JP2019030063A - 磁石構造体及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 高品質の磁石構造体及びモータを提供する。【解決手段】 この磁石構造体ＭＳは、台板１上に整列配置された複数の永久磁石２と、複数の永久磁石２を覆うためのカバー構造３とを備えた磁石構造体において、カバー構造３は、非磁性体からなり複数の永久磁石２を覆う複数のカバー３ａを備え、複数のカバー３ａ間の相対位置は固定されており、隣接するカバー３ａ間には隙間Ｇがある。カバー３ａ間に隙間があることにより、渦電流の発生が抑制され、また、熱膨張に伴う変形も抑制することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、磁石構造体及びこれを用いたモータに関する。

従来の磁石構造体は、台板と、台板上に配置された複数の永久磁石とを備えている（特許文献１〜特許文献４）。磁石構造体はモータに組み込むことができる。

特開平２００１−１１９８７８号公報 米国特許７７６８１６９号明細書 米国特許８０５８７６３号明細書 米国特許出願公開２０１０／０１９４２２６号公報

しかしながら、従来の磁石構造体は、磁石がロータ表面に露出した状態で接着されているため、モータの回転による遠心力による脱落や磁石の腐食等の問題があった。また、カバーを有する磁石構造体は、カバーが磁石全体を覆う単一の構造であるため、渦電流の低減が十分ではなかった。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、渦電流を低減させつつ永久磁石をモータに確実に固定することができる磁石構造体及びこれを用いたモータを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、第１の態様に係る磁石構造体は、台板上に固定された複数の永久磁石と、複数の永久磁石を覆うためのカバー構造とを備える。カバー構造は、非磁性体からなり複数の永久磁石を覆う複数のカバーからなる。複数のカバー間の相対位置は固定されており、隣接するカバー間には隙間があることを特徴とする。カバーがあることにより、永久磁石の腐食や脱落などが抑制される。また、カバー間の隙間によりカバーが分割されていることにより、カバーにおける渦電流低減してモータの出力を高くすることができる。また、この隙間により、冷却効果および熱膨張に伴う変形を抑制することができる。

第２の態様に係る磁石構造体においては、前記永久磁石間には隙間があることを特徴とする。台板（例；鉄など）が熱により膨張や収縮した場合、永久磁石間の隙間は、永久磁石にかかる応力を吸収することができる。したがって、永久磁石が割れたり欠けたりするのを抑制できる。さらに台板から外れにくいという効果がある。

第３の態様に係る磁石構造体においては、前記台板は磁性体であることを特徴とする。磁性体であれば、永久磁石から発生した磁力線が台板内を通ることができるため、磁力の効果を高めることができる。

第４の態様に係る磁石構造体においては、前記カバーの数は、前記永久磁石の数よりも少ないことを特徴とする。この場合、カバーを固定するための部品数が少なくてよく、生産性が向上する。特に、台板に永久磁石を固定する場合、台板の強度が重要であり、固定用の部品点数が少ないほど台板の構造が複雑にならないため台板の強度は高くなる。また、カバー数が少ないことにより、永久磁石間の隙間が、カバーにより覆われる度合いが高くなり、永久磁石間の隙間が露出しにくくなる。したがって、当該隙間に水や埃などが入りにくくなり、永久磁石間の隙間部分の防食効果、防錆効果が期待される。また、カバーによる永久磁石間の隙間部分の保護が高まることで、永久磁石が割れたり、欠けたりすることを防止することができる。

磁石構造体のＺ軸方向長を、カバーの数で割った最小単位と、永久磁石の数で割った最小単位の最小公倍数がある場合には、その位置において、永久磁石の隙間が露出する可能性がある。この場合、隙間の保護機能は低下するが、当該隙間の位置を確認することで、カバーの取り付け位置が、規定通りであるかどうかを、確認することができる。更に永久磁石と永久磁石の接合面を覆うことにより美観を保ち、外観品質向上の効果がある。また、カバー及び永久磁石の数、カバー及び永久磁石のＺ方向の長さや隙間の広さを、適宜調整することにより、永久磁石の隙間がカバーの隙間から露出する位置にすることも可能である。

