JP6146148B2 - ボイスコイルモータ及び該ボイスコイルモータに用いる磁石 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドを搭載したアクチュエータの駆動に好適なボイスコイルモータ、及び該ボイスコイルモータに用いる磁石に関する。

磁気ディスク装置は、磁気ヘッドを搭載したアクチュエータを駆動することにより、磁気ディスク上の所定のトラックに対して情報の記録／再生を行っており、この記録／再生動作時に、アクチュエータの駆動により磁気ヘッドの位置決めを行う。このようなアクチュエータの駆動源として、アクチュエータの一端に配置されたコイルと、該コイルに対向する位置に設置された磁石と、該磁石の磁場回路を形成するためのヨーク部材とを有するボイスコイルモータが使用される。

アクチュエータは、回動可能にピボット軸に枢支されている。コイルに通電した場合、磁石に対向するコイルの所定部分に生じる力によって推力が得られ、この推力により、アクチュエータはピボット軸を中心に回動する。

このようなボイスコイルモータとして、従来から種々のものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３など）。これらは何れも、極性が異なる一対の磁極部分を該磁極部分の間にニュートラル部分を介して有する１枚または２枚の磁石を、コイルに対向させて配置するようにしたフラットコイル式のボイスコイルモータである。なお、これらの各文献に開示されたボイスコイルモータの詳細な構成については本発明と対比させて後に説明する。

米国特許出願公開第２００２／００９７５２７号明細書 特開２００５−３２７４０７号公報 特開２００９−８７４５１号公報

ボイスコイルモータでは、アクチュエータを駆動するための駆動トルクが発生すると同時に、磁石及び／またはコイルの形状などの影響により、ピボット軸を中心にアクチュエータを回動させる方向以外のトルクも付随して発生する。このような不要なトルクには、コイルを曲げる方向の曲げトルクと、コイルをねじる方向のねじりトルクとが存在する。具体的には、磁石のニュートラル部分の近傍では、磁界の方向が一定ではないため、この部分にコイルが交差した配置においては、コイルを曲げる方向の振動とコイルをねじる方向の振動とを励起する不要なトルクが発生する。

これらの不要なトルクは、騒音の発信源となるだけでなく、磁気ヘッドの高精度の位置決めの阻害要因となる。よって、正規の駆動トルクに付随して発生する曲げトルク及びねじりトルクの影響により、磁気ヘッドの位置決め精度が劣化することが問題となっており、発生する不要なトルクをできる限り少なくしたい要望がある。

そこで、磁気ヘッドの位置決めに必要な駆動トルクを十分に確保するとともに、上記の不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク）を低減するために、ボイスコイルモータに使用される磁石の形状またはコイルの形状の工夫が試みられている。

ところで、磁気ディスク装置は、コンピュータの記憶装置としての用途だけでなく、ＤＶＤレコーダなどの家庭用電気製品の分野にも広く用いられている。家庭用電気製品の分野では、汎用性を高めるために、低コスト化の要求も高くなっている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、使用する磁石の形状を適切にすることにより、不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク）を大幅に低減することができるとともに、低コスト化も図れるボイスコイルモータを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、ボイスコイルモータに用いられた場合に不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク）を大幅に低減することができるとともに、低コスト化も図れる磁石を提供することを目的とする。

本発明に係るボイスコイルモータは、極性が異なる一対の磁極部分を、該磁極部分の間にニュートラル部分を介して有する磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、前記磁石は、前記一対の磁極部分の一方から前記ニュートラル部分を経て前記一対の磁極部分の他方までの一方の側面が平坦であり、前記一対の磁極部分それぞれの前記ニュートラル部分からの遠位側に翼部を有しており、該翼部から前記ニュートラル部分側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と前記ニュートラル部分側での緩やかな角度とを有しており、前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の１．５倍以上であり、それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータにあっては、使用する磁石における二つの側面のうちの一方の側面、後述する発明を実施するための形態で述べるピボット軸から遠い側の一方の側面を平坦にしており、アクチュエータを駆動するための駆動トルクの発生に寄与しない領域の磁石を欠損させて低コスト化を図るとともに、平坦であるので加工処理が少なくてすみ歩留りが向上する。また、使用する磁石の磁極部分の翼部における幅を中央のニュートラル部分における幅よりも１．５倍以上と広くしており、曲げトルク及びねじりトルクが低減する。また、使用する磁石の少なくとも一つの磁極部分の翼部の頂点からの垂線が前記一方の側面と交差しており、駆動トルクが効率良く得られる。

本発明に係るボイスコイルモータは、前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の３倍以上であることを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータにあっては、磁極部分の翼部における幅をニュートラル部分における幅の３倍以上としている。よって、曲げトルク及びねじりトルクの更なる低減化を図れる。

