JPH04133681A - アクチュエータ - 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】 産業上の利用分野 本発明はアクチュエータに係り、特にアクチュエータを
回動させる際の速度検出及びそのノイズ除去を行なうよ
う構成したアクチュエータに関する。

従来の技術 従来より、磁気ディスク（以下ディスクという）に磁気
ヘッド（以下ヘッドという）を浮動させて磁気記録・再
生する磁気ディスク装置か知られている。この磁気ディ
スク装置には磁気ヘットをディスク半径方向に駆動する
アクチュエータか設けられている。又、ディスクの記録
トラックにヘットを高速、高精度に位置決めするには、
ヘッド及びヘッドを支持するアームの位置及び速度を検
出することが必要である。よって、従来はヘットの速度
検出手段として第１８図及び第１９図に示すように永久
磁石３３とヨーク３４ａ、３４ｂよりなる磁気回路か固
定部に設けられ、磁気回路の空隙部に挿入されアーム３
５の速度を検出する検出コイル３６かアーム３５に設け
られ、アーム３５の回動に伴う両者の相対変位により誘
導された起電力か検出コイル３６に発生し、この検出コ
イル３６の両端の電位差か速度情報として得られていた
。

従来は検出コイルの近傍に駆動コイルか設けられており
、主に駆動コイルから発生する磁界、及びディスク駆動
用モータから漏洩する磁界、及び装置外部からの磁界か
検出コイルを鎖交すると、検出コイルに誘導起電力か発
生し、これかノイズとなり誤動作か発生してしまうため
、補償コイルと検出コイルに補償コイル３７を近接させ
て取付けたノイズか発生しない構成としていた。

また、検出用コイル３６及び補償用コイル３７からの信
号は第２０図に示すように、まず、増幅器３８ａ、３８
ｂで夫々増幅された後、差動増幅器３９てその差動出力
信号を得て、速度信号としていた。

得られた速度信号はスイッチ４０、加算器４１．４２、
コントローラ４３、ドライバ４４よりなるサーボ系に供
給され、アーム３５を揺動させる駆動コイル４５に流れ
る駆動電流を制御していた。

発明か解決しようとする課題 しかるに、従来のアクチュエータで、その揺動速度等を
検出する場合、検出用磁気回路、検出用コイルの他、補
償コイルか必要となるため、小型化か難しく、検出回路
も夫々のコイルからの信号を増幅し、その差動出力を取
る必要があり、複雑なものとなってしまい、また、コイ
ルの精度による誤差か発生しやすい等の問題点かあった
。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型て、よ
り正確な移動速度の検出か行なえるアクチュエータを提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は可動部の固定部に対する移動速度を検出し、検
出した移動速度に応じて可動部を駆動制御するアクチュ
エータにおいて、前記固定部及び前記可動部のどちらか
一方にマグネットを固定し、他方にマグネットに対向し
て前記可動部の可動方向に磁気抵抗素子を列設してなり
、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との相対位置によ
り変化する前記磁気抵抗素子の抵抗値に応じた出力信号
を生成し、出力信号を微分回路により微分することによ
り前記移動速度に応じた速度を得る構成としてなる。

作用 磁気抵抗素子（以下Ｍ　Ｒ素子と略す）及びマグネット
を対向させ、これらは相対変位を与えることにより、Ｍ
Ｒ素子の抵抗は相対変位に対応して変化することがら、
この抵抗変化を電圧変化に変換することにより、位置検
出か可能となる。この位置検出信号を微分回路により位
置微分することにより速度を求めることができる。

ＭＲ素子は半導体等により形成されるため、小形化か図
れる。

またＭＲ素子からは、ＭＲ素子内の抵抗比より出力を得
ているため、外部磁界によるノイズを素子内てキャンセ
ルすることができ、高精度な速度信号が得られる。

実施例 第１図乃至第３図は本発明になる磁気ディスク用アクチ
ュエータの一実施例の要部の断面図及びブロック図を示
し、第４図は磁気ディスク装置の平面図を示す。

第４図において、ディスク１はハウジング（アルミ合金
製）２の下面側に配されたスピンドルモータ３にクラン
パ４により固定されていて定速回転する。６はアームて
、軸８により回動自在に支承され、先端部にディスクｌ
に浮動するヘッド５を存する。

