JPWO2005112053A1 - 耐食性に優れた磁気回路およびボイスコイルモータもしくはアクチュエーター - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、耐食性金属皮膜の形成を省略することができ、安価に製造することができる磁気回路およびボイスコイルモータもしくはアクチュエーターを提供することである。【解決手段】 本発明によれば、Ｃ：０．０００１〜２％（質量％、以下同じ）、Ｓｉ：０．０００１〜５％、Ｍｎ：０．００１〜２％、Ｐ：０．０００１〜０．１％、Ｓ：０．０００１〜０．２％、Ａｌ：０．０００１〜５％、Ｏ：０．０００１〜０．１％、Ｎ：０．０００１〜０．１％、Ｎｉ：０．０００１〜１％、Ｃｒ：１０．５〜３０％の各元素を含有し、さらに添加元素としてＴｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｂから選ばれる少なくとも一種類の合金元素を合計量で０．０００１〜５％含有し、不可避の不純物元素を除く残部がＦｅからなるマルテンサイト系及びフェライト系及び析出硬化系ステンレス鋼材もしくはＣｒ系耐熱鋼材であって、板厚が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である板材から作製されるヨーク部材を包含する磁気回路が提供される。

Description

本発明は、ハードディスク等の磁気記録装置及び光ピックアップ装置に用いて好適な、安価で且つ高耐食性を有する磁気回路、及びその磁気回路を使用してなる、ボイスコイルモータもしくはアクチュエーターに関する。

ハードディスク装置には、磁気記録膜を成膜したメディアとそのメディアを必要な回転数に回転させるスピンドルモータ、記録内容を読み書きする磁気ヘッドとそれを駆動するボイスコイルモータや、制御装置等が配置される。ボイスコイルモータの磁気回路は、磁束を発生させる永久磁石と、それらをつなぐヨークで構成され、ヘッド駆動用アクチュエーターとして使用される。また、ＣＤやＤＶＤドライブの磁気回路では、ピックアップ用レンズを駆動するアクチュエーターとして磁束を発生させる永久磁石とそれをつなぐヨークが使用される。近年、メーカーの激しい価格競争により、ボイスコイルモータやアクチュエーターにも更なる低コストが要求されている。

これらに使用される部品においては、清浄で発塵性のないことが第一に求められる。ヨーク等の鉄部品で容易に錆びてしまう恐れのある部品においては、発生した錆がパーティクルコンタミナントとなってハードディスクや光ピックアップ用のヘッドやレンズを汚染するため、各種の耐食性表面処理を行って使用されるのが通常である。さらに、部品それぞれをクリーンな製造工程にて作製し、コスト的に高価となることは不可避ではあったが、磁気ヘッドとメディア間のクラッシュや、レンズの汚染を避けるために厳しいクリーン度管理が行われている。

ボイスコイルモータやアクチュエーターを構成する磁気回路のヨーク材には、低コスト化の要求から、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥなどの安価な一般用圧延鋼板が用いられる。これらの一般用圧延鋼板は、打抜き、曲げ等の加工性が良く、安価なことが特長であるが、一般用圧延鋼板である為に、錆の発生を抑制することはできず、前述の問題を解決するためにプレス機械等で加工後、高価な無電解Ｎｉ−Ｐメッキ等を施し、錆の発生を抑えているのが実状である。したがって、コスト的に高価となることは不可避であった。

近年、コンピュータは持ち運び、携帯のし易さなどを考慮して大きさや重量を低減する傾向にあり、それに伴い、磁気記録装置および光ピックアップ装置もまた小型化、薄型化されている。さらにこの小型化、薄型化は、磁気回路を構成する永久磁石、ヨーク材部品にも波及してきている。

磁気回路の小型化、薄型化を実現するには、体積減少からくるギャップ内磁束密度の減少を、高性能磁石の高い磁束密度で補うことによって対応するのがこれまでは一般的であった。

