JP7193107B2 - 配向体製造装置及び配向体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配向体製造装置及び配向体製造方法に関し、詳しくは、磁場を印加することによって材料中の粒子を配向させる技術に関する。

セラミックや高分子などの「非磁性」に分類される粒子を、磁場を印加することよって配向させる磁場配向法が知られている。

例えば、図２２は、微粒子配向装置１０１の概略構成を示す側面図である。図２２に示すように、微粒子を懸濁させた試料が収容された試料容器１０２が、チャック１１５を介して駆動部１１３の駆動軸１１３ａに接続され、ケーシング１１１内に配置された磁場発生部１１２の互いに向き合う磁石１１２ａ，１１２ｂの間に配置される。試料容器１０２は、駆動部１１３から回転が伝達され、回転する。制御部１１４は、試料容器１１２が、磁石１１２ａ，１１２ｂの間の磁場中を１８０度ごとに一時停止しながら回転するように、駆動部１１３を制御する。微粒子の互いに直交する三軸を、磁化率の大きい順に第一磁化容易軸、第二磁化容易軸、磁化困難軸とすると、回転・停止の繰り返しによって、磁化困難軸が回転中心線と平行、第一磁化容易軸が静磁場の磁力線と平行、第二磁化容易軸が静磁場の磁力線と垂直になるように配向させることが可能である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－１７３０４２号公報

しかしながら、上記のように回転を伴う場合、回転を停止して試料容器１０２を着脱する必要があるため、配向体を効率よく製造することが困難である。また、配向体の寸法は、磁石１１２ａ，１１２ｂの間隔以下にする必要があり、磁石１１２ａ，１１２ｂの間隔を大きくすると磁場の強度が低下するので、サイズの大きいシート状の配向体を製造することができない。

本発明は、かかる実情に鑑み、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である配向体製造装置及び配向体製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した配向体製造装置を提供する。

配向体製造装置は、（ａ）配向体を製造するための材料を配置する材料配置領域に沿って配置された複数の磁石を有し、前記材料配置領域に、前記材料配置領域に含まれる仮想直線と平行な基準方向の位置に応じて磁力線の方向が異なる所定パターンの磁場を印加する磁場発生部と、（ｂ）前記材料配置領域に配置されている前記材料に印加される前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる磁場駆動部と、を備える。

上記構成において、材料配置領域に配置された材料に、方向が変化する磁場を印加して、材料中の粒子を配向させることができる。

上記構成によれば、磁場発生部や材料配置領域を基準方向に容易に大きくすることができる。また、仮想直線と直交し材料配置領域と平行な方向（以下、「幅方向」という。）にも、磁場発生部や材料配置領域を容易に大きくすることができる。磁場発生部や材料配置領域を基準方向や幅方向に大きくすると、サイズの大きいシート状の配向体を製造することができ、単位時間あたりの製造量を増やすことができる。

また、磁場発生部や磁場駆動部に干渉することなく、配向体製造装置の運転中に材料配置領域に材料を搬入・搬出できるように構成することが容易である。

したがって、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

好ましい第１の態様において、前記磁場発生部の前記磁石は、前記磁場発生部の前記磁石に固定された座標系から見ると前記材料配置領域に定常磁場を印加する永久磁石、電磁石又は超電導磁石である。前記磁場駆動部は、前記磁場発生部の少なくとも一部の前記磁石を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に移動させるリニア駆動機構を含む。

この場合、磁場発生部の磁石が移動すると定常磁場が移動することを利用して、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させる磁場を印加することできる。

好ましくは、前記磁場発生部は、（ｉ）前記材料配置領域に沿って前記基準方向に移動自在に配置された移動体と、（ii）前記材料配置領域を挟んで両側に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、前記基準方向に間隔を設けて配置された複数組の第１の磁石セットと、（iii）前記材料配置領域を挟んで両側に、前記第１の磁石セットとは反対方向に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、互いに隣り合う前記第１の磁石セットの間に配置された第２の磁石セットと、を有する。前記リニア駆動機構は、前記磁場発生部の前記移動体を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、材料配置領域が第１磁石セットの磁石間や第２磁石セットの磁石間を通過するときに、磁力線の方向の変動が一時的に停止する静磁場を印加することできる。これにより、磁場配向法の間欠回転や首振り回転で印加される磁場（以下、「回転変調磁場」という。）に相当する磁場を材料配置領域に印加して、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させることが可能である。

より好ましくは、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間に、間隔が設けられる。前記磁場発生部は、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間の前記間隔に交互に配置され前記移動体に固定された前記磁石である第１及び第２の中間磁石を、さらに有する。前記第１の中間磁石は、前記第１の中間磁石の内部磁場が、前記第１の中間磁石と隣り合う前記第１の磁石セット側から前記第２の磁石セット側に向かうように配置される。前記第２の中間磁石は、前記第２の中間磁石の内部磁場が、前記第２の中間磁石と隣り合う前記第２の磁石セット側から前記第１の磁石セット側に向かうように配置される。

この場合、第１及び第２の中間磁石は、第１の磁石セットの磁石間の領域と第２の磁石セットの磁石間の領域との間の領域に印加される磁場の強度（磁束密度）を、第１及び第２の中間磁石がない場合に比べ、高めることができる。これにより、材料配置領域に印加される磁場の強度の変動を抑制し、配向精度の向上や配向時間の短縮を図ることができる。

好ましくは、前記リニア駆動機構は、前記基準方向に対し垂直な方向から見ると、前記材料配置領域の前記基準方向の両端が、前記磁場発生部の前記磁石の前記基準方向の両端よりも内側に配置されるように、前記磁場発生部の前記移動体を前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、材料配置領域には、磁場発生部が形成する磁場が印加され続ける。

好ましくは、前記磁場発生部は、（ｉ）前記材料配置領域を挟んで一方側に配置された複数の前記磁石の集合である第１の磁石群と、（ii）前記材料配置領域を挟んで他方側に、それぞれ前記第１の磁石群の前記磁石と対応するように配置された複数の前記磁石の集合である第２の磁石群と、を有する。前記リニア駆動機構は、前記第１の磁石群と前記第２の磁石群とのうち少なくとも一方を前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、材料配置領域に配置された材料中の粒子の第１磁化容易軸が基準方向と垂直になるように配向させることが可能である。

磁場発生部の第１の磁石群と第２の磁石群との両方を材料配置領域に対して基準方向に往復移動させる場合、一体に往復移動させても、第１の磁石群第２の磁石群とを互いに逆方向に往復移動させても、第１の磁石群と第２の磁石群とを同じ方向に異なる速度で往復移動させてもよい。

好ましくは、前記第１の磁石群は、前記材料配置領域の一方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。前記第２の磁石群は、前記材料配置領域の他方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。

この場合、材料配置領域に配置された材料に磁石を接近させて磁場の強度を高め、効率よく配向させることができる。また、材料配置領域に垂直かつ基準方向と平行な面内において方向が変わる磁場を印加して、３軸配向させることが可能である。

好ましくは、前記第１の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。前記第２の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように、かつ、前記第１の磁石群の前記磁石と、それぞれ、前記材料配置領域を挟んで互いに向き合い互いに引き合うように配置された複数の前記磁石を含む。

この場合、材料配置領域に二次元的又は三次元的に方向が変わる磁場を印加することができる。

好ましい第２の態様において、前記磁場発生部の前記磁石は、電磁石又は超電導磁石である。前記磁場駆動部は、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石の通電を制御して、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石が前記材料配置領域に印加する前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる通電制御部を含む。

この場合、磁場発生部の電磁石又は超電導磁石を適宜に配置し、通電制御部によって、磁場発生部の電磁石又は超電導磁石が材料配置部に印加する磁場の磁力線の方向を適宜に変えるように制御すると、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させる磁場を印加することができる。

