KR101737658B1

KR101737658B1 - 패러데이 회전자용 자기 회로 및 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법

Info

Publication number: KR101737658B1
Application number: KR1020127014919A
Authority: KR
Inventors: 아끼히로 기모또
Original assignee: 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP5644761B2; JPWO2011078381A1; KR20120104230A; US8817370B2; WO2011078381A1; US20120062992A1; EP2518552A1; CN102362211A; CN102362211B; EP2518552A4

Abstract

불가역 감자가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능한 패러데이 회전자용 자기 회로를 제공한다. 이 패러데이 회전자용 자기 회로(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900)는 제1 자석(2, 202, 302, 702, 802)과, 제2 자석(3, 203, 303, 703, 803)과, 제3 자석(4, 304, 604, 704, 804, 904)을 구비하고, 제3 자석의 제3 관통 구멍(4a, 304a, 604a, 704a, 804a, 904a)의 적어도 내주면 근방에는 제1 고보자력 영역(4b, 304b, 604b, 704b, 904b)이 형성되어 있다.

Description

패러데이 회전자용 자기 회로 및 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법{MAGNETIC CIRCUIT FOR A FARADAY ROTATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING A MAGNETIC CIRCUIT FOR A FARADAY ROTATOR}

본 발명은 파이버 레이저 등의 고출력 레이저에 사용되는 패러데이 회전자용 자기 회로 및 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에 관한 것이다.

패러데이 회전자는, 패러데이 회전자용 자기 회로와 패러데이 소자로 이루어지고, 패러데이 효과에 의해 광을 일방향만 통과시키고, 역방향으로는 차단하는 디바이스이다. 패러데이 소자에 대하여 패러데이 회전자용 자기 회로에 의해 자계를 인가시키면, 레이저광이 패러데이 소자로부터 나오는 때에는 레이저광의 편광면이 소정의 회전 각도가 되도록 구성되어 있다.

패러데이 회전자는 여러가지 용도에 사용되고 있고, 통신용의 패러데이 회전자에는, 패러데이 소자로서 이트륨 철 가넷(YIG) 등의 희토류 철 가넷의 패러데이 소자가 사용된다. 또한, 패러데이 소자에 인가되는 자계를 만들어 내는 패러데이 회전자용 자기 회로에는 페라이트 자석이 사용되고 있다.

한편, 가공이나 마킹에 사용되는 고출력 레이저용의 패러데이 회전자에 이트륨 철 가넷(YIG) 등의 희토류 철 가넷의 패러데이 소자를 사용한 경우에는, 패러데이 소자의 결정이 광을 흡수함으로써 온도가 상승한다. 이 결과, 레이저광의 초점이 어긋나는 것에 기인하여 패러데이 소자의 광의 차단 특성에 영향을 준다는 문제점이 있었다. 이로 인해, 고출력 레이저용의 패러데이 회전자에는, 패러데이 소자로서 온도 의존성이 작은(온도 상승에 수반하는 초점의 어긋남이 일어나기 어려운) 테르븀 갈륨 가넷(TGG)의 결정이 패러데이 소자로서 사용된다.

그러나, 이 TGG는 이트륨 철 가넷(YIG) 등의 희토류 철 가넷과 비교하여, 패러데이 회전 계수(베르데 상수)가 작다. 이로 인해, 소정의 회전 각도를 얻기 위해서는, 패러데이 소자에 인가하는 자계 강도를 향상시키거나, 또는, 패러데이 소자를 길게 할 필요가 있었다. 여기서, 패러데이 소자를 길게 할 경우에는, 패러데이 소자가 배치되는 패러데이 회전자용 자기 회로도 길어져 버려, 패러데이 회전자가 대형화해버린다고 하는 문제가 있었다. 또한, 패러데이 소자인 TGG의 결정 자체를 길게 구성하면 광이 결정 내에서 왜곡되기 때문에, 보정하기 위한 고가의 광학 유리도 필요해진다는 문제도 있었다. 이로 인해, 종래부터, 패러데이 회전자의 대형화를 억제하기 위한 패러데이 회전자용 자기 회로가 알려져 있다. 이러한 패러데이 회전자용 자기 회로는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-229802호 공보에 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2009-229802호 공보에는, 광축과 수직하고 광축을 향하는 방향으로 자화된 제1 자석과, 광축과 수직하고 광축으로부터 이격되는 방향으로 자화된 제2 자석과, 이들의 사이에 배치되고 광축과 평행하고 또한 제2 자석으로부터 제1 자석으로 향하는 방향으로 자화된 제3 자석으로 구성된 자기 회로와, 패러데이 소자를 구비하는 소형 패러데이 회전자가 개시되어 있다. 이 일본 특허 공개 제2009-229802호 공보의 소형 패러데이 회전자의 자기 회로에는 패러데이 소자가 배치되는 구멍부가 형성되어 있다. 또한, 구멍부에 있어서의 제1 자석과 제2 자석으로 구성되는 자계의 방향은 광축과 평행하고 또한 제1 자석으로부터 제2 자석으로 향하는 방향이 되도록 구성되어 있다. 즉, 구멍부에 있어서의 제1 자석과 제2 자석으로 구성되는 자계의 방향은 제3 자석의 자화 방향과 역의 방향이 되도록 구성되어 있다. 또한, 제1 자석과 제2 자석의 광축 방향의 길이를 L2, 제3 자석의 광축 방향의 길이를 L3으로 했을 때, L2/10≤L3≤L2의 관계가 성립하도록 구성되어 있다.

일본 특허 공개 제2009-229802호 공보

그러나, 일본 특허 공개 제2009-229802호 공보에 기재된 패러데이 회전자에서는, 고출력 레이저에 사용하기 위하여 높은 자계 강도를 갖는 패러데이 회전자용 자기 회로를 사용한 경우에, 구멍부에 있어서의 제3 자석의 자화 방향과, 제1 자석과 제2 자석으로 구성된 자계의 방향이 역방향이 되기 때문에, 역자계에 기인하여 제3 자석의 자석 동작점이 낮아진다. 이로 인해, 제3 자석이 불가역 감자되기 쉬워진다고 하는 문제점이 있다. 또한, 고출력의 레이저에 사용되는 경우에는, 패러데이 소자가 TGG로 이루어지는 경우여도 온도 상승하기 쉽기 때문에, 70℃ 이상의 온도 상승에 수반하는 열에너지에 기인하여 더욱 제3 자석이 불가역 감자되기 쉬워진다고 하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 불가역 감자가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능한 패러데이 회전자용 자기 회로 및 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로는, 패러데이 회전자의 패러데이 소자가 내부에 배치되는 패러데이 회전자용 자기 회로로서, 축방향으로 연장되는 제1 관통 구멍을 포함하고, 축방향과 수직하고 또한 제1 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 자화되어 있는 제1 자석과, 축방향으로 연장되는 제2 관통 구멍을 포함하고, 축방향과 수직하고 또한 제2 관통 구멍을 향하는 방향으로 자화되어 있는 제2 자석과, 축방향의 제1 자석과 제2 자석 사이에 배치되고, 축방향과 평행하고 또한 제1 자석으로부터 제2 자석으로 향하는 방향으로 자화되어 있는 제3 자석을 구비하고, 제3 자석은 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 접속하도록 축방향으로 연장됨과 함께, 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍을 포함하고, 제3 자석의 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에는 제1 고보자력 영역이 형성되어 있다.

본 발명의 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석의 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 제1 고보자력 영역을 형성함으로써, 제1 자석과 제2 자석으로 구성된 자계에 기인하는 역자계에 의해 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 근방에, 제3 자석의 다른 부분보다도 보자력이 높은 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 제1 고보자력 영역에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 이에 의해, 제3 자석의 전체가 내주면 근방에 형성된 제1 고보자력 영역에 의해 불가역 감자되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 고보자력 영역은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제3 자석에 형성되는 제1 고보자력 영역은, 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 중의 축방향을 따른 제3 자석의 적어도 중앙부에 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 역자계에 의한 불가역 감자를 보다 일으키기 쉬운 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 중의 축방향을 따른 제3 자석의 중앙부에 다른 부분보다도 보자력이 높은 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 제3 자석에서의 불가역 감자를 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 자석과 제2 자석으로 구성되는 전계 중, 제1 자석의 자화 방향 및 제2 자석의 자화 방향과 대략 직교하는 축방향이고, 또한 제2 자석으로부터 제1 자석으로 향하는 방향으로 향하는 자계의 근방에 위치하는 제3 자석의 부분에 제1 고보자력 영역이 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 역자계에 의한 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석의 부분에 다른 부분보다도 보자력이 높은 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 제3 자석으로의 불가역 감자를 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제3 자석은 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하는 R-T-B계 자석으로 이루어지고, 제1 고보자력 영역은 중희토류 원소가 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 근방에 농화함으로써 형성되어 있다. 상기 내주면 근방은, R-T-B계 소결 자석의 주상 내의 경희토류 원소인 Nd 또는 Pr의 일부만을 중희토류 원소인 Dy 또는 Tb로 치환함으로써 중희토류 원소가 농화하고 있으므로, 잔류 자속 밀도의 저하를 억제하면서, 제1 고보자력 영역의 보자력을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 패러데이 회전자용 자기 회로의 자계 강도를 유지하면서, 제1 고보자력 영역을 포함하는 제3 자석의 보자력을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역은 정방정인 R₂Fe₁₄B형 화합물의 주상(主相)을 주체로 함과 함께, 주상의 외각부에 Dy 및 Tb 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 중희토류 원소가 확산되고, 농화함으로써 형성되어 있다. 이와 같이, 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 근방이 Dy 및 Tb 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 중희토류 원소를 농화시킴으로써 잔류 자속 밀도의 저하를 대략 발생시키지 않고, 보자력이 향상된 제1 고보자력 영역을 포함하는 제3 자석을 용이하게 형성할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역은, 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍을 둘러싸도록 주(周) 형상으로 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 패러데이 소자를 둘러싸도록 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 역자계의 영향이 제3 자석에 달하는 것을 보다 억제할 수 있다. 그 결과, 제3 자석에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다.

상기 제1 고보자력 영역이 제3 자석의 중앙부에 형성되어 있는 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역은, 제3 관통 구멍의 내주면에 있어서의 축방향의 전역에 걸쳐서 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 제3 자석에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역은, 축방향과 직교하고 또한 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 3 mm 이상의 범위에 걸쳐서 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 제3 자석에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제3 자석의 제1 고보자력 영역 이외의 부분의 보자력은 제1 자석 및 제2 자석의 보자력 이상이다. 이렇게 구성하면, 제3 자석의 제1 고보자력 영역뿐만아니라, 제3 자석의 제1 고보자력 영역 이외의 부분도 보자력이 크므로, 제1 고보자력 영역을 발단으로 하여 제3 자석의 전체가 불가역 감자하는 것을 의해 유효하게 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제3 자석의 제1 고보자력 영역 이외의 부분의 보자력은 2350 kA/ｍ 이상임과 함께, 제1 고보자력 영역의 보자력보다도 작다. 이렇게 구성하면, 제1 고보자력 영역 뿐만 아니라, 제1 고보자력 영역 이외의 2350 kA/ｍ 이상의 높은 보자력을 갖는 제3 자석의 부분에 의해서도, 제3 자석이 불가역 감자하는 것을 억제할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제3 자석은 1.0 T 이상의 잔류 자속 밀도를 갖는다. 이렇게 구성하면, 충분한 자계 강도를 발생시킬 수 있으므로, 테르븀 갈륨 가넷(TGG)의 결정을 패러데이 소자로서 사용하는 소형의 패러데이 회전자에 있어서도, 원하는 회전 각도를 얻을 수 있다.

