JPH06204035A - 多極異方性円筒状永久磁石の着磁方法および着磁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極異方性配向磁石用の着磁装置において、位
置合わせのために微弱な着磁を施したのち本格着磁させ
る２段階着磁法を行うさいの着磁の位置合わせを正確迅
速に行う方法を提案する。 【構成】 被着磁物の上下にぶれ防止用ダンパーつき円
板を設置し、微弱な着磁で円周方向の位置合わせを行
い、ダンパーでぶれを防止しながら下降移動させゴムシ
ートと金属突起の組み合わせで固定したのちに本格着磁
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多極異方性円筒状永久
磁石をその磁石の有する異方性方向に合わせて着磁する
とき、仮着磁により位置合わせをした後、固定して着磁
する方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラディアル配向多極磁石よりも磁極効率
の高いとされる極異方性配向磁石は、その着磁工程にお
いて、極異方性配向磁石とすべき被着磁物の極異方性部
すなわち配向円弧と円筒外周の交点部分（図３参照）と
着磁ヨークの磁極とが一致せずに着磁された場合には、
特性を向上させるために作られた異方性配向構造が利用
できないばかりでなく、ラディアル配向多極磁石よりも
磁力が小さくなることが知られている。

【０００３】一方、着磁の際、極異方性円筒型磁石を任
意の方向にしたままで着磁ヨーク内に挿入し、円周方向
を固定せずに着磁すると、着磁時の磁気的エネルギーを
最小にするために、極異方性円筒磁石の異方性方向と着
磁磁場が引き合って回転する現象が知られている。回転
運動が減衰し異方性方向と着磁磁場が一致するのに要す
る時間は通常100ミリ秒以上である。しかし、着磁コイ
ルに流す必要のある電流は5 〜10KAと大きくコイル発熱
量や極数の多さ(8〜14極) などの構造上の制約のため、
通常着磁のための通電時間は長くとも10ミリ秒の、いわ
ゆるパルス電流が用いられている。したがってこのまま
では10ミリ秒の間被着磁物を固定しなければ磁石がぶれ
た状態で着磁されるか、またはずれた方向で固定して着
磁してしまい、前記したように磁力が小さくなってしま
う。

【０００４】そこでこの問題を解決するために、位置合
わせのために微弱な着磁を施したのち、引き続いて本格
着磁させる方法、すなわち位置合わせ着磁と本格着磁と
の二段階着磁法が提案されている。特公昭62-9201 号公
報では同一場所での二段階着磁方法、特公昭62-9202 号
公報では上部で位置合わせを行った後下降させ下部で本
格着磁させる移動式二段階着磁方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公昭62-9201 号公報
と特公昭62-9202 号公報に開示された技術により磁力特
性は極異方性配向構造に期待されている理想的な水準に
近づいているが、近年の極異方性配向技術の発達によ
り、多極数化、小型化の傾向が強まり、そのため位置合
わせにさらに高度の正確さが要求されるようになった。
こういった状況で、特公昭61-9201 号公報の同一場所で
の二段階着磁では、第一段階でもし多少のずれが残ると
後段階に影響することが避けられず、また特公昭62-920
2 号公報の移動式二段階着磁では、仮着磁のままで固定
されるわけではないので移動すること自体によって生じ
得る機構的なずれが後段階に影響して満足すべき磁性が
得られていないということが問題となってきた。

【０００６】本発明は、上述した移動式二段階着磁法(
特公昭62-9202 号公報) において、移動( 下降) する際
に機構的に生ずるずれを防止し、その結果、本格的着磁
段階での着磁方向精度を向上させ、かつ安定させる着磁
装置を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は着磁装置におい
て、円筒状着磁物の上下の表面に接触する円板を設置
し、双方の円板には下降移動するための軸を中心に回転
可能であるが急激な回転運動を防ぐダンパーが取りつけ
られており回転運動をいち早く減衰させる。そして下降
して下部の本格着磁装置の底面に着地したさい大きな摩
擦を生じつつ押しつけられるよう、上記円板のうち下の
方の円板の下面と底面にぶれを極力防ぐ機構を設けて固
定させる。

