(57)【要約】【課題】  寿命を改善した磁化装置を提供する。【解決手段】  周囲を覆う筐体１０と、少なくとも１つの磁化巻線及び少なくとも１つの巻線コアが配置されて軸の長さ方向に延伸される磁化用指状部１４を備えて、筐体１０に支持される磁化ヘッド１２と、磁化用指状部１４の冷却を目的とする冷却装置１１０を備える磁化装置であって、磁化ヘッド１２の中には、制御装置部２８に接続された温度センサが配置され、制御装置部２８は、磁化用指状部１４中の温度センサが、許容上限温度以上の温度を検出した場合には、磁化処理を阻止する。【選択図】  図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲を覆う筐体と、
少なくとも１つの磁化巻線及び少なくとも１つの巻線コアが配置されて軸の長さ方向に延伸される磁化用指状部を備えて、前記筐体に支持される磁化ヘッドと、
前記磁化用指状部の冷却を目的とする冷却装置を備える磁化装置であって、
前記磁化ヘッドの中には、制御装置部に接続された温度センサが配置され、
前記制御装置部は、前記磁化用指状部中の温度センサが、許容温度範囲の上限を超える温度を検出した場合には、磁化処理を阻止する
ことを特徴とする磁化装置。
【請求項２】
前記制御装置部は、前記磁化用指状部中の温度が許容温度範囲の上限温度を下回った場合には、磁化処理を再開させる
ことを特徴とする請求項１に記載の磁化装置。
【請求項３】
前記制御装置部は、前記許容温度範囲の上限を超えた場合には、少なくとも磁化巻線用のパルス電流源のインパルス電流を遮断する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁化装置。
【請求項４】
前記制御装置部は、前記冷却装置を装着でき、前記磁化用指状部中の温度を計測することにより定格動作温度範囲内となるように調整できる
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の磁化装置。
【請求項５】
前記定格動作温度範囲は、氷点以上で設定されている
ことを特徴とする請求項４に記載の磁化装置。
【請求項６】
前記定格動作温度範囲は、定格動作温度範囲の下限及び定格動作温度範囲の上限により設定されている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の磁化装置。
【請求項７】
前記定格動作温度範囲と前記許容上限温度との間には、動作が可能となる動作許容温度範囲が設けられる
ことを特徴とする請求項４から６の何れかに記載の磁化装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、磁化用指状部の一方の側からのみ熱を放出させる
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の磁化装置。
【請求項９】
前記冷却装置は、前記冷却体部の周囲が、前記巻線コアと熱的に結合される
ことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の磁化装置。
【請求項１０】
前記冷却体部は、胴体が前記巻線コアと接触するように結合されている
ことを特徴とする請求項９に記載の磁化装置。
【請求項１１】
前記冷却装置の前記冷却体部は、冷却用気体が吹き付けられる冷却面支持部により支持される
ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の磁化装置。
【請求項１２】
前記冷却面支持部は、前記冷却用気体の気体流動方向を逆方向に転換させるように形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の磁化装置。
【請求項１３】
前記冷却面支持部には、前記冷却用気体が吹き付けられる冷却面を有する冷却体中空部が設けられる
ことを特徴とする請求項１２に記載の磁化装置。
【請求項１４】
前記冷却用気体は、気体を断熱膨張させることで製造される冷却用気体流のための低温状態気体である
ことを特徴とする請求項１１から１３の何れかに記載の磁化装置。
【請求項１５】
前記冷却用気体流は、ジュール・トムソン効果に従って、不可逆的な断熱膨張により発生される
ことを特徴とする請求項１４に記載の磁化装置。
【請求項１６】
前冷却用気体流は、０℃以下の温度である
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の磁化装置。
【請求項１７】
前記温度センサは、前記磁化用指状部において、前記冷却装置により熱が放出される側と反対側に配置される
ことを特徴とする請求項１から１６の何れかに記載の磁化装置。
【請求項１８】
前記温度センサは、前記巻線コアを覆うコアシール剤と熱的に接触するように設けられる
ことを特徴とする請求項１から１７の何れかに記載の磁化装置。
【請求項１９】
前記温度センサは、前記冷却装置により冷却される前記巻線コアの下側第１端部と反対側の位置となる、前記巻線コアの上側第２端部の近傍に配置されるように設けられる
