１１２の動きを増幅してタング１０２に伝達する。ジンバル装置１００には、ＰＺＴ取付構造１０５の中央支持部１０８をタング１０２の前端中央縁に接続するタング枢支部１１８が設けられている。図１に示す外側リング１２０は、該装置に設けられたスライダ１０４の先端の読取り／書込み用の素子に接続される配線を含んでいる。
【００２４】
図２は、図１に示されたジンバル装置１００を底面側から見た図であり、ジンバル装置の下面を示している。スライダ１０４とＰＺＴ１０６とがジンバル装置の下面側に配置された状態を見ることができる。図３Ａは、ジンバル装置の上面側を示す斜視図であり、図３Ｂは、ジンバル装置の下面側を示す斜視図である。図４Ａは、ジンバル装置１００の側面図を表わしており、スライダ１０４とＰＺＴ１０６のそれぞれの位置も示されている。図４Ｂに示す１つの実施形態では、ディンプル１２４を有するロードビーム１２２のすぐ下にジンバル装置１００が配置されている。ディンプル１２４の先端はジンバル装置１００に接する。
【００２５】
ＰＺＴ１０６がタング１０２とスライダ１０４から離れた位置にあるため、タングが支持する重量が軽減され、これにより、動作中のタングの振動が減少し、かつ、ディンプル１２４を介してロードビーム１２２に伝わる振動と移動も減少する。同様に、タング１０２から離れた位置にＰＺＴ１０６を有しているため、スライダ１０４に入力した衝撃が、脆いＰＺＴ１０６に直接伝わることを回避できる。一般にＰＺＴ１０６は、薄くて壊れやすいセラミック材料からなるが、本実施形態によればＰＺＴ１０６が構造的破損を生じる危険を減らすことができる。また、図４Ａに示すようにＰＺＴ１０６がスライダ１０４から離れているため、ＰＺＴ１０６とスライダ１０４を同じ側に配置することが可能となる。このためＰＺＴとスライダとを重ねた場合と比較して、ＨＧＡを製造する際の複雑さを減らすことができ、かつ、より薄いＨＧＡを得ることができる。ＨＧＡが薄くなれば、ハードディスク装置内の複数のディスク面間にＨＧＡを配置することが容易となる。これに対し、タングの下にＰＺＴとスライダとを重ねると、スライダがトラックから外れる原因となるねじり振動の問題が生じる。
【００２６】
図５は、ジンバル装置１００を構成する複数の層構造とその周辺部品を表わした分解図を示している。１つの実施形態では、これらの層はステンレス鋼の層１２６と、電気絶縁層１２８と、回路層１３０と、カバープレート１３２とを含んでいる。半田等の接合部１３４は、スライダ１０４と回路層１３０の配線との電気的な接続をなしている。また図５は、ロードビーム１２２とディンプル１２４に対するジンバル装置１００の位置関係を示している。線分Ａで示されるように、ディンプル１２４は、タング１０２の上面と接するように位置している。図５に示すジンバル装置の分解図では、理解しやすいように上下関係が逆に表わされている。１つの実施形態では、スライダ１０４をタング１０２に取付けるために接着材１３６が設けられている。
【００２７】
［２．ＰＺＴ取付構造について］
図６は、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２に作用する非対称形の力を示している。ＰＺＴ取付構造１０５は、非対称形増幅構造として機能する。このＰＺＴ取付構造１０５は、ＰＺＴの動きを増幅して回転運動に変化し、この回転運動は駆動柱を介してタングに伝達される。それぞれの取付パッドは、第１の連結腕１３８と第２の連結腕１４０とによって中央支持部１０８に接続されている。これらの連結腕１３８，１４０は、中央支持部１０８から互いに反対方向に延びている。特に連結腕１３８，１４０は、中央支持部１０８に対してオフセット距離１４２を有して互いに反対方向に延びている。すなわち第１の連結腕１３８は、横配置形ＰＺＴ１０６の長手方向（図１において左右方向）に沿う中心軸に対して中央支持部１０８の左下の側部から第１のＰＺＴ取付パッド１１０に向かって延出し、第２の連結腕１４０は、前記中心軸に対して中央支持部１０８の右上の側部から第２のＰＺＴ取付パッド１１２に向かって延出している。このオフセット距離１４２によって、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ取付構造１０５が得られており、ＰＺＴ１０６がＰＺＴ取付パッド１１０，１１２に取付けられた状態において、ＰＺＴが横方向（左右方向）に動くことにより、図７に矢印１４４で示すような回転運動が生じる。
【００２８】
前記回転運動１４４は、図７に矢印１４６で示されるように、駆動柱１１４，１１６を経て、タング１０２の回転運動へと伝わる。タング１０２が回転すると、矢印Ａで示すタングの横方向の動きが得られる。この横方向の動きは、タング１０２とこのタング１０２に固定されているスライダ１０４の変位１４８を引き起こす。この変位は、スライダ１０４から延びる線分間の距離１４８で表される。この横方向の動きは、デュアルステージ形マイクロアクチュエータに必要な微小量であるから、高記録密度化されてトラック幅が大変狭くなっているディスク面のトラックをスライダ１０４が読取ることを可能にする。
【００２９】
