JP2850040B2 - ボイスコイルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 コンピュータシステムのファイル装置として使用する
磁気ディスク装置の、磁気ヘッド位置決め駆動を行うロ
ータリーアクチュエータのボイスコイルモータ（Voise
Coil Motor）に関し、 ボイスコイルモータの回転トルクを小さくすること無
く、イナーシャのみを小さくすることによって、小型・
軽量でありながらアクセス速度の速い磁気ディスク装置
を実現することを目的とし、 回転軸に垂直な方向に磁界がかけられ、該回転軸を中
心とする円周方向および該回転軸に平行な方向に該磁界
に垂直な面に沿って延伸する駆動コイルを備えてなり、
該回転軸を中心として磁気ヘッドを円弧状に駆動するボ
イスコイルモータにおいて、 前記駆動コイル内縁の円周方向に延伸する辺に沿っ
て、該駆動コイルの円周方向に延伸する領域が前記回転
軸側に折り曲げられて成るよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、コンピュータシステムのフィルタ装置とし
て使用する磁気ディスク装置の、磁気ヘッド位置決め駆
動を行うロータリーアクチュエータのボイスコイルモー
タ（Voise Coil Motor）に関する。

磁気ディスク装置は、高記憶容量と高速アクセスが可
能であることから、コンピュータシステムにとっては必
需装置となっている。

磁気ディスク装置の高速アクセスを可能にするために
は、該磁気ディスク装置の磁気ヘッド位置決めを高速で
行なえることが必要である。もちろん、併せて高精度位
置決めが必要である。

磁気ヘッドの高速アクセスと高精度位置決めを満足す
る機構として、ボイスコイルモータを駆動源とするロー
タリーアクチュエータがある。

他方、コンピュータシステムの処理速度の高速化にと
もない、磁気ディスク装置の、一層の高速アクセス化が
求められている。

そのため、アクセス速度の速いボイスコイルモータが
求められている。

〔従来の技術〕

（１）ロータリーアクチュエータ型磁気ディスク装置の
概要 第３図は、ロータリーアクチュエータ型磁気ディスク
装置を説明する図で、（ａ）は磁気ディスク装置をスピ
ンドルの軸方向から見た平面図、（ｂ）は（ａ）の正面
図、（ｃ）は駆動コイルの巻線形状を説明する斜視図、
である。

すなわち、磁気ヘッド３を回転軸６を中心として円弧
状に移動することによって、磁気ディスク媒体１上の目
的とするトラックに、該磁気ヘッド３を位置決めする機
構である。

他方、磁気ヘッド３を移動するための回転トルクを発
生する装置が、マグネット8a,8b,8c,8d、ヨーク9a,9b,9
c,9d、駆動コイル７、から成るボイスコイルモータであ
る。

すなわち、回転軸６が中心位置となるように円弧状に
形成したマグネット8a,8b,8c,8dによって、該回転軸６
を中心位置とする放射状の磁界を形成し、他方、該磁界
中に駆動コイル７を置き、該駆動コイル７に電流を流す
ことによって駆動力を得、該駆動力を該駆動コイル７を
取り付けた駆動アーム５へ伝達することによって、回転
トルクを得る仕組みである。

したがって、第３図（ｃ）に示すように、駆動コイル
７の基本形状は四角形であり、かつ、回転軸６を中心位
置として円弧状に反り曲がった形状をしている。

尚、マグネット8a,8b,8c,8dは、マグネット8aとマグ
ネット8bとが一対を成し、また、マグネット8cとマグネ
ット8dとが一対を成し、マグネット8aとマグネット8bと
が形成する磁界の向きと、マグネット8cとマグネット8d
が形成する磁界の向きとは、それぞれ逆向きである。

（２）ボイスコイルモータの原理 第４図は、ボイスコイルモータの原理を説明する図
で、第３図（ｂ）を右側面から見た図である。尚、説明
の都合上、マグネット8b,8dおよびヨーク9aを取り除い
た状態で図示している。

すなわち、マグネット8aと図示していないマグネット
8bとで形成する磁界の方向12bと、マグネット8cと図示
していないマグネット8dとで形成する磁界の方向12aと
は逆向きであり、同図に次す方向であるとし、他方、駆
動コイル７に流す電流の流れる方向13a,13bを同図に示
す方向であるとすると、該駆動コイル７には図上左方向
に力F_Lを生じる。また、電流の流れる方向13a,13bを逆
向きにすると、駆動コイル７には図上右方向に力を生じ
る。

