JPH05217306A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リニアアクチュエータの剛性を簡易な手段で向
上して、該リニアアクチュエータに発生するピッチ等の
不都合な挙動を低減することを目的とする。 【構成】移動体１は、移動方向に沿って延設されて、リ
ニアスライドエアベアリング２によって浮上支持されて
いる。エアベアリング２の下側はハウジング７にねじ止
めされている。移動体１の後端部は、ボイスコイルモー
タ３の可動部である筒状のコイル６に固定されている。
ボイスコイルモータ３は、ヨーク４の床板４ｃがハウジ
ング７に固定されている。連結部材８が、ヨーク４の前
側板４ｄの上部前面，及びエアベアリング２後端外周上
面に当接し、軸を前後に向けたネジ１３によって連結部
材８とヨーク４とがねじ止めされ、また、軸を上下に向
けたネジ１４によって連結部材８とエアベアリング２と
がねじ止めされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置や光
ディスク装置におけるディスクへの情報の記録・再生を
行うヘッドを、所定の位置に移動させる位置決め装置に
関し、特に移動体を駆動するリニアアクチュエータの剛
性を向上させて高精度の位置決めが可能な位置決め装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置は、計算機本体に制御
装置を介して接続され、計算機本体からの指令に応じて
媒体である磁気ディスクに情報の記録及び再生を行う。
その記録，及び再生を行う部分は、一般に、磁気ヘッ
ド，ディスク，位置決め装置，及びディスク回転機構を
一体として組み立てられ一つのコンポーネントとなって
いる。

【０００３】ディスクは、必要な記憶容量を得るために
同軸に且つ所定の間隔をあけて複数枚の磁気ディスクが
積層されて構成され、ディスク回転機構によって回転さ
せられる。その複数のディスク間には磁気ヘッドが挿入
するように配設され、各磁気ヘッドは、磁気ディスクの
回転前は磁気ディスクに接触していて、磁気ディスクの
回転と同時に空気力で浮上し計算機本体からの指令によ
って所定のトラックにアクセスして情報の記録又は再生
を行う。

【０００４】その磁気ヘッドは位置決め装置によって支
持されて移動し目的の位置に位置決めされるようになっ
ている。その位置決め装置は、上記磁気ヘッドをヘッド
アームを介して移動体の先端部に取付けている。開発中
の位置決め装置は、図６及び図７に示すように、移動体
１が気体軸受であるリニアスライドエアベアリング２に
よって軸方向へ往復移動可能に浮上支持されている。即
ち、上記移動体１は、リニアスライドエアベアリング２
からの空気圧で数μｍだけ浮上して支持されることで、
摩擦トルクも小さいまま滑らかに移動可能になってい
る。

【０００５】また、その移動体１はエアベアリング２の
後端開口部から後方に突出しており、その移動体１及び
エアベリング２の後方に、リニアアクチュエータである
ボイスコイルモータ３が該移動体１と同軸に配設されて
いる。そのボイスコイルモータ３は、磁路を形成するヨ
ーク４及び磁石５と、移動体１と同軸に移動可能な筒状
のコイル６とを備えて、移動体１と同軸に配設されるヨ
ーク４の棒体４ａ部分にコイル６が軸方向に移動可能に
遊嵌し、そのコイル６を上下に所定の間隔をあけて挟む
一対の磁石５がヨーク４の床４ｃ部分と天井４ｂ部分に
固定されて構成されている。

【０００６】そして、該コイル６は左右側方に張り出す
フランジ６ａを有し、その各フランジ６ａが、移動体１
後端部中央が切り欠かれてコ字形状に分岐してなる左右
の足部１ａの各後端面にねじ止めされ、もってコイル６
と移動体１とが連結されている。また、上記エアベアリ
ング２及びボイスコイルモータ３の下側は、それぞれ独
立してハウジング７にねじ止めされている。

