JPS592562A - 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、更ニ詳
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シ、
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
ォーカシング機構ニ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コイルとが必要で、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、実際にこの種ヘッドの重さの大部分はこれら永久磁
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構体を、例
えばスライダー等ｆ、よってディスク半径方向に送シ移
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
速道シ動作に対して不向きであ夛、トランクの高速アク
セスに限界を与えてしまう。

このほかにも従来方式のヘッド駆動機構では、フォーカ
シングとトラッキングの両機構の磁気回路が別々であシ
、これによる構造の腹雑さや部品点数が多いことおよび
組立てがやっかいであること！よとも欠点として指摘さ
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
ｆｌ１ｗ好適な小形軽量のしかも部品点数の少ないボイ
スコイル方式の可動コイ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１こめの本発明の可
動コイル形アクチュエータは、筒状コイルのコイル周面
を外から内へ又は内から外へコイル半径方向のいずれか
一方ｆ貫ぬく方向の磁界中で前記筒状コイルを励磁制御
卸することＫよシ前記筒状コイルを移動させる可動コイ
ル形アクチュエータにおいて、前記筒状コイルが、コイ
ル周面上のほぼ軸対称の２個所で交差し且つ互いに逆向
きの電流で励磁される一対のコイル体を備えてなること
を特徴としている。

本発明の可動コイル形アクチュエータにおいては、筒状
コイルのコイル局面のうち前記一対のコイル体の交差部
を含む２個所で筒状コイルの軸方向および半径方向に共
に直角な同方向への力が筒状コイルに発生し、従って励
磁電流の値を制御することによって所望位置に筒状コイ
ルを位置させることができる。

本発明においては、このような一対のコイル体だけで筒
状コイルを構成して一方向への移動を果す可動コイル形
アクチュエータを得てもよ＜、或いはこれに同軸状に別
の一対のコイル体をその交差部を９０°ずらして重ね巻
きして互いに直角な２方向への移動を果す可動コイル形
アクチュエータを得てもよく、さらにはこれらにンレノ
イドコイルを同軸状に重ね巻きして互いに直角な別の２
方向または互いに直角なろ方向への移動を果す可動コイ
ル形アクチュエータを得てもよく、いずれの場合πおい
ても磁界を与える磁石系は単一のものでよい。

このように本発明によれば、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了り
チュエータさえ得ることができ、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
答性の高いヘッド構体で３次元方向の運動を果ｌ−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詳述すれば以下の通シで
ある。

第１図はこの発明の一実施例に係る可動コイル形アクチ
ュエータの要部をなす筒状コイルを示す斜視図で、全体
を符号（１０）で示す筒状コイルは、この実施例では正
方形断面の角筒形ンレノイドからなるフォーカシングコ
イル（１）と、その上に重ね巻ぎされたトラッキングコ
イルとしての一対σ）コイル体（２ａ）（２’））とか
らなる。

フォーカシングコイル（１）は、その各頂点をＡ、［３
゜Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとすると、送口ＡＣＥＧ　（
又は口ＢＤ酎）に平行に銅線を巻いて形成されている。

この場合必要π応じて同様の角筒形のボビンを使用して
もよいＯ トラッキングコイルとなる一対のコイル体（２ａ）（２
ｂ）ｋＸ前記フォーカシングコイル（１）の上に重ねて
巻かれておυ、筒状コイル（１０）の中心軸に関して対
称的な一組の面ＣＤＦＥと面ＧＨＢＡではコイル体（２
ａ）（２ｂ）の銅線が辺ＣＥ（又はＤＦ）或いは辺ＡＧ
　（又＆よりＨ）と平行になるように、ま１こもう一組
の軸対称の面ＡＢＩＸコと而ＥＦ　Ｔ−ＩＧでは両コイ
ル体（２ａ）（２ｂ）の銅線同士が交差するようになさ
れている。すなわち第１図およびその展開図である第２
図に示すように、コイル体（２ａ）は、面ＡＢＤＣニお
し１て辺Ｍ１の上部カムら辺ａ）の下部へ、面（］）Ｆ
Ｅ　において辺（Ｄの下部カムら辺］’Ｆの下部へ、面
１ｉ；ＦＴｎ　において辺１引−の下部から辺ｌの上部
へ、そして面（ｌ（Ａ　Ｋ−おいて辺（ス１の上部から
送油の上部へとめぐり、またもう一方のコイル体（２ｂ
）ではこれと逆に面Ｎ朕１おいて送油の下部から辺ＣＤ
の上部へ、面（、”ＤＦＥ　において辺■の上部から辺
Ｅｌｔ’の上部へ、面ＥＥＨＧにおいて辺印の上部から
辺α１の下部へ、そして面（１−ＩＢＡ　において辺（
（（の下部から送油の下部へとめぐって、それぞれが独
立した同巻数のコイルを構成している。面ＡＩＭ）Ｃ：
　においてコイル体（２ａ）と（２ｂ）が辺Ｗ（又はＢ
Ｄ　）となす角は互いにその値が等しい角度θであり、
面）’Ｆ［ｎ　においても同様である。すなわち互いの
交差部分においてコイル体（２ａ）（２ｂ）が筒状コイ
ル（１０）の中心軸に対してなす傾斜角αは、その値が
等しい逆向きの角度である。このような構成であるから
トラッキングコイルの巻線は、フォーカシングコイルを
巻線するときの回転軸を角度αだけ傾けるだけで容易に
行なえるものである。

