JP2906920B2 - モ−タを使用した駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多トラック磁気テープ
装置における磁気ヘッドのテープ幅方向移動に好適な駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムの外部記憶装置と
しての多トラック磁気テープ装置における磁気ヘッドの
位置決め機構はステッピングモータとギア減速機構とリ
ードスクリューとの組み合わせによって構成されてい
る。即ち、この機構はステッピングモータの回転運動を
リードスクリューによって直線運動に変換して磁気ヘッ
ドをテープの幅方向に移動するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気テープ
装置において、トラックの中心に磁気ヘッドの中心を正
確に位置決めするためにステッピングモータの１ステッ
プ動作によるヘッドの移動量を小さく設定したいことが
ある。これを実現するために次の方法が考えられる。 （１） ステッピングモータとリードスクリューとの間
に配設されるギア減速機構におけるギアの数を増加させ
て減速比を大きくする。 （２） ステッピングモータの単位ステップの回転角度
を小さくする。 しかし、上記（１）（２）のいずれの方法においても細
い移動は可能になるが、高速移動が不可能になる。今、
ステッピングモータに基づく磁気ヘッドの移動について
述べたが、磁気ヘッド以外の被駆動体の駆動においても
同様な問題が生じる。また、一般のモータによって磁気
ヘッド又は他の被駆動体の駆動においても同様な問題が
生じる。

【０００４】そこで、本発明の目的は被駆動体の移動を
細かく行うモードと被駆動体を高速移動するモードとの
両方を簡単に得ることができる駆動装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、支持体に固定された第１のモータと、固定
子が前記支持体に対して回転自在に支持された第２のモ
ータと、前記第１のモータの回転子の回転によって前記
第２のモータの固定子を回転することができるように前
記第１のモータの回転子と前記第２のモータの固定子と
の間に配設された減速ギア伝動機構と、前記第２のモー
タの回転子に結合された被駆動体と、前記第１のモータ
に基づいて前記被駆動体を駆動する時に前記第２のモー
タの回転子を前記第２のモータの固定子に対して固定的
に保持するための手段とを備えているモータを使用した
駆動装置に係わるものである。なお、請求項２に示すよ
うに第２のモータによる被駆動体の駆動時に第１のモー
タの回転子を第１のモータの固定子に対して固定的に保
持する保持手段を設けることが望ましい。また、請求項
３に示すように第１のモータの回転子と固定子とを固定
的に保持する手段と第２のモータの回転子と固定子とを
固定的に保持する手段とを設け、伝動機構をギアに特定
しない構成にすることができる。 なお、回転子を固定子
に対して固定的に保持するための手段は、例えば回転子
を固定子に対して保持するためのトルクが得られるよう
にモータを駆動する電気的保持手段、又は回転子を固定
子に機械的に固定する機械的保持手段である。

【０００６】

【発明の作用及び効果】各請求項の発明においては、第
１のモータと減速伝動機構とによって被駆動体を低速駆
動させることができ、また、第２のモータによって被駆
動体を高速駆動することができる。従って、被駆動体の
低速駆動と高速駆動との両方を容易に達成できる。ま
た、第１のモータによって被駆動体を駆動させる時に
は、第２のモータの全体が被駆動体と共に駆動されるの
で、速度切換を迅速に行うことができる。請求項１に示
すように、ギア伝動機構を使用すると、第２のモータを
駆動する際にギア伝動機構によって固定子を固定する効
果が生じる。

【０００７】

【実施例】次に、図１〜図４を参照して本発明の実施例
に係わるコンピュータシステムの外部記憶装置としての
多トラック磁気テープ装置（ストリーマ）の信号変換磁
気ヘッドの移動装置を説明する。このヘッド移動装置
は、ヘッド１を磁気テ−プ２の幅方向に移動するように
構成されている。即ち、テープ２は図４に説明的に示す
ようにその幅方向に並置された複数のトラックＴ1 〜Ｔ
n を有し、ヘッド１は任意のトラックの中心に位置決め
される。なお、ヘッド１は正方向記録ヘッド（図示せ
ず）と、正方向再生ヘッド１ａと、逆方向記録ヘッド
（図示せず）と逆方向再生ヘッド１ｂとを含む周知の複
合ヘッドである。説明の都合上、ここでのヘッド１の中
心とは正方向再生ヘッド１ａの中心を意味するものとす
る。