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の磁化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲を覆う筐体と、その筐体に支持されて軸の長さ方向に延伸される磁化用指状部を備える磁化ヘッドと、その磁化用指状部を冷却する冷却装置を備える磁化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲を覆う筐体と、その筐体に支持され、軸の長さ方向に延びる磁化用指状部を備える磁化ヘッドと、磁化用指状部を冷却する冷却装置を具備する磁化装置は従来から知られており、その磁化用指状部には、少なくとも１つの磁化巻線及び少なくとも１つの巻線コアが配置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、通常、従来の上記したような磁化装置の磁化用指状部は、強力に冷却する必要があるため、磁化装置は、冷却に伴う著しい温度変化にさらされることになり、このことが磁化装置の寿命を縮める大きな原因となっている。
【０００４】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、寿命を改善した磁化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために本発明の磁化装置は、周囲を覆う筐体と、少なくとも１つの磁化巻線及び少なくとも１つの巻線コアが配置されて軸の長さ方向に延伸される磁化用指状部を備えて、筐体に支持される磁化ヘッドと、磁化用指状部の冷却を目的とする冷却装置を備える磁化装置であって、
磁化ヘッドの中には、制御装置部に接続された温度センサが配置され、
制御装置部は、磁化用指状部中の温度センサが、許容温度範囲の上限を超える温度を検出した場合には、磁化処理を阻止する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の磁化装置では、制御装置部を用いて、磁化用指状部の磁化ヘッドに温度センサを配置し、この温度センサが許容温度範囲の上限を超える温度を検出した場合には磁化処理を阻止し、別途の冷却装置で磁化用指状部を冷却するので、磁化ヘッドの過熱を阻止でき、許容温度範囲の上限の超過及びそれによる磁化用指状部の破損を回避し、冷却に伴う著しい温度変化により装置寿命が短縮される事態を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して、本発明の特徴及び形態を詳しく説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る磁化装置の全体を示す斜視図である。図２は、図１の線２−２に沿った断面を示す断面図である。図３は、図２と類似する形式で図２の磁化ヘッドを拡大して示す断面図である。
【０００９】
図１から図３に示されている、本発明に係る磁化装置は、符号１０が付された筐体を含んでいる。又、この筐体１０には、符号１２が付された磁化ヘッドが配置される。この磁化ヘッド１２は、磁化用指状部１４が筐体１０の筐体上面部１６から突出する構造であるので、該磁化用指状部１４に所定の磁化方向に磁化させる複数の環状体１８を搭載（はめ込み）できるようになっている。これらの環状体１８は、磁化用指状部１４の円筒状外被面部２０を囲むように搭載される。
【００１０】
筐体１０における筐体上面部１６には、本実施形態の磁化装置を操作する人員の安全を確保できるように、シャフト２４を中心に回動可能であるように軸支された開閉カバー２２が設けられている。この開閉カバー２２を閉状態にした場合は、筐体１０の筐体上面部１６から突出している磁化用指状部１４が覆われると共に、上記した筐体１０の筐体上面部１６にまで達するように覆われる。
【００１１】
更に、本実施形態の磁化装置に与えられている様々な機能（特に、ここで実施されるべき磁化処理）を実施するために、筐体１０の前面側部２６には制御装置部２８が設けられている。この制御装置部２８は、例えば、開閉カバー２２が閉状態である場合にのみ、磁化処理を実行できるように機能する。本発明によるその他の機能については後で詳しく説明する。
【００１２】
図３に示されているように、磁化ヘッド１２は、磁化ヘッド基台板状部３２及びこの磁化ヘッド基台板状部３２から延伸されて形成される磁化ヘッド基台杯状部３４を含む磁化ヘッド基台筐体部３０を備えている。
【００１３】
更に、磁化ヘッド基台筐体部３０に属する磁化ヘッド基台板状部３２における、磁化ヘッド基台杯状部３４の反対側の面からは、円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８が軸３６と同軸方向に、磁化ヘッド蓋部４０に達するところまで延伸されることで、磁化用指状部１４が形成される。その磁化ヘッド蓋部４０は、円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８における、磁化ヘッド基台筐体部３０の側の端部と反対側に位置する端部に当接するように設けられる。
【００１４】
その場合、円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８は、磁化ヘッド基台筐体部３０の側に位置する下側第１端部４４から、磁化ヘッド蓋部４０と対向する上側第２端部４６まで、この円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８の中で、軸３６に沿って延伸されるように配置される巻線コア４２を包含するように設けられる。
