(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、該磁気ディスクに対して情報信号を記録再生する磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを上記磁気ディスク上の所望の位置に移動させるアクチュエータと、該アクチュエータに駆動力を与えるボイスコイルモータを備える磁気ディスク装置において、
上記アクチュエータは一端に磁気ヘッドを他端にループ状のコイルを搭載し、ピボット軸の回りに回転可能であり、
上記ボイスコイルモータは、上記コイルに対向し磁界を発生する扁平状のマグネットと、該マグネットからの磁界を上記コイルに印加するヨークを有し、
上記マグネットには、上記ピボット軸から見てその最遠端部に、上記マグネットからの漏洩磁束の前記コイルに印加される水平磁界成分を吸収する、軟磁性体を材料とする磁束誘導部を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
前記ピボット軸から見て前記コイルの最遠部は、前記マグネットの最遠端部よりも外側に位置し、
前記磁束誘導部は、前記マグネットの最遠端部と前記コイルの最遠部との間に設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気ディスク装置において、
前記マグネットには、さらに、前記ピボット軸から見てその最近端部に、該マグネットからの漏洩磁束の前記コイルに印加される水平磁界成分を吸収する、軟磁性体を材料とする磁束誘導部を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置において、
前記磁束誘導部は前記ヨークと一体にて形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
アクチュエータの一端にループ状のコイルを搭載し、該コイルを介して上記アクチュエータに上記コイルの面内方向の駆動力を与えるボイスコイルモータにおいて、
上記コイルに対向し磁界を発生する扁平状のマグネットと、
該マグネットからの磁界を上記コイルに印加するヨークを有し、
上記マグネットには、上記コイルの駆動方向と平行な端部に、上記マグネットからの漏洩磁束の前記コイルに印加される水平磁界成分を吸収する、軟磁性体を材料とする磁束誘導部を設けたことを特徴とするボイスコイルモータ。
【請求項６】
請求項５記載のボイスコイルモータにおいて、
前記コイルのうち駆動方向と平行なコイル片は、前記マグネットの端部よりも外側に位置し、
前記磁束誘導部は、前記マグネットの端部と前記コイル片との間に設けたことを特徴とするボイスコイルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク装置に関し、さらに詳細には、磁気ヘッドを高精度に位置決めするボイスコイルモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、磁気ヘッドを一端に搭載したアクチュエータをアクチュエータの回転軸であるピボット軸回りに回転駆動することにより、磁気ヘッドを磁気ディスク上の任意の半径位置に位置決めし、記録・再生を行う。アクチュエータの他端にはコイルが搭載され、磁気ディスクの筐体に固定されたボイスコイルモータにより、アクチュエータを回転させるために駆動力を発生する。ボイスコイルモータは、磁束を発生するマグネットと、磁気回路を形成するために軟磁性体を材料とするヨークで構成される。
【０００３】
ボイスコイルモータの一例として、例えば特許文献１には、外部に対する漏洩磁束の発生を有効に抑制することを目的に、マグネットの少なくとも一方の側端面部分に補助ヨークを装備した構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１２２９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボイスコイルモータはアクチュエータをコイル面と平行な方向に回転させる力を発生するものであるが、その構成や形状、組み立てばらつき等により、コイル面と垂直な方向、すなわちピボット軸と平行な方向に力が生じることがある。この力は、コイルの移動平面に対して垂直方向であるため「面外加振力」と呼ばれる。面外加振力は、マグネットからコイルに印加される磁界が、コイル面に垂直な成分だけでなく、コイル面に平行な成分を持つことにより発生する。特にコスト低減を目的としマグネットを１枚のみで構成したボイスコイルモータにおいて、面外加振力は大きくなる。
【０００６】
