JPH0325862B2 - - Google Patents

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JPH0325862B2
JPH0325862B2 JP19902483A JP19902483A JPH0325862B2 JP H0325862 B2 JPH0325862 B2 JP H0325862B2 JP 19902483 A JP19902483 A JP 19902483A JP 19902483 A JP19902483 A JP 19902483A JP H0325862 B2 JPH0325862 B2 JP H0325862B2
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JP
Japan
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carriage
guide
coil
actuator
bearing
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JP19902483A
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Japanese (ja)
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JPS6093683A (en
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Shinichi Kawada
Shu Kawakami
Tomohisa Senda
Yoshuki Hirano
Yosuke Seo
Yoichi Kawakubo
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Computer Basic Technology Research Association Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気デイスク装置のヘツド位置決の機
構(以下、アクチユエータと呼ぶ)に関し、特に
アクチユエータを構成するキヤリツジのガイド機
構に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a head positioning mechanism (hereinafter referred to as an actuator) of a magnetic disk drive, and more particularly to a guide mechanism for a carriage constituting the actuator.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

磁気デイスク装置における磁気ヘツドは磁気デ
イスク上の目標トラツクへの位置決めは磁気デイ
スクに書込まれたサーボ信号に基づいてボイスコ
イルモータを駆動することにより行われる。
A magnetic head in a magnetic disk device is positioned to a target track on the magnetic disk by driving a voice coil motor based on a servo signal written on the magnetic disk.

第1図、第2図により従来のアクチユエータを
説明する。第1図は従来のアクチユエータを示す
斜視図であり、第1図は従来のアクチユエータを
示す斜視図であり、第2図は第1図を矢印X方向
から見た断面図である。
A conventional actuator will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view showing a conventional actuator, FIG. 1 is a perspective view showing a conventional actuator, and FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1 viewed from the direction of arrow X.

アクチユエータの可動部は、情報の読書きを行
う磁気ヘツド1と、磁気ヘツド1を支持するヘツ
ドアーム8と、ヘツドアーム8を取付けるヘツド
アーム取付部9と、ヘツドアーム取付部9とボイ
スコイルモータのコイル2とを結合するキヤリツ
ジ3と、前記コイル2により構成されている。こ
の可動部は、ボイスコイルモータの永久磁石6に
よる磁界中でコイル2に電流を流して得られる電
磁力により動かされる。
The movable parts of the actuator include a magnetic head 1 that reads and writes information, a head arm 8 that supports the magnetic head 1, a head arm attachment part 9 to which the head arm 8 is attached, and the head arm attachment part 9 and the coil 2 of the voice coil motor. It is composed of a carriage 3 to be coupled and the coil 2. This movable part is moved by electromagnetic force obtained by passing a current through the coil 2 in the magnetic field generated by the permanent magnet 6 of the voice coil motor.

上記可動部の移動方向はキヤリツジ3をガイド
することにより決定される。すなわち、キヤリツ
ジ3は角柱部10とヒレ状支柱11とからなり、
角柱部10の斜面上にはガイドレール7が設けら
れ、その上をキヤリツジガイド5に取付けられた
ベアリングAが回転することにより、キヤリツジ
3は矢印Aで示したシーク方向にのみ移動するよ
うガイドされる。なお、ヒレ状支柱11の突起1
1′は、キヤリツジ3がシークエラー等により暴
走した時のストツパ用として形成されている。
The moving direction of the movable part is determined by guiding the carriage 3. That is, the carriage 3 consists of a prismatic section 10 and a fin-like support 11,
A guide rail 7 is provided on the slope of the prismatic portion 10, and a bearing A attached to the carriage guide 5 rotates on the guide rail 7, so that the carriage 3 is guided to move only in the seek direction shown by the arrow A. be done. Note that the protrusion 1 of the fin-like support 11
1' is formed as a stopper when the carriage 3 runs out of control due to a seek error or the like.

しかし、このようなベアリング4、キヤリツジ
ガイド5、カイドレール7から成るキヤリツジ3
のガイド機構は、コイル2の内側の狭い空間に実
装されているため、キヤリツジ3、およびキヤリ
ツジガイド5は小型で複雑な形状となつている。
However, the carriage 3 consisting of such a bearing 4, a carriage guide 5, and a guide rail 7
Since the guide mechanism is mounted in a narrow space inside the coil 2, the carriage 3 and the carriage guide 5 are small and have a complicated shape.

