特開 2022-161138 ボイスコイルモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161138

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】ボイスコイルモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/18 20060101AFI20221014BHJP

【ＦＩ】

H02K33/18 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065724

(22)【出願日】2021-04-08

(71)【出願人】

【識別番号】505056742

【氏名又は名称】ピーエス特機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】春山 哲也

(72)【発明者】

【氏名】小林 義明

【テーマコード（参考）】

5H633

【Ｆターム（参考）】

5H633BB02

5H633GG03

5H633GG07

5H633HH02

5H633HH05

5H633HH09

5H633HH15

5H633HH20

5H633HH25

(57)【要約】

【課題】最小限のサイズアップ及び重量増加で推力を向上することができるボイスコイルモータを提供する。
【解決手段】一対のメインヨーク２１ａ、２１ｂを含む各辺の厚さが同等である矩形ヨーク２と、一方のサイドヨーク２１ａの内周面に固定された永久磁石３と、永久磁石３の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイル４を備え、永久磁石３が固定されている側のメインヨーク２１ａのコーナー部に固定されたサブヨーク２３ａ、２３ｂを有し、サブヨーク２３ａ、２３ｂの厚さ（ｔ２）は、メインヨーク２１ａの厚さ（ｔ１）より小さく設定されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のメインヨークを含む各辺の厚さ（ｔ１）が同等である矩形ヨークと、前記メインヨークの一方の内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記永久磁石が固定されている側の前記メインヨークのコーナー部に固定されたサブヨークを有し、前記サブヨークの厚さは、前記ヨークの厚さより小さいことを特徴とするボイスコイルモータ。

【請求項2】

前記サブヨークの厚さは、前記メインヨークの厚さの０．４～０．６倍の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のボイスコイルモータ。

【請求項3】

厚さが同じである一対のサイドヨークと、前記サイドヨークの間に位置し、厚さが前記サイドヨークの厚さと同じである２つの部材からなるセンターヨークと、前記一対のサイドヨークの内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記サイドヨークの各コーナー部に固定されたサブヨークを有し、前記サブヨークの厚さは、前記サイドヨークの厚さより小さいことを特徴とするボイスコイルモータ。

【請求項4】

前記サブヨークの厚さは、前記ヨークの厚さ（ｔ１）の０．４～０．６倍の範囲にある請求項３に記載のボイスコイルモータ。

【請求項5】

一対のメインヨークを有する矩形ヨークと、前記メインヨークの一方の内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記サイドヨークの前記永久磁石が固定されている側のコーナー部の厚さが他の部分の厚さより大きいことを特徴とするボイスコイルモータ。

【請求項6】

コーナー部以外の厚さが同じである一対のサイドヨークと、前記サイドヨークの間に位置し、２つの部材からなるセンターヨークを有する矩形ヨークと、前記サイドヨークの内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記サイドヨークの各コーナー部の厚さが他の部分の厚さより大きい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、光学機器のレンズ駆動手段等に使用されるボイスコイルモータに関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラなどの撮像用光学機器では、撮影レンズやフォーカスレンズを所定方向に直線的に駆動するために、可動コイル型のボイスコイルモータが使用されている。可動コイル型のボイスコイルモータは、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載されたボイスコイルモータは、駆動コイルを挿入するセンターヨークと、永久磁石を取り付けるサイドヨークとを、一体にしてＵ字形に成形し、一辺のヨーク内側には、永久磁石を取り付け、Ｕ字形に成形したヨークの内、永久磁石を取り付けていないヨーク部を、背中合わせに２個組み合わせてＷ形のヨークを形成し、Ｗ形のヨークの中心をセンターヨークとして駆動コイルを挿入し、Ｗ形ヨークの開放端面には、切り欠きを持つカウンタヨークを用い接続して閉磁気回路を形成した磁気回路を備えている。

