(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、
前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、
前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差することを特徴とする
ボイスコイルモータ。
【請求項２】
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、平面形状が同一であることを特徴とする請求項１記載のボイスコイルモータ。
【請求項３】
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、軸方向の厚みが同一であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のボイスコイルモータ。
【請求項４】
前記第１空芯コイルと第２空芯コイルの引き出し線素を前記半径方向延伸部の所定の領域に形成し、かつ、前記引き出し線素同士が互いに重ならないように前記第１空芯コイルと第２空芯コイルを対向配置し積層したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボイスコイルモータ。
【請求項５】
回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、
前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、
前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第２空芯コイルの近接距離が前記回動中心に対して第１空芯コイルの近接距離よりも短いことを特徴とする
ボイスコイルモータ。
【請求項６】
回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、
前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、
前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第２空芯コイルの軸方向厚みが前記第１空芯コイルの軸方向厚みよりも薄いことを特徴とする
ボイスコイルモータ。
【請求項７】
回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、
前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、
前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、第１空芯コイルと第２空芯コイルの中の少なくとも一方の空芯コイルの回動軸に近い線素部を回動中心に対して略同心円的な形状に形成したことを特徴とする
ボイスコイルモータ。
【請求項８】
回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、
前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、
前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは前記所定の角度でそれぞれ交差する対向面において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルのうちの少なくとも一方の空芯コイルが前記回動の軸方向厚みを薄く形成され、この薄く形成された対向面部で前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルとが互いにはまり合うように形成されたことを特徴とする
ボイスコイルモータ。
【請求項９】
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルのうちの少なくとも一方の空芯コイルが軸方向に加圧圧縮されて塑性変形して軸方向厚みを薄く形成されたことを特徴とする請求項８記載のボイスコイルモータ。
【請求項１０】
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルの材質は、アルミニウム成分を含む材質であることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のボイスコイルモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置の磁気ヘッド位置決めに使用されるボイスコイルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドを所定のトラックに位置決めするために従来からボイスコイルモータが広く使用されてきた。近年、パーソナルコンピュータの小型、高性能化に伴い、磁気ディスク装置の小型、大容量、高速アクセス化の要求が高まる一方である。これらの要求を満たすためには、トラックの高密度化、高速・高精度位置決め技術が重要となり、ボイスコイルモータへの要求も厳しくなっている。
【０００３】
図１４は従来のボイスコイルモータを示す。
従来のボイスコイルモータは、対向して配置された一対のヨーク１と、少なくとも一方のヨークに固定された永久磁石２と、ヨーク１と永久磁石２とで形成される磁気空隙内に配設されて軸受５まわりに回動自在な扇形の可動コイル３と、可動コイル３に連結されたヘッドキャリッジ４からなる。
