JP2000067539A - 統合型マイクロアクチュエ―タ - Google Patents
統合型マイクロアクチュエ―タInfo
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- JP2000067539A JP2000067539A JP11216665A JP21666599A JP2000067539A JP 2000067539 A JP2000067539 A JP 2000067539A JP 11216665 A JP11216665 A JP 11216665A JP 21666599 A JP21666599 A JP 21666599A JP 2000067539 A JP2000067539 A JP 2000067539A
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- G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
- G11B21/02—Driving or moving of heads
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/002—Electrostatic motors
- H02N1/006—Electrostatic motors of the gap-closing type
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のマイクロアクチュエータの欠点を克服
する。 【解決手段】 マイクロアクチュエータはモータ要素と
円形構造を有するアクチュエータ要素と伝達構造とを具
備する。モータ要素は固定子とこの固定子に容量的に接
続された回転子とを有する。伝達構造はモータ要素とア
クチュエータ要素との間に配置され、モータ要素の回転
運動をアクチュエータ要素の対応する回転運動に伝達す
る。特に伝達構造は互いに同一形状の一対の伝達アーム
を具備する。これら伝達アームはマイクロアクチュエー
タの対称軸線に対して対称に配設される。さらに伝達ア
ームは回転子の直径方向両側からアクチュエータ要素の
直径方向両側へと延びる。
する。 【解決手段】 マイクロアクチュエータはモータ要素と
円形構造を有するアクチュエータ要素と伝達構造とを具
備する。モータ要素は固定子とこの固定子に容量的に接
続された回転子とを有する。伝達構造はモータ要素とア
クチュエータ要素との間に配置され、モータ要素の回転
運動をアクチュエータ要素の対応する回転運動に伝達す
る。特に伝達構造は互いに同一形状の一対の伝達アーム
を具備する。これら伝達アームはマイクロアクチュエー
タの対称軸線に対して対称に配設される。さらに伝達ア
ームは回転子の直径方向両側からアクチュエータ要素の
直径方向両側へと延びる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遠隔操作される統合
型マイクロアクチュエータに関する。特に本発明の統合
型マイクロアクチュエータはハードディスクの読み/書
き変換器を作動させるために使用されるのに有利である
が、そのためだけに使用されるわけではなく、以下の説
明が一般性を失うことのない明確な参照となる。
型マイクロアクチュエータに関する。特に本発明の統合
型マイクロアクチュエータはハードディスクの読み/書
き変換器を作動させるために使用されるのに有利である
が、そのためだけに使用されるわけではなく、以下の説
明が一般性を失うことのない明確な参照となる。
【0002】
【従来の技術】近年、公知なように読込まれる又は書込
まれるハードディスクに対する読み/書きヘッドの位置
を精密に制御するために二つの作動段階を備えたハード
ディスク作動装置が提案されている。図1および図2に
二つの作動段階を備えた公知のハードディスク作動装置
の一例を概略的に示した。詳細には図1のハードディス
ク作動装置1はモータ(ボイスコイルモータ[voice co
il moter]とも呼ばれる)2を有する。このモータ2に
は薄板で形成された少なくとも一つの懸垂装置5が突き
出るように固定される。懸垂装置5はその自由端にR/
W(読み/書き)変換器6を有する(図2参照)。R/
W変換器6はスライダと呼ばれ、(作動状態において)
ハードディスク7の表面と対面するよう配置される。ま
たR/W変換器6はマイクロアクチュエータ9を介して
ジンバル8と呼ばれる連結部に堅固に接続される。なお
マイクロアクチュエータ9はジンバル8とR/W変換器
6との間に配置されている。またR/W変換器6はセラ
ミック材料(例えばAlTiC )からなる本体で形成され
る。さらにR/W変換器6はその一方の側面に読み/書
きヘッド10(磁気抵抗および磁気誘導)を有する。こ
の読み/書きヘッド10は適切な読み/書き装置を形成
する。
まれるハードディスクに対する読み/書きヘッドの位置
を精密に制御するために二つの作動段階を備えたハード
ディスク作動装置が提案されている。図1および図2に
二つの作動段階を備えた公知のハードディスク作動装置
の一例を概略的に示した。詳細には図1のハードディス
ク作動装置1はモータ(ボイスコイルモータ[voice co
il moter]とも呼ばれる)2を有する。このモータ2に
は薄板で形成された少なくとも一つの懸垂装置5が突き
出るように固定される。懸垂装置5はその自由端にR/
W(読み/書き)変換器6を有する(図2参照)。R/
W変換器6はスライダと呼ばれ、(作動状態において)
ハードディスク7の表面と対面するよう配置される。ま
たR/W変換器6はマイクロアクチュエータ9を介して
ジンバル8と呼ばれる連結部に堅固に接続される。なお
マイクロアクチュエータ9はジンバル8とR/W変換器
6との間に配置されている。またR/W変換器6はセラ
ミック材料(例えばAlTiC )からなる本体で形成され
る。さらにR/W変換器6はその一方の側面に読み/書
