JP2002110418A - 吸引基本構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁束の放出を容易にし、エネルギー効率の高
められた吸引基本構造体を提供すること。 【解決手段】 吸引基本構造体は、互いの逆の極性を有
する一対の端面１ｃ，１ｄを備えた永久磁石１と、前記
永久磁石１の両端面に磁気的に接続された電磁石２とを
有する複合磁石３を備えている。この吸引基本構造体
は、前記複合磁石３の前記永久磁石１の位置する部位の
一面を磁気作用面６とし、これと実質的に対向する前記
複合磁石３の他面を非磁気作用面１９としている。この
永久磁石１は、複合磁石３の磁気作用面６側の長さが、
複合磁石３の前記非作用面１９側の長さよりも短い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石の両端面
に接続された電磁石とを備えた吸引基本構造体に関し、
詳しくは、通電によって磁場発生を制御可能な吸引基本
構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の吸引基本構造体を用いた
ものとして、図１０及び図１１に示されたものが提案さ
れている。

【０００３】図１０及び図１１は従来のベーシックファ
クタと呼ばれるハイブリッド磁石の一例を示す概略図で
ある。

【０００４】図１０及び図１１を参照すると、ハイブリ
ッド磁石１００は、永久磁石１０１と永久磁石１０１の
両端に磁気的に接続された電磁石１０２とを備えた吸引
基本構造体である複合磁石１０３を備えている。電磁石
１０２は、永久磁石１０１の両端に磁気的に接続される
接続部１０４ａが両端内側に夫々対向するように設けら
れた継鉄からなるＵ字形状のヨーク１０４と、ヨーク１
０４の永久磁石１０２と対向する側、即ち、Ｕ字の底辺
に設けられた励磁コイル１０５とを備えている。複合磁
石１０３の永久磁石１０１が設けられた面１０６（以
下、作用面と呼ぶ）と予め定められた間隔をおいて対向
するように強磁性体からなる吸引部材１１０が配置され
ている。

【０００５】図１０及び図１１を参照して、ハイブリッ
ド磁石１００の動作について説明する。

【０００６】図１０に示すように、励磁コイル１０５に
電流を流さないとき（以下、ＯＦＦと呼ぶ）には、永久
磁石１０１のＮ極からの磁束は、ヨーク１０４の一方の
接続部１０４ａからヨーク１０４内に入って、これをＵ
字形に通り抜けて、破線の矢印１０７に示すように、ヨ
ーク１０４の他方の接続部１０４ａから永久磁石のＳ極
に入る磁路を形成している。

【０００７】次に、図１１に示すように、励磁コイル１
０５に、永久磁石１０１によって形成された磁路を、矢
印１０８に示すように打ち消す方向に予め定められた大
きさの電流を流す（以下、ＯＮ状態と呼ぶ）と、Ｎ極か
らの磁束は、作用面１０６の一側から外部に飛び出し、
吸引部材１１０の一端側に進入する。吸引部材１１０に
進入した磁束は、吸引部材１１０を通り、吸引部材１１
０の他端側から放出され、作用面１０６の他側に進入し
てＳ極に至る磁路を形成する。

【０００８】その結果、複合磁石１０３に吸引部材１１
０が吸引されるハイブリッド磁石１００を形成すること
になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たハイブリッド磁石１００では、永久磁石１０１からの
磁束の放出面と複合磁石１０３の作用面１０６とが垂直
であり、作用面１０６からの磁束を放出しやすくするた
めには、作用面１０６と永久磁石１０１の端面とがある
程度距離がなければならず、小型化の妨げとなってい
た。

【００１０】また、複合磁石１０３の作用面１０６から
の磁束の放出に高エネルギーを要することから、エネル
ギー効率の面からも好ましいものといえるものではなか
った。

【００１１】そこで、本発明の技術的課題は、磁束の放
出を容易にし、エネルギー効率の高められた吸引基本構
造体を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いの
逆の極性を有する一対の端面を備えた永久磁石と、前記
永久磁石の両端面に磁気的に接続された電磁石とを有す
る複合磁石を備え、前記複合磁石の前記永久磁石の位置
する部位の一面を磁気作用面とし、これと実質的に対向
する前記複合磁石の他面を非磁気作用面とした吸引基本
構造体であって、前記永久磁石は、前記複合磁石の磁気
作用面側の長さが、前記複合磁石の前記非作用面側の長
さよりも短いことを特徴とする吸引基本構造体が得られ
る。

【００１３】また、本発明によれば、前記吸引基本構造
体において、前記作用面と間隙を介して対向する強磁性
体を更に備え、当該電磁石に通電の際に前記強磁性体
は、前記磁気作用面から吸引作用を受けることを特徴と
する吸引基本構造体が得られる。

【００１４】また、本発明によれば、前記吸引基本構造
体において、前記永久磁石の磁化容易軸の方向は、前記
作用面及び非作用面の内のいずれか一方と平行であるこ
とを特徴とする吸引基本構造体が得られる。

【００１５】また、本発明によれば、前記吸引基本構造
体において、前記永久磁石は、複数の永久磁石片を備え
て構成されていることを特徴とする吸引基本構造体が得
られる。

