JPS5823362A

JPS5823362A - 揺動アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS5823362A
Application number: JP56119905A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kogure; 木暮　賢司; Takao Kakizaki; 隆夫柿崎; Yasunaga Mitsuya; 保永三矢; Shigemitsu Oguchi; 小口　重光; Koji Otani; 大谷　幸司
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1983-02-12
Also published as: DE3228150A1; US4544972A; GB2103430A; GB2103430B; DE3228150C2; JPS6346905B2; FR2510798A1; FR2510798B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、複数の揺動アクチェエータをコンパクトに実
装した磁気ディスク装置用の揺動アクチュエータに関す
るものである。

従来の磁気ディスク装置の多くは、１つのディスクスピ
ンドルに１つのアクチュエータを対応させ、情報の書き
込み、読み出しを行なっている。

しかし、最近の磁気ディスク装置の記録密度の向上はめ
ざましく、ディスクスピンドルの記憶容量の増加がアク
チュエータの処理能力の向上を上まわる傾向がある為、
磁気ディスク装置の大容量化につれて、むしろ装置のア
クセス耐力（単位時間に単位情報量を処理できる回数で
表わされ、装置の性能の指標のひとつである。）が低下
する傾向にある。そこで、最近の大容量磁気ディスク装
置では、１つのディスクスピンドルに対して複数のアク
チュエータを配設し、装置のアクセス耐力を向上させる
ようにしている。

ところで、磁気ディスク装置に用いられるアクチュ玉−
夕には、直進運動にょ９デイスクの半径方向にヘッドを
移動させる直進形と、揺動運動によりディスク面上を円
弧状にヘッドを移動させる揺動形とがある。

揺動形は、ディスクの中心と揺動中心を結ぶ直線に対し
てアクチュエータの長手方向中心線が＃１ｔ１４５度の
角度で配置される為、ディスク装置の小形化に適してい
る。又、駆動モータに要求される駆動力は可動部の回転
イナーシャに比例したトルクであシ、幾何寸法等を最適
化することにょシ直進形の約１／３の駆動力で同じシー
クタイムを実現することができ、従って磁気回路の小形
化が可能である。更に、案内機構は揺動軸受だけである
為、直進形に比べて部品点数が少なくなる等小形化に有
利なアクチェエータ形式である。

１つのディスクスピンドルに対して複数の揺動アクチュ
エータを配置する方法としては、第１図に示すように、
複数の固定軸１．１’にそれぞれ１つのアクチュエータ
２．２′を設けるものがあるが、これはアクチュエータ
の専有床面積が大きくなシ、磁気ディスク装置が大形化
する欠点がある。岡、同図に於いて、３はディスク、４
は磁気ヘッド、５はベースである。

又、この他にも第２−図に示すように、１本の固定軸６
に複数個のアクチュエータを設ける構成が考えられてい
る。同図に於いて、７，７１　はへラドアーム、８．８
’はコイル、９は磁石である。この従来の構成は、アク
チュエータの専有床面積が小さくなるという点で有利で
あるが、従来の磁気回路構造のアクチュエータをそのま
ま複数個重ねて構成すると、磁気回路の高さが高くなシ
すぎる為、それぞれの可動部の間に一定の空間を設ける
必要がある。従って、空間実装密度が低くなる欠点があ
ると共に、揺動体を支持する固定軸６の長さが必然的に
長くなる為、軸の剛性が低下し、アクチュエータの機構
共振点が低くなるので、位置決め精度が劣化する欠点も
ある。

本発明は前述の如き欠点を改善したもので＃）夛、その
目的は、複数の揺動アクチュエータを高い空間実装密度
で配置できるようにし、且つ位置決め精度を向上させる
ことにある。以下実施例について詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例の側面図であシ、１本の固定
軸に対して、それぞれ４本のへラドアームを搭載した揺
動体を２組配置した場合についてのものである。又、第
４図はその正面図、第５図はその磁気回路構造を示す部
分断面図でおる。

