(57)【要約】【課題】本発明の目的は、固形型磁石体の磁気特性が一目で判明でき、固形型磁石体の製造コストを低減できる磁気特性表示固形型磁石体を提供することである。【解決手段】固形型磁石体の表面上部の磁場空間における任意の面内の磁気特性、例えば磁石体表面上で計測や解析で求めた磁気特性である磁束密度分布線、磁気勾配分布線、磁気力係数分布線、最大磁束密度発生点位置等を、固形磁石体表面の特性が同一となる投影位置に表示する。【選択図】図２
2014031298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着磁手段で着磁された固形型磁石体において、前記固形型磁石体表面上部の磁場空間内の任意の面内の磁気特性を、前記固形型磁石体表面に表示手段により表示したことを特徴とする磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項２】
前記磁気特性が、磁束密度分布であることを特徴とする請求項１記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項３】
前記磁気特性が、磁気勾配分布であることを特徴とする請求項１記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項４】
前記磁気特性が、磁束密度と磁気勾配の積である磁気力係数分布であることを特徴とする請求項１記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項５】
前記固形型磁石体が、永久磁石であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３および請求項４記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項６】
前記固形型磁石体が、超電導バルク体であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３および請求項４記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項７】
前記固形型磁石体が、超電導バルク体を内蔵した断熱容器を有する超電導バルク磁石であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３および請求項４記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項８】
前記表示手段が、前記磁気特性をインクジェットノズルで固形型磁石体に直接印刷した印刷物であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６および請求項７記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項９】
前記表示手段が、前記磁気特性を印刷したシートを固形型磁石体に直接貼付した貼付物であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６および請求項７記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項１０】
前記表示手段が、前記磁気特性表示箇所を切り取った型紙で固形型磁石体に直接塗装した塗装物であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６および請求項７記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【請求項１１】
前記固形型磁石体を冷却する冷凍機の冷却源を同一断熱容器内に配置したことを特徴とする請求項６記載の磁気特性表示固形型磁石体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気特性を表示した磁気特性表示固形型磁石体に関する。さらに詳しくは、着持された磁石体の実測もしくは解析された磁気特性を本体に表示し、それぞれの磁石体の磁気特性の分布等が一目で確認できる磁気特性表示固形型磁石体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固形型磁石体の１つである超電導バルク体は、その磁気特性を表示するために、例えば液体窒素中で外部磁場により着磁して得られた磁気特性として着磁した磁束方向の磁束密度の実測値を、試験成績書として別紙に記載し、超電導バルク体の識別番号と試験成績書が一致するようにしている。しかし、時間経過とともに試験成績書の保存場所が不明となる場合があり、複数の超電導バルク体を保管する場合等、即時に別々に磁気特性が確認できる固形型磁石体の提供が求められている。
【０００３】
また、従来の他の固形型磁石体である永久磁石においても、同様に着磁された磁気特性分布がそれぞれの永久磁石で即時に磁気特性が確認できる磁石体の提供が求められている。
【０００４】
