JPH0255557A - ヘッドアクセス用揺動モータ - 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】 〔概　要〕 外部記憶用ディスク装置の読み書きヘソｆ’をアクセス
する揺動モータに関し、 揺動モータの多極化を図り、大きなモータトルクを発生
させることによりモータのアクセス速度を向−ヒさせる
ことが可能な揺動モータ構造を実現することを目的とし
、 弧状のヨークを有するステータと、このステタ内に揺動
自在に軸支され、前記ヨークの反対側の面にアームが突
設されたロータとを備えた揺動モータ構成において、前
記ロータのヨークに対向する外周面に３個の永久磁石を
所定間隔で設けると共に、この磁石の中央の磁石の周方
向の幅を他の２個の幅より広くし、前記磁石に対向する
前記ヨークの内周面には、平行部を有するように巻回し
た２個のコイルを、内周面に沿わせかつ前記平行部が密
着するように隣接させて設けると共に、このコイルの巻
線は通電時に各コイルに逆向の電流が流れるように結線
して構成する。

〔産業上の利用分野〕 本発明は計算機等の外部記憶装置として用いられる磁気
ディスク装置、光デイスク装置等の読み書きヘッドをア
クセスするヘッドアクセス用の揺動モータに関する。

コンピュータの外部記憶装置として用いられる磁気ディ
スク装置や光デイスク装置等は、近年その記憶容量が飛
躍的に増大している。例えば、記憶媒体として磁気ディ
スクを使用するハードディスク装置の記録密度はこの１
０年の間に１０倍以上にはね上がってきており、その記
憶容量は大容量型で１Ｇバイト／スピンドルにも達する
。

第８図及び第９図はこのような磁気ディスクを使用する
ハードディスク装置の構成の一例を示すものである。ハ
ードディスク装置には約３６０Ｏｒｐｍで高速回転する
スピンドルＳがあり、このスピンドルＳに複数枚（例え
ば１０枚）の磁気ディスクＤが所定間隔を開けて取り付
けられている。磁気ディスクＤにはその両面にデータが
記録されるようになっており、磁気ディスクへの書込並
びに磁気ディスクからの続出は、この磁気ディスクＤの
両面に設けられた磁気ヘッドＨにより行われる。この磁
気ヘッドＨの磁気ディスクＤ上の移動はアームＡを介し
てアクチュエータにより行われる。磁気ヘッドＨを移動
させるアクチュエータには直進型と揺動型があるが、第
８図及び第９図に示す揺動型の方が使用されることが多
い。

揺動型アクチュエータには一般に、所定角度内のみの回
動（揺動）が行え、その回転角度を細かく制御すること
ができる揺動モータＳＭが使用されている。この揺動モ
ータＳＭはステータＳＴとロータＲとから構成され、ロ
ータＲにはスピンドルＳに取り付けられた磁気ディスク
Ｄの枚数と同数或いは磁気ディスクＤの枚数より１つ多
いか少ない枚数（図では９本）のアームＡが突設されて
いる。

そして、このアームへの先端部に磁気ディスクＤを挟む
ように対向して取り付けられた２つの磁気ヘッドＨを有
する磁気へソドアソセンブリへＳＳｙが取り付けられて
いる。揺動モータ罪のステータＳＴは第９図に示すよう
に磁気ディスクＤの近傍に設置され、ステータＳＴから
突出したアームＡの先端部に取り付けられた磁気へソド
アソセンブリＡＳＳＹの磁気ヘッドＨの移動範囲αが磁
気ディスクＤの記録領域に一致するようになっている。

このようなハードディスク装置のアクチュエータに用い
られる揺動モータＳ？Ｉは、磁気ヘッドＨによる高速ア
クセスを行うためにトルクが大きいことが好ましく、揺
動モータ罪のトルク定数の向上が望まれている。

〔従来の技術〕

ハードディスク装置の磁気ヘッドを駆動アクセスするた
めのアクチュエータである揺動モータには、一般に、ス
テータに永久磁石を備え、ロータ側にコイルを備えた、
いわゆる可動コイル型モータが主流であるが、一方、ス
テータ側にコイルを備え、ロータ側に永久磁石を備えた
、所謂、可動磁石型モータを採用しようとする試みもあ
る（特公昭６２”３５１８）号公報参照）。

