JPS5976405A - 磁場強さを調節できる多極永久磁石構造体 - Google Patents
磁場強さを調節できる多極永久磁石構造体Info
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- JPS5976405A JPS5976405A JP58174055A JP17405583A JPS5976405A JP S5976405 A JPS5976405 A JP S5976405A JP 58174055 A JP58174055 A JP 58174055A JP 17405583 A JP17405583 A JP 17405583A JP S5976405 A JPS5976405 A JP S5976405A
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- magnetic field
- magnetic pole
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
- H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
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- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明t、J、 、 FJ)揚強さを調節することがで
きる多極永久磁石の構造に閏づるものCある。
きる多極永久磁石の構造に閏づるものCある。
強さを可変とした礎揚を光41さ14るには多くの技t
4i /)<利用可能ひある。かかる磁場は、粒子ビー
ムを曲げたり集中させたつづるだめの荷電粒子の加速器
におい一′C特にイj用(・δ5る。電磁石、即ち、通
常又は超電導巻線に電流を通りことで磁場を生じさける
装置で(ま、ある適用に対しては手入な限界がある。こ
の限界の一つは、これらの装置が従来の導体を作動させ
と)電流のため或いは超電導体を冷却するために消費ザ
る美大41mの高1ITIlな電力(゛ある。加えて、
従来の電磁0(」1、その電流密1隻がその直線寸法に
逆比例づるために最小体積に限y−があり、このため究
極的には、克服しillい冷却の問題に直面する。その
結果、こ1′シらの電磁7−1のl、−めの電流はJ、
り小さい規模の6の【こ減しられねばなtうず、でのた
め磁場はより小さいしのと4rる。
4i /)<利用可能ひある。かかる磁場は、粒子ビー
ムを曲げたり集中させたつづるだめの荷電粒子の加速器
におい一′C特にイj用(・δ5る。電磁石、即ち、通
常又は超電導巻線に電流を通りことで磁場を生じさける
装置で(ま、ある適用に対しては手入な限界がある。こ
の限界の一つは、これらの装置が従来の導体を作動させ
と)電流のため或いは超電導体を冷却するために消費ザ
る美大41mの高1ITIlな電力(゛ある。加えて、
従来の電磁0(」1、その電流密1隻がその直線寸法に
逆比例づるために最小体積に限y−があり、このため究
極的には、克服しillい冷却の問題に直面する。その
結果、こ1′シらの電磁7−1のl、−めの電流はJ、
り小さい規模の6の【こ減しられねばなtうず、でのた
め磁場はより小さいしのと4rる。
(こで、多くの磁石応用例に対しては、当然必要となる
電力消費を(゛(′う巻線を除去し、イしで物理的に小
さい空間内に強い磁場を生じさせるIこめに、電磁石の
変わりに永久磁石を使用りるのがしばしばず1刊ぐある
ことが判明1ノでいる。
電力消費を(゛(′う巻線を除去し、イしで物理的に小
さい空間内に強い磁場を生じさせるIこめに、電磁石の
変わりに永久磁石を使用りるのがしばしばず1刊ぐある
ことが判明1ノでいる。
小心い空間内で用いら゛れぞし−C大きな磁極先端磁場
を必要とづる磁石に対しては、利用可能な空間内で充分
な銅断面面積を3[)るのはしばしば非常に困テ11(
ある。高磁場永久磁石が特に適用される分野としては、
原子物理学、区学冶療おJ:び細穴にJ3いて用いられ
る直線加速器にお(〕る荷電粒子ビーノ)の案内、集中
J5 J、び屈曲のための小さい四1ilil&石の構
造におGJる分野である。
を必要とづる磁石に対しては、利用可能な空間内で充分
な銅断面面積を3[)るのはしばしば非常に困テ11(
ある。高磁場永久磁石が特に適用される分野としては、
原子物理学、区学冶療おJ:び細穴にJ3いて用いられ
る直線加速器にお(〕る荷電粒子ビーノ)の案内、集中
J5 J、び屈曲のための小さい四1ilil&石の構
造におGJる分野である。
叩論的な解析は[永久磁石リングを用いた四極子及び双
極子の設計J (iq65イX8月10に目’e、
(’rのプルツクヘーブン国立研究所報告NO,△△D
[) −89) fコミ5イT J 、 B 、ルつ盲
ット(131e〜vat:t)によって表わされている
。この報告には、異ツノ性月おlを用いるリング叉は円
筒状の四極永久ta石の強さを耐大にづるための方程式
%式% 永久11石の多極磁石を設計するための技術が、本発明
a−Cあるに、ハルバッハ(+−1a l bach
)ににる論文、「配向希土類コバルト(A利1こよる永
久磁石の多極磁石の設Fill(=:+−クリア イ〉
・スツルメンツ アント メソッド(N t+clea
r] nsl+’ume++ts a+ol M
+!IhodS) 169 (1980) ’11
0頁) tc間示さrt ”Cいる。ここに開示されて
いるの(Jl、各々が巽なつI、コ予め定められた方向
に磁化++qllil (ca:纂y axis )
