JPS6145298B2 - - Google Patents

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JPS6145298B2
JPS6145298B2 JP52147308A JP14730877A JPS6145298B2 JP S6145298 B2 JPS6145298 B2 JP S6145298B2 JP 52147308 A JP52147308 A JP 52147308A JP 14730877 A JP14730877 A JP 14730877A JP S6145298 B2 JPS6145298 B2 JP S6145298B2
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winding
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Publication of JPS6145298B2 publication Critical patent/JPS6145298B2/ja
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
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    • G11B5/59655Sector, sample or burst servo format
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352Unipolar motors
    • H02K41/0354Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0358Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a curvilinear path
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に電磁デイスク記憶装置において変
換器の付いたアームを駆動するのに適した電磁作
動装置に関するものである。
英国特許第1342495号には、デイスクのトラツ
クに関連して情報の読取り及び書き込みを行なう
ための変換器を支持している旋回可能なアームを
駆動する電磁作動装置が開示されている。この電
磁作動装置は作動経路及び固定子に沿つて移動可
能なアームによつて支持された中空コイルを有す
る。固定子はE形永久磁石であり、これによつて
提供される磁束ギヤツプ内で該コイルが動くよう
になつている。コイルには電気的接続線がつなが
つていて、これを通して電流が供給される。コイ
ルに電流が流れると、このコイルを動かし、ひい
てはアームを旋回させるような力がコイルに加わ
る。
コイルは多重巻線であり、巻型に巻きつけてあ
るのが普通である。この様なコイルを用いる従来
の作動装置の場合、コイルに大きな電流が流れる
と、過度の熱が発生することにより巻型がひずん
でしまうので、使用電流が制限され、これによつ
て動作速度も制限されている。
本発明による電磁作動装置は、1次巻線と旋回
可能な2次巻線とを磁心によつて磁気的に結合し
て成る変成器と、2次巻線に対する静止磁界を生
ずる手段と、2次巻線に取付けられた少なくとも
1つの作動アームとを有し、変成器の1次巻線に
電流パルスが与えられると、2次巻線に電流が誘
起し、それは静止磁界と相互作用して2次巻線及
びそれに付随するアームを旋回させる。
本発明のもう1つの観点に従つて、磁気デイス
クのための作動装置は、今述べたような主たる電
磁作動装置に加えて、トラツク追従動作中に静止
トルクを生ずるための補助的手段をも有する。
さてこれから図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳しく説明する。なお、種々の図面におい
て同一の部分には同一の参照番号を付けてある。
第1図は本発明による電磁作動装置を概略的に
示している。軟磁性材料の変成器磁心1は1次巻
線2及び2次巻線(コイル)3を貫通している。
1次巻線2は多重巻線である。1方、後で述べる
実施例の場合、2次巻線3として巻型無しの強固
な構造を有する1回巻きのものが使用される。但
し、その他の実施例の場合には、2次巻線3も必
要に応じて多重巻きであつてよい。磁心1及び巻
