KR101225305B1 - 영구자석 조립체 - Google Patents

Abstract

본원의 영구자석 조립체는 원호모양의 간격을 횡단하는 자기장을 제공하는데 적합한 것이다. 상기 영구자석 조립체는 예를 들어, 자기 냉장고(magnetic refrigerator)에 사용하는 환형상 영역에 시간-변화 자기장(time-varying magnetic field)을 제공하는데 사용할 수 있다.

자기장, 자기결합, 자속 출구 면, 자속 입구 면, 자속 평행 면, 벡터 방향.

Description

영구자석 조립체{PERMANENT MAGNET ASSEMBLY}

본 발명은 자석에 관한 것으로, 특히 시간-변화하는 자기장을 환형상 영역에 제공하기에 적합한 영구자석 조립체에 관한 것이다.

영구자석은 수년 동안 많은 용도로 사용되고 있다. 그러나, 영구자석의 새로운 용도에 따라 고급 영구자석 조립체의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 간격(gap)에 걸쳐 큰 자기장 세기를 생성할 수 있는 영구자석 조립체, 특히 자기열량(magnetocaloric) 재료의 용도에 관심이 모아져 있다. 강자성 상태에서 상자성체 상태로 변하는 과도부 근방의 자기열량 재료는 자화 때 온도가 올라가고 소자화(demagnetization) 때 온도가 내려간다. 시간적으로 변화하는 자기장을 자기 열량재료에 적용하는 장치를 사용하면, 예를 들어 자기 냉동장치에서 온각(warm) 또는 냉각(cold)을 할 수 있다.

간격 전체에 걸쳐 자기장의 세기를 생성하는 자석 조립체를 사용하면, 자기열량 재료를 간격으로부터 출입시켜서 자기열량 재료에 시간-변화 자기장을 인가할 수 있다. 이것은 예를 들어, 고정된 자석 조립체에 자기열량 재료를 상대 이동시킴으로써 또는 고정식 자기열량 재료와 상관하여 자석 조립체를 상대 이동하여 이룰 수 있다.

자석 조립체에 대한 자기열량 재료의 상대 이동은 회전운동 또는 병진운동을 통해 이루어진다. 한 방법("회전동작 자석" 방법)으로, 고정식 환형상(링-형태) 구조체에 자기열량 재료를 배치하고, 다음, 상기 링 둘레로 영구자석 조립체를 회전시키는 것이 있다. 다른 방법("회전동작 베드(bed)" 방법)으로, 고정된 영구자석 조립체에 의해 부분적으로 둘러싸인 환형상 구조체에 자기열량 재료를 배치하고, 다음, 자기열량 재료를 함유한 환형상 구조체를 회전시키는 것이 있다. 따라서, 제한적이지 않은 기재로서, 자기 냉동장치를 포함하는 용도에서, 특히 시간-변화 자기장을 환형상 영역에 제공하는데 적합한 영구자석 조립체는 중요하다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 에어 갭을 횡단하는 자기장을 생성하고, 상기 조립체의 체적, 중량, 및 제작비를 최소화하면서 중심축을 가진 환형상 영역에 시간-변화 자기장을 제공하는데 적합한 것이다. 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 특히, 회전동작 베드 또는 회전동작 자석 자기 냉동장치에 매우 적합한 것이다.

예를 들면, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 일 측에서 에어 갭 또는 환형상 영역으로 일정한 접근을 가능하게 한다. 이런 사실은 자기열량 재료와 열전달 유체배관을 포함하는 베드와 같은 자기 냉동장치의 구성요소를 고정식으로 하고 반면에 자석 조립체가 회전하는 동안 에어 갭 또는 환형상 영역에 배치할 수 있게 한다. 다르게는, 자석 조립체를 고정식으로 하면서, 동시에 자기열량 재료와 열전달 유체배관을 포함하는 베드 등의 자기 냉동장치의 구성요소를 환형상 영역 내에서 회전할 수 있게 한다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 소결된 자석재료로 제조된 복수의 자석 블록을 구비하며, 각각의 자석 블록은 고유한 자기장 벡터를 갖는다. 자석 블록은, 포함된 에어 갭의 범위에서 루프를 따라 조립체 내에 자속 선의 경로를 배향하여 위치된다.

제작비용을 줄이기 위해서, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 가능한 소결 형태에 가까운 자석 블록을 사용하여, 영구자석의 정밀 기계가공의 필요성을 줄여서 절단 및 연삭 작업의 수를 최소화하고, 스크랩(scrap) 재료의 양을 감소시킨 것이다. 상기 자석 조립체의 영구자석 부분의 일부 또는 전부가, 횡단면이 사각형을 갖거나 또는 직사각형을 갖는 원호모양 또는 구형으로 할 수 있으며, 각각의 경우 제조 비용을 최소화하기 위해 직교 자화 벡터를 갖는다. 이러한 외형상은 특히, 현재 프레스 가공법에 의해 소결된 NdFeB자석을 제작할 때 특히 적합하며, 자석 대응 면의 수가 상대적으로 적기 때문에, 다른 경우에는 필요한 정밀 연삭 작업의 수를 줄일 수 있다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 하나 또는 그 이상의 특징 부분을 포함하여 특정 용도에 대한 최적한 조립체로 할 수 있다. 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 1개 이상의 자극 피스(pole piece)를 구비하여 예를 들어 상기 에어 갭에 자기 자속을 모아(focus) 집중시킬 수 있다. 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 1개 이상의 차단 자석을 구비하여 예를 들면 자속을 집중시키거나 또는 자속 이탈을 최소로 한다. 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 자속 차폐 쟈켓 또는 1개 이상의 자속 차폐 외장(flux containment sheath)을 구비하여, 예를 들면, 자속 루프 외측에 자속 손실을 최소로 한다.

예를 들어 높은 자기장에서 간격을 둘러싸는 예를 들어 자극 피스가 본 발명에 따르는 자석 조립체에 사용된 정밀하게 기계가공이 이루어진 구조체는, 표면이 자기열량 재료로 이루어진 용기와 같은 자기 냉동장치의 구성요소와 매우 가깝게 위치할 수 있는 정밀공차(close tolerances)에 의한 이익을 얻는 표면을 갖는다. 영구 자성 재료로 이루어진, 자극 피스와 같은 정밀한 기계가공을 하여야 하는 임의 구조체를 형성하고, 직사각형 영구자석 부분에 정밀하게 기계가공된 구조체를 결합하여서, 영구자석 재료를 정밀하게 기계가공하는 작업을 줄이게 하거나 없앨 수 있다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 축방향 간격 자속(환형상 영역의 중심축에 대해 평행한 방향으로 에어 갭을 통과하는 자기 자속)를 제공할 수 있다. 축방향 간격 자속을 제공하는 영구자석 조립체에서는 내부 자속 귀환로(환형상 영역의 내측에 위치) 또는 외부 자속 통로(환형상 영역의 외측에 위치)의 어느 하나가 사용된다.

다르게는, 상기 영구자석 조립체는 반경방향 간격 자속(환형상 영역의 중심축에 대해 직교하는 방향으로 에어 갭을 통과하는 자기 자속)을 제공할 수 있다. 반경방향 간격 자속을 제공하는 상기 영구자석 조립체에서는, 상부 자속 귀환로(환형상 영역의 위에 위치) 또는 하부 자속 경로(환형상 영역의 밑에 위치)의 어느 하나가 사용될 수 있다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 양호한 실시예는 축방향 간격 자속을 외부 자속 귀환로에 제공하고, 그리고 직선-구간 구조의 특징부를 구비한다. 이러한 양호한 실시예는, 자기 루프를 에어 갭이 높은 축방향 자기장을 받도록 형성하게 배치된, 2개의 상부 반경방향 영구자석, 2개의 하부 반경방향 영구자석, 2개의 상부 축방향 영구자석이 있는 2개의 중앙 축방향 영구자석 및, 에어 갭을 둘러싸고 있는 2개의 하부 축방향 영구자석을 구비한다. 양호한 실시예는 상부 및 하부 원주방향 차단 자석과 상부 및 하부 반경방향 차단 자석을 포함하여 이런 비용을 크게 증가시키지 않고 자기장 생성 특성을 향상시킬 수 있는데, 이러한 구조가 필수적인 것은 아니다.

본 발명에 따르는 다른 영구자석 조립체는 축방향 간격 자속을 외부 자속 귀환로에 제공하고 그리고, 직사각형 횡단면을 가진 원호모양의 곡선진 차단 자석을 구비한다. 이러한 다른 영구자석 조립체는 자기 루프를 형성하고, 에어 갭이 높은 축방향 자기장을 받도록 배치되어, 원호모양의 에어 갭을 둘러싸는 원호모양 중앙 축방향 영구자석과 원호모양 상부 및 하부 반경방향 영구자석과, 원호모양 상부 및 하부 축방향 영구자석을 포함한다.

본 발명에 따르는 다른 영구자석 조립체는 축방향 간격 자속을 가진 내부 자속 귀환로, 및 주로 직선으로 이루어진 구조의 특징부와 함께 높은 자기장의 2개의 에어 갭을 포함한다. 이러한 영구자석 조립체는, 2개의 자기 루프가 2개의 에어 갭이 높은 축방향 자기장을 받게 배치된 중앙 축방향 영구자석, 제1 및 제2상부 반경방향 영구자석, 제1 및 제2하부 반경방향 영구자석, 제1에어 갭을 둘러싸고 있는 제1상부 축방향 영구자석 및 제1하부 축방향 영구자석, 그리고 제2에어 갭을 둘러싸고 있는 제2상부 축방향 영구자석과 제2하부 축방향 영구자석을 구비한다.

본 발명에 따르는 다른 영구자석 조립체는 반경방향 간격 자속을 하부 자속 귀환로에 제공하고 그리고, 사각형 횡단면을 가진 원호모양의 곡선진 차단 자석을 구비한다. 이러한 영구자석 조립체는, 자기 루프가 에어 갭이 높은 반경방향 자기장을 받게 배치된, 원호모양의 중앙 반경방향 자석, 내부 및 외부 원호모양 축방향 자석, 및 원호모양 에어 갭을 둘러싸고 있는 내부 및 외부 원호모양 반경방향 자석을 구비한다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 특히 자기 냉동장치의 사용에 있어서 특별히 주목을 받을 수 있다. 회전 운동을 사용하는 자기 냉동장치의 예가 미국 특허 6,526,759호 및 6,668,560호에 기재되어 있으며, 그 내용은 본원에 참고로서 기재되어 있다.

본 발명의 부가적인 목적, 특징 및 잇점에 대한 기재를 첨부도면을 참고로 이하에 기재한다.

도1은 축방향 간격 자속, 외부 자속 귀환로, 및 직선-구간 구조의 특징부를 가진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 양호한 실시예의 상부 사시도이다.

도2는 도1의 영구자석 조립체의 하부 사시도이다.

도3은 도1의 3-3선을 따라 절취된 영구자석 조립체의 단면도이다.

도4는 축방향 간격 자속, 외부 자속 귀환로, 및 곡선진 구조의 특징부를 가진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 실시예의 사시도이다.

도5는 도4의 5-5선을 따라 절취된 영구자석 조립체의 단면도이다.

도6은 축방향 간격 자속을 가진 높은 자기장에서 2개의 에어 갭, 내부 자속 귀환로, 및 주 직선 구조의 특징부를 가진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 실시예의 사시도이다.

도7은 도6의 7-7선을 따라 절취된 영구자석 조립체의 단면도이다.

도8은 반경방향 간격 자속, 하부 자속 귀환로, 및 곡선진 구조의 특징부를 가진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 실시예의 사시도이다.

도9는 도8의 9-9선을 따라 절취된 도8의 영구자석 조립체의 단면도이다.

도10은 단순한 배열의 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다.

도11은 단순한 외부 외장체를 가진 단순한 배열의 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다.

도12는 복잡한 외부 외장체를 가진 단순한 배열의 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다.

도13은 경사진 자극 피스를 가진 단순한 배열의 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다.

도14는 자기 차단 자극을 가진 단순한 배열의 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다.

도15는 축방향 간격 자속, 내부 자속 귀환로, 및 조립체의 각 단부에 V-형상 간격 영역을 가진 본 발명에 따르는 다른 영구자석 조립체의 상부 사시도이다.

도16은 도15의 16-16선을 따라 절취된 도15의 영구자석 조립체 단면도이다.

도1,2,4,6,8은 영구자석 부분을 함유한 3차원형 영구자석 조립체의 사시도이다. 구조를 용이하게 하기 위해서, 각 영구자석 부분이 복수 면을 가진 다면성 중실체, 장방형 또는 평방 횡단면을 가진 원호형 중실체, 또는 최소 갯수의 직선 절결부를 사용하는 약간 변화한 형태로 형성된다. 각 영구자석 부분은, 영구자석 부분의 특정 면에 대해 대체로 평행하거나 직교하게 있는 자화 방향(자화 벡터)으로 자화 된다. 예를 들어, N극과 S극을 가진 일반적인 막대자석은 막대자석의 길이를 따라서 있는 4개의 면과 대체로 평행하게 그리고 단부에서 2개의 대향 면에 대해 대체로 직교하는 자화 벡터를 갖는다.

본원에 개재된 다양한 실시예의 영구자석 조립체의 구조를 충분히 설명하기 위해, 도면에서 영구자석 부분의 자화 벡터가 향하는 방향을 표시한다. 따라서, 본원 명세서에서 도면은 영구자석 부분의 각 노출 면이 실시 가능한 경우에 상기 면에 대한 영구자석 부분의 자화 벡터의 주요 방향을 나타내는 표시를 포함한다.

예를 들면, 예를 들면 영구자석 부분에 있는 자화 벡터에 대해 대략 평행하게 있는 영구자석 부분의 면은 본원에서는 "자속 평행(flux parallel)" 면으로 언급된다. 영구자석 부분의 면위에 표시한 화살표는 상기 면이 자속 평행 면임을 의미하며 그리고, 영구자석 부분에 있는 자화 벡터는 화살표 방향으로 향해진다. 상기 자속 평행 면에서는, 일반적으로, 한정적이지 않은 기재로, 화살표 포인트를 자화 벡터의 N극으로 판단하고 그리고 화살표 꼬리를 자화 벡터의 S극으로 판단할 수 있다.

유사하게, 영구자석 부분의 면위에 X는 영구자석 부분에 있는 자화 벡터가 영구자석 부분 안으로 향해지는 것을 의미한다. 이러한 사실을 편리한 방식으로 기억하기 위해서 상기 면 안으로 진행하는 화살표 꼬리에 깃털로서 X를 생각한다. 한정적이지 않은 일반적인 기재로서, X에 있는 영구자석 부분의 면은 영구자석 부분의 S극으로 판단한다. 만일, 자화 벡터가 상기 면과 대략 직교하여 있으면, 상기 면을 본원에서는 "자속 입구(flux entry)" 면으로 지칭한다. 만일 자화 벡터가 상기 면에 대해 예각(대략 90도 보다 작은 각도)으로 있으면, 상기 면은 본원에서는 "부분 자속 입구(partial flux entry)" 면으로 지칭한다. 본원에 사용된 용어 "적어도 부분 자속 입구 면(at least a partial flux entry face)"은 자속 입구 면과 부분 자속 입구 면 양쪽을 포함하는 것이다.

또한, 영구자석 부분의 면상에 중앙에 점이 있는 표시⊙는 자기 벡터가 영구자석 부분 밖으로 나오는 방향을 가리킨다. 상기 면에서 발생하는 화살표 포인트를 나타내도록 중앙에 점을 가진 ⊙으로 생각하고 기억할 수 있다. 한정적이지 않은 일반적인 기재로서, 중앙에 점을 가진 ⊙을 함유한 영구자석 부분의 면은 상기 영구자석 부분의 N극으로 판단한다. 만일, 자화 벡터가 대략 상기 면에 대해 수직적이면, 상기 면은 본원에서는 "자속 출구(flux exit)" 면으로 지칭한다. 만일, 자화 벡터가 상기 면에 대해 예각(약 90도 보다 작은 각도)으로 있으면, 상기 면을 본원에서는 "부분 자속 출구" 면으로 지칭한다. 본원의 용어 "적어도 부분 출구 면"은 자속 출구 면과 부분 자속 출구 면 양쪽을 포함하는 것이다.

