專利名稱：法拉第轉(zhuǎn)子用磁路和法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器等高輸出激光器中使用的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路和法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法。
背景技術(shù)：
法拉第轉(zhuǎn)子是由法拉第轉(zhuǎn)子用磁路和法拉第元件構(gòu)成的設(shè)備，基于法拉第效應使光僅在一個方向上通過，而在反方向上屏蔽(隔離)。其結(jié)構(gòu)為，在通過法拉第轉(zhuǎn)子用磁路對法拉第元件施加了磁場的情況下，當激光從法拉第元件出射時，激光的偏振面旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度。法拉第轉(zhuǎn)子用于多種多樣的用途，在通信用的法拉第轉(zhuǎn)子中，作為法拉第元件，使用釔鐵石榴石(YIG)等稀土類鐵石榴石的法拉第元件。另外，在用于產(chǎn)生對法拉第元件施加的磁場的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，使用鐵氧體磁鐵。另一方面，在用于加工或作標記的高輸出激光器用的法拉第轉(zhuǎn)子中，使用釔鐵石榴石(YIG)等稀土類鐵石榴石的法拉第元件的情況下，法拉第元件的晶體(結(jié)晶)會因吸收光而引起溫度上升。其結(jié)果是，存在因激光焦點的偏移導致法拉第元件的光隔離特性受到影響的問題。因此在高輸出激光器用的法拉第轉(zhuǎn)子中，作為法拉第元件，使用溫度依賴性小(不容易隨溫度上升產(chǎn)生焦點偏移)的鋱鎵石榴石(TGG)的晶體。但是，與釔鐵石榴石(YIG)等稀土類鐵石榴石相比，該TGG的法拉第旋轉(zhuǎn)系數(shù)(費爾德常數(shù))小。因此為了得到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度，需要增大對法拉第元件施加的磁場強度， 或者將法拉第元件加長。在此，在將法拉第元件加長的情況下，存在配置了法拉第元件的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路也變長、法拉第轉(zhuǎn)子大型化的問題。另外，當將作為法拉第元件的TGG 的晶體自身加長時，光會在晶體內(nèi)畸變，因此存在需要用于修正的高價的光學玻璃的問題。 因此，一直以來已知用于抑制法拉第轉(zhuǎn)子的大型化的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。例如在日本特開 2009-2^802號公報中公開了這樣的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。在日本特開2009-2^802號公報中，公開了一種具備磁路和法拉第元件的小型法拉第轉(zhuǎn)子，其中該磁路包括在與光軸垂直且向著光軸而去的方向上磁化的第一磁鐵，在與光軸垂直且離開光軸的方向上磁化的第二磁鐵，和配置在它們之間的、在與光軸平行且從第二磁鐵向著第一磁鐵而去的方向上磁化的第三磁鐵。在該日本特開2009-2^802號公報的小型法拉第轉(zhuǎn)子的磁路中，設(shè)置了用于配置法拉第元件的孔部。另外，孔部中由第一磁鐵和第二磁鐵形成的磁場的方向，為與光軸平行且從第一磁鐵往第二磁鐵去的方向。即，孔部中由第一磁鐵和第二磁鐵形成的磁場的方向，為與第三磁鐵的磁化方向相反的方向。另外， 當令第一磁鐵和第二磁鐵的光軸方向上的長度為L2、第三磁鐵的光軸方向上的長度為L3 時，L2/10 ^ L3 ^ L2的關(guān)系成立。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2009-2^802號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)課題但是，對于日本特開2009-2^802號公報中記載的法拉第轉(zhuǎn)子，在為了用于高輸出激光器中而使用具有高磁場強度的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的情況下，由于孔部中的第三磁鐵的磁化方向與由第一磁鐵和第二磁鐵形成的磁場的方向相反，因此反磁場(逆磁場， Demagnetization Field)導致第三磁鐵的磁鐵動作點(Load Point)降低。所以存在第三磁鐵容易發(fā)生不可逆退磁(不可逆去磁)的問題。另外還存在如下問題，當用于高輸出激光器時，即使在法拉第元件由TGG構(gòu)成的情況下其溫度也容易上升，因此，伴隨70°C以上的溫度上升的熱能將導致第三磁鐵更容易發(fā)生不可逆退磁。本發(fā)明為了解決上述課題而完成，本發(fā)明的一個目的在于，提供能夠抑制不可逆退磁的發(fā)生的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路和法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法。用于解決課題的技術(shù)手段和發(fā)明的效果本發(fā)明的第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，是在內(nèi)部配置法拉第轉(zhuǎn)子的法拉第元件的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，具備包含在軸方向上延伸的第一貫通孔，在與軸方向垂直且離開第一貫通孔的方向上磁化的第一磁鐵；包含在軸方向上延伸的第二貫通孔，在與軸方向垂直且向著第二貫通孔而去的方向上磁化的第二磁鐵；和配置在軸方向上的第一磁鐵與第二磁鐵之間，在與軸方向平行且從第一磁鐵向著第二磁鐵而去的方向上磁化的第三磁鐵，其中， 第三磁鐵包括以將第一貫通孔和第二貫通孔連接的方式在軸方向上延伸，并在內(nèi)部配置法拉第元件的第三貫通孔，在第三磁鐵的第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置有第一高矯頑力 (coercive force)區(qū)域。在本發(fā)明的第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，如上所述，通過在第三磁鐵的第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，能夠在容易因由第一磁鐵和第二磁鐵形成的磁場帶來的反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面附近，設(shè)置矯頑力比第三磁鐵的其他部分高的第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠抑制第一高矯頑力區(qū)域中的不可逆退磁。由此，第三磁鐵整體能夠通過設(shè)置在內(nèi)周面附近的第一高矯頑力區(qū)域抑制不可逆退磁。另外，第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力高，因此也能夠抑制溫度上升引起的不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，設(shè)置于第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域，設(shè)置在第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面中沿軸方向的第三磁鐵的至少中央部。 根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在更容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面中沿軸方向的第三磁鐵的中央部，設(shè)置矯頑力比其他部分高的第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠有效地抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，在由第一磁鐵和第二磁鐵形成的磁場中的、沿著與第一磁鐵的磁化方向和第二磁鐵的磁化方向大致正交的軸方向且從第二磁鐵向著第一磁鐵而去的方向的磁場的附近的第三磁鐵的部分，設(shè)置有第一高矯頑力區(qū)域。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵的部分，設(shè)置矯頑力比其他部分高的第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第三磁鐵由R-T-B系磁鐵構(gòu)成，該R-T-B系磁鐵主要含有稀土類元素R(以Nd、ft·為主成分，含有50%以上的Nd)、以狗為主的過渡元素和B (硼)。第一高矯頑力區(qū)域是通過使重稀土類元素在第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面附近濃化(濃度增大)而形成的。在上述內(nèi)周面附近，通過僅將R-T-B系燒結(jié)磁鐵的主相中的作為輕稀土類元素的Nd或ft·的一部分置換為重稀土類元素的Dy或 Tb，來使重稀土類元素濃化，因此能夠在抑制剩余磁通密度的降低的同時，提高第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力。