JPH0283868A - 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ッドをアクセスす
るヘッドアクセス用揺動モータに関し、コンパクトな構
成で、しかもギャップ面積を大きくとれ、］・ルク定数
を大きく向上させることができると共に、慣性モーメン
トも小さくするヘッドアクセス用揺動モータを提供する
ことを目的とし、 磁性材料で作られ、外周面にコイルが取り付けられた固
定シャフトと、軸受を介してこの固定シャフトに回転自
在に支持され、内周面に複数個の永久磁石が前記コイル
に対向するように取り付けられた磁性材料製のロータと
、このロータに突設され、先端部に読み書きヘッドを有
するアームとを備えて構成する。

〔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揺動モータに関する。

近年、コンピュータの外部記憶装置として磁気ディスク
や光ディスクなどのディスク装置が使用されており、こ
のディスク装置へのデータの書き込み、読み出しを行う
ヘッドを移動させるアクチュエータとして、回転型ポジ
ショナが広（使用されているが、これは比較的コンパク
トな設計が可能で、かつ構造が簡単なためである。

第１３図は従来一般に用いられている揺動型モータの一
例を示すものである。この例の揺動型モータでは、回転
軸１１３を中心に揺動するロータ２１３に磁気ディスク
Ｄの枚数に応じたアーム３１３が取付られおり、このア
ーム３１３の先端部に設けられた磁気ヘッド６１３が磁
気ディスクＤに読み書きを行う。ロータ２１３のアーム
３１３の取付面の背面側にはコイルボビン９１３が設け
られており、このコイルボビン８１３に巻かれたコイル
４１３に、永久磁石５１３が取り付けられてヨークを形
成するステータ８１３が挿入された状態で揺動モータが
構成される。そして、コイル４１３に通電することによ
りロータ２１３が揺動し、磁気ヘッド６１３が磁気ディ
スクＤのアクセスを行う。

ところが、この構造においては、コイルボビン９１３が
一般に薄肉の樹脂等で構成されるため、剛性が低いとい
う問題がある。このため、系の振動特性の主共振点はこ
のコイルボビン９１３によって殆ど決まってしまい（一
般に２ＫＨｚ程度）、高速アクセスが難しい。また、ト
ルクを稼ぐためにコイルボビン９１３の回転半径を大き
くすると、コイルボビン９１３の慣性モーメントが大き
くなってしまい、コイル４１３を動かずためにコイル４
１３を備える状態に近くなってしまう。

このように、ヘッドアクセス用の揺動モータには、高速
アクセスのためにトルクが必要とされるので、従来から
コンパクトでトルクの大きいヘッドアクセス用揺動モー
タが要望されている。

〔従来の技術〕

第１３図の揺動モータの問題点を解消する手段として、
可動磁石型モータを用い、コイルを固定側（ステータ側
）に配置したヘッドアクセス用揺動モータがある。

第１４図（ａ）、　（ｂ）はこのうちの内輪回転型の例
であり、ステータ８１４にベアリング等の軸受７１４を
介して回動自在に取付られたシャフト１１４にロータ２
１４が固着され（またはロータ２１４の一部がシャフト
に形成され）、このロータ２１４の片側にアーム３１４
が突設され、その背面に永久磁石５１４が取り付けられ
ている。そして、この永久磁石５１４に対向するステー
タ８１４の内面にコイル４１４が取り付けられている。

この場合、一般にロータ２１４及びステータ８１４のコ
イル取付部は、炭素鋼やマルテンサイト系ステンレス等
の磁性材料が使用されてヨークを兼ね°ζおり、コイル
４１４に通電することによってロータ２１４が揺動する
。

