JP6712518B2 - Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator - Google Patents

Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator Download PDF

Info

Publication number
JP6712518B2
JP6712518B2 JP2016168689A JP2016168689A JP6712518B2 JP 6712518 B2 JP6712518 B2 JP 6712518B2 JP 2016168689 A JP2016168689 A JP 2016168689A JP 2016168689 A JP2016168689 A JP 2016168689A JP 6712518 B2 JP6712518 B2 JP 6712518B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
magnet
polar anisotropic
arc
anisotropic magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016168689A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018038162A (en
Inventor
藪見　崇生
崇生 藪見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Electronics Co Ltd
Original Assignee
Daido Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Electronics Co Ltd filed Critical Daido Electronics Co Ltd
Priority to JP2016168689A priority Critical patent/JP6712518B2/en
Publication of JP2018038162A publication Critical patent/JP2018038162A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6712518B2 publication Critical patent/JP6712518B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

本発明は、極異方磁石及びその製造方法、並びに、永久磁石型モータジェネレータに関し、さらに詳しくは、ｘｙ平面上において磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している極異方磁石及びその製造方法、並びに、これを用いた永久磁石型モータジェネレータに関する。 The present invention relates to a method for producing a polar anisotropic magnet及benefactor, and relates to permanent magnet type motor generator, and more particularly, the easy magnetization axis in the xy plane is oriented in an arc shape, and concentrically polar Ho磁ore and a method for producing the same, and relates to a permanent magnet type motor generator which uses the Re this.

モータには、
（ａ）ロータに電気伝導体を用いるインダクションモーター（ＩＭ）、
（ｂ）ロータの表面に永久磁石を貼り付けた表面磁石型（Surface Permanent Magnet; ＳＰＭ）モータ、
（ｃ）ロータの内部に永久磁石が埋め込まれた磁石埋込型（Interior Permanent Magnet; ＩＰＭ）モータ
などの様々な構造を持つものが知られている。 The motor has
(A) An induction motor (IM) using an electric conductor for the rotor,
(B) Surface Permanent Magnet (SPM) motor in which a permanent magnet is attached to the surface of the rotor,
(C) There are known various structures such as a magnet embedded type (Interior Permanent Magnet; IPM) motor in which a permanent magnet is embedded inside a rotor.

これらの内、ＩＰＭモータは、マグネットトルクとリラクタンストルクの双方を利用できるため、他のモータに比べて、使用可能な回転数域が広く、かつ、高速回転域においても高いトルクが得られるという利点がある。そのため、ＩＰＭモータは、電気自動車やハイブリッドカーの駆動源として用いられている。
これに対し、ＳＰＭモータは、ＩＰＭモータに比べてマグネットトルクを大きくすることができる。そのため、ＳＰＭモータは、一定の回転数で使用される用途（例えば、発電機）に用いられることが多い。 Among these, the IPM motor can utilize both the magnet torque and the reluctance torque, so that it has a wider usable rotation speed range than other motors, and has a high torque even in the high speed rotation range. There is. Therefore, the IPM motor is used as a drive source for electric vehicles and hybrid vehicles.
On the other hand, the SPM motor can increase the magnet torque as compared with the IPM motor. Therefore, the SPM motor is often used for an application (for example, a generator) used at a constant rotation speed.

ＩＰＭモータやＳＰＭモータのような永久磁石型モータは、無通電状態であってもロータの回転に伴ってトルク（コギングトルク）が発生する。コギングトルクは、モータの騒音や振動の原因となる。そのため、コギングトルクの低減方法に関し、従来から種々の提案がなされている。 In a permanent magnet type motor such as an IPM motor or an SPM motor, torque (cogging torque) is generated with the rotation of the rotor even in a non-energized state. The cogging torque causes noise and vibration of the motor. Therefore, various proposals have been made in the past regarding methods for reducing the cogging torque.

例えば、特許文献１には、
（ａ）ｎ個の永久磁石ブロックをエポキシ系の接着剤で接着して１つの磁極とし、
（ｂ）合計ｐ個の前記磁極（合計ｐｎ個の永久磁石ブロック）をエポキシ系の樹脂で回転子の表面に接着し、
（ｃ）各永久磁石ブロックの着磁方向を周期的に変化させた
回転電機が開示されている。
同文献には、磁極の分割数（ｎ）を４以上にすると、コギングトルクを低減できる点が記載されている。 For example, in Patent Document 1,
(A) n permanent magnet blocks are bonded with an epoxy adhesive to form one magnetic pole,
(B) The total of p magnetic poles (total of pn permanent magnet blocks) are adhered to the surface of the rotor with an epoxy resin,
(C) A rotary electric machine in which the magnetization direction of each permanent magnet block is periodically changed is disclosed.
The document describes that the cogging torque can be reduced by setting the number of divided magnetic poles (n) to 4 or more.

モータや発電機では、高効率化や小型化などを目的として、永久磁石型モータを用いるのが主流である。Ｎｄ磁石などの強力磁石は、大きく性能を向上させているが、モータの高効率化及び小型化に大きく寄与する特性である残留磁束密度（Ｂr）は理論限界にほぼ近づいている。一方、磁石形状、配向などのモータや発電機の磁気回路では、改善余地が多く残存されている。 Permanent magnet type motors are mainly used in motors and generators for the purpose of high efficiency and miniaturization. Although strong magnets such as Nd magnets have greatly improved their performance, the residual magnetic flux density (Br), which is a characteristic that greatly contributes to high efficiency and miniaturization of motors, is close to the theoretical limit. On the other hand, there is still a lot of room for improvement in the magnetic circuit of motors and generators such as magnet shape and orientation.

特開２００２−３５４７２１号公報JP, 2002-354721, A

本発明が解決しようとする課題は、永久磁石型モータジェネレータの高効率化及び／又は小型化が可能な新規な極異方磁石及びその製造方法、並びに、これを用いた永久磁石型モータジェネレータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a higher efficiency and / or miniaturization novel polar Ho磁stone and a manufacturing method thereof capable of permanent magnet type motor generator, and a permanent magnet type motor using the Re this To provide a generator.

上記課題を解決するために本発明に係る極異方磁石は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記極異方磁石は、磁石全体が同一の材料からなる。
（２）前記極異方磁石は、ｚ軸に対して平行方向に磁極の境界面がある。
（３）前記極異方磁石は、ｘｙ平面上において、塑性変形により形成された磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。
（４）前記極異方磁石は、外周面が円弧状である。
（５）前記磁化容易軸の配向方向を連続した円弧で近似し、前記円弧の曲率円の中心をＣ点、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点をＤ点及びＦ点とした時に、前記磁化容易軸の円弧における曲率円の中心は同じで、曲率半径がＣ点から外周面に向かって徐々に大きくなっており、かつ磁化容易軸が前記ｚ軸に対して垂直方向の断面においてＤ点からＦ点へ連続して配向している。
また、本発明に係る極異方磁石の製造方法は、以下の構成を備え、かつ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順序で行うものからなる。
（ａ）円弧状又はＵ字型のグリーン体を製造する第１工程、
（ｂ）前記グリーン体を円周方向に沿って圧縮すると同時に、ラジアル方向の厚さを増大させることにより、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点をＤ点及びＦ点とした時に、塑性変形により磁化容易軸が前記ｚ軸に対して垂直方向の断面の全体においてＤ点からＦ点に向かって連続した円弧状に配向した、バームクーヘン型又は扇形の磁石を製造する第２工程、
（ｃ）必要に応じて、得られた磁石から不要部分を除去する第３工程。 In order to solve the above problems, a polar anisotropic magnet according to the present invention has the following structure.
(1) In the polar anisotropic magnet , the entire magnet is made of the same material .
(2) The polar anisotropic magnet has a boundary surface of magnetic poles in a direction parallel to the z-axis.
(3) the polar anisotropic magnet, xy plane on odor Te, the magnetization easy axis formed by plastic deformation arcuate, and that has an alignment regions are oriented concentrically.
(4) The polar anisotropic magnet has an arcuate outer peripheral surface.
(5) When the orientation direction of the easy axis of magnetization is approximated by a continuous arc, and the center of the curvature circle of the arc is point C, and both end points of the arc having the maximum radius of curvature are points D and F, The center of the circle of curvature in the arc of the easy axis of magnetization is the same, the radius of curvature gradually increases from the point C toward the outer peripheral surface, and the easy axis of magnetization is D in a cross section perpendicular to the z axis. It is continuously oriented from the point to the point F.
The method for manufacturing a polar anisotropic magnet according to the present invention has the following configuration and is performed in the order of (a), (b) and (c).
(A) A first step of manufacturing an arc-shaped or U-shaped green body,
(B) By compressing the green body along the circumferential direction and increasing the thickness in the radial direction at the same time, when the end points of the arc having the maximum radius of curvature are set to the points D and F, the plasticity is increased. A second step of manufacturing a Baumkuchen-type or fan-shaped magnet in which the easy axis of magnetization is oriented in a continuous arc shape from the point D to the point F in the entire cross section in the direction perpendicular to the z axis by deformation.
(C) A third step of removing unnecessary portions from the obtained magnet, if necessary.

本発明に係る永久磁石型モータジェネレータは、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記永久磁石型モータジェネレータは、
２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えたインナーロータと、
前記インナーロータに向かってティースが放射状に配置され、かつ、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられたアウターステータと
を備えている。
（２）前記インナーロータは、
シャフトと、
前記シャフトの外周面に接合されたロータヨークと、
前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれたｎ個の磁石と
を備えている。
（４）前記磁石は、本発明に係る極異方磁石からなり、
前記極異方磁石は、Ｎ極及びＳ極が前記インナーロータの外周面側を向くように，前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれている。 The gist of the permanent magnet type motor generator according to the present invention is to have the following configuration.
(1) The permanent magnet type motor generator is
An inner rotor having 2n (n≧1) magnetic poles;
Teeth are arranged radially toward the inner rotor, and an outer stator having coils wound around the teeth is provided.
(2) The inner rotor is
Shaft,
A rotor yoke joined to the outer peripheral surface of the shaft,
And n magnets bonded to the surface of the rotor yoke or embedded in the rotor yoke.
(4) The magnet comprises the polar anisotropic magnet according to the present invention,
The polar anisotropic magnet is bonded to the surface of the rotor yoke or embedded inside the rotor yoke so that the N pole and the S pole face the outer peripheral surface side of the inner rotor.

