(57)【要約】【課題】着磁に利用する磁石の磁束を効率よく利用できる技術を提供する。【解決手段】着磁装置（３００）は、同極同士が互いに接した状態で保持された複数の永久磁石を含む磁石集合体（１０pair）を備える。この磁石集合体（１０pair）は、同極同士が互いに接する同極接触面上の磁場方向であって、磁石集合体（１０pair）から外側に向かう磁場方向に沿って最も強い磁場を発生している。磁石部材（ＭＭ）への着磁処理は、この最も強い磁場を用いて行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石の着磁方法であって、
（ａ）着磁前の磁石部材を準備する工程と、
（ｂ）着磁装置を用いて前記磁石部材に着磁処理を行う工程と、
を備え、
前記着磁装置は、
同極同士が互いに接した状態で保持された複数の永久磁石を含む磁石集合体を備え、
前記磁石集合体は、同極同士が互いに接する同極接触面上の磁場方向であって、前記磁石集合体から外側に向かう磁場方向に沿って最も強い磁場を発生しており、
前記着磁処理は、前記最も強い磁場を用いて行われる、
着磁方法。
【請求項２】
請求項１記載の着磁方法であって、
前記磁石集合体は、２つの永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を１つのみ有しており、
前記工程（ｂ）は、前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に垂直な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる工程を含む、
着磁方法。
【請求項３】
請求項１記載の着磁方法であって、
前記磁石集合体は、３つ以上の永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を２つ以上有しており、
前記工程（ｂ）は、前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に平行な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる工程を含む、
着磁方法。
【請求項４】
磁石部材を着磁するための着磁装置であって、
同極同士が互いに接した状態で保持された複数の永久磁石を含む磁石集合体を備え、
前記磁石集合体は、同極同士が互いに接する同極接触面上の磁場方向であって、前記磁石集合体から外側に向かう磁場方向に沿って最も強い磁場を発生しており、
前記着磁装置は、前記最も強い磁場を用いて前記磁石部材に着磁処理を行う、
着磁装置。
【請求項５】
請求項４記載の着磁装置であって、
前記磁石集合体は、２つの永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を１つのみ有しており、
前記着磁装置は、さらに、
前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に垂直な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる移動機構を備える、着磁装置。
【請求項６】
請求項４記載の着磁装置であって、
前記磁石集合体は、３つ以上の永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を２つ以上有しており、
前記着磁装置は、さらに、
前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に平行な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる移動機構を備える、着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ等に用いられる永久磁石の着磁方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石の着磁方法としては、例えば下記の特許文献に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９４９３６号公報
【０００４】
着磁方法としては、電磁石を用いる方法と、強力な永久磁石を用いる方法とがある。しかし、従来の着磁方法では、電磁石や永久磁石の磁束を必ずしも十分効率よく利用できていないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、着磁に利用する磁石の磁束を効率よく利用できる技術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】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  永久磁石の着磁方法であって、
（ａ）着磁前の磁石部材を準備する工程と、
（ｂ）着磁装置を用いて前記磁石部材に着磁処理を行う工程と、
を備え、
前記着磁装置は、
同極同士が互いに接した状態で保持された複数の永久磁石を含む磁石集合体を備え、
前記磁石集合体は、同極同士が互いに接する同極接触面上の磁場方向であって、前記磁石集合体から外側に向かう磁場方向に沿って最も強い磁場を発生しており、
前記着磁処理は、前記最も強い磁場を用いて行われる、
着磁方法。
【０００８】
この構成によれば、磁石集合体の同極接触面において、磁石集合体から外側に向かう磁場方向に沿って最も強い磁場を発生することができる。従って、永久磁石の磁束を効率よく利用しつつ着磁処理を行うことが可能である。
【０００９】
［適用例２］  適用例１記載の着磁方法であって、
