JPS61229226A - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、磁気記録ディスク装置に係り、更に具体的に
は、磁気記録ディスク装置のディスク及び記録ヘッドの
領域に於ける漂遊磁界を最小限にする磁気回路を有する
リニア・ディスク・アクチュエータに係る。

Ｂ、従来技術 米国特許第４３１４２９５号明細書は、周囲の複数の磁
石と相互作用してアクチュエータを然るべき位置へ歩進
させる複数の重ねられた平坦なコイルのセットを用いて
いるアクチュエータの配列体を含むディスク・ドライブ
装置を開示している。

動作に於て、それらの重ねられたコイルのセットは、１
度に１つしか付勢されない。

米国特許第４３９６９６６号明細書は、並行して配列体
状に配置された相互に反対の極性の多数の永久磁石を含
む固定子と、１対の平坦なコイルより成る移動電機子と
より成る。リニア・アクチュエータを開示している。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 全てのリニア・ディスク・アクチュエータノテザインは
、アクチュエータ・コイルにより記録ディスク及び記録
ヘッドの領域に誘起される漂遊磁界の振幅が小さくなけ
ればならないという必要条件によって制限されている。

その領域に振幅の大きい磁界が存在すると、ディスク上
に記憶されている情報が消去されることがある。成る程
度小さい振幅の磁界でも、消録ヘッドにより集められて
、ディスクの情報を記憶させることがあるので、問題と
なる。更に小さい振幅であっても、漂遊磁界は書込を非
対称性にしたり、ピークをシフトさせたりすることがあ
り、それらはディスク・ファイルに於けるエラーの比率
を増加させることになる。

所与の装置に問題を生ぜしめる漂遊磁界の正確な振幅は
、記録媒体の磁気特性、ヘッドのデザイン、記録密度、
及び使用コードに依存する。一般的には、５０ガウス以
上の磁界は許容されず、１０ガウス程度の小さい磁界で
も問題の原因となる。一般的に、５ガウスの磁界が許容
され、１ガウス（路地球の磁界の振幅）の磁界が極めて
好ましい。

漂遊磁界によりディスク装置に生じるもう１つの問題は
、アクチュエータの付勢されたコイルにより誘起される
漂遊磁束のＡＣ成分によって、過度のクロス・トークが
装置の読取前置増振器のフロント・エンドに結合される
ことである。これがどの程度迄問題となるかは１部分的
にはリード線の配置及び実装によって影響されるが、ア
クチュエータ・コイルにより誘起される磁束の振幅によ
っても影響される。

漂遊磁界の影響を制限するために、従来のアクチュエー
タは、アクチュエータのコイル組立体が磁気ヘッド及び
磁気ディスクから充分に離して配置されるように設計さ
れている。ディスク及び記録ヘッドの領域に於ける漂遊
磁界の振幅は、上記設計方法を用いて減少させることが
できるが、上記方法は、移動する大きな質量、望ましく
ない副産物、並びに共鳴及び丈夫さの問題を伴う片持構
造体の点で、コストがかかる。記録ヘッドを支持するた
めに櫛形構造体を用いている従来の記録装置は、そのア
クチュエータ・コイルが記録ディスク及びヘッドから容
易に離して配置されているので、上記方法に適している
。これに対して１本出原人による特願昭５６−２０３７
９９号明細書に開示されている。２つのディスク表面の
間に配置されたモジュール型の複数の別個のアクチュエ
ータを用いている平型アクチュエータの如き、より新し
い高目的及び高性能の大型ディスク・ファイルに於ては
、上記方法は用いられない。上記方法は、移動部分の長
さ、従って移動されねばならない質量の大きさを減少さ
せて、動作特性を改善させるように、アクチュエータ及
びコイル組立体をディスクの積重ねに近接させて又はそ
れらの内部に配置させることを妨げることにより、装置
の性能に悪影響を与えることになる。平型アクチュエー
タに於て用いられている１つの方法は、付勢されたコイ
ルにより生じた磁束を含むように多量の鉄から形成され
た２つのコア・プレートの間の小さな空気間隙を用いる
方法である。この方法は漂遊磁束を減少させるが、更に
漂遊磁束を減少させることか望ましい。従って、従来の
磁気記録ディスク装置のディスク及び記録ヘッドの領域
に誘起される漂遊磁界を最小限にするアクチュエータ・
コイルの配置を得ることが必要とされている。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、アクチュエータにより生じる漂遊磁界の振幅
を最小限にする磁気回路を有し、上記磁気回路は、複数
の交互の磁極を有する磁気組立体と、上記磁気組立体に
近接して配置されており、上記の複数の交互の磁極の各
々と相互作用して、並進可能な部材を変位させるように
配置された複数のアクチュエータ・コイルを有している
コイル組立体と、最小限の振幅の正味磁界を生せしめる
ために上記の複数のアクチュエータ・コイルの少なくと
も２つを相互に反対の極性に同時に付勢させるための手
段とを有していることを特徴とする、アクチュエータを
提供する。