第５の態様に係る磁石構造体においては、永久磁石の表面は樹脂で覆われていることを特徴とする。これにより磁石表面が外気から遮断され、永久磁石の腐食や劣化を防止できる。更に樹脂が接着剤である場合は、カバーと永久磁石とが固定され、磁石構造体の強度を高くすることができる。

第６の態様に係る磁石構造体においては、前記台板の側面には、その長手方向に沿って延びた溝が設けられており、前記カバーは、前記溝に嵌る屈曲部を備えていることを特徴とする。溝内に屈曲部が嵌ることで、カバーが台板から外れることを防止することができる。またカバーの屈曲部同士を近づけるような構造にした場合は、台板の溝とカバーの屈曲部とを固く留めることができる。それにより、カバーを台板に対して固定するための部品（ネジ）を挿入する穴を省略することができるため、台板の強度を高くすることができる。この構造を上記接着剤と組み合わせると、固定強度を更に高くすることができる。

第７の態様に係る磁石構造体においては、台板の側面には、カバーを固定するためのネジ（雄ネジ）やボルトなどの固定部品を挿入するための穴が設けられていないことを特徴とする。穴を設けないことで、台板の強度を高く維持することが可能である。

第８の態様に係る磁石構造体においては、カバーの側面は、台板の長手方向に沿って突出した突出部を有していることを特徴とする。突出部が隣接するカバーに当接することにより、カバーの当該長手方向への移動を規制することができ、カバー間の隙間の確保が可能となる。これにより渦電流を低減させることもできる。突出部の位置は永久磁石を覆う部分でなく台板を覆う部分が好ましく、永久磁石の上面及び側面に重ならない構造にすることで渦電流を効果的に低減させる事が可能となる。

第９の態様に係る磁石構造体においては、台板の溝の永久磁石側の側面は、永久磁石が固定される台板の面に対して傾斜していることを特徴とする。カバーの屈曲部を溝の形状に合わせることにより、永久磁石が固定される面の方向にカバーが外れるのを防止することができる。溝の幅を深さ方向に広くすることもできる。また、溝の縦断面を楔型に構成することもできる。以上のように、磁石構造体は、様々な品質を高めることができる。

上記磁石構造体を複数備えたモータは、複数の前記磁石構造体がロータ表面に沿って配置され、複数の前記磁石構造体の磁界の範囲内に配置されたコイルを備える。磁石構造体の面の極性は、ロータ表面の周方向に沿って、交互に反転していることを特徴とする。なお、磁石構造体自体は、上記の回転型のモータの他、リニア型の駆動を行うモータにも利用することが可能である。

本発明によれば、渦電流を低減しつつ永久磁石をモータに確実に固定することができる磁石構造体及びこれを用いたモータを提供することができる。

磁石構造体を一部分解して示す斜視図である。 磁石構造体（第１実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図２（Ａ））、側面図（図２（Ｂ））、平面図（図２（Ｃ））である。 磁石構造体を正面から見た縦断面を示す図である。 複数の磁石構造体を備える回転モータのロータの正面図である。 モータの回転軸に垂直な断面構成を示す図である。 図５における四角形の点線で囲まれた領域を示す図である。 モータを利用した発電装置のブロック図である。 別の構造を有するモータの回転軸に垂直な断面構成を示す図である。 磁石構造体（第２実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図９（Ａ））、側面図（図９（Ｂ））、平面図（図９（Ｃ））である。 磁石構造体（第３実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図１０（Ａ））、側面図（図１０（Ｂ））、平面図（図１０（Ｃ））である。 磁石構造体（第４実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図１１（Ａ））、側面図（図１１（Ｂ））、平面図（図１１（Ｃ））である。 磁石構造体を正面から見た縦断面を示す図である。 磁石構造体を正面から見た縦断面を示す図である。 磁石構造体とカバーを側面から見た縦断面構成を示す図である。 電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。 電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。 電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。 電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。 電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