線2,3から成るアセンブリは通常の変成器とし
て動作するものであり、従つて変成器の技術分野
において周知の如く分析及び設計が可能である。
1次巻線2に流れる電流によつて磁界(磁束)4
が誘起する。変成器として作用により、この磁界
4に応じた電流が2次巻線3に流れる。
2次巻線3は軸5を中心として旋回しうるよう
に取付けられている。作動アーム6は2次巻線3
にしつかり取付けられており、2次巻線3と共に
旋回する。永久磁石7は2次巻線3と交差する放
射状磁界8を生ずる。永久磁石7はほぼU形であ
り、弧状部分9及び10の側面は、中心が旋回中
心軸5に一致する曲率半径を有し、弧状ギヤツプ
を形成する。
1次巻線2に電流パルス1が与えられると、
磁心1内に変化する磁速4が発生する。磁束4が
2次巻線3と交差することにより該巻線に電流1
が誘起する。この電流1と席止磁界8との相互
作用により、2次巻線3を旋回させるような力が
生ずる。これによたて作動アーム6も旋回させら
れる。
1次巻線2、磁心4、及び2次巻線3は変成器
を構成している。そして、作動装置は、前記英国
特許に開示されているような通常のボイス・コイ
ル・モータであつて変成器によつて駆動器に接続
されたものとして考えることができる。変成器の
2次巻線は、ボイス・コイルの1部であり、それ
と共に動くけれど、これによつて変成器の作用が
影響を受けることはない。
変成器が理想的なものであつて飽和しないと仮定
すると、電気的特性の観点から1次側端子12,
13からみた作動装置は、類似の磁石に関連して
n回巻きのコイルを有する普通のボイス・コイ
ル・モータと区別がつかない。なお、nは1次巻
線2の巻き回数である。唯一の基本的な差異は、
第2図に示すように、入力端子12,13間に分
路を形成する1次インダクタンスLpが存在する
ことである。インダクタンスは非常に大きくする
ことができるので、これが作動装置の動作若しく
は駆動器に影響を及ぼすことはない。
第2図は作動装置の等価回路であり、作動装置
のパフオーマンスに正しく対応している。なお、
各実施例において全ての構成要素が重要であると
いうわけではない。等価回路における種々の記号
の意味は次の如くである。
pは1次巻線2の直流抵抗である。
p1次側端子12,13よりみたインダクタ
ンスであり、磁心1における磁束4の作用による
ものである。
Rfは磁心1における鉄損である。
1次巻線2に供給される必要があり、且つ2次
巻線3にはそれに対応する電流を生じさせない様
な磁心1のための磁化電流はRf及びLpによつて
消費される。この電流は非常にわずかである。
Llは1次巻線2と交差するけれど2次巻線3と
は交差しない様な漏れ磁束であつて損失の大きな
経路をたどるものに起因する漏れインダクタンス
である。
Rlは漏れインダクタンスLlに関連した損失を表
わす抵抗である。
Ll及びRlは設計上の適当な配慮によつて小さく
できる。
Lcは1次巻線2と交差するけれど2次巻線3
とは交差しい様な漏れ磁束であつて空気や磁心な
どの抵損失経路をたどるものに起因する漏れイン
ダクタンスである。
Cは2次巻線3の旋回によつて生ずる逆起電力
の等価キヤパシタを入力端子12,13からみた
ものであり、C=J/Kt2である。なお、Jは2
次巻線3の慣性モーメントであり、Ktは1アン
ペアの2次電流に応じて生ずるトルクによつて規
定されるトルク定数である。
第3図は本発明による作動装置の実際的な実施
例の平面図である。図において第1図の構成要素
と同じものには、出来るだけ同じ番号を付けてあ
る。1次巻線2は磁心1が貫通している巻型14
に巻かれている。磁心1は通常知られているよう
な成層鉄心である。1次巻線2に電流が供給され
ると磁束4が生ずる。永久磁石7は自己の弧状ギ
ヤツプを横切る静止磁界8を生ずる。復帰路15
は静止磁界8及び1次巻線の漏れ磁束16を伝え
る。
非磁性で且つ非導電性の構造体17にはベアリ
ング18が設けられており、アーム6及び2次巻
線3は軸5を中心としてベアリング18の回りで
旋回する。2次巻線3には慣性を減ずるために孔
19があいている。2次巻線3は抵抗を示すよう
に銅又はアルミニウムによつて鋳物であり、更に
アーム6と1体になるように造られてもよい。2
次巻線3は第5図に示す2次巻線と類似した形状
を有するものである。磁気デイスク記憶装置のた
めの作動装置として用いられる場合にはアーム6
には少なくとも1つの読み書きヘツド(変換器)
が取り付けられる。
