JP2004514281A - 磁化可能材料から構成された複数の隣接する部分を磁化する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁化可能材料から構成された部材を磁化することに関する。
【0002】
磁化可能材料を磁化する従来の方法では、磁化可能材料から構成された部材にワイヤー製の励磁されたコイルを結合し、よって部材を永久磁石として磁化された、または励磁された状態にする。
【0003】
しかしながら、磁化されていない磁化可能材料から構成された隣接する複数の部材を磁化することには問題がある。すべての部材を同時に磁化すべき場合高エネルギーコイルを多数配置しなければならなく、各コイルは各コイルのまわりに強力な磁界を生じさせるように大電流を伝える。大電流と強力な磁界とをこのように配置することは、健康上および安全上の危険性を生じさせるので不利となり得る。より重大な欠点は、かかる高エネルギー装置は製造上および操作上費用がかかるということである。
【0004】
日本国公開特許公報昭62−274608号は磁化可能部材に磁化されない部分が生じるのを防止するように、磁化可能な部分を磁化する方法を開示している。部材の連続するペアが磁化され、この場合、最初に磁化されたペアを除く各ペアは前に磁化されたそれぞれのペアの1つの部材を含み、磁化すべき最終ペアが第1ペアの部材を含むようになっている。この方法は各部材を2回磁化する方法となっている。
【0005】
日本国公開特許公報昭62−274608号は、かかる方法の結果、部材の一部に望ましくない消磁作用が加わることがあると認識しているが、このような作用は部材によって防止でき、部材に効果はないと述べている。このことは、少数の隔置された部材を磁化する際のケースとなり得るが、上記日本国公開特許公報昭和62−274608号が多数の部材または磁化手段からの浮遊磁束の影響を受けやすいようにより密に並置された部材を磁化するのに使用された場合、消磁効果が発生する傾向がある。
【0006】
従って、本発明に目的はこれら問題を解決することにある。
【0007】
本発明の1つの様相によれば、
a)磁化手段の作動により、磁化可能材料から構成された1つ以上の部分の第1グループを磁化する工程と、
b)磁化手段の作動により、1つ以上の部分の1つ以上の連続するグループを磁化させる工程とを備え、
前記磁化手段が磁界を発生するようになっている磁界発生手段を含み、発生された磁界の磁束が磁化されているグループ内の前記または各部分を通過し、前記または各部分を少なくとも部分的に磁化するようになっている、搬送体に取り付けられた磁化可能材料から構成された複数の隣接する部分を磁化する方法において、
前記磁化手段が磁界の磁束が磁化されている前記または各部分を通過し、更にほぼ閉ループ内の磁化手段を通過する好ましい磁束路に従うよう、磁界を制御するようになっており、よって前記または各部分および磁化手段からの制御されない磁束の漏洩を最小とする、磁化可能材料から構成された複数の隣接する部分を磁化する方法が提供される。
【0008】
工程(a)を開始する前に磁化可能材料から構成された部分は実質的に磁化されていなくてもよいし、部分的に磁化されていてもよいし、または実質的に磁化されていてもよい。
【0009】
前記または各部分を徐々に磁化するよう、前記または各部分に向けられた時の磁化手段を繰り返し動作させることは、1回の動作で同じレベルの磁化を得るのに必要な電力よりも少ない電力で磁化手段を作動させることができるという点で有利である。かかる少ない電力での動作によって磁化手段を少ない電力としなかった場合よりもより安価な部品で構成することが可能となっている。
【0010】
制御されない状態の磁束の漏洩を最小にするよう、磁化手段によって生じた磁界の磁束路を制御することは、その時に磁化されている部分以外の部分に対するかかる磁束の漏洩の悪影響を最小にする上で有利である。この磁束の漏洩の効果は1つ以上の部分を磁化することである。
【0011】
電力伝送体は電気機器の一部品とすることができ、これら部分は電力伝送体が部材となっている磁化可能材料から構成された同じ部材の部分でよい。
【0012】
本発明の別の様相によれば、
各グループが磁化可能材料から構成された少なくとも1つの部分を備え、前記磁化手段が1つのグループから別のグループへと前記部分を順次磁化させるようになっており、前記磁化手段が磁化されているグループ内の前記または各部分を磁束が貫通する磁界を発生し、よって前記または各部分を少なくとも部分的に磁化するようになっている磁界発生手段を含む、連続するグループを磁化するための磁化手段において、
前記磁化手段が、磁界の磁束が磁化されている前記または各部分を通過し、更に実質的に閉ループ内の前記磁化手段を通過する好ましい磁束路に従うよう磁界を制御するようになっている制御手段を含み、よって前記または各部分および磁化手段からの制御されない磁束の漏洩を最小にする磁化手段が提供される。