そして、前記駆動コイル７に生じる力を駆動アームに
伝達することによって、磁気ヘッドの位置決め駆動を行
う仕組みである。

（３）駆動コイルの回転トルク発生部分 第５図は、駆動コイルの有効部分と無効部分を説明す
る図で、第３図（ｂ）を右側面から見た図である。尚、
説明の都合上、マグネット8b,8dおよびヨーク9aを取り
除いた状態で図示している。

同図において、駆動コイル７に電流を流した場合に、
回転軸を中心とした回転トルクを発生する部分は、該駆
動コイル７が磁界中に有る部分であり、かつ、該駆動コ
イル７が回転軸の軸方向と同方向に伸びている部分であ
る。すなわち、破線で囲んだ有効部分15a,15bである。

他方、磁界中の外にあり、かつ、回転軸の軸方向と直
角方向に伸びている部分は、回転トルクを発生しない。
すなわち、破線で囲んだ無効部分14a,14bである。ちな
みに、該無効部分14a,14bは、磁界中に有っても回転ト
ルクは発生しない。

〔発明が解決しようとする課題〕

コンピュータシステムの処理速度の高速化にともな
い、磁気ディスク装置においては、今現在以上の高速ア
クセス化が求められている アクセス速度を速める方法として、駆動コイル７に流
す駆動電流を大きくし、駆動トルクを大きくする方法が
ある。

しかし、駆動電流を大きくするためには、駆動コイル
７の巻線の線径を太くする必要がある。すなわち、ジュ
ール熱による温度上昇を抑制する必要があるからであ
る。

ところが、巻線の線径を太くすると駆動コイル７の重
量が大きくなり、駆動コイル７のイナーシャが増大し、
結果としてアクセス速度を遅くする要因も増大し、ま
た、駆動電力も大きくなるという問題がある。

ちなみに、駆動コイルに電流を流すための駆動回路の
電力容量も大きくする必要が有り、発熱も増大し、磁気
ディスク装置も大型化することになる。

本発明の技術的課題は、ロータリーアクチュエータの
ボイスコイルモータにおける以上のような問題を解消
し、ボイスコイルモータの回転トルクを小さくすること
無く、イナーシャのみを小さくすることによって、小型
・軽量でありながらアクセス速度の速い磁気ディスク装
置を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の基本原理を説明する図で、（ａ）
はロータリーアクチュエータを回転軸の軸方向から見た
平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は駆動コイル
の斜視図、である。

本発明のボイスコイルモータは、回転トルクを発生し
ない駆動コイルの無効部分のイナーシャを、小さくなる
ようにしたところに特徴がある。

すなわち、回転軸６に垂直な方向に磁界がかけられ、
回転軸６を中心とする円周方向および該回転軸６に平行
な方向に該磁界に垂直な面に沿って延伸する駆動コイル
7aを備えており、回転軸６を中心として磁気ヘッド３を
円弧状に駆動するボイスコイルモータにおいて、 駆動コイル7a内縁の円周方向に延伸する辺に沿って、
該駆動コイル7aの円周方向に延伸する領域が前記回転軸
６側に折り曲げられて成るボイスコイルモータである。

尚、前記駆動コイル7aの折り曲げ部分は、回転軸６を
中心として回転し、磁気ヘッド３を目的とするトラック
へ位置決めする駆動アーム5aに取り付けて固定する。

〔作用〕

駆動コイル7aに電流を流した場合、該駆動コイル7aに
おいて、回転軸６を中心として駆動アーム5aを回転させ
る方向のトルクを発生する部位は、該駆動コイル7aの有
効部分15a,15bである。

