JPS61154471A - Rotary actuator - Google Patents
Rotary actuatorInfo
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- JPS61154471A JPS61154471A JP59280300A JP28030084A JPS61154471A JP S61154471 A JPS61154471 A JP S61154471A JP 59280300 A JP59280300 A JP 59280300A JP 28030084 A JP28030084 A JP 28030084A JP S61154471 A JPS61154471 A JP S61154471A
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- JP
- Japan
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- magnetic pole
- pole teeth
- movable element
- magnetic
- mover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion 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
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、固定ディスク装置のヘッド等を駆動するロー
タリー型アクチュエータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a rotary actuator for driving a head or the like of a fixed disk device.
従来の技術
近年、パーソナルコースのコンピュータの機能向上に伴
なって、外部記憶装置の大容量化が進んでいる。このよ
うな背景から、固定ディスク装置もより小型なものが要
望されており、装置の小型化の為に、磁気ヘッド駆動用
アクチュエータもより小さくコンパクトにする必要があ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, as the functionality of personal computer computers has improved, the capacity of external storage devices has been increasing. Against this background, there is a demand for smaller fixed disk devices, and in order to miniaturize the device, it is also necessary to make the actuator for driving the magnetic head smaller and more compact.
以下、従来の固定ディスク装置に用いられているアクチ
ュエータについて説明する。Hereinafter, an actuator used in a conventional fixed disk device will be explained.
第6図は、従来のヘッド駆動用アクチュエータの第1の
例の駆動部分の断面全示すもので、11はコイル、12
は磁石、13は固定子ヨーク、14は磁気ヘッド、15
は磁気ディスクである。FIG. 6 shows the entire cross section of the drive part of the first example of the conventional head drive actuator, in which 11 is a coil, 12
is a magnet, 13 is a stator yoke, 14 is a magnetic head, 15
is a magnetic disk.
尚この図では可動子コイルを支える支持機構は図示して
いない。Note that a support mechanism for supporting the movable coil is not shown in this figure.
この駆動方式は、通常ボイスコイル式リニアモータと呼
ばれているもので、ボイスコイルを鎖交する磁束と、コ
イル電流により矢印方向の推力が発生する。移動の方向
は、コイル電流の方向により選択することができる。ヘ
ッドの位置決めは、通常ディスク面にあらかじめ記録さ
れているサ−ホトツクから信号を得て位置の閉ループを
形成することによって行なう。This drive system is usually called a voice coil type linear motor, and thrust in the direction of the arrow is generated by magnetic flux interlinking the voice coil and coil current. The direction of movement can be selected by the direction of the coil current. The positioning of the head is usually performed by obtaining a signal from a surfactant previously recorded on the disk surface to form a closed position loop.
第7図は第2の従来例を示す斜視図で、16はボイスコ
イル、17は磁石、18は固定子ヨーク、19は軸受機
構、20は磁気ヘッド、21は磁気デススフである。ボ
イスコイル及び固定子ヨーク。FIG. 7 is a perspective view showing a second conventional example, in which 16 is a voice coil, 17 is a magnet, 18 is a stator yoke, 19 is a bearing mechanism, 20 is a magnetic head, and 21 is a magnetic desulfur. Voice coil and stator yoke.
磁石を円弧状に形成し、支持は一点で行なうロータリー
型のアクチュエータである。It is a rotary type actuator in which the magnet is formed into an arc shape and is supported at one point.
第8図は第3の従来例を示す斜視図で、22はステッピ
ングモータ、23はプーリ、24はスチールバンド、2
6は軸受機構、26は磁気へ・フド、27は磁気ディス
クである。FIG. 8 is a perspective view showing the third conventional example, in which 22 is a stepping motor, 23 is a pulley, 24 is a steel band, 2
6 is a bearing mechanism, 26 is a magnetic cover, and 27 is a magnetic disk.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記構成において、第6図に示すボイス
コイル式のモータでは、固定子の空隙の中にコイル11
がはいっている為、空隙全コイル11の厚み以上にとる
必要がある。空隙は通常数組の値で、磁束密度を大きく
することができず、推力を出す為に有効面積音大きくす
るので、モータが全体的に大きくなるという欠点がある
。また、第4図では示していないが、ボイスコイルの直
線運動?支える支持機構も複雑なものになる。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, in the voice coil type motor shown in FIG.