【００１５】
図４は、図３の線４−４に沿った断面を示す断面図である。
図３に示された巻線コア４２は、円筒形状のコア構造体４８を備えている。図４に示されているように、この円筒形状のコア構造体４８からは、複数の磁極部５０が、軸３６から円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８に向けてラジアル方向に突出するように延伸されて形成されている。これらの磁極部５０には、各々、磁化巻線５４となる巻線５２、例えば、５２ａ及び５２ｂにより囲繞されている。巻線５２は、円周方向５６から見た場合には、複数の磁極部５０の間に位置し、軸３６側から見た場合には、コア構造体４８と円筒状磁化ヘッド筐体外被部３８の間に位置している。このように構成し、予め円周方向５６に沿って連続して配置された磁極部５０の全ての磁化巻線５４に通電することにより、互いに異なる極性を有する複数の磁極部５０が隣り合うことになる。
【００１６】
コア構造体４８には、軸３６と同軸方向に穿孔された貫通孔部５８が設けられている。この貫通孔部５８は、巻線コア４２を下側第１端部４４から上側第２端部４６まで貫くように延伸されて形成される。
【００１７】
貫通孔部５８の内部には、符号６２が付された冷却体部に属して円筒（管）形状である延長部６０が設けられる。又、冷却体部６２としては、上記延長部６０に加えて、その延長部６０における巻線コア４２の下側第１端部４４側に、連続して冷却面支持部６４が形成される。この冷却面支持部６４は、磁化ヘッド基台杯状部３４の内側に位置しており、図示された本実施形態では、延長部６０を支持するように巻線コア４２の下側第１端部４４に当接する中間結合体部６６、及び、この中間結合体部６６に接続される冷却体中空部６８を有している。冷却体部６２は、巻線コア４２で発生された熱を可能な限り効率良く冷却体部６２に伝導させるために、巻線コア４２と物理的に接触されて熱的に直接接続される。
【００１８】
冷却体中空部６８には、巻線コア４２の反対側の位置に設けられる冷却体下部開口部７０と、この冷却体下部開口部７０から冷却体中空部６８内を延伸される冷却面７２が設けられている。この冷却面７２は、例えば、冷却体下部開口部７０に接続し、軸３６に対して円筒状に延伸される冷却体円筒状領域部７４から、軸３６に対して円錐状であり漏斗状に狭まる冷却体漏斗状領域部７６にまで達している。
【００１９】
冷却体部６２の中心には、冷却体漏斗状領域部７６から発し、中間結合体部６６及び延長部６０を経由して、巻線コア４２の上側第２端部４６に向かうように配置されている延長部６０の冷却体上部開口部８０まで達する導管部７８が設けられる。
【００２０】
導管部７８は、中間結合体部６６内を経由して外に向かって貫通された穿孔部８２と接続されている。この穿孔部８２内を貫いて配置されるものは、中間結合体部６６の外側から導管部７８にまで接続される導線８４である。この導線８４は、導管部７８を通って冷却体上部開口部８０に達した後、さらにその冷却体上部開口部８０から外側に突出し、巻線コア４２の上側第２端部４６と接して巻線コア４２と磁化ヘッド蓋部４０の間に位置するシール剤充填用空隙部８８内に配置される温度センサ８６まで達する。
【００２１】
更に、導管部７８を貫く導線８４は、延長部６０に対して絶縁する絶縁スリーブ９０により隔離され、且つ、巻線コア４２内の貫通孔部５８を上側第２端部４６のところで閉塞する密閉栓９２により延長部６０との接続部分が隔離される。
【００２２】
図３及び図４に示されるように、シール剤充填用空隙部８８及び巻線コア４２の周囲の磁化巻線５４の間の全てのスペースにはコアシール剤９４が充填される。
【００２３】
磁化巻線５４に属する個々の巻線５２ａ，５２ｂは、磁化ヘッド基台筐体部３０の側で磁化用指状部１４から導出され、複数の板状端子９６と電気的に接続されている。これら複数の板状端子９６は、磁化ヘッド基台杯状部３４内で冷却面支持部６４の周囲に配置され、冷却体シール剤９８によって絶縁されることで互いに隔離される。
【００２４】
磁化巻線５４に電力を供給するために追加の外部接続部１００が設けられている。この外部接続部１００によって、全ての磁化巻線５４に同時に電力供給することができる。
【００２５】
磁化ヘッド１２は、図２に示されているように、筐体１０の筐体上面部１６に支持されている。この場合、磁化ヘッド１２は、磁化ヘッド基台筐体部３０に属する磁化ヘッド基台板状部３２と共に、筐体上面部１６の内面側に当接している。その際に、磁化用指状部１４は、筐体１０の筐体上面部１６に設けられた筐体上部開口部１０４を貫通して、上記したような形態で筐体上面部１６から突出する。
【００２６】
本実施形態で冷却面支持部６４を冷却面７２により冷却するため、冷却用気体供給装置１１０で発生された低温状態の気体（最も単純な例としては空気）を、冷却用気体供給装置１１０のノズル上部開口部１１２から噴出される冷却用気体流１１４の状態で、冷却体中空部６８に送出している。尚、冷却体部６２からの熱は、冷却面７２から奪われていく。
【００２７】
