(57)【要約】【課題】  小形の磁界発生装置を改良して、その形状寸法や重量を増加させる事なく、強力な磁界を発生させる。  【解決手段】  （Ｃ）図は本発明に係る磁界発生装置の模式図、（Ａ），（Ｂ）図はその原理的説明図である。（Ａ）図に示すように、Ｙ軸に関して対称な２個の複合Ｕ形磁石５と複合Ｕ形磁石６とを構成し、（Ｂ）図のように２組の複合Ｕ形磁石を互いに接近させて結合し、更に（Ｃ）図のように変形する。すなわち、（Ｂ）図の２枚のヘッドヨーク１０、１０′に代えて１枚の共有ヘッドヨーク１０ｃを配設するとともに、２枚のヘッドヨーク１１、１１′に代えて１枚の共有ヘッドヨーク１１ｃを配設する。これにより、共有ヘッドヨーク１０ｃと共有ヘッドヨーク１１ｃとの間に超強力均一磁界１２が形成される。【選択図】  図１
2007103743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な磁界を発生させる装置において、直交座標Ｘ−Ｘ′、ＹーＹ′を想定し、
Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片とが、Ｙ方向に対向離間して配設されるとともに、
上記Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片のＳ極と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片のＮ極とが、バックヨークを介して磁気的に結合されており、
上記と別体に、
Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片とが、Ｙ方向に対向離間して配設されるとともに、
上記Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片のＳ極と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片のＮ極とが、バックヨークを介して磁気的に結合されており、
かつ、前記Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片のＮ極と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片のＮ極とが，共有ヘッドヨークを介して磁気的に結合されるとともに、 
前記Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片のＳ極と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片のＳ極とが、共有ヘッドヨークを介して磁気的に結合されていることを特徴とする、均一磁界の発生装置。ただし、前記座標軸のＸとＸ′、および、永久磁石片のＮ極とＹ極とは相互に変換し得るものとする。
【請求項２】
均一な磁界を発生させる方法において、
互いにほぼ等しい形状をなす２組、計４個の永久磁石片を用い、
第１の組の２個の永久磁石片のＮ極同士を、共有ヘッドヨークを介して当接させて結合するとともに、
第２の組の２個の永久磁石片のＳ極同士を、共有ヘッドヨークを介して当接させて結合し、
第１の組の２個の永久磁石片それぞれのＳ極と、第２の組の２個の永久磁石片それぞれのＮ極とを、１極ずつ相互に、バックヨークを介して磁力吸着させて磁気的に結合することを特徴とする、均一磁界の発生方法。ただし、前記永久磁石片のＮ極とＹ極とは相互に変換し得るものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いて、磁束密度が均一で強力な磁界を形成する方法、及び同装置に係り、特に小形の強力磁界を形成するに適していて、例えば磁気ディスク用のスライダを磁界中で測定する場合などに好適である。
【背景技術】
【０００２】
例えば磁気ディスク用のスライダを製作する際、強力な磁界の中に置いて種々の測定が行なわれる。
磁気ディスク用のスライダは、１ミリメートル以下の微小な部材であるから、磁界を形成すべき空間の大きさは比較的に小さくて足りる。その代り、１テスラ前後の強力な磁界が必要とされる。
さらに、測定を行なうための磁界であるから、磁力線密度がほぼ均一でなければならない（厳密に均一な磁力線密度を得ることは至難であるが、中央付近の最大密度部分において高精度に均一であることを要する）。
【０００３】
