JPH0864142A - ジャイロトロン用磁場発生装置 - Google Patents
ジャイロトロン用磁場発生装置Info
- Publication number
- JPH0864142A JPH0864142A JP6284132A JP28413294A JPH0864142A JP H0864142 A JPH0864142 A JP H0864142A JP 6284132 A JP6284132 A JP 6284132A JP 28413294 A JP28413294 A JP 28413294A JP H0864142 A JPH0864142 A JP H0864142A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnet
- cylindrical
- field generator
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 磁場調整が容易な永久磁石使用のジャイロト
ロン用磁場発生装置を得ること。 【構成】 磁化方向が略々径方向の筒状永久磁石３６Ａ
〜３６ｈを、筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈの軸方向に複
数配置した筒型磁場発生装置３５において、筒状永久磁
石３６Ａ〜３６ｈを複数の磁石切片により構成し、軸方
向に配置した複数の筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈ群の中
心部に空間部或いは筒状の非磁性体部又は磁化方向が軸
方向の筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈを設け、空間部或い
は非磁性体部に対して一方の側の複数の筒状永久磁石３
６Ａ〜３６ｈの夫々を構成する磁石切片は、軸に対して
略々直角で且つ外側に向かって磁化され、空間部或いは
非磁性体部に対して他方の側の複数の筒状永久磁石３６
ａ〜３６ｈの夫々を構成する磁石切片は、軸に対して略
々直角で且つ内側に向かって磁化され、筒型磁場発生装
置３６の内部に長方向の磁場を発生させる。
ロン用磁場発生装置を得ること。 【構成】 磁化方向が略々径方向の筒状永久磁石３６Ａ
〜３６ｈを、筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈの軸方向に複
数配置した筒型磁場発生装置３５において、筒状永久磁
石３６Ａ〜３６ｈを複数の磁石切片により構成し、軸方
向に配置した複数の筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈ群の中
心部に空間部或いは筒状の非磁性体部又は磁化方向が軸
方向の筒状永久磁石３６Ａ〜３６ｈを設け、空間部或い
は非磁性体部に対して一方の側の複数の筒状永久磁石３
６Ａ〜３６ｈの夫々を構成する磁石切片は、軸に対して
略々直角で且つ外側に向かって磁化され、空間部或いは
非磁性体部に対して他方の側の複数の筒状永久磁石３６
ａ〜３６ｈの夫々を構成する磁石切片は、軸に対して略
々直角で且つ内側に向かって磁化され、筒型磁場発生装
置３６の内部に長方向の磁場を発生させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁場発生装置に関し、
特に、電子サイクロトロン共鳴メーザー作用を利用して
マイクロ波又はミリ波を発生するジャイロトロン、ジャ
イロクライストロン、ジャイロＴＷＴ（トラベリング・
ウェーブ・チューブ）等に使用して好適な磁場発生装置
に関する。
特に、電子サイクロトロン共鳴メーザー作用を利用して
マイクロ波又はミリ波を発生するジャイロトロン、ジャ
イロクライストロン、ジャイロＴＷＴ（トラベリング・
ウェーブ・チューブ）等に使用して好適な磁場発生装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】サイクロトロン共鳴によるメーザ作用を
用いたマイクロ波電子管として、軸対称の中空円筒の電
子ビームを用いたジャイロトロンが知られている。
用いたマイクロ波電子管として、軸対称の中空円筒の電
子ビームを用いたジャイロトロンが知られている。
【０００３】ジャイロトロンには、電子群が１個の共振
回路（空胴共振器）中の電磁界と相互作用し、電子の運
動エネルギーを電磁波エネルギーに変換することによっ
て共振回路中に高周波を発振させるジャイロモノトロン
や、複数の空胴共振器を用いて電磁波の増幅現象を行わ
せるジャイロクライストロン等がある。
回路（空胴共振器）中の電磁界と相互作用し、電子の運
動エネルギーを電磁波エネルギーに変換することによっ
て共振回路中に高周波を発振させるジャイロモノトロン
や、複数の空胴共振器を用いて電磁波の増幅現象を行わ
せるジャイロクライストロン等がある。
【０００４】このような電子サイクロトロン共鳴メーザ
ー相互作用を利用した従来例は、例えば、特開昭５６−
１０２０４５号公報に開示されている。
ー相互作用を利用した従来例は、例えば、特開昭５６−
１０２０４５号公報に開示されている。
【０００５】図１２（ａ）は、例えば上記公報に記載さ
れているものと同様の従来のジャイロトロン（参照番号
８で示す）の概略断面図である。図中、電子ビーム１０
は電子銃１２から取り出される。電子銃１２は、カソー
ド１４、カソード１４上に設けた電子放出部１６、第１
アノード１８、第２アノード２０等から成る。
れているものと同様の従来のジャイロトロン（参照番号
８で示す）の概略断面図である。図中、電子ビーム１０
は電子銃１２から取り出される。電子銃１２は、カソー
ド１４、カソード１４上に設けた電子放出部１６、第１
アノード１８、第２アノード２０等から成る。
【０００６】空胴共振器２２では、電子ビーム１０と高
周波電磁場とが共鳴的に相互作用を起こし、高周波の電
磁波２４が発生する。コレクター２６は電磁場と相互作
用を終えた電子ビームを回収するためのものであり、高
周波の電磁波２４は出力窓２８から外部に取り出され
る。
周波電磁場とが共鳴的に相互作用を起こし、高周波の電
磁波２４が発生する。コレクター２６は電磁場と相互作
用を終えた電子ビームを回収するためのものであり、高
周波の電磁波２４は出力窓２８から外部に取り出され
る。
【０００７】ジャイロトロン８は、上述の電子銃１２、
空胴共振器２２、コレクター２６等から成るジャイロト
ロン本体３０と、該本体３０の外側に設けられる主電磁
石３２と電子銃電磁石３４とから構成される。これら電
磁石３２及び３４は、ジャイロトロン３０の中心軸（ｚ
軸）方向に磁場を発生して電子ビーム１０に旋回運動を
与えるためのものである。
空胴共振器２２、コレクター２６等から成るジャイロト
ロン本体３０と、該本体３０の外側に設けられる主電磁
石３２と電子銃電磁石３４とから構成される。これら電
磁石３２及び３４は、ジャイロトロン３０の中心軸（ｚ
軸）方向に磁場を発生して電子ビーム１０に旋回運動を
与えるためのものである。
【０００８】図１２（ｂ）は主電磁石３２と電子銃電磁
石３４が発生する軸方向（ｚ方向）に沿った磁束密度分
布を示している。一般に空胴共振器においては磁場は平
坦で、０．５％程度以下の均一度が要求される。更に、
電子銃１２とコレクター２６における磁束密度の空間変
化が比較的小さくなるように電磁石３２及び３４の配置
やその励磁電流を決める必要がある。
石３４が発生する軸方向（ｚ方向）に沿った磁束密度分
布を示している。一般に空胴共振器においては磁場は平
坦で、０．５％程度以下の均一度が要求される。更に、
電子銃１２とコレクター２６における磁束密度の空間変
化が比較的小さくなるように電磁石３２及び３４の配置
やその励磁電流を決める必要がある。
【０００９】上述の従来例の動作について簡単に説明す
る。電子放出部１６から放出された電子ビーム１０は、
カソード１４と第１アノード１８の間に発生している電
界により加速され、電子銃電磁石３４に基づく磁場によ
り、旋回運動をしながらｚ軸方向にドリフトする。
る。電子放出部１６から放出された電子ビーム１０は、
カソード１４と第１アノード１８の間に発生している電
界により加速され、電子銃電磁石３４に基づく磁場によ
り、旋回運動をしながらｚ軸方向にドリフトする。
