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公開番号2024151019
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-24
出願番号2023064126
出願日2023-04-11
発明の名称電磁石、及び磁場印加システム
出願人株式会社東栄科学産業,国立大学法人東北大学,株式会社アドバンテスト,株式会社東京精密
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H01F 7/14 20060101AFI20241017BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数の磁場印加態様を実現可能な電磁石及び磁場印加システムを提供する。
【解決手段】電磁石1は、Z軸方向に平行な中心軸C1と同軸の棒状部位30を有し、棒状部位30の先端がZ軸方向の第1側Z1を向いている第1ヨーク3と、第1ヨーク3の棒状部位30の外周側RD1に配置され且つ中心軸C1を中心とする筒状部位40を有し、筒状部位40の先端がZ軸方向の第1側Z1を向いている第2ヨーク4と、第1ヨーク3の棒状部位30及び第2ヨーク4の筒状部位40を包囲するコイル6と、を有する。第1ヨーク3及び第2ヨーク4は、それぞれ独立してZ軸方向に沿った直線移動が可能に構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｚ軸方向に平行な中心軸と同軸の棒状部位を有し、前記棒状部位の先端がＺ軸方向の第１側を向いている第１ヨークと、
前記第１ヨークの前記棒状部位の外周側に配置され且つ前記中心軸を中心とする筒状部位を有し、前記筒状部位の先端がＺ軸方向の前記第１側を向いている第２ヨークと、
前記第１ヨークの前記棒状部位及び前記第２ヨークの前記筒状部位を包囲するコイルと、を備え、
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、それぞれ独立してＺ軸方向に沿った直線移動が可能に構成されている、電磁石。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、第１位置及び第２位置を含む複数の位置に移動可能に構成されており、
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークが前記第１位置にある状態において、前記第１ヨークの前記棒状部位の前記第１側の第１面と前記第２ヨークの前記筒状部位の前記第１側の第２面のＺ軸方向に沿った離間距離が５ｍｍ以内であり、
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークが前記第２位置にある状態において、前記第１面と前記第２面のＺ軸方向に沿った離間距離が５ｍｍよりも大きく、前記第１面は前記第２面よりも前記第１側に位置している、請求項１に記載の電磁石。
【請求項３】
前記第２ヨークの外周側に配置される環状の第３ヨークを備え、
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークが前記第１位置にある状態において、前記第２面と前記第３ヨークの前記第１側の第３面のＺ軸方向に沿った離間距離が５ｍｍ以内であり且つ前記第１面と前記第３面のＺ軸方向に沿った離間距離が５ｍｍ以内であり、
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークが前記第２位置に位置する状態において、前記第２ヨークと前記第３ヨークとが離間すると共に、前記第３ヨークが前記第１ヨークの前記棒状部位の外周側であって前記第２面よりも前記第１側に位置する、請求項２に記載の電磁石。
【請求項４】
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークに磁気的に接続され、前記第１ヨークの前記棒状部位及び前記第２ヨークの前記筒状部位の外周側において、Ｚ軸方向における前記第１側とは反対側である第２側から前記第１側へ延びるリターンヨークを更に備える、請求項２に記載の電磁石。
【請求項５】
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークに磁気的に接続され、前記第１ヨークの前記棒状部位及び前記第２ヨークの前記筒状部位の外周側において、Ｚ軸方向における前記第１側とは反対側である第２側から前記第１側へ延び且つ前記第３ヨークから離間するリターンヨークを更に備える、請求項３に記載の電磁石。
【請求項６】
前記第１ヨークを直線移動させるための第１駆動機構と、前記第１ヨークの位置を決定する第１位置決め機構と、前記第２ヨークを直線移動させるための第２駆動機構と、前記第２ヨークの位置を決定する第２位置決め機構と、を更に備える、請求項１に記載の電磁石。
【請求項７】
請求項１～６のいずれかに記載の電磁石と、
前記コイルに電流を供給する電流供給部と、を備える、磁場印加システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電磁石、及び磁場印加システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗測定装置、振動試料型磁力計、ＭＲＡＭ評価装置を始めとする各種磁気物性測定装置用電磁石、磁場中熱処理装置、着磁脱磁処理装置、磁歪測定装置等の電磁石を用いた処理装置など、磁気応用産業から半導体産業、さらには医療やバイオ分野と、磁場を使用する技術が多方面にわたって実用化されている。
【０００３】
上記の分野においては、所望の方向に磁場を印加して被測定物の磁場中の特性を計測することや所望の磁場中に被処理物を配置して熱処理等を施すことによって被処理物の磁気特性を変化させること等のために、電磁石を使い電流制御や電磁石の回転等により所望の方向に磁場を印加することも行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、磁場印加領域を装置の鉛直方向（Ｚ軸方向）の一方側のみとし、機械的動作の制約及び装置大型化を回避した電磁石が開示されている。特許文献１に記載の電磁石は、鉛直方向であるＺ軸方向と、Ｚ軸方向に直交する水平面におけるＸ軸方向及びＹ軸方向を含む任意方向の磁場が印加可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６４７３５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁場印加の用途の一例として、狭い範囲に強い磁場を印加する用途や、比較的広い範囲に均一な強さの磁場に印加する用途などの種々の用途が要求される。用途ごとに電磁石を用意する場合には、電磁石の数の増大や電磁石の切り替え機構などが必要となり、磁場印加システムのコスト増を招来し得る。
【０００７】
本開示は、複数の磁場印加態様を実現可能な電磁石及び磁場印加システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の電磁石は、Ｚ軸方向に平行な中心軸と同軸の棒状部位を有し、前記棒状部位の先端がＺ軸方向の第１側を向いている第１ヨークと、前記第１ヨークの前記棒状部位の外周側に配置され且つ前記中心軸を中心とする筒状部位を有し、前記筒状部位の先端がＺ軸方向の前記第１側を向いている第２ヨークと、前記第１ヨークの前記棒状部位及び前記第２ヨークの前記筒状部位を包囲するコイルと、を備え、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、それぞれ独立してＺ軸方向に沿った直線移動が可能に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
磁場印加システムを構成する電磁石のヨークのみを示す模式的な平面図。
第１ヨーク及び第２ヨークが第１位置に位置する状態における図１のＡ１－Ａ１部位断面図。
第１ヨーク及び第２ヨークが第２位置に位置する状態における図１のＡ１－Ａ１部位断面図。
図２に示す均一広磁場モードにおける電磁石半分の磁束密度分布を示す図。
図４のシミュレーション結果を示す図。
図３に示す強磁場モードにおける電磁石半分の磁束密度分布を示す図。
図６のシミュレーション結果を示す図。
第１ヨーク及び第２ヨークが第１位置に位置する状態の駆動機構を模式的に示す断面図。
第１ヨーク及び第２ヨークが第２位置に位置する状態の駆動機構を模式的に示す断面図。
無磁場モードにおける第１ヨーク及び第２ヨークの位置関係を示す断面図。
変形例の第１ヨーク及び第２ヨークが第１位置に位置する状態における図１のＡ１－Ａ１部位断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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