１０はサブベース２１に固定された固定軸であシ、その
固定軸１０に対して、軸受１２，１２’によ〕それぞれ
独立に揺動可能に支持され九ロータリキャリッジ１１．
１１’に、ヘッドアーム１３．１３’及び偏平なｔｌは
扇形のコイル１５．１５’を支持したコイル支持体１４
．１４’が結合されて２組の揺動体を構成している。

伺、コノ形式のマルチ揺動アクチェエータでは軸を共用
する為、軸受の使用法は必然的に内輪固定−外輪回転形
となる。軸受はラジアル荷重とスラスト荷重を同時に受
は得るアンギュラコンタクト玉軸受わるいは単列深溝玉
軸受を用い、上側軸受１２′と下側軸受１２０間のスペ
ーサ２５を介してプリロードばね２２によシ４個の軸受
１２．１２’に均等に予圧が与えられる。

磁気回路は第５図に示すように、共用化された偏平なセ
ンタヨーク１８、骸センタ曹−り１８に対向配置された
やはル偏平な上、下田−り１７’、１７、及び上、下ヨ
ーク１７’、１７、センタヨーク１８ニ固設された偏平
な永久磁石（以下磁石と略す）１６ａ〜１６ｄ　、　１
６８’〜１６ｄ′によシ構成されておシ、互いに対向す
る磁′極はＮ、Ｓの異極に着磁され、コイル１５、１５
’の移動方向に隣接する磁極もＮ、Ｓの異極となるよう
に配置されている。そして、前記偏平なコイル支持体１
４．１４’に支持されたコイル１５．１５’は、その揺
動方向と交差する方向の巻線部がそれぞれ前記磁石１６
ａ、　１６６及び磁石１６ｈ、１６ｄ、磁石１６α／　
、　１６ａ　Ｉ及び磁石１６６’、１６ｄ’との間のギ
ャップ部に位置するように挿入配置されている。

上、Ｔ１−り１７’、１７及びセンタヨーク１８は略々
コ字形の側壁を有する磁気回路ノ・ウジング１９に固設
され、その磁気回路ノ・ウジング１９はサブベース２１
に固定され乏。

更に、磁気回路ハウジング１９の上端と前記固定軸１０
の上端とは連結板２０を介して強固に結合され、固定軸
１０の剛性を高める構造となっている。

そして、このダブル揺動アクチェエータを動作させ、各
ヘッドアーム１３．１３’を互いに独立に磁気ディスク
上の所定位置に位置決めする為には、各コイル１５．１
５’に所定の電流を流し、各揺動体に所定のトルクを与
えるようにすれば良い。

伺、磁気回路ハウジング１９０両側面には、各コイルボ
ビンの側面と係合して各揺動体の揺動範囲を規定するス
トッパ機構組立体２５，２６．２５′。

２６′が取付けられている。又、２４はボルトである。

本実施例に於いては、前述したように、偏平なヨーｐ　
１７，１７’、１８、偏平す磁石１６ａ　〜１６ｄ、　
１６ａ’　〜１６ｄ′、コイル支持体１４．１４’で構
成された駆動機構を多段に積み重ねである為、従来の構
造に比べて極めて実装密度の高いマルチ揺動アクチェエ
ータを実現できる。

ところで、磁気ディスク用揺動アクチェエータの位置決
め性能を高める為には、力の作用点であるコイル部と磁
気ヘッドが搭載されるヘッドアームの先端部との間の伝
達関数（機械インピーダンス）が高い周波数まで一定で
あることが要求される。言いかえれば、揺動体の剛性が
高く、且つ、揺動体を支えている固遊軸１０の剛性も高
い必要がある。固定軸１０の剛性を高める為には、軸を
太くすれば良いが、磁気ディスク装置の幾何学的制約に
よシ制限されることは言うまでもない。固定軸１０の剛
性を高める最も効果的な方法は軸長を短くすることであ
るが、本実施例の構造では磁気回路の高さを極めて低く
構成することができるため、固定軸１０の長さを必要最
小限に抑える設計が可能である。すなわち本実施例は、
実装密度が高いという利点に加えて、軸の剛性が高く、
位置決め精度が高くなる利点も有する。このことは、独
立に揺動し得る揺動体の数を増した場合には特に重要な
利点となる。