其結(jié)果是，能夠在維持法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的磁場強度的同時，提高包含第一高矯頑力區(qū)域的第三磁鐵的矯頑力。這種情況下優(yōu)選的是，第一高矯頑力區(qū)域，是以作為四方晶的Iy^e14B型化合物的主相為主體，并且使由Dy和Tb中的至少任一種構(gòu)成的重稀土類元素從外部擴散到主相的外殼部、濃化而形成的。這樣，通過使由Dy和Tb中的至少任一種構(gòu)成的重稀土類元素在第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面附近濃化，能夠不發(fā)生剩余磁通密度的降低地，容易地形成包含提高了矯頑力的第一高矯頑力區(qū)域的第三磁鐵。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第一高矯頑力區(qū)域，以將在內(nèi)部配置法拉第元件的第三貫通孔包圍的方式周狀(包圍狀)地設(shè)置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于以包圍法拉第元件的方式設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠進一步抑制反磁場的影響波及第三磁鐵。其結(jié)果是，能夠進一步抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第一高矯頑力區(qū)域設(shè)置于第三磁鐵的中央部的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第一高矯頑力區(qū)域設(shè)置在第三貫通孔的內(nèi)周面的軸方向上的整個區(qū)域。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠進一步抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第一高矯頑力區(qū)域形成在與軸方向正交且離開第三貫通孔的方向上自第三貫通孔的內(nèi)周面起3mm以上的范圍。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠進一步抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域以外的部分的矯頑力，為第一磁鐵和第二磁鐵的矯頑力以上。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，不僅第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域，在第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域以外的部分，矯頑力也大，因此能夠更有效地抑制第三磁鐵整體自第一高矯頑力區(qū)域起發(fā)生不可逆退磁。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域以外的部分的矯頑力為2350kA/m以上，并且比第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力小。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，不僅通過第一高矯頑力區(qū)域，通過第一高矯頑力區(qū)域以外的具有2350kA/m以上的高矯頑力的第三磁鐵的部分，也能夠抑制第三磁鐵的不可逆退磁。進一步優(yōu)選的是，第三磁鐵具有1. OT以上的剩余磁通密度。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生足夠的磁場強度，因此即使在將鋱鎵石榴石(TGG)的晶體用作法拉第元件的小型法拉第轉(zhuǎn)子中，也能夠得到所期望的旋轉(zhuǎn)角度。在上述第一高矯頑力區(qū)域設(shè)置于第三磁鐵的中央部的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，在第一高矯頑力區(qū)域中，離開第三貫通孔的方向上的自內(nèi)周面起的分布范圍，從沿軸方向的第三磁鐵的兩端部側(cè)起向著中央部側(cè)去而增大。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使第一高矯頑力區(qū)域在更容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的中央部分布在更大的范圍，因此能夠利用更少的Dy、Tb中的至少任一種重稀土類元素的擴散來有效地抑制第三磁鐵中央部的不可逆退磁。此外，對于容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的分布范圍從第三磁鐵的兩端部側(cè)起向著中央部側(cè)去而增大這一點，已經(jīng)在后述的模擬中得到了確認。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第三磁鐵通過由與軸方向正交的面分割而形成，并且，通過將各自設(shè)有第二高矯頑力區(qū)域的多個第一磁鐵片在軸方向上組合，形成由多個第二高矯頑力區(qū)域構(gòu)成的第一高矯頑力區(qū)域，由多個第二高矯頑力區(qū)域構(gòu)成的第一高矯頑力區(qū)域，設(shè)置在第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，貫通孔的內(nèi)周面能夠分割到多個第一磁鐵片，因此與在形成有貫通孔的狀態(tài)下在貫通孔的內(nèi)周面設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的情況相比，各個第一磁鐵片中，能夠在與分割的貫通孔的內(nèi)周面對應的面上，可靠地設(shè)置第二高矯頑力區(qū)域。由此通過將設(shè)置有第二高矯頑力區(qū)域的多個第一磁鐵片組合，能夠更可靠地形成第三磁鐵的第一高矯頑力區(qū)域。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第一磁鐵和第二磁鐵，以在之間夾著第三磁鐵沿軸方向交替排列的方式配置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使在使用具有將第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵作為一個單位的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的法拉第轉(zhuǎn)子不能夠得到足夠的法拉第效應的情況下，也能夠通過將第一磁鐵、第二磁鐵以在之間夾著第三磁鐵沿軸方向交替排列的方式配置，來形成多個單位的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。在上述第一方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中，優(yōu)選的是，第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵的與軸方向正交的方向上的一端到另一端的距離為第一距離，第一貫通孔、第二貫通孔和第三貫通孔的與軸方向正交的方向上的一端到另一端的距離為第二距離，第一距離為第二距離的8倍以上20倍以下。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過使第一距離為第二距離的8倍以上， 能夠抑制在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中難以形成高磁場強度的情況。另外，通過使第一距離為第二距離的20倍以下，能夠抑制因法拉第轉(zhuǎn)子用磁路中的磁場強度過高而引起的在第一高矯頑力區(qū)域中容易發(fā)生不可逆退磁的情況。本發(fā)明的第二方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，該法拉第轉(zhuǎn)子用磁路具備 包含在軸方向上延伸的第一貫通孔，在與軸方向垂直且離開第一貫通孔的方向上磁化的第一磁鐵；包含在軸方向上延伸的第二貫通孔，在與軸方向垂直且向著第二貫通孔而去的方向上磁化的第二磁鐵；和包含以連接第一貫通孔和第二貫通孔的方式在軸方向上延伸、并且在內(nèi)部配置法拉第元件的第三貫通孔，在與軸方向平行且從第一磁鐵向著第二磁鐵而去的方向上磁化的第三磁鐵，該法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法的特征在于，包括通過使重稀土類元素從由R-T-B系磁鐵構(gòu)成的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面擴散，在第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序；和以使第一貫通孔、第二貫通孔和第三貫通孔在軸方向上連接，并且第三磁鐵配置在軸方向上的第一磁鐵和第二磁鐵之間的方式， 將第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵連接的工序，其中，R-T-B系磁鐵主要含有稀土類元素 R(以Nd、Pr為主成分，含有50%以上的Nd)、以狗為主的過渡元素和B (硼)。