図２は、強力で均一な磁界を形成するために永久磁石を用いた従来技術を示し、（Ａ）は模式的な断面図である。
この従来例の外に、電磁石を使用した磁界発生装置も公知であるが、大型大重量で高価である上に、電力を消費する。従って、電力を供給する手段を必要とし、消費電力に伴う発熱も有るので余り適当でない。
【０００４】
説明の便宜上、磁界の方向に平行な座標軸Ｘ−Ｘ′を想定する。
２個の永久磁石片Ｍ１，および永久磁石片Ｍ２が、図の上下に配列されていて、永久磁石片Ｍ１のＮ極と永久磁石片Ｍ２のＳ極とが図の上下方向（Ｙ軸方向）に対向して強力均一磁界１を形成している。
磁力線の通路を高誘磁率の物体で形成するため、永久磁石片Ｍ１のＳ極に第１のヨークＹ１を磁力吸着させて結合するとともに、永久磁石片Ｍ２のＮ極に第２のヨークＹ２を磁力吸着させて結合し、
かつ、前記第１のヨークＹ１と第２のヨークＹ２とを、第３のヨークＹ３により磁気的に結合してある。
【０００５】
後に説明する本発明の実施形態と比較対照するため、本図２（Ａ）に示した複合磁石の技術的な意義について考察するに、この複合磁石は、図２（Ｂ）に示した馬蹄形磁石３と等価ではない。
（Ａ）図の複合磁石は、平行に対向するＮ，Ｓ両極の間に平行磁束（平行矢印で示す）が形成されている。
これに比して（Ｂ）図の馬蹄形磁石３は、正対しないＮ，Ｓ両極の間に、湾曲した不均一な磁界２が形成されている。
【０００６】
従来例を描いた（Ａ）図の複合磁石と等価なのは、（Ｃ）図のＣ形磁石４である。Ｎ，Ｓ両極が平行に対向して、平行磁束（平行矢印で示す）が形成されているという意味で両者は類似している（単一部材であるか複合部材であるかの相違はあるが、総体的に等価と見ることができる）。
このようなＣ形磁石は、例えば家庭用の積算電力計の構成部材として、身近に広く使用されている。
【特許文献１】特開２０００−３５７６０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の従来例（図２（Ａ））によれば、ほぼ均一で強力な磁界を得ることができるが、
磁界強度に限界が有り、例えば磁極間隔１２ミリメートルで、最大０．９テスラを越えることはできなかった。
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、従来技術における磁界発生装置に比して、形状寸法や重量を増大させることなく、従来例
の磁界発生装置よりも格段に強い磁界を形成し得る装置及び同方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次の通りである。
図１（Ａ）の左半部に示した複合Ｕ形磁石５は、前掲の図２（Ａ）に示した従来例の複合形磁石を変形したものである。
従来例の複合形磁石（図２（Ａ））においては、永久磁石片Ｍ１，および永久磁石片Ｍ２の磁極がＹ軸方向であったのに比して、この複合Ｕ形磁石５の永久磁石片７、および同８は磁極がＸ軸方向である。 
そして、これらの永久磁石片７、８は、それぞれのＸ′側の端をバックヨーク９に磁力吸着させて磁気的に結合するとともに、これら永久磁石片それぞれのＸ側の端にヘッドヨーク１０、ヘッドヨーク１１を磁力吸着させて取り付けてある。
【０００９】
この複合Ｕ形磁石５は、磁石の基本的形式として前掲の図２（Ｂ）に示した馬蹄形磁石３と図２（Ｃ）に示したＣ形磁石４との中間的な形態である。
すなわち、ヘッドヨーク１０とヘッドヨーク１１との間に強力な均一磁界１が形成されるが、鎖線矢印ｒのような漏洩磁束も少なからず発生する。
強力な均一磁界１が形成されるという点は図２（Ｃ）のＣ形磁石４に類似する特性であり、湾曲した不均一な漏洩磁束ｒが形成されるという点は図２（Ｂ）の馬蹄形磁石３に類似する特性である。
【００１０】
そこで本発明は、Ｙ軸に関して複合Ｕ形磁石５に対称な複合Ｕ形磁石６を構成する。
この複合Ｕ形磁石６が不均一な漏洩磁束ｒを生じていることは、前記の複合Ｕ形磁石５と同様である。
そしてこれらの複合Ｕ形磁石５と複合Ｕ形磁石６とをＸ軸方向に近づけて、当接させると図１（Ｂ）のようになる。
双方の複合Ｕ形磁石複合Ｕ形磁石５、６を当接させると、強力な均一磁界１はほぼそのまま残るが、漏洩磁束ｒは消失する。
【００１１】
上述の原理に基づく具体的な構成として、請求項１に係る発明装置は、
（図１（Ｃ）参照）均一な磁界を発生させる装置において、直交座標Ｘ−Ｘ′、ＹーＹ′を想定し、
Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片（７）と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片（８）とが、Ｙ方向に対向離間して配設されるとともに、
上記Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片（７）のＳ極と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片（８）のＮ極とが、バックヨーク（９）を介して磁気的に結合されており、
上記と別体に、Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（７′）と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（８′）とが、Ｙ方向に対向離間して配設されるとともに、
上記Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（７′）のＳ極と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（８′）のＮ極とが、バックヨーク（９′）を介して磁気的に結合されており、
かつ、前記Ｎ極をＸ方向に向けた永久磁石片（７）のＮ極と、Ｓ極をＸ方向に向けた永久磁石片（７′）のＮ極とが，共有ヘッドヨーク（１０ｃ）を介して磁気的に結合されるとともに、 
前記Ｎ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（８）のＳ極と、Ｓ極をＸ′方向に向けた永久磁石片（８′）のＳ極とが、共有ヘッドヨーク（９′）を介して磁気的に結合されていることを特徴とする。ただし、前記座標軸のＸとＸ′、および、永久磁石片のＮ極とＹ極とは相互に変換し得るものとする。
【００１２】
請求項２に係る発明方法の構成は、
（図１（Ｃ）参照）均一な磁界を発生させる方法において、
互いにほぼ等しい形状寸法の、２組，計４個の永久磁石片（７，７′，８，８′）を用い、
第１の組の２個の永久磁石片（７，７′）のＮ極同士を、共有ヘッドヨーク（１０ｃ）を介して当接させて結合するとともに、
第２の組の２個の永久磁石片（８，８′）のＳ極同士を、共有ヘッドヨーク（１１ｃ）を介して当接させて結合し、
第１の組の２個の永久磁石片（７，７′）それぞれのＳ極と、第２の組の２個の永久磁石片（８，８′）それぞれのＮ極とを、１極ずつ相互に、バックヨーク（９，９′）を介して磁力吸着させて磁気的に結合することを特徴とする。ただし、前記永久磁石片のＮ極とＹ極とは相互に変換し得るものとする。      
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明装置を適用すると、電磁石を用いていないので、装置が小形，軽量かつ安価であって電力を消費せず、しかも従来技術に比して磁束密度を格段に増加（例えば約１．６倍）させることができる。
【００１４】
請求項２の発明方法によると、４個の永久磁石片と４このヨーク部材とを用いて、強力な均一磁界を形成することができ、しかも電力を消費せず、従って発熱もしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１（Ｃ）は本発明装置の模式図である。
図１（Ａ）及び同（Ｂ）は、本発明の原理と作用とを説明するための模式図である。
単に本発明の実施形態の構造を説明するだけでなく、その作用効果を御理解いただくために、図１（Ａ）から説明を始める。
Ｙ軸に関して対称な２組の複合Ｕ形磁石５と複合Ｕ形磁石６とを想定する。
永久磁石片７は、Ｎ極をＸ方向に向け、８はＳ極をＸ方向に向けている。
本発明の添付図面においては、読図の便を図って、永久磁石には斑点を付して表すことにする。
前記永久磁石片７と永久磁石片８とが、図の上下に（すなわちＹ方向に）対向離間して配置されていて、
上記永久磁石片７のＳ極と、永久磁石片８のＮ極とが、バックヨーク９を介して磁気的に結合されている。
本発明の添付図面においては、読図の便を図って、導磁率の高い材料で構成されたヨーク材には破線のハッチングを付して表すことにする。
複合Ｕ形磁石６は、Ｙ軸に関して複合Ｕ形磁石５と対称に構成されている。
【００１６】