【0004】

特許文献２には、センターヨークと、センターヨークを挟んで両側に配置された一対の外側ヨークと、センターヨークと外側ヨークと対向する面のそれぞれに設置されたマグネットと、各外側ヨークの両端部を磁気的結合する一対の端部外ヨークと、マグネットから構成される２組の磁気空隙に移動可能に挿入された１個の電機子コイルから構成されたボイスコイルアクチュエータにおいて、対向する２枚のマグネットを磁気空隙に垂直かつ推力発生方向に互いにずらして設置して磁気空隙に分布する磁束密度に任意の角度を持たせ、かつマグネットをセンターヨークに対し線対称となるように設置したボイスコイルアクチュエータが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実公平５－５８３２号公報

【特許文献2】特開２００６－８１３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、このボイスコイルモータは、組立時における動作点と組立立ち上がり時の動作点が同一となるので、空隙磁束密度を安定化することができるとされている。また特許文献２では、このボイスコイルアクチュエータは、マグネット投入量及びモータの大きさを変更せずにサイドフォースを低減することができるとされている。しかるに光学機器などの小型の電子機器では、さらなるサイズダウンや軽量化が望まれているので、磁気回路部の改良が必要となる。

【0007】

すなわちサイドヨークとセンターヨークを有する矩形状のヨークを用いて磁気回路部を組立てた場合は、ヨークの端部に磁束が集中するため、ヨークの磁気飽和に起因して、空隙磁束密度が低下し、発生推力の低下により、所定の駆動動作を実現することができないという問題がある。そこで、磁気飽和を緩和するために、ヨークの厚さを増大させると、モータの重量及び大きさが増大することになり、実用に供しえない。

【0008】

したがって本発明の目的は、最小減のサイズアップと重量増加により推力を向上することができるボイスコイルモータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の発明のボイスコイルモータは、一対のメインヨークを含む各辺の厚さ（ｔ１）が同等である矩形ヨークと、前記メインヨークの一方の内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記メインヨークの前記永久磁石が固定されている側のコーナー部に固定されたサブヨークを有し、前記サブヨークの厚さ（ｔ２）は、前記ヨークの厚さ（ｔ１）より小さいことを特徴とするものである。

【0010】

第１の発明において、前記サブヨークの厚さ（ｔ２）は、前記矩形ヨークの厚さ（ｔ１）の０．４～０．６倍の範囲にあることが好ましい。

【0011】

第２の発明のボイスコイルモータは、厚さ（ｔ４）が同じである一対のサイドヨークと、前記サイドヨークの間に位置し、厚さが前記サイドヨークの厚さと同じである２つの部材からなるセンターヨークと、前記サイドヨークの内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記サイドヨークの各コーナー部に固定されたサブヨークを有し、前記サブヨークの厚さ（ｔ５）は、前記サイドヨークの厚さ（ｔ４）より小さいことを特徴とするものである。

【0012】

第２の発明において、前記サブヨークの厚さ（ｔ５）は、前記サイドヨークの厚さ（ｔ４）の０．４～０．６倍の範囲にあることが好ましい。

【0013】

第３の発明のボイスコイルモータは、一対のメインヨークを有する矩形ヨークと、前記メインヨークの一方の内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記メインヨークの前記永久磁石が固定されている側のコーナー部の厚さ（ｔ８）が他の部分の厚さ（ｔ７）より大きいことを特徴とするものである。

【0014】

第４の発明のボイスコイルモータは、コーナー部以外の厚さ（ｔ１０）が同じである一対のサイドヨークと、前記サイドヨークの間に位置し、２つの部材からなるセンターヨークと、前記サイドヨークの内周面に固定された永久磁石と、前記永久磁石の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイルを備え、前記一対のサイドヨークの各コーナー部の厚さ（ｔ１１）が他の部分の厚さ（ｔ１０）よりも大きいことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、最小限のサイズアップ及び重量増加で推力を向上することができるボイスコイルモータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るボイスコイルモータを示す斜視図である。

【図2】図１をＡ方向から見た矢視図である。

【図3】図１をＢ方向から見た矢視図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係るボイスコイルモータを示す斜視図である。

【図5】図４をＣ方向から見た矢視図である。

【図6】図４をＤ方向から見た矢視図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態に係るボイスコイルモータを示す側面図である。