好ましい第３の態様において、前記磁場駆動部は、前記材料が前記材料配置領域に配置されながら前記基準方向に移動するように、前記材料を搬送し、前記材料配置領域を移動している前記材料に印加される磁場を、前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる搬送装置を含む。

この場合、材料が材料配置領域を移動するときに、材料中の粒子を配向させる磁場を印加することができる。例えば、固定され静止している磁場発生部が形成する所定パターンの磁場を、搬送中の材料が通過するように構成する。

なお、上記第１乃至第３の態様を適宜に組み合わせてもよい。例えば、上記第３の態様において、搬送装置よって材料が材料配置領域を基準方向に移動するときに、上記第１の態様のように、磁場発生部の少なくとも一部の磁石を基準方向に移動させるように構成してもよい。

また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した配向体製造方法を提供する。

配向体製造方法は、（ｉ）配向体を製造するための材料を材料配置領域に配置し、材料配置領域に沿って配置された複数の磁石を有する磁場発生部を用いて、前記材料配置領域に、前記材料配置領域に含まれる仮想直線と平行な基準方向の位置に応じて磁力線の方向が異なる所定パターンの磁場を印加する第１の工程と、（ii）前記材料配置領域に配置されている前記材料に印加される前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる第２の工程と、を備える。

上記方法の第２の工程において、材料配置領域に配置された材料に、方向が変化する磁場を印加して、材料中の粒子を配向させることができる。

上記方法によれば、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

好ましい第４の態様において、前記第１の工程において、前記磁場発生部の前記磁石が永久磁石、電磁石又は超電導磁石であり、前記磁場発生部の前記磁石に固定された座標系から見ると前記材料配置領域に定常磁場を印加する。前記第２の工程において、リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の少なくとも一部の前記磁石を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、磁場発生部の磁石が移動すると定常磁場が移動することを利用して、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させる磁場を印加することできる。

好ましくは、前記磁場発生部は、（ｉ）前記材料配置領域に沿って前記基準方向に移動自在に配置された移動体と、（ii）前記材料配置領域を挟んで両側に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、前記基準方向に間隔を設けて配置された複数組の第１の磁石セットと、（iii）前記材料配置領域を挟んで両側に、前記第１の磁石セットとは反対方向に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、互いに隣り合う前記第１の磁石セットの間に配置された第２の磁石セットと、を有する。前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の前記移動体を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、回転変調磁場に相当する磁場を材料配置領域に印加して、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させることが可能である。

より好ましくは、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間に、間隔が設けられる。前記磁場発生部は、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間の前記間隔に交互に配置され前記移動体に固定された前記磁石である第１及び第２の中間磁石を、さらに有する。前記第１の中間磁石は、前記第１の中間磁石の内部磁場が、前記第１の中間磁石と隣り合う前記第１の磁石セット側から前記第２の磁石セット側に向かうように配置される。前記第２の中間磁石は、前記第２の中間磁石の内部磁場が、前記第２の中間磁石と隣り合う前記第２の磁石セット側から前記第１の磁石セット側に向かうように配置される。

この場合、第１及び第２の中間磁石は、第１の磁石セットの磁石間の領域と第２の磁石セットの磁石間の領域との間の領域に印加される磁場の強度（磁束密度）を、第１及び第２の中間磁石がない場合に比べ、高めることができる。これにより、材料配置領域に印加される磁場の強度の変動を抑制し、配向精度の向上や配向時間の短縮を図ることができる。

好ましくは、前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記基準方向に対し垂直な方向から見ると、前記材料配置領域の前記基準方向の両端が、前記磁場発生部の前記磁石の前記基準方向の両端よりも内側に配置されるように、前記磁場発生部の前記移動体を前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、材料配置領域には、磁場発生部が形成する磁場が印加され続ける。

好ましくは、前記磁場発生部は、（ｉ）前記材料配置領域を挟んで一方側に配置された複数の前記磁石の集合体である第１の磁石群と、（ii）前記材料配置領域を挟んで他方側に、それぞれ前記第１の磁石群の前記磁石と対応するように配置された複数の前記磁石である第２の磁石群と、を有する。前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の前記第１の磁石群と前記第２の磁石群とのうち少なくとも一方を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させる。

この場合、材料配置領域に配置された材料中の粒子の第１磁化容易軸が基準方向と垂直になるように配向させることが可能である。

磁場発生部の第１の磁石群と第２の磁石群との両方を材料配置領域に対して基準方向に往復移動させる場合、一体に往復移動させても、第１の磁石群第２の磁石群とを互いに逆方向に往復移動させても、第１の磁石群と第２の磁石群とを同じ方向に異なる速度で往復移動させてもよい。

好ましくは、前記第１の磁石群は、前記材料配置領域の一方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。前記第２の磁石群は、前記材料配置領域の他方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。

この場合、材料配置領域に配置された材料に磁石を接近させて磁場の強度を高め、効率よく配向させることができる。また、材料配置領域に垂直かつ基準方向と平行な面内において方向が変わる磁場を印加して、３軸配向させることが可能である。

好ましくは、前記第１の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように配置された複数の前記磁石を含む。前記第２の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように、かつ、前記第１の磁石群の前記磁石と、それぞれ、前記材料配置領域を挟んで互いに向き合い互いに引き合うように配置された複数の前記磁石を含む。

この場合、材料配置領域に二次元的又は三次元的に方向が変わる磁場を印加することができる。

好ましい第５の態様において、前記磁場発生部の前記磁石は、電磁石又は超電導磁石である。前記第２の工程において、通電制御部を用いて、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石の通電を制御して、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石が前記材料配置領域に印加する前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる。

この場合、磁場発生部の電磁石又は超電導磁石を適宜に配置し、通電制御部によって、磁場発生部の電磁石又は超電導磁石が材料配置部に印加する磁場の磁力線の方向を適宜に変えるように制御すると、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させる磁場を印加することができる。

好ましい第６の態様において、前記第２の工程において、搬送装置を用いて、前記材料が前記材料配置領域に配置されながら前記基準方向に移動するように、前記材料を搬送し、前記材料配置領域を移動している前記材料に印加される磁場を、前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる。

この場合、搬送装置によって、材料が材料配置領域を移動するときに、材料中の粒子を配向させる磁場を印加することができる。例えば、固定され静止している磁場発生部が形成する所定パターンの磁場を通過するように、材料を搬送する。

なお、上記第４乃至第６の態様を適宜に組み合わせてもよい。例えば、上記第６の態様において、搬送装置よって材料が材料配置領域を基準方向に移動するときに、上記第４の態様のように、磁場発生部の少なくとも一部の磁石を基準方向に移動させてもよい。

本発明によれば、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

図１は本発明の配向体製造装置の基本構成を示す説明図である。 図２は配向体製造装置の概略構成を示す斜視図である。（実施例１） 図３は磁場発生部の要部斜視図である。（実施例１） 図４は磁場発生部の要部断面図である。（実施例１） 図５は磁場配向法の間欠回転の説明図である。 図６（ａ）は磁場発生部の断面図、図６（ｂ）は磁束密度のグラフ、図６（ｃ）は磁場の方位のグラフである。（実施例１） 図７（ａ）は磁場発生部の断面図、図７（ｂ）は磁束密度のグラフ、図７（ｃ）は磁場の方位のグラフである。（実施例１） 図８は配向体の極点図である（実施例１の試作例１） 図９は配向体の極点図である（比較例） 図１０は配向体の極点図である（実施例１の試作例２） 図１１は配向体の極点図である（実施例１の試作例３） 図１２は磁場配向法の首振り回転の説明図である。 図１３は磁場発生部の要部斜視図である。（変形例１） 図１４は磁力線分布図である。（変形例１） 図１５（ａ）は磁場発生部の要部断面図、図１５（ｂ）は側面図、図１５（ｃ）は平面図、図１５（ｄ）は磁力線方向の説明図である。（変形例２） 図１６は磁場発生部の要部断面図である。（変形例３） 図１７は磁場発生部の要部断面図である。（変形例４） 図１８は磁場発生部の透視図である。（実施例２） 図１９は磁場発生部の透視図である。（実施例２） 図２０は配向体製造装置の概略構成を示す説明図である。（実施例３） 図２１は配向体製造装置の概略構成を示す説明図である。（実施例４） 図２２は微粒子配向装置の概略構成を示す側面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の配向体製造装置１０の基本構成を示す説明図である。図１に示すように、配向体製造装置１０は、磁場発生部１４と、磁場駆動部１６とを備える。磁場発生部１４は、配向体を製造するための材料（例えば、セラミック等の粒子を含むスラリー）を配置する材料配置領域１２に沿って配置された複数の磁石（不図示）を有する。磁場発生部１４は、材料配置領域１２に、材料配置領域１２に含まれる仮想直線１８と平行な方向（以下、「基準方向」という。）の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場を印加する。磁場駆動部１６は、材料配置領域１２に印加される磁場を、所定パターンの磁場が基準方向に移動ないし揺動するように変化させる。

