KR20120116849A

KR20120116849A - 영구 자석, 모터용 로터 또는 스테이터, 회전 전기 기기

Info

Publication number: KR20120116849A
Application number: KR1020117031430A
Authority: KR
Inventors: 신고 후부끼
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-10-23
Also published as: EP2672611A1; JP5278545B2; CN102754307A; KR101351139B1; EP2672611B1; WO2012105006A1; EP2672611A4; JPWO2012105006A1; US9214846B2; CN102754307B; US20120194025A1

Abstract

직육면체의 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 성형하는 것이다. 모터용 로터에 성형된 슬롯 내에 삽입하기 위한 영구 자석을, 2개 이상의 분할 영구 자석을 집합시켜 제조하는 영구 자석의 제조 방법에 있어서, 2개 이상의 분할 영구 자석의 할단면이 영구 자석의 외주면에 배치된다. 분할 영구 자석의 할단면이 영구 자석의 외주면에 배치됨으로써, 분할 영구 자석의 절단 가공면이 분할 영구 자석끼리의 접촉면으로 된다.

Description

영구 자석, 모터용 로터 또는 스테이터, 회전 전기 기기 {PERMANENT MAGNET, MOTOR ROTOR OR STATOR, ROTARY ELECTRIC MACHINE}

본 발명은, 영구 자석 덩어리를 할단(割斷)함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 직육면체의 분할 영구 자석을 구비하는 영구 자석에 관한 것이다.

HV용의 고출력의 집중권(concentrated winding) 모터 등 로터의 내부의 자기 변동이 큰 용도에서는, 와전류손의 저감을 목적으로 하여 희토류 자석의 분할이 행해지고 있다.

종래 이러한 종류의 기술로서, 하기의 특허문헌 1에 기재되는 영구 자석이 있다. 도 17에 도시하는 바와 같이, 특허문헌 1의 영구 자석은, 기계 가공에 의해 영구 자석 덩어리(101)를 분할 영구 자석(102)으로 분할하는 절단 공정과, 분할한 분할 영구 자석(102)에 대해 절연 처리를 실시하는 피막 공정과, 절연 처리를 한 분할 영구 자석(102)을 접착제 등으로 접착하여 하나의 영구 자석(103)으로 하는 접착 공정을 갖는다.

그러나 특허문헌 1의 영구 자석의 제조 방법의 절단 공정에서 행해지는 기계 가공에 있어서는, 영구 자석 덩어리(101)를 분할하기 위한 다이아몬드 팁을 부착시킨 고가의 절단날구를 사용할 필요가 있다. 절단날구는 소모품이므로 정기적인 교환이 필요하다. 그로 인해, 다이아몬드 팁을 부착시킨 고가의 절단날구를 소모시마다 교환하므로 비용이 증가하는 문제가 있었다. 또한, 절연 처리를 실시하는 피막 공정이 필요해지므로 비용이 증가하는 문제가 있었다.

따라서 영구 자석을 분할하는 비용의 저감 및 절연 처리의 비용의 저감을 도모할 목적으로, 본 출원인이 행한 하기의 특허문헌 2에 관한 영구 자석을 할단하는 제조 방법에 관한 발명이 있다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 영구 자석 덩어리(201)를 분할할 때에 할단 자국(202)을 성형하고, 할단 장치(300)를 사용하여 할단한다. 영구 자석 덩어리(201)를 할단함으로써, 절단날구를 사용하지 않는 할단 장치(300)에 의해 영구 자석 덩어리(201)를 분할하여 분할 영구 자석을 성형할 수 있다. 또한, 할단한 영구 자석 덩어리(201)는 절연 처리를 행하지 않아도 절연 처리를 한 경우와 거의 동등한 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 분할 영구 자석의 제조시의 비용의 저감 및 절연 처리의 비용의 저감을 도모할 수 있었다.

일본 공개 특허 제2003-134750호 공보 일본 특허 제4497198호

그러나 종래 기술에는, 이하의 문제가 있었다. 즉, 특허문헌 2에 의해 할단된 분할 영구 자석을 갖는 영구 자석은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 절단 가공된 영구 자석에 대해 동일한 분할수에 있어서의 자석 와손의 잔존율이 커지므로 문제가 된다. 여기서 와손(와전류손)이라 함은, 자속(磁束)이 자성체 내에 분포할 때에 발생하는 와전류에 의해 발생하는 손실을 말한다. 예를 들어, 분할수가 8인 경우에 있어서는, 절단 가공면을 접촉면으로 한 영구 자석(분할수 8)의 자석 와손의 잔존율인 P8이 약 30퍼센트인 것에 대해, 할단 가공면을 접촉면으로 한 영구 자석(분할수 8)의 자석 와손의 잔존율인 Q8이 약 60퍼센트로, 자석 와손의 잔존율이 2배 다르다. 그 이유는 도 19에 도시하는 바와 같이, 할단된 경우의 영구 자석(400)은, 그대로 할단면(L2)을 맞추지만, 할단면(L2)은 파단면으로 되어 있다. 파단면인 할단면(L2)끼리가 접촉하면 접촉면이 증가한다. 그로 인해 자석 와손의 잔존율이 커진다.

또한, 절단 가공된 영구 자석의 절단 가공면의 표면 산화막이 30㎚인 것에 대해, 할단된 영구 자석의 할단면의 표면 산화막은 7㎚였다. 할단된 경우의 영구 자석에 따르면, 표면 산화막이 얇기 때문에 자석 와손의 잔존율이 커지는 것을 알 수 있었다.