、即ち磁気配向軸線を右づる多数の磁気的に異方性の磁
気I刃片を用いる四極r設blc・ある。この段目に対
して提案されメ、二適用Ca1L−’T)の四極子が他
方の孔の内部(、−位置りろように2゛つの多1i磁了
1を絹み含わけたものである。帛」−類コバルトl[c
)月オ“1を用いる場合(Jは、個々の611場の市ね
合わせが1り能であり、各四極子の11場はでの相対的
な回転1i1 @に応じ(加算又は引瞳される。この説
it’ Cは、16石の端部にお(]る辺縁磁揚に悩ま
され、これらの111場は合同してH) fコのビーム
光学−特fノロご好ましからざる摂動を生じさせる。
極子の設計J (iq65イX8月10に目’e、
(’rのプルツクヘーブン国立研究所報告NO,△△D
[) −89) fコミ5イT J 、 B 、ルつ盲
ット(131e〜vat:t)によって表わされている
。この報告には、異ツノ性月おlを用いるリング叉は円
筒状の四極永久ta石の強さを耐大にづるための方程式
%式% 永久11石の多極磁石を設計するための技術が、本発明
a−Cあるに、ハルバッハ(+−1a l bach
)ににる論文、「配向希土類コバルト(A利1こよる永
久磁石の多極磁石の設Fill(=:+−クリア イ〉
・スツルメンツ アント メソッド(N t+clea
r] nsl+’ume++ts a+ol M
+!IhodS) 169 (1980) ’11
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いるの(Jl、各々が巽なつI、コ予め定められた方向
に磁化++qllil (ca:纂y axis )
、即ち磁気配向軸線を右づる多数の磁気的に異方性の磁
気I刃片を用いる四極r設blc・ある。この段目に対
して提案されメ、二適用Ca1L−’T)の四極子が他
方の孔の内部(、−位置りろように2゛つの多1i磁了
1を絹み含わけたものである。帛」−類コバルトl[c
)月オ“1を用いる場合(Jは、個々の611場の市ね
合わせが1り能であり、各四極子の11場はでの相対的
な回転1i1 @に応じ(加算又は引瞳される。この説
it’ Cは、16石の端部にお(]る辺縁磁揚に悩ま
され、これらの111場は合同してH) fコのビーム
光学−特fノロご好ましからざる摂動を生じさせる。
それ故、本発明の目的IJ 、磁場の強さが容易(、l
調1lil司111iな多極永久磁石を提供づることC
゛ある。。
調1lil司111iな多極永久磁石を提供づることC
゛ある。。
本発明の別の目的は、磁場の強さが変化してもモの磁場
の分イ11が実質的に乱されないように1四もりるI1
1能な多極永久磁石を提供することである。
の分イ11が実質的に乱されないように1四もりるI1
1能な多極永久磁石を提供することである。
本発明の別の目的は、電力を消費しない可変III場強
度をも′)磁石を提供することである1、本8L明の別
の目的は、多極永久磁石の磁場の強さを連続的に変更さ
せること(ある。
度をも′)磁石を提供することである1、本8L明の別
の目的は、多極永久磁石の磁場の強さを連続的に変更さ
せること(ある。
本5を明σ)こ4Iら及び他の「1的(ごよれば、供用
の強さが調01)可能な多極永久圃r11M i責がり
えられる。゛−リ\乙は:i tt Iメ十の1iil
l IMI 1.た磁気的に軟らかい<magneLi
cally−sol’t ) r4jr、極片が一つ又
は世故の永久磁石にJ、つ”ζ励I録さね、こ1’lら
の永久磁石は高い残留磁場と強いイ^’4に力を右する
しのど1−7て1.′I徴付tJられる。こ]′えらの
特徴を右づる一つの斡ましいF、Vの材料はイ1土類コ
バル1−(+’< FC)拐イ′81Cある。イの非7
Hに広い観h−にdSいで、一つ又は複f;M I!;
lの永久[H石によって与えられるf妹朱を磁極Ji
I;二ij」変向(−結合りるための手段がiiu t
Jられ−(いる、、この1iJ変結合は、■極片間の1
φに場の強さを制御りると同口、鴇ここの磁場の分布を
実質的に一定に維持づるのに用いられる。
の強さが調01)可能な多極永久圃r11M i責がり
えられる。゛−リ\乙は:i tt Iメ十の1iil
l IMI 1.た磁気的に軟らかい<magneLi
cally−sol’t ) r4jr、極片が一つ又
は世故の永久磁石にJ、つ”ζ励I録さね、こ1’lら
の永久磁石は高い残留磁場と強いイ^’4に力を右する
しのど1−7て1.′I徴付tJられる。こ]′えらの
特徴を右づる一つの斡ましいF、Vの材料はイ1土類コ
バル1−(+’< FC)拐イ′81Cある。イの非7
Hに広い観h−にdSいで、一つ又は複f;M I!;
lの永久[H石によって与えられるf妹朱を磁極Ji
I;二ij」変向(−結合りるための手段がiiu t
Jられ−(いる、、この1iJ変結合は、■極片間の1
φに場の強さを制御りると同口、鴇ここの磁場の分布を
実質的に一定に維持づるのに用いられる。
本発明の〜つの観点によれば、永久ta石の磁束の磁極
111J対りるI11変結合は、7Eiいに対して移動
し−でしη!7い(J非7K トニ接近(〕た時に−て
れらの間(、磁気結合をI)える面領域を各々が右する
磁(4部片とJ・久魁凸と(こJ、−)てt)られる。
111J対りるI11変結合は、7Eiいに対して移動
し−でしη!7い(J非7K トニ接近(〕た時に−て
れらの間(、磁気結合をI)える面領域を各々が右する
磁(4部片とJ・久魁凸と(こJ、−)てt)られる。
一方の面が伯の面に灼1・C移動りると、でれて1′1
の面領域の種々の部分が非常に接近し、それによつ7、
