JPH0574069A - 光ピツクアツプ用リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁石中心の駆動力に比べて両端の駆動力が著
しく低下しない光ピックアップ用リニアモータを得る。 【構成】 光ピックアップ用リニアモータ１１は、磁性
体製のヨーク２と、このヨーク２に取付けられた磁石１
３と、光ピックアップに取付けられたコイル５とを有
し、前記磁石１３が、第二の磁石部材１３ｂと、残留磁
束密度が前記第二の磁石部材１３ｂより高く設定されて
いる第一の磁石部材１３ａとから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性体製のヨークと、
このヨークに取付けられた磁石と、光ピックアップに取
付けられたコイルとを有し、前記コイルに供給された電
流と前記磁石の磁界との作用により光ピックアップに駆
動力を与える光ピックアップ用リニアモータの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ用リニアモータの従来例
として、図３に示すものが知られている。図３は、従来
の光ピックアップ用リニアモータの構成を説明するため
の概略斜視図である。図３に示す光ピックアップ用リニ
アモータ（以下単に「リニアモータ」ともいう）１は、
磁性体製のヨーク２と、このヨーク２に取付けられた磁
石３と、光ピックアップ４に取付けられたコイル５とを
有している。そして、このリニアモータ１は前記コイル
５に供給された電流と、前記磁石３の磁界との作用によ
り前記光ピックアップ４に駆動力を与えるようになって
いる。ところで、この光ピックアップ４の駆動力は、前
記コイル５に供給された電流の強さと、前記磁石３の磁
界における前記電流との直交成分により決定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のリニアモー
タ１では、図４（Ａ）に示すように前記磁石３の両端部
の磁束６ａが前記ヨーク２の端部方向に傾いているの
で、コイル５に対する垂直方向の磁束密度がこの部分に
て低いものとなってしまう。この結果、図４（Ｂ）に示
すように、両端でのコイル５の駆動力Ｆ２は、前記磁石
の中央部における前記コイル５の駆動力Ｆ１に対して例
えば８５％程度に低下する。そのため、駆動力のリニア
リティが低下するという問題を生じる。

【０００４】磁石３の中央部と両端部とにおける前記駆
動力の差をなくすためには、磁石の各部分に対する供給
電流値を変化させればよいが、これを実現するために
は、複雑な構成の制御回路を設計しなくてはならない。
このため、現状では制御回路の設計をする場合、磁石の
両端の駆動力を基準にしている。この結果、最大駆動力
（磁石の中心位置での駆動力）に対して８５％の駆動力
しか発生できないリニアモータしか得られず、光ピック
アップのシークタイム（ディスク上のある記録場所か
ら、他の記録場所に移動する時間）が長くなるという問
題を生じる。

【０００５】上記問題点を解決するために、図５に示す
ように、前記磁石３を着磁ヨーク７と着磁コイル８とに
より着磁する段階で、前記着磁ヨーク７の中央部に間隙
部７ａを設け、磁石３の中央部の着磁量（残留磁束密
度）を両端部の着磁量（残留磁束密度）より低くするこ
とが考えられる。ところが、この場合には、磁石３の中
央部の残留磁束密度を低下させて、両端部の残留磁束密
度に合わせる結果となるため、最大駆動力より低い駆動
力しか発生できないリニアモータしか得ることができ
ず、シークタイムが長くなるということには変わりはな
い。

【０００６】また、図６に示すように、例えば磁性粉を
充填した樹脂材料を成型したいわゆるボンド磁石９を使
用し、その内部の磁性粉の密度を、両端部９ａにて高
く、中央部にて低くしたものを使用することが考えられ
る。しかしながら、この場合であっても同一の磁石部材
を用いた焼結磁石に比べて駆動力が低くなることは同様
である。