本発明に係るボイスコイルモータは、同一平面上に配された極性が異なる一対の磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、前記一対の磁石は接しており、前記一対の磁石それぞれは、他の磁石と接している側から遠位側への一方の側面が平坦であり、該それぞれの側面が延びる方向が同じ平坦面上にあり、他の磁石と接している側から遠位した部分に翼部を有しており、該翼部から他の磁石と接している側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と他の磁石と接している側での緩やかな角度とを有しており、該翼部における幅が前記他の磁石と接している部分における幅の１．５倍以上であり、前記一対の磁石それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータにあっては、接している一対の磁石それぞれは二つの側面のうちのピボット軸から遠い側の一方の側面を平坦にしており、アクチュエータを駆動するための駆動トルクの発生に寄与しない領域の磁石を欠損させて低コスト化を図るとともに、平坦であるので加工処理が少なくてすみ歩留りが向上する。また、一対の磁石それぞれの接している側から遠位した翼部における幅を接している部分における幅よりも１．５倍以上と広くしており、曲げトルク及びねじりトルクが低減する。また、使用する一対の磁石の少なくとも一つの翼部の頂点からの垂線が一方の側面と交差しており、駆動トルクが効率良く得られる。

本発明に係るボイスコイルモータは、同一平面上に配された極性が異なる一対の磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、前記一対の磁石は間隙を介して対向しており、前記一対の磁石それぞれは、他の磁石と対向している側から遠位側への一方の側面が平坦であり、該それぞれの側面が延びる方向が同じ平坦面上にあり、他の磁石と対向している側から遠位した部分に翼部を有しており、該翼部から他の磁石と対向している側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と他の磁石と対向している側での緩やかな角度とを有しており、該翼部における幅が前記他の磁石と対向している部分における幅の１．５倍以上であり、前記一対の磁石それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータにあっては、使用する一対の磁石それぞれは二つの側面のうちのピボット軸から遠い側の一方の側面を平坦にしており、アクチュエータを駆動するための駆動トルクの発生に寄与しない領域の磁石を欠損させて低コスト化を図るとともに、平坦であるので加工処理が少なくてすみ歩留りが向上する。また、使用する一対の磁石それぞれの対向している側から遠位した翼部における幅を対向している部分における幅よりも１．５倍以上と広くしており、曲げトルク及びねじりトルクが低減する。また、使用する一対の磁石の少なくとも一つの翼部の頂点からの垂線が一方の側面と交差しており、駆動トルクが効率良く得られる。

本発明に係るボイスコイルモータに用いる磁石は、極性が異なる一対の磁極部分を、該磁極部分の間にニュートラル部分を介して有するボイスコイルモータに用いる磁石において、前記一対の磁極部分の一方から前記ニュートラル部分を経て前記一対の磁極部分の他方までの一方の側面が平坦であり、前記一対の磁極部分それぞれの前記ニュートラル部分からの遠位側に翼部を有しており、該翼部から前記ニュートラル部分側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と前記ニュートラル部分側での緩やかな角度とを有しており、前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の１．５倍以上であり、それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータに用いる磁石にあっては、極性が異なる一対の磁極部分の一方からニュートラル部分を経て前記磁極部分の他方までの一方の側面を平坦にしており、アクチュエータを駆動するための駆動トルクの発生に寄与しない領域の磁石を欠損させて低コスト化を図れるとともに、平坦であるので加工処理が少なくて歩留りが向上する。また、磁極部分の翼部における幅を中央のニュートラル部分における幅よりも１．５倍以上と広くしており、曲げトルク及びねじりトルクが低減する。また、少なくとも一つの磁極部分での翼部の頂点からの垂線が一方の側面と交差しており、駆動トルクが効率良く得られる。

本発明では、振動問題につながる不要トルクである曲げトルク及びねじりトルクを大幅に低減することができ、アクチュエータに対する高精度の駆動制御を実現できる。また、駆動トルクを効率良く利用できることにより、低コスト化を図ることができる。また、磁石の形状が平坦になるため、歩留りの向上も図ることができる。