磁極片間の磁場の強さが制御される。
の面領域の種々の部分が非常に接近し、それによつ7、
磁極片間の磁場の強さが制御される。
本発明の一つの好ましい実施例(、−おいでは、永久磁
石は、);)多極片のまわりに回転づる磁気的(4二軟
らかい円筒11(スリー−〕」(゛回転できるように駅
fiされている。補助永久)娃で4が磁(飼j1へ磁束
を足し加え?、LII3す、モして洛正器永久碍石は永
久磁石から磁極)1内へ好ましからさる磁場が結合Jる
のを防止している。
石は、);)多極片のまわりに回転づる磁気的(4二軟
らかい円筒11(スリー−〕」(゛回転できるように駅
fiされている。補助永久)娃で4が磁(飼j1へ磁束
を足し加え?、LII3す、モして洛正器永久碍石は永
久磁石から磁極)1内へ好ましからさる磁場が結合Jる
のを防止している。
本発明(1−よる方法は、磁1つ1片を軸のまわりに配
置ηること、そして磁極片を一つ又は複数個の永久磁凸
℃′励磁りることを含/υでいる。磁極間の空間での磁
場の強さの調節は、磁極片に対しく永久用らを移動し・
′C接近の程度を種々の−bのにしてれらの間の磁気結
合を変り!りることによって達成される。
置ηること、そして磁極片を一つ又は複数個の永久磁凸
℃′励磁りることを含/υでいる。磁極間の空間での磁
場の強さの調節は、磁極片に対しく永久用らを移動し・
′C接近の程度を種々の−bのにしてれらの間の磁気結
合を変り!りることによって達成される。
−−)の特別の好ましい実施例(゛は、4つの1分極片
が長子方向軸線のまわりに対称に配置され、で1)(/
1つの永久磁石がt朴(Ml )’+4取り凹む円筒状
スリー1にV:、看されでいる、対称四極子とな−)で
いる。磁1Φ片ど永久l磁石とには対応づる円ff:I
状表面か形成されているので、スリーブを回’l’/l
Jるど、可変磁気結合が1fJられる。
が長子方向軸線のまわりに対称に配置され、で1)(/
1つの永久磁石がt朴(Ml )’+4取り凹む円筒状
スリー1にV:、看されでいる、対称四極子とな−)で
いる。磁1Φ片ど永久l磁石とには対応づる円ff:I
状表面か形成されているので、スリーブを回’l’/l
Jるど、可変磁気結合が1fJられる。
本発明の他の[]的、利点及び♀Ii現な特徴は一部は
以上の明細fr(に述べら4′I:イしC一部は以「の
記載を調香りる時に当業古(5、−は明らかになるてあ
ろ)し、或いは本発明を実/II!iづることにJ、−
)C知tiてきるであろう。本発明の目的及び利点は、
冒頭の1h訂請求の範囲に特に指摘さねた手段及び相合
1.!(こJ、って実現し獲得されるであろう。
以上の明細fr(に述べら4′I:イしC一部は以「の
記載を調香りる時に当業古(5、−は明らかになるてあ
ろ)し、或いは本発明を実/II!iづることにJ、−
)C知tiてきるであろう。本発明の目的及び利点は、
冒頭の1h訂請求の範囲に特に指摘さねた手段及び相合
1.!(こJ、って実現し獲得されるであろう。
添イ」図面(J、明細ド;に編入されて明細書の一部を
なIbのであるが、この添付図面は本発明σ片−実施例
を図示し・τい−(−、ニス下の説明とJ(lこ本発明
の原理をd)1明りるlζめのムの(゛ある、。
なIbのであるが、この添付図面は本発明σ片−実施例
を図示し・τい−(−、ニス下の説明とJ(lこ本発明
の原理をd)1明りるlζめのムの(゛ある、。
前に指摘したよ)に、本発明のある適用に当−1/は、
磁場の強さを犠牲に榎ることなく永久Ii?I Eを非
常゛に小さくりることかできるということが電磁イjに
利しての永久磁石の非常に重要な利点である。電1?&
nの電流密庶は磁石の寸法に逆比例(−・Cいること
を思い起こして頂さI5=い。
磁場の強さを犠牲に榎ることなく永久Ii?I Eを非
常゛に小さくりることかできるということが電磁イjに
利しての永久磁石の非常に重要な利点である。電1?&
nの電流密庶は磁石の寸法に逆比例(−・Cいること
を思い起こして頂さI5=い。
現在入手可能な配向された希七類」パルh(R[0)月
利が作る(磁場の強さは、従来の任意71法の゛市14
15によって作られる磁場と少なくとら同1−・強さく
ある。他の一層1ri用的も′(妹性月別と比較して、
[<に〇 vI料は、解析的(、二l!I!解し易く1
1に扱い易い比較的筒中な特性を右している。これらの
特性によっξ[く〔C材わ]は、この明細町′C記載さ
4′1(いるような改良された磁E+設計(C列して好
J、しい候補材料とな−)でいる。
利が作る(磁場の強さは、従来の任意71法の゛市14
15によって作られる磁場と少なくとら同1−・強さく
ある。他の一層1ri用的も′(妹性月別と比較して、
[<に〇 vI料は、解析的(、二l!I!解し易く1
1に扱い易い比較的筒中な特性を右している。これらの
特性によっξ[く〔C材わ]は、この明細町′C記載さ
4′1(いるような改良された磁E+設計(C列して好
J、しい候補材料とな−)でいる。
1テにC祠オ゛;1の特↑りを即解りるために、REC
祠オ′81を製造覆る方法を簡単に記述づ−る。リーマ
リウムのような希土ジ、nの1部に対し−(約5部のコ
バル1−からなる溶融混合物を急速に冷却し、次に破砕
して粉状にひいて5ンイクロメー1−ルのA−ダーの刈
払を右づる結晶状の粒子を得る。
祠オ′81を製造覆る方法を簡単に記述づ−る。リーマ
リウムのような希土ジ、nの1部に対し−(約5部のコ
バル1−からなる溶融混合物を急速に冷却し、次に破砕
して粉状にひいて5ンイクロメー1−ルのA−ダーの刈
払を右づる結晶状の粒子を得る。
これらの結晶状粒子は非常に異り性があり、1つの結晶
