JPS5917858A - 可動コイル形アクチユエ−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】 本発明は、可動コイル形アクチュエータに関し、更に詳
しくは光学ディスク装置のピックアップヘッドの駆動に
好適なボイスコイル方式の可動コイル形アクチュエータ
に関する。

再生専用或いは記録再生兼用のいずれにおいても、光学
ディスク装置では、高速回転するディスクの面振れに応
じてピックアップヘッドの対物レンズとディスクとの間
隔を一定に保つためにヘッドを駆動するフォーカシング
機構と、ディスク上の螺旋又は同心円状の情報トラック
に沿って光スポットを１追尾させるためにヘッドを駆動
するトラッキング機構とが必要である。

従来、これら各機構は種々の方式で具体化されており、
例えばフォーカシング機構に１つのボイスコイルを用い
、トラッキング機構にガルバノミラ−を用いた方式、互
いに直交する方向に動作する２つのボイスコイルをフォ
ーカシング機構とトラッキング機構とに用いた方式、フ
ォーカシング機構にボイスコイルを用い、トラッキング
機構にリニアモータを用いた方式、等々が知られている
。

しかしながらこれら従来方式では、いずれにおいても複
数個の永久磁石と複数個のフィルとが必要で、永久磁石
は鉄系材料であるためその比重が大きく、また鉄製のヨ
ークを伴うので、ヘッド全体の大きさと重量を増加させ
、実際にとの＆？ヘッドの重さの大部分けこれら永久磁
石とヨークとで占められている。

ところで光学ディスク装置においては、前記フォーカシ
ング機構とトラッキング機構とを含むヘッド機体を、例
えばスライダー等によってディスク半径方向に送り移動
させ、この移送は、ディスク上の情報検索を短時間に行
なわせるために高速で行なえるようにする必要がある。

従って前記のように重い大形のヘッド駆動機構はこの高
速送り動作に対して不向きであり、トラックの高速アク
セスに限界を与えてしまう。

このほかにも、例えば特開昭５６〜１６９２３号公報に
示されるように、２個の永久磁石と１個のコイルとを用
いて６次元駆動を行なうようにしたものが知られている
が、このものでは前記１個のコイルが単一ボビンに６つ
のコイルを互いに直交するように巻装してなるものであ
り、コイルの製作にボビンが必要でしかも巻線作業が特
に縦巻コイルにおいて困難であり、ボビン使用による部
品点数の増加や駆動部の重量増加、それを補なうための
駆動電流の増加や永久磁石の大形化など、種々の解決す
べき問題点が指ｉｉ：Ｉされている。

本発明は、このような光学ディスク装置のヘッド駆動機
構に好適な小形軒員のしかも部品点数の少ないボイスコ
イル方式の可動コ・ｆル形アクチュエータを提供するこ
とを目的としている。

すなわちこのような目的を達成するための本発明の可動
コイル形アクチュエータは、筒状ホルダと、該ホルダに
装着されたコイルとを有し、該コイルを磁界中で励磁制
御することにより該ホルダを電磁力で駆動する可動コイ
ル形アクチュエータにおいて、前記コイルがほぼ矩形状
の板コイルを含み、該板コイルの互いに平行な第１と第
２の辺の双方が前記ホルダの軸方向に沿い、かつ該両辺
が該軸を挾んで対向するように屈曲されて前記ホルダの
周面に装着され、前記ホルダの周面を外から内へ又は内
から外へ貫く磁界中で前記フィルを励磁制御することに
より前記ホルダを該軸方向と直交す直方向へ電磁力で駆
動させるようにしたことを特徴としている。

本発明において前記コイルは単一の前記矩形状板コイル
で構成しても或いは該板コイルを一対以上用いて構成し
てもよく、オたこの板コイルの形状も厳密な矩形である
必要はなく、例えば角隅部を円くしたものであっても差
しつかえない。

前記矩形状板コイルを一対以上用いて前記コイルを構成
する場合、各板コイルは前記ホルダの軸を含む面に対し
て対称に装着され、この場合、画板コイルの前記第１と
第２の辺同士は隣接なりし重なり合うように組み合わさ
れる。