以下、実施の形態に係る磁石構造体及びこれを用いたモータについて説明する。同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、磁石構造体を一部分解して示す斜視図である。図２は、磁石構造体（第１実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図２（Ａ））、側面図（図２（Ｂ））、平面図（図２（Ｃ））である。

この磁石構造体ＭＳは、台板１上に整列配置され、固定された複数の永久磁石２と、複数の永久磁石２を覆うためのカバー構造３とを備えている。カバー構造３は、非磁性体からなり複数の永久磁石２を覆う複数のカバー３ａを備え、複数のカバー３ａ間の相対位置は固定されており、隣接するカバー３ａ間には隙間Ｇがある。隙間Ｇ内には気体（空気）が介在している。この図において、磁石構造体ＭＳの長手方向をＺ軸方向とし、磁石構造体ＭＳの幅方向、すなわち、１つの永久磁石２（永久磁石バー）の長手方向をＹ軸方向とし、これらの双方に垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、台板１の厚み方向に一致する。

図１には、１２個の永久磁石２（永久磁石バー）と、１０個のカバー３ａが示されている。カバー３ａは、永久磁石２を台板１上に固定した後に、Ｚ軸方向にスライドして、永久磁石２を覆う。

カバー３ａがあることにより、永久磁石２の腐食や脱落などが抑制される。一方、カバー３ａ間に隙間Ｇがあることにより、カバー３ａに生じる渦電流を低減することができ、モータの効率が高くなる。また、この隙間により、熱膨張に伴う変形も抑制することができる。特に、カバー３ａの上面側が開放していることが、渦電流発生の抑制、放熱の観点からは好ましい。

また、永久磁石２（永久磁石バー）間にも隙間Ｇ２がある。隙間Ｇ２内には気体（空気）が介在している。台板１（例；鉄など）が熱により膨張したり収縮した場合において、永久磁石２間の隙間Ｇ２は、永久磁石２にかかる応力を吸収することができる。したがって、永久磁石２が、台板１から外れにくい。永久磁石２は、台板１に接着剤で固定されている。

台板１は磁性体であってよい。台板１には、磁性体として、積層鋼板（鉄）、珪素鋼板、又は、鉄板などを用いることができる。また、非磁性体として、ステンレス、アルミニウム、又は、カーボンファイバーなどの材料を用いることも可能である。磁性体であれば、永久磁石２から発生した磁力線が台板１内を通ることができるため、磁気特性を高めることができる。

カバー３ａの数は、永久磁石２（永久磁石バー）の数よりも少なくてよい。この場合、カバーを固定するための部品数が少なくてよく、生産性が向上する。特に、台板１に永久磁石２を固定する場合、台板１の強度が重要であり、固定用の部品点数が少ないほど、台板の体積を減少させず、また複雑な形状とならないため、台板１の強度は高くなる。

ここで、カバー３ａと永久磁石２の数について、説明する。

図１４は、磁石構造体とカバーを側面から見た縦断面構成を示す図である。長手方向に１２個の永久磁石２が並んでいるが、カバー３ａの数が永久磁石２よりも少ないことにより、永久磁石２間の隙間Ｇ２が、カバー３ａにより覆われる度合いが高くなり、直接露出しにくくなる。したがって、当該隙間Ｇ２に水や埃などが入りにくくなり、隙間Ｇ２に接触する部分の防食効果、防錆効果が期待され、また、カバー３ａによる永久磁石２の隙間位置の保護が高まることで、永久磁石２が割れたり欠けたりすることが減少する。磁石構造体のＺ軸方向長を、カバー３ａの数で割った最小単位と、永久磁石２の数で割った最小単位の最小公倍数がある場合には、その位置（図１４において、Ｇ＝Ｇ（＊）の位置）において、隙間Ｇ２が露出する可能性がある。この場合、隙間Ｇ２の保護機能は低下するが、当該隙間Ｇ２（Ｇ（＊））の露出を確認することで、カバーの取り付け位置が、規定通りであるかどうかを、確認することができる。また、カバー及び永久磁石の数、カバー及び永久磁石のＺ方向の長さや隙間の広さを、適宜調整することにより、永久磁石の隙間がカバーの隙間から露出する位置にすることも可能である。