【００１６】また、本発明によれば、前記吸引基本構造
体において、前記永久磁石は磁化容易軸が湾曲している
ことを特徴とする吸引基本構造体が得られる。

【００１７】また、本発明によれば、前記吸引基本構造
体において、前記電磁石は、前記作用面以外の曲がり部
が面取り又はＲ加工が施されれているか又は湾曲してい
ることを特徴とする吸引基本構造体が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００２０】図１を参照すると、ハイブリッド磁石１０
は、永久磁石１と永久磁石１の両端に接続された電磁石
２とを備えた吸引基本構造体としての複合磁石３を備え
ている。

【００２１】永久磁石１は、断面略等脚台形状の焼結体
からなり、図１では、水平方向に磁化容易軸を備えてい
るとともに、この台形の上底に相当する外側面１ａが台
形の下底に相当する内側面１ｂよりも、水平方向に短い
構成となっている。また、永久磁石１は、一対の端面１
ｃ，１ｄの内の一方がＮ極、他方がＳ極となるように形
成されている。

【００２２】電磁石２は、永久磁石１の両端に接続され
る断面逆台形状の接続部４ａが両端内側に対向するよう
に設けられたＵ字形状の継鉄からなるヨーク４と、ヨー
ク４の永久磁石２と対向する側に設けられた励磁コイル
５とを備えている。複合磁石３の永久磁石１が設けられ
た面６（以下、作用面と呼ぶ）と対向して強磁性体から
なる吸引部材１１が設けられている。

【００２３】次に、第１の実施の形態によるハイブリッ
ド磁石１０の動作について説明する。

【００２４】図１に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないとき（以下、ＯＦＦと呼ぶ）には、永久磁石１
のＮ極からの磁束は、ヨーク４の一方の接続部４ａから
ヨーク４内に入って、これを通って、実線の矢印７に示
すように、ヨーク４の他方の接続部４ａから永久磁石の
Ｓ極に入る磁路を形成している。

【００２５】次に、永久磁石１によって形成された磁路
を、矢印８に示すような打ち消す方向に磁路を形成する
ように予め定められた大きさの電流を励磁コイル５に流
すと、Ｎ極からの磁束は、作用面６の一側から外部に飛
び出し、吸引部材１１の一端側に進入する。吸引部材１
１に進入した磁束は、矢印１２に示すように、吸引部材
１１を通り、吸引部材１１の他端側から放出され、作用
面６の他側に進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石
３に吸引部材１１が吸引されることになる。

【００２６】ここで、第1の実施の形態においては、永
久磁石１の磁化容易軸は、作用面６及び非作用面１９に
平行な矢印１５で示される方向である。しかし、端面１
ａ，１ｂが吸引部材１１との対向面積を大きくするよう
に、即ち、作用面６側の長さが非作用面１９側の長さよ
りも短く形成されているために、永久磁石１からの磁束
が作用面６から容易に飛び出すことができ、従って、小
さな電流でより大きな吸引力を得ることができるため
に、図１０及び図１１に示したハイブリッド磁石よりも
より効率を高めることができるとともに、磁路を短くす
ることができるので、より小型化することができる。

【００２７】図２は本発明の第２の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００２８】図２を参照すると、ハイブリッド磁石２０
は、永久磁石２１と永久磁石２１の両端に接続された電
磁石２とを備えた吸引基本構造体としての複合磁石１３
を備えている。

【００２９】永久磁石２１は、断面略等脚台形状のもの
を縦に２等分した永久磁石片２１ａ，２１ｂを組み合わ
せて構成されている。永久磁石片２１ａ，２１ｂは、電
磁石との接続部の斜面２１ｃ，２１ｄに対して垂直方向
になるように、磁化容易軸を備えている。また、永久磁
石２１の台形の上底に相当する外側面２１ｅが台形の下
底に相当する内側面２１ｆよりも、水平方向に短い構成
となっている。また、永久磁石２１の一対の端面２１
ｃ，２１ｄの内の一方がＮ極、他方がＳ極となるように
形成されている。

【００３０】第１の実施の形態と同様に、第２の実施の
形態においては、電磁石２は、永久磁石２１の両端に接
続される逆台形状の接続部４ａが両端内側に対向するよ
うに設けられたＵ字形状の継鉄からなるヨーク４と、ヨ
ーク４の永久磁石２１と対向する側に設けられた励磁コ
イル５とを備えている。複合磁石１３の永久磁石２１が
設けられた面６（以下、作用面と呼ぶ）と対向して強磁
性体からなる吸引部材１１が設けられている。

【００３１】次に、第２の実施の形態によるハイブリッ
ド磁石２０の動作について説明する。

【００３２】図２に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石のＮ極からの
磁束は、ヨーク４の一方の接続部４ａからヨーク４内に
入って、これを通って、ヨーク４の他方の接続部４ａか
ら永久磁石２１のＳ極に入る磁路を形成していること
は、第１の実施の形態と同様である。