【０００４】
扇形の可動コイル３に所定の駆動電流を通電すると、フレミングの左手の法則により可動コイル３に駆動力が発生し、可動コイル３が軸受５回りに矢印Ａ方向に回動することにより、ヘッドキャリッジ４が軸受５を中心に矢印Ｂの方向に回動する。これにより、ヘッドキャリッジ４の先端に搭載された磁気ヘッド６を、可動コイルの回動方向と逆方向に移動させて位置決めを行う。
【０００５】
しかしながら、従来のボイスコイルモータは、高速駆動による磁気ヘッドの位置決め時に、ヘッドキャリッジ４の振動により位置決め精度が低下するという問題があり、磁気ディスク装置の高密度記録化を阻害する要因となっている。
このことについて、図１５を用いて説明する。
扇形の可動コイル３に電流を流すと、永久磁石２とヨーク１から形成される磁気回路の磁界により、可動コイル３の半径方向延伸部に駆動力Ｆが発生する。これらの合力によって軸受５のまわりにトルクＴが発生し、可動コイル３の電流を制御することで磁気ヘッド６の位置決めを行う。
【０００６】
この時、軸受５にはトルクＴとともに約２Ｆのラジアル荷重が加わる。高速駆動を行うために高速で可動コイル３の通電方向を切り換えると、軸受５に作用するラジアル荷重の方向もそれに応じて変化し、その結果、ヘッドキャリッジ４は矢印Ｄの方向に振動する。
軸受５に作用するラジアル荷重の方向は、磁気ヘッド６の位置決めの際の移動方向Ｃとほぼ平行であるため、ラジアル荷重により生じるヘッドキャリッジ４の振動は、磁気ヘッド６の位置決め精度の低下を招くという問題点を有しており、このことは、狭トラック化に対してトラッキング精度が悪化することになり、記録密度の向上を阻害する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、軸受部にラジアル荷重が加わらない方式として図１６と図１７に示すボイスコイルモータを、既に提案している（特願平１０−３３１８１６号）。以下に、このボイスコイルモータについて説明する。
図１６と図１７において、可動コイル１３はヘッドキャリッジ１４に搭載されており、軸受１５の回転中心軸Ｏを中心に矢印Ａの方向に永久磁石１２の表面に沿って回動するように保持されている。
【０００８】
可動コイル１３は、対をなす２つの第１，第２空芯コイル５１，５２で構成されており、軸受１５の軸方向に積層して配置されている。第１空芯コイル５１の駆動力を発生する２つの半径方向延伸部５１ａ，５１ｂの開き角θ１と、第２空芯コイル５２の駆動力を発生する２つの半径方向延伸部５２ａ，５２ｂの開き角θ２とは、略同一角度をなしているが、お互いの配設角度が異なるように配設されている。
【０００９】
この可動コイル１３とは所定の隙間を介して一対のヨーク１１ａ，１１ｂが、可動コイル１３の上下に配置されており、下側ヨーク１１ｂの可動コイル１３側の面には永久磁石１２が固定されていて磁気回路を構成している。
このように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を図１６を用いて説明する。
【００１０】
図１６中のＮ，Ｓはそれぞれ永久磁石１２に着磁されている磁極を示す。矢印ｉ１、ｉ２はそれぞれ第１，第２空芯コイル５１，５２に流れる電流の方向、矢印ｆ１，ｆ２はそれぞれ第１，第２空芯コイル５１，５２に発生する駆動力、矢印Ｆはｆ１とｆ２の合力、Ｏは軸受１５の回動中心を表す。
第１空芯コイル５１に矢印ｉ１、第２空芯コイル５２に矢印ｉ２の方向にそれぞれ通電すると、永久磁石１２とヨーク１１からなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ，５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２が図１６で示す矢印の方向にそれぞれ発生し、可動コイル１３の全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生することになる。
【００１１】
したがって、可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生する合力Ｆは、ヘッドキャリッジ１４の先端に搭載された磁気ヘッド１６の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受１５には回転中心Ｏまわりのトルクのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない。軸受１５にラジアル荷重が発生しないため、ヘッドキャリッジ１４は振動することがなく、その結果、磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。
【００１２】
しかしながら、この図１６と図１７の構成では、以下に述べる問題を有していた。
まず、軸方向に積層した２つの空芯コイル５１，５２の形状が異なるため、それぞれのコイルに応じた生産設備や部品管理が必要となり、コストアップになる。
【００１３】
具体的には、図１６で下側の空芯コイル５１の外周辺５１ｃの形状が円弧状であるのに対して上側の空芯コイル５２の内周辺５２ｃの形状が直線状である点を挙げることができ、第１，第２空芯コイル５１，５２の形状が異なると言える。次に、永久磁石１２に対向する２つの第１，第２空芯コイル５１，５２の対向面積〔図１８（ａ）（ｂ）の斜線部〕がそれぞれ異なるため（永久磁石１２に対向するコイルの対向面積は、第１空芯コイル５１よりも第２空芯コイル５２の方が大きい）、第１，第２空芯コイル５１，５２に鎖交する磁束量もそれぞれ異なる。したがって、第１，第２空芯コイル５１，５２に発生する力が異なる。