図３は、磁石構造体を正面から見た縦断面を示す図である。

符号３ａ１〜３ａ６は、カバー３ａの各部位を示している。カバー３ａと永久磁石２との間には隙間Ｇ３がある。この隙間Ｇ３には、接着剤を塗布することができ、カバー３ａと永久磁石２とを固定することができる。この接着剤は、樹脂からなるが、永久磁石２を被覆し、カバー３ａには接触せず、永久磁石２とカバー３ａとの接着機能を有しない態様も可能である。いずれの場合も、永久磁石の表面は樹脂で覆われている。これにより磁石表面が外気から遮断され、永久磁石の腐食や劣化を防止できる。更に樹脂が接着剤である場合は、カバーと永久磁石とが固定され、磁石構造体の強度を高くすることができる。

この場合、カバー３ａを台板１に対して固定するための固定部品（ネジＢ）を省略することが可能であり、台板１の強度を高くすることができる。なお、図３の構造の場合、台板１はネジ穴を有しており、ネジＢ（又はボルト）は、カバー３ａの下方の屈曲部の孔と、台板１のネジ穴を通り、カバー３ａを台板１に固定している。なお、永久磁石２と台板１との間の隙間には、接着剤Ｇ４が介在しており、これらを強固に固定している。なお、ネジＢは雄ネジであり、ネジ穴は雌ネジを有している。ボルトは雄ネジの一種である。雄ネジの代わりに、ネジ溝のないピンを用意し、ネジ穴の代わりにピンを用意し、ピンを穴に差し込んだ後で、ピンを台板１に溶接固定する手法も考えられる。ネジ、ボルト及びピンなどの固定部品を台板１の穴に挿入することで、カバー３ａを台板１に固定することができる。なお、隙間Ｇ３を設けず、カバー３ａと永久磁石２を接触させた状態で固定させることもできる。

永久磁石２は、複数の永久磁石ブロック２ＢをＹ軸に沿って隙間なく配置し、バー状にしたものである。それぞれの永久磁石ブロック２Ｂが、台板１上に接着剤Ｇ４で固定されている。

台板１は、正面から見た場合に、２つの穴Ｈを有している。かかる穴Ｈには、磁石構造体の搬送用治具を挿入することが可能である。

カバー３ａは、トップ部３ａ１、側面部３ａ２、屈曲部（３ａ３〜３ａ６）を備えている。トップ部３ａ１は、ＹＺ平面に平行な板であり、側面部３ａ２はＸＺ平面に平行な板である。また、屈曲部を構成する屈曲部上部３ａ３は、ＹＺ平面に平行な板であり、屈曲部を構成する屈曲部中部３ａ４は、ＸＺ平面に平行な板であり、屈曲部を構成する屈曲部下部３ａ５は、ＹＺ平面に平行な板であり、屈曲部を構成する屈曲部裾部３ａ６はＸＺ平面に平行な板である。

台板１の溝にカバー３ａの屈曲部が嵌り、この溝はＺ軸方向に沿って延びている。溝の幅（Ｘ軸方向）は、深さ方向に沿って一定であるが、これは変化させて、屈曲部を溝から抜けにくくすることができる。このように、台板１の側面には、その長手方向に沿って延びた溝が設けられており、カバー３ａは、溝に嵌る屈曲部を備えている。この溝内に、屈曲部が嵌ることで、カバー３ａを台板に対して固定することができる。この場合、カバー３ａを台板１に対して固定するための部品（ネジ）を省略することも可能であり、台板１の強度を高くすることができる。この構造を上記接着剤と組み合わせると、固定強度は更に増加させることができる。

