JP2007165741A - Permanent magnet unit and magnetic field generator provided therewith - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は永久磁石ユニットおよびそれを備える磁界発生装置に関し、より特定的には、表面に対して実質的に傾いた磁化方向を有する永久磁石ユニットおよびそれを備える磁界発生装置に関する。 The present invention relates to a permanent magnet unit and a magnetic field generator including the same, and more particularly to a permanent magnet unit having a magnetization direction substantially inclined with respect to a surface and a magnetic field generator including the same.
一般に、一対の磁極片間の空隙に磁界を発生させる磁界発生装置では、たとえば特許文献1に開示されているように磁極片の環状突起の外側面に漏洩磁束防止用の永久磁石を設けることが知られている。特許文献1には、漏洩磁束防止用の永久磁石として、図12(a)に示すような表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石1を用いることが開示されている。
しかし、永久磁石1を得るためには、特許文献1に開示されているような特殊なプレス装置を用いて磁界中で成形する必要がある。このために、永久磁石1の製造コストが上昇してしまう。また、図12(b)に示すように、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する永久磁石2から永久磁石1(破線で示す)を切り出すことも可能である。しかし、永久磁石2において永久磁石1以外の部分が無駄となり、歩留まりが悪くなってしまう。したがって、この場合も永久磁石1の製造コストが上昇してしまう。
However, in order to obtain the
また、永久磁石1の角部{図12(a)において斜線が入った部分}では、その内部の反磁界が大きくなるために動作点が低くなり、温度や外部磁界の影響によって不可逆減磁しやすい。つまり、永久磁石1では、磁気特性が低下しやすいという問題があった。
Further, at the corner portion of the permanent magnet 1 (the hatched portion in FIG. 12 (a)), the demagnetizing field inside the
それゆえに、この発明の主たる目的は、磁化方向を実質的に傾けつつも製造コストを抑制できかつ磁気特性の低下を抑制できる永久磁石ユニット、およびそれを備える磁界発生装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a permanent magnet unit that can suppress the manufacturing cost and suppress the deterioration of the magnetic characteristics while substantially tilting the magnetization direction, and a magnetic field generator including the permanent magnet unit.
上述の目的を達成するために、請求項1に記載の永久磁石ユニットは、それぞれ直方体状に形成されかつ表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する一対の永久磁石を備え、一対の永久磁石は互いの磁化方向を90°異ならせて磁気的に結合される。
In order to achieve the above object, the permanent magnet unit according to
請求項2に記載の永久磁石ユニットは、請求項1に記載の永久磁石ユニットにおいて、永久磁石が接触することを特徴とする。 A permanent magnet unit according to a second aspect is the permanent magnet unit according to the first aspect, wherein the permanent magnet is in contact with the permanent magnet unit.
請求項3に記載の永久磁石ユニットは、請求項1に記載の永久磁石ユニットにおいて、非磁性体からなり永久磁石間に介挿される介挿部材をさらに含むことを特徴とする。 A permanent magnet unit according to a third aspect is the permanent magnet unit according to the first aspect, further comprising an insertion member made of a non-magnetic material and interposed between the permanent magnets.
請求項4に記載の永久磁石ユニットは、請求項1から3のいずれかに記載の永久磁石ユニットにおいて、非磁性体からなり一対の永久磁石を跨いで一対の永久磁石に設けられる被覆部材をさらに含むことを特徴とする。 A permanent magnet unit according to a fourth aspect of the present invention is the permanent magnet unit according to any one of the first to third aspects, further comprising a covering member made of a non-magnetic material and provided on the pair of permanent magnets across the pair of permanent magnets. It is characterized by including.
請求項5に記載の磁界発生装置は、請求項1から4のいずれかに記載の永久磁石ユニットを備えることを特徴とする。 A magnetic field generation apparatus according to a fifth aspect includes the permanent magnet unit according to any one of the first to fourth aspects.
