JPS62145309A - 精密送り装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は精密送り装置に係り、さらに詳しくは圧Ｔｒ、
素子を用いた精密送り装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ある部材を直線方向に高精度に送るには駆動源
としてのモータの回転運動を直線連動に変換する構造が
採用されている。

このような構造のいくつかの例を第１０図および第１１
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。

ｍ１０図に示す例は磁気ディスク装置のへッドキャリ、
ジの送り機構１こ適用したもので、図において符号１で
示すキャリッジは磁気へ１．ド２を有し、その一端はカ
イトパー３に摺動自在に嵌合されている。

また、キャリ、ジ１の他端はガイドバー３と平行に配訝
されたスクリュー４に摺動自在に嵌合されている。

スクリュー４の一端はステッピングモータ５の出力軸に
律結されており、他端は軸受６によって回転自在に軸承
されている。スクリュー４のねじ溝にはキャリアジ１の
一部に横架されたニードル７の途中が嵌合されている。

符号８で示すものはスピンドルモータで、図示していな
い磁気ディスクを回転させる役目を持ち、その中心と磁
気ヘッド２とは同一軸線上にある。

上述したような構造のもとにステッピングモータ５を回
転させると、スクリュー４が回転し、そのねじ溝中に嵌
合されているニードル７がナツトの役目を果たし、スク
リュードライブの原理によってステッピングモータ５の
回転方向に応じてガイドバー３に沿ってキャリジが磁気
ディスクの半径方向に移動し、磁気記録、再生を行なう
。

一方、第１１図（Ａ）に示す例も磁気ディスク装置に用
いられるヘソドキャリンジの送り機構に適用したもので
１図において符号１０で示すキャリッジは２木のカイト
パー１１．１２によって摺動自在に案内される。

キャリッジ１０には磁気ヘッド１３が設けられており、
キャリッジ１３の側面に突設された支持部材１４上には
いわゆるα巻きされたスチールベルト１５がその両端を
固定された状態で設けられている。

一方、符号１６で示すものはステッピングモータで、そ
の出力軸に固定されたブーりに前記スチールベルト１５
のα巻きの部分が巻き付けられている。

符号１８で示すものはスピンドルハブで不図示の磁気デ
ィスクを回転させる。

上述したような構造のもとにステッピングモータ１６を
回転させると、その回転方向に応じてスチールベルト１
５が巻き取られ、キャリッジ１０が不図示の磁気ディス
クの半径方向に移動し、磁気記録、再生を行なう。

なお、α巻きのスチールベルト１５には第１１図（Ｂ）
に示すような１−２巻きと呼ばれる方式と、同図（Ｃ）
に示すような１−１巻きと呼ばれる方式のものとがある
。

［発明が解決しようとする問題点］ 」二連したような送り機構はいずれもスッテッピングモ
ータの微小な回転連動をスクリュードライブ機構や、ス
チールベルトを介して直線運動に変換する構成を採用し
ているため、ステッピングモータやスクリューあるいは
スチールベルトなどの部品点数が多く、全体として複雑
で、かつ大型化してしまい、かつそれほどの高精度が得
られないという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においてはに述した問題点を解決するために、被
送り部材を案内するガイドバーの一端にガイドバーを軸
方向に振動させる第１の圧電素子を設け、被送り部材側
にはガイドバーの挾持部材の挾持力を発生させる第２の
圧電素子を設けた構造を採用した。

［作　用］ 上述したような構造を採用すると、第１の圧電素子によ
り、ガイドバーが被送り部材の送り方向に微小移動させ
られた時に第２の圧電素子を駆動して挾持部材に挾持力
を与えたり除去したりして、被送り部材をガイドバーの
変位と共に微小移動させることができる。

第２の圧電素子の駆動を励起させるパルスの位相を調整
することによっては、被送り部材を逆づｊ向に進行させ
ることもできる。従って、上述した動作を繰り返せば、
被送り部材を微小距離ずつ精度よく送ることができる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

［第１実施例］ 第１図〜第５図は本発明の第１の実施例を説明するもの
で、ヘッドキャリッジの送り機構に適用したものとして
例示しである。

第１図〜第３図において符号２０で示すものはキャリッ
ジで、その一端はＬ字状のアーム２１が形成されており
、その水平部の先端の上面には磁気ヘッド２２が設けら
れている。

また、キャリッジ２０の他端側には支持板２３が突設さ
れており、この支持板２３と前記アーム２１とにはガイ
ドバー２４が摺動自在に嵌合されている。

ガイドバー２４の一端は第１の圧電素子２５の一端に連
結されている。圧電素子２５の他端は装置の固定部２６
に固定されている。

一方、キャリッジ２０の上面の中央部には支持板２７が
突設されている。この支持板２７はほぼ８字状に形成さ
れており、左右には突片２９．３０が突設されており、
中央部には左右一対の挾持片３１，３２が突設されてい
る。

