JPS62175972A - リニアアクチユエ−タ組立体 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置用のＩＪ　ニアアク・チ嘉
エータ組立体に係り、特に高精度高速位置決めに好適な
リニアアクチェエータ組立体に関゛する。

〔発明の背景〕

近年の磁気ディスク装置においては、近年高密度化高速
化への要求が高まっている。磁気ヘッドの高ｆｆ！位置
決めは高密度記録化への要点であり°。

このため磁気ディスク用アクチ瓢エータの振動。

は低く押える必要がある。それにはアクチーエータ夕の
位置決め方向の剛性を高め、駆動手段より発生する力を
キャリッジを介して磁気ヘッド−１′。

に損失なく伝達することが効果的である。また高速位置
決めＫはアクチーエータが軽い程有利であり、さらに駆
動エネルギも犬となるため。

アクチュエータ全体の放熱性を高め、熱によるアクチュ
エータの変形等を防止する必要がある。

これら数多くの要求を満たすため、従来種々の提案がな
されてきた。これには、公知例として例えばＵＳＰ４，
１４４，４６６　　号公報記載の技術がある。

これは、力の伝達、軽量化の点で現在実用化されている
磁気ディスクｉｆ用アクチュエータとしては曖高級の１
能を有している。しかしさらに高速化が要求された場合
には力の伝達および゛　　耐熱特性に無理が生ずる。す
なわち、駆動手段とキャリッジの力の伝達経路χ見ると
、円筒形の駆動用コイルから十字型のリブ状キャリッジ
を介して磁気ヘッド保持器に力を伝えているが、円筒形
から十字形へと急激に断面積が変化する形状であるので
、その継接部に曲げ応力などの力のロス音生じ、機械的
な振＠特性を悪化させ旙ため高速位ｌｆ決め後の位置決
め種度が低下してしまう。またさらに高速化された場合
、円筒形コイルと十字形キャリッジとの接触面積が小さ
く、熱が伝わりに（いので、コイル部が高温になり破損
する危険性も高い 〔発明の目的〕 本発明の目的は、高速高精度な位置決めを可能とする磁
気ディスク用リニアアクチュエータを提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

ＩＪ　ニアアクチュエータでは一般に駆動力の伝達は、
キャリッジ内部を伝わる音の下記波動方程式（１）に従
う。

ここでＸは位置決め方向１ｃ溢って設定したキャリッジ
内の位置座標、Ｕはキャリッジ内の任意の点Ｘの弾性変
位、ｔは時間、Ｅはキャリッジの弾性係数、ρはキャリ
ッジの密度である。

式（１）を解（と ８′なる。ここでｔはキャリッジの全長である。

式（２）からもわかるようにキャリッジの弾性変形は共
振周波数ｆ　−−・、−１５１式を有する。ここでａｔ はキャリクジ内部の音速で である。

磁気ディスク装置においては伍気ヘッドヲ位置決め優、
所定の位置データトラックに対し磁気ヘッドを高精度に
追従させるために、［効力に対してフィードバック制御
をかけているので１駆動力は時間に関する複雑な関数で
ある。これは時間に関する高調波成分を有するため（２
）式の共振周波数と駆動力の高Ａ波成分の周波数が一致
してキャリッジが弾性的に共振し、位置決め消夏を低下
させてしまう。このため（３１式によって与えられるキ
ャリッジの共振周波数はできるだけ高（することか望ま
しい。（３）式と１４）式からキャリッジの共儂周彼数
は 宅与えられる。以上はキャリッジの断面が一様′である
場合であり、一般的には ｆ±−ｇ　　　　　　　　　・・・（６１式トナル。為
はキャリッジを等価バネに置き換えた場合の等価バネ定
数１ｍはキャリッジの質量である。すなわちキャリッジ
の等価バネ定数４を高めることが高精度位置決めの要と
なる。４が最も高いのはキャリッジの断面が一様であり
力の伝達がΦヤリツジの引張り、圧縮の内部応力のみで
伝わる場合である。しかし、実際には駆動手段の形状と
磁気ヘッド保持器の形状は異なるので１様、ｆｒ、ｉｎ
とするのは困雌である。言い換えればキャリッジの役割
は、断面形状の異なる駆動手段と磁気ヘッド保持器間の
力のなかだちであり、駆動手段から発生した力を裁埋な
く磁気ヘッドに伝えることにある。この意味からキャリ
ッジ内部の力の伝達経路はなめらかであることが望まし
く、例えば第２図に示す様なボイスコイル４を介する、
駆動手段５の駆動カフが、キャリクジ３をたわませるよ
うな材料的な曲げを言む力の伝達より、第３図に示す様
な駆動カフが磁気ヘッド１に面層伝達されるなめらかな
力の伝達経路とし、なるべくキャリッジ部材内部の引張
り圧縮応力のみで力を伝達するほうが良い。、駆動手段
としては１般にボイスコイルモータが使用されるので力
の元生部はコイルの形をしだ管穀状であり、従ってこれ
を受けるキャリッジもコイル形状に合わせた管穀状にす
ることが望ましい。しかし磁気ヘッド保持器は複数の磁
気ヘッドを有するため通常長方形断面であり、磁気ヘッ
ド保持器と締結するキャリッジの他端は、なるべ（保持
器の長方形断面の全域にわたって接する断面形状とし、
かつその中間部に於て急激な断面形状あるいは力の伝達
経路の変化がないことが好ましい。

従ってキャリッジを多重管殻構造とし、そのうちひとつ
の−ｅｔｗ＆と駆動用コイルの形状を同じ（シ、かつ他
のｆ穀が磁気ヘッド保持器と効率良く力の伝達を行なえ
る様な形状として両者をキャリッジのほぼ全域にわたり
リプで継接することにより、上記の要求を満たすことが
できる。