最近の磁気デイスク装置では高密度記録のた
め、1μm以下のヘツド位置決め精度が要求され、
これを達成するためにキヤリツジ3のシーク方向
の固有振動数は5〜7KHz程度を要求されており、
さらに外乱を防ぐためキヤリツジガイド5も一定
の剛性を要求されている。
Recent magnetic disk drives require head positioning accuracy of 1 μm or less for high-density recording.
To achieve this, the natural frequency of the carriage 3 in the seek direction is required to be approximately 5 to 7 KHz.
Furthermore, the carriage guide 5 is also required to have a certain degree of rigidity in order to prevent disturbances.

この条件を満たすキヤリツジ3、およびキヤリ
ツジガイド5を設計する上で各部の振動解析を行
う必要があるが、形状が複雑であると本解析は大
変な作業となり、また、キヤリツジガイド5は狭
い空間に実装されるため、その剛性を上げるのも
困難な作業となる。
In order to design the carriage 3 and carriage guide 5 that meet this condition, it is necessary to conduct a vibration analysis of each part, but if the shape is complex, this analysis becomes a difficult task, and the carriage guide 5 is narrow. Because it is mounted in space, increasing its rigidity is a difficult task.

このように、従来のアクチユエータは、設計に
手間がかかり、また、一旦問題が発生するとその
対策に莫大な時間がかかるという欠点がある。ま
た、キヤリツジ自体の構造も複雑で製作が困難で
ある。
As described above, conventional actuators have the disadvantage that they require a lot of effort to design, and that once a problem occurs, it takes an enormous amount of time to solve the problem. Furthermore, the structure of the carriage itself is complex and difficult to manufacture.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記の如き従来技術の欠点を
解消し、簡単な構造で製作が容易であり、かつ、
高速・高精度のアクセスが可能なアクチユエータ
を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, to have a simple structure and easy manufacture, and
The object of the present invention is to provide an actuator that allows high-speed and high-precision access.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成すため、本発明は、磁気ヘツド
と、該磁気ヘツドを搭載したキヤリツジと、該キ
ヤリツジを駆動するボイスコイルモータとを有す
る磁気デイスク装置のアクチユエータにおいて、
前記キヤリツジを前記ボイスコイルモータのコイ
ルと同径の円筒状とし、該円筒状のキヤリツジと
前記コイルとを相互の心軸が一致するよう接続
し、該キヤリツジの外側にガイドレールと、該ガ
イドレールを支持し案内する案内機構とを設けた
ことを特徴がある。
In order to achieve the above object, the present invention provides an actuator for a magnetic disk device that includes a magnetic head, a carriage on which the magnetic head is mounted, and a voice coil motor that drives the carriage.
The carriage has a cylindrical shape having the same diameter as the coil of the voice coil motor, the cylindrical carriage and the coil are connected so that their core axes coincide with each other, and a guide rail is provided on the outside of the carriage, and the guide rail is provided. It is characterized by the provision of a guide mechanism that supports and guides.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第3図は、本発明の第1の実施例によるアクチ
ユエータの可動部を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the movable part of the actuator according to the first embodiment of the present invention.

ヘツドアーム8はヘツドアーム取付部9に取付
けられ、ヘツドアーム取付部9とキヤリツジ12
とは接合されている。キヤリツジ12はコイル2
と同径の軸心を持つ円筒形であり、コイル2と軸
を同一にして接合されている。このように、本実
施例によるキヤリツジ12は、円筒形であり、第
2図に示した従来例のように質量の大きい角柱1
0が無いので、軽量化が図れ、高速・高精度のア
クセスが可能となる。
The head arm 8 is attached to the head arm attachment part 9, and the head arm attachment part 9 and the carriage 12 are connected to each other.
is connected to. Carriage 12 is coil 2
It has a cylindrical shape with an axis having the same diameter as the coil 2, and is joined to the coil 2 with the same axis. As described above, the carriage 12 according to this embodiment has a cylindrical shape, and unlike the conventional example shown in FIG.
Since there is no 0, the weight can be reduced and high-speed, high-precision access is possible.