挾持片３１．３２は第３図に示すようにその上端部の内
側には対向した状態で７字状の切欠部３１ａ、３２ａが
形成されており、これら切欠部３１ａ、３２ａ間にカイ
’ｒ：／＜−２４が嵌合されている。

１組の挾持片３１．３２の基端間には円形のえぐり８１
！３３が形成されており、　さらに、左右の挾持片３１
．３２の基端の外側にも円形のえぐり部３４がそれぞれ
形成されている。

これらえぐり部３３．３４を形成することにより、各挾
持片３１．３２の基端にはヒンジ部３１ｂ、３２ｂが形
成され、１組の挾持片３１゜３２はその先端が互いに接
近、離間することが容易になるように構成されている。

一方、左右の突片２９，３０と各挾持片３１゜３２の間
には第２の圧電素子３５がそれぞれ嵌合されている。

なお、ガイドバ−２４の他端はガイドバー２４が軸方向
に変位しやすいように支持されている。

キャリッジ２０の下面には圧電素子駆動回路３６が設け
られている。

次に、以上のように構成された本実施例の動作について
説明する。

第４図（Ａ）〜（Ｃ）は第１および第２の圧電素子２５
．３５に印加する駆動パルスのタイミングチャート図で
、同図（Ａ）はガイドバー側に設けられた第１の圧電素
子２５の駆動パルスを示している。

また、第４図（Ｂ）にはキャリッジが一方の方向へ移動
する場合の第２の圧電素子３５に印加される駆動パルス
が示してあり、同図（Ｃ）にはキャリ、ジが他方の方向
へ移動する場合の第２の圧電素子３５に印加される駆動
パルスが示しである。

まず、キャリッジ２０が一方、例えばホームポジション
からリターンポジションの方向へ移動する場合について
説明する。

第４図（Ａ）、ＣＢ）に示すようにガイドバー側の第１
の圧電素子２５が駆動される前にチャンキノグ側の第２
の圧電素子３５が駆動され、挾持片３１．３２が接近す
る方向に変形する。このため、１組の挾持片３１．３２
は切欠部３１ａ。

３２ａを介してガイドバ−２４を挾持する。

従って、キャリッジ２０は送り方向に微小に移動するガ
イドバー２４と共に微小距離移動する。

そして、第２の圧電素子３５のパルス電圧を切りその後
部１の圧電素子２５に対するパルス電圧を切ると圧電素
子２５の収縮と共にガイドバ−２４が微小変位する。

この状態では挾持片３１，３２のガイド／へ一２４に対
する挾持力はなくなり、キャリッジ２０はガイドバー２
４に対し、アーム２１と支持板２３の軸受部を介して摺
接しているだけなので、ガイドバー２４が送り方向とは
逆方向に変位してもキャリッジ２０の慣性により、キャ
リッジ２０はその位置にとどまる。以下、同様の動作を
繰返し、キャリッジは往方向へ微小距離ずつ移動する。

全体としての移動距離は微小単位距離×第２の圧電素子
の駆動パルス数となる。

一方、キャリッジの復方向の動作は往方向の時には収縮
方向であったカイトパーの動作を利用する。

即ち、′：ｆＳ４図（Ａ）、（Ｃ）から明らかなように
、第２の圧電素子３５ヘパルス電圧を印加した後に第１
の圧電素子２５へのパルス電圧を切る。

すると　挾持片３１．３２はガイドバー２４が変位しは
じめる前にガイドバー２４をチャッキングし、ガイドバ
ーが変位する方向へ微小移動するに従い一体となって微
小移動する。そして、所定時間経過して第１の圧電素子
２５に次のパルス電圧が印加される前に第２の圧電素子
３５に対するパルス電圧を切る。

この状態では挾持片３１．３２はガイドバー２４を抱束
してはいないため、第１の圧電素子２５が再度駆動され
、ガイドバー２４が変位しても、キャリフジ２０は慣性
によりその位置にとどまる。

以下、同様な動作を繰り返し復動作を行なう。

第５図（Ａ）〜（Ｃ）はガイドバーおよびキャリジの変
位を説明する線図で、同図（Ａ）はガイドバー２４の変
位を、同図（Ｂ）はキャリッジの往方向（（＋）方向）
への変位を、同図（Ｃ）はキャリッジの復方向（（−）
方向）への変位を示している。

なお、キャリッジの微小な単位送り距離は第１の圧電素
子２５の変位量によって決定されるが、印加パルス電圧
を適当に操作することにより、１１ｇｍ単位の微小送り
位置決めを高精度で行なうことができる。

