JPS60124067A - 磁気ヘツドポジシヨナ - 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】 本願の発明はフロッピィディスクの磁気ヘッドのポジシ
ョニング装置に関する。

従来より使用されているこ汎らの装置には概路次の三つ
の構成のものが採用さ扛ている。先づ第一のものは、ス
テッピングモータ、プリー、スチールベルトを採用して
いる。第二のものは、ステッピングモータ、リードスク
リューシャフト、ゼルトねじの組合せであり、又第三の
ものはボイスコイルモータ、位置センサ等を採用したも
のである。然し乍らこれらの方式で高精度なマイクロフ
ロッピィディスクを製作するためには製造コストが高い
等種々の問題点があった。

例えば、第一方式のものにおいては、高価なハイブリッ
ド型ステッピングモータを必要とし、総合精度を保持す
るためにはプリーの外径公差や振れを高精度にすること
が必要であり、従ってコスト高である等の欠点があった
。又第二の方式のものにおいては、硬質のリードスクリ
ューシャフトを使用するため高価であると共に関連部品
のアセンブリング工数が大きい等の欠陥があった。更に
第三方式においては、磁気ヘッドの位置制御回路を閉ル
ープ回路で行わねばならず、高価な回路を採用しなけれ
ばならない。

そこで、本願の発明は、低コストにして精度の高い磁気
ヘソドボジショニングのだめのステップ、アクチュエー
タ（以下単に磁気ポジショナという）全提供することを
目的とするもので、前記第二方式の改良に係る構成を開
示するものである。

本願発明は、モータの回転子の中央部にナツト全形成し
、このナラＩ−を介しておねじであるリードスクリュー
シャフトを直線的に移動可能となした構成であって、こ
のリードスクリューシャフト先端部に磁気ヘッドを固定
させる簡単な機構により、ヘッドの精密な送り作用を可
能となすものである。

従来よりねじを利用した送り装置は多数存在し、例えば
（１）、旋盤のベッド送りや旋盤の心押台（２）、工具
顕微鏡のスライドテーブル送り装置等である。前記（１
）の場合には位置を固定されたねじを回転きせ、回転し
ないナツトを軸方向にスライドさせる方式であＶ、又（
２）の場合の送りは位置を固定さ扛たす〜３− ットがあり、その中のねじ全回転させることによりねじ
自体が軸方向にスライドする方式であり、この機構によ
ジ工具顕微鏡のスライドテーブルはミクロン単位の送り
制剤ができる。

本発明に係るイｉｆｆ気へラドポジショナのリニアアク
チェータに採用泗わ７た送り機構はナツト（ロータ）の
位置を固定し更にねじ（リードスクリューシャフト）の
回転位置も固定してなるもので、この構成において、ナ
ツトすなわちロータが回転するとねじすなわちスクリュ
ーシャフトが軸方向にスライドする。又この場合ねじ部
のバックラッシュを消去するためにはスクリューシャフ
トはロータに対し一方向（軸方向）に引張ら扛なくては
ならない。

従来、上述のような送り機構においては、ロータの回転
中にステップ誤差が発生し易く、機構全体の綜合ステッ
プ精度の向−ヒを計ることは困離であった。

本願発明に係る構成においては、前記のステップ誤差を
低減し、綜合ステップ精度の向上、改良４− を目的とするものである。然してスクリューシャフトの
剛性を適正値に維持するよう構成することにより前記の
目的を達成するものである。

以下添付図面を参照して本願発明に係る具体例の構成に
ついて説明する。第１図は本願発明に係るポジフヨナの
アクチュエータの縦断面図である。

本発明に係る構成は軸受部ａ、ロータ部ｂ、ＩＪ−トス
クリユーシャフトｃ及びステータ部ｄの４つの機構部よ
りなるものである。軸受部ａは取付板２と後述するロー
タｂとの間及びカバ４内部に設けたスペーサ６とロータ
ｂとの間にそれぞれ支承される前−ルベアリング８，１
０よりなり、ロータｂはマグネット部１２と一体に形成
されたプラスチック等の合成樹脂材より構成され、その
中央にめねじＪ４を設ける。ロータｂにプラスチック材
を採用した理由は、スクリューシャフトＣの摺動に起因
する関係両部材の摩耗の減少、摩擦係数の減少効果を目
的としたものである。

