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公開番号2025058863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024076314
出願日2024-05-09
発明の名称低保磁力磁気材料を含むボイスコイルモータ複合磁石アセンブリ
出願人ウェスタンデジタルテクノロジーズインコーポレーテッド
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G11B 21/02 20060101AFI20250401BHJP(情報記憶)
要約【課題】価格的な問題、環境的な問題を考慮した、HDDのVCMに使用するための希土類磁気材料の代替物を提供する。
【解決手段】ボイスコイルモータ(VCM)において、複合磁石アセンブリ200は、コイルと、第1の側のコイルに面するコイル側を有する第1のヨーク202aと、コイルと第1のヨークのコイル側との間に位置決めされており、かつ、第1のヨークに面するヨーク側及びヨーク側に対向するコイル側を有する第1の低保磁力永久磁石204aと、第1の低保磁力磁石のコイル側に隣接する第1の高保磁力永久磁石205aと、を含む。コイルの反対側の第2の側も同じように構成されている。VCMのパーミアンス係数は、低保磁力磁気材料の磁気安定性を可能にし、磁石材料の相対的な厚さが設計によってそのように指示された場合、追加の高保磁力永久磁石が第1、第2のヨークの各々のコイル側に接合し、かつ、低保磁力永久磁石のヨーク側に隣接する。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であって、
コイルと、
前記コイルに面するコイル側を有する第１のヨークと、
前記コイルと前記第１のヨークの前記コイル側との間に位置決めされており、かつ前記第１のヨークに面するヨーク側及び前記ヨーク側に対向するコイル側を有する第１の低保磁力永久磁石と、
前記第１の低保磁力磁石の前記コイル側に隣接する第１の高保磁力永久磁石と、
前記コイルに面するコイル側を有する第２のヨークと、
前記コイルと前記第２のヨークの前記コイル側との間に位置決めされており、かつ前記第２のヨークに面するヨーク側及び前記ヨーク側に対向するコイル側を有する第２の低保磁力永久磁石と、
前記第２の低保磁力磁石の前記コイル側に隣接する第２の高保磁力永久磁石と、を備える、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１の低保磁力永久磁石が、前記第１のヨークの前記コイル側に接合され、前記第２の低保磁力永久磁石が、前記第２のヨークの前記コイル側に接合されている、請求項１に記載のＶＣＭ。
【請求項３】
前記第１の高保磁力永久磁石が、前記第１の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合され、前記第２の高保磁力永久磁石が、前記第２の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合されている、請求項２に記載のＶＣＭ。
【請求項４】
前記第１のヨークの前記コイル側に接合され、かつ前記第１の低保磁力永久磁石の前記ヨーク側に隣接する第３の高保磁力永久磁石と、
前記第２のヨークの前記コイル側に接合され、かつ前記第２の低保磁力永久磁石の前記ヨーク側に隣接する第４の高保磁力永久磁石と、を更に備える、請求項１に記載のＶＣＭ。
【請求項５】
前記第１の低保磁力永久磁石が、前記第３の高保磁力永久磁石のコイル側に接合され、前記第２の低保磁力永久磁石が、前記第４の高保磁力永久磁石のコイル側に接合されている、請求項４に記載のＶＣＭ。
【請求項６】
前記第１の高保磁力永久磁石が、前記第１の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合され、前記第２の高保磁力永久磁石が、前記第２の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合されている、請求項５に記載のＶＣＭ。
【請求項７】
前記第１及び第２の高保磁力永久磁石の各々が、周囲温度で、１０キロエルステッド（１０ｋＯｅ）を超える通常保磁力（Ｈ
Ｃｎ
）を有し、
前記第１及び第２の低保磁力永久磁石の各々が、周囲温度で、１０キロエルステッド（１０ｋＯｅ）未満の通常保磁力（Ｈ
Ｃｎ
）を有する、請求項１に記載のＶＣＭ。
【請求項８】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
スピンドルモータに回転可能に装着された複数のディスク媒体と、
前記複数のディスク媒体のうちの少なくとも１つのディスク媒体との間で読み取り及び書き込みを行うように構成された読み取り－書き込みトランスデューサを各々が収容する複数のヘッドスライダと、
前記複数のヘッドスライダを移動させて前記ディスク媒体の一部分にアクセスするように構成されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）アセンブリであって、前記ＶＣＭアセンブリが、
