CN1256548A - 音圈电动机 - Google Patents

Abstract

一种音圈电动机,是将转动自如地设置在由永久磁铁和一对轭铁形成的磁隙内且具有有助于转矩产生的半径方向延伸部的2个线圈沿旋转中心轴方向层叠设置,其半径方向延伸部的开口角方向互为不同,通电时,在这些线圈上产生的合力成为对磁头移动方向垂直的方向的力偶,不会有径向负荷作用。由此可将磁头高速且高精度地定位,而且可实现磁盘装置的小型化。

Description

音圈电动机

本发明涉及用于磁盘装置的磁头定位音圈电动机

在磁盘装置中，为了将磁头定位在规定的磁道，历来广泛使用音圈电动机。近年来，随着个人计算机的小型、高性能化的进展，要求磁盘装置能做到小型、大容量和高速处理。为了满足这些要求，磁道的高密度化、高速·高精度定位技术非常重量，对于音圈电动机的要求也严格起来。

图25是传统的音圈电动机。

传统的音圈电动机由相对设置的一对轭铁1、固定在至少一个轭铁上的永久磁铁2、设置在由轭铁1和永久磁铁2形成的磁隙内且围绕轴承5转动自如的扇形可动线圈3、及与可动线圈3连接的磁头架4组成。

一旦向扇形可动线圈3输入规定的驱动电流，根据弗来明左手定律，在可动线圈3中产生驱动力，可动线圈3围绕轴承5沿箭头A方向转动，使磁头架4以轴承5为中心沿箭头B的方向转动。由此使装载在磁头架4前端的磁头6向与可动线圈的转动方向相反的方向移动以定位。

然而，传统的音圈电动机在用高速驱动进行磁头的定位时，存在因磁头架4的振动导致的定位精度低下的问题，成为阻碍磁盘装置实现高密度记录的主要原因。

关于这一点，以下用图26来说明。

一旦使电流流到扇形的可动线圈3，由永久磁铁2和轭铁1形成的磁回路的磁场就使可动线圈3的半径方向延伸部产生驱动力F。由于这些合力，就在轴承5的周围产生转矩T，并控制可动线圈3的电流，这样来将磁头6定位。

这时，在轴承5上包含转矩T在内施加约2F的径向负荷。为了进行高速驱动，一旦高速切换可动线圈3的通电方向，作用于轴承5上的径向负荷的方向也会相应变化，结果，磁头架4就沿箭头D的方向振动。

作用于轴承5上的径向负荷的方向与磁头6定位时的移动方向C基本平行，故因径向负荷而产生的磁头架4的振动就会导致磁头6的定位精度低下，造成窄磁道的跟踪精度恶化，阻碍记录密度的提高。

磁盘装置要求磁头6高速且高精度地定位。然而，使用传统的音圈电动机，在用高速驱动对磁头6定位时，会因磁头架4的振动导致定位精度降低，成为阻碍磁盘装置实现高密度记录的主要原因。

以下再用图25详细说明这一现象。一旦使电流流入扇形线圈3，永久磁铁2与轭铁1形成的磁回路的磁场就会使线圈3的半径方向延伸部产生驱动力F。这些合力就使轴承5周围产生转矩T，通过适当地控制线圈3的电流，来对磁头6定位。这时，在轴承5上包含转矩T在内施加约2F的径向负荷。为了进行高速驱动，一旦以速切换线圈3的通电方向，作用于轴承5的径向负荷也相应地变化，结果，磁头架4沿箭头D的方向振动。作用于轴承5的径向负荷2F的方向与磁头6定位时的移动方向C基本平行，故因径向负荷2F而产生的磁头架4的振动就会导致磁头6的定位精度低下。

本发明正是为了解决上述问题，目的在于提供一种摆动式音圈电动机，可在支承磁头的磁头架等旋转构件移动之际，不使径向负荷作用于转动自如地支承旋转构件的轴承等构件的条件下高速且高精度地将旋转构件定位。

为了实现上述目的，本发明的音圈电动机是使多个线圈在半径方向延伸部的开口角方向相互不同，使线圈产生的合力只成为转动方向的力偶，而不会产生成为振动原因的径向负荷。

另外通过使多个线圈的大小不同，且在较大线圈的空芯部设置较小的线圈，可以减少线圈的轴向厚度，实现装置的小型化和薄型化。

另外，使多个线圈在半径方向延伸部的开口角的方向相互不同，具有可选择性地切换通电方向组合的切换装置，且可适应磁头架的高速移动。

另外，本音圈电动机的层叠设置的线圈形状为同一形状，且将引出线被引出的线圈端面之间互为相对地层叠设置。

采用上述结构，在层叠设置的线圈之间，包括引出线的结构在内均为同一形状。即，由于线圈的规格为同一种类，故可提高生产效率，降低成本。

另外，本音圈电动机将第1、第2空芯线圈的半径方向延伸部的设置角度互为不同地设置，且使第2空芯线圈与前述转动中心之间的距离小于第1空芯线圈的距离，虽然第1、第2空芯线圈的形状不同，但可改善性能。

