JPS61210862A - ボイスコイル型モ−タ− - Google Patents
ボイスコイル型モ−タ−Info
- Publication number
- JPS61210862A JPS61210862A JP5011585A JP5011585A JPS61210862A JP S61210862 A JPS61210862 A JP S61210862A JP 5011585 A JP5011585 A JP 5011585A JP 5011585 A JP5011585 A JP 5011585A JP S61210862 A JPS61210862 A JP S61210862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- permanent magnet
- voice coil
- pole core
- type motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
- H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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。
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）
本発明は電子計算機の周辺装置の一つであるリジッド・
ディスク・ドライブあるいはフロッピー・ディスク・ド
ライブに使用される磁気ヘッドのボジシミナーの動力源
であるボイスコイル型モーターに関するものである。
ディスク・ドライブあるいはフロッピー・ディスク・ド
ライブに使用される磁気ヘッドのボジシミナーの動力源
であるボイスコイル型モーターに関するものである。
（従来の技術）
ディスク・ドライブにおいては磁気ディスク面に軽く接
触したり、小さな空隙をあけてこの磁気ディスク面に対
向する位置に磁気ヘッドが配置されて、磁気ディスクに
記録されている情報を読み出したり、またこの中に１き
込んだりするようになっている。この磁気ヘッドを書き
込み、読み出しに必要トラック間を移動させるためのポ
ジ′ショナーの動力源としては、低容盪のディスク・ド
ライブにおいては、ステッピングモータがよく使用され
ているが、高容量のディスク・ドライブにおいてはボイ
スコイル型モーターが使用されている。
触したり、小さな空隙をあけてこの磁気ディスク面に対
向する位置に磁気ヘッドが配置されて、磁気ディスクに
記録されている情報を読み出したり、またこの中に１き
込んだりするようになっている。この磁気ヘッドを書き
込み、読み出しに必要トラック間を移動させるためのポ
ジ′ショナーの動力源としては、低容盪のディスク・ド
ライブにおいては、ステッピングモータがよく使用され
ているが、高容量のディスク・ドライブにおいてはボイ
スコイル型モーターが使用されている。
コイルの運動として、線型（直線）のもの（例えば特公
昭５０−４２４１号および同５８−３５０３０号の各公
報参照）と旋回運動のもの（例えば特開昭５５−８８５
５９号および特公昭５８−３１６６２号の各公報参照）
があるが、いずれにしてもポールコアと複数個の永久磁
石で作られた磁気空隙内にコイルが配置されて、このコ
イルに電流が流されることによって、フレミングの左手
の法則に基づいてコイルが運動するようになっている。
昭５０−４２４１号および同５８−３５０３０号の各公
報参照）と旋回運動のもの（例えば特開昭５５−８８５
５９号および特公昭５８−３１６６２号の各公報参照）
があるが、いずれにしてもポールコアと複数個の永久磁
石で作られた磁気空隙内にコイルが配置されて、このコ
イルに電流が流されることによって、フレミングの左手
の法則に基づいてコイルが運動するようになっている。
このようなボイスコイル型モーターの永久磁石片として
、フェライト磁石、アルニコ磁石あるいは希土類コバル
ト磁石（例えば３１１１２ ＣＯ＋ ７系磁石）が用い
られている。ボイスコイル型モーターの駆動トルクはコ
イルに流される電流にも関係するが、同じ電流値の場合
コイルが配置されている磁気空隙内の磁束密度に比例す
るので、出来るだけ高い磁束密度が得られることが望ま
しい。
、フェライト磁石、アルニコ磁石あるいは希土類コバル
