JPH0636336U - ボイスコイルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイスコイルモータのボイスコイルをボビン
や厚肉の補強部材を用いることなく薄肉且つ軽量で機械
強度が高いものとする。 【構成】 菱形又は正方形のループをなすように形成し
た単コイル４ｂ…をループの一方の対角線に沿う方向に
順次所定のピッチずらして重ねる。各単コイルを接着剤
で相互に接着して短冊状コイル４ｃを作り、この短冊状
コイル４ｃを筒状に巻いて成形したコイルをボイスコイ
ル４ａとして用いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直線運動形アクチュエータとして用いられるボイスコイルモータに 関するものであり、特にショートストロークを高速且つ高精度で位置決めするこ とが要求される磁気ディスク装置等の分野に用いられるボイスコイルモータに関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のボイスコイルモータのコイルでは、例えば図４に示したように、ボビン １１を離型剤１５を塗った芯金１４に挿入して、ボビン１１に巻線１２を円筒巻 きした後、巻線部にガラス材や樹脂材等の補強材１３を含浸させて巻線１２を固 めて、その後ボビン１１から芯金１４を抜き取って製造した円筒状のコイルを用 いていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなコイルをボイスコイルモータに用いると、ボビン１１とコイルの 補強材１３の厚さ分だけモータの磁気回路のエアギャップを大きく取らなければ ならず、磁気回路のパーミアンス係数が下がって、それだけ性能が低下する。こ の性能の低下を補うには、磁石の厚さを厚くしなければならず、モータの大形化 とコスト高を招く。またエアギャップが大きいとコイルへの通電により発生する 熱の放散も悪く、定格推力値の低下の一因となっていた。

【０００４】 また、コイルの通電により発生する推力は、コイル線材に直角方向に働くため 、コイル同士の剥離強度が問題となる。特に、最も大きい力が作用するコイルと 被駆動機械の接合部やその近傍でのコイル同士の接合部の機械強度不足が問題で あった。

【０００５】 更に、コイルボビン１１には引張力、圧縮力が繰り返し作用するため、機械強 度を維持してしかも極力薄肉のコイルボビンを製作することは容易でなかった。 本考案の目的は、上記の問題点を改善したボイスコイルモータを提供すること にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、実施例の図２に見られるように、永久磁石６ａ，６ｂ及び該永久磁 石の磁束を導くヨーク部１，５を有する固定子と、出力軸３に保持され永久磁石 の磁界内に配置されて電流が通電されることにより生ずる電磁力により、出力軸 ３に軸方向の推力を与えるボイスコイル４ａを有する移動子とからなるボイスコ イルモータのボイスコイルを改良の対象とする。本考案のボイスコイルは、は菱 形又は正方形のループを成す単コイル４ｂをループの一方の対角線に沿う方向に 順次ずらして重ねて構成した短冊状コイル４ｃを筒状に巻いて形成したものを用 いる。

【０００７】

【作用】

ボイスコイル４ａを上記のように構成すると、モータの磁石６ａ，６ｂの磁界 により単コイル４ｂの相隣る各辺に生ずる電磁力の合成ベクトルとしてボイスコ イル４ａの中心軸に沿う方向の推力Ｍが生じ、この推力が巻線材自体の引張（圧 縮）力と巻線間の接着力により出力軸３のフランジ部３ａに伝達され、出力軸３ が軸方向に変位駆動されて外部に対し所要の動作を行う。なお、合成推力Ｍに対 して直角方向の電磁力成分は、単コイル４ｂのループ１周内にて相殺される。

【０００８】 上記のボイスコイル４ａは、ボビンや厚肉の補強部材を用いずに、薄肉且つ軽 量で機械強度（剛性）の十分な成形コイルとなる。これにより、モータの磁気回 路のエアーギャップを小さくでき、磁石の効率が高められて、モータの推力の発 生効率が良好になると同時にコイルに発生する熱の放散が良好となる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図２は本実施例のボイスコ イルモータの構成を示したもので、１は一端側にフランジ部１ａをもつ筒状のセ ンターヨーク、２はこのセンターヨークの内周側に設けたリニアガイド、３はこ のリニアガイド２に軸支された出力軸である。４ａは円筒状に成形されたボイス コイルである。これらのコイル４ａは出力軸３の端部側に設けたフランジ部３ａ に保持されている。ボイスコイル４ａの内面側は空隙を隔ててセンターヨーク１ の外周面に対向している。５はセンターヨーク１のフランジ部１ａに保持させて 設けた筒状のアウターヨーク、６ａ，６ｂはそれぞれアウターヨーク５の内周部 に図示の極性で配設されて、ボイスコイル４ａに間隙を隔てて対向する磁石であ る。７はアウターヨーク５の一端側に取付けられて、モータの内部構造部を被う カバーである。