しかし、高性能磁石の発生する磁束密度が年々高くなるのに対して、ヨーク材はＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥなどの圧延鋼板を用いるために、磁石の磁束密度の向上に応じてヨーク材の飽和磁化を増大させることはできない。ヨークの厚み寸法も装置全体に対する前述の小型化、薄型化の要請による制約によって制限されるため、部分的なＶＣＭ（ボイスコイルモータ）磁気回路において磁気飽和をさけることが困難であり、高磁束密度を有する永久磁石からの磁束を磁気回路に十分に導くことができず、結局高性能磁石の磁束すべてを有効に活用することができず、磁気回路の途中で部分的に飽和したり、磁束の漏れが発生したりする。

このような磁束の漏れは、磁気回路のギャップ磁束密度を低下させるだけでなく、周辺の磁気記録媒体や制御機器等に対して影響を及ぼすことになる。ＶＣＭ磁気回路からの漏れ磁束量には一定の規定があり、製品の漏れ磁束量はこの規定値以下にしなければならない（下記の特許文献１〜４参照）。
特開２００２−０８０９４５号公報 特開２００２−０８０９４６号公報 特開２００２−０８０９４７号公報 特開２００３−０４９２５１号公報

したがって、永久磁石の持つ高磁束密度の特性をすべて活用し、かつ、安価に製造することができる小型化、薄型化したヨーク及び磁気回路の開発が強く求められていた。

本発明は、上記要望に応えるためになされたもので、磁束密度が高く、かつ耐食性に優れた材料を用いることにより、耐食性金属皮膜の形成を省略することができ、安価に製造することができる磁気回路およびボイスコイルモータもしくはアクチュエーターを提供することを目的とする。

本発明の磁気回路は、上記目的を達成するため、Ｃ：０．０００１〜２質量％、Ｓｉ：０．０００１〜５質量％、Ｍｎ：０．００１〜２質量％、Ｐ：０．０００１〜０．１質量％、Ｓ：０．０００１〜０．２質量％、Ａｌ：０．０００１〜５質量％、Ｏ：０．００１〜０．１質量％、Ｎ：０．０００１〜０．１質量％、Ｎｉ：０．０００１〜１質量％、Ｃｒ：１０．５〜３０質量％の各元素を含有し、さらに添加元素としてＴｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｂから選ばれる少なくとも一種類の合金元素を合計で０．０００１〜５質量％含有し、その他実用上不可避の不純物以外の残部がＦｅからなるマルテンサイト系、フェライト系又は析出硬化系ステンレス鋼もしくはＣｒ系耐熱鋼板材であって、板厚が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、その飽和磁束密度が１．３テスラ以上２．３テスラ以下、最大比透磁率が２００以上２２０００以下、保磁力が２０Ａ／ｍ以上２０００Ａ／ｍ以下であり、且つ表面に耐蝕性金属皮膜を有さない板材から作製されるヨーク部材と、表面処理を施したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石とで構成される磁気回路であって、前記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は単極もしくは２極ないし４極に着磁されており、前記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の1個、２個もしくは４個が、前記ヨーク部材に接着されて磁石−ヨーク部材接着体をなし、前記ヨーク部材と前記磁石−ヨーク部材接着体とが、または同数の磁石が接着された前記磁石−ヨーク部材接着体の対が、対向配置され、前記ヨーク部材と前記磁石−ヨーク部材接着体間に形成される対向ギャップ内、または前記磁石−ヨーク部材接着体の対間に形成される対向ギャップ内と前記ヨーク部材内部に磁束が集中して流れ、漏れ磁束量と対向ギャップ内磁束量との比が５００００ｐｐｍ以下で、且つ対向ギャップ内及びヨーク部材内部の磁界強度に変動がないことを特徴とする。

本発明のボイスコイルモータもしくはアクチュエーターは、前記磁気回路を用いて作製される。

本発明によれば、上記鉄合金板材の耐食性が良好であるため、従来のヨークのように表面に耐食性金属皮膜、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ａｇ等の金属や、これらの金属を２０質量％以上含む合金の皮膜の形成を省略することができる。

すなわち、上記鉄合金板材を用いることによって、高磁気回路特性を保持しつつ耐食性金属皮膜の形成を省略することができる安価な磁気回路及びボイスコイルモータもしくはアクチュエーターを製作することができる。特に、Ｃｒを添加することによって高耐食性を付加し、表面処理膜を必要としないためにそれらを安価に製造できることが本発明の特徴である。