【００１４】
つまり、第１空芯コイル５１には力ｆ１が発生し、第２空芯コイル５２には力ｆ２だけでなく、第２空芯コイル５２のＪ部に新たに力ｆ３が発生する。この力ｆ３の合力Ｆ３は、軸受１５に対するラジアル荷重となる（図１９参照）。
なお、力ｆ３の発生を回避するために、永久磁石１２の内径を大きくして第１，第２空芯コイル５１，５２に鎖交する磁束量を等しくすることも考えられるが、第１，第２空芯コイル５１，５２に鎖交する磁束量が低下することとなり、全体の推力が低下してしまう。
【００１５】
さらに、第１，第２空芯コイル５１，５２を積層配置するため、コイル２つ分の厚みが必要となり、厚み方向に対するスペース効率が悪く、薄型化には不向きである。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、大容量、狭トラック化、高記録密度化が図れる小型・薄型で高性能なボイスコイルモータを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差することを特徴としている。
また、請求項２記載のボイスコイルモータは、請求項１において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、平面形状が同一であることを特徴としている。
また、請求項３記載のボイスコイルモータは、請求項１において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、軸方向の厚みが同一であることを特徴としている。
また、請求項４記載のボイスコイルモータは、請求項１において、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルの引き出し線素を前記半径方向延伸部の所定の領域に形成し、かつ、前記引き出し線素同士が互いに重ならないように前記第１空芯コイルと第２空芯コイルを対向配置し積層したことを特徴としている。
これら請求項１−４記載のボイスコイルモータは、積層配置したコイルの形状を同一形状とし、引き出し線素が引き出されるコイルの端面同志を互いに対向させて積層配置している。
この構成によって、積層配置した互いのコイルは、引き出し線素の構成も含めて同一形状となる。つまり、コイルの仕様が一種類であるため、生産性が向上し、コストダウンが図れる。
【００１７】
請求項５記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第２空芯コイルの近接距離が前記回動中心に対して第１空芯コイルの近接距離よりも短いことを特徴としている。
第１，第２空芯コイルの半径方向延伸部の配設角度を異ならせて配設し、前記回動中心に対する第２空芯コイルの近接距離を第１空芯コイルの近接距離よりも短く配置して、第１，第２空芯コイルの形状は同一でないけれども、性能を改善できる。
請求項６記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第２空芯コイルの軸方向厚みが前記第１空芯コイルの軸方向厚みよりも薄いことを特徴としている。
また、請求項７記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、第１空芯コイルと第２空芯コイルの中の少なくとも一方の空芯コイルの回動軸に近い線素部を回動中心に対して略同心円的な形状に形成したことを特徴としている。
請求項６および請求項７記載のボイスコイルモータは第１，第２空芯コイルの厚みを異ならせたり、第１，第２空芯コイルの少なくとも一部を略同心状にして第１，第２空芯コイルの形状はほとんどが同一で、かつ性能を改善できる。
【００１８】
請求項８記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１空芯コイルと第２空芯コイルの少なくとも２つの空芯コイルを具備し、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは、それぞれ略同様の平面形状をもち、互いに駆動力の作用点を結ぶ直線に対して略軸対称に対をなして積層配置され、前記第１空芯コイルと第２空芯コイルはそれぞれトルク発生に寄与する二つの半径方向延伸部をもち、前記二つの半径方向延伸部は回動中心に対して略放射状に形成され、かつ、第１空芯コイルの二つの半径方向延伸部は、磁気空隙内の平面図上で、第２空芯コイルの二つの半径方向延伸部と所定の角度でそれぞれ交差し、かつ、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルは前記所定の角度でそれぞれ交差する対向面において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルのうちの少なくとも一方の空芯コイルが前記回動の軸方向厚みを薄く形成され、この薄く形成された対向面部で前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルとが互いにはまり合うように形成されたことを特徴としている。