在本發(fā)明的第二方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法中，通過如上所述在第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，能夠抑制第一高矯頑力區(qū)域的不可逆退磁。由此能夠抑制發(fā)生了不可逆退磁的第一高矯頑力區(qū)域設(shè)置在內(nèi)周面附近的第三磁鐵的整體的不可逆退磁。另外，第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力高，因此也能夠抑制由溫度上升引起的不可逆退磁。另外，通過使重稀土類元素從由主要含有稀土類元素R(以Nd、ft·為主成分，含有50%以上的Nd)、以!^e為主的過渡元素和B (硼)的R-T-B系磁鐵構(gòu)成的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面擴散，來在第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，由此，能夠僅將R-T-B系燒結(jié)磁鐵的主相中的作為輕稀土類元素的Nd或ft·的一部分置換為作為重稀土類元素的Dy或Tb，因此能夠在抑制剩余磁通密度的降低的同時，提高第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力。其結(jié)果是，能夠在維持法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的磁場強度的同時，提高第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力。在上述第二方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法中，優(yōu)選的是，設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序中，包含通過使重稀土類元素從第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面擴散，在第三貫通孔的內(nèi)周面中的至少中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在更容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面中沿軸方向的第三磁鐵的中央部，設(shè)置矯頑力比其他部分高的第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠有效地抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述第二方面的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法中，優(yōu)選的是，設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序中，包含以將在內(nèi)部配置法拉第元件的第三貫通孔包圍的方式周狀地設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于以包圍法拉第元件的方式設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠進一步抑制反磁場的影響波及第三磁鐵。其結(jié)果是，能夠進一步抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述包括在中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法中，優(yōu)選的是，在中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序中，包含通過使重稀土類元素從第三貫通孔的內(nèi)周面的大致整個面擴散，來在第三貫通孔的內(nèi)周面的軸方向上的整個區(qū)域設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵的第三貫通孔的內(nèi)周面中軸方向上的整個區(qū)域設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，因此能夠進一步抑制第三磁鐵中的不可逆退磁。在上述包括在中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法中，優(yōu)選的是，在中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序中，包含設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域，使得該第一高矯頑力區(qū)域的離開第三貫通孔的方向上的自內(nèi)周面起的分布范圍，從沿軸方向的第三磁鐵的兩端部側(cè)起向著中央部側(cè)去而增大的工序。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使第一高矯頑力區(qū)域在更容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的中央部分布在更大的范圍，因此能夠有效地抑制第三磁鐵的中央部的不可逆退磁。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是將本發(fā)明的第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子沿中心軸線的延伸方向切斷時的截面圖。圖3是將本發(fā)明的第一實施方式的第三磁鐵垂直于中心軸線的延伸方向切斷時的截面圖。圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的第一變形例的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的第一變形例的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖6是表示本發(fā)明的第一實施方式的第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式的第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖8是表示為了確認本發(fā)明的第一實施方式的效果而進行的模擬的結(jié)果的圖。圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖10是將本發(fā)明的第二實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子沿中心軸線的延伸方向切斷時的截面圖。圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式的變形例的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖12是表示本發(fā)明的第三實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖13是表示本發(fā)明的第三實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖14是表示本發(fā)明的第四實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖15是表示本發(fā)明的第四實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖16是表示本發(fā)明的第四實施方式的變形例的法拉第轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖17是將本發(fā)明的第五實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子沿中心軸線的延伸方向切斷時的截面圖。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的具體的實施方式進行說明。(第一實施方式)首先參照圖1 圖3，對本發(fā)明的第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子100的結(jié)構(gòu)進行說明。本發(fā)明的第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子100如圖1所示，包括具有圓筒形狀的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1，和圓柱狀的法拉第元件10。具體而言，法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1，在與中心軸線 1000延伸的軸方向(X方向)正交的截面(Y-Z平面)為圓環(huán)狀的狀態(tài)下，以保持該截面形狀在X方向上延伸的方式形成。另外，在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的截面(Y-Z平面)的中央， 形成有從一個端面向著另一個端面在X方向上延伸的貫通孔la。