(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着され、鉄心には磁化方向に延在する貫通孔が形成され、貫通孔の一端部及び／又は他端部、又は中間部には永久磁石が配置され、貫通孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端及び他端には磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と貫通孔の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成されている、ことを特徴とする電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項２】
鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着されている、鉄心には磁化方向に延在しかつ一端が鉄心の一端に開口し他端が閉塞された一端閉塞孔が形成され、一端閉塞孔の開口端部には永久磁石が配置され、一端閉塞孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には強磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端には磁極板が取り付けられ、鉄心の他端には、磁極部が半径方向外側に延び出すよう一体に形成されるか又は磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と一端閉塞孔の内周面との間には、軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成されている、ことを特徴とする電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項３】
非磁性領域は、軸方向の全領域にわたって形成された筒形状の中空部により形成されている、又は軸方向の一部領域にわたって形成された筒形状の中空部と他の領域に挿入された非磁性中空部材とにより形成されている、又は軸方向の全領域にわたって挿入された非磁性中空部材により形成されている、請求項１又は請求項２記載の電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項４】
磁極板の一方及び／又は他方の内側面には凹部が形成され、貫通孔の一端部及び／又は他端部に配置された永久磁石の磁極面の一方を含む一端部は該凹部に嵌合され、該永久磁石の磁極面の他方には凹部が形成され、バー部材の一端面及び／又は他端面には凸部が形成され、バー部材の該凸部は永久磁石の該凹部に嵌合されている、請求項１記載の電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項５】
鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着され、鉄心には磁化方向に延在する貫通孔が形成され、貫通孔の一端部には永久磁石が配置され、貫通孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には強磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端及び他端には磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と貫通孔の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成され、磁極板の他方には凹部が形成され、バー部材の、磁極板の他方側の端部は該凹部に嵌合されている、ことを特徴とする電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項６】
鉄心の貫通孔の一端部には大径部が形成され、大径部には非磁性中空部材が嵌合され、非磁性中空部材の一端部側に永久磁石が嵌合され、非磁性中空部材の他端部側にバー部材の一端部が嵌合され、バー部材の一端部以外の残りの領域の外周面と対応する貫通孔の内周面との間には筒形状の中空部が形成されている、請求項１記載の電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項７】
鉄心の一端閉塞孔の一端部には大径部が形成され、大径部には非磁性中空部材が嵌合され、非磁性中空部材の一端部側に永久磁石が嵌合され、非磁性中空部材の他端部側にバー部材の一端部が嵌合され、バー部材の一端部以外の残りの領域の外周面と対応する一端閉塞孔の内周面との間には筒形状の中空部が形成されている、請求項２記載の電磁石と永久磁石の複合磁石。
【請求項８】
永久磁石から発生する磁束量とコイルから発生する磁束量とをほぼ等しくするか又はコイルから発生する磁束量の方を大きく規定しかつ該永久磁石が装着された部分における鉄心の横断面の面積がコイルから発生する磁界により磁束が飽和する面積になるように規定されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電磁石と永久磁石の複合磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公昭６３−４４９３０号公報には、鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石が開示されている。鉄心の外周縁部の周方向の一部には、軸方向に延在する溝が軸方向の中間部に、又は軸方向の一端部から他端にわたって形成され、この溝に永久磁石が嵌合装着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、永久磁石（例えば、フェライト磁石、希土類磁石等）は、鉄心（一般的には低カーボン鉄材）に比べて透磁率が低い。そして上記複合磁石においては、鉄心の外周縁部の周方向の一部に透磁率の低い永久磁石が装着されているため、コイルに通電して鉄心を磁化したときに、鉄心に生成された磁束を鉄心の磁極面の一方に十分効率的に集めることができない。つまり、鉄心の外周縁部の周方向の一部に透磁率の低い永久磁石が装着されているため、鉄心の外周縁部の周方向の一部が磁化方向に遮断され、鉄心の外周縁部の一部に生成された磁束の流れが永久磁石に妨げられ、鉄心の外周縁部の一部に生成された磁束を、鉄心の磁極面の一方まで所望のとおり効率的に導くことができない。また鉄心の、永久磁石が存在する領域が、コイルの一部に対し半径方向に遠くなり、コイルの通電に対応した磁束を効果的に発生させることができない。したがってコイルに通電して鉄心を磁化したときに、鉄心に十分効率的に磁束を発生させることができず、電磁石の性能を十分に活用することができない、といえる。また、鉄心の外周縁部の周方向の一部に永久磁石が装着される構成に起因して、永久磁石の横断面積を所要のとおりに十分大きくすることができず、永久磁石を有効に使用することができない。以上を総合すると、電磁石及び永久磁石のいずれをも有効に使用することができない、といえる。電磁石及び永久磁石のいずれをも有効に使用することができないことに起因して、電磁石（鉄心及びコイル）の磁化方向の長さが長くなり、複合磁石全体が大型化して重量が増加すると共に製造コストが高くなる。永久磁石が装着された部分における鉄心の横断面積が、永久磁石の横断面積よりも相当大きくなるので、着磁前の永久磁石を鉄心に組付後、着磁のために磁化力を加えたとき、鉄心に多くの磁束が流れてしまい、永久磁石に所要のとおり十分な着磁を施すことができない。この不具合を解決するためには、着磁後の永久磁石を鉄心に装着しなければならず、組付作業が困難となる。更にはまた、鉄心の外周縁部の周方向の一部に永久磁石が装着される構成に起因して、永久磁石の横断面形状を、円形あるいは矩形といった単純な形状にすることができないこと及び鉄心の外周縁部に溝加工を施すことが比較的困難であること等により、製造コストがアップする、との問題点も存在する。更にはまた、上記複合磁石においては、永久磁石の長さが比較的長いので、材料費が高価となる。