本発明に係るボイスコイルモータを使用した磁気ディスク装置の概略図である。 本発明に係るボイスコイルモータの構成を示すＬ−Ｌ′線の断面図である。 ボイスコイルモータにおける磁石及びコイルの位置関係を示す平面図である。 本発明に係る磁石を示す平面図である。 １個の磁石を用いたボイスコイルモータの構成を示す断面図である。 従来のボイスコイルモータにおける磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明のボイスコイルモータ（本発明例）と従来のボイスコイルモータ（従来例）とにおいて発生する曲げトルクの特性を示すグラフである。 本発明のボイスコイルモータ（本発明例）と従来のボイスコイルモータ（従来例）とにおいて発生するねじりトルクの特性を示すグラフである。 本発明例における磁石及びコイルを示す平面図である。 特許文献２における磁石及びコイルを示す平面図である。 磁石の中央のニュートラル部分における幅（ａ）と片側の翼部における幅（ｂ）との比率（ｂ／ａ）に対する曲げトルクの特性を示すグラフである。 磁石の中央のニュートラル部分における幅（ａ）と片側の翼部における幅（ｂ）との比率（ｂ／ａ）に対するねじりトルクの特性を示すグラフである。 ｂ／ａの値を∞にした場合の磁石の形状を示す平面図である。 特許文献１に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。 特許文献２に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。 特許文献３に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明例と特許文献１，２，３とにおける駆動トルクの特性を示すグラフである。 本発明例と特許文献１，２，３とにおいて発生する曲げトルクの特性を示すグラフである。 本発明例と特許文献１，２，３とにおいて発生するねじりトルクの特性を示すグラフである。 本発明の変形例（第１変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第２変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第３変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第４変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第５変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第６変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の変形例（第７変形例）における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の他の実施の形態における磁石及びコイルを示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態における磁石及びコイルを示す平面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係るボイスコイルモータを使用した磁気ディスク装置の概略図である。磁気ディスク装置１０は、円盤状の磁気ディスク２０と、磁気ディスク２０に対して径方向に移動して情報の記録／再生を行う磁気ヘッド３０と、磁気ヘッド３０を位置決めするアクチュエータ４０と、アクチュエータ４０を駆動するボイスコイルモータ５０とを備えている。

磁気ディスク２０の中心部は、スピンドルモータ６０に取り付けられており、磁気ディスク２０は、スピンドルモータ６０の駆動に伴って回転される。磁気ディスク２０上の情報記録／再生領域は、図１の一点鎖線で示すように、最外周位置（ＯＤ）と最内周位置（ＩＤ）との間の領域であり、最外周と最内周との中間に中間周位置（ＭＤ）が存在する。

アクチュエータ４０は、ピボット軸４１に回転可能に枢支されている。アクチュエータ４０の基端部側には、ボイスコイルモータ５０が設けられている。ボイスコイルモータ５０は、磁石１と、コイル２と、ヨーク３とを備えている。

図２は、本発明に係るボイスコイルモータ５０の構成を示すＬ−Ｌ′線の断面図である。ボイスコイルモータ５０は、２個の磁石１と、コイル２と、トップヨーク３ａ及びボトムヨーク３ｂからなるヨーク３とを有している。円形状をなすコイル２は、磁気ディスク２０の面と平行になるように配置されている。コイル２の上方には、コイル２に対向させて所定の隙間をあけて、ヨーク３の一部をなすトップヨーク３ａに取り付けられた磁石１が配置されている。また、コイル２の下方にも、コイル２に対向させて所定の隙間をあけて、ヨーク３の一部をなすボトムヨーク３ｂに取り付けられた磁石１が配置されている。これらの２個の磁石１の形状は同一であるが、磁極部分の異なる極性（Ｎ，Ｓ）の位置関係が逆になっている（図２参照）。

図３は、ボイスコイルモータ５０における磁石１及びコイル２の位置関係を示す平面図である。図３において、点Ａは、ピボット軸４１が設置された位置、言い換えるとアクチュエータ４０（コイル２）の回転中心の位置を表している。以下では、点Ａをピボット軸Ａと称する。また、図３において、実線はアクチュエータ４０が中央に位置した際のコイル２の位置を表し、一点鎖線はアクチュエータ４０が一方側及び他方側の最大角度まで移動した際のコイル２の位置を表している。

ボイスコイルモータ５０では、磁石１による磁界内に存在するコイル２に電流を流すことにより、磁気ディスク２０の目標の径方向位置に磁気ヘッド３０を移動させるために必要な駆動トルクを発生する。この駆動トルクが発生する領域は、主に磁石１とコイル２とが交差する領域である。

次に、本発明の特徴部分である磁石１の形状及びその形状に起因する作用・効果について詳述する。

図４は、本発明に係る磁石１を示す平面図である。磁石１は、極性（Ｎ，Ｓ）が異なる一対の磁極部分１ａ，１ｂを、この磁極部分１ａ，１ｂの間に磁極変化部であるニュートラル部分１ｃを介して有している、即ち、磁石１は、一端部側のＮ極の極性をなす磁極部分１ａ、他端部側のＳ極の極性をなす磁極部分１ｂ、及び中央部のニュートラル部分１ｃを一体的に有する構成である。各磁極部分１ａ，１ｂはそれぞれ、ニュートラル部分１ｃからの遠位側に翼部１ｄ，１ｅを有している。