【００１０】図１２（ｂ）に示すように、電子銃部１２
から空胴共振器２２に向かって次第に強くなる磁束密度
の作用により、電子ビーム１０は圧縮される。従って、
電子は磁場に対して垂直方向の速度を増大させると共に
平行方向速度を減少させながら空胴共振器２２に入る。
から空胴共振器２２に向かって次第に強くなる磁束密度
の作用により、電子ビーム１０は圧縮される。従って、
電子は磁場に対して垂直方向の速度を増大させると共に
平行方向速度を減少させながら空胴共振器２２に入る。
【００１１】主電磁石３２が発生するｚ軸方向の磁場に
よってサイクロトロン運動している電子は、空胴共振器
２２の固有モードの高周波電磁場と相互作用し（サイク
ロトロン共鳴メーザーと呼ばれる）、電子の磁場に対し
て垂直の速度成分によるエネルギーの一部は高周波電磁
エネルギーに変換される。
よってサイクロトロン運動している電子は、空胴共振器
２２の固有モードの高周波電磁場と相互作用し（サイク
ロトロン共鳴メーザーと呼ばれる）、電子の磁場に対し
て垂直の速度成分によるエネルギーの一部は高周波電磁
エネルギーに変換される。
【００１２】空胴共振器２２で相互作用を終えた電子ビ
ーム１０は、図１２（ｂ）に示すように次第に弱くなる
磁場のためにその半径が大きくなり、コレクター２６に
回収される。
ーム１０は、図１２（ｂ）に示すように次第に弱くなる
磁場のためにその半径が大きくなり、コレクター２６に
回収される。
【００１３】空胴共振器２２で励起された高周波電磁波
は、出力窓２８を透過して外部に取り出される。
は、出力窓２８を透過して外部に取り出される。
【００１４】空胴共振器２２において電子ビーム１０の
エネルギーが効率的に高周波電磁エネルギーに変換され
るのは、次式が成り立つ時である。
エネルギーが効率的に高周波電磁エネルギーに変換され
るのは、次式が成り立つ時である。
【００１５】ω−ｋZｖZ≧ｓΩC ・・・・・式１
【００１６】ここでωは空胴共振器２２の固有モードの
電磁場の共振角周波数、ｋZは固有モードの軸方向波
数、ｖZは電子の軸方向速度、ｓは高調波次数、ΩCは相
対論的効果を考慮した電子のサイクロトロン角周波数で
ある。
電磁場の共振角周波数、ｋZは固有モードの軸方向波
数、ｖZは電子の軸方向速度、ｓは高調波次数、ΩCは相
対論的効果を考慮した電子のサイクロトロン角周波数で
ある。
【００１７】ΩCは電子の電荷をｅ（絶対値）、空胴共
振器２２内での軸方向磁束密度をＢ、相対論的係数を
γ、電子の静止質量をｍ0とすると次式で与えられる。
振器２２内での軸方向磁束密度をＢ、相対論的係数を
γ、電子の静止質量をｍ0とすると次式で与えられる。
【００１８】ΩC＝ｅＢ／γｍ0 ・・・・式２
【００１９】式１から判るように、電子ビームのエネル
ギーが効率的に高周波電磁エネルギーに変換されて強力
な電磁波を発生させるためには、式１の右辺が左辺より
僅かに小さい時である。
ギーが効率的に高周波電磁エネルギーに変換されて強力
な電磁波を発生させるためには、式１の右辺が左辺より
僅かに小さい時である。
【００２０】このようにジャイロトロンにおいては、磁
場が本質的な役割を果たしており、磁場を精度良く発生
させることが、ジャイロトロンを効率良く運転する上で
極めて重要である。
場が本質的な役割を果たしており、磁場を精度良く発生
させることが、ジャイロトロンを効率良く運転する上で
極めて重要である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロトロン
装置は以上のように構成されており、電子に旋回運動を
与えるための電磁石３２及び３４には超伝導電磁石、ま
たは常伝導電磁石、またはその両方を用いた電磁石が使
用されている。式１、式２から分かるように、周波数の
高い高周波発振を得るためには、空胴共振器２２内で高
磁場が必要である。一般に、３０ＧＨｚ程度以下の発振
を得る場合には常伝導電磁石が利用され、それ以上の周
波数の発振のためには超伝導磁石が使用されることが多
い。
装置は以上のように構成されており、電子に旋回運動を
与えるための電磁石３２及び３４には超伝導電磁石、ま
たは常伝導電磁石、またはその両方を用いた電磁石が使
用されている。式１、式２から分かるように、周波数の
高い高周波発振を得るためには、空胴共振器２２内で高
磁場が必要である。一般に、３０ＧＨｚ程度以下の発振
を得る場合には常伝導電磁石が利用され、それ以上の周
波数の発振のためには超伝導磁石が使用されることが多
い。
【００２２】しかし、超伝導電磁石は一般に高価であ
り、励磁するためには液体ヘリウムなどの冷媒を供給す
るか、冷凍機を使って極低温にまで電磁石を冷却しなけ
ればならないなど、手間がかかり、また磁場を急激に変
化させることが難しいという問題があった。一方、常伝
導電磁石では、高磁場の発生に大容量の励磁電源が必要
である。このため、大電力を消費すること、電磁石や励
磁電源を冷却水で冷却する必要があり、所謂ランニング
コストが高くなるという問題があった。
り、励磁するためには液体ヘリウムなどの冷媒を供給す
るか、冷凍機を使って極低温にまで電磁石を冷却しなけ
ればならないなど、手間がかかり、また磁場を急激に変
化させることが難しいという問題があった。一方、常伝
導電磁石では、高磁場の発生に大容量の励磁電源が必要
である。このため、大電力を消費すること、電磁石や励
磁電源を冷却水で冷却する必要があり、所謂ランニング
コストが高くなるという問題があった。
【００２３】本発明は、上記の従来例の問題を解決する
ためになされたものであり、ジャイロトロンの維持と操
作性を格段に容易にすると共に、装置を小型化し、ラン
ニングコストを極めて低くでき、更に装置組立前後にお
ける磁場調整が簡単に行えるジャイロトロン用磁場発生
装置を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、ジャイロトロンの維持と操
作性を格段に容易にすると共に、装置を小型化し、ラン
ニングコストを極めて低くでき、更に装置組立前後にお
ける磁場調整が簡単に行えるジャイロトロン用磁場発生
装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁化方向が略
々径方向の筒状永久磁石を、該筒状永久磁石の軸方向に
複数配置した筒型磁場発生装置において、前記筒状永久
磁石は複数の磁石切片により構成され； 前記軸方向に
配置した複数の筒状永久磁石群の中心部に空間部或いは
筒状の非磁性体部を設け； 前記空間部或いは非磁性体
部に対して一方の側の複数の筒状永久磁石の夫々を構成
する磁石切片は、前記軸に対して略々直角で且つ外側に
向かって磁化され； 前記空間部或いは非磁性体部に対
して他方の側の複数の筒状永久磁石の夫々を構成する磁
石切片は、前記軸に対して略々直角で且つ内側に向かっ
て磁化され； 前記筒型磁場発生装置の内部に軸方向の
磁場を発生させるジャイロトロン用磁場発生装置であ
る。尚、前記空間部或いは筒状の非磁性体に代えて磁化
方向が軸方向の筒状永久磁石としてもよく、更に、磁化
方向が軸方向の前記筒状永久磁石の軸方向の両側或いは
片側に空間部を設けてもよい。
々径方向の筒状永久磁石を、該筒状永久磁石の軸方向に
複数配置した筒型磁場発生装置において、前記筒状永久
磁石は複数の磁石切片により構成され； 前記軸方向に
配置した複数の筒状永久磁石群の中心部に空間部或いは
筒状の非磁性体部を設け； 前記空間部或いは非磁性体
部に対して一方の側の複数の筒状永久磁石の夫々を構成
する磁石切片は、前記軸に対して略々直角で且つ外側に
向かって磁化され； 前記空間部或いは非磁性体部に対
して他方の側の複数の筒状永久磁石の夫々を構成する磁
石切片は、前記軸に対して略々直角で且つ内側に向かっ
て磁化され； 前記筒型磁場発生装置の内部に軸方向の
磁場を発生させるジャイロトロン用磁場発生装置であ
る。尚、前記空間部或いは筒状の非磁性体に代えて磁化
方向が軸方向の筒状永久磁石としてもよく、更に、磁化
方向が軸方向の前記筒状永久磁石の軸方向の両側或いは
片側に空間部を設けてもよい。
【００２５】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
隣接する前記筒状永久磁石の形状を同一とするか或いは
