JP2006238565A - 永久磁石式回転電機、それに用いる永久磁石の製造方法およびその製造方法を用いた永久磁石式回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 渦電流を低減し、かつ高出力を達成できる永久磁石式回転電機を簡易かつ低コストに実現する。
【解決手段】 永久磁石は、焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末２０，３０との混合物を圧縮成形して成る成形体を焼結した焼結体１１からなる。成形体において、第１および第２の磁石用粉末２０，３０は、所定の方向に交互に堆積される。焼結体１１は、収縮率が相対的に低い第２の磁石用粉末３０の堆積部分にそれぞれ配される複数の間隙部１２を含む。永久磁石に生じる渦電流は、間隙部１２によって電気的に分断された複数の経路に分割される。その結果、単体の磁石で構成される永久磁石に対して渦電流に対する電気抵抗が高くなり、渦電流が低減される。また、スリットの加工処理が不要となるため、ロータに埋め込まれる永久磁石の占積率の向上および低コスト化を実現できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、永久磁石式回転電機、それに用いる永久磁石の製造方法およびその製造方法を用いた永久磁石式回転電機の製造方法に関し、特に、渦電流を低減して高出力を達成できる永久磁石式回転電機、それに用いる永久磁石の製造方法およびその製造方法を用いた永久磁石式回転電機の製造方法に関する。

永久磁石式回転電機の回転子（以下、ロータとも称する）においては、例えば図６に示すように、ロータコア５０に複数の穴５２を設け、この穴５２の内部に永久磁石５４を挿入配置することによって極が形成される。そして、ロータコア５０を取り囲むように配置した固定子（以下、ステータとも称する）６０側のコイルに通電して形成された回転磁界に基づいて、ロータが回転駆動される。永久磁石５４により所定の極毎の磁界が形成されるため、小型で、高出力が得られる。

ここで、ステータ６０のコイルによって発生される磁束は永久磁石５４を貫くため、永久磁石５４において渦電流が発生する。図７は、図６における永久磁石５４に生起する渦電流の電流経路を示す図である。詳細には、図７（Ａ）は、図６のロータコア５０の１つの穴５２に挿入される永久磁石５４の構造を示し、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の永久磁石５４に生起する渦電流の電流経路を示す。

ロータコア５０の１つの穴５２に挿入される永久磁石５４が図７（Ａ）のように単体の場合には、永久磁石５４には、図７（Ｂ）の矢印で示すように、磁束密度が比較的高い端部において、単体の磁石全体を電流経路とする経路の広い渦電流が生起される。磁石中に発生した渦電流は、回転電機の小型化、高速化および高出力化に伴い、その発熱および損失の問題が顕著となる。すなわち、発熱は磁石の減磁につながり、回転電機の故障の原因となる。また、渦電流による損失は、回転電機の効率を低下させることとなる。

そこで、永久磁石式回転電機においては、磁石内部に生じる渦電流の低減が重要な課題とされており、従来より渦電流を抑えた永久磁石の構造が多数開示されている（たとえば特許文献１〜７参照）。これらの特許文献に開示される永久磁石の構造は、概して、以下に掲げる２通りに大別される。

図８は、従来の永久磁石式回転電機における永久磁石の第１の構造を示す図である。

図８（Ａ）を参照して、ロータコア５０の１つの穴５２に挿入される永久磁石５６は、回転方向に対して垂直方向（回転軸方向に相当）に配列される複数の永久磁石片５６０で構成される。すなわち、永久磁石片５６０は、図８（Ａ）に示す単体の永久磁石５４を複数の永久磁石片に分割したものに等しい。以下においては、当該第１の構造に係る永久磁石５６を、単に「分割型の永久磁石」とも称する。

なお、隣接する永久磁石片５６０の間には、電気的絶縁を確保するための絶縁材５６２が介在する。絶縁材５６２としては、例えば、絶縁紙、絶縁テープ、エポキシ樹脂等の合成樹脂が用いられる。さらに、個々の永久磁石片５６０には、図示しない絶縁材でコーティングされる絶縁処理が施されている。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の永久磁石５６に生起する渦電流を示す図である。

