JP3658059B2 - マグネット加圧機構および該マグネット加圧機構を用いた装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マグネットの磁気吸引力によるマグネット加圧機構および該マグネット加圧機構を用いた超音波モータその他の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧機構の主なものを列挙すると以下のものがある。即ち、
（１）ゴム、スプリング等物質のばね性を利用したばね加圧、
（２）マグネットの吸引、反発を利用したマグネット加圧、または
（３）重力を利用した重力加圧
である。
【０００３】
以上の内、重力加圧は加圧方向に制約を受けることや、重くなる等の理由から携帯用の機器等に利用することが困難である。一般にコストの観点から、広く加圧機構として採用されているのがばね加圧である。
【０００４】
図３１に従来の加圧機構の第１例としてばね加圧による超音波モータの断面図を示す。図３１において、１２０はステータであり、該ステータ１２０は振動子１２１、圧電素子１２２、フレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと略す）１２３、摩擦材料１２４から構成されている。超音波モータのモータケースは後蓋１２５と外筒１２８の２つから成っている。ステータ１２０はねじ１２７によりモータケースの後蓋１２５に固定されている。また、後蓋１２５にはオイルレスメタル１２６も固定されている。
【０００５】
一方のモータケースの外筒１２８にはボールベアリング１３０の外輪１３１を保持したハウジング１２９が固定されており、該オイルレスメタル１２６と、該ボールベアリング１３０とにより軸１３４を支持している。軸１３４にはロータ１３５が固定され、ステータ１２０上を循環する超音波振動の進行波の波頭に該ロータ１３５を圧接し、ロータ１３５と共に回転する軸１３４により回転力を取り出すものである。
【０００６】
このステータ１２０とロータ１３５とを圧接する加圧機構としてばね１３６が用いられている。ばね１３６はボールベアリング１３０の内輪１３３に当接したばね受１３７とロータ１３５とに挟まれた場所に配置され、ロータ１３５と一緒にばね１３６、ばね受１３７、ボールベアリング１３０の内輪１３３、ボール１３２が回転する。ロータ１３５を押すばね１３６の加圧反力はばね受１３７、ボールベアリング１３０の内輪１３３を経由して、ボール１３２により外輪１３１へと伝えられる。ボールベアリング１３０の外輪１３１に伝達された加圧反力は、ハウジング１２９を介して外筒１２８で受ける。
【０００７】
さて、外部の離れた場所から非接触で加圧する方法として、マグネット加圧があるが、永久磁石を用いて磁気反発力を利用した加圧機構は時間と共に減磁し、次第に加圧力が弱まってしまうため、一般に閉ループの磁気回路を構成し、減磁しにくい、磁気吸引力を利用した加圧機構をとる。
【０００８】
図３２に従来の加圧機構の第２例としてマグネット加圧による超音波モータの断面図を示す。図３２に示す超音波モータの構成要素の符号は図３１のものを流用している。ステータ１２０と共に、マグネット１３８を保持したマグネット取付板１３９がねじ１２７により後蓋１２５に固定されている。モータケースである後蓋１２５、外筒１２８と共にオイルレスメタル１２６、１４０が固定され、該２つのオイルレスメタル１２６、１４０で軸１３４を支持している。軸１３４にはロータ１３５が固定され、該ロータ１３５にはヨーク１４１が固定されている。図３２の超音波モータの例では、ステータ１２０をロータ１３５に圧接する機構として、マグネット１３８とヨーク１４１との吸引力を用いている。
【０００９】
図３３は従来のマグネット加圧の第１例の試料寸法を示す破断斜視図である。１４２、１４３、１４４は磁性体であるが、図３３の例では、磁性体１４２、１４３として図５に示す特性を持つ高透磁率材料である鉄系のＳ１５Ｃを用いたヨークと、磁性体１４４として図４に示すＢ−Ｈ曲線を持つＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のマグネットを用いた場合を示す。マグネット１４４の着磁形態は一点鎖線で示す中性線１４５より上面側をＮ極、下面側をＳ極になるようにしている。そして、マグネット１４４とヨーク１４３とは接着によって一体になっている。なお、ヨーク１４２とマグネット１４４の間の距離をギャップと呼ぶ。
【００１０】
図３４は図３３の例に示した寸法、材質におけるギャップと吸引力との関係を示す特性図である。図３４から明らかなように、ヨーク１４２とマグネット１４４の間に働く吸引力は、ギャップの大きさに対して逆２乗的な関係を持つ。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加圧機構の内、ばねによる加圧機構の場合は次のような問題があった。
（１）ばねの変位に比例して発生する力が変化してしまう。図３１の例ではステータ上の摩擦材１２４が摩耗していくと、その分、ばね１３６が伸びてしまい、ロータ１３５を押すばね１３６の力が弱まり、加圧ぬけを引き起こす。特に、ばね定数が大きい皿ばね等を用いた加圧機構の場合、わずかの変位で加圧力が大きく変化してしまう。
（２）ばね加圧は、ばねを加圧する物体と加圧反力を受ける物体とに当接させねばならないので、加圧反力を受ける物体を固定した状態で、加圧する物体を回転できない。
（３）図３１に示す超音波モータの例のように、固定している外筒１２８で、ばね１３６の加圧反力を受け、回転するロータ１３５をステータ１２０に圧接する場合、ボールベアリング１３０を用いる構造にせざるを得ない。ボールベアリング１３０は部品コストが高く、かつボールベアリング１３０を取付ける際、高い寸法精度のハウジング１２９等の相手部品を用意する必要があり、接着による組み立て作業も困難である。さらに、軸１３４とボールベアリング１３０の内輪１３３とは接着固定であるため、組み立て後の分解、再組み立てが不可能である。
【００１２】
次に、従来のマグネット加圧の場合は次のような問題があった。
（１）図３４の特性図からキャップを限りなく零に近づければ、大きな力が得られるが、実際には、図３２の例ではギャップを０．２（ｍｍ）程度以上に設定しないと、部品精度や組み立て誤差の積み重ね等が加わり、ヨーク１４１とマグネット１３８とが接触してしまう。また、量産時における上記寸法精度のバラツキに鑑み、ギャップをかなり大きくとらねばならず、大きな力が得られない。
（２）従来のマグネット加圧では、図３４から明らかなように、わずかなギャップの変動で力が大きく変化する。図３２に示す超音波モータのように、部品精度や組み立て誤差が構造上ギャップ方向に積み重なる場合や、摩擦材１２４の摩耗によりギャップが刻々と変化する場合、ロータの加圧力が大きく変動してしまう。
【００１３】
