JPS63140655A - ヘツド位置決め装置 - 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〕 本発明は小型軽量にしてコイル揺動範囲が広く、該範囲
内で略均−なトルクを発生するヘッド位置決め装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来のヘッド位置決め装置の一例Ｑ平面図を第２図に示
す。

従来の位置決め装置は特開昭５８−３１５６２の様に、
磁気ヘッド（ヘッド）１を搭載したロー・タリーキャリ
ッジ２を軸３に回転揺動可能に支持している。一対の偏
平なヨーク４は″：二一により一体に結合している。ヨ
ー′４の１側には偏平で扇形をした斗久磁石（ｙｃま単
に磁石と呼ぶ）６が図−パ、二はいないが４個対向配置
し、それぞれ４０合う、又向い合う磁石は反対の極性を
有し、−巡の磁気回路を構成して゛いる。偏平コイル７
はロータリーキャリッジ２に固定されるコイル支持体８
により支持され、永久磁石６０１間に配置される、コイ
ル７に電流が流れるとコイルア０発生する磁力と永久磁
石の磁力の作用、反作用によりコイル７に力が加わり、
軸３まゎりのトルクを発生し、これによりヘッド１は回
転運動を行っていた。

〔発明が解決ν上なとする問題点〕

しかし、前述の技術では、発生トルクの不均一が大きな
問題となっていた。

第３図は従来のヘッド位置決め装置のコイルと永久磁石
の位置を示す説明図である。

コイル７は軸３の中心１ｏまゎりに図中矢印１１方向に
コイル中心がＡ点からＢ点まで回転する。Ａ点とＢ点の
中間点を０点とする。Ａ点とＢ点の範囲をコイル揺動角
と呼ぶ。扇形の永久磁石６はコイル７をはさみ４つ対向
配置されており、そのうち片側の２つを図示しである。

永久磁石６は扇形をしているので半径方向１２の長さＬ
は一定である。コイル７がコイル揺動角中心０にある時
、コイル７を動かす力、即ちトルクは磁石上のコイル長
さ２ＸＭに比例する。コイル７がコイル揺動角の最大値
であるＡ点にある時はトルクは磁石上のコイル長さ２Ｘ
Ｎに比例して発生する。扇形の永久磁石６の場合はＬ＝
Ｍ＝Ｎであるので理想的にはコイル揺動角に対しトルク
は一定のはずである。しかし、実際、永久磁石６０発生
する磁束密度はコイル揺動角範囲で一定ではなく、特に
永久磁石６の端部では磁束の漏れが著しく、この漏洩磁
束は発生トルクに寄与しない。

従来のヘッド位置決め装置のトルク分布図を第４図に示
す。縦軸はコイル７に一定の電流を通電した時に回転体
を駆動させようとするトルクを示し、横軸はコイル７の
位置、即ちコイル揺動角を示す。前述のように、漏洩が
ない理想的な場合、トルク分布は破′ｓ１５に示す如く
コイル揺動角のどの点でも一定値である。しかし永久磁
石６端部での磁束漏れによりトルク分布は実ｍ１４に示
す如く、コイル揺動角中心０点付近で最大で、両端Ａ点
又はＢ点に近づくに従いトルクは低下し、磁石端に近い
Ａ点、Ｂ点付近では、急激に発生トルクが減少する事が
確認されていた。

このコイル揺動角内でのトルクの不均一は、コイルの運
動を制御する上で重大な欠陥となっていた。即ち制御回
路系の定数は一般的には固定であるので、ヘッドの位置
（コイル位置と同じ）によりトルクが大きく異るとサー
ボの伝達特性が変りヘッドの位置追従制御、ヘッド移動
制御が不可能になってしまうからである。

これを捕うため従来のヘッド位置決め装置ではトルクの
均一性を確保するため、コイル揺動角を減少させて使用
していた。しかし、これは同時に磁気ディスク装置等で
は使用データ領域を少なくし、ドライブの記録容量の低
下、１ｔ）ｉｔ当りのコスト増になっていた。また同じ
コイル揺動角を確保するためには漏洩磁束の効果が無視
でき゛る位まで永久磁石を広げる必要があった。磁石は
高価な希土類を使用するため装置全体のコストが上って
いた。ｉた大きなスペースも必要となった。