図８（Ｂ）を参照して、渦電流は、個々の永久磁石片５６０を、矢印で示された電流経路に沿って流れる。すなわち、渦電流の電流経路は、図７（Ｂ）に示す単一の経路から、永久磁石５６の分割数に応じた複数の経路へと変化することになる。

本構造によれば、渦電流の電流経路は、分割されることによって、渦電流に対する電気抵抗が大きくなり、すなわち渦電流が流れにくくなり、渦電流損失および発熱を低減することができる。

図９は、従来の永久磁石式回転電機における永久磁石の第２の構造を示す図である。

図９（Ａ）を参照して、ロータコア５０の１つの穴５２に挿入される永久磁石は、単体の永久磁石５８で構成される。永久磁石５８は、単体ではあるものの、その回転方向の両端部分が、端部から内側に向けて形成された複数のスリット５８０によって、複数に分割されている点で、図７に示す永久磁石５４とは相違する。なお、以下においては、当該第２の構造に係る永久磁石５８を、単に「スリット型の永久磁石」とも称する。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の永久磁石５８に生起する渦電流を示す図である。

図９（Ｂ）から分かるように、渦電流は、比較的磁束密度の高い永久磁石５８の端部において、複数の電流経路に分割されて流れる。これにより、渦電流経路の長さの総和は、図７（Ｂ）に示す単一の電流経路に対して長くなり、渦電流が低減される。

本構造によれば、本来渦電流が集中する部位にスリット５８０を設けることにより、実質的に永久磁石を分割したときと同様の効果を得ることができる。さらに、永久磁石５８は、組み付け作業などにおいては単体の磁石として扱うことができるため、生産性を高めることができる。
特開２０００−２２８８３８号公報 特開２００２−３４５１８９号公報 特開２０００−２４５０８５号公報 特開平１１−９８７２９号公報 特開２０００−２０９７９７号公報 特開平１１−４５５５号公報 特開平８−３４０６５１号公報

ここで、上述した２通りの従来型の永久磁石において、渦電流の発生を効果的に抑制するには、分割された渦電流の電流経路の１つ１つを小さくする必要がある。このため、分割型の永久磁石においては、個々の永久磁石片５６０が十分小さくなるように、分割数を増やす必要がある。一方、スリット型の永久磁石においては、スリット５８０の総数を増やす必要がある。

しかしながら、分割型の永久磁石５６において、分割数が増加すると、永久磁石片５６０ごとに施された絶縁材が占める体積が大きくなり、見かけの磁気の強さが低下する。このため、単体の永久磁石５４に対して、回転電機の出力トルクが低下してしまうという問題が生じる。

また、スリット型の永久磁石５８においても同様に、スリット数が増加すると、永久磁石５８の全体積に対してスリット５８０の占める割合が大きくなり、回転電機の出力トルクを低下させることになる。

さらに、従来の分割型およびスリット型の永久磁石は、その生産性において、以下に述べる理由によって、製造コストの低減に歯止めが掛けられていた。

詳細には、図８に示す分割型の永久磁石については、パーツごとに成形した永久磁石片５６０を、絶縁材５６２により電気的に絶縁してから一体の永久磁石に復元する必要があり、この絶縁処理に伴なうコストが低コスト化を阻む要因となっていた。特に、先述した渦電流低減の効果は、永久磁石５６の分割数が多いほど渦電流に対する電気抵抗が高くなり、より高い効果を得ることができるが、分割数を増やすことによって、絶縁処理に要するコストも増加してしまうことになる。

一方、図９に示すスリット型の永久磁石については、永久磁石を分割・絶縁する作業が不要となることから、分割型の永久磁石５６に対して生産性を高めることができるものの、スリット５８０によって削られた部分の磁石が単なるロスとなるため、材料歩留まりが悪化する結果となっていた。さらに、スリット５８０の加工は、永久磁石の強度を損ねないための配慮を必要とするため、製造工程が複雑化され、コストの低減に大きな効果を期待することが困難であった。

