JPS6069564A - デイスクドライブ用磁気タコメ−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】 本発明はディスクドライブのり一ド／ライトヘッドの速
度を監視するためのタコメータに係るものであり、特定
的にはディスクドライブの回転アクチュエータ腕の速度
を監視するためのタコメータに係るものである。

一般に、閉ループディスクドライブはリード／ライトヘ
ッドを要求されるトラックに、正確に位置ぎめするため
にサーボシステムを用いている。

若干の応用では、このサーボシステムはサーボ情報が書
込まれている専用ディスク表面を用いている。これらの
応用では、この専用サーボ表面が連続したフィードバッ
ク情報を提供するのでタコメータは必要でない。明らか
にこれらのシステムはデータ記憶のために利用できるデ
ィスク表面が７つ少なくなるという欠陥を有しており、
７つ或はλつのディスクを用いているシステムではこれ
は大巾な記憶ロスになる。このデータ記憶のロースヲ排
除しなからサーボシステムの精度を維持するために、若
干の応用においてはへラドアクチュエータに結合されて
いるタコメータを用いて速度情報をサーボシステムに伝
えている。サーボシステムはこのヘッド速度信号を連続
サーボ信号として用いる。この情報は各トラックの各セ
クタの小部分に記憶させである精密位置ぎめ情ｅ（普通
エンペツブラドサーボ情報と呼ぶ）に補足される。

一般に、ディスクドライブは線形成は回転の何れかのア
クチュエータ位置ぎめ手段を使用している。線形の場合
には、アクチュエータ腕、従ってヘッドは回転するディ
スクの半径に沿って線形に移動する。一方回転式の場合
にはアクチュエータＪｌａがディスクの外周に近い点に
おいてディスクスピンドルに平行な軸に沿って回転する
。何れの場合でも適当なタコメータを使用しなければな
らないＯ ディスクドライブ応用のための公知の線形タコメータは
回転アクチュエータには直接適用することはできない。

一般に磁気タコメータは浮遊磁場に極めて敏感であり、
硝子スケールを用いた光タコメータは高価過ぎる。

利用できる回転タコメータはディスクドライブ応用に対
して設計されてはいない。これらは回転シャフトの速度
を測定する単なる発／ｉｉｊ：　ｊ％から、より精緻な
光デコーダに至るまで多岐に亘っている。

不幸にも、これらは雑音除去に欠けること及び充分な帯
域中がとれないことが原因の一部となって、充分な感度
が得られないか、或はディスクドライブ応用には高価過
ぎるかの何れかである。合理的な値段のディスクドライ
ブを製造する上で価格は重要な要因であり、従って必要
な帯域１１］及び雑音除去を達成できるならば安価なタ
コメータが必要とされている。

本発明は、ディスクドライブ応用に特に適する帯域ｒｌ
ｊと雑音除去とが得られる安価な磁気タコメータを提供
する。

互に反対側に位置している第１及び第一の端部分を有す
る細長いアクチュエータ腕の第１の端部分上に、回転磁
気ディスク上で使用するようになっている’ｇ、磁トシ
トランスジューサ持されている。

磁石が第一の端部分上に配ｆσされている。充分に縦長
の導電性コイルが、磁石によって限定される通路がアク
チュエータ腕の浬動節囲全てに亘って磁石の通路の而へ
のコイルの外１１１１寸法の投影によって限定される仰
域内に残るような位置で、磁石の近傍に配置１／７され
ている。

好ましい実施例では、λつの縦長のコイルが互に平行に
配置されていて、回転アクチュエータ腕の釣合おもり端
上に位置ぎめされている磁石が、腕が選択された位置に
回転するにつれて自由に運動するような細長い領域を限
定している。

このコイル組立体の構造は、単一の細長いアマチュア／
充填拐組立体上にａつのコイルを同時に巻くことができ
ることから、価格を引下げるのを助けている。この組立
体をλつに切ってスペーサ上に曲げて堅固なコイル組立
体を形成する。たわみｏｌ能な漕体を用いてコイルへの
接続を行なう。

