JP2610129B2 - ヘッドの位置決め装置における駆動モータの駆動力および作用点の設定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディスク装置のヘッドの位置決め装置に
おける駆動モータの駆動力および作用点の設定方法に関
するものである。

［従来の技術］ 第３図、第４図はそれぞれ特開昭58−211363号公報に
記載された従来のヘッドの位置決め装置を示すもので、
第３図は磁石を除き、ディスク板も共に示す側面図、第
４図は正面図を示す。図において、（1a）、（1b）は磁
束を発生する左右永久磁石、（2a）、（2b）は左右に設
けられた上永久磁石、（3a）、（3b）は下永久磁石、
（4a）、（4b）は左右永久磁石（1a）、（1b）のそれぞ
れに隣接して設けられた左右ヨーク、（5a）、（5b）は
左右に設けられた上ヨーク、（6a）、（6b）は下ヨー
ク、（7a）、（7b）はセンターヨーク、（8a）、（8b）
は駆動力を発生させるコイルで、（１）〜（８）で駆動
モータを構成している。（９）はヘッドを含むキャリッ
ジ、（10a）、（10b）は左右支持系、（11）はセンター
支持系、（12）はヘッドの対物レンズ用アクチュエー
タ、（13）は光ディスク板、（14）は光ディスク板（1
3）を回転させるモータであり、モータ（14）の中央を
中心として光ディスク板（13）は回転する。（15）はレ
ール、矢印A1、A2はヘッドの位置決め装置の移動方向で
あり、矢印A1は光ディスク板（13）の中心に向かう前方
向、矢印A2は後方向となる。

キャリッジ（９）を移動させる駆動力について、例え
ば第４図の向かって左側の駆動モータを用いて説明す
る。永久磁石（1a）、（2a）、（3a）で発生した磁束
は、コイル（8a）と鎖交してセンターヨーク（7a）、サ
イドヨーク（図示せず）、上ヨーク（5a）、下ヨーク
（6a）、左ヨーク（4a）を通り、永久磁石に戻るように
磁路を構成している。キャリッジ（９）の右側の駆動モ
ータに関しても同様であり、駆動力はコイルと磁束が鎖
交する部分で発生する。キャリッジ（９）は支持系（10
a）、（10b）、（11）により移動方向（矢印A1、A2方
向）に滑らかに支持されており、コイル（8a）、（8b）
で発生した駆動力によりレール（15）上を直線往復移動
して、ディスク板（13）上の希望位置にヘッドを位置決
めできる。光ディスク装置の場合は、ヘッドを位置決め
した後、アクチュエータ（12）の部分から光ビームをデ
ィスク板（13）上に入射して情報の書き込み、又は読み
取りを行う。従って可動部は、キャリッジ（９）、アク
チュエータ（12）、左右支持系（10a）、（10b）、コイ
ル（8a）、（8b）、及びセンターヨーク（7a）、（7b）
となる。左右の駆動力を効率よく働かせるためには、可
動部の移動方向の重心軸上に駆動力の作用点を持って来
ることが必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来のヘッドの位置決め装置では、単に
キャリッジの両側に対称な位置で駆動モータを取り付
け、結果として、可動部の重心軸と両駆動モータの合力
の作用軸とが一致することを開示するのみである。従っ
て、ヘッドの取り付け等により可動部の重心軸がキャリ
ッジの中心からずれて非対称な位置となった場合には、
補助質量物をキャリッジに付加する等により可動部の重
心軸を対称位置に修正するか、さもなくば駆動モータの
駆動力を調整するとともに各駆動モータとキャリッジと
の位置関係を調整する必要があるという問題点があっ
た。