方向においr!ff rl: +、いIIH気分極方向
を持−)ている1、非常に強い磁場が加えられると、個
々の粒子は物理的に回転し、イれらの磁気的に好ましい
軸線が印加圃場に平行に整列づる。
方向においr!ff rl: +、いIIH気分極方向
を持−)ている1、非常に強い磁場が加えられると、個
々の粒子は物理的に回転し、イれらの磁気的に好ましい
軸線が印加圃場に平行に整列づる。
11力を加えてこの月1′81の扱いNゝ)Jいブ[−
1ツクを形成させ、次(ご、ごの整夕11シた月利1[
−1ツクを焼結して、最終的に、以前に設定された好ま
しい[柱気プノ向と平行×は反平行ブノ向の非常(J強
い磁場にさらしく再び完全IJI (Lqt<態どりる
。こtl(こよ−)C殆/υど全ての陽気モーメン1−
は村失化軸れj) (easy axis )ど呼ばれ
る磁化ノ)向に整列りる。、 RI−CをこんなCJら
石川にしくいる特別の特+′lと(J、この残留磁場が
非常に強く、そしくREC祠才!1を磁1ヒするのに最
初に用いられ1.:磁場とけ反対Ij向に強い磁場をか
けることによってのみのこの残留磁場を変更できること
にある。
1ツクを形成させ、次(ご、ごの整夕11シた月利1[
−1ツクを焼結して、最終的に、以前に設定された好ま
しい[柱気プノ向と平行×は反平行ブノ向の非常(J強
い磁場にさらしく再び完全IJI (Lqt<態どりる
。こtl(こよ−)C殆/υど全ての陽気モーメン1−
は村失化軸れj) (easy axis )ど呼ばれ
る磁化ノ)向に整列りる。、 RI−CをこんなCJら
石川にしくいる特別の特+′lと(J、この残留磁場が
非常に強く、そしくREC祠才!1を磁1ヒするのに最
初に用いられ1.:磁場とけ反対Ij向に強い磁場をか
けることによってのみのこの残留磁場を変更できること
にある。
次に図面を参照して説明りると、第1図には化トガ1−
1パルIへ(RIE C)祠′!+1に対する所謂磁化
軸線の7’J向にとられたO −11曲線が図示され(
いる。この曲線には幾つかの重要な特徴がある。この曲
線は、広範囲のiQ場の強さにねたつ(事実−1:、
j″i線℃′あり、116゛近い傾きを右している。7
1ネ点からの曲線のA7レツ1〜、即ち残留磁場13
rは、代表的には(1,8・〜(1,9!iテスラ(1
−esln) ’(あ リ 、 (^ 犠 場
(coercivOfiel(I) 4ま残留磁場
よりも約4へ・8%小さい。広範囲の磁1易の強さに4
)だ−)?、このJ、うな直線性があり、−そして示外
)界磁1哀が1に)Fiい!こめIJ、(二の(重の+
A旧は刻印された電前又は電流密度に関し″c真空どし
【取扱)ことができる。このため、[<[C祠わ1から
成る異すっI、二部片(Jよって作られる磁場は線型的
(J重ね合され、イしくこれらの磁場は、磁気的【、二
軟らかい材料、即13線型で・ありにスミリンスを持I
Cない+A l′jiが無い「iに、極めて容易に解析
的に決定することができることになる。
1パルIへ(RIE C)祠′!+1に対する所謂磁化
軸線の7’J向にとられたO −11曲線が図示され(
いる。この曲線には幾つかの重要な特徴がある。この曲
線は、広範囲のiQ場の強さにねたつ(事実−1:、
j″i線℃′あり、116゛近い傾きを右している。7
1ネ点からの曲線のA7レツ1〜、即ち残留磁場13
rは、代表的には(1,8・〜(1,9!iテスラ(1
−esln) ’(あ リ 、 (^ 犠 場
(coercivOfiel(I) 4ま残留磁場
よりも約4へ・8%小さい。広範囲の磁1易の強さに4
)だ−)?、このJ、うな直線性があり、−そして示外
)界磁1哀が1に)Fiい!こめIJ、(二の(重の+
A旧は刻印された電前又は電流密度に関し″c真空どし
【取扱)ことができる。このため、[<[C祠わ1から
成る異すっI、二部片(Jよって作られる磁場は線型的
(J重ね合され、イしくこれらの磁場は、磁気的【、二
軟らかい材料、即13線型で・ありにスミリンスを持I
Cない+A l′jiが無い「iに、極めて容易に解析
的に決定することができることになる。
+< FC祠石(J似た特(’lをイj4る材料は伯に
幾つかあり、これら)Δ1+1と1ノては樹脂で結合さ
けたR E C材料や幾つかの配向さ1tたフ]−ライ
]〜が挙げられるが、1−かしこねらのものは残留磁場
が弱く透磁率が大きい。これらの材料は本発明を丈施田
るのに用いることがてさ、そしてこれらの材オ′81は
、本発明の好Jしい実施例を実施JるR IE C月利
とJ(に一般的に含められるものどする。
幾つかあり、これら)Δ1+1と1ノては樹脂で結合さ
けたR E C材料や幾つかの配向さ1tたフ]−ライ
]〜が挙げられるが、1−かしこねらのものは残留磁場
が弱く透磁率が大きい。これらの材料は本発明を丈施田
るのに用いることがてさ、そしてこれらの材オ′81は
、本発明の好Jしい実施例を実施JるR IE C月利
とJ(に一般的に含められるものどする。
次に第2図を参!(uりると、この図には木ブし明の/
l 44i了1(’l iQで1か、円1]形Jリズト
、を横切るり1!型的な半径方向断面としく概略的な形
状で示されでいる。
l 44i了1(’l iQで1か、円1]形Jリズト
、を横切るり1!型的な半径方向断面としく概略的な形
状で示されでいる。
多極子磁鳴は′、一般11−fに2つのyノ向座標に(
よ依存りるが第モの方向F1<4票にり、L依存しない
二次元場(dりる。かかる磁場の強さは、当設の対称に
41つている点から第一二の方向に伸びる軸線までの最
短距離である1・の整数冨に比例りる。四極子ta場に