矢印１４４，１４６で示した回転方向と横方向に関する動きの方向は、固定されたものではない。ＰＺＴ１０６は電圧によって駆動されるから、ＰＺＴ１０６が延びるときに矢印１４４で示されるように一方向への回転を生じる。しかし電圧の印加が終わると、ＰＺＴ１０６が縮むため、矢印１４４とは逆方向の回転を生じる。これにより、矢印１４６とは反対方向のタングの回転運動が生じ、かつ、この図に示された変位１４８とは反対側の矢印Ｂで示す方向へのタングの横方向の動きが生じる。マイクロアクチュエータが駆動される間は、スライダ１０４がディスク面上で所望の動きをなすために必要な電圧の印加と停止とが行なわれる。
【００３０】
図８は、図７によって説明した回転運動を生じるジンバル装置１００の各部を移動量と歪みの大きさに応じて互いに異なる濃さの濃淡で表わした図である。濃淡の明るい箇所は移動量が大きい部分を表わしている。これに対し濃淡の濃い箇所は移動が少ない部分であり、黒い領域は実質的に全く動かない部分を示している。図８に示されるように、明るい領域は、スライダ１０４と外側リング１２０とが配置されているジンバル装置１００の主として上部に現われている。さらに、濃淡の明るい領域で表わされたジンバル装置１００の支持構造１５０の動きが見られるが、そこはＰＺＴ支持構造とタング１０２とがジンバル装置のベース部１５２つまりロードビーム１２２に取付けられるフレキシャの根元部分である。この支持構造１５０はＰＺＴ１０６の動きがロードビーム１２２とマイクロアクチュエータの他の部分（図示せず）に伝わることを抑制する。
【００３１】
［３．駆動柱について］
ＰＺＴ１０６によって発生した回転運動がＰＺＴ１０６の中央であるＸ点が中心となることも重要である。駆動柱１１４，１１６によって伝達されるＰＺＴ１０６の動きがタング１０２とスライダ１０４の回転運動１４６を生じさせる。なお、図８において、タング１０２はスライダ１０４の後に隠れている。タング１０２の回転運動１４６は、タング１０２の中央部であるＹ点回りに生じる。その箇所は、図４Ｂに示されるように、タング１０２とロードビームのディンプル１２４とが接する位置に関連している。言い換えると、タング１０２は、ディンプル１２４を中心に回転する。このようにディンプル１２４を中心としてタング１０２が回転するため、タング１０２とディンプル１２４との間の動きによって生じる歪みと摩擦とが低減され、双方の部品の摩耗が減少し、かつ、摩擦によって温度が上昇することも回避される。しかもディンプルを中心とする回転は、ロードビーム１２２やサスペンション全体に伝わる反力を減らすことにもなる。
【００３２】
図９は、ＰＺＴ１０６によって駆動されるタング１０２の動きの程度を歪みの大きさとして表わした図である。図８と同様に、移動量が大きい部分ほど、濃淡が明るく表わされている。この図において、タング１０２の外側の端部１５４の動きは、濃淡の濃い部分と比較して十分大きい。図９は、駆動柱１１４，１１６によって増幅された動きを示している。タング１０２の動きは、ＰＺＴ１０６自体の動きよりも大であり、支持構造１５０とベース部１５２を含むジンバル装置１００の残りの部分の動きは、無視できる程度に小さい。
【００３３】
駆動柱１１４，１１６によってＰＺＴの動きを増幅できるということは、ＰＺＴがタングまたはスライダに直接あるいはそれらの近傍に取付けられているものと比較して、タング１０２の十分な動きを得るために必要なＰＺＴ１０６の動きが少なくてすむことも意味する。このためタング１０２を十分移動させるためにＰＺＴ１０６に印加する電圧を少なくすることができる。与える電圧を低くすることができるということは、ハードディスク装置を作動させるのに必要な電力を減らすことができるという長所につながるとともに、脆く壊れやすいＰＺＴ１０６が長期間にわたって大きく動いたり大きな電圧が印加され続くことが回避されるため、ＰＺＴ１０６の長寿命化につながる。
【００３４】
図９は、駆動柱１１４，１１６がタング１０２に対して前記実施形態（図１参照）とは異なる位置に接続された例を示している。図１では、駆動柱１１４，１１６がタング枢支部１１８の近傍のタング１０２の下端に接続されている。これに対し図９に示す実施形態では、駆動柱１１４，１１６がタング１０２の横方向（左右方向）の側部に接続されている。タング１０２に対する駆動柱１１４，１１６の接続位置が変わると、タング１０２の移動量が変化する。駆動柱がタングの下端の中央（そこにはタング枢支部が位置している）に近付くと、タングの移動量が大きくなる。同様に、駆動柱がタングの下端の中央からさらに離れと、タングの移動量は小さくなる。よって、駆動柱の位置については、所定の電圧がＰＺＴに印加されたときのスライダの所望の移動量に応じて、適宜選択される。例えば、仕様に応じて微小な移動量が望まれる場合もあるし、低電圧でも大きな移動量が望まれる場合もある。
【００３５】
［４．タング枢支部について］
タング枢支部１１８は、タング１０２の中央領域をつなぎかつタング１０２がディンプル１２４を中心にＹ点回りに回転することが促進されるように設計される。図９に示すタング枢支部１１８は、駆動柱１１４，１１６によって生じるディンプル回りの回転運動がより確実なものとなるようにタング１０２をつないでいる。タング枢支部１１８は、図９において濃淡の濃い部分で示されるように、実質的にほとんど動かない箇所である。このためタング１０２に与えられた動きは、タング枢支部１１８によって、ディンプル１２４とタング１０２とが接するタング中央のＹ点付近において、つなぎ止められている。
