JP7569779B2

JP7569779B2 - ボイスコイルモータ用ヨーク及びボイスコイルモータ

Info

Publication number: JP7569779B2
Application number: JP2021181895A
Authority: JP
Inventors: 正樹金子; 啓介渡会; 拓也玉村
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2024-10-18
Anticipated expiration: 2041-11-08
Also published as: US20230141116A1; CN116094278A; JP2023069775A; US11823720B2; TW202324388A

Description

本発明は、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ用ヨーク及びボイスコイルモータに関する。

ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する。）はハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する。）内のアクチュエータを駆動するために用いられる磁気回路部品である。一般的にＨＤＤの動作中、アクチュエータに備え付けられたコイルに電流が流れるとローレンツ力によりアクチュエータはディスク上の特定の位置に移動して、アクチュエータ先端のヘッドを使用して、磁気ディスク上のデータの読み書きを行う。

ＨＤＤは、特許文献１に記載されているように、ＨＤＤの各部品の固有振動周波数が近くなると、共振が発生し、振動や騒音などの面で品質的な問題が生じることが知られている。特にＶＣＭについては、特許文献２に記載されているように、ＶＣＭの固有周波数とＶＣＭ以外のＨＤＤ構成部品の固有周波数が一致、または近接していると共振を起こしてアクチュエータが振動し、ディスクの読み書き動作に悪影響を及ぼしたり、騒音が発生する等の不具合が起きやすい。これを低減するために、従来よりＨＤＤ内の部品のそれぞれの固有振動数が一致、または近接しないように設計されることが一般的である。

特開２００６－３３１５４５号公報特開２０１５－１３０２２４号公報

一般的にＶＣＭは、一対のヨークと、各ヨークの内面に接着された円弧状の磁石と、磁石間に空隙を維持してヨーク同士を固定するピンとで構成されている。磁石はヨークに接着剤によって貼り付けられている。磁石をヨークに接着する工程では、ヨークか磁石、またはその両方に接着剤を塗布したうえで両方を接触させて接着する。本願発明者らは、この時、磁石とヨークとを接着する接着剤の塗布面積が大きいと、組み立てたＶＣＭの固有振動周波数が高く、接着剤の塗布面積が小さいと、固有振動周波数が低くなるという知見を得た。しかしながら、接着剤の塗布面積は、ヨークの平面状態や接着剤量のばらつきによって接着剤の広がり方が安定しないことから制御しにくく、ＶＣＭの固有振動周波数を安定させることが難しかった。

本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、ボイスコイルモータの固有振動周波数を安定化させるとともに、容易にボイスコイルモータを大量生産することが出来るボイスコイルモータ用ヨーク及びボイスコイルモータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、その一態様として、ボイスコイルモータ用ヨークであって、前記ヨークの磁石接着面に、接着される磁石の輪郭と略同一形状の接着領域を規定したとき、前記接着領域の内側に、環状の溝を有するとともに、前記磁石接着面における前記環状の溝で取り囲まれた領域は接着剤塗布領域であるというものである。

前記環状の溝の環状形状は、前記磁石の輪郭と略相似形状であることが好ましい。

前記環状の溝は、周方向に連続的に又は断続的に形成されていてもよい。

本発明は、別の態様として、ボイスコイルモータであって、上述したボイスコイルモータ用ヨークを一対と、前記一対のヨークのそれぞれの前記接着剤塗布領域に塗布された接着剤と、前記一対のヨークのそれぞれの前記接着領域に前記接着剤を介して接着された一対の希土類磁石とを備える。

本発明によれば、ヨークの磁石接着面に、接着剤を塗布する領域を取り囲むように環状の溝を設け、この環状の溝で取り囲まれた領域を接着剤塗布領域とすることで、接着剤の塗布面積のばらつきを低減することができ、ＶＣＭの固有振動周波数を安定化させることができるとともに、固有振動周波数が安定化したＶＣＭを容易に管理、大量生産することができるので、ＨＤＤの共振の発生を低減し、ＨＤＤの歩留まりを向上することが出来る。

