专利名称：磁化装置、旋转设备以及旋转设备的制造方法
技术领域：
本发明涉及磁化装置、使用该磁化装置的旋转设备的制造方法以及由该制造方法制造的旋转设备，特别涉及磁化装置的磁化技术。
背景技术：
作为用于计算机记忆装置等的媒体，硬盘驱动器广为认知。在硬盘驱动器中，由无刷电机使形成有记录磁道的磁记录磁盘高速旋转。为了读/写包含在记录磁道中的磁性数据，在磁记录磁盘的表面以微小的间隙配置磁头。一般地，无刷电机具有在定子上卷绕有线圈的铁心，在转子上具有由磁化装置磁化的圆筒状的磁铁。当线圈中有驱动用电流流动时，由铁心产生磁通，通过该磁通与磁铁的磁极的相互作用，产生使无刷电机旋转的转矩(例如专利文献1)。作为用于磁化要成为磁铁的磁性材料的磁化装置，例如专利文献2记载的磁化装置广为知晓。专利文献1 特开2007-198555号公报专利文献2 特开2006-340430号公报在该现状下，本发明人认识到以下问题。作为实现硬盘驱动器大容量化的一个手法，是使磁道记录的宽度变狭。可是，当硬盘驱动器由于例如转矩脉动等而在磁记录磁盘的面方向振动时，如磁道记录的宽度狭，则有磁道记录的踪迹变乱的可能性。如磁道记录的踪迹变乱，则在数据的记录播放时可能产生错误动作。作为硬盘驱动器在旋转中产生振动的原因之一，可以认为是磁铁的驱动用磁极的偏心。可以认为如该偏心大，则转矩脉动也变大，产生大的振动。在此，“偏心”是指例如磁铁的磁极的磁性中心和磁铁被组装到无刷电机后旋转时的旋转轴的偏离。
发明内容
本发明是鉴于该现状而提出的，其目的在于提供一种减少磁铁的磁极的偏心的技术。本发明一个实施形式是关于磁化装置。该磁化装置是对圆筒状的磁性材料进行磁化的磁化装置，具有在该磁化装置上安装有磁性材料时与磁性材料的磁化对象面相对配置的多个凸极；连接该多个凸极的连接部；位于多个凸极和磁化对象面之间、用于调整该多个凸极和磁性材料的位置关系的调芯元件。根据这种方式，可由调芯元件调整多个凸极与磁性材料的位置关系。本发明另一个实施形式是旋转设备的制造方法。该方法具有使用上述磁化装置， 对圆筒状的磁性材料进行磁化的工序，和将被磁化的磁性材料作为磁铁组装的工序。“旋转设备”也可以是用于驱动记录磁盘的装置，例如可以是无刷电机。另外，也可以是搭载并旋转驱动记录磁盘的装置，例如可以是硬盘驱动器。
另外，以上构成要素任意组合，或将本发明的构成要素或表现在方法、装置、系统等之间相互置换，也可作为本发明实施状态。根据本发明，可以减少磁铁的磁极的偏心。
图1是表示磁盘驱动装置的俯视图。图2是图1的A-A线剖视图。图3(a) (C)是用于说明与实施例相关的磁化装置的说明图。图4表示将磁性材料安装到与实施例相关的磁化装置的状态，是对应于图3 (b)的剖视图。图5表示将磁性材料安装到与比较例相关的磁化装置的状态，是对应于图3(b)的剖视图。图6表示与变形例相关的磁化装置的主视图。图7是图6的C-C线剖视图。附图标记说明如下10转台、20轴、22法兰、40圆筒状磁铁、40a内表面、50底板、60叠片铁心、70线圈、 100磁盘驱动装置、200磁记录磁盘、300磁化装置、302磁化线圈、304调芯片、306a连接部、 306b磁化凸极、308磁化基底、310安装部件、400磁性材料、R马达旋转轴、0磁场中心。
