JPS6226251B2 - - Google Patents

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JPS6226251B2
JPS6226251B2 JP13954478A JP13954478A JPS6226251B2 JP S6226251 B2 JPS6226251 B2 JP S6226251B2 JP 13954478 A JP13954478 A JP 13954478A JP 13954478 A JP13954478 A JP 13954478A JP S6226251 B2 JPS6226251 B2 JP S6226251B2
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JP
Japan
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movable rod
voice coil
gap
center
rod slider
Prior art date
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Expired
Application number
JP13954478A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5566265A (en
Inventor
Yoshihiko Sato
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5566265A publication Critical patent/JPS5566265A/en
Publication of JPS6226251B2 publication Critical patent/JPS6226251B2/ja
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  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボイスコイル型リニアモータに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a voice coil type linear motor.

一般にボイスコイル型リニアモータは種々の装
置および機器に採用されているが、なかでもボイ
スコイル型リニアモータをサーボモータとし、磁
気デイスク内の特定のデイスク面、すなわちサー
ボデイスク面にサーボトラツクを設定し、磁気ヘ
ツドすなわちサーボヘツドにて前記サーボトラツ
クにあらかじめ記録されている位置情報を読出し
て、位置のサーボ信号として位置決めを行う。い
わゆるトラツク追従型磁気ヘツド位置決め装置が
主流である。
Generally, voice coil type linear motors are used in various devices and equipment, but among them, voice coil type linear motors are used as servo motors, and servo tracks are set on a specific disk surface within a magnetic disk, that is, on a servo disk surface. Then, a magnetic head, ie, a servo head, reads position information recorded in advance on the servo track, and performs positioning as a position servo signal. So-called track following type magnetic head positioning devices are mainstream.

かかるトラツク追従型磁気ヘツド位置決め装置
において、高い位置決め精度を得るためには、前
記サーボトラツクの振動に対し、前記サーボヘツ
ドが十分追従することにより、追従誤差が極めて
小さくなるごとく位置決めシステムを構成するこ
とが是非とも必要であり、これは位置決めサーボ
システムのループゲインを高めることに帰着す
る。
In order to obtain high positioning accuracy in such a track-following type magnetic head positioning device, it is necessary to configure the positioning system so that the servo head sufficiently follows the vibrations of the servo track, thereby minimizing the following error. This is absolutely necessary and results in increasing the loop gain of the positioning servo system.

一方前記ループゲインを高めることは前記シス
テムの減衰特性を低下させることになり、場合に
よつては系の発振を誘起する結果となる。このた
め前記磁気ヘツド位置決め装置においては、前記
位置信号に加えて速度信号をダンピング信号とし
てフイードバツクすることにより、適切な減衰特
性すなわち位置決めシステムの安定性を確保し
つゝ、十分なる追従性を実現しているのが通常で
ある。
On the other hand, increasing the loop gain reduces the attenuation characteristics of the system, and in some cases may result in oscillation of the system. Therefore, in the magnetic head positioning device, by feeding back the speed signal as a damping signal in addition to the position signal, it is possible to achieve sufficient followability while ensuring appropriate damping characteristics, that is, stability of the positioning system. It is normal that

従来、前記速度信号を得るための方式は直線型
タコジネレータを付加して、速度信号を発生させ
るか、あるいわ前記位置信号を微分して速度信号
を形成し、ダンピング信号としてフイードバツク
することにより前記ボイスコイル型リニアモータ
にダンピング力を発生させるのが現状である。
Conventionally, the method for obtaining the speed signal is to add a linear tachogenerator to generate the speed signal, or to differentiate the position signal to form a speed signal, and to feed back the voice as a damping signal. Currently, damping force is generated in a coil type linear motor.

然るに前者では明らかに直線型タコジネレータ
を具備しなければならず、さらに前記タコジネレ
ータの出力を増巾するための電子回路も必然的に
必要である。また後者の方式においても前記位置
信号を微分するための微分回路を必要とし、電子
回路が複雑かつ増加するという欠点があり、引い
ては高価になるという欠点もあつた。
However, in the former case, it is obvious that a linear tachogenerator must be provided, and furthermore, an electronic circuit for amplifying the output of the tachogenerator is also necessarily required. Furthermore, the latter method also requires a differentiating circuit for differentiating the position signal, which has the drawback of increasing the complexity and number of electronic circuits, which in turn increases the cost.

