JPH0397205A

JPH0397205A - ヨークおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0397205A
Application number: JP23299489A
Authority: JP
Inventors: Eizo Sakuma; 佐久間　栄三; Tsutomu Kaido; 力開道
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1991-04-23

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】［産業上の利用分野］本発明は、小型モータ等に使用されるヨークおよびその
製造方法に関するものである。

［従来の技術］小型モータには、界磁用として磁石が数多く使用される
ほか、界磁分布を適切なものとするために、ヨークか使
用される。このヨークは、磁石における磁束が変化しな
いので、直流磁化特性に優れたものが望まれる。

最近、ＯＡ機器やＦＡ機器等の進歩に伴って、これら機
器に使用される小型モータは、使用１］的に合った構造
を有することが要求されるとともに、用いられるヨーク
も小型化し、複雑な形状のものが要求されるようになっ
てきた。わけても、ＨＤＤやＦＤＤ等の磁気ヘッド駆動
モータや、ＣＤ等の光ビックアップ用アクチュエータに
おいては、ヨークの小型化、最適磁気回路の即したヨー
ク形状化が重要な問題となってきた。

ヨークを小型化するとともに任意の形状のものとするた
めには、複雑な加工を必要とする。また、このようなヨ
ークを直接的に製造する方怯として、ロストワックス法
や粉末冶金による方法があるけれども、加工や成形のた
めのコストが高くなり、また、最適な磁気特性をもつヨ
ークを得難い。

磁気特性に優れたヨーク材料として、珪素鋼板等がある
。珪素鋼板は、その製造工程において、磁化容易軸の制
御や鋼中不純物の軽減が可能であり、優れた磁化特性を
有するものを得ることができる。しかし、小型であるこ
とや三次元的な磁束流れを要求されるヨークにおいては
、単に珪素鋼板を積層するのみでは、目的とする形状や
機械的強度を得ることは困難である。また、ヨークは、
直流磁化特性に優れていることのみならず，モータやア
クチュエータを駆動する電機子コイル電流の制御性の点
から、交流透磁率が低いことが要求される。電気抵抗が
小さいヨークは、磁束変化を渦電流によって制御するか
ら、交流透磁率か低くなる。従って、電気抵抗が小さい
ヨークが好ましい。しかして、珪素鋼板は直流磁化特性
に優れているけれども、渦電流が流れ難く、電機子コイ
ル電流の制御性がよくない。

このように、従来のヨークは形状、磁気特性あるいは価
格の点で問題が多く、十分ではなかった。

［発明が解決しようとする課題］木発明は、叙上の従来技術における問題を解決し、作意
形状の磁性体にして直流磁化特性ならびに電機子コイル
電流の制御性に優れかつ、安価なヨークおよびその製造
方怯を提供することを目的としてなされた。

［課題を解決するための千段］本発明の特徴とするところは、１、板状磁性材料の積層成形体からなり、板間か焼き付
き状態となっていることを特徴とするヨーク。

２．板状磁性材料の磁化容易軸が所定の磁束流れに沿う
ように、板状の磁性材料が積層され成形されたものであ
る上記１記載のヨーク。

３６板状磁性材料が、導電性材料のめっき層を有するも
のである上記ｌ記載のヨーク。

４．板状の磁性材料を積層し、所定形状に成形した後、
加圧状態下に焼鈍し板間で焼き付きを生ぜしぬることを
特徴とするヨークの製造方法。

５．加圧状態下の焼鈍が、還元性雰囲気下になされるも
のである上記４記載の方法。

６．板状の磁性材料か、その表層に導電性材料のめっき
を施したものである上記４または５記載の方法。

以下に本発明を詳細に説明する。

まず、本発明のヨークに用いる板状の磁性材料としては
、珪素鋼板の他バーマロイ、鉄・コバルト合金等を用い
ることができる。また、算通鋼板も用い得る。

積層成形後、板間を十分に焼き付かせ機械的強度の高い
ヨークとするために、板状の磁性材料の表面は、油や異
物等による汚れのない清浄なものであることおよび、表
面相度が小さいものであることが必要である。板状の磁
性材料の表面を清浄なものとするには、酸洗や油洗いを
板状の磁性材料に施せばよい。

かくして、板状の磁性材料を積層、成形して所定の形状
をもつヨークとするために、板状の磁性材料に打ち抜き
等の加工を加える。打ち抜き加工形状は、１種類でも２
種類以上でもよく、加工される板状の磁性材料の枚数も
特に制限はない。