また、請求項９記載のボイスコイルモータは、請求項８において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルのうちの少なくとも一方の空芯コイルが軸方向に加圧圧縮されて塑性変形して軸方向厚みを薄く形成されたことを特徴としている。
また、請求項１０記載のボイスコイルモータは、請求項１−９において、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルの材質は、アルミニウム成分を含む材質であることを特徴としている。
これら請求項８、請求項９および請求項１０記載のボイスコイルモータは、積層した第１，第２空芯コイルの少なくともいずれか一方の所定の領域を軸方向に加圧圧縮して塑性変形させたり、コイルの材質を選択して、積層時の総厚みを薄くしたり、さらに加工性を良好にしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に配設されトルク発生に寄与する半径方向延伸部の配設角度が互いに異なる複数個の可動コイルとを具備し、前記可動コイルを互いに軸方向に積層配置して構成するとともに、この可動コイルの形状を互いに同一形状としたことを特徴とする。
【００２０】
この構成によると、各々のコイルを生産するための生産設備（巻線機などの仕様）が同一のもので対応できる。
本発明の請求項２に記載のボイスコイルモータは、請求項１において、可動コイルの引き出し線素を半径方向延伸部の所定の領域に形成し、かつ前記引き出し線素が引き出される前記コイルの端面同志を互いに対向させて前記コイルを積層配置したことを特徴とする。
【００２１】
この構成によると、各々のコイルを生産するための生産設備（巻線機などの仕様）が同一のもので対応できるだけでなく、積層配置したコイルの総厚みを増加させずに引き出し線素部が形成できる。
本発明の請求項３に記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１，第２空芯コイルとを具備し、第１空芯コイルのトルク発生に寄与する半径方向延伸部は、回動中心に対して略放射状に形成し、第２空芯コイルのトルク発生に寄与する半径方向延伸部は、前記第１空芯コイルの半径方向延伸部と配設角度を異ならせて配設し、前記回動中心に対する第２空芯コイルの近接距離が、第１空芯コイルの近接距離よりも短いことを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、第２空芯コイルの回動中心側の半径方向延伸部を接続する線素部に鎖交する磁束量が低減できる。
本発明の請求項４に記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に軸方向に積層配置した第１，第２空芯コイルとを具備し、第１空芯コイルのトルク発生に寄与する半径方向延伸部は、回動中心に対して略放射状に形成し、第２空芯コイルのトルク発生に寄与する半径方向延伸部は、第１空芯コイルの半径方向延伸部と配設角度を異ならせて配設し、第２空芯コイルの軸方向厚みが、第１空芯コイルの軸方向厚みよりも小さいことを特徴とする。
【００２３】
この構成によると、第１空芯コイルと第２空芯コイルとから発生する駆動力が同等となり、それらの合力は、磁気ヘッドの移動方向に対して垂直方向のみの偶力となる。つまり、軸受部に対する加振力が発生しない。
本発明の請求項５に記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に配設されトルク発生に寄与する半径方向延伸部の配設角度が互いに異なる複数個の可動コイルとを具備し、前記可動コイルを互いに前記回動の軸方向に積層配置して構成するとともに、前記可動コイルの内、少なくとも一方のコイルの半径方向延伸部を接続する回動中心側の線素部を回動中心に対して略同心状に形成したことを特徴とする。
【００２４】
この構成によると、コイルの内、少なくとも一方のコイルの半径方向延伸部を接続する回動中心側の線素部を回動中心に対して略同心状に形成したものであり、回動中心側にコイルをより近接して配設できる。
本発明の請求項６に記載のボイスコイルモータは、回動支持軸の方向に空隙を介して対向する一対のヨークと、前記ヨークの空隙内で少なくとも一方の前記ヨークに固着した永久磁石と、前記永久磁石と前記ヨークとから形成される磁気空隙内に回動自在に配設されトルク発生に寄与する半径方向延伸部の配設角度が互いに異なる複数個の可動コイルとを具備し、前記可動コイルを、互いに軸方向に積層配置して構成するとともに、積層配置した前記可動コイルの内、少なくともいずれか一方の所定の領域が前記回動の軸方向に加圧圧縮されて塑性変形していることを特徴とする。
【００２５】
この構成によると、各々のコイルの総厚みに対して、積層時の総厚みを薄くできる。
本発明の請求項７に記載のボイスコイルモータは、請求項６において、コイルの材質を、アルミニウム成分を含む材質としたものであり、塑性加工が容易にできる。
【００２６】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図５は実施の形態１を示す。
図１および図２において、ヘッドキャリッジ１４は、回動中心軸Ｏを中心に軸受１５に回動自在に支持されている。可動コイル１３は、対をなす２つの第１，第２空芯コイル５１，５２で構成されており、第１，第２空芯コイル５１，５２は軸受１５の軸方向に積層して配置されてヘッドキャリッジ１４に一体的に保持されている。
【００２７】
