JPH07288966A - 揺動型アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 不作動時におけるアームのロック作用が確実
であると共に、可動コイルのデータゾーンにおける作動
をリニアリティ良く円滑に行い得る揺動型アクチュエー
タを提供する。 【構成】 可動コイル６を永久磁石３の表面に沿って駆
動するように構成すると共に、不作動時において可動コ
イル６に固定した磁性片９を磁気吸着することによりロ
ックするように構成した揺動型アクチュエータにおい
て、永久磁石３周方向端部に後方に突出する突起部を設
けて、磁性片９を吸着しうるように構成し、かつ磁性片
９が移動する範囲内にある永久磁石３の外周後方部位
を、回転軸を中心とした一定半径形状とすると共に磁性
片９の移動範囲外にある永久磁石３の外周後方部位の一
部を凹形状としたことを特徴とする揺動型アクチュエー
タ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ディスク用
アクチュエータのような揺動型アクチュエータ、すなわ
ち磁気ヘッドのような機能部材が円弧軌跡を描いて揺動
するように構成されたアクチュエータに関するものであ
り、特に作動時の推力のリニアリティと、不作動時のロ
ック作用の確実さを両立させた揺動型アクチュエータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の揺動型アクチュエータの例
を示す要部説明図であり、（ａ）は一部破砕した平面、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ方向矢視を示す。図５におい
て、１は上下一対のヨークであり、例えば軟鉄のような
強磁性材料によって平板状に形成し、端部に設けた支柱
２を介して対向して固定する。３は永久磁石であり下ヨ
ーク表面に固定する。前記永久磁石３は略台形の平板状
に形成すると共に、厚さ方向に着磁し、図示する如く表
面にＮ、Ｓ磁極が現出するようにする。前記永久磁石上
側と上ヨーク下側表面との間に磁気空隙４を形成する。

【０００３】５はアームであり、一端に偏平型の可動コ
イル６を、他端に磁気ヘッドのような機能部材（図示せ
ず）を各々固着し、可動コイル６が前記永久磁石３によ
って形成される磁気空隙４内に位置するように、軸７を
介して回動若しくは揺動自在に配設する。

【０００４】上記の構成により可動コイル６に信号電流
を通電すると、フレミングの左手の法則に従って、可動
コイル６に軸７の回りの回転力が作用し、アーム５を回
動若しくは揺動させ、アーム５の他端に設けた例えば磁
気ヘッドを、磁気ディスク上の所定の記録トラックに位
置決めすることができる。なお揺動方向の切り替えは、
可動コイル６への通電電流の向きを反転させることによ
って行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のアクチュエータ
が不作動時においては、アームをロックしておく必要が
あり、最近のダウンサイジング化に対応して、駆動用の
永久磁石の一部を利用し、若しくは係止用永久磁石を別
個に設けることにより、可動コイルに設けた強磁性材料
からなる磁性片との間に磁気的吸引力を作用させてロッ
クさせる手段が提案されている。（例えば特公昭６３−
４８１１０号公報参照） 上記の磁気的吸引力、すなわち保持力は、可動コイルが
ラッチゾーン（退避ゾーン）に位置したときが大であり
（例えば７ｇ・ｃｍ以上）、データゾーンにおいては可
動コイルの作動を円滑にするために小であること（例え
ば１．５ｇ・ｃｍ以下）が要求される。

【０００６】また、作動時のアームに作用する推力を均
一にする方法として、特公昭６１−４６９０１号公報に
開示されているように、可動コイルの左右電線配設部近
傍の永久磁石外周部を凹形状にすることも提案されてい
る。

【０００７】しかしながら、益々の小型化への要求にと
もない、限られたスペースに機能部材を設置しなければ
ならない状況では、単なる上記従来技術の寄せ集めで
は、アーム推力のリニアリティと保持の確実さという要
求を両立させることは難しい。即ち、アクチュエータの
小型化に伴いスペースが減少して、保持の確実さのため
に設けた可動コイルに設置した磁性片が永久磁石から離
れた位置に置けなくなると、永久磁石からの漏洩磁束が
磁性片に与える影響は無視できなくなる。即ち、磁性片
の移動する範囲にある永久磁石外周部が凹形状であれ
ば、磁性片のうける外力は一定とはならず、アーム推力
のリニアリティが悪化するという問題が生ずる。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決し、不作動時
におけるアームのロック作用が確実であると共に、可動
コイルのデータゾーンにおける作動をリニアリティ良く
円滑に行い得る揺動型アクチュエータを提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、支柱を介して対向して固定した
一対の平板状ヨークの一方の内面に、厚さ方向に着磁し
かつ平板状に形成してなる永久磁石を固着し、この永久
磁石の表面と他方のヨ−ク内面との間で磁気空隙を形成
してなるハウジングと、一端に可動コイルを他端に機能
部材を各々固着して軸回転自在としたアームとを備え、
前記磁気空隙内において前記可動コイルを永久磁石の表
面に沿って駆動するように構成すると共に、不作動時に
おいて可動コイルに固定した磁性片（係止片）を磁気吸
着することによりロックするように構成した揺動型アク
チュエータにおいて、前記永久磁石周方向端部に後方に
突出する突起部を設けて、前記磁性片を吸着しうるよう
に構成し、かつ前記磁性片が移動する範囲内にある前記
永久磁石の外周後方部位を、回転軸を中心とした一定半
径形状とすると共に前記磁性片の移動範囲外にある前記
永久磁石の外周後方部位の一部を凹形状とした。