磁石内径、磁石外径、或いはその両方を異ならせたこと
を特徴とする。
隣接する前記筒状永久磁石の形状を同一とするか或いは
磁石内径、磁石外径、或いはその両方を異ならせたこと
を特徴とする。
【００２６】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、隣接する前記筒状永久磁石の磁石素材を同一とす
るか或いは異ならせたことを特徴とする。
更に、隣接する前記筒状永久磁石の磁石素材を同一とす
るか或いは異ならせたことを特徴とする。
【００２７】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、隣接する前記筒状永久磁石の残留磁化を同一とす
るか或いは異ならせたことを特徴とする。
更に、隣接する前記筒状永久磁石の残留磁化を同一とす
るか或いは異ならせたことを特徴とする。
【００２８】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、隣接する前記筒状永久磁石間に必要に応じて小空
隙或いは非磁性体薄層を設けたことを特徴とする。
更に、隣接する前記筒状永久磁石間に必要に応じて小空
隙或いは非磁性体薄層を設けたことを特徴とする。
【００２９】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、前記複数の筒状永久磁石の一部或いは全部の磁石
切片を径方向に移動可能としたことを特徴とする。
更に、前記複数の筒状永久磁石の一部或いは全部の磁石
切片を径方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００３０】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、前記筒状の非磁性体部に複数の穴を略々径方向に
設け、前記穴に永久磁石または鉄材を挿入できるように
したことを特徴とする。
更に、前記筒状の非磁性体部に複数の穴を略々径方向に
設け、前記穴に永久磁石または鉄材を挿入できるように
したことを特徴とする。
【００３１】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、前記筒状永久磁石を外部から保持する筒状保持部
の側面に複数の略々径方向に延びる穴を設け、該穴に永
久磁石または鉄材を挿入できるようにしたことを特徴と
する。
更に、前記筒状永久磁石を外部から保持する筒状保持部
の側面に複数の略々径方向に延びる穴を設け、該穴に永
久磁石または鉄材を挿入できるようにしたことを特徴と
する。
【００３２】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、前記磁場発生装置の外部を鉄製の筒で覆ったこと
を特徴とする。
更に、前記磁場発生装置の外部を鉄製の筒で覆ったこと
を特徴とする。
【００３３】上記のジャイロトロン用磁場発生装置は、
更に、前記複数の筒状永久磁石の夫々を保持する筒状保
持部の外径が同一であることを特徴とする。
更に、前記複数の筒状永久磁石の夫々を保持する筒状保
持部の外径が同一であることを特徴とする。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の基本構成を図１〜図４を基に
して説明し、本発明の具体的な実施例を図５〜図９を参
照して説明する。本発明は、図１２で説明した電磁石３
２及び電子銃電磁石３４により実現される軸方向磁場
を、一体の永久磁石磁気回路のみで実現する。本明細書
において、筒状とは、内部及び外部が共に円筒状である
場合の外に、内部及び外部の一方或いは両方が多角形の
筒の場合をも意味する。
して説明し、本発明の具体的な実施例を図５〜図９を参
照して説明する。本発明は、図１２で説明した電磁石３
２及び電子銃電磁石３４により実現される軸方向磁場
を、一体の永久磁石磁気回路のみで実現する。本明細書
において、筒状とは、内部及び外部が共に円筒状である
場合の外に、内部及び外部の一方或いは両方が多角形の
筒の場合をも意味する。
【００３５】図１は本発明に係るジャイロトロン用磁場
発生装置（即ち、筒型永久磁石磁気回路）の基本構成を
示す概略斜視図、図２は図１の断面線Ｘ−Ｘから見た概
略断面図である。
発生装置（即ち、筒型永久磁石磁気回路）の基本構成を
示す概略斜視図、図２は図１の断面線Ｘ−Ｘから見た概
略断面図である。
【００３６】図１及び図２に示すように、本発明に係る
筒型磁場発生装置３５は、複数の筒状永久磁石３６ａ〜
３６ｈを軸（ｚ軸）方向に配列したものであり、２つの
筒状永久磁石群Ｕ及びＶから成る。更に、筒状永久磁石
３６ａ〜３６ｈの夫々は、図２に示すように、径方向に
磁化されている。
筒型磁場発生装置３５は、複数の筒状永久磁石３６ａ〜
３６ｈを軸（ｚ軸）方向に配列したものであり、２つの
筒状永久磁石群Ｕ及びＶから成る。更に、筒状永久磁石
３６ａ〜３６ｈの夫々は、図２に示すように、径方向に
磁化されている。
【００３７】即ち、筒状永久磁石群Ｕを構成する筒状永
久磁石３６ａ〜３６ｄの夫々は磁化が内側から外側に向
き（即ちｚ軸に対して略々直角で且つ外側に向かって磁
化され）、一方、筒状永久磁石群Ｂを構成する筒状永久
磁石３６ｅ〜３６ｈの夫々は磁化が外側から内側に向い
ている（即ちｚ軸に対して略々直角で且つ内側に向かっ
て磁化されている）。尚、磁石内の矢印は磁化方向を示
す（以下同様）。従って、筒状永久磁石群Ｕ及びＶから
成る筒型磁場発生装置３５の内部にはｚ軸方向に磁場３
８が発生する。
久磁石３６ａ〜３６ｄの夫々は磁化が内側から外側に向
き（即ちｚ軸に対して略々直角で且つ外側に向かって磁
化され）、一方、筒状永久磁石群Ｂを構成する筒状永久
磁石３６ｅ〜３６ｈの夫々は磁化が外側から内側に向い
ている（即ちｚ軸に対して略々直角で且つ内側に向かっ
て磁化されている）。尚、磁石内の矢印は磁化方向を示
す（以下同様）。従って、筒状永久磁石群Ｕ及びＶから
成る筒型磁場発生装置３５の内部にはｚ軸方向に磁場３
８が発生する。
【００３８】筒状永久磁石群Ｕ及びＶの間に設けた空間
部４０は、筒型磁場発生装置３５のｚ軸上の中心部の磁
場分布を平坦にするために設けられたものであり、本発
明の特徴の一つである。
部４０は、筒型磁場発生装置３５のｚ軸上の中心部の磁
場分布を平坦にするために設けられたものであり、本発
明の特徴の一つである。
【００３９】図３及び図４を参照して、筒状永久磁石３
６ａ〜３６ｈの製作（磁化）について説明する。尚、説
明の都合上、筒状永久磁石３６ａ（図３（ｂ））と、内
部及び外部が多角形の筒状永久磁石３６ａ’（図３
（ｃ））の製作についてのみ述べるが、他の筒状永久磁
石３６ｂ〜３６ｈも全く同様に製作される。また、内形
と外形が円筒と多角形の組み合わせでももちろんよい。
６ａ〜３６ｈの製作（磁化）について説明する。尚、説
明の都合上、筒状永久磁石３６ａ（図３（ｂ））と、内
部及び外部が多角形の筒状永久磁石３６ａ’（図３
（ｃ））の製作についてのみ述べるが、他の筒状永久磁
石３６ｂ〜３６ｈも全く同様に製作される。また、内形
と外形が円筒と多角形の組み合わせでももちろんよい。
【００４０】筒状永久磁石３６ａは、図３（ａ）に示す
ような１個の筒状磁性体４２を径方向に磁化して製作す
ることは不可能である。
ような１個の筒状磁性体４２を径方向に磁化して製作す
ることは不可能である。
【００４１】実際には、図３（ｂ）に示すように、複数
の扇型の磁石切片４４（１）〜４４（８）の夫々を予め
径方向に磁化した後に組み合わせて筒状永久磁石３６ａ
とする。
の扇型の磁石切片４４（１）〜４４（８）の夫々を予め
径方向に磁化した後に組み合わせて筒状永久磁石３６ａ
とする。
【００４２】或いは、図３（ｃ）に示すように、複数の
台形状の磁石切片４６（１）〜４６（１２）を夫々径方
向に磁化した後に組み合わせて、筒状永久磁石３６ａに
類似した多角形の筒状永久磁石３６ａ’を製作する。
台形状の磁石切片４６（１）〜４６（１２）を夫々径方
向に磁化した後に組み合わせて、筒状永久磁石３６ａに
類似した多角形の筒状永久磁石３６ａ’を製作する。
【００４３】図３（ｂ）に示した筒状永久磁石３６ａ、
及び図３（ｃ）に示した多角形の筒状永久磁石３６ａ’
の磁石切片間には空隙を設けない方が磁場強度を高くで
きる。