面外加振力が大きい場合には、アクチュエータの一部であるコイルが上下に振動するため、磁気ヘッドも微小に振動する。その結果、磁気ヘッドの所定の記録トラックへの位置決め精度を悪化させ、磁気ディスク装置の大容量化を阻む要因となっている。
【０００７】
前記特許文献１に記載される技術は、ボイスコイルモータから外部の部品に対して発生する漏洩磁束を抑制するための構造であって、上記したボイスコイルモータ内部の面外加振力発生の課題を解決するものではない。
【０００８】
本発明の目的は、ボイスコイルモータにおいてコイルに作用する面外加振力を低減し、磁気ヘッドの振動を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、磁気ディスクと、磁気ディスクに対して情報信号を記録再生する磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスク上の所望の位置に移動させるアクチュエータと、アクチュエータに駆動力を与えるボイスコイルモータを備える磁気ディスク装置において、アクチュエータは一端に磁気ヘッドを他端にループ状のコイルを搭載し、ピボット軸の回りに回転可能であり、ボイスコイルモータは、コイルに対向し磁界を発生する扁平状のマグネットと、マグネットからの磁界をコイルに印加するヨークを有し、マグネットには、ピボット軸から見てその最遠端部に、マグネットからの漏洩磁束を吸収する磁束誘導部を設けた構成とする。
【００１０】
好ましくは、ピボット軸から見てコイルの最遠部は、マグネットの最遠端部よりも外側に位置し、磁束誘導部は、マグネットの最遠端部とコイルの最遠部との間に設ける。
【００１１】
本発明は、アクチュエータの一端にループ状のコイルを搭載し、コイルを介してアクチュエータにコイルの面内方向の駆動力を与えるボイスコイルモータにおいて、コイルに対向し磁界を発生する扁平状のマグネットと、マグネットからの磁界をコイルに印加するヨークを有し、マグネットには、コイルの駆動方向と平行な端部に、マグネットからの漏洩磁束を吸収する磁束誘導部を設けた構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コイルに作用する面外加振力が低減され、磁気ヘッドの振動を抑制できる。これより、磁気ヘッドの位置決め精度が向上し、磁気ディスク装置の大容量化に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１は、本発明を適用した磁気ディスク装置の一実施例を示す斜視図である。
磁気ディスク装置では、磁気ヘッド１０を搭載したアクチュエータ１１がピボット軸７を中心に回転可能に支持される。アクチュエータ１１の他端の近傍では、ベース１３に取り付けられたボイスコイルモータ１はアクチュエータ１１を回転させる駆動力を発生し、磁気ヘッド１０を磁気ディスク１２上の所望の半径位置へ移動させる。磁気ヘッドは、磁気ディスク１２に対して情報信号の記録・再生を行う。
【００１４】
図２は、本発明によるボイスコイルモータ１の第１の実施例を示す分解斜視図である。また、図３は、ボイスコイルモータ１の上面透視図を示す。
【００１５】
ボイスコイルモータ１は磁界を発生させる扁平状のマグネット５、アクチュエータの他端に取り付けられた平面ループ状のコイル２、磁気回路を形成しマグネット磁界をこれに対向するコイル２に効率的に印加するアップヨーク３とダウンヨーク４で構成する。マグネット５はアップヨーク３とダウンヨーク４の両側に装着する場合もあるが、ここでは低コスト化のためアップヨーク３側のみに装着した場合を示す。またマグネット５は、分極線５ｃを境界に両側で逆極性に着磁されている。
【００１６】
本実施例では、マグネット５の端面５ａには、新たに軟磁性体を材料とする磁束誘導部６を形成し、マグネット５からの漏洩磁束を吸収する構成とした。この端面５ａは、ピボット軸７から見てマグネット５の反対側に位置する略円弧状の端面である。この端面５ａはピボット軸７から最も遠い位置にあることから、以下、「マグネット最遠端部」と呼ぶ。またマグネット最遠端部５ａでは、コイル２の一片２ａが近接して回転移動する。このコイル片２ａは、ピボット軸７から最も遠い位置であることから、以下、「コイル最遠部」と呼ぶ。コイル最遠部２ａは、マグネット最遠端部５ａよりも外側に配置する。そして磁束誘導部６の形状は、マグネット５とほぼ同一の高さ（厚み）とし、その幅は、好ましくは対向するコイル最遠部２ａの内側に収まる寸法とした。
【００１７】
