JPS61244255A - ボイスコイル型リニアモ−タ - Google Patents
ボイスコイル型リニアモ−タInfo
- Publication number
- JPS61244255A JPS61244255A JP8318885A JP8318885A JPS61244255A JP S61244255 A JPS61244255 A JP S61244255A JP 8318885 A JP8318885 A JP 8318885A JP 8318885 A JP8318885 A JP 8318885A JP S61244255 A JPS61244255 A JP S61244255A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- center
- pole piece
- ring
- pole
- 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
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (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】
利用産業分野
この発明は、主に磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動用
ポジショナ−機構に用いられ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改良に係り、磁気回路の漏
洩磁束に起因した駆動コイルの移動位置によって推力が
変化するのを解消したボイスコイル型リニアモータに関
する。
ポジショナ−機構に用いられ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改良に係り、磁気回路の漏
洩磁束に起因した駆動コイルの移動位置によって推力が
変化するのを解消したボイスコイル型リニアモータに関
する。
背景技術
磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動用ポジショナ−機構
に用いられるロングコイルタイプのボイスコイル型リニ
アモータにおいて、従来の代表的な構成は、第５図に示
す如く、磁気回路（１）と磁気回路（１）の中央に形成
した円筒状の空隙（３）内を直線移動する円筒状の駆動
コイル（２）とからなる。
に用いられるロングコイルタイプのボイスコイル型リニ
アモータにおいて、従来の代表的な構成は、第５図に示
す如く、磁気回路（１）と磁気回路（１）の中央に形成
した円筒状の空隙（３）内を直線移動する円筒状の駆動
コイル（２）とからなる。
詳述すれば、磁気回路（１）は、有底円筒状の外周ヨー
ク（１０）の中心底部に円柱状のセンターポール（１１
）を立設してあり、外周ヨーク（１０）の内周部に ゛
環状永久磁石（１２）を配し、さらに永久磁石（１２）
の内周面には環状磁極片（１３）を着設し、センターポ
ール（１１）の先端部の磁極部（１４）と、磁極片（１
３）の内周面の磁極部との間に円筒状の空隙（３）を形
成している。
ク（１０）の中心底部に円柱状のセンターポール（１１
）を立設してあり、外周ヨーク（１０）の内周部に ゛
環状永久磁石（１２）を配し、さらに永久磁石（１２）
の内周面には環状磁極片（１３）を着設し、センターポ
ール（１１）の先端部の磁極部（１４）と、磁極片（１
３）の内周面の磁極部との間に円筒状の空隙（３）を形
成している。
円筒状の空隙（３）内を直線移動する円筒状の駆動コイ
ル（２）は、その軸方向長さが上記の磁極部（１４）の
同方向長さよりも長い構成である。
ル（２）は、その軸方向長さが上記の磁極部（１４）の
同方向長さよりも長い構成である。
上述の構成において、駆動コイル（２）に電流を印加す
ると、この駆動コイル（２）を横断する空隙（３）内の
磁束との相互作用に基づき、電流方向によって、駆動コ
イル（２）はコイルの軸方向すなわち図面の水平方向に
直線移動する。
ると、この駆動コイル（２）を横断する空隙（３）内の
磁束との相互作用に基づき、電流方向によって、駆動コ
イル（２）はコイルの軸方向すなわち図面の水平方向に
直線移動する。
ところが、駆動コイル（２）は、空隙（３）内の磁束の
みならず、磁気回路（１）の内側各部から発生している
漏洩磁束の影響を受けており、特に、上記構成において
は、環状の磁極片（１３）の内周面からセンターボール
（１１）方向への漏洩磁束が、駆動コイル（２）外周面
に及ぼす影響が大きく、駆動コイル（２）の移動位置に
よって、得られる推力が変化し、駆動コイル（２）によ
り駆動される磁気ヘッドの高精度の位置決めが困難にな
る問題があった。
みならず、磁気回路（１）の内側各部から発生している