【０００４】
本発明の目的は、電磁石及び永久磁石のいずれをも有効に使用することを可能にする、新規な電磁石と永久磁石の複合磁石を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、コイルに通電時に磁極面の一方から発生する磁束が同じとした場合、電磁石の磁化方向の長さを従来よりも短くすることを可能にする、新規な電磁石と永久磁石の複合磁石を提供することである。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、全体の構成をコンパクト化しかつ軽量化すると共に製造コストを低減させることを可能にする、新規な電磁石と永久磁石の複合磁石を提供することである。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、着磁前の永久磁石を鉄心に組付後、永久磁石に所要のとおり十分な着磁を施すことを可能にして永久磁石の鉄心への組付作業を容易化することができる、新規な電磁石と永久磁石の複合磁石を提供することである。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、永久磁石の断面形状を単純な形状にすることができしかも鉄心の外周縁部の周方向の一部に溝加工を施す必要もなく、比較的低コストで製造することを可能にする、新規な電磁石と永久磁石の複合磁石を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着され、鉄心には磁化方向に延在する貫通孔が形成され、貫通孔の一端部及び／又は他端部、又は中間部には永久磁石が配置され、貫通孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端及び他端には磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と貫通孔の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成されている、ことを特徴とする電磁石と永久磁石の複合磁石、が提供される。
【００１０】
鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着されている、鉄心には磁化方向に延在しかつ一端が鉄心の一端に開口し他端が閉塞された一端閉塞孔が形成され、一端閉塞孔の開口端部には永久磁石が配置され、一端閉塞孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には強磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端には磁極板が取り付けられ、鉄心の他端には、磁極部が半径方向外側に延び出すよう一体に形成されるか又は磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と一端閉塞孔の内周面との間には、軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成されている、ことが好ましい。
非磁性領域は、軸方向の全領域にわたって形成された筒形状の中空部により形成されている、又は軸方向の一部領域にわたって形成された筒形状の中空部と他の領域に挿入された非磁性中空部材とにより形成されている、又は軸方向の全領域にわたって挿入された非磁性中空部材により形成されている、ことが好ましい。
磁極板の一方及び／又は他方の内側面には凹部が形成され、貫通孔の一端部及び／又は他端部に配置された永久磁石の磁極面の一方を含む一端部は該凹部に嵌合され、該永久磁石の磁極面の他方には凹部が形成され、バー部材の一端面及び／又は他端面には凸部が形成され、バー部材の該凸部は永久磁石の該凹部に嵌合されている、ことが好ましい。
鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備えた、電磁石と永久磁石の複合磁石において、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着され、鉄心には磁化方向に延在する貫通孔が形成され、貫通孔の一端部には永久磁石が配置され、貫通孔の、永久磁石が配置された領域以外の他の領域には強磁性材料からなるバー部材が配置され、鉄心の一端及び他端には磁極板が取り付けられ、永久磁石及びバー部材の外周面と貫通孔の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって非磁性領域が形成され、磁極板の他方には凹部が形成され、バー部材の、磁極板の他方側の端部は該凹部に嵌合されている、ことが好ましい。
鉄心の貫通孔の一端部には大径部が形成され、大径部には非磁性中空部材が嵌合され、非磁性中空部材の一端部側に永久磁石が嵌合され、非磁性中空部材の他端部側にバー部材の一端部が嵌合され、バー部材の一端部以外の残りの領域の外周面と対応する貫通孔の内周面との間には筒形状の中空部が形成されている、ことが好ましい。
鉄心の一端閉塞孔の一端部には大径部が形成され、大径部には非磁性中空部材が嵌合され、非磁性中空部材の一端部側に永久磁石が嵌合され、非磁性中空部材の他端部側にバー部材の一端部が嵌合され、バー部材の一端部以外の残りの領域の外周面と対応する一端閉塞孔の内周面との間には筒形状の中空部が形成されている、ことが好ましい。
永久磁石から発生する磁束量とコイルから発生する磁束量とをほぼ等しくするか又はコイルから発生する磁束量の方を大きく規定しかつ該永久磁石が装着された部分における鉄心の横断面の面積がコイルから発生する磁界により磁束が飽和する面積になるように規定されている、ことが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された電磁石と永久磁石の複合磁石の好適実施形態を添付図面を参照して更に詳細に説明する。なお、図１〜図２５において、実質上同一部分は同一符号で示されている。また、図面の明確化のため、特に説明上他の部分と区別するために記載した部分を除いては、断面を示すハッチングは省略して図示している。本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石は、鉄心と、鉄心の外周面を囲うよう配設されたコイルと、磁極が鉄心の磁化方向と一致するよう鉄心に装着された永久磁石とを備え、永久磁石は、少なくともその外周面が鉄心に囲まれるよう鉄心の内部に１個又は複数個装着されている。この基本構成は、以下に説明する各実施形態をとおして共通するものである。
【００１２】
先ず図１及び図２を参照して、本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の一つの実施形態について説明する。全体を番号１００で示す電磁石と永久磁石の複合磁石は、鉄心１０と、鉄心１０の外周面を囲うよう鉄心１０の一端部に配設されたコイル２０と、磁極が鉄心１０の磁化方向と一致するよう鉄心１０に装着された永久磁石３０とを備えている。永久磁石３０は、少なくともその外周面が鉄心１０に囲まれるよう、鉄心１０の内部に１個、装着されている。図示の実施形態において、鉄心１０の磁化の方向は、鉄心１０の一端面（図１において左端面）がＮ極、鉄心１０の他端面（図１において右端面）がＳ極となるよう規定されている。
【００１３】