따라서 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 영구 자석을 할단하면서 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있는 영구 자석, 영구 자석을 사용한 모터용 로터 또는 스테이터 및 영구 자석을 사용한 모터용 로터를 사용한 회전 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 있어서의 영구 자석은, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 직육면체의 분할 영구 자석을 구비하는 영구 자석에 있어서, 상기 분할 영구 자석은, 제1 분할 영구 자석 및 제2 분할 영구 자석을 갖는 것과, 상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석은 상기 영구 자석 덩어리가 할단되었을 때에 인접하고 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 인접하는 부분인 것과, 상기 영구 자석 중 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

(2) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (1)에 기재하는 영구 자석에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석이 접촉하지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

(3) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (1)에 기재하는 영구 자석에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면이 접촉하지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

(4) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (1) 내지 (3)에 기재하는 어느 하나의 영구 자석에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(5) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (1) 내지 (3)에 기재하는 어느 하나의 영구 자석에 있어서, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(6) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (5)에 기재하는 영구 자석에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(7) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 형태에 있어서의 모터용 로터 또는 스테이터는, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터 또는 스테이터에 있어서, 상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

(8) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (7)에 기재하는 모터용 로터 또는 스테이터에 있어서, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(9) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (7) 또는 (8)에 기재하는 모터용 로터 또는 스테이터에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(10) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 형태에 있어서의 회전 전기 기기는, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터를 사용하는 회전 전기 기기에 있어서, 상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

(11) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (10)에 기재하는 회전 전기 기기에 있어서, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(12) 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 (10) 또는 (11)에 기재하는 회전 전기 기기에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 (1)에 기재된 영구 자석에 따르면, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 직육면체의 분할 영구 자석을 구비하는 영구 자석에 있어서, 상기 분할 영구 자석은, 제1 분할 영구 자석 및 제2 분할 영구 자석을 갖는 것과, 상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석은 상기 영구 자석 덩어리가 할단되었을 때에 인접하고 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 인접하는 부분인 것과, 상기 영구 자석 중 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 그것에 의해, 할단된 대향하는 할단면인 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하는 일이 없어진다. 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하지 않음으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (2)에 기재된 영구 자석에 따르면, 상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석이 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 그것에 의해, 할단된 대향하는 할단면인 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하는 일이 없어진다. 즉, 제1 분할 영구 자석 또는 제2 분할 영구 자석이 인접하지 않도록 분할 영구 자석이 배열된 순서를 변경함으로써, 대향하는 할단면인 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하는 일이 없어지기 때문이다.

상기 (3)에 기재된 영구 자석에 따르면, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면이 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 그것에 의해, 할단된 대향하는 할단면인 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하는 일이 없어진다. 즉, 제1 분할 영구 자석 또는 제2 분할 영구 자석의 방향을 변경함으로써 할단된 대향하는 할단면인 제1 할단면과 제2 할단면이 접촉하지 않는 위치에 배치할 수 있다.

상기 (4)에 기재된 영구 자석에 따르면, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 분할 영구 자석 중 적어도 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면 중 적어도 하나의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 적어도 하나의 분할 영구 자석의 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (5)에 기재된 영구 자석에 따르면, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 영구 자석 중 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다. 또한, 접촉면이 절단 가공된 절단 가공면으로 할 수 있으므로 표면 산화막이 30㎚로 된다. 그 결과, 할단면이 접촉면인 경우인 표면 산화막 7㎚와 비교하여 표면 산화막을 두껍게 할 수 있으므로 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (6)에 기재된 영구 자석에 따르면, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 영구 자석으로 된다. 그것에 의해, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도가 좋아진다. 즉, 가령 요철을 갖는 할단면이 전체 주위면에 걸쳐 배치되어 있는 경우에는, 영구 자석의 할단면이 슬롯 내에서 걸려 매끄럽게 삽입할 수 없어 영구 자석의 위치에 편차가 발생한다. 한편, 할단면을 대향하는 한 쌍의 면에 배치함으로써, 다른 한 쌍의 면은 요철을 갖지 않는 절단 가공면으로 된다. 그로 인해, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입할 때에는, 절단 가공면을 기준으로 하여 삽입할 수 있으므로 영구 자석의 위치의 편차를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도를 좋게 할 수 있다.

상기 (7)에 기재된 모터용 로터 또는 스테이터에 따르면, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터 또는 스테이터에 있어서, 상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 모터용 로터 또는 스테이터로 된다. 모터용 로터 또는 스테이터의 분할 영구 자석 중 적어도 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면 중 적어도 하나의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 적어도 하나의 분할 영구 자석의 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (8)에 기재된 모터용 로터 또는 스테이터에 따르면, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치된 모터용 로터 또는 스테이터로 된다. 모터용 로터 또는 스테이터 내의 영구 자석 중 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다. 또한, 접촉면이 절단 가공된 절단 가공면으로 할 수 있으므로 표면 산화막이 30㎚로 된다. 그 결과, 할단면이 접촉면인 경우의 표면 산화막 7㎚과 비교하여 표면 산화막을 두껍게 할 수 있으므로 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (9)에 기재된 모터용 로터 또는 스테이터에 따르면, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치된 모터용 로터 또는 스테이터로 된다. 그것에 의해, 모터용 로터 또는 스테이터의 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도가 좋아진다. 즉, 가령 요철을 갖는 할단면이 전체 주위면에 걸쳐 배치되어 있는 경우에는, 영구 자석의 할단면이 슬롯 내에서 걸려 매끄럽게 삽입할 수 없어 영구 자석의 위치에 편차가 발생한다. 한편, 할단면을 대향하는 한 쌍의 면에 배치함으로써, 다른 한 쌍의 면은 요철을 갖지 않는 절단 가공면으로 된다. 그로 인해, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입할 때에는, 절단 가공면을 기준으로 하여 삽입할 수 있으므로 영구 자석의 위치의 편차를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도를 좋게 할 수 있다.