【００３３】次に、励磁コイル５に、矢印７に示される
永久磁石２１によって形成された磁路を、矢印８に示す
ような打ち消す方向に予め定められた大きさの電流を流
すと、Ｎ極からの磁束は、作用面６の一側から外部に飛
び出し、吸引部材１１の一端側に進入する。吸引部材１
１に進入した磁束は、吸引部材１１を通り、吸引部材１
１の他端側から放出され、作用面６の他側に進入してＳ
極に至るＯＮ状態となる。その結果、複合磁石１３に吸
引部材１１が吸引されることになる。

【００３４】ここで、第２の実施の形態においては、永
久磁石２１の磁化容易軸は、永久磁石両端の斜面２１ｃ
及び斜面２１ｄと垂直な方向である。しかし、端面２１
ｃ、２１ｄが吸引部材１１との対向面積を大きくするよ
うに、即ち、作用面６側の長さ（外側面２１ｅの図で
は、左右方向の長さ）が非作用面１９側の長さ（内側面
２１ｆの図では左右方向の長さ）よりも短く形成されて
いるとともに、磁化容易軸が傾斜しているために、永久
磁石２１からの磁束が斜面２１ｄを介して作用面６から
容易に飛び出すことができ、また、吸引部材１１から放
出された磁束を斜面２１ｃを介して容易に永久磁石２１
に戻ることができる。従って、小さな電流でより大きな
吸引力を得ることができるために、図１に示したハイブ
リッド磁石よりもより効率を高めることができるととも
に、磁路を短くすることができるので、より小型化する
ことができる。

【００３５】図３は本発明の第３の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００３６】図３を参照すると、ハイブリッド磁石３０
は、永久磁石３１と永久磁石３１の両端に接続された電
磁石２とを備えた吸引基本構造体としての複合磁石１７
を備えている。

【００３７】永久磁石３１は、断面が略等脚台形状のも
ので、両端面である電磁石２との接続部の両斜面３１
ａ，３１ｂに対して垂直方向になるとともに、両端面３
１ａ，３１ｂ間を結ぶように円弧状に形成された磁化容
易軸を備えている。また、永久磁石３１の台形の上底に
相当する外側面３１ｅが台形の下底に相当する内側面３
１ｆよりも、水平方向に短い構成となっている。また、
永久磁石３１の一対の端面の内の一方がＮ極、他方がＳ
極となるように形成されている。

【００３８】第１の実施の形態と同様に、電磁石２は、
永久磁石３１の両端に接続される逆台形状の接続部４ａ
が両端内側に対向するように設けられたＵ字形状の継鉄
からなるヨーク４と、ヨーク４の永久磁石２１と対向す
る側に設けられた励磁コイル５とを備えている。複合磁
石１７の永久磁石３１が設けられた作用面６と対向して
強磁性体からなる吸引部材１１が設けられている。

【００３９】次に、本発明の第３の実施の形態によるハ
イブリッド磁石３０の動作について説明する。

【００４０】図３に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦのときには、永久磁石２１のＮ極からの
磁束は、ヨーク４の一方の接続部４ａからヨーク４内に
入って、これを通って、ヨーク４の他方の接続部４ａか
ら永久磁石３１のＳ極に入る磁路を形成していること
は、第１及び第2の実施の形態と同様である。

【００４１】次に、励磁コイル５に、矢印８に示すよう
に、永久磁石３１によって形成された磁路を打ち消す方
向に予め定められた大きさの電流を流すとＯＮ状態とな
り、Ｎ極からの磁束は、作用面６の一側から外部に飛び
出し、吸引部材１１の一端側に進入する。吸引部材１１
に進入した磁束は、吸引部材１１を通り、吸引部材１１
の他端側から放出され、作用面６の他側に進入してＳ極
に至る。その結果、複合磁石１４に吸引部材１１が吸引
されることになる。

【００４２】ここで、第３の実施の形態においては、第
2の実施の形態と同様に、永久磁石３１の磁化容易軸
は、斜面３１ａ及び斜面３１ｂと垂直な方向である。し
かし、この端面３１ａ，３１ｂが吸引部材１１との対向
面積を大きくするように、即ち、作用面６側の長さが非
作用面１９側の長さよりも短く形成されているととも
に、磁化容易軸が円弧状に傾斜しているために、永久磁
石３１からの磁束が斜面３１ａ，３１ｂを介して作用面
６から容易に飛び出すことができ、従って、小さな電流
でより大きな吸引力を得ることができるために、第2の
実施の形態と同様に、図１に示したハイブリッド磁石１
０よりもより効率を高めることができるとともに、磁路
を短くすることができるので、より小型化することがで
きる。

【００４３】図４は本発明の第４の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００４４】図４を参照すると、ハイブリッド磁石４０
は、永久磁石２１の下底面に継鉄からなる強磁性体片１
５が設けられている他は、第2の実施の形態によるもの
と同じ構成を備えている。

【００４５】即ち、ハイブリッド磁石は４０は、永久磁
石２１と、永久磁石２１の両端に接続された電磁石２
と、永久磁石２１の下底面２１ｆに配置された強磁性体
片１５を備えた吸引基本構造体としての複合磁石１６を
備えている。