ト磁石（例えば３１１１２ ＣＯ＋ ７系磁石）が用い
られている。ボイスコイル型モーターの駆動トルクはコ
イルに流される電流にも関係するが、同じ電流値の場合
コイルが配置されている磁気空隙内の磁束密度に比例す
るので、出来るだけ高い磁束密度が得られることが望ま
しい。
ところが、モーターの磁気回路の構造にもよるが、回路
のパーミアンス係数は一般に２〜４となっている。この
ような作動点においては、アルニコ磁石ではＡ １ｎｉ
ｃｏ ５．６の場合磁束密度は約３．０００ガウス、
Ａｌｎ１ＣＯ８で５，０００ガウス、Ａ Ｉｎ１ｃｏ
９で６，０００〜７，０００ガウスである。フェライ
ト磁石（ＹＢＭ−２ＢあるいはＣｅｒａｍｉｃ ８）の
場合は約３，５００Ｇである。希土類コバルト磁石の場
合で７，０００〜８，５００Ｇである。これらの磁石の
特性を得るは、あらかじめ磁化した磁石を磁気回路に挿
入してもこれらの特性は得られない。着磁装置で磁化し
た磁石を取り出した時にその磁石単体のパーミアンス係
数となって低い磁束密度となる。これをボイスコイルモ
ーターの磁気回路に挿入するとパーミアンス係数は高く
なるが、上記の低い磁束密度からマイナーループをたど
って磁束密度は上昇するので、上述した特性まで行かな
い。そこでボイスコイル型モーターの磁気回路とほぼ同
じパーミアンス係数をもった磁気回路中で着磁を行ない
ボイスコイル型モーターのパーミアンス係数を保持した
状態のままモーターの回路に組み込むことによって磁石
の特性を十分に使用できる。
のパーミアンス係数は一般に２〜４となっている。この
ような作動点においては、アルニコ磁石ではＡ １ｎｉ
ｃｏ ５．６の場合磁束密度は約３．０００ガウス、
Ａｌｎ１ＣＯ８で５，０００ガウス、Ａ Ｉｎ１ｃｏ
９で６，０００〜７，０００ガウスである。フェライ
ト磁石（ＹＢＭ−２ＢあるいはＣｅｒａｍｉｃ ８）の
場合は約３，５００Ｇである。希土類コバルト磁石の場
合で７，０００〜８，５００Ｇである。これらの磁石の
特性を得るは、あらかじめ磁化した磁石を磁気回路に挿
入してもこれらの特性は得られない。着磁装置で磁化し
た磁石を取り出した時にその磁石単体のパーミアンス係
数となって低い磁束密度となる。これをボイスコイルモ
ーターの磁気回路に挿入するとパーミアンス係数は高く
なるが、上記の低い磁束密度からマイナーループをたど
って磁束密度は上昇するので、上述した特性まで行かな
い。そこでボイスコイル型モーターの磁気回路とほぼ同
じパーミアンス係数をもった磁気回路中で着磁を行ない
ボイスコイル型モーターのパーミアンス係数を保持した
状態のままモーターの回路に組み込むことによって磁石
の特性を十分に使用できる。
このように希土類コバルト磁石（例えば日立金属製ＨＩ
ＣＯＲＥＸ２７）であってもパーミアンス係数Ｐ：４に
おける磁束密度は８，８００Ｇであり、更に高い特性が
望まれていた。
ＣＯＲＥＸ２７）であってもパーミアンス係数Ｐ：４に
おける磁束密度は８，８００Ｇであり、更に高い特性が
望まれていた。
（発明が解決しようとする問題点）
このように磁気特性の高い永久磁石を使用すれば、強い
トルクが得られるのは判るが、作動点におても高い特性
を有している必要がある。希土類コバルト磁石よりも高
い特性を持った磁石として希土類元素と鉄とボロンから
なる焼結永久磁石（Ｎｄ −Ｆｅ−８１石）が現在開発
されつつある（例えば特開昭５９−４６００８号および
同５９−６４７３３号の各公報参照）。この磁石は残留
磁束密度３ｒが１１．０００Ｇ以上、保磁力ｓＨｃが８
，０００〜１１，００００ｅ 。
トルクが得られるのは判るが、作動点におても高い特性
を有している必要がある。希土類コバルト磁石よりも高
い特性を持った磁石として希土類元素と鉄とボロンから
なる焼結永久磁石（Ｎｄ −Ｆｅ−８１石）が現在開発
されつつある（例えば特開昭５９−４６００８号および
同５９−６４７３３号の各公報参照）。この磁石は残留
磁束密度３ｒが１１．０００Ｇ以上、保磁力ｓＨｃが８
，０００〜１１，００００ｅ 。
最大エネルギー積（Ｂ Ｈ） ｉ＋ａｘが２９Ｍ Ｇ
Ｏｑ以上と優れたものである。この磁石の場合でも保磁
力が低いものあるいは、ＢＨカーブ上で（ＢＨ）ｉａＸ
が低い磁場強さであられれる場合は使用に耐えないもの
となる。すなわちＨＫ（４πＩ−Ｈカーブ上で残留磁束
密度１３ｒの０．９倍になる磁場強さ）の低いものは使