図３５でロータの加圧力の変化が超音波モータに与える影響を説明する。図３５は超音波モータのロータとステータとの接触状態を示す断面図である。図３５（ａ）はロータに加圧を加えていない状態、図３５（ｂ）はロータに加圧を加えた状態を示す。図３５（ａ）において、ステータ表面に進行波を発生させると、ステータ１２０の表面上の点１４６は一点鎖線で示した楕円軌道１４７を描いて振動しロータ１３５はステータ１２０の波頭のみで接する。
【００１４】
図３５（ａ）では加圧してないため、摩擦力が働かず、ロータ１３５は回転しない。ロータ１３５を動かすためにはロータ１３５をステータ１２０に加圧接触させる必要があり、その時の様子を示したのが図３５（ｂ）である。加圧によりロータ１３５はステータ１２０に沈み込み、図中に示す接触幅をもって接するようになる。
【００１５】
一方、ステータ１２０も、加圧により進行波の波頭がつぶされステータ１２０の表面上の点１４８の軌道１４９も歪んだ楕円となる。加圧により、ロータ１３５は摩擦を受け、図３５（ｂ）に示す矢印の方向に移動するが、移動の速度は接触幅の部分で受ける摩擦力とロータ１３５に加わる負荷との釣合いで決まる。接触部の部分において、ロータ１３５の移動速度が一致するステータ１２０の表面上の点では、軌道１４９上の２点の固着点１５０のみで、接触幅中の他の場所ではロータ１３５とステータ１２０とが互いにすべりや剪断変形を起こしている。
【００１６】
ロータをステータに圧接することにより回転力を得る超音波モータでは、ロータへのへこみによる歪みエネルギーの他、すべりや剪断変形といったエネルギーの損失があり、これが熱エネルギーとしてモータ温度を上昇させるため、温度に対し共振周波数が大きい圧電素子に影響を与える。共振周波数が変動すると、ロータ１３５の移動速度も変化する。以上説明したように、超音波モータにおいて、単なる加圧力の変動が回転数、出力トルク、効率、寿命といった特性の他、鳴きや異常摩擦等さまざまな問題に波及する。
【００１７】
（３）超音波モータに従来のマグネット加圧を採用した場合、摩擦材の摩耗により、ギャップが小さくなる方向に変化していくので、急激な加圧力の増大により、自己破壊を引き起こす。このように、従来のマグネット加圧は、加圧している物体が、万一加圧方向に少しでも移動してしまった場合、さらに加圧が増大してしまうことに起因する問題を起こす恐れがある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１に記載の発明は、一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とするマグネット、前記マグネットの一方の極に固定されたヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され外周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、前記第１磁性体の外周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、前記つば部が設けられたヨークは、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構とするものである。
【００１９】
同様に、上記課題を解決するため、本願請求項２に記載の発明は、一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とする中空形状のマグネット、前記マグネットの一方の極に固定された中空形状のヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され内周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、前記第１磁性体の内周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、前記つば部が設けられたヨークは、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構とするものである。
【００２０】
また、上記した本願請求項１または３に記載のマグネット加圧機構は、つば部、ヨーク部、第２磁性体が高透磁性材料を成分として含んでいる。
【００２１】
また、本発明のマグネット加圧機構は、従来のばね加圧の場合のばね定数やマグネット加圧の場合のギャップの逆２乗則というような加圧方向の位置変動に対する加圧力変化の問題を解決すると共に、用途に合わせた距離−吸引力特性を発生できるものである。
【００２２】
例えば、本発明に従って発生される種々の距離−吸引力特性を持つものの内では、特に従来のマグネット加圧機構の距離−吸引力特性にない特殊な領域を有するものとして以下のようなものがある。
（１）加圧方向の位置変動に対して加圧力がほどんど変化しない領域を持つもの
（２）加圧方向に移動すると加圧力が減ずる領域を持つもの
（３）加圧方向の反対方向に移動すると加圧力が増す領域を持つもの
【００２３】
本発明では、上記したような特殊な特性部分を用いて以下に記載のような装置や構造を製作できるものである。例えば、前述の（１）に記載の特性領域を持つものを利用して、加圧方向に移動して互いの磁性体が接触するまでの空隙を１（ｍｍ）程度に離れた位置をとったマグネット加圧構造が得られる。
また、（２）に記載の特性領域を持つものを利用して、万一加圧方向に被加圧物体が移動しても一時加圧力が減ずる安全機能も持つマグネット加圧装置が得られる。
さらにまた、（３）に記載の特性領域を持つものを利用して、万一加圧方向の逆方向に被加圧物体が移動してもより大きな力が働き元の位置の方向へ戻ろうとする機能を持つマグネット加圧装置が得られる。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明のマグネット加圧機構および該マグネット加圧機構を利用した超音波モータ、その他の実施例を説明する。
【００２５】
最初にマグネット加圧機構について説明する。図１、図２は本発明のマグネット加圧機構の代表的な形態を示し、図３乃至図２４は本発明の加圧原理を説明するための図であり、図２５乃至図３０は本発明の加圧機構を用いた装置の実施例を示す図である。
【００２６】
図１、図２は、本発明の代表的な２つの形態を示す破断斜視図である。本発明のマグネット加圧機構は、同軸上の内周および外周に配置された２つの同心円状の磁性体１および磁性体２から成り、少なくとも一方が互いに向き合う方向に張り出したつば部を有するものである。
【００２７】
本発明の加圧機構の原理を説明する便宜上、マグネット加圧機構を各要素に分解する。最初に、図１に示すように、符号２を付してある磁性体につば部が設けられており、符号１が付してある磁性体を単純化して、該磁性体１と磁性体２との間に作用する磁気吸引力の原理を説明する。さらに、つば部を有する磁性体の形状に関して、円筒部３とつば部４の２つの部位に分ける。
【００２８】