アーム６は駆動コイルＩＩにより駆動されて矢印入方向
に回動し、これによりアーム３先端のヘッド５はディス
クｌの半径方向に移動して任意のトラックに対向する。

次に、アクチュエータフの駆動部について第４図及び第
５図を用いて説明する。１３は駆動側の永久磁石で、ベ
ース２に設けられた下側ヨーク＋２ｂの上面に固着され
ている。尚、永久磁石工３は両端の夫々に異なる磁極か
あられれるように着磁され、下側ヨーク１２ｂ及び上側
ヨーク１２ａとの組合せにより磁気回路か構成される。

１１は偏平型の駆動コイルで、永久磁石１３と近接対向
するように水平方向に設けられ、アーム６の後端部６ｂ
の下面に固着されている。

そのため、駆動コイル１１は永久磁石１３と上側ヨーク
１２ａとの間に形成される磁気回路の空隙部１６に介在
する。

ここで、上記構成になるアクチュエータ７の動作につい
て説明する。

上記駆動コイル１１に電流を流すと、フレミングの左手
の法則により、駆動コイル１１に軸８を中心とする回転
力か発生する。これにより、アーム６は矢印入方向に回
動し、アーム先端のヘッド５かディスク１上を移動する
。

尚、アーム６の回転方向の切換えはコイル１７へ流す電
流の向きを反転させることにより行なう。

第１図において１７は速度検出用の磁気回路を構成する
ヨークを示す。ヨーク１７ａはハウジング２に固定され
、検出マグネット１４はヨーク］、７ａに固着されてい
る。ヨーク１７ｂは検出マグネット１４に対向して配置
され、ヨーク１７ａ同様ハウソング２に固定され、マグ
ネット１４及びヨーク１７ａ、１７ｂと共に検出用磁気
回路を成形している。アーム６は下方にＭＲ素子支持部
６ａか延設され、ＭＲ素子支持部６ａにはＭＲ（磁気抵
抗）素子１５か同着される。ＭＲ素子１５は検出用磁気
回路空隙部１８に挿入され、検出マグネット１４の作る
磁界を横切る様配設されている。

また、ＭＲ素子は一般に素子に侵入する磁束に対して第
６図に示すような特性を示す。本実施例に用いた半導体
形ＭＲ素子１５はこのような素子を２個対にして用い、
温度補償を行なう構成のもので第７図に示すように３つ
の端子Ｔ、、Ｔ２゜Ｔ、を有し、ＭＲ素子１５の両端部
及び中点と接続される。ＭＲ素子１５の抵抗値は第７図
（Ａ）。

（Ｂ）、　　（Ｃ）に示すマグネット１４の位置に応じ
て第８図（Ａ）、（Ｂ）、　　（Ｃ）に示すように変化
する。

したがって、マグネット１４の変位に対して端子Ｔ、、
Ｔ２間の電圧と端子Ｔ、、Ｔ、間の電圧との分圧比を求
めると第９図に示すような特性を示すことになる。これ
を用いて、アーム６の位置検出を行なう。

次に、検出部の動作を説明する。駆動コイル１１により
発生した回転力により、アーム６か移動すると、検出マ
グネット１４とＭＲ素子１５の相対位置か変化する。こ
の相対位置変位Ｘにより、ＭＲ素子１５を横切る磁界の
強さか変化し、ＭＲ素子１５内の抵抗値Ｒ１，Ｒ２か変
化する。ＭＲ素子にバイアス電圧Ｅ、を印加することに
より、この抵抗値Ｒ，，Ｒ２の変化をＭＲ素子検出電圧
Ｅ２て検出することができる。変位ＸとＭＲ素子検出電
圧Ｅ２の関係を第９図に示す。よってＭＲ素子検出電圧
Ｅ、によりアクチュエータ７の位置検出か可能となる。

速度検出は位置信号の微分により求められるから、ＭＲ
素子検呂電圧Ｅ２を微分することにより求まる。

サーボ系を第３図と共に説明する。

アクチュエータかトラックから他のトラックへノークす
る速度モードにおいてはスイッチ信号Ｖ　ｇｌ＆により
スイッチ２３をオフさせ、マイコンからの指令値Ｖ１１
．に見合った駆動電流をＶＣＭ（ボイスコイルモータ）
コントローラ２１に供給し、ＶＣＭドライバ２２により
ＶＣＭ　（ボイスコイルモータ）１０を駆動する。前述
駆動電流によりアクチュエータか移動すると、その移動
速度をＭＲ素子１５か検出し、微分回路２０．増幅器１
９を介して速度信号Ｖ１，１か作られ、指令値Ｖ１．．
と比較することによりフィードバックかかけられる。

また、アクチュエータか同一シリンダにとどまっている
トラッキングモードにおいては、スイッチ信号Ｖ　５ｙ
によりスイッチ２３はオンし、位置信号Ｖ　ｐｏｓと速
度信号■、６１を指令値Ｖ　ｒ　＊　ｌにフィードバッ
クして、位置決めを行なう。

