JP2014082349A - 着磁装置、回転機器の製造方法および回転機器 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの磁極の着磁を改善する技術を提供する。
【解決手段】着磁装置３００は、マグネット４０の着磁対象面４０ａと対向する複数の突極３０６ｂおよび連結部３０６ａを有する着磁ヨーク３０６と、マグネットの背周面と対向する背面ヨーク３１０と、を備える。背面ヨークは磁性体領域を含み、磁性体領域の内接円から外接円に至る単位円弧当たりの半径方向の磁気抵抗を磁路抵抗というとき、背面ヨークは複数の第１部材３１０ａと磁路抵抗が大きい第２部材３１０ｂとが周方向に交互に連結される。
【選択図】図５

Description

本発明は、着磁装置、それを使用する回転機器の製造方法およびその製造方法によって製造される回転機器に関し、特に着磁装置による着磁技術に関する。

回転機器としてはコンピュータの記憶装置等に使用されるディスク駆動装置の一種であるハードディスクドライブが知られている。ハードディスクドライブでは、記録トラックが形成された磁気記録ディスクをブラシレスモータにより高速で回転させる。記録トラックに含まれる磁気データのリード／ライトのために、磁気記録ディスクの表面に磁気ヘッドを僅かな隙間をもって配置する。

一般的にブラシレスモータは、ステータ側にコイルが巻回されたコアを有し、ロータ側に着磁装置によって着磁された円筒状のマグネットを有する。コイルに駆動用の電流が流れると、コアから磁束が発生し、この磁束がマグネットの磁極と相互作用することによりブラシレスモータを回転させるためのトルクが生成される（例えば、特許文献１参照）。

マグネットとなるべき磁性体を着磁するための着磁装置としては、例えば特許文献２、３に記載の着磁装置が知られている。

特開２００７−１９８５５５号公報 特開２００６−３４０４３０号公報 特開２０１１−１７６９１６号公報

このような状況の下、本発明者は以下の課題を認識した。
ハードディスクドライブの大容量化を進めるひとつの手法として、記録トラックの幅を狭くすることがある。しかしながら、ハードディスクドライブが例えばトルクリップルなどにより磁気記録ディスクの面内の方向に振動する場合、記録トラックの幅が狭いと記録トラックのトレースが乱れる可能性がある。記録トラックのトレースが乱れるとデータの記録再生時に誤動作が起こる可能性がある。
あるいは、ハードディスクドライブが例えばトルクリップルなどにより振動する場合、その振動に起因して大きな騒音を発生する可能性がある。

ここでハードディスクドライブに搭載されるようなブラシレスモータのトルクリップルについて考察する。例えば３相モータの場合、ＵＶＷの各相の駆動電流が正弦波状であって、各相の駆動コイルに鎖交する磁束が正弦波状である場合には、その電流とその磁束との積に比例して発生する各相のトルクの総和は回転角に対して一定になる。これに対して、駆動電流が正弦波成分に加えて高調波成分（以下、「電流高調波成分」という。）を有し、あるいは各相のコイルに鎖交する磁束が正弦波成分に加えて高調波成分（以下、「磁束高調波成分」という。）を有する場合は、各相のトルクの総和はトルクリップルを含む。つまり、トルクリップルを低減するためには、各相の電流高調波成分を低減することと、各相の磁束高調波成分を低減することとが有効である。また、磁束高調波成分を低減するためにはマグネットの駆動用磁極の着磁波形の高調波成分を低減することが有効であるとの考えられる。ここで、マグネットの駆動用磁極の着磁波形に含まれる高調波成分のレベルは、基本波成分に対する比として全高調波歪（Total Harmonic Distortion、以下、「ＴＨＤ」と表記する。）と表現することができる。この表現を用いる場合、ＴＨＤが大きい場合にトルクリップルが増大して、振動・騒音が増大すると言うことができる。なお、このような課題は他の回転機器についても生じうる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的はマグネットの着磁を改善して回転機器の振動や騒音を低減する技術の提供にある。

