(57)【要約】【課題】永久磁石が減磁するまでの裕度を正確に解析する方法を提供する。【解決手段】永久磁石の減磁裕度解析方法であって、永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および永久磁石の減磁の閾値を設定するステップＳ１１０と、永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、解析対象機器の磁界の解析を実施するステップＳ１２０と、磁束密度の解析で得られた永久磁石の各要素の磁束密度と磁界の解析で得られた解析対象機器の磁界を記憶するステップＳ１３０と、永久磁石の各要素の磁束密度と解析対象機器の磁界を基に、永久磁石の各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算するステップＳ１４０と、永久磁石の各要素の磁束密度と解析対象機器の磁界を基に、永久磁石の各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算するステップＳ１５０と、動作点と前記減磁開始点とを基に、永久磁石の各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算するステップＳ１６０と、を備える。【選択図】図１
2020181388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石の減磁裕度を求める永久磁石の減磁裕度解析方法であって、
永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定するステップと、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施するステップと、
前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶するステップと、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算するステップと、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算するステップと、
前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算するステップと、
を備える、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記減磁裕度を計算するステップでは、前記永久磁石中の磁束密度と、前記減磁開始点における磁束密度との差分または比率を基に、前記減磁裕度を計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記減磁裕度の計算は、動作点の磁束密度をＢｐ、減磁開始点の磁束密度をＢｄ、不可逆減磁前の残留磁束密度をＢｒとして、減磁裕度を（Ｂｐ−Ｂｄ）／（Ｂｒ−Ｂｄ）として計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記永久磁石中の磁束密度が時間的に変化する場合には、動作点の磁束密度をＢｐ（ｔ）として、減磁裕度を（ｍiｎ（Ｂｐ（ｔ））−Ｂｄ）／（Ｂｒ−Ｂｄ）として計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項５】
請求項１において、
減磁裕度を計算するステップでは、前記永久磁石中の磁界と、前記減磁開始点における磁界との差分または比率を基に、前記減磁裕度を計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記減磁裕度の計算は、動作点の磁界をＨｐ、減磁開始点の磁界をＨｄとして、減磁裕度を１−（Ｈｐ／Ｈｄ）として計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記永久磁石中の磁界が時間的に変化する場合には、動作点の磁界をＨｐ（ｔ）として、減磁裕度を１−（ｍiｎ（Ｈｐ（ｔ））／Ｈｄ）として計算する、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項において、
前記計算の結果を表示手段に表示するステップを備える、
ことを特徴とする永久磁石の減磁裕度解析方法。
【請求項９】
永久磁石の減磁裕度を求める計算装置であって、
永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施する手段と、
前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算する手段と、
前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算する手段と、
を備える、
ことを特徴とする計算装置。
【請求項１０】
請求項９において、
表示手段を備え、
前記表示手段が前記計算の結果を表示する、
ことを特徴とする計算装置。
【請求項１１】
請求項９において、
前記計算装置が実行した前記計算の結果を、前記計算装置に連結された表示手段に表示する、
ことを特徴とする計算装置。
【請求項１２】
計算装置を有し、永久磁石の減磁裕度を求める計算システムであって、
前記計算装置は、
永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施する手段と、