その場合、ノズル上部開口部１１２は、好適には、冷却体中空部６８内の冷却体下部開口部７０に、噴出ノズル部１１６を中に差し込むようにして設けられる。このように構成することで、先ず、冷却体漏斗状領域部７６の冷却面７２に、冷却用気体流１１４を吹き付けることができ、次いで、冷却体円筒状領域部７４の表面に冷却用気体流１１４を浴びせることができる。次いで、冷却用気体流１１４は、噴出ノズル部１１６の外を、この噴出ノズル部１１６に沿って冷却体下部開口部７０の方向に進み、冷却体下部開口部７０を通過して冷却体中空部６８から排出される。また、排出された冷却用気体流１１４を分散させるために、冷却体下部開口部７０に接続される形態となるように気体流誘導体部１１８が配置されている。この気体流誘導体部１１８により、冷却用気体流１１４は、筐体１０の筐体内部空間部１０２に排出されると共に拡散される。
【００２８】
ノズル上部開口部１１２から噴出される冷却用気体流１１４の温度は、氷点下の温度であることが望ましく、更に、−１０℃より低い温度であることが望ましい。因みに、本実施形態では−２０℃が最も望ましい温度である。
【００２９】
冷却用気体供給装置１１０は、ジュール・トムソン効果に従った不可逆的な断熱膨張によって、上記したような低温の冷却用気体流１１４を発生できるように構成されている。この場合、冷却用気体供給装置１１０は、気体導管部１２０を備えている。この気体導管部１２０の導管内空間部１２２は、渦の形成と共に不可逆的な断熱膨張による膨張を行っており、気体導管部１２０の一方の側（すなわち、ノズル上部開口部１１２の上部）から冷却用気体流１１４を噴出させる。又、上記した気体導管部１２０の一方の側と反対の側においては、導管下部吸気用開口部１２４から暖気体流１２６が排出される。
【００３０】
その際に、冷却用気体供給装置１１０は、ノズル上部開口部１１２を備える端部については筐体１０の中に位置され、導管下部吸気用開口部１２４を備える端部については筐体１０の外に位置するよう配置される。
【００３１】
気体は、筐体１０の中に設けられた切換バルブ１３０を介して冷却用気体供給装置１１０に送出される。この切換バルブ１３０は、最も簡単に説明すれば、冷却用気体供給装置１１０に送られるべき気体の量を、オン／オフの切り替え（ディジタル的）によって制御する機能を有しているものである。但し、切換バルブ１３０の開閉具合（アナログ的）によって、送り込まれるべき気体の量を調整するようにしても良い。
【００３２】
図５は、制御装置部の概略的な構成を示すブロック図である。
図５に示されているとおり、制御装置部２８によれば、冷却用気体供給装置１１０に送られるべき気体の量を調整する切換バルブ１３０、及び、磁化巻線５４に供給される電流のパルス電流源１３２を制御することができる。更に、制御装置部２８は、温度センサ８６に接続されている。
【００３３】
磁化用指状部１４の温度は、温度センサ８６を介して制御装置部２８によって検出される。因みに、温度が検出される位置は、巻線コア４２における、冷却体部６２から熱が排出される側とは反対の側であり、つまり上側第２端部４６の側である。
【００３４】
図６は、制御装置部が動作中であるときの磁化用指状部の温度推移を示す図である。
制御装置部２８は、磁化用指状部１４において温度センサ８６によって検出された温度と、定格動作温度範囲ＳＢを比較しながら温度制御を行う。この定格動作温度範囲ＳＢは、定格動作温度範囲の下限ＳＴｕ及び定格動作温度範囲に上限ＳＴｏによって定められている。温度センサ８６で検出された温度は、この定格動作温度範囲の下限ＳＴｕ及び定格動作温度範囲の上限ＳＴｏと比較される。制御装置部２８は、温度センサ８６で検出された温度が定格動作温度範囲の上限ＳＴｏを上回る場合には、冷却体部６２を冷却することにより温度センサ８６で得られる温度測定値が定格動作温度範囲の下限ＳＴｕに達するまで、冷却用気体供給装置１１０をオンに保つ。制御装置部２８は、温度測定値が下限ＳＴｕに達した場合には、冷却用気体供給装置１１０をオフにする（図６、ｔ１参照）。
【００３５】
その後、制御装置部２８は、温度センサ８６が検出した温度が定格動作温度範囲の下限ＳＴｕ及び定格動作温度範囲の上限ＳＴｏの間にある限り、冷却用気体供給装置１１０をオンすることはなく、温度センサ８６が検出した温度が定格動作温度範囲の上限ＳＴｏを上回った時点で冷却用気体供給装置１１０が再びオンされる（図６、ｔ２参照）。この冷却用気体供給装置１１０の「オン」の状態は、温度センサ８６が検出した温度が再び定格動作温度範囲の下限ＳＴｕに達するまで続くことになる（図６参照）。
【００３６】
上記した定格動作温度範囲の上限ＳＴｏは、例えば、およそ１５℃と２５℃の間であって、望ましくは約２０℃である。一方、上記した定格動作温度範囲の下限ＳＴｕは、例えば、およそ５℃と１５℃の間であって、望ましくは約１０℃である。
【００３７】
本実施形態の制御装置部２８を用いて冷却用気体供給装置１１０をオン／オフすることにより磁化用指状部１４の温度を制御することは、本実施形態に係る磁化装置を部分的な負荷領域で使用する場合、言い換えれば、環状体１８を連続する磁化サイクルで磁化しない場合には、非常に有効であると言える。
【００３８】