用できない。更に、大きな推力を得るめにコイルに大電
流を流すのでコイルが発熱し、この熱がマグネットを加
熱し、マグネットが高温になるが、温度による磁気特性
の変化は出来るだけ、避けなければならない。従来使用
されていたアルニコ磁石の温度特性は、Ａ １ｎｉｃｏ
５で−０，０１６〜−０，０２２％／℃、希土類コ
バルト磁石で−０，０４％／℃であった。しかし、Ｎｄ
−Ｆｅ −Ｂ磁石はキュリ一点が３５０℃と比較的低
く、温度特性が悪いと考えられる。
Ｏｑ以上と優れたものである。この磁石の場合でも保磁
力が低いものあるいは、ＢＨカーブ上で（ＢＨ）ｉａＸ
が低い磁場強さであられれる場合は使用に耐えないもの
となる。すなわちＨＫ（４πＩ−Ｈカーブ上で残留磁束
密度１３ｒの０．９倍になる磁場強さ）の低いものは使
用できない。更に、大きな推力を得るめにコイルに大電
流を流すのでコイルが発熱し、この熱がマグネットを加
熱し、マグネットが高温になるが、温度による磁気特性
の変化は出来るだけ、避けなければならない。従来使用
されていたアルニコ磁石の温度特性は、Ａ １ｎｉｃｏ
５で−０，０１６〜−０，０２２％／℃、希土類コ
バルト磁石で−０，０４％／℃であった。しかし、Ｎｄ
−Ｆｅ −Ｂ磁石はキュリ一点が３５０℃と比較的低
く、温度特性が悪いと考えられる。
そこで本発明の目的とするところは、駆動トルクを大き
くすることの出来るボイスコイル型モータ、−を提供す
るところにある。
くすることの出来るボイスコイル型モータ、−を提供す
るところにある。
更に、本発明によれば、室温（約２０℃）から少しずれ
た温度になっても安定に作動するモーターとなる。
た温度になっても安定に作動するモーターとなる。
（問題点を解決するための手段）
本発明のボイスコイル型モーターは、軟磁性体で作られ
たヨークとポールコア及び永久磁石片、ポールコア表面
に作られた磁気空隙を有する磁気回路と、この磁気空隙
内で往復運動を行なうコイルを主要な要素としたもので
ある。
たヨークとポールコア及び永久磁石片、ポールコア表面
に作られた磁気空隙を有する磁気回路と、この磁気空隙
内で往復運動を行なうコイルを主要な要素としたもので
ある。
本発明のボイスコイル型モーターは上記の主要な要素の
うち、複数個の永久磁石片がポールコア表面と磁気空隙
を介して対向して配置されており、この永久磁石片はそ
の作動点における磁束密度が９．０００Ｇ以上、望まし
くは１０，０００Ｇ以上であることを特徴とするもので
ある。
うち、複数個の永久磁石片がポールコア表面と磁気空隙
を介して対向して配置されており、この永久磁石片はそ
の作動点における磁束密度が９．０００Ｇ以上、望まし
くは１０，０００Ｇ以上であることを特徴とするもので
ある。
使用する永久磁石片の減磁曲線の各形化の良いことは上
記した作動点における磁束密度を得る上で望ましいこと
である。すなわち、ＨＫの値で１０ＫＯｅ以上、望まし
くは１３ＫＯ８以上のものがよい。
記した作動点における磁束密度を得る上で望ましいこと
である。すなわち、ＨＫの値で１０ＫＯｅ以上、望まし
くは１３ＫＯ８以上のものがよい。
また、磁気回路の一部に、永久磁石片から出た磁力線を
短絡するための磁性体片が配置されており、この磁性体
片は常温付近における磁束密度の温度係数が負になって
いることよって、磁気空隙内に大きな磁束か得られると
ともに、温度に対しても安定となる。
短絡するための磁性体片が配置されており、この磁性体
片は常温付近における磁束密度の温度係数が負になって
いることよって、磁気空隙内に大きな磁束か得られると
ともに、温度に対しても安定となる。
（実施例）
以下本発明を実施例に従って説明する。
第１図は本発明のボイスコイル型モーターの斜視図であ
る。１はポールコアでヨーク２の中央に固定されている
。ポールコアの上下に上下ヨーク３．４が配置され、こ
れら上下ヨーク３．４のポールコア１側に永久磁石片５
．６が固定されている。永久磁石片５．６は図に示すよ
うに上下方向に磁化されて、永久磁石片５．６とポール
コア１の間の空隙に磁束が出るようになっている。永久
磁石片５．６はポールコア１側にＮ極あるいはＳ極とな
る、同極が対向するようになっているので永久磁石片５
から出た磁力線は空隙を通り、ポールコア１、バックヨ
ーク２から上ヨーク３を通り永久磁石片５に戻る。同様
に、永久磁石片６から出た磁力線は空隙からポールコア