상기 (10)에 기재된 회전 전기 기기에 따르면, 영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터를 사용하는 회전 전기 기기에 있어서, 상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치된 회전 전기 기기로 된다. 회전 전기 기기 내의 모터용 로터 또는 스테이터 내에 삽입되는 분할 영구 자석 중 적어도 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면 중 적어도 하나의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 적어도 하나의 분할 영구 자석의 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (11)에 기재된 회전 전기 기기에 따르면, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치된 회전 전기 기기로 된다. 회전 전기 기기 내의 모터용 로터 또는 스테이터 내의 영구 자석 중 할단면이 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다. 또한, 접촉면이 절단 가공된 절단 가공면으로 할 수 있으므로 표면 산화막이 30㎚로 된다. 그 결과, 할단면이 접촉면인 경우의 표면 산화막 7㎚와 비교하여 표면 산화막을 두껍게 할 수 있으므로 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

상기 (12)에 기재된 회전 전기 기기에 따르면, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치된 회전 전기 기기로 된다. 그것에 의해, 모터용 로터 또는 스테이터의 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도가 좋아진다. 즉, 가령 요철을 갖는 할단면이 전체 주위면에 걸쳐 배치되어 있는 경우에는, 영구 자석의 할단면이 슬롯 내에서 걸려 매끄럽게 삽입할 수 없어 영구 자석의 위치에 편차가 발생한다. 한편, 할단면을 대향하는 한 쌍의 면에 배치함으로써, 다른 한 쌍의 면은 요철을 갖지 않는 절단 가공면으로 된다. 그로 인해, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입할 때에는, 절단 가공면을 기준으로 하여 삽입할 수 있으므로 영구 자석의 위치의 편차를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 슬롯 내에 영구 자석을 삽입하였을 때의 영구 자석의 위치 정밀도를 좋게 할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 영구 자석의 외관 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 영구 자석 덩어리의 외관 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 영구 자석의 분할수와 자석 와손의 잔존율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 영구 자석 덩어리의 분할 공정 (2)의 개념도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 영구 자석 덩어리의 분할 공정 (1)의 개념도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 로터를 도시하는 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 로터를 도시하는 도 6의 2-2선 단면도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 로터에 대해, 도 6의 쇄선 타원으로 둘러싸인 분할 영구 자석의 부분을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 관한 분할 영구 자석을 조립 장착하기 전의 로터 코어를 도시하는 평면도이다.
도 10은 제1 실시 형태에 관한 로터 코어에 대해, 도 9의 쇄선 타원으로 둘러싸인 슬롯의 부분을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 11은 제1 실시 형태에 관한 로터의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 제1 실시 형태에 관한 성형된 1매의 전자기 강판을 도시하는 평면도이다.
도 13은 제1 실시 형태에 관한 「분할 영구 자석 제작 공정」의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 제2 실시 형태에 관한 영구 자석 (1)의 외관 사시도이다.
도 15는 제2 실시 형태에 관한 영구 자석 (2)의 외관 사시도이다.
도 16은 본 실시 형태에 관한 회전 전기 기기의 단면도이다.
도 17은 종래 기술에 관한 영구 자석의 제조 공정의 개념도 (1)이다.
도 18은 종래 기술에 관한 영구 자석의 제조 공정의 개념도 (2)이다.
도 19는 영구 자석 덩어리의 할단면의 확대 단면도이다.

이하, 본 발명에 있어서의 영구 자석의 제조 방법의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 구성으로서, 영구 자석을 사용하는 로터의 전체 구성에 대해 설명하고, 로터에 삽입하는 영구 자석을 설명한다. 이어서 영구 자석을 포함한 로터의 제조 방법에 대해 설명한다. 마지막으로, 영구 자석의 작용 효과에 대해 설명한다.

[제1 실시 형태]

<로터의 전체 구성>

도 6에, 이 실시 형태의 모터용 로터(11)를 평면도에 의해 도시한다. 도 7에, 모터용 로터(11)를 도 6의 2-2선 단면도에 의해 도시한다. 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이 모터용 로터(11)는, 대략 원기둥 형상을 이루는 로터 코어(12)와, 로터 코어(12)의 중심에 성형된 하나의 샤프트 체결 구멍(13)과, 샤프트 체결 구멍(13)에 조립 장착된 로터 샤프트(14)를 구비한다.

