JP2019036581A - Electric magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電磁石に関する。 The present disclosure relates to an electromagnet.
磁気抵抗測定装置、振動試料磁力計、MRAM・評価装置を始めとする各種磁気物性測定装置用電磁石、磁場中熱処理装置、着磁脱磁処理装置、飽和磁歪測定装置等の電磁石を用いた処理装置など、磁気応用産業から半導体産業、さらには医療やバイオ分野と、磁場を使用する技術が多方面にわたって実用化されている。 Processing devices using electromagnets such as magnetoresistance measuring device, vibrating sample magnetometer, electromagnet for various magnetic property measuring devices including MRAM / evaluation device, heat treatment device in magnetic field, magnetization demagnetization processing device, saturation magnetostriction measuring device From the magnetic application industry to the semiconductor industry, and the medical and biotechnology fields, technologies using magnetic fields have been put into practical use in many fields.
上記の分野においては、所望の方向に磁場を印加して被測定物の磁場中の特性を計測することや所望の磁場中に被処理物を配置して熱処理等を施すことによって被処理物の磁気特性を変化させること等のために、電磁石を使い電流制御や電磁石の回転等により所望の方向に磁場を印加することも行われている。 In the above-mentioned fields, the magnetic field is applied in a desired direction to measure the characteristics of the object to be measured in the magnetic field, or the object to be processed is disposed in the desired magnetic field and subjected to heat treatment or the like. In order to change the magnetic characteristics, an electromagnet is used to apply a magnetic field in a desired direction by current control, rotation of the electromagnet, or the like.
特開2013−36941号公報には、例えば3軸の磁気センサの検査及び評価を行うために、磁気センサに磁場を印加する3軸ヘルムホルツコイルを用いた磁気センサの検査装置が開示されている。ヘルムホルツコイルは、コイル軸が同軸となる一対のコイルを離間させて配置し、一対のコイルの間に配置した対象物に磁場を印加する。x軸、y軸及びz軸の磁場を発生させるために、3組のコイルが設けられている。しかし、このようなヘルムホルツコイルを用いた電磁石では、各コイルの内側に磁場発生領域が設定されるため、磁場発生領域に配置される機器が大きければ検査装置全体を大型化しなければならず、また、ヘルムホルツコイルとの機械的干渉が生じるため、機械的動作の制約が生じてしまう。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-36941 discloses a magnetic sensor inspection apparatus using a three-axis Helmholtz coil that applies a magnetic field to the magnetic sensor in order to inspect and evaluate a three-axis magnetic sensor, for example. In the Helmholtz coil, a pair of coils whose coil axes are coaxial are arranged apart from each other, and a magnetic field is applied to an object arranged between the pair of coils. Three sets of coils are provided to generate x-axis, y-axis, and z-axis magnetic fields. However, in such an electromagnet using a Helmholtz coil, a magnetic field generation region is set inside each coil. Therefore, if the device arranged in the magnetic field generation region is large, the entire inspection apparatus must be enlarged. Since mechanical interference with the Helmholtz coil occurs, mechanical operation is restricted.
特許4761483号公報には、磁場印加領域を装置の一方側のみとして、機械的動作の制約及び装置大型化を回避した電磁石が開示されている。しかし、中心の第1ヨークから周囲の第2ヨークに放射状に磁場が形成されるため、x軸、y軸及びz軸などの印加したい方向に応じて対象物の位置を変更しなければならない。 Japanese Patent No. 4761483 discloses an electromagnet having a magnetic field application region only on one side of the apparatus and avoiding mechanical operation restrictions and apparatus enlargement. However, since a magnetic field is formed radially from the central first yoke to the surrounding second yoke, the position of the object must be changed according to the direction to be applied, such as the x-axis, y-axis, and z-axis.
また、別の要求として、発生させる磁場の強さ及び方向を変化させて高レスポンスでの計測及び評価が求められる場合がある。この場合、電磁石自体に残留磁場が発生したり、ヒステリシスが存在したりすると、コイルへの電流制御と実際に発生する磁場とに差異が生じるため、残留磁場及びヒステリシスが発生しないことが望まれる。 As another requirement, there are cases where measurement and evaluation with high response are required by changing the strength and direction of the magnetic field to be generated. In this case, if a residual magnetic field is generated in the electromagnet itself or if there is hysteresis, a difference is generated between the current control to the coil and the actually generated magnetic field. Therefore, it is desirable that the residual magnetic field and the hysteresis are not generated.