本発明に係る極異方磁石は、磁石ブロックをエポキシ樹脂などで接合した接合磁石と異なり、磁極の境界面に空間を含め磁石以外の異物がない。そのため、本発明に係る極異方磁石は、接合磁石に比べて磁石に内包する磁気モーメントを漏れなく外部へ放出することができる。特に、磁気回路の磁路と磁石配向が一致した場合、所望の磁気回路内部で大きな磁束を発生させることができる。
さらに、本発明に係る極異方磁石は、磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。そのため、ステータからの磁力線の形状に合わせて磁化容易軸の配向方向の曲率半径を最適化し、ステータからの磁力線の形状と磁化容易軸の配向方向がほぼ一致するように極異方磁石をロータに設置すると、ステータ／ロータ間に発生するマグネットトルクを大きくすることができる。 The pole anisotropic magnet according to the present invention is different from the bonded magnet in which the magnet blocks are bonded with epoxy resin or the like, and there is no foreign matter other than the magnet including the space in the boundary surface of the magnetic poles. Therefore, the polar anisotropic magnet according to the present invention can release the magnetic moment contained in the magnet to the outside without leakage as compared with the bonded magnet. Particularly, when the magnetic path of the magnetic circuit and the magnet orientation match, a large magnetic flux can be generated inside the desired magnetic circuit.
Furthermore, the polar anisotropic magnet according to the present invention has an orientation region in which the easy axis of magnetization is oriented in an arc shape and concentrically. Therefore, the radius of curvature in the orientation direction of the easy axis of magnetization is optimized according to the shape of the magnetic force line from the stator, and the polar anisotropic magnet is installed in the rotor so that the shape of the magnetic force line from the stator and the orientation direction of the easy axis of magnetization almost match. When installed, the magnet torque generated between the stator and the rotor can be increased.

本発明に係る極異方磁石の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the polar anisotropic magnet which concerns on this invention. 円弧状グリーン体からバームクーヘン形磁石を製造する方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method of manufacturing a Baumkuchen type magnet from an arc-shaped green body. Ｕ字型グリーン体から釣り鐘型磁石を製造する方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method of manufacturing a bell-shaped magnet from a U-shaped green body. 本発明に係る永久磁石型モータジェネレータのインナーロータの模式図である。It is a schematic diagram of the inner rotor of the permanent magnet type motor generator which concerns on this invention. 平均磁路の定義を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the definition of an average magnetic path.

アウターステータにより形成される磁路の曲率半径と極異方磁石の磁化容易軸の配向方向の曲率半径との関係を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the radius of curvature of the magnetic path formed by the outer stator and the radius of curvature of the easy axis of magnetization of the polar anisotropic magnet in the orientation direction. 極異方磁石の配向方向の曲率半径（ｒ）とトルクの関係を示す図である。It is a figure which shows the curvature radius (r) of the orientation direction of a polar anisotropic magnet, and the relationship of a torque. 磁石間の周長（ΔＬ）の定義を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining the definition of the circumferential length (ΔL) between the magnets.

以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 極異方磁石］
本発明に係る極異方磁石は、以下の構成を備えている。
（１）前記極異方磁石は、一体磁石からなる。
（２）前記極異方磁石は、ｚ軸に対して平行方向に磁極の境界面がある。
（３）前記極異方磁石は、ｘｙ平面上において、磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。 An embodiment of the present invention will be described in detail below.
[1. Polar anisotropic magnet]
The polar anisotropic magnet according to the present invention has the following configuration.
(1) The polar anisotropic magnet is an integral magnet.
(2) The polar anisotropic magnet has a boundary surface of magnetic poles in a direction parallel to the z-axis.
(3) The polar anisotropic magnet has an orientation region in which the easy axis of magnetization is arcuately and concentrically oriented on the xy plane.

［１．１． 一体磁石］
本発明に係る極異方磁石は、一体磁石からなる。「一体磁石」とは、磁石全体が同一の材料からなり、かつ、磁極の境界面が連続していること、あるいは、磁極の境界面に異物（例えば、接着剤）がないことをいう。 [1.1. Integrated magnet]
The polar anisotropic magnet according to the present invention is an integral magnet. The “integrated magnet” means that the entire magnet is made of the same material and the boundary surface of the magnetic poles is continuous, or that the boundary surface of the magnetic pole is free of foreign matter (eg, adhesive).

［１．２． 磁気配向］
本発明に係る極異方磁石は、ｚ軸に対して平行方向に磁極の境界面がある。また、極異方磁石は、ｘｙ平面上において、磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。極異方磁石は、その全体が配向領域からなるものでも良く、あるいは、その一部が配向領域からなるものでも良い。
磁化容易軸の配向方向を連続した円弧で表した時に、その円弧の曲率半径（以下、これを「配向方向の曲率半径（ｒ）」ともいう）は、特に限定されない。後述する方法を用いると、配向方向の曲率半径を広い範囲に渡って制御することができる。 [1.2. Magnetic orientation]
The polar anisotropic magnet according to the present invention has the boundary surface of the magnetic poles in the direction parallel to the z axis. Moreover, the polar anisotropic magnet has an orientation region in which the easy axis of magnetization is arcuately and concentrically oriented on the xy plane. The polar anisotropic magnet may be wholly composed of the orientation region, or may be partly composed of the orientation region.
When the orientation direction of the easy axis of magnetization is represented by a continuous arc, the radius of curvature of the arc (hereinafter, also referred to as “curvature radius in orientation direction (r)”) is not particularly limited. By using the method described later, the radius of curvature in the orientation direction can be controlled over a wide range.

［１．３． 開き角］
本発明において、「開き角（θ）」とは、
（ａ）前記磁化容易軸の配向方向を連続した円弧で近似し、
（ｂ）前記円弧の中心をＣ点、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点のＤ点及びＦ点とした時に、
ＣＤ線とＣＦ線とのなす角をいう。 [1.3. Opening angle]
In the present invention, the “opening angle (θ)” means
(A) The orientation direction of the easy axis of magnetization is approximated by a continuous arc,
(B) When the center of the circular arc is point C, and the points D and F at both end points of the circular arc having the maximum radius of curvature,
The angle between the CD line and the CF line.

極異方磁石において、磁化容易軸の配向方向の基端側がＳ極、配向方向の先端側がＮ極となる。極異方磁石の開き角（θ）は、特に限定されない。
但し、極異方磁石を本発明に係る永久磁石型モータジェネレータに用いる場合において、開き角（θ）が過度に大きくなると、永久磁石型モータジェネレータの効率が低下する。従って、極異方磁石を永久磁石型モータジェネレータに用いる場合、開き角（θ）は、１８０°以下が好ましい。開き角（θ）は、永久磁石型モータジェネレータの構造に応じて最適な値を選択するのが好ましい。 In the polar anisotropic magnet, the base end side in the orientation direction of the easy axis of magnetization is the S pole, and the tip end side in the orientation direction is the N pole. The opening angle (θ) of the polar anisotropic magnet is not particularly limited.
However, when the polar anisotropic magnet is used in the permanent magnet type motor generator according to the present invention, if the opening angle (θ) becomes excessively large, the efficiency of the permanent magnet type motor generator decreases. Therefore, when the polar anisotropic magnet is used in the permanent magnet type motor generator, the opening angle (θ) is preferably 180° or less. It is preferable to select an optimum value for the opening angle (θ) according to the structure of the permanent magnet type motor generator.

［１．４． 形状］
本発明において、極異方磁石の形状は特に限定されない。磁化容易軸が円弧状に配向している素材（形状は問わない）を作製し、次いで得られた素材から不要部分を除去すると、種々の形状を備えた極異方磁石が得られる。 [1.4. shape]
In the present invention, the shape of the polar anisotropic magnet is not particularly limited. A polar anisotropic magnet having various shapes can be obtained by producing a material in which the axis of easy magnetization is oriented in an arc shape (any shape) and then removing unnecessary portions from the obtained material.

図１に、本発明に係る極異方磁石の一例を示す。図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａは、ｚ軸に対して垂直方向の断面形状がバームクーヘン形（中空円筒を軸方向に分割した形状）であり、断面全体が配向領域からなる。その開き角θは、外周面の円弧の両端点（Ｄ点、Ｆ点）とバームクーヘン形の中心（Ｃ点）とのなす角（すなわち、破線で示した扇形の中心角）である。後述する方法を用いると、このようなバームクーヘン形の極異方磁石３０ａが得られる。
磁極の境界面３２ａはｚ軸に対して平行であり、磁化容易軸（図１中、円弧状の矢印で表示。以下同じ。）はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ａ）の場合、極異方磁石３０ａの左側の平面がＳ極となり、右側の平面がＮ極となる。 FIG. 1 shows an example of a polar anisotropic magnet according to the present invention. The polar anisotropic magnet 30a shown in FIG. 1A has a Baumkuchen shape (a shape obtained by dividing a hollow cylinder in the axial direction) in a cross section perpendicular to the z-axis, and the entire cross section includes an orientation region. The opening angle θ is an angle formed between both end points (points D and F) of the circular arc on the outer peripheral surface and the center of the Baumkuchen shape (point C) (that is, a fan-shaped central angle shown by a broken line). By using the method described later, such a Baumkuchen type polar anisotropic magnet 30a is obtained.
The boundary surface 32a of the magnetic pole is parallel to the z-axis, and the easy axis of magnetization (indicated by an arc-shaped arrow in FIG. 1; the same applies hereinafter) is arc-shaped and concentrically oriented on the xy plane. There is. In the case of FIG. 1A, the plane on the left side of the polar anisotropic magnet 30a becomes the S pole, and the plane on the right side becomes the N pole.

