JP3599547B2

JP3599547B2 - 着磁装置及び着磁方法

Info

Publication number: JP3599547B2
Application number: JP34405397A
Authority: JP
Inventors: 栄次古舘; 進寺田
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11164528A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク駆動用モータに使用される駆動用マグネットに着磁する着磁装置及び着磁方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク駆動用モータは、その用途（回転数、記憶容量等）に合わせて駆動用マグネットに種々の着磁がなされている。そして、ディスク駆動用モータは、高トルクでなおかつトルク変動の少ないことが要求される。なぜならば、トルク変動が大きいと、スムーズな回転が実現できなくなるためである。
【０００３】
そのモータに使用される駆動用マグネットの着磁方法としては、例えば、特開平８−２２３８７２号にあるように、非磁性材料にコイル部が一体モールドされ電磁石により磁束を発生し、断面が円形の着磁コイル体に、未着磁のマグネットを外嵌し、更に、非磁性部及び強磁性部からなる部材を外嵌する。そして、着磁コイル体を通電して磁束を発生させることでそのマグネットは着磁される。
【０００４】
しかして、上記駆動用マグネットの材料としては、一般には、希土類磁石の一つであるサマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）系マグネット（以下、サマコバマグネットという）が使用されていた。しかし、ディスク装置の低コスト化に伴いモータの低コスト化の要請があり、比較的高価なサマコバマグネットを同じ希土類磁石の一つで安価なネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系マグネット（以下、ネオジマグネットという）とする場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ネオジマグネットはサマコバマグネットと同等の磁気特性が得られなかった。即ち、サマコバマグネットを組み込んだモータの起動トルク波形が図６であったものが、ネオジマグネットを組み込んだモータの起動トルク波形が図７となり、ネオジマグネットの起動トルク波形のトルクリップルが大きくなって、特性低下を招いていた。
これは、図７に示すように、励磁電流の通電切換点ｂに起動トルク波形の最小値ａが位置し、モータ動作中における通電切換タイミングのズレがそのまま最低値を決定し、トルクリップルを大きくする原因となっていた。また、トルクリップルを大きくしないために、そのズレがないように通電切換を正確に行わなければならないので、使いにくいマグネットであった。なお、通常、駆動用マグネットの特性として起動トルク波形が用いられる。起動トルク波形とは、回転の駆動源となるトルクの変動を波形に表したもので、例えば、３相モータの場合、各巻線毎に順に通電されたときに生じるトルクを波形にして合成したものである。
【０００６】
一方、サマコバマグネットの場合は、起動トルク波形が図６に示すように通電切換点ｂよりも低い磁気中央点が最小値ａであるため通電切換にズレがあったとしても、その通電切換点ｂから磁極中央点までは通電切換のズレが許容され、トルクリップルは大きくならない。従って、サマコバマグネットはネオジマグネットより特性が良好で、使いやすい駆動用マグネットといえる。
【０００７】
このように、ネオジマグネットの着磁特性をサマコバマグネットの着磁特性に近づけることが好ましいことが分かる。
【０００８】
そこで、本発明では、安価なネオジマグネットにてサマコバマグネットと同等の着磁特性を得ることができてモータに組み込んだ際にはトルク変動の少ない高精度のモータとなるマグネットを形成することができる着磁装置及び着磁方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る着磁装置は、リング状のネオジム−鉄−ホウ素系マグネットからなる被着磁部材が挿入される着磁ヨークを備えた着磁装置であって、上記着磁ヨークは上記被着磁部材の内周面との間に形成される隙間の大きさを被着磁部材の磁極中心部で境界部よりも大きくしたものである。
【００１０】
また、上記着磁ヨークを、断面が略正方形となる柱体としたり、断面が星形となる柱体としたりできる。
【００１１】
また、本発明に係る着磁方法は、外周面に周方向に沿って所定ピッチで切欠部を形成した円柱状着磁ヨークに着磁前のリング状のネオジム−鉄−ホウ素系マグネットを外嵌して該マグネットを着磁するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００１３】
図１は本発明に係る着磁装置の要部を示し、この着磁装置は、着磁ヨーク１を備え、リング状の被着磁部材２を該着磁ヨーク１に挿入して該被着磁部材２を着磁するものである。着磁ヨーク１はその外周面に切欠部５…が形成されて断面が略正方形とされた柱体からなり、また、被着磁部材２は希土類磁石の一つであるネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系マグネットからなる。