ヨークをつなぐ支柱はサイドヨークとも呼び磁気ディス
クの場合データー侶頼性を高める上で鉄等の磁性体で構
成されデータ面への磁束の漏れを防止する必要がある。

従って支柱が永久磁束に近いと、トルクの不均一は一層
助長されるため、支柱はできるだけ永久磁石から離す必
要があり、これは一層の装置の大型化につながっていた
。

以上のように従来のヘッド位置決め装置では、１）コイ
ル揺動角範囲内、特に両端部でのトルク不均一性が顕著
であった。

２）１）はコイル、即ちヘッドの位置追従制御、移動制
御を困難にしていた。

３）１）、２）　　を回避するため、磁気ディスク等で
はコイル揺動角をせばめざるを得ず、容量の低下、ビッ
ト当りのコスト増加の要因になっていた。

４）揺動角を広げるため、磁石を大きくシ、サイドヨー
クと磁石のクリアランスを大きくとるため大きなスペー
スを必要とし装置の小型軽量化を阻害し、コスト増加の
要因となっていた。

５）トルクの不均一性を補うため、制御回路側でバラツ
キの小さな高価な素子を使用する必要があり、装置のコ
スト増加の要因となっていた。

等の問題点を有する。

そこで本発明はかかる問題点を解決するもので、その目
的とするところは、小型、省スペースで１コイル揺動角
全域にわたり良好なトルク均一性を有しサーボ制御特性
が優れ、しかも磁石使用量の少ない安価なヘッド位置決
め装置を提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のヘッド位置決め装置は、軸に回転可能に支持さ
れヘッドを搭載したロータリーキャリッジ、四−タリー
キャリッジに固定される偏平コイル、偏平コイルを支持
するコイル支持体、コイルと軸方向に空げきを介して対
向配置される永久磁石、軸方向に配置される１対のヨー
クからなる揺動型ヘッド位置決め装置において、軸に対
する半径方向の永久磁石の長さがコイルの揺動角に対応
し変化する事を特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、永久磁石端部での漏洩に
よりトルク発生に寄与しない磁束の不足分を永久磁石端
部の半径方向の長さのみを増加させ、この永久磁石の磁
束増加によりトルク不足を補充し、コイル揺動角全域に
わたり均一なトルクを発生させるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明のヘッド位置決め装置の一例を示す平面
図である。

磁気ヘッド（ヘッド）１を搭載したロータリーキャリッ
ジ２を軸３に回転可能に支持しており、一対の偏平なヨ
ーク４は支柱５により一体に結合している。尚、ヨーク
４０片側は図示していない、′Ｂ−り４の内側にはコイ
ル揺動角に対応し、軸３に対する半径方向の長さが変化
する偏平な永久磁石６が４個対向配置されている。尚、
図面には片側２個の永久磁石６のみを示す。これら永久
磁石６はそれぞれ隣り合う、又向−合う永久磁石で反対
の極性を有して卆る。偏平コイル７はロータリーキャリ
ッジ２に固定されるコイル支持体８により支持され、永
久磁石６０間に配置される。これら要素の働きは前述の
通りである。

第５図は本発明のヘッド位置決め装置の一例を示す断面
図である。図に示される要素２番号１作用は前記と同様
である。一対の１−り４は２つに分れ、支柱（サイドヨ
ーク）５で結合されているが、これらを一体にしても良
い。また、上ｇＪ２個の永久磁石を除き、下ヨーク、永
久磁石、コイル、上ヨークの順に積層しても良い。更に
、前記の隣り合う２個の磁石を１個の磁石としその磁石
内で中心線に対し反対方向に着磁した磁石を使用しても
良い。

以後−の実施例はこれらを代表し磁石（永久磁石）４個
を使用する場合について述べる。

第６図は本発明のヘッド位置決め装置の一例のコイルと
永久磁石の位置を示す説明図である。

コイル７は軸３の中心１０まわりに図中矢印１１方向に
コイル中心がＡ点からＢ点まで回転する。

Ａ点とＢ点の間をコイルは揺動し、この角度をコイル揺
動角と呼ぶ。Ａ点とＢ点の中間を０点とする。永久磁石
６の形状は半径方向°１２の長さＬが端にいくに従って
増加する形状となっている。

