专利名称：线性读写机构和磁盘设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在磁盘设备中用作定位装置的线性读写机构，特别涉及要求具有高定位精度的线性读写机构。
在具有线性读写机构的传统磁盘设备中，作为驱动力的反作用而施加在线性读写机构上的反作用力，或者被整个磁盘设备的刚性所吸收，或者在线性读写机构上安装一个枪上用的反作用吸收机构，反作用吸收机构应用如日本实用新型专利申请公开号49-49，799，中所描述的由摩擦产生的阻尼作用，以同时摆动一个击发活塞和一个反作用活塞从而在它们之间产生180°的相位差来吸收反作用，如日本专利申请公开号JP-A-58-132，470中所述，或者如日本实用新型公布号49-9，680中所述的应用喷射高压气体来产生反作用力的方法。
磁盘设备的线性读写机构在查找操作中是以20至30赫兹的平均频率驱动的，而在跟踪操作中则是以十倍于此或更高的频率驱动的。在由磁盘设备的刚性吸收施加在线性读写机构上的反作用力的情况中，减震操作不能跟上如此宽的频率范围。此外，磨擦表面会产生磨损，从而降低磁盘设备的可靠性。再者，在使用反作用缓冲机构的情况中，反作用缓冲机构不能在如此宽的频率范围内跟踪摆动，而且是容易受温度影响的。
本发明的一个目的是提供一种能减小加在其上的励磁力从而减轻整个磁盘设备的震动，并以此增进线性读写机构的定位精度的一种线性读写机构。
本发明的另一目的是提供一种震动大为减轻的磁盘设备。
根据本发明的一个特点，装置了一个包括一个能在导面上线性地移动的车架的线性读写机构，一个引导车架的导向机构，一个用于使车架作线性往复运动的直线电机的底座，其读写机构包括抗反作用力生成装置，用于生成抵销驱动车架的驱动力的反作用力，抗反作用力的作用点位于作用于台架上的驱动力的作用方向的直线上。
根据本发明的另一特点，提供了一种具有用于减小由于线性读写机构的驱动力而产生的反作用力的反作用力减弱装置的磁盘设备，该反作用力减弱装置所用的方法是在线性读写机构上施加一个与反作用力方向差180°的力，其中该反作用力减弱装置至少包括一对电致伸缩元件，一个插在电致伸缩元件之间并可移动的平衡块，以及一个驱动电致伸缩元件的驱动装置。
根据本发明，一个与驱动力的反作用力大小相等方向相反的力被施加在线性读写机构的驱动部件上，以消除作用在驱动部件上的励磁力。再者，当抗反作用力生成机构是以直线电机组成时，该抗反作用力生成机构能跟上用于驱动磁头的宽频率范围内的各种频率，从而使施加在驱动部件上的励磁力大为减小。
图1是磁盘设备中所包括的一种本发明线性读写机构的一个实施例的纵断面图。
图2是图1中抗反作用力生成装置的放大图。
图3是图1中反作用车架的导向机构的纵断面图。
图4是磁盘设备中所包括的一种创造性线性读写机构的另一个实施例的纵断面图。
图5是图4抗反作用力生成装置的纵断面图。
图6是一种创造性线性读写机构的又一个实施例的抗反作用力生成装置的纵断面图。
图7是图6中的抗反作用力生成装置的改进型号的纵断面图。
图8是沿图7中Ⅷ-Ⅷ′线剖开的断面图。
图9是以时间为横坐标轴，表示线性读写机构的驱动部件在驱动力的反作用下的加速度变化图。
图10是以时间为横坐标轴，表示图9中的加速度的导数对应于时间的变化图。
图11是为时间为横坐标轴，表示抗反作用力生成装置所生成的力的变化图。
图12是以时间为横坐标轴，表示施加了图11中的力的驱动部件的加速度变化图。
图13是磁盘设备中包括的一种创造性线性读写机构的又另外一个实施例的纵断面图。
图14是用于解释防震原理的一个模型的示意图。