【0013】
これら部分の一部またはすべては、磁化可能材料から構成された同じ部材の部分でもよいし、磁化可能材料から構成された異なる部材の部分でもよいし、またはその双方の部分でもよい。
【0014】
磁化手段は1つ以上の永久磁石および/または1つ以上の電流伝送コイルを含むことができる。制御手段は磁化手段が設けられた磁化可能材料から構成された部分と磁界発生手段との間で磁束をガイドし磁束が貫通する好ましい磁束路に従うように配置された1つ以上の電流伝送コイルまたは1つ以上の永久磁石を配置することによって磁束路を制御できる。磁界発生手段は、制御手段としても働くことができる。
【0015】
一実施例では、磁化手段は螺旋コイルを含むことができ、この螺旋コイルの両端は分割されたリングまたは丸くされた馬蹄形の外観を有する形状をコイルが形成するように互いに対向するように配置されている。螺旋コイルはコイルの両端に電圧を加えた時に螺旋コイルの一端がN極に隣接し、他端がS極に隣接するように配置することが好ましい。螺旋コイルは更に両端の間に磁化可能材料から構成された少なくとも1つの部分を受けると共に、磁化手段の作動中に前記部分を少なくとも部分的に磁化し、よって磁束が螺旋コイルのN極から前記部分までの第1空気ギャップを横断し、この部分を貫通し、螺旋コイルのS極までの第2空気ギャップを横断し、更にS極から螺旋コイルの内部を貫通し、コイルのN極まで延び、よって好ましい磁束路に沿った閉ループを完成するようになっていることが好ましい。
【0016】
少なくとも1つのグループは前のグループに含まれていた少なくとも1つの部分を含むことができる。少なくとも1つのグループはその後のグループ内にその後に含まれる少なくとも1つの部分を含むことができる。換言すれば、これらグループは重なり合うことができる。
【0017】
これら部分は例えば直線状のアレイ、長方形のアレイまたは円形のアレイに配置できる。各部分は1つ以上のそれぞれの部分と並置することが好ましい。これら部分は電気機器の一部分に設けることができ、この部品は伝送体となる。各部分は磁化可能材料から構成されたそれぞれの異なる部分の一部でもよい。部材は電気機器のローターに円形アレイに位置決めできる。これら部材はプレートとすることができる。磁化可能材料は、希土類材料、例えばネオジム−鉄−ホウ素とすることができる。
【0018】
各部分は実質的に第1方向に向いた第1表面を有することができる。各部分の第1表面は前記または各並置された部分の第1表面で誘導された極性と逆の極性に磁化することができる。各部分の第1表面は同じ極性に磁化することもできる。
【0019】
磁化手段はワイヤー製の1つ以上のコイルを含むことができ、この磁化手段は各コイルのまわりにそれぞれの磁界を発生するように電流を各コイルに供給するようになっている。この磁化手段は各コイルが直列に同じ電流を流すように作動できる。この磁化手段は各コイルがそれぞれの電流を流すように作動することもできる。
【0020】
各部分の第1表面が前記または各並置された部分の第1表面で誘導された極性と逆の極性に磁化された場合、各コイルをそれぞれの部分に隣接させ、よって一連のコイルを形成し、よって各コイルのまわりに生じる磁界がそれぞれの部分を貫通するようにすることができる。各コイル内のそれぞれの電流の方向は前記または各並置されたコイル内の電流の方向と逆となり、よって磁束が並置されたコイルを逆方向に貫通し、よってそれぞれの部分の第1表面がN極またはS極のいずれかに誘導される。
【0021】
別の実施例では、コイルの一部を主コイルとすることができ、他のコイルは本明細書では「集束コイル」と表示される。主コイルはシリーズ内の最も内側に設けられ、集束コイルはシリーズ内の最も外側に設けられる。主コイルは実質的に磁界発生手段として働くと見なすことができ、集束コイルは実質的に制御手段として働くと見なすことができる。各主コイルに関連した磁界は各集束コイルに関連した磁界よりも強力とすることができ、各主コイルに関連したそれぞれの磁界の強度は、主コイルに隣接するそれぞれの部分を貫通する磁束密度がその部分を実質的に磁化するのに充分な値となるように定められており、各集束コイルに関連するそれぞれの磁界の強度は、その集束コイルに隣接するそれぞれの部分を貫通する磁束密度がその部分を実質的に磁化するのに充分でないように定められている。主コイルの各々に関連する磁界は各主コイルを貫通する磁束がそれぞれの並置されたコイルを貫通し、それぞれの2つの主コイルに隣接する2つの部分の各々を貫通する閉ループを形成する傾向があるように定めることができる。集束コイルの各々に関連する磁界は、それぞれの並置された主コイルを貫通する閉ループを形成しない、隣接する主コイルに関連する磁界の磁束の一部が、それぞれの集束コイルを貫通する磁束と共に閉ループを形成し、よって隣接する主コイルからの制御されない磁束の漏洩量を低減するように定めることができる。