【００１０】本発明において、構成部材としての永久磁
石はその厚さ寸法が制限されるため動作点が高くとれな
いので、保磁力の大なる希土類系のものを使用すること
が好ましい。更に近年のものにおいては一層の薄型化お
よび高性能化が要求されるため、磁気空隙内に高い磁束
密度を確保する点で、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系（Ｒ：Ｙ、Ｎｄ等
の希土類元素の１種以上）の永久磁石を使用することが
より好ましい。

【００１１】次に本発明におけるアームは、非磁性材料
によって構成するのであるが、可動コイルを一体的に内
蔵させるために、熱可塑性樹脂材料等の有機重合体によ
って構成することが好ましい。このような熱可塑性樹脂
材料としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエス
テル樹脂等の公知の樹脂（好ましくは耐熱性を有する樹
脂）を使用することができる。

【００１２】上記の樹脂の内では、縦弾性率（測定法：
ＡＳＴＭ Ｄ−６３８）が１０×１０⁴ｋｇ／ｃｍ²以上
（より好ましくは１３×１０⁴ｋｇ／ｃｍ²以上）のもの
が好ましい。特に熱可塑性樹脂として液晶ポリマー（溶
融状態で結晶性を示す）の一種である液晶性ポリエステ
ル樹脂（主鎖中に剛直鎖を有するポリエステル）を使用
すると好ましい。

【００１３】

【作用】上記の構成により、アームのロック時において
は、永久磁石端部突起部とアームの可動コイル側に設け
た磁性片との間に作用する磁気的吸引力により、可動コ
イルすなわちアームを確実に係止することができる。ま
た可動コイルの作動時においては、前記磁性片はその移
動範囲全域にわたって、前述したアーム回転軸を中心と
した一定半径の外周形状を有する永久磁石部位（例えば
図２の３ａ部位）から一定の外力を受けることになる。
これは前記磁性片と永久磁石の前記形状部位との相対的
な位置関係が移動範囲全域にわたって一定となるからで
ある。従って、アーム推力のリニアリティはアームに装
着された磁性片が永久磁石表面に沿って移動する範囲外
の永久磁石外周部位（例えば図２の３ｂ部位）に形成さ
れた凹形状に依存する。凹形状は、永久磁石と可動コイ
ルの形状、寸法及び位置関係から設計的に適切な形状と
寸法をもとめることができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例における揺動型アクチ
ュエータの要部説明図、、図２は図１における磁気回路
の要部を示す一部断面平面図であり、同一部分は前記図
５と同一の参照符号で示す。図１および図２において、
永久磁石３は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石材料に
よって略扇型に平板状に形成し、厚さ方向に着磁し、表
面にＮ、Ｓ磁極が現れるように構成する。このような永
久磁石３を製作する際、別々に準備した２個の永久磁石
を図２に示す破線部分で接合して一体化しても良い。

【００１５】なお永久磁石３の外形形状については、ア
ーム３の可動中立位置を中心に左右に分けた時、支柱２
側の一方の端部、即ちアームがロックされる側の外周
（図２では左側）は、アームの回動中心軸７を中心とし
た一定半径Ｒの円弧で形成し、その端部には例えば軟鉄
のような強磁性材料からなる磁性片９を設け、突出部を
形成する。この場合、磁性片９は、永久磁石３の磁気的
吸引力によって吸引保持され得るが、接着剤を併用して
もよい。一方、反対側（図２では右側）の外周には、凹
部を設ける。凹形状は、永久磁石と可動コイルの形状、
寸法及び位置関係等をもとにした磁気回路より、アーム
推力がリニアリティを持つように設計的に求める。

【００１６】次に磁気回路を組み立てる場合には、図２
のようにして永久磁石３を固着したヨーク１に、前記図
５に示すような支柱２を固着し、他のヨーク１を介装
し、止めねじ（図示せず）によって固着すれば良い。

