JP2010232646A

JP2010232646A - 永久磁石式磁界発生装置

Info

Publication number: JP2010232646A
Application number: JP2010045216A
Authority: JP
Inventors: Masaru Higuchi; 大樋口
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-10-14
Also published as: US20100219918A1; EP2226815A2; EP2226815B1; EP2226815A3; KR20100099054A; US8525627B2; CN101900797A; TW201106393A

Abstract

【課題】高性能な可変磁場ダイポールリング磁気回路を提供するものである。
【解決手段】中心軸を共有する内周側および外周側ダイポールリングと、両ダイポールリングを囲むヨークとを備え、上記内周側ダイポールリングの内部空間に一方向の可変磁場を発生させる永久磁石式磁界発生装置であって、上記内周側ダイポールリングを固定する固定手段と、上記中心軸を回転中心軸として上記外周側ダイポールリングを回転可能にする回転手段とを備え、上記内周側および外周側ダイポールリングの各々が、環状に配置された複数の永久磁石を備え、各永久磁石の着磁方向が環の半周で１回転可能に配列されている永久磁石式磁界発生装置等を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、永久磁石式磁界発生装置に関するものである。

環状をなし、各磁石の着磁方向が環の半周で１回転可能なように配列された複数の磁石要素を含み、環の内部空間に実質的に一方向の磁界を発生するダイポールリング磁気回路は、磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）や半導体素子製造工程、そして基礎研究向け均一磁界発生手段等として広く利用されている。従来、１軸性の均一な磁界発生手段としては常伝導電磁石、超伝導電磁石等が使用されているが、最近の高特性希土類永久磁石の開発により、希土類永久磁石（以下単に永久磁石という）を均一磁界発生装置として使用することが、例えば２Ｔ以下の低磁場では主流となってきている。

ダイポールリング磁界発生装置の特徴として、磁界発生装置の内部空間において、実質的に一方向の均一の大きさの磁場を形成できることが挙げられる。ここで、ダイポールリング磁界発生装置の内部空間に発生するＮＳ磁場方向（Ｙ軸方向）を０°とした場合の、内部空間の各点における磁場ベクトルの角度（以下、「スキュー角」と呼ぶ。）は、磁界発生装置の特性上、環の中心軸付近では殆ど０°であるが、磁界発生装置の内壁に近づくほど悪化していく、すなわち大きくなる傾向が見られ、このスキュー角の低減が図られている（特許文献１）。

特開２００５−５６９０３号公報

本発明は、従来不可能であった高性能な可変磁場ダイポールリング磁気回路を提供するものである。

本発明は、外径の異なる二つのダイポールリングを、磁気回路内径側中心軸を回転軸として、内周側ダイポールを固定し、外周側ダイポールリングを回転させることによって可変磁場を発生させる可変磁界発生装置を提供する。
本発明によれば、具体的には、中心軸を共有する内周側および外周側ダイポールリングと、両ダイポールリングを囲むヨークとを備え、上記内周側ダイポールリングの内部空間に一方向の可変磁場を発生させる永久磁石式磁界発生装置であって、
上記内周側ダイポールリングを固定する固定手段と、上記中心軸を回転中心軸として上記外周側ダイポールリングを回転可能にする回転手段とを備え、
上記内周側および外周側ダイポールリングの各々が、環状に配置された複数の永久磁石を備え、各永久磁石の着磁方向が環の半周で１回転可能に配列されている永久磁石式磁界発生装置を提供できる。
また、本発明によれば、中心軸を共有する内周側および外周側ダイポールリングを用い、上記内周側ダイポールリングを固定し、上記外周側ダイポールリングを上記中心軸を回転中心軸として回転させる、上記内周側ダイポールリングの内部空間に一方向の可変磁場を発生させる可変磁場発生方法を提供できる。