상기 제1 고보자력 영역이 제3 자석의 중앙부에 형성되어 있는 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역은, 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향의 내주면으로부터의 분포 범위가, 축방향을 따른 제3 자석의 양단부 측으로부터 중앙부 측으로 향하여 커지도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 제1 고보자력 영역을, 역자계에 의한 불가역 감자를 보다 일으키기 쉬운 중앙부에서 보다 넓은 범위에 분포시킬 수 있으므로, 보다 적은 Dy, Tb 중 적어도 어느 하나의 중희토류 원소의 확산에 의해 제3 자석의 중앙부에서의 불가역 감자를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 역자계에 의해 불가역 감자를 일으키기 쉬운 분포 범위가 제3 자석의 양단부 측으로부터 중앙부 측으로 향하여 커지는 점에 대해서는, 후술하는 시뮬레이션에 있어서 확인 완료했다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제3 자석은 축방향과 직교하는 면에서 분단됨으로써 형성됨과 함께, 각각에 제2 고보자력 영역이 형성되어 있는 복수의 제1 자석편이 축방향으로 조합되고, 복수의 제2 고보자력 영역으로 이루어지는 제1 고보자력 영역이 구성되어 있고, 복수의 제2 고보자력 영역으로 이루어지는 제1 고보자력 영역은, 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 관통 구멍의 내주면을 복수의 제1 자석편에 분할할 수 있으므로, 관통 구멍이 형성되어 있는 상태에서 관통 구멍의 내주면에 제1 고보자력 영역을 형성하는 경우에 비하여, 개개의 제1 자석편 중, 분할된 관통 구멍의 내주면에 대응하는 면에 확실하게 제2 고보자력 영역을 형성할 수 있다. 이에 의해, 제2 고보자력 영역이 형성되어 있는 복수의 제1 자석편을 조합함으로써, 제3 자석의 제1 고보자력 영역을 보다 확실하게 형성할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 자석과 제2 자석은, 제3 자석을 사이에 끼워서 축방향을 따라서 교대로 배열되도록 배치되어 있다. 이렇게 구성하면, 제1 자석과 제2 자석과 제3 자석을 1단위로 하는 패러데이 회전자용 자기 회로를 갖는 패러데이 회전자로는 충분한 패러데이 효과를 얻지 못하는 경우에도, 제1 자석과 제2 자석을, 제3 자석을 사이에 끼워서 축방향을 따라서 교대로 배열되도록 배치함으로써, 복수 단위의 패러데이 회전자용 자기 회로를 형성할 수 있다. 이에 의해, 충분한 패러데이 효과가 얻어지도록 패러데이 회전자를 구성할 수 있다.

상기 제1 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 바람직하게는, 제1 자석, 제2 자석 및 제3 자석의 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지의 거리는 제1 거리이며, 제1 관통 구멍, 제2 관통 구멍 및 제3 관통 구멍의 축방향과 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지의 거리는 제2 거리이며, 제1 거리는 제2 거리의 8배 이상 20배 이하이다. 이렇게 구성하면, 제1 거리를 제2 거리의 8배 이상으로 함으로써, 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서 높은 자계 강도를 형성하기가 곤란해지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 거리를 제2 거리의 20배 이하로 함으로써, 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서의 자계 강도가 너무 높은 것에 기인하여 제1 고보자력 영역에서 불가역 감자가 일어나기 쉬워지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 제2 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법은, 축방향으로 연장되는 제1 관통 구멍을 포함하고, 축방향과 수직하고 또한 제1 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 자화되어 있는 제1 자석과, 축방향으로 연장되는 제2 관통 구멍을 포함하고, 축방향과 수직하고 또한 제2 관통 구멍을 향하는 방향으로 자화되어 있는 제2 자석과, 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 접속하도록 축방향으로 연장됨과 함께, 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍을 포함하고, 축방향과 평행하고 또한 제1 자석으로부터 제2 자석으로 향하는 방향으로 자화되어 있는 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법으로서, 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하는 R-T-B계 자석으로 이루어지는 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정과, 제1 관통 구멍, 제2 관통 구멍 및 제3 관통 구멍이 축방향으로 접속함과 함께, 제3 자석이 축방향의 제1 자석과 제2 자석 사이에 배치되도록 제1 자석, 제2 자석 및 제3 자석을 접속하는 공정을 구비한다.

본 발명의 제2 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에서는, 상기한 바와 같이 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 제1 고보자력 영역을 형성함으로써, 제1 고보자력 영역에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 이에 의해, 불가역 감자한 제1 고보자력 영역이 내주면 근방에 형성된 제3 자석의 전체가 불가역 감자되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 고보자력 영역은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다. 또한, 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하는 R-T-B계 자석으로 이루어지는 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써, 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 제1 고보자력 영역을 형성함으로써, R-T-B계 소결 자석의 주상 내의 경희토류 원소인 Nd 또는 Pr의 일부만을 중희토류 원소인 Dy 또는 Tb으로 치환할 수 있으므로, 잔류 자속 밀도의 저하를 억제하면서, 제1 고보자력 영역의 보자력을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 패러데이 회전자용 자기 회로의 자계 강도를 유지하면서, 제1 고보자력 영역의 보자력을 향상시킬 수 있다.

상기 제2 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써 제3 관통 구멍의 내주면 중 적어도 중앙부에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함한다. 이렇게 구성하면, 역자계에 의한 불가역 감자를 보다 일으키기 쉬운 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면 중의 축방향을 따른 제3 자석의 중앙부에 다른 부분보다도 보자력이 높은 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 제3 자석에서의 불가역 감자를 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 제2 국면에 따른 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍을 둘러싸도록 주 형상으로 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함한다. 이렇게 구성하면, 패러데이 소자를 둘러싸도록 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 역자계의 영향이 제3 자석에 달하는 것을 보다 억제할 수 있다. 그 결과, 제3 자석에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다.

상기 중앙부에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하는 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 중앙부에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 제3 관통 구멍의 내주면의 대략 전체면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써 제3 관통 구멍의 내주면에 있어서의 축방향의 전역에 걸쳐서 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함한다. 이렇게 구성하면, 역자계에 의한 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석의 제3 관통 구멍의 내주면에 있어서의 축방향의 전역에 걸쳐서 제1 고보자력 영역을 형성할 수 있으므로, 제3 자석에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다.

상기 중앙부에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하는 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 중앙부에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향의 내주면으로부터의 분포 범위가, 축방향을 따른 제3 자석의 양단부 측으로부터 중앙부 측으로 향하여 커지도록 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함한다. 이렇게 구성하면, 제1 고보자력 영역을, 역자계에 의한 불가역 감자를 보다 일으키기 쉬운 중앙부에서 보다 넓은 범위에 분포시킬 수 있으므로, 제3 자석의 중앙부에서의 불가역 감자를 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 패러데이 회전자를 중심축선이 연장하는 방향을 따라서 절단한 경우의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 제3 자석을 중심축선이 연장하는 방향에 대하여 수직으로 절단한 경우의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위하여 행한 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 패러데이 회전자를 중심축선이 연장하는 방향을 따라서 절단한 경우의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 패러데이 회전자를 중심축선이 연장하는 방향을 따라서 절단한 경우의 단면도이다.

이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(100)의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 패러데이 회전자(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 원통 형상을 갖는 패러데이 회전자용 자기 회로(1)와, 원기둥 형상의 패러데이 소자(10)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)는 중심축선(1000)이 연장하는 축방향(X 방향)과 직교하는 단면(Y-Z 평면)이 원환 형상을 가진 상태에서, 이 단면 형상을 유지한 채 X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 한쪽 단부면으로부터 다른 쪽 단부면으로 향하여 X 방향으로 연장되는 관통 구멍(1a)이 형성되어 있다. 그리고, 패러데이 소자(10)는 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 관통 구멍(1a) 내에 배치되도록 구성되어 있다.

패러데이 소자(10)는 패러데이 소자(10)가 패러데이 회전자용 자기 회로(1)에 의해 형성된 자계의 내부에 배치되었을 때, 입사한 레이저광의 편광면을 소정의 회전 각도로 회전시킨 상태에서 출사시키는 기능을 갖는다. 이때, 회전 각도는, 패러데이 소자(10)의 재질에 특유한 패러데이 회전 계수(베르데 상수)와, 패러데이 효과(회전 각도)를 일으키는데 필요한 자계 강도와, 관통 구멍(1a)의 후술하는 직경 L2에 의해 정해진다.

또한, 원하는 패러데이 효과(회전 각도)를 얻기 위하여 필요한 자계 강도는, 패러데이 회전자용 자기 회로(1) 내에 배치되는 패러데이 소자(10)의 길이에 의해 바뀐다. 구체적으로는, 원하는 패러데이 효과(회전 각도)를 얻기 위하여 필요한 자계 강도와, 패러데이 소자(10)의 길이는 반비례의 관계에 있다. 예를 들어 소정의 길이의 패러데이 소자로 원하는 패러데이 효과를 얻기 위하여 필요한 자계 강도가 2 T인 한편, 패러데이 회전자용 자기 회로로 얻어지는 자계 강도가 1 T였던 경우에는, 패러데이 소자는 소정의 길이의 2배의 길이로 하지 않으면 동등한 특성(원하는 패러데이 효과)을 얻을 수 없다. 이로 인해, 패러데이 소자의 길이가 커짐에 수반하여, 패러데이 회전자용 자기 회로가 대형화함과 함께, 레이저광의 형상이 패러데이 소자의 결정 내에서 왜곡되기 때문에, 레이저광의 왜곡을 보정하기 위한 고가의 유리도 필요해진다. 따라서, 패러데이 회전자용 자기 회로를 대형화하는데 필요한 대형의 자석과, 왜곡을 보정하기 위한 유리를 필요로 하기 때문에, 쓸데없는 비용이 들어버린다.

또한, 패러데이 소자(10)는 온도 의존성이 작은(온도 상승에 수반하는 초점의 어긋남이 일어나기 어려운) 테르븀 갈륨 가넷(TGG)으로 이루어진다. 이 TGG는, 이트륨 철 가넷(YIG) 등의 희토류 철 가넷과 비교하여, 패러데이 회전 계수가 작다.

또한, 도 2에 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 단면을 도시한다. TGG를 사용한 소형의 패러데이 회전자로서, 도 2의 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 단면(Y-Z 평면)에 있어서의 외경 L1은, 약 30 mm 이상 약 70 mm 이하가 바람직하다. 또한, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 관통 구멍(1a)의 직경 L2는, 약 3 mm 이상 약 7 mm 이하가 바람직하다. 또한, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)(관통 구멍(1a))의 X 방향의 길이 L3은, 약 20 mm 이상 약 60 mm 이하가 바람직하다.

또한, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 원통 형상을 갖는 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)으로 이루어진다. 제1 자석(2)은 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 일방측(X1 측)에 배치되어 있음과 함께, 제2 자석(3)은 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 타방측(X2 측)에 배치되어 있다. 또한, 제1 자석(2)과 제2 자석(3)은 동일한 형상을 갖고 있다. 또한, 제3 자석(4)은 축방향(X 방향)에 있어서의 제1 자석(2)과 제2 자석(3)의 사이에 끼워져 배치되어 있다. 또한, 제1 자석(2)과 제2 자석(3)과 제3 자석(4)은 X 방향으로 연장되는 동일한 중심축선(1000)을 따라 배치되어 있다.