【０００８】すなわち、本発明は、上部の仮着磁室にお
ける仮着磁後、下部の本格着磁室において本格的着磁を
行う二段着磁法において、被着磁物を上部の仮着磁室で
仮着磁させ、位置合わせに伴う回転運動を減衰させなが
ら、全体の中心軸にそって下降させ、位置合わせした該
被着磁物が着磁装置の底板に着地したとき該底板との摩
擦力を高めて固定し、本格着磁することを特徴とする多
極異方性円筒状永久磁石の着磁方法であり、また仮着磁
をする上部の仮着磁室と本格着磁を行う下部の本格着磁
室からなる着磁装置において、下部の円筒状の該本格着
磁室内面には本格着磁用通電コイル５を巻いた複数個の
磁極とそのいずれかの直上の該仮着磁室に位置合わせの
ための仮着磁用永久磁石２を配置し、上下に円板６、７
を被せられた円筒状被着磁物３を流体ダンパー１０を介
してその回りに回転、かつそれに沿って下降しうる中心
軸８と、突起物を有し該被着磁物の下に被せられた上記
円板との間に摩擦力を生じうる底部円板９とから成るこ
とを特徴とする多極異方性円筒状永久磁石の着磁装置で
あり、また上記の着磁装置において円筒状被着磁物３の
下部に取りつけられた下部円板７に該円筒状被着磁物３
の回転を防ぐ突起物を有することを特徴とする多極異方
性円筒状永久磁石の着磁装置である。

【０００９】

【作用】以下本発明の構成を図面を参照しつつ説明す
る。図1(a)(b) は本発明での着磁装置全体の縦断面図、
図 2は本発明での位置合わせヨーク部の断面図、図 3は
本発明での本格着磁部の断面図、図 4(a) 〜(c) は本発
明での下部円板の下面形状と着磁装置内部底面形状とを
組み合わせた図面である。

【００１０】図 1で示すように、本発明の着磁装置は、
本格着磁ヨーク4 の直上に円筒状の位置合わせのための
着磁ヨーク1 を配置してなるものである。円筒状被着磁
物3はその上下の表面で接触する円板6 および7 があて
がわれ、中心軸８に沿って上下方向に動く。底面の円板
9 は円筒状被着磁物の下降移動をガイドするための軸8
と一体化している。その軸8 は円板６と７にダンパー１
０を介して接触しており、円板６と７、すなわち円筒状
着磁物３の円周方向の急激な回転運動を防いでいる。具
体的な形状を例示すると、円板６と７には羽根状の抵抗
物が取りつけ、円板6 および7 と軸８との空隙に粘性の
大きな液体を封入したものなどが考えられる。円筒状被
着磁物３はゆっくりとは回転するが、下降移動する際の
急激なぶれについては大きな抵抗を受ける。この円筒状
着磁物３が上部仮着磁室内を仮着磁されながら下降する
速度は何らかの動力を使用して制御してもよいし、ある
いは単に重力により下降する速度をダンパー１０の抵抗
により制御するようにしてもよい。また図 1(b) に示す
下部の円板7 の下面と、着磁装置内部の底面9 の上面と
の接触部は、図 4(a) 〜(c) で示すように、円周方向の
回転移動に大きな摩擦を生じつつ、押しつけられる際の
ぶれを極力防ぐ形状にしておく。 図 4(a)は下部円板
の下面 (図４(a) の左側) が放射状に尾根と谷が並んだ
金属材料、と着磁装置内部底面 (図４(a) の右側) がゴ
ムシートとの組合わせ、図 4(b) は下部円板の下面 (左
側) が突起が一面に設けられた金属材料、と着磁装置内
部底面（右側）がゴムシートとの組合わせ、そして図 4
(c) は下方円板の下面、着磁器内部底面ともに小突起
が一面に設けられた金属材料に薄いゴムシートを貼り合
わせたものである。

【００１１】着磁の具体的過程は次のようにする。円筒
状被着磁物3 は着磁装置外でその上下に円板６と７を取
りつけておく。そして軸８に沿わせて仮着磁装置内を緩
やかに下降通過させ、その間に位置合わせを行う。位置
合わせヨーク1 の内側に配置された一対の永久磁石2 は
各々が円筒状着磁物3 の極異方性部を吸引して円筒状被
着磁物3 を中心軸8 の回りに少々回転させることによ
り、正確な位置合わせを行う。永久磁石2 としてはサマ
リウム- コバルト磁石などの強力な磁石を用いることが
好ましい。また、永久磁石2 は多数個であればあるほど
位置合わせに要する時間が少なくてすむように、強いダ
ンパーを用いることができるので下降移動により生ずる
ぶれに対し安定する。

【００１２】位置合わせが行われ、下降移動した円筒状
被着磁物3 は下部円板7 と着磁装置内部底面9 とのぶれ
を極力防いだ上記の機構により、とくに円周方向には強
く固定される。固定された後、図 3で示すように下部の
本格着磁装置の着磁コイルに電流を流し、本格着磁が行
われる。