而且，法拉第元件10配置于法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的貫通孔Ia內(nèi)。法拉第元件10，在法拉第元件10配置在由法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1形成的磁場的內(nèi)部時，具有使入射的激光在偏振面旋轉(zhuǎn)規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)下出射的功能。此時，旋轉(zhuǎn)角度由法拉第元件10的材料所特有的法拉第旋轉(zhuǎn)系數(shù)(費爾德常數(shù))、發(fā)生法拉第效應(旋轉(zhuǎn)角度)所必需的磁場強度以及貫通孔Ia的后述直徑L2決定。另外，為了獲得期望的法拉第效應(旋轉(zhuǎn)角度)所必需的磁場強度，隨法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1內(nèi)配置的法拉第元件10的長度而變化。具體而言，為了獲得期望的法拉第效應 (旋轉(zhuǎn)角度)所必需的磁場強度，與法拉第元件10的長度成反比例關(guān)系。例如，在為了利用規(guī)定長度的法拉第元件獲得期望的法拉第效應所需的磁場強度為2T，而通過法拉第轉(zhuǎn)子用磁路得到的磁場強度為IT的情況下，必須使法拉第元件的長度為規(guī)定的長度的2倍，才能得到同等的特性(期望的法拉第效應)。因此，隨著法拉第元件的長度變長，法拉第轉(zhuǎn)子用磁路也大型化，并且激光的形狀在法拉第元件的晶體內(nèi)畸變(變形)，因此需要用于對激光的畸變進行修正的昂貴的玻璃。于是，由于需要法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的大型化所必需的大型的磁鐵和用于修正畸變的玻璃，因此造成不必要的成本花費。另外，法拉第元件10由溫度依賴性小(不容易隨溫度上升產(chǎn)生焦點偏移)的鋱鎵石榴石(TGG)構(gòu)成。該TGG的法拉第旋轉(zhuǎn)系數(shù)比釔鐵石榴石(YIG)等稀土類鐵石榴石小。圖2表示法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的截面。作為使用TGG的小型法拉第轉(zhuǎn)子，圖2的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的截面(Y-Z平面)上的外徑Ll優(yōu)選為約30mm以上70mm以下。另外， 法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的貫通孔Ia的直徑L2優(yōu)選為約3mm以上7mm以下。另外法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1 (貫通孔la)的X方向上的長度L3優(yōu)選為約20mm以上60mm以下。此外，法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1如圖1所示，由具有圓筒形狀的第一磁鐵2、第二磁鐵 3和第三磁鐵4構(gòu)成。第一磁鐵2配置在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的一側(cè)(XI側(cè))，第二磁鐵3 配置在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的另一側(cè)(X2側(cè))。另外，第一磁鐵2和第二磁鐵3具有相同形狀。另外，第三磁鐵4夾在軸方向(X方向)上的第一磁鐵2與第二磁鐵3之間配置。此外，第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4沿著在X方向上延伸的同一個中心軸線1000配置。第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4，均在與中心軸線1000延伸的軸方向(X方向)正交的Y-Z平面上具有圓環(huán)狀的截面形狀的狀態(tài)下，以在X方向上延伸的方式形成。另外，在第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4的截面(Y-Z平面)的中央分別形成有在X方向上延伸的貫通孔加、3&和如。該貫通孔加、3a和如具有圓形的截面(Y-Z平面)。其中， 貫通孔2a、3a和如分別是本發(fā)明的“第一貫通孔”、“第二貫通孔”和“第三貫通孔”的一例。另外，貫通孔加、3a和乜相互連接而形成貫通孔la。另外，法拉第元件10在X方向的中央部大致位于第三磁鐵4的貫通孔如的X方向中央部的狀態(tài)下，配置在貫通孔Ia 的內(nèi)部。另外，如圖2所示，第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4的外徑與法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的外徑Ll相同。另外，貫通孔2^3&和如的直徑與貫通孔Ia的直徑L2相同。另外， 第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4的外徑Ll優(yōu)選為貫通孔2a、3a和如的直徑L2的約 10倍。在本發(fā)明中，通過在高矯頑力的第三磁鐵中自貫通孔如起形成高矯頑力區(qū)域，即使在用于高輸出激光器時的70°C以上的高溫下，第三磁鐵也不容易發(fā)生不可逆退磁，因此能夠使貫通孔2a、3a和如的直徑與貫通孔Ia的直徑L2相同。此外，外徑Ll為本發(fā)明的“第一距離”的一例，直徑L2為本發(fā)明的“第二距離”的一例。此外，在第一實施方式中，即使存在上述專利文獻1中擔心發(fā)生的第一磁鐵2和第二磁鐵3的磁場的影響，第三磁鐵4在約70°C以上80°C以下的高溫條件下也不會發(fā)生不可逆退磁。因此，由于沒有必要僅使貫通孔如的外徑增大來減小第三磁鐵4中的第一磁鐵2 和第二磁鐵3的磁場的影響，所以能夠?qū)⒇炌?a、3a和如的直徑形成為相同長度(L2)。另外，第一磁鐵2 (貫通孔2a)和第二磁鐵3 (貫通孔3a)的X方向上的長度L4均優(yōu)選為約8. 5mm以上約25mm以下。另外，第三磁鐵4(貫通孔4a)的X方向的長度L5優(yōu)選為約3mm以上約IOmm以下。第一磁鐵2在與軸方向(X方向)垂直且從貫通孔加離開的方向(箭頭A方向) 上磁化(被磁化)。而第二磁鐵3在與軸方向(X方向)垂直且向著貫通孔3a而去的方向 (箭頭B方向)上磁化。即，第二磁鐵3的磁化方向(箭頭B方向)與第一磁鐵2的磁化方向(箭頭A方向)方向相反。由此，貫通孔如的內(nèi)部的磁場的方向為沿軸方向(X方向) 從第二磁鐵3向著第一磁鐵2而去的方向(箭頭Xl方向)。另一方面，第三磁鐵4在與軸方向(X方向)平行且從第一磁鐵2向著第二磁鐵3而去的方向(箭頭X2方向)上磁化。即，貫通孔如的內(nèi)部的磁場方向(箭頭Xl方向)與第三磁鐵4的磁化方向(箭頭X2方向)方向相反。另外，第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4由能夠產(chǎn)生約1. 5T以上約3. OT以下的強磁場的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵構(gòu)成。R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵主要含有稀土類元素R(以NcUPr 為主成分，含有50%以上的Nd)、以!^e為主的過渡元素和B (硼)。由此，通過使用第一磁鐵 2、第二磁鐵3和第三磁鐵4產(chǎn)生約1. 5T以上約3. OT以下的強磁場，即使減小法拉第元件 10的X方向上的長度，也能夠獲得期望的法拉第效應(旋轉(zhuǎn)角度)。另外，第三磁鐵4由與第一磁鐵2和第二磁鐵3的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵相同的 R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵，或者矯頑力比第一磁鐵2和第二磁鐵3的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵更大的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵構(gòu)成。另外，第三磁鐵4具有至少約1. OT的剩余磁通密度和至少 2350kA/m的矯頑力。由此，在使用TGG作為法拉第元件的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的貫通孔Ia 的內(nèi)部，能夠產(chǎn)生約1. 5T以上約3. OT以下的強磁場，因此由于磁場強度較大，相應地能夠使法拉第元件10的長度減小。在此，在第一實施方式中，如圖2和圖3所示，在第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面附近形成有高矯頑力區(qū)域4b。高矯頑力區(qū)域4b具有比第三磁鐵4的高矯頑力區(qū)域4b以外的部分的矯頑力(約2350kA/m)更大的矯頑力(約^00kA/m)。由此，在第三磁鐵4中，能夠抑制在70°C以上的溫度條件下由反磁場導致的磁鐵動作點的降低。