另外本音圈电动机使第1、第2空芯线圈的厚度不同，或将第1、第2空芯线圈的至少一部分做成大致同心状，使第1、第2空芯线圈的形状基本相同，且能改善性能。

另外，本音圈电动机将层叠的第1、第2空芯线圈中至少一个的规定区域经轴向加压压缩后使之塑性变形，或是选择线圈的材料，以减薄层叠时的总厚度，则更有利于加工。

本发明的音圈电动机具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；装载在以规定的旋转中心轴为中心转动自如的转动构件上且设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部的多个线圈，在对各线圈以规定方向通电时，为了使上述多个线圈的前述半径方向延伸部产生的合力成为对转动构件移动方向垂直的方向的力偶，而使半径方向延伸部的开口角方向互为不同，并使其沿旋转中心轴方向层叠设置。

采用上述结构，在使支承磁头的磁头架等旋转构件移动之际，一旦对线圈以规定方向通电，由于产生对转动构件的移动方向垂直的方向的力偶，故径向负荷不会作用于转动自如地支承转动构件的轴承等构件，不会发生振动，可以使转动构件稳定地旋转，在譬如将磁头安装于转动构件的前端等时，可以将该磁头高速且高精度地进行定位。另外，当在磁盘装置中使用该音圈电动机时，由于不会增加线圈在磁盘装置中所占的面积，故可避免阻碍磁盘装置的小型化。

另外本发明的音圈电动机具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；装载在以规定的旋转中心轴为中心转动自如的转动构件上且设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部的多个线圈，在对各线圈沿规定方向通电时，为了使上述多个线圈的前述半径方向延伸部产生的合力成为对转动构件移动方向垂直的方向的力偶，而使半径方向延伸部的开口角方向互为不同地设置，且多个线圈的大小互为不同，同时至少比任一个线圈大的线圈具有空芯部，在具有较大空芯部的线圈的空芯部设置较小的线圈。

采用上述结构，在使支承磁头的磁头架等旋转构件移动时，一旦对线圈在规定方向通电，由于在对转动构件的移动方向垂直的方向产生力偶，故径向负荷不会作用于转动自如地支承转动构件的轴承等构件，不会发生振动，可以使转动构件稳定地旋转，在譬如将磁头安装于转动构件的前端等时，可以将该磁头高速且高精度地进行定位。另外，当在磁盘装置中使用该音圈电动机时，由于不会增加线圈在磁盘装置中所占的面积，故可避免阻碍磁盘装置的小型化。

另外本发明的音圈电动机具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；装载在以规定的旋转中心轴为中心转动自如的转动构件上且设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部的多个线圈，并且将上述多个线圈设置成其半径方向延伸部的开口角方向互为不同，将可选择地切换向多个线圈的通电方向组合的通电方向切换装置与至少1个线圈连接。

采用上述结构，在使支承磁头的磁头架等旋转构件移动时，对线圈在规定方向通电，径向负荷不会作用于转动自如地支承转动构件的轴承等构件，不会发生振动，可以在与转动构件的移动方向垂直的方向产生力偶，对磁头高精度地进行定位，不仅如此，通过利用通电方向切换装置改变对线圈的通电方向，还可使作为转动构件的磁头架高速移动。

另外本发明的音圈电动机具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；转动自如地设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内、且有助于转矩产生的半径方向延伸部的设置角度互为不同的多个可动线圈，将前述可动线圈在轴向互为层叠，同时将该可动线圈做成互为相同的形状。

采用上述结构，可以用同一种生产设备(绕线机等的规格)生产各种线圈。

另外本发明的音圈电动机在半径方向延伸部的规定区域形成可动线圈的引出线，且使前述引出线被引出的前述线圈的端面之间互为相对地将前述线圈层叠设置。

采用上述结构，不仅可以用同一种生产设备(绕线机等的规格)生产各种线圈，而且可在层叠设置的线圈总厚度不增加的状态下形成引出线部。

另外本发明的音圈电动机具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；转动自如地在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内沿轴向层叠设置的第1、第2空芯线圈，第1空芯线圈的有助于转矩产生的半径方向延伸部相对转动中心呈大致放射形状，第2空芯线圈的有助于转矩产生的半径方向延伸部以不同于第1空芯线圈的半径方向延伸部的设置角度设置，且第2空芯线圈与前述转动中心之间的距离小于第1空芯线圈的该距离。

采用这种结构，可以减少与连接第2空芯线圈靠转动中心一侧半径方向延伸部的导线部交链的磁通量。

另外本发明的音圈电动机具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；转动自如地在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内沿轴向层叠设置的第1、第2空芯线圈，第1空芯线圈的有助于转矩产生的半径方向延伸部相对转动中心呈大致放射形状，第2空芯线圈的有助于转矩产生的半径方向延伸部以不同于第1空芯线圈的半径方向延伸部的设置角度设置，且第2空芯线圈的轴向厚度小于第1空芯线圈的轴向厚度。