本発明のある態様は、着磁装置に関する。この着磁装置は、着磁対象周面とその半径方向反対側の背周面とを有する円筒状のマグネットに着磁する着磁装置であって、当該着磁装置にマグネットが取り付けられる場合にマグネットの着磁対象面と対向し導体が巻装される複数の突極および複数の突極を連結する連結部を有する着磁ヨークと、当該着磁装置にマグネットが取り付けられる場合にマグネットの背周面と対向する環状の背面ヨークと、を備えている。そして、背面ヨークは、軟磁性を有する複数の第１部材と複数の第１部材を連結する複数の第２部材とが周方向に交互に設けられ、第２部材の半径方向寸法は第１部材の半径方向寸法より小さい。

この態様によると、導体から生じる着磁磁界の分布を複数の第１部材によって調整することができる。

本発明の別の態様は、回転機器の製造方法である。この方法は、上記の着磁装置を用いて円筒状の磁性体に着磁することと、着磁された磁性体をマグネットとして組み込むことと、を含む。

「回転機器」は、記録ディスクを駆動するための装置であってもよく、例えばブラシレスモータであってもよい。また、記録ディスクを搭載し回転駆動する装置であってもよく、例えばハードディスクドライブであってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、マグネットの着磁を改善して回転機器の振動や騒音を低減する技術を提供することができる。

ディスク駆動装置を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施の形態に係る着磁装置の正面図である。 図３の背面ヨークを取り外した状態の正面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図であり、背面ヨークを逆相配置した状態を示す。 図３のＢ−Ｂ線断面図であり、背面ヨークを同相配置した状態を示す。 実施の形態に係る着磁装置の着磁コイルの展開図である。 第１の変形例に係る着磁装置の図６に対応する断面図である。 第２の変形例に係る着磁装置の図６に対応する断面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

実施の形態に係る着磁装置では、マグネットに着磁するために導体に着磁電流を通電する際、この導体から生じる着磁磁界の分布を第１部材によって調整する。例えば、着磁磁界の周方向の分布を調整して最適化することより着磁後のマグネットの着磁波形のＴＨＤを調整することができる。
まず、実施の形態に係る着磁装置を用いて円筒状の磁性体に着磁する工程と、着磁された磁性体を円筒状マグネットとして組み込む工程と、を含む製造方法により製造される回転機器の一例としてディスク駆動装置について説明する。

（ディスク駆動装置）
図１は、ディスク駆動装置１００を示す上面図である。図１では、ディスク駆動装置１００の内側の構成を示すため、トップカバーを外した状態が示される。ディスク駆動装置１００は、ベースプレート５０と、ハブ１０と、磁気記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバーと、を備える。
以降ベースプレート５０に対してハブ１０が搭載される側を上側として説明する。

磁気記録ディスク２００は、ハブ１０に載置され、ハブ１０の回転に伴って回転する。ベースプレート５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベースプレート５０は、後述の軸受を介してハブ１０を回転自在に支持する。データリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク２００にデータを記録し、磁気記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベースプレート５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを磁気記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。ディスク駆動装置１００は、直径が９５ｍｍの３．５インチ型の２枚の磁気記録ディスク２００を搭載し、それらを回転させる。想定される２枚の磁気記録ディスク２００のそれぞれの中央の孔の直径は２５ｍｍ、厚みは１．２７ｍｍである。
ディスク駆動装置１００は、略カップ状のハブ１０と、シャフト２０と、フランジ２２と、実施の形態に係る着磁装置によって着磁された円筒状の磁性体であるマグネット４０と、ベースプレート５０と、積層コア６０と、コイル７０と、スリーブ８０と、プレート９０と、潤滑剤９２と、を備える。

ハブ１０は、モータ回転軸Ｒを中心とする凸状に形成される。以降、２枚の磁気記録ディスク２００がハブ１０に載置された場合を考える。ハブ１０のうち上側に突き出た部分の円筒状の外筒面１０ｂに２枚の磁気記録ディスク２００の中央の孔が嵌合される。また、２枚の磁気記録ディスク２００のうち下側の磁気記録ディスクは、ハブ１０の表面のうち外筒面１０ｂの下端から径方向に張り出した着座面１０ｃに着座する。外筒面１０ｂの直径は２５ｍｍである。より正確には外筒面１０ｂの直径は、２４．９７８±０．０１ｍｍである。