請求項6に記載の磁界発生装置は、請求項5に記載の磁界発生装置において、外側面に永久磁石ユニットが設けられる環状突起をそれぞれ有し空隙を介して対向配置される一対の磁極片をさらに含み、永久磁石ユニットの一対の永久磁石は環状突起の径方向に並置され、内側の永久磁石の磁化方向は径方向に向けられかつ外側の永久磁石の磁化方向は環状突起の軸方向に向けられることを特徴とする。 A magnetic field generation device according to a sixth aspect is the magnetic field generation device according to the fifth aspect, in which a pair of magnetic pole pieces each having an annular protrusion provided with a permanent magnet unit on the outer surface and arranged to face each other via a gap are provided. In addition, the pair of permanent magnets of the permanent magnet unit are juxtaposed in the radial direction of the annular projection, the magnetization direction of the inner permanent magnet is directed in the radial direction, and the magnetization direction of the outer permanent magnet is oriented in the axial direction of the annular projection. It is characterized by being able to.
請求項7に記載の磁界発生装置は、請求項6に記載の磁界発生装置において、内側の永久磁石は外側の永久磁石よりも保磁力が大きいことを特徴とする。 The magnetic field generator according to claim 7 is the magnetic field generator according to claim 6, wherein the inner permanent magnet has a larger coercive force than the outer permanent magnet.
請求項1に記載の永久磁石ユニットでは、それぞれ直方体状に形成されかつ表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する一対の永久磁石が、互いの磁化方向を90°異ならせて磁気的に結合される。これによって、一対の永久磁石の磁化方向が合成され、磁化方向を実質的に傾けることができる。このように一対の永久磁石を組み合わせることによって実質的に傾いた磁化方向を得ることができるので、特殊な装置を用いて磁界中で成形する必要がなく、歩留まりを悪化させることもなく、製造コストを抑制できる。また、それぞれ表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する一対の永久磁石を組み合わせるので、表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石に比べて不可逆減磁しにくく、磁気特性の低下を抑制できる。
The permanent magnet unit according to
請求項2に記載の永久磁石ユニットでは、永久磁石が接触することによって、磁気効率が良好になり、それぞれの磁化方向を効率的に合成できる。また、一対の永久磁石のみで構成されるため簡素で低コストに構成できる。 In the permanent magnet unit according to the second aspect, when the permanent magnet comes into contact, the magnetic efficiency is improved, and the respective magnetization directions can be efficiently synthesized. Moreover, since it is comprised only with a pair of permanent magnet, it can comprise simply and at low cost.
請求項3に記載の永久磁石ユニットでは、永久磁石の間に非磁性体からなる介挿部材を介挿することによって、一対の永久磁石の間に生じる反発力を緩和でき、組み立てを容易にできる。また、介挿部材によって一対の永久磁石の間に生じる反発力が緩和されるので、永久磁石を固定するための接着剤等にかかる負荷を小さくでき、接着剤等の剥離を防止できる。 In the permanent magnet unit according to claim 3, by inserting an insertion member made of a non-magnetic material between the permanent magnets, the repulsive force generated between the pair of permanent magnets can be reduced, and the assembly can be facilitated. . Moreover, since the repulsive force which arises between a pair of permanent magnets by the insertion member is relieved, the load concerning the adhesive agent etc. for fixing a permanent magnet can be made small, and peeling of an adhesive agent etc. can be prevented.
請求項4に記載の永久磁石ユニットでは、非磁性体からなる被覆部材を一対の永久磁石を跨いで一対の永久磁石に設けることによって、一対の永久磁石の間の反発力が強力であっても一対の永久磁石を被覆部材によって強固に固定でき、永久磁石の離脱を防止できる。 In the permanent magnet unit according to claim 4, even if the repulsive force between the pair of permanent magnets is strong by providing the covering member made of a non-magnetic material on the pair of permanent magnets across the pair of permanent magnets. The pair of permanent magnets can be firmly fixed by the covering member, and separation of the permanent magnets can be prevented.
