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JP7555232B2 - Magnetizing device - Google Patents
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JP7555232B2 - Magnetizing device - Google Patents

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JP7555232B2 JP2020177926A JP2020177926A JP7555232B2 JP 7555232 B2 JP7555232 B2 JP 7555232B2 JP 2020177926 A JP2020177926 A JP 2020177926A JP 2020177926 A JP2020177926 A JP 2020177926A JP 7555232 B2 JP7555232 B2 JP 7555232B2
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Description

本発明は、着磁装置および被着磁物に関する。 The present invention relates to a magnetizing device and an object to be magnetized.

従来、機器の回転位置検出として、磁気エンコーダが知られている。この磁気エンコーダは、回転軸方向に対してラジアル方向、またはアキシャル方向に所定の着磁パターンで複数の磁極(N極、S極)が着磁されてトラックを形成している被着磁物である。このような所定の着磁パターンで複数の磁極(N極、S極)を着磁する場合、一般にコイル通電方式の着磁装置が用いられている。このコイル通電方式の着磁装置は、例えば、着磁ヨークに巻回されたコイルを有する界磁部にパルス電流を流し、それによって発生する磁界により、被着磁物に対して着磁を行う(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, magnetic encoders are known for detecting the rotational position of equipment. This magnetic encoder is a magnetized object in which multiple magnetic poles (N pole, S pole) are magnetized in a predetermined magnetization pattern in the radial or axial direction relative to the direction of the rotation axis to form tracks. When magnetizing multiple magnetic poles (N pole, S pole) in such a predetermined magnetization pattern, a magnetization device using a coil current flow method is generally used. This coil current flow method magnetization device, for example, passes a pulse current through a field magnet section having a coil wound around a magnetization yoke, and magnetizes the object to be magnetized by the magnetic field generated by this (see, for example, Patent Document 1).

磁気エンコーダの小型化や高分解能化に対応して、被着磁物である永久磁石が高磁気特性を有する希土類磁石(例えば、Ndボンド磁石)で構成されている場合、従来のパルス電流を流したコイル通電方式では、より大きな電流を流す必要があり、着磁装置の大型化、高価格化を招くという問題が考えられる。これに対して、加熱部により被着磁物に対する加熱を行い、被着磁物を構成する磁粉のキュリー点以上の温度からキュリー点未満の温度まで降温させつつ、その間、界磁部が有する永久磁石によって磁界を発生し続けることによって、多極着磁が行われた被着磁物の着磁装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In response to the trend toward smaller magnetic encoders and higher resolution, when the permanent magnet to be magnetized is composed of a rare earth magnet with high magnetic properties (e.g., an Nd bonded magnet), the conventional coil current method using a pulse current requires a larger current to be passed, which can lead to problems such as larger size and higher cost of the magnetization device. In response to this, a magnetization device for a magnetized object is known in which the object is heated by a heating unit, and the temperature is lowered from a temperature above the Curie point of the magnetic powder that constitutes the object to be magnetized to a temperature below the Curie point, while a magnetic field is continuously generated by the permanent magnet in the field unit, thereby performing multi-pole magnetization (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2における着磁装置は、加熱部10と着磁部12を別体構造として軸方向に配設すると共に、加熱部10と着磁部12とを相対的に接近・離間自在に支持し、かつ被着磁物20の保持部材22を加熱部10および着磁部12に対して相対的に移動可能とし、着磁部12と離間している加熱部10で被着磁物20がラジアル方向において加熱され、被着磁物20が加熱されたままの状態で着磁部12と加熱部10を接近させ、次いで被着磁物20が着磁部12に移されてラジアル方向において着磁され、着磁部12と加熱部10とが離間するように構成されている。 The magnetization device in Patent Document 2 is configured such that the heating unit 10 and the magnetization unit 12 are arranged in the axial direction as separate structures, the heating unit 10 and the magnetization unit 12 are supported so that they can be moved relatively close to or away from each other, and the holding member 22 for the object to be magnetized 20 is movable relatively to the heating unit 10 and the magnetization unit 12. The object to be magnetized 20 is heated in the radial direction by the heating unit 10 separated from the magnetization unit 12, the magnetization unit 12 and the heating unit 10 are brought close to each other while the object to be magnetized 20 remains heated, and then the object to be magnetized 20 is transferred to the magnetization unit 12 and magnetized in the radial direction, and the magnetization unit 12 and the heating unit 10 are separated from each other.

特開2014-038939号公報JP 2014-038939 A 特開2006-261460号公報JP 2006-261460 A

ところで、従来の着磁装置は、小さい被着磁物の着磁において有用である。これは、小さい被着磁物は、熱し易く、冷め易いため、被着磁物での温度分布に偏りが生じ難い。一方、被着磁物が大きくなると、熱容量が増加するため、熱し難く、被着磁物に加熱の不均質が生じ易くなり、その結果、被着磁物の着磁特性の均一性が低下する虞がある。 Conventional magnetizing devices are useful for magnetizing small objects to be magnetized. This is because small objects to be magnetized heat up and cool down easily, so there is little risk of uneven temperature distribution in the object. On the other hand, when the object to be magnetized becomes large, its heat capacity increases, making it difficult to heat, and uneven heating of the object to be magnetized is likely to occur, which may result in a decrease in the uniformity of the magnetization characteristics of the object to be magnetized.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、被着磁物に加熱の不均質を抑制することができ、被着磁物の着磁特性の均一性を図ることができる着磁装置および被着磁物を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a magnetization device and a magnetized object that can suppress uneven heating of the magnetized object and achieve uniformity in the magnetization characteristics of the magnetized object.

上記目的を達成するために、本発明における着磁装置は、リング状の被着磁物に対して磁界を発生する永久磁石を有し、かつ前記永久磁石が周方向に等間隔に複数配列される界磁部と、前記被着磁物のアキシャル方向において前記被着磁物と対向する加熱面を有し、かつ前記被着磁物に対して、前記被着磁物の構成する磁粉のキュリー点以上に加熱を行う加熱部と、前記アキシャル方向において、前記被着磁物および前記加熱部を非加熱位置と加熱位置との間で相対移動させる移動部と、前記界磁部、加熱部および移動部を制御する制御部と、を備え、前記非加熱位置は、前記アキシャル方向において前記被着磁物に対して前記加熱面が離間し、かつ前記加熱部による前記被着磁物の加熱が行われない位置であり、前記加熱位置は、前記アキシャル方向において前記被着磁物に対して前記加熱面が近接し、前記加熱部による前記被着磁物の加熱が行われる位置である、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the magnetization device of the present invention is characterized in that it comprises a field magnet section having a permanent magnet that generates a magnetic field for a ring-shaped object to be magnetized, and a plurality of the permanent magnets arranged at equal intervals in the circumferential direction, a heating section having a heating surface facing the object to be magnetized in the axial direction of the object to be magnetized and heating the object to a temperature equal to or higher than the Curie point of the magnetic powder constituting the object to be magnetized, a moving section that moves the object to be magnetized and the heating section relative to each other in the axial direction between a non-heating position and a heating position, and a control section that controls the field magnet section, the heating section, and the moving section, and the non-heating position is a position where the heating surface is separated from the object to be magnetized in the axial direction and the object to be magnetized is not heated by the heating section, and the heating position is a position where the heating surface is close to the object to be magnetized in the axial direction and the object to be magnetized is heated by the heating section.

また、上記目的を達成するために、本発明における被着磁物は、着磁装置により加熱された状態で、着磁されたリング状の被着磁物であって、アキシャル方向における両面のうち、一方の面は、ラジアル方向における外周面に対して酸化被膜の膜厚が厚い、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the magnetized object of the present invention is a ring-shaped magnetized object that is magnetized while being heated by a magnetizing device, and is characterized in that, of both sides in the axial direction, one side has a thicker oxide coating than the outer peripheral surface in the radial direction.

本発明に係る着磁装置および被着磁物は、被着磁物に加熱の不均質を抑制することができ、被着磁物の着磁特性の均一性を図ることができるという効果を奏する。 The magnetization device and magnetized object of the present invention have the effect of suppressing non-uniform heating of the magnetized object and achieving uniformity in the magnetization characteristics of the magnetized object.

図1は、実施形態1における着磁装置の概略構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a magnetizing device according to the first embodiment. 図2は、実施形態1における着磁装置の界磁部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a field magnet portion of the magnetization device in the first embodiment. 図3は、着磁後の被着磁物を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the object to be magnetized after it has been magnetized. 図4は、実施形態1における着磁装置の動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the magnetizing device in the first embodiment. 図5は、実施形態1における着磁装置の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the magnetizing device in the first embodiment. 図6は、実施形態1における着磁装置の動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the magnetizing device in the first embodiment. 図7は、実施形態2における着磁装置の概略構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a magnetizing device according to the second embodiment. 図8は、実施形態2における着磁装置の動作説明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the magnetizing device in the second embodiment. 図9は、実施形態2における着磁装置の動作説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the magnetizing device in the second embodiment. 図10は、実施形態2における着磁装置の動作説明図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the magnetizing device in the second embodiment. 図11は、変形例における着磁装置の概略構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration example of a magnetizing device in a modified example. 図12は、変形例における着磁装置の界磁部を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a field magnet portion of a magnetizing device in a modified example. 図13は、被着磁物100として、4種類の磁石を作製し、それぞれ被着磁物100と界磁部6との間に介装したスペーサの厚さ11を変えたときの被着磁物100の発生磁界(表面磁束密度)(mT)を測定した結果である。FIG. 13 shows the results of measuring the magnetic field (surface magnetic flux density) (mT) generated by the magnetized object 100 when four types of magnets were prepared as the magnetized object 100 and the thickness 11 of the spacer interposed between the magnetized object 100 and the field magnet portion 6 was changed.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment. Furthermore, the components in the following embodiment include those that are easily replaceable by a person skilled in the art, or those that are substantially the same.

[実施形態1]
まず、実施形態1における着磁装置および被着磁物について説明する。図1は、実施形態1における着磁装置の概略構成例を示す図である。図2は、実施形態1における着磁装置の界磁部を示す斜視図である。図3は、着磁後の被着磁物を示す断面図である。図4~図6は、実施形態1における着磁装置の動作説明図である。なお、図3は、被着磁物のアキシャル方向を含む平面における断面図である。ここで、各図のX方向は、本実施形態1における被着磁物のラジアル方向である。Z方向は、被着磁物のアキシャル方向であり、上下方向であり、Z1方向が上方向であり、Z2方向が下方向である。
[Embodiment 1]
First, the magnetizing device and the object to be magnetized in the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the magnetizing device in the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a field magnet part of the magnetizing device in the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the object to be magnetized after magnetization. FIGS. 4 to 6 are explanatory diagrams for the operation of the magnetizing device in the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view in a plane including the axial direction of the object to be magnetized. Here, the X direction in each figure is the radial direction of the object to be magnetized in the first embodiment. The Z direction is the axial direction of the object to be magnetized, and is the up-down direction, with the Z1 direction being the upward direction and the Z2 direction being the downward direction.