図４は、複数の磁石構造体を備えるモータのロータの正面図である。

磁石構造体ＭＳは、長手方向が回転軸であるＺ軸に平行になるように円筒形のロータＣに固定される。例えば、周方向に並べられる磁石構造体ＭＳの数は、１２８個である。同図では、軸方向に沿って２段の磁石構造体ＭＳが配置されており、合計で２５６個の磁石構造体ＭＳが用いられている。

図５は、モータの回転軸に垂直な断面構成を示す図である。図６は、図５における四角形の点線ＳＱで囲まれた領域を示す図である。

モータにおいては、シャフトＡＸの周囲にロータＣが固定され、複数の磁石構造体ＭＳはロータＣの表面に沿って配置され、モータは、複数の磁石構造体ＭＳの磁界の範囲内に配置されたコイル１０を備える。磁石構造体ＭＳの面の極性は、ロータＣの周方向に沿って交互に反転している。なお、磁石構造体自体は、リニア型の駆動を行うモータにも利用することが可能である。

図７は、モータを利用した発電装置のブロック図である。

具体的には、風力発電機に適用した例を説明する。風力発電機は複数のブレード２０を備えており、流体Ｆ（風）を受けて、ハブ２１の周囲を回転する。ハブ２１の回転は、変速機２２（増速器）によって増幅され、上述の発電機２３のシャフトＡＸを回転させる。ブレードはタービンを構成することもできるし、流体Ｆは、液体であってもよい。

図８は、別の構造を有するモータの回転軸に垂直な断面構成を示す図である。

磁石構造体ＭＳは、ロータＣのスロットＳの深さ方向に沿って積まれた複数の直方体状の永久磁石で構成されている。

永久磁石は、希土類焼結磁石で構成されており、たとえばＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石であることが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶から成る粒子（結晶粒子）および粒界を有する。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲは、希土類元素の少なくとも１種を表す。希土類元素とは、長周期型周期表の第３族に属するＳｃとＹとランタノイド元素とのことをいう。ランタノイド元素には、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が含まれる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＴは、Ｆｅ、あるいはＦｅおよびＣｏを表す。さらに、その他の遷移金属元素から選択される１種以上を含んでいてもよい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＢは、ホウ素（Ｂ）、あるいは、ホウ素（Ｂ）および炭素（Ｃ）を表す。

本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、ＣｕまたはＡｌ等を含んでいてもよい。これらの元素の添加により、高保磁力化、高耐食性化、または温度特性の改善が可能となる。

さらに、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、重希土類元素としてＤｙ、Ｔｂ、またはその両方を含んでいてもよい。重希土類元素は、結晶粒子及び粒界に含まれていてもよい。重希土類元素が、結晶粒子に実質的に含まれない場合は、粒界に含まれることが好ましい。粒界における重希土類元素の濃度は、結晶粒子における濃度より高いことが好ましい。本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、重希土類元素が粒界拡散されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石であってもよい。重希土類元素を粒界拡散したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、粒界拡散しないＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と比較して、より少量の重希土類元素で残留磁束密度および保磁力を向上させることができる。

また、永久磁石の寸法は、いずれも同じ寸法になるように設計されており、たとえば、長辺長さは３〜７０ｍｍの範囲であり、短辺長さは３〜３０ｍｍの範囲であり、高さは３〜７０ｍｍの範囲である。一例として、永久磁石はいずれも、長辺長さが２１ｍｍ、短辺長さが４ｍｍ、高さが６ｍｍである。必要に応じて、永久磁石に所定の研磨処理（たとえばバレル研磨等）を施して面取りしてもよい。また、複数の永久磁石は、いずれも同一方向に磁化されており、短辺方向に平行な方向に磁化されている。

図９は、磁石構造体（第２実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図９（Ａ））、側面図（図９（Ｂ））、平面図（図９（Ｃ））である。