従つて、本発明の目的は上記のような欠点を除
去し、直線型タコジネレータ、微分回路を必要と
せず、比較的簡単な構成でしかも安価な手段に
て、ダンピング力を発生させることができると同
時に、前記ダンピング力を位置決め動作中におい
ても所望の値にかつ任意に設定制御することを可
能ならしめる新規な手段を備えた改良されたボイ
スコイル型リニアモータを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to generate damping force with a relatively simple configuration and inexpensive means without requiring a linear tachogenerator or a differentiating circuit. At the same time, it is an object of the present invention to provide an improved voice coil type linear motor equipped with a novel means that allows the damping force to be set and controlled arbitrarily to a desired value even during positioning operation.

本発明によれば、永久磁石、フロントヨーク、
バツクヨーク、センタポール、ボイスコイル、可
動ロツド、可動ロツドスライダ、キヤリイジ等か
ら構成され、一本の導体を円筒形に巻き上げて作
られる前記ボイスコイルの一端面を前記キヤリイ
ジに固定するとともに、前記センタポールと前記
ボイスコイルとの中心が一致し、前記ボイスコイ
ルの内面と前記センタポールの外周面とが適切な
微小間隙を保つようにし、さらに永久磁石、フロ
ントヨーク、バツクヨーク、センタポールから形
成される有効磁束ギヤツプと前記ボイスコイルの
導線とが直交するような構造を有し、前記ボイス
コイルへ外部から供給される電流によつて、直線
運動を行い、前記直線運動の方向は前記電流の極
性によつて定まるごときボイスコイル型リニアモ
ータにおいて、円形断面を有する前記可動ロツド
を前記キヤリイジのボイスコイル取付面に垂直
で、かつ前記ボイスコイルと前記可動ロツドの両
断面の中心とが一致するように、前記ボイスコイ
ル取付面に固定し、さらに前記センタポールの中
心に、前記ボイスコイルの運動方向と平行にセン
タ穴を設け、前記センタ穴の内面と前記可動ロツ
ドのキヤリイジへの固定端と反対側の端部に付加
された可動ロツドスライダの外周面とによつて形
成される間隙が任意に可変可能なごとく構成され
ると同時に前記センタ穴に空気あるいは油等の粘
性流体を封入して構成される。
According to the present invention, a permanent magnet, a front yoke,
It is composed of a back yoke, a center pole, a voice coil, a movable rod, a movable rod slider, a carriage, etc., and one end surface of the voice coil, which is made by winding a single conductor into a cylindrical shape, is fixed to the carriage, and the center pole and The center of the voice coil is aligned with the center pole, and an appropriate minute gap is maintained between the inner surface of the voice coil and the outer peripheral surface of the center pole, and the effective magnetic flux formed by the permanent magnet, front yoke, back yoke, and center pole is The gap and the conductive wire of the voice coil are constructed so as to be perpendicular to each other, and the voice coil is caused to move linearly by an electric current supplied from the outside, and the direction of the linear movement is determined by the polarity of the electric current. In a conventional voice coil type linear motor, the movable rod having a circular cross section is arranged perpendicular to the voice coil mounting surface of the carriage, and the voice coil is aligned with the center of both cross sections of the movable rod. fixed to the coil mounting surface, and further provided with a center hole in the center of the center pole parallel to the direction of motion of the voice coil, and an inner surface of the center hole and an end opposite to the end fixed to the carriage of the movable rod. The gap formed by the outer circumferential surface of the movable rod slider added to the rod slider is configured to be arbitrarily variable, and at the same time, the center hole is configured to be filled with air or a viscous fluid such as oil.

従つて、前記ボイスコイルに外部から駆動電流
が印加されると、前記可動ロツドおよび前記可動
ロツドスライダは前記ボイスコイルおよび前記キ
ヤリイジを介して一体であるため前記センタ穴内
において、直線運動を行う。このとき前記センタ
穴に封入されている粘性流体は前記センタ穴の内
面と前記可動ロツドスライダの外周面とで形成さ
れる間隙を通過して、前記可動ロツドスライダの
運動方向と逆方向に流動し、この粘性流体の流動
によつて、前記可動ロツドスライダは前記直線運
動方向と逆方向でかつ速度に比例した粘性力を受
ける。
Therefore, when a driving current is applied to the voice coil from the outside, the movable rod and the movable rod slider are integrated through the voice coil and the carriage, so that they perform linear motion within the center hole. At this time, the viscous fluid sealed in the center hole passes through the gap formed between the inner surface of the center hole and the outer peripheral surface of the movable rod slider, and flows in a direction opposite to the direction of movement of the movable rod slider. Due to the flow of the viscous fluid, the movable rod slider is subjected to a viscous force in a direction opposite to the direction of the linear motion and proportional to the velocity.

