JPS599110B2 - バイアス磁界装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁気バブル装置に関するものであり、かつよ
り特定的には、これらの磁気バブル装置のための調整可
能なバイアス磁界構造に関するものである。

磁気ドメインまたはバブル装置は当該技術分野において
周知である。

これらの装置は一般に、小さな円柱状領域が発生されか
つ維持されることができる磁気材料からなる薄膜を含む
。ドメイン伝播はその膜の表面に設けられたパーマロイ
トラツクに沿つて行われる。磁気バブル装置は、円柱状
形式にドメインを維持するために、薄膜の面に垂直に延
びる永久バイアス磁界を必要とする。

このバイアス磁界は、特に多数の磁気バブルチツプが現
行の実用に共通な１個のサブストレート上に設けられる
べきであれば、約±１エルステツドのかなり狭い範囲内
に均一に維持されなければならない。一般に、薄膜のド
メインは、サブストレートを包囲する界磁コイルアセン
ブリによつて発生される回転磁界によつてパーマロイト
ラツクに沿つて伝播される。サブストレート一界磁コイ
ルアセンブリは、整然と永久バイアス磁界構造内に配置
される。多くのバイアス磁界構造が先行技術において示
唆されていた。

前に提案されたことは、磁気バブル装置が配置される磁
気的に「硬」（ＨａｒｄＸ低透磁率）材料（たとえばバ
リウムフエライト）からなる２枚の平板またはプレート
を用いることであつた。しがしながら、この構造は、次
のような点について主な欠点を有するということがすぐ
にわかつた。すなわち、２枚のプレート間に発生される
磁界はあまり均一ではないという点である、なぜならば
プレートの端縁のエアギヤツプによつて、磁気プレ・一
トの端縁近くに磁界線のひずみによつて生じた周知の「
縁効果」によつて磁界のひずみを生じるからである。磁
気材料の端縁隣接磁気双極子がないため、磁界線内は磁
気材料の端縁を越えてわずかに外方へ曲る傾向にある。
これによつて、単位面積当りの磁界線の数（磁束）がわ
ずかに端縁近くで小さくなる。したがつて、２枚の磁気
プレート間の磁界はプレートの端縁間のエアギヤツプ近
くでは不均一になる傾向にある。「ワトソン（Ｗａｔｓ
Ｏｎ）」磁石として知られているものを用いるバイアス
構造は、前述した構造よりも大きな面積に亘つて実質的
により優れた磁界の均一性を与えるということも認識さ
れていた。ワトソン磁石形態では、２個の磁気的に「硬
」棒磁石が２枚の磁気的に「軟（ＳＯｆｔ）」の構造へ
透磁可能なプレート（たとえば軟フエライトまたはパー
マロイ）間に配置されてそれらのプレート間に均一な磁
界を与える。このような構造については、「バブルメモ
リ応用のための永久磁石バイアス方法（Ｐｅｒｍａｎｅ
ｎｔＭａｇｎｅｔＢｉａｓＳｃｈｅｍ一ＥｓｆＯｒＢｕ
ｂｂｌｅＭｅｍＯｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉＯｎｓ）ｌ（
ＷｌｌｌｌａｍＬｙＯｎｓ，ＩＢＭＴｅｃｈｎｉｃａｌ
翫ｐ一０ｒｔＴＲ２２．１６３３，８Ｍａｙ１９７３，
ＰＰ．１一１２．）に説明している。ＩＢＭＴｅｃｈ．
Ｄｉｓ−Ｃｌ．Ｂｕｌｌ．Ｏｌ．ｌ６、ＮＯ．７，Ｄｅ
ｃ．ｌ９７３，ＰＰ．２ｌ２９−３０、に示されるこの
技術についての変形は、棒磁石に代わつて多数の円柱状
スラグを用いて優れた均一性を有する所要のバイアス磁
界を発生する。上述の装置では磁気的に「硬」棒磁石ま
たはスラグがそれらの端縁近くで磁気的に「軟」プレー
トと接触しているので、連続的ながつ妨げのない経路が
それらの端縁近くで２枚のプレート間に磁界のため設け
られる。その結果縁効果が低減されかつ磁界の均一性が
プレートのより大部分にわたつて改良される。通常、バ
イアス構造がまず組立てられかつそれから磁石充電器の
使用によつて所要の値まで磁化される。

