JPH01238450A

JPH01238450A - リニアアクセス機構

Info

Publication number: JPH01238450A
Application number: JP6337688A
Authority: JP
Inventors: Naoki Maeda; 前田　直起; Yozo Nakamura; 中村　庸藏; Yuuzou Kadomukai; 裕三門向; Shiyunichi Mitsuya; 三津谷　俊一; Takeshi Takahashi; 毅高橋; Atsushi Naruse; 成瀬　淳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1989-09-22
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2559453B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気ディスク装置位置決め機構のリニア型ア
クセス機構に係り、特に高精度な案内精度を必要とする
リニア型アクセス機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、リニア型アクセス機構に発生する駆動力
の反力を装置全体の剛性で吸収するか、あるいは、従来
の銃砲に見られる反動吸収機構のように、例えば実開昭
４９−４’９７９９号に見られるような摩擦によるダン
ピング効果を利用するもの、また、特開昭５８−１３２
４７０号に見られるような、反力ビストンを打撃ピスト
ンと１８０’の位相差で同期振動させ、反動を吸収する
もの、また、実公昭４９−９６８０号に見られるような
高圧ガスの噴射によって得られる反力を利用するものが
あり、これらを応用した反動吸収機構を用いていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、磁気ディスク装置のアクセス機構は、
シーク動作で平均２０〜３０　Ｈｚ　、フォローイング
動作では、その１０倍以上の周波数で駆動されるため、
十分広範囲の周波数に対して追従できず、また摩擦面の
摩耗が発生し、信頼性に問題があった。

本発明は、アクセス機構への加振力を減らし、磁気ディ
スク装置全体の振動を低減し２位置決め精度の高いリニ
ア型アクセス機構を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための第一の特徴は、直線的に移動
可能に案内されるキャリッジと、前記キャリッジを案内
する案内機構と、前記キャリッジを直線的に往復運動さ
せるボイスコイルモータと、前記案内機構と前記ボイス
コイルモータを支持するベースからなるリニアアクセス
機構において、前記キャリッジを駆動する際に発生する
駆動力の反力を打ち消す反動反力を発生する反動反力発
生手段を備え、前記反動反力の作用する点は前記駆動力
の作用する方向の延長線上にあることにある。

また、第二の特徴は、直線的に移動可能に案内されるキ
ャリッジと、前記キャリッジを案内する案内機構と、前
記キャリッジを直線的に往復運動させるボイスコイルモ
ータと、前記案内機構と前記ボイスコイルモータを支持
するベースからなるリニアアクセス機構において、前記
キャリッジの駆動によって発生する前記リニアアクセス
機構の駆動部の加速度を求める手段と、その求められた
加速度から前記キャリッジを駆動する際に発生する駆動
力の反力を求め、その求められた反力と大きさが等しく
反対方向の力を発生させる反動反力発生手段とを備えた
ことにある。

さらに、第三の特徴は、直線的に移動可能に案内される
キャリッジと、前記キャリッジを案内する案内機構と、
前記キャリッジを直線的に往復運動させるボイスコイル
モータと、前記案内機構と前記ボイスコイルモータを支
持するベースからなるリニアアクセス機構において、前
記キャリッジを駆動する際に発生する前記リニアアクセ
ス、機構の駆動部の加速度を・求める手段と、その加速
度の時間に対する微分値が連続となるように前記駆動部
に反動反力を与える反動反力発生手段とを設けたことに
ある。

〔作用〕駆動反力とほぼ大きさが等しく、かつ反対方向の力を駆
動部に加えることによって、駆動部への加振力をなくし
、また、この駆動反力を打ち消す力を発生する機構を、
ボイスコイルモータで構成することによって、広い範囲
の駆動周波数に追従して、駆動部の加振力を低減するこ
とができる。

また、駆動部の加速度の時間に対する微分値が連続とな
るようにＩｍ動部に反動反力を与えることにより、駆動
部に発生する反力が滑らかに連続となり、駆動部の振動
が低減される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。磁気
ディスク装置は、データの読み書きを行うヘッド２と、
データの記憶されたディスクを支持して回転させるスピ
ンドル１と、スピンドル１を駆動するモータ３と、ヘッ
ト２を支持し、かつアクセス動作を行うキャリッジ４と
、キャリッジ４をアクセス動作させるボイスコイルモー
タ７と、ボイスコイルモータ７を駆動する駆動回路５と
、前記各部材を支持するベース８と、ベース８とともに
、前記各部材を外気からシールドするカバー９から構成
される。次にその動作を説明する。キャリッジ４は、ボ
イスコイルモータ７によって駆動され、案内路６の上を
往復運動する。これによって、ディスクに書き込まれた
データを読んだり、ディスクにデータが書き込まれる。