具体实施例方式下面，以较优选的实施形态为基础，参照附图对本发明进行说明。对于各附图中表示的同一或同等的构成要素、元件赋予相同的符号，适当地省略重复的说明。另外，为了便于理解，对于各图中的元件的尺寸适当地进行扩大或缩小来表示。在各图中，省略表示对于说明实施形态来说不重要的元件的一部分。在与实施形态相关的磁化装置中，当作为磁化对象的磁性材料以与磁化装置的凸极相对配置的方式被装入时，凸极和磁性材料之间隔着调芯元件，其间隙沿周向均勻。由此可以减少被磁化的磁极的偏心程度，可以减少由于该偏心导致的振动。首先，对于磁盘驱动装置进行说明。该磁盘驱动装置由包括使用与实施形态相关的磁化装置对圆筒状的磁性材料进行磁化的工序、和将被磁化的磁性材料作为圆筒状磁铁装入的工序的制造方法制造而成。(磁盘驱动装置)图1是表示磁盘驱动装置100的俯视图。在图1中，为了表示磁盘驱动装置100 的内部的构成，表示了卸掉了顶盖的状态。磁盘驱动装置100具有底板50、转台10、磁记录磁盘200、数据读/写单元8、顶盖。下面，将底板50的、搭载转台10的一侧作为上面，对底板50进行说明。磁记录磁盘200载置在转台10上，伴随转台10的旋转而旋转。底板50由将铝合金压铸成型来形成。底板50通过后面叙述的轴承可自由旋转地支撑转台10。数据读/写单元8包括记录播放头8a、摇臂Sb、枢纽元件Sc、音圈马达8d。记录播放头8a安装在摇臂 8b的前端部，在磁记录磁盘200上记录数据，以及从磁记录磁盘200读取数据。枢纽元件8c以相对于底板50可在磁头旋转轴的周围自由摇动的方式支撑摇臂8b。音圈马达8d使摇臂8b在磁头旋转轴的周围摇动，使记录播放头8a移动到磁记录磁盘200的记录面上的所希望的位置。数据读/写单元8使用控制磁头位置的公知技术来实现。图2是图1的A-A线剖视图。磁盘驱动装置100搭载2块直径为95mm的3. 5英尺的磁记录磁盘200，并使其旋转。设想的2块磁记录磁盘200的各自的中央的孔的直径为 25mm，厚度为 1. 27mm。磁盘驱动装置100具有略为杯状的转台10、轴20、法兰22、被与实施形态相关的磁化装置磁化的圆筒状的磁性材料形成的圆筒状磁铁40、底板50、叠片铁心60、线圈70、套筒 80、平板元件90、润滑剂92。转台10形成以马达旋转轴R为中心的凸状。下面考虑在转台10上载置2块磁记录磁盘200的情况。在转台10的向上面凸出的部分的圆筒状的外筒面IOb上，插入2块磁记录磁盘200的中央孔。另外，2块磁记录磁盘200中的下方的磁记录磁盘载置在从转台 10的外表面中的外筒面IOb的下端向径向伸出的台面IOc上。外筒面IOb的直径是25mm。 更准确地说，外筒面IOb的直径是24. 978 士0. 01mm。圆环状的第1调整元件202夹插在2块磁记录磁盘200之间。扣压件206通过圆环状的第2调整元件204，将2块磁记录磁盘200以及第1调整元件202按压在转台10上进行固定。扣压件206通过多个螺钉208固定在转台10的上面10a。转台10的内表面IOd上粘接固定有圆筒状磁铁40。圆筒状磁铁40由钕、铁、硼等希土类材料形成，在径向与叠片铁心60的12个凸极相对置。在圆筒状磁铁40的内表面 40a的周向实施了 8个极的驱动用磁化。用于制造圆筒状磁铁40的磁化装置将在后面叙述。轴20的一端通过压入和粘接，固定在转台10的中心处的开口部。轴20的另一端
压接有法兰22。在底板50的上面50a上设有以马达旋转轴R为中心的突出部52。该突出部52的外表面是以马达旋转轴R为中心的圆筒状的侧面52a。在突出部52的内表面52b上粘接固定有套筒80。在套筒80内收放有轴20。在套筒80的法兰22的面上粘接固定有平板元件 90。在轴20及法兰22、套筒80及平板元件90之间注入有润滑剂92。轴20、法兰22、 润滑剂92、套筒80以及平板元件90构成可自由旋转地支撑转台10的轴承。在套筒80的内表面，形成有上下分离的1组人字形的径动压槽82。在法兰22的上面形成人字形的第1轴动压槽对，在法兰22的下面形成人字形的第2轴动压槽26。在磁盘驱动装置100旋转时，通过这些动压槽在润滑剂92中生成的动压，在半径方向以及轴方向支撑转台10以及轴20。在套筒80的开放端一侧，形成在套筒80的内表面和轴20的外表面之间的间隙朝上方逐渐扩展的毛细管封闭部98。毛细管封闭部98根据毛细管现象防止润滑剂92的漏