图15是以时间为横坐标轴，表示基于驱动力的反作用力F2以及震动抑制力F D各目的变化波形图。
图16是以时间为横坐标轴，直线电机磁铁的加速度的导数以及平衡块的加速度的导数各自对应于时间的变化波形图。
图17表示以计算所得的波形的减震力作用下的直线电机磁铁加速度波形图。
图18是图17中示出的两种加速度波形的各自所包含的频率成份图。
图19是防震控制线路的一个例示的框图。
图20是防震控制线路的另一个例示的框图。
图21是防震控制线路的又另一个例示如框图。
图22是反作用力减弱装置的纵断面图，它由单一的层压电致伸缩元件和单一的平衡块构成。
图23是根据本发明的一种反作用力减弱装置的一个实施例的纵断面图。
图24是驱动图23中的实施例的一种方法的波形图。
图25是根据本发明的一种反作用力减弱装置的另一个实施例的纵断面图。
图26是沿图25中Ⅰ-Ⅰ线剖开的剖面图。
图27是根据本发明的一种反作用力减弱装置的又一个实施例的平面图，该实施例是旋转型装置。
图28是应用形状记忆合金的一种创造性反作用力减弱装置的一个实施例的纵断面图。
图29是以图24中所示方式驱动一对层压电致伸缩元件的控制电路的框图。
现在，参照图1对包括根据本发明的一种线性读写机构的一个实施例的磁盘设备作一说明，参见图1，磁盘设备包括一个用于读写数据的磁头2，一根用于固定并转动存储数据的磁盘的芯轴1，一台用于转动芯轴1的电机3，一个用于固定磁头2和完成访问操作的支架4，一台使支架4实现访问操作的直线电机7，驱动直线电机7的驱动线路5，用以支持部件3，4和7的底座8，以及协同底座8将部件1，2，3，4和7与外界屏敝的上盖9。下面对磁盘设备的操作进行说明。车架4受直线电机7的驱动在导轨6上往复运动。从而，数据被写入或读自磁盘。为了对磁盘的这一写或读操作，必须将安装在车架4的一端的磁头2精确地定位在磁盘上的一个要求位置。磁头2的定位精确度不仅取决于车架4被导轨6引导的精确性，同时取决于应用由磁头2从磁盘上测得的位置信号的驱动电路5的工作精确度。然而，定位精度受到驱动车架4的驱动力的反作用的不利影响。即，驱动力的反作用导致的励磁力作用在驱动部件上，而且励磁力生成的震动会传播到底座8上。从而使芯轴1摆动，结果，产生了磁盘与磁头2之间的相对位移，导致定位误差。为了解决这一问题，在磁盘设备中加入了一个抗反作用力生成装置，如图1所示。抗反作用力生成装置由一台以磁屏蔽材料10与直线电机7相接的反作用直线电机14，一个受反作用直线电机14驱动的反作用车架11，反作用平衡块12与15固定在反作用支架11的两端，以及用于驱动反作用车架11和导向滑轮16的驱动电路13，导向滑轮室用于引导反作用车架11的。
下面，将对抗反作用力生成装置的操作作一说明。当车架4被驱动时，一个反作用在直线电机7上。这一反作用力导致驱动部件震动，如此产生的震动会传播到各部件。即各部件震动。结果，磁头2与磁盘之间产生相对位移。从而磁头2的定位精度降低而产生读/写错误。当抵销在驱动支架4时所产生的反作用力的一个力与反作用力作用在驱动部件的同时作迷谇考保考雌鹄慈缑挥辛ψ饔迷谄渖弦谎４佣跣×饲考恼鸲勾磐 的定位精度得到增进。抵销反作用力的力，即抗反作用力是由抗反作用力生成装置生成的。例如，检测驱动支架4的一个驱动电流一经测得，就引起一相对于该驱动电流的电流流经一个抗反作用力生成装置，使之与驱动部件的驱动力相等。
再者，当令反作用车架11的运动部分的质量大于车架4的运动部分的质量时，则在上述同样大小的力的作用下，反作用车架11的运动部分的冲程大小车架4的运动部分的冲程，即抗反作用力生成装置可从做得较小。
