JPH02246764A - Linear actuator for disc drive - Google Patents
Linear actuator for disc driveInfo
- Publication number
- JPH02246764A JPH02246764A JP6632289A JP6632289A JPH02246764A JP H02246764 A JPH02246764 A JP H02246764A JP 6632289 A JP6632289 A JP 6632289A JP 6632289 A JP6632289 A JP 6632289A JP H02246764 A JPH02246764 A JP H02246764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- guide
- linear actuator
- carriage
- propulsion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
零発は磁気ディスク装置等に用いられるヘッド位置決め
のためのディスク装置用のリニアアクチュエータに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a linear actuator for a disk device for head positioning used in a magnetic disk device or the like.
一般的に磁気ディスク装置用アクチュエータにおいては
、高性能、高信顛性を確保するため下記の技術的要求を
満たさねばならない。In general, actuators for magnetic disk drives must satisfy the following technical requirements in order to ensure high performance and high reliability.
(1) アクセス速度を向上するため小型軽量である
こと。(1) It must be small and lightweight to improve access speed.
伐) 位置決め精度を向上するため、アクセス方向をの
ぞく全方向に対し高剛性に支持されること。In order to improve positioning accuracy, it must be supported with high rigidity in all directions except the access direction.
(3)磁気ヘッドと磁気ディスクの損傷を未然に防止す
るため、塵埃などの発生がないこと。(3) To prevent damage to the magnetic head and magnetic disk, no dust should be generated.
(41M1気記録情報の記録再生動作の障害となる。(This will interfere with the recording and reproducing operation of 41M1 recorded information.
(5) アクセスに必要な消費電力が小さいこと、電
磁ノイズを発生しないこと。(5) Low power consumption required for access and no electromagnetic noise.
上記の要求を満たすアクチュエータとしては、大別して
ピボット軸を中心とした回転運動により磁気ヘッドを位
置決めするスウィングアーム方式と、ガイドに沿った直
線運動により磁気ヘッドを位置決めするリニア方式とが
存在する。このうち、スウィングアーム方式は回転運動
が基本であるため、可動部の換算質量がリニア方式に比
べて小さくでき、高速アクセスに適している。しかし、
アクチュエータに回転運動時の加速度の作用で微小な曲
げ振動が生じるため、アクセス後の位置決めに時間がか
かり、結局磁気記録情報の記録再生時間はリニア方式よ
り長くなってしまう。このため、大型の装置の様に特に
高速高精度が要求される場合には、従来リニア方式が多
く採用されていた。Actuators that meet the above requirements can be roughly divided into swing arm type actuators that position the magnetic head by rotational movement around a pivot axis, and linear type actuators that position the magnetic head by linear movement along a guide. Among these, the swing arm method is based on rotational movement, so the converted mass of the movable part can be smaller than that of the linear method, making it suitable for high-speed access. but,
Since minute bending vibrations occur in the actuator due to the action of acceleration during rotational movement, it takes time to position after access, and the recording and reproducing time of magnetically recorded information ends up being longer than in the linear method. For this reason, in cases where high speed and high precision are particularly required, such as in large-scale equipment, the linear method has traditionally been widely adopted.
リニア方式の問題点は、直線運動であるため、アクチュ
エータ全体が動き可動部の質量が大きく、高速アクセス
するためには、大きな電力が必要であること、又、案内
支持用のローラガイドに封入されている潤滑用のグリス
の飛散やローラガイドと案内用のガイドレールとの転勤
箇所の摩耗による塵埃の発生などがあげられる。The problem with the linear method is that since it is a linear motion, the entire actuator moves and the mass of the movable part is large, and a large amount of electric power is required for high-speed access. Examples include scattering of lubricating grease and generation of dust due to wear at the transfer points between the roller guide and the guiding guide rail.
上記の様な問題点を解決するため、従来から様々なタイ
プのリニア方式アクチュエータが考案されている。この
中では、アクチュエータを空気軸受にて浮上させ、ロー
ラガイド等を不用にして軽量化と塵埃発生防止をはかっ
た特開昭57−113767号、特開昭58−8887
7号、特開昭61−59669号、特開昭59−104
762号、特開昭59−210575号などがあげられ
る。又、空気軸受に代えて磁気軸受により同様にアクチ
ュエータを浮上させる特開昭57205868号の例も
ある。In order to solve the above problems, various types of linear actuators have been devised. Among them, JP-A-57-113767 and JP-A-58-8887 have an actuator floating on an air bearing to eliminate the need for roller guides, thereby reducing weight and preventing dust generation.
No. 7, JP-A-61-59669, JP-A-59-104
No. 762, JP-A-59-210575, etc. There is also an example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57205868 in which the actuator is similarly levitated using a magnetic bearing instead of an air bearing.
上記の様に様々の発明がなされているにもかかわらず、
現在実用的、商業的な磁気ディスク装置にこれら空気軸
受や磁気軸受が採用されている例はない、これは、空気
や磁気を利用する浮上式の軸受が、現在主流になってい
るローラガイドを使用した軸受に比べ剛性が小さく、わ
ずかな振動など外乱により、アクチュエータが大きく姿
勢変化し、位置決め精度が低下してしまうという致命的
な欠点があるためである。さらに、空気軸受の場合には
、軸受部に常に高圧の空気を送り込むためのコンプレッ
サが必要であり、かつ安定な圧力の空気を供給するのが
難しいこと、また磁気軸受の場合には、アクチュエータ
駆動用のボイスコイルモータに使用されている磁気回路
の他に、アクチュエータを支持するための磁気回路が別
に必要でありアクチュエータが重くなること、かつ磁気
回路からの漏れ磁束が磁気ヘッドの記録再生動作に悪影
響をおよぼすなどの実装的制約が多いことも大きな要因
となっている。また、両軸受ともアクチュエータを安定
に支持するために複雑な形状にしなければならず、特に
空気軸受では空気圧力分布のめん密な設計が必要になる
。Despite the various inventions mentioned above,
Currently, there are no examples of air bearings or magnetic bearings being used in practical, commercial magnetic disk drives. This is because the rigidity is lower than the bearings used, and a slight vibration or other disturbance causes the actuator to change its posture significantly, which is a fatal drawback in that positioning accuracy decreases. Furthermore, in the case of air bearings, a compressor is required to constantly feed high-pressure air into the bearing, and it is difficult to supply air at a stable pressure.In the case of magnetic bearings, the actuator drive In addition to the magnetic circuit used in the voice coil motor for the Another major factor is that there are many implementation constraints such as negative effects. Furthermore, both bearings must have a complicated shape in order to stably support the actuator, and the air bearing in particular requires a dense design for air pressure distribution.