第６図（ａｌは従来の可動磁石型の揺動モータ６０の構
成を示すものである。図において、６１はステータのヨ
ークであり、６２はステータに設けられた回転軸６３に
回動自在に取り付けられたロータである。

ヨーク６１の内周面には第６図（ｂｌに示すようなフラ
ットコイル６４が、ヨーク６１の内周面に沿うように成
形されて取り付けられている。そして、この〕ラットコ
イル６４の平行な巻線部に対向するロータ６２の外周面
には、フラットコイル６４の巻線方向に延長された２個
の永久磁石６５．６６か取りイ」りられている。永久磁
石６５は外側が例えばＳ極になっているときは、永久磁
石６６は外側かＮ極になっており、２つの永久磁石６５
．６６の外側の磁極は互いに異なっている。

このように構成された可動磁石型の揺動モータ６０ては
、ヨーク６１に取り付けられたフラットコイル６４に流
す電流の量および電流の方向を制御することにより、ロ
ータ６２の揺動を制御することができる。

ところか、一般にはこのような構成で上述の動作は可能
であるが、より高速の揺動を行なって磁気ヘッドのアク
セス時間を上げるためには、第６図の構成の揺動モータ
ではモータの１〜ルクが不足である。

そこで、第７図に示すように、ｑ−り７１の内周面に２
組のフラノＩ・コイル７４を取り伺げ、ロータ７２側に
ば極性の異なる４個の永久磁石７５．７６、７７７８を
交互に設置して、−ａのブラシレスモータのように多極
化した揺動モータ７０が考えられている。

このように、可動磁石型の揺動モータを多極化すること
により、第６図の揺動モータ６０に比べてトルクは増大
し、また、個々のフラットコイルに流れる磁束を減らす
ことができるので、ヨーク７１の厚さを２極の揺動モー
タ６０に比べて薄くすることもできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような多極の揺動モータをヘットアクセ
ス用に使用する場合には、揺動モータのロータの磁石取
付面の反対側にはヘットを支持するアーム部材等が配置
されており、このような多極の揺動モータを構成するだ
けのスペースが得られない。逆に、限られたスペースの
中で、一定のストローク　（回転角度）を持つ多極の揺
動モータを実現しようとすると、必然的に永久磁石の周
方向の幅を狭くせざるを得す、充分なトルクが得られな
い上に、永久磁石の幅を狭くしたことによるギャップ磁
束密度か充分得られない等の問題がある。

また、可動磁石型の揺動モータでは、磁石の重量は軽く
することに意義はあるが、コイル重量については重くて
も差し支えがない。このような点で、可動磁石型の揺動
モータではコイルの幅が磁石の幅よりも広い、第７図に
示すようなロングコイル型と呼ばれるものの方が原理的
に優れていると考えられる。しかしながら、多極型の揺
動モータをロングコイル型で実現しようとすると、スペ
ースがますます厳しくなり、コイルの製造か殆ど不可能
になってしまうという問題もある。

本発明は、このような従来の課題を解消するためになさ
れたものであり、限られたスペースの中でヘッドアクセ
ス用揺動モータの多極化を図り、大きなモータトルクを
発生させることによりモータのアクセス速度を向トさせ
ることが可能なヘッドアクセス用揺動モータを実現する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明のヘッドアクセス用揺動モー
タは、弧状のヨーク１を有するステータと、このステー
タ内に揺動自在に軸支され、前記ヨーク１の反対側の面
にアーム９が突設されたロタ４とを備えたヘッドアクセ
ス用揺動モータにおいて、前記ロータ４のヨーク１に対
向する外周面に３個の永久磁石６，７．８を所定間隔で
設けると共に、この磁石の中央の磁石７の周方向の幅を
他の２個の幅より広くし、前記磁石６，７．８に対向す
る前記ヨーク１の内周面には、平行部を有するように巻
回した２個のコイル２．３を、内周面に沿わせかつ前記
平行部が密着するように隣接させて設けると共に、この
コイル２，３の巻線は通電時に各コイルに逆向の電流が
流れるように結線したことを特徴としている。

なお、前記目的を達成する本発明は、前述の構成におい
て、ロータ４に設ける磁石６，７．８をステータに、ス
テータに設けるフラントコイル２゜３をロータ４に設け
ても実現することができる。