前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算する手段と、
前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算する手段と、
前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算する手段と、
を備える、
ことを特徴とする計算システム。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度が計算された結果を表示する手段を備える、
ことを特徴とする計算システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石の減磁裕度解析方法、計算装置、計算システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石は様々な電気機器で用いられており、その磁気的な特性を把握することが機器の設計において重要となる。
永久磁石の磁気的な振る舞いの概要を、図５を参照して説明する。図５は、永久磁石におけるＢ−Ｈ曲線（Ｂ−Ｈ特性曲線）の一例を示す図であり、縦軸に磁束密度Ｂ（Ｔ）、横軸に外部磁界Ｈ（Ａ／ｍ）を表している。図５において、永久磁石は、磁化方向と逆向きの外部磁界（図５において左向き）が加わると、磁石の磁束密度が低くなる。
外部磁界と磁束密度の関係は、図５のようなＢ−Ｈ曲線１０で表され、外部磁界が０のときの磁束密度を残留磁束密度３０、ある外部磁界を与えたときの磁束密度の値を表す点を動作点４０と呼ぶ。また、磁化方向と逆向きの磁界を大きくしていき、動作点が図５の左側へと移動していくと、磁束密度Ｂが急激に変化する点がある。この点をクニック点２０と呼ぶ。
【０００３】
外部磁界の絶対値が小さく、動作点がＢ−Ｈ曲線上のほぼ直線とみなせる範囲にある場合には、外部磁界を取り除けば動作点はＢ−Ｈ曲線上を右側に移動し、再び元と同じ残留磁束密度３０に戻る。
一方、動作点がクニック点２０付近に近づき、Ｂ−Ｈ曲線がカーブした領域に入ると、再び外部磁界を小さくしても動作点はＢ−Ｈ曲線上を戻らず、破線５０（厳密には曲線だが、工学的には直線とみなせる場合が多い）上を移動する。この破線５０は、外部磁界が０のときの減磁前のＢ−Ｈ曲線１０の勾配と、ほぼ同じ勾配を持つことが知られている。
このため、一旦、動作点がクニック点２０付近に近づく（あるいはクニック点を過ぎる）と、外部磁界Ｈを取り除いても残留磁束密度が元に戻らなくなり、動作点は図５の６０の位置に戻る。この現象を不可逆減磁という。
【０００４】
この不可逆減磁が生ずると、永久磁石を用いた製品の性能低下や不具合に直結する。したがって、永久磁石を用いた機器では、不可逆減磁が生ずるまでの裕度を評価し、減磁に対して堅牢な設計にする必要がある。
しかし、試作品を用いた実験の繰り返しによる評価では、多大な時間と資金が必要となる。そこで、減磁（不可逆減磁）するまでの裕度を解析により試作前に把握することが必要となる。また、減磁までの裕度を評価するためには、永久磁石の動作点（磁界Ｈと磁束密度Ｂとの関係を表すＢ−Ｈ曲線上の点）を求める必要があり、この解析方法については、例えば、特許文献１がある。
【０００５】
特許文献１の［要約］には、「［課題］磁気回路の磁束密度Ｂ及び磁界Ｈと永久磁石の動作点のパーミアンス係数との関係を把握しやすい、永久磁石の動作点解析方法及び解析プログラムを提供する。［解決手段］解析手段と記憶手段と表示手段を備える演算装置を用いて、永久磁石のＢ−Ｈ曲線３４と永久磁石を要素分割した要素データとに基づいて電磁界解析を行い、永久磁石の動作点３６を求める。入力されたＢ−Ｈ曲線３４のデータを記憶手段に記憶するステップを備える。更に、解析手段を介して、記憶手段が記憶したＢ−Ｈ曲線３４のデータに基づいて、電磁界解析を行い、永久磁石の複数の部位における磁束密度と磁界を求めるステップ、及び、電磁界解析の結果から、Ｂ−Ｈ曲線３４の第１象限、第２象限、第３象限及びこれらの象限の間で連続的に変化し且つ磁束密度及び磁界に対して線形に変化する変数３５を用いることにより、要素のそれぞれにおける動作点３６を求めるステップを備える。」と記載され、永久磁石の動作点解析方法の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−４８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術では、外部磁界が０の状態から磁束密度が０になるまでの特性、またはクニック点に達するまでの特性を直線として近似している。
しかし、実際には前記の特性は、なだらかな曲線の場合がある。この場合にはクニック点に達する前から不可逆減磁が始まるため、この直線近似をする方法では、減磁までの裕度を正確に評価できない恐れがあるという課題（問題）がある。
【０００８】
本発明は、前記した課題に鑑みて創案されたものであって、永久磁石が減磁するまでの裕度を正確に解析する方法、特に、クニック点に達する前から減磁が始まる場合の裕度を、高精度に解析する方法を提供することを課題（目的）とする。
また、減磁するまでの裕度を解析により試作前に把握することによって、試作回数の削減や永久磁石の減磁に対してより堅牢な電気機器の設計に寄与することを課題（目的）とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明を以下のように構成した。