図３は、図１に示す形態の本発明のマグネット加圧機構の第１例の試料寸法（単位：ｍｍ）を示す破断斜視図である。この試料は、磁性体１として鉄系のＳ１５Ｃを用いたヨーク５と、磁性体２としてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のマグネット７の両極に鉄系のＳ１５Ｃのヨーク８、９を固定した構造のマグネットユニット６とで構成したものである。１０は中性線であり、マグネット７は、上面側がＮ極に、下面側がＳ極に着磁してある。
【００２９】
マグネットユニット６において、マグネット７の体積は、部品コストに大きな影響を与える。そこで、ヨーク８、９をマグネット７の両極に付加することにより使用するマグネットの体積を少なくし、高価なマグネットに要する部品コストを抑えつつ強力な吸引力を得ている。また、マグネット７に比べ、ヨーク５、８、９は、製造上高い寸法精度が出せるため、磁束は上記ヨークによって高い寸法精度で束ねられ、加圧特性がより安定した加圧機構ができる。
【００３０】
マグネット７の幅をＷ、高さをＨとして、以下の数式（１）の寸法関係にすると、マグネット７の体積に対する吸引力が大きくとれるほか、加圧機構自体も薄型化できる。
Ｈ≦Ｗ ・・・・・ （１）
【００３１】
ヨークの製造の際、注意すべきことは、ヨーク５の外径寸法とヨーク８、９の内径寸法で決まるエアギャップαの寸法精度である。また、ヨーク５の下面側の外周面の稜のＲ面、Ｃ面、エッジ精度も重要である。
【００３２】
マグネットユニット６を構成するマグネット７、ヨーク８、９の円筒部３の内径は２０（ｍｍ）であり、ヨーク５の外径は１９．６（ｍｍ）である。ヨーク５の外周とマグネットユニット６の円筒部３の内周とは接しないように、エアギャップα＝０．２（ｍｍ）をもって同軸上に配置する。
【００３３】
図３の試料でマグネットユニット６を固定し、ヨーク５を上方へ移動してスラスト方向の変位と発生する吸引力との関係を見る際、円板つば部４とヨーク５との距離ｘでとらえると把握し易い。
【００３４】
図４は、マグネット７の材料として用いたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の減磁特性を示す図であり、Ｂ−Ｈ曲線を示す。
【００３５】
図５は、ヨーク５、８、９の材料として用いたＳ１５Ｃの磁化特性を示す図であり、磁束密度Ｂと磁界の強さＨとの関係を示すＢ−Ｈ曲線である。
【００３６】
図３に示す寸法で、図４の特性を持つマグネット７と、図５の特性を持つヨーク５、８、９を用いた試料の距離ｘと吸引力Ｆとの関係を求めた結果を図６に示す。また、この試料と同一マグネットによる従来の加圧機構による図３４の特性を同一スケールで破線で示す。ここで、図３３の従来例のマグネット１４４は本発明の試料と同一材質、同一寸法である。
【００３７】
図６の特性図から明らかなように、本発明のマグネット加圧機構は従来の加圧機構に比べてはるかに大きな力が得られる。マグネット加圧機構を作る際、コストを抑えるため、高価なマグネットの体積をなるべく小さくしようとするが、本発明では、所望の力を確保すると共にコスト的にも有利な加圧機構が得られる。また、距離ｘと吸引力Ｆとの関係で距離ｘに対して吸引力Ｆがほとんど変動しない独特な特性を持つ。このような独特な特性を持つマグネット加圧機構が得られることが本発明の最大の特徴である。この特性を持つものでは、加圧している物体が加圧方向にずれても加圧力がほとんど変動しない。以下の説明の便宜上、この変動しない部分を「特異領域」と呼ぶことにする。
【００３８】
図７は、コンピュータによる３次元磁場解析の結果の一例として、図３に示す本発明の第１例の試料の１２分の１のモデルにおける距離ｘが０．８（ｍｍ）の状態の磁束のシミュレーションを示したものである。マグネット７の上面側をＮ極、下面側をＳ極としているので、矢印で示す磁束はマグネット７の上面からヨーク８を出てヨーク５を通り、ヨーク９からマグネット７の下面側へ循環する磁気回路を形成する。
【００３９】
図８は、図３で示した本発明の第１例の試料のマグネットユニットの断面図である。マグネットユニット６のヨークの円筒部３には引き下がり段差１１の部分を設けてある。この引き下がり段差１１は、図８に示すように、ヨーク９とマグネット７との境界面と円板つば部４の上面との間の段差であり、この引き下がり段差１１を設けないと、距離ｘ−吸引力Ｆの特性に前述した特異領域が発生しないので、特異領域を発生させるために設けたものである。
【００４０】
図９は本発明のマグネット加圧機構の第２例の試料寸法を示す破断斜視図である。この試料は、引き下がり段差を設けていない点で、図８の第１例の試料と異なっている。なお、図９において、図３で用いた符号と同一符号を付した構成要素は図３の構成要素と同一または同様な機能を持つ部分または部材を表すものである。マグネットユニット１２のヨーク１３には引き下がり段差を設けていない。
【００４１】
ここでも、ヨーク５およびヨーク８、ヨーク１３の材料として図５のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＳ１５Ｃ、マグネット７の材料として、図４のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を用い、マグネット７の一点鎖線で示す中性線１０より上面側がＮ極、下面側がＳ極になるように着磁する。
【００４２】
図１０に、図９に示した本発明のマグネット加圧機構の第２例の試料における距離ｘ−吸引力Ｆ特性を示す。図３３に示す同一材質、同一寸法のマグネットを用いた従来の加圧機構に比べはるかに大きな力を得られるが、図６に示すような顕著な特異領域は現れない。
【００４３】
次に、図１１〜図１９を参照して、図３におけるヨーク５とマグネットユニット６のユニット８の形状に対する３つの変形例（第３例〜第５例）を説明する。
【００４４】
最初に、図１１〜図１４にその最初の変形例（第３例）を示す。図１１は本発明のマグネット加圧機構の第３例の試料寸法を示す破断斜視図である。図１１において、図３で示した符号と同一の符号を用いた構成要素は第１例の試料で説明した構成要素と同じものを表す。
【００４５】
ヨーク１４の外周とマグネットユニット１５の内周とは接しないように、エアギャップ０．２（ｍｍ）をもって同軸上に配置する。ここで、ヨーク１４およびヨーク１６、ヨーク９の材料として図５のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＳ１５Ｃ、マグネット７の材料として、図４のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を用い、マグネット７の一点鎖線で示す中性線１０より上面側がＮ極、下面側がＳ極になるように着磁する。図３の試料と図１１の試料の違いは２点あり、第１点は図３のヨーク５の高さ４（ｍｍ）を図１１のヨーク１４では３（ｍｍ）にしたことで、第２点は図３のヨーク８の高さ２（ｍｍ）を図１１のヨーク１６では１（ｍｍ）にしたことである。