【０００８】ヘッド１ａを所望トラックの中心に位置決
めする際には、まず、ヘッド１ａを所望トラックに交差
させるように高速移動させ、しかる後、細かく低速移動
させる。上述のヘッド１ａの高速移動と低速移動との両
方を行うために、第１及び第２のステッピングモータ
３、４が設けられている。第１のステッピングモータ３
は図２に示すように固定子５と回転子６と一対の軸受７
とから成る。固定子５は固定子磁心５ａ、固定子巻線
（複数相の励磁巻線）５ｂ及びカバー５ｃを有してい
る。回転子６は複数の磁極を有する永久磁石６ａと回転
軸６ｂとから成り、軸受７を介して固定子５に回転自在
に支持されている。固定子５及び回転子６はいずれも周
知のものであるので、図２では説明的に示されている。
この第１のステッピングモータ３の固定子５は磁気テー
プ装置の容器（図示せず）に取付けられた金属製フレー
ムから成る固定の支持体８にネジ（図示せず）で固着さ
れている。

【０００９】第２のステッピングモータ４も第１のステ
ッピングモータ３と同様に、図２に示すように固定子９
と回転子１０と一対の軸受１１とから成る。固定子９は
固定子磁心９ａ、固定子巻線（複数相の励磁巻線）９ｂ
及びカバー９ｃを備えている。回転子１０は複数の磁極
を有する永久磁石１０ａと回転軸１０ｂとから成り、軸
受１１を介して固定子９に回転自在に支持されている。
この第２のステッピングモータ４の固定子９及び回転子
１０も周知なものであるので、図２では説明的に示され
ている。第２のステッピングモータ４の固定子９は支持
体８に対して固定されずに支持体８上に配設された軸受
１２によって回転自在に支持されている。軸受１２は固
定子９のカバーの底を支持するボール１２ａと円筒状固
定子カバーの外周を囲む筒部１２ｂとから成る。

【００１０】第１及び第２のステッピングモータ３、４
の間には減速用ギア伝動機構として第１及び第２のギア
１３、１４が配置されている。第１のギア１３は第１の
ステッピングモータ３の回転軸６ｂに固着され、第２の
ギア１４は第２のステッピングモータ４の固定子９に固
着されている。第１及び第２のギア１３、１４は第１及
び第２のステッピングモータ３、４の回転軸６ｂ、１０
ｂにそれぞれ同心状に配置され、相互に噛合している。
なお、第１のギア１３の直径及び歯数は第２のギア１４
のそれ等よりも小さい。

【００１１】第１及び第２のステッピングモータ３、４
の組み合わせ駆動装置によって駆動される被駆動体とし
て、第３及び第４のギア１５、１６と、リードスクリュ
ー１７と、移動部材としてのヘッド載置台（ベッド）１
８と、ガイドシャフト１９と、磁気ヘッド１とが設けら
れている。第２のステッピングモータ４の回転軸１０ｂ
は支持体８の貫通孔２０に挿通され、支持体８の下面側
において第３のギア１５に固着されている。第３のギア
１５に噛合された第４のギア１６の中心にはリードスク
リュー１７の下端が固着されている。リードスクリュー
１７は支持体８の貫通孔２１を通って支持体８の上面側
に突出し、ヘッド載置台１８のネジ穴２２に螺合されて
いる。ヘッド載置台１８には貫通孔２３が形成され、こ
こにガイドシャフト１９が挿通されている。ガイトシャ
フト１９は支持体８に植設され、ヘッド載置台１８の回
り止めしてこれを直線的に案内する。ヘッド１はヘッド
載置台１８に固着され、ヘッド載置台１８の昇降に応じ
て上下に移動する。なお、第１及び第２のステッピング
モータ３、４の回転軸６ｂ、１０ｂとリードスクリュー
１７とガイドシャフト１９とは互いに平行に配設されて
いる。