第２実施形態は、第１実施形態からネジＢと、ネジ穴を除いたものであり、加えて、カバー３ａの形状を変更したものである。この他の構成及び適用は、上述の通りである。すなわち、台板１の側面には、カバー３ａを固定するためのネジ穴が設けられていない。ネジを省略することで、台板１の強度を高く維持することが可能である。

カバー３ａの側面は、台板１の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って突出した突出部Ｐを有している。突出部Ｐが隣接するカバー３ａに当接することにより、カバー３ａの長手方向への移動を規制することができ、カバー３ａ間の隙間の確保が可能となる。これにより渦電流を低減させることができる。図９においては、図３におけるカバー３ａの屈曲部裾部３ａ６の部分を、Ｚ軸方向に延ばしたものを示している。図３から、ネジ及びネジ穴を取り除いた断面構成は、図１２に示されている。

図１０は、磁石構造体（第３実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図１０（Ａ））、側面図（図１０（Ｂ））、平面図（図１０（Ｃ））である。

第３実施形態は、第２実施形態と比較して、カバー３ａの側面形状のみが異なり、他の構成及び適用は上述の通りである。カバー３ａは、台板１の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って突出した突出部Ｐを有しており、突出部Ｐが隣接するカバー３ａに当接することにより、カバー３ａの長手方向への移動を規制することができ、カバー３ａ間の隙間の確保が可能となる。これにより渦電流を低減させることができる。図１０においては、図３におけるカバー３ａの屈曲部中部３ａ４の部分を、Ｚ軸方向に延ばしたものを示している。図３から、ネジ及びネジ穴を取り除いた断面構成は、第２実施形態と同様に、図１２に示されている。

図１１は、磁石構造体（第４実施形態）を正面から見た縦断面を示す図（図１１（Ａ））、側面図（図１１（Ｂ））、平面図（図１１（Ｃ））である。

第４実施形態は、第２実施形態と比較して、カバー３ａの側面形状のみが異なり、他の構成及び適用は上述の通りである。カバー３ａは、台板１の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って突出した突出部Ｐを有しており、突出部Ｐが隣接するカバー３ａに当接することにより、カバー３ａの長手方向への移動を規制することができ、カバー３ａ間の隙間の確保が可能となる。これにより渦電流を低減させることができる。図１１においては、図３におけるカバー３ａの側面部３ａ２の部分を、Ｚ軸方向に延ばしたものを示している。図３から、ネジ及びネジ穴を取り除いた断面構成は、第２及び第３実施形態と同様に、図１２に示されている。

なお、上述のいずれの構成においても、カバー３ａの屈曲部の形状は、様々な変形をすることが可能である。

図１３は、磁石構造体を正面から見た縦断面を示す図であり、カバー３ａの屈曲部の形状を変形した例を示している。図１３においては、屈曲部を構成する屈曲部上部３ａ３の形状が、図１２（図３）と異なっている。屈曲部上部３ａ３は、深さ方向に進むに従って、幅（Ｘ軸方向長）が大きくなっており、楔形の形状をしている。なお、台板１の溝の形状は、屈曲部と同一である。

すなわち、この磁石構造体においては、台板１の溝の幅は、溝の深さ方向の浅い位置における第１の幅（Ｘ軸方向幅）と、溝の深さ方向の深い位置における第２の幅（Ｘ軸方向幅）を備えており、第１の幅は、第２の幅よりも小さい。換言すれば、台板１の溝の永久磁石２側の側面（屈曲部上部３ａ３）は、永久磁石２が固定される台板１の面（接着樹脂Ｇ４の面）に対して傾斜している、この場合、深い位置にある第２の幅が広く、浅い位置にある第１の幅が狭いため、上述の屈曲部が溝内に嵌った場合には、抜けにくくなる。溝の縦断面は楔型を構成することもできる。