きヘッド10(磁気抵抗および磁気誘導)を有する。こ
の読み/書きヘッド10は適切な読み/書き装置を形成
する。
【0003】ハードディスク作動装置1における第一の
作動段階はモータ2により実行される。すなわちモータ
2はトラックを探す間において懸垂装置5およびR/W
変換器6により形成されたユニットをハードディスク7
を横断するように移動する。また第二の作動段階はマイ
クロアクチュエータ9により実行される。すなわちマイ
クロアクチュエータ9はトラッキングの間において最終
的にR/W変換器6の位置を制御する。
作動段階はモータ2により実行される。すなわちモータ
2はトラックを探す間において懸垂装置5およびR/W
変換器6により形成されたユニットをハードディスク7
を横断するように移動する。また第二の作動段階はマイ
クロアクチュエータ9により実行される。すなわちマイ
クロアクチュエータ9はトラッキングの間において最終
的にR/W変換器6の位置を制御する。
【0004】回転静電タイプのマイクロアクチュエータ
9の実施例を図3に概略的に示した。ここでのマイクロ
アクチュエータ9は軸線方向に対称的であるものとして
部分的にしか図示されていない。マイクロアクチュエー
タ9は該マイクロアクチュエータ9を収容する型と統合
され且つジンバル8に固着された固定子17と、R/W
変換器6に固着され且つ固定子17に容量的に接続され
た回転子11とを具備する。
9の実施例を図3に概略的に示した。ここでのマイクロ
アクチュエータ9は軸線方向に対称的であるものとして
部分的にしか図示されていない。マイクロアクチュエー
タ9は該マイクロアクチュエータ9を収容する型と統合
され且つジンバル8に固着された固定子17と、R/W
変換器6に固着され且つ固定子17に容量的に接続され
た回転子11とを具備する。
【0005】回転子11は実質的に円形の懸垂本体12
と該懸垂本体12から径方向外方へ延びる複数の可動ア
ーム13とを具備する。各可動アーム13は互いに実質
的に等間隔を開けて周方向に延びる複数の可動電極14
を有する。さらに回転子11は固定・弾性懸垂要素(ば
ね15)を具備する。この固定・弾性懸垂要素は固定域
16を介して回転子11を支持し且つ付勢する。
と該懸垂本体12から径方向外方へ延びる複数の可動ア
ーム13とを具備する。各可動アーム13は互いに実質
的に等間隔を開けて周方向に延びる複数の可動電極14
を有する。さらに回転子11は固定・弾性懸垂要素(ば
ね15)を具備する。この固定・弾性懸垂要素は固定域
16を介して回転子11を支持し且つ付勢する。
【0006】固定子17は径方向に延びる複数の固定ア
ーム18a、18bを具備する。各固定アーム18a、
18bは複数の固定電極19を保持する。特に固定アー
ム18aと固定アーム18bとにより形成された一対の
固定アームは各可動アーム13に対応する。各対の固定
アーム18a、18bの固定電極19は対応の可動アー
ム13に向かって延び、可動電極14に差し込まれ又は
挟みこまれる。また固定アーム18aは全て各可動アー
ム13に対して同じ側に配置され(図示した実施例では
右側)、バイアス領域20aを介して同じ電位にバイア
スされる。同様に固定アーム18bは全て各可動アーム
13に対して別の側に配置され(図示した実施例では左
側)、バイアス領域20bを介して同じ電位にバイアス
される。
ーム18a、18bを具備する。各固定アーム18a、
18bは複数の固定電極19を保持する。特に固定アー
ム18aと固定アーム18bとにより形成された一対の
固定アームは各可動アーム13に対応する。各対の固定
アーム18a、18bの固定電極19は対応の可動アー
ム13に向かって延び、可動電極14に差し込まれ又は
挟みこまれる。また固定アーム18aは全て各可動アー
ム13に対して同じ側に配置され(図示した実施例では
右側)、バイアス領域20aを介して同じ電位にバイア
スされる。同様に固定アーム18bは全て各可動アーム
13に対して別の側に配置され(図示した実施例では左
側)、バイアス領域20bを介して同じ電位にバイアス
される。
【0007】固定アーム18aと固定アーム18bとは
異なる電位でバイアスされ、可動アーム13に対して二
つの異なる電位差を発生させ、これにより回転子11が
両方向に回転せしめられる。
異なる電位でバイアスされ、可動アーム13に対して二
つの異なる電位差を発生させ、これにより回転子11が
両方向に回転せしめられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図2に示
した公知の構成には幾つかの欠点がある。
した公知の構成には幾つかの欠点がある。
【0009】マイクロアクチュエータ9はR/W変換器
がハードディスク7に衝突すると強烈な機械的応力を受
け、これによりマイクロアクチュエータ9が損傷してし
まう。
がハードディスク7に衝突すると強烈な機械的応力を受
け、これによりマイクロアクチュエータ9が損傷してし
まう。
【0010】またマイクロアクチュエータ9は外気にさ
らされるので環境に存在する外塵から保護されておら
ず、このことによりマイクロアクチュエータ9の十分な
作動が危険にさらされる。
らされるので環境に存在する外塵から保護されておら
ず、このことによりマイクロアクチュエータ9の十分な
作動が危険にさらされる。
【0011】さらにR/W変換器6を所望しただけ移動
するためのマイクロアクチュエータ9に供給されるバイ
アスボルト数は80ボルト程度と比較的高く、R/W変
換器6に静電気的な干渉を引き起こす可能性がある。
するためのマイクロアクチュエータ9に供給されるバイ
アスボルト数は80ボルト程度と比較的高く、R/W変
換器6に静電気的な干渉を引き起こす可能性がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の目的は従
来のマイクロアクチュエータの欠点を克服する統合型マ
イクロアクチュエータを提供することにある。