本実施形態1における着磁装置1は、図1~図3に示すように、被着磁物100に着磁を行い、着磁後の被着磁物100’を製造するものである。着磁装置1は、架台部2と、移動部3と、加熱部4と、予熱部5と、界磁部6と、位置決めピン7と、冷却部8と、制御部10とを備える。 As shown in Figs. 1 to 3, the magnetization device 1 in this embodiment 1 magnetizes the object to be magnetized 100 and produces the magnetized object 100'. The magnetization device 1 includes a stand unit 2, a moving unit 3, a heating unit 4, a preheating unit 5, a field magnet unit 6, a positioning pin 7, a cooling unit 8, and a control unit 10.

架台部2は、着磁装置1の基部であり、少なくとも移動部3、加熱部4、予熱部5、界磁部6、位置決めピン7、冷却部8および制御部10が搭載されるものである。 The stand 2 is the base of the magnetization device 1, and at least the moving part 3, the heating part 4, the preheating part 5, the field magnet part 6, the positioning pin 7, the cooling part 8, and the control part 10 are mounted on it.

移動部3は、アキシャル方向において、被着磁物100および加熱部4を非加熱位置と加熱位置との間で相対移動させるものである。本実施形態1における移動部3は、天井板31と、アクチュエータ32と、加熱部取付台33とを有する。天井板31は、アキシャル方向において、架台部2と離間して配置されており、アクチュエータ32および加熱部取付台33が固定されている。アクチュエータ32は、架台部2に対して天井板31をアキシャル方向において相対移動させるものである。アクチュエータ32は、例えば、油圧シリンダなどの直動機構であり、図示しない外部電力により電力が供給されるとともに、制御部10により駆動制御が行われる。アクチュエータ32は、架台部2と天井板31との間に、複数配置されており、例えば、2つ、4つ配置されている。加熱部取付台33は、加熱部4が固定されるものであり、天井板31の下方向側面に固定されている。 The moving unit 3 moves the magnetized object 100 and the heating unit 4 between a non-heating position and a heating position in the axial direction. The moving unit 3 in this embodiment 1 has a ceiling plate 31, an actuator 32, and a heating unit mounting base 33. The ceiling plate 31 is disposed apart from the base unit 2 in the axial direction, and the actuator 32 and the heating unit mounting base 33 are fixed thereto. The actuator 32 moves the ceiling plate 31 relative to the base unit 2 in the axial direction. The actuator 32 is a linear motion mechanism such as a hydraulic cylinder, and is supplied with power from an external power source (not shown), and is driven and controlled by the control unit 10. A plurality of actuators 32 are disposed between the base unit 2 and the ceiling plate 31, for example, two or four actuators are disposed. The heating unit mounting base 33 is fixed to the heating unit 4 and is fixed to the lower side surface of the ceiling plate 31.

加熱部4は、被着磁物100に対して着磁用加熱を行うものである。加熱部4は、非磁性金属材料、例えば非磁性のステンレス鋼などにより構成されており、被着磁物100を構成する磁粉のキュリー点以上に被着磁物100を加熱するものである。本実施形態1における加熱部4は、円板状に形成され、上下方向における両面のうち、上方向側面が移動部3の加熱部取付台33に固定されており、下方向側面が加熱面4aである。加熱面4aは、外径が被着磁物100の外径よりも大きく形成されており、アキシャル方向において界磁部6の後述する載置面6aと対向する。つまり、加熱面4aは、アキシャル方向において、載置面6aに載置された被着磁物100と対向する。また、加熱面4aは、加熱位置において、被着磁物100と接触する。加熱部4は、1以上のヒータを有しており、図示しない外部電力により電力が供給されるとともに、制御部10により温度制御が行われる。 The heating unit 4 applies magnetization heating to the magnetized object 100. The heating unit 4 is made of a non-magnetic metal material, such as non-magnetic stainless steel, and heats the magnetized object 100 to a temperature equal to or higher than the Curie point of the magnetic powder constituting the magnetized object 100. The heating unit 4 in this embodiment 1 is formed in a disk shape, and of the two sides in the vertical direction, the upper side is fixed to the heating unit mounting base 33 of the moving unit 3, and the lower side is the heating surface 4a. The heating surface 4a is formed with an outer diameter larger than the outer diameter of the magnetized object 100, and faces the later-described mounting surface 6a of the field magnet unit 6 in the axial direction. In other words, the heating surface 4a faces the magnetized object 100 placed on the mounting surface 6a in the axial direction. In addition, the heating surface 4a comes into contact with the magnetized object 100 at the heating position. The heating unit 4 has one or more heaters, is powered by an external power source (not shown), and the temperature is controlled by the control unit 10.

予熱部5は、被着磁物100に対して予備用加熱を行うものである。予熱部5は、非磁性金属材料により構成されており、加熱位置となる前に、被着磁物100を構成する磁粉のキュリー点未満(常温よりも高い温度)に被着磁物100を加熱するものである。本実施形態1における予熱部5は、円柱状に形成され、界磁部6および位置決めピン7が固定されるものである。ここで、予熱部5は、界磁部6および位置決めピン7を介して、界磁部6に載置された被着磁物100を加熱する。予熱部5は、上下方向における両面のうち、下方向側面が架台部2に固定されており、上方向側面が載置加熱面5aである。載置加熱面5aは、界磁部6の外径よりも大きく形成されており、界磁部6および位置決めピン7と接触する。予熱部5は、図示しない外部電力により電力が供給されるとともに、1以上のヒータを有しており、制御部10により温度制御が行われる。 The preheating section 5 performs preliminary heating on the magnetized object 100. The preheating section 5 is made of a non-magnetic metal material, and heats the magnetized object 100 to a temperature lower than the Curie point (a temperature higher than room temperature) of the magnetic powder constituting the magnetized object 100 before it reaches the heating position. The preheating section 5 in this embodiment 1 is formed in a cylindrical shape, and the field magnet section 6 and the positioning pin 7 are fixed thereto. Here, the preheating section 5 heats the magnetized object 100 placed on the field magnet section 6 via the field magnet section 6 and the positioning pin 7. The preheating section 5 has two sides in the vertical direction, the lower side is fixed to the stand section 2, and the upper side is the mounting heating surface 5a. The mounting heating surface 5a is formed larger than the outer diameter of the field magnet section 6, and comes into contact with the field magnet section 6 and the positioning pin 7. The preheating unit 5 is supplied with power from an external power source (not shown), has one or more heaters, and the temperature is controlled by the control unit 10.

界磁部6は、被着磁物100に対して磁界を発生するものである。本実施形態1における界磁部6は、被着磁物100に対してアキシャル方向に着磁を行うものであり、本体部61と、フランジ部62と、永久磁石63,64とを有する。本体部61は、非磁性金属材料により構成されており、円筒形状に形成されており、上下方向における両面のうち、下方向側面が予熱部5の載置加熱面5aに固定されており、上方向側面は被着磁物100が載置される載置面6aである。本体部61は、位置決めピン7が挿入される挿入孔6bが形成されている。フランジ部62は、本体部61の下方向側端部から径方向外側に突出して形成されている。フランジ部62は、予熱部5の載置加熱面5aに界磁部6が載置された状態で、図示しない貫通孔に固定具、例えば締結ネジなどが挿入され、固定具が予熱部5に固定されることで、予熱部5に対して界磁部6を固定するものである。永久磁石63,64は、本体部61の上方向側端部に埋設され、被着磁物100に対して磁界を発生するものであり、例えば、矩形状のSmCo磁石である。永久磁石63,64は、上下方向から見た場合において、本体部61の中心を中心として同心円に形成され、永久磁石63が径方向内側において、周方向に等間隔に複数配列され、永久磁石64が径方向外側において、永久磁石63に対して径方向に離間して、周方向に等間隔に複数配列される。永久磁石63,64は、上方向側及び下方向側において2つ磁極(S極、N極)を有し、周方向において、交互に磁極が異なるように、本体部61に対して埋設されている。ここでは、永久磁石63,64は、上方向側における磁極(例えば、S極)が周方向において隣り合う永久磁石63,64の上方向側における磁極と異なり(例えば、N極)、下方向側における磁極(例えば、N極)が周方向において隣り合う永久磁石63,64の下方向側における磁極と異なる(例えば、S極)。本実施形態1における永久磁石63,64は、埋設される個数および周方向における厚さが異なり、周方向に配置される位置、すなわち配列ピッチが異なっている。なお、永久磁石63,64は、本体部61に対して、載置面6aに露出した状態で埋設されているが、載置面6aに露出せず、本体部61内部に埋設されていてもよい。 The field magnet portion 6 generates a magnetic field for the magnetized object 100. The field magnet portion 6 in this embodiment 1 magnetizes the magnetized object 100 in the axial direction and has a main body portion 61, a flange portion 62, and permanent magnets 63, 64. The main body portion 61 is made of a non-magnetic metal material and is formed in a cylindrical shape. Of the two sides in the vertical direction, the lower side is fixed to the mounting heating surface 5a of the preheating portion 5, and the upper side is the mounting surface 6a on which the magnetized object 100 is placed. The main body portion 61 is formed with an insertion hole 6b into which the positioning pin 7 is inserted. The flange portion 62 is formed to protrude radially outward from the lower end of the main body portion 61. With the field magnet portion 6 placed on the mounting and heating surface 5a of the preheating portion 5, a fastener, for example, a fastening screw is inserted into a through hole of the flange portion 62, and the fastener is fixed to the preheating portion 5, thereby fixing the field magnet portion 6 to the preheating portion 5. The permanent magnets 63, 64 are embedded in the upper end of the main body portion 61, and generate a magnetic field for the magnetized object 100, and are, for example, rectangular SmCo magnets. When viewed from the top and bottom direction, the permanent magnets 63, 64 are formed in concentric circles centered on the center of the main body portion 61, and a plurality of the permanent magnets 63 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the radially inner side, and a plurality of the permanent magnets 64 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the radially outer side, radially spaced from the permanent magnets 63. The permanent magnets 63, 64 have two magnetic poles (S pole, N pole) on the upper side and the lower side, and are embedded in the main body 61 so that the magnetic poles are alternately different in the circumferential direction. Here, the magnetic poles (e.g., S pole) on the upper side of the permanent magnets 63, 64 are different from the magnetic poles on the upper side of the adjacent permanent magnets 63, 64 in the circumferential direction (e.g., N pole), and the magnetic poles (e.g., N pole) on the lower side are different from the magnetic poles on the lower side of the adjacent permanent magnets 63, 64 in the circumferential direction (e.g., S pole). The permanent magnets 63, 64 in this embodiment 1 are different in the number of embedded magnets and the thickness in the circumferential direction, and the positions at which they are arranged in the circumferential direction, i.e., the arrangement pitch, are different. Note that the permanent magnets 63, 64 are embedded in the main body 61 in a state where they are exposed to the mounting surface 6a, but they may be embedded inside the main body 61 without being exposed to the mounting surface 6a.