本発明の第１の実施の形態のＶＣＭ磁気回路を示す斜視説明図である。 本発明の第２の実施の形態である、上下ヨークのうちの一方のヨークに曲げ連結する形態のＶＣＭ磁気回路を示す斜視説明図である。 本発明の第３の実施の形態のＶＣＭ磁気回路を示す斜視説明図である。

図１において、１は、磁気回路を構成する上ヨーク、２は、磁気回路を構成する下ヨーク、３は、磁束を発生する永久磁石であり、１個、２個または４個配置される。４は、磁気回路を構成する上下のヨークを連結する連結柱である。図１に示す本発明の第１の実施の形態のＶＣＭ磁気回路では、上下に２個のヨークを配置し、連結柱にて連結している。

図２において、５は、磁気回路を構成する上ヨーク、６は、下ヨークであり、３は磁束を発生する永久磁石である。図２に示す本発明の第２の実施の形態のＶＣＭ磁気回路では、下ヨーク６に曲げ加工を行い連結部を兼ねて形成している。

図３において、７はヨーク、３は磁束を発生する永久磁石である。図３に示す本発明の第３の実施の形態のＶＣＭ磁気回路では、ヨーク７に曲げ加工を行い連結部を兼ねて形成している。

本発明の磁気回路は、上述したように、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｏ、Ｎを特定量含有すると共に、好ましくはＣｒも特定量含有し、かつＴｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｂの少なくとも１種類を特定量含有するマルテンサイト系、フェライト系又は析出硬化系ステンレス鋼もしくはＣｒ系耐熱鋼板材から作製されるヨークを包含するものである。

すなわち、本発明者らは、上述した目的を達成するべく種々の材料の検討を行い、耐食性を向上させる元素を調べた結果、ＳＰＣＣなどの鉄鋼は空気中で加熱するとスケールを発生し酸化が早くなることがわかった。これは、ＦｅＯ、Ｆｅ₃Ｏ₄が金属不足ｎ型半導体でＦｅ⁺⁺の移動によって成長し、Ｆｅ₂Ｏ₃は金属過剰ｐ型の半導体でＯの移動によって成長するため、酸化物層を通して酸素が浸透し、酸化物層下の鉄の酸化を進める。酸化を進めないためには酸化物層が緻密で、割れなど生じることなく、よく密着して、内部への酸素の侵入・拡散を妨げるような作用を酸化物層に持たせればよい。

Ａｌ、Ｃｒ、ＳｉはＦｅよりも酸化しやすく、しかも安定な酸化物を作る金属を合金化するため、Ｆｅよりも選択的に酸化され、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂の薄い緻密な被膜をつくり、酸化の進行を妨げる。詳しくは、Ａｌ、ＣｒはＦｅＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、ＦｅＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃の複合酸化物を、Ｓｉは２ＦｅＯ・ＳｉＯ₂の複合酸化物を生成する。できた酸化物層は容積が小さく、表面を完全に覆わない場合は耐酸化性がなく、反対に容積が大きすぎると酸化物層が膨れたり、割れたりして同様に耐酸化性がない。適当な容積の緻密な酸化物層が表面を完全に覆う場合がもっとも良い。

ＳＰＣＣ材等の成分の中で磁束密度の低下に影響を及ぼす元素を調べた。鉄に対しては、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｍｎは磁気モーメントを持っていないか、磁気モーメントが鉄母体と異なるために、これら元素の存在によって周囲の鉄の磁気モーメントを低下させる現象が起こる。特にＰ、Ｓは、磁束密度の低下以外に耐食性においても悪影響を及ぼす。しかし、これらの元素をむやみに低減させるのは、原料の製造コストの面から不利であり、性能的にも少量の範囲内であれば含有していても満足できる。