キヤリツジ12、およびコイル2の外側にはガ
イドレール13が、それぞれ4個ずつ設けられて
いる。このガイドレール13の上をベアリング4
が回転することにより、キヤリツジ12は矢印A
で示したシーク方向にのみ直線的に移動可能とな
る。
Four guide rails 13 are provided on the outside of the carriage 12 and the coil 2, respectively. Bearing 4 is placed on top of this guide rail 13.
By rotating, the carriage 12 moves in the direction of arrow A.
It is possible to move linearly only in the seek direction shown in .

なお、14はキヤリツジ12に取付けられたス
トツパであり、次に説明するキヤリツジガイド1
5に設けられたストツパ受部(図示省略)に係止
されてキヤリツジ12の移動量を規制する。6は
ボイスコイルモータの構成要素としての永久磁石
である。
In addition, 14 is a stopper attached to the carriage 12, and the carriage guide 1 which will be explained next.
5 is engaged with a stopper receiving portion (not shown) provided on the carriage 12, thereby regulating the amount of movement of the carriage 12. 6 is a permanent magnet as a component of the voice coil motor.

第4図は本発明の第1の実施例を示すアクチユ
エータの断面図であり、第3図に示した可動部を
ガイドするためのキヤリツジガイド15を追加し
た図である。第5図aは第4図のB−B線断面
図、第5図bはB−B線断面における各ベアリン
グの作用力を説明するための図、第6図aは第4
図のC−C線断面図、第6図bはC−C線断面に
おける各ベアリングの作用力を説明するための図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an actuator showing the first embodiment of the present invention, with a carriage guide 15 for guiding the movable part shown in FIG. 3 added thereto. Fig. 5a is a sectional view taken along the line B-B in Fig. 4, Fig. 5b is a diagram for explaining the acting force of each bearing in the cross-section taken along the line B-B, and Fig. 6a is a sectional view taken along the line B-B in Fig. 4.
A cross-sectional view taken along the line C--C in the figure, and FIG. 6b is a diagram for explaining the acting force of each bearing in the cross-section taken along the line C--C.

第3図で示したベアリング4は、第4図〜第6
図から明らかなように、キヤリツジガイド15に
支持されている。このベアリング4は合計8個あ
るが、そのうち5個はキヤリツジガイド15に直
接、回転可能に取付けられており、他の3個はキ
ヤリツジ12の“ガタ”を除去するため、ベアリ
ング支持体16にて回転可能に支持し、該ベアリ
ング支持体16にスプリング17にてプリロード
をかけてコイル2、およびキヤリツジ12を押圧
するように構成されている。
The bearing 4 shown in Fig. 3 is shown in Figs. 4 to 6.
As is clear from the figure, it is supported by a carriage guide 15. There are a total of eight bearings 4, of which five are rotatably attached directly to the carriage guide 15, and the other three are attached to the bearing support 16 to eliminate play in the carriage 12. The bearing support body 16 is rotatably supported by a spring 17, and is configured to press the coil 2 and the carriage 12 by applying a preload to the bearing support body 16 with a spring 17.

ところで、第5図bに示すように、B−B線断
面においては、4つのガイドレール13およびベ
アリング4は、ベアリング4の作用力がキヤリツ
ジ12の中心軸Oからずれるように構成されてい
る。そして、そのずれ方は、右傾斜方向の2つの
ベアリングは、その作用力がキヤリツジ12を右
回転するようずれており、左傾斜方向の2つのベ
アリングは、その作用力がキヤリツジ12を左回
転するようずれている。この左右両方向の回転力
を等しくすれば、キヤリツジ12の回転を防止す
ることができる。
By the way, as shown in FIG. 5b, the four guide rails 13 and the bearings 4 are constructed so that the acting force of the bearings 4 is deviated from the central axis O of the carriage 12 in the cross section taken along the line B-B. The two bearings tilting to the right are shifted so that their acting force rotates the carriage 12 clockwise, and the two bearings tilting left are so shifted that their acting force rotates the carriage 12 counterclockwise. It's out of place. By making the rotational forces in both left and right directions equal, rotation of the carriage 12 can be prevented.

