(57)【要約】【課題】２個以上の永久磁石片を接着または組立するために、永久磁石片同士の反発力を抑制し、大型磁石を容易に組立するのに適した永久磁石片と永久磁石組立体を提供すること。【解決手段】永久磁石組立体１は、凹状の第１組合せ面１６と、凸状の第２組合せ面２６が嵌合して、永久磁石片１０，２０が組み合わされることになる。組合せ面における頂角θ２０を所定範囲に設定することで、これらの組合せ面に発生する磁力の反発力を小さくすることができる。このような組合せ面１６，２６を利用して複数の磁石片１０，２０を組み合わせていけば、比較的に大面積の同一極性の磁極面を持つ磁石組立体を実現することができる。【選択図】図１Ａ
2019114696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片に連結される第２永久磁石片とを有する永久磁石組立体であって、
前記第１永久磁石片は、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連絡するように形成される少なくとも１つの第１組合せ面とを有し、
前記第１面および／または前記第２面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記第１組合せ面は、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面と第２傾斜面を有し、
前記第２永久磁石片は、
第３面と、前記第３面に対向する第４面と、前記第３面および前記第４面を連絡するように形成される少なくとも１つの第２組合せ面とを有し、
前記第３面および／または前記第４面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記第２組合せ面は、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面と第４傾斜面を有し、
前記第１組合せ面と前記第２組合せ面とが組み合わされて連結されるように、前記第１傾斜面と前記第３傾斜面とが略平行であり、前記第２傾斜面と前記第４傾斜面とが略平行である
ことを特徴とする永久磁石組立体。
【請求項２】
前記第１傾斜面は前記第１面と鋭角を成し、前記第２傾斜面は前記第２面と鋭角を成し、前記第３傾斜面は前記第３面と鈍角を成し、前記第４傾斜面は前記第４面と鈍角を成していることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石組立体。
【請求項３】
前記第１永久磁石片は、
少なくとも前記第１面と、前記第１面に対向する第１接合面と、前記第１傾斜面とを有する第３磁石片と、
前記第２面と、前記第２面に対向する第２接合面と、前記第２傾斜面とを有する第４磁石片とを有し、
前記第１接合面と前記第２接合面を対向するように配置して構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の永久磁石組立体。
【請求項４】
前記第１面と第１接合面の間隔と、前記第２面と第２接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さであることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石組立体。
【請求項５】
前記第１面と第１傾斜面の角度と、前記第２面と第２傾斜面の角度とが、実質的に等しいことを特徴とする請求項３または４に記載の永久磁石組立体。
【請求項６】
前記第３磁石片の形状と、前記第４磁石片の形状とが、実質的に等しいことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項７】
前記第２永久磁石片は、
少なくとも前記第３面と、前記第３面に対向する第３接合面と、前記第３傾斜面とを有する第５磁石片と、
前記第４面と、前記第４面に対向する第４接合面と、前記第４傾斜面とを有する第６磁石片とを有し、
前記第３接合面と前記第４接合面を対向するように配置して構成したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項８】
前記第３面と第３接合面の間隔と、前記第４面と第４接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さであることを特徴とする請求項７に記載の永久磁石組立体。
【請求項９】
前記第３面と第３傾斜面の角度と、前記第４面と第４傾斜面との角度とが、実質的に等しいことを特徴とする請求項７または８に記載の永久磁石組立体。
【請求項１０】
前記第５磁石片の形状と、前記第６磁石片の形状とが、実質的に等しいことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項１１】
前記鈍角の角度と前記鋭角の角度との和が略１８０度である請求項２から１０のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項１２】
前記鋭角の角度は、５０度以下である請求項２から１１のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項１３】
前記鈍角の角度は、１３０度以上である請求項２から１１のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項１４】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連絡するように形成される少なくとも１つの組合せ面とを有する永久磁石片であって、
前記第１面および／または前記第２面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記組合せ面は、
少なくとも前記第１面と鋭角を成す第１傾斜面と、前記第２面と鋭角を成す第２傾斜面と、を有することを特徴とする永久磁石片。
【請求項１５】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連結するように形成される少なくとも１つの組合せ面とを有する永久磁石片であって、
前記第１面および／または前記第２面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記組合せ面は、少なくとも前記第１面と鈍角を成す第１傾斜面と、前記第２面と鈍角を成す第２傾斜面と、を有することを特徴とする永久磁石片。
【請求項１６】
凹状の第１組合せ面を有する永久磁石片であって、前記凹状の第１組合せ面の底角が、９０度以下である永久磁石片。
【請求項１７】
凸状の第２組合せ面を有する永久磁石片であって、前記凸状の第２組合せ面の頂角が、９０度以下である永久磁石片。
【請求項１８】
凹状の第１組合せ面を有する第１永久磁石片と、前記凹状の第１組合せ面に接続される凸状の第２組合せ面を有する第２永久磁石片と、を有する永久磁石組立体であって、
前記凸状の第２組合せ面の頂角が、９０度以下である永久磁石組立体。
【請求項１９】
磁性体からなる基材をさらに有し、
前記基材は、第１永久磁石片と前記第２永久磁石片を設置する設置面を有し、
前記第１永久磁石片の第１面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極が同一となるように、
前記第１永久磁石片の第２面と前記第２永久磁石片の第４面を、前記設置面に吸着させるとともに、
前記第１組合せ面と前記第２組合せ面とが組み合わされて連結されるように、前記第１傾斜面と前記第３傾斜面とが略平行であり、前記第２傾斜面と前記第４傾斜面とが略平行である
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項２０】
請求項１〜１３のいずれか、または請求項１９に記載の永久磁石片組立体を用いた永久磁石応用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石片、永久磁石組立体および永久磁石応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に近年においては、複数個の磁石を組み立てた大型磁石が、モータのみならず、たとえば、交通技術の進歩発達に伴い、リニアモーターカーに用いられている。また、大型磁石は、医療技術の発達に伴って、ＭＲＩ用に用いられ、再生可能エネルギーの活用に伴い、風力発電機などに用いられている。