이 실시 형태에서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 로터 코어(12)는 복수의 전자기 강판(22)을 적층함으로써 구성된다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 로터 코어(12)의 외주부에는, 등각도 간격으로 배치되고, 로터 코어(12)의 축 방향으로 관통하는 복수의 슬롯(15)이 성형된다. 복수의 슬롯(15)은, 로터 코어(12)의 외주연을 따라 배열되고, 인접하는 2개의 슬롯(15)이「일본어 ハ자 형상」 또는 「역ハ자 형상」을 이루도록 배치된다. 각 슬롯(15)에는, 각각 계자용 영구 자석(16)이 조립 장착되어 고정된다. 로터 코어(12)에는, 샤프트 체결 구멍(13)과 복수의 슬롯(15) 사이에서, 샤프트 체결 구멍(13)의 주위에, 복수의 중량 경감 구멍(lightening hole)(17)이 성형된다. 이들 중량 경감 구멍(17)은, 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴 형상을 이루고, 로터 코어(12)를 축 방향으로 관통한다.

도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 로터 샤프트(14)는 통형을 이루고, 그 외주에는, 로터 코어(12)에 결합되는 플랜지(14a)가 성형된다. 이 실시 형태에서, 로터 샤프트(14)는 금속 재료를 단조(鍛造)함으로써 성형된다. 로터 샤프트(14)는, 로터 코어(12)의 샤프트 체결 구멍(13)에 중간 끼워 맞춤 또는 압입에 의해 조립 장착된다.

도 8에, 모터용 로터(1)에 대해, 도 6의 쇄선 타원(S1)으로 둘러싸인 영구 자석(16)의 부분을 확대하여 평면도에 의해 도시한다. 「역ハ자 형상」을 이루는 인접하는 2개의 슬롯(15) 사이에는, 양 슬롯(15)을 구획하는 두께 부분으로서의 제1 브리지부(18)가 성형된다. 또한, 각 슬롯(15)으로부터 로터 코어(12)의 외주연까지의 사이에는, 두께 부분으로서의 제2 브리지부(19)가 성형된다. 도 15에 도시하는 회전 전기 기기(40)를 구성하기 위해, 이 모터용 로터(11)가 스테이터(41)에 조립 장착된 상태에서, 각 슬롯(15) 중의 영구 자석(16)을, 모터용 로터(11)의 주위에 위치하는 스테이터에 근접시키기 위해서는, 제2 브리지부(19)의 폭을 최대한 작게 할 필요가 있다. 영구 자석(16)은, 각 슬롯(15) 중에 삽입되고, 접착제 등에 의해 고정된다.

도 9에, 로터 샤프트(14)와 영구 자석(16)을 조립 장착하기 전의 로터 코어(12)를 평면도에 의해 도시한다. 도 10에, 로터 코어(12)에 대해, 도 9의 쇄선 타원(S2)으로 둘러싸인 슬롯(15)의 부분을 확대하여 평면도에 의해 도시한다.

<회전 전기 기기의 전체 구성>

도 16에 회전 전기 기기(40)의 단면도를 도시한다. 도 16에 도시하는 회전 전기 기기(40)는, 스테이터(41) 내에 도 7에 도시하는 모터용 로터(11)가 조립 장착되고, 그 외주에 커버(42)가 형성되어 있다. 모터용 로터(11)를 사용한 회전 전기 기기(40)에 대해서는, 모터용 로터(11) 이외에는, 종래 기술과 다른 부분이 없으므로 상세한 설명은 생략한다. 모터용 로터(11)를 사용한 회전 전기 기기(40)는, 모터용 로터(11)가 갖는 것과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

<영구 자석의 구성>

도 1에, 영구 자석(16)의 외관 사시도를 도시한다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(16)은, 분할 영구 자석(161 내지 165)을 갖는다. 영구 자석(16)은, A면(16A), B면(16B), C면(16C), D면(16D), E면(16E), F면(16F)의 6면을 갖는 입방체 형상이다. 도 8 중, 로터 코어(12)의 표면 상에 나타내어지는 면이 A면(16A)이고, 도시되어 있지 않은 하면에 나타내어지는 면이 B면(16B)이다. 그 밖에 C면(16C), D면(16D), E면(16E), F면(16F)은 슬롯(15)의 측주벽면에 면하고 있다.

도 1에 도시하는, 본 실시 형태에 있어서의 영구 자석(16)의 E면(16E) 및 F면(16F)은 할단면으로 된다. 또한, 도 1에 도시하는 E면(16E)은, 할단면인 것을 이해하기 쉽도록 모양을 부여하고 있다. 그 밖의 A면(16A), B면(16B), C면(16C), D면(16C)의 4면은 절단 가공면으로 된다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 분할 영구 자석(161)과 분할 영구 자석(162)이 접촉하는 접촉면(161B)과 접촉면(162A)은 모두 절단 가공면으로 되도록 배치되어 있다. 또한, 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(163)이 접촉하는 접촉면(162B)과 접촉면(163A)은 모두 절단 가공면으로 되도록 배치되어 있다. 그 밖에, 분할 영구 자석(163, 164, 165)이 서로 접촉하는 접촉면은 상기한 바와 마찬가지로 절단 가공면으로 되도록 배치되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 분할 영구 자석(161) 등의 할단면이 영구 자석(16)의 외주면에 배치되도록 기재하였지만, 분할 영구 자석(161)들 중 적어도 하나의 분할 영구 자석의 할단면을 영구 자석(16)의 외주면에 배치할 수 있다. 분할 영구 자석(161) 등 중 적어도 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 영구 자석(16)의 외주면에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면 중 적어도 하나의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 적어도 하나의 분할 영구 자석의 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하므로, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

<로터의 제조 방법>

다음에, 모터용 로터(11) 및 모터용 로터(11)에 삽입되는 영구 자석(16)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 11에 모터용 로터(11)의 제조 방법을 흐름도에 의해 나타낸다.