このデータの読み書きのために、キャリッジ４の先端の
ヘッド２をディスク上のある点に位置決めしなければな
らない。この位置決め精度は、キャリッジ４を案内路６
の上を案内する精度と、ヘッド２がディスク上から検出
するポジション信号を用いた駆動回路５の精度に依存し
ている。しかし、この位置決め精度に悪影響を及ぼすの
が、キャリッジ４を駆動するために発生する駆動反力で
ある。すなわち、駆動反力により、駆動部が加振され、
したがって、その加振力によって発生した振動がベース
８に伝わり、スピンドル１を振動させるため、ディスク
とヘッド２の間に相対的な変位が発生し、それが位置決
め誤差の原因となるためである。そこで、本発明の実施
例の第１図に示すように従来の磁気ディスク装置の構成
に、さらに、反動反力発生装置なるものを付加したわけ
である。この反動反力発生装置は、ボイスコイルモータ
フに磁気シールド材１０を介して接合された反動ボイス
コイルモータ１４と、この反動ボイスコイルモータ１４
に駆動される反動キャリッジ１１と、反動キャリッジ１
１の両端に接合された反動オモリ１２と１５と、反動キ
ャリッジ１１を案内する案内車１６と、反動キャリッジ
１１を駆動する反動反力発生装置駆動回路１３とから構
成される。

次に、この反動反力発生装置の動作について説明する。

キャリッジ４を駆動すると、ボイスコイルモータ７には
反力が作用する。この反力は、駆動部を振動させ、この
振動がベース８を伝わり。

各部へ伝達されるのである。この結果、各部の振動によ
って、高い位置決め精度が要求されるヘッド２とディス
ク間に相対変化を与える。これが、位置決め精度を低下
させる原因となり、さらに、リード・ライトエラーの原
因となるわけである。

そこで、このキャリッジ４を駆動することによって発生
する反力に見合う反対方向の力を同時に駆動部へ付与し
てやることによって、駆動部に作用する力が見かけ上な
くなり、駆動部の振動低減と位置決め精度の向上が可能
となる。ごの反力に見合う力を発生するのが、反動反力
発生装置である。

例えば、キャリッジ４を駆動するために流す電流を検出
し、推力を同じくした反動反力発生装置に等しい電流を
流してやることで目的は達せられる。

また、反動反力発生装置の反動キャリッジ１１の可動部
の買置をキャリッジ４の可動部の質廷よりも大きくして
やることで、同じ力を発生しても、反動キャリッジ１１
の方がストロークが小さくなり、装置も小型にできる。

キャリッジ４の駆動電流には、ボイスコイルの逆起電力
や、雑音成分が当然含まれてくる。この駆動電流に乗っ
た高周波数の乱れ成分は、キャリッジ４を振動させる原
因となるわけであるが、駆動部に反力として伝わる場合
、伝達経路における減衰効果によって、駆動部をｊＩｌ
ｌｍＪさせる直接的な原因とはならないと考えられる。

したがって、キャリッジ４の駆動反力を駆動電流そのも
のでフィードバックするよりも、あらかじめ、電流波形
から高周波成分を取り除き、駆動周波数近傍の成分のみ
反動反力発生装置に与えてやることによって、より有効
な機能を発揮することができる。

第１図において、反動反力発生装置の駆動回路１３に反
動反力を発生させる信号を作るために、駆動回路１３に
与える情報として、キャリッジ４の駆動電流か、駆動部
に発生する加速度を用いることができる。

さらに、第１図に示されているように、駆動部の反力を
釣り合わせるとともに、駆動部と反動反力発生装置をベ
ース８に対して移動可能にすることによって、駆動部に
作用する力をベース８に直接伝えることなく、キャリッ
ジ４の駆動ができる。