本発明は、磁気記録ディスク装置の記録ディスク及び記
録ヘッドの領域に誘起される漂遊磁界の振幅を最小限に
する電磁回路を有するアクチュエ−タに係る。本発明に
於ては、リニア・ディスク・アクチュエータに複数のア
クチュエータ・コイルが設けられており、それらの少な
くとも２つが同時に付勢されて、そのようなコイルが付
勢されるときに装置の記録ヘッド及びディスクに誘起さ
れる漂遊磁界の振幅を著しく減少させる。相互に反対の
磁界が生じるように、アクチュエータの振動部分に巻回
されている２つのコイルに流れる電流を相互に反対方向
に指向させることにより、振幅が極めて小さい正味磁界
が生じる。理想的には。

２つの付勢されたコイルが、しっかりと誘導結合される
ように、相互に極めて近接して配置された場合に、それ
らの２つのコイルにより生じる正味磁界は極めて小さい
。

それらのコイルは、アクチュエータの移動部分を並進さ
せるために用いられる力の発生及びその結果生じる加速
に有効に寄与するように、アクチュエータの移動部分の
上に巻回されている。それらは、アクチュエータの静止
部分の上に配置された１組の交互の磁極により生じる交
互の磁界と相互作用して、必要な並進運動を生せしめる
。各々のコイルに流れる電流は相互に反対の方向である
が、対応する交互の磁極により生じる磁界の方向も各コ
イルに於て相互に反対の極性を有しているため、それら
の２つのコイルにより生じる機械力はアクチュエータを
移動させるように働く。従って、アクチュエータを良好
に加速させるために必要な力が得られ、ディスク及び記
録ヘッドの領域に於ける漂遊磁界の振幅が最小限にされ
る。

Ｅ、実施例 第２図は、磁気記録ディスク装置に用いられている従来
のリニア・ディスク・アクチュエータ１０を示す、第３
図は、第２図のアクチュエータの線２−２に於ける部分
的断面図である。第２図及び第３図に示されている従来
のアクチュエータは、スピンドル組立体１６上に回転可
能に装着された複数の磁気記録ディスク１４に近接して
配置されている大きな鉄心の固定子組立体１２と、該固
定子組立体１２の円形の空胴１９内に装着された多数の
半環状の永久磁石１８とより成る。磁気組立体を含む。

固定子組立体１２の空胴１９内には１円筒形の並進可能
なアクチュエータ組立体２２が配置されている。アクチ
ュエータ組立体２２は、固定子組立体１２の中心から延
びる鉄輪２６上に複数のボール・ベアリング（図示せず
）により支持されている移動可能な電機子２４と、該電
機子２４の一方の端部近傍に巻回されている、一連の巻
線より成る円筒形のアクチュエータ・コイル２８とを含
む。

電機子２４の他方の端部には、多数の指状突起３２を有
する櫛形構造体３０が取付けられており。

それらの指状突起３２上には、一連の磁気記録ヘッド３
４が装着されている。櫛形構造体３０は。

全ての記録ヘッド３４がそれらの各々のディスク表面を
同時にアドレスするようにする。その目的のために、ア
クチュエータ・コイル２８は磁界３６を生ぜしめる電流
によって付勢され、磁界３６は空気間隙２０に於ける永
久磁石１８により生じる磁界と相互作用して、積重ねら
れた記録ディスクへ又はそれらから電機子を並進させる
機械力を生ぜしぬる。第３図に示されている如く、コイ
ル２８を付勢することにより生じる磁界３６は、コイル
２８から外方へ発散する一連の磁束線３８より成る。上
記アクチュエータ・コイルにより生じる磁界の一部４０
は、ディスク１４及び記録ヘッド３４が配置されている
領域へ漂遊する。前述の如く、その漂遊磁界の振幅が充
分に大きい場合には、ディスク１４に記憶されている情
報が消去されて失われることになる。