磁石１では、一方の磁極部分１ａからニュートラル部分１ｃを経て他方の磁極部分１ｂに到る二つの側面の形状が互いに異なっている。ピボット軸Ａに近い側の側面は、幅が最大である翼部１ｄから中央のニュートラル部分１ｃに向かうにつれて幅が小さくなり、ニュートラル部分１ｃから翼部１ｅに向かうにつれて幅が大きくなるような傾斜面となっている。なお、この傾斜面の傾斜角度は、両端側での急峻な角度と中央側での緩やかな角度との２段階となっている。これに対して、ピボット軸Ａに遠い側の側面は、磁極部分１ａからニュートラル部分１ｃを経て磁極部分１ｂに向かうまで、全域にわたって平坦な面となっている。

また、磁石１のニュートラル部分１ｃにおける幅をａ、翼部１ｄにおける幅（磁極部分１ａでの最大幅）をｂ、翼部１ｅにおける幅（磁極部分１ｂでの最大幅）をｃとした場合に、ｂ／ａ≧１．５かつｃ／ａ≧１．５の条件を満たしている。なお、具体的に、ａ及びｂ，ｃはそれぞれ、ａ＝０〜１４ｍｍ及びｂ，ｃ＝６〜２２ｍｍであり、ニュートラル部分１ｃと翼部１ｄ，１ｅとの水平方向の距離ｗは、ｗ＝７〜２０ｍｍである。

また、翼部１ｄの頂点からピボット軸Ａに遠い側の側面と平行な面に下ろした垂線の足がこの側面と交差する。即ち、図４における平面視では、翼部１ｄの頂点Ｂから下ろした垂線の足Ｃが直線Ｆに交差する。同様に、翼部１ｅの頂点からピボット軸Ａに遠い側の側面と平行な面に下ろした垂線の足がこの側面と交差する。即ち、図４における平面視では、翼部１ｅの頂点Ｄから下ろした垂線の足Ｅが直線Ｆに交差する。

本発明では、上述したような形状を有する磁石１を用いるようにしたので、アクチュエータ４０の駆動に寄与する駆動トルクを効率良く発生することができる。また、この際、アクチュエータ４０の駆動に寄与せず、振動源となる曲げトルク及びねじりトルクの不要なトルクを低減することができる。

磁石１のニュートラル部分１ｃの近傍では、磁界の方向が一定ではないため、この部分にコイル２が交差した配置においては、曲げ方向及びねじり方向の振動を励起するような不要なトルクが発生する。本発明では、一対の磁極部分１ａ，１ｂそれぞれの翼部１ｄ，１ｅにおける幅をニュートラル部分１ｃにおける幅の１．５倍以上にすることで、ニュートラル部分１ｃにおける幅を小さくし、このような不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク) の発生を低減するようにしている。

なお、上述した例では、２個の磁石１を用いてボイスコイルモータ５０を構成したが、１個の磁石１を用いるように構成しても良い。図５は、このような１個の磁石１を用いたボイスコイルモータ５０の構成を示す断面図である。図５において、図２と同一部分には同一番号を付してそれらの説明は省略する。この構成例では、コイル２の上方にのみ、コイル２に対向させて所定の隙間をあけて、トップヨーク３ａに取り付けられた磁石１が配置されている。なお、図５の例では、磁石１がコイル２の上方に配置されているが、これに限らず、コイル２の下方にのみ配置されるようにしても良い。

以下、本発明のボイスコイルモータにおける曲げトルク及びねじりトルクの低減効果について、従来のボイスコイルモータと対比させて説明する。図６は、従来のボイスコイルモータにおける磁石１及びコイル２を示す平面図である。従来のボイスコイルモータにおける磁石１は、例えば特許文献２の従来のボイスコイルモータに使用する磁石として開示されているように一般に良く知られている扇形の形状である。

図７は、本発明のボイスコイルモータ（本発明例）と従来のボイスコイルモータ（従来例）とにおいて発生する曲げトルクの特性を示すグラフである。図７は、本発明例及び従来例がともに２個の磁石を有する構成での特性を示している。また、図７にあって、ｄは本発明例の特性、ｅは従来例の特性を示している。更に、図７にあって、横軸は最内周位置側（ＩＤ側）と最外周位置側（ＯＤ側）との間で回転したコイル角度（°）を表し、縦軸は正規の駆動トルクに対する曲げトルクの割合を表している。