以上の観点から、本発明のボイスコイルモータ磁気回路用ヨーク材の元素組成は、Ｃ：０．０００１〜２質量％、Ｓｉ：０．０００１〜５質量％、Ｍｎ：０．００１〜２質量％、Ｐ：０．０００１〜０．１質量％、Ｓ：０．０００１〜０．２質量％、Ａｌ：０．０００１〜５質量％、Ｎｉ：０．０００１〜１質量％、残部がＦｅの範囲とするものであり、より好ましくはＣ：０．０００５〜１．２質量％、特に０．００１〜０．５質量％、Ｓｉ：０．０００５〜３．５質量％、特に０．００１〜１．０質量％、Ｍｎ：０．００１〜１．５質量％、特に０．０１〜１．０質量％、Ｐ：０．０００１〜０．０５質量％、特に０．００１〜０．０５質量％、Ｓ：０．０００１〜０．1５質量％、特に０．００１〜０．１質量％、Ａｌ：０．０００５〜４質量％、特に０．００１〜１．０質量％、Ｎｉ：０．０００５〜１質量％、特に０．００１〜０．６質量％とする。

ＯおよびＮは同様に磁気特性に影響し、Ｏ：０．０００１〜０．１質量％およびＮ：０．０００１〜０．１質量％の含量とすることが好ましく、この範囲であれば、飽和磁束密度を特には劣化させない。より好ましい含量は、Ｏ：０．０００５〜０．０９質量％、特に０．００５〜０．０８質量％、Ｎ：０．０００５〜０．１０質量％、特に０．０００５〜０．０５質量％である。

Ｃｒは、１０．５〜３０質量％とする。特にＦｅ−Ｃｒ合金はほぼ直線的に自発磁気モーメントを低下させることがわかっており、多量の添加は磁束の低下につながる。この合金の３１〜８０質量％組成のものは焼きなましによって物理的性質が著しく変化する。たとえば、４７５℃での焼きなましでは機械的に固く、脆くなり、切削や打抜き加工などの塑性加工能が著しく低下し、脆性と共に耐食性も劣化する。また、７００℃前後で長時間加熱されると粒界にσ相が析出し、耐粒界腐蝕性や機械強度が低下する。したがって、Ｃｒ含有量の範囲は３１質量％以下とする。本発明のボイスコイルモータ磁気回路ヨーク用鉄合金板材およびボイスコイルモータ磁気回路用ヨークはその使用される環境がステンレス鋼が通常使用される塩害環境や薬品等が存在する環境とは異なるためにＣｒ量は少なくて良い。磁気特性の点からは１０．５〜２１質量％含有することがより好ましい。

前述の検討結果から、これらの要求を満足する材料としてステンレス鋼もしくはＣｒ系耐熱鋼を用いることが最も有効であることがわかった。コストを安価に押えるために、一般的に製造されている圧延ステンレス鋼板を用いることができる。例えば鋼種として、マルテンサイト系及びフェライト系もしくは析出硬化系ステンレス鋼であれば、ＳＵＳ４０３、４０５、４０９、４１０、４１４、４１６、４２０、４２９、４３０、４３１、４３４、４３６、４４０、４４４、４４６、６３０系、耐熱鋼であればＳＵＨ１、３、４、１１、１３、２１、４０９、６００、６１６などが適している。鋼種記号の右側に通常付されるＬやＬＸは炭素含有量や、炭素及び窒素含有量が少ないことを示し、磁気特性、特に保磁力の増大や磁束密度及び透磁率の低下に影響を及ぼすことが少ないほど望ましいため適している。鋼種記号の右側に通常付されるＦ、ＳｅはＳを添加しており、被削性が要求される場合には適している。オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性であるために磁気回路ヨーク材には不適である。

添加元素として添加されるＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｔａから選ばれる少なくとも一種類の元素は、材料中のフェライト相内に固溶した場合、磁束密度の低下を起こすが、不可避に混入するＣ、Ｏ、Ｎとの間で金属間化合物を生成し、炭化物、酸化物、窒化物を作る。その結果、これらの析出物は合金組織中に微細かつ均一に析出し、塑性加工中の転移の移動を阻害することができる。このため合金の過剰な延性が小さくなり、板材の打抜き時に、せん断面のバリ発生を抑えることができる。またこれらＣ、Ｏ、Ｎを固定化する元素を含有する鉄合金は焼きなまし温度から急冷しても鋭敏化されることはなく、耐粒界腐蝕性が良く且つ結晶粒の粗大化も起こりがたい。

