JPH0518246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はソレノイド型コイルを用いて磁界を発
生する装置に関するものである。更に詳しく述べ
れば、発生磁界を強化することを可能とした構造
を有する磁界発生装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 表面に垂直な強い一軸性磁気異方性を有する磁
性材料薄片中に存在する磁気バブルを利用した磁
気バブル素子に於いては、通常磁気バブルを安定
に保持する目的のために、磁性材料薄片に垂直な
バブル保持磁界（以下バイアス磁界と呼称する）
が必要である。バイアス磁界を発生するには、永
久磁石を用いる方法やソレノイド型中空コイルを
用いる方法がよく知られている。特に、磁気バブ
ル素子の諸特性を測定・評価する際には、前記バ
イアス磁界を変化させることが重要である。従つ
てこの目的のためには、バイアス磁界の発生は、
印加する電流値で自由に強度が変えられるソレノ
イド型コイルを用いるのが一般的である。

一方、磁気バブル素子、特に磁気バブルを情報
の担体として利用する磁気バブルメモリ素子で
は、情報の高密度化のために、用いる磁気バブル
の径を微小化することが行なわれてきた。磁気バ
ブルを微小化するに伴つて、一般にはその磁性材
料の飽和磁化Msを大きくする必要がある。飽和
磁化が大きくなると、これに従つて磁気バブルを
安定に保持するバイアス磁界も大きくなる。例え
ば、磁性材料として磁性ガーネツト膜を用いた場
合、磁気バブル直径が3μｍ程度のときはバイア
ス磁界としては、150Oe程度であつたのが、2μｍ
直径の磁気バブルを保持するバイアス磁界は約
250Oe、1μｍ直径に対しては350Oe程度必要とす
る。更に0.5μｍ直径の磁気バブルを安定に保持す
るには600Oe程度のバイアス磁界が必要となる。

この様に、微小磁気バブルを利用した磁気バブ
ル素子を評価するには、高いバイアス磁界が必要
とされる。高いバイアス磁界を発生するには、磁
界発生コイルに大きな電流を印加すれば良いが、
単純なコイルではコイルに発生するジユール熱は
電流値の自乗に比例するため、バイアス磁界の上
昇に伴い急激にコイルの温度が上昇し、安定に磁
気バブル素子の評価・測定が行なえなくなる欠点
を有している。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記の欠点を取り除くため、
ソレノイド型磁界発生コイルで発生する磁界の単
位電流当りの強度を大きくすることにより、同一
発生磁界に要する印加電流値を下げ、コイルの発
熱を抑制する磁界発生装置を提供することにあ
る。

（発明の構成） 本発明による磁界発生装置の構成は、少なくと
も１つのソレノイド型磁界発生コイルを有し、該
ソレノイド型コイルの中心軸に平行な外側面及び
中心軸に垂直な一端面に軟磁性体材料からなる磁
気的に一体化した枠材を設けたことを特徴として
いる。

（構成の詳細な説明） 本発明は、上述の構成をとることにより、従来
技術の欠点を解決した。本発明の原理は、ソレノ
イド型磁界発生コイルの外部に高透磁率軟磁性体
の枠材を設け、ソレノイドコイルの外部に広く分
散する筈の磁束を、高透磁率軟磁性体枠材に吸収
せしめ、ソレノイドの内部の磁界をその分強調す
ることにある。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

実施例 １ 第１図を用いて本発明の第１の実施例を説明す
る。本実施例は、ソレノイド型磁界発生コイルを
２ケ、中心軸を共有せしめて対置したヘルムホル
ツ型磁界発生コイルに本発明を実施した場合であ
る。第１図は、このヘルムホルツ型磁界発生コイ
ルの中心軸を含む断面図を示すものである。１
ａ，１ｂは夫々ソレノイド型磁界発生コイルであ
り、互に間隙２０を隔てて中心軸を共有して対置
されている。間隙部２０には、垂直な磁界（Hz）
２１を印加すべき試料５が置かれている。