【図8】本発明の第４の実施の形態に係るボイスコイルモータを示す側面図である。

【図9】本発明の第１の実施の形態に係るボイスコイルモータのサブヨークの厚さと推力との関係を示す図である。

【図10】本発明の第２の実施の形態に係るボイスコイルモータのサブヨークの厚さと推力との関係を示す図である。

【図11】本発明の第１の実施の形態に係るボイスコイルモータの磁束密度分布を示す図である。

【図12】本発明の第１の実施の形態に係るボイスコイルモータにおいてサブヨークを除いた場合の磁束密度分布を示す図である。

【図13】本発明の第２の実施の形態に係るボイスコイルモータの磁束密度分布を示す図である。

【図14】本発明の第２の実施の形態に係るボイスコイルモータにおいてサブヨークを除いた場合の磁束密度分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の詳細を添付図面により説明する。

【0018】

[第１の実施の形態]
図１～図３に示すボイスコイルモータ１は、鋼板などの強磁性体からなる矩形ヨーク２と、矩形ヨーク２に固定される永久磁石３（厚さｔｍ１）と、永久磁石３の表面に沿って移動可能に支持される駆動コイル４を有する。永久磁石３は厚さ方向に磁化されている。矩形ヨーク２は、メインヨーク２１ａ、２１ｂを有するＵ字形ヨーク２０と、閉磁路を形成するためにＵ字形ヨーク２０の開放端に結合されたエンドヨーク２２を有する。Ｕ字形ヨーク２０の開放端側には切り込みが設けられるとともに、エンドヨーク２２にもこの切り込みと補完し得るような切り込みが設けられている。メインヨーク２１ａのコーナー部には、Ｌ字形のサブヨーク２３ａ、２３ｂが固定されている。駆動コイル４はメインヨーク２１ｂを取り囲むように配置され、永久磁石３の表面から発生する磁束と鎖交するように巻回された巻線を有する。駆動コイル４に通電することにより、駆動コイル４に対向する永久磁石３は固定されているので、駆動コイル４にはフレミングの左手の法則に基づいて、永久磁石の磁束を横切る方向に推力が発生し、駆動コイル４は、永久磁石３の表面に沿って直線的に駆動される。

【0019】

このボイスコイルモータ１においては、メインヨーク２１ａのコーナー部に、Ｌ字形のサブヨーク２３ａ、２３ｂが固定されているので、磁束が集中するメインヨーク２１ａの端部での磁気飽和が緩和されることで、メインヨーク２１ｂから永久磁石３へ戻る磁束量を増やすことが可能になり、その結果、駆動コイルへの磁束流入量を増やすことができ、サブヨークがない場合と比較して、推力を増大することができる。

【0020】

この矩形ヨーク２においては、メインヨーク２１ａ、２１ｂの厚さをｔ１とすると、サブヨーク２３ａ、２３ｂの厚さｔ２は、ｔ１よりも小さい厚さでよく、具体的には、ｔ２はｔ１の０．４～０．６倍の範囲にあれば、推力の向上に有効である。また製造コストの点から、エンドヨーク２２の厚さｔ３はメインヨーク２１ａ、２１ｂの厚さｔ１と同等であることが好適である。

【0021】

ボイスコイルモータ１は、Ｕ字形ヨーク２０、エンドヨーク２２、サブヨーク２３ａ、２３ｂ、永久磁石３及び駆動コイル４を含む各部材を準備し、例えば次の工程により組立てることができる。Ｕ字形ヨーク２０の一方の長辺部（メインヨーク２１ａ）の内周面に永久磁石３を固定し、Ｕ字形ヨーク２０の他方の長辺部（メインヨーク２１ｂ）を取り囲むように駆動コイル４を設け、Ｕ字形ヨーク２０の開放側端部にエンドヨーク２２を固定し、次いで矩形ヨーク２のメインヨーク２１ａ側のコーナー部にサブヨーク２３ａ、２３ｂを固定すればよい。