Ｍｏ、Ｖはステンレスなどの例に見られるように、鉄合金板材の耐食性を向上させる効果がある。低炭素の場合、４４０〜５４０℃の焼戻しで著しく脆化し、かつ２次硬化が生じるが焼戻し脆性はＣｒとの炭化物によるものであり、これら元素の添加による炭素トラップより焼戻し軟化抵抗性が改善される。Ｗ、Ｔａ、Ｂは、板材の圧延加工性を向上させる効果があり、加工費の低減に貢献できる。しかし、これらの元素はいずれも飽和磁化を減少させるので、合計で５質量％を超えて添加することは好ましくない。従って、これらの添加元素は、０．０００１〜５質量％の割合で添加される。

Ｆｅは残部であるが、鉄合金中、５０質量％以上、特に８０質量％以上含有することが好ましい。

さらに、本発明では、飽和磁束密度を１．３〜２．３テスラとすることが特徴であり、飽和磁束密度が高くても最大比透磁率が小さいか、または保磁力が大きすぎてしまっては、磁気回路の磁気抵抗が増大し、ギャップ磁束密度が低くなってしまう。このため、最大比透磁率は２００以上２２０００以下の範囲とし、保磁力は２０Ａ／ｍ以上２０００Ａ／ｍ以下の範囲とする。より好ましくは、飽和磁束密度は１．５〜２．３テスラ、特に１．７〜２．３テスラであり、最大比透磁率は３００〜２２０００、特に４００〜２２０００であり、保磁力は２０〜１，６００Ａ／ｍ、特に２０〜１,０００Ａ／ｍである。

更にヨーク材の硬さが大きくなると、打抜きや曲げ等の加工に必要な力が大きくなるのでプレス機等の能力が不足する場合があり、金型にかかる負担が大きくなるため金型の寿命が低下することを避けるために、硬さ（ロックウェル）をＨＲＢ１００以下、好ましくは９０以下にすることがよい。マルテンサイト系ステンレス鋼の成形性としては、ＳＵＳ４３１＜（ＳＵＳ４１６、４２０）＜（ＳＵＳ４０３、４１０）の順に、打抜き、刻印、鍛造などに優れている。フェライトステンレス鋼においてＣｒは固溶強化元素でもあることから、低Ｃｒフェライトステンレス鋼は中でも強度が低く、延性に優れ、絞りや張出しなどに優れる。中でも低Ｃｒかつ低Ｃ（炭素）でＴｉを添加したＳＵＨ４０９Ｌは最も軟質且つ高延性を有し、型取り、エンボス、曲げ加工などに優れる。

合金成分は、原料材料や製鋼方法によって目的とする範囲に調整されるが、生産性、品質上からは連続鋳造法が好ましく、また小ロット生産には真空溶解法などが適する。鋳造後、所定板厚の鋼板とするために、熱間圧延、冷間圧延などが実施される。このようにして得られた鉄合金板材は、機械式プレスや、油圧式プレスもしくはファインブランキングプレス等にて、打抜き、型取り、穴あけ、曲げ、エンボスなどの塑性加工により、所定のヨーク形状に加工処理され、バリ取り、面取り、機械研磨、化学研磨、電解研磨などの後、ボイスコイルモータに用いる、板厚が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは０．５〜４．５ｍｍであるヨーク材として製造することができる。

ヨーク材の板厚が０．１ｍｍ未満の場合は、薄すぎて板材の飽和磁化を多少向上させても磁気回路の特性向上効果があまり見られず、また５ｍｍを超える場合は、充分に厚いため、磁気回路が飽和する問題は生じない。したがって、板材の磁気特性に応じてその板厚を設計する事が必要となり、その際に対向ギャップ内の磁束が最大になるところの磁束に対する、磁気ディスクメディア外周、制御回路、磁気ヘッドの位置における漏れ磁束の比率の許容範囲は５００００ｐｐｍ以下となり、５００００ｐｐｍより大きいと板材からの漏れ磁束が大きくなり周辺に悪影響を及ぼすため好ましくなく、装置全体からの制約によって漏れ磁束が制限されるため５００００ｐｐｍ以下となり、好ましくは３００００ｐｐｍ、以下特に２５０００ｐｐｍ以下である。

