JP2004023969A - ボイスコイルモータおよびそれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドの位置精度が向上し、騒音を抑制できる、ボイスコイルモータおよびそれを用いた磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】ボイスコイルモータ１０は、空隙１２を有するように対向配置されかつ磁気的に結合されるヨーク１４，１６を含む。ヨーク１４の対向面には主磁石２２，２４が設けられ、ヨーク１６の対向面には主磁石２６，２８が設けられる。空隙１２には可動コイル３２が配置され、主磁石２２、２４、２６、２８の外側には磁束補正用磁石３８、４０、４２、４４が設けられる。磁束補正用磁石３８、４０、４２、４４の磁化方向は対応する主磁石２２、２４，２６、２８の磁化方向に対して９０±２０度の角度を有し、かつ磁束補正用磁石３８、４０，４２、４４の内側面が可動コイル３２の外周部３２ａの内側面より外側に位置する。ボイスコイルモータ１０が磁気ディスク装置に用いられる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はボイスコイルモータおよびそれを用いた磁気ディスク装置に関し、より特定的には、ハードディスクドライブ装置（以下、「ＨＤＤ装置」という）の磁気ヘッドを位置決めするヘッド位置決め装置として用いられるボイスコイルモータ、およびそれを用いたＨＤＤ装置等の磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、ボイスコイルモータ１は、空隙２を設けて対向配置される磁石３ａ，３ｂと４ａ，４ｂとを含み、磁石３ａ，３ｂ，４ａおよび４ｂによって静磁界が形成された空隙２に可動コイル５が配置される。そして、可動コイル５に電流を流し可動コイル５に発生される磁界と前記静磁界とによりその空隙２内で可動コイル５を移動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ボイスコイルモータ１では、図８（ｂ）に矢印で示すような漏洩磁束ｆＬ、図９に示すように磁石３ｂから可動コイル５の外周部５ａを通って（磁石３ｂ，４ｂの外側を通って）磁石４ｂに至る曲線状の磁束ｆ、および図示しないが同様に磁石４ａから可動コイル５の外周部５ａを通って磁石３ａに至る曲線状の磁束等が発生する。これらの磁束のうち特に可動コイル５の外周部５ａを通る磁束の水平方向成分によって、可動コイル５の外周部５ａにはフレミングの左手の法則に基づきコイル面に垂直な方向に相反する力が発生する。記録密度が高く磁気ヘッドの移動速度が速い現在のＨＤＤ装置では、このような力が発生すると磁気ヘッドの位置が狂い、可動コイルの振動によって騒音が発生するという問題が生じる。
【０００４】
特開昭５８−１４１４７１号において、対向配置される主磁石の近傍に主磁石と反対の磁化方向を有する磁石を配置することによって、漏洩磁束によって発生する力を打ち消し、偏平コイル（可動コイル）が水平方向に歪むのを防ぐ技術が提案されている。
【０００５】
しかし、発明者らが、現在使用されているＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を用いたボイスコイルモータに特開昭５８−１４１４７１号の技術を適用して磁気回路的に分析したところ、主磁石端部において特に可動コイルの外周部近傍において、磁束の水平方向成分が増加し、可動コイルに対する垂直方向の力が増加することがわかった。したがって、この技術では、上述の問題点を解決できない。
【０００６】
また、先に本件出願人等は、特公平５−６８９４１号において、空隙をおいて対向する板状継鉄の少なくとも一方の対向面に異磁極を並べて配置する板状永久磁石の間や、可動コイル移動方向の両端や、可動コイル移動方向と直角方向の両端に、補助永久磁石を配置するボイスコイルモータを提案している。
【０００７】
