JPH02193562A - アクチュエータ - Google Patents

アクチュエータ

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Publication number
JPH02193562A
JPH02193562A JP7070489A JP7070489A JPH02193562A JP H02193562 A JPH02193562 A JP H02193562A JP 7070489 A JP7070489 A JP 7070489A JP 7070489 A JP7070489 A JP 7070489A JP H02193562 A JPH02193562 A JP H02193562A
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JP
Japan
Prior art keywords
pole
poles
movable armature
permanent magnet
movable
Prior art date
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Pending
Application number
JP7070489A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Arita
陽二 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

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】 (産業上の利用分野) この発明は、アクチュエータ、特に光磁気記録装置やハ
ードディスクドライブ装置等の記録再生ヘッドのシーク
機構等、高速精密移動用のアクチュエータに関するもの
である。
〔従来の技術〕
第12図は従来例に係るボイスコイル型(以下VCMと
記す)アクチュエータを示している。このVCMは永久
磁石11が発生する磁束が磁気ヨ一り12に入るように
なっており、磁気ヨーク12の周囲に巻かれた可動用空
心コイル13は前記磁束を横切るように前記磁気ヨーク
12に沿って移動する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、VCMにおいては可動用空心コイル13が前記
永久磁石11と前記磁気ヨーク12の間に存在するため
Mi極間のギャップが大きく、したがって永久磁石11
の動作点としては低くならざるを得ないという欠点があ
った。つまり、永久磁石11が発生する磁束密度は永久
磁石11のエネルギー積の割には小さく、効率の低いア
クチュエータとならざるをえず、所望の推力を得るため
には可動用空心コイル13に大電流を流すといりた方法
が取られてきた。しかし、こうした方法はジュール熱に
よって記録装置内の各部品の熱膨張差を引き起し、時に
より書き込まれた情報の読み出しを困難にするといった
問題点があった。
この発明は、上記の点にかんがみなされたものであり、
構成が簡単で円滑な駆動を可能とする省エネルギー型の
アクチュエータを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかるアクチュエータは、コイルに通電した
ときにN極およびS極にある軟磁性体からなる2n個(
n=1.2,……)の突極を有する可動アーマチュアと
、この可動アーマチュアの進行方向に沿い片側に可動ア
ーマチュアの各突極当り2極の永久磁石およびこの永久
磁石の可動アーマチュアと反対側の面に設置された磁気
ヨークからなり、さらに、永久磁石として磁束量がN極
とS極の境界線に向うに従い漸次減少するように構成し
たものである。
そして、具体的には、永久磁石はN極とS極の両磁極が
均一に磁化されており、また、これらN極とS極の境界
部が最も薄く、可動アーマチュアの可動方向に向かい順
次厚く形成した磁極対を前記1突極の可動範囲としたも
のである。
また、永久磁石はN極とS極の境界部の高さ方向の距離
が最も短く、可動アーマチュアの可動方向に向かい順次
長く形成してもよい。
さらに、永久磁石はN極とS極の境界部付近での各極性
の磁束が最も少なく、可動アーマチュアの可動方向に向
かい順次多くなるようにすることもできる。
また、永久磁石は各磁極対において可動アーマチュアに
沿いS極はこのS極からN極に向かい、N極はこのN極
から隣接するN極に向かう成分値を含む磁化とすること
もできる。
そして、この発明のコイルは可動アーマチュアから分離
し固定することができる。
〔作用〕