酸化物超電導バルク体の製造方法に関しては、トップシード溶融凝固法に基づく製造法が特開２００５−２８９６８４号公報に開示されている。開示された発明では、構成成分の原料粉末から形成した円盤状成形体を千℃以上の高温に加熱溶融した後に、種結晶を溶融体上面中央部に静かに設置し、その後徐冷し前記溶融体を種結晶下面より結晶成長させて、超電導バルク体を製造することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８９６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の開示された発明では、円盤状溶融体上面中央部に静かに設置された種結晶を基点として結晶成長するが、前記種結晶は溶融体表面上に浮かんでいる状態であるため結晶成長過程で容易に移動し、円盤状溶融体の中央部に維持することは困難であり、1個として同一な結晶成長の超電導バルク体を製造することは困難である。また、加熱、徐冷温度のプロフィルも全く同一ではなく、これも同一な結晶成長の超電導バルク体を製造することは困難である要因となっている。
【０００７】
前記超電導バルク体の着磁特性は結晶成長特性で定まるものであり、1個として同一な磁気特性の超電導バルク体が無い理由となっている。したがって、超電導バルク体を使用して超電導磁石体を構成する場合、超電導バルク体の磁気特性を熟知する必要があるが、超電導バルク体自体に磁気特性が表示されていないので、最も磁束密度が高くなる部位も不明確であり、所定の位置での磁束密度や磁気力を提供する磁気機能の設計、製造する際、誤った特性の固形型磁石体を使用したり、複数の固形型磁石体を組合せる製造現場での磁気特性の組合せが適切でなく、設計した磁気機能を製造できず、再度設計、製造することになり製造コストが上昇するという課題があった。
【０００８】
また、永久磁石の場合も、永久磁石自体に磁気特性が表示されていないので、最も磁束密度が高くなる部位が不明確であるという同様な課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、磁石体毎の磁気特性が一目で判明できる磁気特性表示固形型磁石体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、固形型磁石体の表面上部の磁場空間における任意の面内の磁気特性、例えば磁石体表面上で計測された磁気特性分布図を、固形磁石表面の特性が同一となる投影位置に表示することを特徴としている。
【００１１】
本固形型磁石体によれば、磁石体を一見しただけで、固形型磁石体の磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１において表示される磁気特性として、磁束密度の特性分布図を固形磁石表面の特性が同一となる投影位置に表示することを特徴としている。
【００１３】
本固形型磁石体によれば、磁石体を一見しただけで、固形型磁石体の磁束密度特性を明確に判断することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１において表示される磁気特性として、磁気勾配の特性分布図を固形磁石表面の特性が同一となる投影位置に表示することを特徴としている。
【００１５】
本固形型磁石体によれば、磁石体を一見しただけで、固形型磁石体の磁気勾配特性を明確に判断することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１において表示される磁気特性として、磁気力係数特性分布図を固形磁石表面の特性が同一となる位置に表示することを特徴としている。
【００１７】
本固形型磁石体によれば、磁石体を一見しただけで、固形型磁石体の磁気力係数特性を明確に判断することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における固形型磁石体が永久磁石であることを特徴としている。
【００１９】
本永久磁石によれば、磁石体を一見しただけで、永久磁石の磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における固形型磁石体が超電導バルク体であることを特徴としている。
【００２１】
本超電導バルク体によれば、超電導バルク体を一見しただけで、着磁された超電導バルク体の磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における固形型磁石体が超電導バルク体を内蔵した断熱容器を有する超電導バルク磁石体であることを特徴としている。
【００２３】
本超電導バルク磁石によれば、超電導バルク体直上の前記断熱容器表面を一見しただけで、着磁された超電導バルク体の磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における前記表示手段が、インクジェットノズルで固形型磁石体の表面に印刷された印刷物であることを特徴とする。
【００２５】