このアマチュアは薄＜、細長い低用失部制であり、磁石
からの利用可能な磁場によって磁気的に飽和している。

２つのコイルは差動的に結合されていて共通モード除去
を行なう。磁気回路が飽和し、コイルが差動的に結合さ
れ、そして磁石とアクチュエータ腕が直結されているこ
とが、ディスクドライブ応用に対して充分に大きい帯域
中と雑音除去とを有する磁気タコメータを提供するのに
貢献しているのである。

以下に添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるタコメークｘ＋１立体を示すもの
である。タコメータ組立体１０の詳細に関しては彼達す
るが、ここでは互に平行に配列されているλつのコイル
１２及び１４がそれらの間に細長い佃域を限定している
ことを言及するに留める。

この領域内には円板型磁石１６が配置される。磁石１６
は２つの対向する面が逆極性磁砂になっており、腕２０
の釣合おもり２２内に＃セ込まれている。ルｉＢｏの反
対端には磁気ディスク（図示せず）の一方の表面から磁
気的にエンコードされた情報を読出したり、これらの情
報を書込んだりするのに用いられるリード／ライトヘッ
ド２６が取付けられている。リード／ライトヘッド２６
はその磁気コア及びコイル糾立体から腕２０の細長い部
分２４に沿って走る７組のワイヤ２８を有しており、適
当なリード／ライト回路に接続されて℃−る。腕。

２０は回転サーボモータ３０のシャフト３２に取伺けら
れている。サーボモータ３０は［１２０を所定の円弧に
戸って回転させ、そオフによってヘッド２６をディスク
上の所望トラックに対応する位置に位置きめする。

タコメータ組立体１０は、＆　４２に取付けられている
ブロック４０に固定され、保持されている。

板４２はサーボモータ３０のケーシングに固定されてお
り、ブロック４０と共にタコメータ組立体１０を可動腕
に対して適切な固定位置に保持するのに用いられている
。この適切な位置とは、λつのコイルの間の投影領域が
ＰＩＡ！、　２０の許容運動範囲に亘って腕磁石１６を
包み込むような位置である。

第２Ａ図乃至第２Ｄ図を参照してタコメータ組立体１０
を詳細に説明する。２つの各コイル１２及び１４は、ア
マチュア板５２及び充填材５４によって形成されている
それぞれのコイル保持其上に巻かれている。アマチュア
板５２は電気鋼の薄いＵ字形の細長い板である。０字を
形成するための曲げＫよって構造に必要な量のステイフ
ネスを与えている。Ｕ字内の領域にはグラスチック充填
材５４のスラブが満たされていてコイルを保持している
。コつのコイル１２及び１４はアマチュア板、５２／充
填月５４組立体の中央部分に絶縁された銅線を巻くこと
によって形成されている。コイルの封じこめをツに援助
するためにプラスチック充＠月５４はλつの端側部５８
を含んでおり、これらはコイルの上面まで上方に伸びて
いて綜合的に平らな表面を作っている。コイルへの電気
接続はたわみ可能な導体ケーブル６０を用いて行なわれ
ている。第７の導体は、コイル１２の巻線の始めが半田
づけされている／ぐラド６２に接続されている。第コの
導体は、コイル１２の巻線の終りが半田づけされている
パッド６４に先ず接続されている。この第コの導体は連
続していて、コイル１４０巻縮の始めも半田づけされて
いるパッド６６に接続されている。第３の導体は、コイ
ル１４の巻線の終りも半田づけされている・やラド６８
に結合されている。コイル１２及び１４はそれぞれの巻
線の始めに対して同一方向に巻かれており、また各巻線
の終りは、巻線の始めの位置に近いＡ？ラッド８及び６
４までそれぞれ戻されている。コイル１４に接続されて
いるたわみケーブル６００部分は充填材５４の中に形成
されている適当な縦みぞ上に配置され、コイル１２によ
って定位置に保持されている。