第１，第２空芯コイル５１，５２の駆動力を発生する各々２つの半径方向延伸部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂのなす開き角θは、いずれも約６０度としている。この可動コイル１３の上下に可動コイル１３とは所定の隙間を介して一対のヨーク１１ａ，１１ｂが配置されており、下側ヨーク１１ｂの前記可動コイル１３側の面には永久磁石１２が固定されていて磁気回路を構成している。
【００２８】
図３は積層された可動コイル１３の斜視図である。第１，第２空芯コイル５１，５２は、同一形状を成しており、平面形状や厚み寸法だけでなく、引き出し線素の位置や寸法も同一の仕様としている。引き出し線素は、一般にコイルの内径側と外径側からそれぞれ引き出されて（図３では、５１ｃ，５２ｃと５１ｄ，５２ｄ）、図示していないが駆動回路に接続されるが、コイルの内径側から引き出される引き出し線素５１ｃ，５２ｃの線径分、局部的に第１，第２空芯コイル５１，５２の厚みが増加することになる。
【００２９】
図３では、引き出し線素５１ｃ，５１ｄ，５２ｃ，５２ｄが、半径方向延伸部の所定の領域に形成されており、コイル内径側から引き出される引き出し線素５１ｃ，５２ｃが形成される端面同志を互いに対向させて第１，第２空芯コイル５１，５２を積層配置している。
第２空芯コイル５２では、コイル内径側から引き出される引き出し線素５２ｃが下面側に配設されており、また、第１空芯コイル５１では、上面側に引き出し線素５１ｃが配設されている。引き出し線素５１ｃ，５２ｃを、積層された第１，第２空芯コイル５１，５２の隙間部Ｅ（図１参照）から引き出すことによって、可動コイル１３の総厚みの増加を回避している。
【００３０】
以上のように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を図４および図５を用いて説明する。
図４中のＮ，Ｓはそれぞれ永久磁石１２に着磁されている磁極を示す。矢印ｉ１，ｉ２はそれぞれ第１，第２空芯コイル５１，５２に流れる電流の方向、矢印ｆ１，ｆ２はそれぞれ第１，第２空芯コイル５１，５２に発生する駆動力、矢印Ｆはｆ１とｆ２の合力、Ｏは軸受１５の回動中心を示す。図５は全体の動作を模式的に表した図で、矢印Ｔは軸受１５回りに発生するトルクを表す。
【００３１】
第１空芯コイル５１に矢印ｉ１、第２空芯コイル５２に矢印ｉ２の方向にそれぞれ通電すると、永久磁石１２とヨーク１１ａ，１１ｂからなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ，５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２が図４で示す矢印の方向にそれぞれ発生する。可動コイル１３全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生することになる。
【００３２】
図５に示すように、可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生する合力Ｆは、ヘッドキャリッジ１４の先端に搭載された磁気ヘッド１６の移動方向Ｃに対して垂直な方向の偶力になるため、軸受１５には回動中心ＯまわりのトルクＴのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない。したがって、軸受１５やヘッドキャリッジ１４は振動することがなく、その結果、磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。
【００３３】
以上のように本実施の形態によれば、積層配置したコイルの形状を同一形状とし、また、コイルの引き出し線素を半径方向延伸部の所定の領域に形成し、かつ引き出し線素が引き出されるコイルの端面側同志を互いに対向させてコイルを積層配置したことにより、互いのコイルは、引き出し線素の構成も含めてすべて同一形状となる。つまり、コイルの仕様が一種類であるため、コイルを生産するための生産設備（巻線機など）が同一のもので対応できる。また、材料管理、品質管理などの管理項目も削減できる。したがって、生産性が向上し、低コスト化が図れる。
【００３４】
（実施の形態２）
図６と図７は実施の形態２を示す。
図６および図７において、ヘッドキャリッジ１４、軸受１５、ヨーク１１ａ、１１ｂ、永久磁石１２は、図１の構成と同様なものである。図１の構成と異なるのは、可動コイル１３を構成する第１空芯コイル５１と第２空芯コイル５２との回動中心Ｏに対する近接距離が異なる点である。
【００３５】
具体的には、図６では、回動中心Ｏに対する第１空芯コイル５１の近接距離Ｌ１よりも第２空芯コイル５２の近接距離Ｌ２が短くなるように各々の第１，第２空芯コイル５１，５２を配設している。
以上のように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を説明する。基本の動作原理は、実施の形態１と同様であるため、図４を用いて説明する。
【００３６】
第１，第２空芯コイル５１，５２に通電することにより、永久磁石１２とヨーク１１からなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ，５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２がそれぞれ発生する。可動コイル１３全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが、可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生し、磁気ヘッド（図示せず）のトラッキング動作を行う。