【００４６】永久磁石２１は、略等脚台形状のものを縦
に２等分した永久磁石片２１ａ，２１ｂを組み合わせて
構成されている。永久磁石片２１ａ，２１ｂは、電磁石
２との接続部の斜面２１ａ，２１ｂに対して垂直方向に
なるように、磁化容易軸を備えている。また、永久磁石
２１の上底の外側面２１ｅが下底の内側面２１ｆより
も、水平方向に短い構成となっている。また、永久磁石
２１の一対の端面２１ｃ，２１ｄの内の一方がＮ極、他
方がＳ極となるように形成されている。

【００４７】第２の実施の形態と同様に、電磁石２は、
永久磁石２１の両端に接続される逆台形状の接続部４ａ
が両端内側に対向するように設けられたＵ字形状の継鉄
からなるヨーク４と、ヨーク４の永久磁石２１と対向す
る側に設けられた励磁コイル５とを備えている。複合磁
石１６の永久磁石２１が設けられた一面６（以下、作用
面と呼ぶ）と対向して強磁性体からなる吸引部材１１が
設けられている。

【００４８】次に、本発明の第４の実施の形態によるハ
イブリッド磁石４０の動作について説明する。

【００４９】図４に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石のＮ極からの
磁束は、ヨークの一方の接続部４ａからヨーク４内に入
って、これを通って、ヨーク４の他方の接続部４ａから
永久磁石のＳ極に入る磁路を形成していることは、第１
の実施の形態と同様である。

【００５０】次に、励磁コイル５に、矢印８に示すよう
に、永久磁石２１によって形成された磁路を打ち消す方
向に予め定められた大きさの電流を流すと、Ｎ極からの
磁束は、作用面６の一側から外部に飛び出し、吸引部材
１１の一端側に進入する。吸引部材１１に進入した磁束
は、吸引部材１１を通り、吸引部材１１の他端側から放
出され、作用面６の他側に進入して接続部４ａを通りＳ
極に至る。その結果、複合磁石１６に吸引部材１１が吸
引されることになる。

【００５１】ここで、第４の実施の形態においては、永
久磁石２１の磁化容易軸は、斜面２１ｃ及び斜面２１ｄ
と垂直な方向である。しかし、端面２１ｄが吸引部材１
１との対向面積を大きくするように、即ち、作用面６側
の長さが非作用面１９側の長さよりも短く形成されてい
るとともに、磁化容易軸が傾斜し、且つ永久磁石片２１
ａ，２１ｂの接合部において、磁化容易軸が屈曲する部
分においては、磁束漏れが生じるおそれがあるが、強磁
性体片１５があるためにこの磁束漏れを防ぐことができ
るので、永久磁石２１からの磁束が斜面２１ｄを介して
作用面６から容易に飛び出すことができ、従って、小さ
な電流でより大きな吸引力を得ることができるために、
図２に示したハイブリッド磁石よりもより効率を高める
ことができるとともに、磁路を短くすることができるの
で、小型化することができる。

【００５２】図５は本発明の第５の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００５３】図５を参照すると、ハイブリッド磁石５０
は、永久磁石４１が、夫々焼結体からなる３つの永久磁
石片４１ａ，４１ｂ，４１ｃから構成されている他は、
第２の実施の形態と同様の構成を有する。

【００５４】具体的には、ハイブリッド磁石５０は、永
久磁石４１と永久磁石４１の両端に接続された電磁石２
とを備えた吸引基本構造体としての複合磁石１７を備え
ている。

【００５５】永久磁石４１は、断面略等脚台形状のもの
を略３等分した永久磁石片４１ａ，４１ｂ，及び４１ｃ
を組み合わせて構成されている。永久磁石片４１ａ，４
１ｂは、電磁石２との接続部の斜面４１ｄ，４１ｅに対
して垂直方向になるように、磁化容易軸を備えている。
また、永久磁石片４１ｃは水平方向に磁化容易軸を有す
るように形成されている。

【００５６】さらに、永久磁石４１の台形の上底に相当
する外側面４１ｆが台形の下底に相当する内側面４１ｇ
よりも、水平方向に短い構成となっている。また、永久
磁石４１の一対の端面４１ｄ，４１ｅの内の一方がＮ
極、他方がＳ極となるように形成されている。

【００５７】第２の実施の形態と同様に、電磁石２は、
永久磁石４１の両端に接続される逆台形状の接続部４ａ
が両端内側に対向するように設けられたＵ字形状の継鉄
からなるヨーク４と、ヨーク４の永久磁石４１と対向す
る側に設けられた励磁コイル５とを備えている。複合磁
石１７の永久磁石４１が設けられた作用面６と対向して
強磁性体からなる吸引部材１１が設けられている。

【００５８】次に、本発明の第５の実施の形態によるハ
イブリッド磁石５０の動作について説明する。

【００５９】図５に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石４１のＮ極か
らの磁束は、ヨーク４の一方の接続部４ａからヨーク４
内に入って、これを通って、ヨーク４の他方の接続部４
ａから永久磁石４１のＳ極に入る磁路を形成しているこ
とは、第１の実施の形態と同様である。