これによって、装置全体の振動を低減し、位置決め精度
を向上させることができる。

第２図は、第１図の実施例の反動反力発生装置の詳細図
である。第３図は、第２図反動キャリッジ１１の案内装
置の拡大図である。

第４図は、本発明の一実施例を示す。この実施例は、ボ
イスコイルモータ７に磁気シールド部材１０を介して接
合された積層電歪素子２１と、この積層電歪素子２１に
、ボイスコイルモータ７とは反対側に接合された反動オ
モリ１９と、積層電歪素子２１に印加する電圧をコント
ロールする反動反力発生装置の駆動回路１３から構成さ
れる。

この実施例の特徴は、高い周波数に応答できること、大
出力（大きい力）を発生できること、駆動のための機構
がないため、摩耗の心配がないこと、駆動部が積層電歪
素子で形成されているため、小型化が可能であるなどが
あげられる。

第５図は、第４図の反動反力発生装置の拡大図である。

第６図は、積層電歪素子２３を同心円状に積層１．その
内周面または外周面を駆動に利用することを目的とした
ものである。第７図は第６図をさらに詳細にしたもので
ある。この動作原理は、積層された電歪素子２６に半径
方向の歪を与え、しかも、隣接した電歪素子に位相差の
ある印加電圧を加えてやることにより、積層された電歪
素子２６の半径方向の歪に進行波を形成してやる。

この実施例では、積層された電歪素子２６の外周が軸方
向に固定されているため、内周面側で進行波が発生する
。このため、反動オモリ２２と積層電歪素子２６は、モ
ータガイド２７の上を軸方向に運動する。電歪素子を積
層し、その積層した方向の歪を利用する場合、大きな歪
を得るためには、その積層の量を非常に大きくする必要
がある。しかし、この第７図に示した実施例では、大き
なストロークを得ることは容易である。第８図は、第７
図の反動反力発生装置の断面図である。

第９図、第１０図、第１１図、第１２図は、駆動方法に
関する一連の関係を示したものである。

第９図は、キャリッジ３の駆動によって駆動部に発生す
る反力による加速度の時間変化を示したものである。第
１０図は、第２図に示した加速度の微分値の時間変化を
示したものである。第１１図は、反動反力発生装置が発
生する力の時間変化である。第１２図は１反力が作用し
ている駆動部に、反動反力発生装置が発生する力を加え
た時の、駆動部に発生する加速度の時間変化を示したも
のである。この一連の図に示すように、駆動部に発生す
る加速度の急変を緩和してやることにより、駆動部に衝
撃的な力が作用することを避けることができる。これに
より、アクセス機構系の振動を減らし、さらに、磁気デ
ィスク装置全体の４１ｉｉ動を減らすことが可能となる
。したがって、アクセス機構の位置決め精度を高めるこ
とを期待できるのである。

次に、反動反力発生装置に発生させる力の波形の求め方
について述べる。駆動反力による加速度が、第９図に示
すように、−次の関数で表わされるとする。

α＝Ｋ　ｓ　ｔ　＋　Ｋｏ　　　　　　　　　　　　　
　・・・■ここで、αは加速度、Ｋ１は比例定数、ｔは
時間５反動反力発生装置が発生する加速度α′が３次式
で近似されるものとする。