【００４６】
図１２に図１１に示した本発明のマグネット加圧機構の第３例の試料における距離ｘ−吸引力Ｆ特性を示す。この図１２の特性図からわかる様に、距離ｘが０．３（ｍｍ）付近に吸引力の極小値、距離ｘが１．０（ｍｍ）付近に吸引力の極大値となる独特な特異領域が出現する。これも従来のマグネット加圧機構に無い特性である。また、図３４に示した同一マグネットを用いた従来のマグネット加圧機構の特性に比べ、例えば３（ｋｇｆ）近傍の大きな力を広い距離ｘの範囲で安定して得られることがわかる。
【００４７】
図１２の特性の中で距離ｘの０．３（ｍｍ）から１．０（ｍｍ）の部分に着目すると、従来のマグネット加圧機構では出来なかった用途が創造できる。例えば、距離ｘが０．３（ｍｍ）で加圧している被加圧物体が、加圧方向の反対方向（距離ｘ＞０．３（ｍｍ）の位置方向）に移動した場合、より大きな力が働き該物体を元の位置の方向へ向かって戻そうとする機能を有する加圧機構や、距離ｘが１．０（ｍｍ）で加圧している被加圧物体が、加圧方向（距離ｘ＜１．０（ｍｍ）の位置方向）に移動してしまった場合、加圧力がぬける機能を有する加圧機構が実現できる。
【００４８】
図１３、図１４は図１１に示す本発明のマグネット加圧機構の第３例の試料の１２分の１のモデルをコンピュータにより３次元磁場解析を行った例で、図１２の特性図で示した吸引力の極小値付近の距離ｘが０．３（ｍｍ）での磁束のシミュレーションを図１３に、吸引力の極大値付近の距離ｘが１．０（ｍｍ）での磁束シミュレーションを図１４に示す。
【００４９】
図１３の距離ｘが，０．３（ｍｍ）の場合では、ヨーク１４の外周面がヨーク１６の円筒部３内周と対向する部分が少なく、ヨーク１６を出た磁束がヨーク１４の外をはずれてしまっている様子が示されている。空気中はＳ１５Ｃに比べ比較にならないほど大きな磁気抵抗を有する為、磁束が通りにくく、その結果としてヨーク１４とマグネットユニット１５との間に働く吸引力も小さい。
【００５０】
図１４の距離ｘが１．０（ｍｍ）の場合では、ヨーク１４の外周面がヨーク１６の円筒部３の内周面の全面で対向し、ヨーク１６を出た磁束は０．２（ｍｍ）のエアギャップを通りヨーク１４へと入っていく様子が示されている。このため、ヨーク１６とヨーク１４との間の磁気抵抗が図１３の場合に比べ低く、磁束が通りやすくなり、その結果として図１３の場合より大きな力が得られるわけである。
【００５１】
図１１乃至図１４の事例により、図１及び図２の代表形態において、磁性体２の円板つば部４と磁性体１との距離ｘが、磁性体２の円筒部３と磁性体１とのエアギャップαより大きい領域（ｘ≧α）では磁性体１と磁性体２の円筒部３との対向位置関係が距離ｘー吸引力Ｆ特性の特異領域の特性に大きく影響することがわかる。
【００５２】
図１５乃至図１９は本発明におけるコストダウンや軽量化を主眼としてヨークの材料を削減した形状を検討した中の２例である。まず、図１５乃至図１７でその１つを示す。図１５は本発明のマグネット加圧機構の第４例の試料寸法を示す破断斜視図である。図１５において図３で示した符号と同一符号を用いた構成要素は第１例の試料で説明した構成要素と同じものを表す。
【００５３】
ヨーク５の外周とマグネットユニット１７の内周とは接しない様に、エアギャップα＝０．２（ｍｍ）をもって同軸上に配置する。ここでヨーク５及びヨーク１８、ヨーク９の材料として図５のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＳ１５Ｃ、マグネット７の材料として、図４のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を用い、マグネット７の一点鎖線で示す中性線１０より上面側がＮ極、下面側がＳ極になる様に着磁する。
【００５４】
図３の試料と図１１の試料には１つの違いがあり、図３のマグネットユニット６のヨーク８を図１５のマグネットユニット１７では円筒つば部１９を有したヨーク１８にしたことである。
【００５５】
ヨーク１８は、図１１の第３例の試料のヨーク１６と同じ１（ｍｍ）の厚みの板材を用いながら板金プレス加工により、円筒つば部１９を形成し、図３の第１例の試料に示す厚さ２（ｍｍ）の板材を用いるヨーク８と同等の性能を出そうとしたものである。
【００５６】
図１６に図１５に示す本発明のマグネット加圧機構の第４例の試料の１２分の１で図７の例と同じ距離ｘが０．８（ｍｍ）の場合のモデルをコンピュータにより３次元磁場解析して得られた磁束のシミュレーションを示した。ヨーク５の円筒外周とエアギャップ０．２（ｍｍ）で対向するヨーク１８の円筒つば部１９が、図７のヨーク８と同様に、マグネット７の上面側のＮ極から出た矢印で示す磁束をヨーク５へと渡す磁気回路としての機能を持つ様子が示されている。
【００５７】
図１７は図１５に示した本発明のマグネット加圧機構の第４例の試料における距離ｘー吸引力Ｆ特性を示す。図６の特性図と比較して見ると、図１７の特性は全体的に吸引力が百数十（ｇｆ）ほど低いだけで、特異領域を含む特性曲線の様子はほとんど同じ特性が得られることがわかる。
【００５８】
図１８は、本発明のマグネット加圧機構の第５例の試料寸法を示す破断斜視図である。図１８において図３や図１５で示した符号と同一符号を用いた構成要素は第１例の試料や第４例の試料で説明した構成要素と同じものを表す。ヨーク５の外周マグネットユニット２０の内周とは接しない様に、エアギャップα＝０．２（ｍｍ）をもって同軸上に配置する。ここでヨーク５及びヨーク２１、ヨーク９の材料として図５のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＳ１５Ｃ、マグネット７の材料として、図４のＢ−Ｈ曲線に示す特性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を用い、マグネット７の一点鎖線で示す中性線１０より上面側がＮ極、下面側がＳ極になる様に着磁する。
【００５９】
図１５の試料と図１８の試料には１つの違いがあり、図１５のマグネットユニット１７のヨーク１８の円筒つば部１９の円筒つば厚が１（ｍｍ）であるのに対し、図１７のマグネットユニット２０のヨーク２１の円筒つば部２２の円筒つば厚が２（ｍｍ）であることである。
【００６０】
図１８のヨーク２１は軽量化や体積の削減を目的とした形状で図３のヨーク８に比べて３２．４％の重量削減を行っている。また板厚より厚い円筒つば厚を有するヨーク２１は鍛造や焼結で製造するのが望ましい。図１９は図１８に示した本発明のマグネット加圧機構の第５例の試料に於ける距離ｘー吸引力Ｆ特性を示す。図１８の第５例の試料はヨーク２１の円筒つば部２２の円筒つば厚を１（ｍｍ）から２（ｍｍ）に増やすことにより、図３の第１例の試料に対して見られた図１５の第４例の試料のわずかな吸引力の不足を無くし、図６に示す特性とほとんど遜色の無い特性が得られる。
【００６１】