しかしこの技術でも、可動コイル外周部と補助永久磁石との位置関係については言及されていないため、板状永久磁石の外側、特に可動コイルの外周部近傍における磁束の水平方向成分を抑制できず、可動コイルの外周部においてコイル面に垂直方向に力が発生してしまい、上述の問題点を解決できない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、磁気ヘッドの位置精度が向上し、騒音を抑制できる、ボイスコイルモータおよびそれを用いた磁気ディスク装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載のボイスコイルモータは、空隙を有するように対向配置されかつ磁気的に結合される一対のヨーク、一対のヨークのうち少なくとも一方のヨークの対向面において相互に異極同士が対応するように設けられる複数の主磁石、空隙に配置される可動コイル、および主磁石の外側に設けられる磁束補正用磁石を備え、磁束補正用磁石の磁化方向は主磁石の磁化方向に対して９０±２０度の角度を有し、かつ磁束補正用磁石の内側面が可動コイルの外周部の内側面より外側に位置することを特徴とする。
請求項２に記載のボイスコイルモータは、請求項１に記載のボイスコイルモータにおいて、主磁石の主面に垂直な方向から見て可動コイルの外周部の少なくとも一部が主磁石と重なることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のボイスコイルモータは、請求項１に記載のボイスコイルモータにおいて、主磁石の主面に垂直な方向から見て可動コイルの外周部が主磁石より外側に位置することを特徴とする。
請求項４に記載のボイスコイルモータは、請求項１から３のいずれかに記載のボイスコイルモータにおいて、空隙の磁界強度が０．４Ｔ以上１．５Ｔ以下であることを特徴とする。
請求項５に記載の磁気ディスク装置は、請求項１から４のいずれかに記載のボイスコイルモータを用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載のボイスコイルモータでは、磁束補正用磁石の磁化方向が主磁石の磁化方向と９０±２０度の角度を有しかつ磁束補正用磁石の内側面が可動コイルの外周部の内側面より外側になるように、磁束補正用磁石が位置決めされるので、主磁石の外側および可動コイルの外周部近傍における磁束の水平方向成分が、磁束補正用磁石による磁束によって小さくされる。したがって、可動コイルの外周部に対してそのコイル面に垂直に働く力が抑制されるので、磁気ヘッドの位置精度を向上でき、可動コイルの振動を低減でき騒音を抑制できる。
【００１１】
主磁石の主面に垂直な方向から見て可動コイルの外周部と主磁石とが重なる場合、可動コイルの外周部と主磁石との距離は近いので当該外周部には垂直方向の力が働き易い。しかし、請求項２に記載のボイスコイルモータでは、磁束補正用磁石の内側面が可動コイルの外周部の内側面より外側に位置するように磁束補正用磁石を主磁石の外側面あるいはその近傍に設けることによって、可動コイルの外周部近傍における磁束の水平方向成分を小さくでき、その結果、可動コイルの外周部に働く垂直方向の力を小さくできる。
【００１２】
主磁石の主面に垂直な方向から見て可動コイルの外周部が主磁石より外側に位置する場合にも、可動コイルの外周部には垂直方向に力が働く。しかし、請求項３に記載のボイスコイルモータでは、磁束補正用磁石の内側面が可動コイルの外周部の内側面より外側に位置するように磁束補正用磁石を主磁石の外側に主磁石から離して配置することによって、可動コイルの外周部近傍における磁束の水平方向成分を小さくでき、その結果、可動コイルの外周部に働く垂直方向の力を小さくできる。
【００１３】
主磁石間の空隙に０．４Ｔ以上１．５Ｔ以下という強磁界を発生させる場合には、それに応じて空隙およびその近傍に発生する磁束の水平方向成分も大きくなるので、可動コイルの外周部に垂直に働く力も大きくなる。しかし、請求項４に記載のボイスコイルモータでは、このような強磁界を空隙に発生させて磁気ヘッドを位置決めする場合であっても可動コイルの外周部に垂直に働く力を小さくできる。