χ4しては、磁場の強さは「に直接に比例Jる。
よ依存りるが第モの方向F1<4票にり、L依存しない
二次元場(dりる。かかる磁場の強さは、当設の対称に
41つている点から第一二の方向に伸びる軸線までの最
短距離である1・の整数冨に比例りる。四極子ta場に
χ4しては、磁場の強さは「に直接に比例Jる。
1つの四極子形態がこの発明の91′;1、しい形態ど
1−7C記)小51′するが、望むので・あれは、双極
子、へ極j′等の任意の多極T形態、又は特別の磁場形
態を1!7るのにてれらの1〔意の用台’! ’a:
設置遣ることがでさ′、でして本発明1.L ;Tこれ
らにし適用可fiトCあること(,1容易に明らか−4
あろう。
1−7C記)小51′するが、望むので・あれは、双極
子、へ極j′等の任意の多極T形態、又は特別の磁場形
態を1!7るのにてれらの1〔意の用台’! ’a:
設置遣ることがでさ′、でして本発明1.L ;Tこれ
らにし適用可fiトCあること(,1容易に明らか−4
あろう。
磁気的に軟らかい鉄又は鋼材オ″」から成る4つの磁極
へ′10が、図の平面に対しく垂直に伸びる中実軸線1
2のまわりに図示の、Jミうに配列されている5、I鼓
極片IJ軸線12に平tjな方向に対称的に伸びでいて
、この軸線(4二沿う種々の点に(1メい(同様の断面
を右し、でいる。各磁極片は磁極先端部分14を有して
おり、この先端部分14は、四極r(7)揚台には双曲
線の形状をしくいる。この双曲線は図示されているよう
(、二直線状の側部と接#、lcし’Cい【、最適な磁
場分4iを〜えζいる3、1姓(4Hの背面16 L;
l、円筒膨面の部分どし・(イ]形さ1′1下いる。
へ′10が、図の平面に対しく垂直に伸びる中実軸線1
2のまわりに図示の、Jミうに配列されている5、I鼓
極片IJ軸線12に平tjな方向に対称的に伸びでいて
、この軸線(4二沿う種々の点に(1メい(同様の断面
を右し、でいる。各磁極片は磁極先端部分14を有して
おり、この先端部分14は、四極r(7)揚台には双曲
線の形状をしくいる。この双曲線は図示されているよう
(、二直線状の側部と接#、lcし’Cい【、最適な磁
場分4iを〜えζいる3、1姓(4Hの背面16 L;
l、円筒膨面の部分どし・(イ]形さ1′1下いる。
適当な希−1類゛二1バルト(R1二〇)月1′8I、
又は同様の高残留磁揚特刊4持つ材料から成る多数の棒
から形成された4個の永久磁?l’i 18が、適当な
接看剤CFll筒形スリーブ20の内面に固着されてい
る。各々の永久磁石によ・)てもたらされる磁束のlノ
向は、各111jr:1の磁1L軸線を表わづ矢印にJ
二つて示されζいる。スリーブ20は磁気的に軟らかい
t、II l’lから成っ(いて、種々の永久ド灸石1
8間の口灸東経路を与えている。永久磁石18の内面2
2は、図示さ41(いるように磁極片10の背面16の
円柱形に対応づる円柱形をなしでいる。これらの而16
,22は永久磁石18の附し13をE餞恒片10に連結
1〕るための手段どなっている。この連結は可変である
。なぜならfJ、スリー120を回転づるど、極めて接
近して月面づる表面領1う(の人ささが変更して、永久
磁石16にJ、っ′Cりえられる磁束がこれら表面間の
小さい空隙を通過し、永久1lilri 18から磁極
片10へ連結されるからである。磁極ハ10はこのfa
il東に対しく、軸線]2にFO゛511極片間に設け
られた空間内にm束を分イ11させる形状をなしている
■Hか先端1・1へのしに気経路を!ノえ(いる。かく
しで、永久磁石1 ’3の位IF(を第2図に図示され
(いる始動位置から矢印25でヲ1<されたツノ向へ回
転りることにょ−)で、Fit場の強さを、磁場分布を
乱1ことなくある特定の用途に列目る所望の1if−i
kJ至る広い範囲にわたってr;l!l 1lilり
ることがひきる3、このことは、永久磁石18がRF
C祠料、即1.)、高い残留磁場と強い保磁力を備える
月利で・作られているがために可1指と4トンだしので
・ある。
又は同様の高残留磁揚特刊4持つ材料から成る多数の棒
から形成された4個の永久磁?l’i 18が、適当な
接看剤CFll筒形スリーブ20の内面に固着されてい
る。各々の永久磁石によ・)てもたらされる磁束のlノ
向は、各111jr:1の磁1L軸線を表わづ矢印にJ
二つて示されζいる。スリーブ20は磁気的に軟らかい
t、II l’lから成っ(いて、種々の永久ド灸石1
8間の口灸東経路を与えている。永久磁石18の内面2
2は、図示さ41(いるように磁極片10の背面16の
円柱形に対応づる円柱形をなしでいる。これらの而16
,22は永久磁石18の附し13をE餞恒片10に連結
1〕るための手段どなっている。この連結は可変である
。なぜならfJ、スリー120を回転づるど、極めて接
近して月面づる表面領1う(の人ささが変更して、永久
磁石16にJ、っ′Cりえられる磁束がこれら表面間の
小さい空隙を通過し、永久1lilri 18から磁極
片10へ連結されるからである。磁極ハ10はこのfa
il東に対しく、軸線]2にFO゛511極片間に設け
られた空間内にm束を分イ11させる形状をなしている
■Hか先端1・1へのしに気経路を!ノえ(いる。かく
しで、永久磁石1 ’3の位IF(を第2図に図示され
(いる始動位置から矢印25でヲ1<されたツノ向へ回
転りることにょ−)で、Fit場の強さを、磁場分布を
乱1ことなくある特定の用途に列目る所望の1if−i
kJ至る広い範囲にわたってr;l!l 1lilり
ることがひきる3、このことは、永久磁石18がRF
C祠料、即1.)、高い残留磁場と強い保磁力を備える
月利で・作られているがために可1指と4トンだしので