驱动车架4的驱动电流包括一个对应于直线电机7的反电动势的电流分量和一个噪声分量。驱动电流中的高频率干扰分量可以使车架4震动。但是，在驱动电流的高频干扰分量作为反作用向驱动部件传播的情况下，这一高频干扰分量被传播路径所衰减，因而与驱动部件的震动无中间联系。相应地，并非总是需要以驱动电流来指示驱动车架4时生成的反作用，并向抗反作用力生成装置供给驱动电流，而抗反作用力生成装置可以施加即这样的一种电流波形，该波形是从驱动电流中去掉高频分量得到的，即存在于驱动频率的邻域内的电流分量。
为了发送一个对应于抗反作用力的输出信号，驱动车架4的驱动电流施加在图1中的驱动电路13上，也可施加一个指示驱动部件的加速度的性号。
当作用从驱动部件上的反作用力被抗反作用力抵销，而驱动部件与抗反作用力生成装置两者都可移动地放置在底座8上时，如图1所示，便有可能驱动车架4而并不将作用在驱动部件上的一个力直接传播给底座8。因此，磁盘设备的整体震动得到减小，而磁头2的定位精度得到增进。图2是图1中的抗反作用力生成装置更为详细的剖视图。如图2所示，抗反作用生成装置包括;反作用直线电机14，受反作用直线电机14驱动的反作用支架11，固定在反作用车架11两端的反作用平衡块12和15，以及用于引导反作用车架11的引导滑车16。图3是图2中引导滑车的放大视图。为了使反作用车架11平滑地在反作用直线电机14的空隙中运动，有必要使用一种引导机构来引导反作用车架11。图3中的引导滑车16便是作为这一引导机构的。参见图3，压力弹簧18从反作用车架11的内部向其外部方向将引导滑车16推向反作用车架11，以平滑稳定地执行引导操作。如图3所示，压力弹簧18插入反作用直线电机14中央磁极17上形成的凹口中。
图4示出了包括根据本发明的线性读写机构的另一实施例的磁盘设备。在本实施例中，抗反作用力生成装置由一个通过磁屏蔽部件10连接到直线电机7的层压电致伸缩元件21，一个反作用平衡块19，此平衡块固定在电致伸缩元件21上使层压电致伸缩元件21介乎直线电机7与平衡块19之间，以及一个用于控制加载到层压电致伸缩元件21上的电压的驱动电路13所构成。这一抗反作用力生成装置操作过程如下。在层压电致伸缩元件21上加载一个电压，以高速度伸长或缩短层压电致伸缩元件，从而强制移动反作用平衡块19。当反作用平衡块19的上述移动处于加速状态时，平衡块19的惯性力可用作抗反作用力。然而，如图4所示，线性读写机构的驱动部件相对于底座8是可移动的，因之，在磁盘设备的搬运期中，磁盘和其它部件可能被驱动部件的运动所损坏，为了解决这一问题，驱动部件通过弹簧部件20与底座8相耦合。上述抗反作用力生成装置能响应高频率，並且能生成强抗反作用力。此外，因为不存在驱动机构，所以不用担心产生磨损，而且因为反作用平衡块19是由层压电致伸缩元件21驱动的，所以抗反作用力生成装置的外形小。图5是图4的抗反作用力生成装置的放大视图。如图5所示，抗反作用力生成装置包括连接到直线电机7上的层压电致伸缩元件21，以及固定在层压电致伸缩元件21上的反作用平衡块19。层压电致伸缩元件21是由多层园形或多边形的电致伸缩元件叠压而成的，层压电致伸缩元件21的形变用于以加速度方式移动反作用平衡块19，而反作用平衡块19的惯性力则被用作抗反作用力。