第3図の作動装置の動作態様は第1図の作動装
置の動作態様と同様であるから、詳しい説明は省
くことにする。とにかく、1次巻線2に電流パル
ス1が流れることによつて2次巻線3及びアー
ム6は旋回させられる。実験の結果、この作動装
置の動作速度は、前に述べた従来の作動装置の動
作速度の、ほぼ2倍であることがわかつた。
この第3図の実施例の場合、1次磁束4の静止
磁束8とは部分的に共通の通路を有することが認
められる。次の第4図に示す別の実施例において
は、これらの磁束の通路は分離している。
第4図において、矩形磁心1には2次巻線3と
1次巻線2が関連している。1次巻線2は2つの
部分に分かれていて、それぞれ磁心1の向かい合
つたリムに取付けられている。但し、図には1方
の部分しか示していない。2次巻線3は軸5を中
心として旋回するようにベアリング18の囲りに
取付けられた中央円筒部材20及びそれから突き
出て先細になつている水平支柱21,22を有す
る鋳物である。第5図に示すように、水平支柱2
1と22は垂直部分11によつて連結されてお
り、全体として1回巻きのコイルが形成されてい
る。2次巻線3は低抵抗で強い構造を有するよう
に銅又はアルミニウムで造られている。更に変換
器支持アーム6A,6Bも2次巻線3と一体に鋳
造される。2つのアームしか図示されないけれ
ど、実際にはデイスク記憶装置において用いる場
合には、更に多くのアームが付けられる。
中央の凸部分9及び凹部分10を有するサンド
イツチ型永久磁石7は2次巻線3の垂直部材11
を受入れる弧状エア・キヤツプ23を横断する様
な放射磁界を生ずる。放射磁界の中心及び弧状エ
ア・ギヤツプの中心は旋回中心軸5に一致してい
る。
わかりやすくするために第4図においては種々
の支持構造は省略してあるけれど、磁心1及び永
久磁石7に関して2次巻線3を適正に位置づける
ための非磁性部材(例えばプラスチツク)が必要
であることはもちろんである。第4図の作動装置
の動作は前に詳しく説明した第1図の作動装置の
動作と同様である。1次巻線2に電流1が流れ
ると、2次巻線3に電流1が誘起し、この電流
とエア・ギヤツプ23における静止磁界との
相互作用により2次巻線3は旋回させられる。
第3図及び第4図の実施例の利点は、2次巻線
が従来のように巻型にワイヤを巻いて作るもので
なく製造が容易であるということである。2次巻
線3は銅又はアルミニウムの鋳造物でよく、更に
必要に応じて変換器支持アーム6と一体に造られ
てもよいのである。又慣性や抵抗を小さくするよ
うに2次巻線の形状を定めることができる。こう
して造られた2次巻線は機械的に安定であり、高
温状態において用いられても、ゆがみが生ずる心
配はないのである。しかも、2次巻線3は1回巻
きの構造のものであるから、動作上の信頼性が高
い。1次巻線2は静止状態で用いられるので、慣
性の点についての配慮は必要でなく、十分強固な
構造のものにすることができる。
これまでに説明した第1図、第3図、第4図の
作動装置は、継続的に一方向の力を生ずることは
出来ないものである。継続的に一方向の力を生ず
るためには、1次巻線2に直流電圧を継続的に加
えることが必要である。ところがこの様な電圧を
加えると、1次巻線2を流れる電流が次第に増加
する結果として磁心1が飽和状態になる。従つ
て、作動装置を磁気デイスク装置において用いる
場合には継続的に一方向の力を生ずる様な何らか
の対策が必要である。なお、この一方向の力は、
作動アームを瞬間的に動かすための力に比して非
常に小さく、例えば後者の0.2%以下である。
本出願人による特開昭52―2713号には、継続的
に一方向の力を生ずるために前述の第4図に示す
様な主作動装置と協同する補助作動装置として用
いられる様なプリント回路型電磁作動装置が開示
されている。第6図はこの様な主作動装置と補助
作動装置の組合わせを示している。
第6図において、アーム6A,6Bに取付けら
れた読み書き変換器31A,31Bは2つの磁気
デイスク30A,31B(破線で略示してある)
をアクセスするようになつている。変換器による
磁気デイスクのアクセス技法自体は周知の事項で
あるから、詳しい説明は省くことにする。2次巻
線3を有する主作動装置は、アーム6A,6Bを
所望の角度位置まで旋回させるパルス作動式作動
装置であるといえる。一方、補助作動装置32
は、支持アーム6A,6Bを所望の角度位置に維
持するためのほぼ一定の力を生ずるように持続モ
ードで動作するのである。