対向ギャップ内の磁束やヨーク板材内部の磁界に変動がある場合は渦電流の発生で磁石及びヨーク板材が加熱されるためそれらの温度変化から磁束の安定性に問題が生じ好ましくないため、対向ギャップ内の磁束やヨーク板材内部の磁界変動は無いことが必須である。そのため、本発明では耐蝕性に優れ、ＳＰＣＣ材等と同等の高い飽和磁束密度、最大比透磁率の高い材料をヨーク材とすることで漏れ磁束を少なくしている。

ここで、ヨーク材に発生するバリ取りには、爆発燃焼法、バレル研磨などが用いられる。仕上げには、機械研磨であるバフ研磨、化学研磨、電解研磨が採用される。特に、機械研磨を行った表面は無定形な極微粒子の集合体のベイルビー層、金属結晶が微細化された破砕結晶、加工によって変形した塑性変形の領域からなる厚さ数マイクロメーター程度以下の加工変質層が存在し、バフ研磨による鏡面加工のみでは、加工変質層が残存するために、所定の性能が得られないので、化学研磨、好ましくは電解研磨が必要となる。電解研磨は表面の突起を優先して溶解し、かつ全体にわたり溶解するために、加工変質層を完全に除去できる。これにより、平滑な面が得られ、記録情報を破壊してしまうパーティクル発生を低減するには最適の処理である。電解研磨液には、過塩素酸、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、リン酸、酒石酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム、ロダンソーダ、尿素、硝酸コバルト、硝酸第二鉄などに、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、ブチルセロソルブ、グリセリン、純水などを適宜調合する。

以上の工程で作製されたボイスコイルモータ磁気回路用ヨーク材は、その耐食性が優れるために、ヨーク表面に耐食性皮膜をコーティングする必要がない。このヨークに金属あるいは各種合金からなる耐食性皮膜を、電気メッキ、無電解メッキ、イオンプレーティング等の各種方法でコートすることは、ヨークのコストアップを招くことから好ましくない。すなわち本発明で使用される鉄合金においては、該合金板材の表面にＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ａｇ等の金属の皮膜又はこれらの金属の少なくとも一種類の金属を２０質量％以上含む合金皮膜を形成しないことにより、製品のコストアップを防止することが出来る。

磁気回路を構成するのに用いられる磁石は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の高性能磁石であって、通常の防錆のための表面処理が施されていることが好ましい。防錆のための表面処理としては、電解（電気）メッキ、無電解メッキ、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＩＰ（イオンプレーティング）、蒸着、溶融メッキ、浸漬メッキ等がある。

磁石は、図１〜３に示すように、ヨーク部材に接着される。磁石は一方のヨーク部材だけに接着されていても良いし、上下両方のヨーク部材に接着されていても良い。また、磁石は、単極に着磁したもの、２極に着磁したもの、４極に着磁したもののいずれも用いられる。さらに、一方のヨーク部材あるいは上下両方のヨーク部材に複数の磁石を接着する態様も用いられる。

ヨーク部材と磁石がヨーク部材に接着された磁石−ヨーク部材接着体との間の対向ギャップ内、または、上下に配した磁石−ヨーク部材接着体間の対向ギャップ内と、ヨーク部材内部に磁束が集中して流れ、漏れ磁束量と対向ギャップ内の磁束量との比が５００００ｐｐｍ以下で、且つ対向ギャップ内及びヨーク部材内部の磁界強度に変動がないことが必要である。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

［実施例１〜７］
表１に示す実施例１〜７に示す成分組成の鋼合金塊のそれぞれを溶解・連続鋳造して、幅２００ｍｍ、長さ５００ｍｍ、板厚５０ｍｍの合金塊を得た。

その合金塊を大気雰囲気で１２００℃に加熱して熱間圧延を開始し、９５０℃以下で６０％の累積圧下率とし、８５０℃で熱間圧延を終了した。熱間圧延終了後は、室温まで空冷した。その後、冷間圧延した後、９５０℃で仕上げ焼鈍、電解酸洗を実施し、厚さ１．２ｍｍの鋼板とした。