ａ’　＝　ａ　ｔ８＋　ｂ　ｔ２＋　ｃ　ｔ　＋ｄ　　
　　　　−■この２つの加速度が滑らかに接続するため
には、ｄｔ　　　ｄｔｄｔとならなければならない。したがって、■式と■式に上
記の条件を代入するとｂ＝−□　　　　　　　　　　　　　・・・■Ｏｃ”Ｋｚ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・■ｄ
＝Ｏ・・・■ のように、ａ、ｂ、ｃ、ｄを決定することができる。こ
の結果から、加速度の微分値に比例した反動反力の加速
度を駆動部に加えることで本発明の目的が達成できるの
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リニア型アクセス機構のキャリッジを
駆動するために発生する１駆動反力を打ち消し、駆動部
への加振力を減らすことができるので、磁気ディスク装
置全体の振動を低減でき、その結果、リニア型アクセス
機構の位置決め精度を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の磁気ディスク装置リニア
型アクセス機構の縦断面図、第２図は、第１図の反動反
力発生装置の拡大図、第３図は。第１の反動キャリッジ案内機構の縦断面図、第４図は、
本発明一実施例のアクセス機構の縦断面図、第５図は、
第４図の反動反力発生装置の縦断面図。第６図は、本発明一実施例の反動反力発生装置の縦断面
図、第７図は本発明一実施例の反動反力発生装置の縦断
面図、第８図は、第７図Ｉ＝１線断面図、第９図は、ア
クセス機構の駆動加速度の時間変化を示す図、第１０図
は、駆動反力による駆動部の加速度の微分値の時間変化
を示す図、第１１図は、反動反力発生装置が発生する／
ｌ　／７）時間変化を示す図、第１２図は、反動反力発
生装置が作動した場合の駆動部の加速度の時間変化を示
す図である。１・・・スピンドル、２・・ヘット、３・・・ディスク
回転モータ、４・・・キャリッジ、５・・・駆動回路、
６・・・キャリッジ案内路、７・・ボイスコイルモータ
、８・・・ベース、９・・・カバー、１０・・・磁気シ
ールド部材、１１・・・反動キャリッジ、１２・・・反
動オモリ、１３・・・反動反力発生装置駆動回路、１４
・・・反動ボイスコイルモータ、１５・・・反動オモリ
、１６・・・案内車、１７・・・ボイスコイルモータコ
ア、】、８・・・ラジアル荷重付与装置、１９・・反力
キャリッジガイド、２０・・・反動反力キャリッジ、２
１・・・ボイスコイルモータコア、２２・・バネ部材。３・・、代理人　弁理士　小用勝で　　１第　２　口第　３　囚／４　　　反動・Ｒイスコイルモーｊ　　　　　　／８
　　　ラジアルｑＩＨｓ長Ｎ第　５　口善５　　ろ　　　凹２　　　　　　　　、、、　　反ｈｆＥす２１　積１１
ｉＪ２２　　反動不五り２３　積１劃Ｉｔ、）ｚ４　ストツバ・− 第　８１２］２７　：Ｅ−タｆ１１ド

Claims

【特許請求の範囲】１、直線的に移動可能に案内されるキャリッジと、前記
キャリッジを案内する案内機構と、前記キャリッジを直
線的に往復運動させるボイスコイルモータと、前記案内
機構と前記ボイスコイルモータを支持するベースからな
るリニアアクセス機構において、前記キャリッジを駆動
する際に発生する駆動力の反力を打ち消す反動反力を発
生する反動反力発生手段を備え、前記反動反力の作用す
る点は前記駆動力の作用する方向の延長線上にあること
を特徴とするリニアアクセス機構。２、直線的に移動可能に案内されるキャリッジと、前記
キャリッジを案内する案内機構と、前記キャリッジを直
線的に往復運動させるボイスコイルモータと、前記案内
機構と前記ボイスコイルモータを支持するベースからな
るリニアアクセス機構において、前記キャリッジの駆動
によつて発生する前記リニアアクセス機構の駆動部の加
速度を求める手段と、その求められた加速度から前記キ
ャリッジを駆動する際に発生する駆動力の反力を求め、
その求められた反力と大きさが等しく反対方向の力を発
生させる反動反力発生手段とを備えたことを特徴とする
リニアアクセス機構。３、特許請求の範囲第１項において、前記反動反力発生
手段は前記キャリッジと同方向に移動する反動キャリッ
ジと、前記反動キャリッジを直線的に往復運動させる反
動反力用ボイスコイルモータとを備えたことを特徴とす
るリニアアクセス機構。４、直線的に移動可能に案内させるキャリッジと、前記
キャリッジを案内する案内機構と、前記キャリッジを直
線的に往復運動させるボイスコイルモータと、前記案内
機構と前記ボイスコイルモータを支持するベースからな
るリニアアクセス機構において、前記キャリッジを駆動
する際に発生する前記リニアアクセス機構の駆動部の加
速度を求める手段と、その加速度の時間に対する微分値
が連続となるように前記駆動部に反動反力を与える反動
反力発生手段とを設けたことを特徴とするリニアアクセ
ス機構。５、特許請求の範囲第４項において、前記反動反力発生
手段は前記ボイスコイルモータに接合された積層電歪素
子と、この積層電歪素子に前記ボイスコイルモータと反
対側に接合されたおもり部材と、前記積層電歪素子を前
記ボイスコイルモータに発生する駆動反力に応じて駆動
する電歪素子駆動回路とを備えたことを特徴とするリニ
アアクセス機構。