位置決めピン7は、ラジアル方向における界磁部6に対する被着磁物100の位置を決めるものであり、被着磁物100の後述する貫通孔100cに挿入されるものである。位置決めピン7は、界磁部6が予熱部5に固定された状態で、界磁部6の挿入孔6bに挿入されることで、予熱部5に固定されるものである。 The positioning pin 7 determines the position of the magnetized object 100 relative to the field magnet portion 6 in the radial direction, and is inserted into a through hole 100c (described later) of the magnetized object 100. The positioning pin 7 is fixed to the preheating portion 5 by being inserted into the insertion hole 6b of the field magnet portion 6 with the field magnet portion 6 fixed to the preheating portion 5.

冷却部8は、加熱部4により加熱された被着磁物100を冷却するものである。本実施形態1における冷却部8は、図示しない固定部材により、架台部2に固定されており、空気を界磁部6に載置された被着磁物100に向けて出力するものである。冷却部8は、例えば、空冷ファンや、圧縮空気供給するコンプレッサーなどであり、加熱後の被着磁物100を自然空冷ではなく、冷却効率が高い強制空冷により冷却するものである。冷却部8は、図示しない外部電力により電力が供給されるとともに、制御部10により送風制御が行われる。 The cooling unit 8 cools the magnetized object 100 heated by the heating unit 4. The cooling unit 8 in this embodiment 1 is fixed to the stand unit 2 by a fixing member (not shown), and outputs air toward the magnetized object 100 placed on the field magnet unit 6. The cooling unit 8 is, for example, an air-cooled fan or a compressor that supplies compressed air, and cools the magnetized object 100 after heating by forced air cooling, which has high cooling efficiency, rather than natural air cooling. The cooling unit 8 is supplied with power from an external power source (not shown), and the air supply is controlled by the control unit 10.

制御部10は、被着磁物100に対して着磁を行うために、着磁装置1を制御するものである。制御部10は、移動部3、加熱部4、予熱部5および冷却部8を制御するものである。制御部10は、移動部3を駆動制御することで、界磁部6に載置された被着磁物100に対して加熱部4を非加熱位置と加熱位置との間で相対移動させる。ここで、非加熱位置とは、アキシャル方向において被着磁物100に対して加熱面4aが離間、本実施形態1では加熱面4aが被着磁物100に非接触であり、かつ加熱部4による被着磁物100の加熱が行われない位置である(図4参照)。一方、加熱位置は、アキシャル方向において被着磁物100に対して加熱面4aが近接、本実施形態1では加熱面4aが被着磁物100に接触し、加熱部4による被着磁物100の加熱が行われる位置である(図5参照)。制御部10は、加熱部4を温度制御することで、被着磁物100を構成する磁粉のキュリー点以上の加熱温度、本実施形態1では、加熱位置となる前に、キュリー点に対してプラス30℃以上であり、350℃以下となるように加熱部4を加熱する。加熱温度は、被着磁物100を構成する磁粉の磁気特性劣化および後述する熱硬化性樹脂の劣化が生じることを抑制できる温度である。ここで、制御部10は、加熱面4aが被着磁物100に接触する際の加熱部4による被着磁物100に対する押圧力の制御を行う。制御部10は、加熱面4aが被着磁物100に接触した際に、被着磁物100の破損を抑制できる押圧力となるように、移動部3を駆動制御する。これにより、被着磁物100の破損を抑制できるとともに、被着磁物100と加熱部4との接触状態の均一化を図ることができる。制御部10は、予熱部5を温度制御することで、加熱位置となる前に、被着磁物100を構成する磁粉のキュリー点未満の予熱温度、本実施形態1では、キュリー点に対してマイナス30℃以下であり、150℃以上となるように予熱部5を加熱する。すなわち、好ましい予備温度Tの範囲はT<T、より好ましい予備温度Tの範囲はT≦T-30である。また、より具体的には、150℃≦T<T、さらに具体的には、150℃≦T≦T-30である。制御部10は、冷却部8を温度制御することで、加熱位置から非加熱位置となった後に、加熱された被着磁物100を冷却する(図6参照)。 The control unit 10 controls the magnetization device 1 to magnetize the object 100 to be magnetized. The control unit 10 controls the moving unit 3, the heating unit 4, the preheating unit 5, and the cooling unit 8. The control unit 10 drives and controls the moving unit 3 to move the heating unit 4 between a non-heating position and a heating position relative to the object 100 to be magnetized placed on the field magnet unit 6. Here, the non-heating position is a position where the heating surface 4a is separated from the object 100 to be magnetized in the axial direction, where the heating surface 4a is not in contact with the object 100 to be magnetized in the first embodiment, and where the heating unit 4 does not heat the object 100 to be magnetized (see FIG. 4). On the other hand, the heating position is a position where the heating surface 4a is close to the object 100 to be magnetized in the axial direction, where the heating surface 4a is in contact with the object 100 to be magnetized in the first embodiment, and where the heating unit 4 heats the object 100 to be magnetized (see FIG. 5). The control unit 10 controls the temperature of the heating unit 4 so that the heating temperature is equal to or higher than the Curie point of the magnetic powder constituting the magnetized object 100, and in this embodiment 1, the heating unit 4 is heated to a temperature that is 30° C. higher than the Curie point and 350° C. lower than the Curie point before the heating position is reached. The heating temperature is a temperature that can suppress the occurrence of deterioration of the magnetic properties of the magnetic powder constituting the magnetized object 100 and deterioration of the thermosetting resin described later. Here, the control unit 10 controls the pressing force of the heating unit 4 against the magnetized object 100 when the heating surface 4a contacts the magnetized object 100. The control unit 10 drives and controls the moving unit 3 so that the pressing force is sufficient to suppress damage to the magnetized object 100 when the heating surface 4a contacts the magnetized object 100. This makes it possible to suppress damage to the magnetized object 100 and to uniform the contact state between the magnetized object 100 and the heating unit 4. The control unit 10 controls the temperature of the preheating unit 5, thereby heating the preheating unit 5 to a preheat temperature lower than the Curie point of the magnetic powder constituting the object to be magnetized 100, which in the present embodiment 1 is a temperature that is 30° C. lower than the Curie point and 150° C. or higher, before the object to be magnetized reaches the heating position. That is, a preferable range of the preheating temperature T is T<T c , and a more preferable range of the preheating temperature T is T≦T c -30. More specifically, 150° C.≦T<T c , and even more specifically, 150° C.≦T≦T c -30. The control unit 10 controls the temperature of the cooling unit 8, thereby cooling the heated object to be magnetized 100 after the object to be magnetized moves from the heating position to the non-heating position (see FIG. 6 ).

ここで、被着磁物100および着磁後の被着磁物100’は、図1、図3に示すように、リング状に形成されており、アキシャル方向における両面である下方向側面100aと、上方向側面100bと、貫通孔100cと、外周面100dとを有する。被着磁物100は、着磁前の希土類鉄系磁石であり、本実施形態1では、例えば、磁気的に等方性の希土類鉄系磁石であるネオジム(Nd-Fe-B)を含む磁粉と熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂を所定比率で混合して形成したものである。被着磁物100は、小さい被着磁物ではなく、いわゆる大きい被着磁物であり、一例としては、外径が10mm以上、好ましくは、外径が15mm以上~50mm以下のリング状に形成されている。 Here, the magnetized object 100 and the magnetized object 100' after magnetization are formed in a ring shape as shown in Figs. 1 and 3, and have a lower side surface 100a, an upper side surface 100b, a through hole 100c, and an outer peripheral surface 100d, which are both sides in the axial direction. The magnetized object 100 is a rare earth iron-based magnet before magnetization, and in this embodiment 1, for example, is formed by mixing magnetic powder containing neodymium (Nd-Fe-B), which is a magnetically isotropic rare earth iron-based magnet, and a thermosetting resin, for example, epoxy resin, in a predetermined ratio. The magnetized object 100 is not a small magnetized object, but a so-called large magnetized object, and is formed in a ring shape with an outer diameter of 10 mm or more, preferably an outer diameter of 15 mm to 50 mm.

被着磁物100は、平均結晶粒径が10nm以上10000nm以下である異方性希土類鉄系磁石であることが好ましく、平均結晶粒径が10nm以上6600nm以下である異方性希土類鉄系磁石であることがより好ましい。このような異方性希土類鉄系磁石を用いると、上述した着磁装置1により、強力に着磁できる。 The object to be magnetized 100 is preferably an anisotropic rare earth iron-based magnet with an average crystal grain size of 10 nm or more and 10,000 nm or less, and more preferably an anisotropic rare earth iron-based magnet with an average crystal grain size of 10 nm or more and 6,600 nm or less. When such an anisotropic rare earth iron-based magnet is used, it can be strongly magnetized by the magnetization device 1 described above.

次に、本実施形態1における着磁装置1による被着磁物100に対する着磁方法について、説明する。なお、着磁装置1は、非加熱位置となっている。また、被着磁物100は、予め製造個数に応じてリング状に成形されている。まず、制御部10は、図1に示すように、加熱部4および予熱部5の加熱を開始する。ここでは、制御部10は、加熱部4を加熱温度まで加熱するとともに、予熱部5を予熱温度まで加熱する。次に、作業員は、アキシャル方向において、被着磁物100の貫通孔100cと位置決めピン7とを対向させた状態で、被着磁物100を下方向側に移動する(同図矢印A)。これにより、被着磁物100は、図4に示すように、界磁部6の載置面6aに載置される。このとき、作業員は、界磁部6の載置面6aから突出する位置決めピンの上方向側端部を、被着磁物100の貫通孔100cに挿入することで、着磁装置1に対する被着磁物100の位置決めを行う。なお、被着磁物100の上方向側面100bは、加熱部4の加熱面4aとアキシャル方向において対向する。 Next, the magnetization method for the magnetized object 100 by the magnetization device 1 in this embodiment 1 will be described. The magnetization device 1 is in a non-heated position. The magnetized object 100 is formed into a ring shape in advance according to the number of pieces to be manufactured. First, the control unit 10 starts heating the heating unit 4 and the preheating unit 5 as shown in FIG. 1. Here, the control unit 10 heats the heating unit 4 to the heating temperature and heats the preheating unit 5 to the preheating temperature. Next, the worker moves the magnetized object 100 downward in the axial direction with the through hole 100c of the magnetized object 100 facing the positioning pin 7 (arrow A in the same figure). As a result, the magnetized object 100 is placed on the placement surface 6a of the field magnet unit 6 as shown in FIG. 4. At this time, the worker positions the object 100 to be magnetized relative to the magnetization device 1 by inserting the upper end of the positioning pin protruding from the mounting surface 6a of the field magnet part 6 into the through hole 100c of the object 100 to be magnetized. Note that the upper side surface 100b of the object 100 to be magnetized faces the heating surface 4a of the heating part 4 in the axial direction.