제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)은 모두 중심축선(1000)이 연장하는 축방향(X 방향)과 직교하는 Y-Z 평면에 있어서 원환 형상의 단면 형상을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 각각 X 방향으로 연장되는 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)은 원 형상의 단면(Y-Z 평면)을 갖고 있다. 또한, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)은 각각 본 발명의 「제1 관통 구멍」, 「제2 관통 구멍」 및 「제3 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)이 서로 접속됨으로써, 관통 구멍(1a)이 형성되어 있다. 또한, 패러데이 소자(10)는 X 방향의 중앙부가, 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 X 방향의 중앙부에 대략 위치하는 상태에서, 관통 구멍(1a)의 내부에 배치되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 외경은, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 외경 L1과 동일하다. 또한, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경은, 관통 구멍(1a)의 직경 L2와 동일하다. 또한, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 외경 L1은, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경 L2의 약 10배가 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 고보자력의 제3 자석에 있어서 관통 구멍(4a)으로부터 고보자력 영역을 형성할 수 있는 것에 의해, 고출력 레이저에 사용되는 70℃ 이상의 고온 하에서도 제3 자석이 불가역 감자되기 어렵기 때문에, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경은, 관통 구멍(1a)의 직경 L2와 동일하게 할 수 있다. 또한, 외경 L1은, 본 발명의 「제1 거리」의 일례이며, 직경 L2는, 본 발명의 「제2 거리」의 일례이다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기 특허문헌 1에서 걱정되는 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 자계의 영향이 있어도, 제3 자석(4)이 약 70℃ 이상 80℃ 이하의 고온도 조건 하에 있어서도 불가역 감자가 발생하지 않는다. 그로 인해, 관통 구멍(4a)만 외경을 크게 하고, 제3 자석(4)에 있어서의 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 자계의 영향을 작게 할 필요가 없기 때문에, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경을 동일한 길이(L2)로 할 수 있다.

또한, 제1 자석(2)(관통 구멍(2a)) 및 제2 자석(3)(관통 구멍(3a))의 X 방향의 길이 L4는 모두 약 8.5 mm 이상 약 25 mm 이하가 바람직하다. 또한, 제3 자석(4)(관통 구멍(4a))의 X 방향의 길이 L5는, 약 3 mm 이상 약 10 mm 이하가 바람직하다.

제1 자석(2)은 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(2a)으로부터 이격되는 방향(화살표 A 방향)으로 자화되어 있다. 또한, 제2 자석(3)은 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(3a)을 향하는 방향(화살표 B 방향)으로 자화되어 있다. 즉, 제2 자석(3)의 자화의 방향(화살표 B 방향)은 제1 자석(2)의 자화의 방향(화살표 A 방향)과 반대 방향이도록 구성되어 있다. 이에 의해, 관통 구멍(4a)의 내부에 있어서의 자계의 방향은 축방향(X 방향)을 따라 제2 자석(3)으로부터 제1 자석(2)으로 향하는 방향(화살표 X1 방향)이 되도록 구성되어 있다.

한편, 제3 자석(4)은 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(2)으로부터 제2 자석(3)으로 향하는 방향(화살표 X2 방향)으로 자화되어 있다. 즉, 관통 구멍(4a)의 내부에 있어서의 자계의 방향(화살표 X1 방향)과, 제3 자석(4)의 자화의 방향(화살표 X2 방향)은 반대 방향이 되도록 구성되어 있다.

또한, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)은 약 1.5 T 이상 약 3.0 T 이하의 강한 자계를 발생시키는 것이 가능한 R-Fe-B계 소결 자석으로 이루어진다. R-Fe-B계 소결 자석은 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하고 있다. 이에 의해, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)을 사용하여 약 1.5 T 이상 약 3.0 T 이하의 강한 자계를 발생시킴으로써 패러데이 소자(10)의 X 방향의 길이를 작게 해도 원하는 패러데이 효과(회전 각도)를 얻는 것이 가능하다.

또한, 제3 자석(4)은 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 R-Fe-B계 소결 자석과 동일한 R-Fe-B계 소결 자석이나, 또는, 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 R-Fe-B계 소결 자석보다도 보자력이 큰 R-Fe-B계 소결 자석으로 이루어진다. 또한, 제3 자석(4)은 적어도 약 1.0 T의 잔류 자속 밀도와, 적어도 2350 kA/m의 보자력을 갖고 있다. 이에 의해, TGG를 패러데이 소자에 사용한 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 관통 구멍(1a)의 내부에, 약 1.5 T 이상 약 3.0 T 이하의 강한 자계를 발생시키는 것이 가능하게 되므로, 자계 강도가 큰 만큼, 패러데이 소자(10)의 길이를 작게 하는 것이 가능하다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에는 고보자력 영역(4b)이 형성되어 있다. 고보자력 영역(4b)은 제3 자석(4)의 고보자력 영역(4b) 이외의 부분의 보자력(약 2350 kA/m)보다도 큰 보자력(약 2800 kA/m)을 갖는다. 이에 의해, 제3 자석(4)에 있어서, 70℃ 이상의 온도 조건 하에서 역자계에 기인하는 자석 동작점의 저하를 억제하는 것이 가능하다.

또한, 고보자력 영역(4b)은 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성되어 있다. 즉, 고보자력 영역(4b)은 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면에 있어서, 중앙부(4c)뿐만아니라, X1 측의 단부(4d)로부터 X2 측의 단부(4e)까지 균일하게 형성되어 있다. 또한, 고보자력 영역(4b)은 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 제3 자석(4)의 내부(화살표 A 방향)로 향하여 적어도 약 3 mm의 깊이(두께) L6을 갖고서 형성되어 있다. 또한, 고보자력 영역(4b)은 본 발명의 「제1 고보자력 영역」의 일례이다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 고보자력 영역(4b)은 Dy 및 Tb 중 적어도 하나로 이루어지는 중희토류 원소 RH가 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역으로부터 확산됨으로써 형성되어 있다. 바람직하게는, 고보자력 영역(4b)은 정방정인 R₂Fe₁₄B형 화합물의 결정립으로 이루어지는 주상을 주체로 함과 함께, 주상의 외각부(입계의 근방)에 위치하는 희토류 원소 R 중 경희토류 원소 RL(Nd, Pr 중 적어도 어느 하나)이 Dy 및 Tb 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 중희토류 원소 RH와 치환됨으로써 형성된다. 이에 의해, 주상인 R₂T₁₄B상의 외각부에 있어서의 결정 자기 이방성이 높여지므로, 고보자력 영역(4b)에 있어서의 보자력이 크다. 한편, 주상인 R₂T₁₄B상 자체(결정립의 내부)에는 중희토류 원소 RH는 확산하지 않으므로, 경희토류 원소 RL이 결정 내부에 남는다. 이에 의해, 고보자력 영역(4b)에 있어서의 잔류 자속 밀도의 저하가 억제된다.

이어서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(100)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 원통 형상을 가짐과 함께, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)이 형성된 제1 자석체, 제2 자석체 및 제3 자석체를 각각 준비한다. 이 제1 자석체, 제2 자석체 및 제3 자석체에는, 모두 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하는 R-Fe-B계 소결 자석을 사용한다. 또한, 적어도 제3 자석체에는, 2350 kA/m의 보자력을 갖는 R-Fe-B계 소결 자석을 사용한다. 또한, 제1 자석체, 제2 자석체 및 제3 자석체는, 각각 자화되기 전의 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)에 대응하고 있다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, WO2007/102391에 기재된 증착 확산법(이하, RH 확산법이라고 함)에 기초하여, 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에, 도 3에 도시하는 고보자력 영역(4b)을 형성한다. 구체적으로는, 중희토류 원소 RH(적어도 Dy 및 Tb을 포함하는 군에서 선택된 적어도 1종)를 함유하는 벌크체(도시하지 않음)를 제3 자석체와 함께 처리실(도시하지 않음) 내에 대향 배치한다. 그리고, 처리실 내의 벌크체 및 제3 자석체를 약 700℃ 이상 약 1000℃ 이하로 가열함으로써, 벌크체로 중희토류 원소 RH를 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면측에 공급함으로써, 제3 자석체의 내부에 확산시킨다. 필요에 따라 추가로 열처리를 행하고, 제3 자석체의 보다 내부까지 중희토류 원소 RH를 확산시킨다.

이에 의해, 주상의 외각부(입계의 근방)에 위치하는 R₂Fe₁₄B형 화합물의 희토류 원소 R 중 경희토류 원소 RL이, 중희토류 원소 RH와 치환된다. 이 결과, 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 도 3에 도시하는 고보자력 영역(4b)이 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성된다. 또한, 고보자력 영역(4b)은 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 제3 자석(4)의 내부(화살표 A 방향)로 향하여 적어도 약 3 mm의 깊이(두께) L6을 갖고서 형성된다. 또한, 제3 자석체의 소정의 영역에 마스크를 형성함으로써, 마스크 이외의 부분에만 고보자력 영역을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에 고보자력 영역(4b)을 형성하는 방법으로서, 상기한 증착 확산법 이외의 방법을 사용해도 된다. 예를 들어 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에 중희토류 원소 RH를 피착시킨 후에 열처리를 함으로써, 제3 자석체의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에 고보자력 영역(4b)을 형성해도 된다.

그 후, 제1 자석체를, 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(2a)으로부터 이격되는 방향(화살표 A 방향)으로 자화함으로써 제1 자석(2)을 형성한다. 또한, 제2 자석체를 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(3a)을 향하는 방향(화살표 B 방향)으로 자화함으로써 제2 자석(3)을 형성한다. 또한, 제3 자석체를, 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(2)(제1 자석체)으로부터 제2 자석(3)(제2 자석체)으로 향하는 방향(화살표 X2 방향)으로 자화함으로써 제3 자석(4)을 형성한다.

그리고, X1 측으로부터 X2 측으로 향하여 제1 자석(2), 제3 자석(4) 및 제2 자석(3)을 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)이 서로 접속되도록 배치한다. 그 후, 제1 자석(2), 제3 자석(4) 및 제2 자석(3)을 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접합한다. 이에 의해, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)가 형성된다.