請求項5に記載の磁界発生装置では、磁化方向を実質的に傾けつつも製造コストを抑制できる請求項1から4のいずれかに記載の永久磁石ユニットを用いることによって、低コストに構成できる。また、磁化方向を実質的に傾けつつも磁気特性の低下を抑制できる請求項1から4のいずれかに記載の永久磁石ユニットを用いることによって、磁界を安定して発生させることができる。
The magnetic field generator according to claim 5 can be configured at low cost by using the permanent magnet unit according to any one of
請求項6に記載の磁界発生装置では、請求項1から4のいずれかに記載の永久磁石ユニットが漏洩磁束防止用として一対の磁極片の環状突起の外側面にそれぞれ設けられる。永久磁石ユニットの一対の永久磁石は環状突起の径方向に並置され、内側の永久磁石は磁化方向が環状突起の径方向に向けられかつ外側の永久磁石は磁化方向が環状突起の軸方向に向けられる。このように一対の磁極片にそれぞれ永久磁石ユニットを設けることによって、環状突起の外側面からの漏洩磁束を抑制でき、より多くの磁束を空隙に導くことができる。ひいては空隙に発生させる磁界の強度を強くできる。 In the magnetic field generator according to a sixth aspect, the permanent magnet units according to any one of the first to fourth aspects are respectively provided on the outer surfaces of the annular protrusions of the pair of magnetic pole pieces for preventing leakage magnetic flux. The pair of permanent magnets of the permanent magnet unit are juxtaposed in the radial direction of the annular projection, the inner permanent magnet is oriented in the radial direction of the annular projection, and the outer permanent magnet is oriented in the axial direction of the annular projection. It is done. Thus, by providing a permanent magnet unit for each of the pair of magnetic pole pieces, leakage magnetic flux from the outer surface of the annular protrusion can be suppressed, and more magnetic flux can be guided to the gap. As a result, the strength of the magnetic field generated in the air gap can be increased.
請求項7に記載の磁界発生装置では、環状突起の外側面に発生する漏洩磁束の影響を受けやすい内側の永久磁石の保磁力を外側の永久磁石よりも大きくすることによって、内側の永久磁石の減磁を抑えることができ、磁界をより安定して発生させることができる。 In the magnetic field generator according to claim 7, the coercive force of the inner permanent magnet, which is easily affected by the leakage magnetic flux generated on the outer surface of the annular protrusion, is made larger than that of the outer permanent magnet. Demagnetization can be suppressed, and a magnetic field can be generated more stably.
この発明によれば、磁化方向を実質的に傾けつつも製造コストを抑制できかつ磁気特性の低下を抑制できる永久磁石ユニット、およびそれを備える磁界発生装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a permanent magnet unit that can suppress the manufacturing cost and suppress the deterioration of the magnetic characteristics while substantially tilting the magnetization direction, and a magnetic field generator including the permanent magnet unit.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図1および図2を参照して、この発明の一実施形態の永久磁石ユニット10は、同寸法の直方体状(ここでは立方体状)に形成される一対の永久磁石12を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2, a
