(57)【要約】【課題】製造コストの大幅な増大を招くことなく磁石体の作用面に十分に強力な磁極を形成することができる。【解決手段】筒状の着磁用コイル２の内空間１１に磁石体３を設置して、内空間１１の軸方向へ向かう磁束によって磁石体３に着磁する磁石体の着磁装置において、内空間１１の横断面積を一端開口から他端開口へ向けて小さくして、他端開口における磁束密度を一端開口における磁束密度よりも相対的に大きくする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の着磁用コイルの内空間に磁石体を設置して、前記内空間の軸方向へ向かう磁束によって前記磁石体に着磁する磁石体の着磁装置において、前記内空間の横断面積を一端開口から他端開口へ向けて小さくして、前記他端開口における磁束密度を前記一端開口における磁束密度よりも相対的に大きくしたことを特徴とする磁石体の着磁装置。
【請求項２】
前記着磁コイルを、内径の異なる複数の筒状コイル部で構成して、これらコイル部を前記一端開口側から前記他端開口側へ順次内径が小さくなるように配設した請求項１に記載の磁石体の着磁装置。
【請求項３】
前記着磁コイルの縮小する傾斜角を１０°〜６０°の範囲に設定した請求項１又は２に記載の磁石体の着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁石体の着磁装置に関し、特に、磁石の必要な面に十分に強力な磁極を安価に形成することができる着磁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３には従来の着磁装置の概念的断面図を示す。図３において樹脂等で成形されたブロック状のコイル支持体４には中心部に上下方向へ一定径の貫通穴４１が形成されており、貫通穴４１の周囲のコイル支持体４内に着磁用コイル５が埋設されている。着磁用コイル５は貫通穴４１の内周面に沿って平行な筒状に巻回成形されており、当該着磁用コイルによってその内空間である貫通穴内に図中の矢印で示す方向へ磁界が形成されて同方向へ並行な磁束が形成されている。この状態で、貫通穴内に挿入設置された例えば図３に示すような柱状の磁石体に磁束が作用すると、磁石体が磁化されてその上下の端面にＮ，Ｓの磁極が現れ、磁石体が着磁される。なお、特許文献１には平行筒状の着磁用コイルを備えた着磁装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０８７６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、着磁された磁石体（永久磁石）は一方の端面を目標物に向けて当該端面からの磁力を上記目標物に作用させるように使用することが多く、上記一方の端面（以下、作用面という）で十分な磁力を得るために上記従来の着磁装置では、磁石体の長さを長くし、あるいは磁石体の材料を変更ないし異方性の磁石体を使用して上記作用面での残留磁束密度を大きくする等の対策が採られている。しかし、これは永久磁石の製造コストの大幅な増大を招くという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、製造コストの大幅な増大を招くことなく磁石体の作用面に十分に強力な磁極を形成することが可能な磁石体の着磁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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、筒状の着磁用コイル（２）の内空間（１１）に磁石体（３）を設置して、前記内空間（１１）の軸方向へ向かう磁束によって前記磁石体（３）に着磁する磁石体の着磁装置において、前記内空間（１１）の横断面積を一端開口から他端開口へ向けて小さくして、前記他端開口における磁束密度を前記一端開口における磁束密度よりも相対的に大きくしたことを特徴とする。
【０００７】
本第１発明によれば、内空間に挿入設置された磁石体の、他端開口側に位置する面に磁束を集中させて当該他端開口側面の磁束密度を局所的に大きくすることができ、上記他端開口側面に強力な磁極を形成することができる。したがって、この他端開口側面を作用面として使用すれば、磁石体全体に平行な磁束を生じさせてその両端面を同程度に磁化させる従来の着磁装置に比して、磁石体の長さを長くし、あるいは磁石体の材料を変更ないし異方性の磁石体を使用して作用面での残留磁束密度を大きくする等の対策を採る必要が無いから、十分強力な磁極を作用面に形成した永久磁石を製造コストの大幅な増大を招くことなく実現することができる。
【０００８】
本第２発明では、前記着磁用コイル（３）を、内径の異なる複数の筒状コイル部(２１〜２４)で構成して、これらコイル部（２１〜２４）を前記一端開口側から前記他端開口側へ順次内径が小さくなるように配設する。
【０００９】
本第２発明によっても本第１発明と同様の効果が得られるとともに、一端開口から他端開口へ向けて横断面積が縮小する着磁用コイルの内空間を、より容易に実現することができる。
【００１０】
本第３発明では、前記着磁用コイル（２）の縮小する傾斜角を１０°〜６０°の範囲に設定する。
【００１１】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の磁石体の着磁装置によれば、製造コストの大幅な増大を招くことなく磁石体の作用面に十分に強力な磁極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す、着磁装置の概念的縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す、着磁装置の概念的縦断面図である。
【図３】従来例を示す、着磁装置の概念的縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
（第１実施形態）
図１において、着磁装置は樹脂等で成形されたブロック状のコイル支持体１を備えており、コイル支持体１には中心部に上下方向へ円形の貫通穴１１が形成されている。貫通穴１１は上方から下方へ直線的に縮径しており、コイル支持体１内には、貫通穴１１の傾斜する内周面に沿ってこれと平行に直線状に傾斜する周面を有する円筒状の着磁用コイル２が埋設されている。そして、着磁用コイル２の内空間となる貫通穴１１内に、例えば図１に示すような円柱状の等方性磁石体３が、磁力を目標物に作用させる下端面すなわち作用面３１を下方にして挿入設置されている。
