JPS63133362A - Head moving drive mechanism for disk device - Google Patents

Head moving drive mechanism for disk device

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JPS63133362A
JPS63133362A JP28031186A JP28031186A JPS63133362A JP S63133362 A JPS63133362 A JP S63133362A JP 28031186 A JP28031186 A JP 28031186A JP 28031186 A JP28031186 A JP 28031186A JP S63133362 A JPS63133362 A JP S63133362A
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JP
Japan
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step motor
pinion
carriage
diameter
disk
Prior art date
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Application number
JP28031186A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideya Yokouchi
秀弥 横内
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Priority to US07/554,655 priority patent/US5036417A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain highly accurate positioning by selecting an output shaft diameter of a step motor and an outer diameter of a pinion according to the dimension of a flexible disk and adopting a metallic bearing for the bearing of the step motor. CONSTITUTION:The output shaft diameter of the permanent magnet type step motor 11 and the outer diameter of the pinion are selected respectively as 2.1mm or below for a disk device where the nominal diameter of the flexible disk is 4 inches or over and as 1.6mm or below for the disk device less than 4 inches, and further, the metallic bearing is employed. For example, in the device as shown in figure where the nominal diameter of the flexible disk is 3.5 inches and the track interval is 187.5mum, the outer diameter of the motor 11 is selected to be 20mm, number of steps per revolution is selected to be 20, and the pinion 12 is provided directly to the output shaft of the motor and the number of teeth is selected to be 10. A rack 16 is fixed to a carriage 15 mounted with a magnetic head 14 and meshes with the pinion 12. The carriage 15 is made of a magnetic material and a pre-load magnet 18 provided to the frame 17 and the attracting force by the carriage 15 exclude backlash between the rack 16 and the pinion 12.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスク装置のヘッド移動駆動aftXに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a head movement drive aftX for a disk device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、実開昭49−34340公報に記載され、第3図
のようなヘッド移動駆動機溝が知られていた。第3図は
、従来のヘッド移動駆動機構の斜視図である。
Conventionally, a head moving drive groove as shown in FIG. 3 and described in Japanese Utility Model Application Publication No. 49-34340 has been known. FIG. 3 is a perspective view of a conventional head movement drive mechanism.

第3図において、ステップモーター1に設けたピニオン
2と、キャリッジ3に設けたラック4がかみ合い、キャ
リッジ3の案内をしているスライド軸5をガイドに磁気
ヘッド6が移動位置決めされる構造であった。
In FIG. 3, a pinion 2 provided on a step motor 1 and a rack 4 provided on a carriage 3 are engaged, and a magnetic head 6 is moved and positioned using a slide shaft 5 that guides the carriage 3. Ta.

〔発明か解決しようとする問題点〕[The problem that the invention attempts to solve]

しかし、従来のヘッド移動駆動a構は、ステッブモータ
ー1の分割精度がそのままヘッド6の位置決め精度に効
くため、高精度、高出力なハイブリッド型のステップモ
ーターを使用せざるを得なかった。又、ハイブリッド型
のステップモーターは1回転中のステップ数が多い構造
であり、必然的にピニオン2の歯数も多くなり、ピッチ
円径も大きくなる。そのため、キャリッジ3に加わる貝
荷の影響をステップモーターlが受けやすく、より出力
トルクの大きいステップモーター1が要求されるもので
あった。
However, in the conventional head movement drive mechanism a, the division accuracy of the step motor 1 directly affects the positioning accuracy of the head 6, so a hybrid type step motor with high accuracy and high output had to be used. Further, the hybrid type step motor has a structure in which the number of steps per rotation is large, and the number of teeth on the pinion 2 is also increased, and the pitch circle diameter is also increased. Therefore, the step motor 1 is easily affected by the shellfish load applied to the carriage 3, and a step motor 1 with a larger output torque is required.