一対の永久磁石12はそれぞれ、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向Aを有する。以下、磁化方向Aに垂直でありかつ磁化方向Aの終端側の表面を表面14aといい、磁化方向Aに垂直でありかつ磁化方向Aの始端側の表面を表面14bという。また、磁化方向Aに平行な表面(表面14a,14b以外の表面)を表面16という。
Each of the pair of
一対の永久磁石12は、一方の永久磁石12の表面14aと他方の永久磁石12の表面16とが接触するように、接着剤等を用いて連結される。したがって、図2に示すように、一対の永久磁石12は互いの磁化方向Aを90°異ならせて磁気的に結合される。
The pair of
このように構成される永久磁石ユニット10では、一対の永久磁石12の磁化方向Aが合成され、磁化方向が実質的に図2に一点鎖線で示すBとなる。図2においては、左側の永久磁石12の磁化方向Aが右向きでありかつ右側の永久磁石12の磁化方向Aが上向きであるので、永久磁石ユニット10の磁化方向Bは実質的に右斜め上に傾くこととなる。
In the
このような永久磁石ユニット10によれば、一対の永久磁石12を組み合わせることによって実質的に傾いた磁化方向Bを得ることができるので、特殊な装置を用いて磁界中で成形する必要がなく、歩留まりを悪化させることもなく、製造コストを抑制できる。
According to such a
また、永久磁石ユニット10では、それぞれ磁化方向Aを有する一対の永久磁石12を組み合わせることで実質的に傾いた磁化方向Bを得るので、図12(a)に示すような永久磁石1に比べて不可逆減磁しにくく、磁気特性の低下を抑制できる。
Further, in the
さらに、永久磁石ユニット10では、永久磁石12が接触することによって、磁気効率が良好になり、それぞれの磁化方向Aを効率的に合成して磁化方向Bを得ることができる。また、一対の永久磁石12のみで構成されるため簡素で低コストに構成できる。
Further, in the
なお、一対の永久磁石12の連結態様は、永久磁石ユニット10に限定されない。たとえば、図3に示す永久磁石ユニット10aのように、一方の永久磁石12の表面16と他方の永久磁石12の表面14bとが接触するように一対の永久磁石12を連結してもよい。この場合も永久磁石ユニット10と同様に、実質的に傾いた磁化方向Bを得ることができる。
The connection mode of the pair of
また、図4に示す永久磁石ユニット10bのように、一方の永久磁石12の表面14aと、他方の永久磁石12の表面16との間にアルミニウムやステンレス等の非磁性体からなる介挿部材18を介挿してもよい。このような永久磁石ユニット10bによれば、介挿部材18によって一対の永久磁石12の間に生じる反発力を緩和でき、組み立てを容易にできる。また、介挿部材18によって一対の永久磁石12の間に生じる反発力が緩和されるので、永久磁石12を固定するための接着剤等にかかる負荷を小さくでき、接着剤等の剥離を防止できる。
Moreover, like the
また、図5(a)に示す永久磁石ユニット10cのように、一対の永久磁石12の面一な表面を跨ぐように、アルミニウムやステンレス等の非磁性体からなる被覆部材19を一対の永久磁石12に設けてもよい。このように被覆部材19を設けることによって、一対の永久磁石12の間の反発力が強力であっても一対の永久磁石12を被覆部材19に強固に固定でき、永久磁石12の離脱を防止できる。
Moreover, like the
さらに、図5(b)に示す永久磁石ユニット10dのように、一対の永久磁石12の表面全てを被覆するように被覆部材19aを設けてもよい。このように被覆部材19aを設けることによって、一対の永久磁石12の割れや欠けを防止できる。
Furthermore, a covering
また、一対の永久磁石を備える永久磁石ユニットを複数組み合わせて永久磁石ユニットを構成してもよい。たとえば図6(a)に示す永久磁石ユニット20のように、2つの永久磁石ユニット10を、互いの隣接する永久磁石12の磁化方向Aが同方向になるように連結してもよい。また、図6(b)に示す永久磁石ユニット20aのように、永久磁石ユニット10,10aを、互いの隣接する永久磁石12の磁化方向Aを90°異ならせて連結してもよい。これらの場合も実質的に傾いた磁化方向Bを得ることができる。
Moreover, you may comprise a permanent magnet unit combining several permanent magnet units provided with a pair of permanent magnet. For example, like the