〔作　用〕

本発明のヘッドアクセス用揺動モータでは、ロータの揺
動アーム取付面の反対側に、中央部の磁石の周方向の幅
が両側の磁石よりも大きい３個の磁石があり、この磁石
に対向するステータのヨーク内周面には、２つのフラッ
トコイルがその平行部が密着状態でヨーク内周面に沿う
ように取り付けられ、各コイルには逆向の電流が流れる
ように巻線が結線されているので、通電時に中央部の２
つのコイルに同一方向の電流が流れ、３極ヘツドアクセ
ス用揺動モータとして働く。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明のヘッドアクセス用揺動モータの一実施
例の構成の概要を示すものであり、この実施例は磁気デ
ィスク装置のヘットアクセスにヘッドアクセス用揺動モ
ータを適用している。そして、第１図ではヘッドアクセ
ス用揺動モータの要部のみを抜き出して示している。

図において、■はステータのヨーク、２，３はヨーク１
の内周面に取付られだフラットコイル、４は回転軸５を
中心に揺動するヨーク、６，７８はロータ４のヨーク対
向面に取り付けられた永久磁石、９はロータ４のヨーク
の反対側に突設されたアーム、１０は磁気へソドアソセ
ンブリであり、その先端に磁気ヘッド１１が固着されて
いる。

ヨーク１は例えば低炭素鋼を用いて製造され、少なくと
も内周面が半円の湾曲体である。フラットコイル２．３
はほぼ同じような形状をしており、第２図に示すように
平行部（実効部）２ａ、３ａとその上下のコイルリター
ン部２ｂ、　３ｂとから構成され、平行部２ａ、　３ａ
の一方の側面同士が密着された状態でヨーク１の内周面
に沿うように曲げられた後に内周面に取り付けられる。

また、各フラントコイル２．３には逆向の電流が流れる
ように、フラットコイル２，３の内側の巻線端部同士が
結線され、フラットコイル２，３の外側の巻線端部の一
方から電流を流し、他方の巻線端部から電流が流れ出る
ようになっている。この結果、通電時にはフラットコイ
ル２，３の中央側の２つの平行部２ａ、　３ａに同一方
向の電流が流れることになる。

回転軸５を中心に揺動するロータ４のヨーク１に対向す
る側は円周面となっており、この円周面には３個の永久
磁石（例えばネオジウム鉄磁石のような希土類磁石＞　
　６．　７．　８が取り付けられている。この回転軸５
の周囲には実際にはベアリング等の軸受が設けられるが
、この実施例には軸受は示していない。また、ロータ４
のヨーク１の反対側には前記第８図の従来例に示すよう
に、例えば１０枚の磁気ディスクに対して９個のアーム
９が回転軸５の方向に所定間隔で突設されており、各ア
ーム９の自由端側にはそれぞれ２本の磁気ヘッド１１を
備えたヘッドアッセンブリ１０が、２枚の磁気ディスク
間に介在するように取り付けられている。このため、ア
ーム９の取付部の反対側に位置する前述の磁石６，７．
８も、アーム９の突設範囲に応じて回転軸方向に延長さ
れたものとなっている。

このように、フラントコイル２．３は間隔を開けずに密
着させたことにより、なくなった両者の間の空間分だけ
フラットコイル２，３の幅を広くとることができると共
に、フラントコイル２．３に対向する磁石の数も３個で
良いので、磁石６゜７．８の幅もそれぞれ広くすること
ができる。

なお、前述の実施例においてはフラットコイル２．３は
一層コイルで示されているが、フラットコイル２．３は
実際には数層の積層コイルであり、第１図のフラットコ
イル２．３の内側に２層目以降のコイルが重ねられる。

第３図は以上説明した実施例の実現例を示すものである
。この実現例ではヨーク１はヨーク本体１ａとｉｌｂと
に分割されており、蓋１ｂはボルト１２でヨーク本体１
ａに固着されるようになっている。そして、蓋１ｂを外
した状態でヨーク本体１ａと蓋ｉｂに設けられた孔１ｃ
、　ｌｄに回転軸５ｃ、　５ｄを嵌め込み、蓋１ｂをヨ
ーク本体１ａに取り付けてロータ４をａ　−り本体ｌｄ
内に内装するようになっている。この図には、ヨーク本
体ｌａ内に隣接状態で取り付ける積層されたフラントコ
イル２，３の実際の形状、Ｌ１−タ４の背面に取り付け
る３つの磁石６．７．８の形状、及びアーム９の取り付
は状態が示されている。なお、この図にはアーム９の先
端に取り付けるヘッドアッセンブリは示していない。