この発明においては、コイルに通電することによって、
可動アーマチュアが所定方向に、位置に関係なく一定の
トルクで移動する。また、コイルが固定しており可動ア
ーマチュアのみが移動する。
〔実施例〕
第1図はこの発明によるアクチュエータの一実施例を示
す斜視図である。この図では整数n=1、つまり突極数
が2個の構成になっている。
第1図において、1は可動アーマチュアで、軟鉄のよう
な軟磁性材の積層体からなり、突g!2を備え、仮想線
で示す回転軸3を中心として回動しつる。4はコイルで
、可動アーマチュア1を大きく取り囲み固定されている
。5は永久磁石で、N極、S極が可動アーマチュア1に
ギャップを介して対向配置され、可動アーマチュア1は
永久磁石5に沿って移動する。この永久磁石5の形状は
、第2図に示すように、N極とS極の境界部が最も薄く
、可動アーマチュア1の突極2の1個の可動範囲℃の両
端に向い順次厚くなっている。第1図の場合では、永久
磁石5に接する磁気ヨーク6の面の永久磁石5を形状に
合せて突極2との距離がN極とS極の境界で小さく、可
動範囲1の両端に向かい順次大きくなっている。こうす
ることによって、突極2の可動範囲λの両端付近でのレ
ラクタンストルクや駆動トルクの変化を最小にすること
ができる。なお、gは突極2と永久磁石5とのエアーギ
ャップを示す。
コイル4に通電したときの駆動トルクと無通電状態での
レラクタンストルクを第3図に示す。
第3図から明らかなように、レラクタンストルクはほと
んど発生せず、駆動トルクも可動範囲においてほぼ一定
の値が得られる。また、この場合のようにコイル4を固
定している場合は、旋回するのは可動アーマチュア1だ
けであり、重量が小さくなりアクセスタイムを小さくす
ることができる。
このようにして、移動子を可動アーマチュア1としたた
め、永久磁石5と可動アーマチュア1とのエアーギャッ
プgは非常に小さくすることができ、永久磁石5の動作
点が高く、大きな磁束密度が得られ高出力のアクチュエ
ータが構成できる。
しかし、同じような構成で、永久磁石5が均一の厚さを
有し、したがって突極2と磁気ヨーク6との距離も可動
範囲β内で一定で、各N極およびS極を均一に完全に着
磁を施したとするとレラクタンストルクによるトルクリ
ップルが発生する。この場合、N極とS極の境界と可動
アーマチュア1の突極2の中央が向かい合った位置で可
動アーマチュア1が最も安定する。
第4図はこの状態でコイル4に通電したときのトルクと
無通電状態でのレラクタンストルクを可動アーマチュア
1の各位置に対して示したものである。なお、原点は可
動アーマチュア1の各突極2の中央が永久磁石5のN極
とS極の境界に一致した点とする。
第4図から明らかなように、トルクは可動アーマチュア
1の位置に依存し一定にはならない。
この発明では、レラクタンス力を無視できる程度まで減
少させ、かつ各位置における推力を一定に保つため種々
検討した結果、上述のように永久磁石5は実質的に各磁
極均−に磁化されており、N極とS極の境界部を最も薄
く、また、その境界から前記可動アーマチュア1の可動
範囲1の両端に向かい順次厚くすることにより、また、
望ましくは、さらに磁気ヨーク6と可動アーマチュア1
の突極2の距離がN極とS極の境界で最も狭く可動範囲
1の両端に向かい大きくすることによりトルクリップル
が発生しないアクチュエータが得られる。
なお、上記では可動アーマチュア1が回転軸3を軸にし
て回動する場合を示したが、永久磁石5、磁気ヨーク6
等を直線状に形成し、可動アーマチュア1の突極2も直
線状に配置して可動アーマチュア1が直線連動するよう
に構成することもできる。
また、コイル4は可動アーマチュア1に直接巻回しない
場合を示したが、可動アーマチュア1の重量が増加して
もよい場合にはコイル4を直接巻回することもできる。
第5図はこの発明の他の実施例を示す永久磁石5と磁気
ヨーク6を示す拡大斜視図で、第2図の実施例にように
磁気ヨーク6の厚みを変化させずに一定の厚みとしたも
ので、永久磁石5の内面側は一定の円弧面とならず凹凸
面となり突極2(第1図)とのギャップgが変化し、作
用効果は4第2図の実施例と同じとなる。
第6図はこの発明のさらに他の実施例を示すもので、こ
の永久磁石5の形状は、N極とS極の境界部の高さ方向
の距mhoが最も短く、可動アーマチュア1の突極2の
1個の可動範囲lの両端に向い順次厚くなっている。こ
うすることによって、突極2の可動範囲1の両端付近で
のレラクタンストルクや駆動トルクの変化を最小にする
ことができる。
第7図は同じくこの発明のさらに他の実施例を示すもの
で、永久磁石5と磁気ヨーク6の厚みを一定にし、着磁