本発明によれば、見掛上単一のボイスコイルで互いに直
角な６方向に運動可能な可動コイル形アクチュエータを
得ることができ、しかもその磁石系は単一の永久磁石と
ヨークのみで済み、従ってこれを光学ディスク装置のヘ
ッド駆動機構に利用すれば小形軽量の応答性の高いヘッ
ドも１つ体で６次元方向の運動全果し得るものとするこ
とができる。

本発明を実施例図面と共に更に：ｉｆ述すれば以下の通
りである。

第１３［剥けこの発明の一実施例に係る光学ディスクの
ピックアップ用の可動コイル形アクチュエータの要部を
なす筒状コイルを示す斜視図である。

全体を符号（Ｌｌｌ）で示す筒状コイルに、この実施例
では正方形断面の角筒形ソレノイドからなるフォーカシ
ングコイル（１）と、その上に重ね巻きされたトラッキ
ングコイルとしての一対の矩形コイル体（２ａ）　（２
ｂ　）とからなる。対物レンズ等の光学系は、フォーカ
シングコイル（１）をホルダトシてその内部に収納され
ているものとする。

フォーカシングコイル（１）は、その各頂点をＡｌＢ、
、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、ｏ、）（とすると、透口ＡＣＥＧ（
又（ｄ口ＢＤＦＨ）に平行に銅線を巻いて接着剤等によ
り一体的に形成、されでおり、この場合、必要に応じて
同様の角筒形のホルダを使用してその上に巻くようにし
てもよい。

矩形フィル体（２ａ）（２ｂ）は第１ｂ図に示すように
例えばコイル巻線機によって辺（２１ａ、ｂ）（２２ａ
Ｓｂ）（２３ａ、　ｂ）（２４ａ、　ｂ）からなる平コ
イ／Ｌｆ春！、これを第１ＣＩｆｆｌのように折り曲げ
てフォーシングコイル（１）に丁度型なる形状に予成形
されている。

この矩形コイル体（２ａ）（２ｂ）は前記フォーカシン
グコイル（１）と第１Ｃ図に示す如く重ねられて接着剤
等により固定されることでトラッキングコイルを構成す
るが、筒状コイル００）の中心軸に関して対称的な一組
の面ＣＤＦＢと面ＧＨＢＡでは両矩形コイル体（２ａ）
（２ｂ）の辺（２１ａ、ｂ）（２３ａ、ｂ）が辺ＣＥ（
又はＤＦ）或いｉ辺ＡＧ（又はＢＨ）と平行になるよう
に、またもう−組の軸対称の面Ａ　Ｂ　Ｄ　Ｃと面ＥＦ
ＨＧでは両矩形フィル体（２ａ）（２ｂ）の辺（２２ａ
％ｂ）（２４ａ、　ｂ）が筒状コイルの軸方向に向けら
れると共にこれらの辺（２２ａ）と（２２ｂ）および（
２４ａ）と（２４ｂ）が互いに瞬接するようになされて
いる。

すなわち第１ａ図およびその展開図である第２図に示す
ように、一方の矩形コイル体（２ａ）は、筒状コイルの
軸方向に沿う辺（２２ａ）と（２４ａ）とを各４面ＡＢ
ＤＣと面Ｅ　Ｆ　Ｈｏとの略中央寄りに位置させると共
に筒状コイルの周方向に沿う辺（２１ａ）と（２３ａ）
とを而Ｇ　ＨＢ　Ａ　ノ辺ＡＧと辺Ｂ　Ｈとに沿わせて
いる。寸た他方の矩形コイル体（２ｂ）は、筒状フィル
の１ｌＱｂ方向に沿う辺（２２ｂ）と（２４ｂ）とを各
４面ＡＢＤＣと而Ｅ　Ｆ　ＩＩ　Ｇとの略中央寄りに位
置させて前記一方の矩形コイル体の前記辺（２２，１）
と（２４ａ）とにそれぞれ防接させると共に、筒状コイ
ルの周方向に沿う辺（２１ｂ）と（２３［））とを面ｃ
ＤＦＥの辺ＣＥと辺ＤＦとに沿わせている。第１ａ。

ｂ、ｃ図において筒状コイルｏｎ）は角筒状のものを示
したが、これは例えば第３図に示すように円筒状のもの
にしてもよく、矩形コイル体（２ａ）（２ｂ）もそれに
合わせた予成形を施せばよい。尚第６図において第１８
．ｂ％Ｃ図と同効部分には同一符号を付しである。