又、マルチ揺動アクチュエータに要求される重要な性能
に、互いの揺動体間の振動の伝達が少ないことがある。

これは、軸の剛性を高めることによって実現される為、
前述の利点−はこの振動の相互干渉を低減する上でも重
要な利点でおる。又、本実施例では前述したように、剛
に構成された磁気回路ハウジング１９と固定軸１０の上
端を連結板２０を介して結合し、両持軸とすることによ
シ、さらに系の剛性を高めている。

第６図は本実施例について、揺動体の振動の相互干渉を
調べた実験結果を示したものである。実験は１つの揺動
体に衝撃加速度を与えた時の他の揺動体の変位を測定す
ることによシ行なった。同図に於いて横軸は揺動体に加
えた加速度、縦軸は他の揺動体のへラドアーム先端に於
いて誘起される揺動方向の最大変位を示している。磁気
ディスク装置用揺動アクチュエータに加わる加速度は、
通常動作時で最大２００〜３００１％／ｐｇ−程度であ
シ、位置決めサーボ系の動作が異常となシ、揺動体が暴
走衝突した置台でも２０００ｍ／Ｉｇ−以下が普通であ
る。

同図によれば、揺動体の駆動側加速度が３００　ｗｙ／
ａｇｅ”程度では、他の揺動体の最大変位はたかだか０
．１μ罵程度でおシ、また駆動側加速度が２０００ＶＩ
ｓ−となった場合でも、他の揺動体の最大変位は０．８
μ罵程度と小さく、振動の相互干渉が極めて小さく抑え
られていることがわかる。

伺、本実施例に於いては、揺動体を２つとしたが、揺動
体を５つ以上重わて構成することも勿論可能である。又
、本実施例に於いては、１つの可動部に４本のへラドア
ームを搭載したが、５本以上或は３本以下であっても良
いことは勿論である。

又、実施例に於いては、コイル１５．１５’の移動方向
に、別々の磁石を配置するようにしたが、コイル１５．
１５’の移動方向及び軸方向に異極に着磁された磁石を
用いても良いことは勿論である。

第７図は本発明の他の実施例の側面図であり、１本の固
定軸に対して、それぞれ２本のへラドアームを搭載した
揺動体を４組配設した場合についてのものである。同図
に於いて、３０は固定軸、３１〜５１１１１はロータリ
キャリッジ、５２−５２”’は軸受、３６〜ｓ　ｓ　Ｉ
ＩＩはへラドアーム、６４〜３４１′Ｉは偏平なコイル
支持体、３５〜６５″は偏平なコイル、３６．３６’は
偏平な永久磁石（以下磁石と略す）、５７．５７’はそ
れぞれ偏平な下ヨーク、上ヨーク、５８〜３８″は薄い
偏平なヨーク、５９は磁気回路ハウジング、４０は連結
板、４１はサブベース、４２はプリｐ−ドばね、４６〜
４６″はスペーサである。又、第８図は本実施例の磁気
回路構造を示す部分断面図である。

サブペース４１に固定された固定軸５ｏには、軸受４５
〜４５″を介してロータリキャリッジ３１〜ｓ　１１Ｉ
Ｉがそれぞれ独立に回転可能に支持されている。

そして、このロータリキャリッジ５１〜３１”’にはへ
ラドアーム３３〜３３″及び偏平なコイル３５〜３５”
’を支持したコイル支持体３４〜５４１′Ｉ結合され、
４組の揺動体を構成している。又、磁気回路は第７図及
び第８図に示すように、磁気回路ハウジング３９に固定
された偏平な上、下ヨーク５７’、５７、核上。