도 11의 (1)에 나타내는 「전자기 강판 성형 공정」에서는, 복수의 전자기 강판(22)을 서로 동일 형상으로 성형한다. 도 12에, 성형된 1매의 전자기 강판(22)을 평면도에 의해 도시한다. 이 전자기 강판(22)은, 「0.3(㎜)」 정도의 박판재를 프레스함으로써 성형된다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 이 전자기 강판(22)은, 원형의 외형을 이루고, 복수의 슬롯(15)을 구성하는 복수의 슬롯용 구멍(25)이 외주부에 등각도 간격으로 성형된다. 전자기 강판(22)의 중심에는, 샤프트 체결 구멍(13)에 대응하는 하나의 중심 구멍(23)이 성형된다. 또한, 전자기 강판(22)에 있어서, 중심 구멍(23)과 복수의 슬롯용 구멍(25) 사이에는, 복수의 중량 경감 구멍(17)에 대응하는 복수의 중간 구멍(27)이 성형된다.

다음에, 도 11의 (2)에 나타내는 「로터 코어 제작 공정」에서는, 상기 공정에서 성형된 복수의 전자기 강판(22)을 적층함으로써 로터 코어(12)를 제작한다. 이때, 복수의 전자기 강판(22)을, 인접하는 상하의 전자기 강판(22)의 사이에서, 중심 구멍(23), 슬롯용 구멍(25) 및 중간 구멍(27)이 정합하도록 적층한다.

또한, 도 11의 (3)에 나타내는 「분할 영구 자석 제작 공정」에서는, 복수의 영구 자석(16)을 제작한다. 이 공정의 내용을 도 13의 흐름도를 참조하여 설명한다.

<영구 자석의 제조 방법>

우선, 도 13의 (1)에 나타내는 「성형 과정」에서는, 주지의 방법에 의해, 자석 재료를 직육면체 형상으로 성형한다. 이 경우, 한 번에 복수의 성형체를 제작할 수도 있다. 다음에, 도 13의 (2)에 나타내는 「소성 과정」에서는, 복수의 성형체를 소성함으로써, 복수의 영구 자석 덩어리(31)를 제작한다.

다음에, 도 13의 (3)에 나타내는 「할단 과정」에서는, 도 2에 사시도로 나타내는 바와 같이, 하나의 영구 자석 덩어리(31)를 할단에 의해 복수의 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)으로 분할한다. 구체적으로는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 영구 자석 덩어리(31) 중 분할 영구 자석(161과 162)을 분할하는 부분에 레이저를 조사함으로써 할단 자국(35)을 성형한다. 할단 자국(35)을 성형함으로써, 할단하는 부분을 특정할 수 있으므로 균등하게 분할 영구 자석(161, 162)을 성형할 수 있다. 또한, 분할 영구 자석(161과 162)에 관한 부분의 분할 방법만을 예로서 들었지만, 그 밖의 분할 영구 자석도 마찬가지의 방법에 의해 할단한다.

단, 도 5에 도시하는 바와 같이, 레이저를 조사하여 할단 자국(35)을 성형할 때에는, 할단 자국(35)의 양단부에 있는 분할 영구 자석(161)의 볼록부 성형면(161C) 및 분할 영구 자석(162)의 볼록부 성형면(162C)에 소정량만큼 융기된, 가공 자국 볼록부(351)가 성형된다. 이 가공 자국 볼록부(351)는, 레이저의 고열에 의해 영구 자석 덩어리(31)가 녹아 산화 상태로 되어 융기된 것이다. 이 융기된 부분의 높이는「10(㎛)」 정도가 상정된다. 또한, 도 4 및 도 5는, 가공 자국 볼록부(351)를 이해하기 쉽도록 가공 자국 볼록부(351)를 확대하여 기재한 것이다.

할단 자국(35)의 양단부에 있는 분할 영구 자석(161, 162)을 하방으로 가압함으로써, 도 2에 도시하는 바와 같이, 하나의 영구 자석 덩어리(31)를 할단에 의해 복수의 분할 영구 자석(161, 162)으로 분할할 수 있다. 영구 자석 덩어리(31)를 할단에 의해 분할함으로써, 영구 자석 덩어리(31)를 절단할 때에 필요로 하는 절단날구를 사용하지 않는다. 그 결과, 영구 자석 덩어리(31)의 분할시에 필요로 하는 다이아몬드 팁을 부착시킨 고가의 절단날구가 불필요해지므로 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 그 밖의 분할 영구 자석(163, 164, 165)도 마찬가지로 할단할 수 있다.

그 후, 도 13의 (4)에 나타내는 「맞댐 과정」에서는, 도 2에 도시하는, 인접하는 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 할단면이 영구 자석(16)의 외주면인 C면(16C), D면(16D), E면(16E), F면(16F)을 향하도록 배치한다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(16)의 E면(16E), F면(16F)에 할단면이 위치하도록 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 방향을 배치한다. 구체적으로는, 도 1에서는, 분할 영구 자석(161)의 할단면(161E), 분할 영구 자석(162)의 할단면(162E), 분할 영구 자석(163)의 할단면(163E), 분할 영구 자석(164)의 할단면(164E), 분할 영구 자석(165)의 할단면(165E)이, 영구 자석(16)의 E면(16E)에 위치하도록 배치하였다. 또한, 분할 영구 자석(162)의 할단면(162F), 분할 영구 자석(163)의 할단면(163F), 분할 영구 자석(164)의 할단면(164F)이 영구 자석(16)의 F면(16F)에 위치하도록 배치하였다. 하나의 영구 자석 덩어리(31)를 할단한 경우, 단부인 분할 영구 자석(161, 165)에는 할단면은 한쪽만으로 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 분할 영구 자석(161, 165) 중 할단면(161E, 165E)은 영구 자석(16)의 E면(16E)에 배치하였다. 그로 인해, F면(16F)의 면에 대해서는, 절단 가공면(161F, 165F)으로 된다.

