JPH0412648Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は磁界供給装置に関し、更に詳しくは被
着磁体に加わる磁界の強さを、永久磁石を用いて
連続的かつ容易に変化させ得る磁界供給装置に関
する。

［従来の技術］ 一般に被着磁体を磁化するには、永久磁石を用
いた磁界供給装置、および、電磁石のコイルに電
源装置から電流を流し、起磁力を発生させ、空隙
に磁界を供給する磁界供給装置がある。

永久磁石を用いたものは第３図に示すように、
磁石２１ａ、磁石２１ｂ、ヨーク２２および空隙
２３とからなる磁界供給装置の空隙２３に被着磁
体２４を挿入して行なうのであるが、着磁したい
被着磁体２４の特性や磁石２１ａ、磁石２１ｂの
強さなどにはバラツキがあるので、被着磁体２４
に加わる磁界の強さを調整したいことがある。永
久磁石を用いたものは、起磁力が一定であるので
被着磁体２４に加わる磁界の強さを変化させるに
は空隙２３の大きさを変えれば良い。

第５図ａは電磁石による磁界供給装置を示す図
で、ヨーク４２にコイル４１を巻き、このコイル
に電源装置４５を接続し、該電源装置から電流を
流すことにより、コイルに磁界が発生し、ヨーク
４２の磁気回路に起磁力Emが発生し、空隙４３
に磁界を供給することができる。同図ｂは、この
電磁石による磁気回路を等価回路て現したもので
あり、磁気抵抗Rg５３は空隙４３部分、起磁力
Em５１電磁石、磁束Ig５４は磁気回路の流れで
ある。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら永久磁石を用いたものは、空隙の
大きさｄを変化させることにより、磁界の強さを
変えるので、被着磁体に加わる磁界の強さを個々
に変えるには、その都度、空隙２３の大きさｄを
調整し直さなければならず、また、極性を逆向き
にするには磁石の向きを変えなければならず、そ
うすると装置が複雑化するので一般には磁石の向
きは変えず、被着磁体を逆向きに置くことによ
り、極性を変えるが、減磁するときなど被着磁体
を逆向きに置き直す必要があり、簡便に使用する
ことができなかつた。

また、第４図に示すように電磁石による磁界供
給装置にした場合、空隙４３の大きさｄを一定と
した場合、起磁力Em５１を変えればよい。言い
換えれば電源供給装置４５、例えばパルス大電流
を励磁コイルに瞬時流すコンデンサー電源、また
は連続的な電流を流す直流電源を用いてこの電流
値を制御することにより、希望の起磁力Em５１
を得ることができる。また逆極性にするには電流
の向きを逆にすればよい。

前者のコンデンサー電源を用いるものは励磁コ
イル巻数が少なくてよく、装置が小型で着磁時間
も短い長所がある。しかし、電源設置費用が嵩む
欠点がある。また後者の直流電源を用いるものは
励磁コイル巻数が前者の数十倍になつて装置全体
が大きくなり、スペースの制約を受けるのみなら
ず、消費電力も大きい欠点がある。また、磁界の
向きを一定方向だけではなく交互に逆極性となる
交番磁界を得る為には電流の向きを交互に変えな
ければならず、これには交流電流を流せば良い
が、磁界供給装置は、上記のように、パルス大電
流を励磁コイルに瞬時流すコンデンサー電源方式
では単発の電流で済み、直流電源方式では一定方
向のみに電流を流せば良いので、交流電流を流す
ためには別の交流電源装置が必要になる。いずれ
にしても電磁回路を使用するから電源が必要であ
り、交流電流を得るには、さらに、別の電源装置
が必要になり、設置および使用場所上の制約を受
けるのみならず、磁界が電源の電圧、電流変動や
コイルの温度上昇によつて起磁力が不安定となり
易く所望の磁力が得られない等の問題がある。

本考案の目的は上記の欠点を解消するもので、
永久磁石の磁気回路を使用したことによつて電源
装置を不要ならしめ、移動容易、操作簡便で、し
かも連続的かつ容易な磁界の調整効果が得られ、
また、逆極性、および交番磁界も簡単に得られる
磁界供給装置を提供するものである。