アメリカ合衆国特許番号第３９３１６１８号に示される
ように、２個の反対方向に向けられた連続する外部磁界
を用いて固定磁気バイアス構造を調整するということも
知られている。しかしながら、バイアス磁界は時々パツ
ケージによつてわずかに変化するので、磁界を機構的に
「微調整」または調節するための方法が必要とされる。
磁気バイアス構造のための種々の調節方法が先行技術に
おいて提案されていた。アメリカ合衆国特許番号第３９
２７３９７号にはこのような１つの事実が示されており
、１対の平行に面している磁気的に透磁可能なプレート
（このプレートの各各は薄板状にされた強磁性平板を有
する）が４個のねじ切りされた非磁性ボルトによつて調
整自在に離隔される。非磁性ボルトは各ボルトの一端に
設けられるスロツトの設けられたヘツドによつて調整で
きる。磁気バブル装置は平行なプレート間に配置される
。この構造は、１対の特別に薄板状にされたプレート構
造が用いられなければならないという欠点が悩みであり
、かつエアギヤツプが２枚の平行に面しているプレート
間になおも存在するので、縁効果がバイアス構造の外側
端縁近くに不均一な磁界を発生する。他の調整可能な磁
気バイアス構造がアメリカ合衆国特許番号第３７１１８
４１号に示される。

１対の平行に面している高透磁率のプレートがなじみの
あるワトソン型磁石構造で１対の棒磁石によつて分離さ
れている。

磁気バブル装置は２枚のプレートおよび２個の棒磁石に
よつて規定される体積内に配置される、プレート間の分
離、かつしたがつて磁界の強さは４個の非磁性のねじ切
りされたボルトによつて調整可能である。この構造は、
２枚のプレートを介して磁界のための連続的な経路を許
容しかつ棒磁石を当接させることによつて幾分縁効果を
減少するが、この構造は次のような２つの欠点を有する
、すなわち、第１に、この構造は１対の比較的「硬」（
低透磁率）棒磁石が縁近くに磁界のための戻り経路を与
えるために必要であり、かつ第２に、非常性ボルトによ
つてエアギヤツプを調整する作用によつて、磁気プレー
トの１つのある部分が棒磁石のある部分から離れて上昇
しかつその結果磁界の流れのひずみを発生する。これに
よつて、不均一な磁界がエアギヤツプの近傍に発生され
て磁気バブル装置の性能の劣化を生じる。アメリカ合衆
国特許番号第３７１１８４１号に示される磁気的に調整
可能なエアギヤツプワトソン型磁気バイアス構造に類似
する構成が「磁気バブル大容量メモリ（Ｍａｇｎｅｔｉ
ｃＢｕｂｂｌｅＭａｓｓＭｅｍＯｒｙ）」、Ｍｉｃｈａ
ｅｌｉｓａｎｄＢＯｎｙｈａｒｄ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ
ａｃｔｉＯｎｓＯｎＭａｇｎｅｔｉｃｓＶＯｌ．ＭＡＧ
−９，Ｎ０．３，Ｓｅｐｔ．１９７３，ＰＰ．４３６−
４４０．に説明される。

この構造にも、．プレート分離の非磁性ねじ調整によつ
て棒磁石の対との当接から動かされるプレートの部分に
沿つて磁界ひずみを生じるという似たような欠点の悩み
がある。先行技術装置におけるこれらおよび他の問題点
は、低透磁率の複数個の２部分からなる反対方向にねじ
切りされた円柱状磁気ロツド（各ロツドは一端にスロツ
トが設けられる）によつて調整自在に分離される高透磁
率の１対の面している．６実質的に平行な磁気プレート
を備えた調整可能なバイアス磁界構造を提供することに
よつて、本願発明において克服される。

ねじ切りされたロツドが延びる磁気プレートには孔が設
けられる。孔のまわりに取付けられるねじ切りされたプ
ラスチツクリングまたはワツシヤがロツドのねじ溝に係
合する。磁気バブル装置は２個の透磁可能なプレート間
に配置される。この新規な構造は先行技術装置を越えた
数々の利点を有する。