得られた鋼板を機械式打抜きプレス機にてヨーク形状に打抜きおよび曲げ加工し、上下ヨーク２種のヨーク材を得た。

得られたヨーク材にバレル面取り、電解研磨を施しそれら上下ヨーク材の内側の中央位置に、最大エネルギー積３８２ｋＪ／ｍ³のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を接着し、ＶＣＭ用磁気回路を作製した。

作製したヨーク材を約４ｍｍ角に切断して得られた試験片について、最大磁界１．９ＭＡ／ｍの振動試料型磁力計にて飽和磁束密度を測定した。

ヨーク材を打抜いた残りの板材から、外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍのリング試料を作製し、ＪＩＳ Ｃ ２５３１（１９９９）に記載される方法に準拠し、前述のリング試料を、間に紙を挟み２枚重ね、絶縁テープを巻いて固定した後、励磁用コイル、磁化検出用コイルとしてそれぞれ０．５ｍｍ直径の銅線を３００ターン、０．２６ｍｍ直径の銅線を５０ターンずつ巻き、最大磁界±１．６ｋＡ／ｍの直流磁化特性自動記録装置にて磁気ヒステリシス曲線を描き、最大比透磁率及び保磁力を測定した。

さらに、作製したボイスコイルモータ用磁気回路の性能を調べるために、実際の磁気記録装置に使用されている平面コイルを用い、磁束計（Ｌａｋｅｓｈｏｒｅ製
４８０Ｆｌｕｘｍｅｔｅｒ）を用いて、その磁気回路ギャップ内の総磁束量を測定した。さらに、漏洩磁束はホール素子およびガウスメータにより測定し、ヨーク部材から外側に１０ｍｍ離れた位置Ａと、ＶＣＭ磁気回路に隣接する磁気記録媒体の最外周部位置Ｂにおける漏洩磁束の最大値を記録した。各位置における漏洩磁束の限度は、それぞれ、Ａ＜１０ｍＴ、Ｂ＜８ｍＴである。硬さについてもＪＩＳ Ｚ ２２４５に準拠し、測定した。

耐食性を評価するために、温度８０℃、相対湿度９０％の環境下で、２００時間保持した後の状態を、発錆なしをI、変色をII、発錆ありをIIIとする基準で判定した。

［比較例１〜４］
比較例として、市販されている通常のＳＰＣＣ品、板厚１．２ｍｍの材料（比較例１）を含めて、表１に記載した比較例１〜４に示す成分組成の鋼合金塊を実施例１と同様に処理して得た厚さ１．２ｍｍの鋼板について、実施例１と同様に、磁気特性を測定した。

実施例１〜７、比較例１〜４の測定、判定結果を表２に示す。表２において、「対ＳＰＣＣ」は、比較例１の磁束量に対する割合を示し、「漏洩磁束量A（またはB）/ギャップ磁束量の比」はそれぞれ上記した測定位置AまたはBでの漏洩磁束の割合（ｐｐｍ）を示す。

［実施例８〜３７］
表３及び表５に示す実施例８〜３７の成分組成の鋼塊を電炉、転炉−脱ガス、連続鋳造工程を経て溶解・鋳造し、厚さ２００ｍｍのスラブを得た。溶銑はＲＨ脱ガスおよびＶＯＤ法（真空−酸素脱炭法）により精製した。

得られた２００ｍｍ板厚のスラブを１１００〜１２００℃に加熱・均熱し、熱間圧延機で圧延し、仕上げ温度８５０〜９５０℃で板厚約１０ｍｍとした。再結晶焼鈍（８００〜１０００℃）後、電解酸洗、冷間圧延により約４ｍｍの板厚とした。その後約６００〜９００℃で仕上げ焼戻し後酸洗して供試用鋼板を得た。

