JPS62173968A - ボイスコイルモ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、磁気ディスク等の磁気記録媒体に磁気ヘッ
ド全位置決めするヘッド位置決め装置等各種精密機器の
アクチェータとして使用されるボイスコイルモータの改
良に床シ、とぐに可動コイルの作動金用る永久磁石によ
る磁界強度の均一範囲を拡げることにより小型化全可能
にしたボイスコイルモータに関する。

〈従来の技術〉 ボイスコイルモータとしては、可動コイルが直進移動す
るリニアタイプと、同じく揺動するロータリタイプとが
ある。第５図（（イ）は縦断正面図、（ロ）は平面図）
にそれらの代表として、ｌＪニアタイプの円筒型ボイス
コイルモータの例求全示す。同図において、（１）は有
底円筒状のヨークで、中央に円柱状のセンタヨークＯＱ
を備え、その外側の筒状部αＤとの間に環状の空隙（０
を保っている。（２）は上記環状空隙（０に配置され定
置筒状の可動コイル、（３）はその可動コイル作動用の
永久磁石で、環状全なし前記ヨークの筒状部ａυの内面
側に設けである。

作動用永久磁石（３）は求心方向に磁化されて空ＩＵ（
Ｑ内に磁界を形成し、可動コイ／Ｉ／（２１全その軸心
に沿って、つまシ永久磁石の磁化方向と直角の方向に直
線的に作動させる。

〈発明が解決しよりとする問題点〉 さて、このようなボイスコイルモータにおいて、可動コ
イル＜２１の作動は、同コイルに作用する磁界、すなわ
ち永久磁石（３）によシ空隙（Ｃ）内に形成される磁界
Ｃ以下、空隙磁界と略す）に支配されるわけであるが、
同コイルの作動ストロークＣ以下、コイルストロークと
いう）は連層、その空隙磁界の、最高磁束密度の９０〜
９５％程度の磁束密度を有するコイル作動方向範囲Ｃ以
下、有効磁界範囲という）に対応する長さに限定される
。し九がって、空隙磁界の磁束密度分布としては、スト
ローク確保上、磁束密度の均一な矩形波状が理想とされ
る。

しかるに、現実には空隙磁界は、第６図の曲線−に示さ
れる如くとなり、コイル作動方向両端側の付近において
はゆるやかな曲りのカーブを描き１これが上記磁界有効
範囲を狭め、コイルストロークを短かぐする。このよう
な傾向は、とくに実際のモータ設計において一定の二オ
ルストロークを確保しながら装置全体を小型に構成しよ
うとする場合に不都合なものとなる。

本発明は、上記問題点を有効に解決するもので、空隙磁
界の磁束密度分布全可及的に矩形波状に近づけて有効磁
界範囲を拡大することによシ小型化全可能とし次ボイス
コイルモータの提供全目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 すなわち本発明の要旨とするところは、例えば第１図（
仔）、（ロ）、は前出第５図に対応）に示す如く、空隙
（Ｃ）をおいて対向するヨーク面の少なくとも一方側に
配置される作動用永久磁石（３）を主永久磁石とし、こ
れに対しその可動コイル作動方向（図中矢印）両端面（
１）勾の一方ま几は双方に同作動方向に磁化された補助
永久磁石（４）を配置した点全特徴とする。

上記構成において、補助永久磁石（４）の極性（Ｓ。

Ｎ極）の向きは、その主永久磁石端面への当接面一の極
性が、主永久磁石（３）の空隙（０側磁極而０υの極性
と同じになるようにする。

また、補助永久磁石の形状、材質、磁気特性は、磁界発
生源となる主永久磁石の形状、材質、磁気特性、および
空隙（Ｏの寸法等の条件を考慮して選定する。

く作用〉 上記構成を採用すれば、空隙磁界の強度分布は第６図の
曲線（ト）に示すように理想的な矩形波状に近づき、有
効磁界範囲が効果的に拡大されることとなる。この有効
磁界範囲の拡大によシ、可動コイルのコイルストローク
を長くすることが可能となシ、また従来のポイスコイル
モータと同一コイルストロークを得る場合には装置の小
型化が達成できることになる。