또한, 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 절단 가공면이 서로의 접촉면에 위치하도록 배치한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 분할 영구 자석(161)과 분할 영구 자석(162)의 접촉면인, 분할 영구 자석(161)의 절단 가공면인 접촉면(161B)과 분할 영구 자석(162)의 절단 가공면인 접촉면(162A)을 접촉하는 위치에 배치한다. 그 밖에, 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(163), 분할 영구 자석(163)과 분할 영구 자석(164) 및 분할 영구 자석(164)과 분할 영구 자석(165)이 접촉하는 접촉면도 상기한 바와 마찬가지로 절단 가공면이 위치하도록 배치한다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165) 중, 할단 자국(35)을 성형한 볼록부 성형면(161C, 162C, 163C, 164C, 165C)이 도 1 중의 영구 자석(16)의 C면(16C)에 위치하도록 배치한다. 도 1 중, 가공 자국 볼록부는 기재되지 않지만, 볼록부 성형면(161C, 162C, 163C, 164C, 165C)에 성형된다.

또한, 도 1에 도시하는 영구 자석(16)의 치수는, 자석 폭 X1×자석 두께 Y1×(분할 폭 W1×분할수 5)이다. 한편, 영구 자석 덩어리(31)의 치수는, (자석 폭 X1×분할수 5)×자석 두께 Y1×분할 폭 W1의 치수이다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 영구 자석(16)을 성형하기 위해서는, 영구 자석(16)의 자석 폭 X1과 분할 폭 W1을 바꾼 치수의 영구 자석 덩어리(31)를 성형할 필요가 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 자석 폭 X1과 분할 폭 W1을 바꾼 치수의 영구 자석 덩어리(31)에 의해 제조하는 것으로 하였지만, 자석 두께 Y1과 분할 폭 W1을 바꾼 치수의 영구 자석 덩어리(31)에 의해서도, 도 1에 도시하는 것과 마찬가지의 치수의 영구 자석(16)을 제조할 수 있다.

도 11의 (3)에 관한 「분할 영구 자석 제작 공정」은, 도 11에 나타내는 로터 제조에 관한 상기한 각 공정과 병행하여 행할 수 있다.

영구 자석의 제조 후, 도 11의 (4)에 나타내는「분할 영구 자석 조립 장착 공정」에서는, 상기 공정에서 제작된 도 10에 도시하는 로터 코어(12)의 각 슬롯(15) 중에, 도 1에 도시하는 영구 자석(16)을 조립 장착하여 고정한다. 즉, 도 8에 도시하는 바와 같이, 로터 코어(12)의 각 슬롯(15)에 영구 자석(16)을 삽입하여 고정한다.

영구 자석(16)의 B면(16B)을 선두로 슬롯(15)에 대해, 도 10 중의 수직 방향으로 삽입한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 슬롯(15)은, 내주벽면(15A), 외주벽면(15B), 측주벽면(15C)을 갖는다. 영구 자석(16)의 삽입 위치는, 구체적으로는 도 8에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(16) 중 내주벽면(15A)과 마주보는 면에 C면(16C)을 위치시키고, 외주벽면(15B)과 마주보는 면에 D면(16D)을 위치시키고, 측주벽면(15C)과 마주보는 면에 E면(16E) 및 F면(16F)을 위치시킨다. 이때, 영구 자석(16)과 슬롯(15)의 내벽 사이에 접착제 등을 개재시킬 수 있다.

측주벽면(15C)과 마주보는 면인 E면(16E) 및 F면(16F)은 할단면이 위치한다. 영구 자석(16)의 할단면이 슬롯(15)의 측주벽면(15C)과 접하는 면에 배치되어 있음으로써, 슬롯(15) 내에 영구 자석(16)을 삽입하였을 때의 영구 자석(16)의 위치 정밀도가 좋아진다. 즉, 가령 요철을 갖는 할단면이 전체 주위면에 걸쳐 배치되어 있는 경우에는, 슬롯(15) 내에 영구 자석(16)을 매끄럽게 삽입할 수 없어 영구 자석(16)의 위치에 편차가 발생한다. 한편, 할단면을 대향하는 한 쌍의 면에 배치함으로써, 다른 한 쌍의 면은 요철을 갖지 않는 절단 가공면으로 된다. 그로 인해, 슬롯(15) 내에 영구 자석(16)을 삽입할 때에는, 절단 가공면을 기준으로 하여 삽입할 수 있으므로 영구 자석(16)의 위치의 편차를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 슬롯(15) 내에 영구 자석(16)을 삽입하였을 때의 영구 자석(16)의 위치 정밀도를 좋게 할 수 있다.

또한, 영구 자석(16)의 C면(16C)에 성형된 가공 자국 볼록부(351)가, 모터용 로터(11)의 내경 방향인 슬롯(15)의 내주벽면(15A)에 위치한다.