采用上述结构，从第1空芯线圈和第2空芯线圈产生的驱动力相同，它们的合力只成为对磁头移动方向垂直的方向的力偶。即，不会对轴承部产生助振力。

另外本发明的音圈电动机具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；转动自如地设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内且有助于转矩产生的半径方向延伸部的设置角度互为不同的多个可动线圈，将前述可动线圈沿前述转动的轴向互为层叠设置，同时在前述可动线圈中，连接至少一个线圈的半径方向延伸部的转动中心一侧的导线部相对转动中心而呈大致同心状。

采用上述结构，在线圈中，连接至少一个线圈的半径方向延伸部的转动中心一侧的导线部相对转动中心而呈大致同心状，可以将线圈更靠近转动中心设置。

另外本发明的音圈电动机具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁；在前述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁；转动自如地设置在由前述永久磁铁和前述轭铁形成的磁隙内且有助于转矩产生的半径方向延伸部的设置角度互为不同的多个可动线圈，将前述可动线圈沿轴向互为层叠设置，同时在层叠设置的前述可动线圈中，对至少一个规定区域沿前述转动的轴向经加压压缩后使之塑性变形。

采用上述结构，层叠时的总厚度可以小于各线圈的总厚度。

另外本发明的音圈电动机的线圈材料为含有铝成分的材料，便于进行塑性加工。

对附图的简单说明

图1是本发明第1实施形态的音圈电动机的俯视图。

图2是该实施形态的音圈电动机的剖视图。

图3说明该实施形态的音圈电动机的动作。

图4是说明该实施形态的音圈电动机的动作的模式图。

图5是本发明第2实施形态的音圈电动机的俯视图。

图6是该实施形态的音圈电动机的剖视图。

图7说明该实施形态的音圈电动机的动作。

图8表示本发明第3实施形态的动作状态。

图9表示该实施形态的动作状态。

图10表示该实施形态的动作状态。

图11表示该实施形态的动作状态。

图12是本发明实施形态4的音圈电动机的俯视图。

图13是该实施形态4的音圈电动机的剖视图。

图14是该实施形态4的线圈的立体图。

图15说明该实施形态4的音圈电动机的动作。

图16是说明该实施形态4的音圈电动机动作的模式图。

图17是本发明实施形态5的音圈电动机的俯视图。

图18是该实施形态5的音圈电动机的剖视图。

图19是本发明实施形态6的音圈电动机的俯视图。

图20说明该实施形态6的音圈电动机的动作。

图21是本发明实施形态7的音圈电动机的俯视图。

图22是本发明实施形态8的音圈电动机的剖视图。

图23是该实施形态8的线圈的立体图。

图24是说明该实施形态8的线圈结构的立体图。

图25是传统的音圈电动机的立体图。

图26说明传统的音圈电动机的动作。

图27说明传统的音圈电动机的动作。

图28是说明传统的音圈电动机动作的模式图。

以下结合图1～图24说明本发明的实施形态。

(实施形态1)

图1是本发明第1实施形态的音圈电动机的俯视图，图2是剖视图。图中虚线表示作为转动构件的磁头架14及轴承15的外形线。

如图1和图2所示，由2个线圈51、52构成的线圈组13以线圈51、52沿轴承15轴向层叠设置的状态装载在磁头架14上，以轴承15的旋转中心轴O为中心向箭头A的方向沿永久磁铁12(61表示S极，62表示N极)的表面转动。而且产生线圈51驱动力的2个半径方向延伸部51a、51b所形成的开口角θ1的方向与产生线圈52驱动力的2个半径方向延伸部52a、52b所形成的开口角θ2的方向互为不同(本实施形态中开口方向互为相反，即线圈51向旋转中心轴O一侧开口，线圈52则向与旋转中心轴O相反的一侧开口)。另外，电流沿箭头i1、i2所示的方向(见图3)流入线圈51、52。

一对轭铁11与该线圈组13隔着规定的间隙设置在线圈组13的上下方，在下侧轭铁11的靠线圈52一侧的面上固定着永久磁铁12，构成磁回路。本实施形态是只在下侧轭铁11上设置永久磁铁，当然也可以在上侧轭铁11上设置永久磁铁，或是在两个轭铁11上都设置永久磁铁。

以下用图3和图4说明上述结构的音圈电动机的动作。图3中的N、S分别表示在永久磁铁12上磁化的磁极。在图3中，箭头i1、i2分别表示流入线圈51、52的电流方向，箭头f1、f2分别表示线圈51、52产生的驱动力，箭头F表示f1和f2的合力，O表示轴承15的旋转中心轴。图4是表示整体动作的模式图，箭头T表示在轴承15周围产生的转矩。