それゆえ、この発明のある目的は、渦電流を低減し、かつ高出力を達成できる永久磁石式回転電機、それに用いる永久磁石の製造方法およびその製造方法を用いた永久磁石式回転電機の製造方法を提供することである。

この発明の別の目的は、簡易かつ低コストに渦電流を低減可能な永久磁石式回転電機、それに用いる永久磁石の製造方法およびその製造方法を用いた永久磁石式回転電機の製造方法を提供することである。

この発明のある局面によれば、永久磁石式回転電機であって、ステータと、各々が単一の磁極を構成する複数の永久磁石が埋め込まれ、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備える。各複数の永久磁石は、焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末と一体的に圧縮成形して成る成形体を焼結した焼結体からなる。焼結体は、収縮率が相対的に低い第２の磁石用粉末の堆積部分に配される間隙部を含む。

好ましくは、第２の磁石用粉末は、成形体の端面の近傍に堆積される。

好ましくは、間隙部は、焼結体において、ロータの回転軸方向、回転方向および半径方向の少なくとも１方向の端面に配される。

好ましくは、焼結体は、一対となって、ロータの回転軸に向かって凸となる略Ｖ字形状に配置され、間隙部は、一対の焼結体の各々において、ステータに接近する側の端面に配される。

この発明の別の局面によれば、永久磁石式回転電機であって、ステータと、各々が単一の磁極を構成する複数の永久磁石が埋め込まれ、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備える。各複数の永久磁石は、磁石用粉末を圧縮成形して成る成形体を焼結した焼結体からなる。焼結体は、端面に配される亀裂を含む。

この発明の別の局面によれば、永久磁石式回転電機のロータに設置され、各々が単一の磁極を構成する永久磁石を製造する方法であって、焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末を所定の方向に交互に堆積して混合物を形成する工程と、混合物を圧縮成形して成形体を形成する工程と、形成された成形体を焼結する工程とを備える。

好ましくは、混合物を形成する工程は、収縮率が相対的に低い第２の磁石用粉末を所定の方向と垂直な方向の少なくとも一方の端面の近傍に堆積する工程を含む。

好ましくは、所定の方向は、ロータの回転軸方向、回転方向および半径方向のいずれかである。

この発明の別の局面によれば、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の永久磁石製造方法を用いて永久磁石式回転電機を製造する。

この発明によれば、焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末からなる成形体を焼結することにより、第２の磁石用粉末の堆積部分には焼結後において自動的に間隙部が形成される。その結果、従来の分割型の永久磁石およびスリット型の永久磁石に対して、より簡易な磁石構造によって渦電流を低減でき、永久磁石式回転電機の低コスト化を実現することができる。

さらに、第２の磁石用粉末を、成形体の所定の方向と垂直な方向の少なくとも一方の端面の近傍に堆積することで、磁束密度が比較的高い端面に生起する渦電流の電流経路が分断され、渦電流を低減することができる。

また、この発明によれば、間隙部は、第２の永久磁石用粉末の堆積部分に生じる複数の亀裂によって構成されることから、従来の分割型およびスリット型の永久磁石に対して、ロータに埋め込まれる永久磁石の占積率が高められる。その結果、回転電機の出力トルクが増加され、永久磁石式回転電機の高効率化を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態に従う永久磁石式回転電機における永久磁石の製造工程を示す図である。

本実施の形態において、ロータコアの１つの穴に挿入される永久磁石は、単体の永久磁石の端部に複数のスリットを所定の方向に配列して成る、スリット型の磁石構造を基本構造とする。なお、所定の方向は、例えばロータの回転軸方向、回転方向および半径方向のいずれかとする。