【００３７】
また、図６に示すように、第１空芯コイル５１の近接距離Ｌ１よりも第２空芯コイル５２の近接距離Ｌ２が短くなるように可動コイル１３を配設しているため、第２空芯コイル５２の回動中心側の半径方向延伸部の同志を接続する線素部（Ｊ部）は永久磁石１２に対して対向しておらず、そのため、Ｊ部に鎖交する磁束量が低減される。
【００３８】
したがって、第２空芯コイル５２のＪ部からの力の発生が回避でき、軸受１５に加わる加振力が低減される。つまり、軸受１５やヘッドキャリッジ１４の振動が低減でき、その結果、磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。
以上のように本実施の形態によれば、回動中心に対する第２空芯コイルの近接距離を、第１空芯コイルの近接距離よりも短くすることによって、第２空芯コイルの回動中心側の半径方向延伸部を接続する線素部からの力の発生を回避できる。したがって、軸受部に加わる加振力が低減され、磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。
【００３９】
（実施の形態３）
図８と図９は実施の形態３を示す。
図８において、ヘッドキャリッジ１４、軸受１５、ヨーク１１ａ，１１ｂ、永久磁石１２は、図６の構成と同様なものである。図６の構成と異なるのは、可動コイル１３を構成する第１、第２空芯コイル５１，５２の軸方向厚みが異なる点である。
【００４０】
図８では、第２空芯コイル５２の軸方向厚みを第１空芯コイル５１の軸方向厚みよりも小さくしている。また、第１，第２空芯コイル５１，５２の半径方向延伸部に発生する力が等しくなるように、各々のコイルの巻数が設定されている。以上のように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を説明する。基本の動作原理は、実施の形態１と同様であるため、図４を用いて説明する。
【００４１】
第１，第２空芯コイル５１，５２に通電することにより、永久磁石１２とヨーク１１ａ，１１ｂからなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ，５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２がそれぞれ発生する。可動コイル１３全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生し、磁気ヘッド（図示せず）のトラッキング動作を行う。
【００４２】
なお、図９（ａ）（ｂ）に示すように、永久磁石１２に対する第１，第２空芯コイル５１，５２の対向面積は、第２空芯コイル５２の方が大きい（図９（ａ）（ｂ）では、半径方向延伸部５２ａ，５２ｂの対向面積が５１ａ，５１ｂの対向面積よりも大きい）。しかしながら、第２空芯コイル５２は、軸方向厚みを小さくして所定の巻数に設定しているため、永久磁石１２に対向する第２空芯コイル５２の対向面積の増加分と巻数の減少分が相殺されて、第２空芯コイル５２に発生する駆動力ｆ２と第１空芯コイル５１に発生する駆動力ｆ１とが、ほぼ等しくなる。
【００４３】
したがって、ｆ１とｆ２の合力Ｆ（図示せず）は、軸受周りの偶力となり、軸受１５には回動中心Ｏまわりのトルクのみが発生し、ラジアル荷重は発生しない。その結果、軸受１５やヘッドキャリッジ１４は振動することがなく、磁気ヘッドの位置決めの精度が向上する。
以上のように本実施の形態によれば、第２空芯コイルの軸方向厚みを、第１空芯コイルの軸方向厚みよりも小さくする（第１空芯コイルに対して鎖交する磁束量が大きな第２空芯コイルの巻数を削減する）ことにより、第１空芯コイルと第２空芯コイルとから発生する駆動力（ｆ１，ｆ２）が等しくなり、それらの合力は、磁気ヘッドの移動方向に対して垂直方向のみの偶力となる。したがって、磁気ヘッド位置決めの際に軸受部に対してラジアル荷重が作用しない、高精度位置決めが可能なボイスコイルモータが得られる。
【００４４】
また、コイルの軸方向の総厚みが小さくなるため、装置の小型化・薄型化を実現することができる。さらに、永久磁石とヨークで構成される磁気回路の空隙距離が短く、レラクタンスも小さくなるので、その結果コイルに鎖交する磁束を大きくすることができる。したがって、高効率なボイスコイルモータが実現できる。
【００４５】
（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態４を示す。
図１０において、ヘッドキャリッジ１４、軸受１５、ヨーク１１ａ，１１ｂ、永久磁石１２は、図６と図８の構成と同様なものである。図６と図８の構成と異なるのは、可動コイル１３を構成する第１，第２空芯コイル５１，５２の半径方向延伸部を接続する回動中心側線素部の形状が異なる点である。
【００４６】
図１０では、第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂを接続する回動中心側の線素部を回動中心Ｏに対して略同心状に形成している。なお、この線素部の形状は、空芯部に対して凹状となるため、一般に巻線処理後、成型されたものである。
以上のように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を説明する。
