JP2010080485A - 永久磁石、永久磁石の製造方法及び永久磁石を用いた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の磁場（磁束）を強化することを目的とする。
【解決手段】永久磁石２０であって、Ｎ極とＳ極の少なくとも一方に、エアーギャップ溝２６が形成されている永久磁石。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石及び永久磁石を用いた装置に関する。

永久磁石は様々な装置、電気機械に使われている。永久磁石を用いた電気機械として特許文献１に記載されたブラシレスモータが知られている。

特開２００１−２９８９８２号公報

しかし、従来からモータ内の磁場を強化して、効率をさらに向上させたいという要望があった。しかし、永久磁石用材料などの制約から、さらなる磁場の強化が難しいという問題があった。また、永久磁石の磁場（磁束）を強化することは、モータに限らず、永久磁石を用いる装置に共通する課題であった。

本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、永久磁石の磁場（磁束）を強化することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
永久磁石であって、Ｎ極とＳ極の少なくとも一方に、エアーギャップ溝が形成されている永久磁石。
この適用例によれば、エアーギャップ溝の側面は同極になる。側面から出た磁力線は交わらず溝の上部方向に伸びる。その結果、溝の上部方向の磁力線密度が高くなり、磁場を強くすることが可能となる。

［適用例２］
適用例１に記載の永久磁石において、前記エアーギャップ溝に非磁石性材料が充填されている、永久磁石。
この適用例によれば、溝が非磁石性材料で充填されているので、溝を挟む磁極の磁気的特性が溝の材料によって影響を受けないので、溝の位置における磁場をより強めることが可能となる。

［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の永久磁石において、前記エアーギャップ溝を複数本数備える、永久磁石。
この適用例によれば、エアーギャップ溝の本数が増えるので、さら磁場を強くすることが可能となる。

［適用例４］
ブラシレス電気機械であって、適用例１から適用例３のいずれかに記載の永久磁石を有する第１の部材と、前記第１の部材の前記溝側に配置される電磁コイルを有する第２の部材と、を備える、ブラシレス電気機械。
この適用例によれば、ブラシレス電気機械の永久磁石の磁場を強化し、ブラシレス電気機械の効率を向上させることが可能となる。

［適用例５］
適用例４に記載のブラシレス電気機械において、前記永久磁石は中空円筒の形状を有し、前記永久磁石のＮ極とＳ極は、前記中空円筒の円周方向に沿って交互に並び、前記溝は、前記中空円筒の中心軸を中心とする放射方向に形成されている、ブラシレス電気機械。
この適用例によれば、ブラシレス電気機械の効率を向上させることが可能となる。

［適用例６］
適用例４に記載のブラシレス電気機械において、前記永久磁石は棒の形状を有し、前記永久磁石のＮ極とＳ極は、前記棒の長手方向に交互に並び、前記溝は、前記長手方向と垂直な方向に形成されている、ブラシレス電気機械。
この適用例によれば、いわゆるリニアタイプのブラシレス電気機械の効率を向上させることが可能となる。

［適用例７］
適用例６に記載のブラシレス電気機械において、前記永久磁石は、前記長手方向に中空である、ブラシレス電気機械。
この適用例によれば、いわゆるリニアタイプのブラシレス電気機械の場合、永久磁石が中空であってもよい。

［適用例８］
電子機器であって、適用例４から適用例７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える電子機器。
［適用例９］
適用例８に記載の電子機器であって、前記電子機器はプロジェクタである、電子機器。
［適用例１０］
燃料電池使用機器であって、適用例４から適用例７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える燃料電池使用機器。
［適用例１１］
ロボットであって、適用例４から適用例７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備えるロボット。
［適用例１２］
移動体であって、適用例４から適用例７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える移動体。
これらの適用例によれば、上記永久磁石を用いたブラシレス電気機械は、様々な装置に適用が可能である。

［適用例１３］
医療機器であって、適用例１から適用例３のいずれかに記載の永久磁石を備える、医療機器。
これらの適用例によれば、上記永久磁石は様々な装置に適用可能であり、上記永久磁石により強い磁場を発生させ、装置の効率を向上させることが可能となる。