上記の複合Ｕ形磁石５と複合Ｕ形磁石６とをＸ方向に接近させて互いに当接させると、図１（Ｂ）のようになる。
この状態で、ヘッドヨーク１０とヘッドヨーク１１との間にも、ヘッドヨーク１０′とヘッドヨーク１１′との間にも強力な均一磁界１が形成される。しかし、図１（Ａ）において形成さていた漏洩磁束ｒは消失している。
図１（Ａ）と図１（Ｂ）とを比較して、強力均一磁界１の磁力線数は約２倍になっている（詳しくは、漏洩磁束が消失した分だけ増えている）。しかし、磁束が発生する区域が２倍になっているので、磁束密度は余り増えていない。
【００１７】
そこで、図１（Ｂ）において２枚重ねになっているヘッドヨーク１０とヘッドヨーク１０′との内の１枚を取り除き、同様に、２枚重ねになっているヘッドヨーク１１とヘッドヨーク１１′との内の１枚を取り除く。
２枚重ねの内の１枚を取り除くとは、２枚のヘッドヨークに代えて１枚の共有ヘッドヨークを配置するということになる。
本発明の１実施形態である図１（Ｃ）が、前記（Ｂ）に比して異なる点は、永久磁石片７と同７′との間に１枚の共有ヘッドヨーク１０ｃが介装されるとともに、永久磁石片８と同８′との間に１枚の共有ヘッドヨーク１１ｃが介装されていることである。
【００１８】
図１（Ｃ）においては同（Ｂ）に比して、強力均一磁界１の発生区域が半分に狭くなっているので、単純に考えれば磁束密度が２倍になり、超強力均一磁界１２が形成される。
実際には、磁気飽和などの影響を受けるので２倍にはならず、本実施形態の磁界発生装置について実測したところ、１．５テスラであった（本実施形態におけるギャップ寸法は従来例と同じく１２ミリメートル）。
ほぼ同寸の従来例に比して１６６パーセントに相当する。
（注）従来例（図２（Ａ））において永久磁石片の個数が２個であったのを、本実施形態（図１（Ｃ））においては永久磁石片の個数を４個に増やしたので、この改良に伴って永久磁石片の大きさを半分にした。従って、この改良に伴う形状寸法，重量の増加は微小である。
【００１９】
図１を参照して以上に述べたところは、本発明者が研究工夫した道筋に沿った説明であった。つぎに、本発明に係る均一磁界の発生装置を作成する場合の手順について考察すると次の通りである。
イ．互いにほぼ等しい形状寸法の、２組，計４個の永久磁石片（７，７′，８，８′）を準備する（これは適宜の市販品を購入すれば良い）。
ロ．説明の便宜上、２個の永久磁石片（７，７′）を第１の組、２個の永久磁石片（８，８′）を第２の組と呼ぶ。
ハ．第１の組の永久磁石片（７，７′）のＮ極同士を、共有ヘッドヨーク（１０ｃ）を介して当接させて結合するとともに、だい２の組の永久磁石片（８，８′）のＳ極同士を、共有ヘッドヨーク（１１ｃ）を介して当接させて結合し
ニ．第１の組の２個の永久磁石片（７，７′）それぞれのＳ極と、第２の組の２個の永久磁石片（８，８′）それぞれのＮ極とを、１極ずつ相互に、バックヨーク（９，９′）を介して磁力吸着させて磁気的に結合する。
【００２０】
前段落００１８においては、図面と対比して分かり易いように述べたが、工業的に生産する場合は、前記ニ項の工程を先に行ない、その後ハ項の工程を行なうことが望ましい。
その理由は、ハ項のように同性の磁極を当接させる際は磁気反撥力が作用するからである。結局は、この反撥力を拘束して固定しなければならないが、このような拘束固定は、なるべく最終工程に持ってきた方が好都合である。
上述の事情により、本発明方法を実施する場合に工程順序を入れ替えても本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明装置の１実施形態を説明するために示したもので、（Ａ）は本発明の原理を表した模式図、（Ｂ）は本発明装置の構成手順を表した模式図、（Ｃ）は完成品の模式図
【図２】磁界発装置の公知技術を説明するために示したもので、（Ａ）は従来例の発生装置を描いた模式図、（Ｂ）は公知の馬蹄形磁石の模式図、（Ｃ）は公知のＣ形磁石の模式図
【符号の説明】
【００２２】
１…強力均一磁界、２…湾曲不均一磁界、３…馬蹄形磁石、４…Ｃ形磁石、５，６…複合Ｕ形磁石、７，７′，８，８′…永久磁石片、９，９′…バックヨーク、１０，１０′１１，１１′…ヘッドヨーク、１１ｃ… 共有ヘッドヨーク、１２…超強力均一磁界、ｒ…漏洩磁力線。
【図１】
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【図２】
2007103743.tif 000004