図２０は本発明のマグネット加圧機構の第６例の試料寸法を示す破断斜視図である。図２０における３は円筒部、４は円板つば部で図２と同じ符号を用いた。図２０は図２に示す磁性体１として図５のＢ−Ｈ曲線に示す鉄系のＳ１５Ｃを用いたヨーク２３、磁性体２として図４のＢ−Ｈ曲線に示すＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のマグネット２５の両端に鉄系のＳ１５Ｃのヨーク２６、２７を固定した構造のマグネットユニット２４で構成したものである。２８は中性線で、マグネット２５は上面側がＮ極、下面側がＳ極に着磁してある。
【００６２】
マグネットユニット２４のヨーク２６には図１５の第４例の試料と同様に円筒つば部２９を設けている。ヨーク２３の内周とマグネットユニット２４の円筒部３の外周とは接しない様に、エアギャップα＝０．２（ｍｍ）をもって同軸上に配置する。また、マグネットユニット２４とヨーク２３との間に発生する磁気吸引力によるスラスト方向の加圧力と変位との関係を見る場合も、円板つば部３０とヨーク２３との距離ｘでとらえる方法を取る。
【００６３】
図２１はコンピュータによる３次元磁場解析の結果の一例で図２０に示す本発明のマグネット加圧機構の第６例の試料の１２分の１のモデルにおける距離ｘが１．５（ｍｍ）の状態の磁束のシミュレーションを示したものである。マグネット２５の上面側をＮ極、下面側をＳ極としているので、矢印で示す磁束はマグネット２５の上面側から出て、ヨーク２６からヨーク２３へと通っている。
【００６４】
図２１の様に距離１．５（ｍｍ）の位置関係の場合においては、ヨーク２６に形成した円筒つば部２９からヨーク２３へと磁束が通っている様子を見ることが出来る。また、ヨーク２３を出た磁束は、ヨーク２７の円板つば部３０よりも引き下がり段差３１の円筒外周面を通り、マグネット２５の下面側へと循環する磁気回路を形成している様子がわかる。
【００６５】
図２２に図２０に示した本発明のマグネット加圧機構の第６例の試料に於ける距離ｘー吸引力Ｆ特性を示す。図６において、「特異領域」と名付けた、距離ｘが変化しても吸引力Ｆの値があまり変動しない領域が広いのが見て取れる。さて、この特性図において、距離ｘの値の小さい部分、特に距離ｘがエアギャップαより小さい部分（ｘ≦α）では距離ｘに対する吸引力Ｆの変化が大きい。ここで、ｘ≦αの領域において円板つば部形状が与える距離ｘー吸引力Ｆ特性への影響について図２３乃至図２４を参照して述べる。
【００６６】
図２３は図２に示す代表形態を基本にして円板つば部の径を変化させた試料例とその寸法を示す破断斜視図である。図２の磁性体１に相当するものとして図２０のヨーク２３を用い、図２の磁性体２に相当するものとして、図２３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すマグネットユニット３２、３７、４０をそれぞれヨーク２３の内周に接しない様に、エアギャップ０．２（ｍｍ）をもって同軸上に組付けた場合について述べる。
【００６７】
図２０のマグネットユニット２４と図２３のマグネットユニット３２には２つの違いがあり、第１点は図２０の円筒つば部２９の高さ寸法３（ｍｍ）を図２３の円筒つば部３５では２（ｍｍ）としたこと、第２点は図２０の円板つば部３０の直径φ２６（ｍｍ）を図２３の円板つば部３６ではφ２２（ｍｍ）としたことである。他の部分は図２０と同様にマグネット２５は図４のＢ−Ｈ曲線に示すＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石で上面側がＮ極、下面側をＳ極に着磁したものである。２８は中性線である。ヨーク３３、３４は図５のＢ−Ｈ曲線で示す鉄径のＳ１５Ｃを用い、これをマグネット２５の両端に固定した構成にしている。
【００６８】
さて、図２３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の違いはそれぞれのマグネットユニット３２、３７、４０のヨーク３４、３８、４１における円板つば部３６、３９、４２の直径をφ２２（ｍｍ）、φ２４（ｍｍ）、φ２６（ｍｍ）と変えたものであり、他の部分は全て同一にしている。図２０のヨーク２３と、図２３の円板つば部の径の違いの試料（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とを組合わせた場合の距離ｘと吸引力Ｆとの関係を図２４に示す。ここで距離ｘとは図２０の場合と同様に、ヨーク２３と円板つば部との距離を示す。
【００６９】
図２４は図２３に示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つの試料による距離ｘー吸引力Ｆ特性である。図２４では、図２３（ａ）のマグネットユニット３２による距離ｘー吸引力Ｆ特性を破線（ａ）、図２３（ｂ）のマグネットユニット３７による特性を一点鎖線（ｂ）、図２３（ｃ）のマグネットユニット４０による特性を実線（ｃ）で示し、比較できる様に示した。図２４により円板つば部の径を小さくすると、距離ｘの小さい部分、特に距離ｘがエアギャップαより小さい部分（ｘ≦α）では、距離ｘに対する吸引力Ｆの変化が著しく大きくなる様子が見て取れる。
【００７０】
また、円板つば部の径は相手側の磁性体であるヨーク２３の外径φ２６（ｍｍ）より大きくしても加圧機構として特筆すべきほどの効果は見られなかった。部品コスト、小型化、軽量化の観点から言えば、図１に於ける磁性体２の円板つば部４の内径は磁性体１の内径より大きく、図２における磁性体２の円板つば部４の外径は磁性体１の外径よりも小さくする方が望ましい。
【００７１】
次に、前述した本発明のマグネット加圧機構を用いた装置の実施例を以下に説明する。
（実施例１）
最初に、図２５乃至図２６を参照して本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例１の超音波モータを説明する。図２５は本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例１の超音波モータの断面図である。また、図２６は図２５の超音波モータの分解斜視図である。図２５、図２６において、４３はステータユニットであり、該ステータユニット４３は振動子４４、圧電素子４５、ＦＰＣ４６、摩擦材４７、マグネット５１、ヨーク５２とから構成されている。このステータユニット４３は、スペーサ４８と共にオイルレスメタル４９で外筒５０に固定されている。
【００７２】
スペーサ４８は振動するステータユニット４３の振動を妨げない様にしながらステータユニット４３が外筒５０に接しない様にすきまを設け、ステータユニット４３の高さ位置出しを行うべく、外筒５０とステータユニット４３との間にはさまれて設置される。さてこの振動子４４は鉄の切削品、焼結品又は鍛造品といった高透磁率材料で製造されており、この振動子４４をヨークの一部として用いこの振動子４４とマグネット５１、ヨーク５２とで図１に示す磁性体２を構成する。
【００７３】