〈実施例〉 以下、不発明ボイスコイルモータの種々の実施例全説明
する。

まず第１図（イ）、（ロ）（ば）は縦断正面図、（ｃ４
は平面図）に示したものは、基２Ｉ：、構造にリニヤタ
イプの円筒型ボイスコイルモータで、先に従来例として
示したものと同じである。不発明の特徴である補助永久
磁石（４）は、主永久磁石（３）の可動コイル（２）作
動方向両端面すなわち上下面ｃ３Ｑ（１）のそれぞれに
配置されている。この型式では主永久磁石（３）は環状
であるから、補助永久磁石（４）もその形に合っ之環状
のものになっている。補助永久磁石（４）は、直接的に
空隙磁界の発生源としての役を担うものではないから、
その巾←）サイズは主永久磁石（３）のように大きくと
る必要はなく、断面形状は図のように偏平なものでよい
。このことは、以下の実施例会てに通ずる。

ここで、主永久磁石（３）は先にも述べたように、求心
方向（ヨーク（１）の中心に向かう方向）に磁化されて
いるが、これに対し補助永久磁石（４）はそれと直角の
方向、すなわち可動コイ／Ｉ／（２１の作動方向に磁化
されている。そしてまたその極性の向きは、主永久磁石
端面への当接面０＊の極性が、主永久磁石（３）の内面
（空ｒ＋　（Ｃ］側の磁極面）００の極性と一致するよ
うにしである。図では、その両面０υ■の極性がＮ極で
ある。

この例において、補助永久磁石（４］（４１は、各々主
永久磁石（３）による空隙磁界のコイル作動方向端部付
近に作用してその磁界強度全向上させ、すなわち第９図
の曲線（ａ）を曲線（′ｂ）に変化はせ、これによって
有効磁界範囲を拡大させ、コイルストロークを大きくす
る。

次に、第２図（ハ）が正面図、（に）は縦断側面図）に
示すものは、ヨーク（１）が日字形の例である。日字形
ヨーク（１）において空隙（Ｏは、センタヨーク部（２
）と上ヨーク部０３、下ヨーク部α勇の各々との間に形
成され、可動コイル（２１はこの上下の空隙（Ｃ）（Ｃ
）にまたがりセンタヨーク部（イ）を囲繞するように設
けられ、形としては角筒状となる。主永久磁石（３）と
しては、板状のものが上、下の各ヨーク部α１α復に対
し１つづつ設けられ、それぞれ空隙（Ｃ）に面するよう
に、各ヨーク部の内面側（上ヨーク部では下面側、下ヨ
ーク部では上面側）に設置されている。

この場合の主永久磁石（３Ｈ３）の磁化方向は、何れも
図中上下の方向であり、極性の向きとしては、上下の主
永久磁石（３１（３）が同一磁極面をそれぞれセンタヨ
ーク部０■に対向させる、つまり上下対称の形になるよ
うに設定される。上下の主永久磁石（３）（３）は各々
対応側の空隙（ＱＣ）に磁界を形成し、前記可動コイ／
Ｌ／＜２１をセンタヨーク部α鴎に沿って左右に作動さ
せる。

この構成において、補助永久磁石（４）は、上下の主永
久磁石（３）（３）のそれぞれに対し設置である。配置
の形態は、主永久磁石（３）　（３）の両方について同
じであり、片側についてみると、主永久磁石（３）の可
動コイル作動方向両端面である左右端面（７）■に配置
され、その各々の形状は、主永久磁石（３）に合せて板
状にしである。補助永久磁石（４）の磁化方向および極
性の向きは、前出第１図で説明したところに従い、図示
のようなことになる。

補助永久磁石（４）の作用・効果は、第１図の場合と基
本的に同じである。上下各々の側において、補助永久磁
石（４１（４Ｊは、主永久磁石（３〕による空隙（Ｃ）
内の磁界の強度分布を矩形波状に近づけその有効磁界範
囲全拡大することになる。

さらに、第３図（（イ）、（ロ）（（（イ）は正面図、
（ロ）は模式平面図）に示したものは、先の２例とは基
本構造自体が多少異なっている。ヨーク（１）は口字形
で、主永久磁石（３）は、その内部の空隙（０に面する
ように、上下ヨーク部０９αＱの一方の内面側（図では
下ヨーク部の上面側）に設置される。この主永久磁石（
３）は、２つの磁石単位（ａ　Ｘａ）　を左右に並列配
置してなる。２つの磁石単位（ａ）（ａ）は、磁化方向
は何れも上下方向で一致するが、磁性の向きは反対で、
互いに異磁極を空隙（Ｏに向けた状態である。

可動コイ７Ｌ／（２１は、平面四辺形の偏平型であシ、
上記空隙（Ｃ）に配置され、主永久磁石（３）を横切る
２ｍｍ（１）が主永久磁石の２つの磁石単位（８）（８
）にそれぞれ対応している。可動コイル（２１は、上記
２ｍｍ（イ）が各々対応側の磁石単位（３）による空隙
磁界（磁束の方向は２つの磁石単位間で互いに逆）の作
用を受けて、左右方向にＵ！　線作動する。