本発明によれば、容易に可変磁場ダイポールリング磁界発生装置を製作でき、さらに振動ブレなく駆動できることにより、工業化に向けた大型化も可能である。

１つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置のダイポールリングの中心軸に垂直な断面図を示す。２つのダイポールリングをそれぞれ逆方向に回転させる、（Ａ）回転前、（Ｂ）回転後のダイポールリング磁界発生装置のダイポールリングの共有中心軸に垂直な断面図を示す。内周側ダイポールリングを固定し、外周側ダイポールリングを回転させる、（Ａ）回転前、（Ｂ）回転後のダイポールリング磁界発生装置のダイポールリングの共有中心軸に垂直な断面図を示す。小歯車とカウンター歯車を備えるダイポールリング磁界発生装置の例を示す。水平面保持具を外周側ダイポールリングの上下に設けたダイポールリング磁界発生装置の例であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図を示す。実施例１で使用したダイポールリング磁界発生装置の各磁石の着磁方向を示す。軸受を用いたダイポールリング磁界発生装置の例を示す。

１つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置のダイポールリングの中心軸に垂直な断面図を図１に示し、２つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置の両ダイポールリングの共通の中心軸に垂直な断面図を図２に示す。
図１は、１つのダイポールリング１４を備えるダイポールリング磁界発生装置１０を示す。ダイポールリング磁界発生装置１０は、構成磁石１４ａ〜ｚとそれらを囲むヨーク１５で構成され、ダイポールリング１４の内部空間１１に同一方向の磁場を発生させることができる。

図２は、内周側ダイポールリング２２および外周側ダイポールリング２４の２つのダイポールリングを備え、それぞれ逆方向に回転させ、（Ａ）回転前、（Ｂ）回転後のダイポールリング磁界発生装置２０を示す。ダイポールリング磁界発生装置２０は、内周側ダイポールリング２２および外周側ダイポールリング２４をそれぞれ逆方向に、同位相で回転させると、内部空間２１に同一方向の可変磁場を発生させることができる。内周側ダイポールリング２２および外周側ダイポールリング２４は、ヨーク２５で囲まれる。Ｄ_２ＡとＤ_２Ｂは、それぞれ回転前と回転後の発生磁場の大きさと方向を示す。

一つの環状ダイポールリングの製作は困難であり、二重にダイポールリングを構成しなければならない可変磁場ダイポールリングの製作はさらに困難である。そのため、従来の技術では設計はできても装置を実現化することは不可能であった。

本願の発明者は、ダイポールリング磁界発生装置を用いて、工業的に多く用いられる均一空間に適した形状で設計し、さらに磁場を変化できるような構造とした結果、外周および高さに法則性があることを知見し、本発明に到達したものである。

本発明は、２つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置に関するものである。本発明の実施形態の例として、図３は、内周側ダイポールリング３２および外周側ダイポールリング３４の２つのダイポールリングを備え、内周側ダイポールリング３２を固定し、外周側ダイポールリング３４を回転させた、（Ａ）回転前、（Ｂ）回転後のダイポールリング磁界発生装置３０のダイポールリングの中心軸に垂直な断面図を示す。ダイポールリング磁界発生装置３０は、ダイポールリングが二重に構成され、内周側ダイポールリング３２を固定し、外周側ダイポールリング３４を回転させると、内部空間３１に発生する磁場が変化し、可変磁場を発生させることができる。内周側ダイポールリング３２および外周側ダイポールリング３４は、ヨーク３５で囲まれる。Ｄ_３ＡとＤ_３Ｂは、それぞれ回転前と回転後の発生磁場の大きさと方向を示す。

可変磁場ダイポールリングの特徴は、磁場を急峻に変化させることが可能であることと、磁場を変化させてもスキュー角や内径側磁場均一性が損なわれないことである。
一般的な可変磁場装置である電磁石や超電導磁石は、可変磁場ダイポールに比較して磁場均一性や励磁消磁の時間で劣るため、均質かつ様々な強度の磁場を必要とする用途にはあまり向いていない。したがって、構成磁石は、好ましくは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｎ−Ｆｅ系から選ばれる略台形状もしくは扇形の希土類永久磁石が用いられる。
構成磁石は、分割することができ、好ましくは４分割から６０分割である。磁気効率や回路製作の容易さを考慮すると、より好ましくは１２から３６分割程度の範囲で磁石構成数を決定したほうがよい。分割された磁石は、エポキシ樹脂等の接着剤で接着したり、ケースに収納するなどの公知の方法により一体化されてリングを形成する。
内周側ダイポールリングの外径と内径の大きさ、外周側ダイポールリングの外径と内径の大きさは、特に限定されないが、内周側ダイポールリング外径と内径の差である厚さＴ_ｉと、外周側ダイポールリングの外径と内径の差である厚さＴ_ｏとの比（Ｔ_ｉ／Ｔ_ｏ）は、内部空間に発生させる可変磁場の強度の範囲を広くする点から、好ましくは０．７〜１．０である。