前記磁石集合体は、２つの永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を１つのみ有しており、
前記工程（ｂ）は、前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に垂直な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる工程を含む、
着磁方法。
【００１０】
この構成では、広い面積を有する磁石部材を、一定の磁化方向で着磁することができる。
【００１１】
［適用例３］  適用例１記載の着磁方法であって、
前記磁石集合体は、３つ以上の永久磁石で構成されているとともに、前記同極接触面を２つ以上有しており、
前記工程（ｂ）は、前記着磁処理を実行しつつ前記同極接触面に平行な移動方向に沿って前記磁石部材を移動させる工程を含む、
着磁方法。
【００１２】
この構成では、複数の同極接触面の異なる方向の磁場を用いて、移動方向に沿った長い領域に渡って着磁することができる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、着磁方法及び着磁装置、永久磁石の製造方法及び製造装置等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A．磁石集合体の構成：
B．各種の実施例：
C．変形例：
【００１５】
A．磁石集合体の構成：
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の各種実施例で利用される磁石集合体の概略構成を示す説明図である。図１（Ａ）は、１つの永久磁石１０を示している。この磁石１０は、上下方向に磁化されている。Ｎ極から出る矢印及びＳ極に入る矢印は、磁力線を示している。図１（Ｂ）は、２つの磁石１０で構成される永久磁石対１０pairを示している。この永久磁石対１０pairは、２つの磁石１０が、Ｎ極同士が互いに接した状態で保持されたものである。この状態で２つの磁石１０を保持すると、太い矢印で示されるように、その同極接触面１０ｃから外部に向けた磁場方向ＭＤに沿って、最も強い磁場が発生する。ここで、「同極接触面」とは、互いに接する同極同士の表面で規定される平面を意味している。図１（Ｃ）は、永久磁石対１０pairの表面磁束密度の分布を示している。なお、磁場方向ＭＤは、同極接触面１０ｃ上の方向であって、永久磁石対１０pairの内部から（より好ましくは中央から）外側に向かう方向である。磁石１０のサイズが小さい場合には、この磁場方向ＭＤは、永久磁石対１０pairの内部（又は中央）から外側に向かう放射状の方向となる。発明者の実験によれば、永久磁石対１０pairの磁場方向ＭＤの表面磁束密度は、単一の磁石１０の表面磁束密度（すなわち図１（Ａ）の上面の磁束密度）の約２倍に達することが見いだされた。そこで、本発明の各種実施例では、磁場方向ＭＤの強い磁場を利用して、モータや発電機を構成している。なお、Ｎ極でなく、Ｓ極同士を接するように永久磁石対１０pairを構成してもよい。
【００１６】
図１（Ｄ）は、６つの平板状の永久磁石１０を含む磁石集合体２０を示している。磁石集合体２０の隣接する磁石同士は、Ｎ極同士又はＳ極同士が互いに接した状態で保持されている。図１（Ｅ）は、磁石集合体２０の表面磁束密度の分布を示している。このグラフから理解できるように、磁石集合体２０の周囲（図１（Ｄ）の左右位置）では、Ｎ極同士の同極接触面１０ｃとＳ極同士の同極接触面１０ｃとにおいて、それぞれ大きな表面磁束密度が発生している。この例から理解できるように、３個以上の磁石を含む磁石集合体は、Ｎ極とＳ極のそれぞれにおいて大きな磁束密度を発生することが可能である。なお、一般に、磁石集合体２０は、互いに同極同士が接した状態で保持されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の永久磁石で構成することが可能である。
【００１７】
B．各種の実施例：
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の水平断面図をそれぞれ示している。この着磁装置３００は、着磁処理部１００と、昇降機構２００（図２（Ｂ））と、基台２１０とを有している。着磁処理部１００は、磁石集合体としての永久磁石対１０pairと、永久磁石対１０pairの周囲を覆う磁気ヨーク部材１１０とを有している。図２（Ｃ）に示すように、永久磁石対１０pairと磁気ヨーク部材１１０の中心には、ボルト１２２用の貫通孔が設けられている。永久磁石対１０pairと磁気ヨーク部材１１０は、ボルト１２２とナット１２４によって固定されている。また、図２（Ｂ）に示すように、着磁処理部１００は、昇降機構２００に連結されており、この昇降機構２００によって上下に移動する。すなわち、着磁処理を実行する際には、基台２１０上に載置された磁石部材ＭＭと永久磁石対１０pairとの間隙が所定の微小値になるまで着磁処理部１００が下降し、着磁処理が終了すると着磁処理部１００が上昇する。
【００１８】
図２（Ｄ）は、第１実施例の着磁装置で製造される永久磁石の一例を示している。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、磁石部材ＭＭには一定方向の磁束が印加される。従って、磁石部材ＭＭも、この磁束の方向に沿って磁化される。
【００１９】
このように、第１実施例では、磁石集合体としての永久磁石対１０pairを用いて着磁処理を行うので、永久磁石対１０pairの同極接触面から発生する強い磁場を利用できる。この結果、永久磁石を個別に用いて着磁処理を行う場合に比べて、より強力な永久磁石を製造することが可能である。
