JP3669393B2 - ディスク装置用リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動コイルを巻回した可動コイル体への通電により、光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを直線移動させることが可能なディスク装置用リニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータとしては、特開平４−１９８４７号で提案されている構成が知られている。この特開平４−１９８４７号の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータは、図１０及び図１１に示すように、永久磁石１を囲むように設けられた磁気回路２と、該磁気回路２の永久磁石１に対向した部分であるセンターヨーク３に対し直線移動自在な如く周回、巻装されたコイル４とを具備し、永久磁石１とセンターヨーク３間のギャップに発生した磁束がコイル４の一部と鎖交している。従って、コイル４に駆動用電流を流すことによりフレミングの左手の法則に従って推力を発生させることができ、光ピックアップを有する光ピックアップユニット５がコイル４とともに直線移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０及び図１１に示す従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの場合、コイル４の一部分（主として永久磁石１に対向する部分）しか磁束と鎖交しないため、推力が大きくとれない。また、図１１で示す永久磁石１の幅Ｘを短くすると推力の低下を招き、その幅Ｘを短縮して偏平にすることができないため、リニアアクチュエータの薄型化が困難な欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、推力の増大、小型化、薄型化を図ることが可能なディスク装置用リニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のディスク装置用リニアアクチュエータは、同極対向された２個の永久磁石間に軟磁性体のポールピースを同軸上に設けた構造を有する界磁体と、該界磁体の軸方向に直線移動自在であって当該界磁体の外側を周回するように駆動コイルを巻回した可動コイル体と、前記界磁体の両端面にそれぞれ設けられた軟磁性体のサイドヨークと、前記可動コイル体の外側を囲む如く前記サイドヨーク間を接続する軟磁性体の外部ヨークとを有するリニアアクチュエータ本体を備え、
前記外部ヨークは前記界磁体の周囲を前記可動コイル体の移動空間を隔てて筒状に囲みかつ前記可動コイル体のジョイント部の移動部分に切欠を有しており、前記界磁体、サイドヨーク及び外部ヨークで磁気回路を構成して、前記駆動コイル全周に対して前記界磁体による磁束を鎖交させ、前記可動コイル体の直線運動により光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを所定方向に直線移動させる構成としている。
【０００７】
また、前記リニアアクチュエータ本体が前記移動ユニットの両側にそれぞれ配設され、両方のリニアアクチュエータ本体のサイドヨーク同士を一体に形成するか、あるいは前記サイドヨーク同士をホルダーで連結一体化した構成としてもよい。
【０００８】
さらに、前記移動ユニットの一方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石と、他方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石とを、相互に引き合う向きに配列するとよい。
【０００９】
前記ポールピースの両端面に外縁よりも凹んだザグリ部を形成し、前記永久磁石が前記ザグリ部に吸着保持される構成とすることもできる。
【００１０】
また、前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを非磁性金属又は樹脂製のパイプ又は巻ブッシュで覆って保持する構成としてもよい。
【００１１】
あるいは、前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを熱収縮チューブで覆って保持する構成としてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１及び図２は本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの第１の実施の形態を示す。このディスク装置用リニアアクチュエータは、左右２個のリニアアクチュエータ本体１０で光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニット３０を直線移動させるものである。各リニアアクチュエータ本体１０は、２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を同軸上に配列して非磁性金属又は樹脂製の非磁性パイプ１３で覆い保持一体化した界磁体１５と、該界磁体１５の外周をその軸方向に直線移動（摺動）自在なボビン２１に駆動コイル２２を巻装してなる可動コイル体２０と、前記界磁体１５の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨーク２５と、前記可動コイル体２０の本体部分（駆動コイルを巻回した部分）の移動空間を残して前記界磁体１５の外側を囲む如く配置されていて界磁体１５の両側のサイドヨーク２５同士を接続する外部ヨーク２６と、両端がサイドヨーク２５に固定されたガイド軸２７とを備えている。
【００１４】
前記永久磁石１１Ａ，１１Ｂは、例えば、小型で強力な磁力を発生可能な四角柱状希土類永久磁石である。鉄等の四角柱状の軟磁性体で形成されたポールピース１２は同極対向された２個の四角柱状永久磁石１１Ａ，１１Ｂに挟まれ吸着されていて、それらの外周面は同一となっている。永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びポールピース１２は、非磁性材料であるステンレス、真鍮等の非磁性金属、樹脂等の薄肉の角筒状非磁性パイプ１３の内側に挿入されることで当該パイプ１３で覆われるとともに一体的に保持されている。このように、永久磁石１１Ａ，１１Ｂとポールピース１２とをパイプ１３で覆って四角柱形状の界磁体１５を構成することで、永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びポールピース１２の保持一体化を確実にするとともに、可動コイル体２０の摺動性の向上を実現している。なお、界磁体１５の軸方向（可動コイル体２０が直線移動する長手方向）と永久磁石１１Ａ，１１Ｂの磁化方向とが一致している。
【００１５】
前記四角柱形状の界磁体１５の外周に沿って摺動自在な可動コイル体２０が有するボビン２１は、例えば、耐摩耗性、摺動性に優れた絶縁樹脂製であり、界磁体１５の外周面、すなわちパイプ部材１３の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔２１ａを持つ断面がコ字状である。可動コイル体２０はボビン２１の鍔２１ａ間に駆動コイル２２を巻装した構造を持つものである。これらのコイル２２は前記界磁体１５の外側を周回する向きにボビン２１に巻かれている。このボビン２１の両側の鍔２１ａには、可動コイル体２０の動きを外部に出力するためのジョイント部（出力取出し部）２１ｂがそれぞれ一体に形成され、ここに前記ガイド軸２７に対する軸受部２１ｃが形成されている。
【００１６】