第１５図（ａ）、ら）は外輪回転型の揺動モーフの例で
あり、ステータ８１５に固定シャツ目１５が固着されて
おり、この固定シャフト１１５にヘアリング等の軸受７
１４を介して回動自在にロータ２１５が取り付けられ、
このロータ２１５の片側にアーム３１５が突設され、そ
の背面に永久磁石５１５が取り付けられている。そして
、この永久磁石５１５に対向するステータ８１５の内面
にコイル４１５が取り付けられている。この場合、一般
にロータ２１５及びステータ８１５のコイル取付部が炭
素鋼やマルテンサイト系ステンレス等の磁性材料が使用
されてヨークを兼ねており、コイル４１５に通電するこ
とによってロータ２１５が固定シャフト１１５を中心に
揺動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、以上のように構成された従来のヘッドアクセ
ス用揺動モータでは、ロータの一部にアームと磁気ヘッ
ドとを含むアームアセンブリが取り付けられているので
、永久磁石をロータの全集に渡って取り付けることが出
来ず、モーフの回転トルクがまだ不足状態にあった。即
ち、実際上は読み書きヘッドや磁気ディスクに対する磁
気的な影響を少なくするために磁石及びコイルの占有面
積が大きく制限され、また、第１５図に示したような外
輪回転型の揺動モータでは、ステータのロータ部には永
久磁石の吸引力が働き、これをモータの揺動範囲におい
て一定とさせるために、磁石部よりもロータ部を大きく
配置しなければならないといった理由により、磁石及び
コイルの占有面積が大きく制限されるという問題がある
。

本発明の目的は前記従来のヘッドアクセス用揺動モータ
の有する課題を解消し、コンパクトな構成で、しかもコ
イルや磁石のロータやステータにおける取り付は位置の
制約を受けずに設計が可能であり、ギャップ面積を大き
くとれ、トルク定数を大きく向上させることができると
共に、慣性モーメントも小さくすることができる優れた
ヘッドアクセス用揺動モータを提供することにある。

［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
タの原理構成図が第１図に示される。

第１図に示すように、本発明のヘッドアクセス用揺動モ
ータは、回転ディスクを備えた外部記憶装置の読み書き
ヘッドをアクセスするヘッドアクセス用揺動モータであ
る。このため、固定シャフトＩは磁性材料で作られ、そ
の外周面にコイル４が取り付けられている。そして、磁
性材料製のロータ２が軸受７を介してこの固定シャツ）
Ｉに回転自在に支持され、その内周面に複数個の永久磁
石５が前記コイル４に対向するように取り付けられてい
る。更に、アーム３がこのロータ２に突設され、その先
端部には読み書きヘッド６が設けられている。

〔作用〕

本発明のヘッドアクセス用揺動モータによればコイル４
．永久磁石５ともロータ２の内側に回転軸全周に渡って
配置できるので、ギャップ面積が広くとれ、更に、固定
シャフト１、ロータ２が磁性材料で出来ているため、固
定シャフト→コイル４→永久磁石５→ロータ２→永久磁
石２→コイル４→固定シヤフト１のような永久磁石磁気
回路が構成され、コイルへの通電により強いトルクで揺
動モータが揺動することができる。

〔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２図は本発明のヘッドアクセス用揺動モータの一実施
例の構成を示す断面図である。この実施例ではハウジン
グ８２はベース２３とカバー２１とから構成されており
、接合部にはパツキン２８が取り付けられている。この
ベース２３とカバー２１との内側に固定シャフト１２が
ボルト等により固着されており、この固定シャツ目２の
中央部は膨出されてその直径が太くなっている。この固
定シャフト１２の大径部にはコイル４２が軸方向に整列
して巻かれており、コイル４２のリターン部は固定シャ
ツ目２の大径部と細径部との段部と軸受７２との間にあ
る空間内に折り曲げられている。また、このコイル４２
の巻線の端部は、固定シャフト１２の軸内及びベース２
３に設けられた通気孔２７を通じて外部に引き出されて
いる。

この固定シャフト１２の外側には、その細径部に取り付
けられたボールベアリング等の軸受７２を介してロータ
２２が回動自在に保持されて設けられている。そして、
このロータ２２の内側には、固定シャツ日２のコイル４
２に対向する位置に複数個の永久磁石５２が配置されて
おり、ロータ２２の外側には磁気ディスクＤの枚数に対
応したアーム３２が突設されている。