更に具体的に説明すると、残留磁束がほとんど残らない材料である磁性材料から形成される鉄心１０は、横断面が円形状をなしかつ軸方向にほぼ一定の横断面形状をもって直線状に延在するよう形成されている。鉄心１０の軸方向の両端面は、軸線に直交する平面と一致するよう形成されている。鉄心１０の磁化方向の一端部には、一端が鉄心１０の一端面（図１において左端面）に開口しかつ他端が奥壁により閉塞された一端閉塞孔１１が形成されている。ほぼ一定の円形横断面形状をもって軸方向に直線状に延在する一端閉塞孔１１は鉄心１０と共通の軸線上に位置付けられている。一端閉塞孔１１の奥壁面は鉄心１０の軸線に直交する平面と一致するよう形成されている。鉄心１０の一端閉塞孔１１には永久磁石３０が装着されている。例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石３０は、横断面が円形状をなしかつ軸方向にほぼ一定の横断面形状をもって直線状に延在するよう形成されている。永久磁石３０の外周面は、鉄心１０の一端閉塞孔１１の内周面に嵌合装着しうるよう、該内周面の直径とほぼ同じ直径を有するよう形成され、また永久磁石３０の軸方向長さは、鉄心１０の一端閉塞孔１１の軸方向長さと実質上同じに形成されている。永久磁石３０は、鉄心１０の一端閉塞孔１１の内周面に嵌合装着されることにより、鉄心１０の一端部内に装着される。永久磁石３０の一端面（図１において左端面）は、鉄心１０の一端面と実質上同一平面上に位置付けられて鉄心１０の外側に露呈されるが、永久磁石３０の外周面及び他端面（図１において右端面）は、それぞれ、鉄心１０の一端閉塞孔１１の内周面及び奥壁に実質上密着して囲まれ（覆われ）、永久磁石３０の外側に露呈されることはない。
【００１４】
鉄心１０の外周面にはボビン２２が嵌合装着されている。例えば、耐熱性のある合成樹脂材や絶縁紙等、非磁性の絶縁体から形成されるボビン２２は、円筒部と、円筒部の軸方向両端に形成された環状フランジとから構成され、環状フランジの各々の軸方向外側面は、ボビン２２の軸線に直交する平面と一致するよう形成されている。ボビン２２の環状フランジの各々間における円筒部の外周面にコイル２０が装着されている。ボビン２２は、その円筒部の内周面が鉄心１０の外周面に嵌合されることにより鉄心１０に装着されている。ボビン２２が鉄心１０に装着された状態で、ボビン２２の軸方向両端面である環状フランジの各々の軸方向外側面は、鉄心１０の両端面と実質上共通の、軸線に直交する平面上に位置付けられる（このようにボビン２２及び鉄心１０の軸方向長さ及び両端面の形状が規定されている）。鉄心１０には、鉄心１０の軸方向両端面及びボビン２２の環状フランジの各々の軸方向外側面の、少なくとも半径方向内側部分を覆うよう、円板形状をなす磁極板２４が取り付けられている。例えば、低カーボン鉄材等の軟磁性材から形成される磁極板２４の各々は、図示しない複数のボルトにより鉄心１０の対応する端面に離脱自在に取り付けられている。磁極板２４の一方の内側面は、鉄心１０の一端面、永久磁石３０の一端面及びボビン２２の環状フランジの一方の軸方向外側面にほぼ密着して取り付けられる。また磁極板２４の他方の内側面は、鉄心１０の他端面及びボビン２２の環状フランジの他方の軸方向外側面にほぼ密着して取り付けられる。磁極板２４の各々は円板形状に形成されているが、矩形状、多角形状等、その他の形状であってもよい。なお、永久磁石３０に水やダスト等が侵入するのを防止するためには、磁極板２４の一方の内側面と、鉄心１０の一端面、永久磁石３０の一端面及びボビン２２の環状フランジの一方の軸方向外側面との間にシーラー等のシーリング材を塗布して、永久磁石３０を密封することが好ましい。また、上記ボビン２２を、鉄心１０の外周面上に塗布後、硬化して絶縁体となるような非磁性材から形成する他の実施形態もある。
【００１５】
上記のように構成される複合磁石１００において、永久磁石３０は、未着磁の状態で鉄心１０に装着される。複合磁石１００の一部として未着磁の永久磁石３０が鉄心１０に装着された状態において、永久磁石３０に着磁を施すに際しては、磁極板２４の各々の外側面に永久磁石３０を着磁するための磁化力を加える（着磁ヨークの励磁コイルへの通電）と同時にコイル２０にも大電流を流して、永久磁石３０を囲む鉄心１０の部分を磁気飽和又はそれに近い状態にする。その結果、永久磁石３０の周囲の鉄心１０の部分は磁気飽和又はそれに近い状態にされるので、永久磁石３０を着磁するために加えられた磁化力により鉄心１０を流れる磁束は、永久磁石３０の部分においてそのほとんどが永久磁石３０を通って流れるように導かれ、永久磁石３０に所要のとおりの着磁が可能になる。これは、永久磁石３０の外周面が鉄心１０に囲まれるよう、永久磁石３０が鉄心１０の内部に装着される上記構成に起因するものである。なお、永久磁石３０を着磁するための磁化力の付加及びコイル２０への通電は、瞬時（例えば、２〜３ｍｓｅｃ）である。
【００１６】
上記複合磁石１００において、鉄心１０の磁化方向は、鉄心１０の一端面（図１において左端面）、したがって磁極板２４の一方（図１において左方の磁極板２４）がＮ極となり、磁極板２４の他方（図１において右方の磁極板２４）がＳ極となるよう予め規定されているので、永久磁石３０の一端面（図１において左端面）の磁極はＮ極に、また他端面（図１において右端面）はＳ極に、それぞれ着磁される。図３には、複合磁石１００において、コイル２０に通電されない状態における磁束線の様子が模式的に示されている。永久磁石３０の磁束は、磁極板２４の一方及び鉄心１０内に形成されるループ状の磁気回路を流れ、外部への漏れは実質上防止される。また図４には、複合磁石１００において、コイル２０に通電された状態における磁束線の様子が模式的に示されている。コイル２０に通電されると、鉄心１０の上記一端面（したがって磁極板２４の一方）がＮ極、鉄心１０の上記他端面（したがって磁極板２４の他方）がＳ極となるよう磁化される。その結果、複合磁石１００には、鉄心１０に発生した磁束と永久磁石３０の磁束とが複合された磁界が形成される。
【００１７】
上記複合磁石１００において、電磁石（主として鉄心１０及びコイル２０）及び永久磁石３０のいずれをも有効に使用することが望まれる。そのためには、永久磁石３０の磁束と、コイル２０に通電することにより鉄心１０に発生する磁束とのバランスを最良にすることが望まれる。これらのバランスを最良にするためには、鉄心１０に発生する磁束を、永久磁石３０の磁束と同じか又はそれより大きくなるように規定する必要がある。換言すれば、永久磁石３０の磁束を、鉄心１０に発生する磁束と同じか又はそれより小さくなるように規定する必要がある。永久磁石３０の磁束が大き過ぎると、コイル２０に通電して鉄心１０を磁化しても、永久磁石３０の磁束が鉄心１０内で磁気ショートしてしまい、永久磁石３０の磁束を有効に使えない。また鉄心１０の、永久磁石３０の外周面を囲む部分の横断面積が小さ過ぎると、コイル２０に通電しない状態において、永久磁石３０の磁束が複合磁石１００の外部に洩れ出すことになる。なお、鉄心１０の、永久磁石３０の外周面を囲む部分の横断面積の大きさは、コイル２０に通電しない状態で、永久磁石３０による磁束で飽和する状態又はそれに近い状態になるように規定されることが好ましい。またコイル２０に通電した状態で、コイル２０から発生する磁界により磁束が飽和する面積になるように規定されることが好ましい。
【００１８】