【０００３】
このような機器、装置に用いられる大型磁石として、特許文献１に示すような着磁装置を用いて、予め接着剤で固着して一体化した組立磁石を着磁する事例が知られている。また、予め着磁した磁石片を、特許文献２に示すような組立治具を用いて、組立磁石を製作する事例が知られている。さらには、特許文献３のように、ヨークに溝部を形成し、そこに永久磁石を埋め込むことで、組立磁石を製作する事例が知られている。
【０００４】
しかしながら、複数個の永久磁石片を接着剤で固着して一体化した組立磁石の場合、着磁した後には、隣接する永久磁石片の間には反発力が生じており、各種の工夫を行っても、機械的強度上不利である。特に、苛酷な使用環境が予想される場合や、強度条件が厳しいものには使用しにくいという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２に示す方法では、接着時にも永久磁石片の間に反発力が生じており、接着剤内部の応力状態が良好とはいえず、機械的強度を確保することは困難であるという問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献１〜３のいずれの場合でも、組立磁石としての磁場の均一度が、隣接する永久磁石片の間の継目部分で悪化して、磁束むらを生じるという問題があった。
【０００７】
これらの問題を解消するために、本発明者は、特許文献４に示す永久磁石片とその組立体を提案している。ところが、特許文献４に示す永久磁石片を、同じ磁極を連結するように組み立てる際、一方の永久磁石片の磁極面を基材に接着させずに、他方の永久磁石片を連結させることが困難であることが判明した。すなわち、図１３Ａに示すように、２つの永久磁石片を連結させようとすると、図１３Ｂに示すように、一方の永久磁石片の磁極面が、他方の永久磁石片の傾斜面に沿って移動し、最終的に図１３Ｃに示すように、反対の極性を有する磁極面に吸着され、傾斜面同士の連結が困難になる場合があることが見出された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３２６７１０公報
【特許文献２】特開２０１２−７４５７９号公報
【特許文献３】特開平５−２８４７２１号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１５−１４７３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その第１の目的は、２個以上の永久磁石片を接着または組立する際に、一方の永久磁石片の磁極面が他方の永久磁石片の傾斜面に沿って移動して反対の極性を有する磁極面に吸着されるおそれが少なく、傾斜面同士の連結が困難になることを抑制するための永久磁石組立体を提供することである。さらに、２個以上の永久磁石片を接着または組立するために、永久磁石片同士の反発力を抑制し、大型磁石を容易に組立するのに適した永久磁石片と永久磁石組立体を提供することである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、２個以上の永久磁石片を接着または組立するために、一方の永久磁石片の磁極面が、他方の永久磁石片の傾斜面に沿って移動し、反対の極性を有する磁極面に吸着され、傾斜面同士の連結が困難になることを抑制するための永久磁石片を提供することである。
【００１１】
本発明の第３の目的は、２個以上の永久磁石片を容易に接着または組立するのに適した、永久磁石片同士を嵌合するための永久磁石片を提供することである。
【００１２】
本発明の第４の目的は、２個以上の永久磁石片を接着または組立するために、永久磁石片同士の反発力を抑制し、一方の永久磁石片の磁極面が、他方の永久磁石片の傾斜面に沿って移動し、反対の極性を有する磁極面に吸着されない構成とすることで、大型磁石をさらに容易に組立するのに適した永久磁石組立体を提供することである。
【００１３】
本発明の第５の目的は、２個以上の永久磁石片を接着または組立するために、永久磁石片同士の反発力を抑制し、大型磁石を容易に組立するのに適した永久磁石組立体を備える永久磁石応用装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記第１の目的を達成するために、本発明の第１観点に係る永久磁石組立体は、
第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片に連結される第２永久磁石片とを有する永久磁石組立体であって、
前記第１永久磁石片は、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連絡するように形成される少なくとも１つの第１組合せ面とを有し、
前記第１面および／または前記第２面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記第１組合せ面は、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面と第２傾斜面を有し、
前記第２永久磁石片は、
第３面と、前記第３面に対向する第４面と、前記第３面および前記第４面を連絡するように形成される少なくとも１つの第２組合せ面とを有し、
前記第３面および／または前記第４面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記第２組合せ面は、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面と第４傾斜面を有し、
前記第１組合せ面と前記第２組合せ面とが組み合わされて連結されるように、前記第１傾斜面と前記第３傾斜面とが略平行であり、前記第２傾斜面と前記第４傾斜面とが略平行であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１観点に係る永久磁石組立体では、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面と第２傾斜面を有する第１組合せ面と、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面と第４傾斜面を有する第２組合せ面とが略平行に形成される。このことにより、異なる平面同士が嵌合することになるので、前記第１永久磁石片と前記第２永久磁石片とを連結する際、隣接する前記第１永久磁石片の第１面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極が同じ場合、すなわち、前記第１永久磁石片の第２面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極が異なることで吸着力が働いて、前記第１組合せ面に沿って前記第１永久磁石片が移動しようとしても、前記第２組合せ面によってその動きは阻止される。その結果、前記第１永久磁石片の第１磁極面が、前記第２永久磁石片の前記第１磁極面と反対の極性を有する第２磁極面に吸着されることがない。また、基材に接着させる必要がないので、永久磁石片だけで永久磁石組立体を構成することも可能である。
【００１６】
前記第１傾斜面は前記第１面と鋭角を成し、前記第２傾斜面は前記第２面と鋭角を成し、前記第３傾斜面は前記第３面と鈍角を成し、前記第４傾斜面は前記第４面と鈍角を成していてもよい。このように構成することで、第１組合せ面と第２組合せ面とを組合せた場合に、同一極性を持つ第１面と第３面とを滑らかな平面または曲面で連結することができ、同一極性の大面積の磁石を形成しやすくなる。
【００１７】
前記第１永久磁石片は、
少なくとも前記第１面と、前記第１面に対向する第１接合面と、前記第１傾斜面とを有する第３磁石片と、
前記第２面と、前記第２面に対向する第２接合面と、前記第２傾斜面とを有する第４磁石片とを有し、
前記第１接合面と前記第２接合面を対向するように配置して構成してあってもよい。
【００１８】
このように構成することにより、第３磁石片と第４磁石片とを両者の接合面で接合することにより、第１傾斜面と第２傾斜面とから成る凹状の第１組合せ面を、容易に形成することができる。
【００１９】
前記第１面と第１接合面の間隔と、前記第２面と第２接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さであってもよいが、相互に異なっていてもよい。前記第１面と第１接合面の間隔と、前記第２面と第２接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さである場合には、対称形状の第１傾斜面と第２傾斜面とから成る凹状の第１組合せ面を、容易に形成することができる。