【0022】

[第２の実施の形態]
図４～図６に示すボイスコイルモータ３１は、鋼板などの強磁性体からなる矩形ヨーク３２と、矩形ヨーク３２に固定された永久磁石３３ａ、３３ｂ（厚さｔｍ２）と、永久磁石３３ａ、３３ｂの表面に沿って移動可能に支持される駆動コイル３４を有する。永久磁石３３ａ、３３ｂは厚さ方向に磁化されている。矩形ヨーク３２は、一対のＵ字形ヨーク４０ａ、４０ｂと、閉磁路を形成するためにＵ字形ヨーク４０ａ、４０ｂの開放端に結合されたエンドヨーク４３ａ、４３ｂを有する。Ｕ字形ヨーク４０ａは、サイドヨーク４１ａとセンターヨーク４２ａを有し、Ｕ字形ヨーク４０ｂは、サイドヨーク４１ｂとセンターヨーク４２ｂを有する。サイドヨーク４１ａの各コーナー部にはＬ字形のサブヨーク４４ａ、４４ｂが固定され、サイドヨーク４１ｂの各コーナー部には、Ｌ字形のサブヨーク４４ｃ、４４ｄが固定されている。組立を容易に行えるようにするために、Ｕ字形ヨーク４０ａの開放端側には切り込みが設けられ、エンドヨーク４３ａにもこの切り込みと補完し得るような切り込みが設けられている。同様にＵ字形ヨーク４０ｂの開放端側にも切り込みが設けられ、エンドヨーク４３ｂにもこの切り込みに嵌合し得るような切り込みが設けられている。駆動コイル３４はセンターヨーク４２ａ、４２ｂを取り囲むように配置され、永久磁石３３ａ、３３ｂの表面から発生する磁束と鎖交するように巻回された巻線を有する。駆動コイル３４に通電することにより、駆動コイル３４は直線的に移動する。

【0023】

このボイスコイルモータ３１においては、サイドヨーク４１ａ、４１ｂのコーナー部には各々、Ｌ字形のサブヨーク４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄが固定されているので、磁束が集中するサイドヨーク４１ａ、４１ｂの端部での磁気飽和が緩和されるようになり、センターヨーク４２ａから永久磁石３３ａへ戻る磁束量、及びセンターヨーク４２ｂから永久磁石３３ｂへ戻る磁束量を増やすが可能になり、その結果、駆動コイルへの磁束流入量を増やすことができ、サブヨークがない場合と比較して、推力を増大することができる。

【0024】

この矩形ヨーク３２においては、サイドヨーク４１ａ、４１ｂ（センターヨーク４２ａ、４２ｂ）の厚さをｔ４とすると、サブヨーク４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの厚さｔ５は、ｔ４よりも小さい厚さでよく、具体的には、ｔ５はｔ４の０．５～０．８倍の範囲にあれば、推力の向上に有効である。また製造コストの点から、エンドヨーク４３ａ、４３ｂの厚さｔ６はサイドヨーク４１ａ、４１ｂの厚さｔ４と同じでもあるいは異なっていてもよい。各センターヨーク４２ａ、４２ｂの厚さもサイドヨーク４１ａ、４１ｂの厚さと同じである。

【0025】

ボイスコイルモータ３１は、各部材を準備し、例えば次の工程により組立てることができる。Ｕ字形ヨーク４０ａの一方の長辺部（サイドヨーク４１ａ）の内周面に永久磁石３３ａを固定し、同様にＵ字形ヨーク４０ｂの一方の長辺部（サイドヨーク４１ｂ）の内周面に永久磁石３３ｂを固定し、Ｕ字形ヨーク４０ａ、４０ｂの他方の長辺部（センターヨーク４２ａ、４２ｂ）を背中合せになるように接合し、センターヨーク４２ａ、４２ｂを取り囲むように駆動コイル３４を取付け、Ｕ字形ヨーク４０ａの開放側端部にエンドヨーク４３ａを固定し、Ｕ字形ヨーク４０ｂの開放側端部にエンドヨーク４３ｂを固定してから、矩形ヨーク３２の各コーナー部にサブヨーク４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを固定すればよい。

