JPS62285655A

JPS62285655A - 速度帰還方式アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS62285655A
Application number: JP12628786A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nomura; 勝野村; Toshihisa Deguchi; 出口　敏久
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1986-05-31
Publication date: 1987-12-11

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】３、発明の詳細な説明〈産業上の利用分野〉本発明は、情報記録再生装置などに用いられる速度帰還
方式のアクチュエータに関する。

〈従来の技術〉一般に、磁気ディスクまたは光ディスクに情報の記録再
生を行う装置において、そのディスク上の特定位置に磁
気ヘッドあるいは光ビームを位置決めするためにサーボ
制御が用いられる。そして、このサーボ制御を行うため
の機構要素として、電磁力を用いたアクチュエータが広
く用いられている。これらのアクチュエータに、その作
動速度を帰こする、いわゆる速度帰還をかけろと外乱振
動などに対するサーボ系の剛性が高まることが知られて
いる。

ここで、速度帰還を行うと外乱振動などに対する剛性が
高まることを第７図から第１Ｏ図まで用いて説明する。

第７図は第６図を運動モデルで表した乙ので、ｍは可動
部３および駆動コイル４゜４の質量、ｄおよびｋはばね
９の減衰定数およびバネ定数である。第７図において、
質量ｍに外力か加わらないとき連動方程式はラプラス変
換すれ（ｍｓ”＋ｄｓ＋　ｋ）ｘｔ＝　（ｄｓ＋　ｋ）
ｘｔ　　　　　　　−（１）サーボ系で問題となるのは
ｘｌの外乱振動にＸ、が追従せず相対変位（ＸＩ−ｘｔ
）を生じることであるから、（１）式をＸＩに対する（
Ｘ、　　Ｘ２）の伝達関数で表示すると、（ＸＩ−ｘ２）／Ｘ＋＝ｍｓ２／（ｍｓ”＋ｄｓ＋ｋ）
＝ｓ２／（ｓ２＋２ζ（ｃ）　ｏＳ　＋　ωｏリ　・（
２）ただし、ωｏ”＝に／ｍ、　　ζ−ｄ／（２（ｍｋ
）’／２）となり、ボード線図は第８図のようになる。

図から周波数ωが略ω。（＝、ヘアＤのとき、ｌ　（Ｘ
、−Ｘ、）／Ｘ置のゲインは極値をとり、外乱振動によ
って可動部３が激しく共振することが分かる。一方、第
９図のようにこの相対変位の時間微分（即ち、相対速度
）を速度センサーで検出し、増幅して可動部３への帰還
駆動力Ｆとすれば、（ｘｔ　−ｘｔ）／ｘ＋　＝　ｍｓ”／　（ｍｓ”　＋
　（ｄ＋　ａ）ｓ　＋　ｋ）ｍｓ”／（ｓ”＋２ζ°ω
ａｓ＋ω。２）・・・（３）ただし、ζ’　＝　（ｄ＋
　ａ）／　（２（ｍｋ）　’／２）となり、速度帰還系
のゲインａによってダンピング数ζ°を可変できる。特
にζ°≧１とすれば（３）式分母は非振動性であること
を示し、外乱振動によって可動部３が共振を起こさず、
サーボ系の剛性が高まることになり、可動部３が自由振
動を行うこともない。このときのボード線図を第１０図
に示す。

第６図は従来の速度帰還方式のアクチュエータの一方向
の駆動部分を示したものである。このアクチュエータは
、Ｕ字状の固定枠ｌの上部両側に磁石２．２を封筒させ
て固定して磁気回路を構成する一方、これら磁石２．２
の間に、固定枠底部中央１０にばね９を介して取り付け
た可動部３を配置し、この可動部３の両側に設けた駆動
コイル４．４に通電して可動部３を駆動するとともに、
固定枠ｌに固定した速度センサー２０によって上記可動
部３の相対速度を検出し、検出信号で後述の如く駆動コ
イル４に速度帰還をかけるようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉ところが、上記従来の速度帰還方式アクチュエータでは
、固定部１に対する可動部３の相対速度を検出するため
固定部１に新たに速度センサー２０を設けねばならず、
アクチュエータ自体が大形化し、さらにはそれを用いた
装置が大形化するという欠点のほか、製品コストが上昇
するという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、アクチュエータに新たに速度
センサーを設けることなく速度帰還をかけ得るようにし
て、小形化とコストの低減を図ることができる速度帰還
方式アクチュエータを提供することである。