以上の観点から、上記複合磁石１００においては、鉄心１０の飽和磁束密度と永久磁石３０の磁束密度とがほぼ等しい場合、永久磁石３０の横断面の面積は、永久磁石３０が装着された部分における鉄心１０の横断面の面積を越えない範囲で、永久磁石３０が装着された部分における鉄心１０の横断面の面積とほぼ等しくなるように規定されている。換言すれば、永久磁石３０が装着された部分における鉄心１０と永久磁石３０とを合わせた全横断面積を１とすると、永久磁石３０の横断面積はほぼ１／２に、また永久磁石３０が装着された部分における鉄心１０の横断面積はほぼ１／２に、それぞれ規定されている（永久磁石３０の横断面積は鉄心１０の横断面積を越えないように規定される）。このような構成により、コイル２０に通電して鉄心１０を磁化した状態において、複合磁石１００の磁極面の一方（永久磁石３０の一端面を含む鉄心１０の一端面すなわち磁極板２４の一方の外表面）から発生する磁束を１とした場合、該磁束のほぼ１／２は、上記横断面積がほぼ１／２である永久磁石３０から発生する磁束であり、また該磁束の他のほぼ１／２は、上記横断面積がほぼ１／２である鉄心１０から発生させられる磁束である。その結果、上記複合磁石１００によれば、電磁石（主として鉄心１０及びコイル２０）及び永久磁石３０のいずれをも有効に使用することが可能になる。鉄心１０の飽和磁束密度が永久磁石３０の磁束密度よりも高い場合は、鉄心１０の、永久磁石３０が装着された部分の横断面積を小さくし、コイル２０に通電していないときは、永久磁石３０により磁束飽和させておく。いずれにせよ、永久磁石３０から発生する磁束量とコイル２０から発生する磁束量とをほぼ等しくするか、又はコイル２０から発生する磁束量の方を大きく規定することが好ましい。そして鉄心１０の、永久磁石３０の外周面を囲む部分の横断面積の大きさは、コイル２０に通電しない状態で、永久磁石３０による磁束で飽和する状態又はそれに近い状態になるように規定されることが好ましい。またコイル２０に通電した状態で、コイル２０から発生する磁界により磁束が飽和する面積になるように規定されることが好ましい。すなわち本発明によれば、高効率で無駄のない複合磁石１００が得られる。また、複合磁石１００の磁極面の一方から発生する磁束を従来と同じとした場合、コイル２０の巻数を従来よりもほぼ半減でき、したがって、電磁石の磁化方向の長さ（鉄心１０とコイル２０の磁化方向ないし軸方向の長さ）を従来のほぼ１／２に短くすることが可能になり、複合磁石１００全体の構成をコンパクト化しかつ軽量化すると共に製造コストを低減させることを可能にする。もちろんコイル２０へ通電する電流値も少なくなる。
【００１９】
上記複合磁石１００においては、永久磁石３０は少なくともその外周面（図示の実施形態においては外周面及び他端面）が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着されるよう構成されているので、コイル２０に通電して鉄心１０を磁化したときに、鉄心１０に生成された磁束を鉄心１０の磁極面の一方であるＮ極に十分効率的に集めることが可能になった。すなわち、永久磁石３０はその外周面が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着されているので、鉄心１０の外周縁部には鉄心１０の磁化方向の一端から他端にわたって連続した磁気流路が形成される。その結果、鉄心１０の外周縁部に生成された磁束の実質上全てを、鉄心１０の磁極面の一方であるＮ極まで所望のとおり効率的に導くことが可能になった。また鉄心１０の外周縁部は、鉄心１０の磁化方向の一端から他端にわたって、コイル２０に対し半径方向に近い一定の位置に存在するので、コイル２０の通電に対応した磁束を効果的に発生させることが可能になる。したがってコイル２０に通電して鉄心１０を磁化したときに、鉄心１０に十分効率的に磁束を発生させることができるので、電磁石の性能を十分に活用することが可能になる。また、永久磁石３０は少なくともその外周面が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着される構成に起因して、先に述べたように永久磁石３０の横断面積を所要のとおりに十分大きくすることが可能となり、永久磁石３０を有効に使用することが可能になった。その結果、本発明によれば、電磁石及び永久磁石３０のいずれをも有効に使用することが可能になった。
【００２０】
本発明によれば、永久磁石３０はその外周面が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着されているので、永久磁石３０の横断面積を従来におけるよりも相当大きくすることが可能になる。永久磁石３０がその外周面が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着されていること及び永久磁石３０の横断面積を従来におけるよりも相当大きくすることが可能になることに起因して、先に述べたように、着磁前の永久磁石３０を鉄心１０に組付後、着磁のために磁化力を加えても、永久磁石３０に所要のとおり十分な着磁を施すことが可能になり、永久磁石３０の鉄心１０に対する組付作業が容易となる。永久磁石３０が、その外周面が鉄心１０に囲まれるよう鉄心１０の内部に装着される構成に起因して、永久磁石３０の横断面形状を、円形あるいは矩形といった単純な形状にすることが可能になりしかも、鉄心１０の外周縁部に従来におけるような溝加工を施す必要がなく、鉄心１０の一端面に一端閉塞孔１１を切削により容易に加工することができるので、複合磁石１００の製造コストを低減させることが可能になる。更にはまた、上記複合磁石１００においては、永久磁石３０の長さを比較的短くすることが可能になるので、材料の無駄がなくなり、材料費（永久磁石３０の材料費）を低減することが可能になる。永久磁石３０として、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の強力な磁力を有する永久磁石から構成した場合には、鉄心１０の軸方向長さに対して従来におけるよりもその長さ及び全体の大きさを著しく短くかつ小さくすることが可能になり、上記複合磁石１００全体の構成を従来におけるよりも大幅にコンパクト化することが可能になる。
【００２１】
上記実施形態において、鉄心１０、ボビン２２、一端閉塞孔１１及び永久磁石３０の横断面はそれぞれ円形状に形成され、永久磁石３０は、鉄心１０と共通の軸線上に形成された一端閉塞孔１１に嵌合装着されている。この実施形態に代えて、鉄心１０の軸線に対して若干偏心した位置に一端閉塞孔１１を形成し、この一端閉塞孔１１に永久磁石３０を嵌合装着する他の実施形態もある。また、鉄心１０、ボビン２２、一端閉塞孔１１及び永久磁石３０の横断面も円形状に限定されるものではなく、それぞれほぼ矩形状（角部の各々に円形の面取りが施されていることが好ましい）に形成する他の実施形態もあれば、一方が矩形状で他方が円形状であるように組合せる更に他の実施形態もあれば、その他の形状及びそれらを組み合わせた、更に他の実施形態もある。いずれにしても、製造が容易でコンパクトな形状であることが好ましいが、複合磁石１００が使用される、図示しない装置、機器における装着スペースに対応して、それらの形状が設定されることになる。なお、磁極板２４の各々の形状についても同じことがいえる。更にはまた、コイル２０全体の横断面形状も、ボビン２２の横断面の形状に対応して適宜に設定されることはいうまでもない。以上述べたような変形の可能性は、後に説明する複合磁石１００の他の実施形態における各構成部材においても、同様に存在するものである。
【００２２】
上記実施形態において、永久磁石３０は鉄心１０の一端部に１個装着されているが、これに代えて他端部に１個、同様にして装着する他の実施形態（図示せず）もある。この実施形態においては、鉄心１０の他端部に、図１及び図２に示されるのと同様な一端閉塞孔１１が形成され、永久磁石３０はこの一端閉塞孔１１に嵌合装着される。また永久磁石３０を、鉄心１０の一端部及び他端部にそれぞれ１個づつ（合計２個）、同様にして装着する他の実施形態もあるが（図５参照）、この実施形態においては、鉄心１０の一端部及び他端部に、図１及び図２に示されるのと同様な一端閉塞孔１１が形成され、永久磁石３０はこの一端閉塞孔１１の各々に嵌合装着される。永久磁石３０の各々の磁極は、図５に示される実施形態においては、それぞれ鉄心１０の磁化の方向に合わせて、図５において左端面がＮ極、右端面がＳ極となるよう配置されている。この複合磁石１００は、永久磁石３０の数が１個増えたことにより、図１〜図４を参照して説明した複合磁石１００よりも一層強力な磁力を得ることが可能になる。