及び図３（ｃ）に示した多角形の筒状永久磁石３６ａ’
の磁石切片間には空隙を設けない方が磁場強度を高くで
きる。
【００４４】筒状永久磁石３６ａを構成する扇型の磁石
切片（４４（１）を代表として示す）は、図４（ａ）に
示すように、径方向に磁化するのが望ましい。しかし、
実際にはこのような径方向の磁化は実現が容易ではない
ため、図４（ｂ）に示すように、平行に磁化するのが普
通である。
切片（４４（１）を代表として示す）は、図４（ａ）に
示すように、径方向に磁化するのが望ましい。しかし、
実際にはこのような径方向の磁化は実現が容易ではない
ため、図４（ｂ）に示すように、平行に磁化するのが普
通である。
【００４５】同様に、多角形の筒状永久磁石３６ａ’を
構成する台形の磁石切片（４６（１）を代表として示
す）は、図４（ｃ）に示すように、径方向に磁化するの
が望ましい。しかし、実際にはこのような径方向の磁化
は容易に実現できないので、図４（ｄ）に示すように、
平行に磁化するのが普通である。
構成する台形の磁石切片（４６（１）を代表として示
す）は、図４（ｃ）に示すように、径方向に磁化するの
が望ましい。しかし、実際にはこのような径方向の磁化
は容易に実現できないので、図４（ｄ）に示すように、
平行に磁化するのが普通である。
【００４６】以下、図５〜図９を参照して、本発明を更
に詳しく説明する。尚、図５〜図９に示した筒型磁場発
生装置に使用した複数の筒状永久磁石（以下簡単のため
筒状磁石とする場合がある）は、夫々、図３（ｃ）に示
した多角形の筒状磁石に類似している。
に詳しく説明する。尚、図５〜図９に示した筒型磁場発
生装置に使用した複数の筒状永久磁石（以下簡単のため
筒状磁石とする場合がある）は、夫々、図３（ｃ）に示
した多角形の筒状磁石に類似している。
【００４７】図５は、実施例の全体構成を示す断面図、
図６〜図９は夫々図５に示した切断線５２、５４、５６
及び５８から見た断面図（但し夫々全体の４分の１のみ
を示す）である。
図６〜図９は夫々図５に示した切断線５２、５４、５６
及び５８から見た断面図（但し夫々全体の４分の１のみ
を示す）である。
【００４８】図５に示すように、複数の筒状磁石Ａ〜Ｔ
（網掛けの部分）及び筒状の非磁性体部６０が、筒型磁
場発生装置の中心軸ｚ（長軸）に沿って配列されてい
る。即ち、中央部に設けた非磁性体部６０を挟んで、左
側（図面上）には筒状磁石Ａ〜Ｊが、右側には筒状磁石
Ｋ〜Ｔが配置されている。非磁性体部６０を設けた理由
については後述する。
（網掛けの部分）及び筒状の非磁性体部６０が、筒型磁
場発生装置の中心軸ｚ（長軸）に沿って配列されてい
る。即ち、中央部に設けた非磁性体部６０を挟んで、左
側（図面上）には筒状磁石Ａ〜Ｊが、右側には筒状磁石
Ｋ〜Ｔが配置されている。非磁性体部６０を設けた理由
については後述する。
【００４９】図５において、磁気回路の軸方向全体を包
む鉄円筒６２は、磁束漏洩を防ぐための磁気シールドで
ある。更に、筒状磁石群Ａ〜Ｔの端部には、端部の筒状
磁石Ａ及びＴに加わる内部方向からの反発力をおさえる
ため、端部プレート６４ａ及び６４ｂが設けられてい
る。更に、筒型磁場発生装置の端部からの磁束漏洩を防
止するため、鉄製の端部プレート６６ａ及び６６ｂが設
けられている。特に、端部における磁束漏洩は多いの
で、端部プレート６６ａ及び６６ｂは、鉄円筒６２より
も厚くする必要がある。
む鉄円筒６２は、磁束漏洩を防ぐための磁気シールドで
ある。更に、筒状磁石群Ａ〜Ｔの端部には、端部の筒状
磁石Ａ及びＴに加わる内部方向からの反発力をおさえる
ため、端部プレート６４ａ及び６４ｂが設けられてい
る。更に、筒型磁場発生装置の端部からの磁束漏洩を防
止するため、鉄製の端部プレート６６ａ及び６６ｂが設
けられている。特に、端部における磁束漏洩は多いの
で、端部プレート６６ａ及び６６ｂは、鉄円筒６２より
も厚くする必要がある。
【００５０】尚、上記の磁束漏洩防止用の鉄円筒６２、
端部プレート６６ａ及び６６ｂは、磁気回路による磁束
密度分布に影響を及ぼすので、これらの影響を考慮した
磁気回路設計をすることが必要である。
端部プレート６６ａ及び６６ｂは、磁気回路による磁束
密度分布に影響を及ぼすので、これらの影響を考慮した
磁気回路設計をすることが必要である。
【００５１】図６は、図５の切断線５２から見た断面図
の一部分（全体の４分の１）を示す。図６において、筒
状磁石Ｄの一部を構成する磁石切片（Ｄ１〜Ｄ４で示
す）は、夫々対応するバックヨーク７０ａ〜７０ｄに接
着剤で接着されている。更に、これらのバックヨーク７
０ａ〜７０ｄは、夫々ネジ７２ａ〜７２ｄとｚ軸方向に
延びる複数のプレートＰＬにより、筒状保持部７４Ｄに
保持されている。筒状保持部７４Ｄは非磁性部材でも磁
性部材でもよい。尚、図５では、筒状磁石Ｄの外側に設
けたバックヨーク７０ａ〜７０ｄに相当する部分を７０
で示し、ネジ７２ａ〜７２ｄに相当する部分を７２で示
している。
の一部分（全体の４分の１）を示す。図６において、筒
状磁石Ｄの一部を構成する磁石切片（Ｄ１〜Ｄ４で示
す）は、夫々対応するバックヨーク７０ａ〜７０ｄに接
着剤で接着されている。更に、これらのバックヨーク７
０ａ〜７０ｄは、夫々ネジ７２ａ〜７２ｄとｚ軸方向に
延びる複数のプレートＰＬにより、筒状保持部７４Ｄに
保持されている。筒状保持部７４Ｄは非磁性部材でも磁
性部材でもよい。尚、図５では、筒状磁石Ｄの外側に設
けたバックヨーク７０ａ〜７０ｄに相当する部分を７０
で示し、ネジ７２ａ〜７２ｄに相当する部分を７２で示
している。
【００５２】図６に基づいて筒状磁石Ｄとその外側の構
成を説明したが、他の筒状磁石Ａ〜Ｃ及びＤ〜Ｔと夫々
の外側の構成は、筒状磁石Ｄの場合と同様である。
成を説明したが、他の筒状磁石Ａ〜Ｃ及びＤ〜Ｔと夫々
の外側の構成は、筒状磁石Ｄの場合と同様である。
【００５３】バックヨーク７０ａ〜７０ｄ（図６）を使
用するのは、永久磁石に穴開けや溝切り加工を行うこと
が極めて難しいためである。例えば、フェライト磁石や
希土類磁石は、セラミック或いは金属間化合物のために
非常に脆く、アルニコ磁石やＦｅＣｒＣｏ磁石、ＭｎＡ
ｌＣ磁石も非常に難加工性の材質から製作されるため、
溝切り加工は一般的には行われない。
用するのは、永久磁石に穴開けや溝切り加工を行うこと
が極めて難しいためである。例えば、フェライト磁石や
希土類磁石は、セラミック或いは金属間化合物のために
非常に脆く、アルニコ磁石やＦｅＣｒＣｏ磁石、ＭｎＡ
ｌＣ磁石も非常に難加工性の材質から製作されるため、
溝切り加工は一般的には行われない。
【００５４】バックヨーク７０ａ〜７０ｄ（図６）を省
略して、筒状保持部７４Ｄに磁石切片（Ｄ１〜Ｄ４等）
を直接固着することも可能ではあるが、着磁された磁石
切片の組み付けが非常に難しい。また、着磁された各磁
石切片間には反発力が働くので、隣接した磁石切片間は
接着剤などにより固着するのが望ましい。
略して、筒状保持部７４Ｄに磁石切片（Ｄ１〜Ｄ４等）
を直接固着することも可能ではあるが、着磁された磁石
切片の組み付けが非常に難しい。また、着磁された各磁
石切片間には反発力が働くので、隣接した磁石切片間は
接着剤などにより固着するのが望ましい。
【００５５】筒状磁石Ａ〜Ｔの夫々の内径及び外径は、
所望の磁束密度分布に応じて決定されるので、図５に示
すように、同一或いは異なった内径及び外径の筒状磁石
が混在している。このように、内径及び外径の異なる筒
状磁石が混在するので、バックヨークの厚みを調節する
ことにより、各筒状磁石の外側に設けられる筒状保持部
（図６の場合は７４Ｄ）の大きさを同一にできる。
所望の磁束密度分布に応じて決定されるので、図５に示
すように、同一或いは異なった内径及び外径の筒状磁石
が混在している。このように、内径及び外径の異なる筒
状磁石が混在するので、バックヨークの厚みを調節する
ことにより、各筒状磁石の外側に設けられる筒状保持部
（図６の場合は７４Ｄ）の大きさを同一にできる。
【００５６】尚、筒状磁石Ａ〜Ｔの夫々の外径に合わせ
て、筒状保持部の外径を変えればバックヨークを節約で
きるが、上述のように、筒状保持部に磁石切片を直接固
着するのは困難なので実際的ではない。
て、筒状保持部の外径を変えればバックヨークを節約で
きるが、上述のように、筒状保持部に磁石切片を直接固
着するのは困難なので実際的ではない。