, so the gap must be greater than the thickness of the entire coil 11. The air gap usually has several values, so the magnetic flux density cannot be increased, and the effective area sound must be increased to generate thrust, which has the disadvantage that the motor becomes larger overall. Also, although it is not shown in Figure 4, is the linear motion of the voice coil? The supporting mechanism that supports it also becomes complicated.
また第7図に示すロータリー型においては、軸受機構は
簡単になるが、磁気回路を構成する固定子が犬きくなる
のは第6図に示す例と同様である。Further, in the rotary type shown in FIG. 7, the bearing mechanism is simple, but the stator constituting the magnetic circuit is stiffer, as in the example shown in FIG. 6.
さらに、第8図の例においては、駆動源として回転型の
ステッピングモータを用いているだめ、位置のフィード
バックなしに位置決めができるが、逆に細かいピッチの
位置決めができないので、記憶容量を大きくする為に記
録密度を上げる場合には向いていない。Furthermore, in the example shown in Fig. 8, since a rotary stepping motor is used as the drive source, positioning can be performed without position feedback, but conversely, fine pitch positioning is not possible, so it is necessary to increase the storage capacity. It is not suitable for increasing recording density.
本発明は、上記従来の問題点?解消するもので小型、高
出力で、支持機構の簡単なロータリー型アクチュエータ
全提供することを目的とする。Does the present invention solve the above-mentioned conventional problems? The purpose of the present invention is to provide a rotary type actuator that is small in size, has high output, and has a simple support mechanism.
問題点全解決するための手段
本発明は、略扇型の断面を有する磁性体コア外周面の円
周方向に等角度ビ、ソチで形成された磁極歯を持つ可動
子と、可動子外周面の円弧の中心で可動子全回転自在に
支える軸受機構と、可動子磁極歯外周面と一定の空隙を
保って配置され、かつ可動子磁極歯と等しい角度ピッチ
の磁極歯から成る複数の互いに位相の異なる磁極歯群を
備えた固定子コアと、巻線と、可動子磁極歯の位置全検
出する検出器を備えた固定子からロータリー型アクチュ
エータ全構成したものである。Means for Solving All Problems The present invention provides a mover having magnetic pole teeth formed at equal angles in the circumferential direction of the outer circumferential surface of a magnetic core having a substantially fan-shaped cross section, and a mover having magnetic pole teeth formed on the outer circumferential surface of the mover. A plurality of mutually phased bearing mechanisms that support the mover for full rotation at the center of the circular arc of the mover, and magnetic pole teeth that are arranged with a constant gap from the outer peripheral surface of the mover's magnetic pole teeth and have the same angular pitch as the mover's magnetic pole teeth. The rotary actuator is entirely composed of a stator core equipped with different groups of magnetic pole teeth, a winding, and a stator equipped with a detector that detects the entire position of the movable magnetic pole teeth.
作用
上記構成によれば、固定子と可動子外周面めて配置する
ことができ、空隙を小さくすることにより小型で高出力
のアクチュエータを得ることができる。Effects According to the above configuration, the stator and the movable element can be arranged so that the outer circumferential surfaces of the movable element are flush with each other, and by reducing the gap, it is possible to obtain a compact and high-output actuator.
実施例
第1図から第3図は、本発明の第1の実施例を示すもの
で、第1図は斜視図、第2図は上面図、第3図は断面図
である。第1図から第3図において、1は外周面の円周
方向に等角度ピッチで形成された磁極歯(図示せず)を
備えた可動子コア、2は可動子コア1を支える可動子フ
レーム、3は可動子コア1と可動子フレーム2とより成
る可動子を回転自在に支持する軸受装置4は可動子コア
1の磁極歯外周面と一定の空隙を保って配置される固定
子コア、6は固定子コア4に巻装される巻線、6は可動
子磁極歯の位置全検出する位置検出器である。Embodiment FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a top view, and FIG. 3 is a sectional view. In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a mover core equipped with magnetic pole teeth (not shown) formed at equal angular pitches in the circumferential direction of the outer peripheral surface, and 2 a mover frame that supports the mover core 1. , 3 is a stator core that rotatably supports a movable element composed of a movable core 1 and a movable frame 2, and is arranged with a constant gap from the outer peripheral surface of the magnetic pole teeth of the movable core 1; 6 is a winding wound around the stator core 4, and 6 is a position detector that detects the entire position of the movable magnetic pole teeth.