一旦在箭头i1方向向上侧线圈51通电、在箭头i2方向向下侧线圈52通电，由于永久磁铁12与轭铁11构成的磁回路的磁场作用，在上侧线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生图3中箭头方向的驱动力f1，而在下侧线圈52的半径方向延伸部52a、52b产生图3中箭头方向的驱动力f2。作为线圈组13整体，驱动力f1、f2的合力、即力F就在线圈组13的各个半径方向延伸部51a、51b、52a、52b产生。

如图4所示，在线圈组13的各个半径方向延伸部51a、51b、52a、52b产生的合力F只是成为对装载在磁头架14前端的磁头16的移动方向D垂直的方向的力偶，故在轴承15上只产生旋转中心O周围的转矩T，而不产生径向负荷。由于轴承15上不产生径向负荷，故磁头架14不会振动，结果是提高了磁头16的定位精度。

如上所述，本实施形态通过将具有半径方向延伸部51a、51b、52a、52b的2个线圈51、52设置成开口角的方向互为不同，且在半径方向延伸部51a、51b、52a、52b产生的合力F只成为对作为转动构件的磁头架14所支承的磁头16的移动方向垂直的方向的力偶，故可避免磁头架14振动，可使磁头16的定位精度高于传统的音圈电动机。

另外，由于将2个线圈51、52在厚度方向(沿着旋转中心轴O的方向)层叠设置，故线圈组13在磁盘装置中所占的面积(沿着旋转中心轴O的方向俯视时的面积)不会增加，不会阻碍装置的小型化。即，在将线圈横向并排设置时，会产生线圈占有面积增加的问题，但采用上述结构时，不会产生这类问题。

另外，以上所述是设置上侧线圈51和下侧线圈52这2个线圈的场合，但线圈的个数并不限于2个，也可以旋转中心轴O方向层叠设置3个或4个线圈(未图示)，在这些线圈的半径方向延伸部产生的合力只成为对磁头架14和磁头16的移动方向垂直的方向的力偶，即使采用这种结构，线圈组在磁盘装置中所占的面积也不会增加，不会阻碍装置的小型化。

(实施形态2)

图5是本发明第2实施形态的音圈电动机的俯视图，图6是剖视图。图中的虚线表示作为旋转构件的磁头架14及轴承15的外形线。

如图5和图6所示，在磁头架14上装载着线圈组17，并以轴承15的旋转中心轴O为中心在箭头A方向沿永久磁铁2的表面转动。线圈组17由均具有空芯部的大型空芯线圈53和小型空芯线圈54构成，小型空芯线圈54设置在大型空芯线圈53的空芯部内的空间。

另外，大型空芯线圈53的产生驱动力的2个半径方向延伸部53a、53b所形成的开口角θ1的方向与小型空芯线圈54的产生驱动力的2个半径方向延伸部54a、54b所形成的开口角θ2的方向互为不同(本实施形态中开口方向互为相反，即大型空芯线圈53向与旋转中心轴O相反的一侧开口，小型空芯线圈54向旋转中心轴O一侧开口)。另外，大型空芯线圈53和小型空芯线圈54沿箭头i1、i2所示的方向(见图7)使电流流通。

与该线圈组17隔着规定间隙的一对轭铁11设置在线圈组17的上下方，在下侧轭铁11的靠线圈组17一侧的面上固定着永久磁铁12，构成磁回路。本实施形态是只在下侧轭铁11上设置永久磁铁，当然也可以在上侧轭铁11上设置永久磁铁，或是在两个轭铁11上都设置永久磁铁也不会有损本发明的效果。

以下用图7和图4说明上述结构的音圈电动机的动作。一旦在箭头i1方向向大型空芯线圈53通电、在箭头i2方向向小型空芯线圈54通电，在大型空芯线圈53的半径方向延伸部53a、53b产生图7中箭头方向的驱动力f1，另外，在小型空芯线圈54的半径方向延伸部54a、54b产生图7中箭头方向的驱动力f2。作为线圈组17整体，驱动力f1、f2的合力、即力F就在线圈组17的各个半径方向延伸部53a、53b、54a、54b产生。

如图4所示，在线圈组17的各个半径方向延伸部53a、53b、54a、54b产生的合力F只是成为对装载在磁头架14前端的磁头16的移动方向D垂直的方向的力偶，故在轴承15上只产生旋转中心O周围的转矩T，而不产生径向负荷。由于轴承15上不产生径向负荷，故磁头架14不会振动，结果是提高了磁头16的定位精度。

如上所述，本实施形态通过将具有半径方向延伸部53a、53b、54a、54b的大型空芯线圈53和小型空芯线圈54设置成开口角的方向互为不同，且在半径方向延伸部53a、53b、54a、54b产生的合力F只成为对作为转动构件的磁头架14所支承的磁头16的移动方向垂直的方向的力偶，故可避免磁头架14振动，可使磁头16的定位精度高于传统的音圈电动机。