またこの様な構造にすれば駆動用コイルとキャリッジと
の接触面積は最大となり駆動用コイルで発生した熱はす
みやかにキャリッジに伝４されるうえ、キャリッジ自体
の方熱面積も非常に大きいため、熱による駆動用コイル
の破損あるいはキャリッジの変形を防止することができ
る。

同じ断面積の例えば円・ｇと比較してみると、多重管の
ほうが放熱面積が２倍以上も太き（、しかも重電は同じ
であるので高速位置決めに好適となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例２第３図により説明する。リニ
アアクチコエータ組立体のキャリッジ３は、薄肉の第１
０雪穀５ｂと第２０管穀３４が同心円管構造に組立てら
れており、・Ｕ穀５ｂの１４は全面が駆動用ボイスコイ
ル４と接着しである。また管穀３ｂと３ａとはキャリッ
ジ３の全長にわたり４　ＩｒＭの薄肉リプ３Ｃにて接合
されており、全体でキャリッジ３の構造ｆｔ成す。

尚、キャリッジ６はアルミ押出成形により１体成形され
たものである。キャリッジ３の側面には案内手段である
軸受６が計８個配されており、ガイドノール８に涜って
キャリッジ３を案内可能に支持している。ボイスコイル
４は第３図では省略しであるが、磁気回路の磁束発生部
に挿入されローレンツ力にてキャリッジ５を駆動する。

キャリッジ６の他端には磁気ヘッド１を保持固定した保
持器２が締結ボルト９ａ、９ｂにて４ケ所締結すれてい
る。ここでボルト９８は保持器２とキャリッジ３の第１
０管穀３ｂを、ポル）９ｂは保持器２とキャリッジ３の
第２０管殺５ａをそれぞれ締結している。

ボイスコイル４にて発生した位置決めＩｎ−力は、まず
ボイスコイル４と同じ形状をした第１０管穀３ｂに引張
圧縮力として伝わり、この力は４枚の薄肉リプ３Ｃによ
りキャリッジの１端から他端へ伝達される間にゆるやか
に広がり第２０管穀５ａへと伝わる。従ってキャリッジ
３と保持器２を締結する端面では駆動力が断面全体にほ
ぼ均等に分布するので、保持器２の背面を駆動力が１様
に押しまたは引く様に作用する。

このためアクチェエータを構成するどの部材にも圧縮力
と引張り力以外の力は働かず、アクチェエータ組立体の
機械的共撮周ｉａが高くなる。

また本実施例ではキャリッジ３が円管構造でありボイス
コイルとキャリッジ３の接触面が最大となるのでキャリ
ッジ３への熱伝導性が良好である。さらに２重用ｆ４１
１造のうえ多数のリプな有するので放熱面積が大きく、
ボイスコイル４にて発生した熱をすみやかに奪い取って
周囲の空気に放熱する。不実ｍ例に於てはキャリッジ３
０部材にアルミ押出成形品を使用していることから生産
性が高く、かつ肉厚１鵡以下の薄肉化がｏＴ能であるの
でアクチュエータを大巾に軽量化できる。

なお、リプ３Ｃは基本的にキャリッジの全長に設けるの
が望ましいが第４図、のように、力の伝達経路７ｆｔさ
またげない範囲で肉抜き１１′等をほどこせばさらにｓ
ｉｔ化がＯＴ能である。

〔発明の効果〕

本発明によればアクチェエータの駆動力を部材の曲げ、
ねじり等の損失な（磁気ヘッドに伝達することができる
ので高精度な位置決めが可能になる。また放熱性が良好
でかつ：軽量なリニアアクチェエータとなるので、その
結果高速位置決めが容易になる。従って高速、蛎哨度な
磁気ディスク用リニアアクチェエータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるリニアアクチェエータの組立体の
一実施例を示す図であり、第２図は駆動力の伝達特性が
悪いアクチェエータの例を示す図、第５図は同じく良好
なアクチュエータの例をボす図、第４図は第３図のリニ
アアクチェエータの縦断面図であり、リプの１部に肉抜
きをほどこしている例を示す図である。 １・・・磁気ヘッド、２・・・保持器、３・・・キャリ
ッジ、５ａ・・・第２０管穀、５ｂ・・・第１の管穀、
３Ｃ・・・薄肉リプ、４・・・駆動用ボイスコイル、５
・・・駆助手段、６・・・案内用軸受、７・・・力の伝
達経路、８・・・ガイドレール、９ａ、９ｂ・・・ボル
ト、１０・・・ガイドレール用プａツク、１１・・・肉
抜き。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ディスク上の情報の記録及び再生を行なう磁
   気ヘッド群と、該磁気ヘッド群を移動させる駆動力を発
   生する駆動力発生手段と、該駆動力発生手段から発生し
   た駆動力を磁気ヘッド群に伝達する駆動力伝達手段とを
   備えるリニアアクチュエータ組立体において、 前記駆動力発生手段が、前記駆動力発生手段と連結され
   、該駆動力を磁気ディスク面へ平行な方向へ伝える第１
   の部材と、前記磁気ヘッドに連結され、前記第１の部材
   からの駆動力を磁気ヘッド群の水平重点位置に伝達する
   第２の部材とを含むことを特徴とするリニアアクチュエ
   ータ組立体。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のリニアモータアクチ
   ュエータにおいて、前記駆動力発生手段が円筒形状のコ
   イルボビンを含み、前記第１の部材が該コイルボビンの
   円周縁と円周部が接合された円筒形状であり、前記第２
   部材が、第１の部材と同心円の円筒形状であることを特
   徴とするリニアアクチュエータ組体立。