前記サイドヨーク２５及び外部ヨーク２６は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低減）と、磁気漏洩を防止するために設けられているものである。外部ヨーク２６は鉄板等の軟磁性体で角筒状に形成したもので、界磁体１５の周囲を可動コイル体２０の移動空間を隔てて囲むものであり、外部ヨーク２６の両端には同材質のサイドヨーク２５が接続、固定されている。外部ヨーク２６で接続された両方のサイドヨーク２５の内面の凹部には、永久磁石１１Ａ，１１Ｂの同極対向している磁極の反対側磁極が当接し、固着されている。
【００１７】
各サイドヨーク２５は、移動ユニット３０の左右両側のリニアアクチュエータ本体１０に対して共通に用いられており、２個のリニアアクチュエータ本体１０を一体化するとともにガイド軸２７を固定するためのホルダーを兼ねた構造となっている。すなわち、サイドヨーク２５で各リニアアクチュエータ本体１０のガイド軸２７が相互に平行かつ界磁体１５に対し平行に固定支持されており、サイドヨーク２５の中間部に取付穴２８を有する取付部２９が形成されている。
【００１８】
このように、各リニアアクチュエータ本体１０の永久磁石１１Ａ，１１Ｂから発生する磁束が通る磁路を軟磁性体のポールピース１２、サイドヨーク２５、これと一体的に固着された外部ヨーク２６により構成している。
【００１９】
なお、可動コイル体２０が界磁体１５の軸方向に移動することに伴ってジョイント部２１ｂが通過する部分、すなわち可動コイル体２０の可動範囲におけるジョイント部２１ｂの移動部分には、外部ヨーク２６に対して切割（切欠）２６ａが形成されている。前記可動コイル体２０のボビン２１に一体に形成されたそれらのジョイント部２１ｂは切割２６ａを通して外部ヨーク２６の外側に突出（延在）している。
【００２０】
前述したように、左右両側のリニアアクチュエータ本体１０に共通なサイドヨーク２５によって、各リニアアクチュエータ本体１０のガイド軸２７が外部ヨーク２６の外側において界磁体１５に平行に支持固定されているが、該ガイド軸２７は可動コイル体２０を円滑に摺動させるために例えば円柱金属シャフト（磁性、非磁性を問わない）で構成されている。そして、可動コイル体２０側のジョイント部２１ｂの軸受部２１ｃがガイド軸２７にがたつきなく摺動自在に嵌合している（ガイド軸２７が軸受部２１ｃを摺動自在に貫通している）。これらの軸受部２１ｃはガイド軸２７の周囲を環状に囲む軸受構造となっている。また、界磁体１５の外周面を構成する非磁性パイプ１３とボビン２１との摺動は、最低限の摺動抵抗とするのが望ましいため、ボビン２１の内周部に部分的な一対の突起等を設けた回り止め構造とするとよい。すなわち、ボビン２１内周面に形成された一対の突起等によってボビン２１は非磁性パイプ１３の外周面に対し微小面積で接触し（好ましくは点接触又は微小幅の線接触）、ガイド軸２７を回転中心とした回転方向のがたつきを防止するようにすることが好ましい。
【００２１】
前記移動ユニット３０は光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有するものである。例えば、光磁気ディスク装置に適用する場合、移動ユニット３０には光ピックアップが搭載され、磁気ディスク装置に適用する場合には磁気ヘッドが移動ユニット３０に搭載され、移動ユニット３０は光ピックアップ又は磁気ヘッドのシーク動作等のために直線移動されるものである。この移動ユニット３０の左側には１対の延長アーム部３１が、右側にも１対の延長アーム部３２が一体に形成されている。ここで、一方の延長アーム部３２に形成された軸受部３２ａはガイド軸２７の周囲を環状に囲む軸受構造であり、他方の延長アーム部３１に形成された切欠係合部３１ａはガイド軸２７の上下２点で接する回り止め構造となっている。なお、１対の延長アーム部３１，３２は多少先端部の間隔が広がる向きに弾性を持たせて形成することが好ましく、こうすることで各リニアアクチュエータ本体１０の１対のジョイント部２１ｂの内側面に延長アーム部３１，３２の先端外側面が圧接することで軸方向のがたつき発生を無くすことができる。
【００２２】
なお、１対の延長アーム部３１，３２に、先端部の間隔が広がる向きの弾性を持たせる代わりに、１対のジョイント部２１ｂに先端部の間隔が狭まる向きの弾性を持たせて軸方向のがたつきを無くすようにすることも可能である。
【００２３】
いずれにしても、可動コイル体２０のジョイント部２１ｂと移動ユニット３０の延長アーム部３１，３２との接続はフリージョイント構造（回転方向は自由であるが、軸方向の動きはがたつきなく伝達するジョイント構造）となっている。
【００２４】
なお、左側のリニアアクチュエータ本体１０内の永久磁石１１Ａ，１１Ｂと右側のリニアアクチュエータ本体１０内の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間の相互の磁極関係は、動作原理上はとくに制約はないが、図１中の磁極Ｎ，Ｓに示すように、左側のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石と、右側のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石とが相互に引き合う向きに磁極を配列することで、一方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路から出た漏洩磁束は他方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路に吸い込まれるようになり、各リニアアクチュエータ本体１０の外部ヨーク２６外部に漏れ出る漏洩磁束をいっそう低減することができる。
【００２５】
以上の第１の実施の形態の構成において、各リニアアクチュエータ本体１０内の２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂが同極対向で軟磁性体のポールピース１２を挟んで同軸上に配置されていることにより、ポールピース１２の外面と外部ヨーク２６の内面との間の角筒状空間（可動コイル体２０の移動空間）に磁束が発生し、すなわち界磁体１５の軸方向（可動コイル体２０の移動方向）に垂直な磁界成分が生じる。従って、駆動コイル２２に電流を流すことにより、フレミングの左手の法則に基づく推力を可動コイル体２０に発生することができ、該可動コイル体２０を界磁体１５並びにガイド軸２７に沿って円滑に直線移動させることができ、その可動コイル体２０のジョイント部２１ｂを介し移動ユニット３０を所定方向に直線移動可能である。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態で用いたリニアアクチュエータ本体１０の推力が、図１０及び図１１の従来の可動コイル型リニアアクチュエータよりも大幅に増大することを説明するためのもので、図３（Ａ）は図１０及び図１１に示した従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路で１個の永久磁石を用いた面対向（片側）構造、図３（Ｂ）は従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路で２個の永久磁石を用いた面対向（両側）構造（「リニアモータとその応用」電気学会、昭和６２年９月３０日再版発行の２章リニア直流モータ第６〜７頁に記載）、図３（Ｃ）は第１の実施の形態で用いたリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路である。この第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路は永久磁石を２個用いたものであるため、従来例として２個の永久磁石を用いた図３（Ｂ）の磁気回路（コイルの鎖交磁束数は図３（Ａ）の２倍）の場合とで推力の比較実験を行った。その結果を図４及び図５に示す。図４は、図３（Ｂ）の磁気回路を有する従来のリニアアクチュエータのストロークと推力との関係を示し、図５は第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータ本体１０のストロークと推力との関係を示している。但し、この実験では各リニアアクチュエータの全体積と、使用する永久磁石の材質及び質量が同一となるように設計して比較した。