なお、カバー２１の固定シャフト１２の取付部周辺には
０リング２６を介してシール部材２９がねじ等により取
り付けられており、このシール部材２９とロータ２２の
内周面との接触部３０には磁性流体シールが施されてい
る。また、このシール部材２９の下面と前述の軸受７２
との間には予圧ばね２５が介装されており、軸受７２は
この予圧ばね２５により軸方向に予圧がかけられている
。更に、ベース２３の固定シャフト１２の取付部周辺に
も０リング２６を介してシール部材２４が取り付けられ
ており、このシール部材２９とロータ２２の下端部に取
り付けられたリング部材２０の内周面との接触部３１に
も磁性流体シールが施されている。これらの処理は、磁
気ディスクのエンクロージャ（筐体）内に外気及び軸受
７２から飛散するグリス等が混入するのを防止するため
になされているものである。

次に、以上のように構成された実施例において固定シャ
フト１２の外周部に取り付けるコイル４２の巻き方、及
びロータ２２に取り付ける永久磁石５２の極性の例を第
３図から第１０図を用いて説明する。

なお、図中における■と■はコイルの巻き方向を示すも
のであり、矢印は磁束の方向（第３図、第７図）または
コイルの巻き方向を示している。また、これらの図には
４極の場合が示されているが、これは説明のためであり
、極数に特に制限はない。

第３図は第２図の揺動モータの水平方向の断面を概略的
に表したものであり、この図ではロータ２２の内側に取
り付ける４個の永久磁石５２の極性を隣合うもの同士で
変えた例である。このように、隣合う永久磁石５２の極
性が異なると、隣合うコイル４２の巻線方向、即ち、電
流の流れる向きは必ず反対になる。このようなコイル４
２の巻き方には、第４図（ａ）、　（ｂ）、第５図（ａ
）、　（ｂ）、及び第６図（ａ）、　（ｔ））に示すよ
うな巻き方がある。即ち、第４図の巻き方は、コイル４
２を４個に分割する方法であり、第５図の巻き方はコイ
ル４２を２分割する方法であり、第６図の巻き方はコイ
ル４２の上下のリターン部で巻き方向を変えることによ
り固定シャフト１２に巻きつける方法である。

第７図も第２図の揺動モータの水平方向の断面を概略的
に表したものであり、この図ではロータ２２の内側に取
り付ける４個の永久磁石５２の内、極性の同じものを隣
合せにして配置した例である。

このように、隣合う永久磁石５２の極性が２個ずつ同じ
であると、コイル４２の巻線方向、即ち、電流の流れる
向きも２個ずつ同じになる。そして、第７図に示すよう
に、ロータ２２のアーム取付部側に同じ極性の永久磁石
５２を配置すれば、磁束がロタ２２のヨーク取付部及び
その反対側の通常バランサを取り付４Ｊる部分を通らな
いので、この部分の磁性体部を薄くすることが可能であ
る。また、このようなコイル４２０巻き方には、第８図
（ａ）、　（ｂ）、第９図（ａ）、　（ｂ）、及び第１
０図（ａＬ　（ｂ）に示すような巻き方がある。即ち、
第８図の巻き方は、コイル４２を上下のリターン部で交
叉させる方法であり、第９図の巻き方はコイル４２を２
分割する方法であり、第１０図の巻き方は第８図の巻き
方と第９図の巻き方を組み合わせた方法である。

なお、コイルの巻き方は前述の第４図〜第６図及び第８
図〜第１０図の巻き方に限定されるものではなく、ここ
ではあくまでも巻き方の例を示したにすぎない。

第１１図及び第１２図は本発明のヘッドアクセス用揺動
モータにおけるコイル及び永久磁石の配置の他の実施例
を示すものであり、第１１図は２極のヘッドアクセス用
揺動モータにおけるロータ２１１の外周のコイル４１１
及び固定シャツＨ２１の内周の永久磁石５１１の配置を
示し、第１２図は３極のヘッドアクセス用揺動モータに
おけるロータ２１２の外周のコイル４１２及び固定シャ
フト１１２の内周の永久磁石５１２の配置を示している
。

以上の実施例に示された本発明の外輪回転型のヘッドア
クセス用揺動モータは、従来の外輪回転型のヘッドアク
セス用揺動モータが一般に半径方向に大きくなっていた
のに対し、固定シャフトをステータとして用いているた
め非常にコンパクトに、しかも部品点数を少なく作るこ
とができる。