この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、現実の個々の位置決め装置において、そ
の可動部の重心と駆動力の作用点を確実に一致させるこ
とができる、駆動モータの駆動力および作用点の設定方
法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］ この発明に係るヘッドの位置決め装置における駆動モ
ータの駆動力および作用点の設定方法は、コイルと磁石
による駆動モータをキャリッジの両側に設け、移動方向
に沿う可動部の重心軸および上記駆動モータの駆動力の
作用軸と上記移動方向に垂直な平面との交点をそれぞれ
可動部の重心および駆動モータの作用点とし、更に上記
垂直な平面に上記可動部の重心を原点とするXY座標面を
設定し、 上記各駆動モータは、それぞれ複数の駆動力発生部を
有し、これら駆動力発生部をそれぞれその駆動力を独立
に変化させて上記各駆動モータの駆動力の大きさおよび
上記XY平面内での作用点の位置を変更可能な構成とする
とともに、一方の駆動モータのそれぞれ駆動力をK1、作
用点のＸ座標・Ｙ座標P1x・P1y、他方の駆動モータのそ
れぞれ駆動力をK2、作用点のＸ座標・Ｙ座標P2x・P2yと
したとき、下記両式が共に成立するよう、上記各駆動モ
ータの駆動力および作用点を設定するようにしたもので
ある。

P1x・K1＋P2x・K2＝０ P1y・K1＋P2y・K2＝０ この場合、各駆動モータの構成単位である駆動力発生
部の駆動力を互いに変化させることで、複数の駆動力発
生部の駆動力の合成力である駆動モータとしての駆動力
の大きさおよびその作用点の位置を調整することができ
る。この結果、任意に決まる可動部の重心に対して、駆
動モータとキャリッジとの位置関係を変える等の煩雑な
手段を講じることなく、上記両式を同時に満足させるこ
とが可能となり、即ち、両駆動モータによる駆動力の合
成作用軸と可動部の重心軸とが完全に一致し、極めて円
滑で効率の良いキャリッジの移動動作特性が得られる。

また、駆動モータのコイルの巻数を変化させること
で、当該コイルと鎖交する磁束の本数が変化し、駆動モ
ータの駆動力の大きさを変化させることができ、上式を
満たすための設定が確実になされる。

また、駆動モータの磁気回路の空隙磁束密度を変化さ
せることで、駆動モータの駆動力の大きさを変化させる
ことができ、更に、この空隙磁束密度の変更を駆動力発
生部毎に行えば、駆動モータの駆動力の作用点の位置を
変化させることができ、上式を満たすための設定が確実
になされる。

［実施例］ 第１図、第２図はそれぞれこの発明の一実施例による
ヘッドの位置決め装置における駆動モータの駆動力およ
び作用点の設定方法を示すもので、第１図は磁石を除
き、ディスク板も共に示す側面図、第２図は正面図を示
す。図において、（１）〜（15）は従来装置と同一、又
は相当部分を示すものであり、（16）は可動部の移動方
向の重心軸がこの移動方向に垂直な平面と交叉する位置
を示しており、重心と称する。P1、P2はそれぞれキャリ
ッジ（９）の向かって左側コイル（8a）、右側コイル
（8b）の駆動力の作用点である。即ち、第２図におい
て、紙面と垂直な方向となる両コイル（8a）（8b）の駆
動力の作用軸とこれに垂直な平面（同図の紙面）との交
点を作用点P1、P2とする。なお、この作用点（P1）、
（P2）における駆動力をそれぞれK1、K2とする。

第５図は第２図に向かって左側の駆動モータを例にと
って、その駆動力発生部分を拡大して示す斜視図であ
る。図において、（B1）〜（B3）はそれぞれ駆動力発生
部を構成する永久磁石（1a）〜（3a）で発生してコイル
（8a）と鎖交し、センターヨーク（7a）に入る磁束であ
る。この磁束（B1）〜（B3）がコイル（8a）に流れる電
流と鎖交することにより、フレミングの法則によって移
動方向Ｚ（又は−Ｚ）方向に力が発生する。

（K11）〜（K13）はそれぞれ磁束（B1）〜（B3）によ
り発生した駆動力であり、例えば鎖交する磁束の数によ
って発生する駆動力の大きさが決まる。第５図におい
て、磁束密度が均一とすると、それぞれの永久磁石（1
a）〜（3a）で駆動力（K11）〜（K13）の作用する作用
点（P11）〜（P13）は、それぞれの磁束（B1）〜（B3）
が鎖交するコイルの面の中央付近に発生する。図示した
駆動モータの駆動力はこれらの合力（K1）になる。