【0022】
各集束コイルの巻き回数よりも各主コイル内の巻き回数を多くすることにより、各主コイルのまわりにより強力な磁界を発生できる。各集束コイル内よりも各主コイル内の電流をより大きくすることにより、各主コイルのまわりにより強力な磁界を発生できる。
【0023】
各コイルに起因する磁力がほぼ同一となるように、すべてのコイルが同じ巻き回数および実質的に同じ電流を有することができる。例えばすべて主コイルであるコイルを4つ設けた場合、作動時にコイルの最も内側のペアをリンクする磁界の磁束密度はコイルの最も外側の2つのペアをリンクするそれぞれの磁界の磁束密度よりも大きくなることが理解できよう。これに関し、各コイルは同じ数の巻き回数を含み、実質的に同じ電流を伝達しても、コイルの最も内側のペアは主コイルとして働き、コイルの最も外側の2つのペアの各々は集束コイルとして働く。
【0024】
1つ以上の主コイルおよび/または集束コイルの代わりに1つ以上の永久磁石を使用してもよい。
【0025】
以下、添付図面を参照し、単なる例として本発明の特定の実施例を説明する。
【0026】
図1は磁化されていない磁化可能材料から構成された8個の部材1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4bを示す。これら部材は薄いプレートであり、材料はネオジム−鉄−ホウ素(Ne−Fe−B)である。これら部材は永久磁石交流タイプの電気機器のロータプレートに円周方向のアレイとして装着されているが、明瞭にするため、これら部材は図1では直線状のアレイとして示されている。磁化手段の4つのコイル10a、10b、20a、20bも示されており、これらコイルは直列に接続されている。磁化手段の他の部分(図示せず)は各コイルのまわりにそれぞれの磁界を生じさせるよう、各コイルに電流を流すようになっている。かかる磁化手段の構造は当業者には知られているのでこれ以上説明しない。最も内側の2つのコイル10a、10bを「主コイル」と称し、最も外側の2つのコイル20a、20bを「集束コイル」と称す。主コイル10a、10bの各々は第1の数の巻き回数を有し、集束コイルの各々は第2の巻き回数を有し、第1の巻き回数のほうが第2の巻き回数より多くなっている。他のことはすべて同じであり、集束コイルの各々のまわりに生じる磁界よりも主コイルの各々のまわりにより強力な磁界を発生させる傾向が電流にあることが理解できよう。
【0027】
この実施例の作動の際には、ロータープレートはほぼ水平に位置するように回転自在に取り付けられており、ロータープレートの最上部の表面に部材が取り付けられている。コイル10a、10b、20a、20bは各コイルがそれぞれの部材の若干上にて、かつそれぞれの部材に平行な平面内に位置するよう、4つの磁化されていない部材1a、1b、2a、2bに隣接して設けられている。磁化手段は直列に接続されたコイルの各々を電流が流れるように作動する。上記のように、この電流はコイル10a、10b、20a、20bの各々のまわりにそれぞれの磁界を発生する。各コイル内の電流の方向は同じではない。集束コイル20aおよびこの集束コイルから最も遠い主コイル10bでは、上から見た時の電流の方向は時計回り方向である。集束コイル20bおよびこのコイルから最も遠い主コイル10aでは上から見た時の電流の方向は反時計回り方向である。
【0028】
次に、主コイルの各々における電流の効果について検討する。コイル10a内の電流はそのコイルのまわりに磁界を発生する。この磁界の方向は、磁束路がコイル10aの中心を上向きに貫通し、更にそれぞれの部材1aを上向きに貫通するようになっている。これによって部材1aは実質的に磁化され、部材1aの最上部の面はN極となるように誘導される。コイル10b内の電流はこのコイルのまわりに磁界を発生する。コイル10bのまわりの磁界の方向は、コイル10bの中心を下向きに貫通し、それぞれの部材1bを下向きに貫通する磁束路が生じるようになっている。これにより、部材1bは実質的に磁化され、この部材の最上部の面はS極に誘導される。これら2つの磁束路は、相互に作用し2つの主コイル10a、10bの各々を貫通し、更にそれぞれの部材1a、1bの各々を貫通する磁束の閉ループを形成する。しかしながら、主コイル10a、10bの各々の中心を貫通する磁束のすべてがこの閉ループに従うわけではなく、若干の磁束の漏洩がある。抑制しない場合、この磁束の漏洩は1つ以上の部材または隣接する材料と相互作用し、部材または隣接する材料の磁気的性質を乱すことがある。
【0029】