【００２３】
図６には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図６に示されている複合磁石１００において、鉄心１０は磁化方向の中間部において横断面に沿って二つの鉄心１０Ａに２分割されている。永久磁石３０は、鉄心１０Ａの各々の相互に対向する一端部間に跨がって装着されている。更に具体的に説明すると、鉄心１０Ａの各々の相互に対向する一端部には、先の実施形態におけると同じような一端閉塞孔１１が形成され、永久磁石３０は、鉄心１０Ａの各々の一端閉塞孔１１内に実質上密着して挿入されている。鉄心１０Ａの各々の他端は、図１に示されている実施形態におけると同じとおりにして磁極板２４により覆われている。鉄心１０Ａの各々は、図示はされていないが、磁極板２４の各々と共に相互に図示しない複数のボルトにより共締めされている。この複合磁石１００は、永久磁石３０が鉄心１０の磁化方向の中間部内に配置されているので、先の実施形態におけるよりもダストや水の侵入を受けにくく、永久磁石３０に対するシール性が向上し、永久磁石３０の寿命を一層長くすることができる。また永久磁石３０の磁力が鉄心１０Ａの各々の軸方向にバランスされる。
【００２４】
図７には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図７に示されている複合磁石１００においては、鉄心１０が磁化方向の中間部において横断面に沿って二つの鉄心１０Ａに２分割され、永久磁石３０が、鉄心１０Ａの各々の相互に対向する一端部間に跨がって装着されている。この構成は、図６に示されている実施形態と実質上同じであるが、鉄心１０Ａの各々の他端には、磁極部１２が半径方向外側に延び出すよう一体に形成されている。磁極部１２の各々の構成は、対応する鉄心１０Ａの他端に一体に形成されていることを除いては、磁極板２４と実質上同じである。鉄心１０Ａの各々は、図示はされていないが、相互に図示しない複数のボルトにより共締めされている。この実施形態においては、磁極部１２の各々が対応する鉄心１０Ａの他端に一体に形成されているので、図６に示されている実施形態よりも部品点数が少なくなり、組付作業が一層簡単となる。
【００２５】
なお、図５、図６及び図７に示されている複合磁石１００において、先に説明した以外のその他の基本的構成は、図１〜図４を参照して説明した複合磁石１００と実質上同じであり、したがって、それぞれ、図１〜図４を参照して説明した複合磁石１００と実質上同じ作用効果を得ることができることはいうまでもない。
【００２６】
図８には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図８に示されている複合磁石１００において、鉄心１０には磁化方向に延在する貫通孔１３が形成されている。円形の内周面を有する貫通孔１３は、鉄心１０と共通の軸線上に存在するよう同心に形成されている。貫通孔１３の一端部（図８において左端部）には、永久磁石３０が配置されている。貫通孔１３の、永久磁石３０が配置された領域以外の他の領域にはバー部材４０が配置されている。残留磁束がほとんど残らない材料である磁性材料から形成されているバー部材４０は円形の外周面を有しており、バー部材４０の軸方向の両端面は、軸線に直交する平面と一致するよう形成されている。バー部材４０の直径と永久磁石３０の直径とは実質上同じに形成されているが、貫通孔１３の内径よりも小さく形成されている。永久磁石３０の一端面は鉄心１０の一端面と実質上同一面上に位置付けられ、永久磁石３０の他端面はバー部材４０の一端面に実質上密着させられ、バー部材４０の他端面は鉄心１０の他端面と実質上同一面上に位置付けられる。鉄心１０の一端及び他端には磁極板２４が、図１〜図４を参照して説明した先の実施形態と同じとおりにして取り付けられている。永久磁石３０及びバー部材４０の外周面と貫通孔１３の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって円筒形状をなす隙間、すなわち非磁性領域が形成されている。この円筒形状をなす非磁性領域には、非磁性中空部材５０（円筒部材５０）が実質上密着して挿入されている。非磁性中空部材５０は、アルミニウム、オーステナイト系のステンレス、耐熱性合成樹脂等の非磁性材料から形成されている。
【００２７】
図９には、図８に示されている複合磁石１００において、コイル２０に通電されない状態における磁束線が模式的に示されている。永久磁石３０の磁束は、磁極板２４の一方、鉄心１０、磁極板２４の他方及びバー部材４０内に形成されるループ状の磁気回路を流れ、外部への漏れは実質上防止される。また図１０には、図８に示されている複合磁石１００において、コイル２０に通電された状態における磁束線の様子が模式的に示されている。コイル２０に通電されると、鉄心１０の上記一端面（したがって磁極板２４の一方）がＮ極、鉄心１０の上記他端面（したがって磁極板２４の他方）がＳ極となるよう磁化される。その結果、鉄心１０に発生した磁束と永久磁石３０の磁束とが複合された磁界が形成される。上記説明から容易に理解されるように、図８に示されている複合磁石１００は、コイル２０に通電されない状態において、永久磁石３０の磁束が、コイル２０の内側に存在する鉄心１０及びバー部材４０のほぼ全域にわたって流れているので（図９参照）、コイル２０に通電されたとき、コイル２０により発生させられる磁束に影響され易く、比較的長さの短い永久磁石３０を使用したとしても、該永久磁石３０の磁束が短絡することなく、有効に使用される。したがって、この実施形態においては、特に優れた磁気特性を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石３０であって比較的長さの短い永久磁石３０を使用することが可能になり、材料費を節約しながら最大の効果を発揮させることができ、実用上、有用である。図８に示されている複合磁石１００のその他の基本的構成は、図１〜図４を参照して説明した複合磁石１００と実質上同じであり、したがって、図１〜図４を参照して説明した複合磁石１００と実質上同じ作用効果を得ることができる。
【００２８】
図８に示されている複合磁石１００において、永久磁石３０及びバー部材４０の外周面と貫通孔１３の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって円筒形状をなす非磁性領域が形成され、該非磁性領域には、その軸方向の全領域にわたって非磁性中空部材５０が挿入されている。換言すれば、該非磁性領域は、その軸方向の全領域にわたって挿入された非磁性中空部材５０により形成されている。しかしながらこの実施形態に代えて、該非磁性領域を、軸方向の全領域にわたって形成された円筒形状の中空部（すなわち円筒形状のエアギャップ）のみにより形成する、他の実施形態もある（非磁性中空部材５０を挿入しない形態）。この他の実施形態においては、永久磁石３０及びバー部材４０を安定して保持するための工夫が必要であり、後に図１７を参照して具体的に説明する。なお、図８に示される複合磁石１００の実施形態において、永久磁石３０は、鉄心１０の一端部に１個装着されているが、これに代えて他端部に永久磁石３０を１個、同様にして装着する他の実施形態（図示せず）もある。
【００２９】
図１１〜図２０には、図８に示されている複合磁石１００の他の実施形態が示されている。これらの実施形態における基本的構成は、図８に示されている複合磁石１００と実質上同じであり、したがって実質上同じ作用効果を得ることができる。以下、図示の順に各複合磁石１００について説明する。
【００３０】