詳細には、図１（１）を参照して、最初に、第１の磁石用粉末２０および第２の磁石用粉末３０の混合物が形成される。混合物は、金型となるダイ１００に第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０とを交互に層状に堆積させて形成される。

ここで、この発明によれば、永久磁石は、焼結による収縮率が互いに異なる２種類の磁石用粉末により構成される。通常、磁石用粉末を圧縮成形して成る成形体は、その後の焼結過程において大きく収縮する性質を持つ。なお、焼結による収縮率としては、例えば磁場方向に約２０〜３０％、その他の方向に約１０％程度とされる。上記の２種類の磁石用粉末において、第１の磁石用粉末２０は、焼結による収縮率が相対的に低い磁石用粉末が適用される。また、第２の磁石用粉末３０は、焼結による収縮率が相対的に高い磁石用粉末が適用される。なお、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０との収縮率の差は、例えば磁石用粉末の成分配合比を変えることによって実現される。また、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０とは、収縮率以外の特性（例えば磁気特性など）については略同等の特性を有する。

そして、混合物の形成工程において、収縮率の相対的に高い第２の磁石用粉末３０は、図１（１）に示すように、所定の方向と垂直な方向の端面の近傍に堆積される。より具体的には、第１の磁石用粉末２０がダイ１００の底部に対して一様に堆積されると、次に、第２の磁石用粉末３０が第１の磁石用粉末２０の上部であって、かつ所定の方向と垂直な方向の両端部分に、局所的に堆積される。続いて、再び第１の磁石用粉末２０が第２の磁石用粉末３０の上部に一様に堆積される。これを所望の回数繰り返すことによって、図１（２）に示すように、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０とからなる混合物が形成される。

次に、図１（２）を参照して、混合物は、ダイ１００の上方からパンチ１１０によって垂直方向に加圧される。これにより、略直方体の形状からなる磁石用粉末の成形体が形成される。

そして、磁石用粉末の成形体には、焼結処理が施される。このようにして、図１（３）に示す構造の一体の焼結体１１が形成される。さらに、この焼結体１１が着磁されることにより、一体の永久磁石が完成する。

図１（３）を参照して、焼結体１１には、所定の方向と垂直な方向の端面の各々において、所定の方向に配列された複数の間隙部１２が形成される。このとき、複数の間隙部１２の各々は、上記（２）の成形体において第２の磁石用粉末３０が堆積される位置と対応した位置に形成される。以下に、間隙部１２の詳細な構造について示す。

図２は、図１の焼結体１１に形成される間隙部１２の構造を説明するための図である。なお、図２は、図１（３）の焼結体１１のうち、領域ＲＧＮで囲まれた部分を拡大して示したものである。

図２を参照して、間隙部１２は、第２の磁石用粉末３０の堆積部分において、焼結体１１の端部から内方に入り込むように生じた亀裂に相当する。この亀裂は、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０との焼結による収縮率の違いによって生じたものである。すなわち、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０との接合部分は、焼結時の収縮率に不整合が存在するため、一様に収縮されずに亀裂が生じる。なお、この亀裂は、図２のように、第２の磁石用粉末３０の堆積部分の内部に生じる以外に、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０との界面に生じる場合もある。本実施の形態では、これらの亀裂の発生する箇所を、概して第２の磁石用粉末３０の堆積部分と称する。

そして、この亀裂は、第２の磁石用粉末３０の堆積部分の各々について生じることから、結果として、焼結体１１には、所定の方向と垂直な方向の端面に複数の亀裂が形成されることとなる。これは、焼結体１１の所定の方向と垂直な方向の端面を複数に分割することに等しい。

したがって、本実施の形態によれば、従来のスリット型の永久磁石（図９参照）と実質的に等価な磁石構造の永久磁石が形成される。すなわち、間隙部１２は、図９のスリット５８０と同様に、永久磁石の端部を複数に分割して電気的絶縁を確保する機能を有する。そして、この形成された永久磁石を、図示しないロータの内部に埋め込んだ回転電機において、図示しないステータコイルからの磁束が永久磁石を貫くと、磁石内部には、図３に示すような渦電流が生じる。