【００３６】
図１０は、さらに他の実施形態に係るジンバル装置１００を示しており、駆動柱１１４，１１６の位置が変更されている。この実施形態においては、駆動柱１１４，１１６に対して、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２の動きがタング枢支部１１８を介して増幅されてタング１０２に伝達される。タング枢支部１１８は、タングの中間部とＰＺＴ支持構造の中央支持部１０８とをつないでいる。駆動柱１１４，１１６は、タング１０２とベース部１５２とをつなぐことにより、タング１０２のための安定支柱あるいは横方向のアンカー部として機能し、中央枢支部１１８の動きの結果としてＹ点回りの回転運動を促す。この実施形態では、左側のＰＺＴ取付パッド１１０と中央支持部１０８の左側部とをつなぐ一方の連結腕と、右側のＰＺＴ取付パッド１１２と中央支持部１０８の右側部とをつなぐ他方の連結腕とが、横配置形のＰＺＴ１０６の幅方向（図１０において上下方向）にオフセット距離を有して互いに反対方向に延びている。このオフセット距離により、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ支持構造が保たれ、かつ、各ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２が第１のＰＺＴ支持柱１５６と第２のＰＺＴ支持柱１５８とによってベース部１５２に接続されている。ＰＺＴ支持柱１５６，１５８は、増幅される動きに対してＰＺＴ取付パッドを支持している。
【００３７】
［５．縦配置形のＰＺＴについて］
図１１はさらに他の実施形態に係るジンバル装置１００を示している。このジンバル装置１００は縦配置形（垂直配置形）のＰＺＴ１０６と、ジンバル装置を横切る長手方向に配置されたＰＺＴ支持構造とを備えている。この実施形態では、ＰＺＴ取付パッド１１０，１１２は縦方向に配置され、ＰＺＴ中央支持部１０８はジンバル装置１００を横切る水平方向の棒のように配置されている。駆動柱１１４，１１６は中央支持部１０８を介して、ＰＺＴ支持構造とタング１０２とをつないでいる。第１の駆動柱１１４は中央支持部１０８の左端１６０から延び、第２の駆動柱１１６は中央支持部１０８の右端１６２から延びている。そして第２のＰＺＴ取付パッド１１２がベース部１５２をなしている。この実施形態の場合、上側のＰＺＴ取付パッド１１０と中央支持部１０８の上部とをつなぐ一方の連結腕と、下側のＰＺＴ取付パッド１１２と中央支持部１０８の下部とをつなぐ他方の連結腕とが、縦配置形のＰＺＴ１０６の幅方向（図１１において左右方向）にオフセット距離を有して互いに反対方向に延びている。このオフセット距離により、ＰＺＴ１０６の長手方向に沿う中心軸に関して非対称形のＰＺＴ支持構造が得られている。
【００３８】
図１２に示されるように、縦方向配置形ＰＺＴ１０６を有する図１１の実施形態では、ＰＺＴ１０６の回転運動を生じるのに有効である。そのＰＺＴ１０６は、駆動時に縦方向に長さが増加するため、支持されていないＰＺＴ取付パッド１１０のみを移動させることになり、そのことは矢印１６４で示すように中央支持部１０８に回転運動を生じさせる。中央支持部１０８が２点鎖線１６６で示すように回転し、この回転運動によって駆動柱１１４，１１６が矢印１６８，１７０で示す方向に動く。前記駆動柱は、タング１０２の横方向（左右方向）の縁に連結されていて、タング１０２とディンプル１２４との接触点であるＹ点を中心とするタング１０２の回転運動を生じさせる。タング１０２の回転運動は、タング１０２とスライダ１０４に矢印Ｂで示す横方向の動き１７２を生じさせる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…ジンバル装置、１０２…タング、１０４…スライダ、１０５…ＰＺＴ取付構造、１０６…圧電変換器（ＰＺＴ）、１０８…中央支持部、１１０…第１のＰＺＴ取付パッド、１１２…第２のＰＺＴ取付パッド、１１４…第１の駆動柱、１１６…第２の駆動柱、１１８…タング枢支部、１２２…ロードビーム、１２４…ディンプル、１５２…ベース部、１５６…第１のＰＺＴ支持柱、１５８…第２のＰＺＴ支持柱。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドを有する非対称形増幅構造と、
前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左部とをつなぐ第１の駆動柱と、
前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの右部とをつなぐ第２の駆動柱と、
前記非対称形増幅構造の中間部と前記タングの中間部とをつなぐタング枢支部と、
を具備したことを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項２】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項３】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項２に記載のジンバル装置。