一方、第6図bに示したように、コイル2上に
設けられたガイドレール13は、それを支持する
ベアリングの作用力がすべてコイル2の中心O方
向に向くよう構成されている。したがつて、コイ
ル2のわずかな回転θに対してX軸(シーク方
向)のずれを最小におさえることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6b, the guide rail 13 provided on the coil 2 is configured such that the acting force of the bearing supporting it is all directed toward the center O of the coil 2. Therefore, the deviation in the X axis (seek direction) can be minimized with respect to a slight rotation θ of the coil 2.

キヤリツジガイド15の形状は、その断面がコ
イル2、およびキヤリツジ12の外周円より大き
な内周円を有するドーナツ状の円筒形となつてお
り、コイル2、およびキヤリツジ12はキヤリツ
ジガイド15の内周円で形成される穴(円筒の
穴)の中に挿入されている。このように円筒の穴
に挿入された状態において、コイル2、およびキ
ヤリツジ12に設けられたガイドレール13と対
応する位置にガイド溝18が形成され、このガイ
ド溝18に前述のベアリング4が設けられてい
る。
The shape of the carriage guide 15 is a donut-shaped cylindrical cross section with an inner circumference larger than the outer circumference of the coil 2 and the carriage 12. It is inserted into a hole formed by the circumference (cylindrical hole). In this state inserted into the cylindrical hole, a guide groove 18 is formed at a position corresponding to the guide rail 13 provided on the coil 2 and the carriage 12, and the aforementioned bearing 4 is provided in this guide groove 18. ing.

なお、ベアリング4、ガイドレール13、ガイ
ド溝18等からなる可動部ガイド用ガイド機構を
4組ずつ、キヤリツジ12とコイル2との両方に
設けたのは、可動部をシーク方向に直線的に移動
させるためである。したがつて、一方の4組のガ
イド機構はコイル2の位置を避けることも可能で
あり、キヤリツジ12の長さ方向の2つの地点に
それぞれ4組のガイド機構を設けてもよい。
The movable part is moved linearly in the seek direction by providing four sets of guide mechanisms for guiding the movable part, each consisting of a bearing 4, a guide rail 13, a guide groove 18, etc., on both the carriage 12 and the coil 2. This is to make it happen. Therefore, one of the four sets of guide mechanisms can avoid the position of the coil 2, and four sets of guide mechanisms may be provided at two points in the length direction of the carriage 12, respectively.

また、ガイド機構をコイル2、およびキヤリツ
ジ12の外周上にほぼ等角度で4組づつ設けたの
は、前述のように、キヤリツジ12がシーク方向
と垂直な面内で回転するのを防止するためであ
る。もつとも、このガイド機構の数は4組に限定
されることなく、要はキヤリツジ12等の可動部
の回転を防止し得る数だけあればよい。
Furthermore, the reason why four sets of guide mechanisms are provided on the outer periphery of the coil 2 and the carriage 12 at approximately equal angles is to prevent the carriage 12 from rotating in a plane perpendicular to the seek direction, as described above. It is. However, the number of guide mechanisms is not limited to four, and it is sufficient as long as the number can prevent the movable parts such as the carriage 12 from rotating.

第7図は本発明の第2の実施例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

本実施例は、第1の実施例に用いたベアリング
4の代わりに案内として空気軸受を用い、ガイド
レール13′はヒレ状に形成されている。キヤリ
ツジガイド15のガイド溝18にヒレ状のガイド
レール13′の両面に非常に接近した精密なガイ
ド面19を設け、空気供給孔20より供給される
圧力の高い空気によつて、ヒレ状ガイドレール1
3′両面とガイド面19との間に空気軸受を形成
し、可動部全体が高精度かつスムーズに動くよう
に構成したものである。
In this embodiment, an air bearing is used as a guide instead of the bearing 4 used in the first embodiment, and the guide rail 13' is formed in the shape of a fin. Precise guide surfaces 19 are provided in the guide groove 18 of the carriage guide 15 in close proximity to both sides of the fin-shaped guide rail 13', and the fin-shaped guide is rail 1
Air bearings are formed between both surfaces 3' and the guide surface 19, so that the entire movable part moves smoothly and with high precision.