成形は、平坦な板を積層したものにそのまま加えてもよ
いが、必要に応じて油げ加工を積層体全体あるいは一部
分に加える方法によってもよい。

また、所定の形状とは、最終的にヨークとして必要な形
状をいう。しかしながら、成形段階においてはそれに近
い形状でもよく、さらには焼鈍時の熱歪を考慮した形状
であることが望ましい。

焼鈍は、成形加工された板状磁性材料積層体の歪を開放
し、さらに板間での焼き付きを生ゼしぬ、所定の形状に
おいてト分な機械的強度を有せしめるに必要な温度と時
間で遂行されなばならない。この焼鈍道程で、或形加工
された板状磁性材料ｉａ層体が所定形状を維持し、板間
での焼き付きを促進するために、焼鈍は、成形加工され
た板状磁性材料積層体を加圧した状態の下で行わねばな
らない。しかしながら、成形加工された板状磁性材料積
層体の自重によって、加圧した状態と同じ状態となる場
合は、加圧手段を省略することができる。また、焼鈍は
、還元雰囲気下に遂行され名ことが好ましい。

板状の磁性材料の表面は酸化膜で覆われていることが多
く、そのままでは焼き付きが生じ難い。

焼鈍を還元雰囲気下に遂行すると、板状の磁性材料の表
面が還元されて酸化膜が取り除かれ、板間で焼き付きが
生じ易くなる。焼鈍を還元雰囲気下に遂行して板間での
焼き付きを十分ならしめるために、予め板状の磁性材料
の表面を少し酸化させておき、しかる後焼鈍を還元雰囲
気下に遂行するプロセスが有効である。

方、焼鈍過程で板間での焼き付きを生ぜしめる府に、板
状の磁性材料の表面に導電性材料をめっきしておくと、
積層された板状の磁性材料の層間抵抗を小さくし、めっ
きされた導電性材料が素材である板状の磁性材料よりも
焼き付き易い材料である場合は、焼鈍による板間での焼
き付きをより促進することになる。板状の磁性材料の表
面にめっきざれる導電性材料としては、銅、アルミニウ
ム、ニッケル、錫、亜鉛等およびこれらの合金を用いる
ことができる。めっき厚さは、板状磁性材料の積層体に
おける層間抵抗を小さくでき、また、板間での焼き付き
を促進して板状磁性材料の積層体の機械的強度を十分な
らしめるに必要な厚さでなければならない。板状の磁性
材料の表面にめっきされる導電性材料の種類は、めっき
の難易度、要求される磁気回路特性によって決定する必
要がある。板状の磁性材料の表面に垂直な方向に磁束を
流す必要がある場合には、ニッケル等の磁化特性の優れ
たものを選択するとよい。逆に、板状の磁性材料の仮面
に平行に磁束を流す必要がある場合には、非磁性の材料
をめっきし、板面に垂直な方向へ磁束が流れ難いように
するとよい。

本発明のヨークを製造するに際し、ヨークの使用に適し
た磁束の流れに沿って優れた磁化特性を有するものを得
るためには、板状の磁性材料を積層、成形するに際し、
ヨークの磁束流れに沿って板状の磁性材料の磁化容易軸
を配置させる。

［実施例］第３図に、ボイスコイルモータ用磁気回路の１つを示す
。

第１図に、厚さ０．５ｍｍの、磁化容易軸が一方向に揃
った、珪素を殆ど含まない電磁鋼板を、酸洗して表面の
酸化膜や汚れを除去して清浄にした後、ニッケルを厚さ
Ｉ　ＡＪｍめっきしたものを示す。

表面粗度が大きい場合は、表面を研摩する。

第１図に示すＴＩ．磁鋼板１を、第２図に示すように、
磁化容易軸が”ａ　”方向となるように成形するための
型７，８，９．１０によって、４，５．６に示す積層体
形状に成形し、ボルト口，１２で固定する。積層体４．
５および６の接触面は、焼き付かないようにマグネシア
等の焼鈍分離剤を塗布しておく。

第２図に示す成形体を、矢印１８．　１９の方向に加圧
しながら、水素雰囲気中８５０℃で２時間の焼鈍を施し
、積層体４．５および６における板間で焼く付きを生じ
させた。