【0026】

[第３の実施の形態]
図７に示すボイスコイルモータ５１は、一対のメインヨーク６１ａ、６１ｂを有する矩形ヨーク５２と、メインヨーク６１ａ、６１ｂの端部間に固定されたエンドヨーク６３と、一方のメインヨーク６１ａの内周面に固定された永久磁石５３（厚さｔｍ３）と、他方のメインヨーク６１ｂを取り囲むように設けられた駆動コイル５４を有する。永久磁石５３は厚さ方向に磁化されている。一方のメインヨーク６１ａの各コーナー部に形成された段差部６２ａ、６２ｂの厚さ（ｔ８）は、幅Ｌ７、Ｌ８の範囲だけメインヨーク６１ａの厚さ（ｔ７）よりも大きく形成されている。駆動コイル５４は、永久磁石５３から発生する磁束線と鎖交するように巻回された巻線を有する。駆動コイル５４に通電することにより、直線的に駆動される。

【0027】

この矩形ヨーク５２においては、メインヨーク６１ａ、６１ｂの厚さをｔ７とすると、コーナー部の厚さｔ８は、ｔ７よりも大きい厚さでよく、具体的には、ｔ８はｔ７の１．４～１．６倍の範囲にあれば、推力の向上に有効である。またエンドヨーク６３のメインヨーク６１ａ側に、厚さｔ９の段差部６４がＬ９の範囲だけ厚肉に形成されている。

【0028】

このボイスコイルモータ５１もボイスコイルモータ１と同様の原理で駆動されるので、その動作説明を省略する。

【0029】

ボイスコイルモータ５１の組立は、各部材を準備し、例えば次の工程により行うことができる。２か所に厚肉部を有するＵ字ヨーク６０をプレス成形あるいは絞り加工などにより作製し、一方の端部に厚肉部を有するエンドヨーク６３もプレス成形等により作製し、Ｕ字ヨーク６０の内周面に永久磁石５３を固定し、Ｕ字ヨーク６０の他方の長辺部に駆動コイル５４を挿通してから、Ｕ字ヨーク６０の開放端にエンドヨーク６３を固定すればよい。段差部を有するＵ字形ヨーク６０及びエンドヨーク６３は、鋼板に絞り加工、プレス加工などの機械加工を施すことにより作製することができる。

【0030】

このボイスコイルモータ５１においては、メインヨーク６１ａのコーナー部には、他の部分よりも厚い段差部が形成されているので、磁束が集中するメインヨーク６１ａの端部での磁気飽和が緩和されるようになり、メインヨーク６１ｂから永久磁石５３へ戻る磁束量を増やすが可能になり、その結果、駆動コイルへの磁束流入量を増やすことができ、サブヨークがない場合と比較して、推力を増大することができる。

【0031】

[第４の実施の形態]
図８に示すボイスコイルモータ７１は、鋼板などの強磁性体からなる矩形ヨーク７２と、矩形ヨーク７２に固定された永久磁石７３ａ、７３ｂ（厚さｔｍ４）と、永久磁石７３ａ、７３ｂの表面に沿って移動可能に支持される駆動コイル７４を有する。永久磁石７３ａ、７３ｂは厚さ方向に磁化されている。矩形ヨーク７２は、一対のＵ字形ヨーク８０ａ、８０ｂと、閉磁路を形成するためにＵ字形ヨーク８０ａ、８０ｂの開放端に結合されたエンドヨーク８４ａ、８４ｂを有する。Ｕ字形ヨーク８０ａは、サイドヨーク８１ａとセンターヨーク８３ａを有し、Ｕ字形ヨーク８０ｂは、サイドヨーク８１ｂとセンターヨーク８３ｂを有する。一方のサイドヨーク８１ａの各コーナー部には段差部８２ａ―１、８２ａ－２が形成され、他方のサイドヨーク８１ｂの各コーナー部にも、段差部８２ｂ－１、８２ｂ－２が形成されている。駆動コイル７４はセンターヨーク８３ａ、８３ｂを取り囲むように配置され、永久磁石７３ａ、７３ｂの表面から発生する磁束と鎖交するように巻回された巻線を有する。駆動コイル７４に通電することにより、駆動コイル７４は直線的に移動する。