第１図は、コイル組立体が本発明を含むように修正され
た従来のリニア・ディスク・アクチュエータ１０Ａを示
す。第１図に示されている如く、空胴１９Ａ内のアクチ
ュエータ組立体２２Ａの部分は、第３図に示されている
リニア・ディスク・アクチュエータ１０の空胴１９内の
アクチュエータ組立体２２の部分よりも少し長い。組立
体２２Ａは、該組立体上に巻回されている複数のアクチ
ュエータ・コイルより成るアクチュエータ・コイル組立
体２８Ａを受容するために、より長い長さを有している
。第１図に示されている実施例に於ては、全部で２つの
アクチュエータ・コイルが用いられている。一方のコイ
ル４２は電機子２４Ａ上に時計方向に巻回されており、
他方のコイル４４は電機子２４Ａ上に反時計方向に巻回
されている。それらのコイルを各々異なる方向に巻回す
ることにより、それらの付熱電流により生じる電界は相
互に反対になり、固定子組立体１２Ａの外側に於て極め
て小さい振幅を有する正味の磁界３６Ａが生じる。アク
チュエータ・コイルを付勢することにより生じる正味の
磁界の振幅を減少させることによって、第１図に示され
ている如く、ディスク１４及び記録ヘッド３４の領域に
生じる漂遊磁界を著しく減少させ又は殆どなくすことが
できる。第１図に於て、磁界３６Ａの磁束密度は、第３
図の７クチユエータの配置に於て示されている磁束密度
よりも相当に低い。

又、第１図に示されている如く、アクチュエータＩＯＡ
の固定子組立体１２Ａは、更に他の永久磁石を受容する
ように、少し大きくなっている。

第１図に示されている実施例に於ては、半環状の永久磁
石１８Ａは、円筒形の空気間隙２ＯＡに略均−で半径方
向に対称な磁界を形成する、１対の交互の磁極として配
置されている。その磁界は、電機子２４Ａ上に巻回され
た２つのコイルにより生じる磁界と相互作用して、電機
子２４Ａを変位させて、記録ヘッド３４をディスク１４
の表面にアドレスさせるために必要な機械力を生ぜしめ
る。

コイル４２及び４４に於ける電流の方向が物理的に反対
であっても、交互の永久磁石１８Ａにより生じる磁界の
方向も各々反対の極性を有するので。

はの結果生じる力は電機子２４Ａを移動させるように働
く。

第１図に示されている実施例は２つだけのコイルより成
るコイル組立体を用いているが、本発明の実施に於ては
、少なくとも２つのコイルが相互に反対の磁界を生じる
ように同時に付勢されれば、他の数のコイルを用いるこ
ともできる。４つのアクチュエータ・コイルを用いてい
る本発明の他の実施例が第４図に示されている。第４図
に示されている如く、アクチュエータ・コイル組立体２
８Ｂの第１アクチユエータ・コイル５０及び第３アクチ
ユエータ・コイル５２だけが付勢されている。

第１アクチユエータ・コイル５０に於ては、電流が反時
計方向に流れており、第３アクチユエータ・コイル５２
に於ては、電流がその反対の時計方向に流れている。

第４図に示されている実施例に於て用いられている永久
磁石１８Ｂは又、第１図に示されている実施例の場合よ
りも多数の永久磁石を含む、永久磁石１８Ｂは、該磁石
とアクチュエータ・コイル組立体２８Ｂとの間の円筒形
の空気間隙２０Ｂに。

均一で、半径方向に対称な磁界を生じる。一連の交互の
磁極を設けるように、相互に近接して配置されている。

相互に反対の磁界を生じる２つの付勢されたコイルに流
れる電流の相互に反対の方向は、それらの２つのコイル
に相互に反対の巻線方向即ち時計方向及び反時計方向を
用いるか、又は両方とも同一方向即ち時計方向又は反時
計方向に巻回されている２つのコイルのリード線を反対
の極性に接続させるかのいずれかによって得られる。後
者の場合には、一方のコイルの入力リード線が、２つの
コイルを付勢するために用いられている電源に於ける。

他方のコイルの対応する出力リード線と同一の極性の端
子に接続される。前者の場合には。

両コイルの入力リード線が同一の極性の端子に接続され
、両コイルの出力リード線が他方の反対の極性の端子に
接続される。

以上に於ては、円筒形の移動可能な軸の周りに巻回され
た円筒形のコイルを用いている従来のリニア・ディスク
・アクチュエータに関して本発明を説明したが、本発明
はそのデザインに限定されることなく適用されることを
理解されたい。第５図及び第６図は、複数のアクチュエ
ータ・コイルが巻回されている従来の電機子が円形以外
の断面を有している、他の実施例を示す。第５図は、４
面をもつ電機子の形状を受容する形状を有する４つのコ
イルより成るアクチュエータ・コイル組立体２８Ｇを有
している、４面をもつ電機子２４Ｃの１例を示す。４面
をもつ電機子２４Ｇの形状は。