下ヨーク５７’　、３７に固設された磁石５６ａ　’　
ｔ　３６６’　＋３６ａ、５６＆、及びその空隙に挿入
され、磁気回路ハウジング３９に固定された薄いヨーク
３８〜６８″から構成されておシ、互いに対向する磁石
はＮ、Ｓの異極に着磁され、コイル６５〜３５　”’の
移動方向に隣接する磁極もＮ、Ｓの異極となるように配
置されている。この場合、目−り６８〜５８″は薄いも
のであるから、隣接磁石間の磁気短絡を生じることなく
、対向磁石間の空隙を介して磁束がＡＤ、コイル６５〜
ｓ　ｓ　ＩＩＩと鎖交することになる。又ヨーク３８〜
３８”’は隣接磁石間に対応する位置のみ磁気抵抗を高
くするように薄くするか又は非磁性体を設けて構成する
ことができる。偏平なコイル支持体３４〜３４”’に支
持された偏平なコイル３５〜５５　”’は、その揺動方
向と交差する方向の巻線部がそれぞれ、磁石５６１ｇ、
５６ｈとヨーク３８、！　−１３８と：ｉＦ　−り３８
’、ヨーク３８′とヨーク３８″、ヨーク３８″と磁石
３６ｇ’。

３６ｂ′との間の空隙に位置するように挿入配置されて
いる。

本実施例は、このように、磁気回路を偏平な上。

下ヨーク５７．５７’、磁石５６ａ、５６ｈ、５６ａ’
　、５６６’、ヨーク３８〜３８″によ多構成したもの
であるから、前述した実施例に比較して更に空間実装密
度を高めることができる。

第９図及び第、１０図は、それぞれ本発明のその他の実
施例の側面図及び磁気回路構成を示す部分断面図で、５
０〜５０″は厚さの薄い部分を有するヨーク、５１−５
１”、５１ａ−５１ｃＬ”、５１ｂ〜５１ｂ″ハ永久磁
石（以下磁石と略す）であシ、他の第７図、第８図と同
一符号は同一部分を表わしている。

本実施例は、第９図及び第１０図に示すように、磁気回
路を磁気回路ハウジング３９　Ｋ固定された上、下ヨー
ク５７’、５７、該上、下ヨーク５７’、５７に固定さ
れた磁石３６ｇ’　、５６６’　、５６ａ、５６＆、磁
気回路ハウジング６９に固定されたヨーク５０〜５０″
、及び該ヨーク５０〜５０″の厚さの薄い部分に固定さ
れた磁石５１５１〜５１ａ”、５１６〜５１Ｍ”によ多
構成したものである。即ち、本実施例は、ヨーク５０’
−５０”の上面に磁石５１ａ−５１ｇ”、ｓｌｂ　〜ｓ
１ｈ”　ｔ　固定１．、＊　４　Ｏであるから、第７図
、第８図に示した実施例に比べて、位置決めを行なう際
、大きなトルクを得ることができ、又、第３図〜第５図
に示した実施例に比べて空間実装密度を更に高いものと
することができる。

同、互いに対向する磁極はＮ、Ｓの異極に着磁され、コ
イル３５〜３５　”’の移動方向にｌｉＩ接する磁極も
Ｎ、Ｓの異極となるように配置されている。

第１１図及び第１２図は、それぞれ本発明の更にその他
の実施例の側面図及び磁気回路構成を示す部分断面図で
＃）シ、５２〜５２″はアルミニウム等の非磁性金属又
は合成樹脂等の非磁性体の支持体、５５〜５５”、５５
ａ　−５５ａ”、５３６〜５５ｂ”　ハ永久ａ１石（以
下磁石と略す）であシ、他の第９図、第１０図と同一符
号は同一部分を表わしている。

本実施例は第１１図及び第１２図に示すように、磁気回
路を磁気回路ハウジング３９に固定された上、下ヨーク
５７’　、３７、該上、下ヨーク３７’　、３７に固定
された磁石５６ａ’、５６ｂ’、３６ａ、５６６、　　
及ヒ１ｍ気回路ハウジング６９に固定された非磁性体の
支持体５２〜５２”によって支持された磁石５５ａ　〜
５５ａ”。