【００２０】
前記第１面と第１傾斜面の角度と、前記第２面と第２傾斜面の角度とが、実質的に等しくしてもよいが、異なっていてもよい。前記第１面と第１傾斜面の角度と、前記第２面と第２傾斜面の角度とが、実質的に等しい場合には、対称形状の第１傾斜面と第２傾斜面とから成る凹状の第１組合せ面を、容易に形成することができる。
【００２１】
前記第３磁石片の形状と、前記第４磁石片の形状とが、実質的に等しくてもよいが、異なっていてもよい。前記第３磁石片の形状と、前記第４磁石片の形状とが、実質的に等しい場合には、同一形状に加工した任意の２つの磁石片を、前記第３磁石片と前記第４磁石片として扱うことが出来るので、対称形状の第１傾斜面と第２傾斜面とから成る凹状の第１組合せ面を、効率よく形成することができる。
【００２２】
前記第２永久磁石片は、
少なくとも前記第３面と、前記第３面に対向する第３接合面と、前記第３傾斜面とを有する第５磁石片と、
前記第４面と、前記第４面に対向する第４接合面と、前記第４傾斜面とを有する第６磁石片とを有し、
前記第３接合面と前記第４接合面を対向するように配置して構成してあってもよい。
【００２３】
このように構成することにより、第５磁石片と第６磁石片とを両者の接合面で接合することにより、第３傾斜面と第４傾斜面とから成る凸状の第２組合せ面を、容易に形成することができる。
【００２４】
前記第３面と第３接合面の間隔と、前記第４面と第４接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さであってもよいが、相互に異なっていてもよい。前記第３面と第３接合面の間隔と、前記第４面と第４接合面の間隔とが、実質的に等しい厚さである場合には、対称形状の第３傾斜面と第４傾斜面とから成る凸状の第２組合せ面を、容易に形成することができる。
【００２５】
前記第３面と第３傾斜面の角度と、前記第４面と第４傾斜面の角度とが、実質的に等しくしてもよいが、異なっていてもよい。前記第３面と第３傾斜面の角度と、前記第４面と第４傾斜面の角度とが、実質的に等しい場合には、対称形状の第３傾斜面と第４傾斜面とから成る凸状の第２組合せ面を、容易に形成することができる。
【００２６】
前記第５磁石片の形状と、前記第６磁石片の形状とが、実質的に等しくてもよいが、異なっていてもよい。前記第５磁石片の形状と、前記第６磁石片の形状とが、実質的に等しい場合には、同一形状に加工した任意の２つの磁石片を、前記第３磁石片と前記第４磁石片として扱うことが出来るので、対称形状の第３傾斜面と第４傾斜面とから成る凸状の第２組合せ面を、効率よく形成することができる。
【００２７】
好ましくは、前記鈍角の角度と前記鋭角の角度との和が略１８０度である。このように構成することで、同一極性の第１面と第３面とを略同一平面で連結することができる。
【００２８】
好ましくは、前記鋭角の角度は、５０度以下、好ましくは３０度以下、さらに好ましくは１７度以下である。このような角度に設定することで、第１組合せ面と第２組合せ面とで、第１永久磁石片と第２永久磁石片とを組み合わせる際に、相互に生じる反発力を小さくすることができ、同一極性の大面積の磁石を組み立てやすくなる。
【００２９】
好ましくは、前記鈍角の角度は、１３０度以上、好ましくは１５０度以上、さらに好ましくは１６３度以上である。このような角度に設定することで、第１組合せ面と第２組合せ面とで、第１永久磁石片と第２永久磁石片とを組み合わせる際に、相互に生じる反発力を小さくすることができ、同一極性の大面積の磁石を組み立てやすくなる。
【００３０】
本発明の第２観点に係る第１永久磁石片は、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連絡するように形成される少なくとも１つの組合せ面とを有する永久磁石片であって、
前記第１面および／または前記第２面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記組合せ面は、
少なくとも前記第１面と鋭角を成す第１傾斜面と、前記第２面と鋭角を成す第２傾斜面と、を有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２観点に係る第２永久磁石片は、
第３面と、前記第３面に対向する第４面と、前記第３面および前記第４面を連結するように形成される少なくとも１つの組合せ面とを有する永久磁石片であって、
前記第３面および／または前記第４面に略垂直な磁束を持つように着磁され、
前記組合せ面は、少なくとも前記第３面と鈍角を成す第３傾斜面と、前記第４面と鈍角を成す第４傾斜面と、を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の第２観点に係る第１永久磁石片では、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面と第２傾斜面を有する第１組合せ面を有する。また、本発明の第２観点に係る第２永久磁石片では、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面と第４傾斜面を有する第２組合せ面が略平行に形成される。
【００３３】
前記第１永久磁石片と前記第２永久磁石片を連結する際、隣接する前記第１永久磁石片の第１面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極とが同じであっても、前記第１永久磁石片の第１磁極面が、前記第２永久磁石片の前記第１磁極面と反対の極性を有する第２磁極面に吸着されることがない。また、基材に接着させる必要がないので、永久磁石片だけで永久磁石組立体を構成することも可能である。
【００３４】
本発明の第３観点に係る第１永久磁石片は、凹状の第１組合せ面を有する永久磁石片であって、前記凹状の第１組合せ面の底角が、１００度以下、好ましくは６０度以下、さらに好ましくは３４度以下である。
【００３５】
本発明の第３観点に係る第２永久磁石片は、凸状の第２組合せ面を有する永久磁石片であって、前記凸状の第２組合せ面の頂角が、１００度以下、好ましくは６０度以下、さらに好ましくは３４度以下である。
【００３６】
本発明の第３観点に係る永久磁石組立体は、
凹状の第１組合せ面を有する第１永久磁石片と、前記凹状の第１組合せ面に接続される凸状の第２組合せ面を有する第２永久磁石片と、を有する永久磁石組立体であって、
前記凸状の第２組合せ面の頂角が、１００度以下、好ましくは６０度以下、さらに好ましくは３４度以下である。
【００３７】
本発明の第３観点に係る永久磁石片および永久磁石組立体では、凹状の第１組合せ面と、凸状の第２組合せ面が嵌合して、永久磁石片が組み合わされることになる。組合せ面の角度を所定範囲に設定してあるため、これらの組合せ面に発生する磁力の反発力を小さくすることができる。このような組合せ面を利用して複数の永久磁石片を組み合わせていけば、比較的に大面積の同一極性の磁極面を持つ永久磁石組立体を実現することができる。
【００３８】
上記第４の目的を達成するために、本発明の第４観点に係る永久磁石組立体は、
磁性体からなる基材をさらに有し、
前記基材は、第１永久磁石片と前記第２永久磁石片を設置する設置面を有し、
前記第１永久磁石片の第１面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極が同一となるように、
前記第１永久磁石片の第２面と前記第２永久磁石片の第４面を、前記設置面に吸着させるとともに、
前記第１組合せ面と前記第２組合せ面とが組み合わされて連結されるように、前記第１傾斜面と前記第３傾斜面とが略平行であり、前記第２傾斜面と前記第４傾斜面とが略平行であることを特徴とする。
【００３９】
本発明の第４観点に係る永久磁石組立体では、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面と第２傾斜面を有する第１組合せ面と、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面と第４傾斜面を有する第２組合せ面とが略平行に形成される。このことにより、異なる平面同士が嵌合することになるので、前記第１永久磁石片と前記第２永久磁石片とを連結する際、隣接する前記第１永久磁石片の第１面の磁極と前記第２永久磁石片の第３面の磁極が同じであっても、前記第１永久磁石片の第１磁極面が、前記第２永久磁石片の前記第１磁極面と反対の極性を有する第２磁極面に吸着されることがない。また、磁性体からなる基材をさらに有することから、磁力の反発力を小さくする組合せ面の角度範囲を広げることが出来る。