さらに、図7に示すように、永久磁石ユニット10と、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向A1を有する永久磁石13とを用いて永久磁石ユニット30を構成してもよい。永久磁石ユニット30では、永久磁石13の磁化方向A1が一対の永久磁石12それぞれの磁化方向Aに対して90°異なるように、永久磁石13が一対の永久磁石12上に配置される。このような永久磁石ユニット30では、実質的に三次元的に傾いた磁化方向Cを得ることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the
磁化方向Bの傾き(磁化角度θ:図2参照)は任意に設定できる。図2をみて、たとえば、左側の永久磁石12の厚みTを小さくするあるいは右側の永久磁石12の厚みTを大きくすることによって、永久磁石ユニット10の磁化角度θは大きくなる。また、たとえば、左側の永久磁石12の厚みTを大きくするあるいは右側の永久磁石12の厚みTを小さくすることによって、永久磁石ユニット10の磁化角度θは小さくなる。また、一対の永久磁石12において互いの磁気特性を変更することによっても永久磁石ユニット10の磁化角度θを変更できる。
The inclination of the magnetization direction B (magnetization angle θ: see FIG. 2) can be set arbitrarily. Referring to FIG. 2, for example, by decreasing the thickness T of the left
なお、永久磁石12,13は、1つの永久磁石によって構成してもよいし、複数の磁石単体を積層することによって構成してもよい。
The
ついで、図8を参照して、この発明の永久磁石ユニットを備える磁界発生装置100について説明する。磁界発生装置100は、オープンタイプの磁界発生装置であり、たとえばMRI装置等に用いられる。
Next, with reference to FIG. 8, a
磁界発生装置100は、空隙S1を介して対向配置される一対の磁極ユニット102aおよび102bを含む。磁極ユニット102aと102bとは、図示しない継鉄によって連結され磁気的に結合される。
The magnetic
磁極ユニット102aおよび102bはそれぞれ板状継鉄104aおよび104bを含む。板状継鉄104aおよび104bのそれぞれの対向面側には、永久磁石群106aおよび106bが配置され、永久磁石群106aおよび106bのそれぞれの対向面側には、磁極片108aおよび108bが固着される。
The
永久磁石群106aおよび106bはそれぞれ、たとえばR−Fe−B系焼結磁石からなる複数の磁石単体110を含み、磁石単体110を3段に重ねて形成される。
Each of the
磁極片108aは、永久磁石群106aの主面に配置されるたとえば鉄からなる円板状のベースプレート112を含む。ベースプレート112の主面には、うず電流の発生を防止するための珪素鋼板114が形成される。珪素鋼板114は、ベースプレート112上に接着剤で固定される。
The
ベースプレート112の周縁部には、たとえば鉄からなり周縁部の磁界強度を上げるための環状突起116が設けられる。環状突起116は、図9に示すように、複数(ここでは8つ)の環状突起片118を含む。各環状突起片118は、その内側面が円弧状に湾曲されかつ外側面が平面状に形成される。環状突起116は、各環状突起片118を珪素鋼板114の周縁部に図示しないねじ等で固定することによって設けられる。
An
図8に示すように、磁極片108aの環状突起116の外側面には、漏洩磁束防止用の永久磁石ユニット10eが設けられ、磁極片108bの環状突起116の外側面には、漏洩磁束防止用の永久磁石ユニット10fが設けられる。図9に示すように、永久磁石ユニット10eは、各環状突起片118に対応して環状突起116の外側面に複数(ここでは8つ)設けられる。永久磁石ユニット10fについても同様である。
As shown in FIG. 8, a
永久磁石ユニット10eおよび10fはそれぞれ、直方体状に形成され、同寸法の一対の永久磁石12a,12bを備える。永久磁石12a,12bはそれぞれ、表面が長方形状に形成され表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向Aを有する。
Each of the
なお、永久磁石12a,12bはそれぞれ、たとえばR−Fe−B系焼結磁石からなる複数の磁石単体によって構成されてもよい。
In addition, each of the
図8に示すように、永久磁石ユニット10eの永久磁石12aと12bとは、図1および図2に示す永久磁石ユニット10の一対の永久磁石12と同様に連結される。永久磁石ユニット10eの永久磁石12aと12bとは、永久磁石12aが内側(環状突起116側)に位置し永久磁石12bが外側に位置するように、環状突起116の径方向(矢印X方向)に並置される。永久磁石ユニット10eにおいて、永久磁石12aの磁化方向Aは矢印X方向かつ永久磁石12b側に向けられ、永久磁石12bの磁化方向Aは環状突起116の軸方向(矢印Y方向)かつ上側に向けられる。
As shown in FIG. 8, the
また、永久磁石ユニット10fの永久磁石12aと12bとは、図3に示す永久磁石ユニット10aの一対の永久磁石12と同様に連結される。永久磁石ユニット10fの永久磁石12aと12bとは、永久磁石ユニット10eと同様に矢印X方向に並置される。永久磁石ユニット10fにおいて、永久磁石12aの磁化方向Aは矢印X方向かつ環状突起116側に向けられ、永久磁石12bの磁化方向Aは矢印Y方向かつ上側に向けられる。