の強さを変えることによりN極とS極の境界線に向かう
に従い漸次磁束量が減少するようにしたものである。
第10図に、第7図の実施例における表面磁束密度の絶
対値と位置との関係を示す。
第8図は同じくこの発明のさらに他の実施例を示すもの
で、第7図の実施例では着磁の強度で磁束分布を制御し
たが、第8図の実施例では着磁強度は実質的に一定とし
、永久磁石5の磁極、例えば5aの中に逆極性の補助磁
極5bをアーマチュアの可動方向に対して面積を順次変
化させるように構成して、結果としてN極とS極の境界
線に向かうに従って漸次磁束量を減少させたものである
第9図はこの発明のさらに他の実施例を示すもので、永
久磁石5のS極からN極に向うある一定の成分値を有す
るよう磁化方向を曲率半径方向に対し傾けた着磁を行う
ものである。
第11図に、第9図の実施例における磁束密度分布を示
す。このような磁化パターンにすることによってN極と
S極の境界で磁束量が少なく、可動アーマチュア1の可
動範囲りの両端に向い順次大きくなるようにすることが
できる。
なお、第1図の実施例ではコイル4を可動アーマチュア
1を励磁するように設けたが、磁気ヨーク6と永久磁石
5に捲回してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、コイルに通電したとき
にN極およびS極になる軟磁性体からなる2n個(n=
1.2,……)の突極を有する可動アーマチュアと、こ
の可動アーマチュアの進行方向に沿い、片側に前記可動
アーマチュアの各突極当り2極の永久磁石およびこの永
久磁石の前記可動アーマチュアと反対側の面に設置され
た磁気ヨークからなり、永久磁石としての磁束量がN極
とS極の境界線に向うに従い漸次減少するように構成し
たので、レラクタンストルクならびに駆動トルクの変化
を最小にすることができる。
また、コイルを可動アーマチュアに直接巻回しないので
、突極を囲み、かつ可動アーマチュアから分離して固定
することがでとるため、可動アーマチュアの重量が小さ
くなり、アクセスタイムを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す斜視略図、第2図は
、第1図の実施例における永久磁石と磁気ヨークを示す
拡大斜視図、第3図は、第1図の実施例のコイルに通電
したときの駆動トルクと無通電状態でのレラクタンスト
ルクの特性図、第4図は永久磁石の厚さが均一の場合に
コイルに通電したときの駆動トルクと無通電状態でのレ
ラクタンストルクの特性図、第5図、第6図、第7図。 第8図、第9図はこの発明の他の実施例をそれぞれ示す
永久磁石と磁気ヨークを示す拡大斜視図、第10図は、
第7図の実施例における表面磁束密度の絶対値と位置と
の関係を示す図、第11図は同じく第9図の実施例にお
ける表面磁束密度の絶対値と位置との関係を示す図、第
12図は従来のアクチュエータの一例を示す斜視図であ
る。 図中、1は可動アーマチュア、2は突極、3は回転軸、
4はコイル、5は永久磁石、6は磁気ヨーク、gはエア
ーギャップ、辺は可動範囲であ第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コイルに通電したときにN極およびS極になる軟
    磁性体からなる2n個(n=1,2,……)の突極を有
    する可動アーマチュアと、この可動アーマチュアの進行
    方向に沿い、片側に前記可動アーマチュアの各突極当り
    2極の永久磁石およびこの永久磁石の前記可動アーマチ
    ュアと反対側の面に設置された磁気ヨークとからなるア
    クチュエータにおいて、前記永久磁石を磁束量がN極と
    S極の境界線に向かうに従い漸次減少するように構成し
    たことを特徴とするアクチュエータ。
  2. (2)コイルに通電したときにN極およびS極になる軟
    磁性体からなる2n個(n=1,2,……)の突極を有
    する可動アーマチュアと、この可動アーマチュアの進行
    方向に沿い、片側に前記可動アーマチュアの各突極当り
    2極の永久磁石およびこの永久磁石の前記可動アーマチ
    ュアと反対側の面に設置された磁気ヨークからなるアク
    チュエータにおいて、前記永久磁石はN極とS極の両磁
    極が均一に磁化されており、また、これらN極とS極の
    境界部が最も薄く、前記可動アーマチュアの可動方向に
    向かい順次厚く形成した磁極対を前記1突極の可動範囲
    としたことを特徴とするアクチュエータ。
  3. (3)コイルに通電したときにN極およびS極になる軟
    磁性体からなる2n個(n=1,2,……)の突極を有