く問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本発明の速度帰還方式アクチ
ュエータは、駆動用のコイルを何し、少なくとも１以上
の駆動方向を有するアクチュエータであって、少なくと
もｌの駆動方向に少なくとも２個以上のコイルを有し、
上記２個以上のコイルのうち少なくとも１個を上記アク
チュエータの可動部の相対速度を検出する検出コイルと
して動作さ仕るように切り換えるスイッチ手段を備えた
ことを特徴とする。

く作用〉スイッチ手段によって２個以上のコイルの少なくとも１
個が検出コイルとして動作し、この検出コイルに可動部
の相対速度に比例した逆起電力が生じ、この逆起電力が
他の駆動コイルに帰還せしめられる。これによって、新
たな速度センサーを要することなく速度帰還がかけられ
、固定部の外乱振動による可動部の共振や可動部のアク
セス時等の自由振動が防止される。

〈実施例〉以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の速度帰還方式アクチュエータの主要部
を示すブロック図であり、１．１は側部材、２，２はこ
の側部材１，１に固定した磁石、３は上記磁石２．２間
に立設した可動部、４は磁石２の湾入部２ａに嵌り込む
ように上記可動部３の左側に突設した駆動コイル、５は
同様に上記可動部３の右側に突設した駆動用と速度検出
用を兼ねるコイル、６は入力される外部駆動信号に応じ
た電流を上記駆動コイル４に通電するドライバ、７は上
記検出コイル５の両端に生じる逆起電力を増幅し、位相
補償して、速度帰還信号としてスイッチ８を経て上記ド
ライバ６に出力する増幅・位相補償回路である。

上記構成の速度帰還方式アクチュエータは、次のように
動作する。

いま、スイッチ８をオンにしているとする。そして、ド
ライバ６から駆動コイル４に外部駆動信号に応じた電流
が通電されると、駆動コイル４が励磁され、励磁された
駆動コイル４と磁石２の相互作用で可動部３が固定枠の
側部材ｌに対して相対移動する。この相対移動に伴う磁
界の変化によって、コイル５の両端に上記相対移動の速
度即ち相対速度に比例した逆起電力が生じ、この逆起電
力ｒ　　　　　　　　　　は増幅・位相補償回路７に入
力される。入力された逆起電力は、適切に増幅され、位
相補償されて、速度帰還信号となってスイッチ８を経て
ドライバ６に出力される。これによって、固定枠１の外
乱振動ｘ＋（第９図参照）に対する可動部３の相対変位
（ＸＩ　　ｘ＝）の伝達関数は、既述の第１Ｏ図の如き
ボード線図を示し、外乱振動による可動部３の共振や可
動部３のアクセス時等の自由振動が防止される。このよ
うに、コイル５を速度検出用に用いることにより、新た
な速度センサーを要さない小形かつ低コストの速度帰還
方式アクチュエータでらってサーボ系の剛性を高めるこ
とができるのである。

また、速度帰還が不要な場合、上記スイッチ８をオフに
して、コイル５を駆動用に用いる。

第２図、第３図は速度帰還方式アクチュエータの主要部
の変形例を示している。上記実施例では一つの駆動方向
にコイル４とコイル５を二つ設けてあったが、これらの
コイルを第２図のように駆動用のコイル４　ａ、　４　
ｂと駆動用と検出用を兼ねるコイル５ａ、５ｂとを一つ
の駆動方向に設けてもよい。また、第３図のように複数
の駆動コイル４ａ。