来のマイクロアクチュエータの欠点を克服する統合型マ
イクロアクチュエータを提供することにある。
【0013】本発明は往復動するように連結された固定
子要素と回転子要素とを有するモータ要素を具備する統
合型マイクロアクチュエータであって、別体のアクチュ
エータ要素と、前記モータ要素と前記アクチュエータ要
素との間に配置された伝達構造とを具備し、前記伝達構
造は前記モータ要素の運動を前記アクチュエータ要素の
対応した運動に伝達する統合型マイクロアクチュエータ
を提供する。
子要素と回転子要素とを有するモータ要素を具備する統
合型マイクロアクチュエータであって、別体のアクチュ
エータ要素と、前記モータ要素と前記アクチュエータ要
素との間に配置された伝達構造とを具備し、前記伝達構
造は前記モータ要素の運動を前記アクチュエータ要素の
対応した運動に伝達する統合型マイクロアクチュエータ
を提供する。
【0014】以下、本発明を理解するために添付図面を
参照して幾つかの好適実施例を説明する。しかしながら
これら実施例は本発明を限定するものではない。
参照して幾つかの好適実施例を説明する。しかしながら
これら実施例は本発明を限定するものではない。
【0015】
【発明の実施の形態】図4にマイクロアクチュエータの
全体を参照番号30で示した。マイクロアクチュエータ
30はジンバル8(図2参照)に堅固に接続された型3
1に統合される。またマイクロアクチュエータ30は回
転タイプのモータ要素32と、このモータ要素32から
間を開け且つR/W変換器6(図2参照)が堅固に固定
されるアクチュエータ要素34と、モータ要素32とア
クチュエータ要素34との間に配置される伝達構造36
とを具備する。伝達構造36はモータ要素32の回転運
動をアクチュエータ要素34およびこのアクチュエータ
要素34に固定されたR/W変換器6に伝達する。なお
マイクロアクチュエータ30はモータ要素32とアクチ
ュエータ要素34との中心を通る軸線Aに対して対称で
ある。
全体を参照番号30で示した。マイクロアクチュエータ
30はジンバル8(図2参照)に堅固に接続された型3
1に統合される。またマイクロアクチュエータ30は回
転タイプのモータ要素32と、このモータ要素32から
間を開け且つR/W変換器6(図2参照)が堅固に固定
されるアクチュエータ要素34と、モータ要素32とア
クチュエータ要素34との間に配置される伝達構造36
とを具備する。伝達構造36はモータ要素32の回転運
動をアクチュエータ要素34およびこのアクチュエータ
要素34に固定されたR/W変換器6に伝達する。なお
マイクロアクチュエータ30はモータ要素32とアクチ
ュエータ要素34との中心を通る軸線Aに対して対称で
ある。
【0016】特にモータ要素32は型31と統合される
内側の固定子38と外側の回転子40とを具備する。回
転子40は固定子38に容量的に接続される。また回転
子40は伝達構造36を介してアクチュエータ要素34
に接続される。
内側の固定子38と外側の回転子40とを具備する。回
転子40は固定子38に容量的に接続される。また回転
子40は伝達構造36を介してアクチュエータ要素34
に接続される。
【0017】回転子40は懸垂本体42を具備する。懸
垂本体42はモータ要素32の外側の境界を定める外側
環状域44と、この外側環状域44の内側に同軸に配設
される内側円形域46と、これら外側環状域44と内側
円形域46とを接続する二対の径方向に延びるアーム
(以下、径方向アーム)48a、48bとを有する。径
方向アーム48a、48bは互いに等角度を開けて懸垂
される。
垂本体42はモータ要素32の外側の境界を定める外側
環状域44と、この外側環状域44の内側に同軸に配設
される内側円形域46と、これら外側環状域44と内側
円形域46とを接続する二対の径方向に延びるアーム
(以下、径方向アーム)48a、48bとを有する。径
方向アーム48a、48bは互いに等角度を開けて懸垂
される。
【0018】特に中心から両側に一列に並べられた二つ
の径方向アーム48aは外側環状域44を越えて停止部
49の間に突出し、回転子40と固定子38とをショー
トさせてしまう回転子40の過度の回転を防止する役目
を果たす。
の径方向アーム48aは外側環状域44を越えて停止部
49の間に突出し、回転子40と固定子38とをショー
トさせてしまう回転子40の過度の回転を防止する役目
を果たす。
【0019】さらに回転子40は複数の可動アーム52
を具備する。この可動アーム52は懸垂本体42の外側
環状域44から内側円形域46に向かって内側円形域4
6近傍まで径方向に延びる。各可動アーム52は可動電
極54を形成する延設された複数の突出部を有する。可
動電極54は全て各可動アーム52の片側に配設され、
可動アーム52に沿って等間隔だけ離間して実質的に周
方向に延びる。
を具備する。この可動アーム52は懸垂本体42の外側
環状域44から内側円形域46に向かって内側円形域4
6近傍まで径方向に延びる。各可動アーム52は可動電
極54を形成する延設された複数の突出部を有する。可
動電極54は全て各可動アーム52の片側に配設され、
可動アーム52に沿って等間隔だけ離間して実質的に周
方向に延びる。
【0020】さらに内側円形域46は実質的に十字形状
で且つ内側円形域46と同軸な貫通開口56を有する。
内側円形域46の内側、すなわち貫通開口56の内側に
は四つの固定・弾性懸垂要素58が配設される。これら
固定・弾性懸垂要素58は内側円形域46を貫通開口5
6の中心に配設された固定域60に弾性的に接続する。
で且つ内側円形域46と同軸な貫通開口56を有する。
内側円形域46の内側、すなわち貫通開口56の内側に
は四つの固定・弾性懸垂要素58が配設される。これら
固定・弾性懸垂要素58は内側円形域46を貫通開口5
6の中心に配設された固定域60に弾性的に接続する。
【0021】固定子38は懸垂本体42の内側円形域4
6と可動アーム52の自由端との間にリング状に配設さ