図４は、ボイスコイルモータの駆動原理を説明する図である。ループ状のコイル２にはマグネット５からの磁界が印加されるが、マグネット５は左右で逆方向に着磁されており、マグネット５を横切る直線状のコイル片２ｂとコイル片２ｃは互いに逆方向の垂直磁界Ｈを受ける。コイル２に電流Ｉを流すことにより、コイル片２ｂとコイル片２ｃには水平方向の駆動力Ｆが発生し、アクチュエータ１１をディスク面内方向に回転駆動する。
【００１８】
一方コイル片２ａ（コイル最遠部）はマグネット５の直下にはないもののマグネット５の端面近傍に位置するため、水平方向の磁界成分Ｈ’を受ける。その結果、垂直方向の駆動力Ｆ’が発生しアクチュエータ１１に対して面外加振力を与える要因となる。
【００１９】
図５は図２、図３で示したボイスコイルモータ１の断面図を示す。
（ａ）は図３におけるＡ−Ａ方向の断面であり、マグネット５とコイル片２ａ，２ｄが対向し、コイル片２ａ，２ｄはマグネット５からの垂直磁界Ｈの印加領域の外側に配置している。マグネット５のピボット軸７から見た最遠端部５ａには磁束誘導部６を設けている。磁束誘導部６の幅は近接するコイル片（コイル最遠部）２ａを超えないように、ここではコイル最遠部２ａの内側に収まる寸法としている。また（ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ断面であり、マグネット５とこれを横切るコイル片２ｂ，２ｃが対向する。コイル片２ｂ，２ｃはマグネット５から互いに逆方向の垂直磁界Ｈを受け、駆動力Ｆが発生する。
【００２０】
図５（ａ）においてマグネット５の最遠端部５ａでは磁界の水平成分Ｈ’が発生し、コイル片２ａに対して垂直方向の駆動力Ｆ’を発生することになる。本実施例では磁束誘導部６によりこれを低減するものであるが、以下、この作用について説明する。
【００２１】
図６は、図５（ａ）のマグネット５の最遠端部５ａにおける磁界分布の解析結果を示す。（ａ）は比較のために従来構造の場合、（ｂ）（ｃ）は端部に磁束誘導部を設け、（ｂ）は磁束誘導部の幅Ｗが大の場合、（ｃ）は幅Ｗが小の場合である。
【００２２】
（ａ）に示すように磁束誘導部のない従来構造では、マグネット最遠端部５ａからの磁束は垂直にダウンヨーク４に到達せずに、一部はアップヨーク３に戻り漏洩磁束となる。このため、コイル片（コイル最遠部）２ａには矢印で示す水平磁界成分Ｈ’が印加し、垂直方向の駆動力（面外加振力）Ｆ’が発生してしまう。
【００２３】
これに対し（ｂ）の実施例では、マグネット最遠端部５ａに磁束誘導部６を設け、その幅Ｗをコイル片２ａを覆う寸法とした。マグネット最遠端部５ａからの漏洩磁束は磁束誘導部６に吸収されるため、コイル片２ａに印加する水平磁界成分Ｈ’は低減し駆動力Ｆ’も減少する。
【００２４】
さらに（ｃ）の実施例では、磁束誘導部６の幅Ｗをコイル片２ａの内側に収まる寸法とした。この場合にも、マグネット最遠端部５ａからの漏洩磁束は磁束誘導部６に吸収されるが、磁束誘導部６をコイル片２ａから遠ざけたので、コイル片２ａに印加する水平磁界成分Ｈ’はさらに低減する。この場合の具体的な寸法例を示せば、アップヨーク厚＝１．０ｍｍ、ダウンヨーク厚＝１．０ｍｍ、マグネット厚＝１．３５ｍｍ、磁束誘導部幅Ｗ＝０．６ｍｍである。なお、好適な磁束誘導部幅Ｗはマグネットの寸法に依存するので、マグネットの寸法に対してＷが過小であると水平磁界成分Ｈ’の低減効果は小さくなる。
【００２５】
図７は、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）の各構造において、磁界解析結果を基にボイスコイルモータの面外加振力を定量的に比較した図である。縦軸は面外加振力Ｆ’であり、（ａ）の磁束誘導部のない従来構造の場合のＦ’値を１として正規化している。
【００２６】
（ｂ）のように磁束誘導部６の幅Ｗが大きい場合は、面外加振力Ｆ’が０．７１となり、従来構造と比較して２９％だけ低減している。さらに（ｃ）のように幅Ｗが小さい場合はＦ’が０．６１となり、（ｂ）の場合よりもさらに１０％低減している。これより、（ｃ）のように磁束誘導部６の幅Ｗをコイル片２ａの内側に収まる寸法とした場合に、面外加振力の低減効果が最も大きいことが分かる。このことより、磁束誘導部６の形成位置は、ピボット軸７から見てマグネット最遠端部５ａであって、コイル最遠部２ａの内側の領域に設けるのが最適であると言える。この結果、ボイスコイルモータにおいてコイルに作用する面外加振力を大幅に低減し、磁気ディスク装置における磁気ヘッドの振動を抑制することができる。
【００２７】
以上の実施例では、ボイスコイルモータの片側のヨーク（アップヨーク）のみにマグネットを有し、そのマグネットの最遠端部に磁束誘導部を設けた場合を述べたが、以下、他の実施例を説明する。
【００２８】