円環状の第１スペーサ２０２は、２枚の磁気記録ディスク２００の間に挿入される。ク
ランパ２０６は、円環状の第２スペーサ２０４を介して２枚の磁気記録ディスク２００および第１スペーサ２０２をハブ１０に対して押しつけて固定する。クランパ２０６は、複数のクランプネジ２０８によってハブ１０の上面１０ａに対して固定される。

ハブ１０の内周面１０ｄには円筒状のマグネット４０が接着固定される。マグネット４０は、例えば、希土類磁石材料やフェライト磁石材料から円筒状に形成される。本実施の形態ではネオジウム系希土類磁石材料によって形成される。マグネット４０の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる表面層形成処理が施され、例えば、発錆が抑制される。マグネット４０は内周面４０ａと外周面４０ｂと有する。マグネット４０の内周面４０ａは着磁対象周面とされその周方向に８極の駆動用着磁が施される。マグネット４０を製造するために使用される着磁装置については後述する。マグネット４０は、積層コア６０の１２本の突極と径方向に対向する。

シャフト２０の一端はハブ１０の中心に設けられた開口部に圧入と接着を併用して固着される。シャフト２０の他端にはフランジ２２が圧入される。

ベースプレート５０の上面５０ａには、モータ回転軸Ｒを中心とした突出部５２が設けられる。その突出部５２の外周面は、モータ回転軸Ｒを中心とする円筒状の側面５２ａである。突出部５２の内周面５２ｂには、スリーブ８０が接着固定される。スリーブ８０にはシャフト２０が収まる。スリーブ８０のフランジ２２側の面にはプレート９０が接着固定される。

シャフト２０およびフランジ２２と、スリーブ８０およびプレート９０との間には潤滑剤９２が注入される。シャフト２０、フランジ２２、潤滑剤９２、スリーブ８０およびプレート９０はハブ１０を回転自在に支持するための軸受を構成する。
スリーブ８０の内周面には、上下に離間した１組のヘリングボーン形状の径動圧溝８２が形成される。フランジ２２の上面には、ヘリングボーン形状の第１軸動圧溝２４が、フランジ２２の下面には、ヘリングボーン形状の第２軸動圧溝２６が形成される。ディスク駆動装置１００の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤９２に生成する動圧によって、ハブ１０およびシャフト２０は半径方向および軸方向に支持される。
スリーブ８０の開放端側には、スリーブ８０の内周面とシャフト２０の外周面との間の隙間が上方に向けて徐々に広がる部分であるキャピラリーシール部９８が形成される。キャピラリーシール部９８は毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを防止する。

積層コア６０は円環部とそこから半径方向外側に伸びる１２本の突極とを有する。積層コア６０は、８枚の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。積層コア６０の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。それぞれの突極にはコイル７０が巻回される。このコイル７０に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って磁束が発生する。積層コア６０は、その円環部の内周面が突出部５２の側面５２ａに圧入されもしくは隙間ばめによって接着固定される。

以上のように構成されたディスク駆動装置１００の動作について説明する。ディスク駆動装置１００のハブ１０を回転させるために、３相の駆動電流がディスク駆動装置１００に供給される。その駆動電流がコイル７０を流れることにより、突極に沿って磁束が発生する。この磁束によってマグネット４０にトルクが与えられ、ハブ１０が回転する。

（着磁装置）
図３〜図６は、着磁装置３００を説明するための説明図である。図３は着磁装置３００の正面図である。図４は着磁装置３００の背面ヨークを取り外した状態の正面図である。図５は、図３のＢ−B線断面図であり、背面ヨークを後述する逆相配置にした状態を示している。図６は、図３のＢ−Ｂ線断面図であり、背面ヨークを後述する同相配置にした状態を示している。図５および図６は、着磁装置３００に被着磁マグネット４０をセットした状態を示している。
着磁装置３００は、着磁コイル３０２と、着磁ヨーク３０６と、着磁ベース３０８と、背面ヨーク３１０と、スペーサー３１４を備える。着磁装置３００は、例えば、ネオジウム系の希土類磁石材料から形成された円筒状の被着磁マグネット４０に着磁を施して着磁済みのマグネット４０を生成する。以下、着磁前および着磁工程にあるマグネット４０を被着磁マグネット４０と表記し、着磁後に着磁装置３００から取り出された着磁済みのマグネット４０を単にマグネット４０と表記する。