・ある。
第2図にはまた、断面が矩形であるffj +の補助磁
石2Gと…i面が台形Cある第2の補助磁石2F)から
成る4個の補助永久磁石組立体が図示されている。両方
どもREC材)′itから作られており、1,114i
1i )’110間に固定されている。vk磁化軸線方
向が矢印によって示されでおり、これら俳tjによ・−
r −(、!jえられる磁場の方向表示し“Cいる。補
助永久+14&?−726,28は(れぞれの磁極先端
1’lに;kJ +−?:追加的1社束をりえている1
、これ【・二よ−)でF4に棒先端14で強い磁束を得
ることができ、一方、磁(6にハ10の飽和を防止して
いる。
石2Gと…i面が台形Cある第2の補助磁石2F)から
成る4個の補助永久磁石組立体が図示されている。両方
どもREC材)′itから作られており、1,114i
1i )’110間に固定されている。vk磁化軸線方
向が矢印によって示されでおり、これら俳tjによ・−
r −(、!jえられる磁場の方向表示し“Cいる。補
助永久+14&?−726,28は(れぞれの磁極先端
1’lに;kJ +−?:追加的1社束をりえている1
、これ【・二よ−)でF4に棒先端14で強い磁束を得
ることができ、一方、磁(6にハ10の飽和を防止して
いる。
ある特定の永久磁Iyi 10のlil& Mr先喘1
4に供給さ4′遣る甘味の磁束は、永久磁石18の回転
位置と極性とに依存して変わり、ぞして固定された補助
永久磁石26.30の極1イ[に依存して変わることに
留意号)\きである。
4に供給さ4′遣る甘味の磁束は、永久磁石18の回転
位置と極性とに依存して変わり、ぞして固定された補助
永久磁石26.30の極1イ[に依存して変わることに
留意号)\きである。
R[′JC祠オ′31のスラブから形成される修正型永
久H&石3.0が、永久磁石18に近い岐に極片に隣接
して固定されている。この修正型永久磁石30は、’4
k l;片の側部に入って四極子磁場の対称↑j1をく
つがえJかししれない望ましくない永久磁石の磁場に対
抗J8厚さと磁場の強さと方向とを持つように選ばれて
いる。
久H&石3.0が、永久磁石18に近い岐に極片に隣接
して固定されている。この修正型永久磁石30は、’4
k l;片の側部に入って四極子磁場の対称↑j1をく
つがえJかししれない望ましくない永久磁石の磁場に対
抗J8厚さと磁場の強さと方向とを持つように選ばれて
いる。
次に第3図及び第4図を参照するど、これらの図は四+
Gj了から成り強さを可変どした永久磁石の好ましい実
施例が図示されている。この好ましい実施例は第2図に
図示された実施例と非常に似Cいるが、この装置を製作
し且つ使用するのが容易になるある(幾能的な詳細がイ
リ加さ1+Cいる。
Gj了から成り強さを可変どした永久磁石の好ましい実
施例が図示されている。この好ましい実施例は第2図に
図示された実施例と非常に似Cいるが、この装置を製作
し且つ使用するのが容易になるある(幾能的な詳細がイ
リ加さ1+Cいる。
4つのldi性的に軟らかいfa 1M片40が、それ
らの各端におい(−12つの非磁性ディスク形端板/1
2に取付りられ’CC13す、イの取付けは一連のピン
44を)イL極ハ40ど端板42どの灼応J−イ、 7
L内に押込むことf、二J、−)でなされる。端板7′
I2には適当4T支槓116造を取付りであり、四極r
−馨)C−1を所定位置、例えば、良千ノj向軸線46
13治−)C粒子を送る帯電粒子ビーム線内に装着づる
ことがC゛きるにうになっている。四極子141イ1は
粒子ビームを集中させる磁気手段の 部としての役割を
1■っτいる、。
らの各端におい(−12つの非磁性ディスク形端板/1
2に取付りられ’CC13す、イの取付けは一連のピン
44を)イL極ハ40ど端板42どの灼応J−イ、 7
L内に押込むことf、二J、−)でなされる。端板7′
I2には適当4T支槓116造を取付りであり、四極r
−馨)C−1を所定位置、例えば、良千ノj向軸線46
13治−)C粒子を送る帯電粒子ビーム線内に装着づる
ことがC゛きるにうになっている。四極子141イ1は
粒子ビームを集中させる磁気手段の 部としての役割を
1■っτいる、。
名々のl卦極片/10の双曲線の形をしたI=f&極先
端4 F3が軸線46(こ泊っ(位置していC1これら
の対称的に削間しIC磁極先端にJ、って形成された空
間的に磁場を生じさI!ζいる。4個の補助永久磁Tj
組立体が、矩形の断面をイjする一連のRU: Cl4
17:; 50から形成されている。磁石50は、過当
な接着剤にJ、って磁極片40間の所定位置に固定され
る。補助磁石50は図示されている、ような磁化軸線を
右すイ、 RE C材料から作られていて、磁極光幅1
48への磁束を生じている。
端4 F3が軸線46(こ泊っ(位置していC1これら
の対称的に削間しIC磁極先端にJ、って形成された空
間的に磁場を生じさI!ζいる。4個の補助永久磁Tj
組立体が、矩形の断面をイjする一連のRU: Cl4
17:; 50から形成されている。磁石50は、過当
な接着剤にJ、って磁極片40間の所定位置に固定され
る。補助磁石50は図示されている、ような磁化軸線を
右すイ、 RE C材料から作られていて、磁極光幅1
48への磁束を生じている。
第4図に図示されているように、断面が矩形をな1〕で
いる一連の柵長い1([Cの捧60が、適当な接乙剤(
も−)(磁気的に軟らかい円筒状スリーブ64の内面C
32(、’:固石されCいC4つの永久磁f−1を形成
し・ている。棒60によっ−(形成される永久磁石の内
面は、非眼性内側スリーブ6Gの隣に位置し、ている。
