(57)【要約】【課題】  使用可能温度の上限を警告温度として検知して、使用状況を管理できるとともに、使用上限温度を超えて品質低下したものは識別可能な磁石を提供する。【解決手段】  温度変化により変色する塗料が、磁石表面の少なくとも１箇所に塗布されており、該塗料が、該磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色することを特徴とする永久磁石、並びに、前記塗料が、少なくとも１箇所の表面に塗布されている、永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つと、該塗料の変色を監視する、監視手段と、該監視手段で得られた監視データに基づいて警告センサを起動させる、警告手段と、を含むことを特徴とする品質管理システム。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度変化により変色する塗料が、磁石表面の少なくとも１箇所に塗布されており、該塗料が、該磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色することを特徴とする永久磁石。
【請求項２】
前記塗料が、磁石が減磁する使用上限温度で不可逆的に変色することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石。
【請求項３】
前記塗料が、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度で可逆的に変色することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の永久磁石を内蔵することを特徴とする磁気回路。
【請求項５】
温度変化により変色する塗料であって、磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色する該塗料が、少なくとも１箇所の表面に塗布されている、永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つと、
該塗料の変色を監視する、監視手段と、
該監視手段で得られた監視データに基づいて警告センサを起動させる、警告手段と、
を含むことを特徴とする品質管理システム。
【請求項６】
前記塗料が、磁石が減磁する使用上限温度で不可逆的に変色することを特徴とする請求項５に記載の品質管理システム。
【請求項７】
前記塗料が、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度で可逆的に変色することを特徴とする請求項５に記載の品質管理システム。
【請求項８】
さらに加えて、前記永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つを、保管する場所の気温を制御する、空調装置と、
前記警告センサを起動させる信号を電子計算機へ送り、該電子計算機のプログラムに基づいて前記空調装置を制御する、制御手段と、
を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の品質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石および磁気回路、並びに、それらの品質管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、NdFeB系希土類磁石に代表される強力な永久磁石が開発され、コンピューターの部品であるハードディスクドライブのヘッド駆動装置に利用されたり、あるいは、医療診断装置であるMRlに利用されるなど、産業上の利用分野が拡大している。それに従い、着磁された永久磁石または永久磁石の磁気回路を、永久磁石メーカーから装置メーカーやユーザーヘ送る流通量も拡大している。また、磁石や磁石が組み込まれた磁気回路が使用される環境も多岐にわたってきている。
【０００３】
永久磁石は温度の上昇によりその磁化が弱くなり、キュリー温度で磁化が消滅する特性を有している。よって、磁石及び磁石が組み込まれた磁気回路は、その使用時及び運搬,保管時の温度管理を行なうことが重要である。
しかしながら、温度管理は一般に使用者や運送業者まかせになっており、実際に磁石や磁石を組み込んだ磁気回路の温度履歴を確実に残すことは難しい。そのため、磁石を組み込んだ磁気回路(装置)を使用中に磁石の磁化が弱くなって装置に不具合が生じた際に、原因が磁石素材によるものか使用環境によるものか容易にわからないという問題があった。また、使用上問題が発生しかねない温度に近づいていることを警告する方法も必要であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁石の温度管理として重要なことは、使用可能温度、即ちその温度までは上昇しても問題無い温度がわかるようにしておくことと、使用上限温度、その温度に達した場合以後の動作を保障できない温度がわかるようにしておくことであり、特に使用上限温度を超えたことが履歴として残るようにしておくことが重要である。
本発明者らは、上記問題点に鑑み、使用可能温度の上限を警告温度として検知して、使用状況を管理できるとともに、使用上限温度を超えて品質低下した磁石を識別可能にする方法を開発すべく、鋭意検討した。