【００４０】
なお、従来技術から、複数の永久磁石片を予め接着した磁石組立体を後から着磁することも考えられるが、その場合には、大型の着磁器が必要となる。これに対して、本発明に係る永久磁石片では、着磁済みの永久磁石片を組み合わせて、集合体の磁石組立体を形成することができるため、大型の着磁器を用いずに永久磁石組立体の大型化が可能である。
【００４１】
本発明の永久磁石片は、等方性フェライト焼結磁石、異方性フェライト焼結磁石、異方性希土類焼結磁石等の焼結磁石を所定形状に成形することにより、または成形後の組合せ面を加工することで得ることができる。
【００４２】
本発明の永久磁石片は、磁石粉を樹脂に混練して成形した等方性フェライトボンド磁石、異方性フェライトボンド磁石、等方性希土類ボンド磁石、異方性希土類ボンド磁石等、圧縮成形や射出成形で組合せ面を形成したボンド磁石で得ることができる。
【００４３】
好ましくは、永久磁石片は、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形により得られる成形体を焼結することで得られる。
【００４４】
本発明の永久磁石片では、ＣＩＭ（ceramic injection molding）工法による射出成形によって、鋭角な頂角または底角を持つ組合せ面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、組合せ面においても、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性フェライト焼結磁石を得ることができる。
【００４５】
さらに、本発明の永久磁石片では、ＭＩＭ（metal injection molding）工法による射出成形によって、鋭角な頂角を持つ組合せ面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、組合せ面においても、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性希土類焼結磁石を得ることができる。
【００４６】
本発明の基材は、珪素鋼板、Ｓ４５Ｃなどの構造用炭素鋼、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材、ＳＰＣＣなどの圧延鋼板、ＳＵＳ４３０などの磁性ステンレス鋼などで得ることが出来る
【００４７】
上記第５の目的を達成するために、本発明の第５観点に係る永久磁石片および永久磁石組立体は、たとえばＭＲＩ用磁界発生装置、プラズマ装置の磁界発生装置、回転機の磁気回路、リニアモータ、リニア交通システムなどの永久磁石応用装置に用いられ、幅広い分野に適用することができる。また、本発明の上述した観点に係る永久磁石片および永久磁石組立体は、それぞれ単独で用いるのではなく、組み合わせて用いることも可能である。
【００４８】
本発明に係る永久磁石組立体を用いることで、上述の大型の永久磁石応用装置の製作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施形態に係る永久磁石組立体の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａに示す永久磁石組立体の磁力を示す部分概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは従来例に係る永久磁石組立体の磁力を示す部分概略図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは本発明の実施形態に係る永久磁石組立体において、組合せ面の所定角度と、磁石片の相互間に作用する力との関係を示すグラフである。
【図１Ｅ】図１Ｅは本発明の実施形態に係る永久磁石組立体において、組合せ面の所定角度と、磁石片の相互間に作用する力との関係を、従来例との比較に換算したグラフである。
【図１Ｆ】図１Ｆは本発明の他の実施形態に係る永久磁石組立体（基材付き）において、組合せ面の所定角度と、磁石片の相互間に作用する力との関係を、従来例との比較に換算したグラフである。
【図２Ａ】図２Ａは本発明の他の実施形態に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図３】図３は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図４】図４は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図５】図５は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図６】図６は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図７】図７は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図８】図８は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図９】図９は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図１０】図１０は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図１１】図１１は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図１２】図１２は本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の概略斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは従来例に係る、２つの永久磁石片を連結させた状態の永久磁石組立体の側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは従来例に係る、一方の永久磁石片の磁極面が他方の永久磁石片の傾斜面に沿って移動した状態の永久磁石組立体の側面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは従来例に係る、一方の永久磁石片の磁極面が他方の反対の極性を有する磁極面に吸着された状態の永久磁石組立体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。なお、共通する要素には共通する符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、相対的なものであり特に限定されず、上下左右が逆でも良いが、以下の説明では、図面の上下左右に基づき説明する。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。
【００５１】
（第１実施形態）
図１Ａは、本発明による永久磁石組立体の好適な一実施形態の構成を概略的に示す斜視図である。図１Ａに示すように、本実施形態に係る永久磁石組立体１は、少なくとも第１永久磁石片１０と、第２永久磁石片２０とを有する。第１永久磁石片１０は、機能面となる第１面１２と、第１面１２に略平行に対向し、設置面となる第２面１４とを有する。
【００５２】
なお、本実施形態において、第２面１４である設置面は、何らかの部材、たとえば基材３０に設置される面であるが、必ずしも部材に設置されていなくても良く、第１面１２である機能面とは、装置全体として必要な磁力を発生させる面（磁極面）を意味する。また、図面において、Ｘ軸は、第１永久磁石１０と第２永久磁石２０とが向き合う方向であり、Ｙ軸は、これらの磁石１０および２０の幅方向であり、Ｚ軸は、これらの磁石１０および２０の厚み方向である。
【００５３】
第１永久磁石片１０のＸ軸方向の側面には、第１面１２と第２面１４とを連絡するように凹状の第１組合せ面１６が形成してある。第１永久磁石片１０のその他の側面１８は、本実施形態では、第１面１２と第２面１４とに略垂直な断面で構成してある。
【００５４】