本固形型磁石体によれば、固形型磁石体表面を一見しただけで、磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００２６】
請求項９に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における前記表示手段が、磁気特性を印刷したシートを固形型磁石体に直接貼付した貼付物であることを特徴とする。
【００２７】
本固形型磁石体によれば、固形型磁石体表面を一見しただけで、磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【００２８】
請求項１０に記載の磁気特性表示固形型磁石体は、請求項１における前記表示手段が、前記磁気特性表示箇所を切り取った型紙で固形型磁石体に直接塗装した塗装物であることを特徴とする。
【００２９】
本固形型磁石体によれば、固形型磁石体表面を一見しただけで、磁気特性を明確に判断することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、固形型磁石体毎に、それぞれの本体に磁気特性を表示できるので、磁石体の磁気機能を設計、製造、使用する際の利便性を向上させて製造コストを低減する固形型磁石体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１における固形型磁石体のディスク状の酸化物高温超電導バルク体の外観図である。
【図２】本発明の実施形態１における酸化物高温超電導バルク体の表面図である。
【図３】本発明の実施形態２における超電導バルク磁石体の構成図である。
【図４】本発明の実施形態２における超電導バルク磁石体の真空容器の表面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
[第１の実施の形態]
【００３３】
図１、図２は本発明の第１の実施形態における固形型磁石体の例えばトップシード溶融凝固法に基づいて製造、加工されたディスク状の酸化物高温超電導バルク体１の外観図であり、図１は外観図、図２は上部から見た正面図である。酸化物高温超電導バルク体１には補強のために外周部にステンレス、アルミ合金等の素材で製作された補強リング２が設けられている。
【００３４】
図２は、例えばイットリウム-バリウム-銅-酸素系の酸化物高温超電導バルク体１の表面に、コンピュータ（図示せず）で制御されたインクジェット（図示せず）で、実際に液体窒素温度７７Kで外部磁場（図示せず）を使用しフィールドクール法で着磁された際に測定されたz方向の磁束密度分布の等磁束密度線３を白いインクで直接印刷表示した表示手段を示している。
【００３５】
酸化物高温超電導バルク体１の磁束密度分布は人間の指紋のように分布形状が同一なものは無く、最大磁束密度点４も、x軸５、y軸６の交差点である酸化物高温超電導バルク体１の形状中心とずれている。この最大磁束密度点４は種結晶（図示せず）が置かれた点で、この点から結晶成長が開始されている。また、等磁束密度線３は多重同心円状になるのが理想的であるが、変形しているのが一般的である。また、酸化物高温超電導バルク体１表面には、最大磁束密度値のMaxBz:3.3T、等磁束密度線間の磁束密度幅のθBz:0.2Tや着磁した温度値のT:77K等の特性値７を表示している。
【００３６】
本実施形態での酸化物高温超電導バルク体１によれば、超電導バルク体１の磁束密度分布が直接印刷されているので、複数個存在しても一目でそれぞれの磁束密度特性が判別できる。したがって、超電導バルク体１を組込む機器への磁気機能に適合した配置位置を間違えずに組み込めるので、設計した磁気機能を間違えなく製造でき、再製作の必要がなくなり製造コストが上昇する事態を回避できる効果がある。
【００３７】
ここで、磁気力Fm [N]の計算式を（１）式に示す。体積がV [m3]の磁性微粒子が置かれた空間の磁束密度Bとすると、磁気力Fmは、磁束密度Bと磁気勾配θBの積の磁気力係数fm [T2/m]に比例する。ここで，χは磁化率[-]，μ0は真空透磁率[N/A2]である。
【００３８】
Fm = V・χ・B・θB/μ0
= V・χ・fm /μ0  ・・・・・・・・・・・（１）
【００３９】
したがって、 測定位置前後での磁束密度Bを計測して、両磁束密度Bから磁気勾配θBの磁気特性を計算でき、（１）式により、磁気力Fmを計算し求めることができる。
【００４０】
本実施形態では磁気特性として等磁束密度線を酸化物高温超電導バルク体１表面上に表示した例で説明したが、磁気特性として等磁気勾配線や磁束密度と磁気勾配の積である磁等気力係数線を印刷表示すれば、それぞれの磁気機能を設計、製造する際に同様な効果が生じる。
【００４１】
[第２の実施の形態]
【００４２】
図３は本発明の第２の実施形態における、磁気特性表示固形型磁石体である冷凍機一体型の超電導バルク磁石体の構成図である。磁気特性が異なる２個の酸化物高温超電導バルク体８、９はそれぞれ補強リング１０，１１を有しており、両酸化物高温超電導バルク体は、熱伝導率が大きな例えば銅製の支持台１２に接着剤等で熱的に一体化され、支持台１２は冷凍機１３の冷却ステージ１４と、熱伝導率が大きな例えば銅製の熱伝導体１５で熱的に一体化されている。冷凍機１３で低温に冷却される部分は、真空空間１６を有する真空容器１７内に内蔵されている。