まず、調照の特徴を与えるため磁気的に「硬］（低透磁
率）のねじ切りされたロツドを用いることによつて、磁
気的に［軟」（高透磁率）プレート間の磁界のための連
続的かつ妨げのない経路が常時設けられるということが
確実にされる。この発明は２枚の磁気片間に磁気的に不
連続なエアギヤツプを調整するということによらないの
で６、縁効果が最小にされかつ優れた磁界の均一性が面
している磁気プレートの対間に達成される。第２に、１
対の特殊に薄板状にされた磁気プレートの必゛要性が除
去される、なぜならば磁界の均一性がプレート間の調整
可能な、磁気的に不連続なエアギヤツプを用いることな
く達成されるからである。第３に、この発明の簡略化さ
れたバイアス構造は、典型的なねじ調整可能なワトソン
型磁気バイアス構成に用いられるような１対の磁気的に
硬棒磁石の必要性を除去する。第１図を参照して、この
発明の調整可能な磁界バイアス構造１の斜視図が示され
、この構造１は基本的に、１対の面している、実質的に
平行なプレート３および５を含む。

上部プレート３および下部プレート５はともに構成が同
一であり、かつ１枚の薄い磁気的に「軟」（高透磁率）
材料、たとえばマンガン一亜鉛フエライトまたはパーマ
ロイからなる。プレート３および５は、第１図において
７で示される４個のねじ切りされた磁性ロツドまたはス
ラグのようなねじ切りされたスペーサ手段によつて調整
自在に分離される。ねじ切りされたロツド７は好ましく
はストロンチウムフエライトまたはバリウムフエライト
のような磁気的に「硬」（低透磁率）材料から形成され
る。各円柱状のねじ切りされたロツド７にはその一端に
スロツト１９が設けられる。ロツドの上部ねじ切り部２
１は好ましくは標準ピツチおよび深さの左ねじであり、
他方、下部ねじ部２３は同一ピツチおよび深さの右ねじ
である。ねじ切りされたロツド７は第２図により明瞭に
示されるように、プレート３に開けられた孔１５および
プレート５に開けられた孔１７へはまる。孔１５および
１７はねじ切りされたロツド７よりも直径がわずかに大
きい。上部プレート３には、多数のプラスチツクリング
またはワツシヤ９が設けられ、これらのワツシヤはプレ
ート３の上面で孔１５のまわりに同心的に取付けられる
。ワツシヤ９はエポキシのような従来からある接着剤に
よつてプレート３へ取付けられてもよい。各ワツシヤ９
は内部左ねじが設けられて、その関連の磁気ロツド７の
ねじ部分２１を移動自在に係合させる。同様に、下部プ
レート５には多数のプラスチツクワツシヤ１１が設けら
れ、それらのワツシヤはプレート５の下面で孔１７のま
わりに同心的に取付けられる。

各ワツシヤ１１は内部右ねじが設けられて、その関連の
磁気ロツド７のねじ部分２３を移動自在に係合させる。
ワツシヤ９および１１は好ましくは、テフロン（Ｔｅｆ
ｌＯｎ）またはデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）のような、寸
法的に安定したプラスチツクからなる。利用装置、たと
えば第１図において１３で示されるような磁気バブル装
置またはそのような装置のアレイが、４個のねじ切りさ
れたロツド７の範囲内で上部プレート３および下部プレ
ート５間に配置される。

動作において、組立てられた磁界バイアス構造１は磁石
チヤージヤ一（図示せず）を用いることによつて所望の
値に磁化される。

第２図に示される磁界Ｈの微調整はねじ切りされたロツ
ド７の１個またはそれ以上を回転させることによつて行
われる。第２図に明瞭に示されているように、ロツド７
の上端に設けられるスロツト１９は、好ましくは非磁性
ねじ回しを用いて、オペレータがロツドを回すのを許容
する。ロツド７の時計方向の回転（第１図または第２図
の上部から見て。）によつて、下部プレート５が上部プ
レート３へより近づくように引張られる。もちろん、（
第１図および第２図の上部から見て）ロツド７を反時計
方向に回すことによつてプレート３および５間の分離を
大きくできる。プレート３および５間の分離は磁界Ｈの
大きさを決定するので、磁界は磁界の均一性を劣化させ
ることなく容易にこの構造で調整されることができる。

このための説明は、磁気的に「硬」のねじ切りされたロ
ツド磁石が常に磁気的に「軟」プレートと密に当接した
ままであり、したがつて２種類の磁石間の感知できるエ
アギヤツプは常に生じず、磁界の均一性を確実にすると
いうことである。この結果、「硬」および「軟」磁石間
のエアギヤツプ間隔を変化させることに依存した、しか
し磁界の均一性を劣化させる先行技術のワトソン型バイ
アス方法と比較して、２枚のプレート間の磁界の均一性
について非常な改良を行つた。この発明はある特定形式
の磁気材料を参照して説明したけれども、磁気的に「硬
」および「軟」材料の他の形式が当該技術分野において
周知であるように容易に置換されることができるという
ことも注目されよう。