その結果、本発明者らは、温度変化で変色する塗料を、目的とする温度に応じて磁石表面などに塗布することによって、かかる問題点が解決されることを見出した。本発明は、かかる見地より完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、温度変化により変色する塗料が、磁石表面の少なくとも１箇所に塗布されており、該塗料が、該磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色することを特徴とする永久磁石を提供するものである。ここで、「磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色する」には、使用上限温度と変色する温度とが略一致して同じ温度域である場合の他、塗料の変色する温度が使用上限温度から所定の温度（例えば10℃、20℃、30℃等）を引いた低温度域である場合が広く含まれる。よって、この所定の関係に基づいて選定される塗料には、該使用上限温度自体に到達した段階で変色する塗料、あるいは、該使用上限温度を基準として一定の温度範囲域（低温域）で変色する塗料が含まれる。具体的には該塗料として、磁石が減磁する使用上限温度で変色するものを用いることができ、この使用上限温度では不可逆的に変色する塗料が好ましい。別の態様としては、前記塗料としては、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度、好ましくは使用上限温度から１０℃以上低く５０℃以内の温度（使用上限温度-10℃〜-50℃）で変色するものを用いることができる。この場合、可逆的に変色することが好ましい。本発明では、これらの異なる温度で変色する塗料を両方同時に用いることも可能であり、その場合には、２以上の塗料が表面で重ならないように塗布する。
【０００６】
本発明の永久磁石は磁気回路を形成することが可能であり、磁気回路に内蔵できる。この場合、前記塗料が塗布された永久磁石の表面は、磁気回路の外表面に配置する必要がある。また、外辺部（外縁部ヨーク）には、強磁性もしくは非磁性材料が用いられる。
本発明に用いられる永久磁石の材料は特に限定されるものではなく、広く使用可能であり、形状に関しても特に限定されるものではないが、磁石単体の場合に限らず、磁気回路を構成した場合にも、該磁石あるいは該磁気回路の外表面に塗布面を形成できるものであればよい。
【０００７】
以上のような本発明の永久磁石は、磁石の使用上限温度を超えた場合に超えたことが履歴として残すことができる。つまり、磁石使用上限温度として予め決めておいた温度で変色する塗料を一部または全体に塗布しておくことで、該磁石の使用中又は運搬、保管中に磁石使用上限温度に達した場合、塗料が変色して磁石の履歴・品質変化を直接的に目視で識別することができる。また、使用上限温度よりもある程度余裕を見て、磁石の該温度より例えば10℃低い警告温度で変色する塗料を塗布しておくことで、使用上限温度に近づいていることを塗料の変色により警告として知らせて品質を管理することができる。
【０００８】
また、本発明は、温度変化により変色する塗料であって、磁石が減磁する使用上限温度又は該使用上限温度よりも低い温度で変色する該塗料が、少なくとも１箇所の表面に塗布されている、永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つと、該塗料の変色を監視する、監視手段と、該監視手段で得られた監視データに基づいて警告センサを起動させる、警告手段と、を含む品質管理システムを提供するものである。かかる品質管理システムでは、温度管理が可能となり、品質劣化を未然に防止することができる。ここでも、選定する塗料の基準としては上記と同様であり、磁石が減磁する使用上限温度で不可逆的に変色するもの、あるいは、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度で可逆的に変色するもの、等を使用することができる。
本発明の品質管理システムでは、さらに加えて、前記永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つを、保管する場所の気温を制御する、空調装置あるいは直接温度を制御する冷却器と、前記警告センサを起動させる信号を電子計算機へ送り、該電子計算機のプログラムに基づいて前記空調装置を制御する、制御手段と、を含む、温度自動管理システムとすることもできる。
【０００９】
このような本発明の品質管理システムでは、磁石使用上限温度を基準として予め決めておいた温度で変色する塗料を磁石、磁石を組み込んだ磁気回路(または装置)、それらを納めた梱包容器の一部または全体に塗布しておくことで、上記永久磁石の場合と同様に、該磁石の使用中又は運搬、保管中に磁石使用上限温度に達した場合、塗料が変色して磁石の履歴・品質変化あるいは品質管理状況がわかる。そして、この塗料の変色を監視することにより、直接的に永久磁石を観察していなくとも、使用上限温度や警告温度に至ったことを認識することが可能であり、継続的に品質を維持することができる。また、自動的に磁石の保管場所の温度を制御することにより、一層安心して永久磁石の品質管理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の永久磁石あるいはシステムを用いれば、磁石の使用上限温度を超えたことを履歴として残すことが可能であり、使用に先立って性能劣化した磁石を識別できる。また、使用上限温度に近づいていることを警告することができるので、磁化の低下が生じる前に、磁石の保存環境を設定し直して、永久磁石の品質を維持することができる。