또한, 특정한 영구자석부의 자화 벡터의 기재된 방향은 절연 상태에 있는 영구자석부의 자화 벡터인 것으로 이해되어야 한다. 물론, 자기 자속의 방향은 영구자석부가 다른 자화 벡터를 가진 다른 영구자석부와 결합되어 합성 영구자석 조립체를 형성할 때에는 이동할 것이다.

끝으로, 도3,5,7,9, 10-14의 단면도는 영구자석 부분의 횡단면을 포함한다. 상기 도면에 도시된 영구자석부에서, 자화 벡터는 횡단면의 평면에 대해 대략 평행하고 그리고 각각의 영구자석부의 횡단면은 상기 영구자석부에 있는 자화 벡터의 방향을 가리키는 화살표를 가지고 있다. 한정적이지 않은 일반적인 기재로서, 화살표의 포인트를 자화 벡터의 N극으로 하고 그리고 화살표의 꼬리부를 자화 벡터의 S극으로 한다.

예를 들어, N극과 S극을 가진 가늘고 긴 직사각형 블록으로 형성된 일반적인 막대자석에 상술된 기술내용을 적용하여, 막대자석의 길이를 따라 있는 4개의 면이 모두 S극에서 N극으로 향하는 화살표를 가지고, N극에 단부 면은 중앙에 점이 있는 ⊙를 가진 자속 출구 면이 되고, 그리고 S극에 단부 면은 X를 가진 자속 입구 면이 된다.

물론, 도면에 화살표가 모두 동일한 방식으로 처리되는 한에서는, 상술된 기술내용이, 화살표 포인트가 S극을 가리키고, 화살표 꼬리가 N극을 가리키고, X가 면 밖으로 나가는 방향을 지시하는 자기 벡터를 가리키고, 그리고 ⊙가 면 안으로 향하는 방향의 자기 벡터를 가리키는 경우에는, 반전되어야 한다.

본원에 기술된 본 발명에 따르는 다양한 실시예의 영구자석 조립체의, 차단 자석을 구비한 영구자석은, 예를 들어 상표 네오막스50으로 일본 스미토모 스페셜 메탈에서 판매하는 적절한 영구자석 재료로 형성된 것이다.

자극 피스(pole pieces), 자속 차폐 쟈켓(flux containment jackets), 또는 자속 차폐 외장(flux containment sheaths)과 같은 자성 영구부분은, 예를 들어 자속 보유 능력을 가진 저탄소강과 같은 구조 합금인 적절한 자기 투자성 재료로 형성되거나 또는 상표 Permendur 2V로 미국 캘리포니아 소재의 하이 템프 메탈스에 의해 판매되는 재료와 같은 자기에 사용되는 성질을 가진 특정한 투자성 재료로 형성된다.

도면으로 돌아와서 설명하면, 도1은 '20'으로 지시된 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 양호한 실시예의 상부의 사시도이다. 영구자석 조립체(20)는 직사각형 횡단면(22)을 가진 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싸고 있다. 영구자석 조립체(20)는 회전축(23)을 중심으로 회전하여, 에어 갭(21)이 직사각형 횡단면(22)을 가진 환형상 영역(24)을 소인(掃引)(sweep) 한다. 환형상 영역(24)의 일부분을 도1에서 점선으로 나타내었다.

영구자석 조립체(20)의 에어 갭(21)은 일부분의 환형상 영역(24)의 직선 구간에 대응하며, 약 120도의 원호 길이에 걸쳐 있다. 에어 갭(21)의 횡단면이 양호하게 직사각형으로 있지만, 이러한 형태가 필수적인 사항은 아니며, 다른 형태가 사용될 수도 있다. 유사하게, 원호의 길이는 120도 보다 크게 될 수 있고 또는 그보다 작게 될 수 있다.

에어 갭(21)을 통하는 자기 자속의 방향이 회전축(23)과 평행하기 때문에, 영구자석 조립체(20)는 축방향 간격의 자속을 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(20)도 또한, 자기 자속이 에어 갭(21)을 횡단한 후에 에어 갭(21)의 반경 외부측(회전축(23)으로부터) 통로를 통해 귀환하기 때문에, 외부 자속 귀환통로를 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(20)는, 곡선지지 않은 면 만을 가진 직선측으로 이루어진 블록으로 형성되기 때문에, 직선-구간 구조의 특징부를 가진 것으로 말할 수 있다.

양호하게, 영구자석 조립체(20)는 전체적으로 1개 이상의 대각선 절결부를 가진 소결 재료로 이루어진 직사각형 블록으로 만들어진다. 상기 구조로 이루어진 구성으로, 사전-조립체 연삭 작업이 평탄한 면 위에서 실시되어, 제조공정을 간단하게 한다.

영구자석 조립체(20)는, 6면 중실체로 형성되고 반경방향(회전축(23)에 대해 직교)으로 연장된 자화 벡터를 가진 제1상부 반경방향 자석부(30)를 구비한다. 상부 반경방향 자석부의 상부 노출면(31)은 양호하게 사다리꼴 형태이다. 상부 노출면(31)은 평행방향 주 엣지(32), 평행방향 부 엣지(33), 외측 엣지(34), 및 내측 엣지(35)에 의해 경계진다. 상부 반경방향 자석부(30)는, 상부 노출면(31)과 동일한 대략 사다리꼴 형태를 가지고, 상부 노출면(31) 바로 밑에, 반대편에 평행하게 있는 제2사다리꼴 면(도1에서는 숨겨짐)을 구비한다. 상부 노출면(31)과 평행한 제2사다리꼴 면은 양쪽이 평행한 방향의 자속 면이다.

상부 반경방향 자석부(30)는, 상부 노출면(31)의 내측 엣지(35)에서 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 거의 직사각형인 내측 측면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 상부 반경방향 자석부(30)는, 내측 측면과 반대편에서, 상부 노출면(31)의 외부 엣지(34)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 대략 직사각형인 외측 측면(도1에서 숨겨짐)을 갖는다.

상부 반경방향 자석부는, 상부 노출면(31)의 평행한 부 엣지(33)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 거의 직사각형인 내측 반경방향 면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 내측 반경방향 면과 반대편에 있는 상부 반경방향 자석부(30)는, 상부 노출면(31)의 평행한 주 엣지(32)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 대략 직사각형인 외측 반경방향 면(도1에서 숨겨짐)을 갖는다. 도3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이고 그리고, 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

영구자석 조립체(20)는 내측 엣지(37)를 가진 제2상부 반경방향 자석부(36)를 구비한다. 제2상부 반경방향 자석부(36)의 상부 노출면은 사다리꼴 형태이고 그리고 제1상부 반경방향 자석부(30)의 상부 노출면(31)의 거울상(내측 엣지(37)를 따라서)으로 형성된다. 제1상부 반경방향 자석부와 유사하게, 상기 제2상부 반경방향 자석부(36)는, 상부 노출면 바로 밑에, 반대편에 평행하게 있는 제2사다리꼴 면(도1에서는 숨겨짐)을 구비한다.

제1상부 반경방향 자석부(30)와 유사하게, 제2상부 반경방향 자석부(36)는, 모두 도1에서는 숨겨져 있고 그리고 상부 반경방향 자석부(30)의 대응 면과 대체로 유사한 형태로 이루어진, 내측 측면, 외측 측면, 내측 반경방향 면, 그리고 외측 반경방향 면을 구비한다. 상부 반경방향 자석부(30)의 대응 면과 유사하게, 제2상부 반경방향 자석부의 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이고 그리고, 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

제1상부 반경방향 자석부(30)는, 필수적이지 않은 구성이지만, 제1상부 반경방향 자석부(30)의 내측 엣지(35)가 되는 선을 따라서 있는 단일 절단부를 사용하여 직사각형 블록으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다. 마찬가지로, 제2상부 반경방향 자석부(36)도, 필수적이지 않은 사항이지만, 제2상부 반경방향 자석부(36)의 내측 엣지(35)가 되는 선을 따라서 있는 단일 절단부를 사용하여 직사각형 블록으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다.

영구자석 조립체(20)는 또한 제1상부 축방향 자석부(40)와 제2상부 축방향 자석부(41)를 구비하며, 상기 자석부는 각각 6면의 중실체로 형성되고 회전축(23)과 대체로 평행한 방향으로 연장된 자화 벡터를 갖는다. 제2상부 축방향 자석부(41)의 상부 노출면(42)은 양호하게 사다리꼴 형태이다. 상부 노출면(42)은 평행한 주 엣지(43), 평행한 부 엣지(44), 외측 엣지(45), 및 내측 엣지(46)에 의해 경계진다. 상부 축방향 자석부(41)는, 상부 노출면(42)과 동일한 대략 사다리꼴 형태를 가지고, 상부 노출면(42) 바로 밑에, 반대편에 평행하게 있는 제2사다리꼴 면(도1에서는 숨겨짐)을 구비한다. 상부 노출면(42)은 자속 입구 면이고 그리고 평행한 제2사다리꼴 면은 자속 출구 면이다.

상부 축방향 자석부(41)는, 상부 노출면(42)의 내측 엣지(46)에서 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 거의 직사각형인 내측 측면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 상부 축방향 자석부(41)는, 내측 측면과 반대편에서, 상부 노출면(42)의 외부 엣지(45)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 하방향으로 연장되고 그 형태가 대략 직사각형인 외측 측면(도1에서 숨겨짐)을 갖는다.

상부 축방향 자석부(41)는, 상부 노출면(42)의 평행한 부 엣지(44)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 연장되고 그 형태가 거의 직사각형인 내측 반경방향 면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 상부 반경방향 자석부(41)는, 내측 반경방향 면과 반대편에서, 상부 노출면(42)의 평행한 주 엣지(43)에서부터 평행한 제2사다리꼴 면의 대응 엣지로 하방향으로 연장되고 그 형태가 대략 직사각형인 외측 반경방향 면(도1에서 숨겨짐)을 갖는다.

제1상부 축방향 자석부(40)는 제2상부 축방향 자석부(41)의 상부 노출면(42)의 거울상(내측 엣지(46)를 따라서)으로 형성된 사다리꼴 상부 노출면을 갖는다. 제2상부 축방향 자석부와 유사하게, 상기 제1상부 축방향 자석부(40)는, 상부 노출면 바로 밑에, 반대편에서 평행하게 있는 제2사다리꼴 면(도1에서는 숨겨짐)을 구비한다.

제2상부 축방향 자석부(41)와 유사하게, 제1상부 반경방향 자석부(40)는, 모두 도1에서는 숨겨져 있고 그리고 제2상부 축방향 자석부(41)의 대응 면과 대체로 유사한 형태로 이루어진, 내측 측면, 외측 측면, 내측 반경방향 면, 그리고 외측 반경방향 면을 구비한다. 제2상부 축방향 자석부(41)의 대응 면과 유사하게, 제1상부 축방향 자석부(40)의 사다리꼴 상부 노출면은 자속 입구 면이고 그리고, 평행한 제2사다리꼴 면은 자속 출구 면이다.

제2상부 축방향 자석부(41)는, 필수적이지 않은 사항이지만, 제2상부 축방향 자석부(41)의 내측 엣지(46)가 되는 선을 따라서 있는 단일 절단부를 사용하여 직사각형 블록으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다. 마찬가지로, 제1상부 축방향 자석부(40)는, 필수적이지 않은 사항으로, 제1상부 축방향 자석부(40)의 내측 측면이 되는 선을 따라서 있는 단일 절단부를 사용하여 직사각형 블록으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다.

영구자석 조립체(20)는 양호하게, 제1상부 원주방향(外周) 차단 자석부(50)와 제2상부 원주방향 차단 자석부(51)를 구비하며, 상기 자석부는 각각 6면체 직사각형 블록으로 형성되며 대략 원주방향으로(회전축(23)에서 연장된 반경에 대해 직교) 연장된 자화 벡터를 갖는다. 제1상부 원주방향 차단 자석부(50)와 제2상부 원주방향 차단 자석부(51)의 노출된 외측 측면은 자속 입구 면이다.

제1상부 원주방향 차단 자석부(50)와 제2상부 원주방향 차단 자석부(51)는 각각, 상부 원주방향 차단 자석부의 내측 엣지(52)에서 하방향으로 연장되고 그 형태가 대략 직사각형인 내측 측면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 제1상부 원주방향 차단 자석부(50)와 제2상부 원주방향 차단 자석부(51)의 가려진 내측 측면은 자속 출구 면이다.

제1상부 원주방향 차단 자석부(50)와 제2상부 원주방향 차단 자석부(51)는 양호하게 필수적이지 않은 구성으로서, 직사각형 블록으로 형성된 영구자석으로 형성된다.

영구자석 조립체(20)는 양호하게, 각각이 6면체 직사각형으로 형성되고 대체로 반경방향(회전축(23)에 대해 직교)으로 연장된 자화 벡터를 가지는, 제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)를 구비한다. 제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)의 노출된 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다.

제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)는 각각, 상부 반경방향 차단 자석부의 내측 엣지(56)에서부터 하방향으로 연장하고 그 형태가 거의 직사각형인 내측 반경방향 면(도1에서는 숨겨짐)을 갖는다. 제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)의 가려진 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)는, 필수적이지 않은 구성으로, 제1상부 반경방향 차단 자석부(54)와 제2상부 반경방향 차단 자석부(55)가 만나는 곳에 면을 형성하는데 일 직선의 절단부를 사용하여 직사각형으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다.

영구자석 조립체(20)는 제1중앙 축방향 자석부(58)와 제2중앙 축방향 자석부(59)를 구비하며, 상기 자석부는 각각 대체로 축방향(회전축(23)에 대해 평행)으로 연장되는 자화 벡터를 가진 6면의 중실체로 형성된다. 중앙 축방향 자석부의 상부와 하부 면(도1에서 숨겨짐)은 양호하게 그 형태가 사다리꼴이다. 상부 사다리꼴 면은 자속 출구 면이고 하부 사다리꼴 면은 자속 입구 면이다.

제1중앙 축방향 자석부(58)는 제2중앙 축방향 자석부(59)의 내측 측면과 만나는 내측 측면을 가지며, 양측 내측면은 대략 그 형태가 직사각형인 것이다. 중앙 축방향 자석부 각각은, 내측 측면과 반대편에서, 그 형태가 대략 직사각형인 노출된 외측 측면을 갖는다. 중앙 축방향 자석부 각각은 그 형태가 대략 직사각형인 내측 반경방향 면(도1에서 일부분이 도시됨)을 갖는다. 각각의 중앙 축방향 자석은, 내측 반경방향 면과 반대편에서, 그 형태가 대략 직사각형인 외측 반경방향 면(도1에서 숨겨짐)을 갖는다.

제1중앙 축방향 자석부(58)와 제2중앙 축방향 자석부(59)는 각각, 필수적이지 않은 구성으로, 각각의 중앙 축방향 자석부의 내측 측면이 되는 선을 따라서 있는 단일 절단부를 사용하여 직사각형 블록으로 형성되는 영구자석의 모서리를 절결하여 형성되는 것이 좋다.

제1중앙 축방향 자석부(58)와 제2중앙 축방향 자석부(59)는 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속 선에 대한 귀환로를 제공한다. 제1중앙 축방향 자석부(58)와 제2중앙 축방향 자석부(59)는 양호하게 편리한 구조 및 조립에 유용한 에어 갭(21)과 동일한 직교 치수를 가지며, 에어 갭(21)과 충분한 거리로 외부에 위치한 양호한 형태로 이루어져 간격 자속이 자속 귀환로로 돌려지는 것을 방지한다.

도2는 도1의 영구자석 조립체의 저부 사시도이다. 도2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상기 영구자석 조립체(20)는 제1하부 반경방향 자석부(60)와 제2하부 반경방향 자석부(61)를 갖는다. 상기 하부 반경방향 자석부는 일반적으로 상부 반경방향 자석부(30, 36)와 유사한 형태이며, 또한 양호하게 단일 절단부를 사용하는 직사각형 블록 영구자석의 모서리를 절결하여 형성된다. 도3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 반경방향 자석부에서의 자화 벡터는 대응 상부 반경방향 자석부에 자화 벡터와 반대방향으로 향한다.

