(57)【要約】【課題】着磁時に効率的に磁束を磁石素材に取り込むことにより磁場を飽和させ、従来以下の出力電圧で着磁を行うことができる省電力、高密度で安全性の高い着磁装置を提供すること。【解決手段】磁石素材１４と略同一形状の開口部１８ａと半径方向に延在するスリット１８ｂとを備えた磁束制御部材１８を着磁コイル１２の内部に配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石素材に高磁界を印可することにより着磁するようにした着磁装置において、
磁石素材と略同一形状の開口部と半径方向に延在するスリットとを備えた磁束制御部材を着磁コイル内部に配置したことを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
上記磁束制御部材の肉厚を磁石素材の肉厚より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
【請求項３】
上記磁束制御部材の開口部周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄くしたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の着磁装置。
【請求項４】
上記スリットに電気絶縁材料を充填したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石素材に高磁界を印可することにより着磁するようにした着磁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の着磁装置の基本回路を示しており、交流電源を制御するための充電制御回路２と、充電制御回路２からの出力電圧を昇圧するための昇圧回路（トランス）４と、昇圧回路４からの出力電圧を整流するための整流回路６と、電荷を蓄えるためのコンデンサ８とを備えている。コンデンサ８に蓄えられた電荷は、放電回路１０をＯＮすることにより瞬間的に着磁コイル１２に通電され、着磁コイル１２内に配置された磁石素材１４に高磁界が印可されることで、磁石素材１４は着磁される。
【０００３】
図８は着磁コイル１２とその内部に配置された着磁される磁石素材１４を示しており、着磁コイル１２はベークライト等の樹脂からなる円筒状のコイル支持体１６に幾重にも巻き付けられている。
【０００４】
図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、磁石素材１４は着磁コイル１２の磁界中心に配置され、着磁コイル１２に通電して磁石素材１４に多量の磁束線Ｍを通すことにより着磁は行われる。
【０００５】
なお、着磁コイル１２への通電により着磁コイル１２の温度は上昇するが、冷却水（図示せず）を通水することにより着磁コイル１２の過度の温度上昇は防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の着磁装置にあっては、単に磁石素材１４に多量の磁束線Ｍを通すことにより着磁が行われており、磁束制御による効率的着磁は行われていなかった。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、着磁時に効率的に磁束を磁石素材に取り込むことにより磁場を飽和させ、従来以下の出力電圧で着磁を行うことができる省電力、高密度で安全性の高い着磁装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、磁石素材に高磁界を印可することにより着磁するようにした着磁装置において、磁石素材と略同一形状の開口部と半径方向に延在するスリットとを備えた磁束制御部材を着磁コイル内部に配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、上記磁束制御部材の肉厚を磁石素材の肉厚より大きくしたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、上記磁束制御部材の開口部周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄くしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、上記スリットに電気絶縁材料を充填したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明にかかる着磁装置の基本回路は、図７に示される従来の着磁装置の基本回路と同じであり、交流電源を制御するための充電制御回路２と、充電制御回路２からの出力電圧を昇圧するための昇圧回路（トランス）４と、昇圧回路４からの出力電圧を整流するための整流回路６と、電荷を蓄えるためのコンデンサ８とを備えている。