ヨークは、内周側ダイポールリングおよび外周側ダイポールリングを囲む。ヨークは、好ましくは、環状の強磁性もしくは非磁性材料が用いられるが、強磁性体を用いた方が若干ではあるが磁気効率が向上する。強磁性材料としては、鉄等が挙げられ、非磁性材料としては、アルミニウム、ＳＵＳ、樹脂等が挙げられる。
ヨークは、内周側ダイポールリングおよび外周側ダイポールリングを囲むだけでなく、磁界発生装置全体を、内部空間への被処理物の出し入れ部分を除いて覆うことが好ましい。また、ヨークは、出し入れ部分に開閉可能な扉を設けて、磁界発生装置全体を覆うこともできる。

永久磁石からなる構成磁石は、それぞれ径方向に対し特定周期で磁化され、内径側中心軸から見てちょうど対極にあたる構成磁石同士が、互いに１８０度の角度差で着磁されていて、尚且つ隣接する構成磁石同士は、着磁方向が磁石で構成する環の半周で１回転するように磁化方向をずらして配置している。

可変磁場ダイポールリングは、通常、円筒形の磁場均一空間を磁気回路内径側に有し、その空間内の磁場を利用する。また、可変磁場ダイポールリングは外周および内周の二つからなる磁場発生装置で、どちらも図１に示したような磁石配置となる場合が一般的である。
二つのダイポールリングがそれぞれ逆方向に、かつ同位相で回転することにより、内径側の発生磁場を任意で変化させることが可能である。一般的には、内周側および外周側ダイポールリングのそれぞれに別個の回転機構を有する必要があり、その回転機構は非常に複雑なものとなる。しかも、ダイポールリング磁気回路は、単独でも非常に強い磁場を発生しているため、二重に組み込んだ装置を回転させるためには、吸引・反発力に相応する、強力な回転力を有する強固な装置を設けなければならない。

本発明の永久磁石磁場発生装置は、好ましくは、内周側ダイポールリングを固定する固定手段と、上記中心軸を回転中心軸として該外周側ダイポールリングを回転可能にする回転手段を備える。内周側のダイポールリングを固定することにより、磁場可変機構は外周側ダイポールリングのみに設ければよく、回転機構の数も半分で済む。

内周側ダイポールリングを固定する固定手段としては、例えばボルトもしくは溶接等が挙げられ、これによって固定用架台のフレームに固定できる。フレームは、ダイポール近傍には非磁性材料を用いる必要があるが、ダイポールから離れていれば鉄等の強磁性体でも構わない。例えば、ダイポールから離れているカウンター歯車および減速機等は、鉄等の強磁性体でも構わない。これは、非磁性の材料を用意するのが困難なことが多い大型機の場合に有益である。

外周側ダイポールリングの回転軸は、内周側ダイポールリングの内径中心軸と完全に一致していなければならない。なぜなら、可変磁場の均一性の向上およびスキュー角の抑制には、内周および外周ダイポールリングの位置が常に同心円状に配置されなければならないからである。従って、外周側ダイポールリングは、厳密に中心軸が変化しないように回転しなければならない。

回転手段は、好ましくは、回転駆動装置と、回転駆動装置の回転駆動力を伝達する回転力伝達機構を備え、回転力伝達機構を介して外周側ダイポールリングの回転を可能とする。
回転駆動装置は、好ましくは、モータ、油圧、小型の場合は手動等が挙げられる。
回転力伝達機構は、好ましくは、歯車、タイミングベルト等が挙げられる。例えば、回転伝達機構は、外周側ダイポールリングの外周面またはヨークを介して外周側ダイポールリングの外周面に設けた外歯歯車（大歯車）と、外歯歯車と係合する、回転駆動装置が駆動する小歯車（ピニオンギア）とを備える。
ヨークが外周側ダイポールリングに固定され一体化された場合、ヨークを介して外周側ダイポールリングの外周面に外歯歯車を設けることができる。ヨークが外周側ダイポールリングに固定されていない場合、外周側ダイポールリングの外周面に外歯歯車、ヨークに環状歯車（内歯歯車）を設け、両歯車に係合する小歯車を設けることができる。この場合、外側ダイポールリングに連動してヨークも回転することになる。回転機構の寸法最小化、および回転機構の単純化の点において、ヨークを外周側ダイポールリングに固定させ一体化することが好ましい。
駆動装置は、内周側ダイポールリングの固定用架台に取り付けられるため、固定用架台は内周側ダイポールリングの固定および外周側ダイポールの駆動用装置の固定の両方の機能を兼ね備えている。