第１図において矢印φａ、φｂ、φＣ２φｄは図示しな
い永久磁石とヨークとによって筒状コイル（１０）［与
えられる磁界の方向を示しておシ、この例では筒状コイ
ル（１０）の周面Ｋａ交してその外から内へ貫ヌ＜方向
π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ｆ−よシ前記磁界中に
″Ｃ筒伏コイル（１０）［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（１０）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。

一対のコイル体（２ａ）（２ｂ）には第１図および第２
図に矢印Ｉａ、Ｉｂで示すように互いに逆向きの励磁電
流が流され、これｆよって前記磁界中において筒状コイ
ル（１０）に辺Ｅ又は（９）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）ｅ発生させることができる。

すなわち第３図は面ＡＢＩＸ、’内でのコイル体（２ａ
）（２ｂ）の交差部分を・簡略化して示したもので、磁
界（Ｉａ）の方向は紙面の表から裏へ向っている。磁界
（Ｉａ）内において実線矢印の向きに電流（Ｉａ）が流
れるとコイル体（２ａ）のこの部分には電流（Ｉａ）と
磁界（Ｉａ）との双方に直角な電磁力Ｃ／”ａ）が生じ
、この力＜ｆａ　）は水平分力（ｆａｈ）と垂直分力（
ｆａｖ）とπ分解できる。同様π同じ磁界（Ｉａ）内で
実線矢印の向ぎ［’４：流（Ｉｂ）が流れるとコイル体
（２ｂ）のこの部分にはＷ、流（Ｉｂ）と磁界（Ｉａ）
との双方に直角な電磁力（／１））が生じ、この力（ｆ
ｂ）も水平分力（ｊ’ｂｈ）と垂直分力（ｆｂｖ　）と
π分解できる。コイル体（２ａ）と（２ｂ）とのアンペ
アターンが等しければ、両方の電磁力σａ）Ｃｆｂ　）
の太きさは”４’Ｌ２＜なシ、各分力の太きさもそれぞ
れ互いに等しくなる。垂直分力（ｆａｖ）と（ＡＶ）と
は筒状コイル（１０）の軸方向を向いていてしかも互い
に逆向きの等しい大きさのものであるから、これらは互
いに打消し合って筒状コイル軸方向の力に生じないこと
になる。水平分力（ｊ’ａ　ｈ　）と（ｆｂｈ）とは向
きが同じであシ、従ってその合力（Ｆ、）　（伽＋ｆｂ
ｈ）は第６図で紙面の左方から右方へ向う力となる。面
ＡＢ［Ｘ、’と軸対称の面Ｅ珪１１Ｇにおし・でも同様
であシ、この面摺口で生じる同様の合力（Ｆ２）は第２
図に示し１こように力（Ｆｒ）と同方向、すなわち面弘
から面Ｌ’ＤＦＥへ向う方向となる。従ってこれらの力
（Ｆｌ）と（Ｆ２）との合力が第１図に示した力（Ｐｉ
）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わけである。尚、コイル体（２ａ
）（２ｂ）の交差点２ケ所は、厳密に軸対称である必要
はなく、多少ずれていても良し）。但しこの場合は効率
が若干低下することになる。

面ｑ−１３Ａおよび面ＣＩ）Ｆ’Ｂ　ｗおいて両コイル
体（２ａ）（２ｂ）は平行であり、しかも互いに逆向き
の電流ｈ１流れるから、この部分でコイル体（２ａ）（
２ｂ’Ｘ生じる電磁力は筒状コイル（１０）の軸方向に
沿った互（・に逆向きの等しい大きさをもって打消し合
うことになシ、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、例えフォーカシングコイル（１）ニ
よる変位があったとしてもコイルが出来を切る位置の変
化による電磁力の変化はなく、フォーカシングとトラッ
キングとを互し・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トの励磁電流の向
ぎが破線で示すように逆になった場合も同様であシ、こ
の場合の力（Ｆ’１　）　（Ｆ＊　）そして（ｐｔＢｚ
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（１０）を用いて光学−＼ラド駆動
機構を構成した一例は第４ａ、４ｂ、４ｃ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、４ｃ図では研界（φａ、φｂ。