유사하게, 도2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상기 영구자석 조립체(20)는 제1하부 축방향 자석부(63)와 제2하부 축방향 자석부(64)를 갖는다. 상기 하부 축방향 자석부는 일반적으로 상부 축방향 자석부(40, 41)와 유사한 형태이며, 양호하게 단일 절단부를 사용하는 직사각형 차단 영구자석의 모서리를 절결하여 형성된다. 도3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 축방향 자석부에서의 자화 벡터는 대응 상부 축방향 자석부에 자화 벡터와 동일한 방향으로 향한다.

도2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 영구자석 조립체(20)는 양호하게, 제1하부 원주방향 차단 자석부(66)와 제2하부 원주방향 차단 자석부(67)를 구비한다. 상기 하부 원주방향 차단 자석부는 일반적으로 상부 원주방향 차단 자석부(50, 51)와 유사한 형태이며, 양호하게 단일 직사각형 차단 영구자석의 형태로 이루어진다. 도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 하부 원주방향 차단 자석부에서의 자화 벡터는 대응 상부 원주방향 차단 자석부에 자화 벡터와 반대방향으로 향한다.

도2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 영구자석 조립체(20)는 양호하게, 제1하부 반경방향 차단 자석부(68)와 제2하부 반경방향 차단 자석부(69)를 구비한다. 상기 하부 반경방향 차단 자석부는 일반적으로 상부 반경방향 차단 자석부(54, 55)와 유사한 형태이며, 양호하게 단일 직사각형 차단 영구자석의 형태로 이루어진다. 아마도, 도3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 원주방향 차단 자석부에서의 자화 벡터는 대응 상부 원주방향 차단 자석부에 자화 벡터와 반대방향으로 향한다.

도3은 도1의 3-3선을 따라 절취된 도1의 영구자석 조립체(20)의 횡단면도이다. 도3의 횡단면도는 자기 자속 루프가, 하부 축방향 자석부(63), 하부 반경방향 자석부(60), 상부 축방향 자석부(40) 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

영구자석 조립체(20)는 양호하게 원주방향 차단 자석부(50, 51, 66, 67)와 반경방향 차단 자석부(54, 55, 68, 69)를 구비하여, 높은 자기장(21)에서의 에어 갭의 외측부에 자기장 감쇠(field decay) 비율을 조절한다. 예를 들면 차단 자석부의 두께를 증가하거나 또는 더 강한 세기의 영구자석 재료로 차단 자석부를 형성하여, 상기 차단 자석부의 자기 자속을 증가하면, 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 높은 자기장 세기에서 영구자석 조립체(20)의 외측에 낮은 자기장 영역으로의 전환을 더 크게 할 수 있다.

도4는 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(70)의 다른 실시예의 사시도이다. 상기 영구자석 조립체(70)는 직사각형 단면을 가진 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싼다. 에어 갭(21)의 횡단면이 양호하게 직사각형으로 나타내었지만, 이러한 구조가 필수적인 기술내용은 아니며, 다른 형태의 횡단면이 사용될 수도 있다.

도1-3의 영구자석 조립체(20)와 유사하게, 도4의 영구자석 조립체(70)는 회전축(23)을 중심으로 회전하게 되며, 상기 에어 갭(21)은 직사각형 횡단면(도4에서는 도시 않음)을 가진 환형상 부분을 소인(sweep) 한다. 영구자석 조립체(70)의 에어 갭(21)은, 이 범위가 필수적이지 않은 것이지만 대략 120도 정도의 원호 길이를 포함하며, 상기 원호 길이는 120도보다 크거나 작을 수 있다.

도5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속의 방향이 회전축(23)과 대체로 평행하기 때문에, 영구자석 조립체(70)는 축방향 간격의 자속을 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(70)도 또한, 자기 자속이 에어 갭(21)을 횡단한 후에 에어 갭(21)의 반경 외부측(회전축(23)으로부터) 통로를 통해 귀환하기 때문에, 외부 자속 귀환로를 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(20)는, 곡선면의 블록으로 형성되기 때문에, 곡선 구조의 특징부를 가진 것으로 말할 수 있다.

영구자석 조립체(70)는 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양의 중실체로 형성되고 회전축(23)에 대해 대체로 평행한 방향으로 연장된 자화 벡터를 가진 상부 축방향 자석부(71)를 구비한다. 상부 축방향 자석부(71)는 도4에서 볼 수 있는 바와 같이 2개의 피스로 형성될 수 있거나 또는, 단일 피스 또는 다수개의 피스로 형성될 수 있다. 상부 축방향 자석부(71)의 원호모양 상면은 자속 입구 면이고 그리고 상부 축방향 자석부(71)의 대응 원호모양 하면은 자속 출구 면이다.

상부 축방향 자석부(71)의 내측 반경방향 면은 회전축에 최근접하여 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 상부 축방향 자석부(71)의 외측 반경방향 면은 회전축에 최원거리에 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 내측과 외측 반경방향 면은 양측 자속 평행 면이다.

상부 축방향 자석부(71)의 제1 및 제2원주방향 면은 상부 축방향 자석부(71)의 단부를 형성하는 면이다. 상부 축방향 자석부(71)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(70)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로서 형성되고 대체로 반경방향(회전축(23)에 대해 직교)으로 연장된 자화 벡터를 가진 상부 반경방향 자석부(72)를 구비한다. 상부 반경방향 자석부(72)는 도4에서 볼 수 있는 바와 같이 2개의 피스로 형성될 수 있거나 또는, 단일 피스 또는 다수개의 피스로 형성될 수 있다. 상부 반경방향 자석부(72)의 원호모양 상면과 하면은 양측이 자속 평행 면이다.

상부 반경방향 자석부(72)의 내측 반경방향 면은 회전축에 최근접하여 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 상부 축방향 자석부(72)의 외측 반경방향 면은 회전축에서 최원거리에 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고, 그리고 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다.

상부 반경방향 자석부(72)의 제1 및 제2원주방향 면은 상부 반경방향 자석부(72)의 단부를 형성하는 면이다. 상부 반경방향 자석부(72)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(70)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로서 형성되고 대체로 축방향(회전축(23)에 대해 평행)으로 연장된 자화 벡터를 가진 중앙 축방향 자석부(73)를 구비한다. 중앙 축방향 자석부(73)는 복수의 피스로 형성될 수 있거나 또는, 단일 피스로 형성될 수 있다. 중앙 축방향 자석부(73)의 원호모양 상면은 자속 출구 면이고, 중앙 축방향 자석부(73)의 원호모양 하면은 자속 입구 면이다.

중앙 축방향 자석부(73)의 내측 반경방향 면은 회전축에 최근접하여 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 중앙 축방향 자석부(73)의 내측 반경방향 면의 상부와 하부 모서리는, 이러한 구조가 필수적이지는 않지만, 도5에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상부 깎임부(74)와 하부 깎임부(75)를 구비하는 것이 좋다. 중앙 축방향 자석부(73)의 외측 반경방향 면은 회전축에서 최원거리에 있는 면이며, 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하여 있다. 중앙 축방향 자석부(73)의 내측 반경방향 면과 외측 반경방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

중앙 축방향 자석부(73)의 제1 및 제2원주방향면은 중앙 축방향 자석부(73)의 단부를 형성하는 면이다. 도4에서 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 축방향 자석부(73)의 제1 및 제2원주방향면은 양측 자속 평행 면이다.

중앙 축방향 자석부(73)는 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속선에 대한 귀환로를 제공한다. 중앙 축방향 자석부(73)는 양호하게 에어 갭(21)과 충분한 거리로 외부에 위치한 양호한 형태로 이루어져 간격 자속이 자속 귀환로로 돌려지는 것을 방지한다.

영구자석 조립체(70)는, 대체로 반경방향(회전축(23)에 대해 직교)으로 연장하는 자화 벡터를 가지고, 상부 반경방향 자석부(72)와 유사한 형태의 하부 반경방향 자석부(76)를 구비한다. 하부 반경방향 자석부(76)에서의 자화 벡터는 대응 상부 반경방향 자석부(72)에 자화 벡터와 반대방향으로 향한다.

영구자석 조립체(70)는, 대체로 축방향(회전축(23)에 대해 평행)으로 연장하는 자화 벡터를 가지고, 상부 축방향 자석부(71)와 유사한 형태의 하부 축방향 자석부(77)를 구비한다. 하부 축방향 자석부(77)에서의 자화 벡터는 대응 상부 축방향 자석부(71)에 자화 벡터와 동일한 방향으로 향한다.

상기 영구자석 조립체(70)는 양호하게 자기 투자성 재료(magnetically permeable material)로 형성된 상부 외장(78)을 구비한다. 상부 외장(78)은, 이런 구조가 필수적이지 않으며 다른 형태가 사용될 수 있는 것이지만, 내부 깎임부(79), 외부 깎임부(80), 및 상부와 하부 면이 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 상부 외장(78)의 하면은 양호하게, 상부 축방향 자석부(78)와 상부 반경방향 자석부(72) 사이에 연결부와, 상부 축방향 자석부(71)와 상부 반경방향 자석부(72)의 상면의 적어도 일 부분을 포함한다.

상기 영구자석 조립체(70)는 양호하게 자기 투자성 재료로 형성된 외부 외장(81)을 구비한다. 외부 외장(81)은, 이 구조가 필수적이지 않고 다른 형태가 사용될 수 있지만, 상부 깎임부(82), 하부 깎임부(83), 및 내부 및 외부 면이 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 외부 외장(81)의 내부면은 양호하게, 각각의, 상부 반경방향 자석부(72), 중앙 축방향 자석부(73), 및 하부 반경방향 자석부(76)의 외측 반경방향 면의 적어도 일 부분과, 그 사이에 연결부를 포함한다.

상기 영구자석 조립체(70)는 양호하게 자기 투자성 재료로 형성된 하부 외장(84)을 구비한다. 하부 외장(84)은, 이 구조가 필수적이 않고 다른 형태가 사용될 수 있는 것이지만, 내부 깎임부(85), 외부 깎임부(86), 및 상부와 하부 면이 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 하부 외장(84)의 상부면은 양호하게, 하부 축방향 자석부(77)와 하부 반경방향 자석부(76) 사이에 연결부와, 하부 축방향 자석부(77)와 하부 반경방향 자석부(76)의 하부면의 적어도 일 부분을 포함한다.

영구자석 조립체(70)는 양호하게 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싸고 있는 상부 자극 피스(87)와 하부 자극 피스(88)를 구비한다. 상부 자극 피스(87)와 하부 자극 피스(88)는 각각 원호형태 중실체로 형성되며, 양호하게 적어도 1개의 깎임부(89)를 구비한다. 상부 자극 피스(87)의 상면은 양호하게 상부 축방향 자석부(71)의 하면에 결합되고 그리고 상부 자극 피스(87)의 깎임부(89)는 양호하게 중앙 축방향 자석부(73)의 상부 깎임부(74)에 결합된다. 유사하게, 하부 자극 피스(88)의 하면은 양호하게 하부 축방향 자석부(77)의 상면에 결합되고 그리고 하부 자극 피스(88)의 깎임부(89)는 양호하게 중앙 축방향 자석부(73)의 하부 깎임부(75)에 결합된다.

도5는 도4의 5-5선을 따라 절취된 도4의 영구자석 조립체(70)의 횡단면도이다. 도5의 횡단면도는 자기 자속 루프가, 하부 축방향 자석부(77), 하부 반경방향 자석부(76), 중앙 축방향 자석부(71) 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

필수적인 것은 아니지만, 영구자석 조립체(70)는 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 통과하는 자기 자속을 유도하면서 집중시키기 위해 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싸는 상부 자극 피스(87)와 하부 자극 피스(88)를 포함하는 것이 좋다.

도6은 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(90)의 다른 실시예의 사시도이다. 영구자석 조립체(90)는 2개의 단부를 가지며, 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싸고 있는 단부 각각은 직사각형 횡단면을 가지며, 양쪽의 에어 갭이 동일한 방향의 자기 자속을 받게 된다. 에어 갭(21)의 횡단면이 양호하게 직사각형일 지라도, 이러한 구조가 필수적인 기술내용은 아니며, 다른 형태의 것을 사용할 수도 있다. 이러한 영구자석 조립체(90)의 외형상은 제조단계에서 필요한 대부분의 임의적인 연마 작업을 허용하여, 평평한 표면 위에서 실시하게 된다.

도1-5의 영구자석 조립체(20, 70)와 유사하게, 도6의 영구자석 조립체(90)는 회전축(23)을 중심으로 회전하게 되며, 상기 에어 갭(21)은 직사각형 횡단면(도6에서는 도시 않음)을 가진 환형상 부분을 소인(sweep) 한다. 영구자석 조립체(70)의 에어 갭(21)은 각각, 이러한 범위가 필요하지 않고 총 원호 길이가 120도보다 크거나 그보다 작더라도, 120도를 포함하는 총 원호부용으로는 대략 60도의 원호 길이를 포함하게 된다. 영구자석 조립체(90)는 특히, 관성의 회전운동을 최소로 하여 유익한 회전동작 자석에 적용할 때에 유용한 것이다.

아마도, 도7에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속의 방향이 회전축(23)과 대체로 평행하기 때문에, 영구자석 조립체(90)는 축방향 간격의 자속을 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(90)도 또한, 자기 자속이 에어 갭(21)을 횡단한 후에 회전축(23)을 둘러싸는 중앙로를 통해 귀환하기 때문에, 내부 자속 귀환로를 가진다고 말할 수 있다. 영구자석 조립체(20)는, 2개의 평탄한 엣지를 가진 중앙에 디스크 자석(중앙 축방향 자석부(91))을 제외하고는 전체적으로 직사각형 블록을 포함함으로, 직선 구조의 특징부를 가진 것으로 말할 수 있다.

영구자석 조립체(90)는 회전축(23)에 대해 대체로 평행한 방향으로 연장된 자화 벡터를 가지고, 평탄한 상면과 하면이 있는 디스크 자석을 형성한 중앙 축방향 자석부(91)를 구비한다. 중앙 축방향 자석부는 이러한 구성이 필수적인 것은 아니지만, 각 측부에 평탄한 측면 엣지를 구비하는 것이 좋다. 도7에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 축방향 자석의 상면은 자속 출구 면이고 그리고 중앙 축방향 자석부의 하면은 자속 입구 면이다.

중앙 축방향 자석부(91)는 에어 갭(21)을 통과하는 자기 자속 선에 대한 귀환로를 제공한다. 중앙 축방향 자석부(91)는 양호하게 에어 갭(21)에서 내부방향으로 충분한 거리로 떨어진 위치에 형성되어, 간격 자속이 자속 귀환로로 돌려지는 것을 방지한다.

영구자석 조립체(90)의 상부 부분은 이러한 것이 필수적이지는 않지만, 회전축(23)을 둘러싸고 있는 예를 들어 저탄소강의 블록인, 중앙 투자성의 넓은 후판(92)을 구비하는 것이 좋다. 중앙 투자성의 넓은 후판(92)은 인접한 영구자석부에서 발생하는 조립체 중앙에서의 자기 반발력을 중화시키는 역할을 한다.

영구자석 조립체(90)의 상부 부분은 제1상부 반경방향 자석부(93)와 중앙 투자성의 넓은 후판(92)에 인접한 제2상부 반경방향 자석부(98)를 구비하고, 직사각형 블록 영구자석으로 형성된 각각의 상부 반경방향 자석부분은 반경방향 자화 벡터(회전축(23)에 대해서 직교)를 갖는다.