れた四つの扇形域62を有する。各扇形域62は隣接し
た径方向アーム48aと径方向アーム48bとの対の間
に延設される。
6と可動アーム52の自由端との間にリング状に配設さ
れた四つの扇形域62を有する。各扇形域62は隣接し
た径方向アーム48aと径方向アーム48bとの対の間
に延設される。
【0022】さらに固定子38は複数の固定アーム64
を具備する。これら固定アーム64は扇形域62から懸
垂本体42の外側環状域44に向かって径方向に延び、
それぞれが各可動アーム52に対面する。
を具備する。これら固定アーム64は扇形域62から懸
垂本体42の外側環状域44に向かって径方向に延び、
それぞれが各可動アーム52に対面する。
【0023】各固定アーム64は固定電極66を形成す
る延設された複数の突出部を有する。固定電極66は各
可動アーム52に向かって実質的に周方向に延び、各可
動アーム52の可動電極54間に差し込まれ又は挟みこ
まれる。
る延設された複数の突出部を有する。固定電極66は各
可動アーム52に向かって実質的に周方向に延び、各可
動アーム52の可動電極54間に差し込まれ又は挟みこ
まれる。
【0024】アクチュエータ要素34は中央開口72を
有する実質的に円形な懸垂本体70を具備する。中央開
口72は実質的に十字形状であり、懸垂本体70と同軸
である。四つの固定・弾性懸垂要素74が中央開口72
内に配設され、懸垂本体70を中央開口72の中央に配
設された固定域76に弾性的に接続する。
有する実質的に円形な懸垂本体70を具備する。中央開
口72は実質的に十字形状であり、懸垂本体70と同軸
である。四つの固定・弾性懸垂要素74が中央開口72
内に配設され、懸垂本体70を中央開口72の中央に配
設された固定域76に弾性的に接続する。
【0025】外側環状域44、内側円形域46、回転子
40の径方向アーム48a、48b、固定アーム64お
よび可動アーム52の一部および固定子38の懸垂本体
70は複数の貫通孔78を有する。その例としてその幾
つかのみを図面に示したが、この目的はマイクロアクチ
ュエータを組み立てる際に犠牲層の取り外しを可能にす
ることにある。
40の径方向アーム48a、48b、固定アーム64お
よび可動アーム52の一部および固定子38の懸垂本体
70は複数の貫通孔78を有する。その例としてその幾
つかのみを図面に示したが、この目的はマイクロアクチ
ュエータを組み立てる際に犠牲層の取り外しを可能にす
ることにある。
【0026】図4に示したように伝達構造36は互いに
同じ形状の第一伝達アーム80と第二伝達アーム81と
を具備する。これら伝達アーム80、81はモータ要素
32とアクチュエータ要素34との間で延び、軸線Aに
対して対称的に両側に配置される。またこれら伝達アー
ム80および81は回転子40の外側環状域44を概ね
二本のアーム48aのところから懸垂本体70の直径方
向において両側の二つの領域84に接続する。
同じ形状の第一伝達アーム80と第二伝達アーム81と
を具備する。これら伝達アーム80、81はモータ要素
32とアクチュエータ要素34との間で延び、軸線Aに
対して対称的に両側に配置される。またこれら伝達アー
ム80および81は回転子40の外側環状域44を概ね
二本のアーム48aのところから懸垂本体70の直径方
向において両側の二つの領域84に接続する。
【0027】好ましくはマイクロアクチュエータは以下
のような寸法である。すなわちモータ要素32の直径は
1.6 〜1.8mm であり、アクチュエータ要素34の直径は
0.7〜0.9mm であり、モータ要素32とアクチュエータ
要素34との間の距離は0.2〜0.4mm であり、そして伝
達アーム80、81の幅は50〜100 μm である。
のような寸法である。すなわちモータ要素32の直径は
1.6 〜1.8mm であり、アクチュエータ要素34の直径は
0.7〜0.9mm であり、モータ要素32とアクチュエータ
要素34との間の距離は0.2〜0.4mm であり、そして伝
達アーム80、81の幅は50〜100 μm である。
【0028】第一伝達アーム80および第二伝達アーム
81は回転子40の回転運動をアクチュエータ要素34
と該アクチュエータ要素34に堅固に固定されたR/W
変換器6に伝達する。特にアクチュエータ要素34は回
転子40と同じ方向に回転する。
81は回転子40の回転運動をアクチュエータ要素34
と該アクチュエータ要素34に堅固に固定されたR/W
変換器6に伝達する。特にアクチュエータ要素34は回
転子40と同じ方向に回転する。
【0029】図5には本発明の第二実施例のマイクロア
クチュエータ30aを示した。マイクロアクチュエータ
30aはマイクロアクチュエータ30のものと同一であ
るので同じ参照番号で示したモータ要素32とアクチュ
エータ要素34とを具備し、さらにフォーク形状の伝達
構造36aを有する。詳細には伝達構造36aは直線状
で互いに平行な第三伝達アーム86および第四伝達アー
ム88とT形状の第五アーム92とを具備する。第三伝
達アーム86および第四伝達アーム88は軸線Aに対し
て対称に配設され、回転子40の外側環状域44の互い
に隣接した部分90からアクチュエータ要素34に向か
って延びる。第五アーム92は第三伝達アーム86と第
四伝達アーム88との間にこれらアームに対して垂直に
延びる第一部分92aと、軸線Aに沿って延び且つ第一
部分92aをアクチュエータ要素34の懸垂本体70に
接続する第二部分92bとを具備する。
クチュエータ30aを示した。マイクロアクチュエータ
30aはマイクロアクチュエータ30のものと同一であ
るので同じ参照番号で示したモータ要素32とアクチュ
エータ要素34とを具備し、さらにフォーク形状の伝達
構造36aを有する。詳細には伝達構造36aは直線状
で互いに平行な第三伝達アーム86および第四伝達アー
ム88とT形状の第五アーム92とを具備する。第三伝
達アーム86および第四伝達アーム88は軸線Aに対し
