JP7140357B2 - 水活性化装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、水活性化装置及びその製造方法に関する。

従来、通水管に取り付けることによって、その通水管内を通る水に磁力を作用させて、水の活性化度を向上させる水活性化装置が知られている。

このような水活性化装置として、一対の永久磁石と、一対の非磁性導電性金属板と、ヨークと、一対の永久磁石におけるＮ極の磁気作用面とＳ極の磁気作用面との間を通過するように配された管状部材と、を備える水活性化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この装置によると、管状部材に水を流し入れて、その水活性化装置における一対の永久磁石のＮ極の磁気作用面とＳ極の磁気作用面との間を通過させた処理水を得るようにして、水の活性化処理を行うことができる。。

特開２００８－２６４６４９号公報

しかしながら、通水管を通る水に作用する磁力を高めることについては、なお改良の余地がある。

本発明の目的は、通水管を通る水に作用する磁力をよりいっそう高めることである。

本発明の水活性化装置は、内部を水が通過する通水管と、前記通水管の内部を通過する水に磁気を作用させる磁気作用面を有する永久磁石と、前記永久磁石の前記磁気作用面の反対面側に配されて、その両端部が前記磁気作用面側に略コの字型に折曲されているヨークと、を備え、前記永久磁石の着磁方向に対して略直交する方向における、前記ヨークの両端部と前記永久磁石との間の距離は、それ以上離しても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの１／２以上で１．５倍より小さい値の範囲であり、前記ヨークの厚さは、それ以上厚くしても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの２／５以上で１／２より小さい値の範囲である。

上記水活性化装置は、前記通水管は、両端にねじ山を有し、前記磁気作用面は、前記通水管の前記両端とは異なる領域の少なくとも一部において、前記通水管の延びる方向と略平行に設けられ、前記通水管の延びる方向において、外側に前記磁気作用面を有する箇所の前記通水管の肉厚は、ねじ山を有する箇所の前記通水管の肉厚よりも薄いことが好ましい。

本発明の水活性化装置の製造方法は、内部を水が通過する通水管と、前記通水管の内部を通過する水に磁気を作用させる磁気作用面を有する永久磁石と、前記永久磁石の前記磁気作用面の反対面側に配されて、その両端部が前記磁気作用面側に略コの字型に折曲されているヨークと、を組み付ける組み付け工程を含み、前記永久磁石の着磁方向に対して略直交する方向における、前記ヨークの両端部と前記永久磁石との間の距離は、それ以上離しても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの１／２以上で１．５倍より小さい値の範囲であり、前記ヨークの厚さは、それ以上厚くしても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの２／５以上で１／２より小さい値の範囲である。

上記製造方法は、中空形状のハウジング本体の中空部分に、前記永久磁石と前記通水管とが組み付けられた組み付け部材を、前記ハウジング本体の中空部分の中心軸と前記通水管の中心軸が一体になるように収納する収納工程と、前記ハウジング本体に、前記ハウジング本体の蓋体を、レーザーによる溶接で接合する接合工程とをさらに含むことが好ましい。

本発明によれば、通水管を通る水に作用する磁力をよりいっそう高めることができる。

本実施形態に係る水活性化装置１の外観を示す模式図である。 水活性化装置１から蓋体１２Ａを外したときのハウジング本体１１の内部の状態を示す模式図である。 水活性化装置１の通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ及びヨーク１６Ａ，１６Ｂの分解図であり、水活性化装置１の製造方法を説明するための図である。 図３Ａに続く図である。 図３Ｂに続く図である。 図３Ｃに続く図である。 図３Ｄに続く図である。 図３Ｅに続く図である。 実験例における水活性化装置１の内部を模式的に示した図である。 実験例１の実験結果を示すグラフである。 実験例２の実験結果を示すグラフである。

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

＜水活性化装置１＞
図１は、本実施形態に係る水活性化装置１の外観を示す模式図である。水活性化装置１を構成する各部材は、ハウジング１０の内部に収容される。そして、ハウジング１０は、中空形状のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の両端に設けられた蓋体１２Ａ，１２Ｂとを含んで構成される。

図２は、水活性化装置１から蓋体１２Ａを外したときのハウジング本体１１の内部の状態を示す模式図である。ハウジング本体１１の内部には、少なくとも、通水管１３と、永久磁石１４Ａ，１４Ｂとが収容されている。そして、ハウジング本体１１の内部には、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂと、ヨーク１６Ａ，１６Ｂと、がさらに収容されることが好ましい。