另外，高矯頑力區(qū)域4b在第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面的整個區(qū)域，以包圍內(nèi)周面的方式層狀并且周狀地形成。也就是說，高矯頑力區(qū)域4b在第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面，不僅在中央部4c形成，從Xl側(cè)的端部4d至X2側(cè)的端部如為止一致地(均勻地)形成。另外，高矯頑力區(qū)域4b形成為，自貫通孔如的內(nèi)周面起向著第三磁鐵4的內(nèi)部 (箭頭A方向)而去具有至少約3mm的深度(厚度)L6。其中，高矯頑力區(qū)域4b為本發(fā)明的“第一高矯頑力區(qū)域”的一例。此外，如圖3所示，高矯頑力區(qū)域4b通過使由Dy和Tb中的至少任一種構(gòu)成的重稀土類元素RH從貫通孔如的內(nèi)周面的整個區(qū)域起擴散來形成。高矯頑力區(qū)域4b優(yōu)選通過以下方式形成，即，以由四方晶的Iy^e14B型化合物的晶粒構(gòu)成的主相為主體，并將位于主相的外殼部(晶界的附近)的稀土類元素R中的輕稀土類元素RL(Nd、Pr的至少任一種) 置換成由Dy和Tb中的至少任一種構(gòu)成的重稀土類元素RH。由此，主相Ii2T14B相的外殼部的晶體磁各向異性提高，因此高矯頑力區(qū)域4b的矯頑力大。另一方面，重稀土類元素RH沒有擴散至主相R2T14B相自身(晶粒內(nèi)部)中，因此輕稀土類元素RL殘留在晶體內(nèi)部。由此抑制高矯頑力區(qū)域4b中的剩余磁通密度的降低。接著參照圖1 圖3，對本發(fā)明的第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子100的制造工藝進行說明。首先，分別準備具有圓筒形狀且形成有貫通孔2a、3a和如的第一磁鐵體、第二磁鐵體和第三磁鐵體。該第一磁鐵體、第二磁鐵體和第三磁鐵體均使用主要含有稀土類元素 R(以NdJr為主成分，含有50%以上的Nd)、以！^為主的過渡元素和B (硼)的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵。另外，至少第三磁鐵使用具有2350kA/m的矯頑力的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵。其中， 第一磁鐵體、第二磁鐵體和第三磁鐵體分別對應磁化前的第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4。
在此，在第一實施方式中，基于W02007/102391中記載的沉積擴散法(以下稱RH 擴散法)，在第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面附近形成圖3所示的高矯頑力區(qū)域4b。具體而言，將含有重稀土類元素RH(選自至少包含Dy和Tb的組中的至少1種)的塊體(bulk， 散料)(未圖示)與第三磁鐵體一起在處理室(未圖示)內(nèi)相對配置。然后，通過將處理室內(nèi)的塊體和第三磁鐵體加熱至約700°C以上約1000°C以下，來將重稀土類元素RH從塊體供給至第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面?zhèn)龋瑥亩怪當U散至第三磁鐵體的內(nèi)部。根據(jù)需要， 進一步進行熱處理，使重稀土類元素RH擴散至第三磁鐵體的更內(nèi)部。由此，位于主相的外殼部(晶界附近)的Iy^e14B型化合物的稀土類元素R中的輕稀土類元素RL被置換成重稀土類元素RH。其結(jié)果是，在第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面的整個區(qū)域，如圖3所示的高矯頑力區(qū)域4b以包圍內(nèi)周面的方式層狀并且周狀地形成。此外，高矯頑力區(qū)域4b形成為，從貫通孔如的內(nèi)周面向著第三磁鐵4的內(nèi)部(箭頭A方向) 具有至少約3mm的深度(厚度)L6。此外，通過在第三磁鐵體的規(guī)定區(qū)域形成掩模，能夠僅在掩模以外的部分形成高矯頑力區(qū)域。此外，作為在第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面附近形成高矯頑力區(qū)域4b的方法， 可以使用上述沉積擴散法以外的方法。例如，可以在使重稀土類元素RH附著在第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面附近后進行熱處理，由此在第三磁鐵體的貫通孔如的內(nèi)周面附近形成高矯頑力區(qū)域4b。之后，通過使第一磁鐵體在與軸方向(X方向)垂直且離開貫通孔加的方向(箭頭A方向)上磁化，來形成第一磁鐵2。另外，通過使第二磁鐵體在與軸方向(X方向)垂直且向著貫通孔3a而去的方向(箭頭B方向)上磁化，來形成第二磁鐵3。另外，通過使第三磁鐵體在與軸方向(X方向)平行且從第一磁鐵2 (第一磁鐵體)向著第二磁鐵3 (第二磁鐵體)而去的方向(箭頭X2方向)上磁化，來形成第三磁鐵4。然后，以使貫通孔2a、3a和如相互連接的方式，從Xl側(cè)向著X2側(cè)配置第一磁鐵 2、第三磁鐵4和第二磁鐵3。之后，使用雙組分混合式0液混合式)的粘接劑將第一磁鐵 2、第三磁鐵4和第二磁鐵3相互接合。由此，形成法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1。最后，在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的貫通孔Ia的內(nèi)部配置由TGG構(gòu)成的法拉第元件 10。此時，將法拉第元件10以使法拉第元件10的X方向中央部大致位于貫通孔3a的X方向中央部的方式配置。由此法拉第轉(zhuǎn)子100制成。在第一實施方式中，如上述那樣，高矯頑力區(qū)域4b在沿軸方向(X方向)從第二磁鐵3向著第一磁鐵2而去的方向(箭頭Xl方向)的磁場的附近的第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面的整個區(qū)域，以包圍內(nèi)周面的方式層狀并且周狀地形成，由此，能夠抑制由第一磁鐵2和第二磁鐵3形成的磁場帶來的反磁場所引起的第三磁鐵4整體的不可逆退磁。另外， 高矯頑力區(qū)域4b矯頑力高，因此也能夠抑制溫度上升引起的不可逆退磁。其結(jié)果是，能夠?qū)Ψɡ谠?0施加足夠高的磁場(約1. 5T以上約3. OT以下)，并且即使在一定程度的高溫(70°C以上80°C以下)的溫度條件下也能夠抑制不可逆退磁。也就是說，第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1特別適合于將法拉第旋轉(zhuǎn)數(shù)小的TGG作為法拉第元件10使用的情況。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，第三磁鐵4由主要含有稀土類元素R(以 Nd.Pr為主成分，含有50%以上的Nd)、以!^e為主的過渡元素和B (硼)的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵構(gòu)成，并且通過從貫通孔如的內(nèi)周面的整個區(qū)域?qū)胗蒁y和Tb中的至少任一種構(gòu)成的重稀土類元素RH，使之與位于由四方晶的Iy^e14B型化合物的晶粒構(gòu)成的主相的外殼部(晶界的附近)的輕稀土類元素RL(NcUPr)相置換，來形成高矯頑力區(qū)域4b，這種情況下，能夠在不會發(fā)生剩余磁通密度的降低的情況下提高高矯頑力區(qū)域4b的矯頑力。由此，能夠在維持法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1的磁場強度的同時，容易地提高高矯頑力區(qū)域4b的矯頑力。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，高矯頑力區(qū)域4b形成為自貫通孔如的內(nèi)周面起向著第三磁鐵4的內(nèi)部(箭頭A方向)而去，具有至少約3mm的深度(厚度)L6，在這種情況下，能夠在容易因反磁場而發(fā)生不可逆退磁的第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)部，在自內(nèi)周面起3mm的范圍內(nèi)設(shè)置高矯頑力區(qū)域4b，因此能夠進一步抑制第三磁鐵4中的不可逆退磁。于是，第一實施方式的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1最適合于將TGG用作法拉第元件的法拉第轉(zhuǎn)子。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，第三磁鐵4由與第一磁鐵2和第二磁鐵3 的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵相同的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵，或者矯頑力比第一磁鐵2和第二磁鐵3 的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵更大的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵構(gòu)成，這種情況下，不僅第三磁鐵4的高矯頑力區(qū)域4b的矯頑力大，而且第三磁鐵4的高矯頑力區(qū)域4b以外的部分的矯頑力也大，因此能夠進一步抑制第三磁鐵4的整體自發(fā)生了不可逆退磁的高矯頑力區(qū)域4b起發(fā)生不可逆退磁。