图6示出了包括在根据本发明的线性读写机构的又一个实施例中的一个抗反作用力生成装置。在这一抗反作用力生成装置中，多个环形电致伸缩元件同心地叠在一起形成一个层压电致伸缩元件23，而该层压电致伸缩元件23的内或外围表面则被用于驱动一反作用平衡块22。这一抗反作用力生成装置的优点是可以使反作用平衡块28的冲量大大地超过层压电致伸缩元件23的形变量。图7是图6中的抗反作用力生成装置的改进型号的详细剖视图。这一抗反作用力生成装置包括一个在电机导轨27上运动的层压电致伸缩元件26，该电机导轨是通过磁屏蔽部件10轴向连接于直线缁 上的，一个通过绝缘层45固定在层压电致伸缩元件26的外围上的反作用平衡块22，以及一个反作用块22的制动器44，这一抗反作用力生成装置的操作原理如下。参见图7，当层压电致伸缩元件26的个别电致伸缩元件受到电压作用时，使每个电致伸缩元件产生一个径向的应变，从而在在相邻的电致伸缩元件之间产生相位差，由此而在层压电致伸缩元件26中产生的径向应变形成一行进波。在图7中，层压电致伸缩元件26的外围表面通过绝缘层45固定在反作用平衡块22上。相应地，行进波是在层压电致伸缩元件的内围表面生成的。从而，反作用平衡块22与层压电致伸缩元件26在电机导轨27上作轴向运动。在电致伸缩元件是层叠的情况下，且电致伸缩元件中的应变在叠层方向上用于移动反作用平衡块，则为了获得大的应变，必须叠加大量电致伸缩元件。图7中的抗反作用力生成装置，可以以相对少量的电致伸缩元件形成大的反作用平衡块冲程。
图8是沿图7中Ⅷ-Ⅷ′线剖开的剖面图。如图8所示，每一层压电致伸缩元件26以叠加多个扇形电致伸缩元件组成，而反作用平衡块22是以栓接通过多个层压电致伸缩元件压在电机导轨27的表面上。操作中，层压电致伸缩元件像尺蠖行走似运动。即，电机导轨27与层压电致伸缩元件26之间由于反作用平衡块22的压力而产生的接触摩擦被用于移动层压电致伸缩元件和反作用平衡块。
图9至12是关于驱动部件的操作图。图9以时间为横坐标轴，示出了驱动车架4的驱动力的反作用力导致的驱动部件加速度α的变化。图10以时间为横坐标轴，示出了驱动部件加速度α的导数相对于时间的变化。图11以时间为横坐标轴，示出了抗反作用生成装置所生成的力的变化。图12以时间为横坐标轴，示出了驱动部件在驱动车架4的驱动力的反作用力与抗反作用力生成装置所生成的力的共同作用下的加速度变化。当驱动部件的加速度的突然变化应用图11中的力加以平滑以后，可以避免驱动部件受到冲击力的作用，从而减小读写机构的震动。相应地，整个磁盘设备的震动也得到减小，而读写机构的定位精度则得以增进。
下面，将对如何确定抗反作用力生成装置所生成的力的波形进行说明。
我们以时间的线性函数来表示驱动部件由于反作用力而产生的加速度α，如图9所示。加速度α以下述公式确定α＝K1t+K0……(1)这里K1表示比例常数，K0为一常数，t表示时间。
再者，以下述三次方程表示驱动部件由于抗反作用力装置生成的力而产生的加速度α′α′＝at3+bt2+ct+d……(2)为了平滑地将两种加速度α与α′结合在一起，必须满足下列条件
α＝α′和dα/dt＝dα′/dt当t＝0，α′＝0和dα′/dt＝0 当t＝t0在公式(1)和(2)中运用上述条件，可得下列方程a= (-K1)/(A02) ……(3)b= (2K1)/(t0) ……(4)c＝-K1……(5)d＝0……(6)即，常数a，b，c和d可以用上法确定。从方程(1)至(6)中可以看出，加速度α′与加速度α对时间的导数成比例，换言之，读写机构的震动可以在驱动部件上施加一个力来减小，该力的大小与反作用力导致的加速度α对时间的导数成比例。