それが用いられている特定の適用例に応じて、正方形、
矩形、又は他の形状であることができる。

第６図は、３面をもつ電機子の形状を受容する形状を有
する４つの隣接するコイルより成るアクチュエータ・コ
イル組立体２８Ｄを有している。

３面をもつ電機子２４Ｄの一例を示す、この場合。

電機子２４Ｄの形状は概して三角形であり、特定の適用
例に応じて、正三角形、二等辺三角形、又は他の３面を
もつ形状の如き変形を用いることができる。

第５図及び第６＠に示されている実施例に於ける同時に
付勢されるコイルにより生じる相互に反対の磁界は、そ
のような電機子の鋭い角部に蓄積された磁束を含むが、
２つのコイルにより生じる正味の磁界は振幅が限定され
たままであり、従ってディスク及び記録ヘッドの領域に
於ける漂遊磁界の振幅は極めて小さい。

本発明に於て、第５図及び第６図に示された形状以外の
電機子の形状を用いることもできる。又、電機子を支持
する鉄輪２６の形状は概して電機子の特定の形状に順応
するが、電機子上に巻回されるコイルの形状がそれに順
応する必要はない。

前述の特願昭５６−２０３７９９号明細書に開示されて
いる平型アクチュエータと同様な、第７図及び第８図に
示されている平型アクチュエータ６２は、本発明の好実
流側を用いている。第７１！１に示されている如く、平
型のデザインは、垂直支持体６６上に片側で支えられて
いる複数の別個のアクチュエータ６４を用いている。そ
れらのアクチュエータは各々、スピンドル組立体１６Ａ
上に回転可能に装着されている多数のディスク１４Ａの
うちの２つの間に挿まれており、２つの隣接するディス
クの各々ディスクの１表面を同時にアクセスする。

それらのアクチュエータの１つ６４Ａが第８図に詳細に
示されている。アクチュエータ６４Ａの固定子組立体の
静止部分は、垂直支持体６６に取付けられている垂直プ
レート７２により、一方の端部に於て、相互に間隔を置
いた平行な配向に結合された２つの鉄のプレート６８及
び７０から構成されている。プレート６８及び７０の相
互に間隔を置いた平行な配向は、それらの間に空気間隙
７４を形成する。下方のプレート７０は、交互の極性を
有する一連の平坦な磁石７６を支持している。それらの
磁石は、磁石毎に方向が変わる振幅の大きい磁界を、プ
レート６８及び７０の間の空気間隙７４内に生じる。そ
の磁界に於ける磁束の方向を示す矢印７８は又、鉄のプ
レート６８及び７０に於ける磁束パターンも示している
。

平型アクチュエータ組立体の電機子は、鉄のプレート６
８及び７０の間の空気間隙７４内にスライド可能に装着
された平坦なプレート８０である。

その電機子の一方の側には、アクチュエータ組立体が間
に挿入される２つのディスクに対応する２つの表面をア
ドレスする複数の記録ヘッド８２が装着されている。本
発明によれば、電機子８０は又、複数のパンケーキ形磁
束コイル８４を担持しており、小さい振幅の正味の磁界
が生じるように相互に磁界を生ゼしめるために、上記コ
イルの中の少なくとも２つが同時に付勢される。第８図
に示されている実施例に於ては、コイル８４は１重ねら
れたコイル対８４Ａ及び８４Ｂとして配置されており、
小さい振幅の正味の磁界を生せしめるために、その１対
のコイルが付勢される。しかしながら、コイル８４は、
２つの付勢されたコイルの両方が有効な力に寄与するよ
うに対応する永久磁石と整合されるならば、直列に配置
することもできる。これは、漂遊量を、本発明を含んで
いない今日の同様な平型アクチュエータ装置の場合より
も低いレベルに減少させる。第８図に示されている実施
例に於ては、コイル対８４Ａを構成している２つの平坦
なコイルが、振幅の小さい正味の磁界を生せしめるため
に物理的に相互に反対の方向に流れる電流で同時に付勢
される。両コイルはアクチュエータの移動する電機子８
０上に配置されているため、それらは固定子組立体の磁
石からの磁界と相互作用して、記録ヘッドが許容される
時間内で移動してディスク１４Ａの表面をアドレスする
ために必要な力の発生及び加速に有効に寄与する。