【００１３】

【実施例】本発明の着磁方法および着磁装置の改良の効
果を調べるため、図４に基づき、表１に示すような比較
実験を行った。すなわち、実施例ａとしてダンパー１０
に水を入れておき、図４の（ａ）の形状を用いて固定し
た場合、実施例ｂとしてダンパー１０に油を入れてお
き、図４の（ｂ）の形状を用いて固定した場合、実施例
ｃとしてダンパー１０に水、油以外の高粘性液体である
グリースを入れておき、図４の（ｃ）の形状を用いて固
定した場合、そして効果の比較例としてダンパー１０の
液体を抜いておいて、位置合わせに要する時間を改良以
前の状態とし、さらに被着磁物３を下部底面に押しつけ
たのちは被着磁物３を固定することなく静かに上部円板
６を持ち上げ取り去った後に本格パルス着磁する場合に
おいて、それらの条件以外は同一着磁条件を本装置によ
り与え、被着磁物１００個ずつを各々の条件で着磁し、
各々の場合ごとに被着磁物の総磁束の度数分布を求め
た。

【００１４】

【表１】 その結果を図５に示す。そしてこの結果の平均値および
分散（３σ）を表２に示す。

【００１５】

【表２】 以上の結果の対比より、本発明の着磁装置の効果は明ら
かになる。この理由は次のように考えられる。図５で示
した被着磁物の総磁束の３σの値の差の主要因は下降移
動時に生じる機構的かつ外乱要因的なぶれである。図６
に示すようにそのぶれ角度θだけぶれる頻度はほぼ正規
分布曲線で表される。ここで代表２例として実施例ａを
実線、比較例（改良前）を点線で表す。

【００１６】一方、ぶれた角度θと総磁束との関係は、
配向磁石と着磁磁石の各々の幅の関係によって異なる
が、ここでは図７のように仮定する。すなわち配向磁石
と着磁磁石の幅は極のピッチ幅よりある程度小さな同一
の値であるとし、破線はその値が磁石の総磁束が同じま
までゼロである場合で、これはθがピッチ幅角度に比べ
十分小さい場合にはθのほぼ２乗に反比例すると仮定す
る。このようにしてできた図６と図７を合成すると図８
で示したような分布になる筈である。

【００１７】しかし、現実には下降移動時（および本発
明の場合には被着磁物固定時）などにおける着時装置に
特有なクセがあるので、どうしても角度のずれθの最頻
値はゼロにはならず、したがって図５のように、最大総
磁束においても度数のピークを示さない。そういった事
情をふまえて、図５および表２を見ると、全ロットのう
ち、最大総磁束の例えば９５％以上を示すロットの割合
は、比較例の６４％に比べ、本発明例は８４％と上がっ
ている。これは位置合わせしたことによる効果である。

【００１８】本実施例ではダンパー液１０に水を用いた
例を示したが、本実施例ｂ、ｃのように油など、他の粘
性の大きな液体でも良いことはいうまでもない。また摩
擦の大きなベアリングなどでも良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明の着時装置を用いる方法により、
着磁時のぶれを極力少なくし、磁石の総磁束も上げるこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】着磁装置全体の縦断面図、（ａ）は位置合わせ
時、（ｂ）は本格着磁時

【図２】図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図

【図３】図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ’断面図

【図４】図１における接触円板７と底板９の接触部分断
面図

【図５】総磁束の度数分布

【図６】角度のずれθと発生確率の関係

【図７】角度のずれθと総磁束

【図８】総磁束の確率分布

【符号の説明】

１ 仮着磁ヨーク ２ 仮着磁用永久磁石 ３ 円筒状被着磁物 ４ 本格着磁ヨーク ５ 本格着磁用通電コイル ６ 上部円板 ７ 下部円板 ８ 軸 ９ 底部円板 １０ ダンパー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部の仮着磁室における仮着磁後、下部
   の本格着磁室において本格的着磁を行う二段着磁法にお
   いて、被着磁物を上部の仮着磁室で仮着磁させ、位置合
   わせに伴う回転運動を減衰させながら、全体の中心軸に
   そって下降させ、位置合わせした該被着磁物が着磁装置
   の底板に着地したとき該底板との摩擦力を高めて固定
   し、本格着磁することを特徴とする多極異方性円筒状永
   久磁石の着磁方法。
2. 【請求項２】 仮着磁をする上部の仮着磁室と本格着磁
   を行う下部の本格着磁室からなる着磁装置において、下
   部の円筒状の該本格着磁室内面には本格着磁用通電コイ
   ル（５）を巻いた複数個の磁極とそのいずれかの直上の
   該仮着磁室に位置合わせのための仮着磁用永久磁石
   （２）を配置し、上下に円板（６）（７）を被せられた
   円筒状被着磁物（３）を流体ダンパー（１０）を介して
   その回りに回転、かつそれに沿って下降しうる中心軸
   （８）と、突起物を有し該被着磁物の下に被せられた上
   記円板との間に摩擦力を生じうる底部円板（９）とから
   成ることを特徴とする多極異方性円筒状永久磁石の着磁
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の着磁装置において円筒状
   被着磁物（３）の下部に取りつけられた下部円板（７）
   に該被着磁物（３）の回転を防ぐ突起物を有することを
   特徴とする多極異方性円筒状永久磁石の着磁装置。