第１組合せ面１６は、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂとを有する。第１傾斜面１６ａと第１面１２との交差部には、上部先端角部１５ａが形成してあり、その角部１５ａの角度θ１１は、５０度以下、好ましくは３０度以下、さらに好ましくは１７度以下の鋭角である。角度θ１１の下限は、特に限定されないが、好ましくは５．７度以上である。
【００５５】
また第２傾斜面１６ｂと第２面１４との交差部には、下部先端角部１５ｂが形成してあり、その角部１５ｂの角度θ１２は、上部先端角部１５ａと同様な角度範囲内に決定されるが、必ずしも同一ではなくてもよい。上部先端角部１５ａと下部先端角部1５ｂとが形成される断面凹状の第１組合せ面１６の凹状底部１７の底角θ１０は、１００度以下、好ましくは６０度以下、さらに好ましくは３４度以下の鋭角である。この底角θ１０の下限は、特に限定されないが、１１．４度以上である。この底角θ１０は、第１面１２と第２面１４とが平行な平面で、第１傾斜面１６ａおよび第２傾斜面１６ｂが平面である場合には、上部先端角度θ１１と下部先端角度θ１２との合計に略等しい。
【００５６】
なお、第１面１２および第２面１４は、必ずしも平面である必要はなく、凸状曲面または凹状曲面であっても良い。また、第１傾斜面１６ａおよび第２傾斜面１６ｂも、必ずしも平面である必要はなく、凸状曲面または凹状曲面であっても良い。また、本実施形態では、角度θ１１と角度θ１２とは等しく、第１面１２から凹状底部１７までの厚みＺ１と、第２面１４から凹状底部１７までの厚みＺ２とは略等しいが、異なっていてもよい。
【００５７】
第２永久磁石片２０のＸ軸方向の側面で、第１永久磁石片１０の第１組合せ面１６に向き合う側面には、第３面２２と第４面２４とを連絡するように凸状の第２組合せ面２６が形成してある。第２永久磁石片２０のその他の側面２８は、本実施形態では、第３面２２と第４面２４とに略垂直な断面で構成してある。
【００５８】
第２組合せ面２６は、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとを有する。第３傾斜面２６ａと第３面２２との交差部には、上部基端角部２５ａが形成してあり、その角部２５ａの角度θ２１は、１３０度以上、好ましくは１５０度以上、さらに好ましくは１６３度以上の鈍角である。角度θ２１の上限は、特に限定されないが、好ましくは１７４．３度以下である。
【００５９】
また第３傾斜面２６ｂと第４面２４との交差部には、下部基端角部２５ｂが形成してあり、その角部２５ｂの角度θ２２は、上部基端角部２５ａと同様な角度範囲内に決定されるが、必ずしも同一ではなくてもよい。ただし、角度θ２１と角度θ２２を略同一の角度にすることで、対称形状の第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとから成る凸状の第２組合せ面２６を、容易に形成することができる。
【００６０】
上部基端角部２５ａと下部基端角部２５ｂとが形成される断面凸状の第２組合せ面２６の凸状頂部２７の頂角θ２０は、底角θ１０と略同じか、多少小さいことが好ましく、具体的には、１００度以下、好ましくは６０度以下、さらに好ましくは３４度以下の鋭角である。この頂角θ２０の下限は、特に限定されないが、１１．４度以上である。
【００６１】
この頂角θ２０は、第３面２２と第４面２４とが平行な平面で、第３傾斜面２６ａおよび第４傾斜面２６ｂが平面である場合には、上部基端角度θ２１の補角（すなわち角度θ１１）と下部基端角度θ２２の補角（すなわち角度θ１２）との合計に略等しい。
【００６２】
なお、第３面２２および第４面２４は、必ずしも平面である必要はなく、凸状曲面または凹状曲面であっても良い。また、第３傾斜面２６ａおよび第４傾斜面２６ｂも、必ずしも平面である必要はなく、凸状曲面または凹状曲面であっても良い。また、本実施形態では、角度θ２１と角度θ２２とは等しい。
【００６３】
本実施形態では、第１永久磁石片１０は、第１面１２および／または第２面１４に略垂直な磁束を持つように着磁され、第１面１２がＮ極となっている。第２永久磁石片２０は、第３面２２および／または第４面２４に略垂直な磁束を持つように着磁され、第３面１２がＮ極となっている。第１面１２と第３面２２とは、面一の平面となるように、凸状の第２組合せ面２６は、凹状の第１組合せ面１６の内部に入り込み、第１傾斜面１６ａと第３傾斜面２６ａとが密着し、第２傾斜面１６ｂと第４傾斜面２６ｂとが密着する。
【００６４】
凸状の第２組合せ面２６と凹状の第１組合せ面１６とは、所定の角度条件では磁力のみで組み合わされる。たとえば角度θ１０が角度θ２０に略等しく、これらの角度θ１０が３４度以下であれば、磁力のみで吸着されることが可能である。なお、角度θ１０が角度θ２０に略等しく、これらの角度θ１０が１００度以下であれば、従来の直立面同士の組合せに比較して、反発力を６０％以下にすることができるため、接着剤などを用いて容易に接着して固定することもできる。
【００６５】
図１Ｂは、図１Ａに示す永久磁石組立体１の永久磁石片１０の凹状底部１７と、永久磁石片２０の凸状頂部２７との組合せ付近における磁束線の分布を示すシミュレーション結果である。図示するように、磁石片１０および２０間のＸ軸方向隙間Ｘｄを０．１ｍｍとして近接させ、頂角θ２０（＝θ１０）が３０度の場合には、磁束線の様子から磁極の分布状態が確認でき、それら磁極の間には吸着力が発生していることが確認できる。
【００６６】
本実施形態によれば、異なる平面を構成する少なくとも第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂを有する第１組合せ面１６と、異なる平面を構成する少なくとも第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂを有する第２組合せ面２６が略平行に形成される。このことにより、異なる平面同士が嵌合することになるので、第１永久磁石片１０と第２永久磁石片２０を連結する際、隣接する第１永久磁石片１０の第１面１２の磁極と第２永久磁石片２０の第３面２２の磁極がＮ極で同じ場合、すなわち、前記第１永久磁石片１０の第２面１４の磁極と前記第２永久磁石片２０の第３面２２の磁極が異なることで吸着力が働いて、前記第１組合せ面１６に沿って前記第１永久磁石片１０が移動しようとしても、前記第２組合せ面２６によってその動きは阻止される。その結果、第１永久磁石片１０の第２面１４が、第２永久磁石片２０の第３面２２に吸着されることがない。また、基材３０などに接着させる必要がないので、永久磁石片１０，２０だけで永久磁石組立体１を構成することも可能である。
【００６７】
本実施形態によれば、複数の永久磁石片１０，２０を組み合わせて、比較的大面積の単一な磁極面を持つ磁石を組み立てることが容易になる。すなわち、比較的に大面積の単一な磁極面（Ｎ極またはＳ極）を持つ磁石を組み立てる際の経済性および生産性を高めることが可能になる。
【００６８】
なお、図１Ｃに示すように、従来の永久磁石片１００ａでは、組合せ面１０６ａが第１面１０２ａおよび第２面１０４ａに対して、略垂直であったため、同一極性で大面積の磁極面を複数の磁石片１００ａで形成しようとした場合に、組合せ面１０６ａの相互間には、磁束線の様子から磁極の分布状態が確認でき、それら磁極の間には強い反発力が発生していた。そのため、複数の永久磁石片１００ａを組み合わせて、比較的大面積の単一な磁極面を持つ磁石を組み立てることは困難である。
【００６９】
本実施形態に係る第１永久磁石片１０と第２永久磁石片２０を組み合わせた際の作用効果を具体的に示すために、図１Ｄに示すように、底角θ１０の角度を、１８０度から２０度まで変化させ、図１Ａに示す磁石片１０，２０の相互間に実際に作用する力をシミュレーションした。なお、底角θ１０は、頂角θ２０と同じであり、角部１５ａの角度θ１１と角部１５ｂの角度θ１２の合計の角度である。
【００７０】
第１永久磁石片１０と第２永久磁石片２０は、通常採用されている焼結磁石の成形工法で成形し、実質的に第１面１２、第２面１４、第３面２２、および第４面２４に対し垂直方向に配向されている。これらの磁石片１０および２０は、それぞれ着磁された異方性希土類焼結磁石で構成してある。
【００７１】