另外，由于在大型空芯线圈53的空芯部内设置小型空芯线圈54，故线圈组17在磁盘装置中所占的面积不会增加，而且线圈组17的轴向厚度也不会增大，故可以实现装置的小型化·薄型化。另外，由于可以在不增加线圈组17的轴向厚度的状态下设置大型空芯线圈53和小型空芯线圈54，故永久磁铁12和轭铁11所构成的磁回路的空隙距离缩短，磁阻也减小，故可以增大与线圈组17交链的磁通，可以增大在线圈组17中产生的转矩。

另外，以上说明的是在大型空芯线圈53的空芯部内设置小型空芯线圈54，当然也可将比小型空芯线圈54更小的线圈设置在小型空芯线圈54的空芯部内，在这种场合，最小的线圈可有也可没有空芯部(未图示)。

(实施形态3)

图8～图11说明本发明另一实施形态音圈电动机的动作。

在图8和图9中，51、52是有助于转矩产生的半径方向延伸部的开口角方向互为不同、且在转动轴方向层叠设置的线圈，12是永久磁铁，以上均与图1、图2的结构相同。与图1～图3所示结构的不同点在于，在该音圈电动机上，连接着可以选择性地切换向各线圈51、52通电方向组合的通电方向切换装置(未图示)，如图9所示，可以使流入下侧线圈52的电流方向与图8所示的相反，使相同方向的电流流入2个线圈51、52。即，本实施形态可以根据动作状态用前述通电方向切换装置有选择地切换图8和图9所示的线圈的通电方向组合。

以下作详细说明。

图8表示磁头架14定位动作时线圈51、52的动作，表示向2个线圈51、52沿互为相反的方向i1、i2通电后的状态。它与图3是相同的动作，在轴承上只产生旋转中心O周围的转矩T，而不产生径向负荷。由于轴承15上不产生径向负荷，故磁头架不会发生振动，结果是可提高磁头的定位动作精度。

图9表示磁头架查找时线圈51、52的动作，表示向2个线圈51、52沿相同方向i3、i4通电后的状态。在各线圈51、52的半径方向延伸部产生图中向下的驱动力F。这样可比图8中向线圈51、52互为反向通电时得到更大的转矩T，可以使磁头高速移动。

如上所述，用通电方向切换装置改变线圈51、52的通电方向组合，可以实现具有不同特征的多个动作，故可以有选择地分别使用，以充分发挥这些动作的特征，这就是本实施形态的特点。即，在要求磁头高精度定位、而不需要太大转矩的跟踪动作的场合，用图8所示的互为反向的通电组合分别驱动线圈51、52。而在只要求磁头高速移动、且需要较大转矩的查找动作的场合，就用图9所示的相同方向的通电组合分别驱动线圈51、52。

另外，即使是与图5、图6相同的结构，用通电方向切换装置(未图示)来切换大型空芯线圈53和小型空芯线圈54的通电方向组合，也能得到与上述相同的效果。

以下用图10和图11进行说明。

图10表示沿互为反向的方向i1、i2通电时的动作，在轴承15上只产生旋转中心轴O周围的转矩T，而不产生径向负荷。由于轴承15上不产生径向负荷，故磁头架不会振动，结果是能够实现磁头的高精度定位动作，可以实现最适于跟踪动作的音圈电动机。

另一方面，图11表示沿相同方向i7、i8通电时的动作，这样能比图10的大型空芯线圈53和小型空芯线圈54互为反向通电的场合得到更大的转矩T，可以使磁头高速移动。从而，可以实现最适于查找动作的音圈电动机。

如上所述，通过根据动作状态用通电方向切换装置有选择地切换图10和图11的通电方向组合，可以高速移动磁头，并且高精度定位。

如上所述，本实施形态3能根据跟踪动作、查找动作等动作状态来选择性地切换流入2个线圈(线圈51、52或大型空芯线圈53和小型空芯线圈54)的电流方向组合，以符合目的动作状态的最佳动作来驱动音圈电动机，可以实现比过去更加高速且更高精度的磁头定位。

(实施形态4)

图12～图15表示实施形态4。

在图12及图13中，磁头架14以转动中心轴O为中心转动自如地支承在轴承15上。可动线圈13由成对的2个第1、第2空芯线圈51、52构成，第1、第2空芯线圈51、52沿轴承15的轴向层叠设置，且一体地支承在磁头架14上。

产生第1、第2空芯线圈51、52的驱动力的各2个半径方向延伸部51a、51b、52a、52b所形成的开口角θ均为大致60度。在该可动线圈13的上下侧，与可动线圈13隔着规定间隙设置一对轭铁11a、11b，下侧轭铁11b的靠前述可动线圈13一侧的面上固定着永久磁铁12，构成磁回路。

图14是层叠的可动线圈13的立体图。第1、第2空芯线圈51、52形成同一形状，不仅是平面形状和厚度尺寸，而且连引出线的位置和尺寸也是同一规格。引出线一般分别从线圈的内径一侧和外径一侧引出(图14中是51c、52c、和51d、52d)，虽图中未示出，它与驱动电路连接，但从线圈内径一侧引出的引出线51c、52c的线径会使第1、第2空芯线圈51、52的局部厚度增加。