【００２７】
これらの図４，図５から、第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータ本体１０の推力特性は図３（Ｂ）の磁気回路を有する従来のリニアアクチュエータの推力特性よりも約３０％増大していることがわかる。
【００２８】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２９】
(1) ２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を持つ界磁体１５の両端面に軟磁性体のサイドヨーク２５を配置し、かつ可動コイル体２０の本体部分（駆動コイル２２が巻回された部分）の可動範囲の外側に軟磁性体の外部ヨーク２６を配置して磁気回路を構成しており、可動コイル体２０が有する駆動コイル２２の全周に対して前記界磁体１５による磁束を鎖交させることが可能であり、大幅な推力向上を図ることができる。従って、移動ユニット３０を高速駆動可能で、光ピックアップ、磁気ヘッドのシーク動作等の迅速化を図ることができる。
【００３０】
(2) 切割２６ａの部分を除き、界磁体１５の周囲は外部ヨーク２６及びサイドヨーク２５で閉塞されており、磁気シールド効果が高く、漏洩磁束は少ない。
【００３１】
(3) さらに、一方のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石と、他方のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石とが相互に引き合う向きに各永久磁石の磁極を配列することで、一方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路から出た漏洩磁束は他方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路に吸い込まれるようになり、各リニアアクチュエータ本体１０の外部ヨーク２６から外部に漏れ出る漏洩磁束をいっそう低減することができる。
【００３２】
(4) サイドヨーク２５が２個のリニアアクチュエータ本体１０に共通に使用されており、両リニアアクチュエータ本体１０を一体化するとともにガイド軸２７を固定支持するホルダーを兼用した構造であり、構造の簡素化、部品点数の削減を図ることができる。
【００３３】
(5) 前記可動コイル体２０の駆動コイル２２の全周に磁束が鎖交するので、磁気回路の形状の自由度が大きく、偏平化、薄型化を図ることができる。
【００３４】
(6) 界磁体１５は、２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を非磁性パイプ１３で覆い保持した構造であり、永久磁石１１Ａ，１１Ｂとポールピース１２の保持一体化が確実であり、しかも必要な磁束を発生する機能と可動コイル体２０のガイド体としての機能を兼ねるため、簡素で、小型化に適した構造となっている。また、非磁性パイプ１３として摩擦の少ない材質を用いることで、可動コイル体２０の動きの円滑化を図ることができる。
【００３５】
図６乃至図７は本発明の第２の実施の形態を示す。このディスク装置用リニアアクチュエータは、左右２個のリニアアクチュエータ本体４０で光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニット３０を直線移動させるものである。各リニアアクチュエータ本体４０は、２個の円柱状永久磁石４１Ａ，４１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体の円柱状ポールピース４２を同軸上に連結、一体化した界磁体４５と、該界磁体４５の外周をその軸方向に直線移動（摺動）自在なボビン５１に駆動コイル５２を巻装してなる可動コイル体５０と、前記界磁体４５の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨーク５５と、前記可動コイル体５０の本体部分（駆動コイルを巻回した部分）の移動空間を残して前記界磁体４５の外側を囲む如く配置されていて界磁体４５の両側のサイドヨーク５５同士を接続する外部ヨーク５６と、両端がサイドヨーク５５に固定されたガイド軸２７とを備えている。
【００３６】
前記永久磁石４１Ａ，４１Ｂは、例えば、小型で強力な磁力を発生可能な円柱状希土類永久磁石である。鉄等の円柱状の軟磁性体で形成されたポールピース４２は永久磁石４１Ａ，４１Ｂよりも多少大径であり、その両端面に外縁よりも凹んだザグリ部４２ａが形成されている。そして、ポールピース４２を挟み込む如く、同極対向の永久磁石４１Ａ，４１Ｂの端面がザグリ部４２ａに吸着、保持されている。ポールピース４２の両端面にザグリ部４２ａを形成したことにより、非磁性パイプ等を使用しなくとも、永久磁石４１Ａ，４１Ｂとポールピース４２相互の位置ずれ、ポールピース４２の脱落を防止することができる。なお、界磁体４５の軸方向（可動コイル体５０が直線移動する長手方向）と永久磁石４１Ａ，４１Ｂの磁化方向とが一致している。
【００３７】
前記界磁体４５が有する円柱状ポールピース４２の外周に沿って摺動自在な可動コイル体５０が有するボビン５１は、例えば、耐摩耗性、摺動性に優れた絶縁樹脂製であり、ポールピース４２の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔５１ａを持つ断面がコ字状である。可動コイル体５０はボビン５１の鍔５１ａ間に駆動コイル５２を巻装した構造を持つものである。これらのコイル５２は前記界磁体４５の外側を周回する向きにボビン５１に巻かれている。このボビン５１の両側の鍔５１ａには、可動コイル体５０の動きを外部に出力するための出力取出し部（ジョイント部）５１ｂがそれぞれ一体に形成され、ここに前記ガイド軸２７に対する軸受部５１ｃが形成されている。
【００３８】
前記サイドヨーク５５及び外部ヨーク５６は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低減）と、磁気漏洩を防止するために設けられているものである。外部ヨーク５６は鉄板等の軟磁性体で円筒状に形成したもので、界磁体４５の周囲を可動コイル体５０の移動空間を隔てて囲むものであり、外部ヨーク５６の両端には同材質のサイドヨーク５５が接続、固定されている。サイドヨーク５５の内面には、永久磁石４１Ａ，４１Ｂの同極対向している磁極の反対側磁極が当接し、固着されている。
【００３９】
各サイドヨーク５５は、移動ユニット３０の左右両側のリニアアクチュエータ本体４０に対して共通に用いられており、２個のリニアアクチュエータ本体４０を一体化するとともにガイド軸２７を固定するためのホルダーを兼ねた構造となっている。すなわち、サイドヨーク５５で各リニアアクチュエータ本体４０のガイド軸２７が相互に平行かつ界磁体４５に対し平行に固定支持されており、サイドヨーク５５の中間部に取付穴５８を有する取付部５９が形成されている。
【００４０】
なお、可動コイル体５０が界磁体４５の軸方向に移動することに伴ってジョイント部５１ｂが通過する部分、すなわち可動コイル体５０の可動範囲におけるジョイント部５１ｂの移動部分には、外部ヨーク５６に対して切割（切欠）５６ａが形成されている。
【００４１】
なお、その他の構成部分は前述した第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
この第２の実施の形態によれば、界磁体４５のポールピース４２の両端面にザグリ部４２ａを形成したことにより、非磁性パイプ等を使用しなくとも、永久磁石４１Ａ，４１Ｂとポールピース４２相互の位置ずれ、ポールピース４２の脱落を防止することができ、部品点数の削減、組立工数の削減も可能である。
