JPH11243008A

JPH11243008A - 磁場発生装置

Info

Publication number: JPH11243008A
Application number: JP35957598A
Authority: JP
Inventors: Michael Ben Sellers; ベンセラーズマイケル
Original assignee: Tesla Engineering Ltd
Current assignee: Tesla Engineering Ltd
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-09-07
Also published as: EP0924719A3; EP0924719A2

Abstract

(57)【要約】【課題】コイルボビンそれぞれに二つのコイルを巻き、
一つのコイルを励起させて発生させる磁場に対して、二
つ目のコイルが励起して発生する磁場は、独立でかつ異
なる方向となるように構成し、ハードディスクなどの磁
気ディスクの製造に用いる磁場発生装置の構成を簡略化
する。【解決手段】磁場を発生する装置は、所定の形態に配
列された複数のボビン１４と、各ボビンに装着された第
１と第２の電流通過コイル２０，２１とで構成される。
コイル２０，２１を適性に励起することにより、磁場が
第１と第２の方向に切り替えられる。さらには、励起の
掛け方により回転磁場も発生できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁場を発生する装
置に関する。本発明は、いわゆるコンピュータのハード
ディスクを製造に使用することを意図したもののである
が、本発明は、このような事例の使用にのみ限定される
ものでない。

【０００２】

【従来技術】最近のコンピュータは、大容量記憶媒体の
いわゆるハードディスクが使用されている。このような
ディスクは、典型的には丸くかつ直径がほぼ１５ｃｍで
かつ厚さが約１ｍｍである。このようなディスクの製造
時、ディスク材料に磁場を発生するのに磁石が使用され
る。典型的には、このような磁石は、ディスクの平面内
に１００ガウスの磁場が発生し、この磁場は、ディスク
の容積全体にわたり約±１０％の一様性がある。すなわ
ち、磁場の主方向をＢ_yとするなら、Ｂ_yは、±１０％
の変動があり、Ｂ_xおよびＢ_zは、Ｂ_yより小さいもの
となる。この点を図式的に添付図の図１に示す。このよ
うなハードディスクの製造の現代の進化により二つの互
いに独立直交した磁場を発生する装置が要求されつつあ
る。すなわち、以下に示す二つの状態に切り替えられる
磁場を発生させることが要求される。

【数１】９０＜Ｂ_y＜１１０ＧａｕｓｓｗｉｔｈＢ
_x＆Ｂ_z＜０．１Ｂ_y

【数２】９０＜Ｂ_x＜１１０ＧａｕｓｓｗｉｔｈＢ
_y＆Ｂ_z＜０．１Ｂ_x

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】従来の磁場発生装
置では上述の要求は、簡単に達成し得ない。単一方向に
一様な磁界を発生する磁石は、周知である。しかしなが
ら二つの異なる方向に磁場が切り替えられるようにする
には、磁石を物理的に回転する機械装置が必要である
か、ディスクを磁化させるようにする。このような具体
的な場合における方法には、重大な問題が派生する。第
１に機械装置は、効果であり嵩張る。また信頼性に欠
け、定期的な補修作業が必要である。さらには、磁石
は、高真空の容器内で機械の複雑な部分と一体化する必
用があり、これがまた補修作業を困難にする。さらにま
た機械装置は、粒子状物体を発生させる傾向があり、こ
れにより製造するディスクに汚染問題を生じさせる。本
発明の目的は、上記問題の生じない磁場発生装置を提供
するものである。

【０００４】

【課題を解決する手段】本発明によれば、複数の細長部
材を有し、各細長部材は、磁性あるいは磁化可能の材料
製であり、磁場が発生する容積空間に相対的な所定形態
に配置されているとともに、さらに各細長部材が第１と
第２の電流通過コイルを担持する磁場発生装置におい
て、第１電流通過コイルが励起されると前記細長部材の
軸とほぼ直交する面内でかつ第１の方向に磁場が発生
し、また第２電流通過コイルが励起すると、同平面内で
かつ前記第１方向と異なる第２方向に磁場が発生するよ
うに構成した磁場発生装置が提供される。適当に第１と
第２の電流通過コイルを励起させることにより、第１と
第２の異なる方向に切り替えることができる磁場を発生
させることができる。

【０００５】典型的には、必須ではないが、第１と第２
の方向は互いに直交した方法である。このような構成に
おいて、第１と第２の電流通過コイル群を電気的に切り
替えて二つの独立の直交磁場を発生させることができ
る。このような構成は非常に簡単で、上述した機械的構
成よりも非常に信頼性が高くなる。第１の電流通過コイ
ルは直列に接続しても良く、第２の電流通過コイルも直
列に接続してもよい。装置は、第１組のコイルと第２組
のコイルとの切り替えを制御して適性磁場を発生させる
手段を有するようにしてもよい。細長部材は、一様な長
さとしても良く、あるいは、異なる長さとしても良い。
細長部材は、基板に装着しても良く、この基板は、磁場
の一つあるいは複数の特性を向上させるように輪郭を持
たせることができる。