本発明は、従来のこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、安価でかつ高精度なディスク
装置のヘッド移動部vJ機構を提供するところにある。
The present invention solves these conventional problems,
The purpose is to provide an inexpensive and highly accurate head moving unit vJ mechanism for a disk device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために、本発明のディスク装置の
ヘッド移動駆動機構は、円板状のフレキシブルディスク
を回転駆動し、該フレキシブルディスクに記録再生を行
うための磁気ヘッドを搭載したキャリッジにラックを設
け、該ラックと係合するピニオンをパーマネントマグネ
ット型ステップモーターの出力軸と一体に設け、キャリ
ッジの移動方向と直角方向に、該ラックとピニオンの予
圧手段を持ち、該ステップモーターの節動駆動により磁
気ヘッドの移動位置決めを行うディスク装置のヘッド移
動部vJ機構において、前記ステップモーターの出力軸
径およびピニオン外径をフレキシブルディスクの呼び径
が4インチ以上のディスク装置においては2.1mm以
下、フレキシブルディスクの呼び径が4インチ未満のデ
ィスク装置においては1.6mm以下とし、かつ該ステ
ップモーターの軸受をメタル軸受にしたことを特徴とす
る。
In order to solve the above problems, the head movement drive mechanism of the disk device of the present invention rotates a disk-shaped flexible disk, and attaches a rack to a carriage equipped with a magnetic head for recording and reproducing information on the flexible disk. a pinion that engages with the rack is provided integrally with the output shaft of the permanent magnet type step motor, and has means for preloading the rack and pinion in a direction perpendicular to the direction of movement of the carriage, and an articulated drive of the step motor. In a head moving unit vJ mechanism of a disk device that moves and positions a magnetic head by using a flexible A disk device in which the nominal diameter of the disk is less than 4 inches is characterized in that it is 1.6 mm or less, and the bearing of the step motor is a metal bearing.

〔作用〕[Effect]

本発明の上記の構成によれば、ステップモーターの出力
軸と軸受の間のクリアランスが大きくても、キャリッジ
移動方向からの予圧力により片よせされ、キャリッジ移
動方向のガタを取り除くことができるのである。
According to the above configuration of the present invention, even if the clearance between the output shaft of the step motor and the bearing is large, the preload force from the direction of carriage movement causes the step motor to be shifted to one side, and play in the direction of carriage movement can be eliminated. .

なおこの片よせによる効果は、軸径か細いほど大きく、
より安定するものである。
The effect of this biasing is greater as the shaft diameter becomes smaller.
It is more stable.

又、ステップモーターの出力軸径を細く構成することに
より、軸受損失が小さく、とニオンの径を細く構成する
ことにより、例えば、ラックを設けたキャリッジが振動
や衝撃等の外乱を受けてもステップモーターはその外乱
の影響が少なく、より高精度な磁気ヘッドの位置決めが
できるものである。
In addition, by configuring the output shaft diameter of the step motor to be small, bearing loss is small, and by configuring the diameter of the nion to be small, for example, even if a carriage equipped with a rack is subjected to external disturbances such as vibrations or shocks, the step motor will not be able to step. The motor is less affected by disturbances and can position the magnetic head with higher precision.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、本発明におけるヘッド移動駆動機構の要部斜
視図である。まず、フレキシブルディスクの呼び径3.
5インチ、トラックの間隔が187.5μmのディスク
装置を一例に引用して説明する。
FIG. 1 is a perspective view of essential parts of a head movement drive mechanism according to the present invention. First, the nominal diameter of the flexible disk is 3.
This will be explained by citing a 5-inch disk device with a track spacing of 187.5 μm as an example.

第1図において、パーマネントマグネット型の(以下P
M型と呼ぶ)ステップモーター11の外径は、20mm
であり、その1回転中のステップ数は、20ステツプの
ものを使用している。
In Figure 1, a permanent magnet type (hereinafter P
The outer diameter of the step motor 11 (referred to as M type) is 20 mm.
The number of steps per rotation is 20.

ピニオン12は、ステップモーター11の出力軸に直接
設けてあり、軸外径は1.5mm、ピニオン12の外径
は1.48mmであり、歯数10枚である。
The pinion 12 is provided directly on the output shaft of the step motor 11, and the outer diameter of the shaft is 1.5 mm, the outer diameter of the pinion 12 is 1.48 mm, and the number of teeth is 10.