なお、水活性化装置１は、後述するように、通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ及びヨーク１６Ａ，１６Ｂが、充填部材１７（図３Ｄ参照）により覆われるのが、図２では、通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ及びヨーク１６Ａ，１６Ｂを示すために、その記載を省略している。

〔通水管１３〕
図３Ａは、水活性化装置１の通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ及びヨーク１６Ａ，１６Ｂの分解図であり、水活性化装置１の製造方法を説明するための図である。
通水管１３は、内部を水が通過し、両端１３Ａ，１３Ｂにねじ山を有する。ねじ山の形状は、隣り合う通水管（図示せず）と螺合可能であれば特に限定される、雄ねじであってもよいし、雌ねじであってもよい。通水管１３は、図１に示すように、両端１３Ａ，１３Ｂのねじ山とそれぞれ螺合する２つのナットにより、ハウジング１０に固定される。

図３Ａに戻って、通水管１３の延びる方向（長手方向）において、外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂとは異なる箇所）の通水管１３の肉厚は、通水管１３の内部を流れる流体（水）から加わる力によって通水管１３が破壊しない程度であれば、できるだけ薄い方が好ましい（通水管１３の内部に通水される水に対して、磁力による活性化を促進できる）。

通水管１３を通る流体に対して磁力を好適に作用させる観点から、中間部分（外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ）の肉厚の上限は、ねじ山を有する箇所（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂに相当する箇所）の通水管１３の肉厚未満である。具体的には、通水管１３の肉厚が３．０ｍｍの鋼管である場合、通水管１３の中間部分（外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ）の肉厚は、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

例えば、通水管１３の肉厚が約３．０ｍｍである場合の永久磁石１４Ａ，１４Ｂの直下の磁力が、４，０００ガウスであった場合、通水管１３の中間部分（外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ）の肉厚を約３．０ｍｍの半分の寸法である約１．５ｍｍにした場合、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの直下の磁力が、４，５００ガウスになる（すなわち、磁力が１１％以上向上する。）。水活性化装置１は、取り付け場所が限られている場合もあり、外形をコンパクトにしたいという要望がある。また、水活性化装置１において、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ等は、ハウジング１０の内部に配置され、このハウジング１０の内部のスペースは限られており、磁力を向上するために、単純に永久磁石１４Ａ，１４Ｂの大きさを大きくすることはできない。よって、通水管１３の中間部分（外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ）の肉厚を、両端より薄くすることで、省スペース化と磁力の向上という、従来、相反する効果を奏することが可能となる。

ねじ山を有する箇所（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂに相当する箇所）の通水管１３の肉厚は、外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂとは異なる箇所）の通水管１３の肉厚よりも厚い。これは、通水管１３の内面又は外面にねじ山が設けられており、ねじ山を有するを有する箇所の肉厚が薄すぎると、通水管１３の強度に支障が出るためである。

通水管１３の材料は、両端１３Ａ，１３Ｂにねじ山を有していれば、特に限定されず、金属管であっても、樹脂管であってもよい。

中でも、通水管１３の内部に通水される水をより効率よく活性化させるため、通水管１３は、非磁性の材料であることが好ましい。

非磁性の金属管として、オーステナイト鋼製のステンレス鋼管（ＳＵＳ３０４等）等が挙げられる。また、樹脂管として、ポリエチレン管、ポリ塩化ビニル管、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管等が挙げられる。

通水管１３の内部を流れる流体は、水を含んでいれば、水のみに限定されず、お茶、ジュース、酒、ワイン、化粧水等であってもよい。

〔永久磁石１４Ａ，１４Ｂ〕
永久磁石１４Ａ，１４Ｂの種類は、特に限定されない。永久磁石１４の種類として、アルニコ磁石、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石、プラセオジム磁石、ネオジウム・鉄・ボロン磁石、サマリウム窒素鉄磁石、強磁性窒化鉄、白金磁石、セリウム・コバルト磁石等が挙げられる。