第１ａ図において矢印（φａ）、（φｂ）、（φＣ）、
（φｄ）は図示しない永久磁石とヨークとによって筒状
コイル００に与えられる磁界の方向を示しており、この
例では筒状コイルａ＠の周面に直交してその外から内へ
貫ぬく方向になっている。フォーカシングコイル（１）
に所望の大きさと向きの励磁電流を流すことにより前記
磁界中にて筒状コイルα０にその軸方向の力（Ｆｆ）を
発生させることができ、従って筒状コイルａ■の軸方向
をフォーカシングのためのヘッドの運動方向に定めてお
く。

一対の矩形フィル体（２ａ）（２ｂ）の軸方向に沿った
隣接部では第１ａ図および第２図に矢印ｌａとＩｂ（又
けｉ／　ａとＩ’ｂ）で示すように互いに同じ向きの励
磁電流が流され、−刃軸対称の両隣接部（Ｉａ、Ｉｂ）
と（Ｉ’ａとＩ’ｂ）とを見ると互いに逆向きの電流が
流されている。これによって前記磁界中において筒状コ
イルα（ｌＩｌＫ辺ＡＣ又はＧＥに平行な方向の力、す
なわち前記フォーカシングのための運動方向と直交する
方向の力（Ｆｔ）を発生させることができる。第２図で
は磁束（φａ）（φｂ）、（φＣ）、（φｄ）は紙面の
表から裏へ向っており、面ＡＢＤＣにおいて両矩形コイ
ル体（２ａ）、（２ｂ）に流れる電流（Ｉａ）、（Ｉｂ
）により矢印で示す電磁力（Ｆｌ）が生じ、同様に面Ｆ
ｉＦＨＧにおいても電磁力（Ｆ２）が生じる。これらの
電磁力（Ｆｌ）　（Ｆｇ　）はいずれも面ＧＨＢＡから
面ＣＤＦＥへ向い、従ってその合力が第１ａ図に示した
力（Ｆｔ）であり、これをフォーカシング方向と直交す
るトラッキング運動に使用するものである。

尚、両矩形コイル体の周方向に沿う辺（２１ａ）と（２
３ａ）および（２１ｂ）と（２３ｂ）は互いに平行であ
り、しかも互いに逆向きの電流が流れるから、この部分
で矩形コイル体（２ａ　）（２ｂ）に生じる電磁力は筒
状コイル（１０）の軸方向に沿った互いに逆向きの等し
い大きさをもって打消し合うことになり、従ってコイル
が切る磁束の量を一定にしてやることにより、例えばフ
ォーカシングコイル（１）による変位があったとしても
コイルが磁束を切る位置の変化による電磁力の変化はな
く、７オーカシングとトラッキングとを互いに影響を与
えることなしに制御可能である。

以上の事項はコイル体（２ａ）（２ｂ）への励磁電流の
向８が破線で示すように逆になった場合も同様であり、
この場合の力（Ｆｌ）（Ｆ２）そして（Ｆｔ）はそれぞ
れ前述の場合と逆向きになるだけである。

第１図の筒状コイルａＣｊ４を用いて光学ヘッド駆動機
構を構成した一例は第４ａ、４ｂ、４ａ図に示す通りで
ある。これらの図において第１図と同一符号は同効のも
のを示し、第４ｂ、４ａ図では磁界（φａ１φｂ、φＣ
１φｄ）を与えるための角環状永久磁石（３）とヨーク
（４ａ）（４ｂ）とが具体的に示されている。

筒状コイルｔＪＯ１は第４ａ図に示す如く対物レンズ（
５）を有するピックアップヘッドのレンズホルダ（６１
に固定され、コイル内がヘッドの光通路に利用されてい
る。ホルダ（６）は、それに取付けたコイル００）の軸
心方向への移動に対して作用する板ばね（７）およびこ
れと直交して一対の矩形コイル体（２ａ）（２ｂ）が平
行に並ぶ面（第１図の面−ＣＤＦｇと面ＧＨＢＡ）に直
角な方向への筒状コイル卸の移動に対して作用する板ば
ね（８）とからなる２次元ばね支持体（９）により、例
えば図示しないスライダー等の送り機構に取付けられて
いる。すなわち板げね（力はフォーカシングコイル（１
）による電磁力（Ｆｆ）に対して作用し、板ばね（８）
は矩形コイル体（２ａ）（２ｂ）Ｋよるトラッキング用
電磁力（Ｆｔ　）に対して作用する。これらコイルへの
励磁電流の極性と大きさとを制御することにより電磁力
（Ｆｆ）（Ｆｔ）を板ばね（刀（８）のバネ力と釣り合
わせ、以って筒状コイル００）、すなわちホルダ（６）
の対物レンズ（５）を所望位置に位置制御するものであ
る。