【００４７】
基本の動作原理は実施の形態１と同様であるため、図４を用いて説明する。
第１，第２空芯コイル５１，５２に通電することにより、永久磁石１２とヨーク１１ａ，１１ｂからなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ，５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２がそれぞれ発生する。
【００４８】
可動コイル１３全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生し、磁気ヘッド（図示せず）のトラッキング動作を行う。
なお、第２空芯コイル５２の配設位置は、ボイスコイルモータの専有面積に対して大きく影響する。図１０に示すように、第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂを接続する回動中心側の線素部は、回動中心Ｏに対して略同心状に形成しているため、第２空芯コイル５２が軸受１５に対して、より近接して配置することが可能となる。
【００４９】
したがって、第１空芯コイル５１、永久磁石１２、ヨーク１１ａ，１１ｂも軸受１５に対して近接できるため、Ｌ３寸法を短くすることができ、ボイスコイルモータの小型化が可能となる。
以上のように本実施の形態によれば、第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂを接続する回動中心側の線素部を回動中心Ｏに対して略同心状に形成することにより、第２空芯コイル５２だけでなく、ボイスコイルモータの主要部品（第１空芯コイル５１、永久磁石１２、ヨーク１１ａ，１１ｂなど）を軸受１５に対して近接配置することができる。
【００５０】
したがって、ボイスコイルモータの専有面積が削減でき、装置全体の小型化が可能なボイスコイルモータを実現できる。
（実施の形態５）
図１１〜図１３は本発明の実施の形態５を示す。
図１１において、ヘッドキャリッジ１４、軸受１５、ヨーク１１ａ，１１ｂ、永久磁石１２は、図６と図８の構成と同様なものである。図６と図８の構成と異なるのは、積層される第１，第２空芯コイル５１，５２のお互いの対向面である半径方向延伸部の所定領域が軸方向に加圧圧縮されて塑性変形している点である。
【００５１】
図１２と図１３では、お互いが対向する半径方向延伸部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂの所定領域が塑性変形されており、軸方向の厚みがそれぞれ局部的に薄くなっている。なお、この塑性変形は、一般にプレス加工等によってあらかじめ加工されたものであり、その加工を容易とするためコイル材をアルミニウムで構成している。また、お互いが対向する半径方向延伸部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂの所定領域を塑性変形しているため、第１，第２空芯コイル５１，５２のそれぞれの厚みに対して、積層時の総厚みが薄く構成されている。
【００５２】
以上のように構成されたボイスコイルモータについて、その動作を説明する。基本の動作原理は、実施の形態１と同様であるため、図４を用いて説明する。第１，第２空芯コイル５１，５２に通電することにより、永久磁石１２とヨーク１１からなる磁気回路によって形成される磁界により、第１空芯コイル５１の半径方向延伸部５１ａ、５１ｂには駆動力ｆ１が、また第２空芯コイル５２の半径方向延伸部５２ａ，５２ｂには駆動力ｆ２がそれぞれ発生する。可動コイル１３全体としてはｆ１，ｆ２の合力である力Ｆが可動コイル１３のそれぞれの半径方向延伸部に発生し、磁気ヘッド（図示せず）のトラッキング動作を行う。
【００５３】
以上のように本実施の形態によれば、積層配置したコイルの内、少なくともいずれか一方の所定の領域を軸方向に加圧圧縮して塑性変形することにより、各々のコイルの厚みに対して、積層時のコイルの総厚みが削減できる。
したがって、ボイスコイルモータの薄型化が可能となる。また、永久磁石とヨークで構成される磁気回路の空隙距離が短く、レラクタンスも小さくなるので、その結果、コイルに鎖交する磁束を大きくすることができる。したがって、高効率なボイスコイルモータが実現できる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、第１，第２空芯コイル５１，５２をあらかじめ成型した後、積層する構成としているが、なにもこの構成にこだわることはなく、第１，第２空芯コイル５１，５２を積層固着する段階で、同時に加圧圧縮して塑性変形させてもよく、組み立て工程の手順は問わないものである（図示せず）。
また、本実施の形態では、第１，第２空芯コイル５１，５２のお互いが対向する半径方向延伸部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂの所定の領域を塑性変形しているが、第１，第２空芯コイル５１，５２端面の全領域を塑性変形したものであってもよい（図示せず）。さらに、本実施の形態では、コイル材をアルミニウムで構成しているが、一般的な銅系などの材質であってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように第１の発明によれば、積層配置したコイルの形状を同一形状とし、引き出し線素が引き出されるコイルの端面同志を互いに対向させて積層配置したことによって、積層配置した互いのコイルは、引き出し線素の構成も含めて同一形状となる。つまり、コイルの仕様が一種類であるため、生産性が向上し、コストダウンが図れるという優れた効果が得られる。
