JPS58107612A - 磁気回路の着磁組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気回路、なかでも特に、磁気ダイス　、り装
置の一磁気ヘッド駆動ポジショナー機構に主として用い
られるボイスコイル型リニヤモータ用磁気回路の着磁組
立方法に関する。

および小型化などが強く要求される。このため、その磁
気ヘッド駆動ポジショナ−機構としては、他の駆動モー
タと比較してアクセヌ・タイムの早いボイスコイル型リ
ニヤモータが多用される・第１図（ａ）（ｂ）にボイス
コイル型リニヤモータの磁気回路を例示する。

第１図（ａ）（１））　Ｋおイテ、（／ｌはセンターポ
ール、ｆ２１はセンターポール（１）の外側に設けた筒
状外周ヨーク、（３）は筒状外周ヨーク（２）の内側に
センターポールＩＩ）との間に空ｊｕｌをおいて固定さ
れた永久磁石を表わし、センターポー／Ｉ／（１）と筒
状外周ヨーク（：ｌｊとはサイドヨークＢ）により一体
に結合して磁気回路を構成し、（Ｍ）なる磁路を形成す
る。ムービングコイルｊｇｊは上記センターポー／Ｌ／
（１）にゆるく外嵌し、自身に流れる電流と上記空隙（
ｌｌｌに生じる磁束とによりセンターポー／ｌ／（／ｌ
軸方向に移動する。

永久磁石（３）は磁化方向の長さ、すなわち厚みが制限
され、その動作点を高くとることができないため、保持
力（Ｈｃ）の低いアルニコ系磁石が使用イト磁石、マン
ガンアルミ磁石の使用が考えられるが、実際上は磁気デ
ィスク装置の小型化、高性能化、低コスト化の要求から
、価格の低いフェライト磁石に限られている。

そしてこのフェライト磁石としては、円筒状の高性能ラ
ジアル異方性磁石が最も好ましいが、高性能ラジアル異
方性磁石は製造１稈で割れを生じやすぐ、円筒状のもの
を得ることが困難なため、図示のように、複数個の弓形
高性能ラジアル異方性磁石を環状に組合せた形で使用す
るのが通例となっている。

ところで、このような磁気回路をつくる方法としては、
その構造からして、未着磁の永久磁石材料を取付け、そ
の後で永久磁石材料に磁力を付与するいわゆる組立着磁
が、組立作業能率などの点から見て適当と考えられる。

しかしながら、この方法をｖＪ１図（ａ）（ｂｌの磁気
回路に適用するには次のような問題がある。第２図（ａ
）０３に、従来の一般的な考えによる上記磁気回路の組
立着磁方法を示す。

とれによると、センターポー／ｌ／（１）の軸線上に配
した一組の着磁用センターポール（６）（４１に１磁気
回路を挾むとともに、筒状外周ヨーク（／ｌの周囲を複
数の着磁用サイドポー／Ｌ／（７）にて全体的に包囲し
、着磁用センターポール（６）、磁気回路および着磁用
サイドポー／ｌ／（７１間に４）なる磁路を形成するこ
とによシ磁究回路（厳密には永久磁石（３））が着磁さ
れる。

ところが、上記磁気回路ではセンターポール（７１の有
効断面積が他の部分の有効断面積より小さいため、２つ
の着磁用ポー）ｖ（４１（７）に、永久磁石を完全に着
磁させ得ｉ磁界（通常は保持力（Ｈａ）の３〜ｊ倍の磁
界）を発生させたとしても、センターポーＡ／（１）の
部分、特にサイドヨーク（Ｓ）のつけ根の部分で磁気飽
和を生じ、その結果、永久磁石（３）を完全に着磁させ
るととが困゛難となシ、ボイスコイル型リニヤモータ用
磁気回路として十分な磁界を発生させることができなく
なるのである。　　　　　　　　ツしたがって、第１図
（ａ）（１）に示すような構造の磁気回路では従来から
、予め着磁した永久磁石を磁気回路内に挿入するいわゆ
る着磁組立の方法が採用されているが、当然のことなが
ら組立の際に磁石間に強大な反撥力が働らき、組立を困
難にして作業能率が著しく悪化する。