次に、合力（K1）の作用する作用点（P1）の位置につ
いて説明する。今、作用点（P1）を原点として、Ｘ軸、
Ｙ軸を図のようにとる。作用点（P11）〜（P13）からＸ
軸、Ｙ軸に垂線を下ろして交わった点をそれぞれ（P11
X）〜（P13X）、（P11Y）〜（P13Y）とすると、下式
（１）、（２）が成立する。作用点（P1）を原点とする
座標値なので、作用点（P11X）、（P13Y）は負の値であ
る。

P11X・K11＋P12X・K12＋P13X・K13＝０ ・・・（１） P11Y・K11＋P12Y・K12＋P13Y・K13＝０ ・・・（２） 上記式（１）、（２）が成り立つ点が作用点（P1）の
位置であり、この点が合力（K1）の作用点である。

従って、永久磁石（1a）、（2a）、（3a）、の強さを
それぞれ独立して変化させることにより、それぞれの磁
気回路の磁束密度を変化させ、作用点を上下左右に自在
に移動することができる。例えば、下永久磁石（3a）に
対して上永久磁石（2a）の強さを強くすると、作用点
（P1）を上に移動することができる。

また、磁石（1a）、（2a）、（3a）の種類を変えずに
磁石（1a）、（2a）、（3a）と、センターヨーク（7a）
との間の距離を変えてもよい。

次に、両側の駆動力と可動部重心との位置関係につい
て説明する。まず、重心軸について第６図に基づいて説
明する。第６図は両側の駆動力と可動部の重心位置関係
を示す説明図である。可動部の重心のXY平面上での位置
をＧ（Ｘ、Ｙ）とする。可動部はＺ軸に沿って動くの
で、XY平面から見た位置は変化しないが、YZ平面から見
ると重心点はＺ軸に平行に移動する。この重心点の軌跡
を重心軸と呼ぶ。この実施例において、移動はＺ軸に平
行なので力の作用点がＺ方向にずれている分は問題な
く、XY平面から見た重心の位置と駆動力の作用点の位置
関係について考える。

左右の駆動モータの駆動力を合成した力の作用点と重
心位置Ｇ（Ｘ、Ｙ）とが一致すれば、重心位置とこの合
成作用点との距離が０になるのでモーメントが発生せ
ず、振動が発生しない。

次に、上記したモーメントを０とするための条件につ
いて述べる。今、重心位置Ｇ（Ｘ、Ｙ）をXY座標の原点
とし、作用点（P1）、（P2）からＸ軸、Ｙ軸に垂線を下
ろして交わった点をそれぞれP1x、P1y、P2x、P2yとす
る。ここでは、P1x、P1yは負の値となる。

P1x・K1＋P2x・K2＝０ ・・・（３） P1y・K1＋P2y・K2＝０ ・・・（４） 上式（３）、（４）が共に成立するように作用点（P
1）、（P2）の位置や駆動力（K1）、（K2）の大きさを
定めればよい。

この実施例では、第５図で詳述した通り、コイル（8
a）（8b）の３面に配置された駆動力発生部に発生する
３つの駆動力のそれぞれを独立して変化させ、これによ
って駆動モータの駆動力の大きさは勿論、その作用点を
自由に変化させることができる構成としたので、従来の
ように、キャリッジと駆動モータとの取付位置を変更し
たり、補助質量物を付加して重心位置を変える等の煩雑
な手段を講じることなく、上記（３）（４）を確実に成
立させることができる。

なお、上記実施例では空隙磁束密度を変化させること
によって、駆動モータの駆動力を調節するようにしてい
るが、式（３）、（４）を満たすように、コイル（8
a）、（8b）の巻数を変化させ、コイルと鎖交する磁束
の本数を変えるようにしてもよい。