次に、第４図を用いて第１図の実施例の動作原理を説明
する。本発明のヘッドアクセス用揺動モータは、第７図
に示した４極の揺動モータ５０の内側２個の磁石７６、
７７を一体にしたものと考えて良いか、大きく異なるの
は、第７図の４極の揺動モータ７０の場合は、隣り合う
磁極の極性は反対であるのに対と２で、本発明の構成の
場合は中央の幅の広い磁石７の外側と内側は均一の極性
である。磁気回路としては、中央の幅の広い磁石７の磁
力線のリターンを両側の短い幅の磁石６，８が受は持つ
と考えて良い。従って、本発明のヘッドアクセス用揺動
モータは３極モータと考えて良く、２つのフラットコイ
ル２，３もその隣り合う平行部２ａ。

３ａには同一方向の電流か流れるので、同一極として考
えることかできる。

以−Ｌより、第４図に示したヘッドアクセス用揺動モー
タの場合、ヘッドアクセス用揺動モータの発生１−ルク
Ｍは次式で表される。

Ｍ＝Ｂ７２ｉ−ｒ 但し、Ｂはギャップ磁束密度、ｌはコイルの有効長ｉは
流れる電流、ｒば磁石の半径である。この式より、第４
図のヘッドアクセス用揺動モータは第６図の従来の揺動
モータに比べて２倍のコイル長ｌを有するので、ギャッ
プ磁束密度Ｂ、電流ｉ、及び磁石の半径ｒの値にそれほ
ど差がなければ、揺動モータの発生トルクＭはほぼ２倍
になる。

なお、第４図のような構成の磁気回路の場合、一般には
幅の広い中央の磁石７側と幅の狭い両側の磁石６．８側
とでギャップ磁束密度は対称でないが、トルクＭはこれ
らの総和で発生ずるため、この非対称性は特に問題とは
ならない。

また、第６図（ａ）の従来構成であると、磁石６５゜６
６とヨーク６１間の吸引力がそのまま軸荷重となり、こ
の吸引力は２０〜５０ｋｇにも及ぶ大きな力となって、
軸受に対して大きな負担となる。これに対して、第４図
の構成では幅の狭い磁石６，８はほぼ対向しているため
、両者の吸引力は殆ど相殺され、幅の広い磁イ１７の吸
引力のみか軸受荷重となる。よって、本発明のヘッドア
クセス用揺動モータてば、発件ｌ・ルクは増加しても吸
引力は従来の２極モータに対して殆ど増加しない。

以−ト説明した実施例は、全てステータ側にフラノＩ・
コイルを備え、ロータ側に磁石を備えた可動磁石型のヘ
ットアクセス用揺動モータであるが、本発明の３極の可
動磁石型のヘットアクセス用揺動モータの構成は、フラ
ットコイルと磁石の取り付けか逆になった可動コイル型
のヘッドアクセス用揺動モータにも適用することができ
る。この実施例を第５図に示す。

第５図に示した可動コイル型のヘッドアクセス用揺動モ
ータば、ヨーク１の中央部に幅の広い磁石５７を、その
両側に所定間隔を開りて幅の狭い２つの磁石５６．５８
を取り付け、これら磁石５６，５７．５８が対向するロ
ータ４の外周面に第２図に示したと同様のフラノＩ・コ
イル５２．５３を取り付けれは良く、動作は前述の可動
磁石型のヘッドアクセス用揺動モータと全く同しになる
。

以上のように、本発明では中央部にイ装置させるフラノ
１−コイルは間隔を開けずに密着させ、中央部のフラッ
トコイルに対向する磁石を１個にしてヘッドアクセス用
揺動モータを３極にしたことにより、４曲のヘッドアク
セス用揺動モータでは必要であるフラン１〜コイル同士
間の隙間、或いは磁石同土間の隙間分だけフランミーコ
イルの幅を広くとることができると共に、フラットコイ
ルに対向する磁石の数も３個で良いので、磁石の幅もそ
れぞれ広くすることができる。