図１１及び図１２には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１１に示されている複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００における鉄心１０が、軸心を通りかつ軸心に沿って延在する一つの平面上において、実質上共通の部品からなる二つの鉄心１０Ｂに２分割されるよう構成されている。この構成によれば、非磁性中空部材５０と鉄心１０との組付性が、図８に示されている複合磁石１００におけるよりも一層容易となる。その他の構成は、図８に示されている複合磁石１００と実質上同じである。
【００３１】
図１３には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１３に示されている複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００における鉄心１０の両端部に、永久磁石３０が１個づつ装着されている。この構成によれば、図８に示されている複合磁石１００におけるよりも一層強力な磁力が得られる。その他の構成は、図８に示されている複合磁石１００と実質上同じである。
【００３２】
図１４には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１４に示されている複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００における鉄心１０の軸方向の中間部に、永久磁石３０が１個装着されている。したがって、非磁性中空部材５０に嵌合されるバー部材４０は、二つの実質上共通の部品からなるバー部材４０Ａに分割されている。この構成によれば、永久磁石３０が非磁性中空部材５０の軸方向の中間部内に配置されているので、図８に示されている複合磁石１００におけるよりもダストや水の侵入を受けにくく、永久磁石３０に対するシール性が向上し、永久磁石３０の寿命を一層長くすることができる。また、永久磁石３０の磁力がバー部材４０Ａの各々の軸方向において好適にバランスされる。その他の構成は、図８に示されている複合磁石１００と実質上同じである。
【００３３】
図１５には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１５に示されている複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００における鉄心１０の他端に取り付けられる磁極板２４が鉄心１０と一体に形成されて、磁極部１２を構成している。したがって、鉄心１０には、軸方向に延在しかつ一端が鉄心１０の一端に開口し他端が閉塞された一端閉塞孔１４が形成されている。円形の内周面を有する一端閉塞孔１４は、鉄心１０と共通の軸線上に存在するよう同心に形成され、鉄心１０の一端から他端（一体に形成された磁極部１２によって閉塞された他端）にわたって延在するよう形成されている。一端閉塞孔１４の開口端部には永久磁石３０が配置され、一端閉塞孔１４の、永久磁石３０が配置された領域以外の他の領域には強磁性材料からなるバー部材４０が配置されている。鉄心１０の一端には磁極板２４が取り付けられている。永久磁石３０及びバー部材４０の外周面と一端閉塞孔１５の内周面との間には、軸方向の実質上全領域にわたって円筒形状をなす隙間、すなわち非磁性領域が形成されている。この円筒形状をなす非磁性領域には、非磁性中空部材５０（円筒部材５０）が実質上密着して挿入されている。この構成によれば、図８に示される複合磁石１００と比較して、磁極板２４が１個少なくなる分、部品点数が少なくなり、また非磁性中空部材５０及びバー部材４０に対するシール性が向上する。その他の構成は、図８に示されている複合磁石１００と実質上同じである。
【００３４】
図１６には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１６に示されている複合磁石１００において、鉄心１０には軸方向に延在しかつ一端が鉄心１０の一端に開口し他端が閉塞された一端閉塞孔１４が形成されている。円形の内周面を有する一端閉塞孔１４は、鉄心１０の一端から他端部にわたって延在するよう形成されている。図１５に示されている複合磁石１００においては一端閉塞孔１４は、一端から他端まで延在しているのに対し、図１６に示されている複合磁石１００においては、若干短く形成されている。鉄心１０の一端及び他端には磁極板２４が取り付けられている。その他の構成は、図１５に示されている複合磁石１００と実質上同じである。この構成によれば、図８に示される複合磁石１００におけると同様に、非磁性中空部材５０及びバー部材４０に対するシール性が向上する。
【００３５】
図１７には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１７に示されている複合磁石１００において、磁極板２４の一方及び他方の内側面には凹部２５が形成されている。凹部２５の各々は円形の横断面を有しかつ軸方向に一定の深さを有するよう形成されている。凹部２５の各々は貫通孔１３と共通の軸線上に位置付けられ、各々の直径は永久磁石３０及びバー部材４０の直径とほぼ同じに形成されているが、貫通孔１３の直径よりも小さく形成されている。貫通孔１３の一端部には永久磁石３０が配置されている。貫通孔１３の一端部に配置された永久磁石３０の磁極面の一方を含む一端部は、磁極板２４の一方の凹部２５にほぼ密着して嵌合される。永久磁石３０の磁極面の他方には凹部３２が形成されている。永久磁石３０と共通の軸線上に位置付けられている凹部３２は、円形の横断面を有しかつ軸方向に一定の深さを有するよう形成されている。バー部材４０の一端面には軸方向外側に延び出す凸部４２が形成されている。バー部材４０と共通の軸線上に位置付けられているバー部材４０の凸部４２は、円形の横断面を有しかつ軸方向に一定の高さを有するよう形成されている。凸部４２の直径は永久磁石３０の凹部３２の内径とほぼ同じに形成され、凸部４２の軸方向の高さは永久磁石３０の凹部３２の軸方向の深さとほぼ同じに形成されている。バー部材４０の凸部４２は永久磁石３０の凹部３２にほぼ密着して嵌合され、バー部材４０の他端部は磁極板２４の他方の凹部２５にほぼ密着して嵌合されている。永久磁石３０及びバー部材４０の外周面と貫通孔１３の内周面との間には軸方向の実質上全領域にわたって円筒形状をなす中空部、すなわち非磁性領域Ａが形成されている。この非磁性領域Ａは円筒形状をなす隙間、すなわち円筒形状のエアギャップのみにより形成されている。
【００３６】
図１７に示されている複合磁石１００においては、上記したように、永久磁石３０の一端部が磁極板２４の一方の凹部２５に嵌合され、バー部材４０の一端部の凸部４２が永久磁石３０の磁極面の他方の凹部３２に嵌合され、バー部材４０の他端部が磁極板２４の他方の凹部２５に嵌合されるよう構成されているので、永久磁石３０及びバー部材４０は、永久磁石３０及びバー部材４０の外周面と貫通孔１３の内周面との間に円筒形状をなす隙間Ａを保持しながら、磁極板２４の各々間に安定して保持される。なお、図１７に示される複合磁石１００において、永久磁石３０は、鉄心１０の一端部に配置されているが、これを他端部に配置する他の実施形態もあるし、両端部に配置する更に他の実施形態もある（いずれも図示せず）。図１７に示される複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００と比較して、非磁性中空部材５０が存在しないので、部品点数が少なく、より低コストで製造できる。なお、もちろん、非磁性領域Ａに上記非磁性中空部材５０を嵌合装着する他の実施形態も成立する。
【００３７】