集束コイル20a内の電流はこのコイルのまわりに磁界を発生する。この磁界の方向は図1を参照した場合、コイル20aの中心を下向きに貫通し、それぞれの部材2aを下方に貫通する磁束路を生じさせるようになっている。上記のようにこの磁界の強度は主コイル10a、10bの各々に関連した磁界の強度よりも小さい(すなわちより小さい起磁力、すなわち「mff」を有する)。それぞれの部材2aの最上部の面にはS極が誘導され得るが、このS極は部材1a、1bのいずれかに誘導される極性よりも大きさが小さい。従って、部材2aは部分的に磁化されると見なすことができる。集束コイル20aの主たる目的は、隣接する主コイル10aからの漏洩磁束の一部を制御することにある。集束コイル20aを貫通する磁束路は隣接する主コイル10aからの漏洩磁束と相互作用し、集束コイル20aの中心、隣接する主コイル10aの中心を貫通し、更に部材1aおよび部材1bを貫通する磁束の閉ループを形成する。集束コイル20aからは、ある程度の磁束漏洩が生じるが、この磁束は集束コイル20aがない場合に隣接する主コイル10aから漏洩する傾向がある磁束よりも少ない。この理由は、集束コイル20aのまわりに生じる磁界は隣接する主コイル10aのまわりに生じる磁界よりも弱いからである。集束コイル20aからの磁束の漏洩量は許容できるものと見なされる。
【0030】
集束コイル20bは集束コイル20aとほぼ同じであるが、電流の方向、従って関連する磁界の方向が逆になっている点が異なる。集束コイル20aと主コイル10aとの間の相互作用のこれまでの説明を検討すると、集束コイル20bは主コイル10bとほぼ同じように相互作用し、主コイル10bからの磁束の漏洩を制御することが理解できよう。
【0031】
部材1aおよび1bを磁化した場合、電流がなくなり、コイル10a、10b、20a、20bはそれぞれの部材1a、1b、2a、2bの最上部の表面から後退される。ロータープレートは、このプレートが2つの部材のピッチに対応する角度だけ回転するように割り出しされている。次にコイル10a、10b、20a、20bは部材1b、2b、3b、4bの第2グループに隣接するように位置する。この場合、部材1bは前の動作で磁化されており、部材2bは前の動作で部分的に磁化されており、部分的3bおよび4bはまだ磁化されていない状態である。このように、第2グループは2つの部材のマージンだけ第2グループに重なっているように見える。これらコイルは再び各コイルがそれぞれの部材の若干上において、かつそれぞれの部材に平行な平面内に存在するように位置する。上記磁化動作が繰り返される。部材2bおよび3bはそれぞれ主コイル10aおよび10bによって磁化される。集束コイル20aおよび20bは、前に磁化された部材1bの最上部の面のS極が保存されるか、または更に強化され、部材4bの最上部の面がN極となるように部分的に磁化されるよう、それぞれの隣接する主コイル10a、10bからの磁束の漏洩を制御するように働く。
【0032】
この動作はロータープレート上の部材の各々が主コイル10aおよび10bのそれぞれ1つによって磁化されるまで繰り返される。このように繰り返すことにより、最終位置は集束コイル20bが部材1aの上に位置し、主コイル10aが部材2aの上に位置する位置、すなわちこれらコイルが2つの部材に重なった状態で終了するよう、アレイの開始点まで戻るような位置となることが理解できよう。
【0033】
本装置および方法は、かかるロータープレート上の部材を磁化するのに特に適しているが、この装置および方法は多くの用途における磁化可能材料から構成された隣接する部材を磁化するのに使用できる。本装置および方法は任意の数の部材を磁化するのに使用できる。図1には8個の部材が示されており、これまで説明を明瞭かつ簡潔にするために8個の部材に基づき、本発明について説明した。
【0034】
集束コイルの各々の巻き回数よりも主コイルの各々の巻き回数を多くする代わりに、すべてのコイルの巻き回数を同じにしてもよいが、各コイルは異なる電流を伝送してもよい。集束コイルの各々よりも主コイルの各々の電流を大きくすると、集束コイルのまわりに生じる磁界強度よりも強力な磁界を主コイルのまわりに発生できるという望ましい効果が得られる。
【0035】
これとは異なり、各コイルの巻き回数を同じにし、内部の電流を同じにするように、すべてのコイルを主コイルとすることができる。このようにする結果、各コイルのmmfはほぼ同一となる。この結果、図1を参照してこれまで説明した装置よりも、コイルの最も外側のコイルからの磁束の漏洩が大きくなるが、各コイルのmmfが相互に作用する傾向が生じ、この結果、磁界が組み合わされる。この組み合わされた磁界の磁束はコイルのペアを通る閉ループを形成することにより、予測可能な好ましい磁束路に従う。
【0036】