【００５６】
第２の発明によれば、回動中心に対する第２空芯コイルの近接距離を、第１空芯コイルの近接距離よりも短くすることによって、第２空芯コイルの回動中心側の半径方向延伸部を接続する線素部からの力の発生を回避できる。したがって、コイルに発生する力は、半径方向延伸部からの力だけとなり、軸受部に加わる加振力が低減され、磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。
【００５７】
第３の発明によれば、第２空芯コイルの軸方向厚みを、第１空芯コイルの軸方向厚みよりも小さくする（第１空芯コイルに対して鎖交する磁束量が大きな第２空芯コイルの巻数を削減する）ことにより、第１空芯コイルと第２空芯コイルとから発生する駆動力が等しくなり、それらの合力は、磁気ヘッドの移動方向に対して垂直方向のみの偶力となる。したがって、磁気ヘッド位置決めの際に軸受部に対してラジアル荷重が作用しない、狭トラック化に対応する高精度位置決めが可能なボイスコイルモータが実現できる。
【００５８】
また、コイルの軸方向の総厚みが小さくなるため、装置の小型化・薄型化を実現することができる。さらに、永久磁石とヨークで構成される磁気回路の空隙距離が短く、レラクタンスも小さくなるので、その結果コイルに鎖交する磁束を大きくすることができる。したがって、高効率なボイスコイルモータが実現できる。
【００５９】
第４の発明によれば、第２空芯コイルの半径方向延伸部を接続する内径側の線素部を回動中心に対して略同心状に形成することにより、第２空芯コイルだけでなく、ボイスコイルモータの主要部品（第１空芯コイル、永久磁石、ヨーク）などを軸受に対して近接配置することができる。したがって、ボイスコイルモータの専有面積が削減でき、装置全体の小型化が可能なボイスコイルモータを実現できる。
【００６０】
第５の発明によれば、積層配置したコイルの内、少なくともいずれか一方の所定の領域を軸方向に加圧圧縮して塑性変形することにより、各々のコイルの厚みに対して、積層時のコイルの総厚みが削減できる。
したがって、ボイスコイルモータの薄型化が可能となる。また、永久磁石とヨークで構成される磁気回路の空隙距離が短く、レラクタンスも小さくなるので、その結果コイルに鎖交する磁束を大きくすることができる。したがって、高効率なボイスコイルモータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のボイスコイルモータの平面図
【図２】同実施の形態１のボイスコイルモータの断面図
【図３】同実施の形態１のコイルの斜視図
【図４】同実施の形態１のボイスコイルモータの動作説明図
【図５】同実施の形態１のボイスコイルモータの動作を説明するための模式図
【図６】本発明の実施の形態２のボイスコイルモータの平面図
【図７】同実施の形態２のボイスコイルモータの断面図
【図８】本発明の実施の形態３のボイスコイルモータの断面図
【図９】同実施の形態３のボイスコイルモータの動作説明図
【図１０】本発明の実施の形態４のボイスコイルモータの平面図
【図１１】本発明の実施の形態５のボイスコイルモータの断面図
【図１２】同実施の形態５のコイルの斜視図
【図１３】同実施の形態５のコイルの構成を説明するための斜視図
【図１４】従来のボイスコイルモータの斜視図
【図１５】従来のボイスコイルモータの動作説明図
【図１６】従来のボイスコイルモータの平面図
【図１７】従来のボイスコイルモータの断面図
【図１８】従来のボイスコイルモータの動作説明図
【図１９】従来のボイスコイルモータの動作を説明するための模式図
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ  ヨーク
１２  永久磁石
１３  コイル
１４  ヘッドキャリッジ
１５  軸受
１６  磁気ヘッド
５１  第１空芯コイル
５２  第２空芯コイル
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ  半径方向延伸部
５１ｃ，５１ｄ，５２ｃ，５２ｄ  引き出し線素
【図１】
0003664606.tif 000002
【図２】
0003664606.tif 000003
【図３】
0003664606.tif 000004
【図４】
0003664606.tif 000005
【図５】
0003664606.tif 000006
【図６】
0003664606.tif 000007
【図７】
0003664606.tif 000008
【図８】
0003664606.tif 000009
【図９】
0003664606.tif 000010
【図１０】
0003664606.tif 000011
【図１１】
0003664606.tif 000012
【図１２】
0003664606.tif 000013
【図１３】
0003664606.tif 000014
【図１４】
0003664606.tif 000015
【図１５】
0003664606.tif 000016
【図１６】
0003664606.tif 000017
【図１７】
0003664606.tif 000018
【図１８】
0003664606.tif 000019
【図１９】
0003664606.tif 000020