図１（ｂ）に示す極異方磁石３０ｂは、ｚ軸に対して垂直方向の断面形状がレンズ形であり、断面全体が配向領域からなる。その開き角θは、極異方磁石３０ａと同一である。極異方磁石３０ｂは、図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａから余剰部分を除去することにより得られる。
磁極の境界面３２ｂはｚ軸に対して平行であり、磁化容易軸はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ｂ）の場合、極異方磁石３０ｂの左側の上面がＳ極となり、右側の上面がＮ極となる。 The polar anisotropic magnet 30b shown in FIG. 1(b) has a lens-shaped cross-section in the direction perpendicular to the z-axis, and the entire cross-section is composed of orientation regions. The opening angle θ is the same as that of the polar anisotropic magnet 30a. The polar anisotropic magnet 30b is obtained by removing a surplus portion from the polar anisotropic magnet 30a shown in FIG.
The boundary surface 32b of the magnetic poles is parallel to the z-axis, and the easy axis of magnetization is oriented in a circular arc shape and concentrically on the xy plane. In the case of FIG. 1B, the upper surface on the left side of the polar anisotropic magnet 30b becomes the S pole, and the upper surface on the right side becomes the N pole.

図１（ｃ）に示す極異方磁石３０ｃは、ｚ軸に対して垂直方向の断面形状が疑似レンズ形（上下面がレンズ状の円弧からなり、左右面が平面からなる形状）であり、断面全体が配向領域からなる。その開き角（θ）は、極異方磁石３０ａと同一である。極異方磁石３０ｃは、図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａから余剰部分を除去することにより得られる。
磁極の境界面３２ｃはｚ軸に対して平行であり、磁化容易軸はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ｃ）の場合、極異方磁石３０ｃの左側の平面がＳ極となり、右側の平面がＮ極となる。 The polar anisotropic magnet 30c shown in FIG. 1C has a pseudo-lens-shaped cross-sectional shape in the direction perpendicular to the z-axis (a shape in which upper and lower surfaces are lenticular arcs and left and right surfaces are flat surfaces). The entire cross section consists of alignment regions. The opening angle (θ) is the same as that of the polar anisotropic magnet 30a. The polar anisotropic magnet 30c is obtained by removing a surplus portion from the polar anisotropic magnet 30a shown in FIG.
The boundary surface 32c of the magnetic pole is parallel to the z axis, and the easy axis of magnetization is oriented in an arc shape and a concentric shape on the xy plane. In the case of FIG. 1C, the plane on the left side of the polar anisotropic magnet 30c is the S pole, and the plane on the right side is the N pole.

図１（ｄ）に示す極異方磁石３０ｄは、ｚ軸に対して垂直方向の断面形状が扇形（中実円筒を軸方向に分割した形状）であり、断面全体が配向領域からなる。極異方磁石３０ｄの外周面（Ｄ点及びＦ点を通る円弧）の曲率半径は、図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａのそれと同一であるが、開き角（θ）は、極異方磁石３０ａのそれより小さくなっている。極異方磁石３０ｄは、図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａから余剰部分を除去することにより得られる。
磁極の境界面３２ｄはｚ軸に対して平行であり、磁化容易軸はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ｄ）の場合、極異方磁石３０ｄの左側の平面がＳ極となり、右側の平面がＮ極となる。 In the polar anisotropic magnet 30d shown in FIG. 1D, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the z-axis is a fan shape (a shape obtained by dividing a solid cylinder in the axial direction), and the entire cross-section is an orientation region. The radius of curvature of the outer peripheral surface (the arc passing through the points D and F) of the polar anisotropic magnet 30d is the same as that of the polar anisotropic magnet 30a shown in FIG. 1A, but the opening angle (θ) is It is smaller than that of the anisotropic magnet 30a. The polar anisotropic magnet 30d is obtained by removing a surplus portion from the polar anisotropic magnet 30a shown in FIG.
The boundary surface 32d of the magnetic poles is parallel to the z axis, and the easy axis of magnetization is oriented in an arc shape and a concentric shape on the xy plane. In the case of FIG. 1D, the plane on the left side of the polar anisotropic magnet 30d is the S pole, and the plane on the right side is the N pole.

図１（ｅ）に示す極異方磁石３０ｅは、ｚ軸に対して垂直方向の断面形状がホームベース形であり、断面全体が配向領域からなる。その開き角（θ）は、極異方磁石３０ａと同一である。極異方磁石３０ｅは、図１（ａ）に示す極異方磁石３０ａから余剰部分を除去することにより得られる。
磁極の境界面３２ｅはｚ軸に対して平行であり、磁化容易軸はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ｅ）の場合、極異方磁石３０ｅの左側の平面がＳ極となり、右側の平面がＮ極となる。 The polar anisotropic magnet 30e shown in FIG. 1(e) has a home base shape in cross section in the direction perpendicular to the z-axis, and the entire cross section is composed of orientation regions. The opening angle (θ) is the same as that of the polar anisotropic magnet 30a. The polar anisotropic magnet 30e is obtained by removing a surplus portion from the polar anisotropic magnet 30a shown in FIG.
The boundary surface 32e of the magnetic pole is parallel to the z axis, and the easy axis of magnetization is oriented in an arc shape and a concentric shape on the xy plane. In the case of FIG. 1E, the plane on the left side of the polar anisotropic magnet 30e is the S pole, and the plane on the right side is the N pole.

図１（ｆ）に示す極異方磁石３０ｆは、ｚ軸に対して垂直方向の断面が釣り鐘形であり、断面の一部（図１（ｆ）中、ハッチングで示した領域）が配向領域からなる。配向領域の両側は、磁化容易軸が完全に同心円状に配向していないが、極異方磁石３０ｆの外周面に沿って磁化容易軸が楕円弧状に配向している。配向領域の配向の中心（Ｃ点）は、極異方磁石３０ｆの上面の円弧上にあるため、その開き角（θ）は、極異方磁石３０ａより大きく、かつ、１８０°に近い値となる。
磁極の境界面３２ｆはｚ軸に対して平行であり、配向領域内の磁化容易軸はｘｙ平面上において円弧状に、かつ同心円状に配向している。図１（ｆ）の場合、極異方磁石３０ｆの左側の上面がＳ極となり、右側の上面がＮ極となる。 The polar anisotropic magnet 30f shown in FIG. 1(f) has a bell-shaped cross section in the direction perpendicular to the z-axis, and a part of the cross section (the hatched area in FIG. 1(f)) is the orientation region. Consists of. The easy magnetization axes are not perfectly concentrically oriented on both sides of the orientation region, but the easy magnetization axes are oriented in an elliptic arc shape along the outer peripheral surface of the polar anisotropic magnet 30f. Since the center of orientation of the orientation region (point C) is on the arc of the upper surface of the polar anisotropic magnet 30f, its opening angle (θ) is larger than that of the polar anisotropic magnet 30a and close to 180°. Become.
The boundary surface 32f of the magnetic pole is parallel to the z-axis, and the easy axis of magnetization in the orientation region is oriented in a circular arc shape and concentrically on the xy plane. In the case of FIG. 1F, the upper surface on the left side of the polar anisotropic magnet 30f becomes the S pole, and the upper surface on the right side becomes the N pole.

［１．５． 極異方磁石の材料］
極異方磁石の材料は、磁化容易軸を円弧状に配向させることが可能であり、かつ、保磁力の高い材料であれば良い。このような材料としては、例えば、
（ａ）Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類合金（Ｒは、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂなどの希土類元素、Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏなどの遷移金属元素）、
（ｂ）Ｒ−Ｃｏ系合金（Ｒは、Ｓｍなどの希土類元素）、
（ｃ）Ｒ−Ｆｅ系合金（Ｒは、Ｓｍなどの希土類元素）
などがある。これらの中でも、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類合金は、高保磁力が得られ、かつ、磁化容易軸を円弧状に配向させるのが容易であるので、極異方磁石の材料として好適である。 [1.5. Material of polar anisotropic magnet]
The material of the polar anisotropic magnet may be a material that can orient the easy axis of magnetization in an arc shape and has a high coercive force. As such a material, for example,
(A) R-T-B type rare earth alloy (R is a rare earth element such as Nd, Pr, Dy, and Tb, T is a transition metal element such as Fe and Co),
(B) R-Co alloy (R is a rare earth element such as Sm),
(C) R-Fe alloy (R is a rare earth element such as Sm)
and so on. Among these, the R-T-B type rare earth alloy is suitable as a material for the polar anisotropic magnet because it has a high coercive force and the easy axis of magnetization is easily oriented in an arc shape.

［２． 極異方磁石の製造方法（１）］
本発明に係る極異方磁石は、種々の方法により製造することができる。
例えば、図１（ａ）〜図１（ｅ）に示す極異方磁石３０ａ〜３０ｅは、
（ａ）円弧状又はＵ字型のグリーン体を製造し、
（ｂ）グリーン体を円周方向に沿って圧縮すると同時に、ラジアル方向の厚さを増大させることにより、断面がバームクーヘン形又は扇形の磁石を製造し、
（ｃ）必要に応じて、得られた磁石から不要部分を除去する
ことにより製造することができる。 [2. Manufacturing method of polar anisotropic magnet (1)]
The polar anisotropic magnet according to the present invention can be manufactured by various methods.
For example, the polar anisotropic magnets 30a to 30e shown in FIGS.
(A) Manufacturing an arc-shaped or U-shaped green body,
(B) By compressing the green body along the circumferential direction and at the same time increasing the thickness in the radial direction, a magnet having a Baumkuchen-shaped or fan-shaped cross section is manufactured,
(C) It can be manufactured by removing unnecessary parts from the obtained magnet, if necessary.

［２．１． 第１工程］
まず、円弧状又はＵ字型のグリーン体を製造する。グリーン体の製造方法は、特に限定されない。グリーン体の製造方法としては、例えば、
（ａ）粉末を円弧状又はＵ字型に圧粉成型する方法、
（ｂ）冷間静水圧加圧成形法（ＣＩＰ）等の加圧成形法により圧粉体を得る方法、
（ｃ）通電加熱焼結法（ＳＰＳ）、金属粉末射出成形法等により焼結体を得る方法、
などがある。 [2.1. First step]
First, an arc-shaped or U-shaped green body is manufactured. The method for manufacturing the green body is not particularly limited. As a method for manufacturing a green body, for example,
(A) A method of compacting powder into an arc shape or a U shape,
(B) a method of obtaining a green compact by a pressure molding method such as cold isostatic pressing (CIP),
(C) A method for obtaining a sintered body by an electric heating sintering method (SPS), a metal powder injection molding method, or the like,
and so on.