しかしながら、かかる装置は、例えば図1を参照して説明した実施例のように、コイルが4つ設けられている場合、有利であるが、コイルのいずれも巻き回数が同じであり、ほぼ同じ電流が流れるので、各コイルに起因する磁力はほぼ同じとなり、作動時にコイルの最も内側のペアをリンクする磁界の磁束密度はコイルの最も外側の2つのペアをリンクするそれぞれの磁界の磁束密度よりも大きくなる。これに関し、各コイルの巻き回数が同じであり、ほぼ同じ電流を伝えても、コイルの最も内側のペアは主コイルとして作動し、コイルの最も外側の2つのペアは集束コイルとして働く。
【0037】
図1を参照して説明した装置では4つのコイルしか設けられていない。しかしながらコイルの数を任意の数としてもよく、この数は主コイルまたは集束コイルの任意の数を含む。主コイルと集束コイルとの間に中間コイルを設けてもよく、各中間コイルは各主コイルに関連したmmfよりも弱いが、各集束コイルに関連したmmfよりも強力な関連するmmfを有する。これによって集束コイルのまわりに生じる磁界を更に低減し、このコイルからの磁束の漏洩量を低減できる。
【0038】
別の実施例では、各部材に隣接して位置するように、それぞれのコイルを設けるようにすることができる。これら部材は上記第1実施例の場合と同じように、連続して重なり合ったグループとして磁化される。しかしながら、部材に対して主コイルおよび集束コイルを機械的に移動するのではなく、最も内側の2つのコイルが主コイルとして働き、最も外側の2つのコイルが集束コイルとして働くように、コイルのうちのあるグループ、例えば4つを電流が通過する。2つの主コイルに隣接する2つの部材が一旦磁化されると、再び最も内側の2つのコイルが主コイルとして働き、最も外側の2つのコイルが集束コイルとして働き、一方のグループが他方のグループに2つのコイルのマージンだけ重なるよう、別のグループの4つのコイルを電流が通過することになる。このように、部材の各々をそれぞれの主コイルによって磁化してもよい。
【0039】
図2を参照し、この他の実施例に類似した別の実施例について説明する。図2は電気機器(図示せず)で使用するのに適した磁化手段100およびロータープレート200を略図として示す。ロータープレート200はこのプレートに、円形アレイに取り付けられたネオジム−鉄−ホウ素製のほぼ磁化されていないプレート状部材210を多数有する。この別の実施例では、部材210は8個設けられている。磁化手段100は電流源110と、コンピュータ120と、スイッチング回路130と、磁界発生および制御手段とを含む。
【0040】
スイッチング回路130の電流入力ターミナルには電流源110の出力ターミナルが接続されている。電流源はスイッチング回路130の電力入力ターミナルに概して10A〜100kAのオーダーの大電流を周期的に供給するようになっている。電流源110はこの電流を供給するのに容量放電を使用することもできる。
【0041】
コンピュータ120はメモリを有し、内部に記憶されたプログラムを実行するようになっている処理ユニットである。コンピュータ120としてマイクロプロセッサまたは従来のパソコンを使用できるようにすることができる。コンピュータ120の出力端は制御バス125としてスイッチング手段130の第2入力端に接続されている。
【0042】
スイッチング回路130はスイッチング可能な8個のターミナル132を含む。この回路130の構造は、制御バス125を通したコンピュータ120からの制御信号に応答して電流入力ターミナルを8個のスイッチング可能なターミナル132の選択されたペアの両端に接続し、よってターミナル132の選択されたペアの間で電流がいずれかの方向に流れることができるようになっている。スイッチング回路130の主たるスイッチング部品としてサイリスタ、IGBTまたは同様な構成要素を使用するようにすることができる。スイッチング回路130は主たるスイッチング部品の各々の両端の電圧を制限し、これら部品が破壊されるのを防止するための1つ以上のスナバ装置(図示せず)を含むことが好ましい。
【0043】
磁界発生および制御手段はロータープレート200の各部材210のためのそれぞれのコイル142から成る。従って、コイル142は、8個設けられている。各コイル142は他の各コイル142と同じ巻き回数を有し、コイル142は部材210のアレイと同様な円形アレイに配置されている。各コイル142の各端部はスイッチング回路130のスイッチング可能な8個のターミナル132のそれぞれの1つに接続されている。コイル142は都合の良いように磁化ヘッド(図示せず)内に収納できるようにすることができる。
【0044】
作動時にロータープレート200は、作動時にほぼ水平の平面内に位置するように支持されている。内部にコイル140が配置された磁化ヘッドは各コイル142が磁化すべきプレート210のうちのそれぞれの1つに隣接し、かつその上方に位置するようにロータープレート200の上方に設けられている。電流源110内のコンデンサは充電され、コンピュータ120に記憶されているプログラムが実行される。
【0045】