上記した問題点を解決するため、次の様なことも行なわ
れている。まず浮力式の軸受が低剛性であるという点に
ついては、アクチュエータの極端な軽量化が効果的であ
る。軸受が支持するアクチュエータ可動部の質量が小さ
くなれば、相対的に軸受の剛性が大きくなったのと同じ
ことになるためである。In order to solve the above-mentioned problems, the following measures have also been taken. First, regarding the low rigidity of buoyant type bearings, it is effective to make the actuator extremely lightweight. This is because if the mass of the actuator movable part supported by the bearing becomes smaller, it is equivalent to relatively increasing the rigidity of the bearing.
しかし、特開昭57−113767公報や同じく特開昭
57−176514公轢をはじめとする空気軸受を使用
した例では、アクチュエータそのものは小型軽量に作ら
れているものの、高剛性を得るためにかなり高圧の空気
供給が必要であり、しかも装置外部から空気を取り入れ
て供給するため、塵埃の装置への侵入や、温度のコント
ロールなど、別の技術的問題を抱えこむことになる。ま
た、極端な軽量化のためアクチュエータが小さくなり過
ぎ、アクチュエータ駆動用の磁気回路が磁気ディスクの
表面近くにまで入り込んできてしまう。空気軸受だけで
アクチュエータを支持するためには一剛性が小さい分だ
け、これほど軽くしなければならないのである。このた
め磁気ヘッドの記録再生時に、漏れ磁束の悪影響が生じ
、障害が発生する確率が大きい。However, in examples using air bearings such as JP-A-57-113767 and JP-A-57-176514, although the actuator itself is made small and lightweight, it takes a long time to obtain high rigidity. Since a high-pressure air supply is required and the air is taken in from outside the device, other technical problems arise, such as dust entering the device and temperature control. Furthermore, due to extreme weight reduction, the actuator becomes too small, and the magnetic circuit for driving the actuator ends up penetrating close to the surface of the magnetic disk. In order to support the actuator with only air bearings, the weight must be reduced to compensate for the reduced rigidity. For this reason, during recording and reproducing with the magnetic head, the leakage magnetic flux has an adverse effect, and there is a high probability that a failure will occur.
また、特開昭57−205868号公報に示されている
様な磁気軸受でも、同様の問題がある。即ち、軸受の剛
性自体は空気軸受の場合より大きいものの、アクチュエ
ータにも浮上用の永久磁石を設けねばならないため、軸
受自体の質量が大きく、結果的に空気軸受と同じくアク
チュエータを安定に支持することができない。従って、
実用的な磁気浮上アクチエエータを得るポイントは、ア
クチュエータの軽量化にある。従来例では磁気軸受自身
が大きく重い。これは、アクチュエータの姿勢維持を磁
気軸受のみで行なおうとするためである。すなわち、ア
クチュエータの位置決め方向(へ・ノドの位動方向)を
X軸方向とすると、xyz直交座標系において、次のこ
とがいえる。すなわち、位置決め方向・Xをのぞくと、
アクチュエータの自由度はX方向に垂直なX方向の並進
と2方向への並進と、更にはX軸・y軸・Z軸をそれぞ
れ中心とした回転であるローリング・ヨーイング・ピッ
チングの計5つとなる。この5自由度を従来技術による
磁気軸受だけで拘束しようとすると、少なくとも4個の
永久磁石をアクチュエータに設け、アクチュエータに設
けられた4個の永久磁石に反発する様に、4個の永久磁
石をガイド側に設けなくてはならない。また、この他に
アクチュエータ駆動用のコイル、又は永久磁石を別にア
クチュエータに設ける必要がある。これではアクチュエ
ータの可動部質量が大きくなり過ぎてしまう。Further, a magnetic bearing such as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-205868 also has similar problems. In other words, although the rigidity of the bearing itself is greater than that of an air bearing, the actuator must also be provided with a permanent magnet for levitation, so the mass of the bearing itself is large, and as a result, it is difficult to support the actuator stably like an air bearing. I can't. Therefore,
The key to achieving a practical magnetic levitation actuator is to reduce the weight of the actuator. In the conventional example, the magnetic bearing itself is large and heavy. This is because the attitude of the actuator is maintained only by the magnetic bearing. That is, if the positioning direction of the actuator (direction of movement of the head and throat) is the X-axis direction, the following can be said in the xyz orthogonal coordinate system. In other words, except for the positioning direction/X,
The actuator has five degrees of freedom: translation in the X direction perpendicular to the X direction, translation in two directions, and rolling, yawing, and pitching, which are rotations about the X, y, and Z axes. . If we try to restrain these five degrees of freedom using only magnetic bearings according to the prior art, at least four permanent magnets are provided in the actuator, and the four permanent magnets are repelled by the four permanent magnets provided in the actuator. Must be installed on the guide side. In addition to this, it is necessary to separately provide a coil or a permanent magnet for driving the actuator. In this case, the mass of the movable part of the actuator becomes too large.
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、実用的なディスク装置用リニアアクチュエータを提
供することを目的としている。The present invention was made in view of the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a practical linear actuator for a disk device.