次に、制御部10は、被着磁物100が載置面6aに載置してから第1所定時間T1経過後に、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させる(同図矢印B)。ここで、第1所定時間T1とは、加熱部4が加熱温度を維持しているとともに、載置面6aに載置された被着磁物100が界磁部6を介して予熱部5から受熱することで、被着磁物100が常温よりも高いキュリー点未満の温度にすることができるまでに十分な時間をいう。つまり、制御部10は、非加熱位置において、加熱部4が加熱温度であるとともに、被着磁物100が予熱されてから、被着磁物100に対して加熱部4を加熱位置に移動させ、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、予熱された被着磁物100の加熱を開始する。なお、制御部10は、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4が移動すると、予熱部5に対する加熱を終了、すなわち温度制御をOFFとする。次に、制御部10は、図5に示すように、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、被着磁物100をキュリー点以上となるまで加熱をする。次に、制御部10は、加熱位置において、被着磁物100の加熱を開始してから第2所定時間T2経過後に、移動部3により、加熱位置から非加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させる(同図矢印C)。ここで、第2所定時間T2とは、被着磁物100がキュリー点以上となるまでに十分な時間をいう。 Next, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the non-heating position to the heating position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after the first predetermined time T1 has elapsed since the magnetized object 100 was placed on the placement surface 6a (arrow B in the figure). Here, the first predetermined time T1 refers to a sufficient time for the heating unit 4 to maintain the heating temperature and for the magnetized object 100 placed on the placement surface 6a to receive heat from the preheating unit 5 via the field magnet unit 6 so that the magnetized object 100 can be heated to a temperature lower than the Curie point, which is higher than room temperature. In other words, the control unit 10 moves the heating unit 4 to the heating position relative to the magnetized object 100 after the heating unit 4 is at the heating temperature and the magnetized object 100 is preheated in the non-heating position, and starts heating the preheated magnetized object 100 with the heating surface 4a in contact with the magnetized object 100. When the heating unit 4 is moved from the non-heated position to the heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3, the control unit 10 ends the heating of the preheating unit 5, i.e., turns off the temperature control. Next, as shown in FIG. 5, the control unit 10 heats the magnetized object 100 until it reaches the Curie point or higher while the heating surface 4a is in contact with the magnetized object 100. Next, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the heated position to the non-heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after a second predetermined time T2 has elapsed since the start of heating the magnetized object 100 at the heating position (arrow C in the figure). Here, the second predetermined time T2 refers to a sufficient time until the magnetized object 100 reaches the Curie point or higher.

次に、制御部10は、図6に示すように、非加熱位置において、被着磁物100に対して冷却部8により冷却を行う。次に、制御部10は、非加熱位置において、冷却部8による冷却を開始してから第3所定時間T3経過後に、冷却部8による冷却を終了する。ここで、第3所定時間T3とは、被着磁物100がキュリー点以上からキュリー点未満、好ましくは、キュリー点マイナス50℃となるまでに十分な時間をいう。 Next, as shown in FIG. 6, the control unit 10 cools the magnetized object 100 by the cooling unit 8 in the non-heated position. Next, the control unit 10 ends the cooling by the cooling unit 8 after a third predetermined time T3 has elapsed since the start of cooling by the cooling unit 8 in the non-heated position. Here, the third predetermined time T3 refers to a sufficient time for the magnetized object 100 to go from above the Curie point to below the Curie point, preferably to the Curie point minus 50°C.

次に、作業員は、着磁された被着磁物100’を取り出す。着磁装置1により、被着磁物100に新たに着磁を行う場合、制御部10は、既に加熱部4は加熱されているので、予熱部5の加熱を開始する。 Next, the worker removes the magnetized object 100'. When the magnetizing device 1 is used to magnetize the object 100 again, the control unit 10 starts heating the preheating unit 5 since the heating unit 4 is already heated.

以上により、本実施形態1における着磁装置1は、被着磁物100をキュリー点未満からキュリー点以上に昇温し、界磁部6により着磁磁界を印加された状態のまま、キュリー点以上からキュリー点未満に降温することで、被着磁物100に対して着磁を行う。これにより、着磁装置1は、被着磁物100から、図3に示すように、着磁後の被着磁物100’を製造する。着磁後の被着磁物100’は、界磁部6の永久磁石63,64にそれぞれ対応した領域に着磁が行われる。本実施形1態における着磁後の被着磁物100’は、各永久磁石63に対応する着磁領域101および各永久磁石64に対応する着磁領域102が形成、すなわち少なくとも下方向側面100aにおいて、リング状に2列の多極着磁された永久磁石である。ここで、着磁後の被着磁物100’は、加熱部4により、被着磁物100をアキシャル方向において加熱、すなわち加熱面4aと被着磁物100の上方向側面100bとを対向させて加熱するため、アキシャル方向における両面のうち、一方の面である上方向側面100bがラジアル方向における外周面100dに対して酸化被膜の膜厚が厚くなる。結果として、着磁後の被着磁物100’は、外周面100dよりも上方向側面100bにおいてNd量が増大し、Ndの偏析が多く生じることを確認した。 As described above, the magnetization device 1 in this embodiment 1 magnetizes the magnetized object 100 by raising the temperature of the magnetized object 100 from below the Curie point to above the Curie point, and then lowering the temperature from above the Curie point to below the Curie point while the magnetizing magnetic field is applied by the field magnetization section 6. As a result, the magnetization device 1 manufactures the magnetized object 100' after magnetization from the magnetized object 100, as shown in FIG. 3. The magnetized object 100' after magnetization is magnetized in the areas corresponding to the permanent magnets 63 and 64 of the field magnetization section 6. The magnetized object 100' after magnetization in this embodiment 1 is a permanent magnet in which the magnetization area 101 corresponding to each permanent magnet 63 and the magnetization area 102 corresponding to each permanent magnet 64 are formed, that is, at least on the lower side surface 100a, two rows of ring-shaped multi-pole magnetized permanent magnets are formed. Here, after magnetization, the magnetized object 100' is heated in the axial direction by the heating unit 4, i.e., the heating surface 4a is opposed to the upper side surface 100b of the magnetized object 100, so that the oxide film on one of the two surfaces in the axial direction, the upper side surface 100b, becomes thicker than the outer peripheral surface 100d in the radial direction. As a result, it was confirmed that the magnetized object 100' has a greater amount of Nd on the upper side surface 100b than on the outer peripheral surface 100d after magnetization, and there is a lot of Nd segregation.

本実施形態1における着磁装置1は、加熱位置において非加熱位置よりも、アキシャル方向において被着磁物100に対して加熱部4の加熱面4aが近接することで、アキシャル方向において加熱部4により被着磁物100の加熱が行われる。従って、加熱部4により、被着磁物100をラジアル方向、すなわち加熱面4aと被着磁物100の外周面100dとを対向させて加熱する場合と比較して、被着磁物100をアキシャル方向、すなわち加熱面4aと被着磁物100の上方向側面100bとを対向させて加熱する場合は、被着磁物100に対する加熱ムラを抑制することができ、被着磁物100に対する加熱の不均質を抑制することができる。特に、大きい被着磁物100は、小さい被着磁物100よりも熱容量が大きい。小さい被着磁物100は、熱し易く、冷め易いため、被着磁物100での温度分布に偏りが生じ難いが、被着磁物が大きく、例えば大径になると、被着磁物100に加熱の不均質が生じ易くなる。大きい被着磁物100の場合において、加熱の不均質の発生を抑制するために、加熱温度をさらに高温にしたり、または第2所定時間T2を長くすることも可能であるが、被着磁物100を構成する磁粉の磁気特性劣化および後述する熱硬化性樹脂の劣化が生じる虞がある。しかしながら、本実施形態1における着磁装置1は、大きい被着磁物100であっても、被着磁物100をアキシャル方向、すなわち加熱面4aと被着磁物100の上方向側面100bとを対向させて加熱するので、加熱温度が高温でなくても、また、第2所定時間T2が長くなくても、被着磁物100に対する加熱の不均質を抑制することができる。これにより、界磁部6により着磁磁界を印加された状態における被着磁物100の温度不均一を抑制することができるので、被着磁物100の着磁特性の均一性を図ることができる。 In the magnetization device 1 in this embodiment 1, the heating surface 4a of the heating unit 4 is closer to the magnetized object 100 in the axial direction at the heating position than at the non-heating position, so that the heating unit 4 heats the magnetized object 100 in the axial direction. Therefore, compared to the case where the heating unit 4 heats the magnetized object 100 in the radial direction, that is, where the heating surface 4a faces the outer peripheral surface 100d of the magnetized object 100, the case where the magnetized object 100 is heated in the axial direction, that is, where the heating surface 4a faces the upper side surface 100b of the magnetized object 100, can suppress uneven heating of the magnetized object 100 and can suppress non-uniform heating of the magnetized object 100. In particular, a large magnetized object 100 has a larger heat capacity than a small magnetized object 100. Since a small object 100 to be magnetized heats up and cools down easily, the temperature distribution in the object 100 to be magnetized is unlikely to be biased, but when the object to be magnetized is large, for example, has a large diameter, the object 100 to be magnetized is likely to be heated non-uniformly. In the case of a large object 100 to be magnetized, it is possible to further increase the heating temperature or to lengthen the second predetermined time T2 in order to suppress the occurrence of non-uniform heating, but there is a risk of the magnetic properties of the magnetic powder constituting the object 100 to be magnetized and the thermosetting resin to be described later being deteriorated. However, the magnetizing device 1 in the first embodiment heats the object 100 to be magnetized in the axial direction, i.e., by facing the heating surface 4a and the upper side surface 100b of the object 100 to be magnetized, even if the object 100 to be magnetized is large, so that the non-uniform heating of the object 100 to be magnetized can be suppressed even if the heating temperature is not high and the second predetermined time T2 is not long. This makes it possible to suppress temperature unevenness in the object to be magnetized 100 when a magnetizing magnetic field is applied by the field magnet portion 6, thereby achieving uniformity in the magnetization characteristics of the object to be magnetized 100.