て対称に配設され、回転子40の外側環状域44の互い
に隣接した部分90からアクチュエータ要素34に向か
って延びる。第五アーム92は第三伝達アーム86と第
四伝達アーム88との間にこれらアームに対して垂直に
延びる第一部分92aと、軸線Aに沿って延び且つ第一
部分92aをアクチュエータ要素34の懸垂本体70に
接続する第二部分92bとを具備する。
【0030】なお図5の実施例のアクチュエータ要素3
4は回転子40とは反対方向に回転する。
4は回転子40とは反対方向に回転する。
【0031】図5のマイクロアクチュエータ30aにお
いて伝達構造36aのフォーク形状は例えばマイクロア
クチュエータ30aを形成する層の製造温度とマイクロ
アクチュエータの作動温度との差から生じるマイクロア
クチュエータ30aの応力を解放できる。
いて伝達構造36aのフォーク形状は例えばマイクロア
クチュエータ30aを形成する層の製造温度とマイクロ
アクチュエータの作動温度との差から生じるマイクロア
クチュエータ30aの応力を解放できる。
【0032】図6には本発明の第三実施例のマイクロア
クチュエータ30bを示した。マイクロアクチュエータ
30bはマイクロアクチュエータ30のものと同一のモ
ータ要素32およびアクチュエータ要素34とを具備
し、さらに伝達構造36bを具備する。伝達構造36b
は第六伝達アーム94を具備する。この第六伝達アーム
94は回転子40の外側環状域44をアクチュエータ要
素34の懸垂本体70に接続し、軸線Aに対して傾いた
方向に延びる。
クチュエータ30bを示した。マイクロアクチュエータ
30bはマイクロアクチュエータ30のものと同一のモ
ータ要素32およびアクチュエータ要素34とを具備
し、さらに伝達構造36bを具備する。伝達構造36b
は第六伝達アーム94を具備する。この第六伝達アーム
94は回転子40の外側環状域44をアクチュエータ要
素34の懸垂本体70に接続し、軸線Aに対して傾いた
方向に延びる。
【0033】図6のマイクロアクチュエータ30bの伝
達アーム94の傾いた形状によれば作動中に伝達アーム
94の断面の全ての点が同じ動きをできる(伝達アーム
80、81および86、88、92の断面の数々の点が
異なる応力を受けるので異なる動きをし、その結果、伝
達アームの変形が生じる図4および図5の実施例とは異
なる。)。こうしてモータ要素32からアクチュエータ
要素34に運動が効率的に伝達される。
達アーム94の傾いた形状によれば作動中に伝達アーム
94の断面の全ての点が同じ動きをできる(伝達アーム
80、81および86、88、92の断面の数々の点が
異なる応力を受けるので異なる動きをし、その結果、伝
達アームの変形が生じる図4および図5の実施例とは異
なる。)。こうしてモータ要素32からアクチュエータ
要素34に運動が効率的に伝達される。
【0034】なお図6の実施例のアクチュエータ要素3
4は回転子40とは反対方向に回転する。
4は回転子40とは反対方向に回転する。
【0035】図7には本発明の第四実施例のマイクロア
クチュエータ30cを示した。マイクロアクチュエータ
30cはリニアタイプのモータ要素132と、アクチュ
エータ要素34と、伝達構造36cとを具備する。アク
チュエータ要素34はマイクロアクチュエータ装置3
0、30aおよび30bのアクチュエータ要素と同一で
あるので同一の参照番号で示した。伝達構造36cはモ
ータ要素132とアクチュエータ要素34との間に配置
され、モータ要素132の直線運動をアクチュエータ要
素34がこれに対応して回転運動するように伝達する。
クチュエータ30cを示した。マイクロアクチュエータ
30cはリニアタイプのモータ要素132と、アクチュ
エータ要素34と、伝達構造36cとを具備する。アク
チュエータ要素34はマイクロアクチュエータ装置3
0、30aおよび30bのアクチュエータ要素と同一で
あるので同一の参照番号で示した。伝達構造36cはモ
ータ要素132とアクチュエータ要素34との間に配置
され、モータ要素132の直線運動をアクチュエータ要
素34がこれに対応して回転運動するように伝達する。
【0036】特にモータ要素132は固定子100と回
転子102とを具備する。回転子102は固定子100
に容量的に接続され、伝達構造36cによりアクチュエ
ータ要素34に接続される。回転子102は矩形の懸垂
本体104と複数の可動アーム106とを有する。これ
ら可動アーム106は懸垂本体104の長手方向に対し
て垂直に懸垂本体104から延びる。図示した実施例で
は可動アーム106は互いに同一の四つの可動アームの
グループを形成し、これらグループは懸垂本体104の
長手側にそれぞれ対になって配置される。
転子102とを具備する。回転子102は固定子100
に容量的に接続され、伝達構造36cによりアクチュエ
ータ要素34に接続される。回転子102は矩形の懸垂
本体104と複数の可動アーム106とを有する。これ
ら可動アーム106は懸垂本体104の長手方向に対し
て垂直に懸垂本体104から延びる。図示した実施例で
は可動アーム106は互いに同一の四つの可動アームの
グループを形成し、これらグループは懸垂本体104の
長手側にそれぞれ対になって配置される。
【0037】さらに回転子102は固定・弾性懸垂要素
108を具備する。この固定・弾性懸垂要素108は懸
垂本体104の両端から延び、回転子102を支持し且
つ付勢する。
108を具備する。この固定・弾性懸垂要素108は懸
垂本体104の両端から延び、回転子102を支持し且
つ付勢する。
【0038】固定子100は懸垂本体104と平行な矩
形の四つの固定域110を具備する。各固定域110は
可動アーム106のグループにそれぞれ対面するように
配設され、複数の固定アーム112を有する。固定アー
ム112は各固定域110の長手方向に対して垂直に延
び、各固定アーム112は各可動アーム106に対面す
るように設けられる。
形の四つの固定域110を具備する。各固定域110は