以下、本発明を実施する最良の形態によって詳細に説明するが、本発明はこれらの実施の形態によって何ら限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の永久磁石は、温度変化で変色する塗料が磁石表面の少なくとも１箇所に塗布されている。塗料は、磁石が減磁する使用上限温度と該変色する温度との関係で選定され、該磁石が減磁する使用上限温度、又は、該使用上限温度よりも低い温度（例えば-10〜-100℃の低温域）で変色する。
塗料としては、第１の態様として、磁石が減磁する使用上限温度自体で不可逆的に変色するものが好適に用いられる。第２の態様として、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度、好ましくは１０℃以上低く５０℃以内の温度（-10〜-50℃）で可逆的に変色するものが好適に用いられる。これら２つの異なる温度で変色する塗料は、一方のみを用いることもできるが、両方同時に１つの永久磁石に用いることも可能であり、その場合には、２以上の塗料がそれぞれ表面で重ならないように異なる場所に塗布する。
【００１２】
永久磁石の使用上限温度は、磁石素材の特性と使用される環境から求めることができる。  先ず、磁石素材減磁曲線を温度毎に測定しておく。次に、磁石の形状、磁石が組み込まれる装置の形状及び材料などから有限要素法等の磁界解析などを用いて、磁石のパーミアンス係数を求める。減磁曲線とパーミアンス係数から、クニック点にかからない温度、即ち使用上限温度が求められる。この使用上限温度を越えた場合には、磁石は減磁してしまうので履歴として残ることが好ましい。よって、本実施の形態では、使用上限温度付近で変色する塗料として不可逆的に変色するものを用いる。
【００１３】
また、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度は、通常、使用可能温度範囲内であり、その使用可能温度範囲の上限を警告温度とする。これにより、警告温度を検知することにより、それ以下の使用可能温度範囲内にある場合と、使用可能温度範囲を越えて高温になっている場合とを区別することで、使用状況を管理できる。この警告温度を越えた場合、使用上限温度を越えなければ磁石は減磁しないので履歴として残す必要性は少ない。よって、使用上限温度から１０℃以上低い温度付近の警告温度で変色する塗料としては、可逆的に変色するものが好適である。
【００１４】
温度変化により変色する塗料としては、例えば示温塗料など、変色温度が数多く用意されているものを使用するのがよい。これらは特定な温度で変色したり、透明になるものであり、刷毛等で塗布するペイント状のもの、ペンシル状のもの、クレヨン状のもの等を適宜選べる。示温塗料は、一定の温度で色が変化する化合物を顔料として用いた塗料である。示温塗料は、可逆的に変色する可逆性示温塗料と、不可逆的に変色する不可逆性示温塗料とに分けられる。
可逆性示温塗料は、変色機構が可逆的で冷却すれば復色する塗料であり、主に結晶転位による変色を利用するものとして、例えば水銀などのハロゲン化物やその錯塩、複塩など（ヨウ化水銀錯塩等）が挙げられる。塗布面に油や錆が付着していると変色温度の誤差が大きくなる傾向にあるので、磁石表面の塗布面は付着物が無い状態にしておく。磁石への塗布の際には、刷毛塗りや吹付け塗りなどを行うことができる。可逆性示温塗料は、繰り返し使用可能なことから、磁石の使用上限温度に近づいたことを警告して表示することに使用することが望ましい。
不可逆性示温塗料は、変色機構が不可逆的で冷却しても復色しない塗料であり、主に脱水反応による変色を利用するものとして、例えばコバルトやニッケルなどのハロゲン化物やその錯塩、複塩など、また主に分解反応による変色を利用するものとして、例えばコバルトやアルミニウムなどの炭酸塩、硫化物、アンモニウム塩など、が挙げられる。磁石への塗布の際には、通常、アルコールやシンナー等の溶剤を加えてペースト状に練り、これを薄く塗ることができる。このように不可逆性示温塗料は熱分解等によって変色する材料が使用されており、温度上昇による熱履歴を残すことができる点から、本発明において磁石の使用上限温度を超えたことを表示するのに用いることが好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる永久磁石の材料は特に限定されるものではなく、広く使用可能であるが、例えばフェライト、アルニコ、希土類磁石等の焼結、ボンド磁石などを用いることができ、具体的には、エネルギー積の高いNd-Fe-B系、Sm-Co系、Sm-Fe-N系の希土類焼結磁石等が挙げられる。形状に関しても特に限定されるものではなく、立方体、直方体、円筒、円柱、扇型、略台形状等が挙げられる。磁石を組み込んだ磁気回路についても、該磁石が組み込まれた装置であれば特に限定なく、例えばダイポールリングなどの磁気回路を構成することが可能であり、該磁気回路はプラズマ発生装置、MRl等の特殊装置にも応用できる。
【００１６】
次に、本発明の品質管理システムについて説明する。本品質管理システムは、永久磁石、磁気回路および該梱包容器からなる群から選ばれる少なくとも１つと、塗料の変色を監視する監視手段と、該監視手段で得られた監視データに基づいて警告センサを起動させる警告手段と、を含むものである。永久磁石等には、上述した温度変化により変色する塗料が、少なくとも１箇所の表面に塗布されている。本品質管理システムでは、該磁石や磁気回路が梱包された梱包体に対して、温度変化により変色する塗料が塗布されていてもよい。