図４〜図６を参照して着磁ヨーク３０６について説明する。
着磁ヨーク３０６は、連結部３０６ａと、そこから半径方向外側に伸び、マグネット４０が有すべき磁極の数、例えば上の例では８極に対応して８つの着磁突極３０６ｂとを含む。連結部３０６ａは着磁ベース３０８上に固定的に設けられ、略ボビン形状を有し、その胴部で８つの着磁突極３０６ｂを連結する。着磁ヨーク３０６は、連結部３０６ａと着磁突極３０６ｂとを別々に形成した後に結合して形成してもよい。この場合は複雑な形状であっても容易に形成できる。実施の形態で着磁ヨーク３０６は、連結部３０６ａと８つの着磁突極３０６ｂとが一体にシームレスに形成される。この場合は連結部３０６ａと着磁突極３０６ｂの結合強度を高くしうる。着磁ヨーク３０６は、例えば、純鉄のように軟磁性を有する材料から切削加工により削り出して形成できる。着磁ヨーク３０６は、表面の微小な凹凸を低減するためにサンドブラストなどの表面平滑化処理が施される。

着磁装置３００に着磁対象の磁性体が取り付けられる場合、８本の着磁突極３０６ｂは被着磁マグネット４０の着磁対象面である内周面４０ａと対向する。８本の着磁突極３０６ｂは対称軸Ｓに対して８回対称となるように形成される。相互に隣接する着磁突極３０６ｂ同士の間には軸方向に延在するスロット空間が形成される。したがって、スロット空間は周方向に等間隔に８箇所設けられる。

次に図４および図７を参照して着磁コイル３０２について説明する。
図７は実施の形態に係る着磁装置３００の着磁コイル３０２を平面に展開した状態を模式的に示す展開図である。図７において破線は被着磁マグネット４０を示す。着磁コイル３０２は、銅や銀などの良導体から形成されて、点線で図示する８つの着磁突極３０６ｂに装着される。着磁コイル３０２は、８箇所のスロット空間のそれぞれに、例えば、２本づつ配設される軸方向導体３０２ａと、軸方向導体３０２ａを周方向に連結する連結導体３０２ｂとを有する導体を含む。図７において、左端の軸方向導体３０２ａａと右端の軸方向導体３０２ａｂとは同一のスロット空間に配設される。着磁コイル３０２には図示しない着磁用の電源からＴ１からＴ２に向けて着磁のための電流が流される。図７において軸方向導体３０２ａに添えられた矢印は電流の流れる方向の一例を示す。着磁コイル３０２は、電流を流したときに隣り合う着磁突極３０６ｂに逆極性の磁極を形成するように配置される。

着磁コイル３０２は、例えば、表面に絶縁層を有する銅製のワイヤを着磁突極に巻回して形成することができる。この場合は着磁コイルの形成が容易になる。実施の形態においては、着磁コイル３０２は、銅の素材から着磁コイル３０２の導体の形状に切削加工によって削り出した後、その導体をスロット空間にはめ込んで形成している。この場合、軸方向導体３０２ａや連結導体３０２ｂは切削面を含んで構成されるから、形状の誤差が小さくなり、後に説明する着磁の不揃いが抑制される。

着磁コイルの導体の断面形状には特別の制限はない。実施の形態では着磁コイル３０２の導体の断面は矩形（正方形を含む。）とされる。この場合、占有空間が同一である条件において、断面が円である場合に比べて断面積が大きくなりその分電気抵抗が小さくなるから、ジュール熱による着磁装置３００の温度上昇を抑制できる。また、断面が円である場合に比べて切削加工による削り出しが容易である。なお、角部が面取されている形状も実質的に矩形とみなせる場合は矩形に含む。

着磁コイル３０２に電流が流れるときにはアンペールの法則により軸方向導体３０２ａと連結導体３０２ｂとの周囲に着磁磁界が発生する。被着磁マグネット４０は、その着磁磁界の強さに応じて磁区の方向が揃えられることによって着磁される。着磁磁界の強さは導体からの距離が遠くなるほど小さくなる。このため、それぞれの軸方向導体３０２ａと被着磁マグネット４０の内周面４０ａとの距離が不揃いの場合は、着磁も不揃いになる。実施の形態では、軸方向導体３０２ａは、中心軸Ｓを中心とする所定の円周上に位置している。この結果、それぞれの軸方向導体３０２ａと内周面４０ａとの距離の差が低減され、着磁の不揃いが抑制される。