ここでは、振動子４４に形成されたつば部５３を図１に示す磁性体２の円板つば部４として利用している。本来このつば部５３は図２６に示す様に、オイルレスメタル４９のつば部５４によりステータユニット４３を外筒５０に固定するためのものである。ロータ５５には軸５６が取り付けられ、またヨーク５７も固定されている。このヨーク５７が図１の磁性体１に相当する。ここでのロータ５５は軽量で耐磨耗性があるシリコン入りアルミやアルマイト処理を施したアルミ材といった非磁性材料のアルミ系材料を用いている。軸５６はオイルレスメタル４９と後蓋５８に固定されたオイルレスメタル５９とで支持される。図２６に示す様に実施例１の超音波モータの組み立ては持ち替えてひっくり返すことなく、一方向から順次組付けて製造することが可能な構造である。
【００７４】
（実施例２）
図２７は、本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例２の超音波モータの断面図である。図２７において、６０はステータユニットであり、該ステータユニット６０は、振動子６１、圧電素子６２、ＦＰＣ６３、摩擦材６４、ヨーク６５、オイルレスメタル６６、６７から構成される。
【００７５】
一方、ロータユニット６８は、ロータ６９、軸７０、マグネット７１、ヨーク７２、７３とから構成されている。
ここでの振動子６１は、リン青銅の切削品といった非磁性材料で、そこに高透磁率材料のヨーク６５を固定する。このヨーク６５が図１の磁性体１に相当する。
【００７６】
一方、マグネット７１、ヨーク７２、７３が図１の磁性体２に相当し、これによりロータユニット６８をステータユニット６０に圧接する。振動子６１にはねじ穴７４が設けられ、本発明の実施例２の超音波モータを取り付ける装置の取付板７５にねじ７６で固定する。軸７０にはカム、プーリといった被回転物を取り付ける。図２７では、歯車７７をねじ７８で固定している例を示した。ロータ及びステータの外側を囲う大型部品であるモータケースの無い実施例２の超音波モータは、従来のモータケースを有する超音波モータに比べ小型化できる。
【００７７】
（実施例３）
図２８は、本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例３の超音波モータの断面図である。図２８において、７９はステータユニットであり、該ステータユニット７９は、振動子８０、圧電素子８１、ＦＰＣ８２、摩擦材８３、オイルレスメタル８４、８５から構成される。振動子８０には嵌合部９３とねじ部９４が形成され、本発明の超音波モータを取り付ける装置の取付板９５の取付穴９６にねじ部９４と嵌合部９３とを挿入し、ナット９７で締め付けることにより固定する。ここで振動子８０は鉄系の切削品や焼結品といった高透磁率材料で筒部９２が図１の磁性体１に相当する。
【００７８】
一方、ロータユニット８６はロータ８７、軸８８、マグネット８９、ヨーク９０、９１とから構成され、マグネット８９、ヨーク９０、９１が図１の磁性体２に相当し、これでロータユニット８６とステータユニット７９とを圧接する働きをする。ロータ８７には歯車９８を一体に形成し、装置の歯車９９へ動力の伝達を行っている。
【００７９】
実施例３の超音波モータにはモータケースが無く、ロータに一体に形成された歯車、カムといった伝動装置により直接出力を取り出している。さらに軸にも伝動装置を装着する構造にすれば、複数の種類の出力を同時に得られる機構が可能である。またこの超音波モータは、ナット９７だけで装置への取付けが可能である。
【００８０】
図２５乃至図２８に示す様に超音波モータに本発明のマグネット加圧機構を用いた効果としては以下のことが挙げられる。
（１）ステータに対するロータの位置が多少変化しても従来の加圧機構に比べ加圧力の変動が少ないため、回転数、出力トルク、効率、寿命等の特性が安定した超音波モータが得られる。
（２）ロータとステータの空間に設置でき、且つロータやステータをヨークの一部として流用できる加圧機構である。
（３）ロータ組立てが著しく容易になる他、ロータとステータの脱着が可能で何度でも再組立て出来るため、メンテナンスも容易である。
【００８１】
（実施例４）
図２９は、本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例４のディスクチャッキング装置の破断斜視図である。図２９のディスクチャッキング装置は、ディスク受部１００とチャッキング部１０４の２つに大別でき、チャッキング部１０４が図２の磁性体１、ディスク受部１００が図２の磁性体２に相当する図２の形態を用いたマグネット加圧機構である。ディスク受部１００はマグネット１０１、鉄系の高透磁率材料によるヨーク１０２、１０３とから成る。ヨーク１０３には円板つば部１０６、円筒部１０７、穴１０８が形成されている。円板つば部１０６は、ディスク１０５を受ける面になっているばかりでなく、図２の円板つば部４に相当する磁気回路としての機能も有する。円筒部１０７の外径は高精度に製造され、ディスク１０５の芯出し機能を有すると共に、図８で説明した引き下がり段差１１としての機能も有する。穴１０８は、ディスク受部１００をスピンドル軸１０９に固定する為のもので、ヨーク１０３に円筒部１０７と穴１０８を一体に形成する事により、高い同軸精度で製造しやすくしている。
【００８２】
（実施例５）
図３０は、本発明のマグネット加圧機構を用いた実施例５のディスクチャッキング装置の破断斜視図である。図３０において図２９と同じ符号で表示されている構成要素は、実施例４で説明した構成要素と同じものを示す。図３０のディスクチャッキング装置は、ディスク受部１１６とチャッキング部１１０の２つに大別でき、ディスク受部１１６が図１の磁性体１、チャッキング部１１０が図１の磁性体２に相当する図１の形態を用いたマグネット加圧機構である。
【００８３】
ディスク受部１１６は、ディスク受１１８とヨーク１１７とから成る。ここでのディスク受１１８では樹脂材を用い、ディスク１０５を傷めないようにしていると共に、穴１１９にスピンドル軸１０９を差し込んで本ディスクチャッキング装置を容易に取り付けられる様にしている。図３０におけるスピンドル軸１０９は非磁性のステンレス材を用い、ヨーク１１７の同軸度の芯出し、及びチャッキング部１１０の装着時における穴１１５による芯出しにも用いる。チャッキング部１１０はマグネット１１１、ヨーク１１２、１１３、ダンパ１１４とから成る。ダンパ１１４はディスク受部１１６とチャッキング部１１０とではさんで固定するディスク１０５を傷めないようにするためと、ディスク１０５を回転させる際、チャッキング部１１０のすべり防止の防振機能を有している。
【００８４】
図２９、図３０に示す様にディスクチャッキング装置に本発明のマグネット加圧機構を用いた効果としては、以下のことが挙げられる。
（１）ばねの場合、ディスクチャッキング装置を取付けるスピンドル軸のスラスト軸受にディスクチャッキング装置の重量にばねによる加圧力が加わった大きなスラスト荷重がかかる。このため、スラスト軸受の摩耗が激しくスラスト軸受がえぐられ、ディスクの位置精度が出ない。本発明によるディスクチャッキング装置はスラスト軸受にかかる負担が小さく、スラスト軸受の長寿命化、ディスク位置の高精度化、摩耗による損失エネルギーの低減が図れる。