【００１６】
なお、着磁用コイル２の傾斜する周面がその軸線Ｌと交差する角度である傾斜角θは１０°〜６０°の範囲で設定され、特に３０°程度が好ましい。１０°〜６０°の範囲とすることで、作用面側の磁束密度を高めるという効果が得られやすく、作用面側と非作用面側の磁束密度に十分な差異が得られやすい。また、かかる範囲とすることで、作用面側において、局所的に磁束密度が高められた領域が狭くなり過ぎないので、目標物に磁力を作用させやすい。
【００１７】
このような構造の着磁装置において、着磁用コイル２に通電すると貫通穴１１内には図１の矢印で示す方向、すなわち貫通穴１１の上端開口から下端開口へ向かう磁界が生じる。そしてこの時の磁束は横断面積の大きい上端開口から横断面積の小さい下端開口へ向けて収束するようなものとなり、磁化ベクトルが長くなってパーミアンス係数が大きくなる。この結果、着磁用コイル２によって生じる、磁石体３の作用面３１における局所的な磁束密度が、これと反対側の、貫通穴１１の上端開口部に位置する上端面である非作用面３２における磁束密度よりも大きくなる。なお、ここで「局所的」とは、円柱状の磁石体３の場合は作用面３１における中心部分である。
【００１８】
このような構造によれば、磁石体３の作用面３１に磁束を集中させることによって、ここに強力な磁極を形成することができる。したがって、磁石体全体に平行な磁束を生じさせて作用面と非作用面を同程度に磁化させる従来の着磁装置に比して、磁石体の長さを長くし、あるいは磁石体の材料を変更ないし異方性の磁石体を使用して作用面での残留磁束密度を大きくする等の対策を採ることなく十分強力な磁極を作用面に形成することができるから、永久磁石の製造コストの大幅な増大を避けることができる。このように、作用面に局所的に強力な磁極を形成した永久磁石は、例えばロータリエンコーダ等に好適に使用することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
本実施形態においては図２に示すように、コイル支持体１内に埋設された着磁用コイル２は、径の異なる複数の円筒状コイル部２１〜２４で構成されており、これらコイル部２１〜２４は直列に接続されて同一の励磁電流が供給される。各コイル部２１〜２４は上側に位置するものを相対的に大径として上下方向へ隣接して配設されている。これにより、着磁用コイル２は上方から下方へ段付きに縮径しており、これに応じてコイル支持体１の貫通穴１１も上方から下方へ段付きに縮径した円形穴となっている。そして着磁用コイル２の内空間である貫通穴１１内に、上記実施形態１と同様の円柱状の磁石体３が、磁力を目標物に作用させる端面すなわち作用面３１を下方にして挿入設置されている。なお、各コイル部２１〜２４の頂面内周縁を連ねた直線が着磁用コイル２の軸線と交差する角度である傾斜角θは第１実施形態と同様の角度に設定されている。
【００２０】
このような構成によっても上記第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、内空間の横断面積が上端開口から下端開口へ向けて小さくなる着磁用コイルをより容易に製作することができる。
【００２１】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態における磁石体３の形状は円柱体である必要はなく、特に限定されない。また着磁用コイル２の内周断面形状は円形である必要は無く、特に限定されない。例えば、楕円形や角形であっても良い。着磁用コイル２の内周断面形状を四角形にした場合には、断面の対向する一対の辺を平行にし、他の一対の辺をその対向間隔が着磁用コイル２の内空間の一端開口から他端開口へ向けて小さくなるようにしても良い。なお、用途によっては上記各実施形態において、分散する磁束によって相対的に弱い磁極が比較的広い範囲に一様に形成されている磁石体３の非作用面３２の側を、作用面として使用することもできる。
【００２２】
（実施例）  
本発明の実施例として、製作が容易な実施形態２の構造の着磁装置を使用して着磁を行った。この場合のブロック状コイル支持体１は直方体とし、その縦横高さはそれぞれ３０    ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍとした。着磁用コイル２の傾斜角θは３０°とした。また、貫通穴１１の直径は大径の上端開口を１５ｍｍ、小径の下端開口を８ｍｍとした。各着磁用コイル部２１〜２４の内径は上端開口に位置する最上位置のものを１７ｍｍとし、下端開口に位置する最下位置のものを１０ｍｍとした。そして、着磁用コイル２の内空間である貫通穴１１内には直径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱状のＮｄＦｅＢ製等方性磁石体を使用面を下方にして挿入設置した。着磁用コイル２の励磁電流は１０ｋＡとした。
（比較例）
【００２３】
一方、比較例として図３に示す従来構造の着磁装置を使用して実施例と同様の磁石体３の着磁を行った。この場合の着磁装置のコイル支持体４の外形は上記実施例と同様であり、貫通穴４１は直径８ｍｍの平行円形穴とした。この場合の着磁用コイル５の内径は一定径の１０ｍｍとした。着磁用コイル５の励磁電流は実施例と同一である。
【００２４】
（実施例と比較例の比較）
表１には、実施例と比較例の着磁装置で、磁石体の作用面側である着磁装置内空間の下端開口部と、磁石体の非作用面側である着磁装置内空間の上端開口部の磁束密度を比較したものを示す。なお、表１中の数字は、比較例における作用面側開口部の磁束密度を１．００として正規化したものである。表１より明らかなように、比較例においては作用面側開口部と非作用面側開口部で磁束密度は１．００で同一である。これに対して、実施例では、非作用面側開口部で磁束密度が０．７４と小さくなる一方、作用面側開口部では磁束密度が局所的に１．０５と大きくなっており、作用面側開口部に磁束が集中していることが分かる。これにより、磁石体の作用面に強力な磁極が形成される。
【００２５】
【表１】
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【符号の説明】
【００２６】
１…コイル支持体、１１…内空間、２…着磁用コイル、２１，２２，２３，２４…コイル部、３…磁石体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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