着磁コイル３０２に電流が流れると、それぞれの導線の間に引力や反発力が発生して導線が振動する。導線が振動して例えば着磁突極３０６ｂに触れると導線の表面層が傷つき、最悪の場合は導線と着磁突極３０６ｂとが短絡し故障することがある。このため着磁ヨーク３０６の着磁突極３０６ｂや連結部３０６ａと着磁コイル３０２の導線との隙間には図示しない硬化性樹脂が介在している。この硬化性樹脂としては特別な制限はないが、実施の形態では熱硬化性のエポキシ樹脂を充填した後、加熱硬化している。この結果、導線の振動が抑えられ着磁装置の信頼性が向上する。

次に、図５、図６を参照して背面ヨーク３１０について説明する。
背面ヨーク３１０は、略中空円筒形状を有し、着磁ヨーク３０６の周囲を隙間を介して環囲するように着磁ベース３０８上に設けられる。背面ヨーク３１０は、純鉄などの軟磁性を有する８つの第１部材３１０ａと、第１部材３１０ａを連結する８つの第２部材３１０ｂとが周方向に交互に設けられる。つまり、第１部材３１０ａは着磁突極３０６ｂの数と同数設けられる。第２部材３１０ｂは、第１部材３１０ａと異なる材料から形成することも可能であるが、実施の形態では同一の材料から形成される。

つまり、背面ヨーク３１０は第１部材３１０ａと第２部材３１０ｂとを有する磁性体領域を含んでいる。本願において、この磁性体領域の内接円から外接円に至る単位円弧当たりの半径方向の磁気抵抗を磁路抵抗と定義する。第１部材３１０ａは内接円と外接円とに接する部分を有するから、半径方向の磁路は磁性体領域で構成される割合が高い。第２部材３１０ｂは当該外接円には接するが当該内接円とは非接触であるから半径方向の磁路は磁性体領域で構成される割合が相対的に低くなる。このため、背面ヨーク３１０は第１部材３１０ａの磁路抵抗は第２部材３１０ｂの磁路抵抗より小さい。したがって、背面ヨーク３１０は第１部材３１０ａと磁路抵抗が相対的に大きい第２部材３１０ｂとが周方向に交互に連結されている。

背面ヨーク３１０は、第２部材３１０ｂの半径方向寸法Ｙは第１部材３１０ａの半径方向寸法Ｘより小さい。背面ヨーク３１０は、第１部材と第２部材とを別々に形成した後、結合するようにしてもよい。この場合は複雑な形状であっても容易に形成できる。実施の形態の着磁ヨーク３１０は、８つの第１部材３１０ａと８つの第２部材３１０ｂとが一体にシームレスに形成される。この場合は第１部材３１０ａと第２部材３１０ｂの結合強度が高い。背面ヨーク３１０は、純鉄などの軟磁性を有する材料から切削加工して形成される。背面ヨーク３１０は、表面の微小な凹凸を低減するためにサンドブラストなどの表面平滑化処理が施される。

８つの第１部材３１０ａはそれぞれ８つの着磁突極３０６ｂの周方向の位置に対応する位置に設けられる。第１部材３１０ａの着磁突極３０６ｂに対する位置関係は、着磁されるマグネットの材料がフェライト系か希土類系か、異方性か等方性か、マグネットの磁気特性や形状、所望の着磁波形など要素に対応して設定することができる。例えば図５のように、第１部材３１０ａの周方向の中心を、隣接する着磁突極３０６ｂの隙間であるスロット空間の周方向の中心と中心軸Ｓとを通る直線上に配置することができる（以下、このような配置を「逆相配置」と表記する。）。つまり逆相配置では、それぞれの第１部材３１０ａの周方向の中心は着磁突極３０６ｂの隙間であるスロット空間の周方向の中心と対向している。
また、例えば図６のように、第１部材３１０ａの周方向の中心を、着磁突極３０６ｂの周方向の中心と中心軸Ｓとを通る直線上に配置することができる（以下、このような配置を「同相配置」と表記する。）。つまり同相配置では、それぞれの第１部材３１０ａの周方向の中心は着磁突極３０６ｂの周方向の中心と対向している。