（２）ディスクの厚みがバラついていても、加圧力がほとんど変わらずディスクを傷めない他、安定して所定の加圧力が得られる為、ディスクのガタつきやはずれ事故が起こりにくい信頼性の高い加圧機構である。
（３）ディスクがはずれにくいにもかかわらず、ディスクの脱着が容易である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明による効果をまとめると次の様になる。
まず、発明者が「特異領域」と名付けた本発明のマグネット加圧機構が有する独特な距離ｘ−吸引力Ｆ特性を創出できる効果として以下のことが挙げられる。
（１）広い距離範囲にわたり、強力で安定した力を発生する加圧機構で、多少の距離のバラつきがあってもほぼ一定の加圧力が得られるようにできる。
（２）万一加圧方向に被加圧物体が移動しても、一時加圧力が減ずる領域を設け、安全機能を有する加圧機構が得られる。
（３）万一加圧方向の逆方向に被加圧物体が移動しても、より大きな力を発生し、元の位置の方向へ戻そうとする機能を有する加圧機構が得られる。
【００８６】
設定した力の大きさにより大きな力のひっぱりを受けた時、分離する構造にすることで、力学的ツェナダイオード機能を有する効果として以下のことが挙げられる。
（１）脱着や組立が容易であり、ばねの様にへたりや破損がなく、何度でも再組立ができる。
（２）常に一定の力で分離し、力に対する動作精度が高い。
【００８７】
回転する物体に対し、固定側から非接触で加圧できる効果として以下のことが挙げられる。
（１）ボールベアリングを使用する必要性が無いため、部品費の大幅なコストダウンが図れる他、組立についてもボールベアリングの接着に比較し、オイルレスメタルの圧入は自動化しやすく、簡単な装置で、短時間に大量の生産が可能となる。
（２）加圧力の大小にかかわらず、軸受寿命に直接影響が無い。
（３）非接触のため、加圧機構に関して摩耗が無く信頼性が高い。
（４）重力加圧に比べ回転体のイナーシャーを小さくする事が出来る。
【００８８】
構造面における効果として以下の事が挙げられる。
（１）重力の方向とは関係なく、任意の方向に対して加圧でき、しかも小型で強力であるため、汎用性が高い。
（２）構成部品が同心円状であるため、加工しやすく、寸法精度が出しやすい形状である。
（３）組立において、同心円状に部品を配置していくため、芯出し等による組立精度が出しやすく、部品精度誤差をも相殺しながら組立誤差が入り難い構造である。
（４）閉ループの磁気回路を構成するため、減磁しにくく、へたりが少ない。
（５）金属疲労による破損が無く、信頼性が高い。
（６）ヨーク形状により、距離に対する吸引力の特性を様々に変化することが出来る。
（７）マグネットユニットを用いることにより、マグネットに比べ寸法精度が高いヨークが磁束の流れを支配するので、加圧特性精度が高く、バラつきが少ない。
（８）中空形状を取ることが出来るため、中空部分を利用し、光軸を通したり、パイプや軸等の構造物を設置することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のマグネット加圧機構の第１の代表形態を示す破断斜視図である。
【図２】図２は、本発明のマグネット加圧機構の第２の代表形態を示す破断斜視図である。
【図３】図３は、本発明のマグネット加圧機構の第１実施例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図４】図４は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希±類磁石のＢ−Ｈ曲線である。
【図５】図５は、鉄系のＳ１５ＣのＢ−Ｈ曲線である。
【図６】図６は、図３の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図７】図７は、図３の試料の距離ｘ＝０．８（ｍｍ）の状態における１２分の１モデルの磁束シミュレーションである。
【図８】図８は、図３の試料のマグネットユニットの断面図である。
【図９】図９は、本発明のマグネット加圧機構の第２例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図１１】図１１は、本発明のマグネット加圧機構の第３例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図１３】図１３は、図１１の試料の距離ｘ＝０．３（ｍｍ）の状態における１２分の１モデルの磁束シミュレーションである。
【図１４】図１４は、図１１の試料の距離ｘ＝１．０（ｍｍ）の状態における１２分の１モデルの磁束シミュレーションである。
【図１５】図１５は、本発明のマグネット加圧機構の第４例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５の試料の距離ｘ＝０．８（ｍｍ）の状態における１２分の１モデルの磁束シミュレーションである。
【図１７】図１７は、図１５の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図１８】図１８は、本発明のマグネット加圧機構の第５例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図２０】図２０は、本発明のマグネット加圧機構の第６例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０の試料の距離ｘ＝１．５（ｍｍ）の状態における１２分の１モデルの磁束シミュレーションである。
【図２２】図２２は、図２０の試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図２３】図２３は、円板つば部の径を変えた（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つの試料寸法を示す破断斜視図である。
【図２４】図２４は、図２３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つの試料による距離ｘ−吸引力Ｆ特性である。
【図２５】図２５は、本発明の実施例１の超音波モータの断面図である。
【図２６】図２６は、図２５の超音波モータの分解斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明の実施例２の超音波モータの断面図である。
【図２８】図２８は、本発明の実施例３の超音波モータの断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の実施例４のディスクチャッキング装置の破断斜視図である。
【図３０】図３０は、本発明の実施例のディスクチャッキング装置の破断斜視図である。