図１８には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１８に示されている複合磁石１００において、鉄心１０の貫通孔１３の一端部には貫通孔１３よりも内径の大きな大径部１５が形成されている。大径部１５は、貫通孔１３と共通の軸線上に位置付けられ、その軸方向長さは、鉄心１０の貫通孔１３の一端部領域の範囲に止まる短い長さに形成されている。大径部１５には非磁性中空部材５２が嵌合装着されている。非磁性中空部材５２は、先に説明した非磁性中空部材５０と同じ材料で形成され、その軸方向長さは大径部１５の軸方向長さとほぼ同じに形成されている。磁極板２４の他方の内側面には凹部２５が形成されている。凹部２５は図１７に示されている複合磁石１００における凹部２５と実質上同じ構成を有している。非磁性中空部材５２の一端部側には、非磁性中空部材５２よりも軸方向長さの短い永久磁石３０がほぼ密着して嵌合されている。また非磁性中空部材５２の他端部側にはバー部材４０の一端部がほぼ密着して嵌合され、バー部材４０の他端部は磁極板２４の他方の凹部２５にほぼ密着して嵌合されている。永久磁石３０の他端面とバー部材４０の一端面とはほぼ密着させられている。バー部材４０の、非磁性中空部材５２に嵌合された一端部以外の残りの領域の外周面と、これに対応する貫通孔１３の内周面との間には円筒形状をなす中空部、すなわち非磁性領域Ａが形成されている。この非磁性領域Ａは円筒形状をなす隙間、すなわち円筒形状のエアギャップのみにより形成されている。
【００３８】
図１８に示されている複合磁石１００においては、上記したように、永久磁石３０、及びバー部材４０の一端部は、大径部１５と磁性板２４の一方により半径方向及び軸方向の移動がしっかりと保持された非磁性中空部材５２に嵌合され、バー部材４０の他端部は磁性板２４の他方の凹部２５に嵌合されるよう構成されているので、永久磁石３０及びバー部材４０は、バー部材４０の、非磁性中空部材５２に嵌合された一端部以外の残りの領域の外周面と、対応する貫通孔１３の内周面との間に円筒形状をなす隙間Ａを保持しながら、磁極板２４の各々間に安定して保持される。なお、図１８に示される複合磁石１００において、永久磁石３０は、鉄心１０の一端部に配置されているが、これを他端部に同様にして配置する他の実施形態もあるし、両端部に同様にして配置する更に他の実施形態もある（いずれも図示せず）。図１８に示される複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００と比較して、非磁性中空部材５２が短くてすむので、より低コストで製造できる。
【００３９】
図１９には、複合磁石１００の更に他の実施形態が示されている。図１９に示されている複合磁石１００において、鉄心１０には、図１６に示されている複合磁石１００におけると同様な一端閉塞孔１４が形成されている。また鉄心１０における、一端閉塞孔１４の閉塞端には凹部１６が形成されている。凹部１６は、図１７に示されている複合磁石１００における凹部２５と実質上同じ構成を有している。鉄心１０の一端閉塞孔１４の一端部には一端閉塞孔１４よりも内径の大きな大径部１５が形成されている。図１８に示されている複合磁石１００におけると同じ構成を有するように形成された大径部１５には、図１８に示されている複合磁石１００におけると同様にして非磁性中空部材５２が嵌合装着されている。非磁性中空部材５２は、先に説明した非磁性中空部材５０と同じ材料で形成されている。非磁性中空部材５２の一端部側には永久磁石３０がほぼ密着して嵌合され、また非磁性中空部材５２の他端部側にはバー部材４０の一端部がほぼ密着して嵌合されている（以上の構成は、図１８に示されている複合磁石１００におけると同じである）。そしてバー部材４０の他端部は、一端閉塞孔１４の凹部１６にほぼ密着して嵌合されている。永久磁石３０の他端面とバー部材４０の一端面とはほぼ密着させられている。バー部材４０の、非磁性中空部材５２に嵌合された一端部以外の残りの領域の外周面と、対応する一端閉塞孔１４の内周面との間には円筒形状をなす中空部、すなわち非磁性領域Ａが形成されている。この非磁性領域Ａは円筒形状をなす隙間、すなわち円筒形状のエアギャップのみにより形成されている。
【００４０】
図１９に示されている複合磁石１００においては、上記したように、永久磁石３０及びバー部材４０の一端部は、大径部１５と磁性板２４の一方により半径方向及び軸方向の移動がしっかりと保持された非磁性中空部材５２に嵌合され、バー部材４０の他端部は、鉄心１０における、一端閉塞孔１４の閉塞端に形成された凹部１６に嵌合されるよう構成されているので、永久磁石３０及びバー部材４０は、バー部材４０の、非磁性中空部材５２に嵌合された一端部以外の残りの領域の外周面と、対応する一端閉塞孔１４の内周面との間に円筒形状をなす隙間Ａを保持しながら、磁極板２４の一方と鉄心１０内の凹部１６との間に安定して保持される。図１９に示される複合磁石１００においては、図８に示される複合磁石１００と比較して、非磁性中空部材５２が短くてすむので、より低コストで製造できる。なお、図２０には、図１９に示されている複合磁石１００を更に簡略化した構成が示されている。すなわち、図２０に示されている複合磁石１００においては、図１９に示されている複合磁石１００におけるバー部材４０を省略しかつ永久磁石３０の軸方向長さを非磁性中空部材５２と一致させると共に一端閉塞孔１４の軸方向長さを永久磁石３０及び非磁性中空部材５２の軸方向長さと一致するよう短く形成したものである。このような簡単な構成においても本発明は成立するものである。
【００４１】
上記した、本発明による、電磁石と永久磁石の複合磁石１００は、種々の装置、機器類に適用可能であるが、例えば、車両、特にトラック等の大型車両のメインブレーキであるフットブレーキを補助するのに使用されている渦電流式減速装置に好適に使用することができる。図２１及び図２２には、本発明による複合磁石１００の実施形態を備えた渦電流式減速装置の実施形態の要部が示されている。トランスミッションの出力軸（図示せず）には、軸方向に間隔をおいて一対の制動ディスク６０が相互に一体に回転しうるよう装着されている。適宜の磁性材料から形成されている制動ディスク６０の各々間には環状の静止支持枠６２が配設されている。静止支持枠６２は図示しないトランスミッションケースに固定されている。この静止支持枠６２に、本発明による複合磁石１００が周方向に間隔をおいて複数個、装着されている。図示の渦電流式減速装置においては、図１に示されている複合磁石１００が配設されている。複合磁石１００の各々の磁極板２４の軸方向外側面は、対応する制動ディスク６０の軸方向内側面に隙間をおいて対向するよう位置付けられている。複合磁石１００の各々は、周方向に隣合う磁極（磁極板２４の各々により構成される磁極）が互いに異極となるように配列されている。複合磁石１００の各々のコイル２０に通電されると、制動ディスク６０の各々間及び複合磁石１００の各々間に磁気回路が形成され（図２２参照）、制動ディスク６０の各々に対する制動が作動させられる。本発明による複合磁石１００は、先に述べたように軸方向の長さを従来よりも短くすることが可能であるので、制動ディスク６０の各々間の間隔を短くすることができ（最大、従来のほぼ１／２）、スペース上有利である。また、本発明による複合磁石１００は、上記の他に、先に述べたとおりの、様々な特徴ある作用効果を有しているので、該複合磁石１００を備えた渦電流式減速装置は、それらの特徴を享受できるものである。
【００４２】