Further, the
したがって、永久磁石ユニット10eの磁化方向Bは実質的に環状突起116から離れるように斜め上に傾き、永久磁石ユニット10fの磁化方向Bは実質的に環状突起116に向かうように斜め上に傾く。このように永久磁石ユニット10eと10fとが実質的に傾いた磁化方向Bを有することによって、空隙S1により多くの磁束を導くことができ、空隙S1の磁界強度を強くできる。
Accordingly, the magnetization direction B of the
永久磁石12aとしては複数の磁石単体を積層してなる高保磁力タイプのR−Fe−B系焼結磁石が用いられる。また、永久磁石12bとしては複数の磁石単体を積層してなる高残留磁束密度タイプのR−Fe−B系焼結磁石が用いられる。
As the
このような磁界発生装置100によれば、磁化方向Bを有しつつも製造コストを抑制できる永久磁石ユニット10eおよび10fを用いることによって、表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石を用いる場合に比べて低コストに構成できる。
According to such a magnetic
上述のように永久磁石ユニット10eおよび10fを磁極片108aおよび108bの環状突起116の外側面に設けることによって、環状突起116の外側面からの漏洩磁束を抑制できる。これによって空隙S1により多くの磁束を導くことができ、空隙S1に発生させる磁界の強度を強くできる。
As described above, by providing the
また、環状突起116に発生する漏洩磁束の影響を受けやすい永久磁石12aの保磁力を永久磁石12bよりも大きくしかつ永久磁石12bの残留磁束密度を永久磁石12aよりも大きくすることによって、減磁を抑制し、空隙S1に磁界をより安定して発生させることができる。
Further, demagnetization is achieved by making the coercive force of the
ついで、表1を参照して、永久磁石の総重量およびその準備に必要な永久磁石の総重量について、磁界発生装置100と、従来技術の磁界発生装置と、従来技術の他の磁界発生装置との比較例について説明する。
Next, referring to Table 1, regarding the total weight of the permanent magnets and the total weight of the permanent magnets necessary for the preparation, the
従来技術の磁界発生装置は、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する永久磁石を永久磁石ユニット10eおよび10fに代えて漏洩磁束防止用に備えるものである。従来技術の磁界発生装置において、永久磁石ユニット10eに代えて設けられる永久磁石の磁化方向は矢印X方向かつ環状突起116の反対側に向けられ、永久磁石ユニット10fに代えて設けられる永久磁石の磁化方向は矢印X方向かつ環状突起116側に向けられる(図8参照)。また、従来技術の他の磁界発生装置は、表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石を永久磁石ユニット10eおよび10fに代えて漏洩磁束防止用に備えるものである。従来技術の他の磁界発生装置において、永久磁石ユニット10eおよび10fに代えて設けられる永久磁石の磁化方向は、永久磁石ユニット10eおよび10fの実質的な磁化方向Bと同様である。
The prior art magnetic field generator is provided with a permanent magnet having a magnetization direction perpendicular or parallel to the surface to prevent leakage magnetic flux instead of the
なお、いずれの磁界発生装置も空隙S1の均一磁界空間(図8において一点鎖線で示す)に0.3Tの磁界を発生させるように構成した。また、従来技術の他の磁界発生装置の傾いた磁化方向を有する永久磁石は、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する永久磁石から切り出したものを用いた。 All the magnetic field generators were configured to generate a magnetic field of 0.3 T in a uniform magnetic field space (shown by a one-dot chain line in FIG. 8) of the air gap S1. In addition, the permanent magnet having a tilted magnetization direction of another magnetic field generator of the prior art was cut from a permanent magnet having a magnetization direction perpendicular or parallel to the surface.
