JPH064452Y2

JPH064452Y2 - 磁気デイスク装置のキヤリツジ駆動装置

Info

Publication number: JPH064452Y2
Application number: JP1986037477U
Authority: JP
Inventors: 昭彦今城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2001-03-17
Also published as: JPS62150772U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は磁気ディスクに情報を磁気記録する磁気ディ
スク装置における、磁気ヘッドを装着したキャリッジの
駆動装置に係り、該キャリッジをリードスクリュとニー
ドルによって送る装置、特にこのニードルのリードスク
リュへの押圧構造に関するものである。

［従来の技術］第２図は、例えば三菱電機技報Vol.59 No.12（１９８
５）に示された従来のこの種のキャリッジ駆動装置を示
す斜視図である。図において、符号(1)はステップモー
タ、(2)はこのステップモータ(1)のロータと一体のリー
ドスクリュ、(3)はこのリードスクリュ(2)に押圧された
ニードル、(4)はこのニードル(3)をリードスクリュ(2)
に押圧する移動加圧板ばね、(5)はニードル(3)、移動加
圧板ばね(4)及び磁気ヘッド（図示せず）を装着するキ
ャリッジ、(6)はこのキャリッジ(5)を直線移動させるガ
イドロッドである。

次に動作について説明する。ステップモータ(1)が回転
すると、この回転によってこのステップモータ(1)のロ
ータと一体であるリードスクリュ(2)が回転する。第３
図に示すように、ニードル(3)は移動加圧板ばね(4)によ
ってリードスクリュ(2)のねじ山に嵌合しており、この
ためニードル(3)はリードスクリュ(2)の回転に対応し、
リードスクリュ(2)の軸方向へ移動される。ニードル(3)
はキャリッジ(5)に固定されており、ニードル(3)とキャ
リッジ(5)は一体となって移動する。また、このキャリ
ッジ(5)はガイドロッド(6)に沿った直線運動を行う。こ
のとき、ステップモータ(1)の負荷トルクはニードル(3)
及び移動加圧板ばね(4)とリードスクリュ(2)の摩擦力等
から次式で表わされる。

Ｔ_１＝｛Ｆsinβ／cosβ＋μ_ＮＰcosβ／sinα＋μ
_ＰＰ｝…(1) ここで、Ｔ_１；この従来例の負荷トルクＦ；キャリッジ(5)の負荷 β；リードスクリュ(2)のリード角 α；リードスクリュ(2)のねじ山の角度であり、第３図
に示すように、リードスクリュ(2)の中心線(10)の垂線
(11)とねじ山のなす角度 μ_Ｎ；ニードル(3)とリードスクリュ(2)の摩擦係数 μ_Ｐ；移動加圧板ばね(4)とリードスクリュ(2)の摩擦係
数Ｐ；移動加圧板ばね(4)による加圧力ｒ；ピッチ円半径であり、ニードル(3)とリードスクリ
ュ(2)のねじ山との接触点からリードスクリュ(2)の中心
軸(10)までの距離である。

なお、リード角βは、第４図に示すように、リードスク
リュ(2)のねじの傾き角であり、リードスクリュ(2)の１
回転で得られる直進距離であるリードをＬとするとＬ＝
２πｒtanβの関係になる角度である。

次に、Ｔ_１を示す(1)式が導かれる過程を説明する。

先ず、Ｆsinβ／cosβの発生過程について第４図により
説明する。なお、第４図はリードスクリュ(2)を上から
見た図である。

キャリッジ(5)の進行方向をｘとする。そして、ｘ方向
に対して、矢印(12)で示すように左回りでリードスクリ
ュ(2)を回転させると、リードスクリュ(2)からニードル
(3)へキャリッジ(5)の負荷Ｆが作用して、キャリッジ
(5)をｘ方向に直進させる。このとき、ねじ山面はｘｙ
平面内でリード角βだけ傾いているので、ねじ山面に発
生する力のｘｙ平面内の成分は、Ｆ／cosβとなり、ｘ
軸からβだけ傾いている。そして、このＦ／cosβのｙ
方向成分がＦsinβ／cosβである。

ニードル(3)からリードスクリュ(2)へは、作用反作用の
関係により、反対方向に作用するのでステップモータ
(1)に対しては負荷トルクとなり、その値は｛Ｆsinβ／
cosβ｝ｒとなる。