[実施形態2]
まず、実施形態2における着磁装置および被着磁物について説明する。図7は、実施形態2における着磁装置の概略構成例を示す図である。図8~図10は、実施形態2における着磁装置の動作説明図である。ここで、各図のX方向は、本実施形態2における被着磁物のラジアル方向である。Z方向は、被着磁物のアキシャル方向であり、上下方向であり、Z1方向が上方向であり、Z2方向が下方向である。
[Embodiment 2]
First, the magnetizing device and the object to be magnetized in the second embodiment will be described. Fig. 7 is a diagram showing a schematic configuration example of the magnetizing device in the second embodiment. Figs. 8 to 10 are diagrams explaining the operation of the magnetizing device in the second embodiment. Here, the X direction in each diagram is the radial direction of the object to be magnetized in the second embodiment. The Z direction is the axial direction of the object to be magnetized, that is, the up-down direction, with the Z1 direction being the up direction and the Z2 direction being the down direction.

実施形態2における着磁装置1が実施形態1における着磁装置1と異なる点は、界磁部6に非磁性材料からなるスペーサ11を載置し、スペーサ11が界磁部6と被着磁物100との間に介装した構成となる点である。また、被着磁物100がスペーサ11を介して界磁部6により着磁される点が異なる。なお、実施形態2における着磁装置1の基本的構成は、実施形態1における着磁装置1の基本的構成と同一であるため、同一符号の構成について省略または簡略化して説明する。 The magnetization device 1 in embodiment 2 differs from the magnetization device 1 in embodiment 1 in that a spacer 11 made of a non-magnetic material is placed on the field magnet part 6, and the spacer 11 is interposed between the field magnet part 6 and the object to be magnetized 100. Another difference is that the object to be magnetized 100 is magnetized by the field magnet part 6 via the spacer 11. Note that the basic configuration of the magnetization device 1 in embodiment 2 is the same as the basic configuration of the magnetization device 1 in embodiment 1, so the configurations with the same reference numerals will be omitted or simplified in the description.

スペーサ11は、界磁部6の載置面6aに載置され、界磁部6と被着磁物100との間に介装される部材である。スペーサ11は、例えば、非磁性金属材料でリング状に形成されている。非磁性金属材料で薄くできる材料として、例えば、非磁性のステンレス鋼、チタン合金、真鍮などが挙げられ、スペーサ11は、これらにより構成されていることが好ましい。なお、加熱されるため、350℃°以上の耐熱性を有していれば、非磁性金属材料に限定されない。例えば、非磁性のセクラミックスでもよい。 The spacer 11 is placed on the mounting surface 6a of the field magnet part 6 and is a member interposed between the field magnet part 6 and the magnetized object 100. The spacer 11 is formed, for example, in a ring shape from a non-magnetic metal material. Examples of non-magnetic metal materials that can be thinned include non-magnetic stainless steel, titanium alloy, brass, etc., and it is preferable that the spacer 11 is made of these. Note that since it will be heated, the material is not limited to non-magnetic metal materials as long as it has heat resistance of 350°C or more. For example, non-magnetic Secramix may be used.

このスペーサ11の外径は、界磁部6の載置面6aと同じである。また、スペーサ11のアキシャル方向の厚さは0.7mm以下に形成されていることが好ましく、0.3mm以下に形成されていることがより好ましい。スペーサ厚は、0.7mmよりも大きくなると、被着磁物を着磁(磁化)することが難しくなる場合がある。この非磁性金属材料のスペーサ11を界磁部6と被着磁物100との間に介装することによって、被着磁物100に着磁した後、着磁された被着磁物100’と界磁部6との間の吸着力を低減できる。この結果、被着磁物100’を界磁部6から容易に取り去ることができる。さらに、被着磁物100’を界磁部6から取り去る際、被着磁物100’の一部に欠けが生じることや、被着磁物100’のエッジで、界磁部6の載置面6aに露出する永久磁石であるSmCo磁石を傷付けることを防止できる。 The outer diameter of this spacer 11 is the same as the mounting surface 6a of the field magnet part 6. In addition, the axial thickness of the spacer 11 is preferably 0.7 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less. If the spacer thickness is greater than 0.7 mm, it may be difficult to magnetize (magnetize) the magnetized object. By interposing this non-magnetic metal spacer 11 between the field magnet part 6 and the magnetized object 100, the attraction force between the magnetized object 100' and the field magnet part 6 can be reduced after magnetizing the magnetized object 100. As a result, the magnetized object 100' can be easily removed from the field magnet part 6. Furthermore, when removing the magnetized object 100' from the field magnet part 6, it is possible to prevent chipping of a part of the magnetized object 100' and damage to the SmCo magnet, which is a permanent magnet exposed on the mounting surface 6a of the field magnet part 6, by the edge of the magnetized object 100'.

次に、実施形態2における着磁装置1による被着磁物100に対する着磁方法について、説明する。なお、着磁装置1は、非加熱位置となっている。まず、制御部10は、図8に示すように、加熱部4および予熱部5の加熱を開始する。ここでは、制御部10は、加熱部4を加熱温度まで加熱するとともに、予熱部5を予熱温度まで加熱する。次に、作業員は、アキシャル方向において、被着磁物100の貫通孔100cと位置決めピン7とを対向させた状態で、被着磁物100を下方向側に移動する(同図矢印A)。これにより、被着磁物100は、図8に示すように、位置決めピン7に挿入されて界磁部6の載置面6aに載置されたスペーサ11上に、載置される。このとき、作業員は、界磁部6の載置面6aおよびスペーサ11から突出する位置決めピンの上方向側端部を、被着磁物100の貫通孔100cに挿入することで、着磁装置1に対する被着磁物100の位置決めを行う。 Next, the magnetization method for the magnetized object 100 by the magnetization device 1 in the second embodiment will be described. The magnetization device 1 is in the non-heated position. First, the control unit 10 starts heating the heating unit 4 and the preheating unit 5 as shown in FIG. 8. Here, the control unit 10 heats the heating unit 4 to the heating temperature and the preheating unit 5 to the preheating temperature. Next, the worker moves the magnetized object 100 downward in the axial direction with the through hole 100c of the magnetized object 100 facing the positioning pin 7 (arrow A in the figure). As a result, the magnetized object 100 is inserted into the positioning pin 7 and placed on the spacer 11 placed on the mounting surface 6a of the field magnet unit 6 as shown in FIG. 8. At this time, the worker positions the object 100 to be magnetized relative to the magnetization device 1 by inserting the upper end of the positioning pin protruding from the mounting surface 6a of the field magnet part 6 and the spacer 11 into the through hole 100c of the object 100 to be magnetized.

次に、制御部10は、被着磁物100が載置面6a上のスペーサ11に載置してから第1所定時間T1経過後に、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させる(同図矢印B)。ここで、第1所定時間T1とは、加熱部4が加熱温度を維持しているとともに、スペーサ11に載置された被着磁物100が界磁部6およびスペーサ11を介して予熱部5から受熱することで、被着磁物100が常温よりも高いキュリー点未満の温度にすることができるまでに十分な時間をいう。つまり、制御部10は、非加熱位置において、加熱部4が加熱温度であるとともに、被着磁物100が予熱されてから、被着磁物100に対して加熱部4を加熱位置に移動させ、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、予熱された被着磁物100の加熱を開始する。なお、制御部10は、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4が移動すると、予熱部5に対する加熱を終了、すなわち温度制御をOFFとする。次に、制御部10は、図9に示すように、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、被着磁物100をキュリー点以上となるまで加熱をする。次に、制御部10は、加熱位置において、被着磁物100の加熱を開始してから第2所定時間T2経過後に、移動部3により、加熱位置から非加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させる(同図矢印C)。ここで、第2所定時間T2とは、被着磁物100がキュリー点以上となるまでに十分な時間をいう。 Next, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the non-heating position to the heating position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after the first predetermined time T1 has elapsed since the magnetized object 100 was placed on the spacer 11 on the placement surface 6a (arrow B in the figure). Here, the first predetermined time T1 refers to a sufficient time for the heating unit 4 to maintain the heating temperature and for the magnetized object 100 placed on the spacer 11 to receive heat from the preheating unit 5 via the field magnet unit 6 and the spacer 11 so that the magnetized object 100 can be heated to a temperature lower than the Curie point, which is higher than room temperature. In other words, the control unit 10 moves the heating unit 4 to the heating position relative to the magnetized object 100 after the heating unit 4 is at the heating temperature and the magnetized object 100 is preheated in the non-heating position, and starts heating the preheated magnetized object 100 with the heating surface 4a in contact with the magnetized object 100. When the heating unit 4 is moved from the non-heated position to the heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3, the control unit 10 ends the heating of the preheating unit 5, i.e., turns off the temperature control. Next, as shown in FIG. 9, the control unit 10 heats the magnetized object 100 until it reaches the Curie point or higher while the heating surface 4a is in contact with the magnetized object 100. Next, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the heated position to the non-heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after a second predetermined time T2 has elapsed since the start of heating the magnetized object 100 at the heating position (arrow C in the figure). Here, the second predetermined time T2 refers to a sufficient time until the magnetized object 100 reaches the Curie point or higher.

次に、制御部10は、図10に示すように、非加熱位置において、被着磁物100に対して冷却部8により冷却を行う。次に、制御部10は、非加熱位置において、冷却部8による冷却を開始してから第3所定時間T3経過後に、冷却部8による冷却を終了する。ここで、第3所定時間T3とは、被着磁物100がキュリー点以上からキュリー点未満、好ましくは、キュリー点マイナス50℃となるまでに十分な時間をいう。 Next, as shown in FIG. 10, the control unit 10 cools the magnetized object 100 by the cooling unit 8 in the non-heated position. Next, the control unit 10 ends the cooling by the cooling unit 8 in the non-heated position after a third predetermined time T3 has elapsed since the cooling by the cooling unit 8 started. Here, the third predetermined time T3 refers to a sufficient time for the magnetized object 100 to go from above the Curie point to below the Curie point, preferably to the Curie point minus 50°C.

次に、作業員は、着磁された被着磁物100’を取り出す。上述のように、スペーサ11が界磁部6と被着磁物100’との間に介装されているため、被着磁物100’を界磁部6から容易に取り去ることができる。さらに、被着磁物100’の一部に欠けが生じることや、界磁部6の載置面6aに露出する永久磁石であるSmCo磁石を傷付けることを防止できる。 Next, the worker removes the magnetized object 100'. As described above, since the spacer 11 is interposed between the field magnet section 6 and the object 100' to be magnetized, the object 100' to be magnetized can be easily removed from the field magnet section 6. Furthermore, it is possible to prevent chipping of the object 100' to be magnetized and to prevent damage to the SmCo magnet, which is a permanent magnet exposed on the mounting surface 6a of the field magnet section 6.