각각의 상부 반경방향 자석부(93, 98)는, 양호하게 직사각형 또는 정사각형 형태로, 내측 반경방향 엣지(94), 외측 반경방향 엣지(95), 제1측면 엣지(96), 및 제2측면 엣지(97)를 가진 노출된 상면을 구비한다. 각각의 상부 반경방향 자석부는, 노출된 상면과 동일한 대략 정사각 또는 직사각형 모양을 가지고, 노출된 상면에 대해 바로 밑에, 대향하여, 평행하게 있는 가려진 하부면(도6에서 숨겨짐)을 구비한다. 상부 자석부의 상부 노출면과 평행한 가려진 하면은 모두 자속 평행 면이다.

각각의 상부 반경방향 자석부(93, 98)는, 직사각형 형태로, 상부 노출면의 내측 반경방향 엣지(94)에서 평행한 가려진 하부면의 대응 엣지로 하방향으로 연장 형성된 내측 반경방향 면(도6에서 숨겨짐)을 구비한다. 각각의 상부 반경방향 자석부(93, 98)는, 내측 반경방향 면과 반대편에서, 직사각형 형태로 상부 노출면의 외측 반경방향 엣지(95)에서 평행한 가려진 하면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된 외측 반경방향 면(도6에서는 숨겨짐)을 갖는다. 도7에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상부 반경방향 자석부(93, 98)의 내측 반경방향 면은 자속 입구 면이고, 상부 반경방향 자석부(93, 98)의 외측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

각각의 상부 반경방향 자석부(93, 98)는, 직사각형 형태로, 상부 노출면의 제1측면 엣지(96)에서 평행한 가려진 하부면의 대응 엣지로 하방향으로 연장 형성된 제1측면(도6에서 숨겨짐)을 구비한다. 각각의 상부 반경방향 자석부는, 직사각형 형태로, 상부 노출면의 제2측면 엣지(97)에서 평행한 가려진 하면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된 제2측면(도6에서는 숨겨짐)을 구비한다. 상부 반경방향 자석부(93, 98)의 제1 및 제2측면은 모두 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(90)의 상부 부분은, 제1상부 반경방향 자석부(93)에 인접하여 있는 제1상부 축방향 자석부(99)와, 제2상부 반경방향 자석부(98)에 인접하여 있는 제2상부 축방향 자석부(100)를 구비하고, 직사각형 차단 영구자석으로 양호하게 형성된 각각의 상부 축방향 자석부는 회전축(23)에 대해 평행한 자화 벡터를 갖는다.

각각의 상부 축방향 자석부(99, 100)는, 양호하게 직사각형 또는 정사각형 형태로 이루어진 노출된 상면을 갖는다. 각각의 상부 축방향 자석부는, 노출된 상면과 동일한 대략 정사각 또는 직사각형 모양을 가지고, 노출된 상면에 대해 바로 밑에, 대향하여, 평행하게 있는 가려진 하부면(도6에서 숨겨짐)을 구비한다. 상부 축방향 자석부(99, 100)의 상부 노출면은 자속 입구 면이고 그리고 상부 축방향 자석부(99, 100)의 가려진 하부면은 자속 출구 면이다.

영구자석 조립체(90)의 상부 부분은 양호하게, 제1상부 축방향 자석부(99)에 인접하여 있는 제1상부 반경방향 차단 자석부(101)와, 제2상부 축방향 자석부(100)에 인접하여 있는 제2상부 반경방향 차단 자석부(102)를 구비하고, 직사각형 블록 영구자석으로 양호하게 형성된 각각의 상부 반경방향 자석부는 반경방향 자화 벡터(회전축(23)에 대해 직교)를 갖는다.

각각의 상부 반경방향 차단 자석부(101, 102)는, 양호하게 직사각형 또는 정사각형 형태로, 인접한 상부 축방향 자석부에 결합된 내측 반경방향 면(도6에서는 숨겨짐)을 갖는다. 각각의 상부 반경방향 차단 자석부는, 가려진 내측면과 동일한 대략 정사각 또는 직사각형 모양을 가지고, 가려진 내측면에 대해 대향하여, 평행하게 있는 노출된 외측 반경방향 면을 구비한다. 상부 반경방향 차단 자석부(101, 102)의 가려진 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고 그리고 상부 반경방향 차단 자석부(101, 102)의 노출된 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다.

영구자석 조립체(90)의 하부 부분은 유사하게, 자석부에 있는 자화 벡터의 적절한 반전부를 갖는, 영구자석 조립체(90)의 상부 부분과 유사한 부분이다. 상부 부분과 같이, 영구자석 조립체(90)의 하부 부분은 회전축(23)을 둘러싸고 있는 중앙 투자성의 넓은 후판(92)을 구비한다. 상부 부분과 같이, 영구자석 조립체(90)의 하부 부분은, 제1하부 반경방향 자석부(103)와, 상기 중앙 투자성의 넓은 후판(92)의 측부에 있는 제2하부 반경방향 자석부(104)를 구비한다. 상기 하부 반경방향 자석부(103, 104)는 대응 제1상부 반경방향 자석부(93)와 제2상부 반경방향 자석부(98) 바로 밑에 위치하게 된다.

도7에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 반경방향 자석부(103, 104)에 있는 자화 벡터는 대응 상부 반경방향 자석부(93, 98)에 있는 자화 벡터에 반대방향으로 향한다. 따라서, 하부 반경방향 자석부(103, 104)의 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고 그리고, 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다.

영구자석 조립체(90)의 하부 부분은, 제1하부 반경방향 자석부(103)에 인접하여 있는 제1하부 축방향 자석부(105)와, 제2하부 반경방향 자석부(104)에 인접하여 있는 제2하부 축방향 자석부(106)를 구비한다. 상기 하부 축방향 자석부(105, 106)는, 직사각형 블록 영구자석으로 양호하게 형성되고 대략 동일한 직사각형 또는 정사각형 모양을 가진, 영구자석 조립체(90)의 상부 부분의 대응 상부 축방향 자석부 바로 밑에 위치한다.

하부 축방향 자석부(105, 106)는 각각, 회전축(23)에 대해 평행하고 대응 상부 축방향 자석부(99, 100)에 있는 자화 벡터와 동일한 방향으로 향하는 자화 벡터를 갖는다. 따라서, 하부 축방향 자석부(105, 106)의 각각의 상면은 자속 입구 면이고 그리고, 하부 축방향 자석부(105, 106)의 각각의 하면은 자속 출구 면이다.

제1상부 반경방향 차단 자석부(101)에 대응하여, 영구자석 조립체(90)의 하부 부분은 양호하게, 제1하부 축방향 자석부(105)에 인접하여 있는 제1하부 반경방향 차단 자석부(107)를 구비한다. 제2상부 반경방향 차단 자석부(102)에 대응하여, 영구자석 조립체(90)의 하부 부분은 양호하게, 제2하부 축방향 자석부(106)에 인접하여 있는 제2하부 반경방향 차단 자석부(108)를 구비한다.

도7에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 하부 반경방향 차단 자석부는 양호하게, 반경방향 자화 벡터(회전축(23)에 대해 직교)를 가진 직사각형 차단 영구자석으로 형성된다. 하부 반경방향 차단 자석부(107, 108)의 내측 반경방향 면은 자속 입구 면이고 그리고 하부 반경방향 차단 자석부(107, 108)의 외측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

영구자석 조립체(90)는 양호하게 각각이 직사각형 차단 영구자석으로 형성된 1개 이상의 측면 차단 자석부(109)를 구비한다. 도6에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 측면 차단 자석부(109)는 양호하게 상부와 하부 반경방향 자석부의 측면과 중앙 투자성의 넓은 후판 및 그사이에 연결부를 덮는다.

측면 차단 자석부(109)의 자화 벡터는 측면 차단 자석부(109)의 중앙에서 반경방향(회전축(23)에 대해 직교)으로 있다. 상부 차단 자석부의 가려진 내측면은 자속 출구 면이고, 상부 차단 자석부의 노출된 외측면은 자속 입구 면이다. 역으로, 하부 차단 자석부의 가려진 내측면은 자속 입구 면이고, 상부 차단 자석부의 노출된 외측면은 자속 출구 면이다.

도7은 도6의 7-7선을 따라 절취된 도6의 영구자석 조립체의 횡단면도이다. 도7의 횡단면도는 제1자기 자속 루프가, 하부 축방향 자석부(105), 하부 반경방향 자석부(103), 중앙 축방향 자석부(91), 상부 반경방향 자석부(93), 상부 축방향 자석부(99),및 높은 자기장(21)에서의 제1에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다. 제2자기 자속 루프는, 하부 축방향 자석부(106), 하부 반경방향 자석부(104), 중앙 축방향 자석부(91), 상부 반경방향 자석부(98), 상부 축방향 자석부(100),및 높은 자기장(21)에서의 제2에어 갭에 의해 형성된다.

필수적인 것은 아니지만, 측부 차단 자석부(109)는 영구자석 조립체(90)의 각 측면에 인접한 낮은 자기장 영역(높은 자기장(21)에서 에어 갭으로부터 90도 오프셋)으로 표류 자기장(stray field)이 노출하는 것을 방지한다. 또한, 이러한 사실은 영구자석 조립체(109)의 회전에 의해 소인된 환형상 영역의 직경 외측에 표류 자속(stray flux)을 강제로 이동시켜 높은 자기장(21)에서 에어 갭(27)으로부터 떨어진 급격한 자기장 감쇠를 확보하는데 유용하다.

도8은 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(110)의 다른 실시예의 사시도이다. 영구자석 조립체(110)는 직사각형 단면을 가진 높은 자기장(21)에 에어 갭을 둘러싼다. 에어 갭(21)의 횡단면이 양호하게 직사각형으로 이루어졌지만, 이러한 구조가 필수적인 기술 사항은 아니고, 다른 형태의 단면이 사용될 수도 있다.

도1-7의 영구자석 조립체(20, 70, 90)와 유사하게, 도8의 영구자석 조립체가 회전축(23)을 중심으로 회전하는데 채택되며, 여기서, 에어 갭(21)은 직사각형 단면을 가진 환형상 영역(도8에서는 도시 않음)을 소인한다. 영구자석 조립체(110)의 에어 갭(21)은 필수적이지는 않은 것이지만 대략 120도의 원호 길이를 함유하며, 그리고 원호 길이는 120도보다 더 크거나 작게 될 수도 있다.

도9에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속의 방향이 대체로 회전축(23)에 대해 수직적이기 때문에, 영구자석 조립체(110)는 반경방향 간격 자속을 가지는 것이라고 할 수 있다. 또한, 영구자석 조립체(110)는, 자기 자속이 에어 갭(21)을 횡단한 후에 에어 갭(21) 밑에 통로를 통해 귀환함으로, 하부 자속 귀환로를 가진 것이라고 할 수 있다. 영구자석 조립체(110)는 곡선 면을 가진 블록으로 형성되기 때문에 곡선진 구조의 특징부를 가진 것이라고 할 수 있다.

영구자석 조립체(110)와 같은, 반경방향 간격 자속을 가진 영구자석 조립체가, 축방향 간격 자속을 가진 영구자석 조립체와 대비하여 단위 질량 당 자속 밀도에서 뒤떨어지는 경우가 있는 것을 모델링을 통해 확인했다. 이것은 에어 갭의 자속 선이 가능한 서로 인접하게 있어, 그 때문에 평행을 집중시키고, 다른 한편으로 자속 선은 에어 갭을 횡단하는 어떤 장소에서도 곡선의 자석 면에 대해 접선으로 있을 필요가 있는 결과로 추측된다. 이러한 상호 모순성은 자속의 누설, 자기장 소거, 및 자기장 불-균일로 이끄는 자속 선의 일그러짐(distortion)을 초래한다. 이러한 부정적 효과는 환형상 영역의 중심축에서부터의 에어 갭의 거리에 대한 에어 갭의 반경방향 폭의 비율을 최소로 하여 해결할 수 있다.

영구자석 조립체(110)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로 형성되고 그리고 회전축(23)에 대해 대체로 직교하여 연장된 반경방향 자화 벡터를 가진 외부 반경방향 자석부(111)를 구비한다. 외부 반경방향 자석부(111)는 단일 피스 또는 복합 피스로 형성된다.

외부 반경방향 자석부(111)의 내측 반경방향 면(도8에서는 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축에 대해 최근접부에 있는 면이다. 외부 반경방향 자석부(111)의 외측 반경방향 면(도8에서는 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축으로부터 최원거리에 있는 면이다. 외부 반경방향 자석부(111)의 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고 그리고 외부 반경방향 자석부(111)의 외측 반경방향 면은 자속 입구 면 이다.

외부 반경방향 자석부(111)의 상부면(도8에서 노출됨)과 외부 반경방향 자석부(111)의 하부면(도8에서 숨겨짐)은 양측이 자속 평행 면이다.

외부 반경방향 자석부(111)의 제1 및 제2원주방향 면은 외부 반경방향 자석부(111)의 단부를 형성하는 면이다. 외부 반경방향 자석부(111)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(110)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로 형성되고 그리고 회전축(23)에 대해 대체로 평행하게 연장된 축방향 자화 벡터를 가진 외부 축방향 자석부(112)를 구비한다. 외부 축방향 자석부(112)는 단일 피스 또는 복합 피스로 형성된다.

외부 축방향 자석부(112)의 내측 반경방향 면(도8에서는 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축에 대해 최근접부에 있는 면이다. 외부 축방향 자석부(112)의 외측 반경방향 면(도8에서 부분적으로 노출됨)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축으로부터 최원거리에 있는 면이다. 외부 반경방향 자석부(111)의 내측 반경방향 면과 외측 반경방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

외부 축방향 자석부(112)의 상부면(도8에서 숨겨짐)은 자속 출구 면이고 그리고 외부 축방향 자석부(112)의 하부면(도8에서 숨겨짐)은 자속 입구 면이다.

외부 축방향 자석부(112)의 제1 및 제2원주방향 면은 외부 축방향 자석부(112)의 단부를 형성하는 면이다. 외부 축방향 자석부(112)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(110)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로 형성되고 그리고 대략 반경방향으로(회전축(23)에 대해 직교) 연장된 자화 벡터를 가진 중앙 반경방향 자석부(113)를 구비한다. 중앙 반경방향 자석부(113)는 복합 피스로 형성될 수 있지만, 단일 피스로도 형성될 수 있다.

중앙 반경방향 자석부(113)의 내측 반경방향 면은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축에 대해 최근접부에 있는 면이다. 중앙 반경방향 자석부(113)의 외측 반경방향 면은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축으로부터 최원거리에 있는 면이다. 중앙 반경방향 자석부(113)의 내측 반경방향 면은 자속 입구 면이고, 중앙 반경방향 자석부(113)의 외측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

중앙 반경방향 자석부(113)의 상부 면과 하부 면은 양측이 자속 평행 면이다. 중앙 반경방향 자석부(113)의 상부 면의 외측 모서리는 양호하게 외부 깎임부(114)를 구비하고, 그리고 내측 모서리는 양호하게 내부 깎임부를 구비한다.

중앙 반경방향 자석부(113)의 제1 및 제2원주방향 면은 중앙 반경방향 자석부(113)의 단부를 형성하는 면이다. 도8에서 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 반경방향 자석부(113)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

중앙 반경방향 자석부(113)는 에어 갭(21)을 통하는 자기 자속 선에 대한 귀환로를 제공한다. 중앙 반경방향 자석부(113)는 양호하게 자속 귀환로로 간격 자속이 돌려지는 것을 방지하도록 에어 갭(21)에서부터 충분한 거리로 떨어져서 위치하고 양호한 형태로 이루어진다.

영구자석 조립체(110)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로 형성되고 그리고 대략 회전축(23)에 대해 평행하게 연장된 축방향 자화 벡터를 가진 내부 축방향 자석부(116)를 구비한다. 내부 축방향 자석부(116)는 단일 피스 또는 복합 피스로 형성된다.

내부 축방향 자석부(116)의 내측 반경방향 면(도8에 부분적 노출)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축에 대해 최근접부에 있는 면이다. 내부 축방향 자석부(116)의 외측 반경방향 면(도8에서 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축으로부터 최원거리에 있는 면이다. 내부 축방향 자석부(116)의 내측 반경방향 면과 외측 반경방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

내부 축방향 자석부(113)의 상면(도8에서 숨겨짐)은 자속 입구 면이고 그리고 내부 축방향 자석부(116)의 하면(도8에서 숨겨짐)은 자속 출구 면이다.