［適用例１４］
永久磁石の製造方法であって、未着磁の磁性体材料を準備する工程と、前記磁性体材料に溝を形成する工程と、前記磁性体材料に対し、着磁ヨークを用いて着磁を行う工程と、を備える、永久磁石の製造方法。
この適用例によれば、磁場の強い永久磁石を容易に製造することが可能となる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、永久磁石の他、永久磁石を用いた装置の形態で実現することができる。

Ａ．永久磁石の構成：
第１の実施例：
図１は、本発明の第１の実施例と比較例とを示す説明図である。図１（Ａ）は平面図を示し、図１（Ｂ）は側面図を示している。図１（Ｃ）は、磁場強度を示している。図１（Ｄ）は、動作原理を示している。図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の右側の図が実施例を示し、左側の図が比較例を示している。ここでは４つの永久磁石２０が隣接して並べられている。各永久磁石２０の磁化方向は、図１（Ｂ）の上下方向である。図１（Ａ）に示すように、隣接する永久磁石２０は、Ｎ極とＳ極が交互に現れるように配置されている。４つの永久磁石２０のＮ極とＳ極には、それぞれ溝２６が形成されている。この溝２６は、各磁極の中央に設けられていることが好ましい。

図１（Ｂ）には、各永久磁石２０の表面近傍の磁束密度の大きさが矢印で示されている。溝２６近傍の磁束密度は、溝２６が無い比較例における磁束密度よりも大きくなっている。図１（Ｄ）では、Ｎ極における溝２６近傍の磁力線の様子が示されている。ここで、磁力線同士はその性質上反発するので交わることはない。そのため、溝２６の左側側面２６Ａから出る磁力線と右側側面２６Ｂから出る磁力線は、いずれも溝２６の上方に向かって伸びる。その結果、溝２６の上方は、磁束密度が高まる。このように、溝２６が形成されていると、溝２６が形成されていない場合に比べて溝２６近傍の磁場の強さを強くすることが可能となる。また、溝２６を形成することにより、磁場の指向性を高めることが可能となる。

なお、溝２６は、予め選択された材料で充填してもよく、或いは、何も充填されていないエアーギャップとして構成するようにしてもよい。また、永久磁石２０の全体は、表面処理を行うことにより、錆防止用の保護被膜（図示省略）で被覆することが好ましく、溝２６も同じ保護被膜で充填することが好ましい。保護被膜の材料としては、硬磁性材料では無く、軟磁性材料又は非磁性材料を使用することが好ましい。ここで、「硬磁性材料」とは、永久磁石用材料として利用される材料（ヒステリシスが大きな強磁性体）を意味する。「軟磁性材料」とは、電磁石のコア材料としては使用されるが、永久磁石用材料として使用されない材料を意味する。「非磁性材料」とは、硬磁性材料と軟磁性材料以外の材料を意味する。なお、本明細書において、軟磁性材料と非磁性材料とを併せて「非磁石性材料」とも呼ぶ。ニッケルやクロムは強磁性体であるが、単独または合金の形態では非磁石性材料となる場合がある。例えば、ニッケル・クロム合金等の金属製非磁石性材料を用いて永久磁石２０をメッキすることによって、溝２６を充填しつつ永久磁石２０の全体を覆う保護被膜を形成することが可能である。この場合には、溝２６の内部までメッキ材料が充填されるように、溝２６の幅（ギャップ）を例えば５０μｍ以上に設定することが好ましい。但し、溝２６が過度に大きいと磁束密度が低下するので、溝２６の幅は１００μｍ以下とすることが好ましい。溝２６を非磁石性材料で充填すれば、溝２６を挟む磁極の磁気的特性が溝２６の材料によって影響を受けないので、溝２６の位置における磁場をより強めることが可能である。

第２の実施例：
図２は、本発明の第２の実施例を示す説明図である。図２（Ａ）は、平面図であり、図２（Ｂ）は、２Ｂ−２Ｂ切断線による断面図である。第２の実施例では、溝２６が永久磁石２０の側面部まで形成されていない点が、第１の実施例と異なる。すなわち、溝２６は、永久磁石２０の中央部でのみ形成されている。このように構成しても、溝２６上方に向かって磁場を強くすることが可能である。