本発明のディスク装置用リニアアクチュエータは、ヘッ
ドを位置決め駆動する方向に平行に略シリンダ状の穴が
設けられ、かつ上記略シリンダ状の穴の中心軸に対して
垂直かつ放射状に磁力線を放射する推進用永久磁石を備
え、さらにヘッドを保持するように形成されたキャリッ
ジと、上記略シリンダ状の穴に対して一定の隙間をもっ
て貫通し、かつその周囲に駆動コイルを巻き付けた棒状
のガイドと、上記ガイドを支持するサイドヨークと、上
記推進用永久磁石から放射される磁力線と反対方向の磁
力線を放射し、上記推進用永久磁石との間に働く反発力
により、上記キャリッジを浮上させる浮上用永久磁石と
から構成されること特徴としている。The linear actuator for a disk device of the present invention has a substantially cylindrical hole provided parallel to the direction in which the head is positioned and driven, and a propulsion device that emits lines of magnetic force radially and perpendicular to the central axis of the substantially cylindrical hole. a carriage formed to hold a head; a bar-shaped guide that penetrates the substantially cylindrical hole with a certain gap and around which a driving coil is wound; a side yoke that supports the guide; and a levitation permanent magnet that emits lines of magnetic force in the opposite direction to the lines of magnetic force radiated from the propulsion permanent magnet and levitates the carriage by a repulsive force acting between the propulsion permanent magnet and the side yoke; It is characterized by being composed of.
本発明のディスク装置用リニアアクチュエータの基本的
作用は、次のようなものである。すなわち、上記キャリ
アは、推進用永久磁石と浮上用永久磁石によって生じる
反発力によって浮上する。The basic operation of the linear actuator for a disk device according to the present invention is as follows. That is, the carrier is levitated by the repulsive force generated by the propulsion permanent magnet and the levitation permanent magnet.
そして、駆動コイルに通電することにより、推進用永久
磁石の形成する磁束と駆動コイルに流れる電流に基づい
て、いわゆる左手の法則により、推進用永久磁石がヘッ
ドの移動方向に力を受けて移動する。Then, by energizing the drive coil, the propulsion permanent magnet receives a force in the direction of movement of the head and moves based on the magnetic flux formed by the propulsion permanent magnet and the current flowing through the drive coil, according to the so-called left-hand rule. .
そして、本発明のディスク装置用リニアアクチュエータ
は、次のような考え方によって構成されたものである。The linear actuator for a disk device of the present invention is constructed based on the following concept.
すなわち、本発明においては、アクチュエータの位置決
め方向をxyz座標系のX方向としたとき、上記キャリ
ッジによって拘束する方向(自由度)は、ディスクに平
行な面内で生じる変位であるy方向への並進と2軸廻り
の回転であるヨーイングのみとし、他の3方向(自由度
;2方向への並進・ローリング・ピッチング)はヘッド
自身が拘束するように構成したものである。That is, in the present invention, when the positioning direction of the actuator is the X direction of the xyz coordinate system, the direction (degree of freedom) constrained by the carriage is translation in the y direction, which is a displacement occurring in a plane parallel to the disk. It is configured such that only yawing, which is rotation around two axes, is restricted, and the other three directions (degrees of freedom; translation, rolling, and pitching in two directions) are constrained by the head itself.
また、上記推進用永久磁石は、キャリッジの浮上とキャ
リフジの移動に両用できるように構成されている。この
ため、キャリッジに設ける永久磁石は少なくとも1個あ
ればよく、大幅な質量低減を実現することができた。Further, the propulsion permanent magnet is configured to be used for both floating the carriage and moving the carriage. Therefore, at least one permanent magnet is required to be provided on the carriage, and a significant reduction in mass can be achieved.
次に、ヘッド自身が上記他の3方向を拘束可能な理由に
ついて説明する。すなわち、本発明ではヘッド自体が磁
気ディスク表面の高速空気流から受ける空気軸受効果を
積局的に利用することにした。ヘッドは、一般にディス
クに対し0.2〜0.3μlの極微小すきまを保って浮
上しており、数10〜100g程度の力でヘッドを円板
面に押しつけていれば、磁気ディスク表面と上記微小す
きまを保ったまま磁気ディスクの表面の凹凸に追従する
ことができる。押し付は力に対抗して微小すきまを保つ
力は、磁気ディスク表面上に流れる高速空気流がヘッド
でディスクの間にもぐり込む際に生ずる圧力上昇によっ
て得られる。従って、ヘッド自体が高性能な空気軸受と
なる。ヘッドは、ディスク表面に追従して、自動調心的
に位置決めされるから、ディスクの表面に垂直な方向の
変位である面外方向の並進(2方向)とローリングおよ
びピッチングについては、ヘッド自身の拘束力に任せて
お(ことができる。残る2つの方向、すなわち面内方向
の並進(y方向)とヨーイングの拘束に関してのみ磁気
軸受に受は持たせておけば良い。Next, the reason why the head itself can restrain the other three directions will be explained. That is, in the present invention, the air bearing effect that the head itself receives from the high-speed air flow on the surface of the magnetic disk is actively utilized. Generally, the head flies with an extremely small gap of 0.2 to 0.3 μl relative to the disk, and if the head is pressed against the disk surface with a force of several tens to 100 g, there will be a gap between the magnetic disk surface and the above. It is possible to follow the unevenness of the surface of the magnetic disk while maintaining a small gap. The force that maintains the minute gap against the pressing force is obtained by the pressure increase that occurs when the high-speed airflow flowing over the surface of the magnetic disk penetrates between the disks with the head. Therefore, the head itself becomes a high-performance air bearing. Since the head follows the disk surface and is positioned in a self-centering manner, the out-of-plane translation (two directions), which is displacement perpendicular to the disk surface, and rolling and pitching are independent of the head itself. It is possible to leave it to the restraint force.The magnetic bearing only needs to have a support for the remaining two directions, namely, in-plane translation (y direction) and yawing restraint.
しかも、ディスク装置では、ディスクの面内方向の変位
(トランクの接線方向の変位)は実用上あまり問題にな
らないため、高精度な位置決めはさほど必要でな(、磁
気ヘッドが大きく位置ずれしない程度で良い。Moreover, in a disk drive, in-plane displacement of the disk (displacement in the tangential direction of the trunk) does not pose much of a problem in practice, so highly accurate positioning is not necessary (as long as the magnetic head does not shift significantly). good.