永久磁石１４Ａ，１４Ｂは、通水管１３の延びる方向（長手方向）を挟んで対向するように設けられる。そして、一方の永久磁石１４Ａは、通水管１３に対面する面がＮ極になるように配置され、他方の永久磁石１４Ｂは、通水管１３に対面する面がＳ極になるように配置される。これにより、一方の永久磁石１４ＡのＮ極を有する面と、他方の永久磁石１４ＢのＳ極を有する面とが、それぞれ、通水管１３の内部を通過する水に磁気を作用させる磁気作用面として機能する。そして、磁気作用面は、通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂとは異なる領域の少なくとも一部において、通水管１３の延びる方向（長手方向）と略平行に設けられる。

本実施形態では、通水管１３の延びる方向（長手方向）において、外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂとは異なる箇所）の通水管１３の肉厚は、ねじ山を有する箇所（通水管１３の両端１３Ａ，１３Ｂに相当する箇所）の通水管１３の肉厚よりも薄い。これにより、通水管１３を通る流体に作用する磁力をよりいっそう高めることができる。

また、永久磁石１４Ａ，１４Ｂは、通水管１３が延びる方向に沿って、所定間隔を空けて複数並べられることが好ましい。そうすることで、磁力の勾配ができ、通水管１３の中を流れる流体をよりいっそう活性化できる。

また、永久磁石１４Ａ，１４Ｂは、直方体形状に形成されているが、これに限らず、例えば、通水管１３に対面する面を、通水管１３の外周に沿った湾曲形状に形成してもよい。これにより、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと通水管１３との間に隙間ができず、無駄なく通水管１３を通る水に対して磁力を集約できる。

〔非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂ〕
図２に示すように、本実施形態では、永久磁石１４の側面に、一対の非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂが配されることが好ましい。

水活性化装置１では、永久磁石１４ＡのＮ極から永久磁石１４ＢのＳ極に向けて、磁力が生じている。この磁力が作用する通水管１３内に、流体（水）が流れると、その流体の方向と直交し、この磁力の磁力線の方向（永久磁石１４Ａの磁気作用面から永久磁石１４Ｂの磁気作用面に向かう方向）とも直交する方向に起電流が発生する。

非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂは、このように生じる起電流を放電損失のないように誘導帯電させ、この帯電によって発生する電子を流体中に効率よく放出させるために設けられる。

一対の非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂは、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁気作用面を挟んで対向しており、その磁気作用面に、その面が対向して配置され、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの側面に配されている。

〔ヨーク１６Ａ，１６Ｂ〕
水活性化装置１は、ヨーク１６Ａ，１６Ｂをさらに備えることが好ましい。ヨーク１６Ａ，１６Ｂは、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁気作用面の反対面側に配される。そして、ヨーク１６Ａ，１６Ｂは、その両端部が永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁気作用面側に略コの字型に折曲されてなり、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁気作用面と平行に配置された中央部１６ａと、中央部１６ａの両端から、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁気作用面側に、それぞれ延びる、両端部の一例である折り曲げ部１６ｂと、を備える。

ヨーク１６Ａ，１６Ｂは、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの吸着力を高める機能を有する。ヨーク１６Ａ，１６Ｂの材質は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの吸着力を高める磁性材料であれば特に限定されず、例えば、鋼材（ＳＳ４００等）、純鉄（ＳＵＹ－１等）、軟鉄板、磁性セラミック板等が挙げられる。

図２に示す例において、ヨーク１６Ａの折り曲げ部１６ｂの端部と、ヨーク１６Ｂの折り曲げ部１６ｂの端部と、は、互いに間隔を空けて配置されている。しかしながら、これに限らず、ヨーク１６Ａの折り曲げ部１６ｂ及びヨーク１６Ｂの折り曲げ部１６ｂは、端部が、互いに接触するように、形成してもよい。これにより、ヨーク１６Ａの折り曲げ部１６ｂの端部と、ヨーク１６Ｂの折り曲げ部１６ｂの端部と、の隙間から磁束が漏れることを防止でき、通水管１３の内部における磁束密度を上昇させることができる。

本実施形態では、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの着磁方向に対して略直交する方向における、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの両端部（折り曲げ部１６ｂ）の永久磁石１４Ａ，１４Ｂに対向する面と、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの互いに対向する方向と直交する方向の端部との間の距離は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの互いに対向する方向の寸法）の１／２倍よりも大きいことが好ましく、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの略１．５倍以あることが好ましい。ヨーク１６Ａ，１６Ｂの両端部と永久磁石１４Ａ，１４Ｂとの間が離れていることで、永久磁石１４ＡのＮ極から永久磁石１４ＢのＳ極に向けた磁気回路の短絡に起因して磁束密度が低下するのを防止できる。