磁気ヘッド14を取り付けたキャリッジ15には、ラッ
ク16が固定してあり、ピニオン12とかみ合っている
A rack 16 is fixed to the carriage 15 to which the magnetic head 14 is attached, and is engaged with the pinion 12.

キャリッジ15は、磁性材料によって造られ、フレーム
17に設けた与圧マグネット18とキャリッジ15の吸
引力によって、ラック16と、ピニオン12のバックラ
ッシュを除いている。
The carriage 15 is made of a magnetic material, and the backlash of the rack 16 and pinion 12 is removed by the attraction force between the carriage 15 and a pressurizing magnet 18 provided on the frame 17.

キャリッジ15は、スライド軸19をガイドにして、図
中矢印20方向へ、ステップモーター110回転に従動
して移動する。
The carriage 15 moves in the direction of the arrow 20 in the figure, following the rotation of the step motor 110, using the slide shaft 19 as a guide.

ピニオン12は、ラック16を設けた長大内に挿設して
あり、例えば振動や衝撃等によってピニオン12とラッ
ク16のかみ合い関係が外れて、かみ合い位相位置が狂
う事を防止している。
The pinion 12 is inserted into a long space provided with a rack 16, and prevents the pinion 12 and the rack 16 from coming out of mesh due to vibration or impact, for example, and thereby preventing the meshing phase position from going out of order.

第2図は、ステップモーターの軸と軸受けの関係を示す
図であり、第2図は、本発明におけるステップモーター
軸受断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the shaft of the step motor and the bearing, and FIG. 2 is a sectional view of the step motor bearing in the present invention.

第2図において、ステップモーター11の軸31は、メ
タル軸受21の間にクリアランスがあり、本来図中矢印
20方向にガタがあるものであるが、第1図における予
圧マグネット18と、キャリッジ15の吸引力により第
2図矢印32方向に片よせされ、図中矢印20の方向の
ガタを除去している。
In FIG. 2, the shaft 31 of the step motor 11 has a clearance between the metal bearings 21, and originally there is play in the direction of the arrow 20 in the figure, but the preload magnet 18 and the carriage 15 in FIG. Due to the suction force, it is shifted in the direction of arrow 32 in FIG. 2, and looseness in the direction of arrow 20 in the figure is removed.

この時、軸31の径が小さいほど、又、メタル軸受21
とのクリアランスが小さいほど、第2図中矢印20の方
向への軸31の移動は小さくなり、図中矢印32方向の
予圧力が有効に効くものである。
At this time, the smaller the diameter of the shaft 31, the smaller the diameter of the metal bearing 21.
The smaller the clearance between the shaft 31 and the shaft 31, the smaller the movement of the shaft 31 in the direction of arrow 20 in FIG. 2, and the more effectively the preload force in the direction of arrow 32 in FIG.

以上のごとく構成する事により、ステップモーター11
を1ステツプ、っまり18deg回転する事により、磁
気ヘッド14を第1図中矢印20の方向に正確に187
.5μm移動1位置決めする構造に構成しである。
By configuring as above, the step motor 11
By rotating the magnetic head 14 by 18 degrees in one step, the magnetic head 14 is precisely 187 degrees in the direction of the arrow 20 in FIG.
.. It has a structure that allows for 5 μm movement and 1 positioning.

次に実際の例を示す。Here is a practical example.

キャリッジ15の!i量は、およそ20gであり、第1
図中矢印20方向の摩擦負荷としてLog程度を見込む
必要がある。ステップモーター11のホールディングト
ルクは、35g−cmであり、ステップモーター11の
停止安定点からのトルクの傾きは、実測2.5g−cm
/degであった。
Carriage 15! i amount is approximately 20g, and the first
It is necessary to estimate approximately Log as the friction load in the direction of arrow 20 in the figure. The holding torque of the step motor 11 is 35 g-cm, and the slope of the torque from the stable stop point of the step motor 11 is actually measured to be 2.5 g-cm.
/deg.

つまり、このステップモーター11は、外部負荷2.5
g−amが加わる事により、ldegその停止位置が変
化するものでにる。
In other words, this step motor 11 has an external load of 2.5
By adding g-am, the stopping position of ldeg changes.