請求項５に記載するように、上述のボイスコイルモータを用いることによって、磁気ヘッドの位置精度が高くかつ騒音の小さい磁気ディスク装置が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態のボイスコイルモータ１０は空隙１２を有するように対向配置される一対の板状のヨーク１４および１６を含む。ヨーク１４および１６は、それぞれたとえば厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ程度の炭素鋼から構成される。ヨーク１４および１６は柱状のヨーク１８および２０に接続され磁気的に結合される。
【００１５】
ヨーク１４の対向面には主磁石２２および２４が並置され平面視略円弧状に形成される。主磁石２２と２４とは相互に異極が対応するように配置され、この実施形態では、主磁石２２は上側がＳ極になるように配置され磁化方向は鉛直下向きとなり、主磁石２４は上側がＮ極になるように配置され磁化方向は鉛直上向きとなる。
同様に、ヨーク１６の対向面には主磁石２６および２８が並置され平面視略円弧状に形成される。主磁石２６と２８とは相互に異極が対応するように配置され、この実施形態では、主磁石２６は下側がＮ極になるように配置され磁化方向は鉛直下向きとなり、主磁石２８は下側がＳ極となるように配置され磁化方向は鉛直上向きとなる。
【００１６】
なお、主磁石２２と２６とが対向し主磁石２４と２８とが対向するように位置決めされる。主磁石２２〜２８としては、たとえば住友特殊金属社製ＮＥＯＭＡＸ−５０等のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石が用いられ、その厚みは１ｍｍ〜３ｍｍ程度とされる。また、主磁石２２と２６との間隔および主磁石２４と２８との間隔は略２ｍｍ〜３ｍｍに設定され、これらの主磁石間の空隙１２には０．４Ｔ（テスラ）〜１．５Ｔの強い磁界が形成される。
【００１７】
空隙１２内には、アーム３０によって支持されたたとえば偏平型の可動コイル３２が配置される。この実施形態では、主磁石２２〜２８の主面に垂直な方向から見て（平面視）可動コイル３２の外周部３２ａの一部が主磁石２２，２４（２６，２８）と重なる。
アーム３０の先端部３４にはヘッド支持機構１０６を介して磁気ヘッド１０８（ともに図７参照）が取り付けられる。アーム３０はピボット３６によって回動自在に支持され、これによってピボット３６を中心として可動コイル３２が空隙１２内を回動可能となり、磁気ヘッド１０８の位置決め制御が可能となる。
【００１８】
さらに注目すべきは、主磁石２２および２４の外側にそれぞれ磁束補正用磁石３８および４０が設けられ、主磁石２６および２８の外側にそれぞれ磁束補正用磁石４２および４４が設けられることである。
磁束補正用磁石３８〜４４としては、たとえば住友特殊金属社製のＮＥＯＭＡＸ−４６Ｈ等のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石が用いられる。磁束補正用磁石３８〜４４の磁化方向は、それぞれ対応する主磁石２２〜２８の磁化方向に対して９０±２０度程度の角度を有するように設定される。この実施形態では、磁束補正用磁石３８は外側がＮ極になるように配置されその磁化方向は主磁石２２から見て水平外向き、磁束補正用磁石４０は外側がＳ極になるように配置されその磁化方向は主磁石２４から見て水平内向き、磁束補正用磁石４２は外側がＳ極になるように配置されその磁化方向は主磁石２６から見て水平内向き、磁束補正用磁石４４は外側がＮ極になるように配置されその磁化方向は主磁石２８から見て水平外向きとなる。したがって、この実施形態では、磁束補正用磁石３８〜４４の磁化方向は、それぞれ対応する主磁石２２〜２８の磁化方向に対して９０度の角度を有する。
【００１９】
また、磁束補正用磁石３８，４０の内側面３８ａ，４０ａおよび磁束補正用磁石４２，４４の内側面は、可動コイル３２の外周部３２ａ（この明細書では、ピボット３６から見て可動コイルの外側を外周部と表現する）の内側面３２ｂより外側に位置する。磁束補正用磁石３８〜４４とそれぞれの対応する主磁石２２〜２８との間隔は０ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定され、この実施形態では当該間隔は略０ｍｍである。さらに、主磁石２２，２４の上面と磁束補正用磁石３８，４０の上面とは略面一であり、主磁石２６，２８の下面と磁束補正用磁石４２，４４の下面とは略面一である。