【００１３】
また、本発明にかかる着磁装置において、コンデンサ８に蓄えられた電荷は、放電回路１０をＯＮすることにより瞬間的に着磁コイル１２に通電され、着磁コイル１２内に配置された磁石素材１４に高磁界が印可されることで、磁石素材１４を着磁するようにしており、この点についても従来の着磁装置と同じである。
【００１４】
図１は本発明にかかる着磁装置の着磁コイル１２を示しており、円筒状のコイル支持体１６に幾重（簡略化のため図１では一重）にも巻き付けられた着磁コイル１２の内部に銅、アルミニウム等の非磁性材料からなる磁束制御部材１８が配置されている。本発明にかかる着磁装置は、着磁コイル１２の内部に磁束制御部材１８を設けた点に特徴がある。
【００１５】
図１に示されるように、磁束制御部材１８は、上方から見てコイル支持体１６の内面形状と略同じ外面形状を有し、その中心部には着磁される磁石素材１４の形状（図１では矩形）と略同じ形状の開口部１８ａが形成されている。また、磁束制御部材１８には、半径方向に延在する所定幅のスリット１８ｂが形成されている。
【００１６】
このスリット１８ｂによる効果を図２を参照しながら、以下説明する。
図２（ａ）はスリットが形成されていない非磁性プレート２０を示しているのに対し、図２（ｂ）は本発明にかかる着磁装置に設けられる磁束制御部材１８を示している。
【００１７】
図２（ａ）に示される非磁性プレート２０の場合、着磁コイル１２に通電することにより磁界が発生し、この磁界の影響で非磁性プレート２０の表面には、その内周側及び外周側に同一方向に流れる渦電流が発生する。一方、図２（ｂ）に示される磁束制御部材１８の場合、半径方向に延在するスリット１８ｂにより表面を流れる渦電流の流れが制御され、磁束制御部材１８表面の外周側を流れた渦電流はスリット１８ｂに沿って内側に向かい、開口部１８ａを迂回してさらにスリット１８ｂに沿って外側に流れる。
【００１８】
ここで、非磁性プレート２０及び磁束制御部材１８の開口部２０ａ．１８ａ回りの渦電流（内周側を流れる電流）に着目すると、その方向が逆になっており、磁束制御部材１８を設けた場合、開口部１８ａに沿って流れる渦電流により、着磁コイル１２の通電により発生した磁界の反発磁界が発生し、着磁コイル１２の通電により発生した磁束線Ｍの殆どが、図１（ａ）に示されるように、磁束制御部材１８の開口部１８ａを通過するようになる。すなわち、着磁される磁石素材１４が配置される開口部１８ａ内に磁束が集中して磁束密度が増大することになるので、従来の着磁装置に比べより低い出力電圧で磁場を飽和させることが可能になる。
【００１９】
表１は、従来の着磁装置及び本発明にかかる着磁装置を使用して、２２ｍｍＬ×２０ｍｍＷ×８ｍｍＴの磁石素材を着磁した着磁テストの結果の一部を示しており、図３のグラフは測定結果の平均値を示している。また、図３において、細線は従来の着磁装置を使用した場合を、実線は本発明にかかる着磁装置を使用した場合をそれぞれ示しており、本発明にかかる着磁装置においては、肉厚１０ｍｍのＣｕプレートを磁束制御部材１８として使用している。なお、磁束密度は、１軸テスラメータを使用して磁石素材端面のＮ極中心部を測定した。また、磁束は、サーチコイル（１０ターン）を用いたフラックスメータを使用して測定した。
【表１】
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【００２０】
表１及び図３から分かるように、従来装置に比べ本発明にかかる着磁装置は、より低い出力電圧で磁場が飽和している。
【００２１】
なお、スリット１８ｂの幅は、スパークが発生しない範囲でできるだけ狭い方がよく、例えば０．５〜１．０ｍｍに設定することにより磁石素材１４が配置される開口部１８ａに多くの磁束を集中させることが可能となる。また、スリット１８ｂ内にプラスチック等の電気絶縁材料を挿入あるいは充填することもできる。この場合、スリット１８ｂ内に挿入あるいは充填された電気絶縁材料により電気のスパークを防止することができる。
【００２２】
また、磁束制御部材１８の肉厚は着磁される磁石素材１４の肉厚より厚いほうが好ましく、薄いと磁石素材１４の側面を通過する磁束線が増大し、着磁性能が低下する。
【００２３】