図１Ａに示すように、第１永久磁石片１０に、第２永久磁石片２０を、組合せ面１６，２６同士の隙間Ｘｄを０．１ｍｍで開けた状態で、永久磁石片１０，２０の相互間に働くＸ軸方向の力をシミュレーションで求めた。ここで、第１永久磁石片１０の第１面１２はＮ極に、第２面１４はＳ極に着磁してある。また、第２永久磁石片２０の第３面２２はＮ極に、第４面２４はＳ極に着磁してある。  また、第１永久磁石片１０のＸ軸方向の長さＸａ（Ｘ軸方向の側面１８から凹状底部１７までのＸ軸方向長さ）は、２０ｍｍとし、第２永久磁石片２０のＸ軸方向の長さＸｂ（Ｘ軸方向の側面２８から凸状頂部２７までのＸ軸方向長さ）は、２０ｍｍとし、Ｘ軸方向の全長Ｘｃを４０ｍｍとした。さらに、これらの磁石片１０および２０の厚み（Ｚ軸方向高さ）Ｚ０は、共に５ｍｍとした。さらに、これらの磁石片１０および２０の幅（Ｙ軸方向長さ）Ｙ０は、共に２０ｍｍとした。さらに厚みＺ１と厚みＺ２は、共に２．５ｍｍとした。シミュレーションの結果を図１Ｄに示す。
【００７２】
図１Ｄから分かる通り、θ１０が１８０度から小さくなるに従って、永久磁石片１０，２０に作用する力（図１ＡにおけるＸ軸方向の反発力）が徐々に小さくなっている。これは、第１組合せ面１６と第２組合せ面２６の主要部相互間に、吸着力が発生することに伴い、第１面１２と第３面２２の間、および、第２面１４と第４面２４の間に働く反発力が減じていることを示している。なお、θ１０が１８０度とは、図１Ｃに示す従来例の永久磁石組立体である。
【００７３】
図１Ｄに示すように、θ１０が１００度以下に小さくなると、反発力が従来の６０％以下となり、好ましくはθ１０が６０度以下、さらに好ましくは３８度以下では、反発力がマイナスの値、すなわち、反発力が吸着力に変化することが分かる。
【００７４】
また、図１Ｅは、図１Ａに示す永久磁石片１０，２０の寸法（Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ１’，Ｚ２’およびＹ０）や材質などを変化させても、δ１とδ２の曲線の範囲内において、図１Ｄと同様な結果が得られていることを示している。その例として、下記の表１に示すように、図１Ａに示す永久磁石片１０，２０の寸法（Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ１’，Ｚ２’およびＹ０）を変化させた場合にも、図１Ｅに示すδ１とδ２の曲線の範囲内において、図１Ｄと同様な結果が得られることが確認できた。なお、図１Ｅの縦軸は、図１Ｄと異なり、実際に磁石片に作用する力ではなく、その力を従来例に対する比率で求めてある。
【００７５】
【表１】
2019114696.tif 000003
【００７６】
図１Ｅに示すように、θ１０が１００度以下に小さくなると、反発力が従来の６０％以下となり、好ましくはθ１０が６０度以下に小さくなると、反発力が従来の２０％以下となり、さらに好ましくは３４度以下では、反発力がマイナスの値、すなわち、反発力が吸着力に変化することが分かる。
【００７７】
いずれの例（表１に示す実施例１〜７）においても、磁石片１０，２０の相互間に作用するＸ軸方向の力の従来例に対する比率は、図１Ｅにおいて、δ１とδ２の曲線の範囲内にあることが確認された。このことから、永久磁石片の寸法や材質などを変化させても、２つの永久磁石片１０，２０を隣接して組み合わせることで、磁石片同士の反発力が従来に比べ大きく減少し、その結果、経済性および生産性をさらに高めることが確認された。
【００７８】
また、本実施形態では、図１Ａに示すように、鈍角な角部２５ａの角度θ２１と鋭角な角部１５ａの角度θ１１の和が略１８０度である。また、鈍角な角部２５ｂの角度θ２２と鋭角な角部１５ｂの角度θ１２の和が略１８０度である。しかも、第２永久磁石片２０のＺ軸方向の厚みＺ０は、第１永久磁石片１０のＺ軸方向の厚みと略同一であり、同様にＺ１はＺ１’、Ｚ２はＺ２’と略同一である。
【００７９】
このような関係にある時に、第１永久磁石片１０の第１面１２と第２永久磁石片２０の第３面２２とを連続した滑らかな面一の平面または曲面とすることができる。
【００８０】
なお、従来技術から、複数の永久磁石片を予め接着した磁石組立体を後から着磁することも考えられるが、その場合には、大型の着磁器が必要となる。これに対して、本実施形態では、着磁済みの永久磁石片を組み合わせて、集合体の磁石組立体を形成することができるため、大型の着磁器を用いずに永久磁石組立体の大型化が可能である。
【００８１】
本実施形態の永久磁石片１０，２０は、等方性フェライト焼結磁石、異方性フェライト焼結磁石、異方性希土類焼結磁石等の焼結磁石を所定形状に成形することにより、または成形後の組合せ面を加工することで得ることができる。
【００８２】
また、本実施形態の永久磁石片１０，２０は、磁石粉を樹脂に混練して成形した等方性フェライトボンド磁石、異方性フェライトボンド磁石、等方性希土類ボンド磁石、異方性希土類ボンド磁石等、圧縮成形や射出成形で組合せ面を形成したボンド磁石で得ることができる。
【００８３】
好ましくは、永久磁石片１０，２０は、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形により得られる成形体を焼結することで得られる。ＣＩＭ（ceramic injection molding）工法による射出成形によって、鋭角な頂角または底角を持つ組合せ面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、組合せ面においても、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性フェライト焼結磁石を得ることができる。
【００８４】
さらに、本実施形態の永久磁石片１０，２０では、ＭＩＭ（metal injection molding）工法による射出成形によって、鋭角な頂角を持つ組合せ面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、組合せ面においても、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性希土類焼結磁石を得ることができる。
【００８５】
（第２実施形態）
図２Ａに示すように、本実施形態では、第１永久磁石片１０において、第１面１２から凹状底部１７までの厚みＺ１を、第２面１４から凹状底部１７までの厚みＺ２よりも大きくしてある。その場合には、凹状の第１組合せ面１６における第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂとの傾斜長さも変化することから、それに合わせて凸状の第２組合せ面２６の第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとの傾斜長さも変化させてある。その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【００８６】
（第３実施形態）
図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、本実施形態では、凹状底部１７、凸状頂部２７および／または角部１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂの少なくとも一部には、曲面（Ｒ）加工または面取り加工が成されていてもよい。曲面加工または面取り加工が成されていると、組立時に、角部などが欠けにくくなり、歩留まりを向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【００８７】
（第４実施形態）
図２Ｄに示すように、本実施形態では、第１永久磁石片１０は、第３磁石片１０ａと、第４磁石片１０ｂとから成り、これらが接合されて成形してある。第３磁石片１０ａは、第１面１２と、第１面１２に対向する第１接合面１２ａと、これらを第１組合せ面１６で連絡する第１傾斜面１６ａとを有する。第４磁石片１０ｂは、第２面１４と、第２面１４に対向する第２接合面１４ａと、これらを第１組合せ面１６で連絡する第２傾斜面１６ｂとを有する。
【００８８】
第１永久磁石片１０は、第３磁石片１０ａの第１接合面１２ａと、第４磁石片１０ｂの第２接合面１４ａとを対向するように配置して接合することで成形される。この接合は、接着剤、両面テープ、テープの巻回などによる接合が用いられる。第３磁石片１０ａの第１接合面１２ａと、第４磁石片１０ｂの第２接合面１４ａとの接合は、磁化を行う前に行っても良い。
【００８９】