いま、軟磁性フエライトで作られた中心に穴が
開いた皿状の枠材２ａ，２ｂを夫々ソレノイド型
コイル１ａ，１ｂの外側に設ける。ソレノイドコ
イルの寸法が、内径32mm、外径95mm、厚さが15mm
で、間隙の大きさが16mmの場合、肉厚３mmの
NiZn磁性フエライトの枠材２ａ，２ｂがあると、
これらがない場合に比べて、単位電流当り、約40
％強い磁界が発生することが判明した。換言すれ
ば、同じ磁界強度を得るには約40％少ない電流値
でよく、従つて消費電力は約半分になる。

実施例 ２ 第２図を用いて、第２の実施例を説明する。第
２図Ａの立体図に示す様に、本実施例では軟磁性
枠材として、２ａ及び２ｂの間隙部２０の一部を
磁気的に継いだ橋絡部２ｃを少なくとも１ケ所以
上有することが特徴的である。ソレノイド型コイ
ル１ａ及び１ｂは、第２図Ｂに示す様に夫々、枠
材の２ａ，２ｂ部に納まつている。枠材及びソレ
ノイド型コイルの中央には、試料観察用の空洞１
２が設けられている。

この枠材の橋絡部２ｃの存在により、コイル外
の磁束は皿に有効に還流されて、ソレノイドの中
空部の磁束密度は高くなる。橋絡部２ｃの大きさ
を、コイル外径の1/4となつたとき、単位電流当
り枠材のないときに比べて、約50％大きな磁界が
ソレノイド中央部に発生した。換言すれば、同じ
強度の発生磁界を得るには、1/1.5の電流ですみ、
このためにコイルでの消費電力は、（1/1.5）²即
ち、約40％に減少する。それだけ、本実施例の磁
界発生コイルを用いれば、容易に微小バブルを用
いた磁気バブル素子の特性評価が可能となる。

実施例 ３ 本実施例は、第３図に示すが如く試料５を出し
入れしやすくなるために、試料の片方のみにソレ
ノイド型コイル１ａ及び軟磁性枠材２ａを設けた
場合である。このとき、枠材２ａにはソレノイド
中空部に対応した穴は設けられていない。こうす
ることにより、ソレノイドコイル外の磁束の還流
は更に完全になる。試料５を置くステージ６を、
枠材と同じ材質の軟磁性材料で形成すると、この
高透磁率軟磁性体の鏡像効果により、実効的にソ
レノイドコイルの厚みが２倍に増加したと同様の
磁束分布が得られ、単一ソレノイドコイルの場合
に比べて、約２倍の磁界が発生する。即ち、同一
磁界強度を得るためには、約半分の電流でよく、
よつて消費電力的には1/4（25％）ですむ。

（発明の効果） 以上に述べた様に、本発明を用いれば、単位電
流あたりの発生磁界強度が大きく、従つて同じ磁
界強度では、コイル部分での消費電力の少ない磁
界発生装置が実現される。本発明の枠材としては
前述の高透磁率を有する磁性フエライトのみなら
ず、パーマロイの如き、高透磁率金属材料を用い
ても本発明の効果は容易に得られることは、その
原理からみて当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例を示す図で
ある。 図に於いて、１ａ，１ｂはソレノイド型磁界発
生コイル、２ａ，２ｂは高透磁率磁性材料よりな
る枠材、２ｃは枠材橋絡部、５は試料、６は試料
ステージ、１０，１１はソレノイド型磁界発生コ
イルの外側端面、１２はコイルの中空部、２０は
コイル間々隙部、２１ほ磁界を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのソレノイド型磁界発生コイ
   ルを有し、該ソレノイド型コイルの中心軸に平行
   な外側面及び中心軸に垂直な一端面に軟強磁性体
   材料からなる磁気的に一体化した枠材を設けたこ
   とを特徴とする磁界発生装置。 ２ ソレノイド型コイルの中心軸に垂直な端面を
   覆う枠材の中心部に開孔を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の磁界発生装置。 ３ 外側面及び一端面を軟強磁性枠材で覆われた
   第１及び第２のソレノイド型コイルを、中心軸を
   共有しかつ枠材で覆われていない第二の端面を互
   に向き合う様に対置せしめ、第１及び第２のコイ
   ルの枠材を互に磁気的に接続せしめたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の磁界発生装
   置。 ４ 枠材がフエライトである特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の磁界発生装置。