第３図に示すように微分回路２０のコンデンサＣか信号
ラインに直列に接続された構成となるため、ＭＲ素子出
力と速度信号はＤＣ的に絶縁され、増幅器のオフセット
の影響をうけない速度信号か得られる。

ＭＲ素子１５出力は位置信号であるから、それをコンデ
ンサＣ及び抵抗Ｒよりなる微分回路２０て微分し、増幅
器１９を介して速度信号を生成する。

ＭＲ素子１５に、駆動コイル１１の作る交流磁界、スピ
ンドルモータから漏洩する交流磁界又は装置外部からの
交流または直流の磁界か加わった場合について説明する
。ＭＲ素子に磁界が加わった時のＭＲ素子の抵抗変化率
を外部磁界に対してＭＲ素子の抵抗変化率は一義的に決
まる。抵抗率はＭＲ素子によってバラツキをもつか、通
常温度補償の為に特性の類似した複数のＭＲ素子か一対
にされ差動形で用いられる。今、外部からの雑音となる
磁界により、ＭＲ素子内抵抗かに倍になったとすると、 Ｒ，＝ｋＲ，，Ｒ２＝に、Ｒ２ よってＭＲ素子検出電圧Ｅ２′は、 ｋＲ１＋ｋＲ２ ＲＩ＋Ｒ２ となり、Ｅ２と等しくなる。即ち、外部磁界はＭＲ素子
内で打ち消されたことになる。本実施例によれば、ＭＲ
素子１５とマグネット１４により位置検出を行い検出し
た位置検出信号を微分回路２０により微分することによ
り速度情報を得る構成としており、ＭＲ素子１５は半導
体等により形成されているため、スペースを取ることな
く小型に構成できる。また、検出信号は、ＭＲ素子１５
から抵抗比出力を得ているため、雑音等の影響か受けに
くく、その出力を微分回路を通すだけて速度情報か得ら
れるため、簡単な構成で、高精度な速度情報か得られる
。

次に第２の実施例について第１Ｏ図と共に説明する。第
１図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。

本実施例では、検出マグネット１４′をアーム６下部に
、ＭＲ素子１５’をハウジング２の底面部にそれぞれ固
着してなり、アクチュエータ７の回転により、検出マグ
ネット１４′とＭＲ素子１５’の相対位置が変化する構
成とされている。

ＭＲ素子検出電圧Ｅ２からアクチュエータ７の位置を検
出することができる。本実施例の様に検出マグネット１
４′か可動、ＭＲ１５’が固定であっても、相対位置変
化かわかればよく、検出磁気回路においてもヨーク１７
か無くても効率は悪くなるものの、ノイズに対して第１
の実施例と同様の効果か確保できる。

このように、ＭＲ素子１５′をハウジング２側に固定す
る構成とすることによりＭＲ素子１５′の配線を固定す
ることがてき、電気的に短絡、断線等か発生することが
なく、装置の高信頼性を確保できる。

本実施例ては、アクチュエータを駆動する駆動コイルに
対してＭＲ素子１５の磁界検出面を直交する向きに配設
しているため、検出コイルより出力されたアームの速度
信号のノイズレベルを低減でき、トラッキング制御の精
度か高まり磁気記録再生時の信頼性を高めることができ
る。

次に第３の実施例について第１１図と共に説明する。な
お、第１図と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明は省略する。

本実施例ではアーム６の回転軸上にキャップ２５を設け
て、これに第１１図に示すような円形のヨーク２６及び
磁気抵抗素子２７を固着し、軸８上にマグネット２８を
固着してなる。

このような構成とすることにより第１２図に示すように
マグネット２８の回転方向に伴って第１３図に示すよう
に端子間の抵抗値か変化し、位置に応じた信号か得られ
る。この信号を第３図に示すように微分回路２０を介し
て速度信号とする。

なお、ＭＲ素子２７及びマグネット２９は第１４図に示
すようマグネットを半円形とし、ＭＲ素子を円環状とす
る構成とすることもてき、マグネット２９の回転に伴っ
て第１５図に示すような特性を得ることができる。

このような構成とした場合、第１．第２の実施例と同様
な効果か得られると共に、マグネット２９により軸方向
の吸引力か得られるため、通常軸受に行なわれるバネ等
による予圧を行なう必要かなくなり、軸及び軸受部分の
構造を簡略化することがてきる。