５５６〜５３＆”によ多構成したものである。即ち、本
実施例は非磁性体の支持体によシ、磁石５５α〜５５ａ
”５３ｂ〜５５ｈ”を支持するようにしたものであるか
ら漏れ磁束を少なくすることができ、従って前述した実
施例に比べて位置決めの際、東に大きなトルクを得るこ
とができる。

同、互いに対向する磁極はｙ、ｓの異極に着磁され、コ
イル３５〜５５”’の移動方向に隣接する磁極もＮ、Ｓ
の異極となるように配置されている。

以上説明したように、本発明は、軸方向端部に設けられ
た永久磁石（実施例に於いては磁石１６ａ。

１６ａ’　、１６ｂ、１６ｂ’　、５６ａ、５６ａ’　
、５６ｈ、５６ｈ’）　、該永久磁石間に設けられた偏
平な磁性体（１！施例に於いてはヨーク６８〜３８”）
又は永久磁石から成る磁気回路　−の空隙に、偏平なコ
イルを支持したコイル支持体を挿入し、該コイル支持体
を係合し声揺動体を、固定軸に複数個配設したものであ
るから、空間実装密度を極めて高くすることができる利
点があると共に、軸長を必要最小限にすることができる
ので、系の剛性を高くし、振動の相互干渉の度合を小さ
くすることができ、従って位置決め精度を高くすること
ができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ異なる従来例の構成図、第３
図、第４図、第５図はそれぞれ本発明の一実施例の側面
図、上面図、要部断面図、第６図は振動の相互干渉特性
図、第７図及び第８図はそれぞれ本発明の他の実施例の
側面図及び要部断面図、第９図及び第１０図は本発明の
その他の実施例の側面図及び要部断面図、第１１図及び
第１２図は本発明の更にその他の実施例の側面図及び要
部断面図である。１．１’、６．１０．３０は固定軸、２．２′はアクチ
ェエータ、６はディスク、４は磁気ヘッド、５はペース
、７．７’、１３．１３’、３３〜５５１１′はへラド
アーム、８．８’　、１５゜１５’　、５５〜５５”は
コイル、９，１６．１６’、１６ａ−１６ｄ、１６ａ’
−１６ｄ’　、５６ａ、３６ａ’　、３６６．５６６’
　、５１−５１　”、５１（Ｅ　〜５１ｇ”。５１６〜５１６”、５５〜５３”、５５ａ　〜５３ｇ”
、５３６−５５ｂ　”は磁石、１１．１１’、３１〜ｙ
、１１ＩＩはロータリキャリッジ、１２．１２’、５２
〜５２”’は軸受、１４．１４’、３４〜３４”’はコ
イル支持体、１７．１７’　、１８，５７，３７’　、
５８〜３８”、５０〜５０″はヨーク、１９．５９は磁
気回路）１ウジング、２０．４０は連結板、２１．４１
はサブペース、２２　、４２はプリロードばね、２３　
、４３〜４５１′はスペーサ、２４はボルト、２５．２
５’、２６．２６’はストッパ機構組立体、５２〜５２
″は非磁性体の支持体でおる。特許出願人　日本電信電話公社代理人　弁理士　玉蟲久五部　（外３名）第４図第５１第　６　図第８配

Claims

【特許請求の範囲】１、　固定軸に回転可能に支持された複数のローｐ　リ
ギヤリツジと、該ロータリキャリッジに固定され、且つ
それぞれ反対方向に突出し、先端に磁気ヘッドを設けた
ヘッドアーム及び偏平なコイルを支持したコイル支持体
と、前記；イルとそれぞれ軸方向に空隙を介して対向配
置され、軸方向端部には少なくとも永久磁石を設け、前
記コイル間には偏平な磁性体又は永久磁石を設け、前記
永久磁石の磁極を前記固定軸の中心を中心とした円周方
向及び軸方向にはそれぞれ異極とした磁気回路とを備え
たことを特徴とする揺動アクチェエータ。２　前記コイル間の永久磁石は非磁性体の支持体に固定
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の揺
動アクチェエータ。