塗料の変色を監視する監視手段としては、画像として監視するCCDカメラ等を用いる装置の他、例えば、変色する塗料の可視光領域（約400〜700nm）において色変化を検知できる受光装置を有するものであれば広く用いることができる。この場合、塗布する塗料の位置（例えば磁石の側面や上面下面、磁気回路の上面や下面、梱包体の上面や側面など）を決定しておけば、その位置の近傍に監視カメラや受光装置を取り付けることにより、全体を監視しなくとも塗料の変色を監視できる。この監視手段では、得られた監視データを警告手段に送る。
【００１７】
本発明における警告手段は、上記監視手段で得られた監視データに基づいて警告センサを起動させるものである。塗布される塗料については、例えば、温度による変色前および変色後の色度データ、又は変色前もしくは変色後の色度データが入力されている。上記監視手段で得られた監視データについて、一定の時間毎あるいは連続的に、色度データと比較する。ここで、監視データ自体が色度データを含むような場合、例えば一定の波長の光が受光されることによってオンオフが切り替わるような監視手段の場合には、色度データは不要である。そして、上記した監視データにより、変色が確認された場合には、警告センサを起動させる。このような品質管理システムでは、警告センサにブザーや警告灯を取り付けることにより、磁石自体を常時観察していなくとも異常を認識することができる。
【００１８】
本実施の形態では、さらに加えて、温度自動管理による品質管理システムについて説明する。温度自動管理のシステムでは、前記永久磁石や梱包体等を保管する場所に気温を制御する空調装置（エアコンデショナー）が備えられており、該空調装置を制御する制御手段も備えられている。
図３は、温度自動管理による品質管理システムを用いる場合の温度環境設定に至るフローを模式的に示す一例である。
先ず、(1)使用上限温度との関係で温度変化により変色する塗料を、永久磁石、磁気回路又は梱包容器の少なくとも１箇所に塗布する。(2)塗布した塗料表面を、上記監視手段によって監視する。(3)塗料の変色が発生した場合、警告センサが起動する。(4)警告センサを起動させる信号を電子計算機（コンピュータ）へ自動的に送り、該電子計算機のプログラムに基づいて前記空調装置を制御する。これにより、前記永久磁石や梱包体等を保管する場所の温度が一定温度以下に保たれて、磁石が使用上限温度に至ることや、使用上限温度を越える温度で長時間保管されることを回避できる。
【００１９】
本発明の品質管理システムでは、保管場所の温度管理が可能となり、品質劣化を未然に防止あるいは最小限に止めることができる。そして、人的介入の容易でない場所に保管されている場合でも、容易に磁石または磁気回路の品質を管理できる。従来、温度管理システムには、熱電対やサーミスタを用いて磁石の温度を測定しレコーダーなどで表示、記録することが行なわれてきたが、本発明のシステムでは監視手段を非接触で用いることが可能であり、さらに使用上限温度を超えた場合の履歴が磁石そのものに残る点で好ましい。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。以下、本実施の形態の永久磁石について、実施例によりその製造法を詳細に説明するが、本発明はこの実施例の工程に何ら限定されるものでない。
【実施例】
【００２１】
先ず、φ10×5mm、磁化方向5mm方向の円柱形状のNdFeB系希土類磁石について、使用上限温度を決定する。
図１に、この磁石素材の減磁曲線を示す。この磁石の形状がリング状であるので、図２よりパーミアンス係数は１となる。図１にてパーミアンス係数に応じた直線を引くと、110℃のカーブではクニック点にかかっていることがわかり、これ以上の温度では減磁する虞れがあることがわかる。よって、この温度110℃をこの磁石の使用上限温度と決める。そして、警告温度をこれから10℃以上低い温度である70℃（使用上限温度-40℃）と決める。
【００２２】
次に、使用上限温度に適切な塗料を選択する。本実施例では、塗料として、磁石が減磁する使用上限温度から１０℃以上低い温度で可逆的に変色するものを選択する。塗料としては、70℃で可逆的に変色する、表示用の日油技研工業株式会社サーモペイントR-7を使用した。
この塗料を磁石そのものの表面で使用時に外から見える１箇所、および、その磁石が取り付けられる装置（磁気回路）に目視による確認できる１箇所に変色を確認できる量以上塗った。その後、磁石の温度が80℃となるように環境を設定したところ、塗料の変色が確認された。同時に、塗料面の正面に設置した監視手段（受光器）でも変色により信号が発せられて、警告センサが起動した。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の永久磁石および磁気回路は、磁石の使用可能温度の上限を警告温度として検知して、使用状況を管理できるとともに、使用上限温度を超えて品質低下した磁石を識別可能なので、例えばハードディスクドライブのヘッド駆動装置、あるいは、医療診断装置であるMRl等に用いる際の信頼性が高い。そして、着磁された磁石や磁気回路を流通、使用する環境が多岐にわたっても、不具合の原因を特定することが容易であり、産業上の意義は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例で用いたNdFeB系希土類磁石についての減磁曲線を示すグラフである。
【図２】リング状磁石についてのパーミアンス係数を示すグラフである。
【図３】実施の形態において、温度自動管理による品質管理システムを用いる場合の温度環境設定に至るフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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