JP2003197419A

JP2003197419A - 極異方性磁石

Info

Publication number: JP2003197419A
Application number: JP2001398284A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Oya; 郁夫大家; Koichi Komuro; 浩一小室
Original assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Current assignee: Techno Takatsuki Co Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁振動型ポンプまたは電動機などの機器の
小型化を図ることができる極異方性磁石を提供する。【解決手段】複数の異方性磁石からなる内殻磁石部と
該内殻磁石部の外周に配置される複数の異方性磁石かな
る外殻磁石部とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は極異方性磁石に関す
る。さらに詳しくは、電磁振動型ポンプまたは電動機な
どの機器の小型化を図ることができる極異方性磁石に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、たとえば室内用エアマットやエアベッドへのエア
の吸排、養魚用水槽や家庭浄化槽などにおける酸素補
給、または公害監視における検査ガスのサンプリングな
どに利用される電磁振動型ポンプがある。かかるポンプ
では、電磁石と振動子に備えられる磁石との磁気的相互
作用に基づく、該振動子の振動を該振動子の両端に連結
されるダイヤフラムに伝達して流体の吸引と吐出が行な
われる。

【０００３】前記振動子の磁石は、外形形状が四角（角
柱タイプ）の振動シャフトに取り付けられており、周方
向の４箇所にＮ極とＳ極の極性が交互に極異方性磁極に
着磁されている。

【０００４】前記ポンプの小型化に伴い、ポンプの容量
を増大させようとすると、さらに強力な磁石が要望され
ている。

【０００５】強力な磁石として、焼結の高性能磁石（ネ
オジュウム鉄系磁石またはサマリュームコバルト系磁
石）があるが、この磁石は異方性磁石やラジアル異方性
磁石であって、極異方性に製造するのが難しい。

【０００６】したがって、極異方性磁石を用いて電磁振
動型ポンプなどの機器を小型にするは難しい。

【０００７】本発明は、叙上の事情に鑑み、電磁振動型
ポンプまたは電動機などの機器の小型化を図ることがで
きる極異方性磁石を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の極異方性磁石
は、複数の異方性磁石からなる内殻磁石部と該内殻磁石
部の外周に配置される複数の異方性磁石かなる外殻磁石
部とから構成されてなることを特徴としている。

【０００９】また、本発明の極異方性磁石は、複数の等
方性磁石からなる内殻磁石部と該内殻磁石部の外周に配
置される複数の等方性磁石からなる外殻磁石部とから構
成されてなることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の極異方性磁石は、外径が多
角形の軟磁性体と該軟磁性体の外周に配置される複数の
異方性磁石かなる外殻磁石部とからなり、該外殻磁石部
の異方性磁石の断面形状が三角形または五角形であるこ
とを特徴とする。

【００１１】さらに本発明の極異方性磁石は、極異方性
ボンド磁石からなる内殻磁石部と該内殻磁石部の外周に
配置される複数の梯形の平板状焼結磁石かなる外殻磁石
部とから構成されてなることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の極異方性磁石を説明する。

【００１３】実施の形態１図１は本発明の実施の形態１にかかわる極異方性磁石を
示す正面図であり、図２は図１における極異方性磁石の
側面図であり、図３は図１における異方性磁石の斜視図
である。図１〜３に示されるように、本発明の実施の形
態１にかかわる極異方性磁石Ｍ１は、８個の異方性磁石
１ａからなる内殻磁石部２と該内殻磁石部２の外周に配
置される８個の異方性磁石１ｂかなる外殻磁石部３とか
ら構成されている。なお、図１において、異方性磁石１
ａ、１ｂの磁極についてはわかりやすいように半分のみ
記載している。前記異方性磁石１（１ａ、１ｂ）は、断
面形状が三角形、たとえば鋭角部の角度θが２２．５°
にされた直角三角形の三角柱である。１６個の異方性磁
石１ａ、１ｂのうち、８個がＮ極磁石であり、８個がＳ
極磁石である。すなわち本実施の形態１にかかわる極異
方性磁石Ｍ１は、１種類の異方性磁石１（１ａ、１ｂ）
を、内殻磁石部２の内径輪郭（内径形状）および外殻磁
石部３の外径輪郭(外側形状)が正方形になるように組み
合わして、４極の角形筒状にされている。なお、本実施
の形態１では、内殻磁石部２および外殻磁石部３が直角
三角形の８個の異方性磁石１を組み合わせて構成されて
いるが、本発明においては、これに限定されるものでは
なく、たとえば内殻磁石部および外殻磁石部を断面が二
等辺三角形の４個の異方性磁石を組み合わせて構成する
こともできる。