［問題点を解決する手段］ ここで本考案では、磁石と、主ヨークと、空隙
を有し、これら磁気回路を形成し、前記空隙内に
被着磁体を配置して、該被着磁体を着磁させる磁
界供給装置において、前記磁石は非磁性体材料で
作られた回転軸を持つ円盤１１の中に１個、また
は複数個の磁石をそれぞれ逆極性になるように埋
め込み、該円盤１１を主ヨーク２に回転挿入する
ことにより、磁石を前記主ヨーク２と交差させ、
その交差す断面積を変えることにより、磁界の強
さを調整できるように構成すると共に、この円盤
を回転、保持、固定、移動する際の主ヨークへの
吸引力を少なくするために、該円盤の側面、上
面、下面をそれぞれ補助ヨークで囲み、前記主ヨ
ークとの交差部分は非磁性体材料で作られたリン
グを嵌入し、該リング孔に主ヨークを配設したこ
とを特徴とする。

また、磁石は磁石鋼（アルニコ磁石、MK鋼
等）、フエライト磁石、希土類磁石等種々のもの
が利用できることは勿論であるが、特に希土類磁
石を用いることにより、強力な磁界を得ることが
できる。

［作用］ 回転軸を持つ円盤１１に永久磁石を埋め込み、
この円盤１１を、主ヨーク２の間に回転挿入さ
せ、主ヨーク２と磁石１を交差させ、その交差す
る断面積を変えることにより、主ヨークの中に設
けられた、空隙３に発生する磁界の強さを連続的
に変えることができる。また円盤の側面、上面、
下面をそれぞれ補助ヨークで囲むことにより、磁
石より生じる磁束が、リングを境にして、主ヨー
クと交差した部分からは、主ヨークを通つて、空
隙へ磁束が流れ、交差しない部分からは、補助ヨ
ークに流れて閉磁路となるため、交差させる断面
積を変化させ、磁界の強さを連続的に変える際に
は主ヨークへの磁石の吸引力を少なくすることが
できる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案について更に詳しく
説明する。

第１図ａは本考案に係る磁石、円盤、補助ヨー
ク、リングの分解斜視図、同図ｂはその組み立て
斜視図であり、第２図は本考案装置の一実施例を
説明する断面図である。

これらの図から明らかなように本考案に係る磁
界供給装置は、回転軸を持つ非磁性体材料、例え
ば非磁性金属、プラスチツク材、ゴム材、セラミ
ツクス、ガラスなどで作られた円盤１１に、この
実施例では二個の磁石１ａ，磁石１ｂを互いに逆
極性になるように埋め込む。この時磁石の厚さは
円盤の厚さと同一にするか、または円盤より高く
し、突き出るようにする。円盤より低い場合は主
ヨークと交差した時、隙間ができ、磁束密度の効
率が悪くなるので実用的でない。

上気した円盤の側面、上面、下面をそれぞれ補
助ヨークで囲み、前記主ヨークとの交差部分は非
磁性体材料として、例えば非磁性金属、プラスチ
ツク材、ゴム材、セラミツクス、ガラスなどで作
られたリングを嵌入し、該リング孔に主ヨークを
配設したものである。この補助ヨークの構造は次
の通りである。

円盤１１を側面補助ヨーク３２へ組み込む。側
面補助ヨーク３２の高さは円盤の厚みか、それよ
り高い程度にする。また、側面補助ヨークの内径
は該円盤が回転した時、内壁に接触しない程度の
径とし、側面補助ヨークの板厚は、磁束が飽和し
ない厚さとする。

上面および下面補助ヨークの板厚は側面補助ヨ
ークの板厚と同様に、磁束が飽和しない厚さとす
る。

次に前記上面および下面補助ヨークに丸穴貫通
孔を主ヨークと交差する位置に設ける。この貫通
孔はリングを嵌入し、更に主ヨークを配設する為
の孔である。

磁石の径は主ヨークの径とほぼ同一とし、リン
グの内径は該磁石の外径程度とする。前記円盤の
磁石埋め込み用穴は、該円盤を主ヨークに配設し
た時、主ヨークと磁石が丁度重なるようにリング
の幅分だけ円盤の内側に磁石を埋め込む。リング
の幅は埋め込む磁石の磁束の大きさにもよるが、
磁束が大きい場合は太くし、主ヨークと磁石が丁
度重なつた時、補助ヨークへ磁束が流れるのを最
小限にできる太さとする。また、リングの高さは
上面および下面補助ヨークの高さと同程度とし、
チング内に主ヨークを配設し、円盤に埋め込まれ
た磁石面と微小空隙を経て対面するようにする。