出ο叠片铁心60具有圆环部和由此向半径方向外侧延伸的12个凸极。叠片铁心60 由层积8块薄型磁钢板并压胶使其一体化而形成。在叠片铁心60的表面实施了电泳涂装或粉末涂装等绝缘涂装。在各凸极上卷绕有线圈70。通过使大略为三相正弦波形的驱动电流流过该线圈70，沿凸极产生磁通。叠片铁心60通过使其圆环部的内表面压入突出部52 的侧面52a，或间隙配合被粘接固定。下面对具有以上构成的磁盘驱动装置100的动作进行说明。为了使磁盘驱动装置 100的转台10旋转，向磁盘驱动装置100提供三相驱动电流。通过该驱动电流流过线圈70， 沿12个凸极产生磁通。通过该磁通，给与圆筒状磁铁40转矩，转台10旋转。下面分析磁盘驱动装置100的转矩脉动。在磁盘驱动装置100，通过在线圈70产生的磁场和圆筒状磁铁40的驱动用磁极的相互作用，生成驱动转矩。该驱动转矩存在转矩脉动。转矩脉动的基本波的频率(以下称为转矩脉动中心频率)由三相的磁盘驱动装置 100的驱动用磁极的数量P(P是自然数)和旋转数N(Hz)的积确定，用下面的式1表示为3 · P · N(Hz)...(式 1)实际上，存在着作用在转子上的驱动转矩在转子旋转1周的过程中是不均等的这样的相互作用的不均等性，所以转矩脉动受到与旋转数N(Hz)相等的频率的调制。因此，转矩脉动包含由下面的式2表示的频率的边频带(Sideband)成分。3 · P · N士N = (3 · P士 1) · N(Hz)...(式 2)例如，在三相、P = 8个极的情况下，转矩脉动包括频率是MN的基本波成分和频率是MN士N= 士 1)N的边频带成分。根据本发明人的研究已经确认，当圆筒状磁铁的驱动用磁极的偏心大时，该边频带成分增大。但是，使用与本实施形态相关的磁化装置300生成的圆筒状磁铁40，驱动用磁极的偏心得到抑制。因此，对于使用圆筒状磁铁40的磁盘驱动装置100，其边频带成分小。其结果，可实现振动小的磁盘驱动装置100。(磁化装置)图3 (a) (c)是用于说明磁化装置300的说明图。图3 (a)表示磁化装置300的主视图。图3(b)是图3(a)的B-B线剖视图。图3(c)是表示从磁化装置300去掉调芯片 304和安装部件310的状态的主视图。磁化装置300具有磁化线圈302、4个调芯片304、磁轭、磁化基底308、安装部件 310。磁化装置300对由钕、铁、硼等稀土类材料形成的圆筒状的磁性材料进行磁化，生成圆筒状磁铁40。磁轭包含连接部306a和磁化凸极306b。该磁化凸极306b由连接部306a向半径方向外侧延伸，具有与圆筒状磁铁40所应该具有的磁极数相对应的极数，例如上例中为8 个极。连接部306a设在磁化基底308上，为略线轴状(bobbin)，在其胴部连接有8个磁化凸极306b。在磁化装置300上安装有作为磁化对象的磁性材料时，8个磁化凸极306b与成为磁性材料的磁化对象面的内表面(以下附以与圆筒状磁铁40的内表面40a相同的符号)相对配置。8个磁化凸极306b相对于对称轴S均勻对称地配置。磁化线圈302卷绕在8个磁化凸极306b上。磁化线圈302缠绕成在流过电流时， 在相邻的磁化凸极306b上形成反极性的磁通。