〔充填部材１７〕
必須の構成ではないが、ハウジング１０の内部に充填部材１７（後述する図３Ｄ参照）が形成されることが好ましい。

充填部材１７は、ハウジング１０の内部空間であって、ハウジング１０の内側に収容された永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、一対の非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂと、ヨーク１６Ａ，１６Ｂとの隙間等に充填された流動性の充填材の固化物である。

充填部材１７が形成されることで、ハウジング１０の内部に外部から水分等が浸入した場合や、ハウジング１０の内部において結露が発生した場合でも、充填部材１７に覆われた永久磁石１４Ａ，１４Ｂ、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂ、ヨーク１６Ａ，１６Ｂに外部からの水分等が付着し、錆が発生するのを防止できるため、水活性化装置１の磁気的性能や水活性化性能を長期に亘って安定して維持することができる。

また、充填部材１７によって、ハウジング１０の内部において、配設した永久磁石１４Ａ，１４Ｂ等のがたつきを防止することもできるので、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂと、ヨーク１６Ａ，１６Ｂとの配置にずれや歪みが生じてしまうことや、永久磁石１４Ａ，１４Ｂに割れ欠けが生じてしまうことを低減することができ、水活性化装置１の磁気的性能や水活性化性能を維持することができる。

充填部材１７の材質は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、一対の非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂと、ヨーク１６Ａ，１６Ｂとの隙間等に充填できる材料であれば特に限定されるものでなく、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。

〔ハウジング１０〕
図１に戻り、ハウジング１０は、中空形状（例えば、円筒形状等）のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の両端に設けられた蓋体１２Ａ，１２Ｂとを含んで構成される。なお、ハウジング１０は、中空形状であれば、円筒形状に限らず、四角柱形状等の多角柱形状等の任意の形状とすることができる。

ハウジング１０（ハウジング本体１１、蓋体１２Ａ，１２Ｂ）は、例えば、ステンレス鋼で形成されているが、ＡＢＳ樹脂が成型された部材であって、銅メッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキの３層のメッキ層によって被覆されているものでもよい。

蓋体１２Ａ，１２Ｂには、ハウジング本体１１両端の外形及び外径と、略同じ形状の外形及び外径で形成された側縁を有し、例えば、円筒形状のハウジング本体１１に対して、半球形状で形成され、その略中心に貫通孔が設けられている。このような蓋体１２Ａ，１２Ｂが、ハウジング本体１１の両端にそれぞれ取り付け、通水管１３の両端を貫通孔から突出させることで、ハウジング本体１１の中空部分の中心軸と、通水管１３の中心軸が一体になるように通水管１３等を、ハウジング１０の内部に収納可能となる。

本実施形態では、通水管１３等が、中空形状のハウジング本体１１の中空部分に、ハウジング本体１１の中空部分の中心軸と通水管１３の中心軸が一体になるように収納されるとともに、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａ，１２Ｂとが、レーザーによって溶接一体化されていることが好ましい。

＜水活性化装置１の製造方法＞
以下、図３Ａ～図３Ｆを参照しながら、本実施形態に係る水活性化装置１の製造方法について説明する。

〔ハウジング１０の内部を構成する部材の組み付け〕
まず、図３Ａに示すように、ハウジング１０の内部を構成する部材、具体的には、中間部分（永久磁石１４Ａ，１４Ｂで挟む部分）の肉厚を、両端部１３Ａ，１３Ｂより薄くした通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂ、及びヨーク１６Ａ，１６Ｂを準備する。

その際、ヨーク１６Ａの基板部には、複数の永久磁石１４Ａを、長手方向に沿って所定間隔で着磁させておく。このとき、ヨーク１６Ａの基板部と永久磁石１４ＡのＳ極とが接する状態にある。また、永久磁石１４Ａは、ヨーク１６Ａの両端部から、永久磁石１４Ａの厚さの１／２よりも長く離した状態にある。

また、ヨーク１６Ｂの基板部には、複数の永久磁石１４Ｂを、長手方向に沿って所定間隔で着磁させておく。このとき、ヨーク１６Ｂの基板部と永久磁石１４ＢのＮ極とが接する状態にある。また、永久磁石１４Ｂは、ヨーク１６Ｂの両端部から、永久磁石１４Ａの厚さの１／２よりも長く離した状態にある。