［２．２． 第２工程］
次に、熱間において、円弧状又はＵ字型のグリーン体を円周方向に沿って圧縮すると同時に、ラジアル方向の厚さを増大させることにより、断面がバームクーヘン形又は扇形の磁石を製造する。図２に、熱間塑性加工法を用いて円弧状グリーン体からバームクーヘン形磁石を製造する方法を説明するための模式図を示す。 [2.2. Second step]
Next, while hot, the arc-shaped or U-shaped green body is compressed along the circumferential direction, and at the same time, the thickness in the radial direction is increased to manufacture a magnet having a cross section of a Baumkuchen shape or a fan shape. FIG. 2 shows a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a Baumkuchen magnet from an arc-shaped green body by using the hot plastic working method.

円弧状グリーン体を熱間塑性加工する場合において、ダイスの形状を最適化すると、図２（ａ）に示すように、円弧状グリーン体２８を円周方向に圧縮すると同時に、ラジアル方向の厚さを増大させることができる。その結果、図２（ｂ）に示すように、円弧状グリーン体２８からバームクーヘン形の極異方磁石３０ａを製造することができる。 When the shape of the die is optimized in the case of hot-working the arc-shaped green body, as shown in FIG. 2A, the arc-shaped green body 28 is compressed in the circumferential direction and at the same time, the thickness in the radial direction is reduced. Can be increased. As a result, as shown in FIG. 2B, the Baumkuchen-shaped polar anisotropic magnet 30a can be manufactured from the arc-shaped green body 28.

なお、熱間で円弧状グリーン体２８を塑性変形させると、結晶粒周りの低融点粒界相が液化し、結晶粒の回転・移動が可能となる。また、円弧状グリーン体２８を極異方磁石３０ａに塑性変形させる場合、円弧状グリーン体２８の円周方向に圧縮応力を印加すると同時に、ラジアル方向と長手方向に引張応力を印加する。これにより、極異方磁石３０ａの磁化容易軸は、主として円周方向に配向する。歪は、成形中に順次与えることも可能で、最終的に所望のトータル歪量とする。 When the arc-shaped green body 28 is plastically deformed while hot, the low-melting-point grain boundary phase around the crystal grains is liquefied, and the crystal grains can be rotated and moved. When the arc-shaped green body 28 is plastically deformed into the polar anisotropic magnet 30a, compressive stress is applied in the circumferential direction of the arc-shaped green body 28, and at the same time tensile stress is applied in the radial direction and the longitudinal direction. Thereby, the easy axis of magnetization of the polar anisotropic magnet 30a is mainly oriented in the circumferential direction. Strains can be sequentially given during molding, and finally the desired total strain amount is obtained.

［２．３． 第３工程］
次に、必要に応じて、第２工程で得られた磁石から不要部分を除去する。円弧状グリーン体２８を極異方磁石３０ａに塑性加工した後、極異方磁石３０ａから不要部分を研削除去すると、図１（ｂ）〜図１（ｅ）に示すような種々の形状を有する極異方磁石３０ｂ〜３０ｅが得られる。 [2.3. Third step]
Next, if necessary, unnecessary parts are removed from the magnet obtained in the second step. After the arc-shaped green body 28 is plastically processed into the polar anisotropic magnet 30a, and unnecessary portions are removed by grinding from the polar anisotropic magnet 30a, it has various shapes as shown in FIGS. 1(b) to 1(e). The polar anisotropic magnets 30b to 30e are obtained.

［３． 極異方磁石の製造方法（２）］
図３に、Ｕ字型グリーン体から釣り鐘型磁石を製造する方法を説明するための模式図を示す。図１（ｆ）に示す極異方磁石３０ｆは、以下のようにして製造することができる。
すなわち、Ｕ字型グリーン体を熱間塑性加工する場合において、ダイスの形状を最適化すると、図３（ａ）に示すように、Ｕ字型グリーン体２８ａをＵ字に沿った方向（広義の円周方向）に圧縮すると同時に、Ｕ字に対して垂直方向（広義のラジアル方向）の厚さを増大させることができる。その結果、図３（ｂ）に示すように、Ｕ字型グリーン体２８ａから釣り鐘型の極異方磁石３０ｆを製造することができる。 [3. Manufacturing method of polar anisotropic magnet (2)]
FIG. 3 shows a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a bell-shaped magnet from a U-shaped green body. The polar anisotropic magnet 30f shown in FIG. 1(f) can be manufactured as follows.
That is, when the U-shaped green body is subjected to hot plastic working, if the shape of the die is optimized, as shown in FIG. 3A, the U-shaped green body 28a is moved in the direction along the U-shape (in a broad sense). It is possible to increase the thickness in the direction perpendicular to the U-shape (radial direction in a broad sense) at the same time as compressing in the circumferential direction). As a result, as shown in FIG. 3B, a bell-shaped polar anisotropic magnet 30f can be manufactured from the U-shaped green body 28a.

［４． 永久磁石型モータジェネレータ］
本発明に係る永久磁石型モータジェネレータは、以下の構成を備えている。
（１）前記永久磁石型モータジェネレータは、
２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えたインナーロータと、
前記インナーロータに向かってティースが放射状に配置され、かつ、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられたアウターステータと
を備えている。
（２）前記インナーロータは、
シャフトと、
前記シャフトの外周面に接合されたロータヨークと、
前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれたｎ個の磁石と
を備えている。
（４）前記磁石は、本発明に係る極異方磁石からなり、
前記極異方磁石は、Ｎ極及びＳ極が前記インナーロータの外周面側を向くように，前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれている。 [4. Permanent magnet type motor generator]
The permanent magnet motor generator according to the present invention has the following configuration.
(1) The permanent magnet type motor generator is
An inner rotor having 2n (n≧1) magnetic poles;
Teeth are arranged radially toward the inner rotor, and an outer stator having coils wound around the teeth is provided.
(2) The inner rotor is
Shaft,
A rotor yoke joined to the outer peripheral surface of the shaft,
And n magnets bonded to the surface of the rotor yoke or embedded in the rotor yoke.
(4) The magnet comprises the polar anisotropic magnet according to the present invention,
The polar anisotropic magnet is bonded to the surface of the rotor yoke or embedded inside the rotor yoke so that the N pole and the S pole face the outer peripheral surface side of the inner rotor.

［４．１． インナーロータ］
図４に、本発明に係る永久磁石型モータジェネレータのインナーロータの模式図を示す。図４において、インナーロータ１０は、シャフト１２と、シャフト１２の外周面に接合されたロータヨーク２０と、ロータヨーク２０の表面に接合された極異方磁石３０、３０…とを備えている。なお、図示はしないが、極異方磁石３０、３０…は、ロータヨーク２０の内部に埋め込まれていても良い。 [4.1. Inner rotor]
FIG. 4 shows a schematic diagram of the inner rotor of the permanent magnet type motor generator according to the present invention. 4, the inner rotor 10 includes a shaft 12, a rotor yoke 20 joined to the outer peripheral surface of the shaft 12, and polar anisotropic magnets 30, 30... Joined to the surface of the rotor yoke 20. Although not shown, the polar anisotropic magnets 30, 30... May be embedded in the rotor yoke 20.

［４．１．１． 磁極数］
インナーロータ１０は、２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えている。磁極の数は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な個数を選択することができる。一般に、磁極の数が多くなるほど、コイルに鎖交する磁束の切替回数が増える。各極における磁石量の減り分を考慮しても、同じ回転数では、磁極の数が多くなるほど、トルク、及び発電量が向上する。このような効果を得るためには、磁極の数は、４極以上が好ましい。磁極の数は、さらに好ましくは、８極以上である。
一方、磁極の数が多くなりすぎると、ステータ形状と巻線が複雑になり、モータ体格が肥大化するという問題があり、特に小型モータで顕著となる。従って、磁極の数は、１６極以下が好ましい。磁極の数は、さらに好ましくは、１２極以下である。 [4.1.1. Number of magnetic poles]
The inner rotor 10 includes 2n (n≧1) magnetic poles. The number of magnetic poles is not particularly limited, and an optimum number can be selected according to the purpose. Generally, as the number of magnetic poles increases, the number of times the magnetic flux interlinking the coil is switched increases. Even if the decrease in the amount of magnets in each pole is taken into consideration, the torque and the amount of power generation improve as the number of magnetic poles increases at the same rotation speed. In order to obtain such an effect, the number of magnetic poles is preferably 4 or more. The number of magnetic poles is more preferably 8 or more.
On the other hand, if the number of magnetic poles is too large, there is a problem that the shape of the stator and the windings become complicated and the size of the motor is enlarged, which is particularly noticeable in small motors. Therefore, the number of magnetic poles is preferably 16 or less. The number of magnetic poles is more preferably 12 or less.

［４．１．２． ロータヨーク］
ロータヨーク２０は、アウターステータ（図示せず）の内周面に対向する表面又は内部に、ｎ個の極異方磁石３０、３０…を保持するためのものである。ロータヨーク２０の材料は、目的に応じて最適な材料を選択するのが好ましい。
例えば、図４に示すように、ロータヨーク２０の表面に極異方磁石３０、３０…を密に接合する場合、インナーロータ１０は、マグネットトルクのみで回転する。この場合、ロータヨーク２０の材料は、特に限定されない。 [4.1.2. Rotor yoke]
The rotor yoke 20 holds n polar anisotropic magnets 30, 30,... On the surface or inside of the outer stator (not shown) facing the inner peripheral surface. It is preferable to select the most suitable material for the rotor yoke 20 according to the purpose.
For example, as shown in FIG. 4, when the pole anisotropic magnets 30, 30,... Are closely joined to the surface of the rotor yoke 20, the inner rotor 10 rotates only by magnet torque. In this case, the material of the rotor yoke 20 is not particularly limited.