本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、装置の小型化及び機械的干渉の低減が可能であり、残留磁場がなく、電磁石を移動させずに任意方向の磁場を出力可能な電磁石を提供することである。 The present disclosure has been made paying attention to such a problem, and the object thereof is to reduce the size of the apparatus and reduce mechanical interference, and there is no residual magnetic field, and an arbitrary without moving the electromagnet. An electromagnet capable of outputting a magnetic field in a direction is provided.
本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。 In order to achieve the above object, the present disclosure takes the following measures.
すなわち、本開示の電磁石は、
2つのX軸用コイルであって、各コイル軸が互いに平行又は交差しており、各コイル軸は、Z方向に平行な中心軸を中心として互いに軸対称となる位置に配置される、2つのX軸用コイルと、
2つのY軸用コイルであって、各コイル軸が互いに平行又は交差しており、各コイル軸は、前記中心軸を中心として互いに軸対称となる位置に配置される、2つのY軸用コイルと、
1つのZ軸用コイルであって、コイル軸が前記中心軸と一致し、前記2つのX軸用コイル及び前記2つのY軸用コイルよりも外周側に配置される、1つのZ軸用コイルと、
を備え、
前記中心軸に直交し且つ前記2つのX軸用コイルのコイル軸を通るX方向と、前記中心軸に直交し且つ前記2つのY軸用コイルのコイル軸を通るY方向と、が互いに直交し、
前記全てのコイルは、前記中心軸に直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっており、
前記全てのコイルによる磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されておらず、
各コイルに流す電流を変化させることで、前記中心軸上に任意方向の磁場を印加可能である。
That is, the electromagnet of the present disclosure is
Two X-axis coils, each coil axis being parallel to or crossing each other, and each coil axis is arranged at a position that is axially symmetric with respect to a central axis parallel to the Z direction. An X-axis coil;
Two Y-axis coils, each coil axis being parallel or crossing each other, and each coil axis being arranged at a position that is axially symmetric with respect to the central axis When,
One Z-axis coil, which has a coil axis that coincides with the central axis and is arranged on the outer peripheral side of the two X-axis coils and the two Y-axis coils. When,
With
An X direction orthogonal to the central axis and passing through the coil axes of the two X axis coils and a Y direction orthogonal to the central axis and passing through the coil axes of the two Y axis coils are orthogonal to each other. ,
All of the coils overlap each other at least partially when viewed along a direction orthogonal to the central axis,
In the magnetic field generation region by all the coils, a yoke that is a soft ferromagnet is not disposed,
By changing the current passed through each coil, a magnetic field in an arbitrary direction can be applied on the central axis.
この構成によれば、X軸用コイルのコイル軸は中心軸を中心として軸対称に配置されているので、2つのX軸用コイルへの通電によって中心軸上にX方向の磁束が発生する。Y軸用コイルのコイル軸は中心軸を中心として軸対称に配置されているので、2つのY軸用コイルへの通電によって中心軸上にY方向の磁束が発生する。Z軸用コイルへの通電によって中心軸上にZ方向の磁束が発生する。XYZ全てのコイルの配置中心が一致しているので、中心軸上に所望の方向の磁束が発生し、対象物に対して電磁石を相対的に移動させなくても、任意方向の磁場を印加可能となる。
また、全てのコイルの磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されていないので、電流を切れば磁場が即座に消えるため、残留磁場がなく、ヒステリシスも発生しない。
さらに、全てのコイルは、中心軸に直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっているので、Z方向の寸法を抑制して小型化を追求することができ、Z方向の一方側の空間を磁場印加空間として利用できるので、機械的干渉を低減することができる。
さらに、X軸用コイル及びY軸用コイルの外周側にZ軸用コイルを配置しているので、X軸用コイル及びY軸用コイルの磁場の強さに合わせてZ軸用コイルの強さを設定でき、XYZの3方向に対してバランスよく磁場を印加可能となる。
According to this configuration, since the coil axis of the X-axis coil is arranged symmetrically with respect to the central axis, a magnetic flux in the X direction is generated on the central axis by energizing the two X-axis coils. Since the coil axis of the Y-axis coil is arranged symmetrically about the central axis, a magnetic flux in the Y direction is generated on the central axis by energizing the two Y-axis coils. By energizing the Z-axis coil, a magnetic flux in the Z direction is generated on the central axis. Since the arrangement centers of all the XYZ coils coincide, a magnetic flux in a desired direction is generated on the central axis, and a magnetic field in any direction can be applied without moving the electromagnet relative to the object. It becomes.