【０００７】そこで本発明は、上記問題に対処して成さ
れたものであり、磁石中心の駆動力に比べて両端の駆動
力が著しく低下しない光ピックアップ用リニアモータを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、磁性体製のヨークと、このヨークに
取付けられた磁石と、光ピックアップに取付けられたコ
イルとを有し、前記コイルに供給された電流と前記磁石
の磁界との作用により前記光ピックアップに駆動力を与
える光ピックアップ用リニアモータにおいて、前記磁石
が、両端に設けられた第一の磁石部材と、この第一の磁
石部材に挟まれた第二の磁石部材から構成され、前記第
一の磁石部材の残留磁束密度が前記第二の磁石部材の残
留磁束密度より高く設定されていることを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明によれば、両端部が残留磁束
密度の高い磁石部材により構成されているので、端部で
の駆動力も中央部の駆動力とほぼ同一になり、リニアリ
ティを低下させずしかも高い駆動力を発揮できるように
なる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例の光ピックアップ用リ
ニアモータの構成を説明するための概略平面図、図２は
本発明の一実施例の光ピックアップ用リニアモータの特
性評価の基準を説明するためのグラフである。なお、上
述した光ピックアップ用リニアモータ１と同一部材には
同符号を付し詳細な説明は省略する。図中に示す光ピッ
クアップ用リニアモータ１１と、従来の光ピックアップ
用リニアモータ１との相違点は、磁石１３が、両端に設
けられた第一の磁石部材１３ａと、この第一の磁石部材
１３ａに挟まれた第二の磁石部材１３ｂから構成されて
いることにある。

【００１１】前記第二の磁石部材１３ｂは、ＳｍＣｏ
（サマリウム，コバルト）系の磁性体材料から形成され
ている。また、前記第一の磁石部材１３ａは、前記Ｓｍ
Ｃｏ（サマリウム，コバルト）系の磁性体材料より残留
磁束密度が高く設定できるＮｄ（ネオジム）系の磁性体
材料により形成されている。

【００１２】次に、上記構成のリニアモータ１１の駆動
力の評価について説明する。この評価は、上記構成のリ
ニアモータ１１について、第一の磁石部材１３ａと第二
の磁石部材１３ｂとの寸法比，コイルの寸法等の諸条件
を考慮したうえで、駆動力の特性を算出したものであ
る。

【００１３】この評価は、磁石１３を全て前記第二の磁
石部材（ＳｍＣｏ系の磁性体材料）１３ｂにより形成し
たものすなわち従来例とおなじものを基準とし、これに
対する駆動力の比較を行ったものである。図２では磁石
１３の中央部にコイル５の中心があるときの駆動力をＦ
１とし、両端部（図１における紙面右側の端部）の駆動
力Ｆ３をこれと比較している。図２において（イ）で示
しているのは磁石全体が同じＳｍＣｏ系の材料により製
作された従来例と同じリニアモータにおける駆動力を示
しており、磁石端部にコイル５の中心が移動したときの
駆動力はＦ２まで低下している。（ロ）は本発明による
第一の磁石部材１３ａと第二の磁石部材１３ｂからなる
磁石を使用したリニアモータの駆動力を示している。こ
の本発明の磁石を使用したリニアモータにおいて、コイ
ル５の中心が磁石の端部に移動したときの駆動力をＦ３
とする。ここでＦ１とＦ２との差をΔＦとし、駆動力Ｆ
３が駆動力Ｆ１に対して、前記ΔＦの１／１０の範囲内
での低下であれば良好と判断する。

【００１４】＜残留磁束密度の比率での駆動力の評価＞
まず、前記第一の磁石部材１３ａの着磁後の残留磁束密
度と、前記第二の磁石部材１３ｂの残留磁束密度との相
互の比率を変えて評価した。中央部での残留磁束密度Ｂ
ｒがＢｒ1＝０．１０（Ｔ）、Ｂｒ2＝０．５０（Ｔ）、
Ｂｒ3＝１．０（Ｔ）のそれぞれの値となる第二の磁石
部材１３ｂを別個に制作し、そのそれぞれの第二の磁石
部材１３ｂの残留磁束密度に対して第一の磁石部材１３
ａの残留磁束密度が１５％以上増加したものにすれば、
磁石全体の端部での駆動力Ｆ３のＦ１に対する低下率
は、ΔＦの値の１／１０の範囲内となった。