いる一連の柵長い1([Cの捧60が、適当な接乙剤(
も−)(磁気的に軟らかい円筒状スリーブ64の内面C
32(、’:固石されCいC4つの永久磁f−1を形成
し・ている。棒60によっ−(形成される永久磁石の内
面は、非眼性内側スリーブ6Gの隣に位置し、ている。
内側スリーブ6Gの端部は、一対のスリーブ装着フラン
ジ68の内側壁土の対応づるスロツI−内に固着されて
おり、この−月のスリーゾ装着ノランジ68には:1、
たUk磁気的軟らかい円筒状スリーブ(3’lの端部が
取f”j tJられτいC,艮千Ij向軸線46のまわ
り(J回転″(きるようにイヱっている。フランジ68
の内側面はディスク形の装着板42の外側面と係合I−
・C(15す、両面の弄面(,1スリーブ6/1と取イ
」けられた永久磁石60との!、:めの回転軸9 とし
T(D仕方さをイ了し【いる、1REC祠料のスラブか
ら形成され且つ図示された方向を向いた(1ヱ正器永久
磁石532が、IIf!極J’l”I Oの間C′イれ
らの外縁近傍にrlJ Jfi シかつ永久14A ?
’+捧(50に密接して固6されている。?X正器承久
付1?’i 521は、補助水久磁l−”i 50との
境胃面17) j斤くの磁極ハ、の側部(こ人・)(り
るかもしれイ「いl(久磁1iからの々「ましからざる
磁場に月払する強さの磁場をもしCいる。これらの97
ましからさるfa J易は、円筒状スリーブ64を例え
ば′第3図に示された始動位置から始まって矢印70の
Ij向に回I11ムさける時に、永久磁石のある回転1
1°l置に月づる四極子の対称性をある稈度乱IC1l
りろう。
ジ68の内側壁土の対応づるスロツI−内に固着されて
おり、この−月のスリーゾ装着ノランジ68には:1、
たUk磁気的軟らかい円筒状スリーブ(3’lの端部が
取f”j tJられτいC,艮千Ij向軸線46のまわ
り(J回転″(きるようにイヱっている。フランジ68
の内側面はディスク形の装着板42の外側面と係合I−
・C(15す、両面の弄面(,1スリーブ6/1と取イ
」けられた永久磁石60との!、:めの回転軸9 とし
T(D仕方さをイ了し【いる、1REC祠料のスラブか
ら形成され且つ図示された方向を向いた(1ヱ正器永久
磁石532が、IIf!極J’l”I Oの間C′イれ
らの外縁近傍にrlJ Jfi シかつ永久14A ?
’+捧(50に密接して固6されている。?X正器承久
付1?’i 521は、補助水久磁l−”i 50との
境胃面17) j斤くの磁極ハ、の側部(こ人・)(り
るかもしれイ「いl(久磁1iからの々「ましからざる
磁場に月払する強さの磁場をもしCいる。これらの97
ましからさるfa J易は、円筒状スリーブ64を例え
ば′第3図に示された始動位置から始まって矢印70の
Ij向に回I11ムさける時に、永久磁石のある回転1
1°l置に月づる四極子の対称性をある稈度乱IC1l
りろう。
各端板42に(ツ1..RIICIJわ1からなる4つ
のゾ]」ツク72を介して磁極片40の各々に連結され
た磁気的(、l軟らかい遮蔽板71が同名されている。
のゾ]」ツク72を介して磁極片40の各々に連結され
た磁気的(、l軟らかい遮蔽板71が同名されている。
この板71は、四極子構造の※ν;部を漂遊夕1部磁場
から遮蔽り、 (おり、イl、て四極子の磁場をその端
部近傍で閉じ込め月′つ磁場の形を定め1いイ)1、 第1図(、二は、スリー f装着7ランジ68に固定さ
れl、:リング1゛ア78に係合づ−る逆回転しないつ
A−ム7Gを駆すJするステッパーI−タフ1庖fJ−
りる円筒状スリー−−,16’Iを回転Jるための手段
が図示され(いる1、1fii 、t〜I−!l−を二
対づる永久1述&?、’、i60の汀1]賀は74−i
ツベ−を二−りにょっ(制御され、(れにJ、7)’l
四44目′(、−〆・1づる所望の磁場の強さが1gら
れる。
から遮蔽り、 (おり、イl、て四極子の磁場をその端
部近傍で閉じ込め月′つ磁場の形を定め1いイ)1、 第1図(、二は、スリー f装着7ランジ68に固定さ
れl、:リング1゛ア78に係合づ−る逆回転しないつ
A−ム7Gを駆すJするステッパーI−タフ1庖fJ−
りる円筒状スリー−−,16’Iを回転Jるための手段
が図示され(いる1、1fii 、t〜I−!l−を二
対づる永久1述&?、’、i60の汀1]賀は74−i
ツベ−を二−りにょっ(制御され、(れにJ、7)’l
四44目′(、−〆・1づる所望の磁場の強さが1gら
れる。
小発明の好J、しい実施例につい(の以上の記載は、説
明と記)本の目的のために述べられたしのC゛ある。本
発明は、これらの実施例のみに限定されるしのではなく
、特許請求の範囲内で種々の修11゜や変−Iコか司f
lL”Cあることが当業者でd)れば理M℃さるであろ
う、3
明と記)本の目的のために述べられたしのC゛ある。本
発明は、これらの実施例のみに限定されるしのではなく
、特許請求の範囲内で種々の修11゜や変−Iコか司f
lL”Cあることが当業者でd)れば理M℃さるであろ
う、3
第1図は、磁化軸4%jど甲1〕4tノj向にど−)だ
希土類]パル1iREc)材料に対づるB −11曲線
であり; 第2図は、中央に設()ら4’L /;−空間内に可変
の磁場強さを右する四極r永久隅面の概略断面図であり
; 第3図は、本発明による可変四棒了永久磁riの実/1
1j例の断面図(あり; そし・て第11図(よ、第3
図のりJfili線4−4に沿う断面図で・ある、。 1 () 、 ’I O−tG ’14i )’1.1
4 、40− 碍4z 先Oi7.:、1ε(,60・
・・永久財r−1,26,28,!50・・・補助1?