コイルと、
前記コイルに面するコイル側を有する第１のヨークと、
前記コイルと前記第１のヨークの前記コイル側との間に位置決めされており、かつ前記第１のヨークに面するヨーク側及び前記ヨーク側に対向するコイル側を有する第１の低保磁力永久磁石と、
前記第１の低保磁力磁石の前記コイル側に隣接する第１の高保磁力永久磁石と、
前記コイルに面するコイル側を有する第２のヨークと、
前記コイルと前記第２のヨークの前記コイル側との間に位置決めされており、かつ前記第２のヨークに面するヨーク側及び前記ヨーク側に対向するコイル側を有する第２の低保磁力永久磁石と、
前記第２の低保磁力磁石の前記コイル側に隣接する第２の高保磁力永久磁石と、を備える、ＶＣＭアセンブリと、を備える、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）。
【請求項９】
前記第１の低保磁力永久磁石が、前記第１のヨークの前記コイル側に接合され、前記第２の低保磁力永久磁石が、前記第２のヨークの前記コイル側に接合されている、請求項８に記載のＨＤＤ。
【請求項１０】
前記第１の高保磁力永久磁石が、前記第１の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合され、前記第２の高保磁力永久磁石が、前記第２の低保磁力永久磁石の前記コイル側に接合されている、請求項９に記載のＨＤＤ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、ボイスコイルモータに関するものであり、特に、低保磁力磁気材料を含む複合磁石アセンブリを有するハードディスクドライブ回転ボイスコイルアクチュエータに関するものである。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（hard disk drive、ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、磁気表面を有する１つ以上の円形ディスク上にデジタル符号化データを記憶する、不揮発性記憶デバイスである。ＨＤＤが動作中のとき、各磁気記録ディスクは、スピンドルシステムによって急速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の場所の上に位置決めされたスライダに収容された読み取り－書き込みヘッド（又は「トランスデューサ」）を使用して磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り－書き込みヘッドは、磁場を使用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、この表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、書き込みヘッドのコイルを通って流れる電流を使用して磁場を生成することによって機能する。異なるパターンの正及び負の電流を伴って、書き込みヘッドに電気パルスが送られる。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気記録ディスクとの間の間隙にわたる局所的な磁場を生成し、この記録媒体上の小領域を順番に磁化する。
【０００３】
典型的には、ボイスコイルモータ（「voice coil motor、ＶＣＭ」）は、読み取り－書き込みヘッドを移動させて、対応する磁気記録ディスクの一部分にアクセスして読み取り及び書き込み動作を行うために、ＨＤＤに採用されるアクチュエータのタイプである。ＶＣＭは、それら自体の持続的磁場を永久磁石に依存する。そのような場は、典型的には、磁石表面において最も強力であり、そこからの距離とともに減少し、したがって、磁束密度も同様に磁石からの距離とともに減少する。追加的に、永久磁石のコストは、典型的には、磁石の対応するグレード及び磁石が作製される材料に比例しており、より高いグレードがより強力な磁石を示す。希土類磁石は、希土類元素の合金から作製された強力な永久磁石であり、例えば、典型的には、ネオジム磁石及びサマリウムコバルト磁石である。歴史的に、希土類磁石は、磁石が作製される永久磁石の中でも最も強力なタイプであり、他のタイプよりもはるかに強力な磁場を生成するため、ＨＤＤのＶＣＭに実装されてきた。希土類材料に関しては、それらが、典型的には、トリウムなどの放射性物質を含有し得る鉱石から抽出され、必要とされる希土類を抽出するには、典型的には、かなりの量のアンモニア、塩酸、及び硫酸のような発癌性化合物を使用するので、価格的な問題に加えて、環境的な問題が存在する。上述の内容を考慮すると、ＨＤＤのＶＣＭに使用するための希土類磁気材料の代替物が望ましくあり得る。
【０００４】
本セクションに説明される手法は、追求し得る手法であるが、必ずしも以前に考案又は追求された手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本セクションに説明される手法のいずれも、それらが本セクションに含まれることによって単に先行技術として適格であると仮定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