然して本発明ではロータｂにカーボン繊維入りのポリア
セタールを採用するのを最適とする。リードスクリュー
シャツ）ｃに形成されたおねじ部１６はロータｂのめね
じ部１４と螺合すると共にロータｂ内部の空隙１８内を
往復動自在に構成され、高いピッチ精度を維持し且量産
性を考慮して快削性真鍮（ＪＩＳ　０３６０４．ＢＤ）
をＮｏ旋盤等を用いて切削加工を施すとよい。更にロー
タｂのプラスチック素材との摩耗性を考慮してテフロン
系等（でよる表面処理を施すこともできる。又リードス
クリューシャフトｃのおねじが形成Ｉ−でない部分すな
わち連結部１７の端部２８には図示してないがフロッピ
ィディスクのスライド部が螺着できる。

ステータ部ｄは、ロータマグネット１２の外側で、取付
板２とカバ４と間に装着され、内部にコイル２４，２６
をそ扛ぞれ収容する二対の磁極板２０．２２と２０．２
２とよりなる。然してこのステータ部ｄに一つの矩形波
電圧）ξルスを入力することにより、ロータｂは、所定
角度例えば１５゜づつ回転可能に構成されている。

次に本願の発明に関連して、ステップ精度、ステップ誤
差並にシャフトの剛性について説明する。

本発明の構成における基本的性能として最も重要な点は
ステップ精度である。今ロータが９０回転するの全一単
位として駆動するとｎステップ後のスクリューシャフト
の理論上の位置Ｘ（ｎ）はψ Ｘ　（ｎｌ　＝　Ｘ　Ｐ　Ｘ　ｎ　ｌ〕：リードスクリ
ュー上０ツチ６０ 実際上の位置をχ（ｎ）とすると １］　（ｎ）　＝　Ｘ　（ｎｌ　−Ｘ−（ｎ）　であり
、こｎｅステップ誤差という。才たＩｉｉ　（ｎｌの最
大値と最小価の差Ｒ１をステップ精度といつ。ステップ
誤差とステップ精度Ｒとの関係をグラフ化すれは添伺第
２図に図示の状態となる。若しめねじとおねじの噛合状
態が理想的であれば（第３図参照）ねじ送りは（ステン
度 プ精Ｒ，−〇　）で実施さ扛る。然し乍らロータめねじ
とシャフトおねじを技術的に完全な同軸で取付けること
は不可能である。従って第４図（で図示のように、めね
じとおねじの同軸度△ｙ／２で取付けると１回転中には △Ｘ−△ｙＸｔａｎ−− のステップ誤差が生じる。

７− この様にロータとスクリューシャフトの数句同軸度かΔ
ｙ　／　２の場合にはロータ１回転中に△Ｘのステップ
誤差が生じる。この誤差を低減する方法としてスクリュ
ーシャフトの剛性を適正値に維持することが肝要である
。この方法として以下各種の問題点を検削する。

既に説明した実施例で、又第５図、第６図で示すように
、スクリューシャフトｃの連結部１７の端部２８が７０
ツぎイディスクスライド部Ｆで支持されれば、ねじ山に
めねじ１６からカケうける片持梁と考えることができる
。片持梁にはその一部に曲げモーメントが働くと弾性力
によりたわみが生じる。このたわみ量は曲げモーメント
の大きさ、固定点から荷重点丑での距離に比例し、梁の
断面二次モーメン］・つ−ｔＶシャフト径及び材料の弾
性係数に反比例する。従ってたわみ量を大きくするため
には他の諸元が決定している場合には、シャフトの径を
細くすればよいことが判明する。

これにより、梁自体のステイフネスが太きいと、第７図
に図示のように、おねじとめねじの同軸度が８− 一致していない場合でも、接触面からスクリューシャフ
トに作用する力Ｆによりシャフトをたわ１せるから、第
８図に図示のよう匡正常に近いねじ部の噛合状態が保持
できる。つま９スクリユーシヤフトの可撓性如何が問題
解決の重要な要素であることが判明する。