該円盤には埋め込まれた磁石を主ヨークに回転
挿入できるように回転軸１２を固着する。

また回転軸１２は上面および下面補助ヨークの
中心部を通過するので、通過部分に軸受１５を設
置し、回転軸を保持するとともに回転を阻害しな
い様にする。

この回転軸１２を保持、固定する機構として固
定装置１３を有し、第２図では主ヨーク上端部に
設けてあるが、別の例として、上面補助ヨーク部
分に設けても差し支えない。該固定装置１３は回
転軸を容易に回転移動させる為に例えばボールベ
アリング軸受、ローラベアリング軸受、あるいは
摩擦軸受等と、この軸受を保持する機構、更に磁
石１ａまたは磁石１ｂが主ヨーク２と交差し始め
る点から、磁石１ａまたは磁石１ｂが完全に交差
するまでの途中では、磁石は主ヨーク２に吸引さ
れるので円盤１１は回転移動しようとする為、こ
の回転移動を防ぎ、その位置に固定、保持する為
のブレーキ機構を持ち、これらを主ヨーク、また
は、補助ヨークに固定する為の取付機構とで構成
され、また、回転軸を回転移動する手段としてハ
ンドル１４を設ける。尚、ハンドル１４は手動で
回転させるものであるが、本考案では回転を容易
にするために該円盤の側面、上面、下面をそれぞ
れ補助ヨークで囲み、前記主ヨークとの交差部分
は非磁性体材料で作られたリングを嵌入し、該リ
ング孔に主ヨークを配設することにより、吸引力
を少なくすることができるので軽く回転ができ、
また磁石と主ヨークとが部分的に交差した状態で
固定する場合でも軽い力で止めておくことができ
る。

また、ハンドル１４は手動ではなく、モータ等
の動力装置を用いることができるのは勿論であ
る。また、使用する磁石の種類により最大起磁力
を大きくすることができ、例えば希土類磁石を用
いれば、空隙３に発生する最大磁界を10000エー
ルステツド（Oe）にすることも可能である。

この場合、サマリウム・コバルト系希土類磁石
を使用すれば、残留磁束密度が10000ガウス
（Ｇ）、保持力10000エールステツド（Oe）が得ら
れ、（BH）maxは屈曲点を示さないとき、磁石
の磁束密度は5000ガウス（Ｇ）、磁界は5000エー
ルステツド（Oe）であるので、面積50cm²の円形、
厚さ２cmのサマリウム・コバルト系希土類磁石を
使用して、これを円盤１１に埋め込めば、この時
の円盤１１の厚さは２cmとなり、主ヨーク形状は
この磁石形状に合わせ、空隙は面積25cm²の円形、
空隙の大きさｄを１cmにすれば、０〜10000エー
ルステツド（Oe）までの連続した磁界の大きさ
を得ることができる。

この時、磁界の強さを順次強くするために、磁
石と主ヨークとの交差面積を順次拡大していく
が、最大面積になる前の位置で保持、固定する
時、補助ヨークの機構が主ヨークに据え付けられ
ているので、磁石が主ヨークに吸引される力が小
さく、この位置に円盤を保持、固定するブレーキ
装置により、磁石が主ヨークに吸引され、円盤の
回転が進むことが防止される。

ブレーキ装置は円盤に回転軸をはさみ込むこと
により回転を止め、保持する装置であり、また、
歯車等の組み合わせにより、この歯車を固定する
機構を組み込むことにより回転を止め、保持する
装置とすることもできる。円盤に埋め込まれた磁
石を主ヨークに回転挿入し、磁界を被着磁体に供
給した後、その磁界を除く為に、円盤を逆回転さ
せ、磁石と主ヨークの交差面積をなくする。この
場合は、円盤の回転方向は正逆両方向に動くよう
にし、円盤はブレーキ装置により固定する。