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，第三磁鐵4的高矯頑力區(qū)域4b以外的部分的矯頑力至少為2350kA/m，并且比高矯頑力區(qū)域4b的矯頑力小，在這種情況下，不僅通過高矯頑力區(qū)域4b，而且通過高矯頑力區(qū)域4b以外的至少具有2350kA/m的高矯頑力的第三磁鐵4的部分，也能夠抑制第三磁鐵4發(fā)生不可逆退磁。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，第三磁鐵4至少具有約1. OT的剩余磁通密度，在這種情況下，即使在將鋱鎵石榴石(TGG)的晶體用作法拉第元件10的小型法拉第轉(zhuǎn)子100中，也能夠產(chǎn)生足夠的磁場強度(約1. 5T以上約3. OT以下)。另外，在第一實施方式中，如上述那樣，優(yōu)選第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4 的外徑Ll是貫通孔2a、3a和如的直徑L2的約10倍。通過將第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4的外徑Ll分別構(gòu)成為貫通孔h、3a和如的直徑L2的約10倍，能夠抑制在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1中難以形成高磁場強度的情況，并且能夠抑制因法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1中的磁場強度過高而引起的在第一高矯頑力區(qū)域4b中容易發(fā)生不可逆退磁的情況。(第一實施方式的第一變形例)接著，參照圖4和圖5，對本發(fā)明的第一實施方式的第一變形例進行說明。在接下來說明的該第一實施方式的第一變形例的法拉第轉(zhuǎn)子200的情況下，與上述第一實施方式不同，在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路201中，將各自具有圓弧狀(扇形狀)截面形狀的磁鐵片220和 230分別組合8個，來構(gòu)成1個第一磁鐵202和第二磁鐵203。本發(fā)明的第一實施方式的第一變形例的法拉第轉(zhuǎn)子200的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路201 如圖4和圖5所示，由具有圓筒形狀的第一磁鐵202、第二磁鐵203和第三磁鐵4形成。其中，第一磁鐵202與第二磁鐵203具有相同形狀。此外，第一磁鐵202、第二磁鐵203和第三磁鐵4，沿著在X方向上延伸的同一個中心軸線1000配置。另外，在第一磁鐵202和第二磁鐵203的截面(Y_Z平面)的中央，分別形成有在X方向上延伸的貫通孔20 和203a。其中，貫通孔2(^a、203a分別是本發(fā)明的“第一貫通孔”和“第二貫通孔”的一例。另外，第一磁鐵202和第二磁鐵203分別由從中心軸線1000向著第一磁鐵202和第二磁鐵203的外周面?zhèn)确派錉罘指疃纬傻?個磁鐵片220和230組合構(gòu)成。這8個磁鐵片220和230，均在與軸方向(X方向)正交的Y-Z平面上具有相同的圓弧狀(扇形狀) 的截面的狀態(tài)下，以在X方向上延伸的方式形成。此外，磁鐵片220和230的圓弧的角度均為約45度。此外，第一實施方式的第一變形例的其他的結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。接著，參照圖5，對本發(fā)明的第一實施方式的第一變形例的法拉第轉(zhuǎn)子200的制造工藝進行說明。首先，準備與8個磁鐵片220對應的8個磁鐵體片，與8個磁鐵片230對應的8個磁鐵體片，和具有圓筒形狀并且形成有貫通孔如的第三磁鐵體。其中，與8個磁鐵片220對應的8個磁鐵體片和與8個磁鐵片230對應的8個磁鐵體片，均在具有相同的圓弧狀(扇形狀)的截面的狀態(tài)下，以在X方向延伸的方式形成。其后，通過將與8個磁鐵片220對應的8個磁鐵體片在與軸方向(X方向)垂直且離開對應于貫通孔20 的部分的方向(箭頭A方向)上磁化，來形成8個磁鐵片220。另外，通過將與8個磁鐵片230對應的8個磁鐵體片在與軸方向(X方向)垂直且向著對應于貫通孔203a的部分而去的方向(箭頭B方向)上磁化，來形成8個磁鐵片230。然后，如圖5所示，將8個磁鐵片220和230分別以形成貫通孔加和3a的方式周狀地配置。并且，使用雙組分混合式的粘接劑將8個磁鐵片220和230分別相互粘接。由此分別形成第一磁鐵202和第二磁鐵203。此外，第一實施方式的第一變形例的其他制造工藝與第一實施方式相同。另外，第一實施方式的第一變形例的效果與第一實施方式相同。(第一實施方式的第二變形例)接著，參照圖6和圖7，對本發(fā)明的第一實施方式的第二變形例進行說明。在接下來說明的該第一實施方式的第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子300的情況下，與上述第一實施方式不同，在法拉第轉(zhuǎn)子用磁路301中，將具有四棱柱狀的磁鐵片320和330分別組合8個，來構(gòu)成1個第一磁鐵302和第二磁鐵303。本發(fā)明的第一實施方式的第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子300的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路301 如圖6和圖7所示，由具有正八棱柱狀的第一磁鐵302、第二磁鐵303和第三磁鐵304形成。 另外，第一磁鐵302和第二磁鐵303具有相同形狀。此外，第一磁鐵302、第二磁鐵303和第三磁鐵304，沿著在X方向上延伸的同一個中心軸線1000配置。第一磁鐵302、第二磁鐵303和第三磁鐵304，均在與沿中心軸線1000的軸方向 (X方向)正交的Y-Z平面上具有正八邊形的截面形狀的狀態(tài)下，以在X方向上延伸的方式形成。另外，在第一磁鐵302、第二磁鐵303和第三磁鐵304的截面(Y-Z平面)的中央，分別形成有在X方向上延伸的貫通孔3(^a、303a和3(Ma。該貫通孔3(^a、303a和30 具有正八邊形的截面(Y-Z平面)。此外，貫通孔3(^a、303a和30 分別是本發(fā)明的“第一貫通孔”、“第二貫通孔”和“第三貫通孔”的一例。另外，第一磁鐵302和第二磁鐵303分別由自中心軸線1000向著第一磁鐵302和第二磁鐵303的外周面?zhèn)确派錉罘指疃纬傻?個磁鐵片320和330組合構(gòu)成。這8個磁鐵片320和330，均具有四棱柱形狀，并且在與軸方向(X方向)正交的Y-Z平面上具有相同的梯形狀截面的狀態(tài)下，以在X方向上延伸的方式形成。另外，在第三磁鐵304形成有高矯頑力區(qū)域304b。該高矯頑力區(qū)域304b在貫通孔30 的內(nèi)周面的整個區(qū)域，以包圍內(nèi)周面的方式層狀并且周狀地形成。此外，第一實施方式的第二變形例的其他結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。接著，參照圖7對本發(fā)明的第一實施方式的第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子300的制造工藝進行說明。首先，準備與8個磁鐵片320對應的8個磁鐵體片，與8個磁鐵片330對應的8個磁鐵體片，和具有正八棱柱形狀并且形成有貫通孔30 的第三磁鐵體。其中，與8個磁鐵片320對應的8個磁鐵體片和與8個磁鐵片330對應的8個磁鐵體片，均在具有相同的梯形截面的狀態(tài)下，以在X方向上延伸的方式形成。此外，第三磁鐵體對應于磁化前的第三磁鐵 304。然后，在第三磁鐵體的貫通孔30 的內(nèi)周面的整個區(qū)域，以包圍內(nèi)周面的方式， 層狀并且周狀地形成高矯頑力區(qū)域304b。之后，通過將與8個磁鐵片320對應的8個磁鐵體片在與軸方向(X方向)垂直且離開對應于貫通孔30 的部分的方向(箭頭A方向)上磁化，來形成8個磁鐵片320。另外，通過將與8個磁鐵片330對應的8個磁鐵體片在與軸方向(X方向)垂直且向著對應于貫通孔303a的部分而去的方向(箭頭B方向)上磁化，來形成8個磁鐵片330。另外，通過將對應于第三磁鐵304的第三磁鐵體在與軸方向(X方向)平行且從第一磁鐵302(第一磁鐵體)向著第二磁鐵303(第二磁鐵體)而去的方向(箭頭X2方向)上磁化，來形成第三磁鐵304。然后，如圖7所示，將8個磁鐵片320和330分別以形成貫通孔30 和303a的方式周狀地配置。并且，使用雙組分混合式的粘接劑將8個磁鐵片320和330分別相互粘接。 由此分別形成第一磁鐵302和第二磁鐵303。此外，第一實施方式的第二變形例的其他制造工藝與第一實施方式相同。另外，第一實施方式的第二變形例的效果與第一實施方式相同。[實施例1]接著，參照圖1 圖8，對用于確認上述第一實施方式、上述第一實施方式的第一變形例和第二變形例的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1、200和300的組成而進行的磁導率 (permeance)系數(shù)的分布狀態(tài)的模擬和不可逆退磁溫度測定進行說明。