또한, 도 11의 (5)에 나타내는 「로터 샤프트 제작 공정」에서는, 주지의 방법에 의해 로터 샤프트(14)를 제작한다. 이 공정은, 로터 제조에 관한 상기한 각 공정과 병행하여 행할 수 있다.

그리고 도 11의 (6)에 나타내는 「로터 샤프트 조립 장착 공정」에서는, 로터 코어(12)의 샤프트 체결 구멍(13)에, 로터 샤프트(14)를 중간 끼워 맞춤 또는 압입하여 조립 장착한다. 이와 같이 하여, 도 11에 나타내는 모터용 로터(11)를 제조할 수 있다.

<영구 자석의 작용 효과>

도 1에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(16)은, 인접하는 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 할단면이, 영구 자석(16)의 외주면인 C면(16C), D면(16D), E면(16E), F면(16F)에 배치되어 있음으로써, 분할 영구 자석끼리의 접촉면은 절단 가공에 의해 행해진 절단 가공면으로 된다. 절단 가공면이 접촉함으로써, 분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소한다. 그로 인해, 할단에 의한 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

또한, 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 접촉면을 절단 가공된 절단 가공면으로 할 수 있으므로 표면 산화막이 30㎚로 된다. 그 결과, 할단면이 접촉면인 경우의 표면 산화막 7㎚와 비교하여 표면 산화막을 두껍게 할 수 있으므로 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다. 즉, 약 4배 표면 산화막을 두껍게 할 수 있다. 본 출원인은 표면 산화막이 두꺼워짐으로써 자석 와손의 잔존율이 작아지는 관계가 있는 것을 실험에 의해 확인하고 있다.

분할 영구 자석끼리가 접촉하는 접촉 면적이 감소하는 것 및 표면 산화막을 두껍게 할 수 있는 것에 의해, 구체적으로는 도 3에 나타내는 효과를 얻을 수 있었다. 도 3은, 분할수와 자석 와손의 잔존율의 관계를 나타내는 그래프이다. 횡축이 분할수이고, 종축이 자석 와손의 잔존율(퍼센트)을 나타낸다. 실선 P는 절단 가공면을 접촉면으로 한 영구 자석의 자석 와손의 잔존율을 나타내고, 점선 Q는 할단 가공면을 접촉면으로 한 영구 자석의 자석 와손의 잔존율을 나타낸 것이다.

영구 자석(16)은, 절연 피복막을 피복한 분할 영구 자석(161, 162, 163, 164, 165)의 절단 가공면이 접촉면에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 도 3에 나타내는 실선 P의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 분할수가 5개인 경우인 P5에 나타내는 바와 같이, 자석 와손의 잔존율을 약 50퍼센트로 억제할 수 있다. 할단된 영구 자석의 경우인 Q5에서는, 자석 와손의 잔존율이 약 70퍼센트로 되므로, 약 20퍼센트 자석 와손의 잔존율을 저하시킬 수 있다. 본 실시 형태는 분할수가 5개인 경우이지만, 분할수가 증가한 경우에도 도 3과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것을 본 출원인은 실험에 의해 확인하고 있다.

또한, 측주벽면(15C)과 마주보는 면인 E면(16E) 및 F면(16F)에는 할단면이 위치한다. 영구 자석(16)의 할단면이 슬롯(15)의 측주벽면(15C)과 접하는 면에 배치되어 있음으로써, 영구 자석(16)의 슬롯(15) 내의 위치 정밀도가 좋아진다. 즉, 할단면은 절단 가공된 절단 가공면과는 달리 요철이 성형되어 있다. 할단면의 요철은 슬롯(15)의 내벽에 지지점을 많이 가질 수 있다. 지지점을 많이 가질 수 있음으로써 영구 자석(16)의 슬롯(15) 내에 있어서의 위치 정밀도를 좋게 할 수 있다. 또한, 영구 자석의 E면 및 F면과 슬롯(15)의 측주벽면의 정밀도가 높은 경우에는, 전방면에 있어서 지지점을 가질 수 있지만, 면의 정밀도를 높이기 위해서는 비용이 높아지므로 문제로 된다. 본 실시 형태와 같이 할단면의 요철을 지지점으로 함으로써 비용을 저렴하게 할 수 있다. 또한, 비용이 저렴한 데 더하여 영구 자석(16)의 슬롯(15) 내의 위치 정밀도를 높게 할 수 있다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에 관한 영구 자석은, 제1 실시 형태에 관한 영구 자석(16)과 비교하여, 분할 영구 자석(161) 내지 분할 영구 자석(165)의 배치가 다를 뿐이다. 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태에 있어서의 영구 자석 중 분할 영구 자석의 배치 이외에 다른 부분이 없다. 그로 인해, 제2 실시 형태에 있어서는 영구 자석을 설명함으로써, 그 밖의 부분의 설명을 생략한다.

또한, 제2 실시 형태에서는 그 밖의 부분의 설명을 생략하지만, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 및 효과를 갖는다.

(영구 자석의 변형예)

도 14에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(50)은, 도 2에 도시하는 영구 자석 덩어리(31)의 분할 영구 자석(162) 및 분할 영구 자석(164)의 배열 순서를 변경함으로써 성형된다. 구체적으로는, 영구 자석(50)은, 도 2에 도시하는 영구 자석 덩어리(31) 중 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(164)의 방향을 그대로 하고, 배열 순서를 변경한 것으로 된다.