本実施形態では、第３磁石片１０ａと第４磁石片１０ｂとを両者の接合面１２ａと１４ａで接合することにより、第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂとから成る凹状の第１組合せ面１６を、容易に形成することができる。
【００９０】
本実施形態では、第１面１２と第１接合面１２ａの間隔と、第２面１４と第２接合面１４ａの間隔が実質的に等しい厚さであってもよいが、相互に異なっていてもよい。第１面１２ａと第１接合面１２ａの間隔と、第２面１４と第２接合面１４ａの間隔が実質的に等しい厚さである場合には、対称形状の第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂとから成る凹状の第１組合せ面１６を、容易に形成することができる。
【００９１】
また本実施形態では、第３磁石片１０ａの形状と、第４磁石片１０ｂの形状とが、実質的に等しくてもよいが、異なっていてもよい。第３磁石片１０ａの形状と、第４磁石片１０ｂの形状とが、実質的に等しい場合には、対称形状の第１傾斜面１６ａと第２傾斜面１６ｂとから成る凹状の第１組合せ面１６を、容易に形成することができる。
【００９２】
さらに本実施形態では、第２永久磁石片２０は、第５磁石片２０ａと第６磁石片２０ｂとから成り、これらが接合されて成形してある。第５磁石片２０ａは、第３面２２と、第３面２２に対向する第３接合面２２ａと、これらを第２組合せ面２６で連絡する第３傾斜面２６ａとを有する。第４磁石片２０ｂは、第４面２４と、第４面２４に対向する第４接合面２４ａと、これらを第２組合せ面１６で連絡する第４傾斜面２６ｂとを有する。
【００９３】
第２永久磁石片２０は、第５磁石片２０ａの第３接合面２２ａと、第６磁石片２０ｂの第４接合面２４ａとを対向するように配置して接合することで成形される。この接合は、第３磁石片１０ａと第４磁石片１０ｂとの接合と同様にして行われる。
【００９４】
本実施形態では、第５磁石片２０ａと第６磁石片２０ｂとを両者の接合面で接合することにより、第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとから成る凸状の第２組合せ面２６を、容易に形成することができる。
【００９５】
本実施形態では、第３面２２と第５接合面２２ａの間隔と、第４面２４と第６接合面２４ａの間隔が実質的に等しい厚さであってもよいが、相互に異なっていてもよい。第３面２２ａと第３接合面２２ａの間隔と、第４面２４と第４接合面２４ａの間隔が実質的に等しい厚さである場合には、対称形状の第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとから成る凸状の第２組合せ面２６を、容易に形成することができる。
【００９６】
また本実施形態では、第５磁石片２０ａの形状と、第６磁石片２０ｂの形状とが、実質的に等しくてもよいが、異なっていてもよい。第５磁石片２０ａの形状と、第６磁石片２０ｂの形状とが、実質的に等しい場合には、対称形状の第３傾斜面２６ａと第４傾斜面２６ｂとから成る凸状の第２組合せ面２６を、容易に形成することができる。その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【００９７】
（第５実施形態）
図２Ｅに示すように、本実施形態の永久磁石片１０および２０は、図２Ｄに示す永久磁石片１０および２０の変形例である。
【００９８】
本実施形態の永久磁石片１０では、第４磁石片１０ｂのＺ軸方向の下面が、付加接合面１２ｂとなり、そこに、付加磁石片１０ｃの付加接合面１４ｂが接合される。接合の方法は、上述した実施形態と同様である。本実施形態では、付加磁石片１０ｃのＺ軸方向の下面が第２面１４となるが、その下にさらに付加磁石片が接合されていてもよい。
【００９９】
また、本実施形態の永久磁石片２０では、第６磁石片２０ｂのＺ軸方向の下面が、付加接合面２２ｂとなり、そこに、付加磁石片２０ｃの付加接合面２４ｂが接合される。接合の方法は、上述した実施形態と同様である。本実施形態では、付加磁石片２０ｃのＺ軸方向の下面が第４面２４となるが、その下にさらに付加磁石片が接合されていてもよい。
【０１００】
本実施形態では、第１組合せ面１６には、Ｚ軸方向の上方から、凹状底部１７と凸状頂部１７ａが交互に形成される。凸状頂部１７ａは、第２傾斜面１６ｂと、この第２傾斜面に対して、鋭角な所定角度θ２０ａで傾斜している付加傾斜面１６ｃとで構成される。所定角度θ２０ａは、図１Ａに示す角度θ２０と同様にして決定される。
【０１０１】
また、本実施形態では、第２組合せ面２６には、Ｚ軸方向の上方から、凸状頂部２７と凹状底部２７ａが交互に形成される。凹状底部２７ａは、第４傾斜面２６ｂと、この第４傾斜面に対して、鋭角な所定角度θ１０ａで傾斜している付加傾斜面２６ｃとで構成される。所定角度θ１０ａは、図１Ａに示す角度θ１０と同様にして決定される。
【０１０２】
本実施形態では、凹凸状の第１組合せ面１６に、凸凹状の第２組合せ面２６が組み合わされて、第１永久磁石片１０と第２永久磁石片２０とが一体化される。その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１０３】
（第６実施形態）
図３に示すように、本実施形態では、永久磁石片１０，２０の組み合わせをＸ軸方向および／またはＹ軸方向に２対以上で隣接して組み合わせてある。このように構成された永久磁石組立体は、大型化が容易なので、低コストで簡便に、磁石の有する磁気特性を十分に発揮させつつ、設計の自由度を増大させることができる。さらに、組み合わされた磁石片間の接着強度が劣化しても、反発力が抑えられているので、継ぎ目部分が広がる恐れが低く、磁束量の低下が起こりにくい。また、短時間で容易に、しかも高精度な寸法の大型磁石を製作することでき、加えて磁石間の隙間を小さくできるので、その隙間により生じ得る磁界の不均一性を可及的に小さくできる。
【０１０４】
本実施形態では、第１永久磁石片１０および第２永久磁石片２０を組み合わせたときの全体形状は、特に限定されず、たとえば四角板形状であっても良く、図４に示すように、円板形状であっても良い。その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１０５】
（第７実施形態）
図５に示すように、本実施形態では、永久磁石片２００ａ〜２００ｄを組み合わせて大型の永久磁石組立体を構成している。永久磁石片２００ａは、そのＸ軸方向の一側面に、凹状の第１組合せ面１６を有し、そのＹ軸方向の一側面にも、凹状の第１組合せ面１６を有する。永久磁石片２００ｂは、そのＹ軸方向の一側面に、凸状の第２組合せ面２６を有し、そのＸ軸方向の一側面には、凹状の第１組合せ面１６を有する。
【０１０６】
永久磁石片２００ｃは、そのＸ軸方向の一側面に、凸状の第２組合せ面２６を有し、そのＹ軸方向の一側面にも、凸状の第２組合せ面２６を有する。永久磁石片２００ｄは、そのＸ軸方向の一側面に、凸状の第２組合せ面２６を有し、そのＹ軸方向の一側面には、凹状の第１組合せ面１６を有する。
【０１０７】
本実施形態に係る永久磁石組立体では、Ｘ軸方向とＹ軸方向に、各永久磁石片２００ａ〜２００ｃの相互間に、第１組合せ面１６と第２組合せ面２６との組み合わせが形成される。前述した実施形態と同様にして、第１組合せ面１６と第２組合せ面２６とは、所定条件で吸引力が発生することから、本実施形態では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に比較的大面積の単一な磁極（本実施形態ではＮ極だがＳ極でも良い）の機能面２１２ａ〜２１２ｄを形成することができる。
【０１０８】
なお、各永久磁石片２００ａ〜２００ｄの機能面２１２ａ〜２１２ｄの形状は、平面形状に限定されず、たとえば図６に示すように、機能面２１２ａ〜２１２ｄの集合が、円筒面の一部などの曲面形状であっても良い。さらに、各永久磁石片２００ａ〜２００ｄの組合せで形成される永久磁石組立体の全体形状は、四角板形状に限定されず、たとえば図７に示すように、リング板形状などであっても良い。
【０１０９】
その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１１０】
（第８実施形態）
図８に示すように、本実施形態に係る永久磁石組立体は、少なくとも第２永久磁石片２００ｅと、そのＸ軸方向の両側に配置される第１永久磁石片１００ｅとを有する。第２永久磁石片２００ｅは、そのＸ軸方向の両側に第２組合せ面２６を有する。第１永久磁石片１００ｅは、図１Ａに示す第１永久磁石片１０と同様な構成を有する。