In addition, since the yoke, which is a soft ferromagnet, is not disposed in the magnetic field generation region of all the coils, the magnetic field disappears immediately when the current is turned off, so there is no residual magnetic field and no hysteresis is generated.
Furthermore, since all the coils overlap each other at least partially when viewed along the direction orthogonal to the central axis, the size in the Z direction can be suppressed and downsizing can be pursued. Since the space on one side can be used as a magnetic field application space, mechanical interference can be reduced.
Further, since the Z-axis coil is arranged on the outer peripheral side of the X-axis coil and the Y-axis coil, the strength of the Z-axis coil is matched to the strength of the magnetic field of the X-axis coil and the Y-axis coil. The magnetic field can be applied in a balanced manner with respect to the three directions of XYZ.
以下、本開示の一実施形態の電磁石について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an electromagnet according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1及び図2A〜2Cに示すように、電磁石は、磁場を印加するために用いられ、2つのX軸用コイル1と、2つのY軸用コイル2と、1つのZ軸用コイル3と、を有する。本実施形態では、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3は、エナメル導線などの非磁性体の導線を円筒状に巻き付けて形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, the electromagnet is used to apply a magnetic field, and two
2つのX軸用コイル1は、図2Aに示すように、各コイル軸1Cが互いに平行である。図1に示すように、各コイル軸1Cは、Z方向に平行な中心軸CLを中心として互いに軸対称となる位置に配置されている。各コイル軸1Cは、各コイル軸1Cと平行なZ方向に延びる中心軸CLを中心とする仮想円周VC上において互いに軸対称となる位置に配置される。本実施形態において、2つのX軸用コイル1は同じ大きさに形成される。2つのX軸用コイル1の一方側の軸端面1aが同一平面PS上に配置される。2つのX軸用コイル1は、中心軸CLに直交する方向(例えばX方向、Y方向)に沿って見た場合に全部位が互いに重なるように配置されている(いわゆる横並びである)。
As shown in FIG. 2A, the
図2Aに示すように、2つのX軸用コイル1に対して電流の向きが異なるX軸励磁用電流Xiを流すと、一方のコイル1から他方のコイル1に向かう磁束mf1が発現する。2つのX軸用コイル1の各コイル軸1Cが平行であるが同軸ではないので、ヘルムホルツコイルと異なり、X軸用コイル1の軸端面1aよりも外側の領域にX方向に沿った磁束を発現させることができる。本実施形態では、2つのX軸用コイル1の一方の軸端面1aが同一平面PS上に配置されているので、高さを抑えつつ、2つのX軸用コイル1の一方側の軸端面1aの付近にX方向に沿った磁束を発現させることができる。
As shown in FIG. 2A, when an X-axis excitation current Xi having different current directions is supplied to the two
2つのY軸用コイル2は、図2Bに示すように、各コイル軸2Cが中心軸CLと平行である。各コイル軸2Cは、中心軸CLを中心として互いに軸対処となる位置に配置されている。各コイル軸2Cは、仮想円周VC上において互いに軸対称となる位置に配置される。本実施形態において、2つのY軸用コイル2は、X軸用コイル1と共に同じ大きさに形成される。2つのY軸用コイル2の一方側の軸端面2aが同一平面PS上に配置される。2つのY軸用コイル2は、中心軸CLに直交する方向(例えばX方向、Y方向)に沿って見た場合に全部位が互いに重なるように配置されている(いわゆる横並びである)。
As shown in FIG. 2B, in each of the two Y-
図2Bに示すように、2つのY軸用コイル2に対して電流の向きが異なるY軸励磁用電流Yiを流すと、一方のコイル2から他方のコイル2に向かう磁束mf2が発現する。2つのコイル2の各コイル軸2Cが平行であるが同一ではないので、ヘルムホルツコイルと異なり、Y軸用コイル2の軸端面2aよりも外側の領域にY方向に沿った磁束を発現させることができる。本実施形態では、2つのY軸用コイル2の一方の軸端面2aが同一平面PS上に配置されているので、高さを抑えつつ、2つのY軸用コイル2の一方側の軸端面2aの付近にY方向に沿った磁束を発現させることができる。
As shown in FIG. 2B, when a Y-axis excitation current Yi having different current directions is passed through the two Y-