タコメータ組立体１０の好ましい製造方法では、中央分
離切断部分７２によって接続されているコつの端５６を
有する１つのグラスチック挿入物７０を用いている。ユ
つの各７ｆ４５　Ｇにはありふれた手段によってアマチ
ュアピース５２を接着する。

次にたわみコネクタ６０を半田づけ／Ｐラッド２゜６４
．６６及び６Ｂに接続する。巻線をアマチュアから絶縁
するために、マイラーテープの薄いシートをアマチュア
に貼布する。次に、コイル１２及び１６をそれぞれ半田
づけパッド６２及び６６から出発して同時に且つ同一方
向に巻く０巻線段階の終りにコイルワイヤを戻してノｆ
ツド６４及び６８に牛用づけする。例えばマイラー収縮
チューブを用いて別の絶縁層をコイル上に配置する。今
度は巻線を施した組立体を曲げてプラスチック挿入物７
０の中央部分７２をグつの破断点７４のところで分離切
断する。たわみケープ／ｌ／６０によってのみ接続され
ているこれら一つの巻線を施したコイル副組立体を折曲
げ、ダつの円筒形スペーサ７６を用いてタコメータ組立
体を完成させる。各スペーサ７６は直径を小さくした中
空端部分を有しており、これらの部分はアマチュア板５
２内の対応する孔内にはまり込んでコつのコイル１２及
び１４を所定の間隔に保持する。スペーサを２つのアマ
チュアに錠止するために円錐形のすえ込み工具を用いる
。

第３Ａ図は磁石・コイル相互作用を簡易化して示す図で
ある。磁石１６は所定量の磁束を供給する（磁束は磁力
線１７で示しである）。磁石１６が発生する磁束は複合
アマチュア１８として図示しである閉磁気回路に殆んど
拘束されている。アマチュア１８は実際にはΩつのアマ
チュア５２と７つのスペーサ７６との組合せ（第、２０
図参照）からなっている。各アマチュア板はありふれた
圧研鋼で形成Ｌ、圧延方向即ちブレーン方向が細長いア
マチュア板の長手軸に沿うように切断して、その飽和特
性を改善するためにこの軸に沿う板の透磁率を最大なら
しめる。好ましくは、磁石１６は箱出コバルト磁石とす
る。磁石１８が発生する磁場の相対値及びアマチュア５
２の物理的寸法は、アマチュアが磁気的に飽和するよう
に選択する。

このようにするとコイルの浮遊磁場（即ちタコメータ磁
石１６が発生する磁場以外の磁場）に対する感度が低下
するという長所が得られる。休刊（即ち浮遊磁場）に対
する免責を史に軽減するために、λつのコイル１２及び
１４はバッキング形状に結合されている。即ちコイルの
長手軸に沿う方向の磁場に対して一つのコイルの出力が
相殺し合うようになっている。これは第３Ｂ図に示すよ
うに、各コイルの出力を差ａ増巾器１００に接続しその
共通モード除去比が浮遊磁場に起因する信号を相殺する
ようＫして達成する。

第３Ｃ図にタコメータ／差動増巾器サブシステムの電気
回路を示す。差動増巾器１００の出力電圧Ｖｏ　は次の
ようであることは明白である。

ｖｏ＝ｘ（（ｖｔ、−（−Ｖｔ２））＋（ｖＣｍ４−ｖ
、２））＝＝＝ｘ（ｖｔ、＋ｖｔ２）ここに Ｖｔ、＝タコメータ磁石によるコイル１２の電圧出力 Ｖｔ２−タコメータ磁石によるコイルエ４の電圧出力 −、＝浮遊磁場によるコイル１２の電圧出力　。

ｖ、ｎ２　””浮遊磁場によるコイル１４の電圧出力。

従って、λつのコイルに対してバッキング形状を用いる
と、雑音出力が相殺される他に、各コイルからの所望の
タコメータ出力が相加されるという長所が得ら！する。

サーボモータ３０が発生する磁場による雑音を減少させ
るのを援助するものとして、サーボモータ３０のケーシ
ングの周囲に高透磁率材料製の磁気遮蔽用スリーブを用
いてもよい。しかし、サーボモータが発生する磁力線の
殆んどはコイル１２及び１４の長手軸に直角であるので
コイルに電圧を誘起することはない。