【００２０】
このようなボイスコイルモータ１０では、図２（ｂ）に示すように、主磁石２２，２４の端部に発生する漏洩磁束等の磁束の水平方向成分ＦＬを、磁束補正用磁石３８，４０による磁束ＦＲによって小さくでき、また、図示しないが同様に、主磁石２６，２８の端部に発生する漏洩磁束等の磁束の水平方向成分を、磁束補正用磁石４２，４４による磁束によって小さくでき、従来水平方向に流れていた磁束を主磁石間の空隙１２に向けることができる。
【００２１】
したがって、図３に示すように、主磁石２４から可動コイル３２の外周部３２ａを通って主磁石２８に向かう磁束Ｆが、湾曲の程度の小さい曲線状になり、また、図示しないが同様に、主磁石２６から可動コイル３２の外周部３２ａを通って主磁石２２に向かう磁束も、湾曲の程度の小さい曲線状になり、主磁石２２〜２８の外側および可動コイル３２の外周部３２ａにおける磁束の水平方向成分が抑制される。したがって、フレミングの左手の法則に基づいて、可動コイル３２の外周部３２ａに対してそのコイル面に垂直に働く力が抑制されるので、磁気ヘッド１０８の位置精度を向上でき、可動コイル３２の振動を低減でき騒音を抑制できる。
また、空隙１２に０．４Ｔ以上１．５Ｔ以下という強磁界を発生させて磁気ヘッド１０８を位置決めする場合であっても可動コイル３２の外周部３２ａに垂直に働く力を小さくできる。
【００２２】
この発明は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、主磁石２２〜２８の主面に垂直な方向から見て（平面視）、可動コイル４６の外周部４６ａが主磁石２２〜２８より外側に主磁石２２〜２８から離れて位置する場合にも適用できる。
この場合には、磁束補正用磁石３８〜４４は、それぞれ対応する主磁石２２〜２８から離れて配置され、可動コイル４６の外周部４６ａの内側面４６ｂより磁束補正用磁石３８，４０の内側面３８ａ，４０ａおよび磁束補正用磁石４２，４４の内側面の方が外側に位置するように配置される。その他の構成については先の実施形態と同様であるので、その重複する説明は省略する。
【００２３】
この実施形態では、図５に示すように、主磁石２４，２８とその外側の磁束補正用磁石４０，４４との相互作用によって、主磁石２４から２８に向かう磁束Ｆａが湾曲の小さい曲線状となり、また、磁束補正用磁石４０から可動コイル４６の外周部４６ａを通って磁束補正用磁石４４に向かう磁束Ｆｂも湾曲の小さい曲線状となり、ともに磁束の水平方向成分が抑制される。図示しないが同様に、主磁石２２，２６とその外側の磁束補正用磁石３８，４２との相互作用によって、主磁石２６から２２に向かう磁束が湾曲の小さい曲線状となり、また、磁束補正用磁石４２から可動コイル４６の外周部４６ａを通って磁束補正用磁石３８に向かう磁束も湾曲の小さい曲線状となり、ともに磁束の水平方向成分が抑制される。したがって、先の実施形態と同様、磁束の水平方向成分が小さくなり可動コイル４６の外周部４６ａに対してそのコイル面に垂直に働く力が抑制されるので、磁気ヘッド１０８の位置精度を向上でき、可動コイル４６の振動による騒音を抑制できる。
【００２４】
なお、図６に示すように、主磁石２２および２４の内側面にそれぞれ磁束補正用磁石４８および５０が、主磁石２２および２４の側面にそれぞれ磁束補正用磁石５２および５４が、主磁石２２と２４との間に磁束補正用磁石５６が設けられてもよい。この場合、図示しないが主磁石２６および２８側についても同様に磁束補正用磁石が設けられる。
【００２５】
このように主磁石２２〜２８の外側以外の箇所にも磁束補正用磁石を配置することによって、たとえば図８（ｂ）で示すような漏洩磁束ｆＬの水平方向成分など、主磁石２２〜２８の端部および主磁石間に発生する磁束の水平方向成分をも小さくできるので、可動コイル３２の振動をさらに少なくでき、磁気ヘッド１０８の位置決め精度および静粛性をさらに向上できる。
磁束補正用磁石４８〜５６は、図４に示す実施形態にも適用できる。
【００２６】
このようなボイスコイルモータ１０は図７に示すような磁気ディスク装置１００に適用できる。
図７を参照して、磁気ディスク装置１００の主な構成を説明する。