【0032】

この矩形ヨーク７１においては、サイドヨーク８１ａ、８１ｂ、センターヨーク８３ａ、８３ｂのコーナー部を除いた部分の厚さをｔ１０とし、段差部８２ａ―１、８２ａ－２、８２ｂ－１、８２ｂ－２の厚さをｔ１１とすると、段差部の厚さｔ１１は、ｔ１０の１．５～２倍の範囲にあれば、推力の向上に有効である。またエンドヨーク８４ａ、８４ｂの段差部８５ａ、８５ｂの厚さｔ１３はｔ１１よりも厚く設定すればよい。Ｕ字形ヨーク８０ａ、８０ｂ及びエンドヨーク８４ａ、８４ｂは、鋼板に絞り加工、プレス加工などの機械加工を施すことにより作製することができる。

【0033】

ボイスコイルモータ７１は、各部材を準備し、例えば次の工程により組立てることができる。ボイスコイルモータ７１は、各部材を準備し、例えば次の工程により組立てることができる。Ｕ字形ヨーク８０ａの一方の長辺部（サイドヨーク８１ａ）の内周面とＵ字形ヨーク８０ｂの一方の長辺部（サイドヨーク８１ｂ）の内周面に永久磁石７３ａ、７３ｂを固定し、Ｕ字形ヨーク８０ａの他方の長辺部（センターヨーク８３ａ）及びＵ字形ヨーク８０ｂの他方の長辺部（センターヨーク８３ｂ）を接合し、これらを取り囲むように駆動コイル７４を設け、Ｕ字形ヨーク８０ａ及びＵ字形ヨーク８０ｂの開放側端部にエンドヨーク８４ａ、８４ｂを固定すればよい。

【0034】

このボイスコイルモータ７１においては、サイドヨーク８１ａ、８１ｂのコーナー部には、厚肉部が形成されているので、磁束が集中するサイドヨーク８１ａ、８１ｂの端部での磁気飽和が緩和されるようになり、センターヨーク８３ｂから永久磁石７３ａへ戻る磁束量、及びセンターヨーク８３ｂから永久磁石７３ｂへ戻る磁束量を増やすが可能になり、その結果、駆動コイルへの磁束流入量を増やすことができ、サブヨークがない場合と比較して、推力を増大することができる。

【0035】

本発明において、永久磁石は、公知の永久磁石材料（例えば希土類焼結磁石）で形成することができる。本発明において使用される希土類焼結磁石は、希土類磁石粉末（表面を樹脂で被覆してもよい）を用いて、粉末冶金法により作成することができる。この希土類焼結磁石はコンパクトなＶＣＭを構成しかつ補正レンズの駆動に必要な推力を得るために、例えば３５８～４３７ｋＪ／ｍ^３［４５～５５ＭＧＯｅ］の最大エネルギー積を有することが好ましい。

【0036】

（実験例１）
図１において、ＳＳ材製Ｕ字形ヨーク（厚さ＝１．４ｍｍ）及びＳＳ材製サブヨークを使用するとともに、駆動用磁石（厚さ＝２ｍｍ）として希土類焼結磁石（３５８～３９７ｋＪ／ｍ^３［４５～５０ＭＧＯｅ］の最大エネルギー積を有する。）を使用し、駆動用コイル（自己融着線、線径＝φ０．０９ｍｍ、ターン数＝２９５、抵抗３２．５Ω、有効長１３ｍｍ）を用いて、０．６７Ｔの空隙磁束密度を有するボイスコイルモータを作製し、駆動コイルに通電（４．２Ｖ、０．１２９Ａ）を行い、推力を測定した。

【0037】

厚さの異なる３種類のサブヨークを使用した場合の推力をそれぞれ算出し、その結果を図９に示す。図９からサブヨークの厚さが、サイドヨークの厚さの０．４～０．６倍の範囲で推力が大幅に向上することがわかる。