また前記粘性力は前記間隙の長さによつて変化
するため、位置決め動作中においても、前記間隙
の長さを変化させることにより、最適なダンピン
グ力を容易に発生させることができる。すなわち
前記可動ロツドスライダの断面積、半径および長
さを各々A(cm2)、r(cm)、l(cm)また前記セ
ンタ穴の内面と前記可動ロツドスライダの外周面
とによつて形成される間隙長をε(cm)、さらに
前記センタ穴に封入されている粘性流体の粘性係
数をμ(Kg・cm-2・sec)、前記粘性力を
(Kg)、前記可動ロツドスライダの前記直線運動の
変位やx(cm)とすれば次式が成り立つ =cx〓 ………〔1〕 但し、cは粘性減衰定数(Kg・cm-1・sec)で C=6μlA/πrε …………〔2〕 またx〓=dx/dtである。
Further, since the viscous force changes depending on the length of the gap, an optimum damping force can be easily generated by changing the length of the gap even during positioning operation. That is, the cross-sectional area, radius, and length of the movable rod slider are A (cm 2 ), r (cm), and l (cm), respectively, and the gap formed by the inner surface of the center hole and the outer peripheral surface of the movable rod slider. The length is ε (cm), the viscosity coefficient of the viscous fluid sealed in the center hole is μ (Kg cm -2 sec), the viscous force is (Kg), and the displacement of the linear motion of the movable rod slider. If x (cm) and 2] Also, x=dx/dt.

〔1〕、〔2〕式より前記可動ロツドスライダの
断面積A、半径R、長さlおよび前記間隙長εさ
らに前記粘性係数μを適切に選択することによ
り、所望の粘性力、すなわち所望のダンピング
力を発生させることができると同時に〔2〕式よ
り明らかなごとく、前記間隙長εを変化させるこ
とによつて、位置決めサーボシステムに最適なダ
ンピング力が生ずるような前記粘性減衰定数C
を、位置決め動作中においても設定することがで
きる。
From equations [1] and [2], by appropriately selecting the cross-sectional area A, radius R, length l, and gap length ε of the movable rod slider, as well as the viscosity coefficient μ, the desired viscous force, that is, the desired damping can be obtained. The viscous damping constant C can generate a force, and at the same time, as is clear from equation [2], by changing the gap length ε, an optimum damping force is generated for the positioning servo system.
can be set even during positioning operation.

従つて直線型タコジネレータあるいは前記位置
信号を微分するごとき速度検出用微分回路を必要
とせず、かつ位置決め動作中においても、位置決
めサーボシステムに最適なダンピング力を任意に
発生させることができるばかりでなく構成も比較
的簡単でしかも安価な手段にて達成することがで
きる。
Therefore, there is no need for a linear tachogenerator or a speed detection differentiation circuit that differentiates the position signal, and even during positioning operation, it is possible to arbitrarily generate damping force that is optimal for the positioning servo system. This can also be achieved by relatively simple and inexpensive means.

従つて本発明の目的を充分に達成することがで
きる。
Therefore, the object of the present invention can be fully achieved.

以下図面を参照して、本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Details of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図および第2図は本発明の一実施例を示す
図で、第1図はボイスコイル型リニアモータの可
動部すなわちボイスコイル、キヤリイジ、可動ロ
ツドおよび可動ロツドスライダ等を省略した磁石
部のみの斜視図、第2図は一部断面を含む側面図
である。
Figures 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of the present invention. Figure 1 shows only the magnet part of a voice coil type linear motor, omitting the movable parts, such as the voice coil, carriage, movable rod, and movable rod slider. The perspective view and FIG. 2 are side views including a partial cross section.