すなわち、本発明の永久磁石の減磁裕度解析方法は、永久磁石の減磁裕度を求める永久磁石の減磁裕度解析方法であって、永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定するステップと、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施するステップと、前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶するステップと、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算するステップと、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算するステップと、前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の計算装置は、永久磁石の減磁裕度を求める計算装置であって、永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施する手段と、前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算する手段と、前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の計算システムは、計算装置を有し、前記計算装置は、永久磁石の減磁裕度を求める計算システムであって、永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、および前記永久磁石の減磁の閾値を設定する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度の解析と、前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界の解析を実施する手段と、前記磁束密度の解析で得られた前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と、前記磁界の解析で得られた前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を記憶する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での動作点を計算する手段と、前記永久磁石を構成する各要素の磁束密度と前記永久磁石を含む解析対象機器の磁界を基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での不可逆減磁の減磁開始点を計算する手段と、前記動作点と前記減磁開始点とを基に、前記永久磁石を構成する各要素のＢ−Ｈ曲線上での減磁裕度を計算する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、永久磁石が減磁するまでの裕度を解析する方法、特に、クニック点に達する前から減磁が始まる場合の裕度を、高精度に解析する方法を提供できる。
また、本発明によれば、減磁するまでの裕度を解析により試作前に把握することによって、試作回数の削減や永久磁石の減磁に対してより堅牢な電気機器の設計に寄与する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法のフローチャート例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法における不可逆減磁の減磁開始点の決め方についての詳細を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法の各要素における減磁裕度の計算の仕方についての詳細を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る減磁裕度解析手法を実現する計算システム（計算装置）の構成例を示す図である。
【図５】永久磁石におけるＢ−Ｈ曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と表記する）を、適宜、図面を参照して説明する。
なお、添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。また、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と特性例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。したがって、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００１６】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態の永久磁石の減磁裕度解析方法を、図を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法のフローチャート例を示す図である。
図１において、ステップＳ１１０〜ステップＳ１７０について説明する。なお、各ステップは、それぞれ手段でもある。
【００１７】
《ステップＳ１１０》
初めにステップＳ１１０において、永久磁石のＢ−Ｈ曲線（図５参照）、および許容する減磁の閾値（残留磁束密度の減少分の比率の閾値）を設定する。