【０００７】そして、ボイスコイルモータ３に供給され
る駆動電流によってハウジング７に固定されているヨー
ク４に対して相対的にコイル６が移動し、そのコイル６
の移動によって移動体１がエアベアリング２で浮上支持
されたまま所定量だけ前後に往復移動して、該移動体１
と一体になっている磁気ヘッドを所定量だけ移動させて
位置決めする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアベ
アリング２とボイスコイルモータ３が個々独立してハウ
ジング７に固定されているが、駆動電流によってコイル
６に軸方向に移動可能な推力が発生すると、その推力に
よる反力が、ボイスコイルモータのコイル及び外周を構
成するヨークに及ぼされる。そして、そのヨーク４の剛
性の程度によって振動や脈動，または変形等の本来あっ
てはならない挙動がヨークに発生する。

【０００９】ボイスコイルモータ３では、上記のよう
に、単独でヨーク４の下側だけがハウジング７に固定さ
れ、且つヨーク４自体はそれほど剛性をもたないため、
剛性が弱く上記不都合な挙動が発生して位置決め精度を
劣化させやすいという問題がある。本発明は、上記のよ
うな問題点に着目してなされたもので、リニアアクチュ
エータであるボイスコイルモータの剛性を簡易な手段で
向上することで、リニアアクチュエータに発生するピッ
チ等の上記不都合な挙動を低減した位置決め装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の位置決め装置は、先端部側にヘッドが取付
けられて気体軸受にて浮上支持される移動体と、上記気
体軸受の後方に配設されて移動体の後端部側と連結し移
動体を往復移動させるリニアアクチュエータとを備えた
位置決め装置において、連結部材を気体軸受の外周面及
びリニアアクチュエータの側面へ当接可能に配設して、
該気体軸受と連結部材とを移動体の移動方向に対して直
交する方向に軸を向けてねじ止めし、リニアアクチュエ
ータと連結部材とを移動体の移動方向と平行方向に軸を
向けてねじ止めしたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】リニアアクチュエータを剛性を有する気体軸受
と剛的に結合することで、リニアアクチュエータ及び気
体軸受の両者の剛性が共に向上する。これによって、リ
ニアアクチュエータの駆動によって移動体に発生する推
力による反力がリニアアクチュエータに入力されても、
上記のように従来よりも剛性が大きくなっているため、
上記反力によってリニアアクチュエータに発生する振動
等の不都合な挙動が低減される。上記挙動が低減される
ことで、該リニアアクチュエータから移動体に入力され
るピッチ等の振れが低減されて該移動体の先端部に取付
けられているヘッドの位置決め精度が向上する。

【００１２】また、リニアアクチュエータと連結部材と
を固定する際に、ねじの軸を移動体の移動方向と平行方
向にしたのは、移動体に発生する推力による反力の方向
とねじの軸とを同方向にすることでその方向への結合を
特に高めて、該リニアアクチュエータと連結部材との剛
結合を効果的に高めるためである。また、気体軸受と連
結部材とを固定する際に、ねじの軸を移動体の移動方向
に直交する方向にしたのは、気体軸受に移動体から主に
入力される力の方向であるエアギャップ方向，即ちヨー
方向にねじの軸を向けることでその方向の結合を特に高
めて、該リニアアクチュエータとエアベアリングとの剛
結合を効果的に高めるためである。

【００１３】これによって、連結部材を介してのリニア
アクチュエータと気体軸受との剛結合が効果的に行われ
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。本
実施例においては、磁気ディスク装置に適用した一例に
おいて説明している。磁気ディスク装置は、計算機本体
に制御装置を介して接続されて、記録媒体である磁気デ
ィスクに情報を記録、及び磁気ディスクからの情報の再
生を実施する。その記録，及び再生を行う部分は、一般
に、磁気ヘッド，ディスク，位置決め装置，及びディス
ク回転機構を一体として組み立てられ一つのコンポーネ
ントを構成している。

【００１５】上記ディスクは、図３に示すように、複数
の円板形状の媒体である磁気ディスク１０が上下に所定
の間隔をあけた状態で積層されて構成され、その複数枚
の磁気ディスク１０は上下に貫く回転軸を介して図示し
ないディスク回転機構に装着され該ディスク回転機構の
作動によって回転可能になっている。その複数の磁気デ
ィスク１０間の夫々の間隙には、磁気ヘッド１１が挿入
されるようにそれぞれ配設されている。その各磁気ヘッ
ド１１は、磁気ディスク１０の回転前は磁気ディスク１
０に接触し、該磁気ディスク１０の回転と同時に空気力
で浮上し、計算機本体からの指令によって所定のトラッ
クにアクセスして情報の記録又は再生を行うようになっ
ている。