本実施例は以−ヒのように構成されているため、３個の
圧電素子を用いるだけで高精度の送り機構を得ることが
でき、部品点数も少なく、小型、軽量化することができ
る。

［第２実施例］ 第６図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２の実施例を説明す
るもので、本実施例にあっては挾持手段として環状の圧
電素子３７を用いている。この圧電素子３７は図示して
いない手段によりキャリッジ２０側に取付けられており
、電圧を印加すると同図（Ａ’ｌ　　、（Ｂ）に示すよ
うに収縮してガイドバー２４を挾持し、電圧を印加しな
い場合には同図（Ｃ）、（Ｄ）に示すように拡径状態と
なり、カイトパー２４を解放する。

この環状の圧電素子３７は挾持手段を構成すると共に、
第１の実施例における第２の圧電素子の役目を果たす。

このように環状の圧電素子３７を用いて挾持手段を構成
し、さらに第１の実施例における第２の圧電素子の役目
を持たせても、第１の実施例と同様の効果が得られると
共に、部品点数を減少させることができる。

［第３実施例］ 第７図は本発明の第３の実施例を説明するもので本実施
例にあっては２つの挾持片３１．３２の基端間に圧電素
子３８を設けた構造を採用している。このような構造を
採用すれば１個の圧電素子で挾持片３１．３２を作動さ
せることができ、さらに構造は簡略化される。

［第４実施例］ 第８図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第４の実施例を説明す
るもので、本実施例にあってはガイドバー２４の断面形
状は円形のものとし、第１の圧ＴｆＬ素子２５の形状を
方形状の積層体のものとして構成してあり、第８図（Ｂ
）に示す例ではガイドバー２４の断面形状を四辺形状の
ものとし、第１の圧電素子２５の形状を角形のものとし
である。

上述したような構造を採用しても前述した実施例と同様
の効果が得られる。

［第５実施例］ Ｓ９図は本発明の第５の実施例を説明するもので、本実
施例にあってはガイドバー２４の両端に第１の圧電素子
２５．２５ａが設けられている。

そして、これら圧電素子２５．２５ａは位相をπだけず
らして駆動するようにしである。

このような構造を採用するとガイドバー２４に沿った振
動をより確実に得ることができる。

［効　果］ 以上の説明から明かなように本発明によれば。

ヘッドキャリッジなどの被送り部材を直線方向に高精度
に送る駆動源としてガイドバーを軸方向に振動させる第
１の圧電素子と、この第１の圧電素子を位相をずらして
駆動されると共に、被送り部材に直接または間接に挾持
力を午える第２の圧電素子を設けた構造を採用している
ため、モータやベルトなどの駆動部材を用いることなく
被送り部材を高精度に送ることができ、装置を小型化し
、部品点数を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第５図は本発明の第１の実施例を説明するもの
で、第１図は駆動系の斜視図、第２図は駆動系の側面図
、第３図は駆動系の正面図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は圧
電素子の駆動方法を説明するタイミングチャート図、第
５図（Ａ）〜（Ｃ）はガイドバーの変位およびキャリ・
ンジの変位を説明するｍ図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は本
発明の第２の実施例を説明する駆動状態の説明図、第７
図は本発明の第３の実施例を説明する駆動系の正面図、
第８図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第４の実施例を説明す
るガイドバー側の斜視図、第９図は本発明の第５の実施
例を説明するガイドバ一部分の側面図　第１０図は従来
構造を説明する平面図、第１１図（Ａ）〜（Ｃ）は従来
の他の例を説明す（、ｅＱ る＃考で、同図（Ａ）は駆動系の平面図、同図（Ｂ）、
（Ｃ）はスチールベルトの４１視図である。 ２０・・・キャリッジ　　２４・・・ガイド／九−２５
・・・第１の圧電素子 ３５・・・第２の圧電素子 ■ （Ａ）　　　　　　　　　　（Ｂ） 馬Ｖ重７Ｊ４天専ミの分也口呂口 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ガイドバーに沿って被送り部材を微小距離ずつ送る
   精密送り装置において、ガイドバーの一端にガイドバー
   を軸方向に振動させる第１の圧電素子を設け、被送り部
   材側に第１の圧電素子と位相をずらして駆動されると共
   に被送り部材を直接または間接に挾持する第２の圧電素
   子を設けたことを特徴とする精密送り装置。 ２）被送り部材側にはガイドバーを両側から挾持する１
   組の挾持片が設けられ、第２の圧電素子はこれら挾持片
   の外側と被送り部材との間に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の精密送り装置。 ３）被送り部材側にはガイドバーを両側から挾持する１
   組の挾持片が設けられ、第２の挾持片がこれら挾持片間
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の精密送り装置。 ４）第２の圧電素子はガイドバーを囲んで環状に形成さ
   れた状態で被送り部材側に設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の精密送り装置。 ５）第１の圧電素子はガイドバーの両端に設けられると
   共に位相をずらして駆動されるように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
   か１項に記載の精密送り装置。