下面，将参照图13对包括根据本发明的线性读写机构的又一个实施例的磁盘设备进行说明。参见图13，磁盘设备包括一个用于读写数据的磁头2，一个用于固定並转动存储数据的磁盘43的芯轴1，一台驱动芯轴1的电机3，一个用于固定磁头2並实施访问操作的车架4，一台驱使车架4实施访问操作的直线电机7，一个驱动直线电机7的控制电路5，一个支持部件3、4和7的底座8，以及一个与底座8一起将部件1、2、3、4、7和43与獠靠占淦帘蔚纳细 。下面，对磁盘设备的操作说明如下。车架4受直线电机7驱动在导轨6上往复运动。从而，数据向磁盘43写入或自磁盘43读出。为了实施这样的写或读操作，必须将装在车架4的一端的磁头2精确地定位在磁盘23上的适当位置上。磁头2的定位精度不仅取决于车架4受导轨6引导的精度，而且取决于应用磁头2测自磁盘的位置信号的控制电路5的工作精度。然而，定位精度受到由于驱动车架4而产生的反作用力的不利影响。即，由于上述反作用力，驱动部件产生震动。驱动部件的震动传播到底座8，从而使芯轴1震动，结果磁盘43与磁头2之间产生相对位移，而导致定位误差。为了解决这一问题，在磁盘设备中增加了一个反作用力减弱装置，如图13所示。反作用力减弱装置有如下的结构平衡块部件25插入一对层压电致伸缩元件24之间，而这一平衡块部件25与层压电致伸缩元件24串到组合被连接到直线电机7上。再者，反作用力减弱装置包括一个按照反作用力强度驱动层压电致伸缩元件24的驱动电路27。更详细地讲，在平衡块部件25的两边，各安装了至少一个电致伸缩元件，以便构成一对具有相同数目电致伸缩元件的层压电致伸缩元件24，並且每一个层压电致伸缩元件24的一端是固定在直线电机7上的。从而，平衡块部件25连同层压电致伸缩元件24能作往复运动。不言而喻，平衡块部件25的加速运动方向是与层压电致伸缩元件24的位移方向是一致的，平衡块部件25的运动产生一个力。为了减小在驱动力基础上作用在驱动部件上的反作用力，要使平衡块部件25的加速运动方向与反作用力的方向相一致。
现在来说明防震(即震动控制)原理。图14示出了一个模型，用于说明防震原理。参见图14，一块具有质量m的直线电机磁铁30由一弹簧元件34与一阻尼元件33支持。再者，层压电致伸缩元件32的一端固定在直线电机磁铁30上，而该层压电致伸缩元件32的另一端则固定在平衡块部件31上。当在电机磁铁30上作用一反作用力F1时，电机磁铁30便移动。在反作用力F1是摆动的情况下，电机磁铁产生震动。减弱反作用力F1可减小电机磁铁的震动。然而，在反作用力F1只包含直流分量的情况下，电机磁铁並不震动。因此，去掉反作用力F1的交流分量(即，振荡分量)可防止电机磁铁的震动。换言之，向电机磁铁反馈一与反作用力F1对时间的导数成比例的量(即，一个与直线电机磁铁30的加速度对时间的导数成比例的量)，可以抑制电机磁铁的震动。当用F2表示减小震动的力时，上述震动减小操作可表述如下(m1+m2)
1+C1
+K1X1＝F1-F2……(7)
2＝K
1……(8)图15是以时间为横坐标轴，反作用力F1与减震力F2两者各自的变化的一个例子的波形图。在反作用力突然变化的同时，减震力F2必须有效地作用在电机磁铁30上。因此，减震力F2具有图15所示之波形。图16是以时间为横坐标轴，表示电机磁铁30的加速度
1对时间的导数与平衡块部件31的加速度
2对时间的导数两者各自的变化的一个例子的波形图。
下面，说明如何产生图15中所示的减震力。回头参看图14，当具有质量m2的平衡块部件31产生加速运动时，惯性力Fc(＝m
2)被生成。基于平衡块部件的加速运动的反作用力可用作图15中的减震力F2。当图14中的层压电致伸缩元件32以加速方式变形时，平衡块部件31能实现加速度运动。在层压电致伸缩元件32是由，譬如，压电元件构成的情况下，这种电致伸缩元件32能对高频响应，从而为高频震动分量生成减震力。使平衡块部件31作加速度运动而获得的惯性力的一部分可用作减震力F2，F2以下式确定
