JPH10270247A - 永久磁石の多極着磁装置 - Google Patents

永久磁石の多極着磁装置

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JPH10270247A
JPH10270247A JP7312697A JP7312697A JPH10270247A JP H10270247 A JPH10270247 A JP H10270247A JP 7312697 A JP7312697 A JP 7312697A JP 7312697 A JP7312697 A JP 7312697A JP H10270247 A JPH10270247 A JP H10270247A
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Koji Miyata
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 平板状あるいはリング状の永久磁石を、片面
あたり2極以上の極数に磁化する時に、磁極の変わり目
が完全に着磁できる永久磁石の多極着磁装置の提供。 【解決手段】 平板状あるいはリング状の永久磁石4を
片面あたり2極以上の極数に磁化する着磁装置におい
て、着磁ヘッド1が永久磁石4をはさんで対向して設け
られた着磁装置で、着磁装置は1度の通電後永久磁石4
を着磁磁場方向の垂直方向にスライドさせてもう一度通
電するためのスライド機構7を有する永久磁石の多極着
磁装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータやアクチュ
エータに用いられる平板状あるいはリング状の永久磁石
を、片面あたり2極以上の極数に磁化する永久磁石の多
極着磁装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モータやアクチュエータには、図4や図
5に示されるような平板状あるいはリング状の永久磁石
を、片面あたり2極以上の極数に磁化した永久磁石が用
いられることが多く、図4は扁平タイプのDCブラシレ
スモータに用いられる端面8極着磁の永久磁石14の例
で、図5はハードディスクドライブ用ボイスコイルモー
タ(以下VCMとする)に用いられる端面2極着磁の永
久磁石24の例である。この永久磁石の材質には、一般に
フェライト磁石や希土類磁石がもちいられている。永久
磁石を片面あたり2極以上の極数に磁化する装置として
は、図6および図7に示すような着磁装置を使用してい
る。図6(a)はDCブラシレスモータに用いられる端
面8極着磁の永久磁石の着磁装置の構成を示した分解図
で、図7はVCMに用いられる端面2極着磁の永久磁石
の着磁装置の構成図である。使用例を図6(a)で説明
する。電磁軟鉄で作られた着磁ヘッド11端面に目的の極
数ができるようにコイル(銅線)12を巻きつけ(図は端
面8極)、この着磁ヨーク19に永久磁石14をのせ、その
上に着磁ヨーク19からの磁界16が回路を組むように電磁
軟鉄製のヨーク13ではさむ。銅線を大電流パルス電源18
の端子に接続し数千アンペア以上の大電流15が着磁コイ
ル12に流れ着磁ヘッド11で強磁場が発生し、永久磁石14
が着磁される。大電流パルス電源は、図6(b)に示す
ように、まずスイッチswを充電側p1 にして交流を昇
圧し平滑する高電圧直流源Pから抵抗Rを介してコンデ
ンサCに充電する。次にスイッチswを放電側p2 に切
り替え、サイリスタSのゲートを開いて導通状態にする
と、コンデンサCに蓄えられた電荷は瞬間的なパルス電
流iとなって着磁コイル12に流れる。この方法を一般に
パルス着磁と呼んでいる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】また、図7の様に、永
久磁石24の厚みが厚い場合や、ヨーク23に接着されてい
て着磁磁場が出にくい場合には、永久磁石24の両側から
着磁ヨーク29で挟みこんで、着磁磁場を効率的に流す方
法がある。図7の着磁ヨーク29はVCM用の例であり、
着磁ヘッド21に端面に2極の磁場が発生するように着磁
コイル22が巻かれており、ヨーク23に接着された永久磁
石24を挟み込むように配置されたものである。そこで、
着磁コイル29にパルス電源より大電流25を流すと、着磁
ヨーク29が永久磁石部分に作る磁界26は、図8(a)の