以上の様にアクチュエータの拘束を分担させることによ
り、軽量で実用的な磁気軸受構造を実現できる。By sharing the restraint of the actuator as described above, a lightweight and practical magnetic bearing structure can be realized.
以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。The present invention will be described in more detail below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図であり、各
磁気ディスク18の上下面にそれぞれ磁気ヘッド1が位
置している。磁気ヘッドlは仮バネから構成されるロー
ドアーム26を介して磁気ヘッド取付部20に固定され
る。カウンタアーム26を保持するアクチュエータは、
次の様なものである。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention, in which magnetic heads 1 are located on the upper and lower surfaces of each magnetic disk 18, respectively. The magnetic head l is fixed to the magnetic head mounting portion 20 via a load arm 26 made of a temporary spring. The actuator that holds the counter arm 26 is
It is as follows.
即ち、略円筒形状のキャリッジ2の両端部に推進用永久
磁石3a、 3bが設けられ、推進用磁石3a、 3b
およびキャリッジ2を貫通しているガイド7の円周に駆
動コイル6が巻かれ、推進用永久磁石3a。That is, permanent propulsion magnets 3a, 3b are provided at both ends of the approximately cylindrical carriage 2.
A driving coil 6 is wound around the circumference of a guide 7 passing through the carriage 2, and a propulsion permanent magnet 3a.
3bの発生する磁束とコイル6は垂直に交差している。The magnetic flux generated by 3b and the coil 6 intersect perpendicularly.
第2図(a)は第1図に示すガイド7廻りのyz平面断
面図説明図であり、第2図(blは第2図(a)に示す
A−A断面説明図である。第2図(a)、 (b)に示
す様に、上記推進用永久磁石3a、 3bの磁化方向は
、第2図(a)、 (blに示す様にガイド7の中心軸
から見てラジアル方向であり、N極からの漏れ磁束19
は駆動コイル6を横切って鉄のガイド7の内部を通り、
鉄のサイドヨーク5a、 5bと鉄のアウタヨーク4を
経て推進用永久磁石3a、 3bのS極へ戻っている。FIG. 2(a) is an explanatory yz plane sectional view around the guide 7 shown in FIG. 1, and FIG. As shown in Figures (a) and (b), the magnetization direction of the propulsion permanent magnets 3a and 3b is in the radial direction when viewed from the central axis of the guide 7, as shown in Figures 2 (a) and (bl). Yes, leakage magnetic flux from N pole 19
crosses the drive coil 6 and passes inside the iron guide 7,
It returns to the S pole of the propulsion permanent magnets 3a, 3b via the iron side yokes 5a, 5b and the iron outer yoke 4.
上記の様に、推進用磁石3a、 3b、ガイド7、サイ
ドヨーク5a、 5b、アウタヨーク4によって閉じた
磁気回路を形成しているため、駆動コイル6に無駄なく
磁束を通すことができ、駆動コイル6に通電することに
より、大きな駆動力を得ることができる。また、外部へ
の磁束漏れも小さいので、磁気ヘッドlの記録再生動作
に悪影響をおよぼすことがない。As described above, since a closed magnetic circuit is formed by the propulsion magnets 3a, 3b, guide 7, side yokes 5a, 5b, and outer yoke 4, magnetic flux can be passed through the drive coil 6 without waste, and the drive coil By energizing 6, a large driving force can be obtained. Further, since leakage of magnetic flux to the outside is small, it does not adversely affect the recording/reproducing operation of the magnetic head l.
また、第1図及び第2図18)、 (b)に示すように
、ガイド7と並行に浮上用永久磁石13がアウタヨーク
4の中に非磁性材料でできたブラケット20で庇われて
設けである。非磁性のブラケット20を使用するのは、
浮上用永久磁石13の磁束が、アウタヨーク4を介して
推進用永久磁石3a、 3bに悪影響をおよぼすのを防
止している。浮上用永久磁石13の磁化方向は、第2図
(a)、 (blに示す様に、推進用永久磁石3a、
3bと反発する様な方向であり、この反発力によってキ
ャリッジ2はガイド7および駆動コイル6と接触せずに
浮上している。このままではキャリッジ2はガイド7に
対し回転してしまう。In addition, as shown in FIGS. 1 and 2 (18) and (b), a levitation permanent magnet 13 is provided in the outer yoke 4 in parallel with the guide 7 and is protected by a bracket 20 made of a non-magnetic material. be. The non-magnetic bracket 20 is used because
The magnetic flux of the levitation permanent magnet 13 is prevented from adversely affecting the propulsion permanent magnets 3a, 3b via the outer yoke 4. The magnetization direction of the levitation permanent magnet 13 is as shown in FIG.
3b, and due to this repulsive force, the carriage 2 floats without contacting the guide 7 and the drive coil 6. If this continues, the carriage 2 will rotate relative to the guide 7.
しかし、キャリッジ2の磁気ヘッド取付部20からロー
ドアーム26を介してガイド7と隔てて取り付けられた
2個の磁気ヘッドlに対して、磁気ディスク18の回転
により生じる高速空気流による浮上刃が作用し、キャリ
ッジ2の回転を防止する。また、アクチュエータ全体の
重心が、ガイド7の中心軸上に一致する様に、キャリッ
ジ2から磁気ヘッドlと反対側にカウンターアーム17
を突出させ、バランスを取っている。このためアクセス
動作時や、外部からの振動が加わった時においても、ア
クチュエータは安定に浮上状態を保持することができる
。However, the floating blades generated by the high-speed airflow generated by the rotation of the magnetic disk 18 act on the two magnetic heads l attached from the magnetic head attachment part 20 of the carriage 2 via the load arm 26 to be separated from the guide 7. This prevents the carriage 2 from rotating. In addition, a counter arm 17 is placed from the carriage 2 on the side opposite to the magnetic head l so that the center of gravity of the entire actuator coincides with the central axis of the guide 7.
stands out and maintains balance. Therefore, even during an access operation or when external vibrations are applied, the actuator can stably maintain its floating state.