続いて、図３Ｂに示すように、ヨーク１６Ａの両端部と永久磁石１４Ａとの間に、それぞれ非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂを挿入し、永久磁石１４Ａの上に通水管１３を配置し、その上に、複数の永久磁石１４Ｂを着磁させたヨーク１６Ｂを被せる。これにより、図３Ｃに示す状態となる。このとき、複数の永久磁石１４Ａと複数の永久磁石１４Ｂとが互いに引き合うので、通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂ、及びヨーク１６Ａ，１６Ｂが一体的な状態で固定されている。

〔充填部材１７の充填〕
次いで、図３Ｄに示すように、図３Ｃに示す通水管１３と、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、一対の非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂと、ヨーク１６Ａ，１６Ｂとの隙間に、流動性の充填部材１７（例えば、シリコン等）を流し込むように充填するとともに、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの周囲に、当該充填材を塗布する。

〔ハウジング本体１１への収納〕
次いで、図３Ｅに示すように、中空形状のハウジング本体１１の中空部分に、図３Ｃに示す通水管１３、永久磁石１４Ａ，１４Ｂ、非磁性導電性金属板１５Ａ，１５Ｂ、及びヨーク１６Ａ，１６Ｂが組みつけられ、充填部材１７が充填され塗布された組み付け部材１８を、ハウジング本体１１の中空部分に収納する。

〔ハウジング本体１１と蓋体１２Ａ，１２Ｂとの接合〕
次いで、図３Ｆに示すように、ハウジング本体１１に、収納された上記組み付け部材１８の通水管１３の両端部１３Ａ，１３Ｂを、それぞれ蓋体１２Ａ，１２Ｂの貫通孔に挿通し、ハウジング本体１１の両側縁に、蓋体１２Ａ，１２Ｂを、それぞれレーザーによる溶接で接合する。そして、必要に応じて、研磨処理する。
上記の工程を経て、本実施形態の水活性化装置１が製造される。

レーザー溶接に使用するレーザーの種類は、例えば、ＹＡＧレーザーが望ましい。これにより、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａ，１２Ｂとを溶接一体化する際、熱によって永久磁石１４Ａ，１４Ｂの磁力が低下することや、充填部材１７が外部に溶出することを防止できる。

溶接する工程における詳細は、まず、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａと、をＹＡＧレーザーにより、仮止めする。ＹＡＧレーザーは、電圧３５０～３７０Ｖ、周波数３０Ｈｚが望ましい。この状態において、組み付け部材１８を、ハウジング本体１１の中空部分に挿入し、蓋体１２Ａの貫通孔に通水管１３の端部１３Ａを挿入する。

その後、通水管１３の端部１３Ｂを、蓋体１２Ｂの貫通孔に挿通し、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ｂと、をＹＡＧレーザーにより、仮止めする。

その後、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａ，１２Ｂと、をそれぞれＹＡＧレーザーにより本溶接してから、蓋体１２Ａ，１２Ｂと通水管１３とを、ＹＡＧレーザーにより本溶接する。

このように、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａ，１２Ｂと、を本溶接してから、蓋体１２Ａ，１２Ｂと、通水管１３と、を本溶接することで、蓋体１２Ａ，１２Ｂと通水管１３とを本溶接した際に、ハウジング本体１１と蓋体１２Ａ，１２Ｂとの仮止めが外れることを防止できる。

本溶接では、仮止め時と同様の溶接機で溶接してもよいし、例えば、仮止め時はハンディ型の溶接機を使用し、本溶接では連続して（例えば、仮止めしたハウジング本体１１と蓋体１２Ａ，１２Ｂとを、レーザー照射位置に対して回転させて）溶接が可能なロボット型の溶接機を使用してもよい。
例えば、ロボット型の溶接機を使用する場合には、レーザー幅（パルス１発の時間）を１１．９ミリセックとし、パルス周波数を２２Ｈｚとし、溶接速度を３０ｃｍ／分とし、出力を３２０～３５０Ｗとしてもよい。
なお、溶接速度とは、レーザー照射位置に対して、仮止めしたハウジング本体１１及び蓋体１２Ａ，１２Ｂを回転させる速度である。