ファラデーの法則を用いることによって、磁石１６の磁
場により各コイルに生ずる市、圧Ｖｔ　が電磁回路に関
する線積分であることが理解されよう。

ｖｒ＝　ｆ　（Ｑｘｉ）ｄｉ こ才１から Ｖｔ　＝　４．’ｍＢｍＡｍＮ／ｂ ここにψ」ｍ＝磁石の速度、Ｂｍ＝磁石の残留磁束密度
、Ａｍ＝磁石の面積、Ｎ＝巻回数、そしてｂ＝コイルの
長さである。磁石及びヘッドが同じピボットに取付ゆら
れているので Ｖ’ｍ　＝＝θｊｍｖｌ１１＝＝θｒｈここに０＝角速
度ａｒｍ”磁石の半径。

ｒｈ　＝ヘッドの半径、そしてＶｉｈ　＝＝ヘッドの速
度である。従って ｖ＋ｍ　＝　ｖ１ｈｒｎ１／′ｒｈ これによって ｖｔ＝ｖ°ｈ（ｒｒｒＶｒｈ（ＢｍＡｒｒ１／ｂ）Ｎが
得られる。

一実施例では、種々のパラメータによって各コイル毎に
２３　ｍＶ／　（インチ７秒）が得られている。

システムの利得は出力電圧Ｖｏ＝　０．λＶ／（インチ
／刹ン）が得られるように設計されている。

ａつのコイル間の領域内の磁石の通路は実際には円弧状
であるが、ヘッド２６を２つの端動作位置間に位置ぎめ
するのに必要な小さい角回転では、この通路はタコメー
タ組立体１０の長手軸をほぼ近似するものであり、補正
する必要がないことが解った。

各コイルの断面の形状はアマチュア／充填材副組立体の
断面によって限定され、この好ましい実施例では極めて
薄い矩形に似ている。これは極めてコンパクトで堅固な
構造が得られるのと同時に、アマチュアと組合わせて磁
石１６が発生する磁力線のほぼ全てを効果的に包み込む
長所を有している０ 第３Ｂ図はディスクドライブの腕位置ぎめサブシステム
をブロックダイアグラムで示すものである。アクチュエ
ータ腕２０の釣合おもり部分２２内に担持されているタ
コメータ磁石１６はタコメータ組立体ｌＯ内に収容され
ているように図式的に示されている。タコメータ組立体
１０の出力は差動増巾器１００に結合され、前述のよう
にり一ド／ライトヘッドの速さの関数としての信号を発
生する。この発生した速さ信号はサーボ回路１０に供給
される。リード／ライトヘッド２６からの信号はリード
／ライト回路１２０に供給され、エンベツブラドサーボ
情報が取出される。このようにして得られたサーボデー
タはサーボ回路１１０に供給される。サーボ回路１１０
は速度信号、エンベツブラドサーボ信号及びディスクコ
ントローラからの選択されたトラック信号を用いてサー
ボモータドライバ１３０が用いる制御信号を発生し、腕
２０を選択されたトラックに位置ぎめするサーボモータ
１４０の動作を制御する。

ありふれた設計のものであってよいサーボ回路１１０は
速度情報を用いてより広いサーボデーゾ帯域ｒｌＪを発
生し、ヘッドが次のトラックを探している間に一次サー
ボ信号を発生し、そして二次位置信号を発生する。位置
信号は速度信号を積分することによってサーボ回路１１
０内で発生する。

ヘッドがディスク上にロードされていない場合には、従
って記録された情報を読取っていない場合には他のサー
ボ情報が利用できないので、この速度信号はヘッドをロ
ードする場合の腕の位置を決宇するのにも用いられる。