図３は、本実施の形態に係る永久磁石に生起する渦電流を示す図である。

図３を参照して、図示しないステータコイルからの磁束が、紙面に対して垂直方向に永久磁石１０を貫くと、アンペールの法則に従って、永久磁石１０の内部には渦電流が生起する。このとき、渦電流は、永久磁石１０の内部を、矢印で示す複数の電流経路に沿って流れる。電流経路は、比較的磁束密度が高い、永久磁石１０の端部に形成される。

すなわち、渦電流の電流経路は、上述した間隙部１２によって電気的に分断され、各々が隣り合う間隙部１２の間を流れる複数の経路に分割される。これにより、永久磁石を単体の磁石で構成したときよりも、渦電流に対する電気抵抗が高くなるため、渦電流を低減することができる。渦電流が低減されることによって、渦電流による損失および発熱が抑えられ、減磁および回転電機の損傷を回避することができる。

以上のように、この発明による永久磁石１０は、渦電流の電流経路が複数に分割される点において、上述した従来の分割型の磁石（図８参照）およびスリット型の磁石（図９参照）と実質的に同じである。すなわち、この発明および従来のいずれの磁石構造においても、渦電流の低減という同様の効果を得ることができる。

一方、この発明は、かかる効果をより簡易な磁石構造で低コストに実現できるという点において、従来の磁石構造に対してより有利な効果を奏する。

さらに、この発明による磁石構造を備えた回転電機は、その性能において、従来の永久磁石式回転電機に対して、より大きなトルクを出力できるという有利な効果を奏する。

以下に、これらの生産面および性能面における有利な効果について詳述する。

最初に、生産面における第１の効果として、この発明による永久磁石１０は、図８に示す分割型の永久磁石５６に対して、個々の永久磁石片５６０に施されていた電気的絶縁のための処理を省略することができる。具体的には、隣接する永久磁石片５６０の間に設けられる絶縁材５６２が不要となる。また、永久磁石片５６０の各々を絶縁材でコーティングするなどの絶縁処理が不要となる。これにより、簡易かつ低コストに永久磁石式回転電機を形成することが可能となる。

これは、この発明による永久磁石１０は、第２の磁石用粉末３０の堆積部分に形成された間隙部１２により、渦電流が集中する永久磁石１０の端部の電気的絶縁が十分に確保されることによる。

次に、生産面における第２の効果として、この発明による永久磁石１０は、図９に示すスリット型の永久磁石５８に対して、見かけ上の構造は類似するものの、スリット５８０を持たないため、これを加工するための処理を省略することができる。

スリット５８０は、上述したように、永久磁石５８の端部を複数に分割して電気的絶縁を確保する機能を有し、分割数が多いほど、すなわちスリット５８０の数が多いほど、過電流をより低減することができる。

しかしながら、スリット５８０の数が増えると、これに応じて、永久磁石５８には、スリット部分に相当する磁石のロスが多くなり、材料歩留まりを悪化させることになる。さらに、永久磁石５８の強度が低下してしまい、損傷する危険性が生じる。

これに対して、この発明による永久磁石１０は、焼結による収縮率の異なる２種類の磁石用粉末２０，３０からなる成形体を焼結したときに生じる亀裂（間隙部１２に相当）がこのスリット５８０と同等の機能を果たすことから、複雑な加工処理を伴なわず、より簡易かつ低コストに渦電流を低減することができる。

また、この発明によれば、間隙部１２の深さ（所定の方向に対して垂直方向の距離に相当）は、図１（１）の混合物の形成工程において、第２の磁石用粉末３０の堆積する量を変更することで、容易に調整することができる。間隙部１２の深さは、深くすればするほど、渦電流の経路を確実に分断できる一方で、永久磁石１０の強度を低下させる要因となることから、その最適化が求められる。この発明によれば、第２の磁石用粉末３０を堆積する量の調整という簡易な処理で、この間隙部１２の深さを容易に最適化することができる。これは、スリット５８０の加工処理においてその深さを最適化するスリット型の永久磁石５８に対して、製造工程の簡素化およびコストの低減に有効である。

