JPH01202146A - ボイスコイル型リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１例えば磁気ディスク装置における磁気ヘッド
駆動用ポジショナ−機構に使用するロングコイルタイプ
のボイスコイル型リニアモータに関するものであり、特
に磁気回路の漏洩磁束の作用による駆動コイルの移動位
置毎の推力の変化を防止するようにした改良に関するも
のである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動用ポジショ　　′ナ
ー機構に使用するロングコイルタイプのボイスコイル型
リニアモータの代表的な構成は、第５図に示すようなも
のが最も一般的であり、磁気回路１と、この磁気回路１
の中央部に設けた円筒状の空隙９内に軸方向移動自在に
設けた駆動コイル２とからなる。磁気回路１は２円板状
のヨーク３の中心に円柱状のセンターヨーク４を立設す
ると共に、ヨーク３の外周部に筒状に形成したヨーク５
を設け、かつヨーク５の内周部に環状永久磁石６を固着
して構成しである。センターヨーク４の先端部の磁極部
７と、環状永久磁石６の内周部に配設したリングヨーク
８の磁極部８ａとの間には。

円筒状の空隙９を形成する。なお円筒状の空隙９内に軸
方向移動自在に設けた円筒状の駆動コイル２は、その軸
方向長さを前記磁極部７，８ａの同方向長さより大に形
成しである。

上記の構成により、駆動コイル２に電流を流すと、この
電流により誘起される磁束と、駆動コイル２を横断する
磁束との相互作用により、電流の流れる方向によって駆
動コイル２が軸方向、すなわち第５図の左右方向に直線
移動するのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の構成において、駆動コイル２に作用する磁束は、
空隙９内におけるものが主であるが、磁気回路１の内側
各部からの漏洩磁束も駆動コイル２に影響を及ぼす。そ
して特に環状永久磁石６からセンターヨーク４に向かう
漏洩磁束ＢＪが、空隙９内の主磁束Ｂｍと同様に駆動コ
イル２に作用することとなり、駆動コイル２と環状永久
磁石６若しくは磁気回路１との相対位置によって、駆動
コイル２に作用する推力に差を生じることとなる。

この結果駆動コイル２に流す電流値が同一であっても、
駆動コイル２によって駆動される磁気ヘッド（図示せず
）の停止位置が異なることとなり。

高精度の位置決めが困難になるという問題点がある。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、Ｓ見
回路と駆動コイルとの相対位置の如何に拘らず、駆動コ
イルに作用する推力の差を少なくすることができるボイ
スコイル型リニアモータを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために９本発明においては、環状
永久磁石を内蔵し、かつ筒状の空隙を介して対向する一
対の磁極部を設けた磁気回路と。

前記空隙内を軸方向移動自在に形成した駆動コイルとか
らなり、この駆動コイルの軸方向長さを前記磁極部の同
方向長さより大に構成したボイスコイル型リニアモータ
において、前記環状永久磁石の近傍に環状に形成した整
磁用永久磁石を、ヨークを介して同軸的にかつ前記環状
永久磁石と異極を対向させて設け、前記磁気回路から前
記駆動−コイルに作用する漏洩磁束の方向を変更するよ
うに構成する。という技術的手段を採用したのである。

〔作　用〕

上記の構成により、駆動コイルに作用する漏洩′　　磁
束の半径方向成分を整磁用永久磁石によって軸方向成分
に変更させるため、駆動コイルには常に空隙内における
主磁束のみが作用することとなり。

漏洩磁束が駆動コイルに作用することによる影響を少な
（することができる。しかも−旦軸方向に方向を変更さ
せられた漏洩磁束は、磁気空隙部にて回収されるため、
空隙磁束密度を増加させることになり、漏洩磁束の有効
利用が可能となる。

Ｃ実施例〕 第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図であり、同
一部分は前記第５図と同一の参照符号で示す。第１図に
おいて、１０は整磁用永久磁石であり、環状に形成して
前記環状永久磁石６の近傍にリングヨーク８を介して同
軸的に、かつ環状永久磁石６と異極を対向させて設ける
。すなわち環状永久磁石６の内外面を各々Ｎ、Ｓ極に着
磁しである場合には、整磁用永久磁石１０の内外面を各
々Ｓ’、Ｎｉに着磁して対向させるのである。

上記のように構成することにより、漏洩磁束Ｂβの半径
方向成分の大部分は整磁用永久磁石１０より生ずる反磁
界によって軸方向に変更することができ、駆動コイル２
に作用する漏洩磁束の量を皆無若しくは大幅に低減する
ことができる。またこのように軸方向に変更させられ、
若しくは押し曲げられた磁束は、リングヨーク８に回収
されるので、空隙磁束密度も２００〜３００Ｇ向上する
。