第1図および第2図を参照すれば、1A,1B
は永久磁石、2はフロントヨーク、3はバツクヨ
ーク、4Aはセンタポール、4Bはセンタ穴、4
Cは前記センタ穴、4Bに封入されている粘性流
体、Gは有効磁束ギヤツプ、5は可動ロツド、6
は間隙調節機構を具備する可動ロツドスライダ、
7は前記センタ穴4Bの内面と前記可動ロツドス
ライダ5Bの外周面とによつて形成される間隙、
8はボイスコイル、9Aはキヤリイジ、9Bはキ
ヤリイジ9Aのボイスコイル取付面、10はOリ
ング、11はOリング支持板、12はOリング止
め板、13はパツキン、14は当て板、15A,
15Bはねじ、D1,D2はボイスコイル6およ
び可動ロツド5の運動方向を示す矢印で各々前
方、後方を表わし、永久磁石1Aおよび1Bはセ
ンタポール4Aに対して、互に向い合い、さらに
各々フロントヨーク2とバツクヨーク3によつ
て、その両側ではさまれて固定され、円形断面を
有するセンタポール4Aはバツクヨーク3の中心
に垂直に圧入されている。従つて前記永久磁石1
A,1B、前記フロントヨーク2、前記バツクヨ
ーク3および前記センタポール4Aによつて磁気
回路が形成され、この磁気回路は前記フロントヨ
ーク2と前記センタポール4Aとの間に微小間隙
の有効磁束ギヤツプGを形成する。一方ボイスコ
イル8および可動ロツド5は各々その一端面にお
いて、各断面の中心が一致し、さらにキヤリイジ
9Aのボイスコイル取付面9Bに垂直に固定さ
れ、前記有効磁束ギヤツプGにおいて、前記ボイ
スコイル8の内面と前記センタポール4Aの外周
面および前記ボイスコイル8の外周面と前記フロ
ントヨーク2の内面とが各々適切な間隙を保持す
ると同時に前記有効磁束ギヤツプGにおける磁束
と前記ボイスコイル8の導線とが直交するように
配置され、さらに前記センタポール4Aの中心に
前記ボイスコイル8の運動方向D1およびD2と
平行に貫通したセンタ穴4Bの内面と前記可動ロ
ツド5の前記ボイスコイル取付面9Bへの固定端
と反対側の端部に設置される可動ロツドスライダ
5の外周面とで間隙7が形成されるごとく構成さ
れるとともに、前記センタ穴4Bの前記バツクヨ
ーク3側はパツキン13を介して当て板14、ね
じ15B、および図示していない2個のねじによ
つて前記バツクヨーク3にねじ止めされている。
またOリング支持板11、Oリング止め板12に
よつて、0リング10を支持し、さらに前記セン
タポール4Aにねじ15Aおよび図示していない
3個のねじでねじ止めされ、前記可動ロツド5の
外周面は前記前期0リング10に接しながら自由
に前記矢印D1,D2の方向に直線運動を行うこ
とができるとともに、前記センタ穴4Bの前記フ
ロントヨーク2、前記バツクヨーク3の両側は前
記Oリング10および前記パツキン13により密
閉され、前記センタ穴4Bに封入される前記粘性
流体4Cが外部に漏れないように構成されてい
る。
Referring to Figures 1 and 2, 1A, 1B
is a permanent magnet, 2 is a front yoke, 3 is a back yoke, 4A is a center pole, 4B is a center hole, 4
C is the center hole, viscous fluid sealed in 4B, G is an effective magnetic flux gap, 5 is a movable rod, 6
is a movable rod slider equipped with a gap adjustment mechanism,
7 is a gap formed by the inner surface of the center hole 4B and the outer peripheral surface of the movable rod slider 5B;
8 is a voice coil, 9A is a carriage, 9B is a voice coil mounting surface of the carriage 9A, 10 is an O-ring, 11 is an O-ring support plate, 12 is an O-ring stop plate, 13 is a packing, 14 is a backing plate, 15A,
15B is a screw, D1 and D2 are arrows indicating the direction of motion of the voice coil 6 and movable rod 5, representing the front and rear, respectively, and the permanent magnets 1A and 1B are facing each other with respect to the center pole 4A, and each is facing the front. A center pole 4A, which is sandwiched and fixed between both sides of the yoke 2 and the back yoke 3 and has a circular cross section, is press-fitted into the center of the back yoke 3 perpendicularly. Therefore, the permanent magnet 1
A, 1B, the front yoke 2, the back yoke 3, and the center pole 4A form a magnetic circuit, and this magnetic circuit has an effective magnetic flux gap G with a minute gap between the front yoke 2 and the center pole 4A. form. On the other hand, the voice coil 8 and the movable rod 5 each have their cross-sectional centers coincident with each other on one end surface thereof, and are fixed perpendicularly to the voice coil mounting surface 9B of the carriage 9A. The inner surface, the outer circumferential surface of the center pole 4A, the outer circumferential surface of the voice coil 8, and the inner surface of the front yoke 2 maintain appropriate gaps, respectively, and at the same time, the magnetic flux in the effective magnetic flux gap G and the conductive wire of the voice coil 8 are maintained. The movable rod 5 is fixed to the voice coil mounting surface 9B and the inner surface of a center hole 4B that is arranged orthogonally to each other and that extends through the center of the center pole 4A in parallel to the motion directions D1 and D2 of the voice coil 8. A gap 7 is formed between the end and the outer peripheral surface of the movable rod slider 5 installed at the opposite end, and the back yoke 3 side of the center hole 4B is connected to a backing plate 14 via a packing 13. It is screwed to the back yoke 3 by a screw 15B and two screws not shown.
Further, the O-ring 10 is supported by an O-ring support plate 11 and an O-ring stopper plate 12, and is further screwed to the center pole 4A with a screw 15A and three screws not shown. The outer peripheral surface can freely move linearly in the directions of the arrows D1 and D2 while contacting the O-ring 10, and both sides of the front yoke 2 and the back yoke 3 of the center hole 4B are in contact with the O-ring 10. The hole is sealed by the packing 13 so that the viscous fluid 4C sealed in the center hole 4B does not leak to the outside.