【００５７】本発明に係る磁場発生装置による磁束密度
を所望の分布とするため、幾つかの機構や手法が併用さ
れる。即ち、図５に示すように、中央部に非磁性体部６
０を設け、中央部の磁束密度を平坦にしている。この非
磁性体部６０のｚ軸方向の厚さは、装置全体の大きさ、
筒状磁石の大きさ、磁石材料等の種々の条件を考慮して
決定される。尚、非磁性体部６０を単なる空間部（空
隙）としてもよい。図５からは明かでないが、必要に応
じて、隣接する筒状磁石間に小間隙或いは薄い非磁性材
を挟んで磁束密度分布の平坦性を良好にすることも可能
である。
を所望の分布とするため、幾つかの機構や手法が併用さ
れる。即ち、図５に示すように、中央部に非磁性体部６
０を設け、中央部の磁束密度を平坦にしている。この非
磁性体部６０のｚ軸方向の厚さは、装置全体の大きさ、
筒状磁石の大きさ、磁石材料等の種々の条件を考慮して
決定される。尚、非磁性体部６０を単なる空間部（空
隙）としてもよい。図５からは明かでないが、必要に応
じて、隣接する筒状磁石間に小間隙或いは薄い非磁性材
を挟んで磁束密度分布の平坦性を良好にすることも可能
である。
【００５８】更に、磁束密度分布を良好にするため、筒
状磁石Ａ〜Ｔの全部或いは一部の磁石切片を径方向に移
動可能にすれば好都合である。この方法は、磁場発生装
置の組立前の磁石切片の位置調節の外に、後述する磁場
発生装置の組立後の磁場の微調節にも使用できる。図７
を参照し、磁石切片の径方向移動機構について説明す
る。図７は、図５の切断線５４からみた断面の一部であ
る。
状磁石Ａ〜Ｔの全部或いは一部の磁石切片を径方向に移
動可能にすれば好都合である。この方法は、磁場発生装
置の組立前の磁石切片の位置調節の外に、後述する磁場
発生装置の組立後の磁場の微調節にも使用できる。図７
を参照し、磁石切片の径方向移動機構について説明す
る。図７は、図５の切断線５４からみた断面の一部であ
る。
【００５９】図６の場合と同様に、図７の筒状磁石Ｎの
一部を構成する磁石切片（Ｎ１〜Ｎ４で示す）は、夫々
対応するバックヨーク８０ａ〜８０ｄに接着剤で接着さ
れており、更に、これらのバックヨーク８０ａ〜８０ｄ
は、夫々ネジ８２ａ〜８２ｄとｚ軸方向に延びる複数の
プレートＰＬにより、筒状保持部８４Ｎに保持されてい
る。筒状保持部８４Ｎは非磁性部材でも磁性部材でもよ
い。上述のネジ８２ａ〜８２ｄの夫々は、後述する如
く、一体化された磁石切片とバックヨークを径方向外側
に移動させる引きネジとしても使用される。尚、図５を
複雑にしないため、筒状磁石Ｎの外側に設けた上記のバ
ックヨーク、ネジ等に相当する部分を示す参照番号は図
５には記入していない。
一部を構成する磁石切片（Ｎ１〜Ｎ４で示す）は、夫々
対応するバックヨーク８０ａ〜８０ｄに接着剤で接着さ
れており、更に、これらのバックヨーク８０ａ〜８０ｄ
は、夫々ネジ８２ａ〜８２ｄとｚ軸方向に延びる複数の
プレートＰＬにより、筒状保持部８４Ｎに保持されてい
る。筒状保持部８４Ｎは非磁性部材でも磁性部材でもよ
い。上述のネジ８２ａ〜８２ｄの夫々は、後述する如
く、一体化された磁石切片とバックヨークを径方向外側
に移動させる引きネジとしても使用される。尚、図５を
複雑にしないため、筒状磁石Ｎの外側に設けた上記のバ
ックヨーク、ネジ等に相当する部分を示す参照番号は図
５には記入していない。
【００６０】図７に示すように、例えば、一体化された
磁石切片Ｎ２とバックヨーク８０ｂを、上述の引きネジ
８２ｂと押しネジ８５により、矢印で示すように径方向
に移動させて、その径方向位置を調節できる。即ち、バ
ックヨーク８０ｂにネジ８２ｂ（破線で示す）を設ける
と共に、筒状保持部８４Ｎに貫通穴を設け、押しネジ８
５を用いてバックヨーク８０ｂを中心方向に移動させ、
一方、引きネジ８２ｂによりバックヨーク８０ｂを径方
向外側に移動させる。ネジ８２ｂとネジ８５の押し、引
きの関係は逆でもよい。図７の他の磁石切片とバックヨ
ーク（例えばＮ３と８０ｃ）の場合も全く同様である。
磁石切片Ｎ２とバックヨーク８０ｂを、上述の引きネジ
８２ｂと押しネジ８５により、矢印で示すように径方向
に移動させて、その径方向位置を調節できる。即ち、バ
ックヨーク８０ｂにネジ８２ｂ（破線で示す）を設ける
と共に、筒状保持部８４Ｎに貫通穴を設け、押しネジ８
５を用いてバックヨーク８０ｂを中心方向に移動させ、
一方、引きネジ８２ｂによりバックヨーク８０ｂを径方
向外側に移動させる。ネジ８２ｂとネジ８５の押し、引
きの関係は逆でもよい。図７の他の磁石切片とバックヨ
ーク（例えばＮ３と８０ｃ）の場合も全く同様である。
【００６１】上述の一体化された磁石切片とバックヨー
クの径方向移動は、所望の磁束密度分布を得るのに非常
に有効であるが、この目的の他にも、図１２のジャイロ
トロン本体３０を磁気回路装置中に挿入する際、磁気回
路内径を大きくするためにも使用できる。即ち、ジャイ
ロトロン本体３０の挿入前には磁石切片を外側に移動さ
せ、本体３０を磁気回路装置に挿入した後に磁気回路内
径を元に戻すようにすれば、装置組立に都合がよい。
クの径方向移動は、所望の磁束密度分布を得るのに非常
に有効であるが、この目的の他にも、図１２のジャイロ
トロン本体３０を磁気回路装置中に挿入する際、磁気回
路内径を大きくするためにも使用できる。即ち、ジャイ
ロトロン本体３０の挿入前には磁石切片を外側に移動さ
せ、本体３０を磁気回路装置に挿入した後に磁気回路内
径を元に戻すようにすれば、装置組立に都合がよい。
【００６２】上述の磁束密度分布を機構的に制御する方
法の他に、図５に示した各筒状磁石の内径寸法を変化さ
せないで、磁場発生装置を構成する筒状磁石の一部或い
は全部の磁石素材を異ならせてもよい。即ち、隣接する
筒状永久磁石の磁石素材を同一とするか或いは異ならせ
て、磁束密度分布を調節することができる。例えば、あ
る筒状磁石をフェライト磁石（約１〜４ＭＧＯｅ）で製
作し、他の筒状磁石を希土類磁石（１２〜４５ＭＧＯ
ｅ）で製作する。
法の他に、図５に示した各筒状磁石の内径寸法を変化さ
せないで、磁場発生装置を構成する筒状磁石の一部或い
は全部の磁石素材を異ならせてもよい。即ち、隣接する
筒状永久磁石の磁石素材を同一とするか或いは異ならせ
て、磁束密度分布を調節することができる。例えば、あ
る筒状磁石をフェライト磁石（約１〜４ＭＧＯｅ）で製
作し、他の筒状磁石を希土類磁石（１２〜４５ＭＧＯ
ｅ）で製作する。
【００６３】或いは、磁場発生装置を構成する筒状磁石
の一部或いは全部の着磁磁場を異ならせてもよい。即
ち、隣接する筒状磁石の残留磁化を同一とするか或いは
異ならせてもよい。
の一部或いは全部の着磁磁場を異ならせてもよい。即
ち、隣接する筒状磁石の残留磁化を同一とするか或いは
異ならせてもよい。
【００６４】実際の磁気回路設計では、上述の筒状磁石
の磁石素材と着磁磁場を異ならせる方法を組み合わせ
て、所望の磁束密度分布を得るようにすることもでき
る。
の磁石素材と着磁磁場を異ならせる方法を組み合わせ
て、所望の磁束密度分布を得るようにすることもでき
る。
【００６５】磁気回路を組み上げた後、微調整なしで所
望の磁束密度分布を得ることは困難なので、磁気回路組
立後に磁束密度の微調整が必要である。上述の磁石切片
を移動させる方法も組立後の磁束密度の微調節に使用で
きる。しかし、図８及び図９を参照して以下に述べる方
法は、専ら装置の組立後の磁束密度の微調節に用いられ
る。
望の磁束密度分布を得ることは困難なので、磁気回路組
立後に磁束密度の微調整が必要である。上述の磁石切片
を移動させる方法も組立後の磁束密度の微調節に使用で
きる。しかし、図８及び図９を参照して以下に述べる方
法は、専ら装置の組立後の磁束密度の微調節に用いられ
る。
【００６６】図８は、図５に示した切断線５６から見た
断面図の一部である。図６の場合と同様に、図８の筒状
磁石Ｋの一部を構成する磁石切片（Ｋ１〜Ｋ４で示す）
は、夫々対応するバックヨーク９０ａ〜９０ｄに接着剤
で接着されている。これらのバックヨーク９０ａ〜９０
ｄは、夫々ネジ９２ａ〜９２ｄとｚ軸方向に延びる複数
のプレートＰＬとにより、筒型構造材９４Ｋに保持され
ている。筒型構造材９４Ｋは非磁性部材でも磁性部材で
もよい。尚、図５を複雑にしないため、筒状磁石Ｋの外
側に設けた上記のバックヨーク、ネジ等に相当する部分