本発明例と従来例とを比較した場合、本発明例ではＩＤ側、ＯＤ側で発生する曲げトルクを従来例よりも半分程度に低減できていることが分かる。

図８は、本発明のボイスコイルモータ（本発明例）と従来のボイスコイルモータ（従来例）とにおいて発生するねじりトルクの特性を示すグラフである。図８は、本発明例及び従来例がともに２個の磁石を有する構成での特性を示している。また、図８にあって、ｄは本発明例の特性、ｅは従来例の特性を示している。更に、図８にあって、横軸は最内周位置側（ＩＤ側）と最外周位置側（ＯＤ側）との間で回転したコイル角度（°）を表し、縦軸は正規の駆動トルクに対するねじりトルクの割合を表している。

本発明例と従来例とを比較した場合、本発明例ではＩＤ側、ＯＤ側で発生するねじりトルクを従来例よりも１／５程度に低減できていることが分かる。

なお、図７及び図８に関して、最内周位置側（ＩＤ側）及び最外周位置側（ＯＤ側）における特性に着目したのは、振動源となる不要なトルクについては、ＩＤ側及びＯＤ側における曲げトルク、ねじりトルクが問題となるからである。

本発明のボイスコイルモータでは、磁石の一方の側面を平坦としたので、コイルと磁石との距離を長くすることができ、不要なトルクの発生を抑制することができる。また、不要なトルクの発生が多いニュートラル部分における幅を小さくすることにより、発生する不要なトルクを低減できる。ニュートラル部分における幅を小さくしたことに伴う駆動トルクの低下は、磁極部分の翼部で肉盛りすることで補っている。

以下、本発明の磁石１の一つの特徴的形状（一方の側面が平坦な形状である）の優位性について更に詳述する。図９は、本発明例における磁石１及びコイル２を示す平面図、図１０は、特許文献２における磁石１及びコイル２を示す平面図である。

特許文献２にあって、コイル２への通電によって図１０に示すコイルに発生するトルクの向きは矢印Ｇに示す向きである。一方、アクチュエータ４０の駆動に寄与するトルクの向きは矢印Ｈに示す向きである。ここで、両トルクの向きは略直交関係をなしているため、この発生したトルクは、アクチュエータ４０の駆動にほとんど寄与せず、不要なトルクの発生が懸念される。

以上のことから、ピボット軸Ａに遠い側の磁石１の側面における一部（図１０でハッチングを付した部分Ｋ）は、駆動トルクの増大にほとんど寄与せず、逆に大きな不要なトルクが発生することが懸念される。そこで、本発明例の磁石１では、このような無用な部分を欠損させた構成としている。よって、本発明にあっては、低コスト化を図った上で、曲げトルク及びねじりトルクを低減できて、必要十分な駆動トルクを効率良く発生することができる。また、一方の側面が平坦であって磁石１の形状は従来例に比べて単純であるので、加工処理が少なくて済み、歩留りの向上にもつながる。

次に、本発明の磁石１の一つの特徴的形状（ニュートラル部分１ｃにおける幅をａ、翼部１ｄ，１ｅにおける幅をｂ，ｃとした場合に、ｂ／ａ≧１．５，ｃ／ａ≧１．５）の作用・効果について説明する。なお、幅ａ及び幅ｂの関係と幅ａ及び幅ｃの関係とは同様であるので、以下では、幅ａ及び幅ｂの関係について説明する。

図１１は、磁石１の中央のニュートラル部分１ｃにおける幅（ａ）と片側の翼部１ｄにおける幅（ｂ）との比率（ｂ／ａ）に対する曲げトルクの特性を示すグラフである。図１１にあって、ｆは最内周位置側（ＩＤ側）での特性を示し、ｇは最外周位置側（ＯＤ側）での特性を示している。また、図１１では、横軸がニュートラル部分１ｃにおける幅ａに対する翼部１ｄにおける幅ｂの割合ｂ／ａを表し、縦軸が駆動トルクに対する曲げトルクの割合を表している。

また、図１２は、磁石１の中央のニュートラル部分１ｃにおける幅（ａ）と片側の翼部１ｄにおける幅（ｂ）との比率（ｂ／ａ）に対するねじりトルクの特性を示すグラフである。図１２にあって、ｆは最内周位置側（ＩＤ側）での特性を示し、ｇは最外周位置側（ＯＤ側）での特性を示している。また、図１２では、横軸がニュートラル部分１ｃにおける幅ａに対する翼部１ｄにおける幅ｂの割合ｂ／ａを表し、縦軸が駆動トルクに対するねじりトルクの割合を表している。

割合ｂ／ａの値を１．５以上とすることにより、曲げトルク及びねじりトルクを少なく抑えることができる。また、割合ｂ／ａの値を３以上とすることにより、曲げトルク及びねじりトルクのより大幅な低減を実現することができる。