【００４３】
図８はリニアアクチュエータ本体に用いる界磁体の変形例であり、２個の同極対向の永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びこれらと同径の軟磁性体のポールピース６２を、非磁性金属又は樹脂製の平板を筒状に加工した巻ブッシュ６３で覆って保持一体化したものである。各永久磁石及びポールピースの断面を方形にすれば前述の第１の実施の形態における界磁体として使用でき、各永久磁石及びポールピースの断面を円形にすれば前述の第２の実施の形態における界磁体として使用できることは明らかである。この場合、完全なパイプ形状とするよりも巻ブッシュ６３とした方が材質によっては製造容易となり、コスト低減を図ることができる。
【００４４】
図９はリニアアクチュエータ本体に用いる界磁体の変形例であり、２個の同極対向の永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びこれらと同径の軟磁性体のポールピース６２を、熱収縮チューブ６４で覆って保持一体化したものである。各永久磁石及びポールピースの断面を方形にすれば前述の第１の実施の形態における界磁体として使用でき、各永久磁石及びポールピースの断面を円形にすれば前述の第２の実施の形態における界磁体として使用できることは明らかである。この場合、熱収縮チューブ６４の熱収縮性を利用して永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びポールピース６２の３者をがたつきなく保持でき、製造コスト低減にも有効である。
【００４５】
上記第１又は第２の実施の形態では、いずれも移動ユニット３０の左右両側にリニアアクチュエータ本体１０，４０を配置したが、１個のリニアアクチュエータ本体１０，４０で移動ユニット３０を駆動する構成とすることができる。この場合、可動コイル体２０，５０のジョイント部に移動ユニット３０の延長アーム部を固着一体化するジョイント構造等とすることができる。
【００４６】
上記第１又は第２の実施の形態では、いずれも可動コイル体２０，５０のボビン２１，５１に一体に形成されたジョイント部２１ｂ，５１ｂがガイド軸２７の外周に対して摺動する軸受構造を有するが、逆に可動コイル体のボビンが界磁体１５，４５の外周を環状に囲んで摺動する軸受構造を持ち、かつ当該可動コイル体はガイド軸２７の外周面に微小面積で接する回り止め構造を持つ構成としてもよい。
【００４７】
なお、可動コイル体の出力取出し部としてのジョイント部をボビンの鍔に一体に形成したが、ボビンとは別部品のアーム状部材を可動コイル体のボビン等に固着、連結等で取り付けるようにしても差し支えない。
【００４８】
また、外部ヨークの一端にサイドヨークを予め一体に作製しておくこともできる。
【００４９】
さらに、移動ユニット３０の両側のリニアアクチュエータ本体１０，４０のサイドヨークを共通に用いてガイド軸２７を固定支持するホルダー兼用としたが、ガイド軸２７を固定支持するホルダーの両側に各リニアアクチュエータ本体のサイドヨークを固着する構造とすることも可能である。
【００５０】
なお、第２の実施の形態において、サイドヨーク５５にも永久磁石端部が嵌入するザグリ部を形成してもよい。
【００５１】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータは、同極対向された２個の永久磁石間に軟磁性体のポールピースを同軸上に設けた構造を有する界磁体と、該界磁体の軸方向に直線移動自在であって当該界磁体の外側を周回するように駆動コイルを巻回した可動コイル体と、前記界磁体の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨークと、前記可動コイル体の外側を囲む如く前記サイドヨーク間を接続する外部ヨークとを有するリニアアクチュエータ本体を備えており、前記界磁体、サイドヨーク及び外部ヨークで磁気回路を構成することで、前記駆動コイル全周に対して前記界磁体による磁束を鎖交させることができる。
【００５３】
従って、推力の大幅向上を図ることができ、前記可動コイル体の直線運動により光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを所定方向に高速で直線移動させることができる。
【００５４】
また、前記界磁体の形状は設計上の自由度が大きく、例えば、角柱状、円柱状、偏平板形状等とすることができ、偏平、薄型形状としても推力低下がなく、多様なディスク装置に使用できる。
【００５５】
さらに、前記界磁体の周囲は外部ヨーク及びサイドヨークで実質的に閉塞されており、磁気シールド効果が高く、漏洩磁束は少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの第１の実施の形態の一部を断面とした平面図である。
【図２】同じく一部を断面とした側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体の磁気回路と従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路とを対比して示す説明図である。
【図４】従来の可動コイル型リニアアクチュエータの推力特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体の推力特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す一部を断面とした平面図である。
【図７】同じく一部を断面とした側面図である。
【図８】本発明で使用可能な界磁体の変形例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明で使用可能な界磁体の他の変形例を示す斜視図である。
【図１０】従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの平面図である。
【図１１】従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの正断面図である。
【符号の説明】
１，１１Ａ，１１Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ 永久磁石
２ 磁気回路
３ センターヨーク
４ コイル
５ 光ピックアップユニット
１０，４０ リニアアクチュエータ本体
１２，４２，６２ ポールピース
１３ 非磁性パイプ
１５，４５ 界磁体
２０，５０ 可動コイル体
２１，５１ ボビン
２２，５２ 駆動コイル
２５，５５ サイドヨーク
２６，５６ 外部ヨーク
２７ ガイド軸
３０ 移動ユニット
３１，３２ 延長アーム部
６３ 巻ブッシュ