[変形例]
なお、本実施形態1における着磁装置1は、被着磁物100に対してアキシャル方向に着磁を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ラジアル方向に着磁を行ってもよい。
[Modification]
In the magnetizing device 1 according to the first embodiment, the object 100 to be magnetized is magnetized in the axial direction. However, the present invention is not limited to this, and the object 100 may be magnetized in the radial direction.

図11は、変形例における着磁装置の概略構成例を示す図である。図12は、変形例における着磁装置の界磁部を示す斜視図である。変形例における着磁装置1が実施形態1における着磁装置1と異なる点は、界磁部9が被着磁物100に対してラジアル方向に着磁を行う構成である点である。また、予熱部5が界磁部9を介して、すなわち間接的に被着磁物100に予熱を行うのではなく、直接予熱を行う点が異なる。なお、変形例における着磁装置1における基本的構成は、実施形態1における着磁装置1の基本的構成と同一であるため、同一符号の構成について省略または簡略化して説明する。 Figure 11 is a diagram showing an example of the schematic configuration of a magnetizing device in a modified example. Figure 12 is a perspective view showing the field magnet part of the magnetizing device in the modified example. The magnetizing device 1 in the modified example differs from the magnetizing device 1 in embodiment 1 in that the field magnet part 9 is configured to magnetize the object 100 to be magnetized in the radial direction. Also, the preheating part 5 does not preheat the object 100 to be magnetized indirectly, i.e., via the field magnet part 9, but directly preheats it. Note that the basic configuration of the magnetizing device 1 in the modified example is the same as the basic configuration of the magnetizing device 1 in embodiment 1, so the configurations with the same reference numerals will be omitted or simplified in the description.

加熱部4は、本体部41と突出部42とを有する。本体部41は、円板状に形成され、上下方向における両面のうち、上方向側面が移動部3の加熱部取付台33に固定されており、下方向側面から突出部42が下方向に突出して形成されている。突出部42は、上下方向における下方向側面が加熱面4aである。加熱面4aは、界磁部9の挿入孔9bの径よりも小さい径で構成されている。 The heating unit 4 has a main body 41 and a protrusion 42. The main body 41 is formed in a disk shape, and of the two sides in the vertical direction, the upper side is fixed to the heating unit mounting base 33 of the moving unit 3, and the protrusion 42 is formed protruding downward from the lower side. The lower side of the protrusion 42 in the vertical direction is the heating surface 4a. The heating surface 4a is configured with a diameter smaller than the diameter of the insertion hole 9b of the field magnet unit 9.

予熱部5は、上方向側面が載置加熱面5aであり、2段に形成されている。載置加熱面5aのうち、上方向側の1段目において被着磁物100が載置加熱され、下方向側の2段目において界磁部9が載置加熱される。 The preheating section 5 has a two-stage structure with the upper side being the placement and heating surface 5a. On the first stage on the upper side of the placement and heating surface 5a, the object 100 to be magnetized is placed and heated, and on the second stage on the lower side, the field magnet section 9 is placed and heated.

界磁部9は、被着磁物100に対して磁界を発生するものである。変形例における界磁部9は、被着磁物100に対してラジアル方向に着磁を行うものであり、本体部91と、フランジ部92と、永久磁石93とを有する。本体部91は、非磁性金属材料により構成されており、円筒形状に形成されており、上下方向における両面のうち、下方向側面が予熱部5の載置加熱面5aの2段目に固定されており、上方向側面9aが天井板31とアキシャル方向において対向している。本体部91は、被着磁物100が挿入される挿入孔9bが形成されている。フランジ部92は、本体部91の下方向側端部から径方向外側に突出して形成されている。フランジ部92は、予熱部5の載置加熱面5aの2段目に界磁部9が載置された状態で、図示しない貫通孔に固定具、例えば締結ネジなどが挿入され、固定具が予熱部5に固定されることで、予熱部5に対して界磁部9を固定するものである。永久磁石93は、径方向において本体部91の挿入孔9b側に埋設され、被着磁物100に対して磁界を発生するものであり、例えば、矩形状のSmCo磁石である。永久磁石93は、上下方向から見た場合において、本体部91の中心を中心として同心円に形成され、周方向に等間隔に複数配列される。永久磁石93は、径方向内側および径方向外側において2つ磁極(S極、N極)を有し、周方向において、交互に磁極が異なるように、本体部91に対して埋設されている。ここでは、永久磁石93は、径方向内側における磁極(例えば、S極)が周方向において隣り合う永久磁石93の径方向内側における磁極と異なり(例えば、N極)、径方向外側における磁極(例えば、N極)が周方向において隣り合う永久磁石93の径方向外側における磁極と異なる(例えば、S極)。なお、永久磁石93は、本体部91において、挿入孔9bに露出した状態で埋設されているが、挿入孔9bに露出せず、本体部91内部に埋設されていてもよい。 The field magnet portion 9 generates a magnetic field for the magnetized object 100. The field magnet portion 9 in the modified example magnetizes the magnetized object 100 in the radial direction and has a main body portion 91, a flange portion 92, and a permanent magnet 93. The main body portion 91 is made of a non-magnetic metal material and is formed in a cylindrical shape. Of the two sides in the vertical direction, the lower side is fixed to the second step of the mounting heating surface 5a of the preheating portion 5, and the upper side 9a faces the ceiling plate 31 in the axial direction. The main body portion 91 is formed with an insertion hole 9b into which the magnetized object 100 is inserted. The flange portion 92 is formed to protrude radially outward from the lower end of the main body portion 91. The flange portion 92 is configured to fix the field magnet portion 9 to the preheating portion 5 by inserting a fastener, such as a fastening screw, into a through hole (not shown) and fixing the fastener to the preheating portion 5 with the field magnet portion 9 placed on the second stage of the mounting heating surface 5a of the preheating portion 5. The permanent magnet 93 is embedded in the insertion hole 9b side of the main body portion 91 in the radial direction and generates a magnetic field for the magnetized object 100, and is, for example, a rectangular SmCo magnet. When viewed from the top and bottom, the permanent magnets 93 are formed in a concentric circle centered on the center of the main body portion 91, and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The permanent magnet 93 has two magnetic poles (S pole, N pole) on the radial inner side and the radial outer side, and is embedded in the main body portion 91 so that the magnetic poles are alternately different in the circumferential direction. Here, the magnetic pole (e.g., S pole) of the permanent magnet 93 on the radial inside is different from the magnetic pole (e.g., N pole) of the permanent magnet 93 adjacent in the circumferential direction on the radial inside, and the magnetic pole (e.g., N pole) of the permanent magnet 93 on the radial outside is different from the magnetic pole (e.g., S pole) of the permanent magnet 93 adjacent in the circumferential direction on the radial outside. Note that the permanent magnet 93 is embedded in the main body 91 in a state where it is exposed to the insertion hole 9b, but it may be embedded inside the main body 91 without being exposed to the insertion hole 9b.

次に、変形例における着磁装置1による被着磁物100に対する着磁方法について、説明する。なお、実施形態1における着磁装置1による着磁方法と同一の部分は、省略または簡略化して説明する。まず、制御部10は、加熱部4および予熱部5の加熱を開始する。次に、作業員は、アキシャル方向において、被着磁物100と界磁部9の挿入孔9bとを対向させた状態で、被着磁物100を下方向側に移動し、被着磁物100を界磁部9の挿入孔9bに挿入し、予熱部5の加熱載置面5aの1段目に載置する。このとき、作業員は、被着磁物100を挿入孔9bに挿入することで、着磁装置1に対する被着磁物100の位置決めを行う。なお、被着磁物100は、外周面100dが径方向、すなわちラジアル方向において界磁部9と対向し、上方向側面100bが加熱部4の加熱面4aとアキシャル方向において対向する。 Next, the magnetization method for the magnetized object 100 by the magnetization device 1 in the modified example will be described. Note that the same parts as those in the magnetization method by the magnetization device 1 in the first embodiment will be omitted or simplified in the description. First, the control unit 10 starts heating the heating unit 4 and the preheating unit 5. Next, the worker moves the magnetized object 100 downward in the axial direction with the magnetized object 100 facing the insertion hole 9b of the field magnet unit 9, inserts the magnetized object 100 into the insertion hole 9b of the field magnet unit 9, and places it on the first stage of the heating placement surface 5a of the preheating unit 5. At this time, the worker positions the magnetized object 100 relative to the magnetization device 1 by inserting the magnetized object 100 into the insertion hole 9b. The outer peripheral surface 100d of the magnetized object 100 faces the field magnet portion 9 in the radial direction, and the upper side surface 100b faces the heating surface 4a of the heating portion 4 in the axial direction.

次に、制御部10は、被着磁物100が加熱載置面5aに載置してから第1所定時間T1経過後に、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させ、予熱された被着磁物100の加熱を開始し、加熱位置において、被着磁物100の加熱を開始してから第2所定時間T2経過後に、移動部3により、加熱位置から非加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させる。制御部10は、非加熱位置において、被着磁物100に対して冷却部8により冷却を行い、非加熱位置において、冷却部8による冷却を開始してから第3所定時間T3経過後に、冷却部8による冷却を終了する。次に、作業員は、着磁された被着磁物100’を取り出す。 Next, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the non-heated position to the heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after a first predetermined time T1 has elapsed since the magnetized object 100 was placed on the heating placement surface 5a, and starts heating the preheated magnetized object 100. After a second predetermined time T2 has elapsed since the start of heating the magnetized object 100 at the heated position, the control unit 10 moves the heating unit 4 from the heated position to the non-heated position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3. The control unit 10 cools the magnetized object 100 by the cooling unit 8 at the non-heated position, and ends cooling by the cooling unit 8 at the non-heated position after a third predetermined time T3 has elapsed since the start of cooling by the cooling unit 8. Next, the operator removes the magnetized magnetized object 100'.