【００６０】次に、励磁コイル５に、矢印８に示すよう
に、永久磁石４１によって形成された磁路を打ち消す方
向に予め定められた大きさの電流を流すＯＮ状態となる
と、Ｎ極からの磁束は、作用面６の一側から外部に飛び
出し、吸引部材１１の一端側に進入する。吸引部材１１
に進入した磁束は、吸引部材１１内を長さ方向に通り、
吸引部材１１の他端側から放出され、作用面６の他側に
進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石５０に吸引部
材１１が吸引されることになる。

【００６１】ここで、第５の実施の形態においては、永
久磁石４１の磁化容易軸は、永久磁石片４１ａ，４１ｃ
においては、斜面４１ｄ及び斜面４１ｅと垂直な方向で
ある。また、非作用面１９側の永久磁石片４１ｂにおい
ては、磁化容易軸は、非作用面４１ｇに沿う方向であ
る。

【００６２】このように、端面４１ｄ，４１ｅが吸引部
材１１との対向面積を大きくするように、即ち、永久磁
石４１の作用面６側の長さ（外側面４１ｆの長さ）が非
作用面１９側の長さ（内側面４１ｇの長さ）よりも短く
形成されているとともに、磁化容易軸が傾斜しているた
めに、永久磁石４１からの磁束が斜面を介して作用面６
から容易に飛び出すことができ、また、非作用面１９側
の永久磁石４１ｂ片は、非作用面１９に沿う方向に磁化
容易軸を備えるために、非作用面１９側、即ち、内側面
４１ｇからの磁束の漏れを抑制することができる。

【００６３】従って、小さな電流でより大きな吸引力を
得ることができるために、図１に示したハイブリッド磁
石１０よりもより効率を高めることができるとともに、
磁路を短くすることができるので、より小型化すること
ができる。

【００６４】図６は本発明の第６の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図である。

【００６５】図６を参照すると、ハイブリッド磁石６０
は、永久磁石６１の非作用面１９側の内側面６１ｂが円
弧状になっている他は、第３の実施の形態と同様の構成
を有する。

【００６６】具体的には、ハイブリッド磁石６０は、永
久磁石６１と永久磁石６１の両端に接続された電磁石２
とを備えた吸引基本構造体としての複合磁石１８を備え
ている。

【００６７】永久磁石６１は、底部が丸い略等脚台形状
を備えている。永久磁石６１は、電磁石２との接続部の
斜面６１ｃ，６１ｄに対して垂直方向になり、且つ同心
円状の円弧を描くように形成された磁化容易軸を備えて
いる。

【００６８】さらに、永久磁石６１の上底面である外側
面６１ａが下底面である内側湾曲面６１ｂよりも、寸法
が短い構成となっている。また、永久磁石６１の一対の
端面の内の一方がＮ極、他方がＳ極となるように形成さ
れている。

【００６９】第３の実施の形態と同様に、電磁石２は、
永久磁石６１の両端に接続される逆台形状の接続部４ａ
が両端内側に対向するように設けられたＵ字形状の継鉄
からなるヨーク４と、ヨーク４の永久磁石２１と対向す
る側に設けられた励磁コイル５とを備えている。複合磁
石１８の永久磁石６１が設けられた作用面６と対向して
強磁性体からなる吸引部材１１が設けられている。

【００７０】次に、第６の実施の形態によるハイブリッ
ド磁石６０の動作について説明する。

【００７１】図６に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石３１のＮ極か
らの磁束は、ヨーク４の一方の接続部４ａからヨーク４
内に入って、これを通って、ヨーク４の他方の接続部４
ａから永久磁石６１のＳ極に入る磁路を形成しているこ
とは、第１の実施の形態と同様である。

【００７２】次に、励磁コイル５に、矢印を設けた破線
８に示すように、永久磁石６１によって形成された磁路
を打ち消す方向に予め定められた大きさの電流を流す
（ＯＮ状態）と、Ｎ極からの磁束は、作用面６の一側か
ら外部に飛び出し、吸引部材１１の一端側に進入する。
吸引部材１１に進入した磁束は、吸引部材１１内を長さ
方向に通り、吸引部材１１の他端側から放出され、作用
面６の他側に進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石
１８に吸引部材１１が吸引されることになる。

【００７３】ここで、第６の実施の形態においては、永
久磁石６１の磁化容易軸は、斜面６１ｃ，６１ｄと垂直
で、且つ円弧を形成する方向である。

【００７４】このように、永久磁石６１の端面６１ａ，
６１ｄが吸引部材１１との対向面積を大きくするよう
に、即ち、永久磁石６１の作用面６側の長さ（外側面６
１ａの長さ）が非作用面１９側の長さ（内側面６１ｂの
長さ）よりも短く形成されているとともに、磁化容易軸
が円弧状であるために、永久磁石６１からの磁束が斜面
を介して作用面６から容易に飛び出すことができ、ま
た、永久磁石６１の非作用面１９側は磁化容易軸に沿う
円弧状に形成されているために、非作用面１９側からの
磁束の漏れを抑制することができる。