各调芯片304由非磁性的弹性材料制成，为非磁性，且具有弹性。作为这样的弹性材料，采用与设想的作为磁化对象的磁性材料相比柔软的材料。因此，调芯片304比设想的作为磁化对象的磁性材料柔。这样的弹性材料可以是例如天然橡胶或合成橡胶或聚酰亚胺树脂或聚酯树脂或这些的任意组合。通过使调芯片304为非磁性，可以抑制调芯片304导致磁化时的磁场分布的紊乱。 另外，由于调芯片304具有弹性，在将作为磁化对象的磁性材料安装到磁化装置300的状态，调芯片304沿着磁性材料的内表面40a弯曲，且具有复原能力。其结果，在插入磁性材料时，可以减少在磁性材料产生变形的可能性，通过复原能力，可将磁性材料准确地保持在设定的磁化位置。如果调芯片和磁性材料的动摩擦系数大，在插入作为磁化对象的磁性材料时的摩擦阻力变大，工作效率会下降。为此，各调芯片304由包含与磁性材料的动摩擦系数为0. 1以上0. 6以下的材料形成。上述聚酰亚胺树脂和聚酯树脂与磁性材料的动摩擦系数为0.6以下，满足该条件。 其结果、在插入作为磁化对象的磁性材料时的摩擦阻力得到抑制，可提高工作效率。调芯片 304最好由与磁性材料的动摩擦系数在0. 4以下的材料形成。当调芯片304由包含聚酯树脂的材料形成时，调芯片304的耐热性增高，与磁性材料的动摩擦系数变低，弯曲性变得良好，容易得到复原力。另外，当调芯片304由包含聚酰亚胺树脂的材料形成时，耐热性进一步提高，与磁性材料的动摩擦系数变低，弯曲性变得更好，更容易产生复原能力。各调芯片304形成为具有几乎相同厚度t的实质上为矩形的薄片状。4个调芯片 304设置在8个磁化凸极306b和作为磁化对象的磁性材料的内表面40a间，调整它们的位置关系、特别是磁化凸极306b和磁性材料之间的间隙。各调芯片304的上方一端通过安装部件310固定在连接部306a的上方，下方的另一端是可自由移动的自由端。安装部件310 以在其与连接部306a的上方的外表面之间夹持调芯片304的一端的方式将调芯片304固定。安装部件310是由不锈钢或黄铜等金属形成，为环状元件。另外，安装部件310也可以由聚甲醛或聚丁烯等树脂材料形成。当在磁化装置300上安装作为磁化对象的磁性材料时，磁性材料从调芯片304的固定端一侧插入，即上侧。这样，磁性材料的插入变得顺利，调芯片304不容易起皱。使磁化用的电流在磁化线圈302中流动时产生的磁通，从上方看时(图3 (b))、相对于对称轴S上的磁场中心0，实质上成为4组均勻对称的形式。此处的磁场中心0可以说是磁化装置300在设计上的磁场中心。4个调芯片304以从上方看时，相对于磁场中心0实质上均勻对称地排列的形式安装在磁轭上。换言之，4个调芯片304沿周向等间隔地配置。在作为磁化对象的磁性材料安装在磁化装置300上时，各磁化凸极306b具有与该磁性材料的内表面40a相对配置的端面312。当磁化线圈302中流入磁化用的电流时，从端面312产生朝着内表面40a的磁通。各调芯片304覆盖相对应的磁化凸极306b的端面 312的至少一部分。比如，各调芯片304覆盖相对应的磁化凸极306b的端面312的一半以上。由此，当在磁化装置300上安装磁性材料时，可以避免磁化凸极306b的端面312 和磁性材料的内表面40a的接触，或者即使接触，也可减少其接触面积。调芯片304的表面动摩擦系数是例如0.6以下，易于滑动。因此，通过减少金属的磁性材料和金属的磁化凸极 306b的接触面积或使其为零，可以更顺利地将磁性材料安装在磁化装置300上。当与磁化凸极的端面相接的圆大时，调芯片的弯曲变小。