また、磁束（B1）〜（B3）の本数のそれぞれを変える
手段としては、例えば永久磁石（1a）、（1b）、（2
a）、（2b）、（3a）、（3b）の種類や厚さを変える
と、磁束密度の大きさを変えることができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、各駆動モータは、そ
れぞれ複数の駆動力発生部を有し、これら駆動力発生部
をそれぞれその駆動力を独立して変化させる構成として
上記各駆動モータの駆動力の大きさおよび上記XY平面内
での作用点の位置を設定するようにしたので、駆動モー
タとキャリッジとの位置関係を変える等の煩雑な手段を
講じることなく、両駆動モータによる駆動力の合成作用
軸と可動部の重心軸とを完全に一致させることができ、
極めて円滑で効率の良いキャリッジの移動動作特性が得
られる。

また、駆動モータのコイルの巻数を変化させること
で、当該コイルと鎖交する磁束の本数が変化し、駆動モ
ータの駆動力の大きさを変化させることができ、上記合
成作用軸と重心軸とをより確実に一致させることができ
る。

また、駆動モータの磁気回路の空隙磁束密度を変化さ
せることで、駆動モータの駆動力の大きさを変化させる
ことができ、更にこの空隙磁束密度の変更を駆動力発生
部毎に行うことで、駆動モータの駆動力の作用点の位置
を変化させることができ、上記合成作用軸と重心軸とを
より一層確実に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ発明の一実施例による、ヘッ
ドの位置決め装置における駆動モータの駆動力および作
用点の設定方法を説明するためのもので、第１図はディ
スク板に対してヘッドを位置決めする時のディスク板と
可動部を示す側面図、第２図は磁石も共に示す正面図、
第３図、第４図はそれぞれ従来のヘッドの位置決め装置
を示すもので、第３図はディスク板に対してヘッドを位
置決めする時のディスク板と可動部を示す側面図、第４
図は磁石も共に示す正面図、第５図はこの発明の一実施
例に係り、一方側の駆動力発生部分を拡大して示す説明
図、第６図は一実施例に係り、両側の駆動力と可動部の
重心位置関係を示す説明図である。 （1a）、（1b）、（2a）、（2b）、（3a）、（3b）……
磁石、（8a）、（8b）……コイル、（９）……キャリッ
ジ、（16）……重心位置。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 学 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−211363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−39846（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−165772（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルと磁石による駆動モータをキャリッ
   ジの両側に設けて上記キャリッジを移動させるヘッドの
   位置決め装置における駆動モータの駆動力および作用点
   の設定方法において、 上記移動方向に沿う可動部の重心軸および上記駆動モー
   タの駆動力の作用軸と上記移動方向に垂直な平面との交
   点をそれぞれ可動部の重心および駆動モータの作用点と
   し、更に上記垂直な平面に上記可動部の重心を原点とす
   るXY座標面を設定し、 上記各駆動モータは、それぞれ複数の駆動力発生部を有
   し、これら駆動力発生部をそれぞれその駆動力を独立に
   変化させて上記各駆動モータの駆動力の大きさおよび上
   記XY平面内での作用点の位置を変更可能な構成とすると
   ともに、一方の駆動モータのそれぞれ駆動力をK1、作用
   点のＸ座標・Ｙ座標をP1x・P1y、他方の駆動モータのそ
   れぞれ駆動力をK2、作用点のＸ座標・Ｙ座標をP2x・P2y
   としたとき、下記両式が共に成立するよう、上記各駆動
   モータの駆動力および作用点を設定するようにしたこと
   を特徴とするヘッドの位置決め装置における駆動モータ
   の駆動力および作用点の設定方法。 P1x・K1＋P2x・K2＝０ P1y・K1＋P2y・K2＝０
2. 【請求項２】コイルの巻数を変化させることにより、駆
   動モータの駆動力の大きさを変化させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のヘッドの位置決め装置に
   おける駆動モータの駆動力および作用点の設定方法。
3. 【請求項３】駆動モータの磁気回路の空隙磁束密度を変
   化させることにより、駆動モータの駆動力の大きさまた
   は作用点の位置を変化させることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載のヘッドの位置決め装置
   における駆動モータの駆動力および作用点の設定方法。