【請求項４】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る幅方向に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項５】
前記第１の駆動柱が前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左下縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの右下縁とをつないだことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項６】
前記第１の駆動柱が前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左右方向の右縁とをつないだことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項７】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項８】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドを有する非対称形増幅構造と、
前記非対称形増幅構造の中間部と前記タングの中間部とをつなぐタング枢支部と、
前記左側のＰＺＴ取付パッドと該ジンバル装置のベース部とをつなぐ第１のＰＺＴ支持柱と、
前記右側のＰＺＴ取付パッドと該ジンバル装置の前記ベース部とをつなぐ第２のＰＺＴ支持柱と、
前記ベース部の左側と前記タングの左部とをつなぐ第１の安定支柱と、
前記ベース部の右側と前記タングの右部とをつなぐ第２の安定支柱と、
を具備したことを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項９】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１０】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項９に記載のジンバル装置。
【請求項１１】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る幅方向に配置されたことを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１２】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１３】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッドと前記上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッド間に配置された中央支持部とを有する非対称形増幅構造と、
前記中央支持部の左部と前記タングの左部とをつなぐ第１の駆動柱と、
前記中央支持部の右部と前記タングの右部とをつなぐ第２の駆動柱と、
を具備し、
前記下側のＰＺＴ取付パッドが該ジンバル装置のベース部をなしていることを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項１４】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１５】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項１４に記載のジンバル装置。
【請求項１６】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る長手方向に配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１７】
前記第１の駆動柱が前記中央支持部の左部と前記タングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記中央支持部の右部と前記タングの左右方向の右縁とをつないだことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１８】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドを有する非対称形増幅構造と、
前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左部とをつなぐ第１の駆動柱と、
前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの右部とをつなぐ第２の駆動柱と、
前記非対称形増幅構造の中間部と前記タングの中間部とをつなぐタング枢支部と、
を具備したことを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項２】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項３】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項２に記載のジンバル装置。