在图14中，在半径方向延伸部的规定区域形成引出线素51c、51d、52c、52d，使从线圈内径一侧引出的引出线51c、52c所形成的端面之间互为相对地将第1、第2空芯线圈51、52层叠设置。

第2空芯线圈52的从线圈内径一侧引出的引出线52c设置在下面一侧，而第1空芯线圈51则在上面一侧设置引出线51c。通过将引出线51c、52c从层叠的第1、第2空芯线圈51、52的间隙部E(见图12)引出，可以避免可动线圈13的总厚度增加。

以下用图15及图16说明上述结构的音圈电动机的动作。

图15中的N、S分别表示永久磁铁12磁化的磁极。箭头i1、i2分别表示流入第1、第2空芯线圈51、52的电流方向，箭头f1、f2分别表示第1、第2空芯线圈51、52产生的驱动力，箭头F表示f1和f2的合力，O表示轴承15的转动中心。图16是表示整体动作的模式图，箭头T表示在轴承15周围产生的转矩。

一旦在箭头i1方向向第1空芯线圈51通电、在箭头i2方向向第2空芯线圈52通电，由于永久磁铁12与轭铁11a、11b构成的磁回路的磁场作用，在第1空芯线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生图15中箭头方向的驱动力f1，在第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b产生图15中箭头方向的驱动力f2。作为可动线圈13整体，驱动力f1、f2的合力、即力F就在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生。

如图16所示，在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生的合力F只是成为对装载在磁头架14前端的磁头16的移动方向C垂直的方向的力偶，故在轴承15上只产生转动中心O周围的转矩T，而不产生径向负荷。从而，轴承15和磁头架14不会振动，结果是提高了磁头16的定位精度。

如上所述，本实施形态将层叠的线圈形状做成相同形状，另外，在半径方向延伸部的规定区域形成线圈的引出线素，且使引出线素被引出的线圈的端面一侧之间互为相对地将线圈层叠设置，使线圈相互间包含引出线素的结构在内均为同一形状。即，由于线圈的规格相同，可以用一种生产设备(绕线机等)生产各种线圈。另外，可削减材料管理、品质管理等管理项目。从而可提高生产效率，降低成本。

(实施形态5)

图17和图18表示实施形态5。

在图17和图18中，磁头架14、轴承15、轭铁11a、11b、永久磁铁12与图12的结构相同。与图12结构不同点在于构成可动线圈13的第1空芯线圈51和第2空芯线圈52与转动中心O之间的距离不同。

具体地说，在图17中，是以第2空芯线圈52与转动中心O之间的距离L2比第1空芯线圈51的该距离L1短的状态来设置第1、第2空芯线圈51、52。

以下说明上述结构的音圈电动机的动作。

基本的动作原理与实施形态4相同，故用图15进行说明。

通过向第1、第2空芯线圈51、52通电，由永久磁铁12和轭铁11构成的磁回路的磁场使第1空芯线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生驱动力f1，并在第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b上产生驱动力f2。作为可动线圈13整体，f1、f2的合力、即力F在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生，并作磁头(未图示)的跟踪动作。

另外，如图17所示，由于以第2空芯线圈52的距离L2比第1空芯线圈51的距离L1短的状态来设置可动线圈13，故连接第2空芯线圈52的靠转动中心一侧的半径方向延伸部之间的导线部(J部)不与永久磁铁12相对，因此，与J部交链的磁通量减少。

从而，可以避免从第2空芯线圈52的J部产生力，减少施加于轴承15的助振力。即，可减轻轴承15和磁头架14的振动，结果是提高了磁头的定位精度。

如上所述，本实施形态通过使第2空芯线圈52与转动中心O之间的距离比第1空芯线圈51的该距离短，可以避免从连接第2空芯线圈靠中心一侧的半径方向延伸部的导线部产生力。从而，可以减轻施加在轴承部上的助振力，提高磁头的定位精度。

(实施形态6)

图19和图20表示实施形态6。

在图19中，磁头架14、轴承15、轭铁11a、11b、永久磁铁12与图17的结构相同。与图17结构的不同点在于，构成可动线圈13的第1、第2空芯线圈51、52的轴向厚度不同。

在图19中，第2空芯线圈52的轴向厚度小于第1空芯线圈51的轴向厚度。另外，以第1、第2空芯线圈51、52的半径方向延伸部产生的力相等的状态设定各线圈的圈数。

以下说明上述结构的音圈电动机的动作。

基本的动作原理与实施形态4相同，故用图15进行说明。

通过向第1、第2空芯线圈51、52通电，由永久磁铁12和轭铁11a、11b构成的磁回路的磁场使第1空芯线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生驱动力f1，并在第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b上产生驱动力f2。作为可动线圈13整体，f1、f2的合力、即力F在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生，并作磁头(未图示)的跟踪动作。