本実施形態に係る磁化装置を、極力短い磁化サイクルで継続稼動させる場合には、磁化用指状部１４の温度が、ｔ３の時点を境にして右側に示されたように、定格動作温度範囲ＳＢの上限ＳＴｏを上回る温度になりうる（図６参照）。又、図６に示されているように、定格動作温度範囲ＳＢの上には動作許容温度範囲ＢＢが設定されている。この動作許容温度範囲ＢＢは、磁化用指状部１４により発生される温度であって、磁化ヘッド１２に長期的な損傷、特に、磁化用指状部１４に長期的な損傷を引き起こすことのない温度範囲を示している。
【００３９】
図６に示されているように動作許容温度範囲ＢＢは、上記した定格動作温度範囲の上限ＳＴｏと、磁化用指状部１４の許容上限温度ＧＴとの間の温度範囲である。
【００４０】
例えば、時点ｔ４で、温度センサ８６が、磁化用指状部１４の温度を測定し、仮に、許容上限温度ＧＴを上回る温度が検出された場合、制御装置部２８は、図５に示された遮断信号ＢＳを送出する。この遮断信号ＢＳは、図５のパルス電流源１３２に伝達された後、このパルス電流源１３２から、磁化用指状部１４の磁化処理を促す更なるパルス電流が発生する事態を阻止する機能を有している。言い換えれば、遮断信号ＢＳは、磁化巻線５４に向けて新たなパルス電流が発生することを阻止する。
【００４１】
この場合、パルス電流源１３２からの出力（パルス電流）は、温度センサ８６によって検出される磁化用指状部１４の温度が許容上限温度ＧＴを下回るようになるまで阻止される（図６、ｔ５参照）。下回った場合には、制御装置部２８の側で遮断信号ＢＳを解除することにより、パルス電流源１３２の阻止状態は解除され、磁化処理を促すパルスが再び発生される。
【００４２】
上記した許容上限温度ＧＴは、望ましくは、およそ４０℃と６０℃の間であって、好適にはおよそ５０℃である。
【００４３】
磁化用指状部１４の温度制御は、上記した方法により実施されることから、磁化用指状部１４が動作許容温度範囲ＢＢ内の温度で稼動される場合、制御装置部２８の冷却用気体供給装置１１０は常にオン状態に維持され、その冷却能力の全てが冷却体部６２に投入される。しかし、それにもかかわらず、短い磁化サイクルで継続して磁化処理を実施する場合には、定格動作温度領域ＳＢでの稼動が達成できない場合がある。
【００４４】
その後に続いて、例えば、各々の磁化処理のサイクル間隔が長くなった場合には、磁化用指状部１４の温度が低くなり、定格動作温度範囲ＳＢに近づけることができる。通常、磁化用指状部１４の温度が定格動作温度範囲ＳＢに達するのは、磁化処理がない場合、あるいは、散発的に磁化処理を実施する場合のみである。
【００４５】
これにより、本実施形態の制御装置部２８の場合、磁化処理を実施する際に、磁化用指状部１４において発生する熱を、定格動作温度範囲ＳＢの範囲内に維持できるだけでなく、磁化用指状部１４及び冷却体部６２の温度が氷点以下に下落する事態、さらには、それに伴い冷却用気体流１１４がもたらす低温に基づいて冷却面７２の領域が凍結してしまう事態を回避できる。
【００４６】
その一方で、本実施形態の制御装置部２８により、磁化用指状部１４が過度に加熱されて、磁化巻線５４の寿命が縮まる事態が回避される。すなわち、本実施形態の制御装置部２８の場合、許容上限温度ＧＴを上回る温度が検出された場合には、パルス電流源１３２からのパルス電流の供給を単純に阻止し、冷却用気体供給装置１１０及び冷却体部６２への指示を与えることにより、磁化用指状部１４を充分な時間だけ冷却することができる。
【００４７】
上記したように本実施形態の磁化装置は、筐体１０と、その筐体１０に支持され、少なくとも１つの磁化巻線５４及び少なくとも１つの巻線コア４２が配置されて、軸３６の長さ方向に延伸されて形成された磁化用指状部１４を備える磁化ヘッド１２とを備える。磁化ヘッド１２には、磁化用指状部１４の冷却を目的とする冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０を含む磁化装置の寿命を改善するために、制御装置部２８に接続される温度センサ８６が配置されている。そして、この温度センサ８６が、磁化用指状部１４において、定格動作温度範囲の上限ＳＴｏを超える温度を検出した場合、磁化処理が阻止されるように磁化装置が構成されている。
【００４８】
本実施形態の磁化装置の場合は、磁化用指状部１４の磁化ヘッド１２に、制御装置部２８に接続される温度センサ８６を配置し、この温度センサ８６が、磁化用指状部１４において許容上限温度ＧＴを超える温度を検出した場合には磁化処理を阻止するように構成したことにより、冷却に伴う著しい温度変化により装置寿命が短くなるという従来の磁化装置の課題を解決している。
【００４９】
本実施形態による課題の解決方法の利点は、制御装置部２８を用いることにより磁化ヘッドの過熱を阻止できる点である。すなわち、本実施形態の場合には、磁化用指状部１４が高温状態になったことが検出された場合、磁化処理を阻止させることと、別途に備えられている冷却装置を用いることで磁化用指状部１４を冷却することができる。
【００５０】
基本的には、安全上の理由から、磁化処理を一定の時間だけ阻止することができる。こうすることで、磁化用指状部１４を冷却するための充分な時間を確保することができる。
【００５１】
しかし、本実施形態では、磁化装置を効率よく作動させることも考慮して、そのために好適であるように、磁化用指状部１４において許容上限温度ＧＴを下回る温度が検出された場合には、制御装置部２８が磁化処理を再開させるようになっている。