６４ 熱収縮チューブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動コイルを巻回した可動コイル体への通電により、光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを直線移動させることが可能なディスク装置用リニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータとしては、特開平４−１９８４７号で提案されている構成が知られている。この特開平４−１９８４７号の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータは、図１０及び図１１に示すように、永久磁石１を囲むように設けられた磁気回路２と、該磁気回路２の永久磁石１に対向した部分であるセンターヨーク３に対し直線移動自在な如く周回、巻装されたコイル４とを具備し、永久磁石１とセンターヨーク３間のギャップに発生した磁束がコイル４の一部と鎖交している。従って、コイル４に駆動用電流を流すことによりフレミングの左手の法則に従って推力を発生させることができ、光ピックアップを有する光ピックアップユニット５がコイル４とともに直線移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０及び図１１に示す従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの場合、コイル４の一部分（主として永久磁石１に対向する部分）しか磁束と鎖交しないため、推力が大きくとれない。また、図１１で示す永久磁石１の幅Ｘを短くすると推力の低下を招き、その幅Ｘを短縮して偏平にすることができないため、リニアアクチュエータの薄型化が困難な欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、推力の増大、小型化、薄型化を図ることが可能なディスク装置用リニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のディスク装置用リニアアクチュエータは、同極対向された２個の永久磁石間に軟磁性体のポールピースを同軸上に設けた構造を有する界磁体と、該界磁体の軸方向に直線移動自在であって当該界磁体の外側を周回するように駆動コイルを巻回した可動コイル体と、前記界磁体の両端面にそれぞれ設けられた軟磁性体のサイドヨークと、前記可動コイル体の外側を囲む如く前記サイドヨーク間を接続する軟磁性体の外部ヨークとを有するリニアアクチュエータ本体を備え、
前記外部ヨークは前記界磁体の周囲を前記可動コイル体の移動空間を隔てて筒状に囲みかつ前記可動コイル体のジョイント部の移動部分に切欠を有しており、前記界磁体、サイドヨーク及び外部ヨークで磁気回路を構成して、前記駆動コイル全周に対して前記界磁体による磁束を鎖交させ、前記可動コイル体の直線運動により光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを所定方向に直線移動させる構成としている。
【０００７】
また、前記リニアアクチュエータ本体が前記移動ユニットの両側にそれぞれ配設され、両方のリニアアクチュエータ本体のサイドヨーク同士を一体に形成するか、あるいは前記サイドヨーク同士をホルダーで連結一体化した構成としてもよい。
【０００８】
さらに、前記移動ユニットの一方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石と、他方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石とを、相互に引き合う向きに配列するとよい。
【０００９】
前記ポールピースの両端面に外縁よりも凹んだザグリ部を形成し、前記永久磁石が前記ザグリ部に吸着保持される構成とすることもできる。
【００１０】
また、前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを非磁性金属又は樹脂製のパイプ又は巻ブッシュで覆って保持する構成としてもよい。
【００１１】
あるいは、前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを熱収縮チューブで覆って保持する構成としてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１及び図２は本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの第１の実施の形態を示す。このディスク装置用リニアアクチュエータは、左右２個のリニアアクチュエータ本体１０で光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニット３０を直線移動させるものである。各リニアアクチュエータ本体１０は、２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を同軸上に配列して非磁性金属又は樹脂製の非磁性パイプ１３で覆い保持一体化した界磁体１５と、該界磁体１５の外周をその軸方向に直線移動（摺動）自在なボビン２１に駆動コイル２２を巻装してなる可動コイル体２０と、前記界磁体１５の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨーク２５と、前記可動コイル体２０の本体部分（駆動コイルを巻回した部分）の移動空間を残して前記界磁体１５の外側を囲む如く配置されていて界磁体１５の両側のサイドヨーク２５同士を接続する外部ヨーク２６と、両端がサイドヨーク２５に固定されたガイド軸２７とを備えている。
【００１４】
前記永久磁石１１Ａ，１１Ｂは、例えば、小型で強力な磁力を発生可能な四角柱状希土類永久磁石である。鉄等の四角柱状の軟磁性体で形成されたポールピース１２は同極対向された２個の四角柱状永久磁石１１Ａ，１１Ｂに挟まれ吸着されていて、それらの外周面は同一となっている。永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びポールピース１２は、非磁性材料であるステンレス、真鍮等の非磁性金属、樹脂等の薄肉の角筒状非磁性パイプ１３の内側に挿入されることで当該パイプ１３で覆われるとともに一体的に保持されている。このように、永久磁石１１Ａ，１１Ｂとポールピース１２とをパイプ１３で覆って四角柱形状の界磁体１５を構成することで、永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びポールピース１２の保持一体化を確実にするとともに、可動コイル体２０の摺動性の向上を実現している。なお、界磁体１５の軸方向（可動コイル体２０が直線移動する長手方向）と永久磁石１１Ａ，１１Ｂの磁化方向とが一致している。
【００１５】
前記四角柱形状の界磁体１５の外周に沿って摺動自在な可動コイル体２０が有するボビン２１は、例えば、耐摩耗性、摺動性に優れた絶縁樹脂製であり、界磁体１５の外周面、すなわちパイプ部材１３の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔２１ａを持つ断面がコ字状である。可動コイル体２０はボビン２１の鍔２１ａ間に駆動コイル２２を巻装した構造を持つものである。これらのコイル２２は前記界磁体１５の外側を周回する向きにボビン２１に巻かれている。このボビン２１の両側の鍔２１ａには、可動コイル体２０の動きを外部に出力するためのジョイント部（出力取出し部）２１ｂがそれぞれ一体に形成され、ここに前記ガイド軸２７に対する軸受部２１ｃが形成されている。
【００１６】
前記サイドヨーク２５及び外部ヨーク２６は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低減）と、磁気漏洩を防止するために設けられているものである。外部ヨーク２６は鉄板等の軟磁性体で角筒状に形成したもので、界磁体１５の周囲を可動コイル体２０の移動空間を隔てて囲むものであり、外部ヨーク２６の両端には同材質のサイドヨーク２５が接続、固定されている。外部ヨーク２６で接続された両方のサイドヨーク２５の内面の凹部には、永久磁石１１Ａ，１１Ｂの同極対向している磁極の反対側磁極が当接し、固着されている。
【００１７】
各サイドヨーク２５は、移動ユニット３０の左右両側のリニアアクチュエータ本体１０に対して共通に用いられており、２個のリニアアクチュエータ本体１０を一体化するとともにガイド軸２７を固定するためのホルダーを兼ねた構造となっている。すなわち、サイドヨーク２５で各リニアアクチュエータ本体１０のガイド軸２７が相互に平行かつ界磁体１５に対し平行に固定支持されており、サイドヨーク２５の中間部に取付穴２８を有する取付部２９が形成されている。
【００１８】