내부 축방향 자석부(116)의 제1 및 제2원주방향 면은 내부 축방향 자석부(116)의 단부를 형성하는 면이다. 내부 축방향 자석부(116)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(110)는, 6면, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가진 원호모양 중실체로 형성되고 그리고 대략 회전축(23)에 대해 직교하는 방향으로 연장된 반경방향 자화 벡터를 가진 내부 반경방향 자석부(117)를 구비한다. 내부 반경방향 자석부(117)는 단일 피스 또는 복합 피스로 형성된다.

내부 반경방향 자석부(117)의 내측 반경방향 면(도8에서 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축에 대해 최근접부에 있는 면이다. 내부 반경방향 자석부(117)의 외측 반경방향 면(도8에서 숨겨짐)은 회전축에서 연장된 반경방향 부분에 대해 직교하고 회전축으로부터 최원거리에 있는 면이다. 내부 반경방향 자석부(117)의 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고, 내부 반경방향 자석부(117)의 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다.

내부 반경방향 자석부(117)의 제1 및 제2원주방향 면은 내부 반경방향 자석부(117)의 단부를 형성하는 면이다. 내부 반경방향 자석부(117)의 제1 및 제2원주방향 면은 양측이 자속 평행 면이다.

영구자석 조립체(110)는 양호하게 높은 자기장(21)를 둘러싸는 외부 자극 피스(118)와 내부 자극 피스(119)를 구비한다. 외부 자극 피스(118)와 내부 자극 피스(119)는 원호형태 중실체로서 각각 형성되고, 이러한 구조가 필수적이지 않지만, 적어도 1개 깎임부(120)를 갖는 것이 좋다.

외부 자극 피스(118)의 외부 반경방향 면은 양호하게 외부 반경방향 자석부(111)의 내부 반경방향 면에 결합된다. 외부 자극 피스(118)의 내부 반경방향 면은 양호하게 높은 자기장(21)에 에어 갭과 대면한다. 외부 자극 피스(118)의 깎임부(120)는 양호하게 중앙 반경방향 자석부(113)의 외부 깎임부(114)에 결합된다.

양호하게, 내부 자극 피스(119)의 내부 반경방향 면은 내부 반경방향 자석부(117)의 외부 반경방향 면에 결합된다. 내부 자극 피스(119)의 외부 반경방향 면은 양호하게 높은 자기장(21)에 에어 갭과 대면한다. 내부 자극 피스(119)의 깎임부(120)는 양호하게 중앙 반경방향 자석부(113)의 내부 깎임부(115)에 결합된다.

상기 영구자석 조립체(110)는 양호하게 자기 투자성 재료(magnetically permeable material)로 형성된 외부 외장(121)을 구비한다. 외부 외장(121)은, 이러한 구조가 필수적이지 않고 다른 형태가 사용될 수 있지만, 상부 및 하부 깎임부(124)가 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 외부 외장(121)은 양호하게, 외부 반경방향 자석부(111)와 외부 축방향 자석부(112) 사이에 연결부와, 외부 반경방향 자석부(111)와 외부 축방향 자석부(112)의 노출면의 적어도 일부를 덮는다.

상기 영구자석 조립체(110)는 양호하게 자기 투자성 재료로 형성된 내부 외장(122)을 구비한다. 내부 외장(122)은, 이러한 구조가 필수적인 것은 아니며 다른 형태가 사용될 수 있지만, 상부 및 하부 깎임부(124)가 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 내부 외장(122)은 내부 축방향 자석부(116)와 내부 반경방향 자석부(117) 사이에 연결부와, 내부 축방향 자석부(116)와 내부 반경방향 자석부(117)의 노출 면의 적어도 일부를 덮는다.

상기 영구자석 조립체(70)는 양호하게 자기 투자성 재료로 형성된 하부 외장(123)을 구비한다. 하부 외장(123)은, 이러한 구조가 필수적인 것은 아니며 다른 형태가 사용될 수 있지만, 내측과 외측 깎임부(124)가 있는, 사다리꼴 횡단면을 갖는 것이 좋다. 하부 외장(123)은 양호하게, 각각의, 외부 축방향 자석부(112)와, 중앙 반경방향 자석부(113)와, 내부 축방향 자석부(116) 및, 그 사이에 연결부의 노출 면의 적어도 일부를 덮는다.

도9는 도8의 9-9선을 따라 절취된 도8의 영구자석 조립체(110)의 횡단면도이다. 도9의 횡단면도는 자기 자속 루프가, 내부 반경방향 자석부(117), 내부 축방향 자석부(113), 중앙 반경방향 자석부(113), 외부 축방향 자석부(112), 외부 반경방향 자석부(111), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

필수적인 것은 아니지만, 영구자석 조립체(110)는 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 통과하는 자기 자속을 유도하면서 집중시키기 위하여, 높은 자기장(21)에서 에어 갭을 둘러싸고 있는 외부 자극 피스(118)와 내부 자극 피스(119)를 포함하는 것이 바람직하다.

필수적인 것은 아니지만, 영구자석 조립체(110)는 조립체로부터의 자속 누설을 감소시키기 위해 외부 외장(121), 내부 외장(122), 및 하부 외장(123)을 포함하는 것이 바람직하다.

도9에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 회전축(23)으로부터 에어 갭(21)의 근방에 있는 내부 축방향 자석(116)과 내부 반경방향 자석(117)이, 에어 갭(21)의 원거리측에 외부 축방향 자석(112)과 외부 반경방향 자석(111)보다 큰 횡단면 면적을 가지어서, 상대적인 체적과 자속 용량을 균일하게 하는 동작을 돕고, 따라서 내부 반경방향 측에서 발생하는 과포화 및 자속 누설을 방지한다. 유사하게, 그들의 상대적인 체적과 자속 용량을 균일하게 하는 동작을 돕기 위해서 내부 자극 피스(119)가 에어 갭(21)의 원거리측에 외부 자극 피스(118)보다 더 큰 횡단면 면적을 갖는 것이 바람직하다.

도10은 간단한 배열 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(130)의 단면도이다. 도10에 도시된 횡단면도는, 자기 자속 루프가, 하부 간격 자기장 평행 자석(135), 하부 간격 자기장 수직 자석(134), 중앙 간격 자기장 평행 자석(133), 상부 간격 자기장 수직 자석(132), 상부 간격 자기장 평행 자석(131), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

도11은 단순한 자속 차폐 쟈켓을 가진 간단한 배열 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(140)의 단면도이다. 도11에 도시된 횡단면도는, 자기 자속 루프가, 하부 간격 자기장 평행 자석(135), 하부 간격 자기장 수직 자석(134), 중앙 간격 자기장 평행 자석(133), 상부 간격 자기장 수직 자석(132), 상부 간격 자기장 평행 자석(131), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

영구자석 조립체(140)는 표류 자속을 최소로 하는데 사용된 단순한 자속 차폐 쟈켓(141)을 구비한다. 상기 단순한 자속 차폐 쟈켓(141)은, 저탄소강, 바나듐 코발트 철 합금, 또는 기타 다른 고투자성 합금과 같은 자기 투자성 재료로 제조된, 자기 투자성 표류 자속 차폐 쟈켓이다.

도12는 복합 자속 차폐 외장을 가진 간단한 배열 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(145)의 단면도이다. 도12에 도시된 횡단면도는, 자기 자속 루프가, 하부 간격 자기장 평행 자석(135), 하부 간격 자기장 수직 자석(134), 중앙 간격 자기장 평행 자석(133), 상부 간격 자기장 수직 자석(132), 상부 간격 자기장 평행 자석(131), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

영구자석 조립체(145)는, 상부 차폐 외장(146), 중앙 차폐 외장(147), 및 하부 차폐 외장(148)을 구비하는, 표류 자속을 최소로 하는데 사용된 복합 자속 차폐 외장을 구비한다. 각각의 자속 차폐 외장은 1개 이상의 깎임부(149)를 구비한다. 도11의 간단한 자속 차폐 쟈켓(141)과 대비하여, 도12에 도시된 복합 자속 차폐 외장을 사용하는 것은 자기 회로에 표류 자속이 고쳐 향하게 하는데(to redirect) 더 적합한 것이다.

도13은 경사진 자극 피스를 가진 간단한 배열 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(150)의 단면도이다. 도13에 도시된 횡단면도는, 자기 자속 루프가, 하부 간격 자기장 평행 자석(135), 하부 간격 자기장 수직 자석(134), 중앙 간격 자기장 평행 자석(133), 상부 간격 자기장 수직 자석(132), 상부 간격 자기장 평행 자석(131), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

영구자석 조립체(150)는, 상부 간격 자극 피스(151)와 하부 간격 자극 피스(152)를 구비하는, 높은 자기장(21)에 에어 갭을 둘러싸는 자극 피스를 구비한다. 각각의 자극 피스는 1개 이상의 깎임부 또는 경사부(153)를 구비한다. 도10의 간단한 배열 구조와 대비하여, 에어 갭(21)을 둘러싸는 경사진 자기 투자성 자극 피스를 사용하여, 사용되는 소결된 자석 복합체의 포화 자속 밀도를 엄폐하는 자기 회로 내의 자속 밀도를 허용하여서, 주어진 조립체 질량에 맞는 에어 갭에서 보다 높은 자기장을 달성할 수 있다. 그런데, 조립 비용과 스크랩(scrap) 재료가 상기 회로에 비-직선적인 자석 블록의 도입으로 증가할 수 있다.

도14는 자기 차단 자극을 가진 간단한 배열 구조로 이루어진 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 단면도이다. 도14에 도시된 횡단면도는, 자기 자속 루프가, 하부 간격 자기장 평행 자석(135), 하부 간격 자기장 수직 자석(134), 중앙 간격 자기장 평행 자석(133), 상부 간격 자기장 수직 자석(132), 상부 간격 자기장 평행 자석(131), 및 높은 자기장(21)에서의 에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다.

영구자석 조립체(155)는, 상부 간격 자기장 수직 차단 자석(156)과 하부 간격 자기장 수직 차단 자석(157)을 구비하는, 차단 자석으로 이루어진다. 도10의 간단한 배열 구조와 대비하여, 차단 자석을 사용하여, 에어 갭(21)에 보다 높은 자기장을 제공할 수 있지만, 추가 자석과 조립이 필요함으로 인해서 비용이 증가한다.

도15는 본 발명에 따르는 영구자석 조립체(160)의 다른 실시예의 사시도이다. 영구자석 조립체(160)는 내부 자속 귀환로를 구비하고, 직사각형 단면을 가진 높은 자기장에 2개의 V형상 에어 갭(184, 185)을 통해 축방향 간격 자속을 제공하며, 에어 갭(184, 185)은 자기 자속과 동일한 방향을 받는다. 에어 갭(184, 185)의 횡단면이 양호하게 직사각형이지만, 이러한 구조가 필수적인 기술내용은 아니며, 다른 형태가 사용될 수도 있다.

도15의 영구자석 조립체(160)는 회전축(23)을 중심으로 회전하는 것으로, 상기 에어 갭(184, 185)은 직사각형 단면(도15에서는 도시 않음)을 가진 환형상 영역을 소인한다. 영구자석 조립체(160)의 에어 갭(184, 185)은 각각, 이러한 구조가 필수적이지 않고 그리고 전체 원호의 길이가 120도 보다 크거나 작을지라도, 120도의 총 원호부를 덮도록, 대략 60도의 원호 길이를 덮는 것이 좋다. 영구자석 조립체(160)는 특히, 회전 관성 모멘트를 최소로 하여 이익을 얻는 회전동작 자석에 적용하는 것이 유용하다.

도16에서 아마도 가잘 잘 볼 수 있는 바와 같이, 에어 갭(184, 185)을 통한 자기 자속의 방향이 대체로 회전축(23)에 대해 평행하게 있음으로, 영구자석 조립체(160)는 축방향 간격 자속을 가진 것이라 할 수 있다. 또한, 자기 자속이 에어 갭(184, 185)을 횡단한 후에 회전축(23)을 둘러싸고 있는 중앙 통로를 통해 귀환함으로, 영구자석 조립체(160)가 내부 자속 귀환로를 가진 것이라 할 수 있다. 영구자석 조립체(160)는 일부를 제외하고는 대부분이 직사각형의 블록을 구비한 것이다. 주 반경방향 자석(163, 186, 177, 178)은 5각형 단면을 가진 중실체로 형성되고, 예를 들어, 2개의 직선 절단부를 가진 직사각형 블록으로 형성된다. 축방향 간격 자석(188, 176, 180, 183)은 V형상 단면을 가진 중실체로서 형성되고, 4개의 직선 절단부를 가진 직사각형 블록으로 형성된다. 또한, 축방향 간격 자석(188, 176, 180, 183)은 V형상 대신에 직사각형 단면을 가진 원호모양의 중실체로서도 형성된다. 상기 중앙 축방향 자석(161)은, 직사각형 또는 6각형 블록과 같은 다른 형태가 사용될 수도 있지만, 양호하게 2개의 평판 엣지를 가진 디스크형 자석으로 형성한다.

영구자석 조립체(160)는 회전축(23)에 대해 평행한 자화 벡터를 가지고, 평평한 상면과 하면이 있는 디스크 자석으로 형성된 중앙 축방향 자석부(161)를 구비한다. 중앙 축방향 자석부(161)는, 이러한 구조가 필수적이지는 않은 것이지만, 각 측면에 있는 평탄한 측부 엣지를 갖는 것이 좋다. 도16에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 축방향 자석(161)의 상면은 자속 출구 면이고 그리고 중앙 축방향 자석(161)의 하면은 자속 입구 면이다.

중앙 축방향 자석(161)은 에어 갭(184, 185)을 통해 자기 자속 선에 대한 귀환로를 제공한다. 중앙 축방향 자석(161)은 양호하게 상기 자속 귀환로로 간격 자속이 이탈하는 것을 방지하도록 에어 갭(184, 185)으로부터 내부방향으로 충분한 거리로 떨어져서 형성된다.

영구자석 조립체(160)의 상부 부분은 양호하게, 이러한 것이 필수적인 것은 아니지만, 회전축(23)을 둘러싸고 있는 예를 들어 저탄소강의 블록인, 중앙 투자성의 넓은 후판(162)을 갖는 것이 좋다. 중앙 투자성의 넓은 후판(162)은 인접한 영구자석부에서 발생하는 조립체 중앙에서의 자기 반발력을 중화시키는 역할을 한다.

영구자석 조립체(160)의 상부 부분은 제1상부 주 반경방향 영구자석부(163)와 중앙 투자성의 넓은 후판(162)에 인접한 제2상부 주 반경방향 영구자석부(186)를 구비하고, 다면성 중실체로서 양호하게 형성된 각각의 상부 주 반경방향 자석부분은 5각형 단면과 자화 벡터(회전축(23)에 대해서 직교)를 갖는다. 영구자석 조립체(160)는 유사한 하부 주 반경방향 영구자석부(177, 178)를 구비한다.

각각의 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)는, 양호하게 5각형 형태로, 내측 반경방향 엣지(164), 제1측면 엣지(165), 제2측면 엣지(166), 제1외측 반경방향 엣지(167), 및 제2외측 반경방향 엣지(168)를 가진 노출된 상부면을 구비한다. 제1외측 반경방향 엣지(167)와 제2외측 반경방향 엣지(168)는 지점(169)에서 만난다. 각각의 상부 주 반경방향 자석부는, 노출된 상면과 동일한 대략 5각형 모양을 가지고, 노출된 상면에 대해 바로 밑에, 대향하여, 평행하게 있는 가려진 하면(도15에서 숨겨짐)을 구비한다. 상부 주 반경방향 자석부의 상부 노출면과 평행한 가려진 하면은 모두 자속 평행 면이다.

각각의 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)는, 대략 직사각형 형태로, 상부 노출면의 내측 반경방향 엣지(164)에서 평행한 가려진 하부면의 대응 엣지로 하방향으로 연장 형성된 내측 반경방향 면(도15에서 숨겨짐)을 구비한다.