第１部材３１０ａは、第２部材３１０ｂに対して半径方向外向きに延在する外向延在部と、半径方向内向きに延在する内向延在部と、の少なくともいずれかを設けることができる。外向延在部や内向延在部を設けることにより、着磁の際における被着磁マグネット４０内の磁界の分布を調整して所望の着磁波形を得ることができる。外向延在部あるいは内向延在部の形状は、着磁されるマグネットの材料がフェライト系か希土類系か、異方性か等方性か、マグネットの磁気特性や形状、所望の着磁波形などに対応して設定することができる。実施の形態の背面ヨーク３１０は内向延在部３１０ｅを有し外向延在部は設けていない。

背面ヨーク３１０について、それぞれの第１部材３１０ａと第２部材３１０ｂとの接続部分の形状に特別な制限はないが、実施の形態では第１部材３１０ａと第２部材３１０ｂとは滑らかな曲面で接続される。この場合、外部から圧環応力を受けた場合に変形しにくい点で好ましい。

スペーサー３１４は、中空リング状の部材であって、例えば、ＰＥＥＫ樹脂などの非磁性材料から切削加工によって形成される。スペーサー３１４の外周面は背面ヨーク３１０の内周面３１０ｃに対応する形状にされる。スペーサー３１４の内周面は被着磁マグネット４０の背周面４０ｂに対応する形状にされる。スペーサー３１４は着磁ベース３０８に固定的に設けられる。スペーサー３１４は、被着磁マグネット４０を着磁ヨーク３０６と背面ヨーク３１０との間に挿入しあるいは抜き出す際の傷つきを防止する。スペーサー３１４と着磁ベース３０８は別々に形成した後、例えば、接着固定してもよい。実施の形態ではスペーサー３１４と着磁ベース３０８とは一体にシームレスに形成される。

スペーサー３１４の外周面に背面ヨーク３１０の内周面３１０ｃが、例えば、接着固定される。スペーサー３１４は被着磁マグネット４０の背周面４０ｂと背面ヨーク３１０の内周面３１０ｃとの隙間に介在する。この結果、被着磁マグネット４０と背面ヨーク３１０の隙間が所定の範囲内に維持される。検討により、被着磁マグネット４０と背面ヨーク３１０の隙間を変化させることによって着磁後のマグネット４０の磁極の着磁波形が変化することが確認されている。このためスペーサー３１４は、着磁後のマグネット４０の磁極の着磁波形が所定の波形になるように、半径方向厚み寸法などの形状が設定される。なお上記では、スペーサー３１４は周方向に連続するリングである場合について説明したが、これに限られない。スペーサー３１４は周方向に不連続であってもよいし、スペーサーを設けない構成も可能である。

図７を参照する。突極部３０６ｂの上下の端部には着磁コイル３０２の周方向に延在する連結導体３０２ｂが設けられる。このため、突極部３０６ｂの上下の端部付近は連結導体３０２ｂが発生する磁界の影響を強く受ける。一方、連結導体３０２ｂからの距離が相対的に大きい中央部では、連結導体３０２ｂから発生する磁界の影響が小さい。このため、被着磁マグネット４０を着磁ヨーク３０６の突極部３０６ｂの上下の端部に近い位置に支持して着磁すると、着磁されたマグネット４０の上下の端部と中央部とで着磁波形の差異が大きくなる。上下の端部と中央部とで着磁波形に大きな差があると、マグネット４０全体としてＴＨＤを低減することが難しい。

この課題に対応して、突極部３０６ｂの軸方向寸法Ａを被着磁マグネット４０の軸方向寸法Ｂの３倍以上とし、被着磁マグネット４０を突極部３０６ｂの軸方向中央部に支持して着磁することができる。一方、突極部３０６ｂの軸方向寸法Ａが大きすぎると、着磁コイル３０２の軸方向の寸法が大きくなり、着磁コイル３０２の抵抗が大きくなる。着磁コイル３０２の抵抗が大きいと、着磁電流が制限され、所望の大きさの着磁磁界を発生することができない。当業者の経験から、突極部３０６ｂの軸方向寸法Ａは被着磁マグネット４０の軸方向寸法Ｂの２０倍を超えない範囲にすることが望ましい。実施の形態では、突極部３０６ｂの軸方向寸法Ａを被着磁マグネット４０の軸方向寸法Ｂの５倍から１０倍の範囲としている。この場合、製造誤差を考慮しても、必要なレベルの着磁磁界を発生するとともに、着磁波形のＴＨＤが実用上で問題のないレベルに抑制できることが確認されている。