(磁導率系數(shù)的分布狀態(tài)的模擬)首先參照圖1、圖2和圖8，對磁導率系數(shù)的分布狀態(tài)的模擬進行說明。在磁導率系數(shù)的分布狀態(tài)的模擬中，假定由與圖1和圖2所示的第一實施方式對應的第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4構(gòu)成的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1，通過模擬來求取法拉第轉(zhuǎn)子用磁路1中的磁導率系數(shù)的分布狀態(tài)。其中，磁導率系數(shù)是表示磁鐵的特性的退磁曲線中的將磁鐵動作點與原點連結(jié)的直線的斜率。該磁導率系數(shù)大時，表示磁鐵不容易發(fā)生不可逆退磁，而在磁導率系數(shù)小時，表示磁鐵容易發(fā)生不可逆退磁。具體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，假定第一磁鐵2、第二磁鐵3和第三磁鐵4的截面(Y-Z平面)上的外徑Ll為50mm，貫通孔2a、3a和如的直徑L2為5mm。另外假定第一磁鐵2和第二磁鐵3的X方向上的長度L4均為20mm，第三磁鐵4的X方向的長度L5為5mm。另外，假定第一磁鐵2和第二磁鐵3的剩余磁通密度為1. 30T，矯頑力為1270kA/ m。并假定第三磁鐵4的剩余磁通密度為1. 14T，矯頑力為2350kA/m。根據(jù)圖8所示的磁導率系數(shù)的分布狀態(tài)的模擬結(jié)果可知，在第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面附近，磁導率系數(shù)小，容易發(fā)生不可逆退磁。由此可知，通過在第三磁鐵4的貫通孔如的至少內(nèi)周面附近設(shè)置高矯頑力層，能夠抑制第三磁鐵4發(fā)生不可逆退磁。另外可知，特別是在第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面中的沿X方向的第三磁鐵4 的中心部如，磁導率系數(shù)小，容易發(fā)生不可逆退磁。另外可知，在中心部4c處，與其他的貫通孔如的內(nèi)周面相比，磁導率系數(shù)小的區(qū)域存在至距貫通孔如的內(nèi)周面更深的位置。進而可知，磁導率系數(shù)小的區(qū)域在第三磁鐵4的中心部如，形成至距貫通孔如的內(nèi)周面3mm(距離L7)的范圍。由此可知，通過至少在第三磁鐵4的中心部如，設(shè)置自貫通孔如的內(nèi)周面起3mm以上的深度的高矯頑力區(qū)域4b，能夠進一步抑制第三磁鐵4的不可逆退磁。(不可逆退磁溫度測定)接著參照圖2、圖5和圖7，對不可逆退磁溫度測定進行說明。在不可逆退磁溫度測定中，作為對應于上述第一實施方式的第一變形例的實施例1，制作圖5所示的具備設(shè)有高矯頑力區(qū)域4b的第三磁鐵4的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路201。另外，作為相對于實施例1的比較例1，制作具備未設(shè)置高矯頑力區(qū)域的第三磁鐵的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。具體而言，在實施例1和比較例1中，第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵均由剩余磁通密度為1. 14T，矯頑力為2350kA/m的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵(日立金屬株式會社制 NMX-33UH)構(gòu)成。另外，作為對應于上述第一實施方式的第二變形例的實施例2，制作圖7所示的具備設(shè)有高矯頑力區(qū)域304b的第三磁鐵304的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路301。另一方面，作為相對于實施例2的比較例2，制作具備未設(shè)置高矯頑力區(qū)域的第三磁鐵的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。具體而言，在實施例2和比較例2中，第一磁鐵、第二磁鐵均由剩余磁通密度為 1. 30T，矯頑力為1270kA/m的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵(日立金屬株式會社制NMX-43SH)構(gòu)成。 另外，第三磁鐵由剩余磁通密度為1. 14T，矯頑力為2350kA/m的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵(日立金屬株式會社制NMX-33UH)構(gòu)成。另外，作為對應于上述第一實施方式的第一變形例的實施例3，制作圖5所示的具備設(shè)有高矯頑力區(qū)域4b的第三磁鐵4的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路201。另一方面，作為相對于實施例3的比較例3，制作具備未設(shè)置高矯頑力區(qū)域的第三磁鐵的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。具體而言，在實施例3和比較例3中，第一磁鐵、第二磁鐵均由剩余磁通密度為 1. 30T，矯頑力為1270kA/m的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵(日立金屬株式會社制NMX-43SH)構(gòu)成。 另外，第三磁鐵由剩余磁通密度為1. 14T，矯頑力為2350kA/m的R-Fe-B系燒結(jié)磁鐵(日立金屬株式會社制NMX-33UH)構(gòu)成。另外，在實施例1 3與比較例1 3中，均采用第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵的截面(Y-Z平面)上的外徑Ll (參照圖2)為50mm、貫通孔的直徑L2 (參照圖2)為5mm的結(jié)構(gòu)。另外，第一磁鐵和第二磁鐵的X方向上的長度L4(參照圖2)為20mm，第三磁鐵的X 方向上的長度L5(參照圖2)為5mm。剩余磁通密度、矯頑力由B-H描繪器(B_H tracer)測定。
另外，在實施例1 3中，分別在第三磁鐵4 (304)的貫通孔如(304a)的內(nèi)周面的整個區(qū)域，以包圍內(nèi)周面的方式，層狀并且周狀地形成高矯頑力區(qū)域4b(304b)。具體而言， 根據(jù)W02007/102391中記載的方法，在將作為RH擴散源的塊體和第三磁鐵相對配置的狀態(tài)下，加熱至900°C，將由Dy構(gòu)成的重稀土類元素RH從第三磁鐵體的貫通孔^(304a)的內(nèi)周面?zhèn)葘?，使其擴散至第三磁鐵體的內(nèi)部。并接著在800°C進行熱處理。由此，將位于主相的外殼部(晶界的附近)的Iy^e14B型化合物的稀土類元素R中的輕稀土類元素RL置換成重稀土類元素RH，來形成高矯頑力區(qū)域4b (304b)。另外，將高矯頑力區(qū)域4b(304b)從貫通孔^(304a)的內(nèi)周面起向著第三磁鐵4(304)的內(nèi)部(箭頭A方向)形成至3mm的深度 (厚度)L6(參照圖2)。另外，在實施例1 3和比較例1 3中，使用雙組分混合式粘接劑，從Xl側(cè)向著 X2側(cè)將第一磁鐵、第三磁鐵和第二磁鐵相互接合。在室溫QO °C )的溫度條件下的實施例1和2與比較例1和2中，對配置有法拉第元件的貫通孔(第三貫通孔)中的磁場強度利用磁探針(probe)(未圖示)分別測定。另外，在室溫QO°C )的溫度條件下的實施例1和2與比較例1和2中，對第三磁鐵的貫通孔的內(nèi)周面的剩余磁通密度和矯頑力利用B-H描繪器進行測定。在此，實施例1 和2的第三磁鐵4的貫通孔如的內(nèi)周面的剩余磁通密度和矯頑力，通過以下方式測定，即， 在與實施例1和2的第三磁鐵相同的磁鐵(NMX-33UH)和相同的RH擴散條件下制作，并僅切出高矯頑力區(qū)域4b (304b)，利用B-H描繪器進行測定。在實施例1和2以及比較例1和2中，在從室溫(20°C )起上升至規(guī)定的溫度 (55°C、70°C和80°C )后，使溫度再次降低至20°C，來對法拉第轉(zhuǎn)子用磁路附加溫度歷史 (溫度履歴&加λ 3，指的是使磁路經(jīng)歷一段溫度變化過程)。然后，對附加溫度歷史后的第三磁鐵的貫通孔處的磁場強度利用磁探針(未圖示)分別進行測定。此時，在附加溫度歷史后的磁場強度的值不足溫度歷史附加前的磁場強度的值的99%的情況下，判斷為發(fā)生了不可逆退磁，令發(fā)生了不可逆退磁時的規(guī)定的溫度(55°C、70°C和80°C)為不可逆退磁溫度。這些結(jié)果如下述表1所示。[表1]
權(quán)利要求
1.一種法拉第轉(zhuǎn)子用磁路(1、201、301、401、501、601、701、801、901)，在內(nèi)部配置法拉第轉(zhuǎn)子(100、200、300、400、500、600、700、800、900)的法拉第元件(10)，其特征在于，具備包含在軸方向上延伸的第一貫通孔Oa、2(^a、302a、7(^a、802a)，在與所述軸方向垂直且離開所述第一貫通孔的方向上磁化的第一磁鐵O、202、302、702、802)；包含在所述軸方向上延伸的第二貫通孔(3a、203a、303a、703a、803a)，在與所述軸方向垂直且向著所述第二貫通孔而去的方向上磁化的第二磁鐵(3、203、303、703、803)；和配置在所述軸方向上的所述第一磁鐵與所述第二磁鐵之間，在與所述軸方向平行且從所述第一磁鐵向著所述第二磁鐵而去的方向上磁化的第三磁鐵(4、304、604、704、804、 904)，其中，所述第三磁鐵包括以將所述第一貫通孔和所述第二貫通孔連接的方式在所述軸方向上延伸，并在內(nèi)部配置所述法拉第元件的第三貫通孔Ga、304a、6(Ma、704a、8(Ma、904a)，在所述第三磁鐵的所述第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置有所述第一高矯頑力區(qū)域 (4b、304b、604b、704b、904b)。
