JPH0591710A

JPH0591710A - スイング動作用リニアモータ

Info

Publication number: JPH0591710A
Application number: JP921992A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shimoe; 治下江; Teruo Umehara; 輝雄梅原; Hiroya Suzuki; 弘也鈴木
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1991-07-29
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ボイスコイルなども含めスイング動作をする
モータは、トルク発生部が軸の一方のみに置かれている
ため高トルクを得るには問題があり、またトルク発生部
が軸の周りに均等に分布していないために、軸に不均一
な力が加わり、振動を生じるなどの問題があった。この
ため、十分に大きなトルクを得ることが出来、軸受にか
かるトルクを平均化することをはかった構造のリニアモ
ータを提供すること。【構成】偶数個の磁極を、回転軸の周りに略均等間隔
で交互に配置した板状界磁用永久磁石と、これに対向す
る等価的に極数に等しい個数の平面状の電機子コイルと
からなり、一方を固定子、他方を回転可能な可動子と
し、またヨークはつねに固定子側におくことを特徴とす
るスイング動作用リニアモータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置にお
ける磁気ヘッド位置決め用などに用いられる高精度のス
イング動作用リニアモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような用途にはボイスコイ
ルモータ、あるいはパルスモータが用いられて来た。ま
た、最近の3.5吋、2.5吋クラスの小形磁気ディスク装置
用としては、小形の要求を満たすものとして円弧状に動
作するボイスコイルモータや、可動磁石形モータが発表
されている。後者の代表的なものは特開昭63-277457に
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
円弧状に動作するボイスコイルモータや、可動磁石形モ
ータは、トルク発生部が軸の一方のみにおかれているた
め高トルクを得るには問題があった。また、トルク発生
部が軸の周りに均等に分布していないために、軸に不均
一な力が加わり、振動を生じるなどの問題があった。こ
の点の解決をはかった発明として、たとえば特開昭62ー
268350がある。しかし薄形化という点では、なお不十分
であった。本発明の目的は、このような観点から、十分
に大きなトルクを得ることができ、かつ軸受にかかるト
ルクを極力小さく、平均化することをはかった薄型構造
のリニアモータを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、回転
動作は行わないにも拘らず、回転形偏平ＤＣモータと類
似の構成を採用した。これによって、トルクを発生する
箇所が増加し、十分なトルクが得られるとともに、発生
するトルクは軸の周りに均一に生じるため、軸を放射方
向の一方に引っ張るなどの有害な力の発生を防止するこ
とが可能となった。回転動作を継続させる必要がなく、
トルクリップルへの配慮は不要であるため、電機子コイ
ルの推力発生部の数は界磁用磁石の磁極数と一致させ、
構造簡易化のため、必要トルクが得られる範囲内でなる
べく小さい偶数とすることとした。また、大きいトルク
を得るためには、電機子側、界磁側ともヨークを付加す
ることが必要であるが、回転子にヨークを含ませてしま
うことは、慣性能率の点で好ましくないため、ヨークは
回転させない構造とした。

【０００５】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。（実施例１）図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。図において、１は可動電機子コイル基板、11〜14は
その上に配置された４個の扇形コイルである。また２は
固定界磁ヨーク、21〜24はその上におかれた４個の磁
石、３はもう１個の固定界磁ヨークである。可動電機子
は、図では省略したが軸受によって回転できるように支
持され、両面から若干の空隙をもって固定界磁ヨークに
挟まれている。界磁ヨークと電機子との回転方向に関す
る相対位置は、ほぼ図のとおりとする。従って４個のコ
イルの放射方向の部分は、磁石により生じた軸方向下向
き、あるいは上向きの磁界中におかれる。

【０００６】いま、外部からの電源によって４個のコイ
ル夫々に、矢印のように電流を流すと、たとえば磁石21
による下向きの磁界中におかれた、コイル11および12の
放射方向の部分は、フレミングの左手の法則に従って図
において左方向に力を発生するため、電機子を時計方向
に回転させようとする。他のコイルの放射方向の部分も
同様であって、何れも電機子を時計方向に回転させよう
とするトルクを発生する。電機子コイルの放射方向の部
分が、界磁用永久磁石の隣接磁極との境界部まで達する
と発生トルクは零となり、それ以上は回転しない。言葉
を換えていえば、図示した方向の電流を電機子コイルに
流すとコイル11および13の下面には見かけ上Ｎ極が、ま
たコイル12および14の下面には見かけ上Ｓ極が発生する
ので、吸引力によって電機子は時計方向に回転し、コイ
ル11が磁石21と重なる位置まで移動して停止する。