【００１４】前記極異方性磁石Ｍ１の製作に際し、予め
着磁した異方性磁石を用いて組み合わせる場合は、図３
（ａ）〜（ｂ）に示されるように代表して異方性磁石１
ａの着磁の方向（矢印の方向）は２種類必要となり、か
かる製作方法では、図１に示されるように外殻磁石部が
Ａ面で反発するので、強力な接着が必要となる。

【００１５】本実施の形態１では、磁界の方向が異方性
の方向と一致して形成されるので（図４の点線が磁力線
の方向を示す）、異方性磁石の特徴である、内部に鉄心
などの継鉄（ヨーク）を必要とせず、磁気特性（起磁
力）を充分に発揮することができるため、強力な極異方
性磁石を得ることができる。このため、磁石自体の小形
化が図れ、かかる磁石を用いる機器の小型化を図ること
ができる。また、前記極異方性磁石Ｍ１は、磁石内部の
みの磁気回路を構成するため、図４に示されるように、
極中央部に磁力線の極大値を有する分布（正弦波分布）
Ｄが得られるが、外殻磁石部の異方性磁石の外径形状を
変更することにより、平坦な梯形波分布などを自在に得
ることができるため、磁束分布の設計を容易にすること
もできる。

【００１６】実施の形態２図５は本発明の実施の形態２にかかわる極異方性磁石を
示す正面図であり、図６は図５における異方性磁石の斜
視図である。図５〜６に示されるように、本発明の実施
の形態２にかかわる極異方性磁石Ｍ２では、外殻磁石部
３が、断面形状が二等辺三角形の４個の異方性磁石１１
から構成されている。この二等辺三角形の鋭角部の角度
θは２２．５°にされている。本実施の形態２にかかわ
る極異方性磁石Ｍ２は、直角三角形の異方性磁石１ａと
二等辺三角形の異方性磁石１１の２種類である。また、
着磁は先着磁の場合、異方性磁石の着磁方向には２種類
必要である。なお、本実施の形態２では、内殻磁石部２
の異方性磁石１ａが直角三角形にされているが、本発明
においては、二等辺三角形とすることもできる。

【００１７】実施の形態３図７は本発明の実施の形態３にかかわる極異方性磁石を
示す正面図である。図７に示されるように、本発明の実
施の形態３にかかわる極異方性磁石Ｍ３は、４個の異方
性磁石２１からなる内殻磁石部２と該内殻磁石部２の外
周に配置される４個の異方性磁石２２かなる外殻磁石部
３とから構成されている。前記異方性磁石２１は、断面
形状が正三角形の三角柱であり、異方性磁石２２は、断
面形状が五角形の五角柱にされている。

【００１８】本実施の形態３では、異方性磁石２１の鋭
角部の角度θ１が、これまでの異方性磁石の鋭角部の角
度θ＝２２．５°より大きい６０°になるとともに、異
方性磁石２２の鋭角部の角度θが、これまでの異方性磁
石の鋭角部の角度θ＝２２．５°より大きい４５°にな
るため、異方性磁石２１、２２の鋭角部が欠ける惧れが
なくなる。なお、本実施の形態３では、内殻磁石部２の
異方性磁石２１が正三角形にされているが、本発明にお
いては、断面が直角三角形または二等辺三角形とするこ
ともできる。

【００１９】実施の形態４図８は本発明の実施の形態４にかかわる極異方性磁石を
示す正面図である。図８に示されるように、本発明の実
施の形態４にかかわる極異方性磁石Ｍ４は、外形が八角
形であり、内部に貫通孔３１ａを有する鉄などの軟磁性
体３１と該軟磁性体３１の外周に配置される断面形状が
五角形の４個の異方性磁石２２かなる外殻磁石部３とか
ら構成されている。この軟磁性体３１は継鉄として役割
を果たす。この軟磁性体３１としては、けい素鋼板を複
数積層したものを用いることができる。なお、本実施の
形態４では、外殻磁石部３の異方性磁石３１が五角形に
されているが、本発明においては、断面が直角三角形ま
たは二等辺三角形とすることもできる。

【００２０】本実施の形態４にかかわる極異方磁石Ｍ４
では、内殻磁石部に軟磁性体３１を用いるため、磁路は
磁石外に形成されることから、これまでの極異方磁石Ｍ
１〜Ｍ３より性能が低下するが、磁束量の調整をする場
合には本実施の形態４にかかわる極異方磁石Ｍ４を用い
るのがよい。また、内殻磁石部として、磁石よりコスト
が低い軟磁性体３１を用いることにより、製造コストを
低下させることができる。