마지막으로, TGG로 이루어지는 패러데이 소자(10)를 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 관통 구멍(1a)의 내부에 배치한다. 이때, 패러데이 소자(10)를 패러데이 소자(10)의 X 방향의 중앙부가 관통 구멍(3a)의 X 방향의 중앙부에 대략 위치하도록 배치한다. 이에 의해, 패러데이 회전자(100)가 제조된다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(4b)을 축방향(X 방향)을 따라 제2 자석(3)으로부터 제1 자석(2)으로 향하는 방향(화살표 X1 방향)의 자계의 근방인 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성함으로써, 제1 자석(2)과 제2 자석(3)으로 구성된 자계에 기인하는 역자계에 의한 제3 자석(4) 전체에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(4b)은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다. 이 결과, 충분히 높은 자계(약 1.5 T 이상 약 3.0 T 이하)를 패러데이 소자(10)에 인가할 수 있음과 함께, 어느 정도의 고온(70℃ 이상 80℃ 이하)의 온도 조건 하에서도, 불가역 감자도 억제할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태의 패러데이 회전자용 자기 회로(1)는 패러데이 회전 계수가 작은 TGG를 패러데이 소자(10)로서 사용한 경우에 특히 적합하다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(4)이 희토류 원소 R(Nd, Pr을 주성분으로 하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 주로 하는 전이 원소와, B(붕소)를 주로 포함하는 R-Fe-B계 소결 자석으로 이루어짐과 동시에, 고보자력 영역(4b)을 Dy 및 Tb 중 적어도 하나로 이루어지는 중희토류 원소 RH를 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역으로부터 도입하고, 정방정인 R₂Fe₁₄B형 화합물의 결정립으로 이루어지는 주상의 외각부(입계의 근방)에 위치하는 경희토류 원소 RL(Nd, Pr)과 치환시킴으로써 형성하면, 잔류 자속 밀도의 저하를 대략 발생시키지 않고, 고보자력 영역(4b)의 보자력을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)의 자계 강도를 유지하면서, 고보자력 영역(4b)의 보자력을 용이하게 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(4b)을 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 제3 자석(4)의 내부(화살표 A 방향)로 향하여 적어도 3 mm의 깊이(두께) L6까지 형성하면, 역자계에 의한 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내부에, 내주면으로부터 3 mm의 범위에 걸쳐서 고보자력 영역(4b)을 형성할 수 있으므로, 제3 자석(4)에서의 불가역 감자를 보다 억제할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 있어서의 패러데이 회전자용 자기 회로(1)는 TGG를 패러데이 소자에 사용하는 패러데이 회전자에 최적이다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(4)을 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 R-Fe-B계 소결 자석과 동일한 R-Fe-B계 소결 자석이나, 또는, 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 R-Fe-B계 소결 자석보다도 보자력이 큰 R-Fe-B계 소결 자석으로 이루어지도록 구성하면, 제3 자석(4)의 고보자력 영역(4b)뿐만아니라, 제3 자석(4)의 고보자력 영역(4b) 이외의 부분도 보자력이 크므로, 불가역 감자한 고보자력 영역(4b)을 발단으로 하여, 제3 자석(4)의 전체가 불가역 감자하는 것을 보다 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(4)의 고보자력 영역(4b) 이외의 부분의 보자력을, 적어도 2350 kA/m임과 동시에, 고보자력 영역(4b)의 보자력보다도 작아지도록 구성하면, 고보자력 영역(4b) 뿐만 아니라, 고보자력 영역(4b) 이외의 적어도 2350 kA/m의 높은 보자력을 갖는 제3 자석(4)의 부분에 의해서도, 제3 자석(4)이 불가역 감자하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(4)이 적어도 약 1.0 T의 잔류 자속 밀도를 갖도록 구성하면, 테르븀 갈륨 가넷(TGG)의 결정을 패러데이 소자(10)로서 사용하는 소형의 패러데이 회전자(100)에 있어서도, 충분한 자계 강도(약 1.5 T 이상 약 3.0 T 이하)를 발생시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 외경 L1을, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경 L2의 약 10배가 되도록 구성하는 것이 좋다. 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 외경 L1을, 각각 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경 L2의 약 10배가 되도록 구성함으로써, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)에 있어서 높은 자계 강도를 형성하기가 곤란하게 되는 것을 억제할 수 있음과 함께, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)에 있어서의 자계 강도가 너무 높은 것에 기인하여 고보자력 영역(4b)에 있어서 불가역 감자가 일어나기 쉬워지는 것을 억제할 수 있다.

(제1 실시 형태의 제1 변형예)

이어서, 도 4 및 도 5을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 대하여 설명한다. 이 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 패러데이 회전자(200)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(201)에 있어서, 개개의 단면 형상이 원호 형상(부채 형상)을 갖는 자석편(220 및 230)을 각각 8개 조합하고, 1개의 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)을 구성하고 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예가 의한 패러데이 회전자(200)의 패러데이 회전자용 자기 회로(201)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 원통 형상을 갖는 제1 자석(202), 제2 자석(203) 및 제3 자석(4)으로 이루어진다. 또한, 제1 자석(202)과 제2 자석(203)은 동일한 형상을 갖고 있다. 또한, 제1 자석(202)과 제2 자석(203)과 제3 자석(4)은 X 방향으로 연장되는 동일한 중심축선(1000)을 따라 배치되어 있다.

또한, 제1 자석(202)과 제2 자석(203)의 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 각각 X 방향으로 연장되는 관통 구멍(202a 및 203a)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(202a 및 203a)은 각각 본 발명의 「제1 관통 구멍」 및 「제2 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)은 각각 중심축선(1000)으로부터 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)의 외주면측을 향하여 방사상으로 분할됨으로써 형성된 8개의 자석편(220 및 230)이 조합되어서 구성되어 있다. 이 8개의 자석편(220 및 230)은 모두 축방향(X 방향)과 직교하는 Y-Z 평면에 있어서, 동일한 원호 형상(부채 형상)의 단면을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 자석편(220 및 230)의 원호의 각도는, 모두 약 45도가 되도록 구성되어 있다. 또한, 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.

이어서, 도 5을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 패러데이 회전자(200)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 8개의 자석편(220)에 대응하는 8개의 자석체편과, 8개의 자석편(230)에 대응하는 8개의 자석체편과, 원통 형상을 가짐과 함께, 관통 구멍(4a)이 형성된 제3 자석체를 준비한다. 또한, 8개의 자석편(220)에 대응하는 8개의 자석체편과, 8개의 자석편(230)에 대응하는 8개의 자석체편은 모두 동일한 원호 형상(부채 형상)의 단면을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

그 후, 8개의 자석편(220)에 대응하는 8개의 자석체편을 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(202a)에 대응하는 부분으로부터 이격되는 방향(화살표 A 방향)으로 자화함으로써, 8개의 자석편(220)을 형성한다. 또한, 8개의 자석편(230)에 대응하는 8개의 자석체편을 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(203a)에 대응하는 부분을 향하는 방향(화살표 B 방향)으로 자화함으로써, 8개의 자석편(230)을 형성한다.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 8개의 자석편(220 및 230)을 각각 관통 구멍(202a 및 203a)을 형성하도록 주 형상으로 배치한다. 그리고, 8개의 자석편(220 및 230)을 각각 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접착한다. 이에 의해, 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)이 각각 형성된다. 또한, 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하다.

또한, 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의한 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

(제1 실시 형태의 제2 변형예)

이어서, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 대하여 설명한다. 이 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 패러데이 회전자(300)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(301)에 있어서, 사각 기둥 형상을 갖는 자석편(320 및 330)을 각각 8개 조합하고, 1개의 제1 자석(302) 및 제2 자석(303)을 구성하고 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예가 의한 패러데이 회전자(300)의 패러데이 회전자용 자기 회로(301)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 정팔각 기둥 형상을 갖는 제1 자석(302), 제2 자석(303) 및 제3 자석(304)으로 이루어진다. 또한, 제1 자석(302)과 제2 자석(303)은 동일한 형상을 갖고 있다. 또한, 제1 자석(302)과 제2 자석(303)과 제3 자석(304)은 X 방향으로 연장되는 동일한 중심축선(1000)을 따라 배치되어 있다.

제1 자석(302), 제2 자석(303) 및 제3 자석(304)은 모두 중심축선(1000)을 따른 축방향(X 방향)과 직교하는 Y-Z 평면에 있어서 정팔각형의 단면 형상을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 제1 자석(302), 제2 자석(303) 및 제3 자석(304)의 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 각각 X 방향으로 연장되는 관통 구멍(302a, 303a 및 304a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(302a, 303a 및 304a)은 정팔각형의 단면(Y-Z 평면)을 갖고 있다. 또한, 관통 구멍(302a, 303a 및 304a)은 각각 본 발명의 「제1 관통 구멍」, 「제2 관통 구멍」 및 「제3 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 제1 자석(302) 및 제2 자석(303)은 각각 중심축선(1000)으로부터 제1 자석(302) 및 제2 자석(303)의 외주면측을 향하여 방사상으로 분할됨으로써 형성된, 8개의 자석편(320 및 330)이 조합되어서 구성되어 있다. 이 8개의 자석편(320 및 330)은 사각 기둥 형상을 가짐과 함께, 축방향(X 방향)과 직교하는 Y-Z 평면에 있어서 동일한 사다리꼴 형상의 단면을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

또한, 제3 자석(304)에는 고보자력 영역(304b)이 형성되어 있다. 이 고보자력 영역(304b)은 관통 구멍(304a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 동일하다.

이어서, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 패러데이 회전자(300)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 8개의 자석편(320)에 대응하는 8개의 자석체편과, 8개의 자석편(330)에 대응하는 8개의 자석체편과, 정팔각 기둥 형상을 가짐과 함께, 관통 구멍(304a)이 형성된 제3 자석체를 준비한다. 또한, 8개의 자석편(320)에 대응하는 8개의 자석체편과, 8개의 자석편(330)에 대응하는 8개의 자석체편은 동일한 사다리꼴 형상의 단면을 가진 상태에서, X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 제3 자석체는 자화되기 전의 제3 자석(304)에 대응한다.

그리고, 제3 자석체의 관통 구멍(304a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 고보자력 영역(304b)을 형성한다.

그 후, 8개의 자석편(320)에 대응하는 8개의 자석체편을 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(302a)에 대응하는 부분으로부터 이격되는 방향(화살표 A 방향)으로 자화함으로써, 8개의 자석편(320)을 형성한다. 또한, 8개의 자석편(330)에 대응하는 8개의 자석체편을 축방향(X 방향)과 수직하고 또한 관통 구멍(303a)에 대응하는 부분을 향하는 방향(화살표 B 방향)으로 자화함으로써, 8개의 자석편(330)을 형성한다. 또한, 제3 자석(304)에 대응하는 제3 자석체를, 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(302)(제1 자석체)으로부터 제2 자석(303)(제2 자석체)으로 향하는 방향(화살표 X2 방향)으로 자화함으로써 제3 자석(304)을 형성한다.

그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 8개의 자석편(320 및 330)을 각각 관통 구멍(302a 및 303a)을 형성하도록 주 형상으로 배치한다. 그리고, 8개의 자석편(320 및 330)을 각각 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접착한다. 이에 의해, 제1 자석(302) 및 제2 자석(303)이 각각 형성된다. 또한, 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하다.

또한, 제1 실시 형태의 제2 변형예에 의한 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

[실시예 1]

이어서, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 상기 제1 실시 형태와 상기 제1 실시 형태의 제1 변형예 및 제2 변형예에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로(1, 200 및 300)의 조성을 확인하기 위하여 행한 퍼미언스 계수의 분포 상태의 시뮬레이션과, 불가역 감자 온도 측정에 대하여 설명한다.

(퍼미언스 계수의 분포 상태의 시뮬레이션)

우선, 도 1, 도 2 및 도 8을 참조하여, 퍼미언스 계수의 분포 상태의 시뮬레이션에 대하여 설명한다. 퍼미언스 계수의 분포 상태의 시뮬레이션에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 제1 실시 형태에 대응하는 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)으로 이루어지는 패러데이 회전자용 자기 회로(1)를 상정하고, 패러데이 회전자용 자기 회로(1)에 있어서의 퍼미언스 계수의 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 구하였다. 또한, 퍼미언스 계수란 자석의 특성을 나타내는 감자 곡선에 있어서의, 자석 동작점과 원점을 연결한 직선의 기울기이다. 이 퍼미언스 계수가 큰 경우에는, 자석에 있어서 불가역 감자가 일어나기 어려운 것을 나타내는 한편, 퍼미언스 계수가 작은 경우에는, 자석에 있어서 불가역 감자가 일어나기 쉬운 것을 나타낸다.

구체적인 구성으로서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)의 단면(Y-Z 평면)에 있어서의 외경 L1은 50 mm이며, 관통 구멍(2a, 3a 및 4a)의 직경 L2는 5 mm라고 상정하였다. 또한, 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)의 X 방향의 길이 L4는 모두 20 mm이며, 제3 자석(4)의 X 방향의 길이 L5는 5 mm라고 상정하였다.

또한, 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)은 잔류 자속 밀도가 1.30 T이며, 보자력이 1270 kA/m라고 상정하였다. 또한, 제3 자석(4)은 잔류 자속 밀도가 1.14 T이며, 보자력이 2350 kA/m라고 상정하였다.