【００１０】 上記のボイスコイル４ａは本考案の要部であり、以下にその具体的な構成及び 作用を図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１（Ａ）は本考案のボイスコ イルモータのボイスコイル４ａの構成例を概念的に示したもので、図の４ｂは巻 線材を専用巻線機と治具を用いて所定の巻線法により巻いて菱形又は正方形のル ープを成すように成形した単コイルである。かかる単コイル４ｂをループの一方 の対角線に沿う方向に順次所定のピッチでずらして重ね、隣接する単コイル相互 を接着剤により接着して短冊状コイル４ｃを作る。そしてこの短冊状コイル４ｃ を治具を用いて円筒状に巻いて成形したのがボイスコイル４ａである。図２のボ イスコイル４ａとフランジ部３ａの結合部は接着剤で接合している。

【００１１】 次に、上記のようなボイスコイル４ａにより図２のボイスコイルモータの出力 軸３に生ずる推力Ｍの発生機構を図１（Ｂ）を用いて説明する。同図のＨ1 は磁 石６ａによる磁界、Ｈ2 は磁石６ｂによる磁界を示す。これらの磁界に対向する コイルの各単コイル４ｂに矢印方向に電流ｉが流れると、各単コイル４ｂの四辺 には、（フレーミングの左手の法則により）図示のような電磁力Ｆ1 ，Ｆ2 が作 用する。これらの電磁力の合成により円筒成形ボイスコイル４ａの中心軸に沿う 大矢印方向の推力Ｍが生じ、この推力は、巻線材自体の引張（圧縮）力と巻線間 の接着力によりフランジ部３ａに伝達され、出力軸３が軸方向に変位駆動されて 外部に対し所要の動作を行う。

【００１２】 なお、合成推力Ｍに対して直角方向の電磁力成分は、菱形の単コイル４ｂのル ープ１周内にて相殺される。

【００１３】 次に、本考案におけるコイルの他の構成手段の例を図３により説明する。同図 の８は樹脂材からなるフレキシブルシート、９ａはこのシート８の表面側に一方 向に角部を揃えて所定のピッチでずらしてエッチングにより形成した菱形の相隣 る２辺を形成する単コイルの半部、９ｂはシート８の裏面側に上記半部９ａの列 と同方向に角部は逆向きにして前記と同じピッチでずらしてエッチングにより形 成した菱形の他の２辺を形成する単コイルの半部である。１０はシート８を貫通 して単コイルの半部９ａ，９ｂのシート８を隔てて対向させた端部同士を連結す る導通ピンである。以上のようにして半部９ａ，９ｂから構成される単コイルか らなる短冊状コイル９を形成したシート８を円筒状に巻いて成形して所要のコイ ルを得る。

【００１４】

【考案の効果】

本考案のボイスコイルモータでは、菱形又は正方形のループを成すように形成 した単コイルをループの一方の対角線に沿う方向に順次所定のピッチでずらして 重ねて構成した短冊状コイルを筒状に巻いて成形したボイスコイルを用いるため 、ボビンや厚肉の補強部材を用いる必要が無い。またボイスコイルを薄肉且つ軽 量で機械強度（剛性）の十分なものとすることができる。したがって本考案によ れば、モータの磁気回路のエアーギャップを小さくすることができ、磁石の利用 効率を高めることができて、大きい推力が得やすくなり、同一推力のものでは磁 石の厚さを薄くできて、モータを小型且つ廉価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本考案のボイスコイルモータのボイス
コイルの構成例を示す展開説明図、（Ｂ）はボイスコイ
ルによりボイスコイルモータに生ずる推力の発生機構を
説明する説明図である。

【図２】本考案のボイスコイルモータの構成例を示す縦
断面図である。

【図３】本考案で用いるボイスコイルの他の構成例の要
部を示す説明図である。

【図４】従来のボイスコイルモータのボイスコイルの構
成要領を示す部分切断側面図である。

【符号の説明】

１ センターヨーク ３ 出力軸 ４ａ コイル ４ｂ 単コイル ４ｃ 短冊状コイル ５ アウターヨーク ６ａ，６ｂ 磁石 ８ フレキシブルシート ９ａ，９ｂ 単コイル ９ 短冊状コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石及び該永久磁石の磁束を導くヨ
   ーク部を有する固定子と、出力軸に保持され前記永久磁
   石の磁界内に配置されて電流が通電されることにより生
   ずる電磁力により前記出力軸に軸方向の推力を与えるボ
   イスコイルを有する移動子とからなるボイスコイルモー
   タにおいて、 前記ボイスコイルは、菱形又は正方形のループを成すよ
   うに形成された単コイルが前記ループの一方の対角線に
   沿う方向にずらされて重ねられて構成された短冊状コイ
   ルが筒状に巻かれて形成されていることを特徴とするボ
   イスコイルモータ。