可動アーム106のグループにそれぞれ対面するように
配設され、複数の固定アーム112を有する。固定アー
ム112は各固定域110の長手方向に対して垂直に延
び、各固定アーム112は各可動アーム106に対面す
るように設けられる。
【0039】伝達構造36cは第七伝達アーム114を
具備する。この第七伝達アーム114は二つの可動アー
ム106のグループの間を懸垂本体104の中央から垂
直に延びる。
具備する。この第七伝達アーム114は二つの可動アー
ム106のグループの間を懸垂本体104の中央から垂
直に延びる。
【0040】回転子102と固定子100との間に適し
た電位差が生じると回転子102は矢印Bの方向に往復
直線運動をする。第七伝達アーム114はモータ要素1
32および回転運動のみを実行できるアクチュエータ要
素34の両方に統合されている。したがって第七伝達ア
ーム114は第七伝達アーム114の必要とされる小さ
な変形を可能にする弾力によりモータ要素132の往復
直線運動がアクチュエータ要素34の往復回転運動にな
るように運動を伝達する。したがってアクチュエータ要
素34に堅固に固定されたR/W変換器6は前述の実施
例のように回転運動する。
た電位差が生じると回転子102は矢印Bの方向に往復
直線運動をする。第七伝達アーム114はモータ要素1
32および回転運動のみを実行できるアクチュエータ要
素34の両方に統合されている。したがって第七伝達ア
ーム114は第七伝達アーム114の必要とされる小さ
な変形を可能にする弾力によりモータ要素132の往復
直線運動がアクチュエータ要素34の往復回転運動にな
るように運動を伝達する。したがってアクチュエータ要
素34に堅固に固定されたR/W変換器6は前述の実施
例のように回転運動する。
【0041】図8には本発明の第五実施例のマイクロア
クチュエータ30dを示した。マイクロアクチュエータ
30dは回転タイプである。マイクロアクチュエータ3
0dはマイクロアクチュエータ30のものと同様のモー
タ要素32とアクチュエータ要素34とを具備し、さら
に伝達構造36dを具備する。伝達構造36dは第八伝
達アーム140aと第九伝達アーム140bとを具備す
る。これら伝達アーム140a、140bは軸線Aに沿
って相互に一列に整列して延びる。またこれら伝達アー
ム140a、140bはヒンジ部分141により型31
に接続される。ヒンジ部分141はこれら伝達アーム1
40a、140bに対して垂直な二つの部分142a、
142bを介して型31に接続される。
クチュエータ30dを示した。マイクロアクチュエータ
30dは回転タイプである。マイクロアクチュエータ3
0dはマイクロアクチュエータ30のものと同様のモー
タ要素32とアクチュエータ要素34とを具備し、さら
に伝達構造36dを具備する。伝達構造36dは第八伝
達アーム140aと第九伝達アーム140bとを具備す
る。これら伝達アーム140a、140bは軸線Aに沿
って相互に一列に整列して延びる。またこれら伝達アー
ム140a、140bはヒンジ部分141により型31
に接続される。ヒンジ部分141はこれら伝達アーム1
40a、140bに対して垂直な二つの部分142a、
142bを介して型31に接続される。
【0042】伝達アーム140a、140bおよび部分
142a、142bは伝達アーム80、81、86、8
8、92、94および114よりも薄い。例えば伝達ア
ーム140a、140bの幅は5〜15μm であり、好適
には10μm である。また各部分142a、142bの長
さは各伝達アーム140a、140bの長さの二倍から
四倍に等しい(したがって0.2 〜0.8mm である)。図8
の実施例のアクチュエータ要素34は回転子40を同じ
方向に回転する。
142a、142bは伝達アーム80、81、86、8
8、92、94および114よりも薄い。例えば伝達ア
ーム140a、140bの幅は5〜15μm であり、好適
には10μm である。また各部分142a、142bの長
さは各伝達アーム140a、140bの長さの二倍から
四倍に等しい(したがって0.2 〜0.8mm である)。図8
の実施例のアクチュエータ要素34は回転子40を同じ
方向に回転する。
【0043】図8のマイクロアクチュエータ30dにお
いて伝達アーム140a、140bの幅が特に狭いので
これら伝達アーム140a、140bにはその断面に沿
って実質的に均一な応力が確実にかかり、同じ断面に属
する全ての点は同じ運動をする。したがってマイクロア
クチュエータ30dの作動に用いられる変形エネルギー
が小さく、伝達効率が良い。さらに部分142a、14
2bの端部を固定することにより全ての懸垂構造(回転
子40、アクチュエータ要素34および伝達構造36
d)を良好に支持できる。さもなければこれら懸垂構造
は固定域60および70でのみで支持されることにな
る。
いて伝達アーム140a、140bの幅が特に狭いので
これら伝達アーム140a、140bにはその断面に沿
って実質的に均一な応力が確実にかかり、同じ断面に属
する全ての点は同じ運動をする。したがってマイクロア
クチュエータ30dの作動に用いられる変形エネルギー
が小さく、伝達効率が良い。さらに部分142a、14
2bの端部を固定することにより全ての懸垂構造(回転
子40、アクチュエータ要素34および伝達構造36
d)を良好に支持できる。さもなければこれら懸垂構造
は固定域60および70でのみで支持されることにな
る。
【0044】上述した装置から得られる利点を以下に説
明する。一つ目の利点はモータ要素32、132とR/
W変換器6とを物理的に分離することによりハードディ
スク7にR/W変換器6が衝突した時にモータ要素3
2、132にかかる物理的な応力が大幅に減少すること
にある。これにより機械的な応力に一般的に反応しづら
くなる。さらにR/W変換器6に対するモータ要素3
2、132の高いバイアス電圧により引き起こされる静
電気的な干渉が非常に小さくなる。
明する。一つ目の利点はモータ要素32、132とR/