각각의 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)는, 내측 반경방향 면과 반대편에서, 대략 직사각형 형태로 상부 노출면의 제1 및 제2외측 반경방향 엣지(167, 168)에서 평행한 가려진 하부면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된 제1 및 제2외측 반경방향 면(도15에서는 숨겨짐)을 갖는다.

각각의 주 반경방향 영구자석부는 양호하게, 예를 들어, 직사각형 차단 영구자석을 2개 직선 절단하여 형성된다. 도16에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 방식에 의한 형성 시에, 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)의 내측 반경방향 면은 자속 입구 면이 된다. 상기 방식의 형성에서, 자기 자속 선은 상부 주 반경방향 자석부(163, 186) 각각의 제1 및 제2외측 반경방향 면에서 임의 각도로 방출되어, 상기 면은 적어도 부분적으로 자속 출구 면이 된다.

다르게는, 각각의 주 반경방향 영구자석부는, 예를 들어, 2개의 피스 사이의 연결부에서 투자성의 넓은 후판을 갖는, 주 반경방향 자석 지점(169)에서 반경방향 엣지(164) 내측에 주 반경방향 자석의 중간 지점까지 선을 따라 2개 피스를 연결하여 형성된다. 이러한 방식의 형성으로, 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)의 제1 및 제2외측 반경방향 면으로부터 수직적으로 자기 자속이 방출되는 2개의 피스 각각에 자화 벡터를 정렬시킬 수 있어서, 상기 면은 자속 출구 면이 된다. 2개의 피스가 상기와 같이 정렬되는 자화 벡터를 가진 상기 방식으로의 형성으로, 상부 주 반경방향 자석부의 내측 반경방향 면은, 자기 자속 선이 내측 반경방향 면에 대해 일정한 각도로 있음으로 적어도 부분적으로 자속 입구 면이 된다.

영구자석 조립체(160)는 4개의 상부 부 반경방향 영구자석부(187)를 구비하며, 1개의 상부 부 반경방향 영구자석부(187)는, 이러한 구성이 필수적이지는 않지만, 각각의 상부 반경방향 자석부(163, 186)의 제1 및 제2외측 반경방향 면의 각각에 인접하여 있는 것이 좋다. 각각의 부 반경방향 영구자석부(187)는 예를 들어 직사각형 블록 영구자석으로 형성된다.

사용 시에, 각각의 상부 부 반경방향 영구자석부(187)는, 인접한 상부 주 반경방향 자석부의 외측 반경방향 면에 자기 결합된 내측 반경방향 면(도15에 도시 않음)을 구비한다. 또한, 각각의 상부 부 반경방향 영구자석부(187)는 내측 반경방향 면과 반대편에 있고 대체로 평행하게 있는 외측 반경방향 면(도15에는 도시 않음)도 구비한다. 도16에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상부 부 반경방향 자석부(187)의 내측 반경방향 면은 자속 입구 면이고 그리고, 상부 부 반경방향 자석부(187)의 외측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

영구자석 조립체(160)의 상부 부분은, 인접한 상부 부 반경방향 자석부(187)에 자기 결합된 제1상부 축방향 자석부(188)와, 인접한 상부 부 반경방향 영구자석부(187)에 자기 결합된 제2상부 축방향 영구자석부(176)를 구비한다. 양호하게, 각각의 상부 축방향 자석부는 V형태의 다면성 중실체와 축방향 자화 벡터(회전축(23)에 대해 평행)로 형성된다. 영구자석 조립체(160)는 유사한 하부 축방향 영구자석부(180, 183)를 구비한다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는 각 측에서 2개의 측부 엣지(170)를 가진, 양호하게 V형상인 노출 상부 면을 구비하고, 제1내측 반경방향 엣지(189)와 제2내측 반경방향 엣지(190)는 내측 지점(191)에서 만나고, 그리고 제1외측 반경방향 엣지(171)와 제2외측 반경방향 엣지(172)는 외측 지점(173)에서 만난다. 각각의 상부 축방향 영구자석부는 예를 들어 2개의 피스로 형성되며, 각각의 피스는 단일 직선 절단에 의해 직사각형 블록 영구자석으로 형성하고, 다음 절단면을 따라서(내측 지점(191)과 외측 지점(173) 사이에 선을 따라서) 2개의 피스를 연결하여 V모양을 형성한다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는, 노출된 상부 면과 대략 동일한 V형상으로 이루어진, 노출된 상부 면에 바로 밑에, 반대편에서 평행하게 있는 가려진 하부 면(도15에서는 숨겨짐)을 갖는다. 상부 축방향 자석부(176, 188)의 상부 노출 면은 자속 입구 면이고 그리고, 상부 축방향 자석부의 하부 면은 자속 출구 면이다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는, 그 형태가 대략 직사각형이고, 상부 노출 면의 제1내측 반경방향 엣지(189)와 제2내측 반경방향 엣지(190)로부터 평행한 가려진 하부 면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된, 제1내측 반경방향 면과 제2내측 반경방향 면(도15에서 숨겨짐)을 구비한다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는, 제1 및 제2내측 반경방향 면과 반대편에서, 그 형태가 대략 직사각형이고 상부 노출 면의 제1외측 반경방향 엣지(171)와 제2외측 반경방향 엣지(172)로부터 평행한 가려진 하부 면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된, 제1외측 반경방향 면과 제2외측 반경방향 면(도15에서 숨겨짐)을 갖는다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는 또한, 그 형태가 대략 직사각형이고, 상부 노출 면의 측부 엣지(170)로부터 평행한 가려진 하부 면의 대응 엣지로 하방향으로 연장된, 제1 및 제2측면(도15에서 숨겨짐)을 구비한다. 내측 반경방향 면, 외측 반경방향 면, 그리고 상부 축방향 자석부(176, 188)의 측면은 모두 자속 평행 면이다.

각각의 상부 축방향 자석부(176, 188)는 양호하게 1개 이상의 상부 측부 차단 자석(174) 및/또는 상부 반경방향 차단 자석(175)으로 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 사용 시에, 상부 측부 차단 자석(174) 및/또는 상부 반경방향 차단 자석(175)은 각각 양호하게 직사각형 블록 자석으로 형성된다.

사용 시에, 각각의 상부 측면 차단 자석(174)은 양호하게, 인접한 상부 축방향 자석의 측면에 자기 결합된 내측 측면(도15에서는 볼 수 없음)을 갖는다. 각각의 상부 측면 차단 자석(174)의 내측 측면 부분들도, 이러한 구조가 필수적이지는 않지만, 인접한 상부 부 반경방향 자석의 측면 부분에 자기 결합되는 것이 좋다. 각각의 상부 측면 차단 자석(174)의 내측 측면은 노출된 외측 측면과 반대편에 대체로 평행하게 있다. 각각의 상부 측면 차단 자석(174)의 외측 측면은 자속 입구 면이고, 그리고 각각의 상부 측면 차단 자석의 내측 측면은 자속 출구 면이다.

사용 시에, 각각의 상부 반경방향 차단 자석(175)은 양호하게, 인접한 상부 축방향 자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합된 내측 반경방향 면(도15에서는 볼 수 없음)을 갖는다. 각각의 상부 반경방향 차단 자석(175)의 내측 반경방향 면 부분들도, 이러한 구조가 필수적이지는 않지만, 인접한 상부 측면 차단 자석 부분에 자기 결합되는 것이 좋다. 각각의 상부 반경방향 차단 자석(175)의 내측 반경방향 면은 노출된 외측 반경방향 면과 반대편에 대체로 평행하게 있다. 각각의 상부 반경방향 차단 자석(175)의 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이고, 그리고 각각의 상부 반경방향 차단 자석의 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이다.

영구자석 조립체(160)의 하부 부분은, 자석부에서 적절한 반대의 자화 벡터를 가진, 영구자석 조립체(160)의 상부 부분과 유사한 것이다. 상부 부분과 유사하게, 영구자석 조립체(160)의 하부 부분은 회전축(23)을 둘러싸고 있는 중앙 투자성 후판(162)을 구비한다. 상부 부분과 유사하게, 영구자석 조립체(160)의 하부 부분은 중앙 투자성 후판(162)의 측부에서 제1하부 주 반경방향 자석부(177)와 제2하부 주 반경방향 자석부(178)를 구비한다. 하부 주 반경방향 자석부(177, 178)는 각각, 대응 상부 주 반경방향 자석부(163, 186) 바로 밑에 위치하게 된다.

도16에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 주 반경방향 자석부(177, 178)는 대응 상부 주 반경방향 자석부(163, 186)에 자화 벡터에 반대방향으로 향하게 된다. 따라서, 하부 주 반경방향 자석부(177, 178)의 내측 반경방향 면은 자속 출구 면이고 그리고 외측 반경방향 면은 자속 입구 면이다. 도16의 횡단면에서, 반경방향 자석부(163, 186, 177, 178)에 있는 자화 벡터는, 횡단면이 도15에 있는 16-16선으로 절결되기 때문에 도면에서와 같이 정확하게 평행한 것은 아니며, 도16의 화살표는 자화 벡터의 일반적인 방향을 나타낸 것이다.

영구자석 조립체(160)의 하부 부분은 양호하게, 제1 주 하부 반경방향 자석부(177, 178)에 인접하여 있는 하부 부 반경방향 자석부(179)를 구비한다. 사용 시에, 하부 부 반경방향 자석부(179)는, 대략 동일한 정사각형 또는 직사각형 형태로 이루어지며, 양호하게 직사각형 블록 영구자석으로 형성되지만 반대방향 자기 벡터를 가지는, 영구자석 조립체(160)의 상부 부분의 대응 상부 부 반경방향 자석부(187) 바로 밑에 있다.

영구자석 조립체(160)의 하부 부분은, 제1하부 축방향 영구자석부(180)와 제2하부 축방향 영구자석부(183)를 구비하며, 각각은 인접한 하부 부 반경방향 영구자석부(187)에 자기 결합된다. 제1 및 제2하부 축방향 자석부(180, 183)는, 대략 동일한 V형태로 이루어지며, 양호하게 동일한 모양으로 형성된 영구자석 조립체(160)의 상부 부분의 대응 제1 및 제2상부 축방향 자석부(188, 176) 바로 밑에 있다. 도16에서 아마도 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 축방향 자석부(180, 183)와 상부 축방향 자석부(188, 176)의 자화 벡터는 모두 축방향(회전축(23)에 대해 평행)이고 모두 동일한 방향으로 있다.

각각의 하부 축방향 자석부(180, 183)는 양호하게 1개 이상의 측면 차단 자석(181) 및/또는 하부 반경방향 차단 자석(182)으로 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 사용 시에, 하부 측부 차단 자석부(181)는, 대략 동일한 정사각형 또는 직사각형 형태로 이루어지며, 양호하게 직사각형 블록 영구자석으로 형성되지만 반대방향 자기 벡터를 가지는, 영구자석 조립체(160)의 상부 부분의 대응 상부 측면 차단 자석부(174) 바로 밑에 있다. 사용 시에, 하부 반경방향 차단 자석(182)은, 대략 동일한 정사각형 또는 직사각형 형태로 이루어지며, 양호하게 직사각형 블록 영구자석으로 반대방향 자기 벡터를 가지는, 영구자석 조립체(160)의 상부 부분의 대응 상부 반경방향 차단 자석부(175) 바로 밑에 있다.

도16은 도15의 16-16선을 따라 절취된 도15의 영구자석 조립체의 횡단면도이다. 도16의 횡단면도는 제1자기 자속 루프가, 제1하부 축방향 자석부(180), 하부 부 반경방향 자석부(179), 제1하부 주 반경방향 자석부(177), 중앙 축방향 자석(161), 제1상부 주 반경방향 자석부(163), 상부 부 반경방향 자석부(187), 제1상부 축방향 자석부(188), 및 높은 자기장(184)에서의 제1에어 갭에 의해 어떻게 형성되는지를 나타낸 도면이다. 제2자기 자속 루프는, 제2하부 축방향 자석부(183), 하부 부 반경방향 자석부(179), 제2하부 주 반경방향 자석부(178), 중앙 축방향 자석(161), 제2상부 주 반경방향 자석부(186), 상부 부 반경방향 자석부(187), 제2상부 축방향 자석부(176), 및 높은 자기장(185)에서의 제2에어 갭에 의해 형성 된다.

필수적이지는 않지만, 측면 차단 자석부(174, 181)와 반경방향 차단 자석부(175, 182)는 간격(184, 185)을 통해서 자기 자속을 집중시키고 영구자석 조립체(160)의 각 측면에 인접한 낮은 자기장 영역(높은 자기장(184, 185)의 에어 갭에서 90도 오프셋)으로 표류 자기장에 노출되는 자기장을 줄이는데 도움을 준다. 또한, 이러한 사실은 영구자석 조립체(109)의 회전에 의해 소인된 환형상 영역의 직경 외측에 표류 자속을 강제로 이동시켜 높은 자기장(184, 185)의 에어 갭으로부터 멀어지는 급격한 자기장 감쇠(sharp field decay)를 확보하는 동작을 돕는다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 다양한 방식으로 실시하고 적용할 수 있는 것이다. 특정 재료를 참고로 하여 본 발명의 실시예를 예를 들어서 기술하였더라도, 당업자는 적절한 성질을 가진 공지된 다른 재료로 상기 실시예를 적절히 대체시킬 수 있을 것이다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체에 구조를 다양하게 변경하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 본원에 상술된 실시예의 영구자석이 각각, 1개 이상의 복합 영구자석과 1개 이상의 자기 투자성 재료의 섹션이 포함된 합성구조로 이루어지는 단일 영구 자석 또는 1개 이상의 상기 영구자석 섹션을 함유할 수 있다.

예를 들면, 1개 이상의 직사각형 영구자석 섹션은 원호모양의 자극 피스에 결합되어 작동하여 원호 형태의 영구자석 섹션과 같은 구조를 구할 수 있다. 상술된 실시예에서 도시된 영구자석은 또한, 자기 불투자성 재료로 이루어진 1개 이상의 섹션을 구비하여, 예를 들면 구조 지지, 억제, 또는 보호부를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르는 영구자석 조립체를 통한 자기 자속의 흐름은 당업자에게 알려져 있는 다양한 방식으로 변화를 줄 수 있는 것이다. 본원에서 상술된 실시예에서 나타낸 영구자석 섹션이 직접적인 접촉을 통해 자기 결합되었을 지라도, 2개의 영구자석의 자기 결합작업을 2개 영구자석에 자기 투자성 재료로 이루어진 섹션을 사용하여 달성할 수 있다. 유사하게, 자극 피스 또는 외장과 같은 자기 투자성 재료로 형성된 섹션과 영구자석 섹션의 자기결합동작은, 자기 재료의 섹션과 직접적으로 접촉하여 또는 간접적으로 접촉하여 달성할 수 있다. 명세서 및 청구범위에서 사용된 표현 "자기 결합(magnetically coupled)"은 자기 자속의 적어도 일 부분이 2개의 지점 사이에서 흐르도록 자기 투자성 재료(magnetically permeable material)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 구조의 상태를 의미하는 것이다.

상술된 실시예가 단일 구조로 형성된 자극 피스, 차단 자석, 자속 차폐 쟈켓, 또는 자속 차폐 외장을 기재하였더라도, 상기 구조에는 함께 결합되어 동작하는 각각의 섹션을 포함할 수 있는 것이다. 예를 들면, 각각의 섹션이 직접 접촉하여 배치되거나 또는 자기 투자성 재료와 함께 할 수 있다.

유사하게, 상관 치수, 형태, 및 영구자석 섹션, 자극 피스, 차단 자석, 자속 차폐 쟈켓, 또는 자속 차폐 외장의 위치를 특정 적용물에 적합하게 최적하게 할 수 있다. 예를 들면, 상기 구조는, 이탈 자속, 조립체 중량, 및 회전 관성 모멘트를 최소로 하면서, 자속 귀환이 최적하게, 1개 이상의 깎임부 또는 충진 모서리(filled-in corners)를 구비할 수 있다.