漏洩磁束の影響を受けており、特に、上記構成において
は、環状の磁極片（１３）の内周面からセンターボール
（１１）方向への漏洩磁束が、駆動コイル（２）外周面
に及ぼす影響が大きく、駆動コイル（２）の移動位置に
よって、得られる推力が変化し、駆動コイル（２）によ
り駆動される磁気ヘッドの高精度の位置決めが困難にな
る問題があった。
発明の目的
この発明は、磁気回路の内部漏洩磁束に起因した駆動コ
イルの移動位置によって推力が変化する欠点を解消した
ロングコイルタイプのボイスコイル型リニアモータを目
的としている。
イルの移動位置によって推力が変化する欠点を解消した
ロングコイルタイプのボイスコイル型リニアモータを目
的としている。
発明の構成と効果
この発明は、底部中央にセンターボールを立設した有底
円筒状の外周ヨークの内周面に環状永久磁石をＷ設し、
該永久磁石の内周面にセンターボールと円筒状の空隙を
形成する環状磁極片を設けてなる磁気回路と、該空隙内
を移動する筒状の駆動コイルとからなり、駆動コイル軸
方向長さが磁極部の同方向長さより長い構成のボイスコ
イル型リニアモータにおいて、環状磁極片の内側円周端
面部に、永久磁石との接触側から空隙対向面側へ磁極片
高さが減少する傾斜部を設け、先端部が鋭角を有する環
状磁気短絡部材を、センターボールに対して隙間を介し
て対向配置したことを特徴とするボイスコイル型リニア
モータである。
円筒状の外周ヨークの内周面に環状永久磁石をＷ設し、
該永久磁石の内周面にセンターボールと円筒状の空隙を
形成する環状磁極片を設けてなる磁気回路と、該空隙内
を移動する筒状の駆動コイルとからなり、駆動コイル軸
方向長さが磁極部の同方向長さより長い構成のボイスコ
イル型リニアモータにおいて、環状磁極片の内側円周端
面部に、永久磁石との接触側から空隙対向面側へ磁極片
高さが減少する傾斜部を設け、先端部が鋭角を有する環
状磁気短絡部材を、センターボールに対して隙間を介し
て対向配置したことを特徴とするボイスコイル型リニア
モータである。
この発明において、磁気回路は、センターボールを有す
る有底円筒状の外周ヨーク、環状永久磁石、環状磁極片
は、円筒状の空隙を形成して対向する一対の磁極部を有
し、円筒状の駆動コイルが直線移動できる構成であれば
、どのような構成でもよい。また、環状永久磁石は、一
体の円筒状のほか、複数の弓形永久磁石を用いて円筒状
とするなど、種々形状が適宜選定できる。
る有底円筒状の外周ヨーク、環状永久磁石、環状磁極片
は、円筒状の空隙を形成して対向する一対の磁極部を有
し、円筒状の駆動コイルが直線移動できる構成であれば
、どのような構成でもよい。また、環状永久磁石は、一
体の円筒状のほか、複数の弓形永久磁石を用いて円筒状
とするなど、種々形状が適宜選定できる。
また、環状磁極片の内側円周端面の傾斜部は、永久磁石
との接触側から空隙対向面側へ磁極片高さが減少する傾
斜部であればよく、傾斜部が該端面全体を形成する外、
一部に設けられてもよく、また、直線傾斜のほか、湾曲
面でもよい。
との接触側から空隙対向面側へ磁極片高さが減少する傾
斜部であればよく、傾斜部が該端面全体を形成する外、
一部に設けられてもよく、また、直線傾斜のほか、湾曲
面でもよい。
この発明の特徴である磁気短絡部材は、磁気回路の環状
磁極片内側円周端面からセンターボールへの漏洩磁束を
短絡するためのもので、先端部が鋭角を有する環状磁気
短絡部材を、駆動コイルの移動を疎外することなく、該
漏洩磁束発生部分に接触しないようにセンターボールに
対して所定の隙間を介して対向させればよい。
磁極片内側円周端面からセンターボールへの漏洩磁束を
短絡するためのもので、先端部が鋭角を有する環状磁気
短絡部材を、駆動コイルの移動を疎外することなく、該
漏洩磁束発生部分に接触しないようにセンターボールに
対して所定の隙間を介して対向させればよい。
また、磁気短絡部材の配置方法は、磁気回路の永久磁石
や環状磁極片等の形状等に応じて適宜選定するが、磁気
短絡部材が該漏洩磁束発生部分に直接接触あるいは影響
を受けて、自身が漏洩磁束発生源とならないように、永
久磁石の磁気特性等を考慮して、該隙間距離や磁気短絡
部材の厚み。
や環状磁極片等の形状等に応じて適宜選定するが、磁気
短絡部材が該漏洩磁束発生部分に直接接触あるいは影響
を受けて、自身が漏洩磁束発生源とならないように、永
久磁石の磁気特性等を考慮して、該隙間距離や磁気短絡
部材の厚み。
高さ等の寸法や形状及び先端部の鋭角角度を適宜選定す
る必要がある。
る必要がある。
発明による磁気短絡部材を設けたロングコイルタイプの
りニアモータは、駆動コイルが漏洩磁束の影響をうける
ことが少ないため、磁気回路空隙内の駆動コイルの移動
位置による推力差が、従来のりニアモータに比べて著し
く少なくなり、入力に応じた高精度の移動すなわち磁気
ヘッドの位置決めが可能となる。