【００１６】その磁気ヘッド１１は、夫々ヘッドアーム
１２を介して位置決め装置の移動体へ一体に取り付けら
れて支持されている。その移動体１は、図１及び図２に
示すように、角柱形状をして移動方向に沿って後方に延
設されてなり、気体軸受であるリニアスライドエアベア
リング２によって軸方向に移動可能に浮上支持されてい
る。即ち、エアベアリング２は、移動体１の外周面と対
向する各面に設けられている図示しない複数の穴若しく
は溝から空気が該移動体１の外周面に向けて噴射されて
該間隙に生じる気体膜圧力で移動体を浮上支持させるよ
うになっている。そのエアベアリング２の下側はハウジ
ング７上面にねじ止めされている。

【００１７】また、上記移動体１の後端部は、中央部が
前方に向けて切り欠かれてＵ字形状に分岐して左右二股
の足１ａを形成し、その移動体１の後端面であるＵ字形
の各足１ａの両後端面にボイスコイルモータ３の可動部
である筒状のコイル６がフランジを６ａを介して固定さ
れている。ボイスコイルモータ３は、コイル６，ヨーク
４，及び磁石５からなり、上記ヨーク４は、床板４ｃ，
天井板４ｂ，及びその二つの板４ｃ，４ｂを前端及び後
端で上下に結合する前側板４ｄ及び後側板４ｅを備えて
モータ３の外周部を形成し、且つ前後の側板４ｄ，４ｅ
の中央同士を前後に連結する棒体４ａを有している。そ
のヨーク４の棒体４ａに筒状のコイル６が遊嵌し、さら
に棒体４ａ及びコイル６を上下に挟んでヨーク４の床板
４ｃ及び天井板４ｂの対向面側に夫々磁石５が固定され
ている。そして、ヨーク４の床板４ｃがハウジング７に
ねじ止めされている。

【００１８】また、そのボイスコイルモータ３のヨーク
４及び磁石５は、上記移動体１の後端部に形成されてい
るＵ字形の切り欠き内に先端部分を挿入するように配設
され、更にヨーク４の先端部分が、エアベアリング２の
後端開口部内に挿入されるように配設されている。さら
に、角型形状の連結部材８が、上記ヨーク４の前側板４
ｄの上部前面，及びエアベアリング２後端外周上面に、
夫々後端面及び下面を当接させて配設されている。そし
て、軸を前後に向けたネジ１３によって連結部材８とヨ
ーク４とがねじ止めされている。また、軸を上下に向け
たネジ１４によって連結部材８とエアベアリング２とが
ねじ止めされて、もって、連結部材８によってエアベア
リング２とボイスコイルモータ３とが剛に結合されてい
る。

【００１９】また、上記エアベアリング２の前端開口部
上部にはリニアエンコーダ等からなる位置検出手段１５
が設けられ、その位置検出手段１５と上下に対向する移
動体の上面にはスケール１６が設けられ、そのスケール
１６の目盛りを位置検出手段１５がレーザ光等を用いて
上方から入力して、該移動体１と一体になっているヘッ
ドの位置を検出し、その信号を図示しない位置決め回路
に供給している。その位置決め回路は、上記信号をもと
にボイスコイルモータ３に移動信号を供給し、もってボ
イスコイルモータ３のコイル６を所定量だけ移動させ
る。

【００２０】上記のような位置決め装置では、図示しな
い計算機本体から制御装置を介して送られた信号をもと
に駆動電流がボイスコイルモータ３に供給されて該ボイ
スコイルモータ３のコイル６に所定量の推力が発生す
る。すると、コイル６は上記電流値に応じて前後に移動
し、その移動に追従して移動体１も移動して、もって移
動体１と一体になっている磁気ヘッド１１が磁気ディス
ク１０上の目的としたトラックに位置決めさせられる。