以上により、変形例における着磁装置1は、被着磁物100をキュリー点未満からキュリー点以上に昇温し、界磁部9により着磁磁界を印加された状態のまま、キュリー点以上からキュリー点未満に降温することで、被着磁物100に対して着磁を行う。これにより、着磁装置1は、被着磁物100から着磁後の被着磁物を製造する。着磁後の被着磁物は、界磁部9の永久磁石93にそれぞれ対応した領域に着磁が行われる。変形例における着磁後の被着磁物は、各永久磁石93に対応する着磁領域が形成、すなわち少なくとも外周面100dにおいて、1列の多極着磁された永久磁石である。 As described above, the magnetization device 1 in the modified example magnetizes the object 100 by raising the temperature of the object 100 to be magnetized from below the Curie point to above the Curie point, and then lowering the temperature from above the Curie point to below the Curie point while the magnetizing magnetic field is applied by the field magnetization section 9. In this way, the magnetization device 1 produces a magnetized object from the object 100 to be magnetized after magnetization. After magnetization, the object to be magnetized is magnetized in areas that correspond to the permanent magnets 93 of the field magnetization section 9. After magnetization, the object to be magnetized in the modified example is a permanent magnet in which magnetization areas corresponding to each permanent magnet 93 are formed, that is, at least on the outer circumferential surface 100d, a row of multi-pole magnetized magnetized magnets.

また、変形例における着磁装置1は、被着磁物100の外周面100dにおいて、1列に多極着磁された永久磁石を備える形態であるが、界磁部9に設けた永久磁石93を同軸状で、軸方向に離間して複列(例えば、2列)に配置してもよい。この場合、被着磁物100の外周面100dに、アキシャル方向において、複列(例えば、2列)で多極着磁することができる。 In addition, the magnetization device 1 in the modified example is provided with a permanent magnet magnetized with multiple poles in one row on the outer circumferential surface 100d of the object to be magnetized 100, but the permanent magnets 93 provided in the field magnet section 9 may be arranged coaxially and spaced apart in the axial direction in multiple rows (e.g., two rows). In this case, the outer circumferential surface 100d of the object to be magnetized 100 can be magnetized with multiple poles in multiple rows (e.g., two rows) in the axial direction.

なお、上記実施形態および変形例においては、加熱部4が加熱位置となる前に加熱温度に到達しているがこれに限定されるものではなく、非加熱位置において加熱温度よりも低い待機温度に加熱しておき、加熱位置において、被着磁物100に加熱面4aが接触した状態で待機温度から加熱温度まで昇温してもよい。 In the above embodiment and modified example, the heating temperature is reached before the heating unit 4 reaches the heating position, but this is not limited to the above. The heating unit 4 may be heated to a standby temperature lower than the heating temperature in the non-heating position, and then heated from the standby temperature to the heating temperature in the heating position with the heating surface 4a in contact with the magnetized object 100.

[実施例]
本実施形態2における着磁装置1を用いて、被着磁物100に着磁を行った。具体的には、下記のスペーサ11、被着磁物100を用いた。
〔スペーサ11〕
・材質:SUS304
・形状:リング形状(外径φ30mm、φ内径15mm、厚さ(0.1mm~0.7mm)
〔被着磁物100〕
・形状:リング形状(外径φ30mm、φ内径15mm、厚さ1mm)
・着磁ピッチ:1.28mm(64極)、0.95mm(62極)
径方向に2列で、それぞれ円周方向に、着磁
(外側列が64極、内側列が62極)
・種類
(1)異方性希土類鉄系バルク磁石
磁石粉末は、超急冷法にて作製したNd-Fe-B系の等方性磁石粉末を粉砕した磁石粉末をホットプレス成形して密度を高め、さらに熱間塑性加工して異方性を付与した、マグネクエンチ社製の熱間加工の異方性磁石(いわゆる、MQ3磁石)用の磁石粉末を用いた。そして、放電プラズマ焼結(SPS)装置を利用して、この磁石粉末を所定温度で熱間塑性加工して異方性を付与した磁石を作製した。
(2)等方性希土類鉄系バルク磁石
超急冷法にて作製した、マグネクエンチ社製のNd-Fe-B系の等方性磁石粉末を用いた。放電プラズマ焼結(SPS)装置を利用して、この磁石粉末を所定温度で焼結して等方性の焼結磁石を作製した。
(3)希土類鉄系ボンド磁石
超急冷法にて作製した、マグネクエンチ社製のNd-Fe-B系の等方性磁石粉末を用い、エポキシ樹脂と混合、圧縮した後、エポキシ樹脂を所定温度で硬化させて等方性の希土類鉄系ボンド磁石を作製した。
(4)ネオジム焼結磁石
ネオジム系焼結磁石(信越化学工業(株)製の型番N39UH)を機械加工して、リング形状の磁石を作製した。
上記(1)、(4)は異方性磁石で、(2)、(3)は等方性磁石である。
異方性希土類鉄系バルク磁石の平均結晶粒径は、285nmであり、ネオジム焼結磁石の平均結晶粒径は、6700nmであった。
ここで、平均結晶粒径は下記のようにして求めた。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて各磁石の主相結晶粒を観察した。
観察倍率:1500~20000倍
観察条件:2次電子像
観察方向:磁化容易方向
粒径確認方法:画像処理(WinROOF、三谷商事株式会社)
これら条件により測定したSEM像を粒子解析ソフトに読み込み、粒子の面積と周囲長を算出し、円相当径を換算。各磁石300個程測定し、円相当径の平均値を平均結晶粒径とした。
[Example]
The magnetization device 1 according to the second embodiment was used to magnetize the object 100 to be magnetized. Specifically, the following spacer 11 and object 100 to be magnetized were used.
[Spacer 11]
・Material: SUS304
Shape: Ring shape (outer diameter φ30 mm, inner diameter φ15 mm, thickness (0.1 mm to 0.7 mm)
[Object to be magnetized 100]
Shape: Ring shape (outer diameter φ30 mm, inner diameter φ15 mm, thickness 1 mm)
-Magnetic pitch: 1.28 mm (64 poles), 0.95 mm (62 poles)
Two rows in the radial direction, magnetized in the circumferential direction
(64 poles on the outer row, 62 poles on the inner row)
Type (1) Anisotropic rare earth iron-based bulk magnet The magnet powder used was magnet powder for hot-processed anisotropic magnets (so-called MQ3 magnets) manufactured by Magnequench, which was made by crushing Nd-Fe-B isotropic magnet powder produced by the ultra-quenching method, hot-pressing the powder to increase density, and then hot-processing the powder to give it anisotropy. A spark plasma sintering (SPS) device was then used to hot-process the powder at a specified temperature to produce a magnet with anisotropy.
(2) Isotropic rare earth iron-based bulk magnet We used Nd-Fe-B isotropic magnet powder manufactured by Magnequench, Inc., produced by the ultra-rapid cooling method. Using a spark plasma sintering (SPS) device, we sintered this magnet powder at a specified temperature to produce an isotropic sintered magnet.
(3) Rare earth iron-based bonded magnet Nd-Fe-B isotropic magnet powder manufactured by Magnequench, Inc., was prepared by the ultra-rapid cooling method. The powder was mixed with epoxy resin, compressed, and then the epoxy resin was cured at a specified temperature to produce an isotropic rare earth iron-based bonded magnet.
(4) Sintered Neodymium Magnet A sintered neodymium magnet (Model N39UH, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was machined to produce a ring-shaped magnet.
The above (1) and (4) are anisotropic magnets, while (2) and (3) are isotropic magnets.
The anisotropic rare earth iron-based bulk magnet had an average crystal grain size of 285 nm, and the neodymium sintered magnet had an average crystal grain size of 6700 nm.
Here, the average crystal grain size was determined as follows.
The main phase crystal grains of each magnet were observed using a scanning electron microscope (SEM).
Observation magnification: 1500 to 20000 times Observation conditions: Secondary electron image Observation direction: Easy magnetization direction Particle size confirmation method: Image processing (WinROOF, Mitani Shoji Co., Ltd.)
The SEM images measured under these conditions were loaded into particle analysis software, the particle area and perimeter were calculated, and the equivalent circle diameter was converted. Approximately 300 pieces of each magnet were measured, and the average equivalent circle diameter was taken as the average crystal grain size.

[着磁方法]
作製した上記(1)のリング状の磁石を着磁装置1にセットし、厚さ0.1mmのスペーサ11を用いて、アキシャル方向に着磁した。
着磁装置1は、非加熱位置となっていた(図8)。まず、制御部10は、図8に示すように、加熱部4および予熱部5の加熱を開始した。ここでは、制御部10は、加熱部4を加熱温度(350℃)まで加熱するとともに、予熱部5を予熱温度(200℃)まで加熱した。次に、作業員は、アキシャル方向において、被着磁物100の貫通孔100cと位置決めピン7とを対向させた状態で、被着磁物100を下方向側に移動する(同図矢印A)。これにより、被着磁物100は、図8に示すように、界磁部6の載置面6aに載置されたスペーサ11上に、載置された。このとき、作業員は、界磁部6の載置面6aおよびスペーサ11から突出する位置決めピンの上方向側端部を、被着磁物100の貫通孔100cに挿入することで、着磁装置1に対する被着磁物100の位置決めを行った。なお、被着磁物100の上方向側面100bは、加熱部4の加熱面4aとアキシャル方向において対向していた。
次に、制御部10は、被着磁物100が載置面6aのスペーサ11に載置してから第1所定時間T1(30秒)経過後に、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させた(同図矢印B)。被着磁物100に対して加熱部4を加熱位置に移動させ、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、予熱された被着磁物100の加熱を開始した。なお、制御部10は、移動部3により、非加熱位置から加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4が移動すると、予熱部5に対する加熱を終了した。次に、制御部10は、図9に示すように、被着磁物100に加熱面4aを接触させた状態で、被着磁物100をキュリー点以上(330℃(なお、キュリー点は315℃である。))となるまで加熱した。次に、制御部10は、加熱位置において、被着磁物100の加熱を開始してから第2所定時間T2(30秒)経過後に、移動部3により、加熱位置から非加熱位置に被着磁物100に対して加熱部4を移動させた(同図矢印C)。
次に、制御部10は、図10に示すように、非加熱位置において、被着磁物100に対して冷却部8により冷却を行った。次に、制御部10は、非加熱位置において、冷却部8による冷却を開始してから第3所定時間T3(60秒)経過後に、冷却部8による冷却を終了した。ここで、被着磁物100がキュリー点以上からキュリー点マイナス50℃となっていた。
次に、作業員は、着磁された被着磁物100’を取り出した。スペーサ11が界磁部6と被着磁物100’との間に介装されているため、被着磁物100’を界磁部6から、界磁部6の載置面6aに露出する永久磁石であるSmCo磁石を傷付けることなく、容易に取り去ることができた。
そして、スペーサ厚を変えて(0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm)、同様に着磁した。また、上記(2)~(4)のリング状の磁石についても、同様に着磁した。
[Magnetic method]
The ring-shaped magnet produced in (1) above was set in a magnetizing device 1 and magnetized in the axial direction using a spacer 11 having a thickness of 0.1 mm.
The magnetization device 1 was in a non-heated position (FIG. 8). First, the control unit 10 started heating the heating unit 4 and the preheating unit 5 as shown in FIG. 8. Here, the control unit 10 heated the heating unit 4 to a heating temperature (350° C.) and the preheating unit 5 to a preheating temperature (200° C.). Next, the worker moved the object 100 to be magnetized downward in the axial direction with the through hole 100c of the object 100 facing the positioning pin 7 (arrow A in the figure). As a result, the object 100 to be magnetized was placed on the spacer 11 placed on the placement surface 6a of the field magnet unit 6 as shown in FIG. 8. At this time, the worker inserted the upper end of the positioning pin protruding from the placement surface 6a of the field magnet unit 6 and the spacer 11 into the through hole 100c of the object 100 to be magnetized, thereby positioning the object 100 to the magnetization device 1. The upper side surface 100b of the object 100 to be magnetized was opposed to the heating surface 4a of the heating unit 4 in the axial direction.
Next, the control unit 10 moved the heating unit 4 from the non-heating position to the heating position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after the magnetized object 100 was placed on the spacer 11 of the placement surface 6a and after the first predetermined time T1 (30 seconds) had elapsed (arrow B in the figure). The heating unit 4 was moved to the heating position relative to the magnetized object 100, and heating of the preheated magnetized object 100 was started with the heating surface 4a in contact with the magnetized object 100. When the heating unit 4 was moved from the non-heating position to the heating position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3, the control unit 10 ended heating of the preheating unit 5. Next, as shown in FIG. 9, the control unit 10 heated the magnetized object 100 to the Curie point or higher (330° C. (the Curie point is 315° C.)) with the heating surface 4a in contact with the magnetized object 100. Next, the control unit 10 moved the heating unit 4 from the heating position to the non-heating position relative to the magnetized object 100 by the moving unit 3 after a second predetermined time T2 (30 seconds) had elapsed since starting heating of the magnetized object 100 at the heating position (arrow C in the same figure).
Next, the control unit 10 caused the object to be magnetized 100 to be cooled by the cooling unit 8 at the non-heated position as shown in Fig. 10. Next, the control unit 10 stopped cooling by the cooling unit 8 at the non-heated position after a third predetermined time T3 (60 seconds) had elapsed since the start of cooling by the cooling unit 8. Here, the temperature of the object to be magnetized 100 had dropped from above the Curie point to 50°C below the Curie point.
Next, the worker removed the magnetized object 100'. Because the spacer 11 was interposed between the field magnet part 6 and the object 100', the object 100' could be easily removed from the field magnet part 6 without damaging the SmCo magnet, which is a permanent magnet exposed on the mounting surface 6a of the field magnet part 6.
The spacer thickness was changed (0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.7 mm) and magnetized in the same manner. The ring-shaped magnets (2) to (4) were also magnetized in the same manner.