プログラムの実行に際し、コンピュータ120はスイッチング回路130がコイル142の選択された第1の並置されたペアの両端に電流入力ターミナルを接続するように制御バス125に沿ってスイッチング回路130へ制御信号を送る。このスイッチングは、電流源110内に蓄積されている電流が放電され、選択された第1のペアのうちの各コイル142を通って逆方向に流れるように行われる。選択された第1ペアの各コイル142のまわりに対応する磁界が生じる。これら磁界は組み合わされた磁界を生じるように相互作用する。この組み合わされた磁界の磁束路は選択された第1のペアのコイル142のうちの第1コイルから空気ギャップを通過し、それぞれの部材210内を下向きに貫通し、この部材210から出て、ロータープレート200の材料を円周方向に通過し、選択された第1ペアの他方のコイル142が結合されている並置された部材210内に入るように形成される。更に磁束路は他方の部材210から上方向に進み、空気ギャップを横断し、他方のコイル142を貫通する。この磁束路は他方のコイル142から上方向に進み、第1コイル142内へ下方に進むことによって完了する。このように電流が接続されているコイル142の双方は電界発生手段兼制御手段として働き、双方を主コイルとして見なすことができる。2つのコイル142、2つの部材210およびロータプレート200を貫通する実質的に閉じた磁束路は、部材210の他の部材に有害な作用を与え得る制御されない磁束の漏洩を最小にする上で有利である。
【0046】
電流源110が実質的に放電したと見なされる所定時間の後で、コンピュータ120は電流出力ターミナルがコイル142の第1ペアに接続されないようにスイッチング回路130を制御する。これによって電流源110を再充電することが可能となる。適当な遅延時間の後でスイッチング回路130の電流入力ターミナルをコイル142の第2ペアの両端に接続し、よって電流がこれらコイルを流れ、コイル142が附勢されるようにコンピュータ120は、スイッチング回路130へ別の制御信号を送る。コイル142の他のペアがコイル142の第1ペアに隣接し、これら2つのペアが1つのコイル142にしか重ならないようにすることができる。コイルを重ね合わせることは、重なったコイル142に隣接する部材210内の磁化レベルを保持し、または増加する上で好ましい。
【0047】
このことは連続して重なるペア(最終ペアは最初のペアに重なる)内のすべてのコイル142が附勢され、よって部材210のうちのすべてが必要に応じて磁化されるまで繰り返される。従って、コイル142の円形アレイの概念上に最初の「回転」が完了する。次にコイル142の異なるペアが附勢されるようなこのような仕組をある種の「多重化」とみなすことができる。各部材210を繰り返して、磁化部材210の磁化レベルを徐々に高めることができる。このようなことは電流源110から周期的に放電しなければならない電流を1回の動作で各部材210を必要な磁化レベルまで磁化しなければならない場合に必要な電流よりも小さく、および/または実質的に短い時間とすることができる。このことは、上記のように附勢されたコイル142のペアまたはそれ以上を重ねることによって達成できる。これとは異なり、またはこれに加え、部材210がコイル142の円形アレイの2回以上の上記概念上の回転を受けることができる。更に別の案または追加案は、コイル142の次に選択されたペアが附勢される前に、コイル142の選択された各ペアを繰り返し附勢することである。
【0048】
上記別の実施例の変形例では、一度に3つ以上のコイル142を附勢してもよい。更にスイッチング回路は同時に附勢されるコイルのグループの最も外側の各コイル142内の電流が、そのグループの内側コイルの電流よりも弱く、よって上記のように最も外側のコイル142が集束コイルとして働くようにすることができる。
【0049】
図3は更に別の実施例を示し、この実施例では磁化手段300が略図で示され、磁化可能材料から構成された部材350が横断面で示されている。磁化手段300は単一の螺旋コイル310であり、このコイルの両端はコイル310が分割されたO字形または丸い馬蹄形に類似するように丸く曲げられている。コイル310の両端は電流源(図示せず)に接続されている。コイル310の両端の間には小さなギャップ320が設けられている。このギャップは磁化可能材料製の部材310が嵌合されるのに十分なサイズとなっている。
【0050】
作動に際し、部材350の1つの表面がコイル310の両端の一方に隣接し、部材310の他方の表面がコイル310の他端に隣接し、これら2つの端部の間に部材350の一部が位置するように、ギャップ320にプレート状の部材が挿入されている。電流源はコイル310に電流を供給するようになっている。電流がコイル310を流れると、コイルのまわりに磁界を発生させる。この磁界はコイルの内側のまわりのほぼ閉ループに従い、部材310の一部を通過するように進む。この結果、部材310の一部が少なくとも部分的に磁化される。