次に、μ_ＮＰcosβ／sinαの発生過程につい第５図及び
第６図により説明する。第５図は、リードスクリュ(2)
の軸方向断面による説明図である。移動加圧板ばね(4)
による加圧力Ｐが、ニードル(3)からリードスクリュ(2)
に作用する。このとき、リードスクリュ(2)のねじ山面
に作用する力をＲとすると、Ｒ＝Ｐ／２sinαとなる。

この関係は、Ｐと右側のＲを破線で示すように平行移動
すると、左側のＲ、破線のＰ，Ｒで形成される三角形は
二等辺三角形となる。従ってＰ／２＝Ｒsinαとなるこ
とから容易に求まる。

上記の力Ｒによりニードル(3)がねじ山面に接する面内
で μ_ＮＲ＝μ_ＮＰ／２sinα の摺動抵抗、つまり摩擦力が生じる。この摩擦力μ_ＮＲ
の片方（第５図の左側）を、第６図に示す。第６図は第
４図と同様にリードスクリュ(2)を上方から見た図であ
る。ねじ山面は、ｘｙ平面内でリード角βだけ傾いてい
るから、μ_ＮＲによる負荷トルク成分は、｛μ_ＮＲcos
β｝ｒとなる。そして、μ_ＮＲは第５図に示したよう
に、ねじ山の左側と右側の２つが作用するので、加圧力
Ｐによる負荷トルク成分は｛２μ_ＮＲcosβ｝ｒ＝｛２μ_Ｎ（Ｐ／２sinα）cos
β｝ｒ＝｛μ_ＮＰcosβ／sinα｝ｒとなる。

μ_ＰＰは移動加圧板ばね(4)とリードスクリュ(2)とが接
触することによる摺動抵抗、つまり摩擦力で、μ_ＰＰｒ
は前記摩擦力にともなう負荷トルクである。なお、この
負荷トルクは、リードスクリュ(2)の中心軸(10)からね
じ山の山頂までの距離の代りにピッチ円半径ｒを用いて
近似値としている。

［考案が解決しようとする課題］従来の磁気ディスク装置のキャリッジ駆動装置は以上の
ように構成されているので、加圧板ばねとリードスクリ
ュの摩擦力によってステップモータの負荷トルクが増大
するという問題点があった。

この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、加圧板ばねとリードスクリュの摩擦力を除去
できると共に、ステップモータへの負荷トルクを低減で
きる磁気ディスク装置のキャリッジ駆動装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］この考案に係る磁気ディスク装置のキャリッジ駆動装置
は、磁気ヘッドが装着されたキャリッジと、該キャリッ
ジに固定されたニードルと、駆動源により回転されるリ
ードスクリュと、該リードスクリュにニードルを圧接す
る加圧手段とを備え、リードスクリュの回転によりニー
ドルを介してキャリッジが駆動されるようにした磁気デ
ィスク装置のキャリッジ駆動装置において、前記加圧手
段が、一端が磁気ディスク装置の筐体に固定され、且
つ、他端がニードルを弾圧する加圧板ばねから構成さ
れ、リードスクリュの回転によりニードルが加圧板ばね
に対して摺動しながら移動するものである。

［作用］この考案においては、ニードルをリードスクリュに押圧
する加圧板ばねがリードスクリュに接触しないので、該
加圧板ばねとリードスクリュの摩擦力が除去され、該リ
ードスクリュの駆動源であるステップモータ等の負荷ト
ルクが低減される。

［実施例］以下、この考案の一実施例を図について説明する。第１
図において、符号(1),(2),(3),(5),(6)は上記従来装置
と全く同一のものであり、(7)はニードル(3)をリードス
クリュ(2)に押し付ける固定加圧板ばねである。(8)はこ
の固定加圧板ばね(7)の一端を固定する外箱であり、こ
の外箱(8)、つまり磁気ディスク装置の筐体はステップ
モータ(1)及びガイドロッド(6)をも固定している。

上記のように構成されたキャリッジ駆動装置において
は、固定加圧板ばね(7)の他端はニードル(3)を弾圧し
て、リードスクリュ(2)に接触することなくニードル(3)
をリードスクリュ(2)に押し付ける。ニードル(3)はリー
ドスクリュ(2)の回転により、この固定加圧板ばね(7)と
摺動しながら移動する。このとき、ステップモータ(1)
の負荷トルクは次式で表わされる。