도 8에 도시하는 퍼미언스 계수의 분포 상태의 시뮬레이션 결과로부터, 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방은, 퍼미언스 계수가 작아 불가역 감자가 일어나기 쉬운 것을 알았다. 이에 의해, 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 적어도 내주면 근방에 고보자력층을 형성함으로써, 제3 자석(4)이 불가역 감자하는 것을 억제할 수 있는 것이 판명되었다.

또한, 특히, 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면 중, X 방향을 따른 제3 자석(4)의 중심부(4c)에 있어서는, 퍼미언스 계수가 작아 불가역 감자가 일어나기 쉬운 것을 알았다. 또한, 중심부(4c)에 있어서는, 퍼미언스 계수가 작은 영역이, 다른 관통 구멍(4a)의 내주면보다도, 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 깊은 위치에까지 존재하는 것을 알았다. 또한, 퍼미언스 계수가 작은 영역은, 제3 자석(4)의 중심부(4c)에 있어서, 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 3 mm(거리 L7)의 범위까지 형성되어 있는 것을 알았다. 이에 의해, 적어도 제3 자석(4)의 중심부(4c)에 있어서, 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 3 mm 이상의 깊이까지 고보자력 영역(4b)을 형성함으로써, 제3 자석(4)이 불가역 감자하는 것을 보다 억제할 수 있는 것이 판명되었다.

(불가역 감자 온도 측정)

이어서, 도 2, 도 5 및 도 7을 참조하여, 불가역 감자 온도 측정에 대하여 설명한다. 불가역 감자 온도 측정에서는, 상기 제1 실시 형태의 제1 변형예에 대응하는 실시예 1로서, 도 5에 도시하는 고보자력 영역(4b)이 형성된 제3 자석(4)을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로(201)를 제작하였다. 또한, 실시예 1에 대한 비교예 1로서, 고보자력 영역이 형성되어 있지 않은 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로를 제작하였다.

구체적으로는, 실시예 1 및 비교예 1에 있어서, 제1 자석, 제2 자석 및 제3 자석이 모두 잔류 자속 밀도가 1.14 T이며, 보자력이 2350 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-33UH)으로 이루어지도록 구성하였다.

또한, 상기 제1 실시 형태의 제2 변형예에 대응하는 실시예 2로서, 도 7에 도시하는 고보자력 영역(304b)이 형성된 제3 자석(304)을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로(301)를 제작하였다. 한편, 실시예 2에 대한 비교예 2로서, 고보자력 영역이 형성되어 있지 않은 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로를 제작하였다.

구체적으로는, 실시예 2 및 비교예 2에 있어서, 제1 자석 및 제2 자석이 모두 잔류 자속 밀도가 1.30 T이며, 보자력이 1270 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-43SH)으로 이루어지도록 구성하였다. 또한, 제3 자석이 잔류 자속 밀도가 1.14 T이며, 보자력이 2350 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-33UH)으로 이루어지도록 구성하였다.

또한, 상기 제1 실시 형태의 제1 변형예에 대응하는 실시예 3으로서, 도 5에 도시하는 고보자력 영역(4b)이 형성된 제3 자석(4)을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로(201)를 제작하였다. 또한, 실시예 3에 대한 비교예 3으로서, 고보자력 영역이 형성되어 있지 않은 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로를 제작하였다.

구체적으로는, 실시예 3 및 비교예 3에 있어서, 제1 자석 및 제2 자석이 모두 잔류 자속 밀도가 1.30 T이며, 보자력이 1270 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-43SH)으로 이루어지도록 구성하였다. 또한, 제3 자석이 잔류 자속 밀도가 1.14 T이며, 보자력이 2350 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-33UH)으로 이루어지도록 구성하였다.

또한, 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3에 있어서, 모두 제1 자석, 제2 자석 및 제3 자석의 단면(Y-Z 평면)에 있어서의 외경 L1(도 2 참조)은 50 mm이며, 관통 구멍의 직경 L2(도 2 참조)는 5 mm이도록 구성하였다. 또한, 제1 자석 및 제2 자석의 X 방향의 길이 L4(도 2 참조)는 20 mm이며, 제3 자석의 X 방향의 길이 L5(도 2 참조)는 5 mm이도록 구성하였다. 잔류 자속 밀도, 보자력은 B-H 트레이서로 측정하였다.

또한, 실시예 1 내지 3에 있어서는, 각각 제3 자석(4)(304)의 관통 구멍(4a)(304a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 고보자력 영역(4b)(304b)을 형성하였다. 구체적으로는, WO2007/102391에 기재된 방법에 의해, RH 확산원인 벌크체와 제3 자석을 대향 배치한 상태에서, 900℃로 가열하고, Dy로 이루어지는 중희토류 원소 RH를 제3 자석체의 관통 구멍(4a)(304a)의 내주면측에서 도입하고, 제3 자석체의 내부에 확산시켰다. 또한, 800℃에서 열처리를 행하였다. 이에 의해, 주상의 외각부(입계의 근방)에 위치하는 R₂Fe₁₄B형 화합물의 희토류 원소 R 중 경희토류 원소 RL을, 중희토류 원소 RH와 치환함으로써 고보자력 영역(4b)(304b)을 형성하였다. 또한, 고보자력 영역(4b)(304b)을 관통 구멍(4a)(304a)의 내주면으로부터 제3 자석(4)(304)의 내부(화살표 A 방향)로 향해서 3 mm의 깊이(두께) L6(도 2 참조)까지 형성하였다.

또한, 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3에 있어서, X1 측으로부터 X2 측으로 향하여 제1 자석, 제3 자석 및 제2 자석을 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접합하였다.

그리고, 실온(20℃)의 온도 조건 하에 있어서의 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 있어서, 패러데이 소자가 배치되는 관통 구멍(제3 관통 구멍)에 있어서의 자계 강도를 자기 프로브(도시하지 않음)를 사용하여 각각 측정하였다.

또한, 실온(20℃)의 온도 조건 하에 있어서의 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 있어서, 제3 자석의 관통 구멍의 내주면에 있어서의 잔류 자속 밀도 및 보자력을 B-H 트레이서를 사용하여 측정하였다. 여기서, 실시예 1 및 2의 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면에 있어서의 잔류 자속 밀도 및 보자력은 실시예 1 및 2의 제3 자석과 동일한 자석(NMX-33UH) 및 동일한 RH 확산 조건에서 제작하고, 고보자력 영역(4b)(304b)만 잘라내서 B-H 트레이서에 의해 측정하였다.

실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 있어서, 실온(20℃)으로부터 소정의 온도(55℃, 70℃ 및 80℃)까지 상승시킨 후, 다시, 20℃까지 온도를 감소시킴으로써 패러데이 회전자용 자기 회로에 온도 이력을 첨가하였다. 그리고, 온도 이력을 첨가한 후의 제3 자석의 관통 구멍에서의 자계 강도를 자기 프로브(도시하지 않음)를 사용하여 각각 측정하였다. 이때, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이었던 경우에, 불가역 감자가 발생했다고 판단하고, 불가역 감자가 발생했을 때의 소정의 온도(55℃, 70℃ 및 80℃)를 불가역 감자 온도로 하였다. 이것들의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

또한, 실시예 3과 비교예 3과의 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 실온(20℃)으로부터 소정의 온도(55℃, 70℃, 80℃ 및 100℃)까지 상승시킨 후, 다시, 20℃까지 온도를 감소시킴으로써 패러데이 회전자용 자기 회로에 온도 이력을 첨가하였다. 그리고, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도에 대한 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 크기(％)를 측정하였다. 이 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

표 1에 나타내는 실험 결과로서는, 제1 자석 및 제2 자석에 잔류 자속 밀도가 1.30 T의 R-Fe-B계 소결 자석을 사용한 실시예 2 및 비교예 2의 자계 강도(2.3T)는 제1 자석 및 제2 자석에 잔류 자속 밀도가 1.14 T의 R-Fe-B계 소결 자석을 사용한 실시예 1 및 비교예 1의 자계 강도(2.0 T)보다도 커졌다.

또한, 제3 자석(4)(304)에 고보자력 영역(4b)(304b)을 형성한 실시예 1 및 2에서는, 제3 자석의 관통 구멍의 내주면에 있어서의 보자력은 2800 kA/m이 되고, 제3 자석(4)(304)의 고보자력 영역(4b)(304b) 이외의 부분에 있어서의 보자력(2350 kA/m)보다도 커졌다. 또한, 제3 자석에 고보자력 영역을 형성하고 있지 않은 비교예 1에서는, 제3 자석의 통상의 보자력(2350 kA/m)이 된 한편, 제3 자석에 고보자력 영역을 형성하고 있지 않은 비교예 2에서는, 보자력이 1680 kA/m이 되었다. 이것은, 비교예 2의 자계 강도(2.3T)는 비교예 1의 자계 강도(2.0 T)보다도 높기 때문에, 비교예 2의 패러데이 회전자용 자기 회로를 제조한 단계에서, 이미 제1 자석과 제2 자석으로 구성된 자계에 기인하는 역자계에 의해 제3 자석에 불가역 감자가 발생했기 때문이라고 생각된다.

또한, 표 1에 나타내는 제3 자석(4)(304)에 고보자력 영역(4b)(304b)을 형성한 실시예 1 및 2에서는, 불가역 감자 온도를 측정할 수 없었다. 즉, 실시예 1 및 2의 불가역 감자 온도는 80℃보다 커졌다. 또한, 표 2에 나타내는 제3 자석(4)에 고보자력 영역(4b)을 형성한 실시예 3의 실측값에서는, 80℃ 이하의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 이상이었던 한편, 100℃에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이었다. 즉, 실시예 3의 불가역 감자 온도는 100℃였다. 이것은, 실시예 1 내지 3에 있어서, 불가역 감자가 일어나기 쉬운 제3 자석(4)(304)의 관통 구멍(4a)(304a)의 내주면 근방에 고보자력 영역(4b)(304b)을 형성하였기 때문에, 80℃ 이하의 온도 범위에서 불가역 감자를 억제할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

한편, 제3 자석에 고보자력 영역을 형성하지 않은 비교예 1에서는, 불가역 감자 온도가 55℃였다. 또한, 표 2에 나타내는 제3 자석에 고보자력 영역을 형성하지 않은 비교예 3의 실측값에서는, 55℃ 이하의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 이상이었던 한편, 70℃ 이상의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이었다. 즉, 비교예 3의 불가역 감자 온도는 70℃였다. 이것은, 비교예 1 및 3에 있어서, 55℃ 이상의 온도 범위(비교예 1) 및 70℃ 이상의 온도 범위(비교예 3)에서, 제3 자석의 관통 구멍의 내주면 근방에 있어서 불가역 감자가 발생했다고 생각된다. 그리고, 불가역 감자한 부분을 발단으로 하여, 제3 자석의 다른 영역에서도 불가역 감자했기 때문에, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이 되었다고 생각된다.

(제2 실시 형태)

이어서, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제2 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(400)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(401)의 제1 자석(2) 및 제2 자석(3)이 제3 자석(4)을 끼우고, 중심축선(1000)이 연장하는 축방향을 따라서 교대로 배치되어 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(400)의 패러데이 회전자용 자기 회로(401)는 도 9에 도시한 바와 같이, 원통 형상을 갖는 2개의 제1 자석(2)과, 2개의 제2 자석(3)과, 3개의 제3 자석(4)으로 이루어진다. 또한, 패러데이 회전자용 자기 회로(401)에서는, 중심축선(1000)이 연장하는 축방향(X 방향)을 따라, 제1 자석(2)과 제2 자석(3)이 제3 자석(4)을 사이에 끼워서 교대로 배열되도록 배치되어 있다. 구체적으로는, X1 측으로부터 X2 측으로 향하여, 제1 자석(2), 제3 자석(4), 제2 자석(3), 제3 자석(4), 제1 자석(2), 제3 자석(4) 및 제2 자석(3)의 순서로 배치되어 있다.