另外，如图20a、20b所示，第1、第2空芯线圈51、52与永久磁铁12的相对面积是第2空芯线圈52一方大(在图20a、20b中，半径方向延伸部52a、52b的相对面积大于51a、51b的相对面积)。然而，第2空芯线圈52缩小了轴向厚度来设定规定的圈数，故与永久磁铁12相对的第2空芯线圈52相对面积的增加被圈数的减少抵销，在第2空芯线圈52上产生的驱动力f2与在第1空芯线圈51上产生的驱动力f2基本相等。

从而。f1和f2的合力F(未图示)成为轴承周围的力偶，在轴承15上只产生转动中心O周围的转矩，而不产生径向负荷。结果，轴承15和磁头架14不会振动，提高了磁头的定位精度。

如上所述，本实施形态通过将第2空芯线圈的轴向厚度做成小于第1空芯线圈的轴向厚度(削减交链的磁通量大于第1空芯线圈的第2空芯线圈的圈数)，使从第1空芯线圈和第2空芯线圈产生的驱动力(f1、f2)相等，且它们的合力只成为与磁头移动方向垂直的方向的力偶。从而，在磁头定位时径向负荷不作用于轴承部，可实现能作高精度定位的音圈电动机。

另外，由于线圈的轴向总厚度缩小，故可实现装置的小型化·薄型化。又由于永久磁铁和轭铁构成的磁回路的空隙距离短，磁阻也小，故可以增大与线圈交链的磁通量。从而，可实现高效的音圈电动机。

(实施形态7)

图21表示本发明的实施形态7。

在图21中，磁头架14、轴承15、轭铁11a、11b、永久磁铁12与图17和图19的结构相同。与图17和图19的不同点在于，将构成可动线圈13的第1、第2空芯线圈51、52的半径方向延伸部进行连接的转动中心一侧导线部的形状不同。

在图21中，连接第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b的转动中心一侧导线部对转动中心O呈大致同心状。而且该导线部的形状是在进行了一般绕线处理后成型为对空芯部呈凹状。

以下说明上述结构的音圈电动机的动作。

基本的动作原理与实施形态4相同，故用图15进行说明。

通过向第1、第2空芯线圈51、52通电，由永久磁铁12和轭铁11a、11b构成的磁回路的磁场使第1空芯线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生驱动力f1，并在第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b上产生驱动力f2。

作为可动线圈13整体，f1、f2的合力、即力F在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生，并作磁头(未图示)的跟踪动作。

另外，第2空芯线圈52的设置位置对音圈电动机的占有面积有很大影响。如图21所示，连接第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b的转动中心一侧导线部对转动中心O大致呈同心状，故第2空芯线圈52能够更靠近轴承15设置。

从而，由于第1空芯线圈51、永久磁铁12、轭铁11a、11b也靠近轴承15设置，故可缩短L3尺寸，能实现音圈电动机的小型化。

如上所述，本实施形态使连接第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b的转动中心一侧的导线部对转动中心O大致呈同心状，从而不仅是第2空芯线圈52，还可将音圈电动机的主要零件(第1空芯线圈51、永久磁铁12、轭铁11a、11b等)靠近轴承15设置。

从而，可以削减音圈电动机的占有面积，实现装置整体小型化的音圈电动机。

(实施形态8)

图22～图24表示本发明的实施形态8。

在图22中，磁头架14、轴承15、轭铁11a、11b、永久磁铁12与图17和图19的结构相同。与图17和图19结构的不同点在于，层叠的第1、第2空芯线圈51、52互为相对的面、即半径方向延伸部的规定区域经过轴向加压压缩后塑性变形。

在图23和图24中，互为相对的半径方向延伸部51a、51b、52a、52b的规定区域被塑性变形，轴向的厚度分别局部性减薄。而且该塑性变形一般是通过冲压加工等预先加工的，且为了便于进行这种加工，用铝材构成线圈材料。另外，由于将互为相对的半径方向延伸部51a、51b、52a、52b的规定区域进行了塑性变形，故层叠时的总厚度小于第1、第2空芯线圈51、52各自的厚度。

以下说明上述结构的音圈电动机的动作。

基本的动作原理与实施形态4相同，故用图15进行说明。

通过向第1、第2空芯线圈51、52通电，由永久磁铁12和轭铁11构成的磁回路的磁场使第1空芯线圈51的半径方向延伸部51a、51b产生驱动力f1，并在第2空芯线圈52的半径方向延伸部52a、52b上产生驱动力f2。作为可动线圈13整体，f1、f2的合力、即力F在可动线圈13的各个半径方向延伸部产生，并作磁头(未图示)的跟踪动作。

如上所述，本实施形态通过在层叠设置的线圈中，将至少一个规定区域经轴向加压压缩后使之塑性变形，从而可以使层叠时线圈的总厚度小于各线圈的厚度。

从而，可以实现音圈电动机的薄型化。另外，由永久磁铁和轭铁构成的磁回路的空隙距离缩短，磁阻也减少，故可以增大与线圈交链的磁通量。从而，可以实现高效率的音圈电动机。

还有，本实施形态是将第1、第2空芯线圈51、52预先成型后再层叠的，但并不限于这种结构，也可以在将第1、第2空芯线圈51、52进行层叠固定的阶段同时进行加压压缩使之塑性变形，且组装工序的顺序不限(未图示)。