外周側ダイポールリングの中心軸を回転対称軸として、小歯車の位置を含めて回転対称となる位置に、好ましくは、外歯歯車と係合する少なくとも１つのカウンター歯車を設ける。
例えば、１つの小歯車と１つのカウンター歯車を設ける場合、好ましくは、外周側ダイポールリングの回転中心軸から見て小歯車の位置とは反対側の位置に小歯車と同じ形状のカウンター歯車を配置する。小歯車の位置を０度とすると、カウンター歯車の位置は１８０度（１／２回転）となる。１つの小歯車と２つのカウンター歯車を設ける場合、小歯車の位置を０度とすると、カウンター歯車の位置は１２０度（１／３回転）と２４０度（２／３回転）となる。
駆動装置に対して一つの小歯車のみを配置しても振動ブレを抑制できるが、より大型化して回転トルクが増大した場合には、保持用のカウンター歯車を複数個配置して、中心軸のブレを抑制することができる。なお、カウンター歯車は、中心軸のブレを抑制することを目的とするため、回転力伝達機構とは別個に設けてもよいが、回転駆動装置に連結させ回転力伝達機能も有する小歯車であってもよい。また、小歯車は、非磁性体または磁性体のどちらでも使用可能であるが、磁気回路からの漏洩磁場を低減するために磁性体を使用することが望ましい。

小歯車とカウンター歯車を使用するダイポールリング磁界発生装置の例を図４に示す。図４は、内周側ダイポールリング４２および外周側ダイポールリング４４の２つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置４０を示す。ダイポールリング磁界発生装置４０は、内周側ダイポールリング４２を台４９に固定し、外周側ダイポールリング４４を回転させると、内部空間４１に発生する磁場が変化し、可変磁場を発生させることができる。外周側ダイポールリング４４に固定されたヨーク４５の外周面には、外歯歯車４６が設けられ、回転駆動装置（図示せず）が駆動する小歯車４７が外歯歯車４６と係合する。外周側ダイポールリング４４の中心軸を回転軸として１／２回転（１８０度）の位置に外歯歯車４６と係合するようにカウンター歯車４８を設ける。外歯歯車４６とカウンター歯車４８は、基台４９に固定される。

回転力（トルク）は、内径６０ｍｍの小型品では通常５０Ｎｍであり、内径３００ｍｍの大型品では通常１０００Ｎｍ以下である。
回転数は、特に限定されないが、内周側ダイポールリングの内径６０〜１００ｍｍ、外径１２０〜２００ｍｍ、外周側ダイポールの内径１２０〜２００ｍｍ、外径２８０〜３００ｍｍの場合、内部空間に形成される可変磁場が急激に変化する必要が無い点を考慮して、好ましくは１〜５ｒｐｍ、より好ましくは１〜３ｒｐｍである。

回転力伝達機構としては、一般的に手動、電動および油圧機構が挙げられるが、これらと減速機を組み合わせて、駆動力を低減させることも可能である。また、回転力伝達装置は、必要とされる回転力に応じて、単独もしくは複数個配置させることが望ましい。

また、回転機構の保持には、回転中心軸のブレの他に、内周側および外周側ダイポールリングの水平方向位置も厳密に保持しなければならないため、好ましくは、水平面保持具も使用する。
水平面保持具としては、特に限定されないが、例えばカムフォロアが挙げられる。カムフォロアは外周ダイポールリングが上下にブレないために用いられる。上下のブレとは、内周側ダイポールリングに対して、図５（Ａ）では紙面の表裏方向にあたる方向への位置ずれである。カムフォロアを用いれば位置補正が可能なうえに、回転が滑らかになる。カムフォロアは、外側のリング磁石の上下振動を抑制するための錘（非磁性体が好ましい。）が好ましい。