なお、割合ｂ／ａの値を∞にすることとは、ａの値を限りなく０にすることである。図１３は、ｂ／ａの値を∞にした場合の磁石１の形状を示す図である。

以下、先行技術文献として挙げた３件の文献（特許文献１、特許文献２、特許文献３）と本発明との対比について説明する。

図１４は、特許文献１に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。磁石７１は、磁性が異なる２つの第１セクタ７２及び第２セクタ７３と、第１セクタ７２，第２セクタ７３間の遷移部７４とを有している。第１セクタ７２及び第２セクタ７３の幅は、中央の遷移部７４（本発明のニュートラル部分に該当）の幅よりも大きい。また、ピボット軸Ａに近い側の側面７５は円弧状をなし、ピボット軸Ａに遠い側の側面７６は略直線状をなしている。しかしながら、第１セクタ７２，第２セクタ７３の翼部からピボット軸Ａに遠い側の側面７６に平行な面に下ろした垂線は、この側面７６と交差していない。この点が、本発明の磁石１の構成と異なっている。このような形状をなす磁石７１に、長細い特殊形状のコイル７７が対向している。特許文献１における磁石７１は、長細い特殊形状のコイル７７との組合せのみによって成立している。

図１５は、特許文献２に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。磁石８１は、磁性が異なる２つの磁極部８２，８３と、磁極部８２，８３間の磁極変化部８４（本発明のニュートラル部分に該当）とを有している。磁極部８２，８３の幅は、中央の磁極変化部８４の幅よりも大きい。ピボット軸Ａに近い側の側面８５と、ピボット軸Ａに遠い側の側面８６とは同じ円弧形状をなしている。このような形状をなす磁石８１に、円形状のコイル８７が対向している。磁石８１は、ピボット軸Ａに遠い側の側面８６が平坦でない点が、本発明の磁石１の構成と決定的に異なっている。

図１６は、特許文献３に開示された磁石及びコイルを示す平面図である。この磁石９１は、磁性が異なる２つの磁極部９２，９３と、磁極部９２，９３間のニュートラル部９４とを有している。磁石９１は、長方形状をなし、全域にわたってその幅が等しくなっており、この点が、本発明の磁石１の構成と異なっている。このような形状をなす磁石９１に、円形状のコイル９５が対向している。

本発明のボイスコイルモータ（本発明例）と特許文献１，２，３のボイスコイルモータとについて、磁石の重量が等しくなるように磁石の形状をそれぞれ調整し、ピボット軸を中心にコイルを回転させて、アクチュエータを駆動するための正規の駆動トルク、振動源となる不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク）の大きさを評価した。その評価結果について、以下に説明する。

図１７は、本発明例と特許文献１，２，３とにおける駆動トルクの特性を示すグラフである。図１７にあって、ｈ，ｉ，ｊ，ｋはそれぞれ、本発明例の特性、特許文献１の特性、特許文献２の特性、特許文献３の特性を示している。また、図１７では、横軸が回転したコイル角度（°）を表し、縦軸が正規の駆動トルクの大きさ（ｍＮｍ／Ａ）を表している。

本発明例では、特許文献１，２，３と比べて、同じ重量で大きな駆動トルクが得られていることが分かる。特許文献３では、中央部での駆動トルクは大きいが、コイルの移動範囲全体における駆動トルクの均一性が悪く、特に、両端での駆動トルクの低下が著しく、アクチュエータの制御が難しい。これに対して、本発明例では、コイルの移動範囲全体にわたって均一で大きな駆動トルクが得られている。特許文献１に対して、本発明例は駆動トルクが大きく、その大きくなるコイル角度も広い。また、特許文献２に対しては、駆動トルクが大きいコイル角度が広い。よって、本発明例では、磁気回路の効率が良好であり、低コスト化を図ることができる。

図１８は、本発明例と特許文献１，２，３とにおいて発生する曲げトルクの特性を示すグラフである。図１８にあって、ｈ，ｉ，ｊ，ｋはそれぞれ、本発明例の特性、特許文献１の特性、特許文献２の特性、特許文献３の特性を示している。また、図１８では、横軸が回転したコイル角度（°）を表し、縦軸が正規の駆動トルクに対する曲げトルクの割合を表している。

また、図１９は、本発明例と特許文献１，２，３とにおいて発生するねじりトルクの特性を示すグラフである。図１９にあって、ｈ，ｉ，ｊ，ｋはそれぞれ、本発明例の特性、特許文献１の特性、特許文献２の特性、特許文献３の特性を示している。また、図１９では、横軸が回転したコイル角度（°）を表し、縦軸が正規の駆動トルクに対するねじりトルクの割合を表している。