磁界発生装置100と従来技術の磁界発生装置とを比較して、磁界発生装置100では、永久磁石ユニット10eおよび10fを用いることによってより多くの磁束を空隙S1に導くことができるので、従来技術の磁界発生装置に比べて漏洩磁束防止用の永久磁石の量を抑えることができ、永久磁石の総重量を小さくできることがわかる。ひいては、低コストに構成できることがわかる。
Compared with the
また、磁界発生装置100と従来技術の他の磁界発生装置とを比較して、従来技術の他の磁界発生装置では磁界発生装置100よりもさらに永久磁石の総重量が小さくなっている。しかし、従来技術の他の磁界発生装置では、切り出すことによって得た永久磁石を用いるために、準備に必要な永久磁石の総重量が磁界発生装置100よりも大きくなっている。このことから、磁界発生装置100では、従来技術の他の磁界発生装置よりも低コストに構成できることがわかる。
Further, comparing the
このように、磁界発生装置100では、永久磁石ユニット10eおよび10fを用いることによって、永久磁石の量あるいはその準備に必要な永久磁石の量を従来よりも削減でき、低コストに構成できることがわかる。
Thus, in the
ついで、図10を参照して、この発明の永久磁石ユニットを備える他の磁界発生装置200について説明する。磁界発生装置200は、2T以上の磁界を発生させる強磁界タイプの磁界発生装置であり直方体状に形成される。磁界発生装置200は、たとえば、材料物性研究、磁気分離、磁気冷凍等の装置に用いられる。
Next, with reference to FIG. 10, another magnetic
磁界発生装置200は、対向配置される磁極ユニット202aおよび202bを含む。磁極ユニット202aは、ポールピース204と永久磁石ユニット20bと永久磁石206とを含む。
Magnetic
ポールピース204は、たとえば、鉄からなり、角柱状に形成される。永久磁石ユニット20bはポールピース204の各角部に対応して4つ設けられる。
The
各永久磁石ユニット20bは、図6(a)に示す永久磁石ユニット20と同様に構成され、一対の永久磁石をそれぞれ備える2つの永久磁石ユニットを組み合わせることによって構成される。したがって、永久磁石ユニット20bは、実質的に傾いた磁化方向Bを有する。永久磁石206は、板状に形成され、各永久磁石ユニット20b間に介挿される。
Each
図11(a)に示すように、磁極ユニット202aでは、各永久磁石ユニット20bおよび各永久磁石206の磁化方向がポールピース204を向くように配置される。したがって、磁極ユニット202aの磁化方向は、ポールピース204に集中する方向となる。
As shown in FIG. 11A, in the
磁極ユニット202bは、磁化方向を除いて磁極ユニット202aと同様に構成される。図11(b)に示すように、磁極ユニット202bでは、各永久磁石ユニット20bおよび各永久磁石206の磁化方向が、磁極ユニット202aの各永久磁石ユニット20bおよび各永久磁石206の磁化方向と正反対である。したがって、磁極ユニット202bの磁化方向は、ポールピース204から放射する方向となる。
The
また、磁極ユニット202aと202bとの対向面間には、板状の永久磁石208が2つ介挿される。2つの永久磁石208は、磁極ユニット202aおよび202b間において水平方向に貫通する空隙S2を形成できるように配置される。各永久磁石208の磁化方向(図示せず)は、下(磁極ユニット202b)から上(磁極ユニット202a)に向かう方向である。
Two plate-like
図10には図示しないが、磁極ユニット202a,202bおよび永久磁石208の外側面に継鉄を設けてもよい。
Although not shown in FIG. 10, yokes may be provided on the outer surfaces of the
磁極ユニット202aおよび202bの永久磁石としては、たとえばNEOMAX−32EH(NEOMAX社製)が用いられる。また、永久磁石208としては、たとえばNEOMAX−50(NEOMAX社製)が用いられる。
As the permanent magnets of the
磁界発生装置100と同様に、このような磁界発生装置200によれば、永久磁石ユニット20bを用いることによって、表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石を用いる場合に比べて低コストに構成できかつ空隙S2に磁界を安定して発生させることができる。
Similar to the
なお、永久磁石ユニット20bに代えて、図6(b)に示す永久磁石ユニット20aと同様に構成される永久磁石ユニットを磁界発生装置200に用いてもよい。
Instead of the
ついで、表2を参照して、永久磁石の総重量およびその準備に必要な永久磁石の総重量について、磁界発生装置200と、従来技術の磁界発生装置と、従来技術の他の磁界発生装置との比較例について説明する。
Next, referring to Table 2, regarding the total weight of the permanent magnets and the total weight of the permanent magnets required for the preparation, the
ここでの従来技術の磁界発生装置は、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する永久磁石を永久磁石ユニット20bに代えて備えるものである。図11(a)を参照して、磁極ユニット202aにおいて、左上および左下の永久磁石ユニット20bに代えて設けられる永久磁石の磁化方向はそれぞれ右向きであり、右上および右下の永久磁石ユニット20bに代えて設けられる永久磁石の磁化方向はそれぞれ左向きである。また、図11(b)を参照して、磁極ユニット202bにおいて、左上および左下の永久磁石ユニット20bに代えて設けられる永久磁石の磁化方向はそれぞれ左向きであり、右上および右下の永久磁石ユニット20bに代えて設けられる永久磁石の磁化方向はそれぞれ右向きである。また、ここでの従来技術の他の磁界発生装置は、表面に対して傾いた磁化方向を有する永久磁石を永久磁石ユニット20bに代えて備えるものである。従来技術の他の磁界発生装置において、永久磁石ユニット20bに代えて設けられる永久磁石の磁化方向は、永久磁石ユニット20bの実質的な磁化方向Bと同様である。