４ｂ、・・・、　４　ｙ、　４　ｚおよび駆動用と検出
用を兼ねるコイル５　ａ、　５　ｂ、・・・、５ｙ、５
ｚを適宜交互に配置することも可能である。さらに言え
ば、このような手段による速度帰還は必ずしも１つの駆
動方向にのみ限られることなく、必要に応じてアクチュ
エータの２以上の駆動方向に対して行っても構わない。

速度帰還方式が外乱振動に対するサーボ系の剛性を高め
ることは既に述べたが、いわゆるアクセス時においてら
アクチュエータの自由振動を抑制する動きがあるため、
必要ならば第４図に示すようにこのアクセス時のみアク
セス制御信号によって上記速度帰還を行わせても良い。

通常、アクセス時の自由振動が問題となるのは、リニア
モーターなどの駆動手段１１によりアクチュエータが駆
動されるトラッキング方向であるが、無論これに限るこ
となく、必要に応じて例えばアクチュエータのフォーカ
ス方向に速度帰還を行っても良い。

第５図は、コイル５を駆動用または速度検出用に切り替
えるための切替スイッチとして２極双投のスイッチを用
いたものである。

〈発明の効果〉以上の説明で明らかなように、本発明の速度帰還方丈ア
クチエータタは、／しなくとｔｌｌの駆動方向に少なく
とも２個以上のコイルを有し、上記２個以上のコイルの
うち少なくとも１ｇを上記アクチュエータの可動部の相
対速度を検出する検出コイルとして動作させるように切
り換えるスイッチ手段を備えているので、新たに速度セ
ンサーを設けることなく、コイルをｔｌｌ用して相対速
度を検出し、速度帰還をかけることができ、アクチュエ
ータの小形化とコストの低減を図ることができるうえ、
速度帰還が不要なときは上記コイルを駆動コイルとして
用いることができ、無駄がなく経済的であるなど種々の
利点を存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の速度帰還方式アクチュエータの主要部
を示すブロック図、第２図、第３図は第１図のアクチュ
エータの変形例を示す図、第４図はアクセス時において
速度帰還を行う系のブロック図、第５図は検出コイルを
駆動コイルに併用した場合のブロック図、第６図は従来
の速度帰還方式アクチュエータの主要部の概略図、第７
図はアクチュエータの運動モデルを示す図、第８図はそ
の外乱振動による相対並位の周波数特性を示すボード線
図、第９図は速度帰還の原理的構成を示す図、第１０図
は速度帰還を行った場合の外乱振動による相対変位の周
波数特性を示すボード線図である。 ■・・・固定枠（側部材）、２・・・磁石、３・・・可
動部、４・・・駆動コイル、５・・・検出コイル、６・
・・ドライバ、７・・・増幅・位相補償回路、８・・・
スイッチ、９・・・ばね、１１・・・駆動手段、１２・
・・切替スイッチ。特　許　出　願　人　　シャープ株式会社代　理　人　
弁理士　　青白　葆　ほか２名第６論第７帽第８駒ＬＬＩＯ−Ｊ４第９ｔＩ！ｌＩ爾１０ｙ！ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動用のコイルを有し、少なくとも１以上の駆動
方向を有するアクチュエータであって、少なくとも１の
駆動方向に少なくとも２個以上のコイルを有し、上記２
個以上のコイルのうち少なくとも１個を上記アクチュエ
ータの可動部の相対速度を検出する検出コイルとして動
作させるように切り換えるスイッチ手段を備えたことを
特徴とする速度帰還方式アクチュエータ。
（２）上記特許請求の範囲第１項に記載の速度帰還方式
アクチュエータにおいて、上記スイッチ手段は、可動部
が特定方向に移動せしめられるとき、コイルが上記特定
方向の相対速度を検出するように切り換えられるように
なっていることを特徴とする速度帰還方式アクチュエー
タ。