以上のように構成された着磁装置３００の動作について説明する。着磁装置３００には、着磁ヨーク３０６と背面ヨーク３１０との間に被着磁マグネット４０が装着される。この状態で、着磁装置３００は、着磁コイル３０２に図示しない着磁用の電源から、例えば、Ｔ１からＴ２に向けて着磁電流が流される。この着磁電流によって着磁コイル３０２の主に軸方向導体３０２ａの周囲に発生する磁界によって被着磁マグネット４０が着磁される。着磁されたマグネット４０は回転機器に組み込まれる。

（ＴＨＤ性能評価試験）
実施の形態の着磁装置３００において、背面ヨーク３１０の配置を変えて着磁したマグネット４０の着磁波形について検討した。具体的には、着磁したマグネット４０の表面に磁束密度に対応する出力信号を出力する磁気センサーを近接させる。この状態でマグネット４０を一定の速度で回転させながら磁気センサーの出力を記録し、記録した着磁波形をフーリエ変換を用いて分析することで着磁波形のＴＨＤを評価した。
また、着磁電流の大きさは、回転機器１００に被評価マグネット４０を組み込んだ状態における逆起電力定数がそれぞれ略等しくなるように調整して着磁した。
また、他の評価条件は、当業者としての知識に基づいて予め実験により見出した適当な値に設定した。

（第１実施例）
（評価１）被評価マグネット１：ネオジュウム系希土類ボンド等方性マグネット
（１）比較例１（サンプル数は５個）
背面ヨークを用いない状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤの平均値は３．３％であった。
（２）比較例２（サンプル数は１個）
背面ヨーク３１０を図６のように同相配置した状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤは４．２％であった。
（３）実施例１（サンプル数は１個）
背面ヨーク３１０を図５のように逆相配置した状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤは１．６％であった。

（第２実施例）
（評価２）被評価マグネット２：フェライトボンド異方性マグネット
（１）比較例３（サンプル数は１個）
背面ヨークを用いない状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤの平均値は６．１％であった。
（２）実施例２（サンプル数は１個）
背面ヨーク３１０を図６のように同相配置した状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤは２．８％であった。
（３）比較例４（サンプル数は１個）
背面ヨーク３１０を図４のように逆相配置した状態で着磁した。
この場合の着磁波形のＴＨＤは４．６％であった。

評価１の結果から、第１実施例によれば比較例１に比べて着磁波形のＴＨＤが低減されることが判明した。また評価２の結果から、第２実施例によれば比較例３に比べて着磁波形のＴＨＤが低減されることが判明した。また評価１及び評価２の結果から、第１部材３１０ａの着磁突極３０６ｂに対応する位置を変えることによって着磁波形のＴＨＤを調整することが可能であることが判明した。

以上、実施の形態に係る着磁装置３００の構成および動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
図８は、第１の変形例に係る着磁装置５００の図６に対応する断面図である。着磁装置３００に対して背面ヨーク５１０とスペーサ５１４の形状が異なる。他の構成は着磁装置３００と同様であり重複する記載は省略する。背面ヨーク５１０は第１部材５１０ａに外向延在部５１０ｅを有し内向延在部は設けていない。背面ヨーク５１０の外向延在部５１０ｄは略歯車状の凸状部にされる。

図９は、第２の変形例に係る着磁装置６００の図６に対応する断面図である。着磁装置３００に対して背面ヨーク６１０とスペーサ６１４の形状が異なる。他の構成は着磁装置３００と同様であり重複する記載は省略する。背面ヨーク６１０は第１部材６１０ａに外向延在部６１０ｅを有し内向延在部は設けていない。背面ヨーク６１０の外周面は外向延在部６１０ｄを含めて略八角形にされる。