[表面磁束密度]
着磁した後、上記(1)~(4)のリング状の磁石の表面磁束密度を測定した。
図13は、被着磁物100として、4種類の磁石を作製し、それぞれ被着磁物100と界磁部6との間に介装したスペーサの厚さを変えたときの被着磁物100の発生磁界(表面磁束密度)(mT)を測定した結果である。なお、図13において、着磁ピッチ:0.95mmのグラフは、図2の界磁部6を用いて着磁した試料の符号63(0.95mm)に対応する箇所の表面磁束測定結果である。また、着磁ピッチ:1.28のグラフは、図2の界磁部6を用いて着磁した試料の符号64(1.28mm)に対応する箇所の表面磁束測定結果である。実施形態2における着磁装置1を用いると、上記(1)~(4)のリング状の磁石のいずれも、好適に着磁されていた。また、図13からもわかるように、スペーサの厚みが増えると、界磁部6に配置した永久磁石から被着磁物100までの距離寸法が大きくなるため、界磁部6に配置した永久磁石からの磁力が被着磁物100に及ぼす範囲が小さくなり、発生磁界(表面磁束密度)が減少する。スペーサ厚が0.1mmの場合、明らかに異方性希土類鉄系バルク磁石の発生磁界(表面磁束密度)の値が大きく、それに対して、ネオジム焼結磁石の発生磁界(表面磁束密度)の値は比較的小さい。
また、スペーサ厚が0.7mmの場合、異方性希土類鉄系バルク磁石、等方性希土類鉄系バルク磁石、ボンド磁石それぞれにおける発生磁界(表面磁束密度)は、略同じ値で、100mT~110mTとなっている。一方、ネオジム焼結磁石の発生磁界(表面磁束密度)は、約20mTで、比較的低い値を示す。
図13から、熱間塑性加工して異方性を付与した異方性希土類鉄系バルク磁石をアキシャル方向に着磁した磁石は、狭ピッチで多極着磁を行っても、強力に着磁された磁石を得ることができる。これは、異方性希土類鉄系バルク磁石の平均結晶粒径が10nm以上6600nm以下であることによると考えられる。
また、スペーサ厚は、0.7mmよりも大きくなると、被着磁物を着磁(磁化)することが難しくなる場合がある。このため、スペーサ厚は、0.7mm以下で使用することが好ましく、0.3mm以下であることがより好ましい。
[Surface magnetic flux density]
After magnetization, the surface magnetic flux density of the ring-shaped magnets (1) to (4) above was measured.
13 shows the results of measuring the magnetic field (surface magnetic flux density) (mT) generated by the magnetized object 100 when four types of magnets were prepared as the magnetized object 100 and the thickness of the spacer interposed between the magnetized object 100 and the field magnet portion 6 was changed. In FIG. 13, the graph for magnetization pitch: 0.95 mm shows the result of measuring the surface magnetic flux at a location corresponding to reference number 63 (0.95 mm) of the sample magnetized using the field magnet portion 6 in FIG. 2. In addition, the graph for magnetization pitch: 1.28 shows the result of measuring the surface magnetic flux at a location corresponding to reference number 64 (1.28 mm) of the sample magnetized using the field magnet portion 6 in FIG. 2. When the magnetization device 1 in the second embodiment was used, all of the ring-shaped magnets (1) to (4) were magnetized appropriately. 13, as the thickness of the spacer increases, the distance from the permanent magnet arranged in field portion 6 to the object 100 to be magnetized increases, and so the range over which the magnetic force from the permanent magnet arranged in field portion 6 affects the object 100 to be magnetized decreases, decreasing the generated magnetic field (surface magnetic flux density). When the spacer thickness is 0.1 mm, the value of the generated magnetic field (surface magnetic flux density) of the anisotropic rare earth iron-based bulk magnet is clearly large, while in comparison, the value of the generated magnetic field (surface magnetic flux density) of the neodymium sintered magnet is relatively small.
Furthermore, when the spacer thickness is 0.7 mm, the generated magnetic field (surface magnetic flux density) of the anisotropic rare earth iron bulk magnet, the isotropic rare earth iron bulk magnet, and the bonded magnet is approximately the same, at 100 mT to 110 mT. On the other hand, the generated magnetic field (surface magnetic flux density) of the neodymium sintered magnet is approximately 20 mT, a relatively low value.
As can be seen from Figure 13, when an anisotropic rare earth iron-based bulk magnet that has been given anisotropy by hot plastic working is magnetized in the axial direction, it is possible to obtain a strongly magnetized magnet even when multi-pole magnetization is performed with a narrow pitch. This is believed to be because the average crystal grain size of the anisotropic rare earth iron-based bulk magnet is between 10 nm and 6,600 nm.
Moreover, if the spacer thickness is greater than 0.7 mm, it may become difficult to magnetize (magnetize) the object to be magnetized. For this reason, the spacer thickness is preferably 0.7 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less.

1 着磁装置、2 架台部、3 移動部、4 加熱部、4a 加熱面、5 予熱部、6 界磁部、63,64 永久磁石、7 位置決めピン、8 冷却部、9 界磁部、10 制御部、11 スペーサ、100 被着磁物、100’ 着磁後の被着磁物、100b 上方向側面(一方の面) 1 Magnetization device, 2 Stand section, 3 Moving section, 4 Heating section, 4a Heating surface, 5 Preheating section, 6 Field magnet section, 63, 64 Permanent magnet, 7 Positioning pin, 8 Cooling section, 9 Field magnet section, 10 Control section, 11 Spacer, 100 Object to be magnetized, 100' Object to be magnetized after magnetization, 100b Upper side surface (one side)

Claims (2)

リング状の被着磁物に対して磁界を発生する永久磁石を有し、かつ前記永久磁石が周方向に等間隔に複数配列される界磁部と、
前記被着磁物のアキシャル方向において前記被着磁物と対向する加熱面を有し、かつ前記被着磁物に対して、前記被着磁物の構成する磁粉のキュリー点以上に加熱を行う加熱部と、
前記被着磁物のアキシャル方向において、前記被着磁物および前記加熱部を非加熱位置と加熱位置との間で相対移動させる移動部と、
少なくとも前記加熱部および前記移動部を制御する制御部と、
を備え、
前記非加熱位置は、前記アキシャル方向において前記被着磁物に対して前記加熱面が離間し、かつ前記加熱部による前記被着磁物の加熱が行われない位置であり、
前記加熱位置は、前記アキシャル方向において前記被着磁物に対して前記加熱面が近接し、前記加熱部による前記被着磁物の加熱が行われる位置であ
前記加熱位置となる前に、前記被着磁物に対して、前記キュリー点未満に加熱を行う予熱部を備え、
前記制御部は、前記予熱部を制御する、
ことを特徴とする着磁装置。
a field magnet portion having a permanent magnet that generates a magnetic field toward a ring-shaped object to be magnetized, the permanent magnets being arranged at equal intervals in a circumferential direction;
a heating unit having a heating surface facing the object to be magnetized in the axial direction of the object to be magnetized and heating the object to a temperature equal to or higher than the Curie point of magnetic powder constituting the object to be magnetized;
a moving section that moves the object to be magnetized and the heating section relatively between a non-heating position and a heating position in an axial direction of the object to be magnetized;
A control unit that controls at least the heating unit and the moving unit;
Equipped with
the non-heating position is a position where the heating surface is separated from the object to be magnetized in the axial direction and the object to be magnetized is not heated by the heating unit,
the heating position is a position where the heating surface is close to the object to be magnetized in the axial direction and the object to be magnetized is heated by the heating unit,
a preheating section for heating the object to a temperature lower than the Curie point before the object reaches the heating position;
The control unit controls the preheating unit.
A magnetizing device characterized by:
記界磁部に非磁性材料からなるスペーサを載置し、前記スペーサが前記界磁部と前記被着磁物との間に介装した構成となる、
請求項1に記載の着磁装置。
a spacer made of a non-magnetic material is placed on the field magnet portion, and the spacer is interposed between the field magnet portion and the object to be magnetized.
The magnetizing device according to claim 1 .
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