配向体製造装置１０は、材料配置領域１２に配置された材料に、方向が変化する磁場を印加して、材料中の粒子を配向させることができる。

例えば、基準方向に基本単位の構成を繰り返すように磁場発生部１４を構成すると、磁場発生部１４や材料配置領域１２を基準方向に容易に大きくすることができる。また、仮想直線１８と直交し材料配置領域１２と平行な方向（以下、「幅方向」という。図１において紙面垂直方向である。）については、仮想直線１８と直交する面内において一様又は略一様な磁場が印加されるように磁場発生部１４を構成することで、磁場発生部１４や材料配置領域１２を容易に大きくすることができる。磁場発生部１４や材料配置領域１２を基準方向や幅方向に大きくすると、サイズの大きいシート状の配向体を製造することができ、単位時間あたりの製造量を増やすことができる。

また、磁場発生部１４や磁場駆動部１６が、材料配置領域１２から基準方向や幅方向に延長された領域と干渉しないように構成することが容易である。そのため、磁場発生部１４や磁場駆動部１６に干渉することなく、配向体製造装置１０の運転中に材料配置領域１２に材料を搬入・搬出できるように構成することが容易である。そのため、連続生産したり、バッジ生産（ロット生産）の場合には待ち時間を短縮したりすることができる。

したがって、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

以下、具体的な構成を説明する。

＜実施例１＞ 実施例１の配向体製造装置１０ａについて、図２～図８を参照しながら説明する。

図２は、配向体製造装置１０ａの概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、配向体製造装置１０ａは、基台２０に材料配置領域１２ａが設けられ、磁場駆動部であるリニア駆動機構１６ａを備えている。

詳しくは後述するが、磁場発生部１４ａの磁石（図２では不図示）は永久磁石であり、磁場発生部１４ａの磁石に固定された座標系から見ると、材料配置領域１２ａに定常磁場、すなわち、時間が経過しても磁力線の方向や強度が一定である磁場を印加する。磁場発生部１４ａの磁石に、電磁石や超電導磁石を用い、電磁石や超電導磁石に固定された座標系から見ると、材料配置領域１２に定常磁場を印加するように構成してもよい。

磁場発生部１４ａは、磁場発生部１４ａの磁石によって、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場が形成されるように構成する。リニア駆動機構１６ａは、磁場発生部１４ａを、材料配置領域１２ａに対して、材料配置領域１２ａに含まれる仮想直線１８ａと平行な方向、すなわち基準方向に往復移動させる。これにより、リニア駆動機構１６ａは、材料配置領域１２ａに印加される磁場を、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場が基準方向に往復移動するように変化させる。

材料配置領域１２ａに配置された材料中の粒子に印加される磁場が適宜に変化すると、粒子を配向させることができる。磁場発生部１４ａの磁石が材料配置領域１２ａに配置された材料に接近するように構成すると、材料配置領域１２ａに印加される磁場の強度を高め、配向精度の向上や配向時間の短縮を図ることができる。

リニア駆動機構１６ａは、磁場発生部１４ａと回転ホイール２２とを、ロッド２４を介してリンク結合している。回転ホイール２２は、モータ２６が回転駆動する。回転ホイール２２が矢印２３で示す方向に１回転すると、磁場発生部１４ａは、矢印２８で示す範囲を一往復直線移動する。

磁場発生部１４ａを材料配置領域１２ａに対して基準方向に往復移動させるリニア駆動機構１６ａは、図２に示した構成に限らず、適宜に構成すればよい。例えば、スライダ・クランク機構、カムとカムフォロア、ラックとピニオン、ウォームとウォーム・ホイール、ボールねじ、ピストン、リニアモータなどを用いて構成することができる。

図３は、磁場発生部１４ａの要部斜視図である。図４は、図３のＸ－Ｘ線に沿って切断した磁場発生部１４ａの要部断面図である。

図３及び図４に示すように、磁場発生部１４ａは、アルミ等の非磁性材料の一対の側板１５ａ，１５ｂと、天板１５ｓ及び底板１５ｔとが矩形状に結合された移動体１５を有する。移動体１５は、材料配置領域１２ａに沿って基準方向に移動自在に、基台２０に配置されている。移動体１５で囲まれた角柱状の中空空間に、材料配置領域１２ａが配置される。

移動体１５には、磁石５０ａ，５０ｂ，５２，５４ａ，５４ｂ，５６が固定されている。磁石５０ａ，５０ｂ，５２，５４ａ，５４ｂ，５６は永久磁石であり、それぞれの内部磁場の磁力線方向を、図４において白抜きの矢印で示している。

材料配置領域１２ａを挟んで両側に互いに引き合うように移動体１５に固定された磁石５０ａ，５０ｂの組み合わせは、第１の磁石セット５０ａ，５０ｂである。第１の磁石セット５０ａ，５０ｂは、基準方向（図４において左右方向）に間隔を設けて配置されている。

材料配置領域１２ａを挟んで両側に、第１の磁石セット５０ａ，５０ｂとは反対方向に互いに引き合うように移動体１５に固定された磁石５４ａ，５４ｂの組み合わせは、第２の磁石セット５４ａ，５４ｂである。第２の磁石セット５４ａ，５４ｂは、互いに隣り合う第１の磁石セット５０ａ，５０ｂ；５０ａ，５０ｂの間に、第１の磁石セット５０ａ，５０ｂ；５０ａ，５０ｂと間隔を設けて配置されている。

互いに隣り合う第１の磁石セット５０ａ，５０ｂと第２の磁石セット５４ａ，５４ｂとの間に交互に配置され移動体１５に固定された磁石５２，５６は、第１及び第２の中間磁石５２，５６である。第１の中間磁石５２は、第１の中間磁石５２の内部磁場の磁力線方向が、第１の中間磁石５２と隣り合う第１の磁石セット５０ａ，５０ｂ側から第２の磁石セット５４ａ，５４ｂ側に向かうように配置されている。第２の中間磁石５６は、第２の中間磁石５６の内部磁場の磁力線方向が、第２の中間磁石５６と隣り合う第２の磁石セット５４ａ，５４ｂ側から第１の磁石セット５０ａ，５０ｂ側に向かうように配置されている。

第１及び第２の中間磁石５２，５６は、第１の磁石セットの磁石５０ａ，５０ｂ間の領域４４と第２の磁石セットの磁石５４ａ，５４ｂ間の領域４０との間の領域４２，４６に印加される磁場の強度（磁束密度）を、第１及び第２の中間磁石５２，５６がない場合に比べ、高めることができる。これにより、材料配置領域に印加される磁場の強度の変動を抑制し、配向精度の向上や配向時間の短縮を図ることができる。

図４では、第１及び第２の中間磁石５２，５６が材料配置領域１２ａの一方側にのみ配置されているが、第１及び第２の中間磁石５２，５６が材料配置領域１２ａの両側に配置されてもよい。