第２図はボイスコイル型リニアモータにおいて。

と駆動コイル移動距離との関係を示す図であり。

曲線Ａ＋、Ｂは各々本発明の実施例および従来構造のも
のを表している。なお第２図におけるボイスコイル型リ
ニアモータの各部寸法は下記の通りである。

磁気回路　外径１４０ｕ　長さ８０ｎ コイル長さ　５０鶴 第２図から明らかなように１曲線Ｂにおいては。

駆動コイルの移動距離０および３０鶴、すなわち使用範
囲の両端と中間部における推力の差が０．４ｋｇｆあり
、最大推力の２０％近（の値を示す。これに対して１本
発明の実施例を示す曲線Ａ、においては、全体的に平、
坦な形状であり、使用範囲における推力の差は僅か０．
１ｋｇｆに過ぎず、最大推力の５％以内の値となってお
り、推力のバラツキが大幅に低減されていることが認め
られる。

第３図は本発明の他の実施例を示す要部縦断面拡大図で
あり、同一部分は前記第１図と同一の参照符号で示す。

本実施例においては環状永久磁石６の寸法を外径１１４
鰭、内径７２ｍｍ、長さ２４鶴とし、整磁用永久磁石１
０を外径６７．６ｍ、内径６３．６鰭、長さ６．８　ｕ
＋とじ、環状永久磁石６と同一の材質（Ｎｄ　−Ｆｅ　
−Ｂ系磁石　日立金属製）Ｉｓ３５　ＢＨ）とした以外
は前記実施例と同様である。この場合において整磁用永
久磁石１０の軸方向の長さが１０鶴を越えると、磁束を
絞る作用が劣化するため１０ｍｍ以下、好ましくは６〜
７龍に形成するのがよい。

上記構成のボイスコイル型リニアモータにおいて、駆動
コイル２にＩＡの直流電流を流した場合の推力と駆動コ
イル２の移動距離との関係を示すと、前記第２図の曲線
Ａ２のようになる。第２図から明らかなように、使用範
囲の両端と中間部における推力の差は、前記実施例にお
けるものと略同様であるが２曲線Ａ２の方がよりリニア
リティが向上していることがわかる。

第４図は駆動コイル２の移動領域における軸方向位置と
磁束密度との関係を示す図であり、鎖線で示す位置は前
記第３図における鎖線の位置、すなわちリングヨーク８
の中間位置と対応する。第４図において曲線Ａ、Ｂは各
々第３図に示す実施例および第５図に示す従来構造のも
のを示している。第４図から明らかなように１曲ｖＡＢ
においては鎖線の両側が対称でなく、非対称成分すが存
在する。このためリニアリティが劣り、前記第２図の曲
線Ｂに示す特性となる。これに対して曲線Ａにおいては
前記のような非対称成分が全く存在せず、鎖線に対して
略対称の曲線となっているため。

前記のようにリニアリティが向上するものと認められる
。

本実施例においては、整磁用永久磁石としてフェライト
磁石およびＮｄ　−Ｆｅ　−Ｂ系磁石を使用した例を示
したが、他の永久磁石を使用してもよいことは勿論であ
る。特に希土類コバルト磁石若しくはＮｄ　−Ｐｅ　−
Ｂ系磁石のように環状永久磁石と同様な高性能磁石を使
用すると、空隙磁束密度がより向上すると共に、空隙磁
束密度が均一となる範囲が拡大する。従って推力特性の
りニアリティの極めて良好な（例えば±２．，５％以下
）領域は上記の場合より４０〜５０％増大する。

〔発明の効果〕

本発明は、上記記述のような構成および作用であるから
、駆動コイルに対する漏洩磁束の影響を皆無若しくは極
めて僅かなものにしたことにより。

駆動コイルの移動位置による推力差を大幅に低減するこ
とができ、入力に応じた高精度の移動、すなわち磁気ヘ
ッドの位置決め精度を飛躍的に向上させ得るという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図は各々本発明の実施例および従来構
造のものを示す要部縦断面図、第２図はボイスコイル型
リニアモータにおいて駆動コイルにＩＡの直流電流を流
した場合の推力と駆動コイル移動距離との関係を示す図
、第３図は本発明の他の実施例を示す要部縦断面拡大図
、第４図は駆動コイルの移動領域における軸方向位置と
磁束密度との関係を示す図である。 ６：環状永久磁石、２：駆動コイル、１ｏ：整磁用永久
磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 環状永久磁石を内蔵し、かつ筒状の空隙を介して対向す
   る一対の磁極部を設けた磁気回路と、前記空隙内を軸方
   向移動自在に形成した駆動コイルとからなり、この駆動
   コイルの軸方向長さを前記磁極部の同方向長さより大に
   構成したボイスコイル型リニアモータにおいて、前記環
   状永久磁石の近傍に環状に形成した整磁用永久磁石を、
   ヨークを介して同軸的にかつ前記環状永久磁石と異極を
   対向させて設け、前記磁気回路から前記駆動コイルに作
   用する漏洩磁束の方向を変更するように構成したことを
   特徴とするボイスコイル型リニアモータ。