본원에 기재된 본 발명의 예를 든 실시예가 임의적인 중간 성분 없이 에어 갭에 인접하여 위치한 영구자석 섹션 또는 부분을 나타내었을 지라도, 이러한 구조가 절대적인 것은 아니다. 예를 들면, 자기 투자성 재료로 형성된 1개 이상의 자극 면이, 에어 갭을 통해서 자기 자속이 향하거나 집중하도록 에어 갭과 영구자석 섹션 또는 부분과의 사이에 위치 될 수 있다. 자기 투자성 재료로 형성된 자극 면은 특히 정밀한 치수를 가진 에어 갭을 제공하는데 유용할 수 있으며, 일반적으로 자기 투자성 재료를 정밀하게 기계가공하는 것이 좋기 때문에 영구자석 재료는 정밀하게 기계가공 한다.

본원에서는 자극 면과 같은 높은 자기장에 에어 갭을 둘러싸고 있는 면의 표면들이 기본적으로 평면으로서 나타내었을 지라도, 이러한 기술구성이 절대적인 것은 아니며, 다른 형태를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체의 일부 적용물은 오목하거나 볼록한 형태를 가진 자극 면을 포함할 수 있다. 따라서, 높은 자기장에 에어 갭의 단면은, 제한적이지 않은 기재로서, 직사각형(정사각형을 포함), 평행사변형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 또는 기타 유사한 다른 형태 또는 그 조합 형태를 가질 수 있다.

본원에 기술된 실시예의 특정 구조와 부분에서 "상면", "하면", "직교", "평행", "측면" 등의 용어를 사용하여 표현되었는데, 상기 용어들은 본원의 첨부도면에 도시된 예를 든 방향에 기준하여 사용된 것으로 이해되어야 한다. 본원에서, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는 임의 방향으로 사용될 수 있고 그리고, "직교" 또는 "평행"과 같은 특정 표현의 사용은 본원에 기술된 실시예의 특정 구조와 부분 사이에 상관 관계를 설명하는데 사용된 것이며, 특정한 방향 또는 구조로 상기 실시예의 구성 또는 부분을 제한하는 것이 아닌 것으로 이해할 수 있을 것이다.

본원에 예를 들어 설명된 실시예는 축을 중심으로 회전하고, 영구자석 조립체가 환형상 영역을 소인하는 높은 자기장에 간격을 제공하여, 환형상 영역에 시간-변화 자기장을 적용하는 것이다. 영구자석 조립체를 회전시키어, 시간-변화 자기장이 자기열량 재료를 포함하는 베드의 링(a ring of beds containing magnetocaloric materials)과 같은 환형상 영역 내에 놓인 구조물에 적용할 수 있다. 이러한 형태에서, 본 발명에 따르는 회전동작 영구자석 조립체를 회전동작 자기 자석식 냉장고에 사용하는 고정식 자기열량 재료에 결합시킬 수 있다.

그런데, 본 발명에 따르는 영구자석도 고정식 구조에도 사용할 수 있는 것으로 이해되어야 하며, 여기서는 자기열량 재료를 함유한 베드의 링과 같은 환형상 구조가 영구자석 조립체와 상관하여 회전하는데 채택된다. 이러한 형태에서, 본 발명에 따르는 고정식 영구자석 조립체가 회전동작 베드 자기 냉장고(rotating bed magnetic refrigerator)에 사용하는 회전동작 자기열량 재료에 결합될 수 있다.

물론, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는, 영구자석 조립체와 자기열량 재료 양쪽이 다른 각속도로 동일방향으로 또는 반대방향으로 회전하는 구조에도 사용 될 수 있다. 유사하게, 본 발명에 따르는 영구자석 조립체는, 영구자석 조립체 또는 자기열량 재료 양쪽 또는 어느 한쪽이 전후방향으로 진동하거나 또는 다르게 서로 상대적인 운동을 하는 구조에 사용될 수 있다.

본 발명을 설명하기 위해 기재한 특정 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명은 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 개조 및 변경을 포함하는 것이다.

Claims (25)

1. 영구자석 조립체는:

   (a)제1상부 반경방향 영구자석 및 제2상부 반경방향 영구자석과;

   (b)제1하부 반경방향 영구자석 및 제2하부 반경방향 영구자석과;

   (c)제1중앙 축방향 영구자석 및 제2중앙 축방향 영구자석과;

   (d)제1상부 축방향 영구자석 및 제2상부 축방향 영구자석과;

   (e)제1하부 축방향 영구자석 및 제2하부 축방향 영구자석을 포함하며;

   (a')상기 제1상부 반경방향 영구자석 및 제2상부 반경방향 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 상부 반경방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 상부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1상부 반경방향 영구자석의 내측면이 상기 제2상부 반경방향 영구자석의 내측면에 고정되며;

   (b')상기 제1하부 반경방향 영구자석 및 제2하부 반경방향 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 하부 반경방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 하부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1하부 반경방향 영구자석의 내측면이, 상기 제2하부 반경방향 영구자석의 내측면에 고정되며;

   (c')상기 제1중앙 축방향 영구자석 및 제2중앙 축방향 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 중앙 축방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내부 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 중앙 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 출구 면이고, 상기 하면이 자속 입구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1중앙 축방향 영구자석의 내측 면이 상기 제2중앙 축방향 영구자석의 내측면에 고정되며,

   상기 제1중앙 축방향 영구자석의 상면이 상기 제1상부 반경방향 영구자석의 하면에 자기 결합되며,

   상기 제1중앙 축방향 영구자석의 하면이 상기 제1하부 반경방향 영구자석의 상면에 자기 결합되며,

   상기 제2중앙 축방향 영구자석의 상면이 상기 제2상부 반경방향 영구자석의 하면에 자기 결합되며,

   상기 제2중앙 축방향 영구자석의 하면이 상기 제2하부 반경방향 영구자석의 상면에 자기 결합되며;

   (d')상기 제1상부 축방향 영구자석 및 상기 제2상부 축방향 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 상부 축방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 상부 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 입구 면이고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1상부 축방향 영구자석의 내측 면이, 상기 제2상부 축방향 영구자석의 내측면에 고정되고,

   상기 제1상부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 제1상부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고,

   상기 제2상부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 제2상부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되며;

   (e')상기 제1하부 축방향 영구자석 및 상기 제2하부 축방향 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 하부 축방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이, 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 하부 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 입구 면이고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1하부 축방향 영구자석의 내측 면이 상기 제2하부 축방향 영구자석의 내측면에 고정되고,

   상기 제1하부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 제1하부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고,

   상기 제2하부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 제2하부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되어;

   자기장을 받는 제1간격이 상기 제1상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 제1하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되고, 자기장을 받는 제2간격이 상기 제2상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 제2하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

   (a)제1상부 반경방향 차단 영구자석 및 제2상부 반경방향 차단 영구자석과;

   (b)제1하부 반경방향 차단 영구자석 및 제2하부 반경방향 차단 영구자석을 포함하며;

   (a')상기 제1상부 반경방향 차단 영구자석 및 제2상부 반경방향 차단 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 상부 반경방향 차단 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 상부 반경방향 차단 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1상부 반경방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제2상부 반경방향 차단 영구자석의 내측면에 고정되며;

   (b')상기 제1하부 반경방향 차단 영구자석 및 제2하부 반경방향 차단 영구자석에 있어서는,

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 하부 반경방향 차단 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면이 내측 및 외측 반경방향 면에 직교하고,

   상기 각 하부 반경방향 차단 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 제1하부 반경방향 차단 영구자석의 내측면이, 상기 제2하부 반경방향 차단 영구자석의 내측면에 고정되며,

   상기 제1상부 반경방향 차단 영구자석의 외측 반경방향 면이 상기 제1상부 축방향 영구자석 내측 반경방향 면에 자기 결합되며,

   상기 제2상부 반경방향 차단 영구자석의 외측 반경방향 면이 상기 제2상부 축방향 영구자석 내측 반경방향 면에 자기 결합되며,

   상기 제1하부 반경방향 차단 영구자석의 외측 반경방향 면이 상기 제1하부 축방향 영구자석 내측 반경방향 면에 자기 결합되며,

   상기 제2하부 반경방향 차단 영구자석의 외측 반경방향 면이 상기 제2하부 축방향 영구자석 내측 반경방향 면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
3. 제2항에 있어서, 제1상부 원주방향 차단 영구자석과 제2상부 원주방향 차단 영구자석과 제1하부 원주방향 차단 영구자석과 제2하부 원주방향 차단 영구자석을 부가로 포함하며;

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 원주방향 차단 영구자석이, 하면의 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고;

   상기 제1상부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 내측면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

   상기 제1상부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제1상부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제1상부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고;

   상기 제2상부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 입구 면이고, 상기 내측면이 자속 출구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제2상부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제2상부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제2상부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고;

   상기 제1하부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 출구 면이고, 상기 내측면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제1하부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제1하부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제1하부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고,

   상기 제2하부 원주방향 차단 영구자석은 상기 외측면이 자속 출구 면이고, 상기 내측면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제2하부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제2하부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제2하부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
4. 제1항에 있어서, 제1상부 원주방향 차단 영구자석과 제2상부 원주방향 차단 영구자석과 제1하부 원주방향 차단 영구자석과 제2하부 원주방향 차단 영구자석을 부가로 포함하며;

   6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각 원주방향 차단 영구자석이, 하면의 반대편에 있는 상면과, 외측면의 반대편에 있는 내측면과, 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고;

   상기 제1상부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 내측면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

   상기 제1상부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제1상부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제1상부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고;

   상기 제2상부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 입구 면이고, 상기 내측면이 자속 출구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제2상부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제2상부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제2상부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고;

   상기 제1하부 원주방향 차단 영구자석은, 상기 외측면이 자속 출구 면이고, 상기 내측면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제1하부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제1하부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제1하부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되고;

   상기 제2하부 원주방향 차단 영구자석은 상기 외측면이 자속 출구 면이고, 상기 내측면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면인 자화 벡터를 갖고;

   상기 제2하부 원주방향 차단 영구자석의 내측면이 상기 제2하부 반경방향 자석의 외측면에 자기 결합되고, 상기 제2하부 축방향 자석의 외측면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
5. 제1항에 있어서, 제1상부 반경방향 영구자석 조립체, 제2상부 반경방향 영구자석 조립체, 제1중앙 축방향 영구자석 조립체, 제2중앙 축방향 영구자석 조립체, 제1하부 반경방향 영구자석 조립체, 및 제2하부 반경방향 영구자석 조립체는 각각 6개의 평탄한 면을 갖는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
6. 영구자석 조립체는:

   (a)6개 또는 그 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성되는 상부 반경방향 영구자석과;

   (b)6개 또는 그 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성되는 하부 반경방향 영구자석과;

   (c)6개 또는 그 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성되는 중앙 축방향 영구자석과;

   (d)6개 또는 그 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성되는 상부 축방향 영구자석과;

   (e)6개 또는 그 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성되는 하부 축방향 영구자석을 포함하며;

   (a')상기 상부 반경방향 영구자석이, 평탄한 하면에 평행하고 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면과, 제1 및 제2원주방향 단부 면을 포함하고,

   상기 상부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

   (b')상기 하부 반경방향 영구자석이, 평탄한 하면에 평행하고 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면과, 제1 및 제2원주방향 단부 면을 포함하고,

   상기 하부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

   (c')상기 중앙 축방향 영구자석이, 평탄한 하면에 평행하고 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면과, 제1 및 제2원주방향 단부 면을 포함하고,

   상기 중앙 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 출구 면이고, 상기 하면이 자속 입구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 중앙 축방향 영구자석의 하면에 하부 반경방향 영구자석의 상면에 자기 결합되며,

   상기 중앙 축방향 영구자석의 상면에 상기 상부 반경방향 영구자석의 하면이 자기 결합되며;

   (d')상기 상부 축방향 영구자석이, 평탄한 하면에 평행하고 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면과, 제1 및 제2원주방향 단부 면을 포함하고,

   상기 상부 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 입구 면이고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 상부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 상부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고;

   (e')상기 하부 축방향 영구자석이, 평편한 하면에 평행하고 반대편에 있는 평편한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면의 반대편에 있는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면과, 제1 및 제2원주방향 단부 면을 부가로 포함하고,

   상기 하부 축방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면 및 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상기 상면이 자속 입구 면이고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

   상기 하부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이, 상기 하부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되어;

   자기장을 받는 원호모양의 간격이 상기 상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
7. 제6항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

   상부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부와, 중앙 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부와, 하부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부와 자기결합되는 오목한 곡선의 내측 반경방향 면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 외부 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
8. 제7항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

   상부 반경방향 영구자석 상면의 적어도 일부와, 상부 축방향 영구자석 상면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 저면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 상부 외장과;

   하부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와, 하부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 하부 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

   상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 상부 자극 피스와;

   하부 축방향 영구자석 상면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 하면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 하부 자극 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
10. 제6항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    상부 반경방향 영구자석 상면의 적어도 일부와, 상부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 저면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성되는 상부 외장과;

    하부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와, 하부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부에 자기결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료로 이루어진 원호모양 중실체로 형성된 하부 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
11. 영구자석 조립체는:

    (a)제1상부 반경방향 영구자석 및 제2상부 반경방향 영구자석과;

    (b)제1상부 축방향 영구자석 및 제2상부 축방향 영구자석과;

    (c)제1하부 반경방향 영구자석 및 제2하부 반경방향 영구자석과;

    (d)제1하부 축방향 영구자석 및 제2하부 축방향 영구자석과;

    (e)하면의 반대편에 있는 상면을 가진 중실체로 형성된 중앙 축방향 영구자석을 포함하며;

    (a')상기 제1상부 반경방향 영구자석 및 제2상부 반경방향 영구자석에 있어서는,

    6개 또는 그 이상의 평탄한 사각형 블록으로 형성된 상기 각 상부 반경방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 내측 및 외측 반경방향 면, 그리고 상기 제1 및 제2측면이 직교하고,

    상기 각 상부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    상기 제1상부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 투자성 재료의 넓은 후판에 의해 제2상부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 연결되며;

    (b')상기 제1상부 축방향 영구자석 및 제2상부 축방향 영구자석에 있어서는,

    6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 상기 각 상부 반경방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 상기 제1 및 제2측면, 그리고 상기 내측 및 외측 반경방향 면이 직교하고,

    상기 각 상부 축방향 영구자석은, 상기 상면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상기 내측 반경방향 면과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    상기 제1상부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 상기 제1상부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되며,

    상기 제2상부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 상기 제2상부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되며;

    (c')상기 제1하부 반경방향 영구자석 및 제2하부 반경방향 영구자석에 있어서는,

    6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 상기 각 하부 반경방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내부 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 내측 및 외측 반경방향 면, 그리고 상기 제1 및 제2측면이 직교하고,

    상기 각 하부 반경방향 영구자석은, 상기 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상기 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    상기 제1하부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 투자성 재료로 이루어진 넓은 후판에 의해 상기 제2하부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 연결되며;

    (d')상기 제1하부 축방향 영구자석 및 상기 제2하부 축방향 영구자석에 있어서는,

    6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 상기 각 하부 축방향 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 상기 제1 및 제2측면, 그리고 상기 내측 및 외측 반경방향 면이 직교하고,

    상기 각 하부 축방향 영구자석은, 상기 상면이 자속 입구 면으로 있고, 상기 하면이 자속 출구 면으로 있고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상기 내측 반경방향 면과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    상기 제1하부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 상기 제1하부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되며,

    상기 제2하부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 상기 제2하부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되며;

    (e')상기 중앙 축방향 영구자석에 있어서는,

    상기 중앙 축방향 영구자석은, 상기 상면이 자속 출구 면이고, 상기 하면이 자속 입구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    상기 중앙 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부가 상기 제1상부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 제2상부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 자기 결합되고,

    상기 중앙 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부가 상기 제1하부 반경방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와 상기 제2하부 반경방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와 자기 결합되어;