この結果、モータの慣性モーメントが小さくなり、小さ
い駆動力でも大きな加速度が得られて高速アクセスが可
能となる。一方、磁石やコイルの配置にあまり制約がな
いため、充分なトルク定数を得ることができる。また、
前述の実施例のヘッドアクセス用揺動モータは、内気と
は磁性流体シールによって遮断されており、外気側とは
通気孔によって通気しているため、コイルの発ガスや磁
石の表面処理不良による錆や欠は等に対し、内気設置に
比べて規格を厳しくする必要がない。更に、ロータは筒
状構造で、磁石は接着しであるので剛性は充分である。

そして、外輪回転構造により、固定シャフトを用いるた
め、ハウジング剛性が上がリ、発熱源であるコイルが固
定シャフトに接着もしくは取り付けられ、通気孔により
外気と通じているためオフトラックに対しても有利であ
る。その上、磁石に対向するヨーク、即ち固定シャフト
は円柱状であるために、回転により磁気吸引力が変化し
ない。また、磁気回路がロータによりシールドされてい
るので、磁気漏洩が少ない。

〔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、コンパクトな構成で、しかもコイルや磁石
のロータやステータにおける取り付は位置の制約を受け
ずに設計が可能であるのでギャップ面積を大きくとれ、
トルク定数を大きく向上させることができると共に、慣
性モーメントも小さくすることができるという効果があ
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原理構
成図、第２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断面図、第３図は第２図の揺動モ
ータの磁石及びコイルの配置を示す断面図、第４図（ａ
Ｌ　（ｂ）は第３図のコイルの４分割の巻き方を示す図
、第５図（ａ）、　（ｂ）は第３図のコイルの２分割の
巻き方を示す図、第６図は第３図のコイルを固定シャフ
トに巻きつける巻き方を示す図、第７図は第２図の揺動
モータの磁石及びコイルの他の配置を示す断面図、第８
図（ａ）。 （ｂ）は第７図のコイルの交叉する巻き方を示す図、第
９図（ａ）、　（ｂ）は第７図のコイルの２分割の巻き
方を示す図、第１０図は第７図のコイルの第８図及び第
９図の巻き方を組み合わせた巻き方を示す図、第１１図
は本発明を２極揺動モータに適用した実施例を示す断面
図、第１２図は本発明を３極揺動モータに適用した実施
例を示す断面図、第１３図は従来のヘッドアクセス用揺
動モータの構成を示す斜視図、第１４図（ａ）、　（ｂ
）は従来の内輪回転型のヘッドアクセス用揺動モータの
横断面図、縦断面図、第１５図（ａ）、　（ｂ）は従来
の外輪回転型のヘッドアクセス用揺動モータの横断面図
、縦断面図である。 １・・・固定シャフト、２・・・ロータ、３・・・アー
ム、４・・・コイル、５・・・永久磁石、６・・・ヘッ
ド、７・・・軸受、１２・・・固定シャフト、２２・・
・ロータ、３２・・・アーム、４２・・・コイル、５２
・・・永久磁石、６２・・・ヘッド、７２・・・軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転ディスクを備えた外部記憶装置の読み書きヘッ
   ドをアクセスするヘッドアクセス用揺動モータであって
   、 磁性材料で作られ、外周面にコイル（４）が取り付けら
   れた固定シャフト（１）と、 軸受（７）を介してこの固定シャフト（１）に回転自在
   に支持され、内周面に複数個の永久磁石（５）が前記コ
   イル（４）に対向するように取り付けられた磁性材料製
   のロータ（２）と、 このロータ（２）に突設され、先端部に読み書きヘッド
   （６）を有するアーム（３）と、を備え、前記コイル（
   ４）に通電することによりヘッドアクセスを行うヘッド
   アクセス用揺動モータ。 ２、請求項１に記載のヘッドアクセス用揺動モータにお
   いて、前記固定シャフト（１）の前記軸受（７）の取付
   部を細径とし、前記コイル（４）のリターン部をこの細
   径側に折り曲げたヘッドアクセス用揺動モータ。