    する可動アーマチュアと、この可動アーマチュアの進行
    方向に沿い、片側に前記可動アーマチュアの各突極当り
    2極の永久磁石およびこの永久磁石の前記可動アーマチ
    ュアと反対側の面に設置された磁気ヨークからなるアク
    チュエータにおいて、前記永久磁石はN極とS極の両磁
    極が均一に磁化されており、また、これらN極とS極の
    境界部の高さ方向の距離が最も短く、前記可動アーマチ
    ュアの可動方向に向かい順次長く形成した磁極対を前記
    1突極の可動範囲としたことを特徴とするアクチュエー
    タ。
  4. (4)コイルに通電したときにN極およびS極になる軟
    磁性体からなる2n個(n=1,2,……)の突極を有
    する可動アーマチュアと、この可動アーマチュアの進行
    方向に沿い、片側に前記可動アーマチュアの各突極当り
    2極の永久磁石およびこの永久磁石の前記可動アーマチ
    ュアと反対側の面に設置された磁気ヨークからなるアク
    チュエータにおいて、前記永久磁石はN極とS極の境界
    部付近での各極性の磁束が最も少なく、前記可動アーマ
    チュアの可動方向に向かい順次多くなるように着磁を施
    した磁極対を前記1突極の可動範囲内に有していること
    を特徴とするアクチュエータ。
  5. (5)コイルに通電したときにN極およびS極になる軟
    磁性体からなる2n個(n=1,2,……)の突極を有
    する可動アーマチュアと、この可動アーマチュアの進行
    方向に沿い、片側に前記可動アーマチュアの各突極当り
    2極の永久磁石およびこの永久磁石の前記可動アーマチ
    ュアと反対側の面に設置された磁気ヨークからなるアク
    チュエータにおいて、前記永久磁石は各磁極対において
    前記可動アーマチュアに沿いS極はこのS極からN極に
    向かい、N極はこのN極から隣接するN極に向かう成分
    値を含む磁化を有しており、さらに、前記磁極対は前記
    1突極の可動範囲内に設けられていることを特徴とする
    アクチュエータ。
  6. (6)コイルが突極を囲み、かつ可動アーマチュアから
    分離し固定されていることを特徴とする請求項(1)乃
    至(5)のいずれかに記載のアクチュエータ。
JP7070489A 1988-03-28 1989-03-24 アクチュエータ Pending JPH02193562A (ja)

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JP7070489A JPH02193562A (ja) 1988-03-28 1989-03-24 アクチュエータ

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JP7192888 1988-03-28
JP63-71928 1988-03-28
JP63-258364 1988-10-15
JP7070489A JPH02193562A (ja) 1988-03-28 1989-03-24 アクチュエータ

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JP (1) JPH02193562A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006035239A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Hitachi Via Mechanics Ltd 揺動型アクチュエータ装置およびレーザ加工装置
JP2009060785A (ja) * 1997-08-22 2009-03-19 Mmt Sa 反対位相の2個の可動部品を備えた電磁アクチュエータ
EP3616801A4 (en) * 2017-05-25 2021-02-24 SPFX Studio Co., Ltd ALTERNATIVE MOVEMENT APPARATUS
US11949310B2 (en) 2020-01-15 2024-04-02 Minebea Mitsumi Inc. Vibration actuator with movable body with tip part of the core oscillating and a shaft part supporting the movable body on a side of a base

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