図１５は、電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

このカバーをモデル（Ａ）とする。モデル（Ａ）の構造の場合、渦電流損失が最も高く、渦電流損失の変動幅も大きい。図１５〜図１９においては、小さな矢印で電流の流れる方向が示されている。図１５は、上述の複数のカバー３ａを一体化したもの示しており、要するに、カバーは分割されていない。この場合、カバーにおける頂面（ＸＹ面）を多くの誘導電流（渦電流）が流れる。

図１６は、電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

このカバーをモデル（Ｂ）とする。図１６は、図１５のカバーと比較して、隣接するカバー３ａの頂面（ＸＹ面）のみを１ｍｍほど離間させたものである。側面（ＹＺ面）は分割されていない。この離間により、隣接するカバー３ａの頂面を跨ぐ渦電流は流れないが、側面には依然として渦電流が流れる。

図１７は、電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

このカバーをモデル（Ｃ）とする。図１７は、図１６のカバーと比較して、隣接するカバー３ａの側面（ＹＺ面）の一部分（図３における側面部３ａ２の頂部から中央部付近まで）を１ｍｍほど離間させたものである。当然、離間部を跨ぐ渦電流は流れない。

図１８は、電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

このカバーをモデル（Ｄ）とする。図１８は、図１７のカバーと比較して、隣接するカバー３ａの側面（ＹＺ面）の一部分（図３における側面部３ａ２の頂部から底部まで）を１ｍｍほど離間させたものである。当然、離間部を跨ぐ渦電流は流れない。

図１９は、電流の流れを示すカバーの部分斜視図である。

このカバーをモデル（Ｅ）とする。図１９は、図１８のカバーと比較して、隣接するカバー３ａの側面（ＹＺ面）の全て（図３における側面部３ａ２、屈曲部（３ａ３〜３ａ６））を１ｍｍほど離間させたものである。当然、離間部を跨ぐ渦電流は流れない。

表１は、渦電流の損失（Ｗ）と比率（％）を示す表である。この表において、上記のモデル（Ａ）〜（Ｅ）のカバーを用いた場合のデータが示されている。

モデル（Ａ）の損失は１１９．５Ｗである。このときの比率を１００％として、各モデル（Ｂ）〜（Ｅ）の損失を正規化すると、それぞれ、３１，６％、３０．２％、２９．４％、２８．２％であった。

ＭＳ…磁石構造体、１…台板、２…永久磁石、３…カバー構造、３ａ…カバー、Ｇ…隙間。

Claims (10)

1. 台板上に固定された複数の永久磁石と、
   複数の前記永久磁石を覆うためのカバー構造と、
   を備えた磁石構造体において、
   前記カバー構造は、
   非磁性体からなり複数の前記永久磁石を覆う複数のカバーを備え、
   複数の前記カバー間の相対位置は固定されており、
   隣接する前記カバー間には隙間がある、
   ことを特徴とする磁石構造体。
2. 前記永久磁石間には隙間がある、
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁石構造体。
3. 前記台板は磁性体である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石構造体。
4. 前記カバーの数は、前記永久磁石の数よりも少ない、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁石構造体。
5. 前記永久磁石の表面は樹脂で覆われている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁石構造体。
6. 前記台板の側面には、その長手方向に沿って延びた溝が設けられており、
   前記カバーは、前記溝に嵌る屈曲部を備えている、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁石構造体。
7. 前記台板の側面には、前記カバーを固定するための固定部品を挿入するための穴が設けられていない、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁石構造体。
8. 前記カバーの側面は、前記台板の長手方向に沿って突出した突出部を有している、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁石構造体。
9. 前記台板の前記溝の前記永久磁石側の側面は、前記永久磁石が固定される前記台板の面に対して傾斜している、
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁石構造体。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記磁石構造体を複数備えたモータであって、複数の前記磁石構造体はロータ表面に沿って配置され、複数の前記磁石構造体の磁界の範囲内に配置されたコイルを備え、前記磁石構造体の面の極性は、前記ロータ表面の周方向に沿って、交互に反転していることを特徴とするモータ。
    
    

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