様に着磁コイル22から離れた部分では磁化方向に平行に
なっているが、着磁コイル22近くではコイルに巻き付く
ように流れ、磁化方向に垂直方向となって着磁に有効な
磁化方向に平行な成分はほとんど無くなる。したがっ
て、この着磁ヨーク29で着磁された永久磁石24の着磁状
態は、図8(b)のように着磁コイル22の付近では未着
磁状態である。この未着磁部分の幅はコイル幅と着磁ヘ
ッドの間隔及び磁石の材質で変化するが、一般に希土類
磁石では、 未着磁部分の幅=着磁コイル幅+着磁ヘッド間隔/2 が目安である。この様に未着磁部分があると磁気回路の
磁束が減って、製品の性能を落としてしまうという問題
がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、平板状あるい
はリング状の永久磁石を、片面あたり2極以上の極数に
磁化する着磁装置において、着磁ヘッドを永久磁石に接
する様に設け、着磁装置は1度の通電後永久磁石を着磁
磁場方向の垂直方向にスライドさせてもう一度通電する
ためのスライド機構を有することを特徴とする永久磁石
の多極着磁装置、または、前記着磁ヘッドが永久磁石を
はさんで対向して設けられた着磁装置で、着磁装置は1
度の通電後永久磁石を着磁磁場方向の垂直方向にスライ
ドさせてもう一度通電するためのスライド機構を有する
ことを特徴とする多極着磁装置である。かかる本発明の
着磁装置により1回目の着磁によってできた永久磁石の
極の変わり目の未着磁部分が、永久磁石を着磁磁場方向
の垂直方向にスライドさせてもう一度通電することによ
って着磁され、永久磁石を全面にわたって強く着磁する
ことができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明を詳細
に説明する。本発明の多極着磁装置の一例として、VC
M用の端面2極着磁ヨークについて説明する。図1は本
発明のVCM用の多極着磁装置の構成図で、着磁ヨーク
9には着磁ヘッド1に端面に2極の磁場が発生するよう
に着磁コイル2が巻かれており、ヨーク3に接着された
永久磁石4を挟み込むように対向して配置されたもの
に、永久磁石4及び永久磁石が接着したヨーク3を着磁
方向の垂直方向にスライドさせるためのシャフト71を有
するスライド機構7が設けられている。本発明の装置で
は、先ず図1(a)に示す様に、第1工程で着磁コイル
2に大電流パルス電源(図示せず)より大電流5を1回
通電した後、図1(b)に示す様に、第2工程でシャフ
ト71により永久磁石4を着磁方向の垂直方向にスライド
した後にもう一回通電する着磁ステップをとる。本発明
による第1、2工程の各着磁ステップでの永久磁石4の
着磁状態を図2に示す。第1工程の1回目の着磁状態は
着磁コイル2近くの、永久磁石4の極性の変わり目では
未着磁部分が存在する(図2(a))。次に第2工程
で、この永久磁石4をスライド機構7により未着磁部分
の幅だけスライドさせる(図2(b))。スライド後の
2回目の着磁によって未着磁部分が着磁される(図2
(c))。この未着磁部分の幅はコイル幅と着磁ヘッド
の間隔及び磁石の材質で変化するが、一般に希土類磁石
では、 未着磁部分の幅=着磁コイル幅+着磁ヘッド間隔/2 である。本発明の装置で着磁する際には、永久磁石4の
極性の変わり目が着磁コイル幅の中心にこないので、永
久磁石4のセット位置をあらかじめ1回目の着磁ででき
る未着磁部分幅の半分だけスライドさせる方向の逆方向
にずらしておくとよい。スライド機構は永久磁石を着磁
方向の垂直方向にスライドさせることができるものであ
ればよく、例えば図1のようにシャフト71等が例示させ
る。本発明の着磁装置は、アルニコ磁石、フェライト磁
石、希土類磁石などの磁石の着磁についても有効である
が、特に大きな着磁磁場を必要とする希土類磁石につい
ては効率が高い。以上VCM用永久磁石の多極着磁装置
の場合について説明したが、DCブラシレスモータ用の
端面8極着磁の永久磁石の多極着磁装置の場合も同様に
行うことができる。
【0006】
【実施例】
実施例、比較例 実施例として本発明の図1の着磁装置により着磁した永
久磁石と、比較例として従来の図7の着磁装置により着
磁した永久磁石とを、図5のVCMに組み込んで、駆動
トルクの関係を比較した。なお、着磁ヨークに流した電
流は10kA、永久磁石は寸法が40mm×20mm×4mm のNd-F
e-B焼結磁石で最大エネルギー積が42MGOe、VCMは3.