実施の形態に係る着磁装置３００を使用して生成されるマグネット４０が搭載されるディスク駆動装置１００として、マグネットが積層コアの外側に位置する、いわゆるアウターロータ型のディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえばマグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型のディスク駆動装置のマグネットを製造する際に、実施の形態に係る技術的思想を適用してもよい。

実施の形態に係る着磁装置３００を使用して生成されるマグネット４０が搭載されるディスク駆動装置１００として、スリーブがベースプレートに固定され、シャフトがスリーブに対して回転するディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえばシャフトがベースプレートに固定され、スリーブがハブと共にシャフトに対して回転するようなシャフト固定型のディスク駆動装置に、実施の形態に係る着磁装置３００を使用して生成されるマグネット４０を搭載してもよい。

実施の形態では、主にハードディスクドライブに用いられるマグネットの製造過程で着磁装置３００を使用する場合について説明したが、これに限られない。例えば、着磁装置３００を使用して製造されたマグネットを有するブラシレスモータを製作し、そのブラシレスモータをＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）装置等の光学ディスク記録再生装置に搭載してもよい。

以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。

１０ハブ、２０シャフト、２２フランジ、４０マグネット、４０ａ内周面、５０ベースプレート、６０積層コア、７０コイル、１００ディスク駆動装置、２００磁気記録ディスク、３００着磁装置、３０２着磁コイル、３０６ａ連結部、３０６ｂ着磁突極、３０８着磁ベース、３１０背面ヨーク、３１０ａ第１部材、３１０ｂ第２部材、３１４スペーサー、Ｒモータ回転軸。

Claims (14)

1. 着磁対象周面とその半径方向反対側の背周面とを有する円筒状のマグネットに着磁する着磁装置であって、
   当該着磁装置に前記マグネットが取り付けられる場合に前記マグネットの前記着磁対象面と対向するとともに導体が装着される複数の突極および前記複数の突極を連結する連結部を有する着磁ヨークと、
   当該着磁装置に前記マグネットが取り付けられる場合に前記マグネットの前記背周面と対向する環状の背面ヨークと、
   を備え、
   前記背面ヨークは磁性体領域を含み、前記磁性体領域の内接円から外接円に至る単位円弧当たりの半径方向の磁気抵抗を磁路抵抗というとき、前記背面ヨークは複数の第１部材と前記第１部材より磁路抵抗が大きい第２部材とが周方向に交互に連結されることを特徴とする着磁装置。
2. 前記複数の第１部材と前記第２部材とは一体にシームレスに形成され、前記第１部材の半径方向寸法は前記第２部材の半径方向寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
3. 前記複数の第１部材は前記複数の突極の数と同数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁装置。
4. 前記複数の第１部材は前記複数の突極の位置に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の着磁装置。
5. 前記複数の第１部材は、当該着磁装置に前記マグネットが取り付けられる場合に当該マグネットから半径方向に遠離する方向に延在する背面延在部を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の着磁装置。
6. 前記複数の第１部材は、当該着磁装置に前記マグネットが取り付けられる場合に当該マグネットに半径方向に接近する方向に延在するマグネット延在部を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の着磁装置。
7. 前記背面ヨークは、前記磁性体領域の側面が滑らかな曲面にされることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の着磁装置。
8. 当該着磁装置に前記マグネットが取り付けられる場合に当該マグネットと前記背面ヨークとに介在するスペーサーをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の着磁装置。
9. 前記導体は切削加工された切削面を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の着磁装置。
10. 前記導体は断面が略矩形である部分を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の着磁装置。
11. 前記導体の前記着磁ヨークの中心軸に沿った軸方向延在部は、当該中心軸を中心とする円周上に位置することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の着磁装置。
12. 前記着磁ヨークは、略円筒状の円筒部および前記円筒部の両端面を貫通して前記導体を保持する複数の貫通孔を含み、前記複数の貫通孔は前記円筒部の中心軸を中心とする円周上に位置することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の着磁装置。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の着磁装置を用いてマグネットに着磁することと、
    着磁されたマグネットとして組み込むことと、
    を含むことを特徴とする回転機器の製造方法。
14. 請求項１３に記載の回転機器の製造方法によって製造されることを特徴とする回転機器。

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