……(9)图17是以时间为横坐标轴，表示电机磁铁30的加速度变化。需要说明，图17中的加速度波形是应用公式(7)至(9)通过计算得出的。如图17所示，加速度的极大值随反馈量(即，减震力)的增加而减小。
图18示出了电机磁铁有无减震力作用下的加速度的频率分量之间的差。当有减震力作用在电机磁铁上时，电机磁铁的加速度的频率分量得到减小，如图18所示。
上面，对驱动反作用力减弱装置的一种方法作了说明。下面，将对驱动反作用力减弱装置的一种控制电路的电路构造进行说明。
图19示出了用于驱动反作用力减弱装置的控制电路的一个例子。参见图19，在转换电路上加载一车架驱动电流i作为输入信号，並将其转换成反作用力F。这样得到的反作用力被作用于一微分电路以求得此反作用力对时间的导数，这一导数对应于直线电机磁铁的加速度对时间的导数。当判定/控制电路判定到这一反作用力对时间的导数的绝对值超过预定值时，就执行一个控制操作。即，反作用力对时间的导数由转换电路转换成平衡块部件的所需要的加速度对时间的导数，然后加载到一积分电路以获得平衡块部件的位移X2。平衡块部件的位移X2由转换电路转换成电压V，将该电压加载于层压电致伸缩元件以生成平衡块部件的位移X2。此电压V被一放大器放大后加载到一载荷器(即，层压电致伸缩元件)。图19中所示的相补偿器是为下述理由装备的。例如，在图19中的控制电路被用于图13的反作用力减弱装置的情况中，一对层压电致伸缩元件中之一伸长而另一层压电致伸缩元件则缩短。从而，平衡块部件25被移动。当一个层压电致伸缩元件的起始伸长时间早于另一层压电致伸缩元件的起始收缩时间时，一个不正常的力作用在平衡块部件和层压电致伸缩元件上。为了防止产生这一不正常的力，必须使收缩的起始时间等于或略早于伸长的起始时间。图19的相补偿器使这一操作成为可能。图19的控制电路的优点是车架驱动电流很容易测得，而並不需要像加速度表这样的传感器。
图20示出了用于驱动反作用力减弱装置的控制电路的另一例子。参见图20，将直线电机磁铁的加速度X1作为输入信号加载于一微分电路，而将加速度X1对时间的导数加载到一个判定/控制电路以判定是否要执行控制操作。图20中的其它电路部件执行图19中的控制电路中的相同操作。图20中的控制电路需要一个加速度传感器但却节省了图19中用于将车架驱动电流i转换成反作用力F的转换电路。因此，组成图20中的控制电路的组成电路的数目小于图19中的控制电路。
图21示出了用于驱动反作用力减弱装置的控制电路的又一个例子。图21中的控制电路与图19中的控制电路的区别在于图21的控制电路中加入了一个读写机构的模型，以求得减震力F2。图21中的其它电路部件执行图19中的控制电路中相同的操作。图21的控制电路节省了加速度传感器，此外尚能执行稳定操作。
图22示出了一个反作用力减弱装置，其中只在平衡块部件25的一边装备了层压电致伸缩元件24。参见图22，平衡块部件25以螺栓固定以便在层压电致伸缩元件24上施加压力。在此状态下，层压电致伸缩元件24的伸缩导致平衡块元件25产生加速运动。在此情况下，平衡块部件25的运动是不稳定的。此外，当平衡块部件25向右运动时，层压电致伸缩元件24上作用着张力。一般说来，在层压电致伸缩元件上施加张力是不适宜的。因此，使用具有图13中的结构的反作用力减弱装置是理想的。图23是图13中所示的反作用力减弱装置的放大视图。参见图23，安装了一对层压电致伸缩元件24，使平衡块部件25夹在它们之间。此外，紧固平衡块部件25与层压致伸缩元件24以使之在直线电机7的端面上产生压力。