さて前記ボイスコイル8に駆動電流が印加さ
れ、前記矢印D2の方向へ直線運動が生じた場
合、前記可動ロツド5および前記可動ロツドスラ
イダ6は前記ボイスコイル取付面9Bに固定され
ているため、前記ボイスコイル8とともに前記直
線運動を行う。このとき前記センタ穴4Bに封入
されている前記粘性流体4Cは前記運動の方向と
逆方向すなわち矢印D1の方向へ、前記間隙7を
通つて流動する。
Now, when a drive current is applied to the voice coil 8 and a linear movement occurs in the direction of the arrow D2, the voice The linear motion is performed together with the coil 8. At this time, the viscous fluid 4C sealed in the center hole 4B flows through the gap 7 in a direction opposite to the direction of movement, that is, in the direction of arrow D1.

従つて前記可動ロツドスライダ6は記矢印D1
の方向へ、前記直線運動の速度に比例した粘性力
すなわち〔1〕、〔2〕式で示したダンピング力
を受ける。
Therefore, the movable rod slider 6 is moved as indicated by the arrow D1.
In the direction of , it is subjected to a viscous force proportional to the speed of the linear motion, that is, a damping force expressed by equations [1] and [2].

また〔1〕、〔2〕式より明らかなごとく、所望
の粘性力を得ることは前記粘性減衰定数Cを定
めることに帰着する。すなわち前記粘性係数μは
使用する粘性流体4Cによつておのずから定まる
から、前記可動ロツドスライダ6の前記断面積
A、前記長さl、前記間隙長εによつて前記粘性
減衰定数Cは定まる。従つて前記間隙長εを変化
させることにより、所望の粘性力が発生するご
とき前記粘性減衰定数Cを得ることができる。す
なわち前記可動ロツドスライダ6に具備される前
記間隙7の間隙長εを調節するための間隙調節機
構により、位置決めサーボシステムに最適なダン
ピング力を与えるごとき前記粘性減衰定数Cを
位置決め動作中においても設定することができ
る。
Furthermore, as is clear from equations [1] and [2], obtaining the desired viscous force comes down to determining the viscous damping constant C. That is, since the viscosity coefficient μ is naturally determined by the viscous fluid 4C used, the viscous damping constant C is determined by the cross-sectional area A, the length l, and the gap length ε of the movable rod slider 6. Therefore, by changing the gap length ε, it is possible to obtain the viscous damping constant C such that a desired viscous force is generated. That is, by means of a gap adjustment mechanism for adjusting the gap length ε of the gap 7 provided in the movable rod slider 6, the viscous damping constant C is set even during the positioning operation so as to provide an optimum damping force to the positioning servo system. be able to.

第3図および第4図は本発明のボイスコイル型
リニアモータに使用される間隙調節機構を有する
可動ロツドスライダ6の一実施例で、それぞれ間
隙調節機構の非動作状態および動作状態を示しa
は側面図、bは正面図である。尚第3図、第4図
では視点が各々90度異なる。
Figures 3 and 4 show an embodiment of the movable rod slider 6 having a gap adjustment mechanism used in the voice coil type linear motor of the present invention, and show the non-operating state and the operating state of the gap adjustment mechanism, respectively.
is a side view, and b is a front view. Note that the viewpoints in Figures 3 and 4 differ by 90 degrees.

第5図、第6図は第3図、第4図に示した可動
ロツドスライダ6を分解した図でaは側面図bは
正面図である。
5 and 6 are exploded views of the movable rod slider 6 shown in FIGS. 3 and 4, in which a is a side view and b is a front view.