また、第2図(blに示すように、制動用永久磁石21
a、21bがガイド7の両端部にサイドヨーク5 a
+5bと接した配置で設けられている。制動用永久磁石
21a、21bの磁化方向は、推進用永久磁石3a。In addition, as shown in FIG. 2 (bl), the braking permanent magnet 21
a, 21b are the side yokes 5a at both ends of the guide 7.
+5b. The magnetization direction of the braking permanent magnets 21a and 21b is the propulsion permanent magnet 3a.
3bの磁化方向と同一であるため、キャリッジ2がガイ
ド7の端部に移動すると、互いに反発力が作用する。従
って、キャリッジ2が移動可能な領域をいつ脱して、サ
イドヨーク5a、 5bに衝突することが防止される。3b, so when the carriage 2 moves to the end of the guide 7, a repulsive force acts on each other. Therefore, the carriage 2 is prevented from leaving the movable area and colliding with the side yokes 5a, 5b.
第1図に示すように、コイル6の両端子8.9はリード
線11.12とを介して、図示しないコイル駆動制御回
路に接続され、アクチュエータの位置決め制御が行われ
る0位置決め制御に必要なアクチエエータの位置情報は
、各アクチュエータに2個ずつ設けられている磁気ヘッ
ドlのうちのいずれか1方を使用して磁気ディスク18
に記録された位置情報を読み出すことによって得られる
。そして、残りのもう1つの磁気ヘッド1は、磁気記録
情報の記録再生専用のものである0M1気ヘツドlから
検出された位置情報は、フレキシブルなり−ド綿14に
よって、ターミナル16に設けられているアンプICl
3により項中処理され、図示しないコイル駆動制御回路
へフィードバックされる。夫々のアクチュエータは上記
した方法によって位置情報を検出しながら別々に駆動さ
れるため、実質的なアクセス時間が小さくなる。As shown in FIG. 1, both terminals 8.9 of the coil 6 are connected to a coil drive control circuit (not shown) via lead wires 11.12, and the terminals 8.9 of the coil 6 are connected to a coil drive control circuit (not shown) through lead wires 11.12. The position information of the actuator can be obtained from the magnetic disk 18 using one of the two magnetic heads l provided for each actuator.
It can be obtained by reading out the position information recorded in . The remaining magnetic head 1 is used exclusively for recording and reproducing magnetically recorded information.The position information detected from the 0M1 magnetic head 1 is provided at a terminal 16 by a flexible rope 14. Amplifier ICl
3, and is fed back to a coil drive control circuit (not shown). Since each actuator is driven separately while detecting position information using the method described above, the actual access time is reduced.
第1図に示すように、アクチュエータの駆動方向をX方
向、これと垂直な方向をそれぞれX方向、2方向と定め
ると、磁気ヘッドlの姿勢変化のうち、2方向の並進と
ローリングとピッチングは、ともに磁気ヘッドlが磁気
ディスク18に対して浮上高さを変動する様な方向であ
る。これら2方向の変位とローリングとピッチングは、
磁気ヘッドlが回転する磁気ディスク18の表面に流れ
る高速空気流からうける浮上刃によって拘束可能である
。As shown in Fig. 1, if the drive direction of the actuator is defined as the X direction, and the directions perpendicular to this are defined as the , both are in a direction such that the flying height of the magnetic head l relative to the magnetic disk 18 varies. Displacement in these two directions, rolling and pitching are
The magnetic head l can be restrained by a floating blade received from a high-speed airflow flowing over the surface of the rotating magnetic disk 18.
すなわち、磁気ヘッドlは、磁気ディスク18の回転に
よって生じる高速空気流から浮力を受け、磁気ディスク
18の表面から一定距離上に拘束される。That is, the magnetic head l receives buoyancy from the high-speed airflow generated by the rotation of the magnetic disk 18, and is restrained at a certain distance above the surface of the magnetic disk 18.
従って、キャリッジ2が、2方向に変位したり、ローリ
ングしたり、ピッチングしても、その振動は、板バネか
ら形成されているロードアーム26が吸収してしまい、
磁気ヘッドlの浮上姿勢に影響しないのである。Therefore, even if the carriage 2 is displaced in two directions, rolling, or pitching, the vibration is absorbed by the load arm 26 formed from a leaf spring.
This does not affect the flying attitude of the magnetic head l.
また、残りのX方向の並進とヨーイングについては、浮
上用永久磁石13と推進用磁石3a、 3bとの反発力
により拘束される。Further, the remaining translation and yawing in the X direction are restrained by the repulsive force between the levitation permanent magnet 13 and the propulsion magnets 3a and 3b.
第3図は上記した推進用永久磁石3a、 3bと浮上用
永久磁石13の反発の状況を説明する断面説明図である
。第3図に示す様に、浮上用磁石13のS極と推進用永
久磁石3a、 3bのS極が対向しているため、浮上用
永久磁石13のS極から出る磁力線22は急激に曲げら
れて、同じく浮上用磁石13のN極へ押し戻されている
。また、推進用永久磁石3a、 3bのS極から出る磁
力4119は、浮上用永久磁石13のS極に押されて曲
げられ、アウタヨーク4へ入り、サイドヨーク5a、
5bとガイド7とを経て駆動コイル6を垂直に横切る磁
力線となって推進用永久磁石3a、 3bのN極へ入っ
ている。(第2図(bl参照)上記の様に浮上用永久磁
石13と推進用永久磁石3 a +3bが反発するので
、キャリッジ2は、駆動コイル6に接触せず浮上するこ
とができる。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating the state of repulsion between the propulsion permanent magnets 3a, 3b and the levitation permanent magnet 13 described above. As shown in FIG. 3, since the S pole of the levitation magnet 13 and the S poles of the propulsion permanent magnets 3a and 3b are opposed to each other, the lines of magnetic force 22 coming from the S pole of the levitation permanent magnet 13 are sharply bent. Similarly, it is pushed back to the north pole of the levitation magnet 13. In addition, the magnetic force 4119 emitted from the S poles of the propulsion permanent magnets 3a and 3b is pushed by the S pole of the levitation permanent magnet 13 and bent, enters the outer yoke 4, and enters the side yoke 5a,
5b and the guide 7, become lines of magnetic force that perpendicularly cross the drive coil 6, and enter the N poles of the propulsion permanent magnets 3a and 3b. (See FIG. 2 (bl)) Since the levitation permanent magnet 13 and the propulsion permanent magnet 3 a + 3 b repel each other as described above, the carriage 2 can levitate without contacting the drive coil 6.