【０００６】細長部材は、さらに別の磁場を担持させて
も良く、これを励起させることにより発生する磁場の特
性を向上させることができる。さらに本装置は、付加的
な電磁性あるいは永久磁性材料を用いて磁場の特性を向
上させるようにもできる。第１と第２の方向に切り替え
られる磁場を発生するようにすることが出ることに加え
て、本発明の装置は、回転する磁場を発生するようにす
ることもできる。このような代替的動作モードでは、正
弦波信号を第１と第２の電流通過コイルに加えて第１の
コイルに加えた正弦波信号は、第２のコイルに加えた正
弦波信号に対して９０度位相がずれるようにする。この
ようにすることで、回転する磁場を発生可能である。本
発明を以下に詳細に例示的に図面を参照して説明する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の好適実施例を添付図を参
照して説明する。図２を参照して、本発明の第１実施例
の磁場発生装置は、正方形の基板１０を含むものであ
る。基板１０の側辺部は、複数の円形凹所１２が形成さ
れるような形状とされ、これにより相当する数の複数の
垂直ボビン１４の下端を受けている。これらのボビン
は、細長ピン状の部材であり、磁性鋼などの磁性材料あ
るいは磁化可能の材料製である。具体的には、正方形の
各辺にそれぞれ１０個で全４０個のボビンが使用されて
いる。しかしながら本発明は、この数に限定すべきもの
でなく、種々変更できる。

【０００８】各ボビンは、第１と第２の電流通過コイル
を保持している。以降、第１電流通過コイルは、Ｘコイ
ルと称し、第２コイルは、Ｙコイルと称することにす
る。全てのＸコイルは、直列に接続され、同様に全ての
Ｙコイルも直列に接続されている。このような構成によ
り、Ｘコイルが励起されたときには、装置は、Ｂ_x方向
に沿ってＺ＝０平面に延在する磁力線を有する磁場を発
生する。各コイルの巻き数、すなわち電流密度を注意し
て最適化することにより、有効体積を通して一様な磁場
を発生させることができる。図３（ａ）および図３
（ｂ）にコイル巻きボビンの詳細を閉め示す。ボビン
は、二つのコイルを有しており、各コイルは、例えば、
エナメルなどの絶縁被服された銅線製である。二つコイ
ルは、本体の周りに同一方向に巻かれている。また各コ
イルは、二層巻きとなっている。第１コイル２０の先導
端は、参照符ＴＳ１が付され、第１コイル２０の尾端
は、参照符ＴＦ１が付されている。また第２コイル２１
の先導端は、参照符ＴＳ２が付され、第１コイル２１の
尾端は、参照符ＴＦ２が付されている。

【０００９】Ｙコイルが励起され、しかしてＸコイルが
除励されると、Ｂ_x方向に直交するＢ_y方向に磁場が発
生し、しかるにＺ＝０平面に平行に磁場が発生する。同
様にしてコイルの巻き数すなわち電流密度を最適化して
有効体積を通して一様な磁場を発生させることができ
る。これにより二つの独立の互いに直交する磁場を発生
させることができる。一つの磁場から別の磁場への切り
替えは、電気的なスイッチングで簡単に行なう事ができ
る。

【００１０】コイル２０，２１は、図４に図示のよう
に、電源に接続されている。図４では、電源装置は、参
照符２２が付されている。正方形の各辺に沿うコイル
は、ＡからＥで印した二つのグループとして示されてい
る。図４の“１”と印したコイル端は、図３の端ＴＳ
１，ＴＦ１に相当し、“２”で印したコイル端は、図３
のコイル端ＴＳ２，ＴＦ２に相当している。＋と−の符
合は、コイルの対向両端を意味する。図４のコイルの接
続は、ボビンの上面と共通の平面に磁場Ｂ_yを発生させ
る。Ｂ_x方向の磁場を発生させるためには、接続が変更
され、別の組あるいは各辺のコイルが励起される。