【００１２】第１及び第２のステッピングモータ３、４
を駆動するために図３に示すようにステップパルス供給
回路３０と、第１及び第２の制御駆動回路３１、３２が
設けられている。第１及び第２の制御駆動回路３１、３
２はステップパルス供給回路３０からステップパルスの
供給を受け、固定子巻線（励磁巻線）５ｂ、９ｂに励磁
電流を供給する。

【００１３】

【動作】次に、このヘッド移動装置の動作を説明する。
ヘッド１ａをテープ２の第１のトラックＴ1 の前に設け
られている基準信号（バースト）が記録された基準トラ
ックＴr の中心に位置決めする際には、所望トラックに
ヘッド１ａが交差するまで第２のステッピングモータ４
を駆動する。即ち、ステップパルスに基づいて第２のス
テッピングモータ４の複数の固定子巻線（励磁巻線）９
ｂに所定の励磁電流を流し、回転子１０を回動させる。
第２のステッピングモータ４の固定子９は支持体８に対
して回転自在に支持されているが、ここには第２のギア
１４が固着され、このギア１４が第１のギア１３に噛合
されているので、回転子１０から見た場合に固定子９は
実質的に固定されている。なお、第２のステッピングモ
ータ４の駆動時における固定子９の固定をより完全にす
るために第１のステッピングモータ３の複数の固定子巻
線（励磁巻線）５ｂから選択されたものに励磁電流を流
し、保持トルクを発生させる。例えば、図４（Ｂ）のｔ
1 〜ｔ2 区間におけるステップパルスによって第２のス
テッピングモータ４を回転させると、この回転軸１０ｂ
の回転が第３及び第４のギア１５、１６を介してリード
スクリュー１７に伝達され、リードスクリュー１７が減
速回転する。リードスクリュー１７が回転すると、ここ
に螺合されているヘッド載置台１８がガイドシャフト１
９に案内されて直線的に移動し、ヘッド１ａの高さ位置
が図４（Ａ）に示すようにＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 と変
化する。再生ヘッド１ａの出力を検出し、この再生出力
レベルが所定レベルを横切った事をコンパレータで検出
することによって再生ヘッド１ａの所望トラックに対す
る交差を知る。

【００１４】図４のｔ2 時点で再生ヘッド１ａの所望ト
ラックに対する交差が検出されたら、図４（Ｄ）に示す
ように第２のステッピングモータ４の回転駆動を停止、
複数の固定子巻線（励磁巻線）から特定されたものに励
磁電流を流し続けることによって保持トルクを発生さ
せ、固定子９と回転子１０の位置関係を実質的に固定す
る。次に、第１のステッピングモータ３の制御駆動回路
３１にステップパルスを供給し、固定子巻線（励磁巻
線）９ｂに励磁電流を所定の順番で流すことによって回
転子６を回転させる。回転子６の回転は、第１及び第２
のギア１３、１４から成るギア減速機構によって減速さ
れ、第２のギア１４の回転と共に第２のステッピングモ
ータ４の固定子９及び回転子１０が回転する。第２のス
テッピングモータ４の固定子９と回転子１０とは保持ト
ルクによって実質的に固定状態にあるので、第２のギア
１４は第３のギア１５に結合された状態にあり、第２の
ギア１４の回転に追従して第３のギア１５が回転し、こ
れに追従して第４のギア１６及びリードスクリュー１７
も回転し、ヘッド１即ち再生ヘッド１ａが移動する。
今、第１及び第２のステッピングモータ３、４の単位ス
テップ動作による回動角が同一であると仮定した場合に
は、第１のステッピングモータ３の単位ステップ動作に
よるリードスクリュー１７の回動角度は、第１及び第２
のギア１３、１４による減速の分だけ第２のステッピン
グモータ４によるそれよりも小さくなる。この結果、第
１及び第２のステッピングモータ３、４に同一速度でス
テップパルスを供給すると仮定すれば、第１のステッピ
ングモータ３のステップ駆動によるヘッド１ａの移動速
度は第２のステッピングモータ４によるそれよりも低く
なる。また、第１のステッピングモータ３の単位ステッ
プ動作によるヘッド１ａの移動量は第２のステッピング
モータ４によるそれよりも小さくなる。第１のステッピ
ングモータ３によるヘッド１ａの低速且つ細かいステッ
プ移動に基づいてこの高さ位置を図４（Ａ）に示すよう
にＰ5 からＰ8 まで変化させ、ヘッド１ａの出力が所定
レベル（好ましくは最大レベル）になる点を検出し、こ
の点を所望トラックの中心とみなして第１のステッピン
グモータ３のステップ動作を図４（Ｃ）に示すようにｔ
3 で停止し、この停止時の励磁状態を維持することによ
って第１のステッピングモータ３に保持トルクを発生さ
せ、ヘッドの位置決めを完了させる。