本発明の目的は、この組立が容易なボイスコイ／Ｌ’型
すニヤモータ用磁気回路の着磁組立方法を提供すること
にある。

ところで、第１図（ａ）（至）に示す構造のボイスコイ
ル型リニヤモータ用磁気回路を作製する場合に着磁組立
が作業能率の点で組立着磁に劣ることは前述したとおり
であるが、着磁組立の問題はこの点ばかりでなく、セン
ターポール（１）と永久磁石（３）との間に形成される
空隙（ｌｌＩの磁束密度分布を悪化させミ点にもあるこ
とが、本発明者らの調査から明らかとなった。

言うまで、もないが、ボイスコイル型リニヤモータ用磁
気回路においては、ムーピングコイルカ配設される空隙
（ｌｌＩ内の磁束密度は高く、しかも位置による変化が
なく均一であることが要求される。

第３図（ａ）（ｂ）に示す曲線（ロ））は、永久磁石（
３）としてＢｒ　−３，りＫＧ、Ｈ（！−ｊ、ｊＫＯｅ
、（ＢＨ）ｍａＸ−３，４ＭＧＯｅのフェライト磁石を
用いて従来の着磁組立方法により磁気回路を構成した場
合の、空隙（１１７内の磁束密度分布を測定した結果を
表示したもので、第３図（ａ）は軸方向の磁束密度分布
、第３図（ｂ）（は軸方向中央部における周方向磁束密
度分布を表わしている。

この結果に吃るとおり、空隙（ｌｌＩ内の磁束密度分布
は、軸方向中央部での低下が著しく、更に、軸方向中央
部の周方向においても、隣接する永久磁石（３）（３）
のすき間による磁束密度の低下が顕著で、全体として磁
束密度均一部分が非常に少ないのである。

捷だ、第ｖ図（ａ）は、上記永久磁石（３）の磁気回路
挿入前の一表面磁束密度分布を第μ図（′ｂ）に示す方
向について測定した結果を示したものであるが、軸方向
中央部の磁束密度低下現象は、磁気回路挿入前の磁石単
体の段階で既に生じていることがわかる。言いかえれば
、空隙（１）における磁束密度分布の悪化は、永久磁石
（３）の不均一な表面磁束密度分布に起因するのである
。

そして、本発明者らはこの永久磁石（３）における表面
磁束密度分布の不均一現象を詳しく解析検討した結果、
永久磁石（３）においては磁石中央部での自己減磁界を
生じており、これが磁石中央部の磁束密度を低くし、こ
のことが上記現象の原因となっていることを突きとめた
。

このことからすると、第ｖ図（至）に示す永久磁石の厚
−み（Ｔ）を大きくするか、長さくＬ）を小さくするか
、あるいは保持力（Ｈａ）の高い材料に変更するなどし
て磁石中央部の自己減磁を防止すれば、空隙（＜’ｌに
おける磁束密度分布の悪化は抑止されるが、永久磁石の
厚み（Ｔ）を大きくすると、磁石重量の増大、モータ外
径の拡大などの問題を生じ、長さくＬ）を小さくする対
策もムービングコイルの移動ｆ！Ｆｌ囲による制限を受
け、更に、短尺の永久磁石を長さ方向に複数個接合する
ことで所要寸法を得る対策も、よく知られているように
磁石間のつなぎ目に磁束密度の低下を生じ、最後の保持
力（Ｈｃ）の高い材料に変更する対策も残留磁束密度（
Ｂｒ）の減少から空隙（４ＩＩ内の磁束密度を低下させ
、いずれの対策も採用し難い。

本発明のいｉｔつの目的は、永久磁石に手を加えること
なく、センターポールと永久磁石間に形成される空隙内
の磁束密度分布を均一ならしめるボイスコイル型リニヤ
モータ用磁気回路の着磁組立方法を提供することにある
。