また、計算装置（例えばコンピュータ）を用いて、永久磁石の減磁裕度解析を行う場合には、計算装置に前記の永久磁石のＢ−Ｈ曲線、および許容する減磁の閾値を入力する。
なお、永久磁石のＢ−Ｈ曲線の入力データは、通常、磁界Ｈと磁束密度Ｂの点列であるが、連続関数など他の形式で入力してもよい。
なお、前記の許容する減磁の閾値は、例えば、後記するステップＳ１５０における「不可逆減磁の減磁開始点の決め方」において参照される、あるいはその計算に用いられる。
【００１８】
《ステップＳ１２０》
次に、ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で入力した永久磁石のＢ−Ｈ曲線を用いて、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）の磁束密度を解析する。また、永久磁石を含む機器（解析対象機器、例えば回転機など）の磁界解析を行う。
また、本（第１）実施形態では、磁界解析の手法として有限要素法を用いることを想定している。ただし、有限差分法や境界要素法、磁気モーメント法など、他の手法を用いてもよい。
なお、有限要素法を用いて磁界解析を行う場合、解析対象機器の部品形状を入力し、永久磁石を含む各部品、および対象機器周囲の空間を有限個の要素に分割する。
また、有限要素法において、２次元解析の場合は、要素の形状は三角形や四角形を用いる。また、３次元解析の場合は、四面体や六面体などを用いる。
【００１９】
《ステップＳ１３０》
ステップＳ１３０では、前記したステップＳ１２０の結果から、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）での磁界および磁束密度を計算（算出）する。
また、永久磁石の各部位（各要素）における磁束密度、および磁界を記憶する。
【００２０】
《ステップＳ１４０》
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０の結果を用いて、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）のＢ−Ｈ曲線上で、実際の特性がどの位置を占めているかを示す動作点を計算（算出）する。
【００２１】
《ステップＳ１５０》
ステップＳ１５０では、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）のＢ−Ｈ曲線上の不可逆減磁の減磁開始点を計算（算出）する。
なお、不可逆減磁の減磁開始点の決め方（計算、算出の仕方）の詳細については、後記する。
【００２２】
《ステップＳ１６０》
ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で求めた減磁開始点と、ステップＳ１４０で求めた動作点との関係から、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）における減磁裕度を計算（算出）する。
なお、永久磁石の各要素における減磁裕度の計算（算出）の仕方についての詳細は、後記する。
【００２３】
《ステップＳ１７０》
ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０の減磁裕度の計算結果、および各ステップでの計算結果を必要に応じて、計算装置に備える表示手段や、計算装置に接続した表示装置で、前記の計算結果（算出結果）を表示する。
【００２４】
＜ステップＳ１５０とステップＳ１６０の詳細＞
次に、ステップＳ１５０における「不可逆減磁の減磁開始点の決め方（計算、算出の仕方）」の詳細と、ステップＳ１６０における「永久磁石の各要素における減磁裕度の計算（算出）の仕方」の詳細について、それぞれ順に説明する。
【００２５】
《不可逆減磁の減磁開始点の決め方の詳細》
ステップＳ１５０における「不可逆減磁の減磁開始点の決め方（計算、算出の仕方）」の詳細について、図２を参照して説明する。
永久磁石のＢ−Ｈ曲線上の動作点がクニック点（２０：図５）に達する前に緩やかに不可逆減磁が始まっている場合がある。そのため、動作点がＢ−Ｈ曲線上のどの位置まできたら不可逆減磁が始まったと見なすかを示す点（減磁開始点）を決める必要がある。
図２は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法における不可逆減磁の減磁開始点の決め方についての詳細を説明する図である。なお、図２における縦軸は磁束密度Ｂ（Ｔ）、横軸は外部磁界Ｈ（Ａ／ｍ）を表している。
【００２６】
図２において、Ｂｒは不可逆減磁前の残留磁束密度を示し、Ｂｒ’は不可逆減磁後の残留磁束密度を示している。
ステップＳ１４０（図１）で計算されたＢ−Ｈ曲線上での動作点が図２に示す特性点１００の位置に来たとする。
次に、外部磁界Ｈを取り除く（Ｈ＝０）と、動作点は一点鎖線で示した特性線１１０を通り、不可逆減磁後の残留磁束密度（動作点から外部磁界を取り除いた後の残留磁束密度）は、特性点１２０におけるＢｒ’となる。
このとき、不可逆減磁の前後の残留磁束密度の差分（Ｂｒ−Ｂｒ’）をΔＢｒとする。
残留磁束密度の減少分の比率ΔＢｒ／Ｂｒに閾値を設け、所定の閾値以上となった場合に許容値を超えた不可逆減磁とみなす。
なお、残留磁束密度の減少分の比率ΔＢｒ／Ｂｒを判定する閾値は、前記したステップＳ１１０で設定、もしくは計算装置（計算機）に入力する。