１、バンクヨーク２から下ヨーク４を通り永久磁石片６
に戻る。
る。１はポールコアでヨーク２の中央に固定されている
。ポールコアの上下に上下ヨーク３．４が配置され、こ
れら上下ヨーク３．４のポールコア１側に永久磁石片５
．６が固定されている。永久磁石片５．６は図に示すよ
うに上下方向に磁化されて、永久磁石片５．６とポール
コア１の間の空隙に磁束が出るようになっている。永久
磁石片５．６はポールコア１側にＮ極あるいはＳ極とな
る、同極が対向するようになっているので永久磁石片５
から出た磁力線は空隙を通り、ポールコア１、バックヨ
ーク２から上ヨーク３を通り永久磁石片５に戻る。同様
に、永久磁石片６から出た磁力線は空隙からポールコア
１、バンクヨーク２から下ヨーク４を通り永久磁石片６
に戻る。
ポールコア１を囲むような形で、コイル７が配置されて
いるので、コイル７の上側と下側は磁気空隙にあって、
コイル７に電流が流されることによってこれが動く。
いるので、コイル７の上側と下側は磁気空隙にあって、
コイル７に電流が流されることによってこれが動く。
永久磁石片５．６として、第２図に磁気特性を示すよう
な永久磁石（ａ）、（ｂ ） Ｎｄ −Ｆｅ −８磁石
、（Ｃ）希土類コバルト磁石を用いた。この図で縦軸は
４πＩで示しているので磁束密度Ｂを求める場合は３−
４πＩ＋Ｈで計算すれば求めることが出来る。
な永久磁石（ａ）、（ｂ ） Ｎｄ −Ｆｅ −８磁石
、（Ｃ）希土類コバルト磁石を用いた。この図で縦軸は
４πＩで示しているので磁束密度Ｂを求める場合は３−
４πＩ＋Ｈで計算すれば求めることが出来る。
これらの永久磁石を組み込んだボイスコイル型モーター
の磁気回路で、空隙の磁束密度を測定したところ第１表
に示す結果を得た。
の磁気回路で、空隙の磁束密度を測定したところ第１表
に示す結果を得た。
以上ノ結果から、ａ、及びｂのＮｄ −Ｆｅ −８磁石
はＣの希土類コバルト磁石よりも約２５％高い空隙磁束
密度が得られた。
はＣの希土類コバルト磁石よりも約２５％高い空隙磁束
密度が得られた。
次に、これらの磁気回路について０℃から８０℃まで温
度を変化させてその空隙磁束密度の変化を見た。この時
ソフトフェライト材からなる短絡回路８．９をａのＮｄ
−Ｆｅ −８磁石の回路に用いたものについて合わせ
て試験した。このソフトフェライト材は２０℃付近で大
きな負の特性を有するものである。この結果を第３図に
示す。
度を変化させてその空隙磁束密度の変化を見た。この時
ソフトフェライト材からなる短絡回路８．９をａのＮｄ
−Ｆｅ −８磁石の回路に用いたものについて合わせ
て試験した。このソフトフェライト材は２０℃付近で大
きな負の特性を有するものである。この結果を第３図に
示す。
Ｃの希土類コバルト磁石の場合の−０，０５４％／’Ｃ
に比ｔ、、ｒ、ａ （７）Ｎｄ −Ｆｅ −８１６石の
場合は約−ｏ、ｉｉ％／℃と極めて減磁が大ぎく温度変
化のある場合にはこのままでは使用に耐えないものであ
ることが明らかになった。また、ｂのＮｄ −Ｆｅ −
８は一度温度を上げた後磁力が回復しなかったので図に
は示していない。
に比ｔ、、ｒ、ａ （７）Ｎｄ −Ｆｅ −８１６石の
場合は約−ｏ、ｉｉ％／℃と極めて減磁が大ぎく温度変
化のある場合にはこのままでは使用に耐えないものであ
ることが明らかになった。また、ｂのＮｄ −Ｆｅ −
８は一度温度を上げた後磁力が回復しなかったので図に
は示していない。
次にソフトフェライト材からなる短絡を回路に組合わせ
たものの淫度特性を第３図のｄに示す。
たものの淫度特性を第３図のｄに示す。
この場合、希土類コバルトの場合よりも温度依存性が少
ない。
ない。
（発明の効果）
以上説明したように作動点で９，０００（３以上、望ま
しくは１０，０００Ｑ以上の磁束密度をもつ永久磁石片
を用いたボイスコイル型モーターは空隙磁束密度が極め
て上昇する上に、温度が回復すると特性も回復するもの
である。更に、負の温度特性をもった短絡回路を組合わ
せることにより、温度特性も改善できる。
しくは１０，０００Ｑ以上の磁束密度をもつ永久磁石片
を用いたボイスコイル型モーターは空隙磁束密度が極め
て上昇する上に、温度が回復すると特性も回復するもの
である。更に、負の温度特性をもった短絡回路を組合わ
せることにより、温度特性も改善できる。
第１図は本発明のボイスコイル２モーターの斜視図、第