【００２１】これまでの極異方性磁石は、断面形状が正
方形（四角柱形状）の磁石について説明したが、本発明
においては、これに限定されるものではなく、前記外殻
磁石部の外径輪郭が円形（弧状）にされた円筒形の極異
方性磁石とすることにより、回転機用の磁石に用いるこ
とができる。

【００２２】実施の形態５図９は本発明の実施の形態５にかかわる極異方性磁石を
示す正面図である。図９に示されるように、本発明の実
施の形態５にかかわる極異方性磁石Ｍ５は、断面形状が
三角形、たとえば直角三角形、二等辺三角形または正三
角形である異方性磁石１ａからなる内殻磁石部２と、断
面形状が扇形である異方性磁石４１からなる外殻磁石部
３とから構成されている。本実施の形態５では、この扇
形の異方性磁石の外周形状が１／４円弧（４等分円弧）
にされた４極の極異方磁石Ｍ５とされている。

【００２３】実施の形態６図１０は本発明の実施の形態６にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。図１０に示されるように、本発明
の実施の形態６にかかわる極異方性磁石Ｍ６は、前記極
異方磁石Ｍ１の外殻磁石部３の異方性磁石１ｂの外周に
外径輪郭が円弧状（蒲鉾状）の４個の軟磁性材５１が接
着により強固に配置されている。この軟磁性材はポール
ピースとしての役割を果たす。この軟磁性材５１として
は、けい素鋼板を複数積層したものを用いることができ
る。

【００２４】実施の形態７図１１は本発明の実施の形態７にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。図１１に示されるように、本発明
の実施の形態７にかかわる極異方性磁石Ｍ７は、断面形
状が二等辺三角形の６個の異方性磁石６１ａからなる内
殻磁石部２と、該内殻磁石部２の外周に配置される、断
面形状が五角形の６個の異方性磁石６１ｂかなる外殻磁
石部３と、該異方性磁石６１ｂの外周に配置される外径
輪郭が円弧状（蒲鉾状）の６個の軟磁性材６２とから構
成されている。この軟磁性材６２としては、けい素鋼板
を複数積層したものを用いることができる。

【００２５】なお、本実施の形態では、６極の円筒形状
の極異方性磁石Ｍ７にされているが、内殻磁石部の異方
性磁石および外殻磁石部の異方性磁石の形状を組み合わ
せることにより、８極以上の偶数極にすることもでき
る。

【００２６】これまでの極異方磁石Ｍ１〜Ｍ７の外殻磁
石部は、異方性磁石から構成しているが、等方性磁石を
用いて構成することもできる。しかし、磁束量や磁束密
度が低くなりやすい点に注意する必要がある。

【００２７】実施の形態８図１２は本発明の実施の形態８にかかわる極異方性磁石
を示す正面図、図１３は縦断面図である。図１２〜１３
に示されるように、本発明の実施の形態１２にかかわる
極異方性磁石Ｍ８は、断面形状が四角形であり、内部に
円形形状または多角形の貫通孔７１ａを有する異方性ボ
ンド磁石からなる内殻磁石部７１と、該内殻磁石部７１
の外周に配置される、断面形状が梯形の４個の平板状焼
結磁石７２かなる外殻磁石部３とから構成されている。
本実施の形態８では、極異方性ボンド磁石からなる内殻
磁石部７１と４個の平板状焼結磁石７２かなる外殻磁石
部３とからなる混成（ハイブリッド）式極異方性磁石で
あり、前記内殻磁石部７１を作製したのち、この内殻磁
石部７１の四辺にそれぞれ前記平板状焼結磁石７２を貼
り付けて外殻磁石部３を形成している。前記平板状焼結
磁石７２としては、ネオジュウム鉄系磁石またはサマリ
ュームコバルト系磁石の異方性磁石を用いることができ
る。なお、実施の形態８では、前記平板状焼結磁石７２
の形状が梯形に限定されるものではなく、たとえば図８
に示される極異方性磁石Ｍ４と同様に、内殻磁石部７１
を八角形にすることにより、異方性磁石２２のように五
角形にすることもできる。

【００２８】本実施の形態では、内殻磁石部７１が異方
性ボンド磁石であるので、その形状（内径、外径および
高さ）の寸法を自由に変更することができる。このた
め、内殻磁石部の外径形状に合わせて平板状焼結磁石を
貼り付けることにより、種々の形状の極異方性磁石を作
製することができる。