磁気ディスク装置１００はエンクロージャ１０２を含み、エンクロージャ１０２のベースには、スピンドルモータ（図示せず）によって回転駆動されるディスク１０４が積層配置される。
ディスク１０４の近傍にボイスコイルモータ１０が設けられる。アーム３０を回動できるように、エンクロージャ１０２のベースにピボット３６が取り付けられる。アーム３０は、ディスク１０４の記録面方向に延出され、アーム３０の先端部３４には、ヘッド支持機構１０６を介して磁気ヘッド１０８が設けられる。磁気ヘッド１０８は、ディスク１０４に対してデータのリード／ライトを行う。
磁気ディスク装置１００は、図示しないケースによって密封され、コンピュータ等のハウジング内に収容される。
このようにボイスコイルモータ１０を磁気ディスク装置１００に用いれば、磁気ヘッド１０８の位置精度を高くでき、駆動時の静粛性を向上できる。
【００２７】
なお、上述の実施形態のボイスコイルモータ１０では、一対のヨーク１４および１６のそれぞれの対向面に磁石が設けられたが、これに限定されず、ヨーク１４および１６のいずれか一方の対向面にのみ磁石を設けるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、磁気ヘッドの位置精度を向上でき、可動コイルの振動を低減でき騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のボイスコイルモータの要部を示す断面図解図である。
【図２】（ａ）はこの発明の一実施形態の要部を示す側面図解図であり、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面を示す図解図である。
【図３】図２（ｂ）の一点鎖線Ｙ断面における磁束を示す図解図である。
【図４】（ａ）はこの発明の他の実施形態の要部を示す側面図解図であり、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面を示す図解図である。
【図５】図４（ｂ）の一点鎖線Ｙ断面における磁束を示す図解図である。
【図６】この発明のその他の実施形態の要部を示す図解図である。
【図７】この発明の一実施形態のボイスコイルモータが用いられた磁気ディスク装置の一例を示す図解図である。
【図８】（ａ）は従来技術の要部を示す側面図解図であり、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面を示す図解図である。
【図９】図８（ｂ）の一点鎖線Ｙ断面における磁束を示す図解図である。
【符号の説明】
１０　　　ボイスコイルモータ
１２　　　空隙
１４，１６，１８，２０　　　ヨーク
２２，２４，２６，２８　　　主磁石
３２，４６　　　可動コイル
３２ａ，４６ａ　　　可動コイルの外周部
３２ｂ，４６ｂ　　　可動コイルの外周部の内側面
３８，４０，４２，４４，４８，５０，５２，５４，５６　　　磁束補正用磁石
３８ａ，４０ａ　　　磁束補正用磁石の内側面
１００　　　磁気ディスク装置
１０８　　　磁気ヘッド

Claims (5)

1. 空隙を有するように対向配置されかつ磁気的に結合される一対のヨーク、
   前記一対のヨークのうち少なくとも一方のヨークの対向面において相互に異極同士が対応するように設けられる複数の主磁石、
   前記空隙に配置される可動コイル、および
   前記主磁石の外側に設けられる磁束補正用磁石を備え、
   前記磁束補正用磁石の磁化方向は前記主磁石の磁化方向に対して９０±２０度の角度を有し、かつ前記磁束補正用磁石の内側面が前記可動コイルの外周部の内側面より外側に位置する、ボイスコイルモータ。
2. 前記主磁石の主面に垂直な方向から見て前記可動コイルの外周部の少なくとも一部が前記主磁石と重なる、請求項１に記載のボイスコイルモータ。
3. 前記主磁石の主面に垂直な方向から見て前記可動コイルの外周部が前記主磁石より外側に位置する、請求項１に記載のボイスコイルモータ。
4. 前記空隙の磁界強度が０．４Ｔ以上１．５Ｔ以下である、請求項１から３のいずれかに記載のボイスコイルモータ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のボイスコイルモータを用いた、磁気ディスク装置。

Images