【００５２】
尚、許容上限温度については、例えば、図６に示された許容上限温度ＧＴより著しく下方に設定しても良い。
【００５３】
但し、上記した磁化処理の阻止時間をできるだけ短くするためには、通常の定格動作温度範囲の上限ＳＴｏと、許容上限温度ＧＴの差を殆ど無くすように設定することが好ましい。このように設定することにより、温度センサ８６及び制御装置部２８のシステムに起因する複雑なヒステリシス（履歴）現象の発生を、単純なオン／オフ切換のヒステリシス現象の発生に置き換えることができる。
【００５４】
本実施形態では、基本的には、磁化処理を阻止する方法としては、磁化巻線５４間の電流電を遮断する方法が用いられている。
【００５５】
パルス電流源１３２は、通常は、正極側（＋側）の電流源であることから、好適には、許容上限温度ＧＴを超えた場合の制御の際に、少なくとも１つの磁化巻線５４に供給される正極側電源の電流インパルスを阻止できるようにすると良い。言い換えると、その場合には、パルス電流源１３２を、電流パルスが全く発生しないよう制御するという意味である。
【００５６】
以上に説明した、本実施形態による従来の課題を解決するための方法は、単純に、上記した許容上限温度ＧＴの超過及びそれによる磁化用指状部１４の破損を回避することを目的としている。
【００５７】
因みに、磁化用指状部１４を著しく冷却した場合には、磁化用指状部１４の機能を損なう可能性を有している。又、過度に冷却した場合には、磁化用指状部１４の寿命が短縮される可能性を有している。
【００５８】
そのような理由から、制御装置部２８には、冷却装置を駆動させつつ、磁化用指状部１４の温度を定格動作温度範囲ＳＢに抑えることができるようにする調整手段を設けるようにすることが好ましい。
【００５９】
本実施形態では、上記のように構成することにより、特に、磁化処理による高温の発生頻度が低い場合、あるいは、磁化処理が全く実施されない場合には、磁化用指状部１４における温度を定格動作温度範囲ＳＢ内に抑えることができる。
【００６０】
その際、好適には、定格動作温度範囲ＳＢは、氷点より高い温度に設定されている。これによって、冷却装置の部分における凍結を阻止することができる。
【００６１】
定格動作温度範囲ＳＢは、ヒステリシス（履歴）現象の発生を予め考慮して設定でき、同様に冷却装置における調整不足も考慮に入れて設定することができる。特に、定格動作温度範囲と許容上限温度との間に、動作が可能となる動作許容温度範囲を設定すると有効である。
【００６２】
但し、磁化処理により高温の発生という事態に対して自前の冷却能力で対応し、温度を全く上昇させないようにするために、冷却装置の外形寸法を大きくしなければならないという事態を避けるため、定格動作温度範囲ＳＢと許容上限温度ＧＴの間には、動作許容温度範囲ＢＢを設けることが好ましい。
【００６３】
言い換えれば、磁化用指状部１４において発生する熱について、定格動作温度範囲ＳＢを超える温度でも動作を許容する動作許容温度範囲ＢＢが設けられるという意味である。動作許容温度範囲ＢＢを設けることにより、冷却装置は、その能力を最大限に発揮しつつ磁化用指状部１４を冷却する場合に、その磁化用指状部１４において、定格動作温度範囲ＳＢを超える温度上昇があっても、それを阻止しないようになる。
【００６４】
上記したように、本実施形態の場合、磁化用指状部１４の温度が許容上限温度ＧＴを越えた場合には磁化処理が阻止されるが、本実施形態に示された動作許容温度範囲ＢＢとは、定格動作温度範囲ＳＢを超えても磁化処理が阻止されない範囲を示している。
【００６５】
冷却装置の構造に関しては、上記には何ら記載していないが、磁化用指状部１４を、少なくとも上下２つの側から冷却する構造が考えられる。
【００６６】
冷却装置の構造を簡素にするという観点から考えられた本実施形態では、この冷却装置は、磁化用指状部１４の一方の側（下側）からのみ熱を排出するようになっている。これによって、磁化用指状部１４から発生される全ての熱は、磁化用指状部１４の一方（下側）でのみ授受されることになる。
【００６７】
このような構成は、冷却装置に、磁化巻線５４と熱的に接続された冷却体部６２を備えさせることにより、特に好適に実現させることができる。
【００６８】
冷却体部６２と巻線コア４２接続については、特に好適には、冷却体部６２と巻線コア４２を直接に接続するようにすることである。
【００６９】
上記した冷却装置は、基本的に水冷式で冷却することも良く、これに伴い、冷却体部６２が水で冷却されるようにすると良い。
【００７０】
別な選択肢としては、冷却装置にペルチエ素子を用いて作動させて冷却することもできる。
【００７１】
本実施形態の冷却装置では、好適には、冷却装置に属する冷却体部６２は、冷却用気体が吹き付けられる冷却面支持部６４を備える。本実施形態の冷却装置をクリーンルームで使用する場合には特に、冷却用気体を用いることは大変有効である。
【００７２】
本実施形態の冷却装置に冷却用気体を使用することは、特に、冷却装置に属する冷却面支持部６４が、冷却用気体の流動方向を転換させるように形成されている場合、特に有効である。これにより、冷却面支持部６４の熱が冷却用気体に良好に伝導（転移）されるからである。
【００７３】