第８図に示されているコイル８４に於て相互に反対の電
流の流れの方向を得るためには、第７図及び第８図に示
されている実施例の平坦なコイルとともに、従来のアク
チュエータのための前述の配線技術を用いてもよい。唯
一の必要条件は、少なくとも２つのコイルが同時に付勢
され、それらの２つのコイルに於ける電流の流れの物理
的方向が、振幅が極めて小さい正味の磁界を生じる相互
に反対の磁界を生ぜしめるように反対であることである
。

本発明に於ては、コイル組立体上に生じた力が、磁気組
立体上の等しい反対の力によりバランスされる。従って
、アクチュエータは、静止した。鉄の如き透磁性のハウ
ジングに取付けられた複数のコイルの組立体より成って
もよい、上記ハウジング内には、複数の磁石を担持する
。並進可能な部材が配置される０本発明によれば、振幅
の極めて小さい正味の磁界を生じるように、２つのコイ
ルを相互に反対の方向の電流で同時に付勢することによ
り、それらのコイルからの漂遊磁界を著しく減少させる
ことができる。静止した付勢されたコイルは、磁石及び
並進可能な部材を有効に並進させるために正味の力を生
ぜしめるようにアクチュエータの並進可能な部分の上に
装着されている交互の磁石と相互作用する。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、従来の磁気記録ディスク装置のディス
ク及び記録ヘッドの領域に誘起される漂遊磁界を最小限
にする磁気回路を有するアクチュエータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気回路を含むように修正された
従来のディスク・アクチュエータを一部断面図により示
している側面図、第２図は従来のアクチュエータを一部
透視図により示している部分的斜視図、第３図は第２図
のアクチュエータを一部断面図により示している側面図
、第４図は複数のコイル及び永久磁石が用いられている
本発明の他の実施例を用いている従来のアクチュエータ
を一部断面図により示している側面図、第５図はアクチ
ュエータの電機子が４面を有している本発明の実施例を
示している斜視図、第６図はアクチュエータの電機子が
３面を有している本発明の実施例を示している斜視図、
第７図は本発明による磁気回路を含む平型アクチュエー
タを一部透視図により示している部分的斜視図、第８図
は１つの一部の部分的斜視図である。 １０、ＩＯＡ・・・・リニア・ディスク・アクチュエー
タ、１２．１２Ａ、１２Ｂ・・・・固定子組立体。 １４．１４Ａ・・・・磁気記録ディスク、１６．１６Ａ
・・・・スピンドル組立体、１８．１８Ａ、１８Ｂ・・
・・永久磁石、１９．１９Ａ・・・・空胴、２０．２Ｏ
Ａ、２０Ｂ、７４・・・・空気間隙、２２．２２Ａ・・
・・アクチュエータ組立体、２４．２４Ａ乃至２４Ｄ・
・・・電機子、２６．２６Ａ、２６Ｂ・・・・鉄輪、２
８．４２．４４・・・・アクチュエータ・コイル。 ２８Ａ乃至２８Ｄ・・・・アクチュエータ・コイル組立
体、３０・・・・櫛形構造体、３２・・・・指状突起、
３４．８２・・・・磁気記録ヘッド、３６．３６Ａ・・
・・磁界、３８．３８Ａ・・・・磁束線、４０・・・・
磁界の一部、５０．５２・・・・アクチュエータ・コイ
ル組立・体の第１及び第３アクチユエータ・コイル、６
２・・・・平型アクチュエータ、６４．６４Ａ・・・・
アクチュエータ、６６・・・・垂直支持体、６８．７０
・・・・鉄プレート、７２・・・・垂直プレート、７６
・・・・平坦な磁石、７８・・・・磁束の方向、８０・
・・・平坦なプレート（電機子）、８４・・・・パンケ
ーキ形磁束コイル、８４Ａ、８４Ｂ・・・・コイル対。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　岡　　１）　次　　生（外１名） 従来のフケ子エエークの本目地図 第２図 第４図 情千江−り・コ花細しか体 アクナユエーク／１四面の電、徊造手（矛、す間第５図 ′７り斗−エータ０二改ＶＩ配板等（ネす已第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アクチュエータにより生じる漂遊磁界の振幅を最小限に
   する磁気回路を有し、 上記磁気回路は、複数の交互の磁極を有する磁気組立体
   と、 上記磁気組立体に近接して配置されており、上記の複数
   の交互の磁極の各々と相互作用して、並進可能な部材を
   変位させるように配置された複数のアクチュエータ・コ
   イルを有しているコイル組立体と、 最小限の振幅の正味磁界を生ぜしめるために上記の複数
   のアクチュエータ・コイルの少なくとも２つを相互に反
   対の極性に同時に付勢させるための手段とを有している
   ことを特徴とする、 アクチュエータ。