なお、以−ヒの実施例では、コイルの幅が磁石の幅より
広いロングコイル型のものを説明したか、コイルの幅が
磁石の幅よりせまくコイルの磁束か全て使用されるショ
ートコイル型のもので本発明のヘッドアクセス用揺動モ
ータを構成しても勿論差し支えないものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のヘッドアクセス用揺動モ
ータによれば、フラットコイルを２つ隣接させて設ける
と共に、このフラットコイルの対向面に中央部の磁石を
他の２個に比べて幅広に形成した３つの磁石を設けたこ
とにより、限られたスペースの中でフラットコイル或い
は磁石の幅を大きくすることができ、大きなモータトル
クを発生させることができるので、モータのアクセス速
度を向上させることが可能となり、へ・７Ｆの高速アク
セスが行えるという効果がある。

また、本発明のヘッドアクセス用揺動モータは３極であ
り、３個の磁極のうちの２つがほぼ対向位置にあってそ
の吸引力を相殺できるので、軸受にかかる荷重を低減す
ることができ、信頬性を高くすることができるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッドアクセス用揺動モータの一実施
例の構成を示す概要図、第２図は本発明のヘッドアクセ
ス用揺動モータに使用するフラン１−コイルの構成を示
す正面図、第３図は第１図のヘッドアクセス用揺動モー
タの実現例の組立を示す斜視図、第４図は第１図のヘッ
ドアクセス用揺動モータの磁気回路を説明する図、第５
図は本発明のヘッドアクセス用揺動モータを可動コイル
型で構成する場合の実施例を示す部分構成図、第６図（
ａｌは従来の２極型ヘツドアクセス用揺動モータの構成
を示す概略図、第６図（ｂｌばフラットコイルの構成を
示す斜視図、第７図は４極型ヘツドアクセス用揺動モー
タの構成図、第８図はハードディスク装置の構成を示す
斜視図、第９図はハードディスク装置の一例の構成を示
す平面図である。 ■・・・ヨーク、　　　　　２，３・・・フラットコイ
ル、２ａ、３ａ・・・コイルの平行部、 ２ｂ、　’３ｂ・・・コイルのリターン部、４・・・ロ
ータ、　　　　　５・・・回転軸、６．７．８・・・磁
石、　９・・・アーム、１０・・・ヘッドアッセンブリ
、 １１・・・磁気−・ソド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弧状のヨーク（１）を有するステータと、このステ
   ータ内に揺動自在に軸支され、前記ヨーク（１）の反対
   側の面にアーム（９）が突設されたロータ（４）とを備
   えたヘッドアクセス用揺動モータにおいて、前記ロータ
   （４）のヨーク（１）に対向する外周面に３個の永久磁
   石（６）、（７）、（８）を所定間隔で設けると共に、
   この磁石の中央の磁石（７）の周方向の幅を他の２個の
   幅より広くし、前記磁石（６）、（７）、（８）に対向
   する前記ヨーク（１）の内周面には、平行部を有するよ
   うに巻回した２個のコイル（２）、（３）を、内周面に
   沿わせかつ前記平行部が密着するように隣接させて設け
   ると共に、このコイル（２）、（３）の巻線は通電時に
   各コイルに逆向の電流が流れるように結線したことを特
   徴とするヘッドアクセス用揺動モータ。 ２、弧状のヨーク（１）を有するステータと、このステ
   ータ内に揺動自在に軸支され、前記ヨーク（１）の反対
   側の面にアーム（９）が突設されたロータ（４）とを備
   えたヘッドアクセス用揺動モータにおいて、前記ロータ
   （４）の前記ヨーク（１）に対向する外周面に、平行部
   を有するように巻回した２個のコイル（５２）、（５３
   ）を外周面に沿わせかつ前記平行部が密着するように隣
   接させて設けると共に、このコイル（５２）、（５３）
   の巻線は通電時に各コイルに逆向の電流が流れるように
   結線し、前記コイル（５２）、（５３）に対向する前記
   ヨーク（１）の内周面には、３個の永久磁石（５６）、
   （５７）、（５８）を所定間隔で設けると共に、この磁
   石の中央の磁石（５７）の周方向の幅を他の２個の幅よ
   り広くしたことを特徴とするヘッドアクセス用揺動モー
   タ。