Ｔ_２＝｛（Ｆ＋μ_ＧＰ）sinβ／cosβ＋μ_ＮＰcosβ／s
inα｝ｒ…(2) ここで、Ｔ_２；この実施例の負荷トルク μ_Ｇ；固定加圧板ばね(7)とニードル(3)の摩擦係数である。

(2)式において、｛Ｆsinβ／cosβ｝ｒは、キャリッジ
(5)の負荷Ｆにともなう負荷トルクで、(1)式のものと同
じ値である。

｛μ_ＮＰcosβ／sinα｝ｒは、固定加圧板ばね(7)によ
る加圧力が、ニードル(3)からリードスクリュ(2)に作用
することによる負荷トルクで、ニードル(3)からリード
スクリュ(2)に作用する固定加圧板ばね(7)による加圧力
は、従来例における移動加圧板ばね(4)による加圧力と
同じであるので、その値は(1)式のものと同じである。

｛μ_ＧＰsinβ／cosβ｝ｒは、固定加圧板ばね(7)とニ
ードル(3)の摺動抵抗、つまり摩擦力にともなう負荷ト
ルクで、以下これについて説明する。

固定加圧板ばね(7)とニードル(3)の摩擦力はμ_ＧＰとな
り、この力μ_ＧＰがニードル(3)を介してリードスクリ
ュ(2)に作用する。従って、上述の(1)式におけるキャリ
ッジ(5)の負荷Ｆと同様にして、μ_ＧＰによる負荷トル
クは、｛μ_ＧＰsinβ／cosβ｝ｒとなる。

以上説明したように、この実施例の負荷トルクＴ_２は
(2)式のようになるので、(1)式で表わされる従来例の負
荷トルクＴ_１との差ΔＴは次式となる。

ΔＴ＝Ｔ_１−Ｔ_２＝（μ_Ｐ−μ_Ｇsinβ／cosβ）Ｐｒ例えばβ＝９°，μ_Ｐ＝0.1，μ_Ｇ＝0.3の場合には、μ
_Ｐ−μ_Ｇsinβ／cosβ≒0.05となり、Ｐｒは従来例と同
じであるから、加圧板ばねによる負荷トルクを従来例の
1/2程度に低減することが可能となる。

［考案の効果］以上のように、この考案によれば磁気ヘッドが装置され
たキャリッジと、該キャリッジに固定されたニードル
と、ステップモータ等の駆動源により回転されるリード
スクリュと、該リードスクリュにニードルを圧接する加
圧手段とを備え、リードスクリュの回転によりニードル
を介してキャリッジが駆動されるようにした磁気ディス
ク装置のキャリッジ駆動装置において、前記加圧手段
は、一端が磁気ディスク装置の筐体に固定され、且つ、
他端がニードルを弾圧する加圧板ばねから構成され、リ
ードスクリュの回転によりニードルが加圧板ばねに対し
て摺動しながら移動するから、ニードルをリードスクリ
ュと接触しない部材でリードスクリュに押圧することが
できる。

従って、駆動源の負荷トルクを低減でき、装置が安価又
は小型にできる外、キャリッジ移動速度の大きいものが
得られる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す磁気ディスク装置の
キャリッジ駆動装置の斜視図、第２図は従来のキャリッ
ジ駆動装置を示す斜視図、第３図は従来のキャリッジ駆
動装置においてリードスクリュのねじ山にニードルが嵌
合した状態の断面図、第４図はＦsinβ／cosβの発生過
程を説明する説明図、第５図はμ_ＮＰcosβ／sinαの発
生過程を説明する説明図、第６図はμ_ＮＰcosβ／sinα
の発生過程を説明する別の説明図である。図において、(1)はステップモータ、(2)はリードスクリ
ュ、(3)はニードル、(5)はキャリッジ、(7)は固定加圧
板ばね、(8)は外箱である。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドが装着されたキャリッジと、該
キャリッジに固定されたニードルと、駆動源により回転
されるリードスクリュと、該リードスクリュに前記ニー
ドルを圧接する加圧手段とを備え、前記リードスクリュ
の回転によりニードルを介して前記キャリッジが駆動さ
れるようにした磁気ディスク装置のキャリッジ駆動装置
において、前記加圧手段は、一端が前記磁気ディスク装置の筐体に
固定され、且つ、他端が前記ニードルを弾圧する加圧板
ばねから構成され、前記リードスクリュの回転により前
記ニードルが前記加圧板ばねに対して摺動しながら移動
することを特徴とする磁気ディスク装置のキャリッジ駆
動装置。