コイル７を動かすトルクは永久磁石６上にあるコイル７
の長さに比例する。これをコイルの有効長Ｑと呼ぶ。コ
イル７がフィル揺動角中心Ｏにある時コイルの有効長Ｑ
はＱ＝Ｍ＋Ｍ’である。またコイル７がコイル揺動角の
最大値Ａ点にある場合はＱ＝Ｎ＋Ｎ’となる。今、永久
磁石の形状゛よりＭ＋Ｍ’　＞Ｎ＋Ｎ’である。゛ 、　第７図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動
角に対するコイルの有効長の変化を示す図である。縦軸
がコイルの有効長Ｑ１横軸にコイル揺動角仔をとる。前
記のように０点ではＱ、　＝　Ｍ−）−Ｍ’Ａ点又はＢ
点ではＱ、＝Ｎ＋Ｎ”１：’あり０点とＡ点間、０点と
Ｂ点間でＱは図中実線１５のように増加する。

Ｑはコイル揺動角αの関数ｆ（α）として示される。

第８図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動角に
対するコイルの有効長部分でのギヤツブ内磁束密度の変
化を示す説明図である。

縦軸はコイルの有効長部分に於る、下側磁石と上側磁石
の間に存在するギャップ（コイルの可動する空間）での
磁束密度Ｒをとる。横軸にはコイル揺動角αをとる。磁
束密度Ｒは実１ｉＡ１６の様に端部Ａ点、Ｂ点では磁束
の漏洩により低下する。従ってＲはコイル揺動角αの関
数ｇ（α）として記述される。

第９図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動角に
対する発生トルクの分布図である。

横軸にコイルの揺動角α、縦軸にコイルに通電した場合
の発生トルクＴをとる。

発生トルクＴは磁束密度Ｒとコイルの有効長Ｑの債に比
例する。Ｔ＝ＲＸＱ＝／（α）×１（α）となる。ここ
でｆ（α）はＯＡ間で増加、ｇ（α）はＯＡ間で減少す
る関数でありこれらの積はほぼ一定値Ｃを示す、Ｔ＝ｆ
（α）Ｘ！！（α）＋Ｑとなりコイル揺動角の範囲中実
線１７の如くほぼ一定値のトルクを得る事が可能となっ
た。換言すれば、永久磁石形状（長さＬ）をコイルの有
効長の増加傾向と磁束密度の減少傾向が相殺するように
決める事で、コイル揺動角内でのトルクの均一性を保つ
事ができ、特にコイルが永久磁石端部に接近してもトル
クの急激な減少を防ぐ事が可能となった。

第１０図は本発明のヘッド位置決め装置の永久磁石形状
の他の一例を示す説明図である。

永久磁石６は図のように不連続に形状を変化させても良
く略均−なトルクを得る事ができる。このような等脚台
形を基本にし、ＩＩ！ｇ隅（又は二隅）部に突起部を設
ける形状は皇作成上精度が出し易く従って中心１０に対
し永久磁石６の位置決めを高精度にできる。よってコイ
ル揺動角に対するトルク分布の形状のシフト（第９図に
於るトルク分布の横方向へのずれｉｔ）が小さくトルク
均一性を向上させる事ができた。

このように十分なトルク均一性がコイル揺動角の範囲内
で得られる事により、サーボの伝達特性の変化が少なく
、ヘッドの位置追従制御、ヘッド移動制御の信頼性が確
保され、磁気ディスク装置等の信頼性を大幅に向上させ
た。また制御回路では高精度で高価な素子を使用する必
要がないため装置の低価格化が実現できた。

第１１図は本発明のヘッド位置決め装置の磁気ディスク
装置への応用を示す平面図である。

筐体２０に固定された軸３にベアリング２１を介し回転
可能に取シ付けられたロータリーキャリッジ２の一端に
は磁気ヘッド１が固定され、回転する記録媒体２２に記
録再生を行う。筐体２０に固定された一対のヨーク４は
３カ所の支柱（サイドヨーク）により一体結合している
。ヨークの内側には本発明の形状を有する永久磁石６が
対向配置している。永久磁石６のすきまにロータリーキ
ャリッジ２に固定した偏平コイル７を保持するコイル支
持体８が配置される。コイル中心線がＡ点からＢ点まで
角度ＥＣコイル揺動角）で移動するとヘッド１は記録媒
体２２上を移動する。ヘッド回転角Ｐはコイル揺動角と
等しい、本発明の磁石形状の場合は前述のように磁石端
部の漏れ磁束によるトルクの低下が防げるためコイル揺
動角Ｅを十分広く確保ぐきた。またサイドヨーク５と永
久磁石６とのクリアランスＧ、Ｈを小さくしても、これ
による磁束の漏れを補正するような磁石形状を採用する
ことによりトルク均一性を確保できた。