水平面保持具を外周側ダイポールリングの上下に設けたダイポールリング磁界発生装置の例を図５（（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図）に示す。図５は、内周側ダイポールリング５２および外周側ダイポールリング５４の２つのダイポールリングを備えるダイポールリング磁界発生装置５０を示す。ダイポールリング磁界発生装置５０は、内周側ダイポールリング５２を台５９だけでなく上面支持板６０にも固定し、外周側ダイポールリング５４を回転させると、内部空間５１に発生する磁場が変化し、可変磁場を発生させることができる。ヨーク５５の外周面には、外歯歯車５６が設けられ、回転駆動装置（図示せず）が駆動する小歯車５７が外歯歯車５６と係合する。外周側ダイポールリング５４の中心軸を回転軸として１／２回転（１８０度）の位置に外歯歯車５６と係合するようにカウンター歯車５８を設ける。小歯車５７の軸とカウンター歯車５８の軸は、基台５９と上面支持体６０に固定される。
水平面保持具は、外周側ダイポールの上下対称にそれぞれ４箇所設けることが好ましいため、ダイポールリング磁界発生装置５０は、台５９に４つの水平面保持具６１ａ〜ｄと、上面支持体６０に４つの水平面保持具６２ａ〜ｄを設けている。但し、上下対称にそれぞれ４箇所の設置に限られるものではなく、対称であることが好ましいが、上下横方向にも対称であれば、４箇所以上複数個の設置が可能である。

可変磁場ダイポールリングにおいては、可変磁場機構を常時稼動させることが一般的である。そのため、内周側および外周側ダイポールリングの間の擦動部に、回転摩擦を低減させるための擦動耐久リングを備えることが好ましい。例えば、図３の擦動耐久リング３３、図４の擦動耐久リング４３、および図５の擦動耐久リング５３である。
擦動耐久リングは、特に限定されないが、外周側ダイポールリングの磁場を阻害しないために、好ましくは非磁性材料で構成され、好ましくは、ＭＣナイロン、ポリアセタール等の樹脂、もしくはステンレス製のベアリングが挙げられる。
擦動耐久リングの厚さは、内径３００ｍｍ以上の大型品の場合、好ましくは最大５０ｍｍ程度である。内周側ダイポールリングと外周側ダイホールリングの間は閉空間なので、擦動耐久リングは、一体物である必要はなく、分割品であってもよい。

永久磁石式磁場発生装置は、好ましくは、外周側ダイポールリングが、回転可能に支持される軸受（ベアリング）を備えてもよい。例えば、内周側ダイポールリングを固定し、外周側ダイポールリングを回転可能にするために、内周側および外周側ダイポールリングに各々フランジ部を設け、さらに両フランジ部間に軸受を設けてもよい。
軸受は、特に限定されないが、好ましくは、転がり軸受、すべり軸受、磁気軸受、流体軸受のいずれでもよい。軸受は、１段でもよいが、モータ等の回転駆動装置による荷重の負荷の低減を図るため、多段としてもよい。
軸受としてボールベアリングまたはころ軸受を用いたダイポールリング磁界発生装置の例を図７に示す。図７は、内周側ダイポールリング７２および外周側ダイポールリング７４の２つのダイポールリングを備え、内部空間７１に可変磁場を発生させることができるダイポールリング磁界発生装置７０を示す。ダイポールリング磁界発生装置７０では、内周側ダイポールリング７２を基台７９に固定配置し、外周側ダイポールリング７４を同軸状に配置し、軸受８０において回転可能に支持する。回転駆動装置（例えば、モータ８１）の動力は、モータ８１に結合された小歯車７７と、外周側ダイポールリング７４に固定されたヨーク７５の外周面に付設された外歯歯車（大歯車）７６を介して外周側ダイポールリング７４に伝達され、その結果、外周側ダイポールリング７４が所定方向に回転される。