あるいは、第１及び第２の中間磁石５２，５６を省略してもよい。この場合、第１の磁石セットの磁石５０ａ，５０ｂと第２の磁石セットの磁石５４ａ，５４ｂとの間に間隔を設けても、設けなくてもよい。

例えば、図４において符号Ｐで示す互いに隣り合う第１の磁石セット５０ａ，５０ｂの基準方向の１ピッチ分の範囲を基本構成とし、この基本構成を基本構成を基準方向に繰り返すように磁場発生部１４ａを構成すると、磁場発生部１４ａや材料配置領域１２ａを基準方向に容易に大きくすることができる。

磁場発生部１４ａが、材料配置領域１２ａに対して基準方向に往復移動すると、磁場配向法の間欠回転や首振り回転で印加される回転変調磁場に相当する磁場を、材料配置領域１２ａに印加することが可能である。

図５は、磁場配向法の間欠回転の説明図である。図５（ａ）に示すように、磁場配向法の間欠回転では、互いに引き合うように対向配置された一対の磁石４ａ，４ｂの間に試料２を配置し、一対の磁石４ａ，４ｂと試料２とを相対的に回転させる。例えば、試料２に固定された座標系ｘ－ｙからみると、一対の磁石４ａ，４ｂは、ｘ軸及びｙ軸に垂直なｚ軸を中心に、矢印６ａ，６ｂで示す方向に回転し、一対の磁石４ａ，４ｂがｙ軸に重なる１８０度ごとに、一時的に回転を停止する。

図５（ｂ）は、図５（ａ）で矢印６ａ，６ｂで示す方向に半回転したときに試料２に印加される磁場の磁力線の方向をｘ－ｙ面に矢印で示した図を、時間経過に従ってｚ軸方向に並べたものを、３次元的に図示している。図５（ｂ）において第１区間８ａは、図５（ａ）に示した状態で一対の磁石４ａ，４ｂが一時的に停止しているときに対応する。第２区間８ｂは、図５（ａ）で矢印６ａ，６ｂで示す方向に一対の磁石４ａ，４ｂが回転しているときに対応する。第３区間８ｃは、図５（ａ）に示した状態から一対の磁石４ａ，４ｂが１８０度回転し、一時的に停止しているときに対応する。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）のお各図を、時間経過に従ってｘ軸方向に並べたときの、各図の矢印を示す。図５（ｃ）に示されている矢印の方向に対応する定常磁場を形成し、この定常磁場の左側に試料２ｘを配置し、矢印８ｘで示すように、定常磁場を右から左に直線移動させると、定常磁場が試料２ｘを通過するときに、試料２ｘには、図５（ａ）に示す状態から一対の磁石４ａ，４ｂが１８０度回転する間欠回転の際に試料２に印加される磁場に相当する磁場を、試料２ｘに印加することができる。

図４に示した第２の磁石セット５４ａ，５４ｂは、磁石５４ａ，５４ｂ間の領域４０に、図５（ｃ）に示した第１区間８ａに相当する上向きの磁場を形成する。同様に、第２の中間磁石５６は、磁石５６に隣接する領域４２に、第２区間８ｂに相当する左向きの磁場を形成し、第１の磁石セット５０ａ，５０ｂは、磁石５０ａ，５０ｂ間の領域４４に、第３区間８ａに相当する下向きの磁場を形成する。図４に示した第１の中間磁石５２は、磁石５２に隣接する領域４６に、図５（ａ）に示した状態から一対の磁石４ａ，４ｂが矢印６ａ，６ｂで示す方向に１８０°から３６０°の範囲を回転する際に試料２に印加される磁場に相当する左向きの磁場を形成する。

図６及び図７に、磁場の二次元解析例を示す。図６（ａ）及び図７（ａ）は、二次元解析モデルの断面図であり、基準方向と平行かつ材料配置領域に垂直な磁場発生部の断面を示している。太い矢印が付された矩形部分が磁石であり、太い矢印は内部磁場の磁力線方向を示している。寸法の単位は、ｍｍである。座標原点Ｏは、下側の磁石群の左上の角である。Ｘ軸は基準方向と平行、Ｚ軸は材料配置領域と垂直である。

図６（ｂ）及び図７（ｂ）は、Ｚ＝１，２，３ｍｍにおける定常磁場の磁束密度の解析結果を示すグラフである。図６（ｃ）及び図７（ｃ）は、Ｚ＝１，２，３ｍｍにおける磁場の方位の解析結果を示すグラフである。

図６及び図７から、基準方向（Ｘ方向）の１ピッチに相当する範囲（図６では、Ｘ＝１５～６５ｍｍの範囲、図７では、Ｘ＝１０～７０ｍｍの範囲）において、図７（ａ）の磁石の配列は、図６（ａ）の磁石の配列に比べ、磁束密度の変動が小さいので、図７（ａ）の磁石の配列は、磁場配向法の間欠回転で印加される磁場により類似した磁場を印加できる。

次に、実施例１の配向体製造装置１０ａを用いて製造した配向体の試作例１～３について説明する。

＜試作例１＞ 試作例１では、２液混合型のエポキシ樹脂の溶媒にＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７粉末を分散させた試料を用いた。材料配置領域に、試料が塗布されたプレートを配置し、図６（ａ）に示した寸法・配置の永久磁石を有する磁場発生部を、材料配置領域に対して基準方向に、互い隣り合う第１の磁石セットの基準方向の１ピッチ分に相当する範囲（図６（ａ）に示したＸ＝１５ｍｍ～６５ｍｍの範囲）で、すなわち、ストローク５０ｍｍで往復移動させて、試料に磁場を印加した。永久磁石の厚み（図６（ａ）において紙面垂直方向の寸法）は１５ｍｍである。

図８に、種々の速度で作製した配向体の（１０３）極点図を示す。図中に、回転ホイール２２の回転速度をωで示し、実質的な回転磁場速度をΩで示し、配向度をＦで示している。ω＝１８０ｒｐｍは、設備上の上限速度である。

比較例として、同じ試料を用い、磁場配向法の間欠回転により、静止時間ｔ_１＝２ｓ、回転時間ｔ_２＝１ｓの条件で、超電導磁石を用いて約１Ｔ（テスラ）の回転変調磁場を印加した。図９に、比較例の配向体の（１０３）極点図を示す。配向度はＦ＝７６．７%である。

図８及び図９から、いずれも、４回対称性のピークが認められ、試作例１は、比較例と同様に三軸配向していることが分かる。

＜試作例２＞ 試作例２では、スラリーの試料でＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７配向厚膜を作製した。試料として、ＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７粉末の含有率が異なる２種類のスラリーを準備し、スラリーの乾燥工程中に磁場を印加した。試料は、いずれも、分散媒はエタノールであり、粘性増強剤として５ｗｔ％のポリビニルブチラール（ＰＶＢ)を含む。試作例１と同じ磁場配向装置を用い、ストロークは５０ｍｍ、回転ホイール２２の回転速度ω＝１８０ｒｐｍ、実質的な回転磁場速度Ω＝５２１ｒｐｍとした。

図１０に、試作例２の配向体の（１０３）極点図を示す。図１０中に、配向度をＦで示している。図１０（ａ）は、２０ｖｏｌ％のＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７粉末を含むスラリーの試料を用いた場合である。図１０（ｂ）は、３０ｖｏｌ％のＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７粉末を含むスラリーの試料を用いた場合である。いずれも、４回対称性のピークが認められ、三軸配向したことが分かる。

＜試作例３＞ 試作例３では、２液混合型のエポキシ樹脂の溶媒にＤｙＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７粉末を分散させた試料を用い、材料配置領域に、試料が塗布されたプレートを配置し、室温の環境で、図７（ａ）に示した寸法・配置の永久磁石を有する磁場発生部を往復移動させて配向体を作製した。永久磁石の厚み（図７（ａ）において紙面垂直方向の寸法）は１５ｍｍである。