最後に、回転電機の性能面における効果として、ロータコアの１つの穴を占める磁石の占積率が従来の磁石構造に対して高いことから、より大きなトルク出力を得ることができる。

詳細には、図８に示す分割型の永久磁石５６においては、上述したように、分割数を増やすに伴なって、永久磁石片５６０に介在する絶縁材５６２の占める体積が大きくなり、所望のトルク出力を得ることが困難となる。

また、図９に示すスリット型の永久磁石５８においては、スリット５８０の加工は、通常、所定の幅の刃物を永久磁石５８の端面に垂直に挿入させて行なわれることから、スリット５８０の開口幅が、用いられる刃物の幅によって一義的に決まり、刃物の幅以下の寸法とすることができない。このため、１つの穴を占める永久磁石の割合（占積率）が低くなり、すなわち、永久磁石の磁力が見かけ上弱くなり、トルクを低下させることになる。

これに対して、この発明による永久磁石１０によれば、図１（３）の焼結工程によって焼結体１１に生じる間隙部１２は、第１の磁石用粉末２０と第２の磁石用粉末３０との接合部分に生じた亀裂であることから、その開口幅は、スリット５８０に対して限りなく小さくすることができる。

したがって、焼結工程後の永久磁石１０は、同じ体積中を占める永久磁石の占積率が、従来の分割型およびスリット型の永久磁石５６，５８に対して増加する。これにより、この発明による永久磁石式回転電機は、より大きいトルクを出力することができる。

以上のように、この発明による永久磁石は、従来の永久磁石に対して、渦電流を簡易かつ低コストに低減することができるとともに、出力トルクを向上させることができる。

なお、この発明による永久磁石１０は、図３に示す構造に限らず、以下に掲げる構造によっても構成することができる。

図４は、この発明の実施の形態による永久磁石の変更例を示す図である。

図４を参照して、本変更例に係る永久磁石は、ロータコア５０において、ロータの内側に向かって凸となるＶ字型に配置した一対の永久磁石１０Ａから構成される。

これにより、ロータコア５０の外周から比較的距離のある磁極中心部（Ｖ字型の谷部に相当）は、ステータコイルからの磁界の影響が比較的小さく、発生する渦電流量も小さくなる。

一方、ロータコア５０の外周に近い部位（Ｖ字型の両端部に相当）では、逆にステータコイルからの磁界の影響が大きく、そのときの永久磁石１０Ａの内部での磁束密度の変化も大きくなる。

そこで、本変更例では、永久磁石１０Ａは、最もロータコア５０の外周に接近する端部（図中の点線で囲まれた領域ＲＧＮ２に相当）に、複数の間隙部が配設されることを特徴とする。

図５は、本変更例による永久磁石１０Ａの構造を示す図である。

図５を参照して、永久磁石１０Ａは、所定の方向と垂直な方向の端面のうち、ロータコア５０の外周に接近する一方端面において、複数の間隙部１２Ａを有する。なお、間隙部１２Ａは、図１〜図３にて示した間隙部１２と同一の形状からなる。また、間隙部１２Ａは、図１（１）の混合物の形成工程において、第２の磁石用粉末３０を所定の方向と垂直な方向の一方端面の近傍にのみ堆積することによって、容易に形成することができる。

永久磁石１０Ａにおいて、生起した渦電流は、ロータコア５０の外周に接近する端部に集中することになるが、端部に形成された間隙部１２Ａによって電流経路が複数に分断されるため、渦電流が流れにくくなり、これに伴なう損失および発熱を抑制することができる。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、永久磁石は、焼結による収縮率の異なる２種類の磁石用粉末が交互に堆積されて成る成形体を形成することによって、この成形体を焼結したときに形成される間隙部が従来のスリット型の永久磁石におけるスリットと実質的に等価となり、渦電流を低減することが可能となる。