【００４３】
冷凍機１３は、例えばヘリウム圧縮１８から高圧ガスを配管１９から供給され、冷凍機１３内で断熱膨張して寒冷を発生し、膨張後の低圧ガスは配管２０に戻り再加圧される。
【００４４】
本実施形態では、磁束密度分布特性が異なる２個の酸化物高温超電導バルク体８、９の組合せ位置を、組合せ着磁後真空容器表面の大気空間側の表面での磁束密度分布がより多重円形状になるようにそれぞれの配置を設計されており、着磁後の真空容器方面で実測された磁束密度特性を、等磁束密度線を図４に示すように、真空容器表面に例えば黒色のインクで直接印刷している。
【００４５】
本実施形態での超電導バルク磁石体によれば、磁気機能を使用する磁石体として、磁束密度が一目で分かるので、被磁気機能供与対象物に対する配置位置を明確に決定できる効果がある。
【００４６】
本実施形態では磁気特性として等磁束密度線を真空容器表面上に表示した例で説明したが、磁気特性として等磁気勾配線や磁束密度と磁気勾配の積である磁等気力係数線２１や最高磁束密度点２２を印刷表示すれば、それぞれの磁気機能を設計、製造する際に同様な効果が生じる。
【００４７】
以上の実施形態では、表示手段として磁気特性の特性線をインクジェットで直接印刷する表示形態である場合について説明したが、別途前記特性線を印刷したシートを、前記固形型磁石体表面に貼付した表示形態である場合や、別途前記特性線部を切り抜いた型紙を使用して前記固形型磁石体表面に直接塗装した表示形態である場合においては、より低コストで表示形態を構成し、製造コストを低減できる効果がある。
【００４８】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体が、超電導バルク体や超電導バルク体を内蔵した超電導バルク磁石体である場合について説明したが、固形型磁石体が永久磁石であっても同様な効果が生じる。
【００４９】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体表面での磁気特性を表示する形態について説明したが、例えば表面から所定の距離離れた位置での磁気特性とその位置の値を固形型磁石体表面に表示する表示形態であっても、同様な効果が生じる。
【００５０】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体の形状が円盤状の酸化物超電導バルク体や円筒状の真空容器を有する固形型磁石体の場合について説明したが、酸化物超電導バルク体の形状が、矩形状、多角形状、扇状、円環ドーナツ状であり、真空容器の磁場発生面形状が、かまぼこ状の矩形平面、磁場発生空洞部を有する端円平面である形態であっても、同様な効果が生じる。
【００５１】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体の磁気特性表示面形状が円平面の場合について説明したが、円環ドーナツ状端面で、実磁石体がある外輪面にその面上の磁気特性を例えば直接印刷表示し、中空部端面には当該部面上の磁気特性を透明シートに印刷された表示シートを重ねて貼付する形態であっても、同様な効果が生じる。
【００５２】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体の磁気特性表示面が固形型磁石体の一面のみに表示する場合について説明したが、表示面が固形型磁石体の底面や側面上の磁場特性を表示すれば、さらに詳細な磁場特性を把握できるので、さらに良好な効果が生じる。
【００５３】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体の磁気特性表示面が平面である場合について説明したが、表示面が凹凸のある３次元面である形態であっても、同様な効果が生じる。
【００５４】
また、以上の実施形態では、固形型磁石体の磁気特性表示面形状が一つの磁石体である場合について説明したが、固形型磁石体を複数個平面内に組合せて構成した複合固形型磁石体で、その複合磁気特性を複合固形型磁石体表面上に表示する形態であっても、同様な効果が生じる。
【００５５】
以上、本発明によれば、固有の磁気特性を固形型磁石体表面に表示できるので、磁石体の磁気機能を設計、製造、利用する際の利便性を向上させて製造コストを低減する固形型磁石体を提供できる。
【符号の説明】
【００５６】
１、８，９・・・高温超電導バルク体
２、１０、１１・・・補強リング
３、２１・・・等磁束密度線
４、２２・・・最大磁束密度点
１３・・・冷凍機
１７・・・真空容器
【図１】
2014031298.tif 000003
【図２】
2014031298.tif 000004
【図３】
2014031298.tif 000005
【図４】
2014031298.tif 000006