このように、各リニアアクチュエータ本体１０の永久磁石１１Ａ，１１Ｂから発生する磁束が通る磁路を軟磁性体のポールピース１２、サイドヨーク２５、これと一体的に固着された外部ヨーク２６により構成している。
【００１９】
なお、可動コイル体２０が界磁体１５の軸方向に移動することに伴ってジョイント部２１ｂが通過する部分、すなわち可動コイル体２０の可動範囲におけるジョイント部２１ｂの移動部分には、外部ヨーク２６に対して切割（切欠）２６ａが形成されている。前記可動コイル体２０のボビン２１に一体に形成されたそれらのジョイント部２１ｂは切割２６ａを通して外部ヨーク２６の外側に突出（延在）している。
【００２０】
前述したように、左右両側のリニアアクチュエータ本体１０に共通なサイドヨーク２５によって、各リニアアクチュエータ本体１０のガイド軸２７が外部ヨーク２６の外側において界磁体１５に平行に支持固定されているが、該ガイド軸２７は可動コイル体２０を円滑に摺動させるために例えば円柱金属シャフト（磁性、非磁性を問わない）で構成されている。そして、可動コイル体２０側のジョイント部２１ｂの軸受部２１ｃがガイド軸２７にがたつきなく摺動自在に嵌合している（ガイド軸２７が軸受部２１ｃを摺動自在に貫通している）。これらの軸受部２１ｃはガイド軸２７の周囲を環状に囲む軸受構造となっている。また、界磁体１５の外周面を構成する非磁性パイプ１３とボビン２１との摺動は、最低限の摺動抵抗とするのが望ましいため、ボビン２１の内周部に部分的な一対の突起等を設けた回り止め構造とするとよい。すなわち、ボビン２１内周面に形成された一対の突起等によってボビン２１は非磁性パイプ１３の外周面に対し微小面積で接触し（好ましくは点接触又は微小幅の線接触）、ガイド軸２７を回転中心とした回転方向のがたつきを防止するようにすることが好ましい。
【００２１】
前記移動ユニット３０は光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有するものである。例えば、光磁気ディスク装置に適用する場合、移動ユニット３０には光ピックアップが搭載され、磁気ディスク装置に適用する場合には磁気ヘッドが移動ユニット３０に搭載され、移動ユニット３０は光ピックアップ又は磁気ヘッドのシーク動作等のために直線移動されるものである。この移動ユニット３０の左側には１対の延長アーム部３１が、右側にも１対の延長アーム部３２が一体に形成されている。ここで、一方の延長アーム部３２に形成された軸受部３２ａはガイド軸２７の周囲を環状に囲む軸受構造であり、他方の延長アーム部３１に形成された切欠係合部３１ａはガイド軸２７の上下２点で接する回り止め構造となっている。なお、１対の延長アーム部３１，３２は多少先端部の間隔が広がる向きに弾性を持たせて形成することが好ましく、こうすることで各リニアアクチュエータ本体１０の１対のジョイント部２１ｂの内側面に延長アーム部３１，３２の先端外側面が圧接することで軸方向のがたつき発生を無くすことができる。
【００２２】
なお、１対の延長アーム部３１，３２に、先端部の間隔が広がる向きの弾性を持たせる代わりに、１対のジョイント部２１ｂに先端部の間隔が狭まる向きの弾性を持たせて軸方向のがたつきを無くすようにすることも可能である。
【００２３】
いずれにしても、可動コイル体２０のジョイント部２１ｂと移動ユニット３０の延長アーム部３１，３２との接続はフリージョイント構造（回転方向は自由であるが、軸方向の動きはがたつきなく伝達するジョイント構造）となっている。
【００２４】
なお、左側のリニアアクチュエータ本体１０内の永久磁石１１Ａ，１１Ｂと右側のリニアアクチュエータ本体１０内の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ間の相互の磁極関係は、動作原理上はとくに制約はないが、図１中の磁極Ｎ，Ｓに示すように、左側のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石と、右側のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石とが相互に引き合う向きに磁極を配列することで、一方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路から出た漏洩磁束は他方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路に吸い込まれるようになり、各リニアアクチュエータ本体１０の外部ヨーク２６外部に漏れ出る漏洩磁束をいっそう低減することができる。
【００２５】
以上の第１の実施の形態の構成において、各リニアアクチュエータ本体１０内の２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂが同極対向で軟磁性体のポールピース１２を挟んで同軸上に配置されていることにより、ポールピース１２の外面と外部ヨーク２６の内面との間の角筒状空間（可動コイル体２０の移動空間）に磁束が発生し、すなわち界磁体１５の軸方向（可動コイル体２０の移動方向）に垂直な磁界成分が生じる。従って、駆動コイル２２に電流を流すことにより、フレミングの左手の法則に基づく推力を可動コイル体２０に発生することができ、該可動コイル体２０を界磁体１５並びにガイド軸２７に沿って円滑に直線移動させることができ、その可動コイル体２０のジョイント部２１ｂを介し移動ユニット３０を所定方向に直線移動可能である。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態で用いたリニアアクチュエータ本体１０の推力が、図１０及び図１１の従来の可動コイル型リニアアクチュエータよりも大幅に増大することを説明するためのもので、図３（Ａ）は図１０及び図１１に示した従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路で１個の永久磁石を用いた面対向（片側）構造、図３（Ｂ）は従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路で２個の永久磁石を用いた面対向（両側）構造（「リニアモータとその応用」電気学会、昭和６２年９月３０日再版発行の２章リニア直流モータ第６〜７頁に記載）、図３（Ｃ）は第１の実施の形態で用いたリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路である。この第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路は永久磁石を２個用いたものであるため、従来例として２個の永久磁石を用いた図３（Ｂ）の磁気回路（コイルの鎖交磁束数は図３（Ａ）の２倍）の場合とで推力の比較実験を行った。その結果を図４及び図５に示す。図４は、図３（Ｂ）の磁気回路を有する従来のリニアアクチュエータのストロークと推力との関係を示し、図５は第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータ本体１０のストロークと推力との関係を示している。但し、この実験では各リニアアクチュエータの全体積と、使用する永久磁石の材質及び質量が同一となるように設計して比較した。
【００２７】
これらの図４，図５から、第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータ本体１０の推力特性は図３（Ｂ）の磁気回路を有する従来のリニアアクチュエータの推力特性よりも約３０％増大していることがわかる。
【００２８】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２９】