りニアモータは、駆動コイルが漏洩磁束の影響をうける
ことが少ないため、磁気回路空隙内の駆動コイルの移動
位置による推力差が、従来のりニアモータに比べて著し
く少なくなり、入力に応じた高精度の移動すなわち磁気
ヘッドの位置決めが可能となる。
図面に基づ〈発明の開示
第１図はそれぞれこの発明によるボイスコイル型リニア
モータを示す上面図と縦断説明図である。
モータを示す上面図と縦断説明図である。
第２図から第３図はこの発明によるボイスコイル型リニ
アモータの他の構成の一部を示す磁気回路の縦断説明図
である。
アモータの他の構成の一部を示す磁気回路の縦断説明図
である。
第１図に示すボイスコイル型リニアモータは、磁気回路
（１）は、有底円筒状の外周ヨーク（１０）の中心内底
部に円柱状のセンターボール（１１）を立設してあり、
外周ヨーク（１０）の内周面に環状永久磁石（１２）、
ここでは４個でリングを構成するラジアル異方性弓形永
久磁石を配し、さらに環状永久磁石〔１２）の内周面に
は環状磁極片（２０）を着設し、センターポール（１１
）の先端部の磁極部（１４）と、磁極片（２０）の内周
面の磁極部（２１）との間に円筒状の空隙（３）を形成
している。
（１）は、有底円筒状の外周ヨーク（１０）の中心内底
部に円柱状のセンターボール（１１）を立設してあり、
外周ヨーク（１０）の内周面に環状永久磁石（１２）、
ここでは４個でリングを構成するラジアル異方性弓形永
久磁石を配し、さらに環状永久磁石〔１２）の内周面に
は環状磁極片（２０）を着設し、センターポール（１１
）の先端部の磁極部（１４）と、磁極片（２０）の内周
面の磁極部（２１）との間に円筒状の空隙（３）を形成
している。
環状磁極片（２０）は、その内側端面に、環゛状永久磁
石（１２）との接触側から空１Ｍ（３）対向面側へ環状
磁極片（２０）高さが減少する傾斜部（２２）を、環状
磁極片（２０）の厚みの半分程度まで設けて、残りはフ
ラットな端面としている。
石（１２）との接触側から空１Ｍ（３）対向面側へ環状
磁極片（２０）高さが減少する傾斜部（２２）を、環状
磁極片（２０）の厚みの半分程度まで設けて、残りはフ
ラットな端面としている。
先端部（３１）が刃先形状の如く鋭角を有する環状磁気
短絡部材（３０）を、駆動コイル（２）の移動を疎外す
ることなく、いずれの磁気回路部材にも接触しないよう
にセンターポール（１１）に対して所定の隙間を介して
対向させ、外周ヨーク〔１０）の内底部に着設しである
。
短絡部材（３０）を、駆動コイル（２）の移動を疎外す
ることなく、いずれの磁気回路部材にも接触しないよう
にセンターポール（１１）に対して所定の隙間を介して
対向させ、外周ヨーク〔１０）の内底部に着設しである
。
また、円筒状の空隙（３）内を直線移動する円筒状の駆
動コイル（２）は、その軸方向長さが上記の磁極部（１
４）の同方向長さよりも長い構成である。
動コイル（２）は、その軸方向長さが上記の磁極部（１
４）の同方向長さよりも長い構成である。
なお、センターポール（１１）外周に巻着した銅スリー
ブ（１５）は、駆動コイル（２）の応答性を良くするた
めのものであり、また、センターポール（１１）の中心
の貫通孔（１６）には、駆動コイル（２）の支持に用い
る部材等が挿通配置される。
ブ（１５）は、駆動コイル（２）の応答性を良くするた
めのものであり、また、センターポール（１１）の中心
の貫通孔（１６）には、駆動コイル（２）の支持に用い
る部材等が挿通配置される。
上記構成からなる磁気回路（１）中に磁気短絡部材（３
０）を設けることにより、環状磁極片（２０）の内側端
面よりの漏洩磁束は、磁気短絡部材（３０）の先端部（
３１）を通って、外周ヨーク（１０）、永久磁石（１２
）あるいはさらに環状磁極片（２０）を通る磁路を形成
して、駆動コイル（２）へ影響を及ぼすことなく、セン
ターポール（１１）、外周ヨーク（ｉｏ）、環状永久磁
石（１２）、環状磁極片（２０）を通る磁路にて、駆動
コイル（２）は駆動され、該空隙（３）における駆動コ
イル（２）の移動位置による推力差が著しく減少する。
０）を設けることにより、環状磁極片（２０）の内側端
面よりの漏洩磁束は、磁気短絡部材（３０）の先端部（
３１）を通って、外周ヨーク（１０）、永久磁石（１２
）あるいはさらに環状磁極片（２０）を通る磁路を形成
して、駆動コイル（２）へ影響を及ぼすことなく、セン
ターポール（１１）、外周ヨーク（ｉｏ）、環状永久磁
石（１２）、環状磁極片（２０）を通る磁路にて、駆動
コイル（２）は駆動され、該空隙（３）における駆動コ
イル（２）の移動位置による推力差が著しく減少する。
第２図に示すボイスコイル型リニアモータは、第１図の
磁気回路と同等であり、環状磁極片（２０）の傾斜部（
２３）が端面側全面の傾斜となり、この傾斜に平行する
傾斜面を形成した先端部（３２）を有する環状の磁気短