【0038】

（実験例２）
図４において、ＳＳ材製Ｕ字形ヨーク（厚さ＝０．７ｍｍ）及びＳＳ材製サブヨークを使用するとともに、駆動用磁石（厚さ＝０．９ｍｍ）として希土類焼結磁石（３５８～３９７ｋＪ／ｍ３［４５～５０ＭＧＯｅ］の最大エネルギー積を有する。）を使用し、駆動用コイル（自己融着線、線径＝φ０．０９ｍｍ、ターン数＝３１０、抵抗３２．５Ω、有効長１３ｍｍ）を用いて、０．７９８Ｔの空隙磁束密度を有するボイスコイルモータを作製し、駆動コイルに通電（４．２Ｖ、０．１２９Ａ）を行い、推力を測定した。

【0039】

厚さの異なる３種類のサブヨークを使用した場合の推力をそれぞれ算出し、その結果を図１０に示す。図１０からサブヨークの厚さが、サイドヨークの厚さの０．５～０．８倍の範囲で推力が大幅に向上することがわかる。

【0040】

本発明において、ヨークの端部における磁気飽和が緩和されることを確認するために、磁場解析を行った。

【0041】

図１に示すボイスコイルモータの磁気回路部（矩形ヨーク及び永久磁石）の磁束密度分布（実験例１の境界条件）は、図１１に示す状態となり、図１でサブヨークを除いたボイスコイルモータの磁気回路部（ヨーク）の磁束密度分布（図１２）と比較して、コーナー部での磁束の集中が緩和されていることがわかる。

【0042】

図４に示すボイスコイルモータの磁気回路部（矩形ヨーク及び永久磁石）の磁束密度分布（実験例２の境界条件）は、図１３に示す状態となり、図４でサブヨークを除いたボイスコイルモータの磁気回路部（ヨーク）の磁束密度分布（図１４）と比較して、サイドヨーク端部での磁束の集中が緩和されていることがわかる。

【0043】

本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第１の実施の形態及び第３の実施の形態では、Ｕ字形ヨークとエンドヨークを組み合わせて矩形ヨークを構成した例を説明したが、これに限定されず、種々の変更が可能である。例えば、4枚の平板状部材を組み合わせて矩形ヨークを構成してもよい。

【符号の説明】

【0044】

１：ボイスコイルモータ、２：矩形ヨーク、３：永久磁石、４：駆動コイル、２０：Ｕ字形ヨーク、２１ａ、２１ｂ：メインヨーク、２２：エンドヨーク、２３ａ、２３ｂ：サブヨーク、
３１：ボイスコイルモータ、３２：矩形ヨーク、３３ａ、３３ｂ：永久磁石、３４：駆動コイル、４０ａ、４０ｂ：Ｕ字形ヨーク、４１ａ、４１ｂ：サイドヨーク、４２ａ、４２ｂ：センターヨーク、４３ａ、４３ｂ：エンドヨーク、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ：サブヨーク、
５１：ボイスコイルモータ、５２：矩形ヨーク、５３：永久磁石、５４：駆動コイル、６０：Ｕ字形ヨーク、６１ａ、６１ｂ：メインヨーク、６２ａ、６２ｂ：段差部、６３：エンドヨーク、６４：段差部、
７１：ボイスコイルモータ、７２：矩形ヨーク、７３ａ、７３ｂ：永久磁石、７４：駆動コイル、８０ａ、８０ｂ：Ｕ字形ヨーク、８１ａ、８１ｂ：サイドヨーク、８２ａ、８２ｂ：段差部、８３ａ、８３ｂ：センターヨーク、８４ａ、８４ｂ：エンドヨーク、８５ａ、８５ｂ：段差部、
ｔ１、ｔ７：メインヨークの厚さ、ｔ４、ｔ１０：サイドヨークの厚さ、ｔ２、ｔ５：サブヨークの厚さ、ｔ３、ｔ６：エンドヨークの厚さ、ｔ８：メインヨークの段差部の厚さ、ｔ１１：サイドヨークの段差部の厚さ、ｔ９、ｔ１３：エンドヨークの段差部の厚さ、ｔｍ１、ｔｍ２、ｔｍ３、ｔｍ４：永久磁石の厚さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】