本実施形態の、特に有効なこととしては、冷却面支持部６４には、冷却体中空部６８が設けられていることである。
この中空体部６８の冷却面７２は、冷却用気体を満たすことができるように形成されている。
【００７４】
この冷却用気体を発生させるためには様々な方法が考えられる。
【００７５】
例えば、室温にて、集中気体供給装置から気体を供給（導入）するようにしても良い。
【００７６】
但し、本実施形態の特に有効な解決方法としては、冷却用気体は、気体を断熱膨張させることで得られる低温状態の気体流によりもたらされる低温状態の気体である。
【００７７】
上記した気体を断熱膨張させるためには、例えば、噴出ノズル部１１６を使用すれば良い。
【００７８】
上記の低温状態気体流を発生させるための特に有効な解決方法として、この低温状態気体流を、ジュール・トムソン効果による不可逆的な断熱膨張によって発生させる方法がある。
【００７９】
上記の低温状態気体は、０℃以下の温度にして流した場合、特に好適な冷却効果を得ることができる。
【００８０】
温度センサ８６の配置については、本実施形態に関するこれまでの説明と関連させては何ら述べられていないが、基本的には、この温度センサ８６を磁化用指状部１４のどこに配置しても差し支えない。
【００８１】
温度センサ８６で得られる温度測定値は、例えば、磁化巻線５４の周囲における実際の温度を下回っていないことを確認するためには、温度センサ８６を、望ましくは、磁化用指状部１４の、冷却装置によって熱が排出される側（下側）と反対の側（上側）に配置すると良い。
【００８２】
この場合、温度センサ８６は、巻線コア４２に当接していても良い。
【００８３】
但し、温度センサ８６は、巻線コア４２を覆うコアシール剤９４の一部と熱的に接触している場合に、特に、信頼性の高い測定結果を得ることができる。それは、通常、磁化巻線５４もコアシール剤９４の中に埋め込まれていることから、温度センサ８６によって得られる温度の測定結果は、磁化巻線５４が置かれている部分の実際の温度と略一致するからである。
【００８４】
そのため、温度センサ８６は、巻線コア４２の上側第２端部４６の近傍に配置されていることが特に好ましい。ここで記載した「上側第２端部４６」とは、上記した冷却装置によって冷却される巻線コア４２の下側第１端部４４とは反対側の端部を示している。
【００８５】
本実施形態の磁化装置は、周囲を覆う筐体１０と、少なくとも１つの磁化巻線５４及び少なくとも１つの巻線コア４２が配置されて軸３６の方向に延伸される磁化用指状部１４を備えて、筐体１０に支持される磁化ヘッド１２と、磁化用指状部１４の冷却を目的とする冷却装置６２、１１０（冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０）を備える磁化装置であって、磁化ヘッド１２の中には、制御装置部２８に接続された温度センサ８６が配置され、制御装置部２８は、磁化用指状部１４中の温度センサ８６が、許容上限温度ＧＴ以上の温度を検出した場合には、磁化処理を阻止する。
【００８６】
本実施形態の制御装置部２８は、磁化用指状部１４中の温度が許容上限温度ＧＴを下回った場合には、磁化処理を再開させ、許容上限温度ＧＴを上回った場合には、少なくとも磁化巻線５４用のパルス電流源１３２のインパルス電流を遮断させ、冷却装置６２、１１０（冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０）を装着でき、磁化用指状部１４中の温度を計測することにより定格動作温度範囲ＳＢ内となるように調整できる。本実施形態の定格動作温度範囲ＳＢは、氷点以上で設定されており、定格動作温度範囲の下限ＳＴｕ及び定格動作温度範囲の上限ＳＴｏにより設定されている。定格動作温度範囲ＳＢと許容上限温度ＧＴとの間には、動作が可能となる動作許容温度範囲ＢＢが設けられる。
【００８７】
本実施形態の冷却装置６２、１１０（冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０）は、磁化用指状部１４の一方の側からのみ熱を放出させ、冷却体部６２の周囲が、巻線コア４２と熱的に結合される。冷却体部６２は、胴体が前記巻線コア４２と接触するように結合されており、冷却用気体が吹き付けられる冷却面支持部６４により支持されている。冷却面支持部６４は、冷却用気体の気体流動方向を逆方向に転換させるように形成されおり、冷却用気体が吹き付けられる冷却面７２を有する冷却体中空部６８が設けられる。冷却用気体は、気体を断熱膨張させることで製造される冷却用気体流１１４のための低温状態気体であり、冷却用気体流１１４は、ジュール・トムソン効果に従って、不可逆的な断熱膨張により発生され、０℃以下の温度である。
【００８８】
本実施形態の温度センサ８６は、磁化用指状部１４において、冷却装置６２、１１０（冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０）により熱が放出される側と反対側に配置され、巻線コア４２を覆うコアシール剤９４と熱的に接触するように設けられ、冷却装置６２、１１０（冷却体部６２及び冷却用気体供給装置１１０）により冷却される巻線コア４２の下側第１端部４４と反対側の位置となる、巻線コア４２の上側第２端部４６の近傍に配置されるように設けられる。
【００８９】