２図は永久磁石の特性を示す図、第３図は温度特性を示
す図である。 １：ポールコア、２：バックヨーク、３：上ヨーク、４
：下ヨーク、５．６：永久磁石片、７：コイル
２図は永久磁石の特性を示す図、第３図は温度特性を示
す図である。 １：ポールコア、２：バックヨーク、３：上ヨーク、４
：下ヨーク、５．６：永久磁石片、７：コイル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、軟磁性体で作られたヨークとポールコア及び永久磁
石片、ポールコア表面に形成された磁気空隙を有する磁
気回路、この磁気空隙内で往復運動をするコイルを主要
構成要素とするボイスコイル型モーターにおいて、複数
個の永久磁石片が上記ポールコア表面と磁気空隙を介し
て対向して配置されており、上記永久磁石片はその作動
点における磁束密度が９，０００Ｇ以上であることを特
徴とするボイスコイル型モーター。 ２、特許請求の範囲第１項記載のボイスコイル型モータ
ーにおいて、磁気回路に永久磁石片から出た磁力線を短
絡するための磁性体片が配置されており、この磁性体片
は常温付近における磁束密度の温度係数が負になってい
ることを特徴とするボイスコイル型モーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011585A JPS61210862A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | ボイスコイル型モ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011585A JPS61210862A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | ボイスコイル型モ−タ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210862A true JPS61210862A (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=12850109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011585A Pending JPS61210862A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | ボイスコイル型モ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210862A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888506A (en) * | 1987-07-09 | 1989-12-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Voice coil-type linear motor |
| US5292380A (en) * | 1987-09-11 | 1994-03-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet for accelerating corpuscular beam |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP5011585A patent/JPS61210862A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888506A (en) * | 1987-07-09 | 1989-12-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Voice coil-type linear motor |
| US5292380A (en) * | 1987-09-11 | 1994-03-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet for accelerating corpuscular beam |
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