この例では２個の永久磁石を逆極性になるよう
に埋め込んでいるので、磁石１ａでは例えばＮ極
からＳ極に向かう磁界が得られ、更に、該円盤を
回転させ、磁石１ｂにした時はＳ極からＮ極に向
かう磁界が得られる。

また、本考案による磁界供給装置を用いて減
磁、消磁をするには、該円盤に同心円上に埋め込
む磁石の磁界の強さが１番目からｎ番目まで順次
弱くなるように配置し、ｎは３以上とし、また、
磁石は１個置きに逆極性になるように配置し、最
後のｎ番目は、ほぼ０に近い磁界の強さにするこ
とにより、この円盤を最大磁界の一番目の磁石か
らｎ番目までの磁石まで円盤を一回転させること
により、減磁用交番磁界を得ることができる。

磁界の強さを順次弱くするには埋め込み磁石の
断面積を順次小さくしていけば良い。

［効果］ 磁気回路に永久磁石を使用しているので、電磁
石を使用した磁界供給装置に比べ、電源が不要で
あるので、移動が容易であり、また、操作が簡便
である。また、磁界の強さは空隙の大きさｄを一
定としても、連続的に調整することができ、磁石
に、例えば希土類磁石を使用した場合、電磁石を
使つた場合と同程度の磁界の強さ得ることがで
き、また、電力を必要としないこと、磁界が電源
の変動やコイルの温度上昇などに伴なつて不安定
にならないこと、円盤の回転速度、磁石の埋め込
み数の組み合わせにより、パルス的な着磁および
減磁にも適用できるので、永久磁石を使用した着
磁装置の簡便さと、電磁石を使つた場合の磁界供
給装置の起磁力を変えることができる特性を合わ
せ持つなどの優れた効果を有する。また、円盤を
中に納めた補助ヨークの機構を主ヨークに据え付
けた構造にすることにより、磁石表面より流れる
磁束の内、空隙へ寄与しない磁束を補助ヨークへ
流すので、磁石が主ヨークを吸引する力を小さく
することができ、付随するブレーキ機構や逆転防
止機構を容易にする効果をもつ。また、磁石から
の漏れ磁束が補助ヨーク内を流れるので、磁界供
給装置外への磁束の漏れが抑えられる等の効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案に係る磁石、円盤、補助ヨー
ク、リングの分解斜視図、同図ｂはその組み立て
斜視図であり、第２図は本考案装置の一実施例を
説明する断面図である。第３図は従来技術の永久
磁石を用いた磁界供給装置、第４図は電磁石を使
用した場合の磁界供給装置である。 図中、１，１ａ，１ｂ，２１ａ，２１ｂは磁
石、２，２２，２２ａ，２２ｂ，４２はヨーク、
３，２３，４３は空隙、４，２４は被着磁体、１
１は円盤、１２は軸、１３は保持、固定装置、１
４はハンドル、２５はネジ、２６はネジ穴、２７
は非磁性体、３５はビス、３６はネジ穴、３１は
上補助ヨーク、３２は側面補助ヨーク、３３は下
補助ヨーク、３４はリングである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一個、または複数個の磁石を埋め込んだ円盤
   と、該円盤と交差するように主ヨークを設け、該
   主ヨークには空隙を設けて、磁気回路を形成し、
   前記空隙内に被着磁体を配置して、前記円盤を回
   転させ、該円盤に埋め込まれた磁石を主ヨークに
   挿入することにより、該磁石と主ヨークとの交差
   量を変化させる手段と、該交差量を保持、固定す
   る手段を設けて、前記被着磁体を着磁または減磁
   させる磁界供給装置において、前記磁石を埋め込
   んだ円盤の側面、上面、下面をそれぞれ補助ヨー
   クで囲み、前記主ヨークとの交差部分は非磁性体
   材料で作られたリングを嵌入し、該リング孔に主
   ヨークを配設したことを特徴とする磁界供給装
   置。