第4図は、本発明の第2の実施例を示す説明図であり、
第5図は第4図に示す実施例のxz平面のガイド7廻り
を示す断面説明図である。第4図に示す第2の実施例が
第1図に示す第1の実施例と異なるのは、アウタコーク
4が設けられておらず、浮上用永久磁石13がキャリッ
ジ中央を貫通するガイド7に設けられている点である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention,
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing the area around the guide 7 in the xz plane of the embodiment shown in FIG. The second embodiment shown in FIG. 4 is different from the first embodiment shown in FIG. This is the point that
また、推進用永久磁石3a、 3bは、第5図に示す様
に、第2図に示す第1の実施例の場合と逆向きに磁化さ
れており、推進用永久磁石3aのS極から出る磁力線は
ガイド7を通り推進用永久磁石3bのN極へ入っている
。また、浮上用永久磁石3a、 3bの外周側は、強磁
性体で形成された円筒形のキャリッジ2で磁気的に短絡
されており、磁石の効率を高めている。Further, as shown in FIG. 5, the propulsion permanent magnets 3a and 3b are magnetized in the opposite direction to that of the first embodiment shown in FIG. The lines of magnetic force pass through the guide 7 and enter the N pole of the propulsion permanent magnet 3b. Further, the outer peripheral sides of the levitation permanent magnets 3a and 3b are magnetically short-circuited by a cylindrical carriage 2 made of ferromagnetic material, thereby increasing the efficiency of the magnets.
推進用永久磁石3a、 3bの磁化の向きが互いに逆に
なっているため、対応する駆動コイル6a、 6bとは
コイルの巻き方向が逆になっており、通電時に同じ方向
の駆動力を発生する様になっている。Since the magnetization directions of the propulsion permanent magnets 3a and 3b are opposite to each other, the winding direction of the coils is opposite to that of the corresponding drive coils 6a and 6b, and when energized, they generate driving force in the same direction. It looks like this.
第6図は本発明の第3の実施例を示す説明図であり、第
7図falは第6図に示すガイド7廻りのy2平面断面
図説明図であり、第7図(b)は第7図(i)に示すB
−B断面説明図である。第6図、第7図(a)、 (b
)から明らかなように、第3の実施例は第1図に示すキ
ャリッジ2を浮上用永久磁石3aそのもので構成したも
のであり、キャリッジ全体が永久磁石そのものであるた
め、強力な推進力で得ることが可能である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the third embodiment of the present invention, FIG. 7 fal is an explanatory y2 plane sectional view around the guide 7 shown in FIG. B shown in Figure 7 (i)
-B cross-sectional explanatory diagram. Figure 6, Figure 7 (a), (b
), in the third embodiment, the carriage 2 shown in FIG. Is possible.
尚、上記した第1.第2.第3の実施例において、駆動
コイル6の材料として、例えば鉄などの強磁性でかつ導
電性のある材料を使用すると、推進用磁石3a、 3b
から出る磁力線が通り易くなるため、推進用磁石3a、
3bに小さい磁石を使用しても、大きな駆動力を得る
ことができる。In addition, the above-mentioned 1. Second. In the third embodiment, if a ferromagnetic and electrically conductive material such as iron is used as the material of the drive coil 6, the propulsion magnets 3a, 3b
Because the lines of magnetic force coming out from the propulsion magnet 3a,
Even if a small magnet is used for 3b, a large driving force can be obtained.
また、同じ駆動コイル6の材料として、低温超電導体又
は、高温超電導体を使用し、材料が超電導状態となる条
件にて使用すれば、推進用永久磁石3a、 3bから出
る磁力線は、超電導体の反磁性作用のため駆動コイル6
の内部に入り込むことができず、結果的に推進用永久磁
石3a、 3bは駆動コイル6に反発されて浮上する。Furthermore, if a low-temperature superconductor or a high-temperature superconductor is used as the material for the same drive coil 6, and the material is used under conditions where it becomes superconducting, the lines of magnetic force coming out of the propulsion permanent magnets 3a and 3b will be the same as that of the superconductor. Drive coil 6 due to diamagnetic effect
As a result, the propulsion permanent magnets 3a, 3b are repelled by the drive coil 6 and float.
このため、浮上用永久磁石13は不要となり、更に簡単
な構造となる。Therefore, the floating permanent magnet 13 is not required, resulting in a simpler structure.
以上の説明から明らかな様に、上記第1.第2゜第3の
実施例によれば、リニアアクチュエータはいずれも、ラ
ジアル方向に磁化した永久磁石を主な構成要素としたア
クチュエータ本体からなり、しかもその永久磁石がアク
チュエータの支持と推進の両機能を有するため非常に軽
くできるという共通の利点があり、支持剛性の低い磁気
軸受でも十分な位置決め支持が可能となる。アクチュエ
ータ本体である永久磁石をラジアル方向に磁化したこと
で、上記の様な軽量・小型化が実現できる。As is clear from the above explanation, the above 1. According to the second and third embodiments, each linear actuator consists of an actuator body whose main component is a permanent magnet magnetized in the radial direction, and the permanent magnet functions to both support and propel the actuator. They have the common advantage of being extremely lightweight, and even magnetic bearings with low support rigidity can provide sufficient positioning support. By magnetizing the permanent magnet that is the actuator body in the radial direction, it is possible to achieve the above-mentioned reduction in weight and size.
