JPWO2011078381A1 - ファラデー回転子用磁気回路およびファラデー回転子用磁気回路の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態によるファラデー回転子100の構成について説明する。
次に、図4および図5を参照して、本発明の第1実施形態の第1変形例について説明する。この第1実施形態の第1変形例によるファラデー回転子200では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路201において、個々の断面形状が円弧状(扇形状)を有する磁石片220および230をそれぞれ8つ組み合わせて、1つの第1磁石202および第2磁石203を構成している場合について説明する。
次に、図6および図7を参照して、本発明の第1実施形態の第2変形例について説明する。この第1実施形態の第2変形例によるファラデー回転子300では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路301において、四角柱状を有する磁石片320および330をそれぞれ8つ組み合わせて、1つの第1磁石302および第2磁石303を構成している場合について説明する。
次に、図1〜図8を参照して、上記第1実施形態と上記第1実施形態の第1変形例および第2変形例によるファラデー回転子用磁気回路1、200および300の組成を確認するために行ったパーミアンス係数の分布状態のシミュレーションと、不可逆減磁温度測定とについて説明する。
まず、図1、図2および図8を参照して、パーミアンス係数の分布状態のシミュレーションについて説明する。パーミアンス係数の分布状態のシミュレーションでは、図1および図2に示す第1実施形態に対応する第1磁石2、第2磁石3および第3磁石4からなるファラデー回転子用磁気回路1を想定して、ファラデー回転子用磁気回路1におけるパーミアンス係数の分布状態をシミュレーションにより求めた。なお、パーミアンス係数とは、磁石の特性を示す減磁曲線における、磁石動作点と原点とを結んだ直線の傾きのことである。このパーミアンス係数が大きい場合には、磁石において不可逆減磁が起こりにくいことを示す一方、パーミアンス係数が小さい場合には、磁石において不可逆減磁が起こりやすいことを示す。
次に、図2、図5および図7を参照して、不可逆減磁温度測定について説明する。不可逆減磁温度測定では、上記第1実施形態の第1変形例に対応する実施例1として、図5に示す高保磁力領域4bが設けられた第3磁石4を備えるファラデー回転子用磁気回路201を作製した。また、実施例1に対する比較例1として、高保磁力領域が設けられていない第3磁石を備えるファラデー回転子用磁気回路を作製した。
次に、図9および図10を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態によるファラデー回転子400では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路401の第1磁石2および第2磁石3が、第3磁石4を挟んで、中心軸線1000の延びる軸方向に沿って交互に配置されている場合について説明する。
次に、図11を参照して、本発明の第2実施形態の変形例について説明する。この第2実施形態の変形例によるファラデー回転子500では、上記第2実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路501において、個々の断面形状が円弧状(扇形状)を有する磁石片220および230をそれぞれ8つ組み合わせて、1つの第1磁石202および第2磁石203を構成している場合について説明する。
次に、図10および図11を参照して、上記第2実施形態の変形例によるファラデー回転子用磁気回路501の組成を確認するために行った不可逆減磁温度測定について説明する。
不可逆減磁温度測定では、図11に示す第2実施形態の変形例に対応する実施例4として、高保磁力領域4b(図10参照)が設けられた3つの第3磁石4を備えるファラデー回転子用磁気回路501を作製した。また、実施例4に対する比較例4として、高保磁力領域が設けられていない3つの第3磁石を備えるファラデー回転子用磁気回路を作製した。
次に、図12および図13を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態によるファラデー回転子600では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路601の第3磁石604が、中心軸線1000に直交する断面(Y−Z平面)で2つに分断されている場合について説明する。