또한, 3개의 제3 자석(4)은 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(2)으로부터 제2 자석(3)으로 향하는 방향으로 자화되어 있다. 즉, X1 측에 제1 자석(2)이 위치하는 제3 자석(4)(양단부 측의 2개)은 화살표 X2 방향으로 자화되어 있는 한편, X2 측에 제1 자석(2)이 위치하는 제3 자석(4)(중앙측의 1개)은 화살표 X1 방향으로 자화되어 있다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 3개의 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에는 고보자력 영역(4b)이 형성되어 있다. 이 고보자력 영역(4b)은 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제2 실시 형태에 의한 그 밖의 구조는 제1 실시 형태와 동일하다.

이어서, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(400)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 제1 실시 형태와 마찬가지의 제조 프로세스에 의해, 2개의 제1 자석(2), 2개의 제2 자석(3) 및 3개의 제3 자석(4)을 형성한다.

그 후, 2개의 제1 자석(2), 2개의 제2 자석(3) 및 3개의 제3 자석(4)을 X1 측으로부터 X2 측으로 향하여 제1 자석(2), 제3 자석(4), 제2 자석(3), 제3 자석(4), 제1 자석(2), 제3 자석(4) 및 제2 자석(3)의 순서로 배치한다. 그리고, 배치한 제1 자석(2), 제2 자석(3) 및 제3 자석(4)을 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접합한다. 이때, X1 측에 제1 자석(2)이 위치하는 제3 자석(4)(양단부 측의 2개)은 자화의 방향이 화살표 X2 방향이 되도록 배치함과 함께, X2 측에 제1 자석(2)이 위치하는 제3 자석(4)(중앙측의 1개)은 자화의 방향이 화살표 X1 방향이 되도록 배치한다. 이에 의해, 패러데이 회전자용 자기 회로(401)가 형성된다. 또한, 제2 실시 형태에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하다.

제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(4b)을 3개의 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성함으로써, 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 다른 부분보다도 보자력이 높은 고보자력 영역(4b)을 형성할 수 있으므로, 고보자력 영역(4b) 및 제3 자석(4)의 전체에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(4b)은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 X1 측으로부터 X2 측으로 향하여, 제1 자석(2), 제3 자석(4), 제2 자석(3), 제3 자석(4), 제1 자석(2), 제3 자석(4) 및 제2 자석(3)의 순서로 배치하면, 제1 실시 형태의 패러데이 회전자용 자기 회로(1)를 갖는 패러데이 회전자(100)에서는 충분한 패러데이 효과를 얻지 못한 경우에도, 제1 자석(2)과 제2 자석(3)을 제3 자석(4)을 사이에 끼워서 축방향을 따라서 교대로 배열되도록 배치함으로써, 복수 단위의 패러데이 회전자용 자기 회로(401)를 형성할 수 있으므로, 충분한 패러데이 효과가 얻어지도록 패러데이 회전자(400)를 구성할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에 의한 그 밖의 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

(제2 실시 형태의 변형예)

이어서, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다. 이 제2 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자(500)에서는, 상기 제2 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(501)에 있어서, 개개의 단면 형상이 원호 형상(부채 형상)을 갖는 자석편(220 및 230)을 각각 8개 조합하고, 1개의 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)을 구성하고 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자(500)의 패러데이 회전자용 자기 회로(501)는 도 11에 도시한 바와 같이, 원통 형상을 갖는 2개의 제1 자석(202)과, 2개의 제2 자석(203)과, 3개의 제3 자석(4)으로 이루어진다. 또한, 제1 자석(202)과 제2 자석(203)은 모두 상기한 제1 실시 형태의 제1 변형예와 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 제1 자석(202) 및 제2 자석(203)은 각각 8개의 자석편(220 및 230)이 조합되어서 구성되어 있다. 또한, 제2 실시 형태의 변형예에 의한 그 밖의 구성은, 제2 실시 형태와 동일하다.

또한, 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자(500)의 제조 프로세스에서는, 제1 실시 형태의 제1 변형예와 동일한 제조 프로세스에 의해, 8개의 자석편(220)이 조합된 2개의 제1 자석(202)과, 8개의 자석편(230)이 조합된 2개의 제2 자석(203)과, 3개의 제3 자석(4)을 형성한다. 또한, 제2 실시 형태의 변형예에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제2 실시 형태와 동일하다.

또한, 제2 실시 형태의 변형예에 의한 효과는 제2 실시 형태와 동일하다.

[실시예 2]

이어서, 도 10 및 도 11을 참조하여, 상기 제2 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자용 자기 회로(501)의 조성을 확인하기 위하여 행한 불가역 감자 온도 측정에 대하여 설명한다.

(불가역 감자 온도 측정)

불가역 감자 온도 측정에서는, 도 11에 도시하는 제2 실시 형태의 변형예에 대응하는 실시예 4로서, 고보자력 영역(4b)(도 10 참조)이 형성된 3개의 제3 자석(4)을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로(501)를 제작하였다. 또한, 실시예 4에 대한 비교예 4로서, 고보자력 영역이 형성되어 있지 않은 3개의 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로를 제작하였다.

구체적으로는, 실시예 4 및 비교예 4에 있어서, 제1 자석 및 제2 자석이 모두 잔류 자속 밀도가 1.30 T이며, 보자력이 1270 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-43SH)으로 이루어지도록 구성하였다. 또한, 제3 자석이 잔류 자속 밀도가 1.14 T이며, 보자력이 2350 kA/m인 R-Fe-B계 소결 자석(히타치 긴조꾸 가부시끼가이샤 제조 NMX-33UH)으로 이루어지도록 구성하였다.

또한, 실시예 4와 비교예 4에 있어서, 모두 제1 자석, 제2 자석 및 제3 자석의 단면(Y-Z 평면)에 있어서의 외경 L1(도 10 참조)은 50 mm이며, 관통 구멍의 직경 L2(도 10 참조)는 5 mm이도록 구성하였다. 또한, 제1 자석 및 제2 자석의 X 방향의 길이 L4(도 10 참조)는 20 mm이며, 제3 자석의 X 방향의 길이 L5(도 10 참조)는 5 mm이도록 구성하였다.

또한, 실시예 4에 있어서는, 3개의 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로, 고보자력 영역(4b)을 형성하였다. 또한, 고보자력 영역(4b)을 관통 구멍(4a)의 내주면으로부터 제3 자석(4)의 내부(화살표 A 방향)로 향해서 3 mm의 깊이(두께) L6(도 10 참조)까지 형성하였다.

또한, 실시예 4와 비교예 4와에 있어서, X1 측으로부터 X2 측으로 향하여, 제1 자석, 제3 자석, 제2 자석, 제3 자석, 제1 자석, 제3 자석 및 제2 자석의 순서로 배열되도록 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접합하였다. 이때, X1 측에 제1 자석이 위치하는 제3 자석(양단부 측의 2개)은 자화의 방향이 화살표 X2 방향이 되도록 배치함과 함께, X2 측에 제1 자석이 위치하는 제3 자석(중앙측의 1개)은 자화의 방향이 화살표 X1 방향이 되도록 배치하였다.

또한, 실시예 4와 비교예 4의 패러데이 회전자용 자기 회로에 있어서, 실온(20℃)으로부터 소정의 온도(55℃, 70℃, 80℃ 및 100℃)까지 상승시킨 후, 다시, 20℃까지 온도를 감소시킴으로써 패러데이 회전자용 자기 회로에 온도 이력을 첨가하였다. 그리고, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도에 대한 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 크기(％)를 측정하였다. 이 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

표 3에 나타내는 실험 결과로서는, 3개의 제3 자석(4)에 고보자력 영역(4b)을 형성한 실시예 4에서는, 80℃ 이하의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 이상이었던 한편, 100℃에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이었다. 즉, 실시예 4의 불가역 감자 온도는 100℃였다. 이것은, 실시예 4에 있어서, 불가역 감자가 일어나기 쉬운 제3 자석(4)의 관통 구멍(4a)의 내주면 근방에 고보자력 영역(4b)을 형성하였기 때문에, 80℃ 이하의 온도 범위에서, 불가역 감자를 억제할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

한편, 3개의 제3 자석에 고보자력 영역을 형성하지 않은 비교예 4에서는, 55℃ 이하의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 이상이었던 한편, 70℃ 이상의 온도 범위에서, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이었다. 즉, 비교예 4의 불가역 감자 온도는 70℃였다. 이것은, 비교예 4에 있어서, 70℃ 이상의 온도 범위에서, 제3 자석의 관통 구멍의 내주면 근방에 있어서 불가역 감자가 발생했다고 생각된다. 그리고, 불가역 감자한 부분을 발단으로 하여, 제3 자석의 다른 영역에서도 불가역 감자했기 때문에, 온도 이력을 첨가한 후의 자계 강도의 값이, 온도 이력을 첨가하기 전의 자계 강도의 값의 99％ 미만이 되었다고 생각된다.

(제3 실시 형태)

이어서, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제3 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(600)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(601)의 제3 자석(604)이 중심축선(1000)에 직교하는 단면(Y-Z 평면)에서 2개로 분단되어 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제3 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(600)의 패러데이 회전자용 자기 회로(601)에서는, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 원통 형상의 제3 자석(604)은 X1 측에 위치하는 원통 형상의 자석편(640)과, X2 측에 위치하는 원통 형상의 자석편(650)이 중심축선(1000)을 따른 축방향(X 방향)에 조합되는 것에 의해 형성되어 있다. 이 자석편(640 및 650)은 제3 자석(604)의 X 방향의 중심을 통과하는 Y-Z 평면에 의해, 제3 자석(604)이 X1 측 및 X2 측으로 분단됨으로써 형성되어 있다. 또한, 자석편(640 및 650)은 본 발명의 「제1 자석편」의 일례이다.

또한, 자석편(640 및 650)은 각각 관통 구멍(640a 및 650a)과, 고보자력 영역(640b 및 650b)을 갖고 있다. 이 관통 구멍(640a 및 650a)이 서로 접속됨으로써, 관통 구멍(604a)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(640a 및 650a)은 각각 관통 구멍(2a 및 3a)과 접속되도록 구성되어 있다. 또한, 관통 구멍(604a)은 본 발명의 「제3 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 고보자력 영역(640b 및 650b)이 조합되는 것에 의해, 고보자력 영역(604b)이 형성되어 있다. 또한, 고보자력 영역(640b 및 650b)(고보자력 영역(604b))은 관통 구멍(640a 및 650a)(관통 구멍(604a))의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성되어 있다. 또한, 고보자력 영역(640b 및 650b)은 본 발명의 「제2 고보자력 영역」의 일례이다. 또한, 제3 실시 형태에 의한 그 밖의 구조는 제1 실시 형태와 동일하다.

이어서, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(600)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 자석편(640 및 650)에 대응하는 2개의 원통 형상의 자석체편을 준비한다. 그리고, 2개의 자석체편의 관통 구멍(640a 및 650a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 각각 고보자력 영역(640b 및 650b)을 형성한다. 그 후, 2개의 자석체편을 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(202)(제1 자석체)으로부터 제2 자석(203)(제2 자석체)으로 향하는 방향(화살표 X2 방향)으로 자화함으로써, 도 13에 도시하는 자석편(640 및 650)을 형성한다.