【００１１】試験の結果、図２に図示の装置により下記
表のデータが得られる。

【表１】

【００１２】このテーブルから、個々に生ずる傑出した
磁場成分Ｂ_x，Ｂ_yは、比較的に均質的であり、+/- １
２．５％で変化する。その他の方向での磁場成分の影響
は、比較的小さく、主成分の約５％および１０．５％と
なる。以上で理解されるように、上述の構成は、正方形
の各辺に沿って設けた４０個のボビンが用いられてい
る。これと異なる様々なボビンの配置も使用することが
できる。またボビンを正方形のような一定の形状の各辺
に連続的に配置させるようにする必用もない。さらに図
示のボビンは一様な長さであるが、ある場合において
は、必用な磁場特性を得るために長さの異なるボビンを
使用することが適当である場合がある。別の可能な態様
としては、ピンに別の電流通過コイルを設けるようにす
ることである。これにより特定の磁場特性が得られる。
また基板１０を適した輪郭とすることにより、磁場特性
を調節することができる。ボビンの付近に新たなスロッ
トや永久磁石を配置すると、磁場の向上が図られる。

【００１３】

【発明の効果】上記実施例では、電流通過コイルを励起
させて第１と第２の方向に切り替え可能な磁場を発生す
ることができる。装置は、別の方法にも使用できる。例
えば、第１の組の電流通過コイルに第１正弦波電流を印
加するとともに、第２の電流通過コイルに、第１正弦波
電流と位相が９０度ずれた第２の正弦波電流を印加する
ことにより、回転磁場が得られる。もしＩ_x ＝Ｉ₀
ｓｉｎ（ωｔ）をＸ−軸組のコイルのセットに印加さ
せ、Ｉ_y＝Ｉ₀ｓｉｎ（ωｔ+ Π／２）をコイルのＹ
−軸組のコイルに印加すると、一定強さの磁場が発生
し、この磁場は、Ｚ−軸の周りに下記の周波数で回転す
る。

【数３】装置は、二つの組の電流通過コイルが、独立でかつ直交
する磁場を発生するので以上のごとき動作ができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンピュータ用磁気記録ディスクの製造に使用
される磁場形態を示す。

【図２】本発明の磁場発生装置を概略的に示す。

【図３】（ａ）は、２個のコイルを巻きつけたボビンの
側面を示し、（ｂ）は、その斜視図。

【図４】電源へのコイルの接続を示す。

【符号の説明】

１０正方形基板１２円形凹所１４ボビン２０，２１コイル２２電力供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の細長部材を有し、各細長部材は、
磁性あるいは磁化可能の材料製であり、磁場が発生する
容積空間に相対的な所定形態に配置されているととも
に、さらに各細長部材が第１と第２の電流通過コイルを
担持する磁場発生装置において、前記第１電流通過コイ
ルが励起されると前記細長部材の軸とほぼ直交する面内
でかつ第１の方向に磁場か発生し、また前記第２電流通
過コイルが励起すると、前記平面内でかつ前記第１方向
と異なる第２方向に磁場が発生するように構成した磁場
発生装置。
【請求項２】前記第１と第２の電流通過コイルは、第
１と第２の方向に切り替わる磁場を発生するように構成
されている請求項１に記載の磁場発生装置。
【請求項３】前記第１電流通過コイルに第１の正弦波
電流が印加され、前記第２通過コイルに、該第１の正弦
波電流に対して位相が９０度ずれた第２正弦波電流が印
加され、これにより回転する磁場を発生するよう用構成
された請求項１に記載の磁場発生装置。
【請求項４】前記第１と第２の方向がほぼ直交してい
る請求項２に記載の磁場発生装置。
【請求項５】前記第１電流通過コイル直列つなぎであ
り、前記第２電流通過コイルも直列つなぎである請求項
１から４までのいずれか一項に記載の磁場発生装置。
【請求項６】さらに第１と第２のコイルの組をスイッ
チング制御して適した磁場方向を発生させる手段を含む
請求項２、４または５に記載の磁場発生装置。
【請求項７】前記細長部材の長さが一様である請求項
１から６までのいずれか一項に記載の磁場発生装置。
【請求項８】前記細長部材の長さが異なっている請求
項１から６までのいずれか一項に記載の磁場発生装置。
【請求項９】前記細長部材は、基板に装着されている
請求項１から７までのいずれか一項に記載の磁場発生装
置。
【請求項１０】前記基板は、磁場の一つあるいは複数
の特性を向上させる輪郭を有する請求項９に記載の磁場
発生装置。
【請求項１１】前記各細長部材は、さらに別の一つあ
るいは複数の電流通過コイルを担持し、該コイルを励起
して、前記発生した磁場の特性を向上させるようになっ
ている請求項１から１０までのいずれか一項に記載の磁
場発生装置。
【請求項１２】付加的ソフトあるいは永久磁性材料を
含み、磁場の特性を向上させるようになっている請求項
１から１１までのいずれか一項に記載の磁場発生装置。