【００２１】なお、移動体１は、エアベアリング２の内
周面から噴射される空気によって発生する気体膜圧力で
浮上した状態で軸方向に移動させられるため、エアベア
リング２との間に摩擦トルクが発生することなく滑らか
に往復移動する。上記作動時に、駆動電流がボイスコイ
ルモータ３に供給されてコイル６を軸方向へ移動する推
力が発生するが、その推力の反作用である反力がヨーク
４に入力されてヨーク４の剛性が弱いほど、該ヨーク４
に振動や脈動，または変形等の位置決め精度の低下させ
る挙動が発生する。

【００２２】本実施例では、ヨーク４は下側の床板４ｃ
をハウジング７に固定しているだけでなく、ヨーク４の
前側板４ｄを、ヨーク４全体の剛性よりも剛性を有する
エアベアリング２に結合することで、該ヨーク４の剛性
が従来よりも向上して上記不都合な挙動が低減され、も
ってその不都合な挙動によるヨーク４からのコイル６，
更には移動体１に入力されるピッチ等の振れが低減され
て位置決め装置の位置決め精度が向上する。

【００２３】また、連結部材８のボイスコイルモータ３
及びエアベアリング２へのねじ止めも、ヨーク４に対し
ては前記反力の向き，即ちアキシャル方向に止めること
で連結部材８とボイスコイルモータ３とが効果的に強く
剛結合され、また、エアベアリング２についてはエアベ
アリングに主に発生する外力の方向であるエアギャップ
方向，即ちヨー方向に止めることで、エアベアリング２
と連結部材８とが効果的に強く剛結合され、もってヨー
ク４とエアベアリング２の剛結合を効果的に強固にして
いる。

【００２４】上記連結部材８によりヨーク４とエアベア
リング２を結合することによる効果を確認するため、ボ
イスコイルモータ３を駆動したときの周波数特性のボー
ド線図を、上記連結部材８がない場合と該連結部材８を
使用した本実施例の場合で求めてみると、図４及び図５
に示すような結果が得られた。ここで、図４は連結部材
８がない場合であり、図５は本実施例に基づく連結部材
８を使用したものである。

【００２５】この両者のボード線図を比較すると、連結
部材８がない場合では、周波数７３６Hz付近（図４中，
◇で示した部分）において、ゲインが急激に落ち込み、
且つ位相も急変していて、自己共振が内部で発生してい
るものと思われるが、本実施例のように連結部材８を使
用した場合には上記現象が発生せずに急激な変動がなく
安定していることが分かる。

【００２６】なお、本実施例では、磁気ディスク装置に
使用されるヘッド１１の位置決め装置を一例として説明
してきたが、これに限定されるものではなく、光ディス
ク装置等の読み込み書き取り用磁気ヘッドの位置決め装
置として適用しても構わない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置決め
装置では、簡易な手段でリニアアクチュエータの剛性が
向上して、該アクチュエータから移動体に入力されるピ
ッチ等の振れが低減され、もって位置決め装置の位置決
め精度が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の位置決め装置を示す上面
図である。

【図２】本発明に係る実施例の位置決め装置を示す一部
破断した側面図である。

【図３】本発明に係る実施例の位置決め装置を示す斜視
図である。

【図４】開発中の位置決め装置におけるリニアアクチュ
エータのボード線図である。

【図５】本発明に係る実施例の位置決め装置におけるリ
ニアアクチュエータのボード線図である。

【図６】開発中の位置決め装置を示す上面図である。

【図７】開発中の位置決め装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 移動体 ２ エアベアリング ３ ボイスコイルモータ ４ ヨーク ５ 磁石 ６ コイル ７ ハウジング ８ 連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 静男 神奈川県茅ケ崎市香川1061−１ サニーウ ェル坂田101 (72)発明者 高橋 淳 神奈川県鎌倉市材木座６−23−５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部側にヘッドが取付けられて気体軸
   受にて浮上支持される移動体と、上記気体軸受の後方に
   配設されて移動体の後端部側と連結し移動体を往復移動
   させるリニアアクチュエータとを備えた位置決め装置に
   おいて、連結部材を気体軸受の外周面及びリニアアクチ
   ュエータの側面へ当接可能に配設して、該気体軸受と連
   結部材とを移動体の移動方向に対して直交する方向に軸
   を向けてねじ止めし、リニアアクチュエータと連結部材
   とを移動体の移動方向と平行方向に軸を向けてねじ止め
   したことを特徴する位置決め装置。