一方、ロータヨーク２０の表面に極異方磁石３０、３０…を、所定の隙間（ΔＬ）をあけて接合する場合、アウターステータからの磁束が隙間（ΔＬ）を通ってロータヨーク２０の内部に流入する。このような場合、ロータヨーク２０の材料として、高透磁率材料を用いるのが好ましい。ロータヨーク２０の材料として高透磁率材料を用いると、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクを発生させることができる。
ここで、「高透磁率材料」とは、極異方磁石３０よりも比透磁率が高い材料をいう。 On the other hand, when the polar anisotropic magnets 30, 30... Are joined to the surface of the rotor yoke 20 with a predetermined gap (ΔL), the magnetic flux from the outer stator flows into the rotor yoke 20 through the gap (ΔL). .. In such a case, it is preferable to use a high magnetic permeability material as the material of the rotor yoke 20. When a high magnetic permeability material is used as the material of the rotor yoke 20, reluctance torque can be generated in addition to magnet torque.
Here, the “high magnetic permeability material” refers to a material having a higher relative magnetic permeability than the polar anisotropic magnet 30.

高いリラクタンストルクを発生させるためには、ロータヨーク２０を構成する材料の比透磁率は、５０以上が好ましく、さらに好ましくは、５００以上である。このような条件を満たす高透磁率材料としては、例えば、
（ａ）３％Ｓｉ−Ｆｅ、６．５％Ｓｉ−Ｆｅなどの電磁鋼板、
（ｂ）パーメンジュール（Ｆｅ−Ｃｏ合金）、アモルファス（Ｆｅ基、Ｃｏ基）、ナノ結晶合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｕ−Ｎｂ系）
などがある。図４に示す例では、ロータヨーク２０には、電磁鋼板の積層体が用いられている。 In order to generate a high reluctance torque, the relative magnetic permeability of the material forming the rotor yoke 20 is preferably 50 or more, and more preferably 500 or more. As a high magnetic permeability material satisfying such a condition, for example,
(A) Electrical steel sheet such as 3% Si-Fe, 6.5% Si-Fe,
(B) Permendur (Fe-Co alloy), amorphous (Fe-based, Co-based), nanocrystalline alloy (Fe-Si-B-Cu-Nb system)
and so on. In the example shown in FIG. 4, a laminated body of electromagnetic steel plates is used for the rotor yoke 20.

［４．１．３． 極異方磁石］
本発明において、インナーロータ１０に備えられる磁石として、本発明に係る極異方磁石３０が用いられる。極異方磁石３０は、Ｎ極及びＳ極がインナーロータ１０の外周面側を向くように，ロータヨーク２０の表面に接合され、又はロータヨーク２０の内部に埋め込まれている。換言すれば、極異方磁石３０は、円弧状の配向軸の凹側が外側を向くように、ロータヨーク２０の表面に接合され、又はロータヨーク２０の内部に埋め込まれている。極異方磁石３０の詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。 [4.1.3. Polar anisotropic magnet]
In the present invention, the polar anisotropic magnet 30 according to the present invention is used as a magnet included in the inner rotor 10. The pole anisotropic magnet 30 is bonded to the surface of the rotor yoke 20 or embedded in the rotor yoke 20 so that the N pole and the S pole face the outer peripheral surface side of the inner rotor 10. In other words, the polar anisotropic magnet 30 is bonded to the surface of the rotor yoke 20 or embedded in the rotor yoke 20 so that the concave side of the arcuate orientation axis faces outward. Since the details of the polar anisotropic magnet 30 are as described above, the description thereof is omitted.

［４．２． アウターステータ］
アウターステータ（図示せず）は、中央にインナーロータ１０を挿入するための貫通穴を備えており、貫通穴の内表面には、界磁コイルの鉄芯となるティースが放射状に配置されている。また、ティースの周囲には、コイルが巻き付けられている。コイルは、インナーロータに対して回転磁界を作用させるため、又はインナーロータの回転に伴う磁束の変化を電流として取り出すために用いられる。アウターステータは、ティースによって形成される磁路の曲率半径（ｒ'）と極異方磁石３０の配向方向の曲率半径（ｒ）との間に、後述する関係を備えているものが好ましい。アウターステータの構造に関するその他の点（例えば、ティースの構造、コイルの巻き線方式など）は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。 [4.2. Outer stator]
The outer stator (not shown) has a through hole for inserting the inner rotor 10 in the center, and teeth serving as an iron core of the field coil are radially arranged on the inner surface of the through hole. .. A coil is wound around the tooth. The coil is used to apply a rotating magnetic field to the inner rotor or to extract a change in magnetic flux due to the rotation of the inner rotor as a current. The outer stator preferably has a relationship described later between the radius of curvature (r′) of the magnetic path formed by the teeth and the radius of curvature (r) of the polar anisotropic magnet 30 in the orientation direction. Other points regarding the structure of the outer stator (for example, tooth structure, coil winding method, etc.) are not particularly limited, and an optimum structure can be selected according to the purpose.

［４．３． 磁路の曲率半径と配向方向の曲率半径との関係］
［４．３．１． 平均磁路］
図５に、平均磁路の定義を説明するための模式図を示す。アウターステータ４０は、インナーロータ（図示せず）に向かってティース４２ａ、４２ｂ…が放射状に配置されている。また、ティース４２ａ、４２ｂ…の周囲には、コイル（図示せず）が巻き付けられている。コイルの巻き方としては、分布巻きと集中巻きがある。図５は、分布巻きの例であり、ティース４２ａから流出した磁束は、これに隣接するティース４２ｂではなく、そのさらに隣にあるティース４２ｃに流入する。 [4.3. Relationship between the radius of curvature of the magnetic path and the radius of curvature in the orientation direction]
[4.3.1. Average magnetic path]
FIG. 5 shows a schematic diagram for explaining the definition of the average magnetic path. In the outer stator 40, teeth 42a, 42b... Are radially arranged toward the inner rotor (not shown). A coil (not shown) is wound around the teeth 42a, 42b... The winding method of the coil includes distributed winding and concentrated winding. FIG. 5 is an example of distributed winding, and the magnetic flux flowing out from the tooth 42a flows not into the tooth 42b adjacent thereto, but into the tooth 42c further adjacent thereto.

ティース４２ａ、４２ｂ…によって形成される磁路は、厳密には同心円状ではないが、各ティース４２ａ、４２ｂ…の中心を通る磁束には、真円弧となるものが含まれる。そこで、各ティース４２ａ、４２ｂ…の中心を通る磁束の経路の内、真円弧となるものを「平均磁路」と定義する。
すなわち、磁束の流出端となる１又は２以上のティースの内、最外部に位置するティース（Ａ）の先端面の中心をＡ点、磁束の流入端となる１又は２以上のティースの内、最外部に位置するティース（Ｂ）の先端面の中心をＢ点、アウターステータ４０の中心をＯ点とする。また、Ａ点を通るＡＯ線の垂線とＢ点を通るＢＯ線の垂線との交点をＧ点とする。この時、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ点及びＢ点を通る円弧を「平均磁路」と定義する。
図５に示すように、１つおきに磁束が流入・流出するケースでは、ティース４２ａの先端面の中心がＡ点となり、ティース４２ｃの先端面の中心がＢ点となる。平均磁路４４は、Ａ点及びＢ点を通る円弧として表される。 The magnetic path formed by the teeth 42a, 42b... Is not strictly concentric, but the magnetic flux passing through the center of each tooth 42a, 42b... Includes a true arc. Therefore, among the paths of the magnetic flux passing through the centers of the teeth 42a, 42b..., those that form a true arc are defined as “average magnetic path”.
That is, of the one or more teeth serving as the outflow end of the magnetic flux, the center of the tip surface of the outermost tooth (A) is point A, and the one or more teeth serving as the inflow end of the magnetic flux are The center of the tip surfaces of the teeth (B) located at the outermost part is point B, and the center of the outer stator 40 is point O. Further, the intersection of the perpendicular of the AO line passing through the point A and the perpendicular of the BO line passing through the point B is defined as point G. At this time, an arc centered at the point G and passing through the points A and B is defined as an "average magnetic path".
As shown in FIG. 5, in the case where every other magnetic flux flows in and out, the center of the tip end surface of the tooth 42a is point A, and the center of the tip end surface of the tooth 42c is point B. The average magnetic path 44 is represented as an arc passing through the points A and B.

上述したように、極異方磁石３０は、ロータヨーク２０の表面に接合されていても良く、あるいは、ロータヨーク２０の内部に埋め込まれていても良い。但し、高いマグネットトルクを得るためには、極異方磁石３０は、インナーロータ１０が回転した時に、極異方磁石３０内にある配向領域の少なくとも一部分がアウターステータ４０により形成される平均磁路４４を横切る位置に設置されているのが好ましい。 As described above, the polar anisotropic magnet 30 may be bonded to the surface of the rotor yoke 20 or may be embedded inside the rotor yoke 20. However, in order to obtain a high magnet torque, the polar anisotropic magnet 30 has an average magnetic path in which at least a part of the orientation region in the polar anisotropic magnet 30 is formed by the outer stator 40 when the inner rotor 10 rotates. It is preferably installed at a position crossing 44.

［４．３．２． 曲率半径］
理想的には、アウターステータ４０により形成される磁路と、極異方磁石３０の磁化容易軸の配向方向とを完全に一致させるのが好ましい。実際には、両者を完全に一致させるのは難しいが、平均磁路４４と磁化容易軸の配向方向を一致させることはできる。この場合、磁化容易軸の配向方向が平均磁路４４に近づくほど、高いマグネットトルクが得られる。 [4.3.2. curvature radius]
Ideally, it is preferable that the magnetic path formed by the outer stator 40 and the orientation direction of the easy axis of magnetization of the polar anisotropic magnet 30 be perfectly matched. In reality, it is difficult to completely match the two, but it is possible to match the orientation directions of the average magnetic path 44 and the easy axis of magnetization. In this case, the closer the orientation direction of the easy axis of magnetization is to the average magnetic path 44, the higher the magnet torque obtained.