図２３及び図２４には、本発明による複合磁石１００の実施形態を備えた渦電流式減速装置の他の実施形態の要部が示されている。トランスミッションの出力軸（図示せず）には、制動ドラム７０が装着されている。適宜の磁性材料から形成されている制動ドラム７０の半径方向内側には、静止支持筒７２が配設されている。適宜の磁性材料から形成されている静止支持筒７２は、図示しないトランスミッションケースに固定されている。静止支持筒７２の外周面には本発明による複合磁石１００が周方向に間隔をおいて複数個、装着されている。図示の渦電流式減速装置においては、図１に示されている複合磁石１００が配設されている。複合磁石１００の各々において、磁極板２４の一方の外側面は、制動ドラム７０の内周面に隙間をおいて対向するよう位置付けられている。なお、複合磁石１００の各々において、磁極板２４の他方は除去され、鉄心１０の端面が静止支持筒７２の外周面に直接取り付けられるよう構成されている。複合磁石１００の各々は、周方向に隣合う磁極（磁極板２４により構成される磁極）が互いに異極となるよう配列されている。図示の実施形態においては、永久磁石３０は、複合磁石１００の各々においていずれも半径方向外側端部に配置され、周方向に隣合う磁極が相互に異極となるように配置されている。複合磁石１００の各々のコイル２０に通電されると、制動ドラム７０、静止支持筒７２及び複合磁石１００の各々間に磁気回路が形成され（図２４参照）、制動ドラム７０に対する制動が作動させられる。本発明による複合磁石１００は、先に述べたように軸方向の長さを従来よりも短くすることが可能であるので、制動ドラム７０の内径を短縮することができ、スペース上有利である。また、本発明による複合磁石１００は、上記の他に、先に述べたとおりの、様々な特徴ある作用効果を有しているので、該複合磁石１００を備えた渦電流式減速装置は、それらの特徴を享受できるものである。
【００４３】
なお、図２５には、本発明による複合磁石１００の実施形態を備えた渦電流式減速装置の更に他の実施形態の要部が示されているが、この実施形態は図２３及び図２４に示されている渦電流式減速装置の変形例である。図２５における複合磁石１００の各々において、永久磁石３０は、周方向に交互に、半径方向外側端部、半径方向内側端部に配置され、周方向に隣合う磁極の向きが相互に異極となるように配置されている。その他の構成は、図２３及び図２４に示されている渦電流式減速装置におけると実質上同じである。この実施形態においても、図２３及び図２４に示されている渦電流式減速装置におけると実質上同じ作用効果が達成される。以上、図１に示されている電磁石と永久磁石の複合磁石１００を、渦電流式減速装置に適用した実施形態の一部について説明したが、図１に示されている複合磁石１００以外の他の実施形態についても、上記したと同様にして渦電流式減速装置に適用することは容易に可能である。
【００４４】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の種々の変形あるいは修正が可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石によれば、電磁石及び永久磁石のいずれをも有効に使用することを可能にする。また、コイルに通電時に磁極面の一方から発生する磁束が同じとした場合、電磁石の磁化方向の長さを従来よりも短くすることを可能にする。更にはまた、全体の構成をコンパクト化しかつ軽量化すると共に製造コストを低減させることを可能にする。更にはまた、着磁前の永久磁石を鉄心に組付後、永久磁石に所要のとおり十分な着磁を施すことを可能にして永久磁石の鉄心への組付作業を容易化することができる。更にはまた、永久磁石の断面形状を単純な形状にすることができしかも鉄心の外周縁部の周方向の一部に溝加工を施す必要もなく、比較的低コストで製造することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の実施形態を示す縦断面概略図。
【図２】図１に示す複合磁石において、鉄心の、永久磁石が装着された部分における横断面図。
【図３】図１に示す複合磁石において、コイルに通電していないときの磁束の状態を示す説明図であって、図１と同様な縦断面概略図。
【図４】図１に示す複合磁石において、コイルに通電したときの磁束の状態を示す説明図であって、図１と同様な縦断面概略図。
【図５】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図６】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図７】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図８】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図９】図８に示す複合磁石において、コイルに通電していないときの磁束の状態を示す説明図であって、図８と同様な縦断面概略図。
【図１０】図８に示す複合磁石において、コイルに通電したときの磁束の状態を示す説明図であって、図８と同様な縦断面概略図。
【図１１】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１２】図１１に示す複合磁石において、鉄心の、非磁性中空部材が装着された部分における横断面図。
【図１３】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１４】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１５】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１６】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１７】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１８】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図１９】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図２０】本発明による電磁石と永久磁石の複合磁石の更に他の実施形態を示す縦断面概略図。
【図２１】本発明による複合磁石の実施形態を備えた渦電流式減速装置の実施形態の要部を示す縦断面概略図。
【図２２】図２１に示されている渦電流式減速装置の要部の展開図。
【図２３】本発明による複合磁石の実施形態を備えた渦電流式減速装置の他の実施形態の要部を示す縦断面概略図。
【図２４】図２３に示されている渦電流式減速装置の要部の横断面概略図。
【図２５】本発明による複合磁石の実施形態を備えた渦電流式減速装置の他の実施形態の要部を示す横断面概略図。
【符号の説明】
１０  鉄心
１１、１４  一端閉塞孔
１２  磁極部
１３  貫通孔
１５  大径部
２０  コイル
２４  磁極板
３０  永久磁石
４０  バー部材
５０、５２  非磁性中空部材
１００  電磁石と永久磁石の複合磁石
Ａ  非磁性領域（隙間）
【図１】
0003809762.tif 000002
【図２】
0003809762.tif 000003
【図３】
0003809762.tif 000004
【図４】
0003809762.tif 000005
【図５】
0003809762.tif 000006
【図６】
0003809762.tif 000007
【図７】
0003809762.tif 000008
【図８】
0003809762.tif 000009
【図９】
0003809762.tif 000010
【図１０】
0003809762.tif 000011
【図１１】
0003809762.tif 000012
【図１２】
0003809762.tif 000013
【図１３】
0003809762.tif 000014
【図１４】
0003809762.tif 000015
【図１５】
0003809762.tif 000016
【図１６】
0003809762.tif 000017
【図１７】
0003809762.tif 000018
【図１８】
0003809762.tif 000019
【図１９】
0003809762.tif 000020
【図２０】
0003809762.tif 000021
【図２１】
0003809762.tif 000022
【図２２】
0003809762.tif 000023
【図２３】
0003809762.tif 000024
【図２４】
0003809762.tif 000025
【図２５】
0003809762.tif 000026