図１１に、試作例３の配向体の（１０３）極点図を示す。図中に、回転ホイール２２の回転速度をωで示し、実質的な回転速度をΩで示し、配向度をＦで示している。図１０（ａ）は、磁場発生部を、材料配置領域に対して基準方向に、１ピッチ分に相当する範囲（図７（ａ）において、Ｘ＝１０ｍｍ～７０ｍｍの範囲）で、すなわち、ストローク６０ｍｍで往復移動させて、試料に磁場を印加した。図１１（ｂ－１）及び図１１（ｂ－２）は、磁場発生部を、１ピッチ分に相当する範囲より狭い範囲で、すなわち、ストローク５０ｍｍで往復移動させて、試料に磁場を印加した。図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、いずれも、４回対称性のピークが認められ、三軸配向したことが分かる。

試作例１～３では、磁場発生部を往復移動させるとき、材料配置領域の基準方向の両端が、磁場発生部の磁石の基準方向両端を超えないようにした。すなわち、基準方向に対し垂直な方向から見ると、材料配置領域の基準方向の両端が、磁場発生部の磁石の基準方向の両端よりも内側に配置されるように、磁場発生部を基準方向に往復移動させた。これにより、材料配置領域には、磁場発生部が形成する磁場が印加され続ける。

磁場発生部１４ａを往復移動させるときの片道移動距離は、適宜に選択すればよい。

例えば、互いに隣り合う第１の磁石セット５０ａ，５０ｂの基準方向のピッチをＰ、Ｎを１以上の整数（自然数）とすると、磁場発生部１４ａを基準方向に往復移動させるときの片道移動距離Ｄは、
Ｄ＝Ｐ×Ｎ ・・・式（１）
を満たすようにする。式（１）を満たすと、材料配置領域１２ａには、磁場の強さや磁力線の方向が時間とともに変化する変動磁場が、連続した周期で印加される。

実施例１の配向体製造装置１０ａにおいて、磁場発生部１４ａを基準軸方向に往復移動せるときの片道移動距離を、Ｐ／２より小さくすると、磁場配向法の首振り回転において印加される回転変調磁場に相当する磁場を、材料配置領域１２ａに印加することが可能である。

図１２は、磁場配向法の首振り回転の説明図である。図１２に示すように、互いに引き合うように対向配置された一対の磁石４ｓ，４ｔの間に試料２を配置し、一対の磁石４ｓ，４ｔと試料２とを、矢印６ｓで示すように、１８０°より小さい角度範囲で相対的に回転させる。これにより、試料２に印加される磁場の磁力線の方向が、矢印５ａ，５ｂで示すように、所定角度範囲内で変化する。

＜変形例１＞ 変形例１の磁場発生部１４ｐについて、図１３及び図１４を参照しながら説明する。変形例１の磁場発生部１４ｐは、実施例１の磁場発生部１４ａの代わりに用いる。

図１３は、磁場発生部１４ｐの要部斜視図である。図１４は、図１３のＸ－Ｘ線で切断した、材料配置領域を含む面における磁力線分布図である。図１４において第１及び第２の磁石５７ａ，５７ｂに付した矢印は、磁石５７ａ，５７ｂの内部磁場の磁力線方向を示す。

図１３及び図１４に示すように、磁場発生部１４ｐは、アルミ等の非磁性材料の天板１５ｐ及び底板１５ｑの間に、材料配置領域を挟んで両側に第１及び第２の磁石群５７ｐ，５７ｑが配置されている。第１及び第２の磁石群５７ｐ，５７ｑは、それぞれ、第１及び第２の磁石５７ａ，５７ｂが交互に配置されている。

図１４に示すように、第１の磁石群５７ｐの第１の磁石５７ａと、第２の磁石群５７ｑの第１の磁石５７ａとは、互いに対向する。互いに対向する第１の磁石５７ａの内部磁場の磁力線方向は、互いに同じ方向であり、それぞれ、基準方向と平行である。第１の磁石５７ａの内部磁場の磁力線方向は、基準方向に交互に方向が反転する。

第１の磁石群５７ｐの第２の磁石５７ｂと、第２の磁石群５７ｑの第２の磁石５７ｂとは、互いに対向する。互いに対向する第２の磁石５７ｂの内部磁場の磁力線方向は、基準方向と垂直、かつ、互いに反対方向である。第２の磁石５７ｂの内部磁場の磁力線方向は、基準方向に交互に方向が反転する。

変形例１の磁場発生部１４ｐが、実施例１の磁場発生部１４ａと同様に、材料配置領域に対して基準方向（材料配置領域に含まれる仮想直線１８ｂと平行な方向）に往復移動すると、材料配置領域と平行な面内において磁力線方向が変化する磁場が印加される。これによって、材料配置領域に配置された材料中の粒子を、第１磁化容易軸が基準方向と平行、磁化困難軸が材料配置領域に対して垂直になるように、３軸配向させることが可能である。

＜変形例２＞ 変形例２の磁場発生部１４ｑについて、図１５を参照しながら説明する。図１５（ａ）は、磁場発生部１４ｑの要部断面図であり、材料配置領域に垂直、かつ、材料配置領域に含まれる仮想直線１８ｃを含む断面図（基準方向の縦断面図）である。図１５（ｂ）は、基準方向から見た磁場発生部１４ｑの側面図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）の線Ａ－Ａに沿って鉛直方向下向きに見た平面図であり、磁石５８ａ～５８ｇの内部磁場の磁力線方向を白抜き矢印で示している。図１５（ｄ）は、図１５（ａ）の線Ｂ－Ｂに沿って鉛直方向下向きに見た面、すなわち、材料配置領域を含む面における磁力線方向の説明図である。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、変形例２の磁場発生部１４ｑは、実施例１の磁場発生部１４ａと同様に、材料配置領域の上下に、第１及び第２の磁石群５８ｐ，５８ｑが配置されている。第１及び第２の磁石群５８ｐ，５８ｑは、それぞれ、磁石５８ａ～５８ｇが配列されている。図１５（ｃ）に示すように、磁石５８ａ～５８ｇは、磁石５８ａ～５８ｇの配列の中央から離れるに従って内部磁場の磁力線方向が次第に傾き、両端の磁力線方向が中心よりも３０～４５度傾くように配置されている。第１の磁石群５８ｐと、第２の磁石群５８ｑとは、基本的に、同じ磁石５８ａ～５８ｇが互いに対向し、内部磁場の磁力線方向も同じになるように配列されている。

第１及び第２の磁石群５８ｐ，５８ｑの間には、図１５（ｄ）に概念的に示すように、磁力線方向が次第に変化する磁場を形成することができる。図１５（ｄ）では、磁力線方向を白抜き矢印で示している。鎖線は、磁場発生部１４ｑが材料配置領域に対して基準方向に往復移動するときに、材料配置領域に配置された材料３が対向可能な範囲を示している。磁場発生部１４ｑが材料配置領域に対して基準方向に往復移動すると、材料配置領域と平行な面内において磁力線方向が変化し、材料配置領域に配置された材料３に首振り回転に相当する磁場を印加することができる。

＜変形例３＞ 図１６は、変形例３の磁場発生部１４ｓの要部断面図である。図１６は、材料配置領域１２ｓに垂直、かつ基準方向と平行な断面図である。図１６に示すように、磁場発生部１４ｓは、材料配置領域１２ｓの片側に、第１の磁石６０と第２の磁石６２とが基準方向（図１６において左右方向）に交互に並ぶように配置されている。

矢印６０ｘ，６２ｘは、磁石６０，６２の内部磁場の磁力線方向を示す。第１の磁石６０は、内部磁場が材料配置領域１２ｓに向かうように配置されている。第２の磁石６２は、内部磁場が材料配置領域１２ｓから離れるように配置されている。これにより、材料配置領域１２ｓには、矢印６０ａ～６０ｃ，６２ａ～６２ｃで示すように、第１及び第２の磁石６０，６２に対向する基準方向の位置によって方向が異なる磁場が印加される。