次に、図14および図15を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態によるファラデー回転子700では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路701の第3磁石704が、中心軸線1000に沿った軸方向(X方向)に4つに分断されている場合について説明する。
次に、図16を参照して、本発明の第4実施形態の変形例について説明する。この第4実施形態の変形例によるファラデー回転子800では、上記第4実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路801の第1磁石802、第2磁石803および第3磁石804が、それぞれ、直方体状の4つの磁石片820、830および870からなる場合について説明する。
次に、図17を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。この第5実施形態によるファラデー回転子900では、上記第1実施形態と異なり、ファラデー回転子用磁気回路901の第3磁石904の内周面に両端部4dおよび4e側から中央部4c側に向かって分布範囲が大きくなるように高保磁力領域904bが形成されている場合について説明する。
Claims (19)
- ファラデー回転子(100、200、300、400、500、600、700、800、900)のファラデー素子(10)が内部に配置されるファラデー回転子用磁気回路(1、201、301、401、501、601、701、801、901)であって、
軸方向に延びる第1貫通孔(2a、202a、302a、702a、802a)を含み、前記軸方向と垂直でかつ前記第1貫通孔から離れる方向に磁化されている第1磁石(2、202、302、702、802)と、
前記軸方向に延びる第2貫通孔(3a、203a、303a、703a、803a)を含み、前記軸方向と垂直でかつ前記第2貫通孔に向かう方向に磁化されている第2磁石(3、203、303、703、803)と、
前記軸方向の前記第1磁石と前記第2磁石との間に配置され、前記軸方向と平行で、かつ、前記第1磁石から前記第2磁石に向かう方向に磁化されている第3磁石(4、304、604、704、804、904)とを備え、
前記第3磁石は、前記第1貫通孔および前記第2貫通孔を接続するように前記軸方向に延びるとともに、前記ファラデー素子が内部に配置される第3貫通孔(4a、304a、604a、704a、804a、904a)を含み、
前記第1高保磁力領域(4b、304b、604b、704b、904b)は、前記第3磁石の前記第3貫通孔の少なくとも内周面近傍に設けられている、ファラデー回転子用磁気回路。 - 前記第3磁石に設けられる前記第1高保磁力領域は、前記第3磁石の前記第3貫通孔の内周面のうちの前記軸方向に沿った前記第3磁石の少なくとも中央部(4c)に設けられている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1磁石と前記第2磁石とから構成される磁界のうち、前記第1磁石の磁化方向および前記第2磁石の磁化方向と略直交する前記軸方向で、かつ、前記第2磁石から前記第1磁石に向かう方向に向かう前記磁界の近傍に位置する前記第3磁石の部分に、前記第1高保磁力領域が設けられている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第3磁石は、希土類元素R(Nd、Prを主成分とし、Ndを50%以上含む)と、Feを主とする遷移元素と、B(ホウ素)とを主に含むR−T−B系磁石からなり、
前記第1高保磁力領域は、重希土類元素が前記第3磁石の前記第3貫通孔の内周面近傍に濃化することによって形成されている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。 - 前記第1高保磁力領域は、正方晶であるR2Fe14B型化合物の主相を主体とするとともに、前記主相の外殻部にDyおよびTbの少なくともいずれか一方からなる前記重希土類元素が拡散され、濃化することによって形成されている、請求項4に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1高保磁力領域は、前記ファラデー素子が内部に配置される前記第3貫通孔を取り囲むように周状に設けられている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1高保磁力領域は、前記第3貫通孔の内周面における前記軸方向の全域に渡って設けられている、請求項2に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1高保磁力領域は、前記軸方向と直交し、かつ、前記第3貫通孔から離れる方向に前記第3貫通孔の内周面から