【００１５】上述から明らかなように、このヘッド移動
装置によれば、ヘッド１の細かい移動によってヘッド１
を基準トラックＴr に対して正確に位置決めする動作
と、ヘッド１ａを高速移動して位置決め時間の短縮を図
る動作との両方を機械的部分の特別の切換えなしに行う
ことが可能になる。従って、比較的簡単な構成によって
ヘッド１ａの基準トラックＴr に対する位置決めを正確
且つ高速に実行することができる。

【００１６】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 磁気テープ装置のヘッド１の移動に限ることな
く、磁気ディスク装置、光ディスク装置等の信号変換ヘ
ッド又はその他の物体の移動機構にも本発明を適用する
ことができる。 （２） ステップ動作させない方のステッピングモータ
を保持トルクで固定状態にする代りに機械的な固定手段
を設けることができる。例えば、第１のステッピングモ
−タ３のステップ駆動時（ｔ2 〜ｔ3 ）に第２のギア１
４に対して第２のステッピングモータ９の回転軸１０ｂ
を連結するための部材を設けることができる。 （３） 第１及び第２のステッピングモータ３、４の代
りにブラシレス直流モータ等の別のモータを使用するこ
ともできる。 （４） 第３及び第４のギア１５、１６を省いてリード
スクリュー１７を回転軸１０ｂに結合することができ
る。 （５） 回転軸１０ｂ又はギア１６に対して回転変位を
得るための被駆動体を結合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に従うヘッド移動装置を示す一
部切欠正面図である。

【図２】図１の一部の拡大断面図である。

【図３】図２のヘッド移動装置の平面図である。

【図４】図１及び図２のヘッド移動装置の各部の状態を
示す図である。

【符号の説明】

１ ヘッド ３ 第１のステッピングモータ ４ 第２のステッピングモータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体に固定された第１のモータと、 固定子が前記支持体に対して回転自在に支持された第２
   のモータと、 前記第１のモータの回転子の回転によって前記第２のモ
   ータの固定子を回転することができるように前記第１の
   モータの回転子と前記第２のモータの固定子との間に配
   設された減速ギア伝動機構と、 前記第２のモータの回転子に結合された被駆動体と、前記第１のモータに基づいて前記被駆動体を駆動する時
   に前記第２のモータの回転子を前記第２のモータの固定
   子に対して固定的に保持するための手段と を備えている
   ことを特徴とするモータを使用した駆動装置。
2. 【請求項２】 更に、前記第２のモータに基づいて前記
   被駆動体を駆動する時に前記第１のモータの回転子を前
   記第１のモータの固定子に対して固定的に保持するため
   の手段を有しいてる請求項１記載の駆動装置。
3. 【請求項３】 支持体に固定された第１のモータと、 固定子が前記支持体に対して回転自在に支持された第２
   のモータと、 前記第１のモータの回転子の回転によって前記第２のモ
   ータの固定子を回転することができるように前記第１の
   モータの回転子と前記第２のモータの固定子との間に配
   設された減速伝動機構と、 前記第２のモータの回転子に結合された被駆動体と、前記第２のモータに基づいて前記被駆動体を駆動する時
   に前記第１のモータの回転子を前記第１のモータの固定
   子に対して固定的に保持するための手段と、 前記第１のモータに基づいて前記被駆動体を駆動する時
   に前記第２のモータの回転子を前記第２の固定子に対し
   て固定的に保持するための手段と を備えていることを特
   徴とするモータを使用した駆動装置。