図４のグラフは、着磁出力電圧を１０００Ｖに設定し、２２ｍｍＬ×２０ｍｍＷ×８ｍｍＴの磁石素材を磁束制御部材１８の肉厚を変えて着磁した時の磁束と磁束密度を示している。このグラフから分かるように、磁束制御部材１８の肉厚が厚いほど、磁束及び磁束密度が増大し着磁性能が向上する。
【００２４】
さらに、磁束制御部材１８は、開口部１８ａ周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄くすることで、開口部１８ａ周辺の電流密度が高くなり、磁束の集中を図ることができる。
【００２５】
図５は、従来の着磁装置及び本発明にかかる着磁装置を示しており、▲１▼は従来の着磁装置を、▲２▼は本発明にかかる着磁装置において肉厚が一様な磁束制御部材１８を配置した場合を、▲３▼は本発明にかかる着磁装置において開口部１８ａ周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄く設定した磁束制御部材１８を配置した場合をそれぞれ示している。
【００２６】
図６は、図５に示される着磁装置において出力電圧を変えた場合の着磁コイル中心部（開口部１８ａ）の磁束を示しており、従来装置より本発明にかかる装置の方が磁束が大きく、本発明にかかる装置においても、開口部１８ａ周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄く設定した磁束制御部材１８を配置した場合の方が磁束が大きいことを示している。
【００２７】
なお、上記実施の形態においては、着磁コイルとは別体の制御部材を採用したが、着磁コイルと制御部材が一体となった着磁装置も可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】
磁石素材と略同一形状の開口部と半径方向に延在するスリットとを備えた磁束制御部材を着磁コイル内部に配置したので、磁束制御部材により磁石素材が配置される開口部内に磁束が集中するので、従来以下の出力電圧で着磁を行うことができる省電力、高密度の着磁装置を提供することができる。
【００３０】
また、磁束制御部材の肉厚を磁石素材の肉厚より大きくしたり、磁束制御部材の開口部周辺の肉厚を外周部の肉厚より薄くすることで着磁性能を向上させることができる。
【００３１】
さらに、磁束制御部材に形成されたスリットに電気絶縁材料を充填することによりスパークを防止することができ、安全性の高い着磁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる着磁装置に設けられた着磁コイル及びその内部に配置された磁束制御部材を示しており、（ａ）はその縦断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図２】図１に示される磁束制御部材に形成されたスリットの効果を示すための説明図であり、（ａ）はスリットのない非磁性プレートの斜視図であり、（ｂ）は図１に示される磁束制御部材の斜視図である。
【図３】従来の着磁装置及び本発明にかかる着磁装置を使用して磁石素材を着磁した着磁テストの結果を示すグラフであり、（ａ）は出力電圧に対する磁束密度を、（ｂ）は出力電圧に対する磁束をそれぞれ示している。
【図４】本発明にかかる着磁装置を使用して磁石素材を着磁した着磁テストの結果を示すグラフであり、（ａ）は磁束制御部材の肉厚に対する磁束を、（ｂ）は磁束制御部材の肉厚に対する磁束密度をそれぞれ示している。
【図５】着磁テストに使用した従来の着磁装置及び本発明にかかる着磁装置の概略縦断面図である。
【図６】図５に示される着磁装置において出力電圧を変えた場合の着磁コイル中心部の磁束を示すグラフである。
【図７】従来の着磁装置及び本発明にかかる着磁装置の基本回路図である。
【図８】従来の着磁装置に設けられた着磁コイル及びその内部に配置された磁束制御部材を示しており、（ａ）はその縦断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
２    充電制御回路、
４    昇圧回路、
６    整流回路、
８    コンデンサ、
１０  放電回路、
１２  着磁コイル、
１４  磁石素材、
１６  コイル支持体、
１８  磁束制御部材、
１８ａ  開口部、
１８ｂ  スリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004221354.tif 000008
【図６】
2004221354.tif 000009
【図７】
2004221354.tif 000010
【図８】
2004221354.tif 000011