그 후, 자석편(640 및 650)을 관통 구멍(640a 및 650a)이 서로 접속되도록, 축방향(X 방향)을 따르도록 배치한다. 그리고, 자석편(640 및 650)을 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접합한다. 이에 의해, 도 13에 도시하는 제3 자석(604)이 형성된다. 또한, 제3 실시 형태에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하다.

제3 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(640b 및 650b)을 각각 자석편(640)의 관통 구멍(640a)의 내주면 및 자석편(650)의 관통 구멍(650a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성함으로써, 불가역 감자를 일으키기 쉬운 자석편(640)의 관통 구멍(640a)의 내주면 및 자석편(650)의 관통 구멍(650a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 다른 부분보다도 보자력이 높은 고보자력 영역(640b 및 650b)을 각각 형성할 수 있으므로, 고보자력 영역(604b) 및 제3 자석(604)의 전체에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(640b 및 650b)은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(604)의 X 방향의 중심을 통과하는 Y-Z 평면에 의해, 제3 자석(604)이 X1 측 및 X2 측으로 분단됨으로써 형성된 자석편(640 및 650)이 축방향으로 조합되고, 고보자력 영역(640b 및 650b)으로 이루어지는 고보자력 영역(604b)이 형성됨과 함께, 고보자력 영역(640b 및 650b)(고보자력 영역(604b))을 각각 자석편(640)의 관통 구멍(640a)의 내주면 및 자석편(650)의 관통 구멍(650a)(관통 구멍(604a))의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성함으로써, 관통 구멍(604a)의 내주면을 자석편(640 및 650)으로 분할할 수 있으므로, 제3 자석(604)의 축방향(X 방향)의 두께가 큰 상태에서 고보자력 영역(604b)을 형성하는 경우에 비하여, 개개의 자석편(640 및 650)의 내주면에 확실하게 고보자력 영역(640b 및 650b)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 고보자력 영역(640b 및 650b)이 형성되어 있는 자석편(640 및 650)을 조합함으로써, 제3 자석(604)의 고보자력 영역(604b)을 보다 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 제3 실시 형태에 의한 그 밖의 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

(제4 실시 형태)

이어서, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제4 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(700)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(701)의 제3 자석(704)이 중심축선(1000)을 따른 축방향(X 방향)으로 4개로 분단되어 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제4 실시 형태가 의한 패러데이 회전자(700)의 패러데이 회전자용 자기 회로(701)는 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 정사각 기둥 형상을 갖는 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)으로 이루어진다. 이 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)의 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 각각 정사각형의 단면 형상을 갖는 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)(도 15 참조)이 형성되어 있다. 또한, 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)은 Z 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)은 각각 본 발명의 「제1 관통 구멍」, 「제2 관통 구멍」 및 「제3 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)은 각각 중심축선(1000)으로부터 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)의 외주면측을 향하여 방사상으로 분할됨으로써 형성된, 4개의 자석편(720, 730 및 760)이 조합되어서 구성되어 있다. 이 4개의 자석편(720, 730 및 760)은 모두 축방향(X 방향)과 직교하는 Y-Z 평면에 있어서, 정사각형의 4 모서리 중, 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)에 대응하는 부분이 정사각 형상으로 잘라내어진 형상의 단면을 갖는다. 또한, 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)은 각각 자석편(720, 730 및 760)이 주 형상으로 조합되는 것에 의해 형성되어 있다.

또한, 제1 자석(702)은 축방향(X 방향)과 수직인 방향으로 자화한 4개의 자석편(720)을 조합함으로써, X1 측으로부터 보아, 중심축선(1000)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 자화되어 있다. 또한, 제2 자석(703)은 축방향(X 방향)과 수직인 방향으로 자화한 4개의 자석편(730)을 조합함으로써, X1 측으로부터 보아, 중심축선(1000)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 자화되어 있다.

또한, 4개의 자석편(760)의 관통 구멍(704a) 측의 내주면 근방에는 각각 고보자력 영역(760b)이 형성되어 있다. 이 4개의 고보자력 영역(760b)이 조합되는 것에 의해, 제3 자석(704)의 고보자력 영역(704b)이 형성되어 있다. 또한, 고보자력 영역(704b)은 관통 구멍(704a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제4 실시 형태에 의한 그 밖의 구조는 제1 실시 형태와 동일하다.

이어서, 도 15를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(700)의 제조 프로세스에 대하여 설명한다.

우선, 4개의 자석편(720)에 대응하는 4개의 자석체편과, 4개의 자석편(730)에 대응하는 4개의 자석체편과, 4개의 자석편(760)에 대응하는 4개의 자석체편을 준비한다. 또한, 12개의 자석체편은 4개의 자석편(720)에 대응하는 4개의 자석체편, 4개의 자석편(730)에 대응하는 4개의 자석체편 및 4개의 자석편(760)에 대응하는 4개의 자석체편은 각각 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)이 형성된 상태에서, 자화 방향이 도 15의 백색 누락 화살표 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

그리고, 4개의 자석편(760)에 대응하는 4개의 자석체편의 관통 구멍(704a) 측의 내주면 근방에 고보자력 영역(760b)을 형성한다. 그 후, 자석체편을 각각 소정의 방향(백색 누락 화살표의 방향)으로 자화함으로써, 4개의 자석편(720), 4개의 자석편(730) 및 4개의 자석편(760)을 형성한다.

그리고, 4개의 자석편(720), 4개의 자석편(730) 및 4개의 자석편(760)을 각각 관통 구멍(702a, 703a 및 704a)을 형성하도록 주 형상으로 배치한다. 이때, 4개의 자석편(720)을 X1 측으로부터 보아, 중심축선(1000)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 자화하도록 배치한다. 또한, 4개의 자석편(730)을 X1 측으로부터 보아, 중심축선(1000)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 자화하도록 배치한다. 또한, 4개의 자석편(760)을 축방향(X 방향)과 평행하고 또한 제1 자석(702)으로부터 제2 자석(703)으로 향하는 방향으로 자화하도록 배치한다. 그리고, 4개의 자석편(720), 4개의 자석편(730) 및 4개의 자석편(760)을 각각 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 서로 접착한다. 이에 의해, 제1 자석(702), 제2 자석(703) 및 제3 자석(704)이 각각 형성된다. 또한, 제4 실시 형태에 의한 그 밖의 제조 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하다.

제4 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(704b)을 제3 자석(704)의 관통 구멍(704a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 형성함으로써, 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석(704)의 관통 구멍(704a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 다른 부분보다도 보자력이 높은 고보자력 영역(704b)을 형성할 수 있으므로, 고보자력 영역(704b) 및 제3 자석(704)의 전체에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(704b)은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제3 자석(704)을 축방향(X 방향)을 따라 분할함으로써 형성된 4개의 자석편(760)을 조합함으로써, 관통 구멍(704a)의 내주면의 전역에 걸쳐서, 내주면을 둘러싸도록 층 형상 또한 주 형상으로 4개의 고보자력 영역(760b)으로 이루어지는 고보자력 영역(704b)을 형성하면, 관통 구멍(704a)의 내주면을 4개의 자석편(760)으로 분할할 수 있으므로, 관통 구멍(704a)이 형성되어 있는 상태에서 관통 구멍(704a)의 내주면에 고보자력 영역(704b)을 형성하는 경우에 비하여, 4개의 자석편(760) 중, 분할된 관통 구멍(704a)의 내주면에 대응하는 면에, 확실하게 고보자력 영역(760b)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 고보자력 영역(760b)이 형성되어 있는 4개의 자석편(760)을 조합함으로써, 제3 자석(704)의 고보자력 영역(704b)을 보다 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 제4 실시 형태에 의한 그 밖의 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

(제4 실시 형태의 변형예)

이어서, 도 16을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다. 이 제4 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자(800)에서는, 상기 제4 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(801)의 제1 자석(802), 제2 자석(803) 및 제3 자석(804)이 각각 직육면체 형상의 4개의 자석편(820, 830 및 870)으로 이루어지는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 의한 패러데이 회전자(800)의 패러데이 회전자용 자기 회로(801)에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 자석(802), 제2 자석(803) 및 제3 자석(804)은 각각 직육면체 형상의 4개의 자석편(820, 830 및 870)이 조합되는 것에 의해 형성되어 있다. 또한, 제1 자석(802), 제2 자석(803) 및 제3 자석(804)의 축방향(X 방향)과 직교하는 단면(Y-Z 평면)의 중앙에는, 각각 정사각형의 단면 형상을 갖는 관통 구멍(802a, 803a 및 804a)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(802a, 803b 및 804a)은 각각 직육면체 형상의 4개의 자석편(820, 830 및 870)이 주 형상으로 조합되는 것에 의해 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(802a, 803b 및 804a)은 각각 본 발명의 「제1 관통 구멍」, 「제2 관통 구멍」 및 「제3 관통 구멍」의 일례이다.

또한, 제4 실시 형태의 변형예에 의한 그 밖의 구조, 제조 프로세스 및 효과는, 제4 실시 형태와 동일하다.

(제5 실시 형태)

이어서, 도 17을 참조하여, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제5 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(900)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 패러데이 회전자용 자기 회로(901)의 제3 자석(904)의 내주면에 양단부(4d 및 4e) 측에서 중앙부(4c) 측을 향하여 분포 범위가 커지도록 고보자력 영역(904b)이 형성되어 있는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 제5 실시 형태에 의한 패러데이 회전자(900)의 패러데이 회전자용 자기 회로(901)에서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 제3 자석(904)의 관통 구멍(904a)의 내주면에 고보자력 영역(904b)이 형성되어 있다. 이 고보자력 영역(904b)에서는, 관통 구멍(904a)의 내주면으로부터 제3 자석(904)의 내부(화살표 A 방향)로 향하는 분포 범위(깊이)가 제3 자석(904)의 X1 측 및 X2 측의 양단부(4d 및 4e)로부터, 중앙부(4c) 측을 향하여 서서히 커지도록 구성되어 있다. 또한, 제5 실시 형태에 의한 그 밖의 구조는 제1 실시 형태와 동일하다.

또한, 제5 실시 형태에 의한 제조 프로세스는, 고보자력 영역(904b)을 관통 구멍(904a)의 내주면으로부터 제3 자석(904)의 내부(화살표 A 방향)로 향하는 분포 범위가, 제3 자석(904)의 X1 측 및 X2 측의 양단부(4d 및 4e)로부터 중앙부(4c) 측을 향하여 서서히 커지도록 관통 구멍(904a)의 내주면에 형성하는 것을 제외하고, 제1 실시 형태와 동일하다.