2.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于設(shè)置于所述第三磁鐵的所述第一高矯頑力區(qū)域，設(shè)置在所述第三磁鐵的所述第三貫通孔的內(nèi)周面中沿所述軸方向的所述第三磁鐵的至少中央部Ge)。
3.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于在由所述第一磁鐵和所述第二磁鐵形成的磁場中的、沿著與所述第一磁鐵的磁化方向和所述第二磁鐵的磁化方向大致正交的所述軸方向且從所述第二磁鐵向著所述第一磁鐵而去的方向的所述磁場的附近的第三磁鐵的部分，設(shè)置有所述第一高矯頑力區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第三磁鐵由R-T-B系磁鐵構(gòu)成，所述R-T-B系磁鐵主要含有稀土類元素R(以Nd、 Pr為主成分，含有50%以上的Nd)、以狗為主的過渡元素和B (硼)，所述第一高矯頑力區(qū)域是通過使重稀土類元素在所述第三磁鐵的所述第三貫通孔的內(nèi)周面附近濃化而形成的。
5.如權(quán)利要求4所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一高矯頑力區(qū)域，是以作為四方晶的Iy^e14B型化合物的主相為主體，并且使由 Dy和Tb中的至少任一種構(gòu)成的所述重稀土類元素擴散到所述主相的外殼部、濃化而形成的。
6.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一高矯頑力區(qū)域，以將在內(nèi)部配置所述法拉第元件的所述第三貫通孔包圍的方式周狀地設(shè)置。
7.如權(quán)利要求2所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一高矯頑力區(qū)域設(shè)置在所述第三貫通孔的內(nèi)周面的所述軸方向上的整個區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一高矯頑力區(qū)域形成在與所述軸方向正交且離開所述第三貫通孔的方向上自所述第三貫通孔的內(nèi)周面起3mm以上的范圍。
9.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第三磁鐵的所述第一高矯頑力區(qū)域以外的部分的矯頑力，為所述第一磁鐵和所述第二磁鐵的矯頑力以上。
10.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第三磁鐵的所述第一高矯頑力區(qū)域以外的部分的矯頑力為2350kA/m以上，并且比所述第一高矯頑力區(qū)域的矯頑力小。
11.如權(quán)利要求2所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于在所述第一高矯頑力區(qū)域中，離開所述第三貫通孔的方向上的自所述內(nèi)周面起的分布范圍，從沿所述軸方向的所述第三磁鐵的兩端部(4d、4e)側(cè)起向著所述中央部側(cè)去而增大。
12.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第三磁鐵通過由與所述軸方向正交的面分割而形成，并且，通過將各自設(shè)有第二高矯頑力區(qū)域(640b、650b)的多個第一磁鐵片(640、650)在軸方向上組合，形成由多個所述第二高矯頑力區(qū)域構(gòu)成的所述第一高矯頑力區(qū)域，由所述多個第二高矯頑力區(qū)域構(gòu)成的所述第一高矯頑力區(qū)域，設(shè)置在所述第三貫通孔的至少所述內(nèi)周面附近。
13.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一磁鐵和所述第二磁鐵，以在之間夾著所述第三磁鐵沿所述軸方向交替排列的方式配置。
14.如權(quán)利要求1所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路，其特征在于所述第一磁鐵、所述第二磁鐵和所述第三磁鐵的與所述軸方向正交的方向上的一端到另一端的距離為第一距離(Li)，所述第一貫通孔、所述第二貫通孔和所述第三貫通孔的與所述軸方向正交的方向上的一端到另一端的距離為第二距離(L2)，所述第一距離為所述第二距離的8倍以上20倍以下。
15.一種法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，所述法拉第轉(zhuǎn)子用磁路具備包含在軸方向上延伸的第一貫通孔，在與所述軸方向垂直且離開所述第一貫通孔的方向上磁化的第一磁鐵；包含在所述軸方向上延伸的第二貫通孔，在與所述軸方向垂直且向著所述第二貫通孔而去的方向上磁化的第二磁鐵；和包含以連接所述第一貫通孔和所述第二貫通孔的方式在所述軸方向上延伸、并且在內(nèi)部配置所述法拉第元件的第三貫通孔，在與所述軸方向平行且從所述第一磁鐵向著所述第二磁鐵而去的方向上磁化的第三磁鐵，該法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法的特征在于，包括通過使重稀土類元素從由R-T-B系磁鐵構(gòu)成的所述第三磁鐵的所述第三貫通孔的內(nèi)周面擴散，在所述第三貫通孔的至少內(nèi)周面附近設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序；和以使所述第一貫通孔、所述第二貫通孔和所述第三貫通孔在軸方向上連接，并且所述第三磁鐵配置在所述軸方向上的所述第一磁鐵和所述第二磁鐵之間的方式，將所述第一磁鐵、所述第二磁鐵和所述第三磁鐵連接的工序，其中，所述R-T-B系磁鐵主要含有稀土類元素R(以Nd、ft·為主成分，含有50%以上的 Nd)、以狗為主的過渡元素和B (硼)。
16.如權(quán)利要求15所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，其特征在于所述設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序，包含通過使所述重稀土類元素從所述第三磁鐵的所述第三貫通孔的內(nèi)周面擴散，在所述第三貫通孔的內(nèi)周面中的至少所述中央部設(shè)置所述第一高矯頑力區(qū)域的工序。
17.如權(quán)利要求15所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，其特征在于所述設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序，包含以將在內(nèi)部配置所述法拉第元件的所述第三貫通孔包圍的方式周狀地設(shè)置所述第一高矯頑力區(qū)域的工序。
18.如權(quán)利要求16所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，其特征在于所述在中央部設(shè)置所述第一高矯頑力區(qū)域的工序，包含通過使重稀土類元素從所述第三貫通孔的內(nèi)周面的大致整個面擴散，在所述第三貫通孔的內(nèi)周面的軸方向上的整個區(qū)域設(shè)置所述第一高矯頑力區(qū)域的工序。
19.如權(quán)利要求16所述的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路的制造方法，其特征在于所述在中央部設(shè)置第一高矯頑力區(qū)域的工序，包含設(shè)置所述第一高矯頑力區(qū)域，使得該第一高矯頑力區(qū)域的離開所述第三貫通孔的方向上的自所述內(nèi)周面起的分布范圍，從沿所述軸方向的所述第三磁鐵的兩端部側(cè)起向著所述中央部側(cè)去而增大的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠抑制不可逆退磁的發(fā)生的法拉第轉(zhuǎn)子用磁路。該法拉第轉(zhuǎn)子用磁路(100、200、300、400、500、600、700、800、900)包括第一磁鐵(2、202、302、702、802)、第二磁鐵(3、203、303、703、803)和第三磁鐵(4、304、604、704、804、904)，在第三磁鐵的第三貫通孔(4a、304a、604a、704a、804a、904a)的至少內(nèi)周面附近設(shè)置有第一高矯頑力區(qū)域(4b、304b、604b、704b、904b)。
文檔編號G02B27/28GK102362211SQ201080013670
公開日2012年2月22日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者木本昭洋 申請人:日立金屬株式會社