中心軸CLに直交し且つ2つのX軸用コイル1のコイル軸1Cを通るX方向と、中心軸CLに直交し且つ2つのY軸用コイル2のコイル軸2Cを通るY方向と、が互いに直交する。この構造により、X軸用コイル1で生じる磁束の向きと、Y軸用コイル2で生じる磁束の向きとが直交する。
The X direction perpendicular to the central axis CL and passing through the coil axes 1C of the two
Z軸用コイル3は、図2Cに示すように、コイル軸3Cが中心軸CLと一致し、2つのX軸用コイル1及び2つのY軸用コイル2よりも外周側に配置される。図2Cに示すように、Z軸用コイル3に対してZ軸励磁用電流Ziを流すと、コイル軸3Cが中心軸CLと一致しているので、中心軸CLを通る磁束mf3が発現する。Z軸用コイル3がX軸用コイル1及びY軸用コイル2の内周側に配置される構造では、Z軸用コイル3によるz方向の磁束が弱くなり、逆にZ軸用コイル3を強くすればZ軸用コイル3が大きくなってX軸用コイル1及びY軸用コイル2が離間し、X方向及びZ方向の磁束の強度が弱くなる。Z軸用コイル3が最も外周側にあれば、Z軸用コイル3による磁束の強さは、巻き数や寸法で調整可能であり、X軸用コイル1及びY軸用コイル2による磁束の強さに合わせて強度調整可能であり、xyz方向の磁束の強度をバランスよく出力可能な電磁石を提供できる。
As shown in FIG. 2C, the Z-
本実施形態では、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3は、導線を円筒形状に巻き付けて形成され、Z方向に沿った高さが同一であるが、これに限定されない。例えば、コイルを多角筒状、楕円形状に形成してもよく、Z方向に沿った高さが同一でなくてもよい。
In this embodiment, the
上記全てのコイル1,2、3による磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されていない。このため、電流を切れば磁場が即座に消え、残留磁場がなく、ヒステリシスも発生しない。この構成を実現するために、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3を支持する支持部4が設けられている。本実施形態において、支持部4は、円盤状のベースプレート及びトッププレートに、各コイル1〜3をボルト締めすると共に周囲を側壁プレートで包囲した構造をなしている。一例として、上部を足場として吊り下げ状態で保持し、下部にプローバを取り付けて、中心軸CLの任意の場所を磁場印加領域Pに設定することが挙げられる。もちろん、本開示はこれに限定されない。いずれにしても、支持部4は、アルミやプラスチックなどの非磁性体で形成されている。このように、各コイル1〜3に流す電流を変化させることで、電磁石を相対的に移動させなくても、中心軸CL上の所定領域Pに任意方向の磁場を印加可能となる。
A yoke, which is a soft ferromagnetic material, is not disposed in the magnetic field generation region of all the
全てのコイル(X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3)は、中心軸CLに直交する方向に沿って見た場合に、全部位が互いに重なっているので、コイルを含む装置のZ方向の寸法を抑制でき、Z方向の一方側の空間を磁場印加空間として利用できる。もちろん、本実施形態に限られず、全てのコイル(X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3)は、中心軸CLに直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっていればよい。
Since all the coils (
本実施形態では、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3の一方側の軸端面1a、2a、3aは同一平面PS上にあるが、これに限定されない。例えば、図3Aに示すように、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の一方側の軸端面1a、2aが同一平面PS上に配置され、Z軸用コイル3の一方側の軸端面3aが、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の一方側の軸端面1a、2aが配置される同一平面PSよりも軸方向他方側に配置されていてもよい。
In the present embodiment, the
なお、図1〜2の例のように、2つのX軸用コイル1、2つのY軸用コイル2について各コイル軸1C、2Cを平行に配置する意味は、コイル軸が互いに交差するように配置すると、コイルの軸方向一方側の端部同士が開く構造になり、装置が大型化するからである。勿論、図4に示すように、2つのX軸用コイル1、2つのY軸用コイル2について、各コイル軸が互いに交差するように配置してもよい。コイル軸が互いに交差していれば同軸ではないので、ヘルムホルツコイルと異なり、コイルの軸端面よりも外側の領域に磁束を発現させることができる。図4に示すように、コイル軸1C(2C)と中心軸CLの角度αは、45度以下、好ましくは、20度以下、さらに好ましくは10度以下、さらに好ましくは5度以下である。
As in the example of FIGS. 1 and 2, the coil axes 1 </ b> C and 2 </ b> C are arranged in parallel for the two
以上のように、本実施形態の電磁石は、2つのX軸用コイル1であって、各コイル軸1Cが互いに平行又は交差しており、各コイル軸1Cは、Z方向に平行な中心軸CLを中心として互いに軸対称となる位置に配置される、2つのX軸用コイル1と、
2つのY軸用コイル2であって、各コイル軸2Cが互いに平行又は交差しており、各コイル軸2Cは、中心軸CLを中心として互いに軸対称となる位置に配置される、2つのY軸用コイル2と、
1つのZ軸用コイル3であって、コイル軸3Cが中心軸CLと一致し、2つのX軸用コイル1及び2つのY軸用コイル2よりも外周側に配置される、1つのZ軸用コイル3と、