を示す参照番号は図５には記していない。
断面図の一部である。図６の場合と同様に、図８の筒状
磁石Ｋの一部を構成する磁石切片（Ｋ１〜Ｋ４で示す）
は、夫々対応するバックヨーク９０ａ〜９０ｄに接着剤
で接着されている。これらのバックヨーク９０ａ〜９０
ｄは、夫々ネジ９２ａ〜９２ｄとｚ軸方向に延びる複数
のプレートＰＬとにより、筒型構造材９４Ｋに保持され
ている。筒型構造材９４Ｋは非磁性部材でも磁性部材で
もよい。尚、図５を複雑にしないため、筒状磁石Ｋの外
側に設けた上記のバックヨーク、ネジ等に相当する部分
を示す参照番号は図５には記していない。
【００６７】図８に示すように、バックヨーク９０ｂの
内部に磁気回路の略中心部に向けてネジ穴（破線で示
す）を設け、筒型構造材９４Ｋに設けた貫通穴を介し、
棒状の鉄材或いは永久磁石等９５を挿入し、その位置を
調整して磁束密度の微調整を行なう。つまり、挿入鉄棒
等９５の挿入量を変えれば、筒状磁石Ｋによる磁束密度
の微調節が可能である。筒状磁石Ｋを構成する他の磁石
切片とバックヨーク（例えばＮ３と８０ｃ）の場合も全
く同様である。尚、図８に示すように、棒状の鉄材或い
は永久磁石などを挿入する場合には、図７に示したよう
な磁石切片の径方向の移動機構は設けない。逆に、図７
に示したように、磁石切片の径方向の移動機構を設けた
場合には、図８に示したような棒状の鉄材或いは永久磁
石などを挿入する機構を設けない。
内部に磁気回路の略中心部に向けてネジ穴（破線で示
す）を設け、筒型構造材９４Ｋに設けた貫通穴を介し、
棒状の鉄材或いは永久磁石等９５を挿入し、その位置を
調整して磁束密度の微調整を行なう。つまり、挿入鉄棒
等９５の挿入量を変えれば、筒状磁石Ｋによる磁束密度
の微調節が可能である。筒状磁石Ｋを構成する他の磁石
切片とバックヨーク（例えばＮ３と８０ｃ）の場合も全
く同様である。尚、図８に示すように、棒状の鉄材或い
は永久磁石などを挿入する場合には、図７に示したよう
な磁石切片の径方向の移動機構は設けない。逆に、図７
に示したように、磁石切片の径方向の移動機構を設けた
場合には、図８に示したような棒状の鉄材或いは永久磁
石などを挿入する機構を設けない。
【００６８】図８では、バックヨーク９０ｂ等の内部に
設けたネジ穴の方向は正確には筒状磁石の中心には向い
ていない。しかし、ネジ穴の方向を正確に筒状磁石の中
心（ｚ軸方向）に向かせる方が微調節に効果がある場合
がある。
設けたネジ穴の方向は正確には筒状磁石の中心には向い
ていない。しかし、ネジ穴の方向を正確に筒状磁石の中
心（ｚ軸方向）に向かせる方が微調節に効果がある場合
がある。
【００６９】図９は、図５に示した切断線５８から見た
断面図の一部である。図９において、筒状の非磁性体部
６０は、ネジ１０２ａ〜１０２ｄとｚ軸方向に延びる複
数のプレートＰＬとにより、筒型構造材１０４に保持さ
れている。図６〜図８の場合と同様に、筒型構造材１０
４は非磁性部材でも磁性部材でもよい。
断面図の一部である。図９において、筒状の非磁性体部
６０は、ネジ１０２ａ〜１０２ｄとｚ軸方向に延びる複
数のプレートＰＬとにより、筒型構造材１０４に保持さ
れている。図６〜図８の場合と同様に、筒型構造材１０
４は非磁性部材でも磁性部材でもよい。
【００７０】図９に示すように、非磁性体部６０の内部
に磁気回路の略々中心部に向けてネジ穴（破線で示す）
を設け、筒型構造材１０４に設けた貫通穴を介し、棒状
の鉄材或いは永久磁石等を挿入し、その位置を調整して
磁束密度の微調整を行なう。図８の場合と同様に、挿入
鉄棒等の挿入量を変えれば、筒状磁場発生装置の中心部
の磁束密度の微調節が可能である。
に磁気回路の略々中心部に向けてネジ穴（破線で示す）
を設け、筒型構造材１０４に設けた貫通穴を介し、棒状
の鉄材或いは永久磁石等を挿入し、その位置を調整して
磁束密度の微調整を行なう。図８の場合と同様に、挿入
鉄棒等の挿入量を変えれば、筒状磁場発生装置の中心部
の磁束密度の微調節が可能である。
【００７１】上述の実施例では、筒型磁場発生装置３５
のｚ軸上の中心部の磁場分布を平坦にするために、筒状
永久磁石Ｕ及びＶの間に空間部４０或いは非磁性体部６
０を設けている。
のｚ軸上の中心部の磁場分布を平坦にするために、筒状
永久磁石Ｕ及びＶの間に空間部４０或いは非磁性体部６
０を設けている。
【００７２】本発明では、これに限らず、図１０に示す
ように、空間部４０に相当する箇所に磁化方向がｚ軸方
向の筒状永久磁石Ｗを設け同様の目的を達成することが
できる。この場合、空間部全体を埋めるように筒状永久
磁石Ｗを設けてもよいが、図示の如く、筒状永久磁石Ｗ
の両側に空間を持たせるようにした方が好ましい。この
両側の空間に、磁性片を挿入して磁場分布の平坦性を調
整してもよい。更に、筒状永久磁石Ｗの片側のみに空間
を持たせることも可能である。
ように、空間部４０に相当する箇所に磁化方向がｚ軸方
向の筒状永久磁石Ｗを設け同様の目的を達成することが
できる。この場合、空間部全体を埋めるように筒状永久
磁石Ｗを設けてもよいが、図示の如く、筒状永久磁石Ｗ
の両側に空間を持たせるようにした方が好ましい。この
両側の空間に、磁性片を挿入して磁場分布の平坦性を調
整してもよい。更に、筒状永久磁石Ｗの片側のみに空間
を持たせることも可能である。
【００７３】更に、上述の実施例では、図５で説明した
ように、磁気回路の軸方向全体を包むように鉄円筒６２
を設けて磁束漏洩を防止している。しかし、図１１に示
したように、鉄円筒６２を省略することができる。図１
１は、図６から鉄円筒６２を除去した図である。鉄円筒
６２を除去した場合には、図１１のバックヨーク（或い
はバックプレート）７０ａ〜７０ｄ（図５では総括的に
７０で示してある）を鉄などの磁性体とする。勿論、磁
束漏洩を防止するためには、他のバックヨークも同様に
鉄などの磁性体とする。このようにすれば、装置全体の
重量を減らすことができる。
ように、磁気回路の軸方向全体を包むように鉄円筒６２
を設けて磁束漏洩を防止している。しかし、図１１に示
したように、鉄円筒６２を省略することができる。図１
１は、図６から鉄円筒６２を除去した図である。鉄円筒
６２を除去した場合には、図１１のバックヨーク（或い
はバックプレート）７０ａ〜７０ｄ（図５では総括的に
７０で示してある）を鉄などの磁性体とする。勿論、磁
束漏洩を防止するためには、他のバックヨークも同様に
鉄などの磁性体とする。このようにすれば、装置全体の
重量を減らすことができる。
【００７４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、製作及び
動作維持に極めて多額の費用がかかる超伝導電磁石や、
高磁場発生に大電力を必要とする常伝導電磁石を用いる
ことなく、複数の筒状永久磁石によりジャイロトロン用
の磁場発生装置を実現している。本発明によれば、磁場
発生装置の中心部に空間部或いは非磁性体部又はｚ軸方
向に磁化方向を有する筒状永久磁石を設けて簡単に中心
部の磁束密度を平坦化できるという効果を有する。更
に、筒状磁石を構成する磁石切片を径方向に移動可能に
して磁場調整を容易に行っている。更にまた、装置組立
後に必須の磁場調節を非常に簡単な方法により実現して
いる。
動作維持に極めて多額の費用がかかる超伝導電磁石や、
高磁場発生に大電力を必要とする常伝導電磁石を用いる
ことなく、複数の筒状永久磁石によりジャイロトロン用
の磁場発生装置を実現している。本発明によれば、磁場
発生装置の中心部に空間部或いは非磁性体部又はｚ軸方
向に磁化方向を有する筒状永久磁石を設けて簡単に中心
部の磁束密度を平坦化できるという効果を有する。更
に、筒状磁石を構成する磁石切片を径方向に移動可能に
して磁場調整を容易に行っている。更にまた、装置組立
後に必須の磁場調節を非常に簡単な方法により実現して
いる。
【図１】本発明の基本構成を示す概略斜視図。
【図２】図１の切断線Ｘ−Ｘから見た断面図。
【図３】図１及び図２で説明した筒状磁石の製作を説明
するための図。
するための図。
【図４】図１及び図２で説明した磁石切片の磁化方向を
説明するための図。
説明するための図。
【図５】本発明の具体的な実施例を説明する断面図。
【図６】図５の切断線５２−５２から見た断面の一部を
示す図。
示す図。
【図７】図５の切断線５４−５４から見た断面の一部を
示す図。