しかるに、本実施例においては、ラック16と、ピニオ
ン12の接する点、ピッチ円半径はおよそ0゜6mmで
ある。この状態において、外部負荷としてキャリッジ1
5に30gの力(キャリッジ15の自重、および摩擦5
L街)カを加わったとしても、0.6X30÷10=1
,8g−cmの負荷トルクとなり、ステップモーター1
1は停止安定点より0.7degLか変化しないもので
ある。
However, in this embodiment, the pitch circle radius at the point where the rack 16 and the pinion 12 come into contact is approximately 0.6 mm. In this state, the carriage 1 is used as an external load.
5 to a force of 30 g (carriage 15's own weight, and friction 5
Even if we add power (L street), 0.6X30÷10=1
, the load torque is 8 g-cm, and the step motor 1
1 means no change of 0.7 degL from the stable stop point.

なお、本実施例では、ステップモーター11の1ステツ
プ(18deg)によって、キャリッジ15が187.
5μm 5WjJする構造となっているため、0.7d
egは、およそ7μmのキャリッジ15の位置変化に相
当する。
In this embodiment, one step (18 degrees) of the step motor 11 moves the carriage 15 to 187 degrees.
5μm 5WjJ structure, so 0.7d
eg corresponds to a change in the position of the carriage 15 of approximately 7 μm.

標準的に、フレキシブルディスクの呼び径3゜5インチ
のディスク装置においては、その許容トラック位置ズレ
を30μm程度としており、前記7μmの位置変化は、
十分に許容できるものである。
Standardly, in a disk device with a flexible disk having a nominal diameter of 3.5 inches, the allowable track position deviation is approximately 30 μm, and the positional change of 7 μm is
It is quite acceptable.

しかし、前記ピニオン12の径を大きくした場合、負荷
によるキャリッジ15の位置変化も比例して増大し、例
えば、ピニオン12の径を2倍にする事により、前述の
キャリッジ15の位置変化は、ディスク装置全体の許容
トラック位置ズレの半分にも及び、とても許容できるも
のでは無い事がわかる。
However, when the diameter of the pinion 12 is increased, the change in the position of the carriage 15 due to the load increases proportionally. For example, by doubling the diameter of the pinion 12, the change in the position of the carriage 15 described above can be reduced by It can be seen that this is as much as half of the allowable track position deviation of the entire device, which is extremely unacceptable.

さらに、本実施例では、ステップモーター11の軸31
とメタル軸受21の間にはおよそ10〜25μmのクリ
アランスを持っているにもかかわらず、990gの予圧
により、該クリアランスは完全に取り除かれ、第2図中
矢印20方向への軸31の移動は計測不可能であった。
Furthermore, in this embodiment, the shaft 31 of the step motor 11
Although there is a clearance of approximately 10 to 25 μm between the metal bearing 21 and the metal bearing 21, the preload of 990 g completely removes this clearance, and the movement of the shaft 31 in the direction of the arrow 20 in FIG. It was impossible to measure.

又、軸31とメタル軸受21との予圧による摩擦トルク
Tは、予圧力を90gとし、軸31の半径が0.75m
mのため、m#l!係数μ=0.2とすれば T=90x0.75÷10x0.2=1.35g−cm
であり、前述のごとく、ステップモーター11は、外部
負荷2.5g−cm加えることにより、停止位置がld
eg変化するものとし、ステップモーター11の1ステ
ツプ(18deg)によって、キャリッジ15が187
.5μm移動する構造であるとすれば、 187.5÷18÷2.5X1.35=5.6となり、
キャリッジ15の位置変化は、5.6μmしか生じない
ものである。
Furthermore, the friction torque T due to the preload between the shaft 31 and the metal bearing 21 is calculated when the preload is 90 g and the radius of the shaft 31 is 0.75 m.
For m, m#l! If coefficient μ=0.2, T=90x0.75÷10x0.2=1.35g-cm
As mentioned above, by applying an external load of 2.5 g-cm, the step motor 11 can change its stop position to ld.
eg changes, and one step (18 degrees) of the step motor 11 moves the carriage 15 to 187 degrees.
.. If the structure moves 5μm, then 187.5÷18÷2.5X1.35=5.6,
The positional change of the carriage 15 occurs by only 5.6 μm.