【００２９】また、ボンド磁石の性能（エネルギー積が
１０〜２２ＭＧＯｅ（メガガウスエルステッド））によ
り、磁石特性（磁束、起磁力）を調整することができ
る。たとえば内殻磁石部の磁束分布を極異方性ボンド磁
石単独および鉄系材料のヨーク（磁性体）とするよりも
改善することができる。すなわち図１４に示されるよう
に、極異方性磁石Ｍ８の磁束分布Ｄ１は、一般の極異方
性ボンド磁石単独の非正弦波分布Ｄ２、四角柱または管
の磁性体の外周に断面が梯形の焼結金属異方性磁石を用
いた磁石の磁束分布Ｄ３および該梯形の焼結金属異方性
磁石の外面を曲面にした蒲鉾状断面の焼結金属磁石を用
いた磁石の磁束分布Ｄ４よりも、より正弦波に近い正弦
波分布である。また、極異方性ボンド磁石は重量や密度
も低いので、四角柱の鉄系材料のヨークよりも軽量であ
る。

【００３０】なお、本実施の形態では、四角柱形状の磁
石について説明したが、本発明においては、これに限定
されるものではなく、外側の磁石形状を円形（弧状）に
変更することにより、回転機用の円筒状極異方性磁石に
することもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
一体では製作しにくい極異方性磁石を三角形などの多角
形の異方性磁石または等方性磁石を組み合わすことによ
り、強力な極異方性磁石を製作することができるため、
電磁振動型ポンプまたは電動機などの機器の小型化を図
ることができるまた、内殻磁石部を軟磁性体で置き換え
ることにより、性能を調整したり、価格を低下させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。

【図２】図１における極異方性磁石の側面図である。

【図３】図１における異方性磁石の斜視図である。

【図４】図１における極異方性磁石の正弦波分布を示す
図である。

【図５】本発明の実施の形態２にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。

【図６】図５における異方性磁石の斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態３にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。

【図８】本発明の実施の形態４にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。

【図９】本発明の実施の形態５にかかわる極異方性磁石
を示す正面図である。

【図１０】本発明の実施の形態６にかかわる極異方性磁
石を示す正面図である。

【図１１】本発明の実施の形態７にかかわる極異方性磁
石を示す正面図である。

【図１２】本発明の実施の形態８にかかわる極異方性磁
石を示す正面図である。

【図１３】図１２における極異方性磁石の縦断面図であ
る。

【図１４】４角形状の磁石における１極分の磁束分布を
示す模式図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ異方性磁石２内殻磁石部３外殻磁石部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、極異方性磁石Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の異方性磁石からなる内殻磁石部と
該内殻磁石部の外周に配置される複数の異方性磁石かな
る外殻磁石部とから構成されてなる極異方性磁石。
【請求項２】複数の等方性磁石からなる内殻磁石部と
該内殻磁石部の外周に配置される複数の等方性磁石から
なる外殻磁石部とから構成されてなる極異方性磁石。
【請求項３】前記異方性磁石および等方性磁石の断面
形状が三角形である請求項１または２記載の極異方性磁
石。
【請求項４】前記異方性磁石または等方性磁石の断面
形状が直角三角形である請求項３記載の極異方性磁石。
【請求項５】前記内殻磁石部の異方性磁石または等方
性磁石の断面形状が直角三角形または二等辺三角形であ
るとともに、前記外殻磁石部の異方性磁石または等方性
磁石の断面形状が二等辺三角形である請求項３記載の極
異方性磁石。
【請求項６】前記内殻磁石部の異方性磁石または等方
性磁石の断面形状が直角三角形、二等辺三角形または正
三角形であるとともに、前記外殻磁石部の異方性磁石ま
たは等方性磁石の断面形状が五角形である請求項１また
は２記載の極異方性磁石。
【請求項７】外径が多角形の軟磁性体と該軟磁性体の
外周に配置される複数の異方性磁石かなる外殻磁石部と
からなり、該外殻磁石部の異方性磁石の断面形状が三角
形または五角形である極異方性磁石。
【請求項８】前記外殻磁石部の異方性磁石または等方
性磁石の外周に外径輪郭が円弧状の軟磁性材が配置され
てなる請求項１、２、３、４、５、６または７記載の極
異方性磁石。
【請求項９】前記外殻磁石部の外径輪郭が円形である
請求項１または２記載の極異方性磁石。
【請求項１０】前記内殻磁石部の異方性磁石または等
方性磁石の断面形状が三角形であるとともに、前記外殻
磁石部の異方性磁石または等方性磁石の断面形状が扇形
である請求項９記載の極異方性磁石。
【請求項１１】前記内殻磁石部の異方性磁石の断面形
状が直角三角形、二等辺三角形または正三角形である請
求項１０記載の極異方性磁石。
【請求項１２】極異方性ボンド磁石からなる内殻磁石
部と該内殻磁石部の外周に配置される複数の梯形の平板
状焼結磁石かなる外殻磁石部とから構成されてなる極異
方性磁石。
【請求項１３】少なくとも４極の偶数極である請求項
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１また
は１２記載の極異方性磁石。