第３の実施例：
図３は、本発明の第３の実施例を示す説明図である。図３（Ａ）は平面図を示し、図３（Ｂ）は側面図を示している。図３（Ｃ）は、磁場強度を示している。第３の実施例は、第１の実施例と比較すると、溝２６と反対側にバックヨーク２４を備えている点が異なる。このように、溝２６と反対側にバックヨーク２４を備える構成にしても、溝２６上方に向かって磁場を強くすることが可能である。

第４の実施例：
図４は、本発明の第４の実施例を示す説明図である。図４（Ａ）は平面図を示し、図４（Ｂ）は側面図を示している。図４（Ｃ）は、磁場強度を示している。第４の実施例は、第１の実施例と比較すると、溝２６が形成されている面が各永久磁石２０により異なる。すなわち第１の実施例では、４つ永久磁石２０の上面に溝２６が形成されている。一方、第４の実施例では、永久磁石２０の上面と下面とに交互に溝２６が形成されている。このように構成することにより、永久磁石２０の上面と下面とで交互に磁場を強くすることが可能となる。

第５の実施例：
図５は、本発明の第５の実施例を示す説明図である。図５（Ａ）は平面図を示し、図５（Ｂ）は側面図を示している。図５（Ｃ）は、磁場強度を示している。第５の実施例は、第１の実施例と比較すると、溝２６が複数本数形成されている点が異なる。このように、溝２６が複数本数形成されていると、溝２６の本数に応じて磁場を強化することが可能となる。なお、溝２６は、必要とする磁場の強度に応じた本数が形成されていることが好ましい。

第６の実施例：
図６は、本発明の第６の実施例を示す説明図である。第６の実施例では、永久磁石２０が中空円筒形をしており、N極とS極が円筒の円周に沿って交互に配置されている点が異なる。ここでは、溝２６は、永久磁石２０の表面において、円筒の放射方向に形成されている。これにより、放射方向に強力な磁場を形成することができる。第６の実施例の永久磁石２０は、たとえば、ブラシレスモータに適用することが可能である。

第７の実施例：
図７は、本発明の第７の実施例を示す説明図である。第７の実施例は、第６の実施例の永久磁石２０を扁平にしたものである。このように永久磁石２０を扁平に構成してもよい。

図８は、溝２６が形成された永久磁石２０を形成する方法を模式的に示す説明図である。図８（Ａ）は、着磁前の磁石の側面図を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ切断線による断面図を示す。図８（Ｃ）は、着磁装置の平面断面図、図８（Ｄ）は、着磁装置の側面断面図を示す。ここで、図８（Ｃ）は、図８（Ｄ）における８Ｃ−８Ｃ切断線による断面図、図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）における８Ｄ−８Ｄ切断線による断面図となっている。図８（Ｅ）は、着磁の動作を説明する説明図、図８（Ｆ）は、着磁後の磁石の側面図を示す。

まず、溝２６が形成されていない未着磁の磁石部材２０ａを準備する。ここで、磁石部材２０ａを形成する磁性体の材料として、硬磁性体材料を用いることができる。硬磁性体材料とは、永久磁石用材料として用いることができる材料、例えばヒステリシスが大きな強磁性体材料、を意味する。焼結法やボンド法にて硬磁性体材料から磁石部材２０ａを成形する。ここで、ボンド法では、非磁石材料を成型時に複合して成型し、焼結法では、成形後に例えばワイヤーカッターを用いて溝２６を加工し、溝２６内に非磁石材料を充填する。この段階では、磁石部材２０ａは着磁がされていない。これにより、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような、溝２６が形成された磁石部材２０ａを形成することができる。なお、焼結法においては、磁石部材２０ａの成形後に溝２６を形成するのではなく、磁石部材２０ａを成形する際に溝２６を形成するための凸部を有する金型を用い、磁石部材２０ａの成形と同時に溝２６を形成するようにしてもよい。

次に、着磁装置８０について説明する。着磁装置８０は、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、中空円筒形の筐体８２と、着磁ヨーク８４と、コイル８６とを備える。着磁ヨーク８４はＴ字型をしており、筐体８２の内側に設けられている。本実施例では、着磁ヨーク８４は、円筒の長さ方向に複数段設けられおり、各段において１２０°の間隔で３つ設けられている。コイル８６は、着磁ヨーク８４のＴ字の縦棒の周りに巻かれている。なお、着磁ヨーク８４の端部の極性が段毎に交互にＮ極とＳ極になるように、各段のコイル８６の巻きの向きが調整されている。