第４ｂおよび４ａ図においてヨーク（４ａ）は筒状コイ
ルα■の外周を囲み、またヨーク（４ｂ）は筒状コイル
００１の内部に位置され、これらヨーク（４ａ）（４ｂ
）によって形成される角環状の空隙αυけ、筒状コイル
００）のトラッキング方向への移動を許容すべく第４ｂ
ｆｆｆｌのように筒状コイルα０の面ＣＤＦＧおよび面
ＧＨＢＡを受入れる部分（１１ｂ）（１１ｄ）が面ＡＢ
ＤＣおよび面ＥＦＨＧを受入れる部分（１１ａ）（１１
ｃ）より広いギャップになっている。

この例では単一の磁気回路（永久磁石およびヨーク）で
フォーカシングとトラッキングとの２方向の駆動を行な
うことのできるヘッド駆動機構が実現でき、この場合２
次元ばね支持体（９）とホルダ（４）を一体化してプラ
スチック等の弾性材で形成することにより極めてコンパ
クトな構造とすることもできる。

第５図は本発明による可動フィル形アクチュエータを光
学ヘッド駆動機構に応用したもうひとつの例を示す斜視
図で、この例では筒状コイルＯＱは円筒形コイルとなっ
ている。対物レンズ（５）を有するホルダ（６）はこの
円筒状コイル００）と固定されていてヨーク０４）の円
環状ギャップαつ内にコイル００）を位置させた状態と
なるように２次元ばね支持体０６）により支持されてい
る。この支持体（１６）はフォーカシング用平行板ばね
ＯＱとトラッキング用平行板ばねＱ３１とを一体形成し
たもので、フォーカシング用平行板ばね０２）は直接ホ
ルダ（６）を支持しており、またトラッキング用平行板
ばね０３）はヨーク０をと固定された磁気回路ケースａ
７）の外周面に端部で止められている。

第６図はこの発明のさらに別の実施例に係る要部の筒状
コイルを示す斜視図で、この例では第１ｂ図の形状に巻
いた矩形コイル体をＬ字状におりまげ、第１ａ図の筒状
コイル０（２）と同様にフォーカシングコイル（２点鎖
線で示す）のＡＢ、ＣＤ。

ＥＦ、ＧＨの４隅に４つのＬ字状矩形コイル体（３３ａ
）、（３３ｂ）、（３３ｃ）、（３３ａ）を接着剤等で
固定し一体化コイル（３ｎ）としている。

今、コイル体（３３ａ）、（３３ｂ）、（３３Ｃ）、（
３３ｄ）にそれぞれ矢印（Ｉ１）、（Ｉ２）、（Ｉ３）
（Ｉ４）で示す電流を流し、（１１）と（Ｉ３）は電流
の大きさが同じで、又（Ｉ２）と（Ｉ４）も電流の大き
さが同じであるとする。

電流の向きと磁界の向きを図示の通りに取ると、面ＡＢ
ＣＤと面ＥＦＧＨ内にあるＬ字状矩形コイル体によって
生じる電磁力は（１１＋Ｉ２＋Ｉｓ　＋　Ｉ４　　うす
なわち２　（Ｉｌ＋Ｉ２　）に比例し、その方向は矢印
（Ｆｔ）で示す通りとなる。