【００７５】従って、小さな電流でより大きな吸引力を
得ることができるために、図１に示したハイブリッド磁
石よりもより効率を高めることができるとともに、磁路
を短くすることができるので、より小型化することがで
きる。

【００７６】図７は本発明の第７の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態
によるハイブリッド磁石１０の変形例を示している。

【００７７】図７を参照すると、ハイブリッド磁石７０
は、第１の実施の形態によるものとは、ヨーク２３の形
状が異なる他は同様の構成を備えている。

【００７８】具体的には、ハイブリッド磁石１０は、永
久磁石１と永久磁石１の両端に接続された電磁石２２と
を備えた吸引基本構造体としての複合磁石２４を備えて
いる。

【００７９】永久磁石１は、第１の実施の形態によるも
のと同様に、断面略等脚台形状であり、図７では水平方
向に磁化容易軸を備えているとともに、台形の上底に相
当する外側面１ａが台形の下底に相当する内側面１ｂよ
りも、水平方向に短い構成となっている。また、一対の
ヨーク２３の端面２３ａ，２３ａに接する永久磁石の斜
面１ｃ，１ｄの一方がＮ極、他方がＳ極となるように形
成されている。

【００８０】電磁石２２は、永久磁石１の両端に接続さ
れる逆台形状の接続部が両端内側に対向するように設け
られたＵ字形状の継鉄からなるヨーク２３と、ヨーク２
３の永久磁石１と対向する側に設けられた励磁コイル５
とを備えている。

【００８１】ヨーク２３の内側は角が丸く形成されてお
り、永久磁石１の設けられた辺と対向する側の辺の外側
両端の角部２３ｂ，２３ｂには、面取りが施されてい
る。

【００８２】また、複合磁石２４の永久磁石１が設けら
れた作用面６と対向して強磁性体からなる吸引部材１１
が設けられている。

【００８３】次に、本発明の第７の実施の形態によるハ
イブリッド磁石７０の動作について説明する。

【００８４】図７に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石１のＮ極から
の磁束は、ヨーク２３の一方の接続部からヨーク２３内
に入って、これを通って、ヨーク２３の他方の接続部か
ら永久磁石１のＳ極に入る磁路を形成する。

【００８５】次に、励磁コイル５に、永久磁石１によっ
て形成された磁路を打ち消す方向に予め定められた大き
さの電流を流す（ＯＮ状態）と、Ｎ極からの磁束は、作
用面６の一側から外部に飛び出し、吸引部材１１の一端
側に進入する。吸引部材１１に進入した磁束は、吸引部
材を通り、吸引部材の他端側から放出され、作用面６の
他側に進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石２４に
吸引部材１１が吸引されることになる。

【００８６】ここで、第７の実施の形態においては、第
１の実施の形態と同様に、永久磁石１の磁化容易軸は作
用面６及び非作用面１９に平行な矢印で示される方向で
ある。しかし、永久磁石１の端面１ｃ，１ｄが吸引部材
１１との対向面積を大きくするように、即ち、永久磁石
の作用面６側の長さ（外側面１ａの長さ）が非作用面１
９側の長さ（内側面１ｂの長さ）よりも短く形成されて
いるために、永久磁石１からの磁束が作用面から容易に
飛び出すことができ、従って、小さな電流でより大きな
吸引力を得ることができるために、図１０及び図１１に
示したハイブリッド磁石よりもより効率を高めることが
できるとともに、磁路を短くすることができるので、よ
り小型化することができる。

【００８７】また、ヨーク２３の角部２３ｂ，２３ｂに
面取りを施すとともに、内側の隅角部２３ｃ，２３ｃを
丸く形成しているので、各々の角部からの磁束の漏れを
抑制することができ、これによって、より効率を高める
ことができる。

【００８８】図８は本発明の第８の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態
によるハイブリッド磁石の他の変形例を示している。

【００８９】図８を参照すると、ハイブリッド磁石８０
は、第１の実施の形態によるものとは、ヨーク２５の形
状が異なる他は同様の構成を備えている。

【００９０】具体的には、ハイブリッド磁石８０は、永
久磁石１と永久磁石１の両端に接続された電磁石２６と
を備えた吸引基本構造体としての複合磁石２７を備えて
いる。

【００９１】永久磁石１は、第１の実施の形態によるも
のと同様に、断面略等脚台形状であり、図では、水平方
向に磁化容易軸を備えているとともに、台形の上底に相
当する外側面１ａが台形の下底に相当する内側面１ｂよ
りも、水平方向に短い構成となっている。また、一対の
端面１ｃ，１ｄの内の一方がＮ極、他方がＳ極となるよ
うに形成されている。

【００９２】電磁石２６は、永久磁石１の両端に接続さ
れる逆台形状の接続部が両端内側に対向するように設け
られたＵ字形状の継鉄からなるヨーク２５と、ヨーク２
５の永久磁石１と対向する側に設けられた励磁コイル５
とを備えている。

【００９３】ヨーク２５の内側は角部２５ｃが丸く形成
されており、永久磁石１の設けられた辺と対向する側の
辺の外側両端の角部２５ｂ、２５ｂには、Ｒ加工が施さ
れている。