次に、磁石部材２０ａに着磁を行う。具体的には、着磁装置８０の着磁ヨーク８４内側に磁石部材２０ａを配置し、コイル８６に電流を流す。このとき、溝２６と着磁ヨーク８４の位置が同じになるよう永久磁石を配置する。これにより、図８（Ｅ）に示すように磁石部材２０ａに磁束が通り、着磁が実行される。次に、着磁装置８０から永久磁石２０を取り出す。永久磁石２０には、図８（Ｆ）に示すように、Ｎ極とＳ極が形成されている。なお、本実施例では、溝２６の形成後に着磁を行っているが、溝２６の形成前に着磁を行い、その後に溝２６を形成するようにしてもよい。この場合には、永久磁石２０の、着磁ヨーク８４と隣接する部分に溝２６を形成することが好ましい。

なお、本実施例では、着磁装置８０は、各段に着磁ヨーク８４を３つ備えているが、各段に備える着磁ヨーク８４の数は、２つであってもよい。この場合、各段における２つの着磁ヨーク８４の端部の極性について、一方がＮ極、他方がＳ極となるように各着磁ヨーク８４のＴ字の縦棒の周りにコイル８６が巻かれていることが好ましい。こうすることにより、一方の着磁ヨーク８４から磁石部材２０ａを経て他方の着磁ヨーク８４に磁束が通る。その結果、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す永久磁石２０を形成することが可能となる。

Ｂ．各種の実施例：
第８の実施例：
以下、上記説明した永久磁石を用いる応用装置について説明する。図９は、本発明の第８の実施例を示す説明図である。２相ブラシレスモータ１００は、略円筒状のステータ６０が外側に配置され、略円筒状のロータ５０が内側に配置されたインナーロータ型モータである。ステータ６０は、ケーシング１３０の内周に沿って配列された複数の電磁コイル３０Ａ、３０Ｂを有している。ステータ６０には、さらに、ロータ５０の位相を検出する位置センサとしての磁気センサ４０が、電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと対応して配置されている。電磁コイル３０Ａ、３０Ｂと磁気センサ４０は、回路基板１４０の上に固定されている。回路基板１４０は、ケーシング１３０に固定されている。ケーシング１３０は、軟磁性材によるバックヨークとして、軟磁性粉材を含有した樹脂で覆う構造を有していてもよい。また、ケーシング１３０と電磁コイル３０Ａ、３０Ｂの間に軟磁性材によるバックヨークを設けてもよい。

ロータ５０は、その外周に永久磁石２０を有しており、ロータ５０の中心に回転軸１１０が設けられている。この回転軸１１０は、軸受け部１１２で支持されている。永久磁石２０は、６つの磁石を有している。各磁石は、回転軸１１０の中心から外部に向かう径方向（放射方向）に沿って磁化されている。なお、この例では、ケーシング１３０の内側に、コイルバネ１１４が設けられており、このコイルバネ１１４が永久磁石２０を図の左方向に押すことによって、永久磁石２０の位置決めを行っている。但し、コイルバネ１１４は省略可能である。

電磁コイル３０は、永久磁石２０によって形成される磁場方向と交差する方向に巻かれている。図９（Ａ）では、磁場方向は上下方向であり、電磁コイル３０は水平方向に巻かれている。また、図９（Ｂ）では、磁場方向は回転軸１１０を中心とした半径方向にあり、電磁コイル３０も半径方向を中心としてそれに垂直な方向に巻かれている。ここで、永久磁石２０には、溝２６が形成されているので、溝２６に沿った回転軸１１０を中心とした半径方向の磁場は、強くなっている。そのため、２相ブラシレスモータ１００の効率を向上させることが可能となっている。