W変換器6とを物理的に分離することによりハードディ
スク7にR/W変換器6が衝突した時にモータ要素3
2、132にかかる物理的な応力が大幅に減少すること
にある。これにより機械的な応力に一般的に反応しづら
くなる。さらにR/W変換器6に対するモータ要素3
2、132の高いバイアス電圧により引き起こされる静
電気的な干渉が非常に小さくなる。
【0045】モータ要素32、132とR/W変換器6
との物理的な分離はモータ要素32、132をシールで
き、大気中の汚染粒子またはマイクロアクチュエータの
作動時に発生する汚染粒子やマイクロアクチュエータを
収容する半導体ウェーハの切断時に発生する粒子からモ
ータ要素を保護できる。
との物理的な分離はモータ要素32、132をシールで
き、大気中の汚染粒子またはマイクロアクチュエータの
作動時に発生する汚染粒子やマイクロアクチュエータを
収容する半導体ウェーハの切断時に発生する粒子からモ
ータ要素を保護できる。
【0046】さらに本発明は運動の発生をR/W変換器
の作動から分離でき、これによりこれらの位相や相対的
な構造を互いに独立して最適化できる。
の作動から分離でき、これによりこれらの位相や相対的
な構造を互いに独立して最適化できる。
【0047】最後に本発明の範囲を逸脱することなく説
明し且つ図示したマイクロアクチュエータ30、30
a、30bおよび30cを修正し且つ変更できることは
明らかである。
明し且つ図示したマイクロアクチュエータ30、30
a、30bおよび30cを修正し且つ変更できることは
明らかである。
【図1】公知のタイプのハードディスク用の作動装置の
斜視図である。
斜視図である。
【図2】図1の作動装置のマイクロメータ作動組立体の
分解図である。
分解図である。
【図3】公知のタイプの統合型マイクロアクチュエータ
の概略図である。
の概略図である。
【図4】本発明の第一実施例の統合型マイクロアクチュ
エータの概略図である。
エータの概略図である。
【図5】本発明の第二実施例の統合型マイクロアクチュ
エータの概略図である。
エータの概略図である。
【図6】本発明の第三実施例の統合型マイクロアクチュ
エータの概略図である。
エータの概略図である。
【図7】本発明の第四実施例の統合型マイクロアクチュ
エータの概略図である。
エータの概略図である。
【図8】本発明の第五実施例の統合型マイクロアクチュ
エータの概略図である。
エータの概略図である。
1…ハードディスク作動装置 5…懸架装置 6…R/W変換器 8…ジンバル 9、30…マイクロアクチュエータ 32…モータ要素 34…アクチュエータ要素 36…伝達構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シモーネ サッソリーニ イタリア国,52037 サンセポルクロ,ビ ア マッテオ ディ ジョバーニ,19 (72)発明者 カルロ メネスカルディ イタリア国,20010 ビットゥオーネ,ビ ア 2 ジューニョ,13
Claims (12)
- 【請求項1】 往復動するように連結された固定子要素
(38;100 )と回転子要素(40;102 )とを有するモー
タ要素(32;132 )を具備する統合型マイクロアクチュ
エータ(30;30a ;30b ;30c ;30d )において、別体
のアクチュエータ要素(34)と、前記モータ要素(32;
132 )と前記アクチュエータ要素(34)との間に配置さ
れた伝達構造(36;36a ;36b ;36c ;36d )とを具備
し、前記伝達構造は前記モータ要素(32;132 )の運動
を前記アクチュエータ要素(34)の対応した運動に伝達
する統合型マイクロアクチュエータ。 - 【請求項2】 前記アクチュエータ要素(34)は前記モ
ータ要素(32;132)に隣接して配置され、前記伝達構
造(36;36a ;36b ;36c ;36d )は前記モータ要素
(32;132 )と前記アクチュエータ要素(34)との間で
延びる少なくとも一つの接続要素(80;81;86;88;9
2;94; 114;140a、140b)を具備する請求項1に記載
の統合型マイクロアクチュエータ。 - 【請求項3】 前記モータ要素(32)および前記アクチ
ュエータ要素(34)は円形構造を有し、前記伝達構造
(36)は前記モータ要素(32)と前記アクチュエータ要
素(34)との間で延び且つ前記マイクロアクチュエータ
(30)の対称軸線(A)の両側に配設される第一伝達ア
ーム(80)および第二伝達アーム(81)を具備する請求
項1または2に記載の統合型マイクロアクチュエータ
(30)。 - 【請求項4】 前記第一伝達アーム(80)と前記第二伝
達アーム(81)とは前記対称軸線(A)の両側に対称的
に配設される請求項3に記載の統合型マイクロアクチュ
エータ。 - 【請求項5】 前記第一伝達アーム(80)と前記第二伝
達アーム(81)とは前記回転子要素(40)の周辺域(4
4)のほぼ直径方向両側の部分を前記アクチュエータ要
素(34)の実質的に直径方向両側の領域(84)に接続す
る請求項3または4に記載の統合型マイクロアクチュエ
ータ。 - 【請求項6】 前記モータ要素(32)および前記アクチ
ュエータ要素(34)は円形構造を有し、前記伝達構造
(36a )は前記モータ要素(32)から前記アクチュエー
タ要素(34)に向かって延びる第三伝達アーム(86)と
第四伝達アーム(88)とを具備し、これら伝達アームは
前記マイクロアクチュエータ(30a )の対称軸線(A)
の両側に配設され、前記伝達構造(36a )はさらにT形
の第五伝達アームを具備し、該第五伝達アーム(92)は
前記第三および第四伝達アームと前記アクチュエータ要
素(34)との間に配置される請求項1または2に記載の
統合型マイクロアクチュエータ(30a )。 - 【請求項7】 前記第三伝達アーム(86)および前記第
四伝達アーム(88)は前記対称軸線(A)の両側に対称
的に配設され、互いに平行であり、前記回転子要素(4