5 インチ用で、コイル幅を2mm、着磁ヘッド間隔を8mm
とし、実施例ではスライド距離を3mmとして未着磁部分
の着磁を行った。図3にその結果をしめす。図3は駆動
コイル位置とトルク定数(駆動トルクを駆動コイルに流
した電流値で割ったもの)の関係を求めた図である。ハ
ードディスクで行なわれている高速高精度位置決め制御
には、トルク定数が駆動コイル位置によらず一定(トル
クのリニアリティ誤差が小さい)でかつ大きいことが要
求される。実施例と比較例による着磁永久磁石の結果を
比べると、実施例のものの方が広い範囲でトルクが大き
くなっているが、これは未着磁部分がなくなったことに
よるものである。図3より、下式(1)によってVCM
の駆動コイルの駆動範囲が±12°の範囲でのトルクのリ
ニアリティ誤差を求めると、比較例では6.0 %、実施例
では4.3%となり、実施例では1.7 %改善された。なお
トルクのリニアリティ誤差は、駆動範囲内でのトルクの
最大と最小の差(Δk)をピークトルク(kpeak)で割
ったもので下式(1)によりもとめた。 トルクのリニアリティ誤差(%)=(Δk/kpeak)×100…(1)
【0007】
【発明の効果】本発明の着磁装置によれば、平板状ある
いはリング状の永久磁石を、片面あたり2極以上の極数
に磁化する時に、磁極の変わり目が完全に着磁されるの
で、モータの駆動トルクを大きくしたり、VCMのトル
クリニアリティをよくすることができる。また、従来の
着磁装置では着磁され難い磁極の変わり目を少しでも着
磁しようと、着磁コイルに大きな電流を流していた。本
発明の着磁装置によれば磁極の変わり目を効率的に着磁
できるためコイル電流を小さくできるので、着磁ヘッド
の発熱を小さくしてその寿命を大幅に延ばすことができ
る。これは、希土類磁石のように大きな着磁磁場を必要
とする着磁には有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の永久磁石の多極着磁装置の縦断面図
で、(a)は永久磁石のスライド前、(b)はスライド
後の状態を示した図。
【図2】(a)、(b)、(c)は本発明の多極着磁装
置による永久磁石の着磁状態を示した図。
【図3】VCMの駆動コイルの位置とトルク定数の関係
を求めた図。
【図4】DCブラシレスモータの永久磁石の使用例を示
した分解斜視図。
【図5】VCMの永久磁石の使用例を示した分解斜視
図。
【図6】(a)は従来のリング永久磁石の多極着磁装置
の構成を示した分解図、(b)は大電流パルス電源の構
成を示した図。
【図7】従来の平板永久磁石の多極用着磁装置の構成を
示した図。
【図8】(a)は従来の着磁装置による永久磁石の着磁
磁場を示した図、(b)は従来法による永久磁石の着磁
状態を示した図。
【符号の説明】
1、11、21…着磁ヘッド 2、12、22…着磁コイル 3、13、23…ヨーク 4、14、24…永久磁石 5、15、25…電流 6、16、26…磁束の流れ 7…スライド機構 71…シャフト 9、19、29…着磁ヨーク 18…大電流パルス電源 30…駆動コイル C…コンデンサ i…パルス電流 P…高電圧直流源 p1 …充電側 p2 …放電側 R…抵抗 S…サイリスタ sw…スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状あるいはリング状の永久磁石を片
    面あたり2極以上の極数に磁化する着磁装置において、
    着磁ヘッドを永久磁石に接する様に設け、着磁装置は1
    度の通電後永久磁石を着磁磁場方向の垂直方向にスライ
    ドさせてもう一度通電するためのスライド機構を有する
    ことを特徴とする永久磁石の多極着磁装置。
  2. 【請求項2】 前記着磁ヘッドが永久磁石をはさんで対
    向して設けられた着磁装置で、着磁装置は1度の通電後
    永久磁石を着磁磁場方向の垂直方向にスライドさせても
    う一度通電するためのスライド機構を有することを特徴
    とする永久磁石の多極着磁装置。
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