この形式の場合にはまた、同図（ハ）に示す如く、主永
久磁石（３）および可動コイル（２１に扇形とすれば、
可動コイル＋２＋が左右に揺動するものが得られる。

直線作動型、揺動型何れの場合においても、補助永久磁
石（４）は、前出第３□□□と同様、板状のものを用い
、これを主永久磁石（３）の左右端面（可動コイル作動
方向両端面）（７）に）に配置してあシ、磁化の方向も
先の例と同じである。この場合の極性の向きとしては、
主永久磁石（３）への当接面Ｇｌｌの極性が各々対応す
る側の磁石単位（３）の空隙（Ｃ）側の面（３１）の極
性と一致するように設定される。

補助永久磁石（４）の作用としても、基本的には先例と
同じであシ、それぞれ対応側（隣接する側）の磁石単位
（３）による空隙磁界の有効範囲を拡大し、コイルスト
ロークを大きくする。

なお、この形式において、上下のヨーク部ａａｒｍをつ
なぐ垂直ヨーク部αηαηは必ずしも必要ではないが、
効率的な磁路形成のために設けｔ方がよい。

ま九、空隙磁界を形成する主永久磁石（３）を、同図の
例では下ヨーク部αＱに設は几が、これは上ヨーク部α
騰に設けても構造上とくに差支えないのはいうまでもな
いことであり、更にその両方のヨーク部に配置すること
も可能である。両ヨーク部α鴎Ｑｅ９に配置する場合、
その磁極の向きは、第４図に示す如く、上下両方の主永
久磁石（３）（３）（各々逆瓶性の２つの磁石単位（３
Ｘａ　）からなる）間において、互いに対応する側の磁
石単位どうしが、異磁極ヲ向い合せにして対向するよう
に設定する。この場合、補助永久磁石（４）は、その両
側の主永久磁石（３）（３）に対しそれぞれ設けられ、
画性の向きは、各々隣接する磁石単位（３）の磁極の向
＠をベースに、第４図図示例と同様にして決められる。

なお、上記第２図〜第４図の例にあっては、補助永久磁
石（４）を主永久磁石（３）の可動コイル作動方向と直
角方向の端面にも配置すれば、空隙磁界の強度を高める
ことができ、さらに有効である。この場合の補助永久磁
石の磁化方向は、主永久磁石（３）の磁化方向と直角で
かつ可動コイル作動方向とも直交の方向とする。

以上に示した何れの例においても、補助永久磁石（４）
は、主永久磁石（３）の可動１４２作動方向について、
その端面の両方に設けであるが、これはその一方だけに
設けるようにしても、有効磁界範囲拡大に対し効果はあ
り、不発明はこのような例も包含するものとする。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明に基づいて、可
動コイル作動用の空隙磁界を形成する永久磁石の可動コ
イル作動方向両端面の少なくとも一方に同作動方向と直
角の方向に磁化された補助永久磁石を配置することによ
り、空隙磁界の有効範囲を拡大してコイルストロークを
長くすることが可能であシ、またボイスコイルモータを
小型化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明モータの種々の実施例を示すも
ので、第１図について（−（’）は縦断正面口、（ロ）
は平面図。第２図は（１０は正面図、幹）は縦断側面図
。第３図は（（イ）は正面図、（ロ）は直線作動型の場
合の眞式平面図、（ハ）は揺動作動型の場合の同上図。 第４図は正面図である。第５図は従来のボイスコイルモ
ータの一例全示し、（（イ）は縦断正面図、（ロ）は平
面図である。第６図は空隙磁界の強度分布曲線（可動コ
イル作動方向）を示す図である。 図中、１：ヨーク、２：可動コイル、３：主永久磁石（
従来装置における作動用永久磁石）、４：補助永久磁石 第　　１　　図 第　　３　　図 第４図 第　　６　図 可皇カフイル作」Ｗ方向イ装置 ＠５図 （ロ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空隙をおいて対向するヨーク面の少なくとも一方
   側に設けられた作動用永久磁石が、前記空隙内に配置さ
   れた可動コイルを磁石磁化方向と直角方向に作動させる
   ボイスコイルモータにおいて、前記作動用永久磁石の可
   動コイル作動方向両端面の一方または双方に同作動方向
   に磁化された補助永久磁石を配置したことを特徴とする
   ボイスコイルモータ。