を有する。
中心軸CLに直交し且つ2つのX軸用コイル1のコイル軸1Cを通るX方向と、中心軸CLに直交し且つ2つのY軸用コイル2のコイル軸2Cを通るY方向と、が互いに直交する。
全てのコイル1〜3は、中心軸CLに直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっている。
全てのコイル1〜3による磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されていない。
各コイル1〜3に流す電流を変化させることで、中心軸CL上に任意方向の磁場を印加可能である。
As described above, the electromagnet of the present embodiment is the two
Two Y-
One Z-
Have
The X direction perpendicular to the central axis CL and passing through the coil axes 1C of the two
All the
A yoke that is a soft ferromagnet is not disposed in the magnetic field generation region of all the
A magnetic field in an arbitrary direction can be applied on the central axis CL by changing the current flowing through the
この構成によれば、X軸用コイル1のコイル軸1Cは中心軸CLを中心として互いに軸対称に配置されているので、2つのX軸用コイル1への通電によって中心軸CL上にX方向の磁束が発生する。Y軸用コイル2のコイル軸2Cは中心軸CLを中心として互いに軸対称に配置されているので、2つのY軸用コイル2への通電によって中心軸CL上にY方向の磁束が発生する。Z軸用コイル3への通電によって中心軸CL上にZ方向の磁束が発生する。XYZ全てのコイルの配置中心が一致しているので、中心軸CL上に所望の方向の磁束が発生し、対象物に対して電磁石を相対的に移動させなくても、任意方向の磁場を印加可能となる。
また、全てのコイル1〜3の磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されていないので、電流を切れば磁場が即座に消えるため、残留磁場がなく、ヒステリシスも発生しない。
さらに、全てのコイル1〜3は、中心軸CLに直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっているので、Z方向の寸法を抑制して小型化を追求することができ、Z方向の一方側の空間を磁場印加空間として利用できるので、機械的干渉を低減することができる。
さらに、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の外周側にZ軸用コイル3を配置しているので、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の磁場の強さに合わせてZ軸用コイル3の強さを設定でき、XYZの3方向に対してバランスよく磁場を印加可能となる。
According to this configuration, since the
In addition, since the yoke, which is a soft ferromagnet, is not disposed in the magnetic field generation regions of all the
Furthermore, since all the
Further, since the Z-
本実施形態において、2つのX軸用コイル1の各コイル軸1Cは互いに平行であり、2つのY軸用コイル2の各コイル軸2Cは互いに平行である。
In the present embodiment, the coil axes 1C of the two
この構成によれば、コイル軸が互いに交差している構成に比べてコイルが広がらないので、装置の小型化を追求できる。 According to this configuration, since the coil does not expand as compared with the configuration in which the coil axes cross each other, it is possible to pursue downsizing of the device.
本実施形態において、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の一方側の軸端面1a、2aは同一平面PS上にあり、Z軸用コイル3の一方側の軸端面3aは、X軸用コイル1及びY軸用コイル2の一方側の軸端面1a、2aと同一平面PS上にある、又は、同一平面PSよりも軸方向他方側に配置されている。
In the present embodiment, the shaft end surfaces 1a and 2a on one side of the
この構成によれば、X軸及びY軸の磁場の強さを一致させやすい。Z軸用コイル3は、XY軸の磁場印加領域に干渉しないように配置することができる。
According to this configuration, the strengths of the magnetic fields of the X axis and the Y axis can be easily matched. The Z-
本実施形態において、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3を支持する支持部4を有し、支持部4は、非磁性体で形成されている。
In this embodiment, it has the support part 4 which supports the
このように、支持部4が非磁性体であるので、残留磁場がなく、ヒステリシスも発生しない。 Thus, since the support part 4 is a nonmagnetic material, there is no residual magnetic field and no hysteresis occurs.