如该弯曲相对于调芯片的厚度变小，则使磁化凸极和作为磁化对象的磁性材料之间的间隙均勻的力也变小，后面叙述的抑制驱动用磁极的偏心的效果有可能降低。为此，在本实施形态中，调芯片304的厚度t设定在0. 025 (mm) 0. 25 (mm)的范围时，与8个磁化凸极306b的端面312相接的圆的直径DO设定成30 (mm)以下。其结果，在将作为磁化对象的磁性材料安装到磁化装置300 上时，调芯片304充分弯曲，可抑制驱动用磁极的偏心。另外，当直径DO为设定的值，作为磁化对象的磁性材料的内表面40a的直径(内径)设为Dl (mm)时，调芯片304的厚度t (mm)满足下列方程式
权利要求
1.一种磁化装置，用于磁化圆筒状的磁性材料，其特征在于具有在所述磁性材料安装于该磁化装置时，与所述磁性材料的磁化对象面相对配置的多个凸极；连接所述多个凸极的连接部；设置在所述多个凸极和所述磁化对象面之间，用于调整所述多个凸极与所述磁性材料的位置关系的调芯元件。
2.如权利要求1所述的磁化装置，其特征在于所述调芯元件由弹性材料形成； 所述调芯元件覆盖所述多个凸极中的至少一个凸极的、与所述磁化对象面相对的面的至少一部分。
3.如权利要求1或2所述的磁化装置，其特征在于所述调芯元件包括多个矩形部分， 所述多个矩形部分沿周向以设定的间隔配置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的磁化装置，其特征在于所述调芯元件的一端为自由端。
5.如权利要求1至4中任一项所述的磁化装置，其特征在于所述调芯元件由比所述磁性材料更柔的材料制成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的磁化装置，其特征在于所述调芯元件由所述调芯元件与所述磁性材料的动摩擦系数为0. 1以上0. 6以下的材料制成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的磁化装置，其特征在于 所述调芯元件包括由弹性材料制成的调芯片；设与所述多个凸极的、与所述磁化对象面相对配置的端部相接的圆的直径为DO (mm)， 所述磁化对象面的直径为Dl (mm)时，所述调芯片的厚度t(mm)满足下列方程式
8.如权利要求1至7中任一项所述的磁化装置，其特征在于沿各凸极的、与所述磁化对象面相对配置的端部的周向的曲率半径，比与所述多个凸极的、与所述磁化对象面相对配置的端部相接的圆的半径小。
9.一种旋转设备的制造方法，包括使用权利要求1至8中任一项所述的磁化装置，对圆筒状的磁性材料进行磁化的工序；将被磁化的磁性材料作为磁铁进行组装的工序。
10.一种旋转设备，由权利要求9所述的旋转设备的制造方法制造而成。
全文摘要
本发明提供一种磁化装置、旋转设备以及旋转设备的制造方法，所述磁化装置包括磁化线圈302、4个调芯片304、磁轭、磁化基底308、安装部件310。该磁化装置对圆筒状磁性材料进行磁化形成圆筒状磁铁。磁轭具有连接部306a和8个磁化凸极306b。各磁化凸极306b在磁性材料安装在磁化装置300上时，与磁性材料的内表面相对配置。连接部306a连接8个磁化凸极306b。4个调芯片304设置在8个磁化凸极306b和磁性材料的内表面之间，以调整其位置关系。该磁化装置可以减少磁铁的磁极的偏心。
文档编号H01F13/00GK102163891SQ201110042940
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月23日
发明者鹤迫秀仁 申请人:阿尔法纳技术有限公司