0)の周辺域(44)の互いに隣接した部分から延びる請
求項6に記載の統合型マイクロアクチュエータ。 - 【請求項8】 前記第五伝達アーム(92)は前記第三伝
達アーム(86)と前記第四伝達アーム(88)との間で直
角に延びる第一の部分(92a )と、前記第三伝達アーム
(86)と前記第四伝達アーム(88)とに平行で前記対称
軸線(A)と同軸の第二の部分(92b )とを具備し、該
第二の部分(92b )が前記第一の部分(92a )を前記ア
クチュエータ要素(34)の周辺域に接続する請求項6ま
たは7に記載の統合型マイクロアクチュエータ。 - 【請求項9】 前記モータ要素(32)および前記アクチ
ュエータ要素(34)は円形構造を有し、前記伝達構造
(36b )は第六伝達アーム(94)を具備し、該第六伝達
アーム(94)は前記マイクロアクチュエータ(30b )の
対称軸線(A)に対して傾いて前記モータ要素(40)と
前記アクチュエータ要素(34)との間に延びる請求項1
または2に記載の統合型マイクロアクチュエータ(30b
)。 - 【請求項10】 前記アクチュエータ要素(34)は円形
構造を有し、前記モータ要素はリニアタイプであり、前
記回転子要素( 100)は実質的に細長い形状の懸垂本体
( 104)を具備し、前記伝達構造(36c )は第七伝達ア
ーム(114 )を有し、該第七伝達アーム(114 )は前記
懸架本体( 104)と前記アクチュエータ要素(34)との
間で前記懸架本体( 104)に対して横方向に延びる請求
項1または2に記載の統合型マイクロアクチュエータ
(30c )。 - 【請求項11】 前記第七伝達アーム(114 )は前記懸
架本体( 104)の中心域と前記アクチュエータ要素(3
4)の周辺域との間で前記懸架本体( 104)に対して垂
直な方向に延びる請求項10に記載の統合型マイクロア
クチュエータ。 - 【請求項12】 前記モータ要素(32)および前記アク
チュエータ要素(34)は円形構造を有し、前記伝達構造
(36d )は前記対称軸線(A)に沿って相互に一列に並
ぶようになって延びる第八伝達アーム(140a)と第九伝
達アーム(140b)とを具備し、これら伝達アームはこれ
ら第八伝達アーム(140a)および第九伝達アーム(140
b)に対して実質的に垂直な二つの部分(142a、142b)
を介して前記マイクロアクチュエータ(30d )の固定域
(31)に接続されたヒンジ部分(141 )により連結され
る請求項1または2に記載のマイクロアクチュエータ
(30d )。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP98830464:8 | 1998-07-30 | ||
EP98830464A EP0977349B1 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Remote-operated integrated microactuator, in particular for a read/write transducer of hard discs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000067539A true JP2000067539A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=8236734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11216665A Pending JP2000067539A (ja) | 1998-07-30 | 1999-07-30 | 統合型マイクロアクチュエ―タ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6809907B1 (ja) |
EP (1) | EP0977349B1 (ja) |
JP (1) | JP2000067539A (ja) |
DE (1) | DE69830789D1 (ja) |
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US7187486B2 (en) * | 2004-04-27 | 2007-03-06 | Intel Corporation | Electromechanical drives adapted to provide two degrees of mobility |
US8223461B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-07-17 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Pure rotary microactuator |
US8519809B1 (en) * | 2011-03-07 | 2013-08-27 | Advanced Numicro Systems, Inc. | MEMS electrical switch |
US20210139314A1 (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-13 | Innovative Interface Laboratory Corp. | Linear actuator |
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US5025346A (en) | 1989-02-17 | 1991-06-18 | Regents Of The University Of California | Laterally driven resonant microstructures |
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