実施例１
内周側ダイポールリング（内径：６０ｍｍ、外径：１４５ｍｍ、高さ２００ｍｍ）、外周側ダイポールリング（内径：１５５ｍｍ、外径：２３０ｍｍ、高さ：２００ｍｍ）を用い、各永久磁石（ネオジウム系希土類磁石）の着磁方向が図６に示すものである、図５と同様な構成を有するダイポールリング磁界発生装置を作製した。擦動耐久リングは、ポリアセタール樹脂の厚み５ｍｍのリング品で使用した。駆動伝達機構の小歯車として炭素鋼製の平歯車（市販品）１つを用い、カウンター歯車として当該小歯車と同一種類でモータではなく外周側ダイポールリングに連結するものを１つ用いた。
内周側ダイポールリング磁石群を固定した状態で、外周側ダイポールリング磁石群を回転（２ｒｐｍ）させて、内径側に発生した磁場を計測した。なお、内周側ダイポールリングを固定しているために、発生する磁場の方向は逐一変化する。そのため主磁場は、まず装置全体をターンテーブルに設置し、内径中心位置にホール素子を配置し、さらに装置全体を回転させて、ホール素子で検出された磁場が最も高くなった回転位置で、２つのダイポールリングの中心軸の中心（中心軸上で高さの真ん中の地点）から上下方向にそれぞれ１６．５ｍｍの高さで径方向に半径８．２５ｍｍの円となる、高さ３３ｍｍで直径１６．５ｍｍの円筒となる、均一磁場空間内の磁場をガウスメータを用いて計測した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、外径側ダイポールリングの回転に応じて、磁場が０から０．５テスラ程度まで変化することがわかった。また、可変磁場回路から発生した、いずれの磁場強度においても、磁場の均一性および磁場の指向性を示すスキュー角共に良好であることがわかった。
本発明の磁界発生装置を用いれば、内部空間に可変磁場を容易に発生させることができ、磁石の製造工程、半導体の磁場中熱処理工程、およびシリコン半導体の製造プロセス等の用途に有用である。

１０，２０，３０，４０，５０，７０磁界発生装置
１１，２１，３１，４１，５１，７１内部空間
２２，３２，４２，５２，７２内周側ダイポールリング
３３，４３，５３擦動耐久リング
１４，２４，３４，４４，５４，７４外周側ダイポールリング
１５，２５，３５，４５，５５，７５ヨーク
４６，５６，７６外歯歯車
４７，５７，７７小歯車
４８，５８カウンター歯車
４９，５９，７９基台
６０上面支持体
６１ａ〜ｄ，６２ａ〜ｄ水平面保持具
８０軸受
Ｄ_２Ａ、Ｄ_２Ｂ、Ｄ_３Ａ、Ｄ_３Ｂ発生磁場の大きさと方向

Claims

中心軸を共有する内周側および外周側ダイポールリングと、両ダイポールリングを囲むヨークとを備え、上記内周側ダイポールリングの内部空間に一方向の可変磁場を発生させる永久磁石式磁界発生装置であって、
上記内周側ダイポールリングを固定する固定手段と、上記中心軸を回転中心軸として上記外周側ダイポールリングを回転可能にする回転手段とを備え、
上記内周側および外周側ダイポールリングの各々が、環状に配置された複数の永久磁石を備え、各永久磁石の着磁方向が環の半周で１回転可能に配列されている永久磁石式磁界発生装置。
上記回転手段が、回転駆動装置と、該回転駆動装置の回転駆動力を伝達する回転力伝達機構を備え、該回転力伝達機構を介して上記外周側ダイポールリングの回転を可能とする請求項１に記載の永久磁石式磁場発生装置。
上記回転力伝達機構が、上記外周側ダイポールリングの外周面に設けた外歯歯車または上記ヨークを介して上記外周側ダイポールリングの外周面に設けた外歯歯車と、該外歯歯車と係合する、上記回転駆動装置が駆動する小歯車とを備える請求項２に記載の永久磁石式磁場発生装置。
上記中心軸を回転対称軸として上記小歯車の位置を含めて回転対称となる位置に、上記外歯歯車と係合する少なくとも１つのカウンター歯車を設ける請求項３に記載の永久磁石式磁場発生装置。
上記外周側ダイポールリングが回転可能に支持される軸受をさらに備える請求項１〜４のいずれかに記載の永久磁石式磁場発生装置。
上記内周側および外周側ダイポールリングの間に、回転摩擦を低減させるための擦動耐久リングを備える請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石式磁場発生装置。
中心軸を共有する内周側および外周側ダイポールリングを用い、上記内周側ダイポールリングを固定し、上記外周側ダイポールリングを上記中心軸を回転中心軸として回転させる、上記内周側ダイポールリングの内部空間に一方向の可変磁場を発生させる可変磁場発生方法。