분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(164)의 배열 순서를 변경함으로써, 도 18에 도시하는 바와 같이, 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하는 일이 없다. 즉, 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(164)의 배열 순서를 변경하면, 분할 영구 자석(162)의 할단면(162F)은 할단면(165E)과 접촉하고, 할단면(162E)은 할단면(163F)과 접촉한다. 또한, 분할 영구 자석(164)의 할단면(164F)은 할단면(163E)과 접촉하고, 할단면(164E)은 할단면(161F)과 접촉한다. 그로 인해, 할단면끼리가 접촉하지만, 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하는 일이 없다. 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하지 않으면, 접촉면은 적어지므로, 자석 와손의 잔존율이 작아진다.

또한, 도 14에서는 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(164)의 배열 순서를 변경하는 것으로 하였지만, 도 2에 도시하는 영구 자석 덩어리(31) 중 분할 영구 자석(162) 및 분할 영구 자석(164)의 방향을 반대로 변경할 수도 있다. 예를 들어, 도 15에 도시하는 영구 자석(51)과 같은 형태로 할 수 있다. 즉, 분할 영구 자석(162)의 방향을 반대로 변경함으로써, 할단면(162F)은 할단면(161F)과 접촉하고, 할단면(162E)은 할단면(163E)과 접촉한다. 또한, 분할 영구 자석(164)의 방향을 반대로 변경함으로써, 할단면(164F)은 할단면(164F)과 접촉하고, 할단면(164E)은 할단면(165E)과 접촉한다. 그로 인해, 할단면끼리가 접촉하지만, 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하는 일이 없다. 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하지 않으면, 접촉면은 적어지므로, 자석 와손의 잔존율이 작아진다.

또한, 본 실시예의 도 14에 도시하는 영구 자석(50) 및 도 15에 도시하는 영구 자석(51)에 있어서는, 분할 영구 자석(162)과 분할 영구 자석(164)의 배열 순서의 변경, 또는 방향의 변경을 하는 것으로 하였지만, 그 밖의 분할 영구 자석(161, 163, 165)의 배열 순서의 변경, 또는 방향의 변경을 함으로써도 할단되었을 때에 인접하고, 또한 대향하는 할단면끼리가 접촉하지 않도록 할 수 있으므로, 접촉면을 적게 하여, 자석 와손의 잔존율을 작게 할 수 있다.

이상 설명한 이 실시 형태의 모터용 로터(11)에 따르면, 로터 코어(12)의 각 슬롯(15)에, 복수의 분할편(32)으로 이루어지는 영구 자석(16)이 조립 장착된다. 따라서, 이 모터용 로터(11)를, 집중권 모터의 로터로서 사용한 경우에, 영구 자석(16)에서의 와손의 발생이 저감된다. 이 결과, 모터의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 일 없이, 발명의 취지를 일탈하는 일이 없는 범위에서 다양한 응용이 가능하다.

예를 들어, 가공 자국 볼록부(351)는, 할단 공정에 있어서 성형되는 것이지만, 고의로 가공 자국 볼록부와 마찬가지의 볼록부를 성형할 수도 있다. 고의로 볼록부를 성형하는 것은, 후술하는 영구 자석에 가해지는 원심력을 분산시킬 때에 필요해지기 때문이다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서는, 영구 자석을 모터용 로터의 슬롯 내에 매립하여 사용하였지만, 도 15에 도시하는 스테이터(41) 내에 삽입할 수 있다. 스테이터(41) 내에 영구 자석을 삽입한 경우에 있어서도, 본 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 갖는다.

11 : 모터용 로터
15 : 슬롯
16 : 영구 자석
161, 162, 163, 164, 165 : 분할 영구 자석
161F, 162E, 162F, 163E, 163F, 164E, 164F, 165E : 할단면
31 : 영구 자석 덩어리
35 : 할단 자국(청구항 중의「절단 자국」)
351 : 가공 자국 볼록부
40 : 회전 전기 기기
41 : 스테이터

Claims

영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 직육면체의 분할 영구 자석을 구비하는 영구 자석에 있어서,
상기 분할 영구 자석은, 제1 분할 영구 자석 및 제2 분할 영구 자석을 갖는 것과,
상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석은 상기 영구 자석 덩어리가 할단되었을 때에 인접하고 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 인접하는 부분인 것과,
상기 영구 자석 중 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면은 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
제1항에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석과 상기 제2 분할 영구 자석이 접촉하지 않는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
제1항에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면과 상기 제2 분할 영구 자석의 제2 할단면이 접촉하지 않는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 분할 영구 자석의 제1 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
제5항에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 영구 자석.
영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터 또는 스테이터에 있어서,
상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터용 로터 또는 스테이터.
제7항에 있어서, 2개 이상의 분할 영구 자석의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터용 로터 또는 스테이터.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터용 로터 또는 스테이터.
영구 자석 덩어리를 할단함으로써 할단면이 성형된 2개 이상의 분할 영구 자석을 구비하는 직육면체의 영구 자석을 슬롯 내에 삽입한 모터용 로터를 사용하는 회전 전기 기기에 있어서,
상기 분할 영구 자석 중 하나의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 회전 전기 기기.
제10항에 있어서, 상기 2개 이상의 분할 영구 자석의 분할 영구 자석의 할단면이 상기 영구 자석의 외주면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 회전 전기 기기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 할단면은 상기 직육면체 중, 대향하는 한 쌍의 면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 회전 전기 기기.