【0051】
次に部材350はこの部材350の別の部分がコイルの両端の間に位置するようにコイル310に対して移動する。次に電流源はコイル310に電流を供給し、他の部分を少なくとも部分的に磁化するように作動する。この作動は部材の一部またはすべてが磁化されるまで繰り返すことができる。このように、一部の部分を繰り返し磁化してもよい。同じ部材の異なる部分を異なる極性で磁化したり、および/または異なる強度としてもよい。
【0052】
コイル310の形状は磁界の磁束がコイル310の巻き線部を通過する好ましい磁束路に従い易く、かつ好ましい磁束路からの制御されない磁束の漏洩量を最小にする上で有利であると見なすことができる。
【0053】
上記別の実施例と同じように、2つ以上のコイル310を設け、これらコイルを図2を参照して説明した実施例と同じように多重化し、よって各コイル310を部材350に対して移動させなくてもよいようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は磁化手段のコイルと共に磁化可能材料から構成された一連の部材の概要を示す平面図である。
【図2】
電気機器のロータープレートに取り付けられた部材を磁化するための別の磁化手段の略図である。
【図3】
磁化可能材料から構成された部材の1つ以上の部分を磁化するための、更に別の磁化手段の略図である。
Claims (17)
- a)磁化手段(100)の作動により、磁化可能材料から構成された1つ以上の部分(210)の第1グループを磁化する工程と、
b)磁化手段(100)の作動により、1つ以上の部分(210)の1つ以上の連続するグループを磁化させる工程とを備え、
前記磁化手段(100)が磁界を発生するようになっている磁界発生手段(142)を含み、発生された磁界の磁束が磁化されているグループ内の前記または各部分(210)を通過し、前記または各部分(210)を少なくとも部分的に磁化するようになっている、伝送体(200)に取り付けられた磁化可能材料から構成された複数の隣接する部分(210)を磁化する方法において、
前記磁化手段(100)が磁界の磁束が磁化されている前記または各部分(210)を通過し、更にほぼ閉ループ内の磁化手段(100)を通過する好ましい磁束路に従うよう、磁界を制御するようになっており、よって前記または各部分(210)および磁化手段(100)からの制御されない磁束の漏洩を最小とすることを特徴とする、磁化可能材料から構成された複数の隣接する部分(210)を磁化する方法。 - 内部の磁化可能材料から構成されたそれぞれの部分(210)が実質的に磁化されるまで、連続する各グループに対して前記磁化手段(100)を繰り返し作動させる、請求項1記載の方法。
- 前記部分(210)の一部またはすべてが磁化可能材料製の同じ部材(210)の部分(210)である、前の請求項のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも1つのグループが前のグループに含まれた少なくとも1つの部分(210)を含む、前の請求項のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも1つのグループが次のグループにその後含まれる少なくとも1つの部分(210)を含む、前の請求項のいずれかに記載の方法。
- 前記部分(210)が電気機器の1つの部品(200)上に円形アレイとして位置決めされており、各部分(210)が磁化可能材料から構成された異なるそれぞれの部材(210)の一つの部分(210)であり、各部材(210)がこれら部材(210)の他の2つの部材と並置されている、前の請求項のいずれかに記載の方法。
- 各グループが並置された少なくとも2つの部材(210)を備え、最初に磁化されたグループを除く各グループがそれぞれの前のグループ内にあった少なくとも1つの部材(210)を含み、最後に磁化されたグループを除く各グループがその後のそれぞれのグループ内にその後含まれる少なくとも1つの部材(210)を含み、前記最初に磁化されたグループおよび最後に磁化されたグループが共通の少なくとも1つの部材(210)を有する、請求項6記載の方法。
- 各グループが磁化可能材料から構成された少なくとも1つの部分(210)を備え、前記磁化手段(100)が1つのグループから別のグループへと前記部分(210)を順次磁化させるようになっており、前記磁化手段(100)が磁化されているグループ内の前記または各部分(210)を磁束が貫通する磁界を発生し、よって前記または各部分(210)を少なくとも部分的に磁化するようになっている磁界発生手段(142)を含む、連続するグループを磁化するための磁化手段(100)において、