なお、上記の実施例は磁気ディスクを例にして説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば磁
気ドラム装置等にも適用することができる。Although the above embodiment has been described using a magnetic disk as an example, the present invention is not limited thereto, and can be applied to, for example, a magnetic drum device.
本発明によれば次の様な効果を得ることができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) アクチュエータを駆動するための推進用永久
磁石を利用してアクチュエータの支持を行うので、アク
チュエータ側に特別な支持機構を設ける必要がなく、可
動部が軽量化できるため、磁気軸受を使用しても安定な
支持が可能となる。又、アクチュエータが小型軽量であ
るため、少ないエネルギロスで高速なアクセスが可能と
なる。(1) Since the actuator is supported using a propulsion permanent magnet that drives the actuator, there is no need to provide a special support mechanism on the actuator side, and the weight of the moving parts can be reduced, so magnetic bearings are used. Stable support is possible even when Furthermore, since the actuator is small and lightweight, high-speed access is possible with little energy loss.
(2)アクチエエータの支持に機械的な接触箇所を要さ
ないため、摩耗等による発塵がなく、高い信軌性を得る
ことができる。(2) Since no mechanical contact points are required to support the actuator, there is no dust generation due to wear etc., and high reliability can be achieved.
(3)永久磁石を可動側に設け、駆動コイルをステータ
側に設けているため、駆動コイルへの給電が要易である
。また、給電線の疲労による破断も生じない。更に、駆
動コイルに大量の電流を流してもガイドを通じて熱がす
みやかに伝達されるため、駆動コイルの温度を低く保つ
ことができる。(3) Since the permanent magnet is provided on the movable side and the drive coil is provided on the stator side, it is easy to supply power to the drive coil. Moreover, breakage due to fatigue of the power supply line does not occur. Furthermore, even when a large amount of current is passed through the drive coil, heat is quickly transferred through the guide, so the temperature of the drive coil can be kept low.
第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図、第2図(
alは第1図に示すガイド廻りのyz平面断面説明図、
第2図(blは第2図(a)に示すA−A断面説明図、
第3図は第1図に示す推進用永久磁石と浮上用永久磁石
とが反発する状況を示す断面説明図、第4図は本発明の
第2の実施例を示す説明図、第5図は第4図に示す第2
の実施例におけるxz平面のガイド廻りを示す断面説明
図、第6図は本発明の第3の実施例を示す説明図、第7
図(a)は第6図に示すガイド廻りのyz平面断面説明
図、第7図(b)は第7図(a)の示すB−B断面図で
ある。
■・・・磁気ヘッド、2・・・キャリッジ、3a、 a
b・・・推進用永久磁石、4・・・アウタヨーク、5a
、 5b・・・サイドヨーク、6.6a、 6b・・・
駆動コイル、7・・・ガイド、8.9・・・駆動コイル
の端子、10・・・センタヨーク、11、12・・・リ
ード線、13・・・浮上用永久磁石、14・・・フレキ
シブルリード線、15・・・アンプIc、16・・・タ
ーミナル、17・・・カウンターアーム、18・・・磁
気ディスク、20・・・磁気ヘッド取付部、21a、2
1t)・・・制動用永久磁石。
代理人 弁理士 秋 本 正 実第
図
第
図FIG. 1 is an explanatory diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (
al is a yz plane cross-sectional explanatory diagram around the guide shown in FIG.
Figure 2 (bl is an explanatory diagram of the A-A cross section shown in Figure 2 (a),
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing a situation in which the propulsion permanent magnet and the levitation permanent magnet shown in FIG. 1 repel each other, FIG. 4 is an explanatory view showing the second embodiment of the present invention, and FIG. The second part shown in Figure 4
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the third embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7(a) is a yz plane sectional explanatory view of the guide and its surroundings shown in FIG. 6, and FIG. 7(b) is a BB sectional view shown in FIG. 7(a). ■...Magnetic head, 2...Carriage, 3a, a
b...Permanent magnet for propulsion, 4...Outer yoke, 5a
, 5b...side yoke, 6.6a, 6b...