【００２０】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。この着磁装置３００ａは、着磁処理部１００ａの構成が第１実施例と異なるだけであり、他の構成は第１実施例と同じである。
【００２１】
第２実施例の着磁処理部１００ａは、５個の永久磁石で構成された磁石集合体２０を有している。従って、図３（Ｂ）に示すように、４つの同極接触面から、交互に逆方向の強力な磁場が発生する。図３（Ｂ）の例では、基台２１０の上には２つの磁石部材ＭＭが載置されている。個々の磁石部材ＭＭは、その一端が磁石集合体２０のＮ極の同極接触面の下方に位置し、他端がＮ極の同極接触面の下方に位置するように設置されている。図３（Ｄ）は、第２実施例の着磁装置で製造される永久磁石の一例を示している。磁石部材ＭＭの一端は、Ｎ極とＳ極が磁石部材ＭＭを上下に貫通する方向に沿って形成されるように磁化されており、他端はこれとは逆の極性に磁化されている。
【００２２】
図４（Ａ），（Ｂ）は、第３実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は側面図をそれぞれ示している。この着磁装置３００ｂは、第１実施例の着磁処理部１００を上下に配置し、さらに、磁石部材ＭＭを移動させるための移動機構２２０を設けた構成を有している。移動機構２２０は、磁石部材ＭＭを、永久磁石対１０pairの同極接触面とは垂直な移動方向に沿って移動させる。移動機構２２０は、例えば、モータとローラとによって構成することが可能である。図４（Ａ）の例では、移動機構２２０のローラが磁石部材ＭＭの左右に配置されており、これらのローラが、図４（Ａ）の紙面と垂直な方向（図４（Ｂ）の左右方向）に沿って磁石部材ＭＭを移動させる。
【００２３】
図４（Ｃ）は、第３実施例の着磁装置で製造される永久磁石の一例を示している。図４（Ａ），（Ｂ）から理解できるように、磁石部材ＭＭが２つの着磁処理部１００の間を通過する間に、磁石部材ＭＭのほぼ全体の領域に渡って同じ方向の強い磁束が印加される。従って、磁石部材ＭＭは、この強い磁束の方向に沿ってほぼ一様に磁化される。
【００２４】
なお、着磁処理時の移動速度は一定に維持されることが好ましい。あるいは、移動速度を変更することによって、予め定められた不均一な磁化強度分布に従って着磁することも可能である。例えば、磁石部材ＭＭの中央では移動速度を最も遅くして最も強い磁化を行い、磁石部材ＭＭの両端付近では移動速度を最も早くして磁化を最も弱めることが可能である。また、これとは逆に磁石部材ＭＭの両端付近において移動速度を最も遅くして最も強い磁化を行うようにしてもよい。
【００２５】
図５（Ａ），（Ｂ）は、第４実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は側面図をそれぞれ示している。この着磁装置３００ｃは、第２実施例の着磁処理部１００ａを上下に配置し、さらに、磁石部材ＭＭを移動させるための移動機構２２０を設けた構成を有している。移動機構２２０は、磁石部材ＭＭを、磁石集合体の４つの同極接触面と平行な移動方向に沿って移動させる。図５（Ｂ）の例では、移動機構２２０のローラが磁石部材ＭＭの左右に配置されており、図５（Ｂ）の紙面と垂直な方向（図４（Ａ）の左右方向）に沿って磁石部材ＭＭを移動させる。磁石部材ＭＭとしては、同極接触面の数と同じ４個の部材が並べられている。但し、これらの４個の磁石部材ＭＭとほぼ同じ大きさの１個の磁石部材を着磁することも可能である。
【００２６】
図５（Ｃ）は、第４実施例の着磁装置で製造される個々の永久磁石の一例を示している。図５（Ａ），（Ｂ）から理解できるように、磁石部材ＭＭが２つの着磁処理部１００ａの間を通過すると、磁石部材ＭＭの長手方向（移動方向に沿った方向）に渡って、同じ方向の強い磁束が印加される。従って、磁石部材ＭＭは、この強い磁束の方向に沿って磁化される。
【００２７】
以上のように、上記各実施例では、磁石集合体の同極接触面から発生する強い磁場を利用して着磁処理を行ったので、単独の磁石を利用する場合に比べてより強い磁石を製造することが可能である。
【００２８】
C．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００２９】
C１．変形例１：
上記実施例によって製造される永久磁石は、モータや発電機などの種々の電気機械に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の各種実施例で利用される磁石集合体の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。
【図３】第２実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。
【図４】第３実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。
【図５】第４実施例としての着磁装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…永久磁石
１０ｃ…同極接触面
１０pair…永久磁石対
２０…磁石集合体
１００…着磁処理部
１１０…磁気ヨーク部材
１２２…ボルト
１２４…ナット
２００…昇降機構
２１０…基台
２２０…移動機構
３００…着磁装置
【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】
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