【００１５】この理由を以下に説明する。リニアモータ
の駆動力Ｆは数１で表わすことができる。

【００１６】

【数１】Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｌ

【００１７】数１において、Ｂは磁束密度、Ｉは電流、
Ｌはコイルの有効長を示す。ところでこの磁束密度Ｂ
は、磁石とヨーク間のギャップ中で一定ではなく、特に
磁石１３の端部すなわち磁石部材１３ａの端部では一般
にヨーク２の側面方向ヘの漏れ磁束が増えるために有効
磁束（コイルを横断する際に駆動力を発揮する磁束成
分）が減少することになる。そこで、本発明では第一の
磁石部材１３ａの残留磁束密度を第二の磁石部材１３ｂ
のそれよりも１５％以上大きくすることにより、磁石部
材１３ａの端部において有効磁束の低下に起因する駆動
力の減少が第一の磁石部材１３ｂの中央部の駆動力に対
して大きくならないようにしたものである。

【００１８】ただし、前記Ｂｒ1，Ｂｒ2，Ｂｒ3のいず
れの場合も、コイル５の幅Ｃが磁石１３の半分の長さＡ
に対し、Ｃ≧０．６Ａで且つ第一の磁石部材１３ａの長
さＢがＢ≧０．５Ａであることが必要であった。

【００１９】＜コイルの幅の割合での駆動力の評価＞図
１に示す装置において、前記コイル５の幅Ｃを変えて評
価を行った。この場合、コイル５の幅Ｃと前記磁石１３
の半分の長さＡとの関係が、Ｃ≧０.３Ａであれば、磁
石１３の端部での駆動力Ｆ３がＦ１より低下する率をΔ
Ｆの値の１／１０の範囲内にできた。

【００２０】すなわち、コイル５の幅Ｃが小さすぎる
と、磁石１３の端部において磁束密度が低下する影響を
受けやすくなる。よって幅Ｃの小さいコイル５が第一の
磁石部材１３ａの端部の位置へ移動すると、この磁石部
材１３ａの端部における有効磁束の低下の影響を受け
て、コイル５が第二の磁石部材１３ｂの中央部に有る場
合に比べて駆動力が大きく低下することになる。よっ
て、本発明ではコイル５の幅Ｃを前記磁石１３の半分の
長さＡに対して０．３以上、より好ましくは０．６以上
とすることにより、コイル５が磁石１３の端部に移動し
たときの駆動力Ｆの減少を最少の範囲に納めることがで
きるようになる。

【００２１】ただし、上記の結果がでるための条件とし
ては、第一の磁石部材１３ａの残留磁束密度が第二の磁
石部材１３ｂの残留磁束密度に対し２０％増以上で、且
つ、第一の磁石部材１３ａの長さＢがＢ≧０．３Ａであ
ることが必要であった。また第二の磁石部材１３ｂの中
央部の残留磁束密度を前記Ｂｒ1，Ｂｒ2，Ｂｒ3のそれ
ぞれに設定して評価したが、この残留磁束密度の変化は
上記評価に影響はなく、中央部の残留磁束密度はいずれ
の値であっても良好な結果となった。

【００２２】＜両磁石部材の寸法比での駆動力の評価＞
次に第一の磁石部材１３ａの長さＢと、前記磁石１３の
半分の長さＡとの比率を変えて評価を行った。この場
合、Ｂ≧０.３Ａであれば、磁石１３の端部での駆動力
Ｆ３はＦ１に対しΔＦの値の１／１０の範囲内の低下と
なった。

【００２３】すなわち、第一の磁石部材１３ａの長さＢ
が小さすぎると、第一の磁石部材１３ａからヨーク２の
側方に向く磁束の割合が、第一の磁石部材１３ａから対
向するヨーク２に直進する磁束の割合よりも高くなり、
残留磁束密度の高い第一の磁石部材１３ａを磁石１３の
両側に配置したとしても、磁石１３両端部における有効
磁束を実質的に向上させることができなくなる。したが
って、磁石１３の端部における磁束密度が低下する影響
を受けてコイル５の駆動力が第二の磁石部材１３ｂの中
央部におけるそれよりもより大きく低下してしまうこと
になる。よって本発明では第一の磁石部材１３ａの長さ
Ｂを磁石１３全体の半分の長さＡに対して０．３以上、
より好ましくは０．５以上とすることにより、磁石１３
の端部にコイル５が移動したときの駆動力の減少をより
小さくすることができるようになる。