また、この間隙部によって永久磁石の端部の電気的絶縁が確保されるために、従来行なわれていた永久磁石片を覆う絶縁材やスリットの形成が不要となることから、永久磁石の占積率が高められ、回転電機のトルク出力の向上を図ることができる。

さらに、この発明によれば、間隙部は、焼結工程を経ることによって自動的に形成されることから、永久磁石にスリットを加工するための処理や絶縁処理が不要となり、より簡易かつ低コストに渦電流による損失および発熱を抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、ロータ内に永久磁石を配置した永久磁石式回転電機に適用することができる。

この発明の実施の形態に従う永久磁石式回転電機における永久磁石の製造工程を示す図である。 図１の焼結体に形成される間隙部の構造を説明するための図である。 図１に示す永久磁石に生起する渦電流を示す図である。 この発明の実施の形態による永久磁石の変更例を示す図である。 本変更例による永久磁石の構造を示す図である。 従来の永久磁石式回転電機の要部構成を示す図である。 図６における永久磁石に生起する渦電流の電流経路を示す図である。 従来の永久磁石式回転電機における永久磁石の第１の構造を示す図である。 従来の永久磁石式回転電機における永久磁石の第２の構造を示す図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，５４，５６，５８ 永久磁石、１１ 焼結体、１２，１２Ａ 間隙部、２０ 第１の磁石用粉末、３０ 第２の磁石用粉末、５０ ロータコア、５２ 穴、６０ ステータ、１００ ダイ、１１０ パンチ、５６０ 永久磁石片、５６２ 絶縁材、５８０ スリット。

Claims (9)

1. ステータと、
   各々が単一の磁極を構成する複数の永久磁石が埋め込まれ、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、
   各前記複数の永久磁石は、焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末と一体的に圧縮成形して成る成形体を焼結した焼結体からなり、
   前記焼結体は、前記収縮率が相対的に低い前記第２の磁石用粉末の堆積部分に配される間隙部を含む、永久磁石式回転電機。
2. 前記第２の磁石用粉末は、前記成形体の端面の近傍に堆積される、請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
3. 前記間隙部は、前記焼結体において、前記ロータの回転軸方向、回転方向および半径方向の少なくとも１方向の端面に配される、請求項２に記載の永久磁石式回転電機。
4. 前記焼結体は、一対となって、前記ロータの回転軸に向かって凸となる略Ｖ字形状に配置され、
   前記間隙部は、一対の前記焼結体の各々において、前記ステータに接近する側の端面に配される、請求項２に記載の永久磁石式回転電機。
5. ステータと、
   各々が単一の磁極を構成する複数の永久磁石が埋め込まれ、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、
   各前記複数の永久磁石は、磁石用粉末を圧縮成形して成る成形体を焼結した焼結体からなり、
   前記焼結体は、端面に配される亀裂を含む、永久磁石式回転電機。
6. 永久磁石式回転電機のロータに設置され、各々が単一の磁極を構成する永久磁石を製造する方法であって、
   焼結による収縮率が互いに異なる第１および第２の磁石用粉末を所定の方向に交互に堆積して混合物を形成する工程と、
   前記混合物を圧縮成形して成形体を形成する工程と、
   形成された前記成形体を焼結する工程とを備える、永久磁石製造方法。
7. 前記混合物を形成する工程は、前記収縮率が相対的に低い第２の磁石用粉末を前記所定の方向と垂直な方向の少なくとも一方の端面の近傍に堆積する工程を含む、請求項６に記載の永久磁石製造方法。
8. 前記所定の方向は、前記ロータの回転軸方向、回転方向および半径方向のいずれかである、請求項６または請求項７に記載の永久磁石製造方法。
9. 請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の永久磁石製造方法を用いて永久磁石式回転電機を製造する、永久磁石式回転電機の製造方法。

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