このように、ステップモーター11のl1l131を細
くする事により、外部負荷、軸受損失の影響による、キ
ャリッジ15の停止位置変化を小さく抑える事ができ、
ステップモーター11の軸受31にポールベアリングを
使用せず、メタル軸受化が可能になった。
In this way, by making l1l131 of the step motor 11 thinner, changes in the stop position of the carriage 15 due to the influence of external loads and bearing loss can be suppressed.
It is now possible to use a metal bearing for the bearing 31 of the step motor 11 without using a pole bearing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、ディスク装置の磁気ヘッ
ドの移動を、ラックとPM型スステップモーター軸設け
たピニオンによって行い、かつラックとピニオンに予圧
を加える構造において、ステップモーターの軸と、ピニ
オンを小径化する事により、安価で、かつ高精度なヘッ
ド位置決めを行えるディスク装置を提供できるという効
果を有する。
As explained above, the present invention has a structure in which a magnetic head of a disk drive is moved by a rack and a pinion provided with a PM type step motor shaft, and a preload is applied to the rack and pinion. By reducing the diameter of the head, it is possible to provide a disk device that is inexpensive and can perform highly accurate head positioning.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明におけるヘッド移動駆動機構の要部斜
視図。 第2図は、本発明におけるステップモーター軸受断面図
。 第3図は、従来のヘッド移動駆動機構の斜視図。 11・・・・ステップモーター 12・・・・ピニオン 15・・・・キャリッジ 16・・・・ラック 18・・・・予圧マグネット 21・・・・メタル軸受 31・・・・軸 以  上 出願人 七イコーエブソン株式会社 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a head movement drive mechanism according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the step motor bearing in the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a conventional head movement drive mechanism. 11...Step motor 12...Pinion 15...Carriage 16...Rack 18...Preload magnet 21...Metal bearing 31...Shaft and above Applicant 7 Iko Ebson Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 円板状のフレキシブルディスクを回転駆動し、該フレキ
シブルディスクに記録再生を行うための磁気ヘッドを搭
載したキャリッジにラックを設け、該ラックと係合する
ピニオンをパーマネントマグネット型ステップモーター
の出力軸と一体に設け、キャリッジの移動方向と直角方
向に、該ラックとピニオンの予圧手段を持ち、該ステッ
プモーターの節動駆動により磁気ヘッドの移動位置決め
を行うディスク装置のヘッド移動駆動機構において、前
記ステップモーターの出力軸径およびピニオン外径をフ
レキシブルディスクの呼び径が4インチ以上のディスク
装置においては2.1mm以下、フレキシブルディスク
の呼び径が4インチ未満のディスク装置においては1.
6mm以下とし、かつ該ステップモーターの軸受をメタ
ル軸受で構成したことを特徴とするディスク装置のヘッ
ド移動駆動機構。
A rack is provided on a carriage equipped with a magnetic head for rotationally driving a disk-shaped flexible disk and recording and reproducing information on the flexible disk, and a pinion that engages with the rack is integrated with the output shaft of a permanent magnet type step motor. In a head movement drive mechanism of a disk device, the head movement drive mechanism of a disk device has means for preloading the rack and pinion in a direction perpendicular to the movement direction of the carriage, and moves and positions the magnetic head by articulated driving of the step motor. The output shaft diameter and pinion outer diameter should be 2.1 mm or less for disk devices with flexible disks with a nominal diameter of 4 inches or more, and 1.1 mm or less for disk devices with flexible disks with a nominal diameter of less than 4 inches.
A head movement drive mechanism for a disk device, characterized in that the diameter of the step motor is 6 mm or less, and the bearing of the step motor is made of a metal bearing.
JP28031186A 1986-09-03 1986-11-25 Head moving drive mechanism for disk device Pending JPS63133362A (en)

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US07/301,078 US5032941A (en) 1986-09-03 1989-01-24 Magnetic head feeding device
US07/554,655 US5036417A (en) 1986-09-03 1990-07-19 Magnetic head feeding device with a rack and pinion

Applications Claiming Priority (1)

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