また、駆動コイル7aの無効部分14a,14bからは、回転
軸６を中心とした回転トルクは得られない。

したがって、駆動コイル7aの無効部分14a,14bを回転
軸６側へ折り曲げても、該駆動コイル7aから得られる回
転トルクは不変である。

他方、駆動コイル7aの無効部分14a,14bを回転軸６側
へ折り曲げることによって、該無効部分14a,14bの質量
が回転軸６側へ移動する。

したがって、回転軸６を中心として可動する駆動アー
ム5a系のイナーシャは小さくなる。

以上の結果、ボイスコイルモータの駆動トルクは不変
のまま、そのイナーシャのみを小さくすることができ
る。

〔実施例〕

本発明のボイスコイルモータを、実際上どのように具
体化できるかを実施例で説明する。

第２図は、実施例を説明する図で、（ａ）は磁気ディ
スク装置をスピンドルの軸方向から見た平面図、（ｂ）
は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）のボイスコイルモー
タ部分を拡大した図、である。尚、同図（ａ）（ｂ）
は、ケーシングのみを切断した断面図で示した。

（１）構成 本実施例のボイスコイルモータの磁気回路は、第３図
に示す従来のボイスコイルモータと同一である。すなわ
ち、マグネット8a,8b,8c,8d、ヨーク9a,9b,9c,9d、から
成る。

他方、駆動コイル7bは、回転軸６の軸方向と直角方向
の無効部分を該回転軸６側へ折り曲げ、該折り曲げ部分
を駆動アーム5bに接着剤17で接着する。

（２）ボイスコイルモータの作動 本実施例のボイスコイルモータは、磁気回路と交差す
る駆動コイル7bの有効部分の長さが、従来のボイスコイ
ルモータと同一である。したがって、駆動コイル7bに電
流を流した場合に発生する駆動トルクは、従来のボイス
コイルモータと同一である。

そして、駆動コイル7bが発生する駆動トルクは、折り
曲げて接着した無効部分を介して駆動アーム5bに伝達す
る。

他方、折り曲げて接着した駆動コイル7bの無効部分の
質量が、回転軸６側へ移動する。したがって、磁気ヘッ
ド３を位置決め駆動する可動部分のイナーシャが小さく
なる。

また、可動部分の質量が減少するので、該可動部分の
自己共振周波数が高くなる。

すなわち、ボイスコイルモータの駆動トルクは不変の
まま、そのイナーシャのみを小さくすることができ、よ
り高速アクセスが可能なロータリーアクチュエータを実
現することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ボイスコイルモータの
駆動トルクは不変のまま、そのイナーシャのみを小さく
することができる。

したがって、駆動電流の変化に対するボイスコイルモ
ータの追従特性が高速化し、小型・軽量でアクセス速度
の速い磁気ディスク装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本原理を説明する図で、（ａ）は
ロータリーアクチュエータを回転軸の軸方向から見た平
面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は駆動コイルの
斜視図、 第２図は、実施例を説明する図で、（ａ）は磁気ディス
ク装置をスピンドルの軸方向から見た平面図、（ｂ）は
（ａ）の正面図、（ｃ）は（ｂ）のボイスコイルモータ
部分を拡大した図、 第３図は、ロータリーアクチュエータ型磁気ディスク装
置を説明する図で、（ａ）は磁気ディスク装置をスピン
ドルの軸方向から見た平面図、（ｂ）は（ａ）の正面
図、（ｃ）は駆動コイルの巻線形状を説明する斜視図、 第４図は、ボイスコイルモータの原理を説明する図で、
第３図（ｂ）を右側面から見た図、 第５図は、駆動コイルの有効部分と無効部分を説明する
図で、第３図（ｂ）を右側面から見た図、である。 図において、１は磁気ディスク媒体、2,2aはスピンド
ル、３は磁気ヘッド、４は支持バネ、5,5a,5bは駆動ア
ーム、６は回転軸、7,7a,7bは駆動コイル、8a,8b,8c,8d
はマグネット、9a,9b,9c,9dはヨーク、10,10aはスピン
ドルモータ、11a,11bは軸受、12a,12bは磁界の方向、13
a,13bは電流の流れる方向、14a,14bは無効部分、15a,15
bは有効部分、16はケーシング、17は接着剤、18は巻
線、をそれぞれ示している。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に垂直な方向に磁界がかけられ、該
   回転軸を中心とする円周方向および該回転軸に平行な方
   向に該磁界に垂直な面に沿って延伸する駆動コイルを備
   えてなり、該回転軸を中心として磁気ヘッドを円弧状に
   駆動するボイスコイルモータにおいて、 前記駆動コイル内縁の円周方向に延伸する辺に沿って、
   該駆動コイルの円周方向に延伸する領域が前記回転軸側
   に折り曲げられて成ることを特徴とするボイスコイルモ
   ータ。