図１０は、本発明の第９の実施例を示す説明図である。図１０（Ａ）が側面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の１０Ｂ―１０Ｂ切断線による断面図である。第９の実施例は、所謂リニアタイプのモータである。第９の実施例は、中心部に中空棒状の永久磁石２０が配置されており、永久磁石２０には、長手方向に沿って交互にＮ極とＳ極が形成されている。永久磁石２０の外側表面には、長手方向とは垂直な方向に、溝２６が形成されている。なお、溝２６は、Ｎ極、Ｓ極の両方に形成されている。磁場は、溝２６に沿って永久磁石２０の長手方向と垂直な方向に伸びている。永久磁石２０の外側には、電磁コイル３０が配置され、電磁コイル３０は、永久磁石２０によって形成される磁場方向と交差する方向に巻かれている。このような、所謂リニアタイプのモータであっても、溝２６に沿った方向の磁場を強化し、効率を向上させることが可能となる。なお、本実施例では、永久磁石２０は、中空棒状であったが、中空でない中が詰まった棒状であってもよい。

Ｃ．回路構成：
図１１は、実施例におけるブラシレス電気機械の制御回路の構成を示すブロック図である。この制御回路は、ＣＰＵシステム３００と、駆動信号生成部２００と、駆動ドライバ部２１０と、回生制御部２２０と、蓄電器２３０と、蓄電制御部２４０とを備えている。駆動信号生成部２００は、駆動ドライバ部２１０に供給する駆動信号を生成する。

図１２は、駆動ドライバ部２１０の構成を示す回路図である。この駆動ドライバ部２１０は、Ｈ型ブリッジ回路を構成している。駆動信号生成部２００からは、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１と、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２のうちの一方が駆動ドライバ部２１０に供給される。図１１に示す電流ＩＡ１，ＩＡ２は、これらの駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２に応じて流れる電流（「駆動電流」とも呼ぶ）の方向を示している。例えば、直流駆動用磁石モジュールを用いたモータの場合には、第１の駆動信号ＤＲＶＡ１に応じて電流ＩＡ１が流れる場合にはモータが所定の第１の駆動方向に動作し、第２の駆動信号ＤＲＶＡ２に応じて電流ＩＡ２が流れる場合にはモータが第１の駆動方向とは逆の第２の駆動方向に動作する。また、交流駆動用磁石モジュールを用いたモータの場合には、第１と第２の駆動信号ＤＲＶＡ１，ＤＲＶＡ２を交互に用いてモータを駆動することが可能である。

図１３は、回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。回生制御部２２０は、電磁コイル３０に対して駆動ドライバ部と並列に接続されている。回生制御部２２０は、ダイオードで構成される整流回路２２２と、スイッチングトランジスタ２２４とを備えている。蓄電制御部２４０によってスイッチングトランジスタ２２４がオン状態になると、電磁コイル３０で発生した電力を回生して蓄電器２３０を充電することが可能である。また、蓄電器２３０から電磁コイル３０に電流を供給することも可能である。なお、制御部から、回生制御部２２０と蓄電器２３０と蓄電制御部２４０を省略してもよく、或いは、駆動信号生成部２００と駆動ドライバ部２１０を省略してもよい。

このように、上述した各実施例のブラシレスモータでは、溝を有する永久磁石を利用して強い磁場を発生させ、この磁場と電磁コイルとの電磁相互作用で駆動力を発生させるようにしたので、高効率なモータを実現することができる。また、ブラシレス電気機械をブラシレス発電機として構成した場合には、高効率な発電機を実現することが可能である。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ１．変形例１：
上記実施例では、ブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成の具体例を説明したが、本発明のブラシレス電気機械の機械的構成や回路構成としては、これら以外の任意の構成を採用することが可能である。

Ｄ２．変形例２：
本発明は、ファンモータ、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、上述した種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式パソコン、燃料電池式デジタルカメラ、燃料電池式ビデオカメラ、燃料電池式携帯電話などの燃料電池使用機器、プロジェクタ等の各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。また、本発明によるモータは、移動体やロボット用のモータとしても利用可能である。

図１４は、本発明の適用例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。このプロジェクタ６００は、赤、緑、青の３色の色光を発光する３つの光源６１０Ｒ、６１０Ｇ、６１０Ｂと、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ６４０Ｒ、６４０Ｇ、６４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム６５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系６６０と、プロジェクタ内部を冷却するための冷却ファン６７０と、プロジェクタ６００の全体を制御する制御部６８０と、を備えている。冷却ファン６７０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。