本発明に係るＶＣＭの一実施の形態を示す概略斜視図である。図１のＶＣＭを矢線IIから見た概略正面図である。図１のＶＣＭを分解したヨークと磁石を示す概略斜視図である。図１のＶＣＭを分解したヨークを示す概略斜視図である。図１のＶＣＭを分解したヨークと磁石を示す概略平面図である。図１のＶＣＭを分解したヨークを示す概略平面図である。従来のヨークを示す概略斜視図である。実施例１～５及び比較例１～５のヨークを用いた実験結果であって、接着剤塗布量に対するＶＣＭの振動周波数を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るボイスコイルモータ用ヨーク及びボイスコイルモータの一実施の形態について説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態のＶＣＭ１０は、一対のヨーク１と、各ヨーク１の内側表面にそれぞれ接着された一対の円弧状の磁石２と、一対の磁石２間に空隙を維持して一対の磁石２を挟むように一対のヨーク１同士を固定するピン３とで主に構成されている。なお、図１及び図２では、ヨーク１全体が平面状の板として表されているが、ヨーク１は磁石２との接着面の外周部分において一部に起伏や段差などを有していてもよい。

ヨーク１を構成する材質は、一般的には、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）材からなっているが、特にこれに限定されるものではない。また、磁石２は、ニッケルメッキ処理を施された希土類焼結磁石が用いられることが一般的であるが、特にこれに限定されるものではない。そして、図３に示すように、ＶＣＭ１０を分解すると、磁石２はヨーク１の内側面である磁石接着面１ｓに接着剤（図示省略）によって貼り付けられた状態となっている。

接着剤としては、特に限定されるものではないが、アクチュエータなどに異物が付着しないようにする点から低アウトガスの接着剤が用いられる。例えば、アクリル系やエポキシ系などの接着剤が挙げられる。接着剤の塗布量は、特に限定されるものではなく、設計に応じて適宜選択できる。一般的には、接着剤の粘度や接着強度を考慮に入れ、磁石２がある程度のせん断力でもヨーク１から剥がれず、かつ磁石２から接着剤がはみ出さない程度の量を塗布する。

本実施の形態のＶＣＭ１０では、図４に示すように、さらに磁石２をヨーク１から分解すると、ヨーク１の磁石接着面１ｓには環状の溝４が設けられている。環状の溝４は、ヨーク１の磁石接着面１ｓに接着される磁石２の輪郭と略同一形状の接着領域の内側に位置する。例えば、図５に示すように、磁石２がヨーク１の磁石接着面１ｓに貼り付けられた状態の平面図では、破線で表す環状の溝４が、磁石２の輪郭２ｃ、すなわち磁石２の接着領域の内側に位置している。そして、図６に示すように、磁石２がヨーク１から分解された状態の平面図では、ヨーク１の磁石接着面１ｓにおいて環状の溝４で取り囲まれた領域を、接着剤を塗布する接着剤塗布領域５とする。

このような構成とすることで、図７のような従来の溝のないヨーク１１では磁石接着面１ｓに接着剤を塗布すると、接着剤量の違いによって接着剤の広がり方がばらばらで、接着剤が塗布される面積を一定にすることが困難であったのに対し、図６に示すように、本実施の形態では、接着剤塗布領域５に接着剤を塗布し、磁石の接着領域２ｃに磁石２を載置した際、接着剤の塗布量が多い場合であっても、環状の溝４に接着剤がトラップされることで、接着剤塗布領域５を取り囲む環状の溝４よりも外側に接着剤が広がらず、接着剤が塗布される面積を安定させることが出来る。これにより、ＶＣＭ１０の固有振動周波数の変動を抑えることができ、ＨＤＤの共振を低減することが出来る。

また、環状の溝４を、ヨーク１の磁石接着面１ｓにおいて磁石の接着領域２ｃの内側に設けることで、接着剤が磁石２からはみ出してしまうことを防ぐことが出来る。環状の溝４は、例えば、磁石の接着領域２ｃの輪郭から０．５ｍｍ以上小さくなるように設けることが好ましく、０．７ｍｍ以上小さくなるように設けることがより好ましい。一方、この環状の溝４を設ける位置の下限は、特に限定されず、接着強度を維持する観点から接着剤塗布領域５が小さくなりすぎない程度に適宜設定すればよい（例えば、接着剤塗布領域５の面積が磁石の接着領域２ｃの面積の２０％以上となる程度など）。

図４～図６では、ヨーク１上に磁石２をより確実に接着し固定する観点から、環状の溝４で取り囲まれる接着剤塗布領域５の形状が、磁石の接着領域２ｃの形状と略相似する形状の場合について示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、接着剤塗布領域５の形状は、豆形や、楕円形、弓形などの形状であってもよい。