絡部材（３０）がセンターポール（１１）に対して所定
の隙間を介して対向させ、外周ヨーク（１０）の内底部
に着設しである。
磁気回路と同等であり、環状磁極片（２０）の傾斜部（
２３）が端面側全面の傾斜となり、この傾斜に平行する
傾斜面を形成した先端部（３２）を有する環状の磁気短
絡部材（３０）がセンターポール（１１）に対して所定
の隙間を介して対向させ、外周ヨーク（１０）の内底部
に着設しである。
この環状の磁気短絡部材〔３０）を磁気回路中に設ける
ことにより、前記した第１図の磁気回路と同様の作用に
より、磁気回路の漏洩磁束が駆動コイル（図示せず）に
悪影響を及ぼすのを防止できる。
ことにより、前記した第１図の磁気回路と同様の作用に
より、磁気回路の漏洩磁束が駆動コイル（図示せず）に
悪影響を及ぼすのを防止できる。
第３図に示すボイスコイル型リニアモータ用の磁気回路
は、第１図の磁気回路と同等であり、環状磁極片（２０
）の傾斜部（２４）は内側端面のほとんど全面に及ぶ傾
斜面となり、２傾斜面で形成した先端部（邑３）を有す
る環状の磁気短絡部材（３０）がセンターポール（１１
）に対して所定の隙間を介して対向させ、外周ヨーク（
１０）の内底部に着設しである。
は、第１図の磁気回路と同等であり、環状磁極片（２０
）の傾斜部（２４）は内側端面のほとんど全面に及ぶ傾
斜面となり、２傾斜面で形成した先端部（邑３）を有す
る環状の磁気短絡部材（３０）がセンターポール（１１
）に対して所定の隙間を介して対向させ、外周ヨーク（
１０）の内底部に着設しである。
この環状の磁気短絡部材（３０）を設けることにより、
環状磁極片（２０）の内側端面からの漏洩磁束に起因す
る駆動コイル（図示せず）の推力変動を防止することが
できる。
環状磁極片（２０）の内側端面からの漏洩磁束に起因す
る駆動コイル（図示せず）の推力変動を防止することが
できる。
実施例
永久磁石に最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａＸ ＝３０８
ＧＯａ、外径４５ｍｍ、内径３８ｍｍ、厚み３０ｍｍの
環状永久磁石を用い、先端部が３０’の鋭角を有する厚
さ５ｍｍの環状の磁気短絡部材を用いて、前記第１図の
構成からなる磁気回路を組立て、空隙幅２．５ｍｍ、軸
方向長さ１４ｍｍ、の円筒状空隙内に、円筒状の駆動コ
イルを配置し、ボイスコイル型リニアモータを作製した
。
ＧＯａ、外径４５ｍｍ、内径３８ｍｍ、厚み３０ｍｍの
環状永久磁石を用い、先端部が３０’の鋭角を有する厚
さ５ｍｍの環状の磁気短絡部材を用いて、前記第１図の
構成からなる磁気回路を組立て、空隙幅２．５ｍｍ、軸
方向長さ１４ｍｍ、の円筒状空隙内に、円筒状の駆動コ
イルを配置し、ボイスコイル型リニアモータを作製した
。
また、同一の永久磁石を用いて、第５図に示す従来のボ
イスコイル型リニアモータを組み立てた。
イスコイル型リニアモータを組み立てた。
上記２種のボイスコイル型リニアモータおける各磁気回
路の空隙内の磁束密度分布状態を測定し、第４図のグラ
フに示す。
路の空隙内の磁束密度分布状態を測定し、第４図のグラ
フに示す。
測定結果から明らかなように、従来モータの場合は、曲
線ａに示す如く、空隙外での磁束分布がかなり認められ
、漏洩磁束が確認されるが１、この発明によるモータの
場合は、曲線すに示す如く、磁束密度分布は略矩形状に
分布し、漏洩磁束が少なく、また、８ｇ値も従来モータ
よりも１５％向上しており、駆動コイルの推力変化が小
さく、かつ小形化が可能なボイスコイル型リニアモータ
であることか分かる。
線ａに示す如く、空隙外での磁束分布がかなり認められ
、漏洩磁束が確認されるが１、この発明によるモータの
場合は、曲線すに示す如く、磁束密度分布は略矩形状に
分布し、漏洩磁束が少なく、また、８ｇ値も従来モータ
よりも１５％向上しており、駆動コイルの推力変化が小
さく、かつ小形化が可能なボイスコイル型リニアモータ
であることか分かる。
第１図はそれぞれこの発明によるボイスコイル型リニア
モータを示す上面図と縦断説明図である。 第２図から第３図はこの発明によるボイスコイル型リニ
アモータの他の構成の一部を示す磁気回路の縦断説明図
である。第４図は実施例におけるリニアモータの空隙内
の磁束密度分布を示すグラフである。第５図は従来のボ
イスコイル型リニアモータの上面図と縦断説明図である
。 １・・・磁気回路、２・・・駆動コイル、３・・・空隙
、１０・・・外周ヨーク、１１・・・センターポール、
１２・・・環状永久磁石、１３．２０・・・環状磁極片
、１４．２１・・・磁極部、１５・・・銅スリーブ、１
６・・・貫通孔、２２．２３．２４・・・傾斜部、３０
・・・磁気短絡部材、３１．３２．３３・・・先端部。 出願人 住友特殊金属株式会社 第１図 第４図 第５図
モータを示す上面図と縦断説明図である。 第２図から第３図はこの発明によるボイスコイル型リニ