以上で好ましい実施例の説明を終るが、当業者ならば本
発明の思想及び範囲から逸脱することなくこの好ましい
実施例に多くの変更を実施できるであろう。従って本発
明はこの実施例に限定されるものではないことを理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタコメータ及び腕組立体の分解図であ
り、 第２Ａ図及び第２Ｂ図は巻線を施す前及び徒のタコメー
タコイル組立体の平面図であり、第２Ｃ図は第、２Ｂ図
の組立体の断面図であり、第２Ｄ図は組立てられたコイ
ル紹立体の側面図であり、 第３Ａ図は本発明のタコメータ組立体の磁気及び電気回
路を図式的に示す図であり、 第３Ｂ図はアクチュエータを位置ぎめするのに用いられ
るサーボシステムを示すブロックダイグラムであり、そ
し゛て 第３Ｃ図は本タコメータ組立体の等価電気回路及び単一
の速度信号を発生するのに用（・られる箪５気回路を示
すものである。 １０・・・・・・タコメータｍｆｆ体％　１２，１４−
＝・＝−コイル、１６・・・・・・磁石、１７・・・・
・・磁力線（磁束）、　１８・・・・・・複合アマチュ
ア、　２０・・・・・・腕、２２・・・・・・釣合おも
り、２４・・・・・・腕の一方の部分、２６・・・・・
・リード／ライトヘッド、２８・・・・・・ワイヤ、３
０・・・・・・サーボモータ、３２・・・・・・シャフ
ト、４０・・・・・・ブロック、４２・・・・・・板、
５２・・・・・・アマチュア板、　５４・・・・・・充
ｔｌ、５６・・・・・・２つの端、５８・・・・・・端
肩部、６０・・・・・・導体ケーブル（コネクタ）、６
２゜６４．６６．６８・・・・・・パッド、７０・・・
・・・プラスチック挿入物、　７２・・・・・・分離切
断部分、７４・・・・・・破断点、７６・・・・・・ス
ペーサ、１ｏ。 ・・・・・・差動増巾器、１１ｏ・・・・・・サーボ回
路、１２０・・・・・・リード／ライト回路、１３０・
・曲サーボモータドライバ、１４ｏ・・曲ザーボモータ
。 図面の、′」１ム（１１稀に１更なし）Ｆ”Ｌｇ＝　２
６゜ Ｆ”Ｌｔ７．２Ｄ。 第１頁の続き ０発　明　者　シャイアム　シー　パ　アメリカ合衆国
リック　カークランド　ド ＠発明者　ケニス　エフ　ヴエセ　アメリカ合衆国スキ
ス　ゲイン　アベニ マサチューセッツ州　０１７７５　スト−ライフ　１８
４ マサチューセッツ州０１７４９　ハドソンユー　１２ °手続補正書（方式） ５９．１０．１２ 昭和　年　月　日 特許庁長官　殿　宿へ １、事件の表示　昭和５９年特許願第１２３５１２号２
、発明の名称　ディスクドライブ用磁気クコメーク３、
補正をする者 事件との関係　出願人 名　称　ディジタル　イクイプメント コーポレーション ４、代理人 ５、補正命令の日付　昭和５９年９月２５日７、補正の
内容　別紙のとおり 図面の浄書（内容に変更なし）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　磁気ディスク上で使用するようになっている電磁ト
   ランスジューサ； 互に反対側にある第１及び第一の端部分を有し、前記ト
   ランスどユーザをこの第１の端部分上に位置ぎめするよ
   うになっている細長いアクチュエータ腕； 前記第一の端部分上に配置されている磁石；及び 前記磁石の近傍の、前記アクチュエータ腕の運動の範囲
   全てに亘って前記磁石によって限定される通路が、前記
   磁石の通路の面へのコイルの外側寸法、の投影によって
   限定される面積の中に残るような位置に配置されている
   縦長の導電性コイル の紹合せ。 コ　前記コイル内に配置されている高透磁率の細長い０
   拐をも備え；前記磁石が前記細長い部材を飽和させるの
   に充分な磁場を発生することを特徴とする特許請求の範
   囲／に記載の組合せ。 ３、　可動腕用のタコメータであって：互に平行に配置
   され、所定の距離だけ間隔をおいてそれらの間に所定の