なお、溶接の手法は、ＹＡＧレーザーのほか、炭酸ガスレーザーアーク溶接やガス溶接等でもよい。

＜実験例＞
次に、本実施形態に係る水活性化装置１のヨーク１６Ａ，１６Ｂの態様を変化させた場合における、通水管１３の内部における磁束密度を計測した実験例について説明する。
図４は、実験例における水活性化装置１の内部を模式的に示した図である。
図４に示す例では、ヨーク１６Ａの折り曲げ部１６ｂ及びヨーク１６Ｂの折り曲げ部１６ｂは、端部が、互いに接触するように、形成されている点が、図２に示す例と異なる。
また、以下に説明する実験例における永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの互いに対向する方向の寸法）は、１０ｍｍである。また、以下に説明する実験例におけるヨーク１６Ａ，１６Ｂは、純鉄（ＳＵＹ－１）で形成した。

〔実験例１〕
実験例１では、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂの永久磁石１４Ａ，１４Ｂに対向する面と、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの互いに対向する方向（着磁方向）と直交する方向の端部との間の距離Ｓ（図４参照）を変え、各距離における、通水管１３の内部における磁束密度を計測した。また、実験例１では、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの厚さｔは、４．５ｍｍである。

具体的には、実験例１では、上記距離を、５ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの１／２の寸法）～２０ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの２倍の寸法）の間で変え、各距離における、通水管１３の内部における磁束密度を計測した。

図５は、実験例１の実験結果を示すグラフである。図５において、横軸は、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂと、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、の間の距離Ｓ（図４参照）（単位：ｍｍ）を示している。また、図５において、縦軸は通水管１３中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度（単位：Ｔ）を示している。

図５に示す実験例１の実験結果より、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂと、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、の間の距離Ｓ（図４参照）を離すことによって、平均磁束密度（単位：Ｔ）が上昇するが、距離Ｓを１５ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの１．５倍）以上離しても、平均磁束密度が増加しないことが分かった。

この実験例１の実験結果より、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂと、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、の間の距離Ｓ（図４参照）は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの１／２倍よりも大きく、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの略１．５倍以下とすることが好ましいことが確認できた。例えば、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂと、永久磁石１４Ａ，１４Ｂと、の間の距離Ｓを、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの略１．５倍とすることで、通水管１３の内部における磁束密度を最大にしつつ、不必要に水活性化装置１が大きくなるのを防止できる。

〔実験例２〕
実験例２では、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂの永久磁石１４Ａ，１４Ｂに対向する面と、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの互いに対向する方向（着磁方向）と直交する方向の端部との間の距離Ｓを１５ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの略１．５倍）とし、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの厚さｔ（図４参照）を変え、各厚さにおける、通水管１３の内部における磁束密度を計測した。

具体的には、実験例２では、上記厚さｔを、２ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの１／５の寸法）～７ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの７／１０の寸法）の間で変え、各厚さにおける、通水管１３の内部における磁束密度を計測した。

図６は、実験例２の実験結果を示すグラフである。図６において、横軸は、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの厚さｔ（図４参照）（単位：ｍｍ）を示している。また、図６において、縦軸は通水管１３中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度（単位：Ｔ）を示している。

図６に示す実験例２の実験結果より、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの厚さｔ（図４参照）を厚くすることによって、平均磁束密度（単位：Ｔ）が上昇するが、厚さｔを４．５ｍｍから５ｍｍ（永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの２／５から１／２）以上にしても、平均磁束密度が増加しないことが分かった。

この実験例２の実験結果より、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの厚さｔ（図４参照）は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの２／５から１／２の寸法にすることが好ましいことが確認できた。

また、別の実験おいて、ヨーク１６Ａ，１６Ｂを、鋼材（ＳＳ４００）で形成し、実験例１と同様の実験を行ったが、実験例１と同様の実験結果であった。
この実験結果より、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの材質は、鋼材（ＳＳ４００）でも純鉄（ＳＵＹ－１）でも、通水管１３の内部における磁束密度に変化がないことが確認できた。

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態の水活性化装置１は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの着磁方向に対して略直交する方向における、ヨーク１６Ａ，１６Ｂの両端部と永久磁石１４Ａ，１４Ｂとの間の距離は、永久磁石１４Ａ，１４Ｂの厚さの１／２倍よりも大きい。ヨーク１６Ａ，１６Ｂの折り曲げ部１６ｂと永久磁石１４Ａ，１４Ｂとの間が離れていることで、永久磁石１４ＡのＮ極から永久磁石１４ＢのＳ極に向けた磁気回路の短絡に起因して磁束密度が低下するのを防止できる。