本実施形態において、X軸用コイル1、Y軸用コイル2及びZ軸用コイル3は、導線を円筒形状に巻き付けて形成され、Z方向に沿った高さが同一である。
In the present embodiment, the
円柱状の空間があれば、全てのコイル1〜3を収容することができるので、コンパクトな電磁石を提供できる。
If there is a cylindrical space, all the
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not only by the above description of the embodiments but also by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
図1〜2の例では、X軸用コイル1、Y軸用コイル2およびZ軸用コイル3の一方側の軸端面1a、2a、3aが同一平面PSに配置されているが、これに限定されない。例えば、図3Bに示すように、X軸用コイル1の一方側の軸端面1aと、Y軸用コイル2の一方側の軸端面2aと、Z軸用コイル3の一方側の軸端面3aとが、多少ずれていてもよい。X軸用コイル1同士の一方側の軸端面1aが同一平面上にあり、Y軸用コイル2同士の一方側の軸端面2aが同一平面上にあり、Z軸用コイル3同士の一方側の軸端面3aが同一平面上にあれば、流す電流により調整可能だからである。
In the example of FIGS. 1 and 2, the shaft end surfaces 1 a, 2 a, 3 a on one side of the
上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The structure employed in each of the above embodiments can be employed in any other embodiment. The specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…X軸用コイル
1C…コイル軸
2…Y軸用コイル
2C…コイル軸
3…Z軸用コイル
3C…コイル軸
4…支持部
CL…中心軸
VC…仮想円
DESCRIPTION OF
Claims (5)
2つのY軸用コイルであって、各コイル軸が互いに平行又は交差しており、各コイル軸は、前記中心軸を中心として互いに軸対称となる位置に配置される、2つのY軸用コイルと、
1つのZ軸用コイルであって、コイル軸が前記中心軸と一致し、前記2つのX軸用コイル及び前記2つのY軸用コイルよりも外周側に配置される、1つのZ軸用コイルと、
を備え、
前記中心軸に直交し且つ前記2つのX軸用コイルのコイル軸を通るX方向と、前記中心軸に直交し且つ前記2つのY軸用コイルのコイル軸を通るY方向と、が互いに直交し、
前記全てのコイルは、前記中心軸に直交する方向に沿って見た場合に、少なくとも一部位が互いに重なっており、
前記全てのコイルによる磁場発生領域には、軟質強磁性体であるヨークが配置されておらず、
各コイルに流す電流を変化させることで、前記中心軸上に任意方向の磁場を印加可能な電磁石。 Two X-axis coils, each coil axis being parallel to or crossing each other, and each coil axis is arranged at a position that is axially symmetric with respect to a central axis parallel to the Z direction. An X-axis coil;
Two Y-axis coils, each coil axis being parallel or crossing each other, and each coil axis being arranged at a position that is axially symmetric with respect to the central axis When,
One Z-axis coil, which has a coil axis that coincides with the central axis and is arranged on the outer peripheral side of the two X-axis coils and the two Y-axis coils. When,
With
An X direction orthogonal to the central axis and passing through the coil axes of the two X axis coils and a Y direction orthogonal to the central axis and passing through the coil axes of the two Y axis coils are orthogonal to each other. ,
All of the coils overlap each other at least partially when viewed along a direction orthogonal to the central axis,
In the magnetic field generation region by all the coils, a yoke that is a soft ferromagnet is not disposed,
An electromagnet capable of applying a magnetic field in an arbitrary direction on the central axis by changing a current flowing through each coil.
前記Z軸用コイルの一方側の軸端面は、前記X軸用コイル及びY軸用コイルの一方側の軸端面と同一平面上にある、又は、前記同一平面よりも軸方向他方側に配置されている、請求項1又は2に記載の電磁石。 The axial end surfaces on one side of the X-axis coil and the Y-axis coil are on the same plane,
The shaft end surface on one side of the Z-axis coil is on the same plane as the shaft end surface on one side of the X-axis coil and Y-axis coil, or is disposed on the other side in the axial direction from the same plane. The electromagnet according to claim 1 or 2.
前記支持部は、非磁性体で形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載の電磁石。 A support portion for supporting the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil;
The electromagnet according to claim 1, wherein the support portion is formed of a nonmagnetic material.
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