3mm以上の範囲に渡って形成されている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第3磁石の前記第1高保磁力領域以外の部分の保磁力は、前記第1磁石および前記第2磁石の保磁力以上である、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第3磁石の前記第1高保磁力領域以外の部分の保磁力は、2350kA/m以上であるとともに、前記第1高保磁力領域の保磁力よりも小さい、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1高保磁力領域は、前記第3貫通孔から離れる方向の前記内周面からの分布範囲が、前記軸方向に沿った前記第3磁石の両端部(4d、4e)側から前記中央部側に向かって大きくなるように構成されている、請求項2に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第3磁石は、前記軸方向と直交する面で分断されることにより形成されるととともに、各々に第2高保磁力領域(640b、650b)が設けられている複数の第1磁石片(640、650)が軸方向に組み合わされて、複数の前記第2高保磁力領域からなる前記第1高保磁力領域が構成されており、
前記複数の第2高保磁力領域からなる前記第1高保磁力領域は、前記第3貫通孔の少なくとも前記内周面近傍に設けられている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。 - 前記第1磁石と前記第2磁石とは、前記第3磁石を間に挟んで前記軸方向に沿って交互に並ぶように配置されている、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。
- 前記第1磁石、前記第2磁石および前記第3磁石の前記軸方向と直交する方向における一方端から他方端までの距離は、第1距離(L1)であり、
前記第1貫通孔、前記第2貫通孔および前記第3貫通孔の前記軸方向と直交する方向における一方端から他方端までの距離は、第2距離(L2)であり、
前記第1距離は、前記第2距離の8倍以上20倍以下である、請求項1に記載のファラデー回転子用磁気回路。 - 軸方向に延びる第1貫通孔を含み、前記軸方向と垂直でかつ前記第1貫通孔から離れる方向に磁化されている第1磁石と、前記軸方向に延びる第2貫通孔を含み、前記軸方向と垂直でかつ前記第2貫通孔に向かう方向に磁化されている第2磁石と、前記第1貫通孔および前記第2貫通孔を接続するように前記軸方向に延びるとともに、前記ファラデー素子が内部に配置される第3貫通孔を含み、前記軸方向と平行で、かつ、前記第1磁石から前記第2磁石に向かう方向に磁化されている第3磁石とを備えるファラデー回転子用磁気回路の製造方法であって、
希土類元素R(Nd、Prを主成分とし、Ndを50%以上含む)と、Feを主とする遷移元素と、B(ホウ素)とを主に含むR−T−B系磁石からなる前記第3磁石の前記第3貫通孔の内周面から重希土類元素を拡散させることによって、前記第3貫通孔の少なくとも内周面近傍に第1高保磁力領域を設ける工程と、
前記第1貫通孔、前記第2貫通孔および前記第3貫通孔が前記軸方向に接続するとともに、前記第3磁石が前記軸方向の前記第1磁石と前記第2磁石との間に配置されるように前記第1磁石、前記第2磁石および前記第3磁石を接続する工程とを備える、ファラデー回転子用磁気回路の製造方法。 - 前記第1高保磁力領域を設ける工程は、前記第3磁石の前記第3貫通孔の内周面から前記重希土類元素を拡散させることによって、前記第3貫通孔の内周面のうちの少なくとも前記中央部に前記第1高保磁力領域を設ける工程を含む、請求項15に記載のファラデー回転子用磁気回路の製造方法。
- 前記第1高保磁力領域を設ける工程は、前記ファラデー素子が内部に配置される前記第3貫通孔を取り囲むように周状に前記第1高保磁力領域を設ける工程を含む、請求項15に記載のファラデー回転子用磁気回路の製造方法。
- 前記中央部に前記第1高保磁力領域を設ける工程は、前記第3貫通孔の内周面の略全面から重希土類元素を拡散させることによって、前記第3貫通孔の内周面における前記軸方向の全域に渡って前記第1高保磁力領域を設ける工程を含む、請求項16に記載のファラデー回転子用磁気回路の製造方法。
- 前記中央部に前記第1高保磁力領域を設ける工程は、前記第3貫通孔から離れる方向の前記内周面からの分布範囲が、前記軸方向に沿った前記第3磁石の両端部側から前記中央部側に向かって大きくなるように前記第1高保磁力領域を設ける工程を含む、請求項16に記載のファラデー回転子用磁気回路の製造方法。
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