Drive coil, 7... Guide, 8.9... Drive coil terminal, 10... Center yoke, 11, 12... Lead wire, 13... Permanent magnet for levitation, 14... Flexible Lead wire, 15... Amplifier Ic, 16... Terminal, 17... Counter arm, 18... Magnetic disk, 20... Magnetic head mounting portion, 21a, 2
1t)...Permanent magnet for braking. Agent Patent Attorney Tadashi Akimoto Actual Diagram Diagram
Claims (1)
状の穴が設けられ、かつ上記略シリンダ状の穴の中心軸
に対して垂直かつ放射状に磁力線を放射する推進用永久
磁石を備え、さらにヘッドを保持するように形成された
キャリッジと、上記略シリンダ状の穴に対して一定の隙
間をもって貫通し、かつその周囲に駆動コイルを巻き付
けた棒状のガイドと、 上記ガイドを支持するサイドヨークと、 上記推進用永久磁石から放射される磁力線と反対方向の
磁力線を放射し、上記推進用永久磁石との間に働く反発
力により、上記キャリッジを浮上させる浮上用永久磁石
と から構成されること特徴とするディスク装置用リニアア
クチュエータ。 2、上記浮上用永久磁石は、上記略シリンダ状のキャリ
ッジの外周側に設けられていることを特徴とする請求項
1記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。 3、上記ガイドとサイドヨークとを強磁性体で形成し、
さらに上記サイドヨークと磁気的に短絡され、かつ上記
浮上用永久磁石と磁気シールドされた状態で浮上用永久
磁石を囲繞するように配置された強磁性体から形成され
たアウタヨークを設け、推進用永久磁石から放射される
磁力線を上記ガイドとサイドヨークとアウタヨークから
なる閉鎖磁気回路を形成したことを特徴とする請求項2
記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。 4、上記浮上用永久磁石は、上記ガイドに固定され、上
記略シリンダ状の穴の中心軸に垂直な方向に等角度で、
少なくとも3個設けられていることを特徴とする請求項
1記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。 5、上記推進用永久磁石は、上記ガイドを囲むように、
円筒状に形成されていることを特徴とする請求項1記載
のディスク装置用リニアアクチュエータ。 6、上記浮上用永久磁石は、上記略シリンダ状の穴の中
心軸に垂直な方向に等角度で、少なくとも3個設けられ
ていることを特徴とする請求項1記載のディスク装置用
リニアアクチュエータ。 7、上記ヘッドとキャリッジから構成される可動部の重
心は、上記略シリンダ状の穴の中心軸と略一致すること
を特徴とする請求項1記載のディスク装置用リニアアク
チュエータ。[Claims] 1. A permanent propulsion device having a substantially cylindrical hole provided parallel to the direction in which the head is positioned and driven, and radiating lines of magnetic force perpendicular to and radially with respect to the central axis of the substantially cylindrical hole. a carriage equipped with a magnet and formed to hold a head; a rod-shaped guide that penetrates the substantially cylindrical hole with a certain gap and around which a driving coil is wound; a supporting side yoke; and a levitation permanent magnet that emits lines of magnetic force in the opposite direction to the lines of magnetic force radiated from the propulsion permanent magnet and levitates the carriage by a repulsive force acting between the propulsion permanent magnet and the propulsion permanent magnet. A linear actuator for a disk device, characterized in that: 2. The linear actuator for a disk device according to claim 1, wherein the floating permanent magnet is provided on the outer peripheral side of the substantially cylindrical carriage. 3. The guide and side yoke are made of ferromagnetic material,
Furthermore, an outer yoke formed of a ferromagnetic material is provided, which is magnetically short-circuited to the side yokes and arranged to surround the levitation permanent magnet in a state of being magnetically shielded from the levitation permanent magnet. Claim 2, wherein lines of magnetic force radiated from the magnet form a closed magnetic circuit consisting of the guide, a side yoke, and an outer yoke.
The linear actuator for the described disk device. 4. The levitation permanent magnet is fixed to the guide and is equiangular in a direction perpendicular to the central axis of the approximately cylindrical hole.
2. The linear actuator for a disk device according to claim 1, wherein at least three linear actuators are provided. 5. The propulsion permanent magnet surrounds the guide,
The linear actuator for a disk device according to claim 1, characterized in that it is formed in a cylindrical shape. 6. The linear actuator for a disk device according to claim 1, wherein at least three levitating permanent magnets are provided at equal angles in a direction perpendicular to the central axis of the substantially cylindrical hole. 7. The linear actuator for a disk device according to claim 1, wherein the center of gravity of the movable portion comprising the head and the carriage substantially coincides with the central axis of the substantially cylindrical hole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6632289A JPH02246764A (en) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | Linear actuator for disc drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6632289A JPH02246764A (en) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | Linear actuator for disc drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246764A true JPH02246764A (en) | 1990-10-02 |
Family
ID=13312485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6632289A Pending JPH02246764A (en) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | Linear actuator for disc drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02246764A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2785733A1 (en) * | 1998-06-12 | 2000-05-12 | Toyoda Automatic Loom Works | Linear motor structure for heddle frame drive of loom, has laminated motors provided with stators whose magnet frames are made integral |
| JP2012075287A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Thk Co Ltd | Linear motor actuator |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6632289A patent/JPH02246764A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2785733A1 (en) * | 1998-06-12 | 2000-05-12 | Toyoda Automatic Loom Works | Linear motor structure for heddle frame drive of loom, has laminated motors provided with stators whose magnet frames are made integral |
| JP2012075287A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Thk Co Ltd | Linear motor actuator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11724602B2 (en) | Drive system for a transportation system | |
| CN109515755B (en) | Five-freedom-degree single-frame magnetic suspension control moment gyroscope | |
| US6727617B2 (en) | Method and apparatus for providing three axis magnetic bearing having permanent magnets mounted on radial pole stack | |
| AU656499B2 (en) | Opposed-magnet bearing with interposed superconductor | |
| CN101115930A (en) | Method for stabilizing a magnetically levitated object | |
| US5581424A (en) | Magnetic crash stop and latch in a disc drive | |
| CN110848253A (en) | Three-degree-of-freedom radial-axial integrated hybrid magnetic bearing | |
| CN109322973A (en) | A five-degree-of-freedom magnetic levitation flywheel | |
| JPH08140U (en) | Slide displacement device | |
| CN110017330B (en) | Axial radial electromagnetic magnetic bearing | |
| JPH0549191A (en) | Power storage system | |
| US6057620A (en) | Geometrical structure configuration of maglev forces in a maglev rotational bearing apparatus | |
| CN113997797B (en) | Permanent magnet electric suspension guiding driving integrated device | |
| JPS5998349A (en) | Disc drive actuator construction | |
| US20110140559A1 (en) | Magnetic Bearing Device of a Rotor Shaft Against a Stator With Rotor Disc Elements, Which Engage Inside One Another, and Stator Disc Elements | |
| CN112550764A (en) | Asynchronous three-axis attitude control magnetic suspension inertial executing mechanism | |
| EP0267416A2 (en) | Contactless transport device | |
| US5789838A (en) | Three-axis force actuator for a magnetic bearing | |
| CN119802087B (en) | Passive magnetic suspension rotor | |
| CN222808296U (en) | High-temperature superconductive magnetic suspension power rotor system | |
| JPS63285329A (en) | Electronically controlled dynamic pressure bearing | |
| CN112009728A (en) | Induction type magnetic suspension momentum sphere device | |
| CN112572832B (en) | Synchronous three-axis attitude control magnetic suspension inertial executing mechanism | |
| JPS61210290A (en) | Magnetic bearing device for turbo molecular pump | |
| CN118868475A (en) | A bearingless motor |