また、環状の溝４は、図４、図６では、周方向に連続的に設けられている場合について示したが、本発明はこれに限定されず、周方向に断続的に設けられていてもよい。環状の溝４を周方向に断続的に設ける場合は、接着剤が接着剤塗布領域５からはみ出ることを防ぐため、環状の溝４の周方向において断続部分の長さは僅かにし、１箇所から数箇所にすることが好ましい。

環状の溝４の深さは、特に限定されないが、ＶＣＭ１０の設計に従って接着剤をトラップできる程度に適宜選択することが出来るが、例えば、０．０５～０．３ｍｍとすることが好ましく、０．１～０．３ｍｍとすることがより好ましい。環状の溝４の幅についても同様に、例えば、０．５～１．５ｍｍとすることが好ましい。なお、環状の溝４は、ヨーク１を加工できる公知の加工装置であれば、容易に設けることが出来る。

接着剤の塗布量については上述の通り、適宜設定することが出来るが、接着剤の塗布量が極端に少ない場合、環状の溝４に接着剤がトラップされず、接着剤塗布領域５の内側における接着剤の塗布面積が安定しない場合がある。また、接着剤の広がり方は、ヨーク１の磁石接着面１ｓの平面度にも影響を受ける。よって、環状の溝４にトラップされる程度の接着剤の塗布量をあらかじめ実験的に求めることが好ましい。なお、ヨーク１の磁石接着面１ｓの平面度を良くすることが好ましく、これにより、塗布された接着剤の広がりの程度が把握しやすくなる。

以下に、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

市販されているＶＣＭのＳＰＣＣ材の一対のヨークの各磁石接着面に、接着される磁石の輪郭と略同一形状の接着領域を規定し、この接着領域から０．７ｍｍ内側に磁石の輪郭と略相似形状の深さ０．１ｍｍ、幅１．０ｍｍの環状の溝を設け、この溝の内側のヨーク表面を接着剤塗布領域と規定した。この接着剤塗布領域に、所定の塗布量にて接着剤を塗布し、塗布量に応じて実施例１～５とした。また、比較のため、上記ヨークに溝を設けずに実施例と同様の塗布量にて接着剤を塗布し、これを比較例１～５とした。

そして、実施例、比較例それぞれのヨークに磁石を接着してＶＣＭを作製し、このＶＣＭをＨＤＤベースに取り付けてアクチュエータに電流を印加して加振させ、レーザードップラ振動計（型番：ＰＳＶ－４００、Ｐｏｌｙｔｅｃ社）にて、それぞれのＶＣＭの振動周波数を測定した。その結果を表１及び図６に示す。

表１及び図６に示すように、接着剤の塗布量が増加するに従い、溝のない比較例１～５のヨークを用いたＶＣＭでは振動周波数も同様に増加傾向にあるのに対して、溝が有る実施例１～５のヨークを用いたＶＣＭでは、振動周波数の増加傾向が認められなかった。このように、環状の溝を設けた実施例１～５のヨークを使用したＶＣＭは、接着剤の増減に対して振動周波数の変化が抑えられていることがわかった。

さらに、実施例１及び比較例１と同様の条件のヨークを各々２５個用意し、上記と同様にしてＶＣＭの振動周波数を測定した結果を表２に示す。振動周波数の最小値から最大値までの範囲を見ると、実施例１と同じ条件の場合は範囲が小さく、また、標準偏差も実施例１の場合は小さいことが認められた。このように、環状の溝を設けた実施例１～５のヨークを使用したＶＣＭは、振動周波数のばらつきも安定化したことがわかった。

１ヨーク
２磁石
２ｃ磁石の輪郭（磁石の接着領域）
３ピン
４溝
５接着剤塗布領域
１０ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）

Claims

ボイスコイルモータ用ヨークであって、前記ヨークの磁石接着面に、接着される磁石の輪郭と略同一形状の接着領域を規定したとき、前記接着領域の内側に、環状の溝を有するとともに、前記磁石接着面における前記環状の溝で取り囲まれた領域が接着剤塗布領域であるボイスコイルモータ用ヨーク。
前記環状の溝の環状形状が、前記磁石の輪郭と略相似形状である請求項１に記載のボイスコイルモータ用ヨーク。
前記環状の溝が周方向に連続的に又は断続的に形成されている請求項１又は２に記載のボイスコイルモータ用ヨーク。
請求項１～３のいずれか一項に記載のボイスコイルモータ用ヨークを一対と、前記一対のヨークのそれぞれの前記接着剤塗布領域に塗布された接着剤と、前記一対のヨークのそれぞれの前記接着領域に前記接着剤を介して接着された一対の希土類磁石とを備えるボイスコイルモータ。