第3図、第4図、第5図、第6図を参照すれ
ば、5は可動ロツド、6Aは第1の可動ロツドス
ライダ、6Bは前記第1の可動ロツドスライダ6
Aに形成されるアリ溝係合部、6Cは第2の可動
ロツドスライダ、6Dは前記第2の可動ロツドス
ライダに形成されるアリ溝、16A,16Bは
各々圧電素子および板バネ、16,17は第1、
第2の駆動素子、18は接合部材、6Eは前記第
1、第2の駆動素子16,17を収納するための
駆動素子収納部で、前記可動ロツド5と前記第1
の可動ロツドスライダ6Aとは図示されていない
が、それぞれ雄ねじ、雌ねじ部を有し、これによ
つて結合されるとともに、前記第1の可動ロツド
スライダ6Aと、2個の第2の可動ロツドスライ
ダ6Cとは前記駆動素子収納部6Eが相い向い合
うごとく、各々前記アリ溝係合部6Bと前記アリ
溝6Dとで係合されて一体となり、さらに左右に
(第4図では上下に)、前記アリ溝係合部6Bと前
記アリ溝6Dとが係合しながら、移動可能なごと
く組立られている。一方駆動素子16Aと板バネ
16Bとは相互に接着剤にてはり合され、第1、
第2の駆動素子を形成し、さらに接合部材18に
よつて前記第1、第2の駆動素子の板バネ16B
の中心部が接合され駆動部を形成している。
Referring to FIGS. 3, 4, 5, and 6, 5 is a movable rod, 6A is a first movable rod slider, and 6B is the first movable rod slider 6.
6C is a second movable rod slider, 6D is a dovetail groove formed in the second movable rod slider, 16A and 16B are piezoelectric elements and leaf springs, respectively; 1,
A second drive element, 18 is a joining member, and 6E is a drive element storage part for accommodating the first and second drive elements 16 and 17, which connects the movable rod 5 and the first drive element.
The movable rod slider 6A is not shown in the figure, but each has a male thread and a female thread, and is connected to the first movable rod slider 6A and the two second movable rod sliders 6C. The driving element housing portions 6E face each other and are engaged with the dovetail groove engaging portions 6B and the dovetail grooves 6D to form a single body, and furthermore, from the left and right (up and down in FIG. 4), the dovetail grooves The engaging portion 6B and the dovetail groove 6D are assembled so as to be movable while engaging with each other. On the other hand, the drive element 16A and the leaf spring 16B are glued together with adhesive, and the first,
A second drive element is formed, and a connecting member 18 connects the plate springs 16B of the first and second drive elements.
The center portions of the two are joined together to form a driving section.

本発明においては前記板バネ16Bおよび前記
接合部材18としてバネ用ステンレスを用い、あ
らかじめ2枚の板バネ16Bをその中心部におい
て接合部材18に各々スポツト溶接した後前記板
バネ16Bの接合部材18が溶接されていない面
に、前記板バネ16Bと同一の大きさの圧電素子
16AすなわちPZTを接着剤に接合してある。
In the present invention, stainless steel for springs is used as the leaf spring 16B and the joining member 18, and after spot welding the two leaf springs 16B to the joining member 18 at their centers in advance, the joining member 18 of the leaf spring 16B is A piezoelectric element 16A, ie, PZT, having the same size as the leaf spring 16B is bonded to the non-welded surface with adhesive.

また前記第1、第2の駆動素子よりなる駆動部
は前記駆動素子収納部6Eに、前記第1、第2の
駆動素子が両端支持状態になるごとく固定され
る。
Further, the driving section including the first and second driving elements is fixed to the driving element storage section 6E so that the first and second driving elements are supported at both ends.

従つて、前記駆動素子収納部6Eが相い向うよ
うに組立てられた2個の前記第2の可動ロツドス
ライダ6Cは前記第1、第2の駆動素子に電圧が
印加されるまでは第3図のごとく、前記第1の駆
動ロツドスライダの中心方向へ、前記板バネ16
Bのバネ力によつて引きもどされている。
Therefore, the two second movable rod sliders 6C, in which the drive element housing portions 6E are assembled to face each other, operate as shown in FIG. 3 until voltage is applied to the first and second drive elements. As shown in FIG.
It is pulled back by the spring force of B.

ここで図示されていない導線によつて前記圧電
素子16Aが電圧が印加されると、前記圧電素子
16Aは第4図に示すごとく、変位し、2個の前
記第2の可動ロツドスライダ6Cは矢印19の方
向へ前記変位に等しい長さだけ移動し、前記圧電
素子16Aに発生する力と前記板バネ16Bのバ
ネ力とが均合つて静止する。
When a voltage is applied to the piezoelectric element 16A through a conducting wire (not shown), the piezoelectric element 16A is displaced as shown in FIG. The piezoelectric element 16A moves in the direction by a length equal to the displacement, and the force generated in the piezoelectric element 16A and the spring force of the plate spring 16B are balanced and the piezoelectric element 16B comes to rest.

また一般に前記圧電素子16Aの矢印19への
変位δ(cm)と印加電圧E(Volt)とには一定の
関係、すなわち次式〔3〕に示すごとき比例関係
が成立つ。
Further, in general, a fixed relationship exists between the displacement δ (cm) of the piezoelectric element 16A in the direction of the arrow 19 and the applied voltage E (Volt), that is, a proportional relationship as shown in the following equation [3].