本発明の方法は、センターポールの外側に所定の間隙を
おいて支持固定された筒状外周ヨークの内側に永久磁石
を筒状に組合せて固定してなる磁気回路の着磁組立にお
いて、該磁気回路外で前記永久磁石をその径方向両端よ
り挾持する一組の青磁用ポールにて着磁した後、この永
久磁石を前記着磁用ポールに接触させたまま着磁用ポー
〃間を軸方向に平行移動させて、当該移動路に接続する
前記磁気回路の筒状外周ヨーク内側部分へ導入固定する
ものである。

本発明の方法によると、磁気回路外で着磁した永久磁石
を磁化方向と直角な方向に移動させて着磁用ど一ル間か
ら取出すことになるから、永久磁石が着磁用ポールに強
固に吸着しているにもかかわらず、永久磁石が比較的小
さな力で動き、その取外しが容易となる。

しかも、この永久磁石は着磁用ポールに沿って移動し、
着磁用ポールがいわば永久磁石のガイドの役目を果すと
ともに、着磁用ポールにおける磁石移動路と磁気回路に
おける磁石移動路とが直結し、着磁用ポール間から取出
された永久磁石がそのまま磁気回路の所定位置（筒状外
周ヨークの内側部分）まで移動するから、永久磁石が着
磁用ポール間から磁気回路内へ一動作で簡単に搬入され
、永久磁石の移動に必要な力が小さいこととあいまって
磁石の組込みを非常に簡単なものとする。

これに加えて、本発明の方法では、前述したように、着
磁用ポー〜における磁石移動路と磁気回路における磁石
移動路とを直結させるとともに、磁石取外しに際して永
久磁石が着磁用ポールから離れないようにしているから
、実際上は磁気回路外で永久磁石の着磁が行われている
にもかかわらず、磁気回路内で永久磁石の着磁を行った
のと同じ状態、すなわち組立着磁を行ったのと同じ状況
が再現され、これによって組立後の磁気回路における空
ｉ　（４’ｌ内の磁束密度分布の悪化が防止される。

すなわち、従来の着磁組立により磁気回路を構！シた場
合の、空隙ｆｌｌｌ内の磁束密度分布の悪化は、前述し
たように、磁気回路挿入前の永久磁石中央部の自己減磁
に起因する回部の磁束密度の但さに原因があるわけであ
るが、永久磁石材料を磁気回路に組込んだ状態でこれを
着磁すれば、磁石動作点あ高い状態で着磁が行われ、着
磁組立で問題となった磁気回路挿入前の磁石中央部の自
己減磁が阻止され、磁石中央部の磁束密度の低下が防止
される結果、磁気回路の空隙（４１の軸方向中央部にお
いて磁束密度を均一にすることが可能となる。

第３図（ａ）（１）に示す曲線（イ）は、曲線（ロ））
を得る際に使用した永久磁石と同一の材料を本範明の方
法により着磁組立して得た磁気回路の、軸方向磁束密度
分布および軸方向中央部の周方向磁束密度分布を示した
ものである。

同図に明らかなように、本発明の方法を用いることによ
り、軸方向中央部の磁束密度低下が防止され、軸方向の
磁束密度分布の不均一が是正されるばかシでなく、軸方
向の磁束密度が従来の着磁組立によるものと較べて全体
に１０％程高くなり、更に、軸方向中央部の周方向にお
いても隣接する永久磁石間のすき間による磁束密度の低
下も緩和され、全体的に磁束密度の均一部分が非常に多
くなるのである。

第５図（ａ）（１）は本発明の方法の具体的手順を例示
したものである。

これによると先ず、未着磁の永久磁石（３）を上下−組
の着磁用ポーＡ／ｆ６１（７１にて磁石径方向両端よ）
挾持する。

上方の着磁用ポー／Ｌｚ　（４１は永久磁石（３）の外
周面と同一曲率の下面を有する弧状をなし、下方の着磁
用ポー／Ｌ／（７１は永久磁石（３）の内周面と同一曲
率の周面を有する円柱体であシ、いずれも永久磁石（３
）を完全に挾み込んでしまうだけの大きさを有している
。