【図３１】図３１は、従来の加圧機構の第１例を示すばね加圧による超音波モータの断面図である。
【図３２】図３２は、従来の加圧機構の第２例を示すマグネット加圧による超音波モータの断面図である。
【図３３】図３３は、従来のマグネット加圧の第１例の試料寸法を示す破断斜視図である。
【図３４】図３４は、図３３の試料によるギャップ−吸引力特性である。
【図３５】図３５は、超音波モータのロータとステータとの接触状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２ 磁性体
３、１０７ 円筒部
４、３０、３６、１０６ 円板つば部
５、８、９、１３、１４、１６、１８、２１、２３、２６、２７、３３、３４、３８、４１、５２、５７、６５、７２、７３、９０、９１、１０２、１０３、１１２、１１３、１１７、１４１ ヨーク
６、１２、１７、２０、３２、３７、４０、５１、１４４ マグネットユニット
７、２５、７１、８９、１１１、１３８ マグネット
１０、２８、１４５ 中性線
１１、３１ 引き下がり段差
１９、２２、２９、３５、３９、４２ 円板つば部
１２０ ステータ
４４、６１、８０、１２１ 振動子
４５、６２、８１、１２２ 圧電素子
４６、６３、８２、１２３ ＦＰＣ
４７、６４、８３、１２４ 摩擦材
４８ スペーサ
７６、７８、１２７ ねじ
７７、９８、９９ 歯車
９３ 嵌合部
９４ ねじ部
４９、５９、６６、６７、８４、８５、１２６、１４０、１４２、１４３
オイルレスメタル
５０、１２８ 外筒
５３、５４ つば部
５５、６９、８７、１３５ ロータ
５６、７０、８８、１３４ 軸
５８、１２５ 後蓋
４３、６０、７９ ステータユニット
６８、８６ ロータユニット
７４ ねじ穴
７５、９５ 取付板
９２ 筒部
９６ 取付穴
９７ ナット
１００、１１６ ディスク受部
１０４、１１０ チャッキング部
１０５ ディスク
１０８、１１５、１１９ 穴
１０９ スピンドル軸
１１８ ディスク受
１３０ ボールベアリング
１３１ 外輪
１２９ ハウジング
１３６ ばね
１３７ ばね受
１３３ 内輪
１３９ マグネット取付板
１４６、１４８ 点
１４７、１４９ 楕円軌道
１５０ 固着点

Claims (12)

1. 一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とするマグネット、前記マグネットの一方の極に固定されたヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され外周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、
   前記第１磁性体の外周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、
   前記つば部が設けられたヨークは、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構。
2. 前記第１磁性体は中空形状であることを特徴とする請求項１に記載のマグネット加圧機構。
3. 一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とする中空形状のマグネット、前記マグネットの一方の極に固定された中空形状のヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され内周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、
   前記第１磁性体の内周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、
   前記つば部が設けられたヨークは、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構。
4. 前記つば部は高透磁性材料を成分として含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマグネット加圧機構。
5. 前記ヨークは高透磁性材料を成分として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マグネット加圧機構。
6. 前記第２磁性体は高透磁性材料を成分として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マグネット加圧機構。
7. 前記第１磁性体と前記第２磁性体とは同心円形状であ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マグネット加圧機構。
8. 前記第１磁性体と前記第２磁性体とは同軸の略円筒形状であ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マグネット加圧機構。
9. 一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とするマグネット、前記マグネットの一方の極に固定されたヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され外周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、
   前記第１磁性体の外周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、
   前記つば部が設けられたヨークは、前記第１磁性体または前記第２磁性体がこれらの間に作用する加圧方向に移動した場合に加圧力が減ずるように、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構。
10. 一方の面をＮ極とし他方の面をＳ極とする中空形状のマグネット、前記マグネットの一方の極に固定されたヨーク、および、前記マグネットの他方の極に固定され内周部に半径方向に張り出したつば部を設けたヨークからなる第１磁性体と、
    前記第１磁性体の内周面および前記つば部と対向する第２磁性体とを有し、
    前記つば部が設けられたヨークは、前記第１磁性体または前記第２磁性体がこれらの間に作用する加圧方向に移動した場合に加圧力が減ずるように、前記マグネットと前記つば部との間に段差を有することを特徴とするマグネット加圧機構。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のマグネット加圧機構の前記第１磁性体または前記第２磁性体の一方をロータ側に設け、他方をステータ側に設けたことを特徴とする超音波モータ。
12. 請求項１から１０のいずれかに記載のマグネット加圧機構の前記第１磁性体または前記第２磁性体の一方をディスク受部側に設け、他方をチャッキング部側に設けたことを特徴とするディスクチャッキング装置。

Images