アモータの他の構成の一部を示す磁気回路の縦断説明図
である。第４図は実施例におけるリニアモータの空隙内
の磁束密度分布を示すグラフである。第５図は従来のボ
イスコイル型リニアモータの上面図と縦断説明図である
。 １・・・磁気回路、２・・・駆動コイル、３・・・空隙
、１０・・・外周ヨーク、１１・・・センターポール、
１２・・・環状永久磁石、１３．２０・・・環状磁極片
、１４．２１・・・磁極部、１５・・・銅スリーブ、１
６・・・貫通孔、２２．２３．２４・・・傾斜部、３０
・・・磁気短絡部材、３１．３２．３３・・・先端部。 出願人 住友特殊金属株式会社 第１図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ 底部中央にセンターポールを立設した有底円筒状の
外周ヨークの内周面に環状永久磁石を着設し、該永久磁
石の内周面にセンターポールと円筒状の空隙を形成する
環状磁極片を設けてなる磁気回路と、該空隙内を移動す
る筒状の駆動コイルとからなり、駆動コイル軸方向長さ
が磁極部の同方向長さより長い構成のボイスコイル型リ
ニアモータにおいて、環状磁極片の内側円周端面部に、
永久磁石との接触側から空隙対向面側へ磁極片高さが減
少する傾斜部を設け、先端部が鋭角を有する環状磁気短
絡部材を、センターポールに対して隙間を介して対向配
置したことを特徴とするボイスコイル型リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8318885A JPS61244255A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | ボイスコイル型リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8318885A JPS61244255A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | ボイスコイル型リニアモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61244255A true JPS61244255A (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=13795348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8318885A Pending JPS61244255A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | ボイスコイル型リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61244255A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1024588A1 (de) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | ESEC Management SA | Elektromagnetische Antriebsvorrichtung |
| US7420312B2 (en) * | 2005-02-04 | 2008-09-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Rotating electrical machine |
| US7663457B2 (en) * | 2007-05-31 | 2010-02-16 | Cooper Technologies Company | Magnetic latch for a voice coil actuator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832476U (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-03 | 横河電機株式会社 | マイクロプロセツサアナライザ |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP8318885A patent/JPS61244255A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| JPS5832476U (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-03 | 横河電機株式会社 | マイクロプロセツサアナライザ |
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