図１５は、本発明の適用例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。図１５（Ａ）は携帯電話７００の外観を示しており、図１５（Ｂ）は、内部構成の例を示している。携帯電話７００は、携帯電話７００の動作を制御するＭＰＵ７１０と、ファン７２０と、燃料電池７３０とを備えている。燃料電池７３０は、ＭＰＵ７１０やファン７２０に電源を供給する。ファン７２０は、燃料電池７３０への空気供給のために携帯電話７００の外から内部へ送風するため、或いは、燃料電池７３０で生成される水分を携帯電話７００の内部から外に排出するためのものである。なお、ファン７２０を図１５（Ｃ）のようにＭＰＵ７１０の上に配置して、ＭＰＵ７１０を冷却するようにしてもよい。ファン７２０を駆動するモータとしては、上述した各種のブラシレスモータを利用することができる。

図１６は、本発明の適用例によるモータ／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。この自転車８００は、前輪にモータ８１０が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路８２０と充電池８３０とが設けられている。モータ８１０は、充電池８３０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモータ８１０で回生された電力が充電池８３０に充電される。制御回路８２０は、モータの駆動と回生とを制御する回路である。このモータ８１０としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。

図１７は、本発明の適用例によるモータを利用したロボットの一例を示す説明図である。このロボット９００は、第１と第２のアーム９１０，９２０と、モータ９３０とを有している。このモータ９３０は、被駆動部材としての第２のアーム９２０を水平回転させる際に使用される。このモータ９３０としては、上述した各種のブラシレスモータを利用することが可能である。

図１８は、本発明の適用例による磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）の一例を示す説明図である。ＭＲＩ１０００は、永久磁石１０１０と、操作部１０２０と、表示部１０３０とを備える。永久磁石１０１０には、溝１０１５が形成されている。ＭＲＩ１０００は、被検者１０５０の磁気共鳴現象を測定し、表示部１０３０に表示する。ＭＲＩには、例えばトンネル型ＭＲＩと開放型ＭＲＩの２つのタイプがある。トンネル型ＭＲＩは、トンネルを有しており、トンネル内に磁場を形成し、被検者をトンネル内に挿入して核磁気共鳴現象の測定を行う。トンネル型ＭＲＩでは強力な磁場を生み出すため超伝導磁石が使われている。そのため、磁石を冷却するための冷却設備が必要であり、装置の小型化が難しいという問題があった。また、超伝導磁石の構造上トンネル型にするのが一般的で、被検者１０５０の「圧迫感がある」「閉塞感を感じる」という声があった。一方、開放型ＭＲＩは、被検者１０５０を挿入するためのトンネルを備えていないタイプのＭＲＩである。開放型ＭＲＩでは超伝導磁石ではなく永久磁石１０１０が使われている。そのため、磁石の冷却設備が不要でレイアウトの自由度が高いというメリットがあるが、強力な磁場を生み出し難いという問題があった。本実施例に示す開放型ＭＲＩは、溝１０１５を有する永久磁石１０１０を備えているので、永久磁石１０１０による磁場を強めることができる。したがって、トンネル型ＭＲＩと開放型ＭＲＩとの良い点を兼ね備えたＭＲＩを実現できる。

また、上記説明した永久磁石に溝を形成して磁束（磁場）の強度を高める技術は、ネックレスやブレスレット、絆創膏や下着に粒状の磁石を内蔵した磁気装置にも応用することができる。これにより磁石を小さくしても同様の磁場を与えることが可能となるので、磁石による異物感を少なくすることが可能となる。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