    자기장을 받는 제1간격이 상기 제1상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 제1하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되고, 자기장을 받는 제2간격이 상기 제2상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 상기 제2하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
12. 제11항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1상부 반경방향 차단 영구자석, 제2상부 반경방향 차단 영구자석, 제1하부 반경방향 차단 영구자석 및 제2하부 반경방향 차단 영구자석을 포함하며;

    6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 상기 각 반경방향 차단 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 상기 제1 및 제2측면, 그리고 상기 내측 및 외측 반경방향 면이 직교하고;

    상기 각 상부 반경방향 차단 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고 그리고 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는, 자화 벡터를 갖고;

    상기 하부 반경방향 차단 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상기 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고 그리고 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는, 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은 제1상부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은 제2상부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은 제1하부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은 제2하부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
13. 제11항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1상부 측면 차단 영구자석, 제2상부 측면 차단 영구자석, 제1하부 측면 차단 영구자석 및 제2하부 측면 차단 영구자석을 포함하며;

    6개 또는 그 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 상기 각 측면 차단 영구자석이, 하면에 평행하고 반대편에 있는 상면과, 제2측면에 평행하고 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 평행하고 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 포함하고, 상기 상면 및 하면, 상기 제1 및 제2측면, 그리고 상기 내측 및 외측 반경방향 면이 직교하고;

    상기 각각의 상부 측면 차단 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는, 자화 벡터를 갖고;

    상기 각각의 하부 측면 차단 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는, 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 측면 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은, 제1상부 반경방향 영구자석의 제1측면의 적어도 일부와 제2상부 반경방향 영구자석의 제1측면의 적어도 일부와 자기 결합되고;

    제2상부 측면 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은, 제1상부 반경방향 영구자석의 제2측면의 적어도 일부와 제2상부 반경방향 영구자석의 제2측면의 적어도 일부와 자기 결합되고;

    제1하부 측면 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은, 제1하부 반경방향 영구자석의 제1측면의 적어도 일부와 제2하부 반경방향 영구자석의 제1측면의 적어도 일부와 자기 결합되고;

    제2하부 측면 차단 영구자석의 내측 반경방향 면은, 제1하부 반경방향 영구자석의 제2측면의 적어도 일부와 제2하부 반경방향 영구자석의 제2측면의 적어도 일부와 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
14. 제11항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1상부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부 및, 제1상부 반경방향 영구자석 상면의 적어도 일부와, 제2상부 반경방향 영구자석 상면의 적어도 일부 및, 제2상부 축방향 영구자석 상면의 적어도 일부와 자기 결합되는 평탄한 저면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성되는 상부 외장과;

    제1하부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부 및, 제1하부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와, 제2하부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부 및, 제2하부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 자기 결합 되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성되는 하부 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
15. 제11항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1상부 축방향 영구자석 하면의 적어도 일부와 자기 결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 제1상부 자극 피스와;

    제2상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부에 자기 결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 제2상부 자극 피스와;

    제1하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부에 자기 결합되는 평탄한 하면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 제1하부 자극 피스 및;

    제2하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부에 자기 결합되는 평탄한 하면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 제2하부 자극 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
16. 영구자석 조립체는:

    (a)6개 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성된 외부 축방향 영구자석과;

    (b)6개 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성된 내부 축방향 영구자석과;

    (c)6개 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성된 중앙 반경방향 영구자석과;

    (d)6개 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성된 외부 반경방향 영구자석과;

    (e)6개 이상의 면을 가진 원호모양 중실체로 형성된 내부 반경방향 영구자석을 포함하며;

    (a')외부 축방향 영구자석이 평탄한 하면에 대해 평행하며 반대편에 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면과 반대편에 오목한 곡선의 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2원주방향 단부 면을 갖고,

    외부 축방향 영구자석은, 상면이 자속 출구 면이고, 하면이 자속 입구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 제1 및 제2원주방향 단부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    (b')내부 축방향 영구자석이 평탄한 하면에 대해 평행하며 반대편에 평탄한 상면, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면과 반대편에 오목한 곡선의 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2원주방향 단부 면을 갖고,

    내부 축방향 영구자석은, 상면이 자속 입구 면이고, 하면이 자속 출구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 제1 및 제2원주방향 단부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    (c')중앙 반경방향 영구자석이 평탄한 하면의 반대편에 있는 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면과 반대편에 오목한 곡선의 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2원주방향 단부 면을 갖고,

    중앙 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 상면과 하면이 자속 평행 면이고, 제1 및 제2원주방향 단부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    외부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면이 중앙 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    내부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면이 중앙 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    (d')외부 반경방향 영구자석이 평탄한 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면과 반대편에 오목한 곡선의 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2원주방향 단부 면을 갖고,

    외부 반경방향 영구자석은, 상면 및 하면이 자속 평행 면이고, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 제1 및 제2원주방향 단부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    외부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부는 외부 축방향 영구자석의 상면에 자기 결합되고;

    (e')내부 반경방향 영구자석이 평탄한 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 평탄한 상면과, 볼록한 곡선의 외측 반경방향 면과 반대편에 오목한 곡선의 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2원주방향 단부 면을 갖고,

    내부 반경방향 영구자석은, 상면과 하면이 자속 평행 면이고, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 그리고 제1 및 제2원주방향 단부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    내부 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부는 내부 축방향 영구자석의 상면에 자기 결합되어;

    자기장을 받는 원호모양의 간격은, 외부 반경방향 영구자석의 내부 반경방향 면의 적어도 일부와, 내부 반경방향 영구자석의 외부 반경방향 면의 적어도 일부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
17. 제16항에 있어서, 중앙 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면과 상면과의 사이의 내부 깎임부와, 외측 반경방향 면과 상단부 면과의 사이에 외부 깎임부를 갖는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
18. 제16항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    외부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부와, 외부 축방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부와 자기 결합되는 오목한 형상의 내측 반경방향 면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 외부 외장과;

    내부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와, 중앙 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부 및, 외부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부에 자기 결합되는 평탄한 상면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 저부 외장 그리고;

    내부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면의 적어도 일부와, 내부 축방향 영구자석의 내측 반경방향 면의 적어도 일부에 자기 결합되는 볼록한 외측 반경방향 면을 가진 자기 투자성 재료의 중실체로 형성된 내부 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
19. 제16항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    내부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면의 적어도 일부에 자기 결합되는 오목한 형상의 내측 반경방향 면을 가진 자기 투자성 재료의 원호모양 중실체로 형성된 내부 자극 피스와;

    외부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면의 적어도 일부에 자기 결합되는 볼록한 외측 반경방향 면을 가진 자기 투자성 재료의 원호모양 중실체로 형성된 외부 자극 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
20. 제19항에 있어서, 중앙 반경방향 영구자석은, 내부 자극 피스가 내부 깎임부에 자기 결합되는 상면과 내측 반경방향 면과의 사이에 내부 깎임부와, 외부 자극 피스는 외부 깎임부에 자기 결합되는 상부 면과 외측 반경방향 면과의 사이에 외부 깎임부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
21. 영구자석 조립체는:

    (a)제1상부 주 반경방향 영구자석과 제2상부 주 반경방향 영구자석과;

    (b)제1상부 축방향 영구자석과 제2상부 축방향 영구자석과;

    (c)제1하부 주 반경방향 영구자석과 제2하부 주 반경방향 영구자석과;

    (d)제1하부 축방향 영구자석과 제2하부 축방향 영구자석과;

    (e)하면과 반대편 상면을 가진 중실체로 형성된 중앙 축방향 영구자석을 포함하며;

    (a')제1상부 주 반경방향 영구자석과 제2상부 주 반경방향 영구자석에서는, 7개 이상의 평탄면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 상기 각각의 상부 주 반경방향 영구자석이 5면의 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 5면의 상면과, 제2측면과 평행하며 반대편에 있는 제1측면과, 내측 반경방향 면과 반대편에 있는 제1외측 반경방향 면, 및 제2외측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 내측 반경방향 면, 그리고 제1 및 제2측면은 직교하고,

    각각의 상부 주 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면이 적어도 부분적인 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 적어도 부분적인 자속 출구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 그리고 상면과 하면은 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    제1상부 주 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면은 자기 투자성 재료의 넓은 후판에 의해 제2상부 주 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 연결되고;

    (b')제1상부 축방향 영구자석과 제2상부 축방향 영구자석에서는, 8개 이상의 평탄면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 각각의 상부 축방향 영구자석이, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 제1내측 반경방향 면과 제2내측 반경방향 면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 외측 반경방향 면에 대해 평행하며 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 구비하며,

    각각의 상부 축방향 영구자석은, 내측 반경방향 면과, 측면과, 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상면이 자속 입구 면이고, 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    제1상부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제1상부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제1상부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제1상부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고,

    제2상부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제2상부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제2상부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2상부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    (c')제1하부 주 반경방향 영구자석과 제2하부 주 반경방향 영구자석에서는, 7개 이상의 평탄면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 각각의 하부 주 반경방향 영구자석은, 5면의 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 5면의 상면과, 제2측면에 평행하고 반대편에 있는 제1측면과, 내측 반경방향 면의 반대편에 있는 제1외측 반경방향 면과 제2외측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 상기 내측 반경방향 면, 및 제1 및 제2측면은 직교하고,

    각각의 하부 주 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면이 적어도 부분적으로 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 적어도 부분적으로 자속 입구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고 그리고 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는, 자화 벡터를 갖고,

    제1하부 주 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면은 자기 투자성 재료로 이루어진 넓은 후판에 의해 제2하부 주 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 연결되고;

    (d')제1하부 축방향 영구자석과 제2하부 축방향 영구자석에서는, 8개 이상의 평탄면을 가진 다면성 중실체로 형성되는 각각의 하부 축방향 영구자석은, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 제1내측 반경방향 면과 제2내측 반경방향 면과, 제2측면의 반대편에 있는 제1측면과, 제1외측 반경방향 면과 제2외측 반경방향 면을 구비하며,

    각각의 상부 축방향 영구자석은, 내측 반경방향 면, 측면, 그리고 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 상면이 자속 입구 면이고, 그리고 하면이 자속 출구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    제1하부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제1하부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제1하부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제1하부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고,

    제2하부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제2하부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제2하부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2하부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    (e')중앙 축방향 영구자석에서는, 상면이 자속 출구 면이고 하면이 자속 입구 면으로 있는 자화 벡터를 갖고,

    중앙 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부가 제1상부 주 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와, 제2상부 주 반경방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 자기 결합되며,

    중앙 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부는 제1하부 주 반경방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와, 제2하부 주 반경방향 영구자석의 상면의 적어도 일부에 자기 결합되어;

    자기장을 받는 제1간격이 제1상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 제1하부 축방향 영구자석의 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되고, 그리고 자기장을 받는 제2간격이 제2상부 축방향 영구자석의 하면의 적어도 일부와 제2하부 축방향 영구자석 상면의 적어도 일부와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
22. 제21항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1, 제2, 제3, 및 제4상부 반경방향 차단 영구자석과, 제1, 제2, 제3, 및 제4하부 반경방향 차단 영구자석을 포함하며;

    6개 이상의 평탄면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 각각의 반경방향 차단 영구자석은, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 제2측면과 평행하며 반대편에 있는 제1측면, 및 외측 반경방향 면에 대해 평행하며 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 제1 및 제2측면, 그리고 내측 및 외측 반경방향 면은 직교하고;

    각각의 상부 반경방향 차단 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    각각의 하부 반경방향 블록 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제1상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제3상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제4상부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제1하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2하부 축방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제3하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2하부 축방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제4하부 반경방향 차단 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
23. 제22항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1, 제2, 제3, 및 제4상부 측면 차단 영구자석과, 제1, 제2, 제3, 및 제4하부 측면 차단 영구자석을 포함하며;

    6개 이상의 평탄면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 각각의 측면 차단 영구자석은, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 외측 측면과 평행하며 반대편에 있는 내측 면, 및 외측 반경방향 면에 대해 평행하며 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 제1 및 제2측면, 그리고 내측 및 외측 반경방향 면은 직교하고;

    각각의 상부 측면 차단 영구자석은, 내측 측면이 자속 출구 면이고, 외측 측면이 자속 입구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고 그리고 상면과 하면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    각각의 하부 측면 차단 영구자석은, 내측 측면이 자속 입구 면이고, 외측 측면이 자속 출구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제1측면은 제1상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제2측면은 제2상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제1측면은 제3상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제2측면은 제4상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제1측면은 제1하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제2측면은 제2하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2하부 축방향 영구자석의 제1측면은 제3하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고; 그리고,

    제2하부 축방향 영구자석의 제2측면은 제4하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
24. 제23항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1, 제2, 제3, 및 제4상부 부 반경방향 영구자석과, 제1, 제2, 제3, 및 제4하부 부 반경방향 영구자석을 포함하며;

    6개 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 각각의 부 반경방향 영구자석은, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 제2측면과 평행하며 반대편에 있는 제1측면, 및 외측 반경방향 면에 대해 평행하며 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 제1 및 제2측면, 그리고 내측 및 외측 반경방향 면은 직교하고;

    각각의 상부 부 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    각각의 하부 부 반경방향 영구자석은, 내측 반경방향 면이 자속 출구 면이고, 외측 반경방향 면이 자속 입구 면이고, 제1 및 제2측면이 자속 평행 면이고, 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은, 제1상부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제1상부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은, 제1상부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1상부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2상부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제2상부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제1상부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2상부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제3상부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제3상부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제2상부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2상부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제4상부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제4상부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제2상부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1하부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제1하부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제1하부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제1하부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제1하부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제2하부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제2하부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제1하부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    제2하부 주 반경방향 영구자석의 제1외측 반경방향 면은 제3하부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제3하부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제2하부 축방향 영구자석의 제1내측 반경방향 면에 자기 결합되고; 그리고,

    제2하부 주 반경방향 영구자석의 제2외측 반경방향 면은 제4하부 부 반경방향 영구자석의 내측 반경방향 면에 자기 결합되고 그리고 제4하부 부 반경방향 영구자석의 외측 반경방향 면은 제2하부 축방향 영구자석의 제2내측 반경방향 면에 자기 결합되고;

    상기 제1상부 주 반경방향 영구자석은 제1상부 축방향 영구자석에 간접적으로 자기결합되고, 상기 제2상부 주 반경방향 영구자석은 제2상부 축방향 영구자석에 간접적으로 자기결합되고, 상기 제1하부 주 반경방향 영구자석은 제1하부 축방향 영구자석에 간접적으로 자기결합되고, 그리고 상기 제2하부 주 반경방향 영구자석은 제2하부 축방향 영구자석에 간접적으로 자기결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.
25. 제21항에 있어서, 상기 영구자석 조립체는 부가로:

    제1, 제2, 제3, 및 제4상부 측면 차단 영구자석과, 제1, 제2, 제3, 및 제4하부 측면 차단 영구자석을 포함하며;

    6개 이상의 평탄한 면을 가진 사각형 블록으로 형성되는 각각의 측면 차단 영구자석은, 하면에 대해 평행하며 반대편에 있는 상면과, 외측 측면과 평행하며 반대편에 있는 내측 측면, 및 외측 반경방향 면에 대해 평행하며 반대편에 있는 내측 반경방향 면을 구비하며, 상기 상면 및 하면, 제1 및 제2측면, 그리고 내측 및 외측 반경방향 면은 직교하고;

    각각의 상부 측면 차단 영구자석은, 내측 측면이 자속 출구 면이고, 외측 측면이 자속 입구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    각각의 하부 측면 차단 영구자석은, 내측 측면이 자속 입구 면이고, 외측 측면이 자속 출구 면이고, 내측과 외측 반경방향 면이 자속 평행 면이고, 그리고 상부와 하부 면이 자속 평행 면으로 있는 자화 벡터를 갖고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제1측면은 제1상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1상부 축방향 영구자석의 제2측면은 제2상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제1측면은 제3상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2상부 축방향 영구자석의 제2측면은 제4상부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제1측면은 제1하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제1하부 축방향 영구자석의 제2측면은 제2하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고;

    제2하부 축방향 영구자석의 제1측면은 제3하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되고; 그리고,

    제2하부 축방향 영구자석의 제2측면은 제4하부 측면 차단 영구자석의 내측 측면에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 영구자석 조립체.

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