図８は、本発明によるボイスコイルモータの第２の実施例を示す断面図である。本実施例は、上下両側のヨーク（アップヨーク３とダウンヨーク４）にそれぞれマグネット５，５’を有する場合であって、それぞれのマグネット最遠端部５ａ，５ａ’において、コイル最遠部２ａの内側に磁束誘導部６，６’を設けた。上下にマグネットを有する構造であっても、上下のヨークやマグネットの形状の差、コイルとマグネットの位置ずれにより面外加振力が発生することがある。本実施例の磁束誘導部６，６’を設けることで、面外加振力を確実に抑制することができる。
【００２９】
図９は、本発明によるボイスコイルモータの第３の実施例を示す断面図である。本実施例は、マグネット５の最遠端部５ａにおいて磁束誘導部６ａを設けるだけでなく、ピボット軸７側のマグネット端部（マグネット最近端部）５ｄにおいても磁束誘導部６ｄを設ける構造とした。マグネット最近端部５ｄにおいても、これに近接するコイル片（コイル最近部）２ｄはマグネット５からの水平磁界成分Ｈ”を受け、面外加振力Ｆ”発生の要因となる。この面外加振力Ｆ”はコイル片２ａにおける面外加振力Ｆ’に比較し加振トルクへの寄与は小さいものの、これを低減することで、磁気ヘッドの振動をさらに抑制するために有効である。
【００３０】
図１０は、本発明によるボイスコイルモータの第４の実施例を示す断面図である。上記した各実施例では、磁束誘導部６としてヨークとは別の部材を設けたが、本実施例ではアップヨーク３と磁束誘導部６ｅを同一部品としている。すなわち、アップヨーク３と磁束誘導部６ｅをプレス加工等により一体的に形成できるため、部品の低コスト化が図られる。
【００３１】
また図１１は、図１０の第４の実施例の変形例を示す図である。この例では、磁束誘導部６ｆをアップヨーク３の曲げ加工で一体的に形成している。これにより、さらに部品の低コスト化が図られる。
【００３２】
以上述べた各実施例は一例であり、各部材の形状や寸法は適宜変更しても本発明は有効である。また、各実施例を組み合わせた構造においても本発明は有効であることは言うまでもない。
【００３３】
また、本発明によるボイスコイルモータは、磁気ディスク装置だけでなく、カメラや微細加工機、ＸＹステージなどのアクチュエータとしても適用可能である。その場合、ボイスコイルモータのマグネットには、コイルの駆動方向と平行な端部に、マグネットからの漏洩磁束を吸収する磁束誘導部を設ければよい。好ましくは、コイルのうち駆動方向と平行なコイル片はマグネットの端部よりも外側に位置し、磁束誘導部は、マグネットの端部とコイル片との間に設けることで、面外加振力を抑制した高精度のアクチュエータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を適用した磁気ディスク装置の一実施例を示す斜視図。
【図２】本発明によるボイスコイルモータ１の第１の実施例を示す分解斜視図。
【図３】図２のボイスコイルモータ１の上面透視図。
【図４】ボイスコイルモータの駆動原理を説明する図。
【図５】図２、図３のボイスコイルモータ１の断面図。
【図６】マグネット最遠端部５ａにおける磁界分布の解析結果。
【図７】図６の磁界解析結果を基に面外加振力を比較した図。
【図８】本発明によるボイスコイルモータの第２の実施例を示す断面図。
【図９】本発明によるボイスコイルモータの第３の実施例を示す断面図。
【図１０】本発明によるボイスコイルモータの第４の実施例を示す断面図。
【図１１】図１０の実施例の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１…ボイスコイルモータ、
２…コイル、２ａ…コイル最遠部、２ｂ，２ｃ，２ｄ…コイル片、
３…アップヨーク、
４…ダウンヨーク、
５，５’…マグネット、５ａ，５ａ’…マグネット最遠端部、５ｃ…分極線、
６，６’，６ａ，６ｄ，６ｅ，６ｆ…磁束誘導部、
７…ピボット軸、
１０…磁気ヘッド、
１１…アクチュエータ、
１２…磁気ディスク、
１３…ベース。
【図１】
0005352090.tif 000002
【図２】
0005352090.tif 000003
【図３】
0005352090.tif 000004
【図４】
0005352090.tif 000005
【図５】
0005352090.tif 000006
【図６】
0005352090.tif 000007
【図７】
0005352090.tif 000008
【図８】
0005352090.tif 000009
【図９】
0005352090.tif 000010
【図１０】
0005352090.tif 000011
【図１１】
0005352090.tif 000012