固定子コア4は、可動子磁極歯と等しい角度ピッチの磁
極歯からなる6つの磁極歯群を有しており、a、b、c
はそれぞれ晃ピッチの位相差金持ち、又d、e、fも同
様にそれぞれ係ピ、ナチの位相差を持つ。そしてaとd
、bとe 、c(!:fはそれぞれ凭ピッチの位相差を
持っている。なお、磁極歯群a、b、cとd、e、f’
は機械的には結合されているものの、連結部は磁気飽和
の為、磁気的には開放されている。巻線6は各磁極歯群
a。The stator core 4 has six magnetic pole tooth groups consisting of magnetic pole teeth with the same angular pitch as the mover magnetic pole teeth, a, b, c
have a phase difference of a small pitch, respectively, and similarly, d, e, and f have a phase difference of a small pitch and a small pitch, respectively. and a and d
, b, e, c (!: f have a phase difference of the pitch of each pole. In addition, the magnetic pole tooth groups a, b, c and d, e, f'
Although they are mechanically coupled, the connecting portion is magnetically open due to magnetic saturation. The winding 6 has each magnetic pole tooth group a.
b r ’ + dl ’ I fにそれぞれ巻回され
ている。br' + dl' If, respectively.
以上の構成において巻線5に通電しない場合は、固定子
コア4と可動子コア1間には力は働かない。In the above configuration, when the winding 5 is not energized, no force acts between the stator core 4 and the movable core 1.
固定子にマグネット’l付加する、いわゆるハイブリッ
ド型においては、コギングが発生し、位置決め精度に影
響を与えたが、本発明の装置ではコギングは発生しない
。In the so-called hybrid type in which a magnet is added to the stator, cogging occurs and affects positioning accuracy, but cogging does not occur in the device of the present invention.
各巻線への通電指令全外部から与えてやれば、本装置は
通常のステンビングモータの様に動く。If the energization command to each winding is given from the outside, this device operates like a normal stevening motor.
本発明では、通電巻線の切替えを位置検出器6の信号に
よって行なう。位置検出器6には3つのセンサが備えら
れ、各センサは、可動子磁極歯に対して、1に+nピッ
チ(n=o、1.2・・・・・・)ずつずれた位置に配
置され、可動子の回転によりそれぞれ1200位相のず
れた信号上発生する。この信号によって電流を切替える
。In the present invention, switching of the energized windings is performed by a signal from the position detector 6. The position detector 6 is equipped with three sensors, and each sensor is arranged at a position shifted by 1+n pitches (n=o, 1.2...) with respect to the mover magnetic pole teeth. The rotation of the mover generates signals with a phase shift of 1200 degrees. This signal switches the current.
例えば、固定子コア4の$極歯群a、b、c。For example, the $ pole tooth groups a, b, c of the stator core 4.
d、e、fが、それぞれ、0ピンチ、V3ピッチ。d, e, and f are 0 pinch and V3 pitch, respectively.
%ピッチ、捧ピッチ、112+殆どツチ、捧+殆ピッチ
ずれているとする。又、位置検出器6の信号が第4図の
様になっているとする。そのとき、第6図に示される様
な基本回路により駆動すれば、可動子は回転する。Assume that the pitch is % pitch, the pitch is 112 + almost pitch, and the pitch is shifted by 112 + almost pitch. Also, assume that the signal from the position detector 6 is as shown in FIG. At that time, if driven by a basic circuit as shown in FIG. 6, the mover rotates.
駆動回路で、タイミングを調整し、各コアの発生するト
ルクを最大にすることもできる。The drive circuit can also adjust the timing to maximize the torque generated by each core.
また、本発明の様な構造は、空隙寸法が100μm以下
と、小さくできるため、ボイスコイルモータに比してト
ルク/体積比を太きくすることが可能である。Further, in the structure of the present invention, the gap size can be made as small as 100 μm or less, so it is possible to increase the torque/volume ratio compared to a voice coil motor.
さらに、通電電流を正弦波とすれば、各コアからのトル
ク発生が滑らかに切替り、はとんどトルクリップルのな
い動作が得られる。Furthermore, if the applied current is made into a sine wave, the torque generation from each core can be smoothly switched, and operation with almost no torque ripple can be obtained.