另外，本实施形态是将第1、第2空芯线圈51、52的互为相对的半径方向延伸部51a、51b、52a、52b的规定区域进行塑性变形，当然也可以将第1、第2空芯线圈51、52端面的整个区域进行塑性变形(未图示)。再有，本实施形态是用铝构成线圈材料，当然也可用一般的铜系等材料。

Claims (10)

1.一种音圈电动机，具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁(12)；装载在以规定的旋转中心轴(O)为中心转动自如的转动构件(14)上且设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的多个线圈(51、52)，

其特征在于，在对各线圈以规定的方向通电时，为了使上述多个线圈(51、52)的所述半径方向延伸部产生的合力(F)成为对转动构件的移动方向垂直的方向的力偶(T)，使半径方向延伸部的开口角(θ)的方向互为不同，并沿旋转中心轴(O)方向层叠设置。

2.一种音圈电动机，具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁(12)；装载在以规定的旋转中心轴(O)为中心转动自如的转动构件(14)上且设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的多个线圈(51、52)，

其特征在于，在对各线圈以规定的方向通电时，为了使在上述多个线圈(51、52)的所述半径方向延伸部产生的合力(F)成为对转动构件的移动方向垂直的方向的力偶，使半径方向延伸部的开口角(θ)的方向互为不同地设置，且多个线圈的大小互为不同，同时至少比任一个线圈大的线圈具有空芯部，在具有较大空芯部的线圈(53)的空芯部设置较小的线圈(54)。

3.一种音圈电动机，具有：隔着规定空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁(12)；装载在以规定的旋转中心轴(O)为中心转动自如的转动构件(14)上且设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内、同时具有有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的多个线圈(51、52)，

其特征在于，所述多个线圈设置成其半径方向延伸部的开口角的方向互为不同，且将可选择地切换向多个线圈通电方向组合的通电方向切换装置与至少1个线圈连接。

4.一种音圈电动机，具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁(12)；转动自如地设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内、且有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的设置角度互为不同的多个可动线圈(51、52)，

其特征在于，将所述可动线圈在轴向互为层叠设置，同时将该可动线圈做成互为相同的形状。

5.根据权利要求4所述的音圈电动机，其特征在于，在半径方向延伸部的规定区域形成可动线圈的引出线(51c、51d、52c、52d)，且使所述引出线被引出的所述线圈的端面之间互为相对地层叠设置所述线圈。

6.一种音圈电动机，具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个轭铁上的永久磁铁(12)；转动自如地在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内沿轴向层叠设置的第1、第2空芯线圈(51、52)，

其特征在于，第1空芯线圈(51)的有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b)相对转动中心呈大致放射形状，第2空芯线圈(52)的有助于转矩产生的半径方向延伸部(52a、52b)以不同于所述第1空芯线圈的半径方向延伸部的设置角度设置，且第2空芯线圈(52)与所述转动中心之间的距离(L2)小于第1空芯线圈(51)的该距离(L1)。

7.一种音圈电动机，具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个所述轭铁上的永久磁铁(12)；转动自如地在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内沿轴向层叠设置的第1、第2空芯线圈(51、52)，

其特征在于，第1空芯线圈(51)的有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b)相对转动中心呈大致放射形状，第2空芯线圈(52)的有助于转矩产生的半径方向延伸部(52a、52b)以不同于第1空芯线圈的半径方向延伸部的设置角度设置，且第2空芯线圈(52)的轴向厚度小于第1空芯线圈(51)的轴向厚度。

8.一种音圈电动机，具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个所述轭铁上的永久磁铁(12)；转动自如地设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内且有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的设置角度互为不同的多个可动线圈(51、52)，

其特征在于，将所述可动线圈沿所述转动的轴向互为层叠设置，同时在所述可动线圈(51、52)中，连接至少一个线圈(52)的半径方向延伸部(52a、52b)的转动中心一侧的导线部相对转动中心而呈大致同心状。

9.一种音圈电动机，具有：在转动支承轴的方向隔着空隙相对的一对轭铁(11)；在所述轭铁的空隙内固定在至少一个所述轭铁上的永久磁铁(12)；转动自如地设置在由所述永久磁铁和所述轭铁形成的磁隙内且有助于转矩产生的半径方向延伸部(51a、51b、52a、52b)的设置角度互为不同的多个可动线圈(51、52)，

其特征在于，将所述可动线圈沿轴向互为层叠设置，同时在层叠设置的所述可动线圈(51、52)中，对至少一个的规定区域沿所述转动的轴向经加压压缩后使之塑性变形。

10.根据权利要求9所述的音圈电动机，其特征在于，线圈(51、52)的材料为含有铝成分的材料。

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