【００９４】また、複合磁石２７の永久磁石１が設けら
れた作用面６と対向して強磁性体からなる吸引部材１１
が設けられている。

【００９５】次に、本発明の第８の実施の形態によるハ
イブリッド磁石８０の動作について説明する。

【００９６】図７に示すように、励磁コイル５に電流を
流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石１のＮ極から
の磁束は、ヨーク２５の一方の接続部２５ａからヨーク
２５内に入って、これを通って、ヨーク２５の他方の接
続部２５ａから永久磁石１のＳ極に入る磁路を形成す
る。

【００９７】次に、励磁コイル５に、永久磁石１によっ
て形成された磁路を打ち消す方向に予め定められた大き
さの電流を流す（ＯＮ状態）と、Ｎ極からの磁束は、作
用面６の一側から外部に飛び出し、吸引部材１１の一端
側に進入する。吸引部材１１に進入した磁束は、吸引部
材を通り、吸引部材の他端側から放出され、作用面６の
他側に進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石２７に
吸引部材１１が吸引されることになる。

【００９８】ここで、第７の実施の形態においては、第
１の実施の形態と同様に、永久磁石１の磁化容易軸は作
用面６及び非作用１９面に平行な破線の矢印で示される
方向である。しかし、永久磁石１の端面が吸引部材１１
との対向面積を大きくするように、即ち、永久磁石１の
作用面６側の長さ（外側面１ａの長さ）が非作用面１９
側の長さ（内側面１ｂの長さ）よりも短く形成されてい
るために、永久磁石１からの磁束が作用面から容易に飛
び出すことができ、従って、小さな電流でより大きな吸
引力を得ることができるために、図１０及び図１１に示
したハイブリッド磁石８０よりもより効率を高めること
ができるとともに、磁路を短くすることができるので、
より小型化することができる。

【００９９】また、ヨーク２５の角部２５ｂ，２５ｂに
Ｒ加工を施すとともに、内側の隅角部２５ｃ，２５ｃ，
２５ｃ，２５ｃを丸く形成しているので、各角部からの
磁束の漏れを抑制することができ、これによって、より
効率を高めることができる。

【０１００】図９は本発明の第９の実施の形態による吸
引基本構造体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態
によるハイブリッド磁石の他の変形例を示している。

【０１０１】図９を参照すると、ハイブリッド磁石９０
は、上下両側面９１ａ，９１ｂが円弧状に形成された永
久磁石９１と永久磁石９１の両端９１ｃ，９２ａに接続
された略円弧状の電磁石２８とを備えた吸引基本構造体
としてのトロイダル形状の複合磁石３３を備えている。

【０１０２】永久磁石９１は、リング形状のものから一
部を切り出した略等脚台形状であり、図では、水平方向
に磁化容易軸を備えているとともに、上底の外側円弧面
９１ａが下底の内側円弧面９１ｂよりも、短い構成とな
っている。また、一対の端面９１ｃ，９１ｄの内の一方
がＮ極、他方がＳ極となるように形成されている。

【０１０３】電磁石２８は、永久磁石９１の両端に接続
される逆台形状の接続部が両端内側に対向するように設
けられたＣ字形状の継鉄からなるヨーク３２と、ヨーク
３２の永久磁石９１とは直径方向に対向する側に設けら
れた励磁コイル３５とを備えている。

【０１０４】複合磁石３３の永久磁石９１が設けられた
作用面６と対向して円弧状の強磁性体からなる吸引部材
３４が設けられている。

【０１０５】次に、本発明の第９の実施の形態によるハ
イブリッド磁石９０の動作について説明する。

【０１０６】図９に示すように、励磁コイル３５に電流
を流さないＯＦＦ状態のときには、永久磁石９１のＮ極
からの磁束は、ヨーク３２の一方の接続部３２ｂから円
弧状のヨーク３２内に入って、これを通って、ヨーク３
２の他方の接続部３２ａから永久磁石９１のＳ極に入る
磁路を形成する。

【０１０７】次に、励磁コイル３５に、永久磁石９５に
よって形成された磁路を打ち消す方向に予め定められた
大きさの電流を流すと、Ｎ極からの磁束は、作用面９２
の一側から外部に飛び出し、吸引部材３４の一端側に進
入する。吸引部材３４に進入した磁束は、吸引部材３４
を通り、吸引部材の他端側から放出され、作用面９２の
他側に進入してＳ極に至る。その結果、複合磁石３３に
吸引部材１１が吸引されることになる。

【０１０８】ここで、第９の実施の形態においては、永
久磁石９１の容易軸は水平方向であり、また、永久磁石
９１の端面９１ｃ，９１ｄが吸引部材３４との対向面積
を大きくするように、即ち、作用面９２側の長さが非作
用面９３側の長さよりも短く、且つ円弧状に形成されて
いるために、永久磁石９１からの磁束が作用面９２から
容易に飛び出すことができ、従って、小さな電流でより
大きな吸引力を得ることができるために、図１０及び図
１１に示したハイブリッド磁石よりもより効率を高める
ことができるとともに、磁路を短くすることができるの
で、より小型化することができる。