補助作動装置32は、プリント回路基板33と
これに垂直な磁束を生ずるように配置された2つ
のC形永久磁石34,35から成る。基板33は
主作動装置における2次巻線3の水平支柱21に
取付けられていて、2次巻線3と共に旋回するよ
うになつている。更に、基板33は両面にプリン
ト回路コイル36を有する。このコイル36に定
電流1が供給されることによりアーム6A,6
Bに一定トルクが加えられて、磁気デイスク記憶
装置の動作に際してこれらのアームに加わる力と
平衡するようになつている。
通常の作動装置を用いる磁気デイスク記憶装置
のためのトラツク追従サーボは周知である。第7
図は第6図の作動装置に関連したトラツク追従サ
ーボを概略的に示すブロツク図である。磁気デイ
スク30におけるデータ・トラツクをアクセスす
るように位置づけられる変換器支持アーム6の移
動に応じて線40に位置誤差信号が生ずる。位置
誤差信号は復調器41を介してサーボ増幅器42
へ送られる。高域通過フイルタ43はサーボ増幅
器42の出力電圧の直流及び低周波成分を除去し
て交流駆動出力を生ずるようになつている。フイ
ルタ43より交流駆動出力が生ずるときには、電
流駆動器44は主作動装置の1次巻線2に電流1
を供給する。
サーボ増幅器42の出力電圧は電流駆動器45
にも与えられる。電流駆動器45は、補助作動装
置32のコイル36に電流1を供給する。この
様に、変換器支持アーム6がトラツク追従モード
で動作している場合、直流及び低周波成分を有す
る位置誤差信号が補助作動装置32に与れられ、
補助作動装置32は、必要な比較的小さなトルク
を生ずる。変換器を或るトラツクから別のトラツ
クへ移すときには、迅速な移動のために比較的大
きな力が必要であり、これは主作動装置によつて
与えられる。主作動装置はトラツク追従中には力
を生ずる必要はない。
第8図は別のトラツク追従技術を用いる構成を
示している。アーム6の移動に応じて線40に生
ずる位置誤差信号は復調器41、サーボ増幅器4
2、及び電流駆動器44を介して直流検出器50
へ送られる。直流検出器50は電流駆動器44か
ら生ずる駆動電流を主作動装置の1次巻線2に与
えると共にその駆動電流の直流成分に比例した信
号を線51を介して比較器54に与える。比較器
54のもう1つの入力線52には制御計算機から
所望の定常電流が供給される。比較器54は線5
1と52における信号を比較することに基づい
て、サーボ増幅器兼電流駆動器53を介して補助
作動装置のコイル36に与えるための直流補正信
号を生ずる。
定常電流はトラツク追従中に主作動装置に与え
られる直流電流であり、制御計算機によつて選定
される。定常電流は、トラツクの切換えが必要な
とき飽和を起すことなく適当な磁束変化をもたら
すように選定される。中間のトラツク位置に変換
器がある場合には、必要な定常電流は0である
が、内側及び外側のトラツク位置に変換器がある
場合には、必要な定常電流は飽和状態に近い磁束
をもたらすほどの正又は負の最大値をとる。
直流補正信号は、位置誤差信号の変化を生じさ
せるほど作動装置を移動させる傾向を有する。直
流補正信号の極性は、位置誤差信号に応じて主作
動装置の1次巻線に供給される電流が所望の電流
に近づけられるように選定されている。従つて、
トラツク追従中に一方向のトルクが必要となると
きには、先ず主作動装置がそのトルクを与える。
但し、定常トルクは主作動装置が与えるのではな
く、補助作動装置が与える。
1次巻線の定常電流は第9図に示されているよ
うに0以外のレベルにおいても制御可能である。
作動装置のアームの中央基準線からの旋回角度に
比例するようにアクセス開始時の1次定電流を選
定するならば、誘導回路の絶対的な磁束導通要
件、ひいては磁心の質量は減じられる。第9図は
一端のトラツクから他端のトラツクまでの連続的
アクセス動作中の時間の経過と磁心の磁束量との
関係を示している。折線Mは初期磁束が0の場合
の磁束変化を示しており、順方向アクセス中、加
速時間から減速時間への切り替わり点Bに正のピ
ークがある。減速時間より短いため、停止点Cに
おいても磁束が残留している。次の逆方向(復
帰)アクセス中、磁束は加速時間から減速時間へ
の切り替わり点における負のピークを示した後0
に復帰する。折線Nは正のピークを低くするよう
に、適当な初期定常電流を与えた場合の磁束変化
を示している。
電流駆動器がシヨートして故障するようなとき
に作動装置が停止部材に衝突する速度を制限する