このように本実施形態の磁化装置では、制御装置部２８を用いて、磁化用指状部１４の磁化ヘッド１２に、制御装置部２８に接続される温度センサ８６を配置し、この温度センサ８６が、磁化用指状部１４において許容上限温度ＧＴを超える温度を検出した場合には磁化処理を阻止するように構成したことにより、磁化用指状部１４が高温状態になったことが検出された場合、磁化処理を一定の時間だけ阻止させることで磁化用指状部１４を冷却するための充分な時間を確保し、また、別途に備えられている冷却装置を用いることで磁化用指状部１４を冷却することができるので、磁化ヘッドの過熱を阻止できる。従って、許容上限温度ＧＴの超過及びそれによる磁化用指状部１４の破損を回避し、冷却に伴う著しい温度変化により装置寿命が短くなるという従来の磁化装置の課題を解決できる。
【００９０】
また、本実施形態では、磁化装置を効率よく作動させることも考慮して、そのために好適であるように、磁化用指状部１４において許容上限温度ＧＴを下回る温度が検出された場合には、制御装置部２８が磁化処理を再開させるようになっている。また、本実施形態では、上記のように構成することにより、特に、磁化処理による高温の発生頻度が低い場合、あるいは、磁化処理が全く実施されない場合には、磁化用指状部１４における温度を定格動作温度範囲ＳＢ内に抑えることができ、その際、定格動作温度範囲ＳＢが、氷点より高い温度に設定されるので、冷却装置の部分における凍結を阻止することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、冷却装置に冷却用気体を使用しているのでクリーンルームにて私用する場合には大変有効であり、特に、冷却装置に属する冷却面支持部６４が、冷却用気体の流動方向を転換させるように形成されている場合、冷却面支持部６４の熱を冷却用気体に特に良好に伝導（転移）できる。
【００９２】
本願の明細書、図面及び請求項に開示した特徴は、個別であるか任意の組み合わせであるかに係らず本発明の実現に寄与するものであり、又、本発明は、上記した各実施形態に限られるものではなく、少なくとも１つの磁化巻線及び少なくとも１つの巻線コアが配置されて軸の長さ方向に延伸される磁化用指状部を備えて筐体に支持される磁化ヘッドと、磁化用指状部の冷却を目的とする冷却装置を備える磁化装置であれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係る磁化装置の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の線２−２に沿った断面を示す断面図である。
【図３】図２と類似する形式で図２の磁化ヘッドを拡大して示す断面図である。
【図４】図３の線４−４に沿った断面を示す断面図である。
【図５】制御装置部の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】制御装置部が動作中であるときの磁化用指状部における温度推移を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  筐体、
１２  磁化ヘッド、
１４  磁化用指状部、
１６  筐体上面部、
１８  環状体、
２０  円筒状外被面部、
２２  開閉カバー、
２４  シャフト、
２６  前面側部、
２８  制御装置部、
３０  磁化ヘッド基台筐体部、
３２  磁化ヘッド基台板状部、
３４  磁化ヘッド基台杯状部、
３６  軸、
３８  円筒状磁化ヘッド筐体外被部、
４０  磁化ヘッド蓋部、
４２  巻線コア、
４４  下側第１端部、
４６  上側第２端部、
４８  コア構造体、
５０  磁極部、
５２ａ  巻線、
５２ｂ  巻線、
５４  磁化巻線、
５６  円周方向、
５８  貫通孔部、
６０  延長部、
６２  冷却体部、
６４  冷却面支持部、
６６  中間結合体部、
６８  冷却体中空部、
７０  冷却体下部開口部、
７２  冷却面、
７４  冷却体円筒状領域部、
７６  冷却体漏斗状領域部、
７８  導管部、
８０  冷却体上部開口部、
８２  穿孔部、
８４  導線、
８６  温度センサ、
８８  シール剤充填用空隙部、
９０  絶縁スリーブ、
９２  密閉栓、
９４  コアシール剤、
９６  板状端子、
９８  冷却体シール剤、
１００  外部接続部、
１０２  筐体内部空間部、
１０４  筐体上部開口部、
１１０  冷却用気体供給装置、
１１２  ノズル上部開口部、
１１４  冷却用気体流、
１１６  噴出ノズル部、
１１８  気体流誘導体部、
１２０  気体導管部、
１２２  導管内空間部、
１２４  導管下部吸気用開口部、
１２６  暖気体流、
１３０  切換バルブ、
１３２  パルス電流源、
ＧＴ  許容上限温度、
ＢＢ  動作許容温度範囲、
ＳＢ  定格動作温度範囲、
ＳＴｏ  定格動作温度範囲の上限、
ＳＴｕ  定格動作温度範囲の下限、
ＢＳ  遮断信号。
【図１】
2005303293.tif 000003
【図２】
2005303293.tif 000004
【図３】
2005303293.tif 000005
【図４】
2005303293.tif 000006
【図５】
2005303293.tif 000007
【図６】
2005303293.tif 000008