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公開番号2023037155
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-15
出願番号2021143723
出願日2021-09-03
発明の名称着磁装置
出願人マグネデザイン株式会社
代理人
主分類H01F 13/00 20060101AFI20230308BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】直径2mm以下の半硬質磁性材料の細線の一部を長手方向に飽和着磁する着磁装置を提供する。
【解決手段】着磁装置の着磁ヨーク部1は、着磁コイル10と着磁コイル10を内包する着磁ヨーク部20と、を有する。着磁ヨーク部20は、電磁コイル12と、電磁コイルを内包する円筒ボックス状のヨーク21と、ヨークの側面板22と、を有する。ヨークの側面板22は、細線30を載置する貫通孔部221を有しており、そこに細線を挿通して、ヨークと細線とによる閉磁路タイプの磁気回路を形成する。電磁コイルで閉磁路タイプの磁気回路全体を着磁することで、閉磁路タイプの磁気回路の一部を形成した細線部を飽和着磁し、その個所を優れた永久磁石とする。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
細線の一部を飽和着磁する着磁装置は、前記細線、電磁コイルおよびヨークからなる着磁ヨーク部と電源部を備え、
前記細線は、直径２ｍｍ以下の半硬質材料からなり、
前記電磁コイルは、非磁性の絶縁素材よりなる円筒状ボビンにコイルが巻き付けられて前記ヨークに内包されており、
前記ヨークは、磁性材料よりなる円筒ボックス状にて両側の中心部には前記細線を挿通させる貫通孔を有してなり、
前記細線は、前記ヨークの前記貫通孔に内接して円筒ボックス状の前記ヨークと閉磁路タイプの磁気回路を形成しており、
前記電磁コイルでもって前記閉磁路タイプの磁気回路の全体を磁化して、前記閉磁路タイプの磁気回路の一部を構成する細線部のみを限定して飽和着磁磁石とすることを特徴とする着磁装置。
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記ヨークは、半円筒ボックス状の上側部ヨークと半円筒ボックス状の下側部ヨークの２つの分割構造とし、前記上側部ヨークと前記下側部ヨークの両ヨークを組み合わせて円筒ボックス状ヨークとして使用することを特徴とする着磁装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半硬質磁性の細線の一部を長手方向に着磁して磁石にする着磁技術と装置に関するものである。特に半硬質磁性のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の細線を対象としたものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、磁気治療やロボット治療などの高度医療技術が進展し、医療機器や部材に磁石を取り付けて、その磁気性能を活用した生体内ナビゲーション技術の研究開発が活発に行われている。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼が生体親和性の観点から体内で使用される医療機器や部材の最も基本的な素材の一つである。カテーテルガイドワイヤは、準安定Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を強加工して強度２００ｋｇ／ｍｍ
２
以上を有する直径２ｍｍ以下の細線にして使用している。
このカテーテルガイドワイヤの一部に磁石を取り付けると、その部位が大きくなるという問題や、磁石をシールドするための複雑なシールド構造が必要となる問題、さらにそのシールド構造が破損して磁石が腐食するなどの技術的な問題があり、磁石を細線の一部に取り付けたカテーテルガイドワイヤは実用化されていない。
【０００３】
生体内で使用されているステンレス鋼は、耐食性に優れたＣｒ－Ｎｉ組成の準安定オーステナイト系ステンレス鋼は固溶化熱処理状態では非磁性材料である。しかし、冷間加工すると一部がマルテンサイト相に変態し、強磁性のマルテンサイト組織とオーステナイト組織の２相組織のステンレス鋼になること（非特許文献１）が知られている。
【０００４】
冷間加工後の２相組織のステンレス鋼の磁気特性は、半硬質磁性特性（非特許文献２）を有することが知られている。ここで、半硬質磁性材料（非特許文献３）とは、永久磁石と軟質磁性材料との中間的特性を示すのもので、保磁力が１０Ｏｅから２００Ｏｅ程度の磁気特性を有する磁性材料である。
カテーテルガイドワイヤは、準安定Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を強加工して製造されているもので、その磁気特性は半硬質磁性である。しかし、半硬質磁性特性は永久磁石として使用するためには保磁力が小さいことから冷間加工後のステンレス鋼を磁石として利用した用途例はなく、併せてその着磁装置や着磁方法に関する研究例もない。
【０００５】
特に硬質磁性ステンレス細線の局所的な一部のみを飽和着磁して、磁石として利用した事例は見当たらない。当然そのような着磁を実現するその着磁装置および着磁方法に関する研究例もない。
もしガイドワイヤ先端部の一部を磁石に改質することができれば、生体内ナビゲーション技術の研究開発に大きく貢献する技術となるのは間違いない。そのための開発が期待されている。
【０００６】
特許文献情報検索システムによるキーワード検索（キーワード：ステンレス鋼＊細線＊着磁）した結果、ステンレス鋼の小径細線である細線を着磁する着磁装置に関する技術開示はなされていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
ステンレス鋼便覧４版５８～６０頁
ステンレス鋼便覧４版１１３頁
乾、佐々木、仙田；日本金属学会第21巻第7号pp541-545（１９８２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カテーテルガイドワイヤは準安定Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼を強加工して製作されているが、その磁気特性は半硬質磁性となっている。もしこの半硬質磁性材料を着磁して磁石として利用することができれば、細線に磁石を取り付けたことになり、細線の先端部に磁石性能を容易に付与することができることになる。しかし、その半硬質磁性特性は保磁力が小さいために、それを磁石として利用するには、いくつかの技術的壁が予想される。
【０００９】
第一の課題は、細線の一部を飽和着磁し、かつ減磁しにくい磁石とすることである。半硬質磁性の細線の一部を着磁しようとすると、飽和着磁部に隣接した部分が未飽和着磁されて、飽和着磁部分の両側に未飽和着磁部分が拡がった磁石となる（図１）。ここで、飽和着磁とは、磁性材料の飽和磁化まで磁化させた状態いい、その部位を飽和着磁部（飽和着磁部分）という。飽和着磁部分の両側には、飽和磁化に対して磁化量が１００％から０％へと漸減した領域が広がっており、磁化量９０％から磁化量１０％の部分を未飽和着磁部（未飽和着磁部分）という。
未飽和着磁部は容易に減磁し、それが飽和着磁部分に広がる結果となり減磁しやすい磁石となってしまう。このような着磁状態は好ましくないので、本発明の着磁状態を示している飽和着磁部のみからなる磁石を製造する着磁技術と着磁装置を開発することが重要である。
【００１０】
第二の課題は、半硬質磁性特性を有する準安定Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の飽和磁化、保磁力と残留磁気特性が小さいという問題がある。しかも加工度を増加させてマルテンサイト量の増加を図ると、飽和磁化が増加するが、保磁力と残留磁気量は減少するという背反特性が相互間には存在する。これらの弱点を解消し、準安定Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の飽和磁化と残留磁気量が大きく確保して、しかも高い保磁力を大きくして減磁特性の改善する方法を考案してこの問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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