高いマグネットトルクを得るためには、インナーロータ１０に用いられる磁石は、次の（１）式を満しているのが好ましい。
ｒ'b≦ｒ≦ｒ'a ・・・（１）
但し、
ｒは、前記ＡＯ線と前記ＢＯ線とのなす角の二等分線と、前記平均磁路との交点（Ｘ点）における前記磁石の前記配向領域内にある前記磁化容易軸の配向方向の曲率半径、
ｒ'aは、前記ティース（Ａ）の先端面の外側の端点をＡ’点、前記ティース（Ｂ）の先端面の外側の端点をＢ’点とした時に、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ’点及びＢ’点を通る円弧（磁路）の曲率半径、
ｒ'bは、前記ティース（Ａ）の先端面の内側の端点をＡ”点、前記ティース（Ｂ）の先端面の内側の端点をＢ”点とした時に、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ”点及びＢ”点を通る円弧（磁路）の曲率半径。 In order to obtain a high magnet torque, the magnet used for the inner rotor 10 preferably satisfies the following expression (1).
r 'b ≦ r ≦ r' a ··· (1)
However,
r is the orientation direction of the easy axis of magnetization in the orientation region of the magnet at the intersection (X point) of the bisector of the angle formed by the AO line and the BO line and the average magnetic path. curvature radius,
r′ a is centered at point G when the outer end point of the tip surface of the tooth (A) is A′ point and the outer end point of the tooth (B) end point is B′ point, and Radius of curvature of an arc (magnetic path) passing through points A'and B',
r′ b is centered at point G when the inside end point of the tooth (A) is an A″ point and the inside end point of the tooth (B) is a B″ point, and The radius of curvature of an arc (magnetic path) passing through the points A" and B".

図５に示す例の場合、ティース４２ａの先端面の外側の端点がＡ’点となり、ティース４２ｃの先端面の外側の端点がＢ’点となる。ｒ'aは、Ｇ点を中心とし、Ａ’点及びＢ’点を通る円弧（最大磁路４４ａ）の曲率半径である。
また、ティース４２ａの先端面の内側の端点がＡ”点となり、ティース４２ｃの先端面の内側の端点がＢ”点となる。ｒ'bは、Ｇ点を中心とし、Ａ”点及びＢ”点を通る円弧（最小磁路４４ｂ）の曲率半径である。
さらに、平均磁路４４の曲率半径をｒ'0とする。 In the case of the example shown in FIG. 5, the outer end point of the tip end surface of the tooth 42a is the A'point, and the outer end point of the tooth 42c is the B'point. r′ a is a radius of curvature of an arc (maximum magnetic path 44 a) passing through points A′ and B′ with the point G as the center.
Further, the inside end point of the tip end surface of the tooth 42a becomes the A″ point, and the inside end point of the tooth 42c becomes the B″ point. r′ b is the radius of curvature of an arc (minimum magnetic path 44 b) centered on the G point and passing through the A″ point and the B″ point.
Further, the radius of curvature of the average magnetic path 44 is r′ 0 .

図６に、アウターステータ４０により形成される磁路の曲率半径（ｒ'）と極異方磁石の磁化容易軸の配向方向の曲率半径（ｒ）との関係を示す。インナーロータ１０に備えられるバームクーヘン形の極異方磁石３０のＳ極及びＮ極が、それぞれ、ティース４２ａ及び４２ｃの真上に来た場合を考える。図６（ｂ）は、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）とアウターステータ４０の平均磁路４４の曲率半径（ｒ'0）とが完全に一致している場合を表す。 FIG. 6 shows the relationship between the radius of curvature (r′) of the magnetic path formed by the outer stator 40 and the radius of curvature (r) in the orientation direction of the easy axis of magnetization of the polar anisotropic magnet. Consider a case where the S pole and the N pole of the Barmkuchen-shaped polar anisotropic magnet 30 provided in the inner rotor 10 are located directly above the teeth 42a and 42c, respectively. FIG. 6B shows a case where the radius of curvature (r) in the orientation direction at the point X of the polar anisotropic magnet 30 and the radius of curvature (r′ 0 ) of the average magnetic path 44 of the outer stator 40 are completely the same. Represents.

一方、図６（ａ）は、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）が平均磁路４４の曲率半径（ｒ'0）より小さい場合を表す。また、図６（ｃ）は、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）が平均磁路４４の曲率半径（ｒ'0）より大きい場合を表す。一般に、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）が平均磁路４４の曲率半径（ｒ'0）に比べて大きすぎる場合、及び小さすぎる場合のいずれも、マグネットトルクは低下する。 On the other hand, FIG. 6A shows a case where the radius of curvature (r) in the orientation direction at the point X of the polar anisotropic magnet 30 is smaller than the radius of curvature (r′ 0 ) of the average magnetic path 44. Further, FIG. 6C shows a case where the radius of curvature (r) in the orientation direction at the point X of the polar anisotropic magnet 30 is larger than the radius of curvature (r′ 0 ) of the average magnetic path 44. In general, when the radius of curvature (r) in the orientation direction at the point X of the polar anisotropic magnet 30 is too large or too small as compared with the radius of curvature (r′ 0 ) of the average magnetic path 44, the magnet torque is descend.

図７に、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）とトルクの関係を示す。ｒ'a及びｒ'bは、それぞれ、ティースが形成する磁路を同心円と仮定した場合の最大磁路４４ａの曲率半径及び最小磁路４４ｂの曲率半径に相当する。図７より、極異方磁石３０のＸ点における配向方向の曲率半径（ｒ）がｒ'bからｒ'aの範囲にある時にトルクが相対的に大きくなることがわかる。 FIG. 7 shows the relationship between the radius of curvature (r) in the orientation direction and the torque at the point X of the polar anisotropic magnet 30. r′ a and r′ b correspond to the radius of curvature of the maximum magnetic path 44 a and the radius of curvature of the minimum magnetic path 44 b , respectively, assuming that the magnetic paths formed by the teeth are concentric circles. It can be seen from FIG. 7 that the torque becomes relatively large when the radius of curvature (r) in the orientation direction at the point X of the polar anisotropic magnet 30 is in the range of r′ b to r′ a .

［４．４． 磁石間の周長］
図８に、磁石間の周長（ΔＬ）の定義を説明するための模式図を示す。磁石間の周長（ΔＬ）は、永久磁石型モータジェネレータの特性に影響を与える。本発明に係る永久磁石型モータジェネレータは、次の（３）式を満たしているのが好ましい。
０≦ΔＬ≦（２πＲ／ｎ）×０．３ ・・・（３）
但し、
ΔＬは、前記磁石間の円周方向の最短距離、
Ｒは、前記インナーロータの中心から、前記磁石間の円周方向の距離がΔＬとなる位置までの長さ。 [4.4. Perimeter between magnets]
FIG. 8 shows a schematic diagram for explaining the definition of the circumferential length (ΔL) between the magnets. The circumferential length (ΔL) between the magnets affects the characteristics of the permanent magnet type motor generator. The permanent magnet type motor generator according to the present invention preferably satisfies the following expression (3).
0≦ΔL≦(2πR/n)×0.3 (3)
However,
ΔL is the shortest circumferential distance between the magnets,
R is the length from the center of the inner rotor to the position where the circumferential distance between the magnets is ΔL.

（３）式中、「２πＲ／ｎ」は、半径Ｒの円周上にｎ個の極異方磁石３０を配置する場合において、１個の極異方磁石３０が占有することができる円弧の長さの最大値（最大占有長さ）を表す。ΔＬが実質的にゼロである場合、永久磁石型モータジェネレータは、マグネットトルクのみを利用することができる。一方、インナーロータ１０のロータヨーク２０に高透磁率材料を用い、かつ、ΔＬを所定の範囲とすると、永久磁石型モータジェネレータは、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクを利用することができる。
但し、ΔＬが大きくなりすぎると、磁石量が減ることによりマグネットトルクが減少する。そのため、マグネットトルクが必要となる低速回転域や始動に必要となるトルクが不足する。従って、ΔＬは、（２πＲ／ｎ）×０．３以下が好ましい。ΔＬは、永久磁石型モータの用途に応じて最適な値を選択するのが好ましい。 In the formula (3), “2πR/n” is an arc that can be occupied by one polar anisotropic magnet 30 when n polar anisotropic magnets 30 are arranged on the circumference of the radius R. Indicates the maximum value of length (maximum occupied length). When ΔL is substantially zero, the permanent magnet motor generator can utilize only magnet torque. On the other hand, when the rotor yoke 20 of the inner rotor 10 is made of a high magnetic permeability material and ΔL is within a predetermined range, the permanent magnet type motor generator can utilize the reluctance torque in addition to the magnet torque.
However, if ΔL becomes too large, the amount of magnet decreases and the magnet torque decreases. Therefore, the low-speed rotation range where the magnet torque is required and the torque required for starting are insufficient. Therefore, ΔL is preferably (2πR/n)×0.3 or less. It is preferable to select an optimum value for ΔL according to the application of the permanent magnet type motor.

［４．５． 用途］
本発明に係る永久磁石型モータジェネレータは、
（ａ）電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電力機器（狭義の「モータ」）、
（ｂ）力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する電力機器（ジェネレータ）、及び
（ｃ）モータとジェネレータの双方の機能を持つ電力機器（モータジェネレータ）
のいずれの用途にも用いることができる。
すなわち、本発明において、「永久磁石型モータジェネレータ」という時は、狭義のモータ、ジェネレータ、及びモータジェネレータが含まれる。 [4.5. Use]
The permanent magnet type motor generator according to the present invention,
(A) A power device (electric motor in a narrow sense) that converts electric energy into mechanical energy,
(B) Electric power equipment (generator) for converting mechanical energy into electric energy, and (c) Electric power equipment (motor generator) having both functions of a motor and a generator.
It can be used for any of the above purposes.
That is, in the present invention, the term "permanent magnet type motor generator" includes a motor, a generator and a motor generator in a narrow sense.