例えば、磁場発生部１４ｓを、不図示のリニア駆動機構によって材料配置領域１２ｓに対して基準方向に、互いに隣り合う磁石６０，６２のピッチの半分より小さい範囲で往復移動させると、材料配置領域１２ｓに、磁場配向法の首振り回転において印加される回転変調磁場に相当する磁場を印加することが可能である。

＜変形例４＞ 図１７は、変形例４の磁場発生部１４ｔの要部断面図である。図１７は、材料配置領域１２ｔに垂直、かつ基準方向と平行な断面図である。

図１７（ａ）に示すように、磁場発生部１４ｔは、材料配置領域１２ｔを挟んで一方側に互いに間隔を設けて基準方向（図１７において左右方向）に並ぶように配置された複数の磁石６４ａの集合である第１の磁石群６４と、材料配置領域１２ｔを挟んで他方側に互いに間隔を設けて基準方向に並ぶように配置された複数の磁石６６ａの集合である第２の磁石群６６とを有する。第１の磁石群６４の磁石６４ａと、第２の磁石群６６の磁石６６ａとは、それぞれが互いに対応するように配置されている。

矢印６４ｘ，６６ｘは、磁石６４ａ，６６ａの内部磁場の磁力線方向を示す。第１の磁石群６４の磁石６４ａは、内部磁場が材料配置領域１２ｓから離れるように配置されている。第２の磁石群６６の磁石６６ａは、内部磁場が材料配置領域１２ｓに向かうように配置されている。これにより、材料配置領域１２ｔには、矢印６７，６８で示すように、基準方向の位置によって方向が異なる磁場が印加される。

磁場発生部１４ｓの第１の磁石群６４と第２の磁石群６６とのうち少なくとも一方を、不図示のリニア駆動によって材料配置領域１２ｓに対して基準方向に往復移動させると、材料配置領域１２ｓに、回転変調磁場に相当する磁場を印加することが可能である。

例えば、磁場発生部１４ｔの第１の磁石群６４と第２の磁石群６６との両方の磁石６４ａ，６６ａを、基準方向に一体に往復移動させる。

あるいは、図１７（ｂ）に示すように、磁場発生部１４ｔの第１の磁石群６４と第２の磁石群６６とのうち一方６４のみを、材料配置領域１２ｔに対して基準方向に往復移動させる。この場合、材料配置領域１２ｔに印加される磁場、すなわち、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場は、基準方向に揺動するように変化する。

あるいは、図１７（ｃ）に示すように、磁場発生部１４ｔの第１の磁石群６４と第２の磁石群６６との両方を、互いに逆方向に往復移動させる。この場合、材料配置領域１２ｔに印加される磁場、すなわち、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場は、基準方向に揺動するように変化する。

あるいは、磁場発生部１４ｔの第１の磁石群６４と第２の磁石群６６との両方を、同じ方向に、第１の磁石群６４と第２の磁石群６６とでは異なる速度で往復移動させる。

＜実施例２＞ 実施例２の配向体製造装置について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。実施例２では、磁場発生部の磁石が３次元的に配置されている。

図１８は、実施例２の配向体製造装置の磁場発生部１４ｖを、中心線１４ｘの方向に見た透視図である。図１９は、磁場発生部１４ｖを、中心線１４ｘに対して垂直方向から見た透視図である。基準方向は、中心線１４ｘと平行な方向である。

図１８及び図１９に示すように、磁場発生部１４ｖは、材料配置領域１２ｖのまわりに螺旋状に並ぶように配置された複数の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐを含む第１の磁石群７０と、材料配置領域１２ｖのまわりに螺旋状に並ぶように配置された複数の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐを含む第２の磁石群７２とを有する。第１の磁石群７０の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐと、第２の磁石群７２の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐとは、それぞれ、材料配置領域１２ｖを挟んで互いに向き合い互いに引き合うように配置されている。例えば、第１の磁石群７０の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐは、それぞれの内部磁場が材料配置領域１２ｖに向かうように配置されている。第２の磁石群７２の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐは、それぞれの内部磁場が材料配置領域１２ｖから離れるように配置されている。

磁場発生部１４ｖの第１の磁石群７０の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐと第２の磁石群７２の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐとのうち少なくとも一方を、不図示のリニア駆動機構によって材料配置領域１２ｖに対して基準方向に往復移動させて、材料配置領域１２ｖに、二次元的又は三次元的に方向が変化する磁場を印加することが可能である。

例えば、磁場発生部１４ｖの第１の磁石群７０磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐと第２の磁石群７０の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐとを、不図示のリニア駆動機構によって、例えば図１９で符号Ｗで示した１ピッチ分の範囲を、材料配置領域１２ｖに対して基準方向に一体に往復移動させる。これにより、材料配置領域１２ｖに印加され磁場は、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場が基準方向に往復移動するように変化する。この場合、材料配置領域１２ｖに印加される磁場の磁力線の方向が二次元的に変化する。すなわち、基準方向に垂直な面（図１８の紙面に平行な面）内において磁力線の方向が３６０度の範囲を正転、逆転する。基準方向と平行に並んでいる第１の磁石群７０の磁石７０ａ，７０ｂ；７０ｍ，７０ｎが基準方向に垂直な面を通過するとき、基準方向に垂直な面内に一時的に静磁場が印加されるようにすることができる。つまり、間欠回転の回転変調磁場に相当する磁場を、材料配置領域１２ｖに印加することができる。

磁場発生部１４ｖの第１の磁石群７０と第２の磁石群７０との一方のみの磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐ又は７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐを、不図示のリニア駆動機構によって材料配置領域１２ｂに対して基準方向に一体的に往復移動させたり、磁場発生部１４ｖの第１の磁石群７０と第２の磁石群７０との両方の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐ；７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐを、互いに逆方向に、又は同じ方向に互いに異なる速度で、不図示のリニア駆動機構によって材料配置領域１２ｂに対して基準方向に一体的に往復移動させたりすると、三次元的に方向が変わる磁場を材料配置領域１２ｂに印加することができる。

なお、図１８及図１９には、第１の磁石群７０の磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐと第２の磁石群７２の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐとを、材料配置領域１２ｂの中心線１２ｘから等距離に、かつ中心線１２ｘと垂直に、基準方向に等間隔に三次元配置する場合を図示しているが、これに限るものではない。磁石によって、材料配置領域１２ｂまでの距離や材料配置領域１２ｂに対する角度を変えてもよいし、磁石の並ぶ方向や間隔は適宜に選択すればよい。

＜実施例３＞ 実施例３の配向体製造装置について、図２０を参照しながら説明する。図２０は、配向体製造装置１０ｂの概略構成を示す説明図である。実施例１、２の磁場発生部は定常磁場を形成するが、実施例３の磁場発生部は変動磁場を形成する。

図２０に示すように、配向体製造装置１０ｂの磁場発生部１４ｂは、電磁石ユニットＵ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，・・・Ｕ_ｎが、基準方向に等間隔に並ぶように配置されている。電磁石ユニットＵ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，・・・Ｕ_ｎには、基準方向から見ると、材料配置領域１２ｂのまわりに３０°ごとに電磁石７４が配置されて、互いに向する電磁石７４に通電すると、材料配置領域１２ｂに磁場を印加することができる。材料配置領域１２ｂに印加する磁場の磁力線の方向は、３０°ごとに変えることができる。電磁石７４の代わりに、超電導磁石を配置してもよい。

配向体製造装置１０ｂは、磁場駆動部である通電制御部１６ｂを備える。通電制御部１６ｂは、磁場発生部１４ｂの電磁石７４又は超電導磁石の通電を制御して、磁場発生部１４ｂの電磁石７４又は超電導磁石が材料配置領域１２ｂに印加する磁場を、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場が基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる。