示す図。
【図８】図５の切断線５６−５６から見た断面の一部を
示す図。
示す図。
【図９】図５の切断線５８−５８から見た断面の一部を
示す図。
示す図。
【図１０】図１及び図３で説明した空間部４０に磁化方
向が軸方向の筒状磁石を設けたことを説明する図。
向が軸方向の筒状磁石を設けたことを説明する図。
【図１１】本発明の他の実施例を示す図であり、図６に
相当する図。
相当する図。
【図１２】本発明が応用されるジャイロトロン装置を説
明するための概略断面図と、装置の中心軸に沿った軸方
向の磁束密度を示す図。
明するための概略断面図と、装置の中心軸に沿った軸方
向の磁束密度を示す図。
３５： 筒型磁場発生装置 ３６ａ〜３６ｈ： 筒状永久磁石 ４０： 空間部 ４４（１）〜４４（８）： 磁石切片 ４６（１）〜４６（１２）： 磁石切片 Ａ〜Ｔ： 筒状永久磁石 Ｗ： ｚ軸方向に磁化方向を有する筒状永久磁石 ６０： 非磁性体部 ６２： 鉄円筒 ７４Ｄ、８４Ｎ、９４Ｋ、１０４： 筒状保持部（筒型
構造材）
構造材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 7/04 (72)発明者 菊永 敏之 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】 磁化方向が略々径方向の筒状永久磁石
を、該筒状永久磁石の軸方向に複数配置した筒型磁場発
生装置において、 前記筒状永久磁石は複数の磁石切片により構成され、 前記軸方向に配置した複数の筒状永久磁石群の中心部に
空間部或いは筒状の非磁性体部を設け、 前記空間部或いは非磁性体部に対して一方の側の複数の
筒状永久磁石の夫々を構成する磁石切片は、前記軸に対
して略々直角で且つ外側に向かって磁化され、 前記空間部或いは非磁性体部に対して他方の側の複数の
筒状永久磁石の夫々を構成する磁石切片は、前記軸に対
して略々直角で且つ内側に向かって磁化され前記筒型磁
場発生装置の内部に軸方向の磁場を発生させることを特
徴とするジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項２】 前記空間部或いは筒状の非磁性体に代え
て磁化方向が軸方向の筒状永久磁石を備えたことを特徴
とする請求項１記載のジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項３】 磁化方向が軸方向の前記筒状永久磁石の
軸方向の両側或いは片側に空間部を設けたことを特徴と
する請求項２記載のジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項４】 隣接する前記筒状永久磁石の形状を同一
とするか、或いは、磁石内径又は磁石外径或いはその両
方を異ならせたことを特徴とする請求項１乃至請求項３
の何れかに記載のジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項５】 隣接する前記筒状永久磁石の磁石素材を
同一とするか或いは異ならせたことを特徴とする請求項
１乃至請求項３の何れかに記載のジャイロトロン用磁場
発生装置。 - 【請求項６】 隣接する前記筒状永久磁石の残留磁化を
同一とするか或いは異ならせたことを特徴とする請求項
１乃至請求項３の何れかに記載のジャイロトロン用磁場
発生装置。 - 【請求項７】 隣接する前記筒状永久磁石間に小空隙或
いは非磁性体薄層を設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項３の何れかに記載のジャイロトロン用磁場発生
装置。 - 【請求項８】 前記複数の筒状永久磁石の一部或いは全
部の磁石切片を、径方向に移動可能としたことを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れかに記載のジャイロト
ロン用磁場発生装置。 - 【請求項９】 前記筒状の非磁性体部に複数の穴を略々
径方向に設け、前記穴に永久磁石または鉄材を挿入でき
るようにしたことを特徴とする請求項１記載のジャイロ
トロン用磁場発生装置。 - 【請求項１０】 前記筒状永久磁石を外側から保持する
筒状保持部の側面に複数の略々径方向に延びる穴を設
け、該穴に永久磁石または鉄材を挿入できるようにした
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載
のジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項１１】 前記磁場発生装置の外部を鉄製の筒で
覆ったことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか
に記載のジャイロトロン用磁場発生装置。 - 【請求項１２】 前記複数の筒状永久磁石の夫々を保持
する筒状保持部の外径が同一であることを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れかに記載のジャイロトロン用
磁場発生装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06284132A JP3117373B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-10-25 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
| US08/547,343 US5576679A (en) | 1994-10-25 | 1995-10-24 | Cylindrical permanent magnet unit suitable for gyrotron |
| DE19539673A DE19539673A1 (de) | 1994-10-25 | 1995-10-25 | Zur Verwendung mit einer Gyrotronvorrichtung geeignete zylinderförmige Permanentmagneteinheit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-156642 | 1994-06-15 | ||
| JP15664294 | 1994-06-15 | ||
| JP06284132A JP3117373B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-10-25 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864142A true JPH0864142A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3117373B2 JP3117373B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=26484331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06284132A Expired - Lifetime JP3117373B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-10-25 | ジャイロトロン用磁場発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3117373B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059415A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | プラズマイオン源装置 |
| JP2005044808A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Gsi Ges Fuer Schwerionenforschung Mbh | イオンパケット加速用のドリフトチューブ加速器 |
| JP2006049020A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Japan Atom Energy Res Inst | Ｅｃｒイオン源に用いられるプラズマ閉じ込め用のミラー磁場発生装置及び方法 |