(1) ２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を持つ界磁体１５の両端面に軟磁性体のサイドヨーク２５を配置し、かつ可動コイル体２０の本体部分（駆動コイル２２が巻回された部分）の可動範囲の外側に軟磁性体の外部ヨーク２６を配置して磁気回路を構成しており、可動コイル体２０が有する駆動コイル２２の全周に対して前記界磁体１５による磁束を鎖交させることが可能であり、大幅な推力向上を図ることができる。従って、移動ユニット３０を高速駆動可能で、光ピックアップ、磁気ヘッドのシーク動作等の迅速化を図ることができる。
【００３０】
(2) 切割２６ａの部分を除き、界磁体１５の周囲は外部ヨーク２６及びサイドヨーク２５で閉塞されており、磁気シールド効果が高く、漏洩磁束は少ない。
【００３１】
(3) さらに、一方のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石と、他方のリニアアクチュエータ本体１０が有する永久磁石とが相互に引き合う向きに各永久磁石の磁極を配列することで、一方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路から出た漏洩磁束は他方のリニアアクチュエータ本体１０の磁気回路に吸い込まれるようになり、各リニアアクチュエータ本体１０の外部ヨーク２６から外部に漏れ出る漏洩磁束をいっそう低減することができる。
【００３２】
(4) サイドヨーク２５が２個のリニアアクチュエータ本体１０に共通に使用されており、両リニアアクチュエータ本体１０を一体化するとともにガイド軸２７を固定支持するホルダーを兼用した構造であり、構造の簡素化、部品点数の削減を図ることができる。
【００３３】
(5) 前記可動コイル体２０の駆動コイル２２の全周に磁束が鎖交するので、磁気回路の形状の自由度が大きく、偏平化、薄型化を図ることができる。
【００３４】
(6) 界磁体１５は、２個の永久磁石１１Ａ，１１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体のポールピース１２を非磁性パイプ１３で覆い保持した構造であり、永久磁石１１Ａ，１１Ｂとポールピース１２の保持一体化が確実であり、しかも必要な磁束を発生する機能と可動コイル体２０のガイド体としての機能を兼ねるため、簡素で、小型化に適した構造となっている。また、非磁性パイプ１３として摩擦の少ない材質を用いることで、可動コイル体２０の動きの円滑化を図ることができる。
【００３５】
図６乃至図７は本発明の第２の実施の形態を示す。このディスク装置用リニアアクチュエータは、左右２個のリニアアクチュエータ本体４０で光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニット３０を直線移動させるものである。各リニアアクチュエータ本体４０は、２個の円柱状永久磁石４１Ａ，４１Ｂ及びそれらに挟まれた軟磁性体の円柱状ポールピース４２を同軸上に連結、一体化した界磁体４５と、該界磁体４５の外周をその軸方向に直線移動（摺動）自在なボビン５１に駆動コイル５２を巻装してなる可動コイル体５０と、前記界磁体４５の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨーク５５と、前記可動コイル体５０の本体部分（駆動コイルを巻回した部分）の移動空間を残して前記界磁体４５の外側を囲む如く配置されていて界磁体４５の両側のサイドヨーク５５同士を接続する外部ヨーク５６と、両端がサイドヨーク５５に固定されたガイド軸２７とを備えている。
【００３６】
前記永久磁石４１Ａ，４１Ｂは、例えば、小型で強力な磁力を発生可能な円柱状希土類永久磁石である。鉄等の円柱状の軟磁性体で形成されたポールピース４２は永久磁石４１Ａ，４１Ｂよりも多少大径であり、その両端面に外縁よりも凹んだザグリ部４２ａが形成されている。そして、ポールピース４２を挟み込む如く、同極対向の永久磁石４１Ａ，４１Ｂの端面がザグリ部４２ａに吸着、保持されている。ポールピース４２の両端面にザグリ部４２ａを形成したことにより、非磁性パイプ等を使用しなくとも、永久磁石４１Ａ，４１Ｂとポールピース４２相互の位置ずれ、ポールピース４２の脱落を防止することができる。なお、界磁体４５の軸方向（可動コイル体５０が直線移動する長手方向）と永久磁石４１Ａ，４１Ｂの磁化方向とが一致している。
【００３７】
前記界磁体４５が有する円柱状ポールピース４２の外周に沿って摺動自在な可動コイル体５０が有するボビン５１は、例えば、耐摩耗性、摺動性に優れた絶縁樹脂製であり、ポールピース４２の外周面を環状に囲みかつ両端に鍔５１ａを持つ断面がコ字状である。可動コイル体５０はボビン５１の鍔５１ａ間に駆動コイル５２を巻装した構造を持つものである。これらのコイル５２は前記界磁体４５の外側を周回する向きにボビン５１に巻かれている。このボビン５１の両側の鍔５１ａには、可動コイル体５０の動きを外部に出力するための出力取出し部（ジョイント部）５１ｂがそれぞれ一体に形成され、ここに前記ガイド軸２７に対する軸受部５１ｃが形成されている。
【００３８】
前記サイドヨーク５５及び外部ヨーク５６は磁気回路のパーミアンス向上（磁気抵抗の低減）と、磁気漏洩を防止するために設けられているものである。外部ヨーク５６は鉄板等の軟磁性体で円筒状に形成したもので、界磁体４５の周囲を可動コイル体５０の移動空間を隔てて囲むものであり、外部ヨーク５６の両端には同材質のサイドヨーク５５が接続、固定されている。サイドヨーク５５の内面には、永久磁石４１Ａ，４１Ｂの同極対向している磁極の反対側磁極が当接し、固着されている。
【００３９】
各サイドヨーク５５は、移動ユニット３０の左右両側のリニアアクチュエータ本体４０に対して共通に用いられており、２個のリニアアクチュエータ本体４０を一体化するとともにガイド軸２７を固定するためのホルダーを兼ねた構造となっている。すなわち、サイドヨーク５５で各リニアアクチュエータ本体４０のガイド軸２７が相互に平行かつ界磁体４５に対し平行に固定支持されており、サイドヨーク５５の中間部に取付穴５８を有する取付部５９が形成されている。
【００４０】
なお、可動コイル体５０が界磁体４５の軸方向に移動することに伴ってジョイント部５１ｂが通過する部分、すなわち可動コイル体５０の可動範囲におけるジョイント部５１ｂの移動部分には、外部ヨーク５６に対して切割（切欠）５６ａが形成されている。
【００４１】
なお、その他の構成部分は前述した第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
この第２の実施の形態によれば、界磁体４５のポールピース４２の両端面にザグリ部４２ａを形成したことにより、非磁性パイプ等を使用しなくとも、永久磁石４１Ａ，４１Ｂとポールピース４２相互の位置ずれ、ポールピース４２の脱落を防止することができ、部品点数の削減、組立工数の削減も可能である。
【００４３】
図８はリニアアクチュエータ本体に用いる界磁体の変形例であり、２個の同極対向の永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びこれらと同径の軟磁性体のポールピース６２を、非磁性金属又は樹脂製の平板を筒状に加工した巻ブッシュ６３で覆って保持一体化したものである。各永久磁石及びポールピースの断面を方形にすれば前述の第１の実施の形態における界磁体として使用でき、各永久磁石及びポールピースの断面を円形にすれば前述の第２の実施の形態における界磁体として使用できることは明らかである。この場合、完全なパイプ形状とするよりも巻ブッシュ６３とした方が材質によっては製造容易となり、コスト低減を図ることができる。
【００４４】
図９はリニアアクチュエータ本体に用いる界磁体の変形例であり、２個の同極対向の永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びこれらと同径の軟磁性体のポールピース６２を、熱収縮チューブ６４で覆って保持一体化したものである。各永久磁石及びポールピースの断面を方形にすれば前述の第１の実施の形態における界磁体として使用でき、各永久磁石及びポールピースの断面を円形にすれば前述の第２の実施の形態における界磁体として使用できることは明らかである。この場合、熱収縮チューブ６４の熱収縮性を利用して永久磁石６１Ａ，６１Ｂ及びポールピース６２の３者をがたつきなく保持でき、製造コスト低減にも有効である。