【００１４】
しかして、着磁ヨーク１の外周面には、４つのコーナ部に凹溝３…が設けられ、この凹溝３にコイル４が嵌合される。即ち、コイル４に電流を流すことによって、この着磁ヨーク１から磁束が発生して、被着磁部材２が着磁される。なお、被着磁部材２の外周は、図示省略の磁性ヨーク部材にて包囲状とされる。即ち、この磁性ヨーク部材は、例えば、内周側に短円筒状の非磁性部が設けられ、外周側に電磁鋼からなる短円筒状の強磁性部が設けられ、被着磁部材２に流れる磁束を多くするものである。
【００１５】
このように、着磁ヨーク１の外周面には、切欠部５が形成されるので、この切欠部５の切欠面とこれに対向する被着磁部材２の内周面７との間に、断面略円弧状の隙間６が形成される。即ち、切欠部５を形成しない場合（従来の着磁ヨークのように断面が円形の場合）、この着磁ヨーク１の外周面と被着磁部材２の内周面７との間の隙間Ｓが全周において一定であるが、切欠部５を設けることによって、被着磁部材２の磁極中心部で、該被着磁部材２の内周面７との間に形成される隙間６の大きさを磁極境界部１０よりも大きくしている。
【００１６】
そのため、その磁極境界部１０からこの隙間６中間部に接近するにつれて着磁時の磁束の大きさが除々に弱くなって、若干マグネットの磁束の大きさが下がり、図２に示すように、このマグネットの着磁特性を表す着磁波形は、山部８に凹部９が従来の場合よりも強調されて形成される。つまり、サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）系マグネットの着磁波形の如き波形となる。
【００１７】
従って、このマグネットをモータに組み込んだ際の起動トルク波形は、図６とほぼ同様に、通電切換点よりも低い磁極中央点が最小値であるため通電切換にズレがあったとしても、その通電切換点から磁極中央点までは通電切換のズレが許容されるため、トルクリップルの小さいサマコバマグネットと同様の波形となる。即ち、この場合のネオジマグネットにおける起動トルク波形は、図３の（ア）に示すようになり、上述のサマコバマグネットのそれを表す図６の如き波形を連続したようになる。従来の着磁方式によるネオジマグネットにおける起動トルク波形は、図３の（イ）に示すようになり、上述の図７の波形を連続したものとなる。図３の（ア）と（イ）を比較すると、波形の最大値と最小値の幅が大きい程、トルクリップルが大きいと判断でき、図３の（イ）のように切換点ｂが最小値となると切換のタイミングのズレにより、その最小値はその都度変化し不安定な回転となってしまう。（トルクリップルが大きい。）
【００１８】
次に、図４は他の着磁ヨーク１を示し、この場合、切欠部５が図１のものよりもさらに切り込まれたものとされて断面がいわゆる星形とされる。従って、この図４の着磁ヨーク１も、被着磁部材２の磁極中心部で、該被着磁部材２の内周面７との間に形成される隙間６の大きさを磁極境界部１０よりも大きくしている。
【００１９】
このため、着磁波形は、図５に示すように、山部８に凹部９が図２のものよりもさらに強調されて形成されたサマコバマグネットの着磁波形の如き波形となる。
【００２０】
ところで、上述の図１や図４の着磁ヨーク１では、その断面を正方形状や星形としているが、これは、マグネットが４極用であるためであって、６極用であれば、６個の切欠部５を形成すればよい。即ち、着磁時にマグネットの磁極中心部に相当する隙間が若干大きくなるように設定すればよく、４極用や６極用に限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏する。
【００２２】
請求項１又は４によれば、ネオジマグネットでもってサマコバマグネットの着磁波形の如き波形とすることができ、安価で磁気特性として優れたマグネットを形成することができ、このマグネットをモータに組み込めば、トルク変動の少ない高精度のモータとなる。
【００２３】
請求項２又は３によれば、４極用のマグネットを簡単かつ確実に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る着磁装置の要部断面図である。
【図２】着磁波形図である。
【図３】起動トルク波形図である。
【図４】他の着磁装置の要部断面図である。
【図５】着磁波形図である。
【図６】サマコバマグネットの起動トルク波形図である。
【図７】ネオジマグネットの起動トルク波形図である。
【符号の説明】
１着磁ヨーク
２被着磁部材
５切欠部
６隙間
７内周面
１０境界部

Claims

リング状のネオジム−鉄−ホウ素系マグネットからなる被着磁部材２が挿入される着磁ヨーク１を備えた着磁装置であって、上記着磁ヨーク１は上記被着磁部材２の内周面７との間に形成される隙間６の大きさを被着磁部材２の磁極中心部で境界部10よりも大きくしたことを特徴とする着磁装置。
上記着磁ヨーク１を、断面が略正方形となる柱体とした請求項１記載の着磁装置。
上記着磁ヨーク１を、断面が星形となる柱体とした請求項１記載の着磁装置。
外周面に周方向に沿って所定ピッチで切欠部５…を形成した円柱状着磁ヨーク１に着磁前のリング状のネオジム−鉄−ホウ素系マグネットを外嵌して該マグネットを着磁することを特徴とする着磁方法。