永久磁石（３）が着磁用ポー／Ｉ／（４１（７１間に挾
み込まれると、永久磁石（３）を上下−組の磁界源け）
（９）により磁石径方向に着磁する。

着磁が完了すると次に、着磁用ボーアＬ／（４１（７１
の一方の端部に開放側端部を接合し、かつ筒状外周ヨー
クｆｉｌの内周面が上方の着磁用ポー）ｖ（６）の下面
とつながるようにした磁気回路の内部に上記永久磁石（
３）を移動させる。移動後の永久磁石（３）を第５図−
に破断斜線で示す。

この場合、磁気回路は少なくとも磁石移動時に着磁用ポ
ー＃（Ａｔ（７）と接合していればよい。

また、磁気回路のセンターポー／Ｌ／（／ｌには図示の
ように、永久磁石（３）を下方より支承し案内すること
を目的とした永久磁石（３）内径と同一寸法外径の非磁
性体リング（／Ｑをはめ込んでおくとよい。

永久磁石（３）の移動は、着磁用ポー）ｖ（／−１７）
の反磁慨回路側から空圧、油圧シリンダーなどを利用し
たプッシャーを挿入することで容易に行うことができる
。

上方の着磁用ポー／Ｌ／（４には、磁気回路の位置決め
を行うための切欠部Ｖ／ｌを設けておくとよい。

この工程におい子、永久生石（３）は青磁用ボール（６
１（７１との接触を保ったまま一動作で磁気回路内の所
定位置にセットされる。セットされた永久磁石（３）は
接着剤などにて磁気回路に固定される。

そして、以上の作業を複数回繰返すことにより、筒状外
周ヨーク（コ）の内側に複数個の永久磁石（３）が環状
に組合されて固定され、非磁性体リングＩ／２ｒを取外
すことで磁気回路が完成される。

以上の説明から明らかなように、本発明の方法は、基本
的には着磁組立であるけれども、従来の着磁組立に見ら
れるような作業上の困難さがなく、僅かの手間で高性能
な磁気回路を作製することができるばかシでなく、着磁
組立の過程でセンターボールと永久磁石の間に形成され
る空隙内の磁束密度を高めるとともに、その磁束密度分
布の不、均一を是正するから、永久磁石を大型化すると
いった対策なしに、高度の磁気性能の磁気回路が得られ
、これによって、磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動ポ
ジショナ−機構などに用いられるボイスコイル型リニヤ
モータの信頼性向上、高性能化に大きな効果をもたらす
ものである。

また、従来の着磁組立による方法では、永久磁石の厚み
が制限され、磁石動作点が全体的に低く抑えられること
から、永久磁石としては保持力（Ｈｅ）の高いＪ工Ｓ規
格ＭＰＢＪＪＯＨ相当のフェライト磁石（Ｂｒ−３，Ａ
　−１，０ＫＧ、　Ｈａ−３，０〜３．１１　ＫＯｅ。

（ＢＨ）ｍａｘ　−Ｊ、ｏ　−、？、　ｔ　ＭＧＯｅ　
）が使用されているが、本発明の方法では、上述したよ
うに、センターボールと永久磁石間に形成される空隙内
の磁束密度が高くかつ均一な分布を示し、永７、磁石の
磁力が、この空隙内に挿入されるムービングコイルの駆
動に有効に使われるから、ＭＰＢ３３０Ｈより保持力（
ＨＣ）ノ低いＥＭＡｓ規格Ｐ３　ｒ　ＯＨ相相当ラフエ
フイト磁石　Ｂｒ　−４４，２ＫＧ”、　Ｈａ　−ｘ　
９　ＫＯｅ、　（ＢＨ）ｙｎａｘ−”　１．２　ＭＧＯ
ｅ　）の使用が可能となり、磁気回路ひいてはボイスコ
イル型リニヤモータのコストを安くすることができる。