【００４５】
上記第１又は第２の実施の形態では、いずれも移動ユニット３０の左右両側にリニアアクチュエータ本体１０，４０を配置したが、１個のリニアアクチュエータ本体１０，４０で移動ユニット３０を駆動する構成とすることができる。この場合、可動コイル体２０，５０のジョイント部に移動ユニット３０の延長アーム部を固着一体化するジョイント構造等とすることができる。
【００４６】
上記第１又は第２の実施の形態では、いずれも可動コイル体２０，５０のボビン２１，５１に一体に形成されたジョイント部２１ｂ，５１ｂがガイド軸２７の外周に対して摺動する軸受構造を有するが、逆に可動コイル体のボビンが界磁体１５，４５の外周を環状に囲んで摺動する軸受構造を持ち、かつ当該可動コイル体はガイド軸２７の外周面に微小面積で接する回り止め構造を持つ構成としてもよい。
【００４７】
なお、可動コイル体の出力取出し部としてのジョイント部をボビンの鍔に一体に形成したが、ボビンとは別部品のアーム状部材を可動コイル体のボビン等に固着、連結等で取り付けるようにしても差し支えない。
【００４８】
また、外部ヨークの一端にサイドヨークを予め一体に作製しておくこともできる。
【００４９】
さらに、移動ユニット３０の両側のリニアアクチュエータ本体１０，４０のサイドヨークを共通に用いてガイド軸２７を固定支持するホルダー兼用としたが、ガイド軸２７を固定支持するホルダーの両側に各リニアアクチュエータ本体のサイドヨークを固着する構造とすることも可能である。
【００５０】
なお、第２の実施の形態において、サイドヨーク５５にも永久磁石端部が嵌入するザグリ部を形成してもよい。
【００５１】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータは、同極対向された２個の永久磁石間に軟磁性体のポールピースを同軸上に設けた構造を有する界磁体と、該界磁体の軸方向に直線移動自在であって当該界磁体の外側を周回するように駆動コイルを巻回した可動コイル体と、前記界磁体の両端面にそれぞれ設けられたサイドヨークと、前記可動コイル体の外側を囲む如く前記サイドヨーク間を接続する外部ヨークとを有するリニアアクチュエータ本体を備えており、前記界磁体、サイドヨーク及び外部ヨークで磁気回路を構成することで、前記駆動コイル全周に対して前記界磁体による磁束を鎖交させることができる。
【００５３】
従って、推力の大幅向上を図ることができ、前記可動コイル体の直線運動により光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを所定方向に高速で直線移動させることができる。
【００５４】
また、前記界磁体の形状は設計上の自由度が大きく、例えば、角柱状、円柱状、偏平板形状等とすることができ、偏平、薄型形状としても推力低下がなく、多様なディスク装置に使用できる。
【００５５】
さらに、前記界磁体の周囲は外部ヨーク及びサイドヨークで実質的に閉塞されており、磁気シールド効果が高く、漏洩磁束は少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディスク装置用リニアアクチュエータの第１の実施の形態の一部を断面とした平面図である。
【図２】同じく一部を断面とした側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体の磁気回路と従来の可動コイル型リニアアクチュエータの磁気回路とを対比して示す説明図である。
【図４】従来の可動コイル型リニアアクチュエータの推力特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態のリニアアクチュエータ本体の推力特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す一部を断面とした平面図である。
【図７】同じく一部を断面とした側面図である。
【図８】本発明で使用可能な界磁体の変形例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明で使用可能な界磁体の他の変形例を示す斜視図である。
【図１０】従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの平面図である。
【図１１】従来の光ピックアップ駆動用リニアアクチュエータの正断面図である。
【符号の説明】
１，１１Ａ，１１Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ 永久磁石
２ 磁気回路
３ センターヨーク
４ コイル
５ 光ピックアップユニット
１０，４０ リニアアクチュエータ本体
１２，４２，６２ ポールピース
１３ 非磁性パイプ
１５，４５ 界磁体
２０，５０ 可動コイル体
２１，５１ ボビン
２２，５２ 駆動コイル
２５，５５ サイドヨーク
２６，５６ 外部ヨーク
２７ ガイド軸
３０ 移動ユニット
３１，３２ 延長アーム部
６３ 巻ブッシュ
６４ 熱収縮チューブ
Claims (6)
- 同極対向された２個の永久磁石間に軟磁性体のポールピースを同軸上に設けた構造を有する界磁体と、該界磁体の軸方向に直線移動自在であって当該界磁体の外側を周回するように駆動コイルを巻回した可動コイル体と、前記界磁体の両端面にそれぞれ設けられた軟磁性体のサイドヨークと、前記可動コイル体の外側を囲む如く前記サイドヨーク間を接続する軟磁性体の外部ヨークとを有するリニアアクチュエータ本体を備え、
前記外部ヨークは前記界磁体の周囲を前記可動コイル体の移動空間を隔てて筒状に囲みかつ前記可動コイル体のジョイント部の移動部分に切欠を有しており、前記界磁体、サイドヨーク及び外部ヨークで磁気回路を構成して、前記駆動コイル全周に対して前記界磁体による磁束を鎖交させ、前記可動コイル体の直線運動により光ピックアップ、磁気ヘッドの少なくとも一方を有する移動ユニットを所定方向に直線移動させることを特徴とするディスク装置用リニアアクチュエータ。 - 前記リニアアクチュエータ本体が前記移動ユニットの両側にそれぞれ配設され、両方のリニアアクチュエータ本体のサイドヨーク同士を一体に形成するか、あるいは前記サイドヨーク同士をホルダーで連結一体化してなる請求項１記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。
- 前記移動ユニットの一方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石と、他方の側に配設されたリニアアクチュエータ本体が有する永久磁石とが相互に引き合う向きに配列されている請求項２記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。
- 前記ポールピースの両端面に外縁よりも凹んだザグリ部を形成し、前記永久磁石が前記ザグリ部に吸着保持されている請求項１，２又は３記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。
- 前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを非磁性金属又は樹脂製のパイプ又は巻ブッシュで覆って保持した請求項１，２又は３記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。
- 前記界磁体を構成する２個の永久磁石及びポールピースを熱収縮チューブで覆って保持した請求項１，２又は３記載のディスク装置用リニアアクチュエータ。
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