こうして、十分な機械的強度を有するヨークが得られた
。

第３図（イ）および《口）は、ボイスコイルモータ用磁
気回路の１つを示すものであり、前記のようにして得ら
れたヨーク（積層体１３．　１４および１５）と、磁石
１６．　１７を組合せた三次元の磁気回路である。この
磁気回路においては、殆ど磁化容易軸に沿って磁石から
の磁束が流れる。また、ヨーク（積層体１３．　１４お
よび１５）におけるセンタヨーク１５の接触部近傍で、
積層方向に磁束が通るが、ニッケルめっきを介在せしめ
て焼き付いているから、層間の強磁性を示すニッケルで
あり、積層方向にも磁束が流れ易くなっている。センタ
ヨーク！５に可動コイルを挿入し、積層体Ｉ３．　１４
およびｌ５を接着すれば、ボイスコイルモータとして使
用できる。積層体１３．　１４およびｌ５の層間が導電
性材料であるニッケルであるから、層間抵抗が小さく、
可動コイルのインタクタンスか低〈なり、コイル電流応
答性即ち制御性に優れている。

［発明の効果］本発明のヨークは、表面が清浄かつ表面粗度が小さい板
状の磁性材料を所定形状に積層成形した後、加圧状態下
に焼鈍することにより板間で焼き付きを生ぜしめ、所定
形状の磁性体としたもので゜ある。積層する板状の磁性
材料の形状と成形形状を変えることにより、イモ意の形
状のヨークを得ることができ、三次元の磁気回路も実現
可能である。

また、珪素鋼板等を素材として使用し、磁気回路の磁束
の流れに沿って、磁化特性に優れた磁化容易軸を使うと
理想的な磁気回路特性が得られるので、珪素鋼板は、磁
気回路を構成する材料として挿めて適切である。特に、
板状の磁性材料は、集合組織や磁化容易軸の制御さらに
は、磁気特性にとって好ましくない不純物の除去が容易
であり、優れた磁化特性を得易いので、珪素鋼板等板状
の磁性材料の使用は非常に大きな効果をもたらす。わけ
ても、珪素を殆ど含まない純鉄に近いもので、集合組織
を制御したものを用いると、飽和磁化値が高く磁化特性
も比較的良好であるから、優れた磁気回路特性を有する
ヨークを得ることができる。また、板状の磁性材料を積
層して構成したヨークであるけれども、板間で焼き付き
を生ぜしめていることおよび板表面に導電性材料をめっ
きしていることにより、層間抵抗を小さくできるから、
積層体内に渦電流が流れ易く磁束変化を生ザしぬ易く、
モータ等のアクチュエータの界磁磁石用ヨークとして、
電機子電流による磁束変化が起き難く、制御上好ましい
。さらに、積層体内で板間を十分焼き付かせることによ
り、所定の形状を確保することが可能であるとともに、
機械的強度をもたせることも可能である。また、板状の
磁性材料表面に施すめっきのめっき材料の種類を適切に
選択することにより磁気回路特性を制御できるから、所
定の磁束流れを得易い。

たとえば、磁化特性の優れたものをめっき材料として選
択すると、磁性材料である板材の面に垂直な方向にも磁
束を流すことができる。一方、めっき材に非磁性のもの
を選ぶと、板面に沿って磁束が流れ易くなる。

本発明のヨークを構成する板状の磁性材料は、打ち抜き
等の加工が可能であるから加工コストを低〈でき、また
、めっきや焼鈍は多量処理に適しており、本発明のヨー
クは量産可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のヨークを構成する板状磁性材料の−
例を示す図、第２図は、ニッケルめっきした電磁鋼板を
ヨークに積層成形している態様を示す図、第３図（イ）
および（σ）は、本発明のヨークを用いたボイスコイル
モータ用磁気回路の一例を示す図である。１・・・電磁鋼板，４，５．６・・・積層体、７，８．
９，ｌＯ・・・型、１１．　１２・・・ボルト、１３．
　１４．　１５・・・ヨーク、１６．　１７・・・磁石
、１８．　１９・・・加圧方向。

Claims

【特許請求の範囲】

１．板状磁性材料の積層成形体からなり、板間が焼き付
き状態となっていることを特徴とするヨーク。
２．板状磁性材料の磁化容易軸が所定の磁束流れに沿う
ように、板状の磁性材料が積層され成形されたものであ
る請求項１記載のヨーク。
３．板状磁性材料が、導電性材料のめっき層を有するも
のである請求項１記載のヨーク。
４．板状の磁性材料を積層し、所定形状に成形した後、
加圧状態下に焼鈍し板間で焼き付きを生ぜしめることを
特徴とするヨークの製造方法。
５．加圧状態下の焼鈍が、還元性雰囲気下になされるも
のである請求項４記載の方法。
６．板状の磁性材料が、その表層に導電性材料のめっき
を施したものである請求項４または５記載の方法。