通電制御部１６ｂが磁場発生部１４ｂの電磁石７４又は超電導磁石の通電を適宜に制御することによって、材料配置領域１２ｂに配置された材料中の粒子を配向させる磁場が印加されるようにすることができる。

例えば、通電制御部１６ｂは、各電磁石ユニットＵ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，・・・Ｕ_ｎが材料配置領域１２ｂに印加する磁場の磁力線の方向が、所定時間ごとに、次の表１に示すように変わるように、電磁石７４又は超電導磁石の通電を制御する。

表１において、磁力線の方向は、時計の短針が指す時刻の数字で示している。例えば、表中の「１２」は１２時の短針の方向、すなわち、下から上の方向を示す。同様に、「３」は左から右、「６」は上から下、「９」は右から左の方向を示す。

表１のように制御すると、実施例２において、磁場発生部１４ｖの第１の磁石群７０磁石７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐと第２の磁石群７０の磁石７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐとを、図１９で符号Ｗで示した１ピッチ分の範囲を、材料配置領域１２ｖに対して基準方向に一体に往復移動させる場合に相当する磁場を、印加することができる。すなわち、通電制御部１６ｂは、実施例２の磁場発生部１４ｖが形成する磁場が基準方向に往復移動する場合に相当する磁場が印加されるように、各電磁石ユニットＵ_１，Ｕ_２，Ｕ_３，・・・Ｕ_ｎの電磁石７４の通電を制御し、材料配置領域１２ｂに印加する磁場を、基準方向の位置に応じて方向が異なる所定パターンの磁場が基準方向に往復移動するように変化させる。これにより、材料配置領域１２ｂに配置された材料中の粒子を配向させることが可能である。

磁場発生部の電磁石又は超電導磁石は適宜に配置すればよい。その場合、通電制御部によって、磁場発生部の電磁石又は超電導磁石が材料配置部に印加する磁場の磁力線の方向を適宜に変えるように制御すると、材料配置領域に配置された材料中の粒子を配向させる磁場を印加することができる。

なお、磁場発生部１４ｂは、固定され静止しているが、実施例１のように基準方向に往復移動するように構成することも可能である。

＜実施例４＞ 図２１は、実施例４の配向体製造装置１０ｃの概略構成を示す説明図である。図２１に示すように、配向体製造装置１０ｃは、配向体を製造するための材料を含むワーク５を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送装置１７と、搬送経路に磁場を印加する磁場発生部１４ｃとを備えている。

搬送装置１７は、適宜に構成すればよいが、例えば、循環する無端ベルト１７ａを有し、無端ベルト１７ａ上に載置されたワーク５を矢印１７ｘで示す方向に搬送する。

ワーク５は、例えば、配向体を製造するための材料が基材に塗布されたものである。磁場発生部１４ｃは、ワーク５が磁場発生部１４ｃを通過するときに、ワーク５に磁場を印加し、乾燥途中あるいは固化途中の材料に含まれる粒子を配向させる。

磁場発生部１４ｃは、永久磁石、電磁石、超電導磁石等の複数の磁石を有し、磁場を形成する。ワーク５の搬送経路は、磁場発生部１４ｃによって形成される磁場を通過する。磁場発生部１４ｃは、ワーク５の搬送経路を搬送方向に移動するに従って、搬送経路における磁力線の方向が周期的に変化するように構成されている。例えば、上述した実施例１等と同様に、ワーク５が搬送方向に移動するに従って、ワーク５に回転変調場に相当する磁場が印加されるように、磁場発生部１４ｃは、複数の磁石が配列されている。

ワーク５の搬送経路のうち、磁場発生部１４ｃによって形成される磁場を通過する部分が材料配置領域である。搬送装置１７は、材料配置領域を基準方向に移動するように、ワーク５、すなわち、配向体を製造するための材料を搬送する。基準方向は、磁場発生部１４ｃによって形成される磁場を通過するときのワーク５の搬送方向と一致する。磁場発生部１４ｃは、基準方向の位置に応じて磁力線の方向が異なる所定パターンの磁場、例えば、回転変調磁場に相当する定常磁場を形成する。搬送装置１７は磁場駆動部であり、搬送装置１７がワーク５を搬送することによって、搬送中のワーク５に印加される磁場を、所定パターンの磁場が基準方向に移動ないし揺動するように変化させる。

配向体製造装置１０ｃは、ワーク５が磁場発生部１４ｃによって形成される磁場を通過する間に、ワーク５に含まれる材料中の粒子を配向させることによって、配向体を製造することができる。磁場発生部１４ｃに連続的にワーク５を搬送し、配向体を効率よく製造することが容易である。配向体製造装置１０ｃは、ワーク５の基準方向の寸法や、基準方向に対して直角方向の寸法（図２１の紙面に垂直な方向の寸法）を大きくすることができ、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

なお、搬送装置１７は、磁場発生部１４ｃによって形成される所定パターンの磁場中において、ワーク５を基準方向に往復移動させてもよい。

ワークは、連続体でも構わない。例えば、ロールから引き出されたキャリフィルムの上に、配向体を製造するためのスラリー等の材料がドクターブレード法で塗布された連続体のワークが搬送装置によって搬送され、磁場発生部１８ｃを通過するように構成してもよい。連続体のワークは、磁場発生部１８ｃを通過した後に、巻き取ってもよいし、切断して個片に分割してもよい。

以上に説明した実施例１～４の構成を、適宜に組み合わせてもよい。例えば、実施例４において、ワークは、固定され静止している磁場発生部によって形成される磁場を通過するが、実施例１、２のように基準方向に往復移動する磁場発生部によって形成される磁場を通過するように構成してもよい。また、実施例４のように搬送装置で搬送されるワークが、実施例３のように電磁石を用いる磁場発生部によって形成される変動磁場を通過するように構成してもよい。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、本発明の配向体製造装置及び配向体製造方法は、配向体を効率よく製造することが容易であり、サイズの大きいシート状の配向体を製造可能である。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば、磁場発生部の磁石として、永久磁石、電磁石、超電導磁石のうち２種類又は３種類を組み合わせて用いてもよい。

また、リニア駆動機構や通電制御部によって材料配置領域に印加される磁場のパターンは、配向の進捗度合等に応じて、異なるパターンに切り替えてもよい。

また、磁場発生部が印加する磁場は、回転変調磁場に相当する磁場以外であってもかまわない。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 配向体製造装置
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｓ，１２ｔ，１２ｖ 材料配置領域
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｐ，１４ｑ，１４ｓ，１４ｔ，１４ｖ 磁場発生部
１５ 移動体
１６ 磁場駆動部
１６ａ リニア駆動機構（磁場駆動部）
１６ｂ 通電制御部（磁場駆動部）
１７ 搬送装置（磁場駆動部）
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 仮想直線
５０ａ，５０ｂ 磁石（第１の磁石セット）
５２ 磁石（第１の中間磁石）
５４ａ，５４ｂ 磁石（第２の磁石セット）
５６ 磁石（第２の中間磁石）
５７ａ，５７ｂ 磁石
５７ｐ 第１の磁石群
５７ｑ 第２の磁石群
５８ａ～５８ｇ 磁石
５８ｐ 第１の磁石群
５８ｑ 第２の磁石群
６０，６２ 磁石
６４ 第１の磁石群
６４ａ 磁石
６６ 第２の磁石群
６６ａ 磁石
７０ 第１の磁石群
７０ａ～７０ｋ，７０ｍ，７０ｎ，７０ｐ 磁石
７２ 第２の磁石群
７２ａ～７２ｋ，７２ｍ，７２ｎ，７２ｐ 磁石
７４ 電磁石
Ｐ ピッチ

Claims (20)