| JP2014190854A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Hitachi Metals Ltd | 磁化器 |
| CN105047355A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-11 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于聚焦和引导电子束的圆筒形永磁体系统 |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP06284132A patent/JP3117373B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059415A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | プラズマイオン源装置 |
| JP2005044808A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Gsi Ges Fuer Schwerionenforschung Mbh | イオンパケット加速用のドリフトチューブ加速器 |
| JP4636468B2 (ja) * | 2003-07-22 | 2011-02-23 | ジー エス アイ ゲゼルシャフト フュア シュベールイオーネンフォルシュンク エム ベー ハー | イオンパケット加速用のドリフトチューブ加速器 |
| JP2006049020A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Japan Atom Energy Res Inst | Ｅｃｒイオン源に用いられるプラズマ閉じ込め用のミラー磁場発生装置及び方法 |
| JP4515852B2 (ja) * | 2004-08-02 | 2010-08-04 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | Ｅｃｒイオン源に用いられるプラズマ閉じ込め用のミラー磁場発生装置及び方法 |
| JP2014190854A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Hitachi Metals Ltd | 磁化器 |
| CN105047355A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-11 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于聚焦和引导电子束的圆筒形永磁体系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3117373B2 (ja) | 2000-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2676965C (en) | Particle acceleration devices and methods thereof | |
| US5576679A (en) | Cylindrical permanent magnet unit suitable for gyrotron | |
| US8076853B1 (en) | Terahertz sheet beam klystron | |
| US6548809B2 (en) | Electromagnetic device for production of cold neutral atoms | |
| US4395655A (en) | High power gyrotron (OSC) or gyrotron type amplifier using light weight focusing for millimeter wave tubes | |
| JP3444999B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
| US4494040A (en) | Radio frequency quadrupole resonator for linear accelerator | |
| JPH0864142A (ja) | ジャイロトロン用磁場発生装置 | |
| JP3414660B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
| US3896329A (en) | Permanent magnet beam focus structure for linear beam tubes | |
| US10692681B1 (en) | Traveling wave tube with periodic permanent magnet focused multiple electron beams | |
| Scheitrum et al. | A triple pole piece magnetic field reversal element for generation of high rotational energy beams | |
| US2971113A (en) | Acceleration tube for microwave linear accelerator having an integral magnet structure | |
| JP3191810B2 (ja) | ジャイロトロン装置 | |
| JP3258224B2 (ja) | ジャイロトロン用磁場発生装置 | |
| JP2014529866A (ja) | 自己共鳴小型ｘ線源 | |
| JP3900377B2 (ja) | 電子ビーム管 | |
| JP5715562B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴イオン・ゼネレータ | |
| JPH11214200A (ja) | 荷電粒子加速器 | |
| JP3077658B2 (ja) | ジャイロトロン装置に適用される永久磁石の製造方法 | |
| Kapchinskij et al. | Drift tubes for a focusing channel of ion linear accelerator | |
| JP2003308794A (ja) | ジャイロトロン装置 | |
| JPH0787118B2 (ja) | 四重極粒子加速器 | |
| WO2006100217A1 (en) | Photon source comprising an electron cyclotron resonance multicharged ion plasma source | |
| Taccetti et al. | Design and performance calculations for a Ka-band CHI wiggler ubitron amplifier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081006 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091006 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091006 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101006 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101006 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111006 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121006 Year of fee payment: 12 |