δ=KE ………〔3〕 但しKは圧電素子の電歪定数、ヤング率、機械
的寸法(巾、長さ、厚さ)および板バネのヤング
率、機械的寸法さらに前記駆動素子の支持方法す
なわち片持ち、両端支持等で定まる定数である。
δ=KE ...... [3] However, K is the electrostriction constant, Young's modulus, mechanical dimensions (width, length, thickness) of the piezoelectric element, the Young's modulus of the leaf spring, mechanical dimensions, and the support of the drive element. It is a constant determined by the method, ie, cantilever, support at both ends, etc.

第4図を参照すれば前記変位δによつて前記可
動ロツドスライダ6は円形から楕円状に変化する
ため前記可動ロツドスライダ6の外周面と前記セ
ンタ穴4Bの内面とで形成される間隙の長さを前
記可動ロツドスライダ6の全周にわたつて等しく
変化させることはできないが、前記変位δはほぼ
数百ミクロン程度であり、前記可動ロツドスライ
ダ6の半径に比べ極めて小さく、実用的には全周
にわたつて等間隙の変化であるとしてよい。
Referring to FIG. 4, since the movable rod slider 6 changes from a circular shape to an elliptical shape due to the displacement δ, the length of the gap formed between the outer peripheral surface of the movable rod slider 6 and the inner surface of the center hole 4B is Although it is not possible to change the displacement equally over the entire circumference of the movable rod slider 6, the displacement δ is approximately several hundred microns, which is extremely small compared to the radius of the movable rod slider 6, and in practical terms, the displacement δ cannot be changed equally over the entire circumference. It may be assumed that the change is an equal gap.

従つて〔3〕式から前記圧電素子16Aに与え
られる印加電圧によつて、前記変位δすなわち前
記間隙長εを制御し、〔2〕式に示す前記粘性減
衰定数Cすなわち〔1〕式に示す粘性力を所望
の値にしかも任意に設定、制御することができ
る。
Therefore, from equation [3], the displacement δ, that is, the gap length ε, is controlled by the applied voltage to the piezoelectric element 16A, and the viscous damping constant C shown in equation [2], that is, shown in equation [1], is controlled. The viscous force can be set and controlled arbitrarily to a desired value.

従つて従来のボイスコイル型リニアモータとし
て使用した磁気ヘツド位置決め装置において制御
系の適切な安定性を確保しつつ、十分なる追従精
度を得るために是非とも必要としたダンピング力
を発生するための速度検出器すなわち直線型タコ
ジネレータあるいは位置信号を微分するごとき微
分回路を具備せずに、比較的簡単な構成でかつ安
価な手段にてダンピング力を発生させることがで
きると同時に、前記ダンピング力を位置決め動作
中においても所望の値にしかも任意に設定制御す
ることができる。
Therefore, in the magnetic head positioning device used as a conventional voice coil type linear motor, the speed to generate the damping force that is absolutely necessary to obtain sufficient tracking accuracy while ensuring appropriate stability of the control system is required. It is possible to generate a damping force with a relatively simple and inexpensive means without having a detector, that is, a linear tachogenerator or a differentiation circuit for differentiating a position signal. Among them, it is possible to set and control the desired value arbitrarily.

従つて本発明の目的を充分に達成することがで
きる。
Therefore, the object of the present invention can be fully achieved.