   領域を限定している第１及び第一の縦長のコイル： 前記領域内に配置されている磁石；及び前記磁石を前記
   腕に結合して、前記腕の運動に応答して前記磁石を前記
   領域内で長手方向に運動させる手段 を具備するタコメータ。 ダ　前記第１及び第２のコイル内にそれぞれ配置されて
   いる第１及び第一のにｉｌｌ長いアマチュア部材をも備
   え；前記磁石が前記アマチュア部材を飽和させるのに充
   分であることを特徴とする特許請求の範囲３に記載のタ
   コメータ。 左　前記第１及び第２のコイルが、共通モード除去が得
   られるように電気的に結合されていることを特徴とする
   特許請求のわ、囲、３に記載のタコメータ。 ム　前記腕を運動させるための電動機、及び前記電動機
   が発生する浮遊磁場を減少させる磁気遮蔽をも備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲３に記載のタコメー
   タ。 ２　ディスクドライブ内のアクチュエータ腕のためのタ
   コメータであって： 前記アクチュエータ腕に結合され、磁石の走行方向に直
   角な方向に沿う磁極を有する磁石；前記磁石の走行方向
   に細長く前記磁石を取囲む領域を限定し、前記磁石の磁
   場によって飽和させられているアマチュア部材； 前記アマチュアの、前記磁石の走行方向に平行な第１の
   細長い脚上に位ｔｔｔｔぎめされている第１のコイル；
   及び 前記第１のコイルと同一であって、前記第１の脚とは反
   対・０１１１の第一の脚上に位置ぎめされ、共通モード
   除去が得られるように第１のコイルに電気的に結合され
   ている第一のコイルを具備するタコメータ。 と　ディスクドライブ内で用いるための磁り、タコメー
   タであって： 対向する平行な表面上にΩつの反対磁極を有し、ディス
   クトランスジューサのアクチュエータ腕に結合されるよ
   うになっており、そして前記磁極表面が磁石の運動の面
   に平行である平坦な磁石；及び 互に長手方向に平行に位置ぎめされ、磁気スペーサによ
   って分離されていて所定の間隔を保ち、そして前記磁石
   の走行範囲全部に亘ってそれらの間の領域内に前記磁石
   を包み込むようになっている第１及び第一のコイル組立
   体を具備し；前記第７及び第一のコイル組立体がそれぞ
   れ、 薄いアマチュア部材、 前記アマチュア部材の表面と接触している非磁性スペー
   サ部側、及び 前記アマチュア及び非磁性ス波−サ部材上に巻かれてい
   るコイルを備え；前記タコメータが更に、 前記λつのコイル組立体を共通モード除去形態に電気的
   に結合する手段をも具ａｉｉｆ　Ｌ／ていることを特徴
   とするタコメータ。 ２　前記常、気的に結合する手段が、第１のコイルに接
   続されている第１の部分、及び前記第１のコイル組立体
   のコイルの下の前記非磁性スペーサの長手方向みぞの中
   を通って走って第一のコイルに接続されている第一の部
   分を有するたわみ可能なコネクタをも備えていることを
   特徴とする特許請求の節、囲ｇに記載のタコメータ。 ／θ前前記アマニ１フ されていることを特徴とする特許請求の範囲ｇに記載の
   タコメータ。 ／／　前翫コアマチュア部材が、前記コイルの長手方向
   軸に沿って最大透磁率を有していることを特徴とする特
   許請求の節５囲ｇに記載のタコメータ。 ７、２前記非磁性スペ一サ部材が両端にその長手方向軸
   を横切る肩部分を有していて前記コイルの巻線を収容し
   ていることを特徴とする特許請求の範．囲ｇに記載のタ
   コメータ。 ／．３．前記第１及び第一のコイル組立体が、前記第１
   のアマチュア部側上に配置ｉ４されている第１の絶縁層
   、及び前記コイル」二に配置されている第一の絶縁層 をも備えていることを特徴とする特許請求のわ囲ｇに記
   載のタコメータ。