φＣ１φｄ）を与えるための角纜状永久出石（３）とヨ
ーク（４ａ）（４ｂ）とが具体的に示されている。

筒状コイル（１０）は第４ａ図π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（６）
に固定され、コイル内がヘッドの光通路π利用されてい
る。ホルダ（６）は、それに取付けたコイル（１０）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コイル体（２ａ）（２ｂ）が平行
に並ぶ面（第１図の面σ）ＦＥと面（ＨＢＡ　）　［直
角な方向への筒状コイル（１０）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（９１ｖｃ
、ｌ：Ｊ＋、例えば図示しないスライダー等の送！ｌ１
機構に取付けられている。すなわち板ばねＶ）はフォー
カシングコイル（１）Ｋよる電磁力（１”？）Ｋ対して
作用し１、板ばね（８）はコイル体（２ａ）（２ｂ）ｉ
ｅよるトラッキング用電磁力（Ｆｔ）［対して作用し、
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
ことによシミ磁力（Ｆｆ）（Ｆｔ）を板ばね（７１（８
１のバネ力と釣り合わせ、以って筒状コイル（１０）、
すなわちホルダ（６）の対物レンズ（５）を所望位置に
位置側（財）するものである。

第４ｂおよび４ｃ図においてヨーク（４ａ）は筒状コイ
ル（１０）の外周を囲み、またヨーク（４ｂ）は筒状コ
イル（１０）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窒隙（１１）は、
筒状コイル（１０）のトラッキング方向への移動を許容
すべく第４ｂ図のように筒状コイル（１０）の面０円お
よび面Ｇ−ＩＢＡを受入れる部分（１１ｂ）（１１ｄ）
が面Ｍ３Ｅおよび面Ｍ（ｆ受入れる部分（１１ａ）（１
１ｃ）よシ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θ）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コイ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、対物レンズ（５）を有するホルダ（６）ハこの円
筒状コイル（１０）と固定されていてヨーク（１４）の
央状ギャップ（１５）内にコイル（１０）を位置させた
状態となるように２次元ばね支持体（１６）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（１２）とトラッキング用平行板ばね（１３）
とを一体形成しｋもので、フォーカシング用平行板ばね
（１２）は直接ホルダ（６）を支持しておシ、またトラ
ッキング用平行板ばね（１３）はヨーク（１４）と固定
された磁気回路ケース（１７）の外面に端部で止められ
ている。この第５図の例においてはコンパクトな構成ｆ
することが可能である。第６図は、筒状コイル（１０）
’！ｒ円筒伏筒状１こ変形例を示している。

尚、以上の実施例ではフォーカシングコイルと組合せ１
こ一対のコイル体ｖ、Ｊ：ｌ）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！１Ｉｌｌ
を行なう所謂２次元駆動力式の場合を述べＬが、例工ば
第１図の面（］）Ｆ’Ｅおよび面（ＨＰＡ　Ｋ交差部を
位置させてもうひとつの別の一対のコイル体を重ね巻き
することによシ、前記各方向に共ＶＣ直角な方向へのヘ
ッド駆動も可能な６次元駆動力式のものも実現できるこ
とは述べるまでもなく、この第３の方向を光学ディスク
のトラック長方向１合わせることで、タイムベースエラ
ーの補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シ、２次元或いは３次元方向の運
動が可能となシ、従ってその小形軽量化と応答性の向上
の効果は顕著であシ、光学ディスク装置のヘッド駆動機
＠Ｖｃ応用して、部品点数の低減、アクチュエーメ全体
の質量の低減化、す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１図は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２
図はその展開図、第６図は同じく交差部の部分拡大図、
第４ａ図はこの発明の応用例としての光学ヘッド駆動機
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図はさらに別の変形例を示す斜
視図である。 （１）：フオーカシングコイル、（２ａ）（２ｂ）’一
対のコイル体、（６）：永久磁石、（４ａ）（４ｂ）（
１４）：ヨー久（５）　：　対物レンズ、　（（Ｓｌ　
：ヘッドのレンズホルダ、σ）（８）　（１２）　（１
３）　：板ばね、（９）　（１６）：　２次元ばね支持
体、（１０）：筒状コイル、（１１）（１５）：空隙（
磁気ギャップ）。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 □□」 ｔＩ 矛２図 ２ヒ４し図 才４Ｃ図 オ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状コイルのコイル周面を外から内へ又は内から外へい
   ずれか一方に貫ぬく方向のＳ界中で前記筒状コイルを励
   磁側（財）することＫよシ前記筒状コイルを移動させる
   可動コイル形アクチュエータにおいて、前記筒状コイル
   が、コイル周面上のほぼ軸対称の２個所で交差し且つ互
   いｆ逆向きの電流で励磁される一対のコイル体を備えて
   なることを特徴とする可動コイル形アクチュエータ。