以上本実施例の動作原理について詳細に説明し
たが、本発明の趣旨を免脱しない範囲においての
変形は可能であり、以上の記述が本発明の範囲を
限定するものではない。
Although the operating principle of the present embodiment has been described in detail above, modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the above description does not limit the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本発明の一実施例を示す斜視
図および一部切欠いた側面図で、第1図はボイス
コイル型リニアモータの磁石部を示す斜視図、第
2図は一部断面を含む側面図であり、第3図、第
4図は本発明のボイスコイル型リニアモータに使
用される間隙調節機構を有する可動ロツドスライ
ダの一実施例を示しaは側面図、bは一部切欠い
た正面図でそれぞれ非動作および動作状態を示す
図、第5図、第6図は第3図第4図に示した可動
ロツドスライダを分解した図でaは側面図bは正
面図である。 1A,1Bは永久磁石、2,3は各々フロント
ヨークおよびバツクヨーク、4A,4Bは各々セ
ンタポールおよびセンタ穴、5は可動ロツド6は
可動ロツドスライダ、7は間隙、8はボイスコイ
ル、9A,9Bは各々キヤリイジおよびボイスコ
イル取付面、10はOリング、11はOリング支
持板、12はOリング止め板、13はパツキン、
14は当て板、15A,15Bはねじ、16,1
7は駆動部、18は接合部材、19,D1,D2
は運動方向を示す矢印、Gは有効磁束ギヤツプ、
δは変位。
1 and 2 are a perspective view and a partially cutaway side view showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing a magnet part of a voice coil type linear motor, and FIG. 2 is a partially cutaway side view. 3 and 4 are side views including a cross section, and FIGS. 3 and 4 show an embodiment of a movable rod slider having a gap adjustment mechanism used in the voice coil type linear motor of the present invention; a is a side view; b is a partial view; FIG. 5 and 6 are exploded views of the movable rod slider shown in FIGS. 3, 4, and FIG. 4 is a side view, and b is a front view. 1A and 1B are permanent magnets, 2 and 3 are a front yoke and a back yoke, respectively, 4A and 4B are a center pole and a center hole, respectively, 5 is a movable rod 6 is a movable rod slider, 7 is a gap, 8 is a voice coil, 9A and 9B are 10 is an O-ring, 11 is an O-ring support plate, 12 is an O-ring retaining plate, 13 is a packing,
14 is a patch plate, 15A, 15B are screws, 16, 1
7 is a drive part, 18 is a joining member, 19, D1, D2
is an arrow indicating the direction of motion, G is the effective magnetic flux gap,
δ is displacement.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 永久磁石、フロントヨーク、バツクヨーク、
センタポール、ボイスコイル、可動ロツド、可動
ロツドスライダ、キヤリイジ等から構成され、前
記永久磁石が前記フロントヨークと前記バツクヨ
ークの間にはさまれ、かつ前記バツクヨークに前
記センタポールの一端が固定され、前記フロント
ヨークと前記バツクヨークに固定されていない前
記センタポールの他端部の外周とにより、有効磁
束ギヤツプを形成されるごとく構成するととも
に、前記ボイスコイルの一端面を前記キヤリイジ
に固定し、かつ前記センタポールと前記ボイスコ
イルとの中心が一致し、前記ボイスコイルの内面
と前記センタポールの外周面とが微小間隙を保
ち、前記有効磁束ギヤツプと前記ボイスコイルの
導体とが直交するごとき構造を有するボイスコイ
ル型リニアモータにおいて、前記可動ロツドを前
記キヤリイジのボイスコイル取付面に垂直で、か
つ前記ボイスコイルおよび前記可動ロツドの両断
面の中心が一致するように前記ボイスコイル取付
面に固定し、前記センタポールの中心に前記ボイ
スコイルの運動方向と平行にセンタ穴を設け、ア
リ溝係合部を有する第1の可動ロツドスライダ、
前記アリ溝に係合するアリ溝を有する第2の可動
ロツドスライダ、前記第2の可動ロツドスライダ
に両端支持状態になるごとく固定され、2個の第
2の可動ロツドスライダを可動する駆動素子から
構成される可動ロツドスライダと、前記センタ穴
の内面と前記可動ロツドのキヤリイジへの固定端
と反対側の端部に付加された前記可動ロツドスラ
イダの外周面とによつて間隙を形成し、制御信号
に従つて前記可動素子を駆動して、前記2個の第
2可動ロツドスライダを半径方向に駆動すること
により前記間隙が任意に可変可能なごとく構成さ
れると同時に前記センタ穴に粘性流体を封入した
ことを特徴とするボイスコイル型リニアモータ。
1 Permanent magnet, front yoke, back yoke,
The permanent magnet is sandwiched between the front yoke and the back yoke, and one end of the center pole is fixed to the back yoke, and the front An effective magnetic flux gap is formed by the yoke and the outer periphery of the other end of the center pole that is not fixed to the back yoke, and one end surface of the voice coil is fixed to the carriage, and the center pole and the voice coil, the centers of which coincide, the inner surface of the voice coil and the outer peripheral surface of the center pole maintain a minute gap, and the effective magnetic flux gap and the conductor of the voice coil are perpendicular to each other. In the type linear motor, the movable rod is fixed to the voice coil mounting surface perpendicular to the voice coil mounting surface of the carriage so that the centers of both cross sections of the voice coil and the movable rod coincide, and the center pole a first movable rod slider having a center hole provided in the center thereof parallel to the direction of motion of the voice coil and having a dovetail groove engagement portion;
A second movable rod slider having a dovetail groove that engages with the dovetail groove, and a drive element that is fixed to the second movable rod slider so as to be supported at both ends and moves the two second movable rod sliders. A gap is formed between the movable rod slider, the inner surface of the center hole, and the outer peripheral surface of the movable rod slider attached to the end opposite to the end fixed to the carriage of the movable rod, and the The gap is configured to be arbitrarily variable by driving the movable element to drive the two second movable rod sliders in the radial direction, and at the same time, a viscous fluid is sealed in the center hole. Voice coil type linear motor.
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