次に第４の実施例について第１６図、第１７図と共に説
明する。

第１．第２．第３の実施例は、アクチュエータ７か回転
揺動し、ヘッド５か円弧軌道を描くロータリー型のアク
チュエータを用いた実施例であったか、本実施例はアク
チュエータ７か往復直線運動をするリニア型のアクチュ
エータを用いた実施例を示す。駆動タイル１１′に駆動
電流を流すと、ヨーク２４上に固着された駆動用マグネ
ット１３ａ、、１３ｂが作用してフレミングの左手則よ
り力が発生し、この力か、アーム６、軸受９゜ヘット５
．駆動コイル１１’よりなるアクチュエータ７′をＤ方
向に往復直線運動させる構成である。運動方向の切り換
えは前述方法と同様駆動電流の向きをかえることにより
容易に行なえる。

ＭＲ素子３１は、アーム６の底面部に固着され、検出マ
グネット３０はヨーク３２を介してノ１ウジング２に固
着されているのでアクチュエータ７か移動すると、検出
マグネット３０とＭＲ素子３１の相対位置か変化して前
述と同様の効果か得られる。もちろん、上述の様な構成
とは逆に、ＭＲ素子をハウジングに、マグネットをアー
ム６の底面部に固着させるような構成でもよい。

なお、以上の実施例では固定磁気ディスクの例を示した
が、この他フロッピーディスク、光磁気ディスク、光デ
ィスク等にも用いることが可能である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、磁気抵抗素子とマグネッ
トにより位置検出を行い検出した位置検出信号を微分回
路により微分することにより速度情報を得る構成として
おり、磁気抵抗素子は半導体等により形成されているた
め、スペースを取ることなく小型に構成でき、また、磁
気抵抗素子からの出力を微分回路を通すたけて速度情報
か得られるため、簡単な構成で、高精度な速度情報か得
られる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の要部の縦断面図、第２
図は本発明の第１の実施例の要部の横断面図、第３図は
本発明の第１の実施例のブロック図、第４図は磁気ディ
スク装置の概略平面図、第５図は磁気ディスク装置の要
部の断面図、第６図は磁気抵抗素子の特性図、第７図乃
至第９図は、本発明の第１の実施例の動作を説明するた
めの図、第１０図は本発明の第２の実施例の要部の断面
図、第１１図は本発明の第３の実施例の要部の断面図、
第１２図乃至第１５図は本発明の第３の実施例の動作を
説明するための図、第１６図、第１７図は本発明の第４
の実施例の要部の断面図、第１８図。 第１９図、第２０図は従来の一例を説明するための図で
ある。 ２・・・ハウジング、 ６・ アーム、 ・・駆動マグ ネット、 ・検出マグネッ ト、 ５・・・ＭＲ素子、 ０・・・微分回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動部の固定部に対する移動速度を検出し、該移
   動速度に応じて該可動部を駆動制御するアクチュエータ
   において、 前記固定部及び前記可動部のどちらか一方にマグネット
   を固定し、他方に該マグネットに対向して磁気抵抗素子
   を列設してなり、 前記マグネットと前記磁気抵抗素子との相対位置により
   変化する前記磁気抵抗素子の抵抗値に応じた、出力信号
   を生成し、該出力信号を微分回路により微分することに
   より前記移動速度に応じた速度信号を得て、前記可動部
   の駆動制御を行なうことを特徴とするアクチュエータ。
2. （２）前記固定部に前記磁気抵抗素子を固着し、前記可
   動部に前記マグネットを固着したことを特徴とする請求
   項（１）記載のアクチュエータ。
3. （３）前記磁気抵抗素子の前記マグネットから磁界を受
   ける面と前記可動部を駆動する駆動手段により発生する
   磁界の方向とが直交するように前記マグネット及び前記
   磁気抵抗素子と前記駆動手段とを配置したことを特徴と
   する請求項（１）又は（２）記載のアクチュエータ。
4. （４）固定軸を中心に回転する可動部を有するアクチュ
   エータにおいて、 前記可動部の回転中心部に磁気抵抗素子を固着し、前記
   固定軸にマグネットを固着してなり、前記マグネットと
   前記磁気抵抗素子との相対位置により変化する前記磁気
   抵抗素子の抵抗値に応じた出力信号を前記磁気抵抗素子
   より生成し、出力信号を微分回路をして微分することに
   より前記可動部の回転速度を得て、前記可動部の駆動制
   御を行なうことを特徴とするアクチュエータ。
5. （５）前記可動部の回転中心にマグネットを固着し、前
   記固定軸に磁気抵抗素子を固着してなる請求項（４）記
   載のアクチュエータ。