本発明例では、特許文献１と比べて、不要なトルクとして発生する曲げトルクを大幅に低減できていることが分かる。また、特許文献２、３と比べて、不要なトルクとして発生する曲げトルクを低減できていることが分かる。また、本発明例では、特許文献１と比べて、不要なトルクとして発生するねじりトルクを大幅に低減できていることが分かる。また、特許文献３と比べて、不要なトルクとして発生するねじりトルクを低減できていることが分かる。また、特許文献２とは同程度のねじりトルクであることが分かる。

ここで、本発明の磁石１の一つの特徴的形状（翼部１ｄ，１ｅの頂点からピボット軸Ａに遠い側の側面と平行な面に下ろした垂線の足がこの側面と交差する）の優位性について、この特徴的形状を有さない特許文献１のボイスコイルモータと対比して説明する。

特許文献１では、長細い特殊なコイル７７を用いて、磁石７１全体を有効に利用できるようにしている。しかしながら、図１７に示す特性結果からも分かるように、本発明のボイスコイルモータに比べて、磁石重量に対して得られる駆動トルクの効率は低い。ボイスコイルモータに一般的に使用されるコイルは、台形形状、円形状、楕円形状であり、これらのコイルと特許文献１における磁石とを組み合わせた場合、何れも駆動トルクへの寄与が大きい部分に磁石が少なく、駆動トルクに寄与しない部分に無駄な磁石が存在する。このような構成では、得られる駆動トルクの効率が更に低下する。本発明では、それぞれの翼部を通って一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが一方の側面と交差することにより、駆動トルクの効率を上げる。

これに対して、本発明のボイスコイルモータでは、磁石１が上述したような特徴的な形状を有しているので、円、台形、楕円のようなボイスコイルモータで広く用いられる形状のコイルに対しても、特許文献１におけるような不都合は生じず、効率良く駆動トルクを得ることが可能である。

次に、本発明の変形例について説明する。図２０〜図２６は本発明の変形例における磁石１及びコイル２を示す平面図である。なお、図２０〜図２６では、ＩＤ側、ＯＤ側でのコイル２の位置を示している。

図２０に示す第１変形例の磁石１では、磁極部分１ａと磁極部分１ｂとが同一形状ではなく、一方の磁極部分１ａの翼部１ｄからの垂線はピボット軸Ａに遠い側の側面と交差するが、他方の磁極部分１ｂの翼部１ｅからの垂線はこの側面と交差しない。

図２０に示す第１変形例、図２１に示す第２変形例及び図２２に示す第３変形例は、駆動トルクの発生とは異なる別の機能（例えば、アクチュエータをＯＤより更に外周側に確実に固定する機能など）を果たすために、磁石１の磁極部分１ｂに更なる余肉部分を付けたものである。

図２３に示す第４変形例及び図２４に示す第５変形例は、磁石１の形状を変更した例である。第４変形例の磁石１では、ピボット軸Ａから近い側の側面の中央部１ｈ（ニュートラル部分１ｃ近傍）が傾斜面でなく平坦面となっている。第５変形例の磁石１では、ピボット軸Ａから近い側の側面の翼部１ｄ（１ｅ）からニュートラル部分１ｃへの傾斜角度が全域にわたって一定である。

図２５に示す第６変形例及び図２６に示す第７変形例は、コイル２の形状を変更した例である。第６変形例のコイル２は円形状ではなく略矩形状をなし、第７変形例のコイル２は台形形状をなしている。

上記のような構成をなすボイスコイルモータでも、前述したボイスコイルモータと同様に、不要なトルク（曲げトルク及びねじりトルク）を低減した上で効率良く駆動トルクを得ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図２７は、本発明の他の実施の形態における磁石及びコイルを示す平面図である。この実施の形態の磁石１は、互いに極性が異なっている一対の磁石１ｆ，１ｇを接して構成されている。そして、この磁石１に所定の間隙をあけてコイル２が対向している。

図２８は、本発明の更に他の実施の形態における磁石及びコイルを示す平面図である。この実施の形態のボイスコイルモータは、互いに極性が異なっている一対の磁石１１，１２を有している。一対の磁石１１，１２は、間隙を介して対向した態様で同一平面上に配されている。そして、これらの磁石１１，１２に所定の隙間をあけてコイル２が対向している。

磁石１１，１２それぞれは、前述した実施の形態の磁石１の磁極部分１ａ，１ｂと類似した形状をなしている。磁石１１は、ピボット軸Ａに近い側の側面は、幅が最大である翼部１１ｄから磁石１２に対向する側に向かうにつれて幅が小さくなる傾斜面となっている。これに対して、ピボット軸Ａに遠い側の側面は、全域にわたって平坦な面となっている。