また、本実施形態の水活性化装置１では、通水管１３の延びる方向（長手方向）において、外側に磁気作用面を有する箇所１３Ｃ（通水管１３の両端部１３Ａ，１３Ｂとは異なる箇所）の通水管１３の肉厚は、ねじ山を有する箇所（通水管１３の両端部１３Ａ，１３Ｂに相当する箇所）の通水管１３の肉厚よりも薄い。ここで、磁束密度は、磁場の強さと透磁率との積によって表される。水活性化装置１によれば、従来の通水管に比べて、外側に磁気作用面を有する箇所（通水管１３の両端部１３Ａ，１３Ｂとは異なる箇所）における透磁率を高くすることができる。これにより、磁場の強さが同じであっても、通水管１３を通る水に作用する磁束密度を大きくすることができる。したがって、通水管１３を通る水に作用する磁力をよりいっそう高めることができる。

また、本実施形態の水活性化装置１の製造方法によれば、ハウジング本体１１と、蓋体１２Ａ，１２Ｂとが、レーザーによって溶接一体化されることで、ハウジング本体１１の中空部分の中心軸と通水管１３の中心軸とを合わせることができるので、例えば、本実施形態の水活性化装置１を水道管（図示せず）に接続し、地中に埋設し、ハウジング１０にアンバランスな土圧がかかった場合であっても、水活性化装置１と水道管との接続部分、より具体的には、通水管１３の端部１３Ａ，１３Ｂに、偏った力が加わるのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ 水活性化装置
１０ ハウジング
１１ ハウジング本体
１２Ａ，１２Ｂ 蓋体
１３ 通水管
１４ 永久磁石
１６Ａ，１６Ｂ ヨーク
１６ａ 中央部
１６ｂ 折り曲げ部
１７ 充填部材
１８ 組み付け部材

Claims (4)

1. 内部を水が通過する通水管と、
   前記通水管の内部を通過する水に磁気を作用させる磁気作用面を有する永久磁石と、
   前記永久磁石の前記磁気作用面の反対面側に配されて、その両端部が前記磁気作用面側に略コの字型に折曲されているヨークと、を備え、
   前記永久磁石の着磁方向に対して略直交する方向における、前記ヨークの両端部と前記永久磁石との間の距離は、それ以上離しても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの１／２以上で１．５倍より小さい値の範囲であり、
   前記ヨークの厚さは、それ以上厚くしても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの２／５以上で１／２より小さい値の範囲である水活性化装置。
2. 前記通水管は、両端にねじ山を有し、
   前記磁気作用面は、前記通水管の前記両端とは異なる領域の少なくとも一部において、前記通水管の延びる方向と略平行に設けられ、
   前記通水管の延びる方向において、外側に前記磁気作用面を有する箇所の前記通水管の肉厚は、ねじ山を有する箇所の前記通水管の肉厚よりも薄い、請求項１に記載の水活性化装置。
3. 内部を水が通過する通水管と、前記通水管の内部を通過する水に磁気を作用させる磁気作用面を有する永久磁石と、前記永久磁石の前記磁気作用面の反対面側に配されて、その両端部が前記磁気作用面側に略コの字型に折曲されているヨークと、を組み付ける組み付け工程を含み、
   前記永久磁石の着磁方向に対して略直交する方向における、前記ヨークの両端部と前記永久磁石との間の距離は、それ以上離しても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの１／２以上で１．５倍より小さい値の範囲であり、
   前記ヨークの厚さは、それ以上厚くしても前記通水管の中心線に沿った複数箇所で計測した磁束密度の値の平均である平均磁束密度が増加しない値より小さく、前記永久磁石の厚さの２／５以上で１／２より小さい値の範囲である水活性化装置の製造方法。
4. 中空形状のハウジング本体の中空部分に、前記永久磁石と前記通水管とが組み付けられた組み付け部材を、前記ハウジング本体の中空部分の中心軸と前記通水管の中心軸が一体になるように収納する収納工程と、
   前記ハウジング本体に、前記ハウジング本体の蓋体を、レーザーによる溶接で接合する接合工程と、をさらに含む、請求項３に記載の水活性化装置の製造方法。

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