更に、フェライト磁石は他の永久磁石と較べて残留磁束
密度（Ｂｒ）が低いため、従来のボイスコイル型リニヤ
モータ用磁気回路では、回路各部の形状を種々工夫する
ことで、ムービングコイルの挿入される空隙内の磁束密
度を上昇させているが、構造が複雑化し、加工組立を難
しくシ、コストの高いものとなる。しかるに、本発明の
方法では、上記空隙内の磁束密度が高く、かつ均一なも
のとなるから、このような工夫は必要でなくなり、永久
磁石に手を加える必要のないこととあいまって磁気回路
の構造が一層簡単になり、その信頼性および経済性を非
常に高いものとする。

なお、突施例においては、サイドヨークが片側端面にの
み配設されているが、本発明ば七のサイドヨークが両側
に配設されている場合にも有効である。ただし、この場
合には、少なくともｌっのサイドヨークは永久磁石挿入
後に装着されることになる。

また、センターヨークの外周にはムービングコイルの応
答性を良くする九めに銅などの良導性金属をル−ディン
グする場合が多いが、本発明の方法がこの場合に有効な
ことも言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）はボイスコイル型リニヤモータ用磁
気回路の構造を示す断面図、第２図（ａ）（ｂ）は本発
明の方法の比較例を示す断面図、第３図（ａ）（’ｂ）
は本発明の方法で得た磁気回路と従来の方法で得た磁気
回路の特性比較図、第１図（ａ）（ｂ）は従来の方法に
使用する永久磁石の特性説明図、第５図（ａ）（ｂ）は
本発明の方法の具体的手順を例示する断面図である。 図中、ｌ：センターポール、−２：Ｍｕ）周ヨーク、３
：永久磁石（永久磁石材料）、≠：空隙、ｊ：サイドヨ
ーク、ｔ、７：着磁用ポール、ｌｒ：ムービングコイル
、！Ｐ：磁界源、ｌＯ：非磁性体リング、ｌｌ：切欠部
。 出願人　　住友特殊金属株式会社 自発手続補正書 昭和５７年３月１マ日 昭和５６年特許願＠２０６６５５号 ２、発明の名称 磁気回路の着磁組立方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目２２番地 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、および図面 ［保持力（）（ｃ）の低い・・・・・保持力（Ｈｅ）の
高い・・・」とあるのを［保磁力（Ｈｅ）の低い・・・
・・・保磁力（Ｉ（ｃ）の高い・・・」に訂正します。 （２−）明細書の第４頁第１１行に［（通常は保持力（
Ｈｃ）・・・」とあるのを「（通常は保磁力（Ｈｃ）・
・・」に訂正します。 （３）明細書の第７頁嘉９行に「・・・あるいは保持力
（Ｈｃ）・・」とあるのを［・・・あるいは保磁力（Ｈ
ｃ）・」に、同第１８行に［・・・最後の保持力（Ｈｃ
）Ｊとあるのを［・・・最後の保磁力（Ｈｅ）ｊに、そ
れぞれ訂正し壕す。 （４）明細書の第１４頁第３行に「・・・保持力（Ｈｃ
）ｊとあるのを「・・・保磁力（Ｉ（ｃ）Ｊに、同第１
１行に「・・・保持力」とあるのを「・・・保磁力Ｊに
、それぞれ訂正します。 図面の第５図（ａ）（ｂ）を別紙の通り訂正します。 以　　上 第 ５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （／ｌ　　センターポールの外側に所定の間隙をおいて
   支持固定された筒状外周ヨークの内側に永久磁石を筒状
   に組合せて固定してなる磁気回路の着磁組立において、
   該磁気回路外で前記永久磁石をその径方向両端より挾持
   する一組の着磁用ポールにて着磁した後、この永久磁石
   を前記着磁用ポールに接触させたまｔ着磁用ボール間を
   軸方向に平行移動させて、当該移動路に接続する前記磁
   気回路の筒状外周ヨーク内側部分へ導入し固定せしめる
   ことを特徴とする磁気回路の着磁組立方法。