本発明の第１の実施例を示す説明図である。 本発明の第２の実施例を示す説明図である。 本発明の第３の実施例を示す説明図である。 本発明の第４の実施例を示す説明図である。 本発明の第５の実施例を示す説明図である。 本発明の第６の実施例を示す説明図である。 本発明の第７の実施例を示す説明図である。 溝２６が形成された永久磁石２０を形成する方法を模式的に示す説明図である。 本発明の第８の実施例を示す説明図である。 本発明の第９の実施例を示す説明図である。 実施例におけるブラシレス電気機械の制御回路の構成を示すブロック図である。 駆動ドライバ部２１０の構成を示す回路図である。 回生制御部２２０の内部構成を示す回路図である。 本発明の適用例によるモータを利用したプロジェクタを示す説明図である。 本発明の適用例によるモータを利用した燃料電池式携帯電話を示す説明図である。 本発明の適用例によるモータ／発電機を利用した移動体の一例としての電動自転車（電動アシスト自転車）を示す説明図である。 本発明の適用例によるモータを利用したロボットの一例を示す説明図である。 本発明の適用例による磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０…永久磁石
２４…バックヨーク
２６…溝
２６Ａ…左側側面
２６Ｂ…右側側面
３０、３０Ａ、３０Ｂ…電磁コイル
４０…磁気センサ
５０…ロータ
６０…ステータ
８０…着磁装置
８２…筐体
８４…着磁ヨーク
８６…コイル
１００…着磁装置
１１０…回転軸
１１２…軸受け部
１１４…コイルバネ
１３０…ケーシング
１４０…回路基板
２００…駆動信号生成部
２１０…駆動ドライバ部
２２０…回生制御部
２２２…整流回路
２２４…スイッチングトランジスタ
２３０…蓄電器
２４０…蓄電制御部
６００…プロジェクタ
６１０Ｒ…光源
６４０Ｒ…液晶ライトバルブ
６５０…クロスダイクロイックプリズム
６６０…投写レンズ系
６７０…冷却ファン
６８０…制御部
７００…携帯電話
７２０…ファン
７３０…燃料電池
８００…自転車
８１０…モータ
８２０…制御回路
８３０…充電池
９００…ロボット
９１０…第２のアーム
９２０…第２のアーム
９３０…モータ
１０００…磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）
１０１０…永久磁石
１０１５…溝
１０２０…操作部
１０３０…表示部
１０５０…被検者
ＤＲＶＡ１…第１の駆動信号
ＤＲＶＡ２…第２の駆動信号
ＳＣ…スクリーン
ＩＡ１、ＩＡ２…電流

Claims (14)

1. 永久磁石であって、
   Ｎ極とＳ極の少なくとも一方に、エアーギャップ溝が形成されている永久磁石。
2. 請求項１に記載の永久磁石において、
   前記エアーギャップ溝に非磁石性材料が充填されている、永久磁石。
3. 請求項１または請求項２に記載の永久磁石において、
   前記エアーギャップ溝を複数本数備える、永久磁石。
4. ブラシレス電気機械であって、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の永久磁石を有する第１の部材と、
   前記第１の部材の前記溝側に配置される電磁コイルを有する第２の部材と、
   を備える、ブラシレス電気機械。
5. 請求項４に記載のブラシレス電気機械において、
   前記永久磁石は中空円筒の形状を有し、
   前記永久磁石のＮ極とＳ極は、前記中空円筒の円周方向に沿って交互に並び、
   前記溝は、前記中空円筒の中心軸を中心とする放射方向に形成されている、
   ブラシレス電気機械。
6. 請求項４に記載のブラシレス電気機械において、
   前記永久磁石は棒の形状を有し、
   前記永久磁石のＮ極とＳ極は、前記棒の長手方向に交互に並び、
   前記溝は、前記長手方向と垂直な方向に形成されている、
   ブラシレス電気機械。
7. 請求項６に記載のブラシレス電気機械において、
   前記永久磁石は、前記長手方向に中空である、
   ブラシレス電気機械。
8. 電子機器であって、
   請求項４から請求項７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える電子機器。
9. 請求項８に記載の電子機器であって、
   前記電子機器はプロジェクタである、電子機器。
10. 燃料電池使用機器であって、
    請求項４から請求項７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える燃料電池使用機器。
11. ロボットであって、
    請求項４から請求項７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備えるロボット。
12. 移動体であって、
    請求項４から請求項７のいずれかに記載のブラシレス電気機械を備える移動体。
13. 医療機器であって、
    請求項１から請求項３のいずれかに記載の永久磁石を備える、医療機器。
    （こられの永久磁石を用いることにより強磁場を発生させることが可能となる。）
14. 永久磁石の製造方法であって、
    未着磁の磁性体材料を準備する工程と、
    前記磁性体材料に溝を形成する工程と、
    前記磁性体材料に対し、着磁ヨークを用いて着磁を行う工程と、
    を備える、永久磁石の製造方法。

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