【０１１１】
本実施形態に係る永久磁石組立体では、前述した実施形態と同様にして、第１組合せ面１６と第２組合せ面２６とは、吸引力が発生することから、少なくともＸ軸方向に比較的大面積の単一な磁極（本実施形態ではＮ極だがＳ極でも良い）の機能面１１２ｅおよび２１２ｅを形成することができる。
【０１１２】
その他の構成および作用効果は、前述した実施形態と同様である。また、図面において、共通する部材には、共通する符号を付し、その説明は一部省略する。
【０１１３】
（第９実施形態）
本実施形態は、図１Ａに示す第１実施形態に係る永久磁石組立体１と同一であるが、第２面１４である設置面は、たとえば磁性体ヨークなどの基材３０に設置される面である。なお、基材３０としては、たとえば構造用炭素鋼（たとえばＳ４５Ｃ）のような磁性体が例示され、その他、珪素鋼板、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材、ＳＰＣＣなどの圧延鋼板、ＳＵＳ４３０などの磁性ステンレス鋼などから選択出来る。
【０１１４】
図１Ａにおいて、基材３０としてＳ４５Ｃを用いた以外は、第１実施形態と同様の状態で、永久磁石片１０，２０の相互間に働くＸ軸方向の力をシミュレーションで求めた。その結果を、図１Ｅと同様に、実際に磁石片に作用する力ではなく、その力を従来例に対する比率で求め、図１Ｆに示す。
【０１１５】
図１Ｆから分かる通り、θ１０が１８０度から小さくなるに従って、永久磁石片１０，２０に作用する力（図１ＡにおけるＸ軸方向の反発力）が徐々に小さくなっている。これは、第１組合せ面１６と第２組合せ面２６の主要部相互間に、吸着力が発生することに伴い、第１面１２と第３面２２の間、および、第２面１４と第４面２４の間に働く反発力が減じていることを示している。なお、θ１０が１８０度とは、図１Ｃに示す従来例の永久磁石組立体である。
【０１１６】
図１Ｆに示すように、θ１０が１００度以下に小さくなると、反発力が従来の６０％以下となり、好ましくは、θ１０が７０度以下に小さくなると、反発力が従来の２０％以下となり、さらに好ましくはθ１０が５２度以下では、反発力がマイナスの値、すなわち、反発力が吸着力に変化することが分かる。
【０１１７】
また、図１Ｆは、図１Ａに示す永久磁石片１０，２０の寸法（Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ１’，Ｚ２’およびＹ０）や材質などを変化させても、δ１とδ２の曲線の範囲内において、図１Ｄと同様な結果が得られていることを示している。その例として、下記の表２に示すように、図１Ａに示す永久磁石片１０，２０の寸法（Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ１’，Ｚ２’およびＹ０）を変化させた場合にも、図１Ｆに示すδ１とδ２の曲線の範囲内において、図１Ｄと同様な結果が得られることが確認できた。
【０１１８】
【表２】
2019114696.tif 000004
【０１１９】
いずれの例（表２に示す実施例１１〜１５）においても、磁石片１０，２０の相互間に作用するＸ軸方向の力の従来例に対する比率は、図１Ｆにおいて、δ１とδ２の曲線の範囲内にあることが確認された。このことから、永久磁石片の寸法や材質などを変化させても、２つの永久磁石片１０，２０を隣接して組み合わせることで、永久磁石片同士の反発力が従来に比べ大きく減少し、その結果、経済性および生産性をさらに高めることが確認された。
【０１２０】
（第１０実施形態）
【０１２１】
上述した実施形態に係る永久磁石片および永久磁石組立体は、たとえばＭＲＩ用磁界発生装置、プラズマ装置の磁界発生装置、回転機の磁気回路、リニアモータ、リニア交通システムなどの永久磁石応用装置などに用いられ、幅広い分野に適用することができる。
【０１２２】
図９は、ＭＲＩ用磁界発生装置２５０を示す。磁界発生装置２５０は、強磁性体材料で構成してあるケーシング２５２を有し、その内部に、大面積の磁極面を持つＮ極磁石２５４と、大面積の磁極面を持つＳ極磁石２５６とが、所定の空間で向き合って配置される。本実施形態では、Ｎ極磁石２５４と、Ｓ極磁石２５６とを、それぞれ上述した実施形態の永久磁石組立体で構成することができる。
【０１２３】
図１０は、プラズマ装置３００の磁界発生装置３０２を示す。磁界発生装置３０２は、リング状の磁石３０４と、円板状の磁石３０６とを有する。本実施形態では、リング状の磁石３０４と、円板状の磁石３０６とを、それぞれ上述した実施形態の永久磁石組立体で構成することができる。
【０１２４】
図１１は、モータ回転子４００を示す。モータ回転子４００は、回転軸４０２を有する。回転軸４０２には、その軸方向に沿って積層電磁鋼板４０４が積層してあり、その外周に、複数の磁石４０６が装着される。本実施形態では、各磁石４０６自体、または磁石４０６の組み合わせを、上述した実施形態の永久磁石組立体で構成することができる。
【０１２５】
図１２は、リニアモータ５００を示す。リニアモータ５００は、固定子５０２と移動子５０４とを有する。固定子５０２の表面には、移動子５０４の移動方向に沿って電磁コイル５０６が配置してある。固定子５０２に対して、所定間隔で向き合う移動子５０４を、移動方向に沿って、Ｎ極に着磁された永久磁石５０６ａと、Ｓ極に着磁された永久磁石５０７ａとを、それぞれ上述した実施形態の永久磁石組立体で交互に固定して構成することができる。
【０１２６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば本発明では、上述した実施形態を単独で用いることなく、上述した２以上の実施形態を組み合わせて用いてもよい。また、上述した実施形態では、組合せ面が、全て平面を組み合わせた凹形状または凸形状であったが、平面に限定されず、曲面の凹形状または凸形状であってもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１…  永久磁石組立体
１０…  第１永久磁石片
１０ａ…  第３磁石片
１０ｂ…  第４磁石片
１０ｃ…  付加磁石片
１２…  第１面
１２ａ…  第１接合面
１２ｂ…  付加接合面
１４…  第２面
１４ａ…  第２接合面
１４ｂ…  付加接合面
１５ａ，１５ｂ…  先端角部
１６…  第１組合せ面
１６ａ…  第１傾斜面
１６ｂ…  第２傾斜面
１６ｃ…  付加傾斜面
１７…  凹状底部
１７ａ…  凸状頂部
１８…  側面
２０…  第２永久磁石片
２０ａ…  第５磁石片
２０ｂ…  第６磁石片
２０ｃ…  付加磁石片
２２…  第３面
２２ａ…  第３接合面
２２ｂ…  付加接合面
２４…  第４面
２４ａ…  第４接合面
２４ｂ…  付加接合面
２５ａ，２５ｂ…  基端角部
２６…  第２組合せ面
２６ａ…  第３傾斜面
２６ｂ…  第４傾斜面
２６ｃ…  付加傾斜面
２７…  凸状頂部
２７ａ…  凹状底部
２８…  側面
３０…  基材
【図１Ａ】
2019114696.tif 000005
【図１Ｂ】
2019114696.tif 000006
【図１Ｃ】
2019114696.tif 000007
【図１Ｄ】
2019114696.tif 000008
【図１Ｅ】
2019114696.tif 000009
【図１Ｆ】
2019114696.tif 000010
【図２Ａ】
2019114696.tif 000011
【図２Ｂ】
2019114696.tif 000012
【図２Ｃ】
2019114696.tif 000013
【図２Ｄ】
2019114696.tif 000014
【図２Ｅ】
2019114696.tif 000015
【図３】
2019114696.tif 000016
【図４】
2019114696.tif 000017
【図５】
2019114696.tif 000018
【図６】
2019114696.tif 000019
【図７】
2019114696.tif 000020
【図８】
2019114696.tif 000021
【図９】
2019114696.tif 000022
【図１０】
2019114696.tif 000023
【図１１】
2019114696.tif 000024
【図１２】
2019114696.tif 000025
【図１３Ａ】
2019114696.tif 000026
【図１３Ｂ】
2019114696.tif 000027
【図１３Ｃ】
2019114696.tif 000028