ための磁心の飽和現象が利用される。即ち、作動
装置の動作範囲全体にわたつて飽和状態になるこ
となく所定の最高速度でのアクセスを可能ならし
めるような大きさの磁心が用いられているなら
ば、アクセス限界において停止するために駆動器
が加速から減速へ切り替わるべき時点において飽
和が起こる。2次巻線における逆起電力により制
動電流が流れ、作動装置は減速し始める。この減
速動作は、電流駆動器による通常の減速動作ほど
迅速ではないけれど、有効である。
例えば、第3図に示す作動装置の場合、作動装
置がデータ領域全体を通して加速した後、停止部
材に衝突しうる限界速度は36.2ラジアン/秒であ
る。ところが飽和現象を利用すれば、作動装置の
性能を劣化させず、且つ25%も鉄心の大きさを減
じた構成によつて速度を25.52ラジアン/娩程度
に落すことができる。又、性能が少しわるくなつ
てもよいというのならば、故障時の限界速度を更
に落すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電磁作動装置を概略的に
示す図、第2図は第1図の電磁作動装置の等価回
路を示す図、第3図は本発明による電磁作動装置
の平面図、第4図は本発明による別の電磁作動装
置の斜視図、第5図は第4図の装置において用い
られている2次巻線を示す図、第6図は磁気デイ
スク記憶装置において使用する場合に継続的に力
を生ずるための補助作動装置を第4図の作動装置
に付加した構成を示す図、第7図は第6図の作装
置に関するトラツク追従動作のための回路構成を
示す図、第8図は第6図の作動装置に関するトラ
ツク追従動作のための別の回路構成を示す図、第
9図はアクセス動作中の磁束変化を示す図であ
る。 第1図において、1…磁心、2…1次巻線、3
…2次巻線、6…作動アーム、7…永久磁石であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁気デイスク装置において変換器を装着した
    作動アームを旋回させるための電磁作動装置であ
    つて、 磁心と、 上記磁心に対して固定された1次巻線と、 上記磁心によつて上記1次巻線に磁気的に結合
    されており、且つ上記作動アームを支持してい
    て、所定の中心軸を中心として旋回しうる様に取
    り付けられている2次巻線と、 旋回の際の上記2次巻線の1部分の弧状移動路
    に沿うギヤツプを定める弧状磁極を有し、上記2
    次巻線の1部分と交差する一様な静止磁界を該ギ
    ヤツプに生ずる手段と、 上記1次巻線に電流パルスを供給する手段とを
    有し、上記1次巻線に対する電流パルスの供給に
    応じて上記2次巻線に生ずる電流と上記静止磁界
    との相互作用により上記2次巻線及び上記作動ア
    ームを旋回させる電磁作動装置。 2 上記2次巻線が巻型の無い1回巻きのコイル
    である特許請求の範囲第1項記載の電磁作動装
    置。 3 上記コイル及び上記作動アームが低抵抗材料
    で一体的に製造されたものである特許創求の範囲
    第2項に記載の電磁作動装置。
JP14730877A 1976-12-20 1977-12-09 Electromagnetic operating device Granted JPS5388710A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB53003/76A GB1528539A (en) 1976-12-20 1976-12-20 Electromagnetic actuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5388710A JPS5388710A (en) 1978-08-04
JPS6145298B2 true JPS6145298B2 (ja) 1986-10-07

Family

ID=10466355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14730877A Granted JPS5388710A (en) 1976-12-20 1977-12-09 Electromagnetic operating device

Country Status (6)

Country Link
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