【００１７】次に図３は本発明の実施例におけるアーム
５を示す平面図であり、同一部分は前記図５と同一の参
照符号で示す。図３において７ａは前記図５における軸
７が挿通される孔である。１０は矩型形状をした強磁性
体からなる磁性片（以降永久磁石に固着した磁性片９と
区別するために係止片と称する）であり、アーム５の可
動コイル６側の一方の側端部に、図１に示すように前記
永久磁石３の端部に固着した磁性片９と対応する部位に
設ける。係止片１０は例えば軟鉄のような強磁性材料に
よって形成し、アーム５と一体に設けることが好まし
い。この場合、アーム５は例えばガラス繊維入りのポリ
フェニレンサルファイド樹脂によって形成し、射出成形
手段によれば、可動コイル６および係止片１０と一体に
成形され得る。

【００１８】上記構成の磁気回路とアームとを図５に示
すように組み立てれば、揺動型アクチュエータを構成す
ることができる。この揺動型アクチュエータについてア
ーム５の係止特性を評価した結果について記述する。

【００１９】図４はアーム角度と推力の関係を示す図で
あり、ａは本発明の実施例のものにおける場合を、ｂは
永久磁石３の外周のアーム係止片１０の移動側にも凹形
状を形成したものの場合を示す。図４において、アーム
角度０°の位置は、アーム５が可動範囲の中立点に位置
した場合を示す。

【００２０】図４において推力とは図３に示すアーム５
が横軸に示すアーム角度の位置にあるときに、アーム５
を水平方向に揺動させるに必要なアーム先端の力を表し
ている。図４に示すように、本実施例においてはアーム
角度全域に対して推力がほぼ平坦になっている、即ちリ
ニアリティがあることが分かる。

【００２１】本発明において、ロック動作を行う側の永
久磁石端面に設置した磁性片９および当該磁性片９に対
応する可動コイル６の部位に設置した係止片１０の寸法
は、適用される揺動型アクチュエータを構成する永久磁
石３の形状および磁気特性と対応させて適宜に選定され
得る。例えば磁性片９の高さ寸法は、永久磁石３の高さ
寸法と同程度、幅および厚み寸法は要求されるロック力
によりそれぞれ１〜１０ｍｍ、０．１〜１ｍｍに設定す
るのが好ましい。また、前記磁性片９に対応する可動コ
イル６の部位に設置する係止片１０の寸法は、例えば高
さ寸法がコイル厚み寸法と同程度、幅および厚み寸法は
それぞれ永久磁石３に設ける磁性片９とほぼ同等の寸法
に設定することが好ましい。

【００２２】本発明においては、ヨーク１、１を支柱２
を介して固着する手段として止めねじによる例について
記述したが、例えばリベット状のものを打ち込み、若し
くは圧入して締結するものであっても良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、揺動型アクチュエータの不作動時におい
ては永久磁石のロック動作を行う側の端面に設けた磁性
片と当該磁性片に相対する可動コイルの部位に設けた係
止片との間に作用する磁気的吸引力により、可動コイル
すなわちアームを確実に係止することができる。また可
動コイルの作動時においては、アームの推力は前記係止
片に作用する永久磁石からの外力は一定であるから、予
め設計した磁気回路の計算通りのリニアリティとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における揺動型アクチュエータ
の要部を示す図である。

【図２】本発明の実施例における磁気回路の要部を示す
一部断面平面図である。

【図３】本発明の実施例におけるアームを示す平面図で
ある。

【図４】本発明の実施例及び比較例のアーム角度と推力
との関係を示す図である。

【図５】従来の揺動型アクチュエータの例を示す要部説
明図であり、（ａ）は一部破砕した平面、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ方向矢視を示す。

【符号の説明】

２ 支柱 ３ 永久磁石 ６ 可動コイル ９ 磁性片 １０ 係止片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支柱を介して対向して固定した一対の平
   板状ヨークの一方の内面に、厚さ方向に着磁しかつ平板
   状に形成してなる永久磁石を固着し、この永久磁石の表
   面と他方のヨ−ク内面との間で磁気空隙を形成してなる
   ハウジングと、一端に可動コイルを他端に機能部材を各
   々固着して軸回転自在としたアームとを備え、前記磁気
   空隙内において前記可動コイルを永久磁石の表面に沿っ
   て駆動するように構成すると共に、不作動時において可
   動コイルに固定した磁性片を磁気吸着することによりロ
   ックするように構成した揺動型アクチュエータにおい
   て、前記永久磁石周方向端部に後方に突出する突起部を
   設けて、前記磁性片を吸着しうるように構成し、かつ前
   記磁性片が移動する範囲内にある前記永久磁石の外周後
   方部位を、回転軸を中心とした一定半径形状とすると共
   に前記磁性片の移動範囲外にある前記永久磁石の外周後
   方部位の一部を凹形状としたことを特徴とする揺動型ア
   クチュエータ。