【０００７】またもし、図１のごとき初期位置におい
て、各コイルに電流を図示と反対方向に流したとする
と、電機子は（同様の考え方によって）反時計方向に回
転する。このような構成のものの公知例としては、特公
平2-4072(特開昭60-239971)がある。しかし同例におい
ては、磁極数＝コイル数×２としているのに対し、本実
施例は、磁極数＝コイル数である。このようにコイル数
を２倍とし、その代わりに巻数（コイル当り）を１／２
とすることによって、各コイルのインダクタンスの合計
値を約１／２とすることができ、かつコイルの最外径、
最内径を同じにした場合には推力発生部の長さを大きく
とれることによって、約15％の推力増加をはかることが
出来る。したがって本実施例は、応答性、発生トルクの
点でより優れた構造のものである。

【０００８】（実施例２）図２は、本発明の第２の実施
例を示す。図において１″は可動電機子基板、11〜14は
その上に配置された、印刷配線法により形成された、平
面上に多数回巻かれた薄形電機子コイルである。また、
２および３は固定界磁ヨークであって、それぞれ磁石21
〜24、および31〜34が取付けられている。磁石31および
33の下面にはＮ極、磁石32および34の下面にはＳ極が現
れるように取付けられており、それぞれ磁石21〜24と対
向して下向き、および上向きの磁界を交互に発生する。
電機子は磁極面の間に、若干の空隙を保って回転可能に
支持される。

【０００９】コイルに矢印方向に電流を流すと、電機子
は時計方向に回転し、また矢印と反対方向に電流を流す
と、電機子は反時計方向に回転する。動作原理は、実施
例１の場合と全く同様である。本実施例の場合も、電機
子はコイル11が磁石21，31の間に挟まれる位置と、コイ
ル12が磁石21，31の間に挟まれる位置との間の範囲、す
なわち最大90度の間でスイング動作を行うことができ
る。スイング角度をこのように大きくする必要のない場
合は、ストッパーを設けるとか、駆動電流を制御してや
ればよい。本実施例の場合は電機子コイルが永久磁石の
間に挟まれた構造であるため、コイルのおかれる磁界が
強く、スペースの小さい薄型コイルを用いても十分なト
ルクを発生できる点が特徴である。

【００１０】（実施例３）図３は、本発明の第３の実施
例を示す。図において１は固定電機子ヨーク、11、12、1
3および14はその上に配置された、印刷配線法により形
成された、平面上に多数回巻かれた薄形電機子コイルで
ある。同じ構成の固定電機子ヨーク１′、電機子コイル
11'、12'、13'、14'が上面に対称に配置される。２は可
動子であって、21、22、23、24は着磁磁石部である。図
示の磁極は上面に現れたものを示しており、この下面に
はそれぞれ反対の磁極が存在している。可動子は僅かの
空隙をもって固定電機子に挟まれ、回転可能に支持され
る。

【００１１】いまコイル11、12、13、14および11'、1
2'、13'、14'に矢印の方向に電流を流すと、コイル11、
13あるいは12、14の表面（上面）にはそれぞれＳ極、あ
るいはＮ極が、またコイル11'、13'あるいは12'、14'の
表面（下面）にはそれぞれＮ極、あるいはＳ極が現れ
る。したがって可動子は時計方向に力を受け回転する。
電流方向を図示と反対にすると可動子は反時計方向に回
転する。本実施例のごとき構造のものは、４極であるた
め直径が小さいにも拘らず充分なトルクを得ることがで
き、また可動部に対して電気配線を必要としないため信
頼性が高い。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によればトルク
が十分に大きく、かつ軸受の周りに平均化されている、
スイング動作用リニアモータを得ることができ、ディス
ク装置の信頼性向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１電機子ヨーク１' 電機子ヨーク１″ 電機子コイル基板１１電機子コイル１２電機子コイル１３電機子コイル１４電機子コイル１１' 電機子コイル１２' 電機子コイル１３’電機子コイル１４’電機子コイル２界磁ヨーク３界磁ヨーク２１界磁用永久磁石２２界磁用永久磁石２３界磁用永久磁石２４界磁用永久磁石３１界磁用永久磁石３２界磁用永久磁石３３界磁用永久磁石３４界磁用永久磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偶数個の磁極を、回転軸の周りに略均等
間隔で交互に配置した板状界磁用永久磁石と、これに対
向する極数に等しい個数の平面状の電機子コイルとから
なり、一方を固定子、他方を回転可能な可動子としたこ
とを特徴とするスイング動作用リニアモータ。
【請求項２】界磁用永久磁石は２組設けられており、
電機子コイルはこれらの磁石に挟まれるように位置し、
可動コイル形であることを特徴とする請求項１記載のス
イング動作用リニアモータ。
【請求項３】電機子コイルはヨーク上に配列されたも
のが２組設けられており、界磁用永久磁石はこれに挟ま
れるように位置し、可動磁石形であることを特徴とする
請求項１記載のスイング動作用リニアモータ。