前記磁化手段(100)が、磁界の磁束が磁化されている前記または各部分(210)を通過し、更に実質的に閉ループ内の前記磁化手段(100)を通過する好ましい磁束路に従うよう磁界を制御するようになっている制御手段(142)を含み、よって前記または各部分(210)および磁化手段(100)からの制御されない磁束の漏洩を最小にすることを特徴とする磁化手段(100)。 - 前記制御手段(142)が1つ以上の電流搬送コイル(142)の配置により磁束路を制御するようになっている、請求項8記載の磁化手段(100)。
- 前記制御手段が1つ以上の永久磁石の配置により磁束路を制御するようになっている、請求項8記載の磁化手段。
- 前記磁界発生手段(142)が制御手段(142)としても働く、請求項8〜10のいずれかに記載の磁化手段(100)。
- 前記磁界発生手段(310)が制御手段としても働く螺旋コイル(310)を備え、前記螺旋コイル(310)の両端が互いに対向するように配置されており、よって前記コイル(310)がスプリットリングの外観をした形状を構成し、前記螺旋コイル(310)が、そのコイルの両端の間に磁化可能材料から構成された少なくとも1つの部分(350)を受け、両端の間に接続された電位を有するようになっており、よって磁束が螺旋コイル(310)の両端のN極から前記部分までの第1の空気ギャップ(320)を横断し、前記部分(350)を貫通し、第2の空気ギャップ(320)を横断してS極である前記コイル(310)の他端まで延び、更にこのS極の端部から前記螺旋コイル(310)の内側を貫通し、螺旋コイルのN極の端部まで延び、よって好ましい磁束路に沿った閉ループを形成し、前記部分(350)を少なくとも部分的に磁化するようになっている、請求項11記載の磁化手段(300)。
- 前記磁界発生および制御手段(142)が一連のコイル(142)を形成するように側面と側面が並置されたコイル(142)の少なくとも1つのペアを備え、各コイル(142)が前記部分(210)のそれぞれ1つの表面に隣接するように設置され、前記磁化手段(100)が各コイル(142)に電流を供給し、よってそれぞれの隣接する部分(350)の表面を貫通するそれぞれの磁界を各コイルのまわりに発生させ、よって前記部分(350)を少なくとも部分的に磁化するようになっており、各コイル(142)内のそれぞれの電流の方向が前記または各並置されたコイル(142)内の電流の方向と逆であり、よって磁束が前記または各並置されたコイルのペアを逆方向に貫通し、前記コイルのペアおよび隣接する部分(210)のそれぞれのペアを貫通するほぼ閉じた磁束路を形成する、請求項8〜10に記載の磁化手段(100)。
- 前記磁界発生および制御手段(142)が磁化ヘッド上に円形アレイに配置された複数の前記コイル(142)を含み、前記磁化ヘッドが電気機器のロータープレート(200)に面と面が並置された状態で設置されており、前記ロータープレートには磁化可能材料から構成された別個の部材(210)の円形アレイ状をした複数の前記部分(210)が取り付けられており、よって各コイル(142)がそれぞれの部材(210)に隣接し、前記磁化手段(100)が前記コイル(142)の並置された所定のペアに順次電流を供給し、よって前記部材(210)のそれぞれの隣接するペアを少なくとも部分的に磁化するようになっている、請求項13記載の磁化手段(100)。
- 前記コイル(142)の一部が主コイル(142)であり、他のコイルが集束コイル(142)であり、前記主コイル(142)がシリーズ内の最も内側に位置し、前記集束コイル(142)がシリーズ内の最も外側に位置し、前記主コイル(142)の各々に関連する磁界は各主コイル(142)を貫通する磁束がそれぞれの並置された主コイル(142)を貫通し、それぞれの2つの主コイル(142)に隣接する2つの部分(210)の各々を貫通する磁束の閉ループを形成する傾向を生じるようになっており、前記集束コイル(142)の各々に関連する磁界はそれぞれの並置された主コイル(142)を貫通する並置ループを形成しない、隣接する主コイル(142)に関連する磁界の磁束の一部がそれぞれの集束コイル(142)を貫通する磁束と共に閉ループを形成し、よって隣接する主コイル(142)からの制御されない磁束の漏洩量を低減するようになっている、請求項13または14記載の磁化手段(100)。
- 各主コイル(10a、10b)に関連する磁界が各集束コイル(20a、20b)に関連する磁界よりも強力であり、よって各主コイル(10a、10b)に起因する磁界の磁束が前記または各並置された主コイル(10a、10b)を貫通する閉ループを形成する性質を最大にする、請求項15記載の磁化手段。
- 前記磁化手段(100)は、放電することで前記コイル(142)に電流を供給するようになっている電荷蓄積手段(110)を含む、請求項13〜16のいずれかに記載の磁化手段(100)。
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