、ll’6.30.52・・・條jf器永久磁石。
希土類]パル1iREc)材料に対づるB −11曲線
であり; 第2図は、中央に設()ら4’L /;−空間内に可変
の磁場強さを右する四極r永久隅面の概略断面図であり
; 第3図は、本発明による可変四棒了永久磁riの実/1
1j例の断面図(あり; そし・て第11図(よ、第3
図のりJfili線4−4に沿う断面図で・ある、。 1 () 、 ’I O−tG ’14i )’1.1
4 、40− 碍4z 先Oi7.:、1ε(,60・
・・永久財r−1,26,28,!50・・・補助1?
、ll’6.30.52・・・條jf器永久磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、’t41:気的に軟らかい材わ(から成りイしてη
いの間に予め定められた1磁場分布を呈づるように配列
された2個又はイれ」ス上の離間させた磁極片と;高残
留磁場と高保磁力を持ちそして前記磁極Y1への磁束を
りえる1個又は複数個の永久磁石と:前記1個又は複数
個の永久磁石の磁束を前記磁4本片に角変的に結合さく
↓て前記離間さ往l、二磁極片間の磁場の強さを可変と
覆る手段とからなる磁場強さを調節でさる多極永久磁6
椙造休。 2、前記磁極片と1個■は複v1.個の永久磁石どの各
々が1jいに対して移動することができる面領域を右し
ていてこ1+ら面領域が(伽め(接近しで置かれる時に
これら面領域間に磁気結合を与え、前記永久磁?iと磁
極片とは前記磁極片および前記1個又は複数個の永久磁
石の面領域の種々の部分を互いに対して極めC接近1−
・た11所(こ買くよう1こ移動用能に1.ノて前記磁
極片内の磁束密度を制御し、イしてその結束、前記+1
tl1間させた1lli 1Mj片間の磁場の強さを可
変制御Jる特許請求の範囲第′1項記載の磁石荀1′J
Δ 1本 。 3、前記可変結合・L段は磁気的に軟らかい部材からな
り、この部材に前記1周又は複数個の □永久磁
石か磁気的に結合される1、1i g’F請求の範囲第
11n記軌の磁石構iPi体。 4、nii記111!4又は複ルシ個の水久磁イコは、
前記kk磁極片月して移Φ1jτ1■能G魁気的に軟ら
l)−い部材に固定され−Cいる特許′(請求の範囲第
1項記載の磁石構造体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US420433 | 1982-09-20 | ||
US06/420,433 US4549155A (en) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | Permanent magnet multipole with adjustable strength |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5976405A true JPS5976405A (ja) | 1984-05-01 |
Family
ID=23666451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58174055A Pending JPS5976405A (ja) | 1982-09-20 | 1983-09-20 | 磁場強さを調節できる多極永久磁石構造体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4549155A (ja) |
JP (1) | JPS5976405A (ja) |
CA (1) | CA1214509A (ja) |
DE (1) | DE3333955A1 (ja) |
FR (1) | FR2533361B1 (ja) |
GB (1) | GB2128812B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103155720A (zh) * | 2010-10-07 | 2013-06-12 | 科学技术设备委员会 | 改进的多极磁铁 |
Families Citing this family (90)
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---|---|---|---|---|
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NL8402249A (nl) * | 1984-07-17 | 1986-02-17 | Philips Nv | Kernspin resonantie apparaat met een permanente magnetische magneet. |
US4758813A (en) * | 1987-06-24 | 1988-07-19 | Field Effects, Inc. | Cylindrical NMR bias magnet apparatus employing permanent magnets and methods therefor |
US4949047A (en) * | 1987-09-24 | 1990-08-14 | The Boeing Company | Segmented RFQ accelerator |
US4810986A (en) * | 1988-02-26 | 1989-03-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Local preservation of infinite, uniform magnetization field configuration under source truncation |
US5115340A (en) * | 1988-09-30 | 1992-05-19 | Amoco Corporation | High average power Faraday isolator |
JPH0793200B2 (ja) * | 1991-08-12 | 1995-10-09 | 住友電気工業株式会社 | 多極ウィグラ |
US5319339A (en) * | 1993-03-08 | 1994-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Tubular structure having transverse magnetic field with gradient |
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GB2296372A (en) * | 1994-12-23 | 1996-06-26 | Atomic Energy Authority Uk | Bending accelerated charged particle beams |
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US6573817B2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-06-03 | Sti Optronics, Inc. | Variable-strength multipole beamline magnet |
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