在此状态中，以层压电致伸缩元件的伸缩来移动平衡块部件25。详细地说，位于平衡块部件25两边的层压电致伸缩元件24除了施加同样的偏置电压外还加载正的和负的电压以使层压电致伸缩元件之一伸长和另一层压电致伸缩元件缩短。当位于平衡块部件25两边的层压电致伸缩元件24同时从互相相反的形变相位变形时，在层压电致伸缩元件24上並不承受张力。为了确实防止张力的生成，要使位于平衡块部件25两边的层压电致伸缩元件在变形的起始时间上互相稍有差别。图24示出了层压电致伸缩元件24的这一操作的一个例子。在图23中的平衡块部件25向右移动的情况下，使装设在平衡块部件25左侧的层压电致伸缩元件a开始伸长的起始时间略早于装设在胶饪椴考 5右侧的层压电致伸缩元件上开始收缩的起始时间。图29中示出了以上述方式驱动层压电致伸缩元件的控制电路。为了使车架驱动力在正方向上而令层压电致伸缩元件a的变形起始时间早于层压电致伸缩元件b的变形起始时间的情况下，元件b的驱动电压的保持时间得到增长。为了使车架驱动力在负方向上而令元件b的变形起始时间早于元件a的变形起始时间的情况下，元件a上的驱动电压的保持时间得到增长。
图25示出了根据本发明的一种反作用力减弱装置的另一实施例，而图26则是取自沿图25中Ⅰ-Ⅰ线的剖视图。参见图25与26，在平衡块部件25的两边各装设了多个层压电致伸缩元件24，以使在平衡块部件25左侧的一个层压电致伸缩元件和在平衡块部件25右侧的一个层压电致伸缩元件间隔地围绕着反作用力减弱装置的中心轴安装着。换言之，在平衡块部件25一侧的两个层压电致伸缩元件24相对于中心轴对称地安装，而平衡部件25的另一侧的两个层压电致伸缩元件24也是相对于中心轴对称地安装。图25与26中的反作用力减弱装置与图23中的反作用力减弱装置执行同样的操作。根据层压电致伸缩元件的上述安装方式，平衡块部件25左侧的层压电致伸缩元件24与平衡块部件25右侧的层压电致伸缩元件24之间的距离可以减少相当于平衡块部件25的厚度的量。从而，反作用力减弱装置可制造得小型化。
图27是根据本发明的反作用力减弱装置的又一个实施例的平面图，该实施例可用于旋转型的读写机构。参见图27，在旋转调节器的驱动部件29的一个外围部分装设了至少一对层压电致伸缩元件，譬如图中在旋转调节器的驱动部件24的外围部分上就有两对层压电致伸缩元件24，並且在驱动部件29的外围固定了一个可旋转的平衡块部件25。当旋转调节器产生一个驱动扭矩时，一个反作用扭矩施加在驱动部件29上。此时，在驱动部件29的中心轴的右侧的那对层压电致伸缩元件一伸一缩，而在驱动部件中心轴左侧的另一对层压电致伸缩元件则一缩一伸，使平衡块部件25在要求的方向上绕驱动部件29的中心轴转动。从而，作用在驱动部件上的反作用扭矩得以减小。
在上述说明中，层压电致伸缩元件24用于移动平衡部件25。然而，用于移动平衡块部件的元件並不限于层压电致伸缩元件，而层压电致伸缩元件可用。例如，以焦耳热量操作的一种形状记忆合金代替，在以形状记忆合金代替层压电致伸缩元件的情况中，反作用力减弱装置具有图28所示的结构。在图28中，参照数40表示电机导轨的端盘，而41则是用一种形状记录合金制成的丝。图28中的反作用力减弱装置在结构上与图23中的反作用力减弱装置相似。在以形状记忆合金代替层压电致伸缩元件的情况中，该形状记忆合金丝41受热而收缩。即，当电流通过合金丝41，丝就收缩。而层压电致伸缩元件则是以在其上加载一电压而伸长。即，形状记忆合金丝41与层压电致伸缩元件具有相反的变形特征。在图28的反作用力减弱装置中，平衡块部件25被收缩的丝41所索拉而产生一加速度运动，而平衡块部件25的惯性力的反作用被用于抵销一部分或全部作用在直线电机7上的反作用力。应用形状记忆合金丝的反作用力减弱装置能够在重量和外形上做得比使用层压电致伸缩元件的反作用力减弱装置更小。