【請求項４】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る幅方向に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項５】
前記第１の駆動柱が前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左下縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの右下縁とをつないだことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項６】
前記第１の駆動柱が前記左側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記右側のＰＺＴ取付パッドと前記タングの左右方向の右縁とをつないだことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項７】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項１に記載のジンバル装置。
【請求項８】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ左側のＰＺＴ取付パッドおよび右側のＰＺＴ取付パッドを有する非対称形増幅構造と、
前記非対称形増幅構造の中間部と前記タングの中間部とをつなぐタング枢支部と、
前記左側のＰＺＴ取付パッドと該ジンバル装置のベース部とをつなぐ第１のＰＺＴ支持柱と、
前記右側のＰＺＴ取付パッドと該ジンバル装置の前記ベース部とをつなぐ第２のＰＺＴ支持柱と、
前記ベース部の左側と前記タングの左部とをつなぐ第１の安定支柱と、
前記ベース部の右側と前記タングの右部とをつなぐ第２の安定支柱と、
を具備したことを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項９】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１０】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央部回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項９に記載のジンバル装置。
【請求項１１】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る幅方向に配置されたことを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１２】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項８に記載のジンバル装置。
【請求項１３】
デュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置であって、
スライダが装着されるタングと、
圧電変換器（ＰＺＴ）が装着されかつ上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッドと前記上側のＰＺＴ取付パッドおよび下側のＰＺＴ取付パッド間に配置された中央支持部とを有する非対称形増幅構造と、
前記中央支持部の左部と前記タングの左部とをつなぐ第１の駆動柱と、
前記中央支持部の右部と前記タングの右部とをつなぐ第２の駆動柱と、
を具備し、
前記下側のＰＺＴ取付パッドが該ジンバル装置のベース部をなしていることを特徴とするデュアルステージ形マイクロアクチュエータのジンバル装置。
【請求項１４】
前記非対称形増幅構造は、前記圧電変換器の駆動による回転運動を前記タングに伝えることを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１５】
前記非対称形増幅構造の回転運動は、ロードビームのディンプルと接するタングの中央回りに前記タングを回転させることを特徴とする請求項１４に記載のジンバル装置。
【請求項１６】
前記非対称形増幅構造が該ジンバル装置を横切る長手方向に配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１７】
前記第１の駆動柱が前記中央支持部の左部と前記タングの左右方向の左縁とをつなぎ、前記第２の駆動柱が前記中央支持部の右部と前記タングの左右方向の右縁とをつないだことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【請求項１８】
前記スライダと前記圧電変換器とがそれぞれ該ジンバル装置の同じ側の面において前記タングと前記非対称形増幅構造とに装着されたことを特徴とする請求項１３に記載のジンバル装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−４１６５（Ｐ２０１３−４１６５Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３２３６３（Ｐ２０１２−１３２３６３）
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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