また而Ａ　Ｂ　Ｇ　Ｈと面ＣＤＥＦ内にあるＬ字状矩形
コイル体によって生じる電磁力は（Ｉｌ−Ｉ２十ｌ５−
Ｉ４）すなわち２（Ｉｆ　　Ｉ２’）に比例し、その方
向は矢印（Ｆｇ　）で示す通りとなる。以上の様に一体
化コイル回の対角線上に位置するコイル同士にそれぞれ
大きさの等しい電流を流すことによって一体化コイルｃ
３ｏ）の軸方向に回転する力を生じることすく、直交す
る２方向（Ｆｔ）と（Ｆｇ）［＝ｒイル（３０を駆動す
ることが出来る。又、ｌｌ（＝Ｉ３）とＩ２（＝Ｉ４）
を制御することによって一体化コイル（至）を直交する
２方向（Ｆｔ　）と（Ｆｇ）の任意の位置にｂ御するこ
とも出来る。すなわちＦｆをフォーカシング方向、Ｆｔ
をディスクトラック方向、Ｆｇをディスクタンジエンシ
ャル方向（タイムペースエラー補正方向）にとれば、コ
イルＧｏは３次元駆動光学ヘッドに好適な安定した駆動
系となるものである。

尚、以上の実施例では７オーカシングコイルと組合せた
一対のコイル体によりフォーカシングコイルによる運動
方向と直交する方向へのヘッドの駆動を行なう所謂２次
元駆動方式の場合を述べたが、例えば第１図の面ＣＤＦ
Ｂ’Ｊｒよび面Ｇ　ＨＢ　Ａに軸方向辺（２２ａ、ｂ）
（２４ａ、ｂ）の隣接部を位置させてもうひとつの別の
一対の矩形コイル体を重ね巻きすることにより、前記各
方向に共に直角な方向へのヘッド駆動も可能な３次元駆
動方式のものも実現できることは述べるまでもなく、こ
の１３の方向を光学ディスクのトラック長方向に合わせ
ることで、タイムベースエラーの端正動作の可能なヘッ
ド構体を得ることができるものである。

以上に述べたように本発明の可動コイル形アクチュエー
タによれば、永久磁石による磁気回路が単一でコイルと
しても単一の構成により、２次元或いは６次元方向の運
動が可能となり、従ってその小形軽量化と応答性の向上
の効果は顕著であり、光学ディスク装置のヘッド駆動機
構に応用して、部品点数の低減、運動系の質量の低減化
、ナなわちアクセスタイムの短縮化等々、多くの利点を
得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１ａＥ’ＷＩ４この発明の一実施例に係る可動コイル
形アクチュエータの要部としての筒状コイルを示す斜視
図、第１ｂ図は矩形コイル体の平面図、第１Ｃ図は筒状
コイルの組立図、第２図は筒状コイルの展開図、ｔ４６
図は別の実施例に係る筒状コイルおよび矩形コイル体を
示す斜視図、第４ａ図はこの発明の応用例としての光学
ディスク装置用ベッド駆動機構の要部を示す斜視図、第
４ｂ図はその磁気回路部分の横断面図、第４ｃ図は同じ
く縦断面図、第５図は別の応用例を示す斜視図、第６図
はさらに別の実施例に係る筒状コイルの斜視図である。 （］）：フオー力シングコイル、（２ａ）（２ｂ）：矩
形コイル体、（３）：永久磁石、（４ａ）（４ｂ）（１
４）　：ヨーク、（５）：対物レンズ、（６）：ヘッド
のレンズホルタ、（７）　（８）　（１３（１３１：　
板ハネ、（９）（１６’）　：　２　次元ばね支持体、
０Ｑ：筒状フィル、（１１）（１５１：空隙（磁気ギャ
ップ）０ 代理人　弁理士　　木　村　三　良月 す１α因 １ −Ａ７＋Ｃ図 第２図 茗　　　Ｖ 第３菌 第４ａ図 才４客図 第４Ｃ区 第５図 、５ 第６図 Ａ、 ８′ Ｍμ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状ホルダと、該ホルダに装着されたコイルとを
   有し、該コイルを磁界中で励磁制御することにより該ホ
   ルダを駆動する可動コイル形アクチュエータにおいて、 該コイルは、はぼ矩形状の板コイルを含み、該板コイル
   の互いに平行な第１と第２の辺双方が前記ホルダの軸方
   向に沿い、かつ該両辺が該軸を挾んで対向するように屈
   曲されて前記ホルダの周面に装着され、前記ホルダの周
   面を外から内へ又は内から外へ貫く磁界中で前記コイル
   を励磁制御することにより、該ホルダを該軸方向と直交
   する方向へ駆動させるようにしたことを特徴とする可動
   コイル形アクチュエータ。
2. （２）　　前記コイルは前記板コイルを一対含み、該画
   板コイルは前記軸を含む面に対して対称に装着されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可動コ
   イル形アクチュエータ。