［５． 作用］
本発明に係る極異方磁石は、磁石ブロックをエポキシ樹脂などで接合した接合磁石と異なり、磁極の境界線に空間を含め磁石以外の異物がない。そのため、本発明に係る極異方磁石は、接合磁石に比べて磁石に内包する磁気モーメントを漏れなく外部へ放出することができる。特に、磁気回路の磁路と磁石配向が一致した場合、所望の磁気回路内部で大きな磁束を発生させることができる。
さらに、本発明に係る極異方磁石は、磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。そのため、ステータからの磁力線の形状に合わせて磁化容易軸の配向方向の曲率半径を最適化し、ステータからの磁力線の形状と磁化容易軸の配向方向がほぼ一致するように極異方磁石をロータに設置すると、ステータ／ロータ間に発生するマグネットトルクを大きくすることができる。 [5. Action]
The pole anisotropic magnet according to the present invention is different from the bonded magnet in which the magnet blocks are bonded with epoxy resin or the like, and there is no foreign matter other than the magnet including the space in the boundary line of the magnetic poles. Therefore, the polar anisotropic magnet according to the present invention can release the magnetic moment contained in the magnet to the outside without leakage as compared with the bonded magnet. Particularly, when the magnetic path of the magnetic circuit and the magnet orientation match, a large magnetic flux can be generated inside the desired magnetic circuit.
Furthermore, the polar anisotropic magnet according to the present invention has an orientation region in which the easy axis of magnetization is oriented in an arc shape and concentrically. Therefore, the radius of curvature in the orientation direction of the easy axis of magnetization is optimized according to the shape of the magnetic force line from the stator, and the polar anisotropic magnet is installed in the rotor so that the shape of the magnetic force line from the stator and the orientation direction of the easy axis of magnetization almost match. When installed, the magnet torque generated between the stator and the rotor can be increased.

（実施例１〜４、比較例１〜２）
［１． 試験方法］
図４に示すインナーロータ１０を備えた永久磁石型モータジェネレータの特性を評価した。ロータヨークには、高透磁率材料を用いた。また、磁石間の周長ΔＬは、極異方磁石の最大占有長さ（２πＲ／ｎ）の０％（実施例１）、１０％（実施例２）、２０％（実施例３）、又は３０％（実施例４）とした。
また、比較として、ラジアル異方性リングを用いたＳＰＭモータ（比較例１）、及び板磁石を用いたＩＰＭモータ（比較例２）の特性も評価した。 (Examples 1-4, Comparative Examples 1-2)
[1. Test method]
The characteristics of the permanent magnet type motor generator including the inner rotor 10 shown in FIG. 4 were evaluated. A high magnetic permeability material was used for the rotor yoke. Further, the circumferential length ΔL between the magnets is 0% (Example 1), 10% (Example 2), 20% (Example 3) of the maximum occupied length (2πR/n) of the polar anisotropic magnet, or It was set to 30% (Example 4).
For comparison, the characteristics of an SPM motor using a radial anisotropic ring (Comparative Example 1) and an IPM motor using a plate magnet (Comparative Example 2) were also evaluated.

［２． 結果］
表１に結果を示す。表１より、以下のことがわかる。
（１）ΔＬが小さくなるほど、マグネットトルクは大きくなった。
（２）実施例１〜３は、比較例１に比べて、いずれの対応回転数においてもマグネットトルクが大きくなった。一方、実施例４は、比較例１に比べて、マグネットトルクは小さいが、高回転数域における合成トルクは比較例１より大きくなった。
（３）実施例１〜３の合成トルクは、比較例２と同等以上であった。一方、実施例４は、比較例２と比べて、低回転数域における合成トルクは劣るが、高回転数域の合成トルクは比較例２を超えた。 [2. result]
The results are shown in Table 1. The following can be seen from Table 1.
(1) The smaller the ΔL, the larger the magnet torque.
(2) In Examples 1 to 3, the magnet torque was larger than that of Comparative Example 1 at any corresponding rotation speed. On the other hand, in Example 4, the magnet torque was smaller than that in Comparative Example 1, but the combined torque in the high rotation speed range was larger than that in Comparative Example 1.
(3) The combined torque of Examples 1 to 3 was equal to or higher than that of Comparative Example 2. On the other hand, Example 4 was inferior to Comparative Example 2 in the combined torque in the low rotation speed range, but the combined torque in the high rotation speed range exceeded that of Comparative Example 2.

Figure 0006712518
Figure 0006712518

（実施例５）
［１． 試験方法］
極異方磁石の磁化容易軸の配向方向の曲率（曲率半径の逆数）が最適である場合（すなわち、Ｘ点における磁化容易軸の配向方向の曲率半径が平均磁路の曲率半径と一致している場合）について、磁石使用量と、誘起電圧実効値の磁極数依存性を調べた。 (Example 5)
[1. Test method]
When the curvature in the orientation direction of the easy axis of the polar anisotropic magnet (the reciprocal of the radius of curvature) is optimal (that is, the radius of curvature in the orientation direction of the easy axis at point X coincides with the radius of curvature of the average magnetic path). The amount of magnets used and the dependence of the effective value of the induced voltage on the number of magnetic poles were investigated.

［２． 結果］
表２に結果を示す。表２より、以下のことが分かる。
（１）磁化容易軸の最適な曲率は、極数に依存する。極数が６である時の最適な曲率をχとした場合、極数が８、１０、１２である時の最適な曲率は、それぞれ、１．３２χ、１．６７χ、１．９２χとなる。
（２）極異方磁石を用いたモータジェネレータ（実施例５）は、ラジアル異方性リング磁石を用いたモータ（比較例１）に比べて磁石使用量が２〜３割程度多くなるという欠点がある。しかしながら、同一磁極数で比較した場合、実施例５は、比較例１に比べて誘起電圧実効値が３〜４割程度向上する。 [2. result]
The results are shown in Table 2. The following can be seen from Table 2.
(1) The optimum curvature of the easy axis of magnetization depends on the number of poles. When the optimum curvature when the number of poles is 6 is χ, the optimum curvatures when the number of poles is 8, 10 and 12 are 1.32χ, 1.67χ and 1.92χ, respectively.
(2) The motor generator using the polar anisotropic magnet (Example 5) has a drawback that the magnet usage amount is increased by about 20 to 30% as compared with the motor using the radial anisotropic ring magnet (Comparative Example 1). There is. However, when compared with the same number of magnetic poles, the effective value of the induced voltage in Example 5 is improved by about 30 to 40% as compared with Comparative example 1.

Figure 0006712518
Figure 0006712518

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明に係る永久磁石型モータジェネレータは、発電機、電気自動車やハイブリッドカーの駆動用モータ等に使用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The permanent magnet type motor generator according to the present invention can be used for a generator, a drive motor of an electric vehicle or a hybrid car, and the like.

１０ インナーロータ
２０ ロータヨーク
３０、３０ａ〜３０ｆ 極異方磁石
３２ａ〜３２ｆ 磁極の境界面
４０ アウターステータ
４２ａ〜４２ｃ ティース 10 Inner rotor 20 Rotor yoke 30, 30a to 30f Polar anisotropic magnets 32a to 32f Boundary surface 40 of magnetic poles Outer stators 42a to 42c Teeth

Claims (8)