【００２４】ただし、この条件が成り立つためには、コ
イルの幅ＣがＣ≧０．３Ａで、且つ第一の磁石部材１３
ａの残留磁束密度が第二の磁石部材１３ａの残留磁束密
度に対し２０％増以上であることが必要であった。また
第二の磁石部材１３ｂの中央部の残留磁束密度を前記Ｂ
ｒ1，Ｂｒ2，Ｂｒ3のそれぞれに設定して評価したがこ
の残留磁束密度の変化は上記評価に影響はなく、中央部
の残留磁束密度はいずれの値であっても良好な結果とな
った。

【００２５】以上の評価結果より、前記第一の磁石部材
１３ａの残留磁束密度が、前記第二の磁石部材１３ｂの
残留磁束密度より少なくとも１５％以上増加するように
し、前記コイル５の幅Ｃと、前記磁石１３の半分の長さ
Ａとの関係が、「Ｃ≧０.３Ａ」であり、前記第一の磁
石部材１３ａと、前記第二の磁石部材１３ｂとの関係
が、「Ｂ≧０.３Ａ」以上であれば、前記リニアモータ
１１の両端部での駆動力を、Ｆ１に対しΔＦの値の１／
１０の範囲内での低下にでき、極めて良好なリニアモー
タを得ることができる。この結果、中央部と両端部との
駆動力はほぼ一定に成るので、リニアリティが向上し
て、シークタイムも縮小できる。また全体の駆動力も高
い水準に設定できる。

【００２６】また上記評価は、磁石端部での駆動力の低
下がΔＦの１／１０以内の範囲となるような極めて厳し
い条件を満足するものとしたが、実際には上記範囲を広
くしてもリニアリティには有効であり、第一の磁石部材
１３ａの残留磁束密度が第二の磁石部材１３ｂに対して
１５％増以上でＣ≧０．２Ａ、Ｂ≧０．２Ａであれば、
十分に使用可能である。

【００２７】以上詳述したように、本発明の一実施例の
光ピックアップ用リニアモータ１１によれば、磁石中心
の駆動力に比べて両端の駆動力が著しく低下することが
なくなる。

【００２８】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨の範囲内において様々に変形実施が
可能である。例えば上記実施例では、前記第二の磁石部
材１３ｂの磁性体材料として、ＳｍＣｏ（サマリウム，
コバルト）系のものを、前記第一の磁石部材１３ａの磁
性体材料として、Ｎｄ（ネオジム）系のものを用いた構
成としたが、前記第一の磁石部材１３ａの磁性体材料の
残留磁束密度が高く設定できれば、種々の磁性体材料の
組合せに変更可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、磁石中心
の駆動力に比べて両端の駆動力が著しく低下しない光ピ
ックアップ用リニアモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ピックアップ用リニアモ
ータの構成を説明するための概略平面図である。

【図２】本発明の一実施例の光ピックアップ用リニアモ
ータの特性評価の基準を説明するためのグラフである。

【図３】従来の光ピックアップ用リニアモータの構成を
説明するための概略斜視図である。

【図４】（Ａ）は、従来の光ピックアップ用リニアモー
タの問題点を説明するための図である。 （Ｂ）は、従来の光ピックアップ用リニアモータの問題
点を説明するためのグラフである。

【図５】従来例の変形例を説明するための着磁方法を示
す図である。

【図６】従来例の変形例を説明するための概略構成図で
ある。

【符号の説明】

２ ヨーク ５ コイル １１ 光ピックアップ用リニアモータ １３，３ 磁石 １３ａ 第一の磁石部材 １３ｂ 第二の磁石部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体製のヨークと、このヨークに取付
   けられた磁石と、光ピックアップに取付けられたコイル
   とを有し、前記コイルに供給された電流と前記磁石の磁
   界との作用により前記光ピックアップに駆動力を与える
   光ピックアップ用リニアモータにおいて、前記磁石が、
   両端に設けられた第一の磁石部材と、この第一の磁石部
   材に挟まれた第二の磁石部材とから構成され、前記第一
   の磁石部材の残留磁束密度が前記第二の磁石部材の残留
   磁束密度より高く設定されていることを特徴とする光ピ
   ックアップ用リニアモータ。