【０１０９】また、ヨーク３２がトロイダル形状であり
角部がないので、作用面６２以外の部分からの磁束の漏
れが殆どなく、これによって、より効率を高めることが
できる。

【０１１０】以上説明した本発明の実施の形態において
は、吸引基本構造体は、励磁コイルに電流を流して吸引
部材を吸引する構造を備えたもの、例えば、アクチュエ
ータ、回転モータ、リニアモータ等の機械的な駆動機構
に用いる例を示したが、吸引部材の部位に同様な吸引基
本構造を備えて、磁気増幅器や、変圧器等を構成した
り、励磁コイルへの電流制御による磁束の変化を利用し
た機器、例えば、マイクロホン、スピーカ、磁気ヘッド
や操作型の電子顕微鏡や陰極線管等の電子銃からの電子
線の制御等にも用いることができることは勿論である。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁束の放出を容易にし、エネルギー効率の高められた吸
引基本構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態によるハイ
ブリッド磁石１０の変形例を示している。

【図８】本発明の第８の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態によるハイ
ブリッド磁石の他の変形例を示している。

【図９】本発明の第９の実施の形態による吸引基本構造
体の概略構成を示す図で、第１の実施の形態によるハイ
ブリッド磁石の他の変形例を示している。

【図１０】従来のベーシックファクタと呼ばれるハイブ
リッド磁石の一例を示す概略図である。

【図１１】従来のベーシックファクタと呼ばれるハイブ
リッド磁石の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１、６１，９１ 永久磁石 １ａ，２１ｅ，３１ｅ，３１ｆ，４１ｆ，６１ａ 外
側面 １ｂ，２１ｆ，４１ｇ，６１ｂ 内側面 ２，２２，２６ 電磁石 ３，１３，１４，１６，１７，１８，２４，２７，３３
複合磁石 ４，２３，２５，３２ ヨーク ４ａ 接続部 ５，３５ 励磁コイル ６，９２ 作用面 ８，１２ 矢印 １０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０ ハイブリッド磁石 １１，３４ 吸引部材 １５ 強磁性体片 １９，９３ 非作用面 ２１ａ，２１ｂ 永久磁石片 ２１ｃ，２１ｄ，２３ａ，２５ａ，３１ａ，３１ｂ，４
１ｄ，４１ｅ，６１ｃ，６１ｄ 斜面（端面） ２３ｂ，２５ｂ 角部 ３２ａ，３２ｂ 両端 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 永久磁石片 ９１ａ，９１ｂ 両側円弧面 １００ ハイブリッド磁石 １０１ 永久磁石 １０２ 電磁石 １０３ 複合磁石 １０４ａ 接続部 １０４ ヨーク １０５ 励磁コイル １０６ 作用面 １０８ 矢印 １１０ 吸引部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500456899 有限会社環境都市コンサルティング 神奈川県平塚市田村6302 (72)発明者 荻野 三四郎 東京都品川区二葉二丁目20番１号 第２梅 田ビル405 (72)発明者 落合 康住 神奈川県川崎市麻生区高石３−32−２− 306 (72)発明者 西 義武 東京都世田谷区代沢２−39−７ (72)発明者 小栗 和也 神奈川県相模原市上鶴間５−６−１ ルネ 東林間Ａ−111 (72)発明者 中塚 哲 神奈川県伊勢原市高森２−31−３

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いの逆の極性を有する一対の端面を備
   えた永久磁石と、前記永久磁石の両端面に磁気的に接続
   された電磁石とを有する複合磁石を備え、前記複合磁石
   の前記永久磁石の位置する部位の一面を磁気作用面と
   し、これと実質的に対向する前記複合磁石の他面を非磁
   気作用面とした吸引基本構造体であって、前記永久磁石
   は、前記複合磁石の磁気作用面側の長さが、前記複合磁
   石の前記非作用面側の長さよりも短いことを特徴とする
   吸引基本構造体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の吸引基本構造体におい
   て、前記作用面と間隙を介して対向する強磁性体を更に
   備え、当該電磁石に通電の際に前記強磁性体は、前記磁
   気作用面から吸引作用を受けることを特徴とする吸引基
   本構造体。
3. 【請求項３】 請求項１記載の吸引基本構造体におい
   て、前記永久磁石の磁化容易軸の方向は、前記作用面及
   び非作用面の内のいずれか一方と平行であることを特徴
   とする吸引基本構造体。
4. 【請求項４】 請求項１記載の吸引基本構造体におい
   て、前記永久磁石は、複数の永久磁石片を備えて構成さ
   れていることを特徴とする吸引基本構造体。
5. 【請求項５】 請求項１記載の吸引基本構造体におい
   て、前記永久磁石は磁化容易軸が湾曲していることを特
   徴とする吸引基本構造体。
6. 【請求項６】 請求項１記載の吸引基本構造体におい
   て、前記電磁石は、前記作用面以外の曲がり部が面取り
   又はＲ加工が施されれているか又は湾曲していることを
   特徴とする吸引基本構造体。