以下の構成を備えた極異方磁石。
（１）前記極異方磁石は、磁石全体が同一の材料からなる。
（２）前記極異方磁石は、ｚ軸に対して平行方向に磁極の境界面がある。
（３）前記極異方磁石は、ｘｙ平面上において、塑性変形により形成された磁化容易軸が円弧状に、かつ、同心円状に配向している配向領域を備えている。
（４）前記極異方磁石は、外周面が円弧状である。
（５）前記磁化容易軸の配向方向を連続した円弧で近似し、前記円弧の曲率円の中心をＣ点、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点をＤ点及びＦ点とした時に、前記磁化容易軸の円弧における曲率円の中心は同じで、曲率半径がＣ点から外周面に向かって徐々に大きくなっており、かつ磁化容易軸が前記ｚ軸に対して垂直方向の断面においてＤ点からＦ点へ連続して配向している。 A polar anisotropic magnet having the following configuration.
(1) In the polar anisotropic magnet , the entire magnet is made of the same material .
(2) The polar anisotropic magnet has a boundary surface of magnetic poles in a direction parallel to the z-axis.
(3) the polar anisotropic magnet, xy plane on odor Te, the magnetization easy axis formed by plastic deformation arcuate, and that has an alignment regions are oriented concentrically.
(4) The polar anisotropic magnet has an arcuate outer peripheral surface.
(5) When the orientation direction of the easy axis of magnetization is approximated by a continuous arc, and the center of the curvature circle of the arc is point C, and both end points of the arc having the maximum radius of curvature are points D and F, The center of the circle of curvature in the arc of the easy axis of magnetization is the same, the radius of curvature gradually increases from the point C toward the outer peripheral surface, and the easy axis of magnetization is D in a cross section perpendicular to the z axis. It is continuously oriented from the point to the point F. 開き角（θ）が１８０°以下である請求項１に記載の極異方磁石。
但し、「開き角（θ）」とは、
前記磁化容易軸の配向方向を連続した円弧で近似し、前記円弧の中心をＣ点、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点のＤ点及びＦ点とした時に、
ＣＤ線とＣＦ線とのなす角をいう。 The polar anisotropic magnet according to claim 1, wherein the opening angle (θ) is 180° or less.
However, the "opening angle (θ)" is
When the orientation direction of the easy axis of magnetization is approximated by a continuous arc, and the center of the arc is point C, and the points D and F at both ends of the arc having the maximum radius of curvature,
The angle between the CD line and the CF line. 前記ｚ軸に対して垂直方向の断面形状がバームクーヘン形（中空円筒を軸方向に分割した形状）であり、前記バームクーヘン形の断面の円弧に沿って前記磁化容易軸が配向している請求項１又は２に記載の極異方磁石。 The cross-sectional shape in a direction perpendicular to the z-axis is a Baumkuchen shape (a shape obtained by dividing a hollow cylinder in the axial direction), and the easy axis of magnetization is oriented along an arc of a cross section of the Baumkuchen shape. Or the polar anisotropic magnet according to 2. 前記ｚ軸に対して垂直方向の断面形状がレンズ形であり、前記レンズ形の断面の一方の円弧に沿って前記磁化容易軸が配向している請求項１又は２に記載の極異方磁石。 The polar anisotropic magnet according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the z-axis is a lens shape, and the easy axis of magnetization is oriented along one arc of the lens-shaped cross section. .. 以下の構成を備えた永久磁石型モータジェネレータ。
（１）前記永久磁石型モータジェネレータは、
２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えたインナーロータと、
前記インナーロータに向かってティースが放射状に配置され、かつ、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられたアウターステータと
を備えている。
（２）前記インナーロータは、
シャフトと、
前記シャフトの外周面に接合されたロータヨークと、
前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれたｎ個の磁石と
を備えている。
（４）前記磁石は、請求項１から４までのいずれか１項に記載の極異方磁石からなり、
前記極異方磁石は、Ｎ極及びＳ極が前記インナーロータの外周面側を向くように，前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれている。 A permanent magnet type motor generator having the following configuration.
(1) The permanent magnet type motor generator is
An inner rotor having 2n (n≧1) magnetic poles;
Teeth are arranged radially toward the inner rotor, and an outer stator having coils wound around the teeth is provided.
(2) The inner rotor is
Shaft,
A rotor yoke joined to the outer peripheral surface of the shaft,
And n magnets bonded to the surface of the rotor yoke or embedded in the rotor yoke.
(4) The magnet comprises the polar anisotropic magnet according to any one of claims 1 to 4,
The polar anisotropic magnet is bonded to the surface of the rotor yoke or embedded inside the rotor yoke so that the N pole and the S pole face the outer peripheral surface side of the inner rotor. 以下の構成をさらに備えた請求項５に記載の永久磁石型モータジェネレータ。
（５）前記磁石は、前記インナーロータが回転した時に、前記配向領域の少なくとも一部分が前記アウターステータにより形成される平均磁路を横切る位置に設置されている。
ここで、「平均磁路」とは、
磁束の流出端となる最外部に位置するティース（Ａ）の先端面の中心をＡ点、前記磁束の流入端となる最外部に位置するティース（Ｂ）の先端面の中心をＢ点、前記アウターステータの中心をＯ点、Ａ点を通るＡＯ線の垂線とＢ点を通るＢＯ線の垂線との交点をＧ点とした時に、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ点及びＢ点を通る円弧（磁路）をいう。
（６）前記磁石は、次の（１）式を満たす。
ｒ'b≦ｒ≦ｒ'a ・・・（１）
但し、
ｒは、前記ＡＯ線と前記ＢＯ線とのなす角の二等分線と、前記平均磁路との交点（Ｘ点）における前記磁石の前記配向領域内にある前記磁化容易軸の配向方向の曲率半径、
ｒ'aは、前記ティース（Ａ）の先端面の外側の端点をＡ’点、前記ティース（Ｂ）の先端面の外側の端点をＢ’点とした時に、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ'点及びＢ’点を通る円弧（磁路）の曲率半径、
ｒ'bは、前記ティース（Ａ）の先端面の内側の端点をＡ”点、前記ティース（Ｂ）の先端面の内側の端点をＢ”点とした時に、Ｇ点を中心とし、かつ、Ａ”点及びＢ”点を通る円弧（磁路）の曲率半径。 The permanent magnet type motor generator according to claim 5, further comprising the following configuration.
(5) The magnet is installed at a position where at least a part of the orientation region crosses the average magnetic path formed by the outer stator when the inner rotor rotates.
Here, the "average magnetic path" is
The center of the tip surface of the outermost tooth (A) that is the outflow end of the magnetic flux is point A, and the center of the tip surface of the outermost tooth (B) that is the inflow end of the magnetic flux is point B. When the center of the outer stator is the O point, and the intersection of the perpendicular of the AO line passing through the A point and the perpendicular of the BO line passing through the B point is the G point, the G point is the center and the A point and the B point are passed. An arc (magnetic path).
(6) The magnet satisfies the following expression (1).
r 'b ≦ r ≦ r' a ··· (1)
However,
r is the orientation direction of the easy axis of magnetization in the orientation region of the magnet at the intersection (X point) of the bisector of the angle formed by the AO line and the BO line and the average magnetic path. curvature radius,
r′ a is centered at point G when the outer end point of the tip surface of the tooth (A) is A′ point and the outer end point of the tooth (B) end point is B′ point, and Radius of curvature of an arc (magnetic path) passing through points A'and B',
r′ b is centered at point G when the inside end point of the tooth (A) is an A″ point and the inside end point of the tooth (B) is a B″ point, and The radius of curvature of an arc (magnetic path) passing through the points A" and B". 次の（３）式を満たす請求項５又は６に記載の永久磁石型モータジェネレータ。
０≦ΔＬ≦（２πＲ／ｎ）×０．３ ・・・（３）
但し、
ΔＬは、前記磁石間の円周方向の最短距離、
Ｒは、前記インナーロータの中心から、前記磁石間の円周方向の距離がΔＬとなる位置までの長さ。 The permanent magnet type motor generator according to claim 5 or 6, which satisfies the following expression (3).
0≦ΔL≦(2πR/n)×0.3 (3)
However,
ΔL is the shortest circumferential distance between the magnets,
R is the length from the center of the inner rotor to the position where the circumferential distance between the magnets is ΔL. 以下の構成を備え、かつ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順序で行う極異方磁石の製造方法。 A method of manufacturing a polar anisotropic magnet, which has the following configuration and is performed in the order of (a), (b), and (c).
（ａ）円弧状又はＵ字型のグリーン体を製造する第１工程、(A) A first step of manufacturing an arc-shaped or U-shaped green body,
（ｂ）前記グリーン体を円周方向に沿って圧縮すると同時に、ラジアル方向の厚さを増大させることにより、曲率半径が最大となる前記円弧の両端点をＤ点及びＦ点とした時に、塑性変形により磁化容易軸が前記ｚ軸に対して垂直方向の断面の全体においてＤ点からＦ点に向かって連続した円弧状に配向した、バームクーヘン型又は扇形の磁石を製造する第２工程、(B) By compressing the green body along the circumferential direction and increasing the thickness in the radial direction at the same time, when the end points of the arc having the maximum radius of curvature are set to the points D and F, the plasticity is increased. A second step of manufacturing a Baumkuchen-type or fan-shaped magnet in which the easy axis of magnetization is oriented in a continuous arc shape from the point D to the point F in the entire cross section in the direction perpendicular to the z axis by deformation.
（ｃ）必要に応じて、得られた磁石から不要部分を除去する第３工程。(C) A third step of removing unnecessary portions from the obtained magnet, if necessary.
JP2016168689A 2016-08-31 2016-08-31 Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator Active JP6712518B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016168689A JP6712518B2 (en) 2016-08-31 2016-08-31 Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016168689A JP6712518B2 (en) 2016-08-31 2016-08-31 Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018038162A JP2018038162A (en) 2018-03-08
JP6712518B2 true JP6712518B2 (en) 2020-06-24

Family

ID=61566213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016168689A Active JP6712518B2 (en) 2016-08-31 2016-08-31 Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6712518B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024056294A1 (en) 2022-09-16 2024-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Permanently-excited dynamoelectric machine, method for simulation, computer system, and computer program product

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6323541A (en) * 1986-03-05 1988-01-30 Hitachi Ltd Magnetization of motor
JP2003299282A (en) * 2002-04-03 2003-10-17 Toshiba Corp Rotor for motor
EP1648073B1 (en) * 2003-07-22 2018-11-07 Aichi Steel Corporation Ltd. Thin hybrid magnetization type ring magnet, yoke-equipped thin hybrid magnetization type ring magnet, and brush-less motor
US8033007B2 (en) * 2007-05-11 2011-10-11 Sntech, Inc. Method of making rotor of brushless motor
US20170170695A1 (en) * 2014-02-12 2017-06-15 Nitto Denko Corporation Ring magnet for spm motor, production method for ring magnet for spm motor, spm motor, and production method for spm motor
EP2991196A3 (en) * 2014-09-01 2016-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Permanent magnet for a rotor of an electric machine
JP5914618B2 (en) * 2014-11-12 2016-05-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotating electric machines and electric vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018038162A (en) 2018-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3864986B2 (en) Thin hybrid magnetized ring magnet, thin hybrid magnetized ring magnet with yoke, and brushless motor
JP2006086319A (en) Ring type sintered magnet
CN108702075A (en) Permanent magnet synchronous motor, compressor and air conditioner
WO2005101614A1 (en) Rotor and process for manufacturing the same
JP2004120892A (en) Ring magnet, its manufacturing method, and rotor and motor using this ring magnet
JP5904124B2 (en) Arc-shaped magnet having polar anisotropic orientation, method for manufacturing the same, and mold for manufacturing the same
JP2008245488A (en) Ring-like magnet, manufacturing method therefor, and motor
US8371021B2 (en) Manufacturing method of rare earth-iron ring magnet with continuous orientation controlled anisotropy
JP6308205B2 (en) Method for manufacturing anisotropic magnet, method for manufacturing anisotropic soft magnetic material, and method for manufacturing rotor of rotating electrical machine
JP6655290B2 (en) Axial gap type rotary electric machine
CN106921228A (en) A kind of stator, the manufacture method of stator and permanent magnetic brushless
JP4735716B2 (en) Permanent magnet rotor and motor using the same
CN206602414U (en) A kind of stator and permanent magnetic brushless
JP2008167615A (en) Single-phase claw pole permanent magnet motor
JP4029679B2 (en) Bond magnet for motor and motor
JP6384543B2 (en) Polar anisotropic ring magnet and rotor using the same
JP4701641B2 (en) Composite bond magnet, method for producing composite bond magnet, rotor of DC brushless motor equipped with composite bond magnet.
JP6712518B2 (en) Polar anisotropic magnet, manufacturing method thereof, and permanent magnet type motor generator
JPH08130862A (en) Moving magnet linear actuator
KR100937843B1 (en) Method of Producing Cylinder Type Back Yoke Formed of Amorphous Alloy, and Method of Producing Slotless Motor Using the Same
JP2010252417A (en) Outer rotor type ipm motor, and rotor thereof
CN101635492B (en) Reversing-free DC electric generator and power generation method thereof
JP4238588B2 (en) Motor, motor rotor and composite anisotropic magnet
JP2004153867A (en) Radial anisotropic sintered magnet, its manufacturing method, and magnet rotor and motor
JP2006180677A (en) Integrated skew magnetic rotor with core, and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200519

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200601

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6712518

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250