제5 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고보자력 영역(904b)을 관통 구멍(904a)의 내주면으로부터 제3 자석(904)의 내부(화살표 A 방향)로 향하는 분포 범위가, 제3 자석(904)의 X1 측 및 X2 측의 양단부(4d 및 4e)로부터, 중앙부(4c) 측을 향하여 서서히 커지도록 구성함으로써, 불가역 감자를 일으키기 쉬운 제3 자석(904)의 관통 구멍(904a)의 내주면에 다른 부분보다도 보자력이 높은 고보자력 영역(904b)을 형성할 수 있으므로, 고보자력 영역(904b) 및 제3 자석(904)의 전체에서의 불가역 감자를 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(904b)은 보자력이 높으므로, 온도 상승에 기인하는 불가역 감자도 억제할 수 있다. 또한, 고보자력 영역(904b)을 역자계에 의한 불가역 감자를 보다 일으키기 쉬운 중앙부(4c)에서 보다 넓은 범위에 분포시킬 수 있으므로, 제3 자석(904)의 중앙부(4c)에서의 불가역 감자를, 보다 적은 중희토류 원소 RH의 농화에 의해 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제5 실시 형태에 의한 그 밖의 효과는 제1 실시 형태와 동일하다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 또한 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들어 상기 제1 내지 제5 실시 형태에서는, 제3 자석의 내주면측에만 고보자력 영역을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제3 자석의 표면의 전역으로부터 중희토류 원소 RH를 제3 자석의 내부에 확산시킴으로써 제3 자석의 전역에 걸쳐서 고보자력 영역을 형성해도 된다. 이에 의해, 제3 자석의 전체에서의 불가역 감자를 보다 억제하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 내지 제5 실시 형태에서는, 제3 자석에만 고보자력 영역을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제3 자석뿐만아니라, 제1 자석 및 제2 자석에도 고보자력 영역을 형성해도 된다. 이 경우, 도 8에 도시하는 퍼미언스 계수의 분포 상태에 관한 시뮬레이션의 결과로부터, 제1 자석 및 제2 자석에 있어서는, 관통 구멍의 내측면 및 외주면에 있어서의 축방향의 중앙부에 고보자력 영역을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 내지 제5 실시 형태에서는, RH 확산법에 기초하여, 중희토류 원소 RH를 제3 자석체 및 자석체편의 관통 구멍측에서 제3 자석체 및 자석체편의 내부에 확산시킴으로써 고보자력 영역을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제3 자석 및 자석편을 내경측 자석편과 외경측 자석편으로 구성하고, 내경측 자석편의 관통 구멍의 내측면 또는 내경측 자석편의 전체에 RH 확산법을 실시함으로써, 내경측 자석편에 고보자력 영역을 형성한다. 그 후, 내경측 자석편과 외경측 자석편을 접착함으로써, 제3 자석 및 자석편을 형성해도 된다. 이때, 고보자력 영역은, 관통 구멍의 내주면으로부터 제3 자석 및 자석편의 내부를 향하여 적어도 3 mm의 깊이까지 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 내지 제5 실시 형태에서는, 제3 자석으로서, 약 2350 kA/m의 보자력을 갖는 R-Fe-B계 소결 자석을 사용한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제3 자석으로서, 약 2350 kA/m보다도 큰 보자력을 갖는 R-Fe-B계 소결 자석을 사용해도 되고, R-Fe-B계 소결 자석 이외의 자석을 사용해도 된다.

또한, 상기 제5 실시 형태에서는, 제3 자석(904)이 일체적인 자석으로 이루어지는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제3 자석(904)은 제3 실시 형태의 제3 자석(604)과 같이, Y-Z 평면에서 2개로 분단되어 있어도 된다. 이때, WO2007/102391에 기재된 방법에 의해, 자석편(640)의 관통 구멍(640a) 및 자석편(650)의 관통 구멍(650a)이 RH 확산원인 벌크체와 대향 배치한 상태에서 중희토류 원소 RH를 확산시켰을 경우, 관통 구멍(640a 및 650a)의 내주면뿐만아니라, 벌크체와 대향하는 면에도 중희토류 원소 RH가 확산된다. 그리고, 자석편(640)의 중희토류 원소 RH가 확산된 면과, 자석편(650)의 중희토류 원소 RH가 확산된 면이 서로 대향하도록, 2액 혼합식의 접착제를 사용하여 접합한다. 이에 의해, 중희토류 원소 RH가 대략 전체면에 확산된 벌크체와 대향하고 있었던 면끼리를, 제3 자석(904)의 중앙부(4c)에 배치할 수 있다. 이 결과, 용이하게, 고보자력 영역(904b)을 관통 구멍(904a)의 내주면으로부터 제3 자석(904)의 내부(화살표 A 방향)로 향하는 분포 범위가, 제3 자석(904)의 X1 측 및 X2 측의 양단부(4d 및 4e)로부터, 중앙부(4c) 측을 향하여 서서히 커지도록 형성하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, TGG를 패러데이 소자로서 사용한 고출력 레이저용 패러데이 회전자에 적합하다.

Claims

패러데이 회전자(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900)의 패러데이 소자(10)가 내부에 배치되는 패러데이 회전자용 자기 회로(1, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901)로서,
축방향으로 연장되는 제1 관통 구멍(2a, 202a, 302a, 702a, 802a)을 포함하고, 상기 축방향과 수직하고 또한 상기 제1 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 자화되어 있는 제1 자석(2, 202, 302, 702, 802)과,
상기 축방향으로 연장되는 제2 관통 구멍(3a, 203a, 303a, 703a, 803a)을 포함하고, 상기 축방향과 수직하고 또한 상기 제2 관통 구멍을 향하는 방향으로 자화되어 있는 제2 자석(3, 203, 303, 703, 803)과,
상기 축방향의 상기 제1 자석과 상기 제2 자석 사이에 배치되고, 상기 축방향과 평행하고 또한 상기 제1 자석으로부터 상기 제2 자석으로 향하는 방향으로 자화되어 있는 제3 자석(4, 304, 604, 704, 804, 904)을 구비하고,
상기 제3 자석은 상기 제1 관통 구멍 및 상기 제2 관통 구멍을 접속하도록 상기 축방향으로 연장됨과 함께, 상기 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍(4a, 304a, 604a, 704a, 804a, 904a)을 포함하고,
제1 고보자력 영역(4b, 304b, 604b, 704b, 904b)은 상기 제3 자석의 상기 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 형성되어 있고,
상기 제3 자석에 형성되는 상기 제1 고보자력 영역은, 상기 제3 자석의 상기 제3 관통 구멍의 내주면 중 상기 축방향을 따른 상기 제3 자석의 적어도 중앙부(4c)에 형성되어 있으며,
상기 제1 고보자력 영역은, 상기 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향의 상기 내주면으로부터의 분포 범위가, 상기 축방향을 따른 상기 제3 자석의 양단부(4d, 4e) 측으로부터 상기 중앙부 측을 향하여 커지도록 구성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 자석과 상기 제2 자석으로 구성되는 자계 중, 상기 제1 자석의 자화 방향 및 상기 제2 자석의 자화 방향과 직교하는 상기 축방향이고, 또한 상기 제2 자석으로부터 상기 제1 자석으로 향하는 방향으로 향하는 상기 자계의 근방에 위치하는 상기 제3 자석의 부분에 상기 제1 고보자력 영역이 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제3 자석은 희토류 원소 R(Nd, Pr을 포함하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 포함하는 전이 원소와, B(붕소)를 포함하는 R-T-B계 자석으로 이루어지고,
상기 제1 고보자력 영역은, 중희토류 원소가 상기 제3 자석의 상기 제3 관통 구멍의 내주면 근방에 농화함으로써 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제4항에 있어서, 상기 제1 고보자력 영역은, 정방정인 R₂Fe₁₄B형 화합물의 주상을 주체로 함과 함께, 상기 주상의 외각부에 Dy 및 Tb 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 상기 중희토류 원소가 확산되고, 농화함으로써 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 고보자력 영역은, 상기 패러데이 소자가 내부에 배치되는 상기 제3 관통 구멍을 둘러싸도록 주 형상으로 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 고보자력 영역은, 상기 제3 관통 구멍의 내주면에서의 상기 축방향의 전역에 걸쳐서 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 고보자력 영역은, 상기 축방향과 직교하고 또한 상기 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 상기 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 3 mm 이상의 범위에 걸쳐서 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제3 자석의 상기 제1 고보자력 영역 이외의 부분의 보자력은 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석의 보자력 이상인, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제3 자석의 상기 제1 고보자력 영역 이외의 부분의 보자력은 2350 kA/ｍ 이상임과 함께, 상기 제1 고보자력 영역의 보자력보다도 작은, 패러데이 회전자용 자기 회로.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제3 자석은 상기 축방향과 직교하는 면에서 분단됨으로써 형성됨과 함께, 각각에 제2 고보자력 영역(640b, 650b)이 형성되어 있는 복수의 제1 자석편(640, 650)이 축방향으로 조합되고, 복수의 상기 제2 고보자력 영역으로 이루어지는 상기 제1 고보자력 영역이 구성되어 있고,
상기 복수의 제2 고보자력 영역으로 이루어지는 상기 제1 고보자력 영역은, 상기 제3 관통 구멍의 적어도 상기 내주면 근방에 형성되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 자석과 상기 제2 자석은, 상기 제3 자석을 사이에 끼워서 상기 축방향을 따라서 교대로 배열되도록 배치되어 있는, 패러데이 회전자용 자기 회로.
제1항에 있어서, 상기 제1 자석, 상기 제2 자석 및 상기 제3 자석의 상기 축방향과 직교하는 방향에서의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지의 거리는 제1 거리(L1)이며,
상기 제1 관통 구멍, 상기 제2 관통 구멍 및 상기 제3 관통 구멍의 상기 축방향과 직교하는 방향에서의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지의 거리는 제2 거리(L2)이며,
상기 제1 거리는 상기 제2 거리의 8배 이상 20배 이하인, 패러데이 회전자용 자기 회로.
축방향으로 연장되는 제1 관통 구멍을 포함하고, 상기 축방향과 수직하고 또한 상기 제1 관통 구멍으로부터 이격되는 방향으로 자화되어 있는 제1 자석과, 상기 축방향으로 연장되는 제2 관통 구멍을 포함하고, 상기 축방향과 수직하고 또한 상기 제2 관통 구멍을 향하는 방향으로 자화되어 있는 제2 자석과, 상기 제1 관통 구멍 및 상기 제2 관통 구멍을 접속하도록 상기 축방향으로 연장됨과 함께, 패러데이 소자가 내부에 배치되는 제3 관통 구멍을 포함하고, 상기 축방향과 평행하고 또한 상기 제1 자석으로부터 상기 제2 자석으로 향하는 방향으로 자화되어 있는 제3 자석을 구비하는 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법으로서,
희토류 원소 R(Nd, Pr을 포함하고, Nd을 50％ 이상 포함함)과, Fe를 포함하는 전이 원소와, B(붕소)를 포함하는 R-T-B계 자석으로 이루어지는 상기 제3 자석의 상기 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써 상기 제3 관통 구멍의 적어도 내주면 근방에 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정과,
상기 제1 관통 구멍, 상기 제2 관통 구멍 및 상기 제3 관통 구멍이 상기 축방향으로 접속함과 함께, 상기 제3 자석이 상기 축방향의 상기 제1 자석과 상기 제2 자석 사이에 배치되도록 상기 제1 자석, 상기 제2 자석 및 상기 제3 자석을 접속하는 공정을 구비하고,
상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 상기 제3 자석의 상기 제3 관통 구멍의 내주면으로부터 상기 중희토류 원소를 확산시킴으로써 상기 제3 관통 구멍의 내주면 중 상기 축방향을 따른 적어도 중앙부에 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하며,
상기 중앙부에 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 상기 제3 관통 구멍으로부터 이격되는 방향의 상기 내주면으로부터의 분포 범위가, 상기 축방향을 따른 상기 제3 자석의 양단부 측으로부터 상기 중앙부 측을 향하여 커지도록 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하는, 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법.
삭제
제15항에 있어서, 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 상기 패러데이 소자가 내부에 배치되는 상기 제3 관통 구멍을 둘러싸도록 주 형상으로 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하는, 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 중앙부에 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정은, 상기 제3 관통 구멍의 내주면의 전체면으로부터 중희토류 원소를 확산시킴으로써 상기 제3 관통 구멍의 내주면에서의 상기 축방향의 전역에 걸쳐서 상기 제1 고보자력 영역을 형성하는 공정을 포함하는, 패러데이 회전자용 자기 회로의 제조 방법.
삭제