添付図面第９図乃至第１：３図においては、本願発明の
リードスクリューシャフトＣの端部フロッピィディスク
取付部２８とリードスクリュ一部の連結部１７の剛性を
小さくすることにより、ロータｂの１回転中のステップ
誤差を小さくでき、綜合ステップ精度Ｒを向上できるこ
とを図示している。第１１図より第１３図に図示のよう
に連結部１７の径が小さくなる程ステップ誤差が減少し
綜合ステップ精度向上を計ることができる。

スクリューシャフト剛性又は可撓性の問題を解決するた
めに上記例に記載のように連結部の径を小さく構成する
と共に次の様な機構が考えられる。

先づ第１に第１４図（Ｃ図示のように、スクリューシャ
フトの一体連結部を設けることなく、そのおねじ部１６
とフロラざイディスク取付部２８とを別々の部材で構成
し、両部材を連結するのに可撓性又は弾性を具えた別の
部材例えば金属製ピアノ線２９を用いて、両部材にそれ
ぞれ接着又は溶着３０する。更に第１５図に図示のよう
にスクリューシャフトのねじ部１６とフロッピィディス
ク取付部２８との連結部を密着コイルスプリング３２で
構成してスクリューシャフトｃの可撓性を維持し、その
剛性を低下させることもできる。

上述のように本願発明に係る磁気ヘツＩＳポジショナの
ステップアクチュエータのスクリューシャフト連結部を
二部材となしてこの両部材を弾性体例えばピアノ線で連
結することにより、又は前記連結部を密着コイルスプリ
ングで構成することにより、スクリューシャフトの可撓
性を維持し、その剛性を低下させ、ステップ誤差の減少
をもたらし、綜合ステップ精度を向上させる等の効果を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明に係る磁石へッドポジショナのステッ
プアクチュエータの断面図である。第２図はステップ誤
差とステップ精度の関係を示すグラフである。第３図は
おねじとめねじの理想的噛合状態を示す路線図。第４図
、ステップ誤差を示す路線図。第５図はフロッピィディ
スフケ取付けた状態の路線断面図で、第６図は片持ち梁
の路線説明図。第７図はおねじとめねじの同軸度が一致
していない状態を示す路線図。第８図はねじ部が正常の
噛合状態にあることを示す略緋図。第９図は連結部を細
い形状に形成した路線側面図。第１０図、第１１図、第
１２図、第１：３図は連結部の径とステップ精度との関
係を示すグラフである。第１４図は別の実施例を示す側
面図。第１５図は更にも一つの実施例を示す側面図。 ａ・・・軸受部　ｂ・・・ロータ部 Ｃ・・・リードスクリューシャフト ｄ・・・ステータ部　８・・・ボールベアリング１０・
・・ボールベアリング １４・・・めねじ部　１６・・・おねじ部１７・・・連
結部　２８・・取付部 パゞ１、： ２９・・ピアノ線　３２・・・密着コイルスプリング特
許出願人　コパル電子株式会社 代理人　弁理士　小　林　栄 貫　２　区 第３図 第　４　Ｚ 第５図 ４ 第６図 第７図 第８図 ＾ Ｔ−は 　００ 手続補正書（方式〕 昭和５９年３月７４日 昭和５８年特　許　間第２３２１２９号２、　発明の名
称　磁気へッドボジショナ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都港区虎ノ門−丁目１７番１号氏　名銘称
）コパル電子株式会社 ５、補正命令の日付　昭和５９年２月２８日（発送日）
６、　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 添付図面第１５図 第四図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ロータ部とこのロータ部を回転自在に支承する軸
   受部とロータのねじ部と螺合しつつ直線移動可能なスク
   リューシャフトとロータ外周にステータ部全設けたリニ
   ヤスステップアクチュエータを具え、スクリューシャフ
   トトフロッピィディスクヘッドとの連結部を二部材とな
   し両部材間を弾性体部材により結合してなる磁気へラド
   ポジショナ。 ２、弾性体金属部材がピアノ線である特許請求の範囲第
   １項に記載の磁気ヘッドポジショナ。 ３　スクリューシャフトのねじ部とフロッピィディスク
   取付部との連結部を密着ばねで構成した特許請求の範囲
   第１項に記載の磁気へラドポジショナ。