如前面已经说明过的，根据本发明，有可能减小驱动线性读写机构所致的反作用。从而磁盘设备的整体震动得以减弱，且线性读写机构的定位精度得以提高。此外，根据本发明，提供了一种外形小巧，可靠性优越的反作用力减弱装置。
权利要求
1.一种线性读写机构包括一个能在导面上线性运动的车架，一个用于引导车架的引导机构，一台用于使车架作往复运动的直线电机，以及一个用于支持引导机构和直线电机的底座，以下述各点为特征抗反作用力生成装置用于生成一个能够抵销用于驱动车架的驱动力的反作用力的抗反作用力，该抗反作用力的作用点位于作用在车架上的驱动力的作用方向线上。
2.一种线性读写机构包括一个能够在导面上线性运动的车架，一个用于引导车架的引导机构，一台用于使车架作线性往复运动的直线电机，以及一个用于支持引导机构和直线电机的底座，以下述各点为特征测定由于驱动车架而使线性读写机构的驱动部件产生的加速度的装置;以及抗反作用力生成装置，用于根据测定的加速度计算出驱动车架那Φ姆醋饔昧Γ瑏K用于生成一个与该反作用力大小相等方向相反的力。
3.根据权利要求1的一种线性读写机构，其特征在于，抗反作用力生成装置包括一个在车架的运动方向的反方向上运动的反作用车架，以及一台用于使反作用车架作线性往复运动的直线电机。
4.一种线性读写机构包括一个能够在导面上作线性运动的车架，一个用于引导车架的引导机构，一台用于使车架作线性往复运动的直线电机，以及一个用于支持引导机构和直线电机的底座，以下述各点为特征用于测定在驱动车架中使线性读写机构的驱动部件产生的加速度的装置;以及抗反作用力生成装置，用于对驱动部件施加一抗反作用力，使驱动部件的加速度对时间的导数是时间的连续函数。
5.根据权利要求4的一种线性读写机构，其特征在于抗反作用力生成装置包括一个连接到直线电机上的层压电致伸缩元件，一个固定在层压电致伸缩元件上的平衡块部件，而使层压电致伸缩元件介乎直线电机与平衡块部件之间，以及一个驱动电路用于依照作为驱动车架的驱动力的反作用而作用在直线电机上的反作用力而驱动层压电致伸缩元件。
6.一种磁盘设备包括一反作用力减弱装置用于对读写机构施加一个与反作用力相位相反的力来减小驱动力的反作用力，其特征在于反作用力减弱装置包括至少一对电致伸缩元件，一个可移动地安装在这一对电致伸缩元件之间的平衡块部件，以及一个用于驱动电致伸缩元件的驱动电路。
7.根据权利要求6的一种磁盘设备，其特征在于每个电致伸缩元件是层压电致伸缩元件。
8.根据权利要求6的一种磁盘设备，其特征在于每个电致伸缩元件被一形状记忆合金所替代。
9.根据权利要求6的一种磁盘设备，其特征在于反作用力减弱装置包括多对电致伸缩元件。
10.根据权利要求9的一种磁盘设备，其特征在于同一平衡块部件被安装在各对电致伸缩元件之间，而位于平衡块部件一侧的电致伸缩元件群比位于平衡块部件另一侧的电致伸缩元件群较早地被驱动。
全文摘要
公开了一种能够减弱其震动的磁盘设备，其中为用于驱动磁头的线性读写机构提供了抗反作用力生成装置用于生成能够抵销在驱动装有磁头的车架中产生的反作用力的抗反作用力。
文档编号G11B33/08GK1036853SQ89101549
公开日1989年11月1日 申请日期1989年3月18日 优先权日1988年3月18日
发明者前田直起, 中村庸藏, 门向裕三, 三津谷俊一, 高桥毅, 成濑淳 申请人:株式会社日立制作所