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変位拡大装置

国内特許コード P07P004411
整理番号 RJ008P73
掲載日 2007年7月6日
出願番号 特願2005-356656
公開番号 特開2007-166714
登録番号 特許第5025949号
出願日 平成17年12月9日(2005.12.9)
公開日 平成19年6月28日(2007.6.28)
登録日 平成24年6月29日(2012.6.29)
発明者
  • 渋谷 嗣
  • 森 英季
  • 長縄 明大
  • 大日方 五郎
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 国立大学法人秋田大学
発明の名称 変位拡大装置
発明の概要 【課題】高い共振周波数を維持し拡大変位量を増大することができるとともに、圧電素子の選択の自由度が向上した変位拡大装置を提供する。
【解決手段】 変位拡大装置は、圧電素子12と、この圧電素子の変位に応じて移動する可動部18を有し、圧電素子の変位量を拡大する変位拡大機構14と、を備えている。変位拡大機構は、可動部に隙間をおいて対向した支持部16と、それぞれ支持部と可動部とを連結しているとともに圧電素子の変位に応じて弾性変形する一対の平行なリンク部20a、20bと、を有し、圧電素子は、一対のリンク部の外側で支持部に取り付けられている。リンク部の一方は、板ばね21により構成されている。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年、磁気記録装置として、例えば、ハードディスクドライブ(以下、HDDと称する)は、急速に磁気ディスクの大容量化、小型化、高速化が進んでいる。磁気記録装置の高性能化を実現するためにディスクの磁性体や磁気ヘッドの改良が行われ、ディスクの記録密度が高くなってきている。



通常、HDDは、情報を記録するトラックが設けられた磁気ディスク、およびこの磁気ディスクに対して情報の書込み、読出しを行う磁気ヘッド、および磁気ヘッドを支持したアクチュエータを備えている。磁気ディスクは、磁気記録を高密度化するため、トラック間隔を非常に小さくした狭トラック化が急速に進んできている。例えば、記録密度が200Gbit/in以上の磁気ディスクでは、許容される位置誤差は5nmになり、磁気ヘッドはそれに対応する位置決め精度が要求される。



また、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの記録・再生性能を評価する磁気記録評価装置(スピンスタンド)が提供されている。このような評価装置は実際の磁気記録に対する誤差を評価する必要性から、さらに高精度な位置決め精度が要求されている。そのため、高性能な磁気記録評価装置は、磁気ヘッドを高精細に位置決めするために、粗動機構としてX-Yステージを用い、微動機構として、ナノオーダーで精密位置決めするためのNMA(ナノ・モーション・アクチュエータ)を用いている。



しかし、上記のような評価装置では、複雑な粗動機構および微動機構の二重構造の制御を簡素化することや、スタンド装置から排出される発熱や周囲温度の変化による温度ドリフトやRRO(リピータブル・ラン・アウト)、NRRO(アンリピータブル・ラン・アウト)のスピンドルモータの回転振れ等に対応する必要がある。このような磁気ディスクに対する磁気ヘッドの相対位置の変化に対して、微動機構に使われるNMAの拡大変位量をさらに大きくすることへの期待が高まっている。



従来、磁気記録評価装置の微動機構に使われているNMAは、圧電素子と、圧電素子の変位を拡大する拡大機構とを有している。拡大機構は、圧電素子が取り付けられた固定部と、固定部に対向して設けられた可動部(変位拡大部)と、それぞれ可動部と固定部とを連結しているとともに前記圧電素子の変位に応じて移動する一対の平行なリンク部と、を備えている。圧電素子としては、PZT(PbZrO3-PbTiO3)に代表される圧電材料を多層に積層した積層型圧電素子が用いられている。この圧電素子は、一対のリンク部間に配設され、一端が固定部に、他端が一方のリンク部に連結されている(例えば、特許文献1)。各リンク部の両端は弾性ヒンジを介して固定部および可動部に連結されている。可動部には、磁気ヘッドが設けられている。



圧電素子の変位により、一対のリンク部が4つの弾性ヒンジの部分で回動し、磁気ヘッドの取り付けられた可動部を平行移動させて精密位置決めを行う。このような平行リンク機構は、理想的には圧電素子の微少な伸びδpをA/B倍に変位拡大して以下の式(1)で示すような拡大変位量uを得ることができる。
u=(A/B)δp …(1)
【特許文献1】
特開2005-261167号公報

産業上の利用分野


この発明は、圧電素子および変位拡大機構を備えた変位拡大装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧電素子と、前記圧電素子の変位量を拡大する変位拡大機構と、を備え、
前記変位拡大機構は、前記圧電素子を支持した支持部と、この支持部に隙間をおいて対向した可動部と、それぞれ前記支持部と可動部とを連結しているとともに前記圧電素子の変位に応じて変形する一対の平行なリンク部と、を有し、
前記圧電素子は、前記一対のリンク部の外側で前記支持部に取り付けられ、前記リンク部の一方は、板ばねにより構成され、前記リンク部の他方は、それぞれ弾性ヒンジにより前記支持部および可動部に連結された両端部を有する変位拡大装置。

【請求項2】
前記支持部は台座部を有し、前記圧電素子は、前記台座部に固定された一端部と、弾性ヒンジを介して前記他方のリンク部に接続された他端部とを有している請求項に記載の変位拡大装置。

【請求項3】
圧電素子と、前記圧電素子の変位量を拡大する変位拡大機構と、を備え、
前記変位拡大機構は、前記圧電素子を支持した支持部と、この支持部に隙間をおいて対向した可動部と、それぞれ前記支持部と可動部とを連結しているとともに前記圧電素子の変位に応じて変形する一対の平行なリンク部と、を有し、
前記圧電素子は、前記一対のリンク部の外側で前記支持部に取り付けられ、前記リンク部の一方は、板ばねにより構成され、前記圧電素子は、前記支持部の台座部に固定された一端部と、弾性ヒンジを介して他方のリンク部に接続された他端部とを有する変位拡大装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005356656thum.jpg
出願権利状態 登録
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