上記の鋼板試料のそれぞれを実施例１〜７と同様に加工して、上下ヨーク用の２種類のヨーク材を得た。

それら上下ヨーク材の内側中心位置に、最大エネルギー積４９３ｋＪ／ｍ³のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を接着し、磁気回路を作製した。

上記のヨーク板材および磁気回路の磁気特性を実施例１〜７と同様にして測定し、得られた結果を表４および表６に示した。

［比較例５〜２８］
比較例として、市販されている通常のＳＰＣＣ鋼の厚さ４ｍｍの板材料（比較例５）と、表７、表９に示す比較例６〜２８に示す成分組成の鋼合金塊を実施例と同様に加工して得た厚さ４ｍｍの鋼板について、実施例１〜７と同様に、磁気特性を測定した。得られた実験結果を表８、表１０に示す。

、表４、表６および表８、表１０における「対ＳＰＣＣ」の項目は、比較例５の磁束量に対するそれぞれの磁束量の割合を％で示し、漏洩磁束における比はギャップ磁束に対する漏洩磁束の割合（ｐｐｍ）を示している。

表１〜１０から、実施例の組成の鋼板は、いずれも、比較例と比較して比透磁率は大きく、保磁力は小さいこと、磁気回路ギャップにおける総磁束量もＳＰＣＣと比較し遜色ないことが判る。明らかな発錆はなく、パーティクルコンタミネーションは無いことが判る。

以上述べたように、本発明によれば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍのヨーク材の磁気特性、及び、耐食性を向上させることによって、構成する磁気回路に磁石から投入される磁束を有効に利用し対向ギャップ内及びヨーク板材内の磁束密度を維持し変動を抑え、バリ取り、面取り後の仕上げに化学研磨、電解研磨するだけで、耐食性金属皮膜の形成を必要としない安価で耐食性の優れた磁気記録装置もしくは光ピックアップ装置の磁気回路、及びボイスコイルモータ、アクチュエーターの提供が可能となる。

Claims (2)

1. Ｃ：０．０００１〜２質量％、Ｓｉ：０．０００１〜５質量％、Ｍｎ：０．００１〜２質量％、Ｐ：０．０００１〜０．１質量％、Ｓ：０．０００１〜０．２質量％、Ａｌ：０．０００１〜５質量％、Ｏ：０．００１〜０．１質量％、Ｎ：０．０００１〜０．１質量％、Ｎｉ：０．０００１〜１質量％、Ｃｒ：１０．５〜３０質量％の各元素を含有し、さらに添加元素としてＴｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、ＴａおよびＢから選ばれる少なくとも１種類の合金元素を合計で０．０００１〜５質量％含有し、その他実用上不可避の不純物以外には残部がＦｅからなるマルテンサイト系、フェライト系又は析出硬化系ステンレス鋼もしくはＣｒ系耐熱鋼板材であって、板厚が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、その飽和磁束密度が１．３テスラ以上２．３テスラ以下、最大比透磁率が２００以上２２０００以下、保磁力が２０Ａ／ｍ以上２０００Ａ／ｍ以下であり、且つ表面に耐蝕性金属皮膜を有さない板材から作製されるヨーク部材と、表面処理を施したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石とで構成される磁気回路であって、前記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は単極もしくは２極ないし４極に着磁されており、前記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を１個、二個もしくは4個が、前記ヨーク部材に接着されて磁石−ヨーク部材接着体をなし、前記ヨーク部材と前記磁石−ヨーク部材接着体とが、または同数の磁石が接着された前記磁石−ヨーク部材接着体の対が、対向配置され、前記ヨーク部材と前記磁石−ヨーク部材接着体間に形成される対向ギャップ内、または前記磁石−ヨーク部材接着体の対間に形成される対向ギャップ内、と前記ヨーク部材内部に磁束が集中して流れ、漏れ磁束量と対向ギャップ内磁束量との比が５００００ｐｐｍ以下で、且つ対向ギャップ内及びヨーク部材内部の磁界強度に変動がないことを特徴とする磁気回路。
2. 請求項１に記載の磁気回路を用いたボイスコイルモータもしくはアクチュエーター。
   

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