このように、上記2つの実施例ではキヤリツジ
12の形状が円筒形であり、その軸はコイル2の
軸と同一であるため、コイル2で発生した電磁力
をそのままヘツド1まで伝えることができ、複雑
な振動は起りにくく振動特性が良くなるため高精
度のアクセスが可能となる。試作装置により振動
特性を評価したところ、共周波数は5〜6KHzと
良好であつた。また、形状が単純な円筒形である
ため、製作時における振動解析が容易であり、製
造コストを低減できる。さらに、キヤリツジガイ
ド15は可動部の外側に位置し比較的大きいの
で、容易にその剛性を上げることができ、アクセ
ス精度を向上させることができる。そのうえ、可
動部が軽量であるため高速アクセスが可能とな
る。
In this way, in the two embodiments described above, the shape of the carriage 12 is cylindrical, and its axis is the same as the axis of the coil 2, so that the electromagnetic force generated in the coil 2 can be directly transmitted to the head 1. Complex vibrations are less likely to occur and the vibration characteristics are improved, allowing highly accurate access. When the vibration characteristics were evaluated using a prototype device, the co-frequency was good at 5 to 6 KHz. Furthermore, since the shape is a simple cylinder, vibration analysis during manufacturing is easy, and manufacturing costs can be reduced. Further, since the carriage guide 15 is located outside the movable part and is relatively large, its rigidity can be easily increased, and access accuracy can be improved. Furthermore, the movable parts are lightweight, allowing high-speed access.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、キヤリ
ツジの形状を円筒形とし、その外側に該キヤリツ
ジのガイド機構を設けることにより、簡単な構造
で製作が容易であり、、かつ、高速・高精度のア
クセスが可能なアクチユエータを実現することが
できる。
As explained above, according to the present invention, the shape of the carriage is cylindrical, and the guide mechanism for the carriage is provided on the outside, so that the structure is simple and easy to manufacture, and the carriage has high speed and high precision. It is possible to realize an actuator that can be accessed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のアクチユエータを示す斜視図、
第2図は第1図をX方向から見た断面図、第3図
は本発明の第1の実施例によるアクチユエータの
可動部を示す斜視図、第4図は本発明の第1の実
施例によるアクチユエータの断面図、第5図は第
4図のB−B線断面の状態を説明するための図、
第6図は第4図のC−C線断面の状態を説明する
ための図、第7図は本発明の第2の実施例を示す
断面図である。 2:ボイスコイルモータのコイル、4:ベアリ
ング、6:ボイスコイルモータの永久磁石、1
2:キヤリツジ、13,13′:ガイドレール、
15:キヤリツジガイド、16:ベアリング支持
体、17:スプリング、18:ガイド溝、19:
ガイド面、20:空気供給孔。
Fig. 1 is a perspective view showing a conventional actuator;
2 is a sectional view of FIG. 1 viewed from the X direction, FIG. 3 is a perspective view showing the movable part of the actuator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the state of the cross section taken along line B-B in FIG. 4,
FIG. 6 is a diagram for explaining the cross-sectional state taken along the line C--C in FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. 2: Coil of voice coil motor, 4: Bearing, 6: Permanent magnet of voice coil motor, 1
2: Carriage, 13, 13': Guide rail,
15: Carriage guide, 16: Bearing support, 17: Spring, 18: Guide groove, 19:
Guide surface, 20: Air supply hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 磁気ヘツドと、該磁気デイスクを搭載したキ
ヤリツジと、該キヤリツジを駆動するボイスコイ
ルモータとを有する磁気デイスク装置のアクチユ
エータにおいて、前記キヤリツジを前記ボイスコ
イルモータのコイルと同径の円筒状とし、該円筒
状のキヤリツジと前記コイルとを相互の心軸が一
致するよう接続し、該キヤリツジの外側にガイド
レールと、ガイドレールを支持し案内する案内機
構とを設けたことを特徴とするアクチユエータ。
1. An actuator for a magnetic disk device comprising a magnetic head, a carriage on which the magnetic disk is mounted, and a voice coil motor for driving the carriage, in which the carriage has a cylindrical shape with the same diameter as the coil of the voice coil motor; An actuator characterized in that a cylindrical carriage and the coil are connected so that their core axes coincide with each other, and a guide rail and a guide mechanism for supporting and guiding the guide rail are provided on the outside of the carriage.
JP19902483A 1983-10-26 1983-10-26 Actuator Granted JPS6093683A (en)

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