The conventional magnetic field generation apparatus here includes a permanent magnet having a magnetization direction perpendicular or parallel to the surface in place of the
なお、いずれの磁界発生装置も空隙S2(図10参照)に4.25Tの磁界を発生させるように構成した。また、従来技術の他の磁界発生装置の傾いた磁化方向を有する永久磁石は、表面に対して垂直あるいは平行な磁化方向を有する永久磁石から切り出したものを用いた。 Each magnetic field generator was configured to generate a 4.25 T magnetic field in the air gap S2 (see FIG. 10). In addition, the permanent magnet having a tilted magnetization direction of another magnetic field generator of the prior art was cut from a permanent magnet having a magnetization direction perpendicular or parallel to the surface.
磁界発生装置200と従来技術の磁界発生装置とを比較して、磁界発生装置200では、永久磁石ユニット20bを用いることによってより多くの磁束をポールピース204に集中させることができるので、従来技術の磁界発生装置に比べて永久磁石の総重量を小さくできることがわかる。ひいては、低コストに構成できることがわかる。
Compared with the
また、磁界発生装置200と従来技術の他の磁界発生装置とを比較して、従来技術の他の磁界発生装置では磁界発生装置200よりも永久磁石のさらに総重量が小さくなっている。しかし、従来技術の他の磁界発生装置では、切り出すことによって得た永久磁石を用いるために、準備に必要な永久磁石の総重量が磁界発生装置200よりも大きくなっている。このことから、磁界発生装置200では、従来技術の他の磁界発生装置よりも低コストに構成できることがわかる。
Further, comparing the
このように磁界発生装置100と同様に、磁界発生装置200では、永久磁石ユニット20bを用いることによって、永久磁石の量あるいはその準備に必要な永久磁石の量を削減でき、製造コストを低下させることができる。
Thus, in the same manner as the
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,20,20a,20b,30 永久磁石ユニット
12,12a,12b,13,206,208 永久磁石
18 介挿部材
19,19a 被覆部材
100,200 磁界発生装置
108a,108b 磁極片
116 環状突起
A,A1,B,C 磁化方向
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 20, 20a, 20b, 30
Claims (7)
前記一対の永久磁石は互いの前記磁化方向を90°異ならせて磁気的に結合される、永久磁石ユニット。 A pair of permanent magnets each formed in a rectangular parallelepiped shape and having a magnetization direction perpendicular or parallel to the surface;
The pair of permanent magnets is a permanent magnet unit that is magnetically coupled so that the magnetization directions thereof are different from each other by 90 °.
前記永久磁石ユニットの前記一対の永久磁石は前記環状突起の径方向に並置され、内側の前記永久磁石の前記磁化方向は前記径方向に向けられかつ外側の前記永久磁石の前記磁化方向は前記環状突起の軸方向に向けられる、請求項5に記載の磁界発生装置。 Further comprising a pair of magnetic pole pieces each having an annular protrusion on which the permanent magnet unit is provided on the outer surface and arranged to face each other via a gap,
The pair of permanent magnets of the permanent magnet unit are juxtaposed in the radial direction of the annular protrusion, the magnetization direction of the inner permanent magnet is directed to the radial direction, and the magnetization direction of the outer permanent magnet is the annular shape. The magnetic field generator according to claim 5, wherein the magnetic field generator is directed in an axial direction of the protrusion.
The magnetic field generator according to claim 6, wherein the inner permanent magnet has a coercive force larger than that of the outer permanent magnet.
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