また、磁石１１の磁石１２に対向している部分における幅をａ、翼部１１ｄにおける幅をｂとした場合に、ｂ／ａ≧１．５の条件を満たしている。また、翼部１１ｄの頂点からピボット軸Ａに遠い側の側面と平行な面に下ろした垂線の足がこの側面と交差する。即ち、図２８における平面視では、翼部１１ｄの頂点Ｂから下ろした垂線の足Ｃが直線Ｆに交差する。なお、磁石１２の形状は、磁石１１の形状と同一であるので、その説明は省略する。

極性が互いに異なる１対の磁石を有するこのような実施の形態にあっても、前述した実施の形態と同様に、振動源となる曲げトルク及びねじりトルクの不要なトルクを低減した上で、アクチュエータ４０の駆動に寄与する駆動トルクを効率良く発生することができるとともに、側面が平坦になるために、低コスト化を図ることができる。

なお、本発明における特許請求の範囲で述べている「前記一対の磁極部分の一方から前記ニュートラル部分を経て前記一対の磁極部分の他方までの一方の側面が平坦であり」、「他の磁石と接している側から遠位側への一方の側面が平坦であり」、「他の磁石と対向している側から遠位側への一方の側面が平坦であり」の「平坦」とは、側面に凹凸があっても、その凹凸の極小・極大間の幅が、磁石の側面の長さの３％以内である形状を含むものとする。

１，１ｆ，１ｇ 磁石
１ａ，１ｂ 磁極部分
１ｃ ニュートラル部分
１ｄ，１ｅ 翼部
１ｈ 中央部
２ コイル
３ ヨーク
１０ 磁気ディスク装置
１１，１２ 磁石
１１ｄ 翼部
３０ 磁気ヘッド
４０ アクチュエータ
４１ ピボット軸
５０ ボイスコイルモータ

Claims (5)

1. 極性が異なる一対の磁極部分を、該磁極部分の間にニュートラル部分を介して有する磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、
   前記磁石は、
   前記一対の磁極部分の一方から前記ニュートラル部分を経て前記一対の磁極部分の他方までの一方の側面が平坦であり、
   前記一対の磁極部分それぞれの前記ニュートラル部分からの遠位側に翼部を有しており、該翼部から前記ニュートラル部分側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と前記ニュートラル部分側での緩やかな角度とを有しており、
   前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の１．５倍以上であり、
   それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とするボイスコイルモータ。
2. 前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の３倍以上であることを特徴とする請求項１記載のボイスコイルモータ。
3. 同一平面上に配された極性が異なる一対の磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、
   前記一対の磁石は接しており、
   前記一対の磁石それぞれは、
   他の磁石と接している側から遠位側への一方の側面が平坦であり、該それぞれの側面が延びる方向が同じ平坦面上にあり、
   他の磁石と接している側から遠位した部分に翼部を有しており、該翼部から他の磁石と接している側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と他の磁石と接している側での緩やかな角度とを有しており、
   該翼部における幅が前記他の磁石と接している部分における幅の１．５倍以上であり、
   前記一対の磁石それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とするボイスコイルモータ。
4. 同一平面上に配された極性が異なる一対の磁石と、コイルと、ヨークとを備えるボイスコイルモータにおいて、
   前記一対の磁石は間隙を介して対向しており、
   前記一対の磁石それぞれは、
   他の磁石と対向している側から遠位側への一方の側面が平坦であり、該それぞれの側面が延びる方向が同じ平坦面上にあり、
   他の磁石と対向している側から遠位した部分に翼部を有しており、該翼部から他の磁石と対向している側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と他の磁石と対向している側での緩やかな角度とを有しており、
   該翼部における幅が前記他の磁石と対向している部分における幅の１．５倍以上であり、
   前記一対の磁石それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とするボイスコイルモータ。
5. 極性が異なる一対の磁極部分を、該磁極部分の間にニュートラル部分を介して有するボイスコイルモータに用いる磁石において、
   前記一対の磁極部分の一方から前記ニュートラル部分を経て前記一対の磁極部分の他方までの一方の側面が平坦であり、
   前記一対の磁極部分それぞれの前記ニュートラル部分からの遠位側に翼部を有しており、該翼部から前記ニュートラル部分側に向かうにつれて幅が小さくなるような傾斜面を有していて、該傾斜面の傾斜角度は、前記翼部側での急峻な角度と前記ニュートラル部分側での緩やかな角度とを有しており、
   前記一対の磁極部分それぞれの前記翼部における幅が前記ニュートラル部分における幅の１．５倍以上であり、
   それぞれの前記翼部の頂点を通って前記一方の側面と平行な面に垂直である直線の少なくとも一つが前記一方の側面と交差することを特徴とするボイスコイルモータに用いる磁石。

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