発明の効果
以上の様に、本発明によれば、可動子コアと固定子コア
の空隙が小さくできる為、トルクか大である。コギング
がない為、位置決め動作が行ない易くなる。巻線に正弦
波電流全通電することにより、はとんどトルクリップル
のない動作が得られる。ロータリー構造の為、精度が出
やすく、部品点数も少ないなど、多くの利点が生じる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the gap between the mover core and the stator core can be reduced, so that the torque is large. Since there is no cogging, positioning operations are easier to perform. By applying full sinusoidal current to the windings, operation with almost no torque ripple can be obtained. Due to the rotary structure, there are many advantages such as high accuracy and a small number of parts.
第1図から第3図は本発明の実施例全示し、第1図は斜
視図、第2図は上面図、第3図は断面図である。第4図
は位置検出器の出力信号の波形図、第6図は基本駆動回
路の回路図、第6図は従来のリニアボイスコイル方式の
アクチュエータの断面図、第7図は従来のロータリーボ
イスコイル方式のアクチュエータの斜視図、第8図は従
来ステッピングモータ金使用したアクチュエータの斜視
図である。
1・・・・・・可動子コア、2・・・・・・可動子フレ
ーム、3・・・・・・軸受装置、4・・・・・・固定子
コア、5・・・・・・巻線、6・・・・・・位置検出器
。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
/−一一可動子ゴア
第3図
区 0
第5図
第6図
第 7 図
?l1 to 3 show all embodiments of the present invention, with FIG. 1 being a perspective view, FIG. 2 being a top view, and FIG. 3 being a sectional view. Fig. 4 is a waveform diagram of the output signal of the position detector, Fig. 6 is a circuit diagram of the basic drive circuit, Fig. 6 is a sectional view of a conventional linear voice coil type actuator, and Fig. 7 is a conventional rotary voice coil type actuator. FIG. 8 is a perspective view of an actuator using a conventional stepping motor. 1... Mover core, 2... Mover frame, 3... Bearing device, 4... Stator core, 5... Winding, 6...Position detector. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure/-11 Mover gore Figure 3 Area 0 Figure 5 Figure 6 Figure 7? l
Claims (1)
の円周方向に沿って、等しい中心角度ピッチで切られた
磁極歯を備えた可動子と、前記可動子を円弧中心で回転
自在に支える軸受装置と、前記可動子の磁極歯の外周面
と一定の空隙を保って配置され、可動子磁極歯と等しい
角度ピッチの磁極歯からなる互いに位相のずれた複数個
の磁極歯群を備えた固定子コアと、巻線と、可動子磁極
歯の位置を検出する位置検出器を備えた固定子からなる
ロータリー型アクチュエータ。A movable element having magnetic pole teeth cut at equal center angular pitch along the circumferential direction of the arcuate outer peripheral surface of a core made of a magnetic material having a substantially fan-shaped cross section, and the movable element being rotatable around the arc center. a bearing device supporting the movable element; and a plurality of magnetic pole tooth groups arranged to maintain a constant gap with the outer circumferential surface of the magnetic pole teeth of the movable element and having mutually shifted phases, each consisting of magnetic pole teeth having an angular pitch equal to that of the movable element magnetic pole teeth. A rotary actuator consisting of a stator core provided with a stator core, a winding wire, and a stator provided with a position detector that detects the position of a movable magnetic pole tooth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280300A JPS61154471A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Rotary actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59280300A JPS61154471A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Rotary actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154471A true JPS61154471A (en) | 1986-07-14 |
Family
ID=17623060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59280300A Pending JPS61154471A (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Rotary actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61154471A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044084A3 (en) * | 1999-01-21 | 2000-11-02 | Stridsberg Innovation Ab | An electric motor |
| SG106624A1 (en) * | 2000-09-27 | 2004-10-29 | Seagate Technology Llc | Magnetless actuator for disc drive |
| US6921999B1 (en) * | 1999-01-21 | 2005-07-26 | Stridsberg Innovation Ab | Electric motor |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59280300A patent/JPS61154471A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044084A3 (en) * | 1999-01-21 | 2000-11-02 | Stridsberg Innovation Ab | An electric motor |
| US6921999B1 (en) * | 1999-01-21 | 2005-07-26 | Stridsberg Innovation Ab | Electric motor |
| SG106624A1 (en) * | 2000-09-27 | 2004-10-29 | Seagate Technology Llc | Magnetless actuator for disc drive |
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