また、これに要する磁石の増加分は非常に少なくてすむ
。従りてその分永久磁石６を大きくしコイル回転角Ｅを
一層増加させる事が可能になった。

またサイドヨーク５も十分大きくできるため記録媒体へ
の磁束の漏れも防止でき磁気ディスク装置のデータ信頼
性を向上させた。また上記のように小さな磁石を効率よ
く利用できるので装置の小型軽量化、低価格化を達成で
きた。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、 １）コイル揺動角範囲内での良好なるトルクの均一性が
確保できた。特に両端部でのトルクの低下の防止が実現
できた。

２）１）によりヘッドの位置追従制御、移動制御が容易
になり制御の信頼性が大幅に向上した３）小さな磁気回
路で、良好なトルク均一性を有する大きなコイル揺動角
を達成できたため、記録媒体の使用領域を広く活用でき
、容量の増加、ビット当りのコスト低減を実現できた４
）磁石、磁石とサイドヨーク間のクリアランスを小さく
できるためコンパクトな磁気回路となり装置の小型、軽
量化、低価格化が実現できた。

５）制御回路側では、高精度高価な素子を使用する必要
がないので、装置の低価格化が達成された。

６）サイドヨークを十分大きくとることができるため記
録媒体への漏洩磁束を防止でき、データ信頼性を大幅に
向上できた。

以上に示す様び効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッド位置決め装置の一例を示す平面
図。 第２図は従来のヘッド位置決め装置の一例の平面図。 第３図は従来のヘッド位置決め装置のコイルと永久磁石
の位置を示す説明図。 第４図は従来のヘッド位置決め装置のトルク分布図。 第５図は本発明のヘッド位置決め装置の一例を示す断面
図。 第６図は本発明のヘッド位置決め装置の一例のコイルと
永久磁石の位置を示す説明図。 。第７図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動角
に対す重コイルの有効長の変化を示す図。 第８図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動角に
対するコイルの有効長部分でのギヤツブ内磁束密度の変
化を示す説明図。 第９図は本発明のヘッド位置決め装置のコイル揺動角に
対する発生トルクの分布図。 第１０図は本発明のヘッド位置決め装置の永久磁石形状
の他の一例を示す説明図。 第１１図は本発明のヘッド位置決め装置の磁気ディスク
装置への応用を示す平面図。 １・・・・・・・・・磁気ヘッド、ヘッド２・・・・・
・・・・ロータリーキャリッジ３・・・・・・・・・軸 ４・・・・・・・・・ミータ ５・・・・・・・・・支柱（サイドヨーク）６・・・・
・・・・・永久磁石 ７・・・・・・・・・偏平コイル（コイル）８・・・・
・・・・・コイル支持体 １０・・・・・・（軸の）中心 ２０・・・・・・筐　体 ２１・・・・・・ベアリング ２２・・・・・・記録媒体 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士最上筋（他１名） 第１　区 第２区 つＳ３図 第４図 第５１７ Ｏ 第６図 フィルつ看娑−支ａ 第７図 第８Ｌ 第９図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸に回転可能に支持されヘッドを搭載したロータ
   リーキャリッジ、前記ロータリーキャリッジに固定され
   る偏平コイル、前記偏平コイルを支持するコイル支持体
   、前記コイルと軸方向に空隙を介して対向配置される永
   久磁石、軸方向に配置される１対のヨークからなる揺動
   型ヘッド位置決め装置において、前記軸に対する半径方
   向の前記永久磁石の長さが前記コイルの揺動角に対応し
   変化する事を特徴とするヘッド位置決め装置。
2. （２）永久磁石の両端の半径方向の長さが中央部の半径
   方向の長さより大きい事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のヘッド位置決め装置。