実施形態は、添付図面の図において、限定としてではなく、例として例解されており、同様の参照番号は類似の要素を指す。
実施形態によるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を例解する平面図である。
実施形態によるボイスコイルモータ用の複合磁石アセンブリを例解する斜視図である。
実施形態による図２Ａの複合磁石アセンブリを例解する側面図である。
実施形態によるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）用の単一スキン複合磁石アセンブリを例解する側面図である。
実施形態によるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）用の二重スキン複合磁石アセンブリを例解する側面図である。
実施形態によるボイスコイルモータを組み立てる方法を例解するフロー図である。
実施形態によるボイスコイルモータを組み立てる方法を例解するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
一般に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などに使用するための、低保磁力磁気材料を含む複合磁石アセンブリを有するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）アクチュエータへの手法が説明される。以下の明細書では、解説を目的として、本明細書に説明される本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に説明される本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることは明らかであろう。他の例では、本明細書に説明される本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形態で表される。
【０００７】
導入
用語
本明細書における「実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、説明されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することが意図される。しかしながら、そのような語句の実例は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。
【０００８】
「実質的に」という用語は、大部分又はほぼ構造化された、構成された、寸法決めされたなどの特徴を説明していることが理解されるであろうが、その製造公差などは、実際には、構造、構成、寸法などが、常には又は必ずしも正確に述べられない状況を結果として生じ得る。例えば、「実質的に垂直な」として構造を説明するとすれば、側壁は全ての実用上の目的で垂直であるが、正確に９０度ではない場合があるように、その用語にはその明白な意味が割り当てられる。
【０００９】
「最適な」、「最適化する」、「最小の」、「最小化する」、「最大の」、「最大化する」などの用語は、それと関連付けられた特定の値を有しない場合があるが、そのような用語が本明細書で使用される場合、当業者であれば、そのような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に、値、パラメータ、メトリックなどに影響を及ぼすことを含むと理解することが意図される。例えば、何かの値を「最小」として説明することは、値が実際に理論上の最小値（例えば、ゼロ）に等しいことを必要としないが、対応する目標が理論上の最小値に向かって有益な方向に値を移動させることになるという点で、実際的な意味で理解されるべきである。
【００１０】
コンテキスト
ＨＤＤのＶＣＭに使用するための希土類磁気材料の代替物が望ましくあり得ることを想起されたい。特定の希土類材料が低減又は排除された、新しいクラスの磁気材料が市場に進出している。これらの材料は、有意な性能を可能にすることができるが、既存の解決策と比較して、磁気保磁力（Ｈ
Ｃ
、すなわち、消磁されることなく、外部磁場に耐える強磁気材料の能力の尺度）が相対的に低いことが欠点である。この特性は、典型的なＶＣＭ設計の相対的に低いパーミアンス係数（permeance coefficient、Ｐ
Ｃ
、すなわち、磁束密度Ｂ
ｄ
と磁場強度Ｈ
ｄ
との比率の尺度）であり、Ｂ－Ｈ曲線上の磁石の動作点若しくは「動作傾斜」、又は本質的に材料の利用効率に等しい）と併せて、この新しいクラスの磁気材料の実装形態の課題をもたらす。具体的には、低保磁力磁気材料は、相対的に低いＰ
Ｃ
の適用では消磁のリスクを伴い、システムのＰ
Ｃ
は、システム構成要素のジオメトリ、例えば、典型的なＨＤＤのＶＣＭのパンケーキ形状によって大きく左右される。
（【００１１】以降は省略されています）

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