1. 配向体を製造するための材料を配置する材料配置領域に沿って配置された複数の磁石を有し、前記材料配置領域に、前記材料配置領域に含まれる仮想直線と平行な基準方向の位置に応じて磁力線の方向が異なる所定パターンの磁場を印加する磁場発生部と、
   前記材料配置領域に配置されている前記材料に印加される前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる磁場駆動部と、
   を備えたことを特徴とする、配向体製造装置。
2. 前記磁場発生部の前記磁石は、前記磁場発生部の前記磁石に固定された座標系から見ると前記材料配置領域に定常磁場を印加する永久磁石、電磁石又は超電導磁石であり、
   前記磁場駆動部は、前記磁場発生部の少なくとも一部の前記磁石を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させるリニア駆動機構を含むことを特徴とする、請求項１に記載の配向体製造装置。
3. 前記磁場発生部は、
   前記材料配置領域に沿って前記基準方向に移動自在に配置された移動体と、
   前記材料配置領域を挟んで両側に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、前記基準方向に間隔を設けて配置された複数組の第１の磁石セットと、
   前記材料配置領域を挟んで両側に、前記第１の磁石セットとは反対方向に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、互いに隣り合う前記第１の磁石セットの間に配置された第２の磁石セットと、
   を有し、
   前記リニア駆動機構は、前記磁場発生部の前記移動体を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項２に記載の配向体製造装置。
4. 互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間に、間隔が設けられ、
   前記磁場発生部は、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間の前記間隔に交互に配置され前記移動体に固定された前記磁石である第１及び第２の中間磁石を、さらに有し、
   前記第１の中間磁石は、前記第１の中間磁石の内部磁場が、前記第１の中間磁石と隣り合う前記第１の磁石セット側から前記第２の磁石セット側に向かうように配置され、
   前記第２の中間磁石は、前記第２の中間磁石の内部磁場が、前記第２の中間磁石と隣り合う前記第２の磁石セット側から前記第１の磁石セット側に向かうように配置されたことを特徴とする、請求項３に記載の配向体製造装置。
5. 前記リニア駆動機構は、前記基準方向に対し垂直方向から見ると、前記材料配置領域の前記基準方向の両端が、前記磁場発生部の前記磁石の前記基準方向の両端よりも内側に配置されるように、前記磁場発生部の前記移動体を前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項３又は４に記載の配向体製造装置。
6. 前記磁場発生部は、
   前記材料配置領域を挟んで一方側に配置された複数の前記磁石の集合である第１の磁石群と、
   前記材料配置領域を挟んで他方側に、それぞれ前記第１の磁石群の前記磁石と対応するように配置された複数の前記磁石の集合である第２の磁石群と、
   を有し、
   前記リニア駆動機構は、前記磁場発生部の前記第１の磁石群と前記第２の磁石群とのうち少なくとも一方を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項２に記載の配向体製造装置。
7. 前記第１の磁石群は、前記材料配置領域の一方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含み、
   前記第２の磁石群は、前記材料配置領域の他方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含むことを特徴とする、請求項６に記載の配向体製造装置。
8. 前記第１の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように配置された複数の前記磁石を含み、
   前記第２の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように、かつ、前記第１の磁石群の前記磁石と、それぞれ、前記材料配置領域を挟んで互いに向き合い互いに引き合うように配置された複数の前記磁石を含むことを特徴とする、請求項６に記載の配向体製造装置。
9. 前記磁場発生部の前記磁石は、電磁石又は超電導磁石であり、
   前記磁場駆動部は、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石の通電を制御して、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石が前記材料配置領域に印加する前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる通電制御部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の配向体製造装置。
10. 前記磁場駆動部は、前記材料が前記材料配置領域に配置されながら前記基準方向に移動するように、前記材料を搬送し、前記材料配置領域を移動している前記材料に印加される磁場を、前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる搬送装置を含むことを特徴とする、請求項１に記載の配向体製造装置。
11. 配向体を製造するための材料を材料配置領域に配置し、材料配置領域に沿って配置された複数の磁石を有する磁場発生部を用いて、前記材料配置領域に、前記材料配置領域に含まれる仮想直線と平行な基準方向の位置に応じて磁力線の方向が異なる所定パターンの磁場を印加する第１の工程と、
    前記材料配置領域に配置されている前記材料に印加される前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させる第２の工程と、
    を備えたことを特徴とする、配向体製造方法。
12. 前記第１の工程において、前記磁場発生部の前記磁石が永久磁石、電磁石又は超電導磁石であり、前記磁場発生部の前記磁石に固定された座標系から見ると前記材料配置領域に定常磁場を印加し、
    前記第２の工程において、リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の少なくとも一部の前記磁石を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項１１に記載の配向体製造方法。
13. 前記磁場発生部は、
    前記材料配置領域に沿って前記基準方向に移動自在に配置された移動体と、
    前記材料配置領域を挟んで両側に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、前記基準方向に間隔を設けて配置された複数組の第１の磁石セットと、
    前記材料配置領域を挟んで両側に、前記第１の磁石セットとは反対方向に互いに引き合うように前記移動体に固定された前記磁石の組み合わせであって、互いに隣り合う前記第１の磁石セットの間に配置された第２の磁石セットと、
    を有し、
    前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の前記移動体を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項１２に記載の配向体製造方法。
14. 互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間に、間隔が設けられ、
    前記磁場発生部は、互いに隣り合う前記第１の磁石セットと前記第２の磁石セットとの間の前記間隔に交互に配置され前記移動体に固定された前記磁石である第１及び第２の中間磁石を、さらに有し、
    前記第１の中間磁石は、前記第１の中間磁石の内部磁場が、前記第１の中間磁石と隣り合う前記第１の磁石セット側から前記第２の磁石セット側に向かうように配置され、
    前記第２の中間磁石は、前記第２の中間磁石の内部磁場が、前記第２の中間磁石と隣り合う前記第２の磁石セット側から前記第１の磁石セット側に向かうように配置されたことを特徴とする、請求項１３に記載の配向体製造方法。
15. 前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記基準方向に対し垂直な方向から見ると、前記材料配置領域の前記基準方向の両端が、前記磁場発生部の前記磁石の前記基準方向の両端よりも内側に配置されるように、前記磁場発生部の前記移動体を前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の配向体製造方法。
16. 前記磁場発生部は、
    前記材料配置領域を挟んで一方側に配置された複数の前記磁石の集合である第１の磁石群と、
    前記材料配置領域を挟んで他方側に、それぞれ前記第１の磁石群の前記磁石と対応するように配置された複数の前記磁石の集合である第２の磁石群と、
    を有し、
    前記第２の工程において、前記リニア駆動機構を用いて、前記磁場発生部の前記第１の磁石群と前記第２の磁石群とのうち少なくとも一方を、前記材料配置領域に対して前記基準方向に往復移動させることを特徴とする、請求項１２に記載の配向体製造方法。
17. 前記第１の磁石群は、前記材料配置領域の一方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含み、
    前記第２の磁石群は、前記材料配置領域の他方の主面に対向し、前記基準方向に並ぶように配置された複数の前記磁石を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の配向体製造方法。
18. 前記第１の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように配置された複数の前記磁石を含み、
    前記第２の磁石群は、前記材料配置領域のまわりに、螺旋状に並ぶように、かつ、前記第１の磁石群の前記磁石と、それぞれ、前記材料配置領域を挟んで互いに向き合い互いに引き合うように配置された複数の前記磁石を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の配向体製造方法。
19. 前記磁場発生部の前記磁石は、電磁石又は超電導磁石であり、
    前記第２の工程において、通電制御部を用いて、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石の通電を制御して、前記磁場発生部の前記電磁石又は前記超電導磁石が前記材料配置領域に印加する前記磁場を、前記所定パターンの磁場が前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させることを特徴とする、請求項１１に記載の配向体製造方法。
20. 前記第２の工程において、搬送装置を用いて、前記材料が前記材料配置領域に配置されながら前記基準方向に移動するように、前記材料を搬送し、前記材料配置領域を移動している前記材料に印加される磁場を、前記基準方向に往復移動ないし揺動するように変化させることを特徴とする、請求項１１に記載の配向体製造方法。

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