この発明の調整可能な磁界バイアス構造をかなり詳細に
説明したが、この発明の種々の変形、修正および他の応
用は、前掲の特許請求の範囲に規定されたこの発明の精
神および範囲から逸脱することなく当業者によつて行わ
れることも理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の調整可能な磁界バイアス構造を含む
種々のコンポーネントを示す斜視図である。 第２図は、この発明の調整の特徴をより明瞭に示す、ラ
インＡ−Ａに沿つて第１図を切取つた部分的断面図であ
る。図において、３は上部プレート、５は下部プレート
、７はねじ切りされたロツド、２１および２３はねじす
じ、９および１１はワツシヤ、１３は利用装置、１５お
よび１７は孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の平面的な磁石手段と、 第２の平面的な磁石手段と、 前記第１および第２の平面的な磁石手段に関連し実質的
   に平行に面した関係で前記第１および第２の平面的な磁
   石手段を調整自在に分離するための、各々が低透磁率の
   、互いに反対方向にねじ切りされた磁気ボルトを有する
   磁気スペーサ手段とを備えた、バイアス磁界装置。 ２ 前記第１および第２の平面的な磁石手段ならびに前
   記磁気ボルトは、永久磁気材料から作られる、特許請求
   の範囲第１項記載のバイアス磁界装置。 ３ 前記第１および第２の平面的な磁石手段は実質的に
   矩形形状の同一対の薄い磁気スプレートからなる、特許
   請求の範囲第１項記載のバイアス磁界装置。 ４ 前記第１および第２の平面的な磁石手段はその端縁
   近くに設けられる複数個の開口を含み、かつ前記開口は
   、その受入れのため前記磁気ボルトの直径よりも大きな
   直径のものである、特許請求の範囲第１項記載のバイア
   ス磁界装置。 ５ 前記平面的な磁石手段の各々はさらに複数個のワッ
   シャ手段を含み、前記ワッシャの各々は前記開口の各々
   に対して同心的に取付けられ、かつ前記ワッシャ手段の
   各々は相補的な内部ねじすじを有して、前記開口に設け
   られる前記磁気ボルトの１つのねじすじと移動自在に係
   合する、特許請求の範囲第４項記載のバイアス磁界装置
   。 ６ 前記ワッシャ手段は非磁性材料からなる、特許請求
   の範囲第５項記載のバイアス磁界装置。 ７ 前記磁界ボルトの各々はその一端に形成されるスロ
   ットを含む、特許請求の範囲第１項記載のバイアス磁界
   装置。 ８ 透磁可能な上部矩形磁気プレートと、透磁可能な下
   部矩形磁気プレートとを備え、前記上部および下部磁気
   プレートは、その各コーナ近くに開口が設けられており
   、内部にねじ切りされた複数個の非磁性ワッシャをさら
   に備え、前記ワッシャは前記上部および下部磁気プレー
   トに設けられる前記開口の各々へ同心的に取付けられて
   おり、かつ前記上部および下部磁気プレートに設けられ
   る前記開口に関連して、実質的に平行に面している関係
   に前記上部および下部磁気プレートを調整自在に分離す
   るための、低透磁率の複数個の対立してねじ切りされた
   磁気ボルトをさらに備え、前記磁気ボルトは前記開口の
   直径よりも小さな直径でありかつ前記磁気ボルトは前記
   ワッシャと移動自在に係合するため外部にねじ切りされ
   ている、バイアス磁界装置。 ９ 前記磁気ボルトの各々は上部部分および下部部分を
   含み、前記上部部分および下部部分はその上に設けられ
   る対向する外部ねじすじを有する、特許請求の範囲第８
   項記載のバイアス磁界装置。 １０ 前記上部プレートへ取付けられた前記ワッシャは
   移動自在に係合するため前記ねじ切りされたボルトの前
   記上部部分の形式と同一の形式の内部ねじすじを有し、
   かつ前記下部プレートに取付けられる前記ワッシャは移
   動自在に係合するため前記ねじ切りされたボルトの前記
   下部部分の形式と同一の形式の内部ねじすじを有する、
   特許請求の範囲第９項記載のバイアス磁界装置。