【００２７】
または、残留磁束密度の減少率Ｂｒ’／Ｂｒに閾値を設け、閾値を超えて残留磁束密度が減少した場合に許容値を超えた不可逆減磁とみなす。
この閾値については、ユーザ（管理者、実験者）がステップＳ１１０の段階で決定して、設定あるいは入力しているものとする。
この閾値が決定されているので、閾値まで減磁したときの残留磁束密度Ｂｒ’が逆算できる。そして、永久磁石のＢ−Ｈ曲線１０と破線で示した特性線１１０との交点から、許容限界の動作点（１００）が求まる。これを減磁開始点１００として定義する。
なお、図２に示す減磁開始点１００は、残留磁束密度の減少率の閾値の設定の仕方によるが、一般的には、図５におけるクニック点２０よりは、外部磁界Ｈの０点に近い方に位置している。
【００２８】
《各要素における減磁裕度の計算の仕方の詳細》
ステップＳ１５０において、求めた減磁開始点１００と、永久磁石のＢ−Ｈ曲線（１０）上の動作点との関係から、永久磁石の各要素（永久磁石を構成する各要素）における減磁裕度を計算する。この「各要素における減磁裕度の計算の仕方」の詳細について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法の各要素における減磁裕度を計算の仕方についての詳細を説明する図である。なお、図３において、縦軸は磁束密度Ｂ（Ｔ）、横軸は外部磁界Ｈ（Ａ／ｍ）を表している。
図３において、永久磁石のＢ−Ｈ曲線１０の動作点２００の磁界をＨｐ、磁束密度をＢｐ、減磁開始点の磁界および磁束密度をＨｄ，Ｂｄとする。すると、減磁裕度Ｔは、
Ｔ＝１−（Ｈｐ／Ｈｄ）、または、Ｔ＝（Ｂｐ−Ｂｄ）／（Ｂｒ−Ｂｄ）
で計算することができる。
【００２９】
また、例えば、モータに備える永久磁石の場合には、モータの回転に伴い、永久磁石の磁場は、時間によって変化する場合がある。
このような場合において磁場解析を行う際に、複数の時間ステップにまたがって過渡解析を行う。このとき、例えば、動作点の磁界をＨｐ（ｔ）、磁束密度をＢｐ（ｔ）として時間ｔの関数として表わすと、減磁裕度Ｔは、
Ｔ＝１−（ｍiｎ（Ｈｐ（ｔ））／Ｈｄ）
または、
Ｔ＝（ｍiｎ（Ｂｐ（ｔ））−Ｂｄ）／（Ｂｒ−Ｂｄ）
で計算することができる。
なお、ここでｍiｎ（  ）は、括弧内の値の最小値を表す。
また、ここでＨｄ＜０であり、典型的には、Ｈｐ（ｔ）＜０なので、
ｍiｎ（Ｈｐ（ｔ））は、Ｈｐ（ｔ）の絶対値が最大になったときのＨｐ（ｔ）の値になる。
【００３０】
＜第１実施形態の総括＞
本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法では、図１に示した永久磁石の減磁裕度解析方法のフローチャートに従い、図２に示した不可逆減磁の減磁開始点の決め方（計算、算出の仕方）、および図３に示した各要素における減磁裕度の計算の仕方で、減磁裕度を高い精度で解析できる。
【００３１】
＜第１実施形態の効果＞
本発明の第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法によれば、減磁するまでの裕度を解析により試作前に把握できて、試作回数の削減や、永久磁石の減磁に対してより堅牢な電気機器の設計に寄与する。
【００３２】
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態の永久磁石の減磁裕度解析方法を実現する計算システム（解析システム）を、図を参照して説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る減磁裕度解析手法を実現する計算システム（解析システム）の構成例を示す図である。
図４において、本発明の第２実施形態に係る計算システム（解析システム）１は、計算機（コンピュータ、計算装置）２、表示装置３、記憶装置４、入力装置５を備えて構成される。なお、図４では、記憶装置４は、明示するために計算機２の外に配置しているが、計算機２の内部に設置してもよい。また、図４では、表示装置３を計算機（コンピュータ、計算装置）２に付属させて表記しているが、それぞれ独立した形態でもよい。
【００３３】
図４において、計算機（計算装置）２には、第１実施形態で示した永久磁石の減磁裕度解析方法の一連のプロセスをコーディングしたプログラムが格納される。また、前記のプログラムは、コンピュータと読み取り可能な記録媒体に記録することが可能である。
計算機２は、前記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を介して、プログラムを格納することができる。
入力装置５は、例えばキーボードやマウスであり、Ｂ−Ｈ曲線をはじめとする解析に必要な入力データの計算機２への入力、入力データを保存したデータファイルの読み書きの指定、計算の実行などに使用する。
計算機２に入力データが入力されると、計算機２は、格納されているプログラムに従い、入力データの読み取りや、第１実施形態で説明した永久磁石の減磁裕度解析方法における減磁裕度計算などの演算処理を実行する。
また、計算機２で得られた計算結果は、表示装置３に表示するとともに、データファイルとして記憶装置４に記憶する。また、得られた計算結果の一部を表示したり記憶したりしてもよい。
【００３４】
＜第２実施形態の効果＞
本発明の第２実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法を実現する計算システムによれば、計算機（計算装置）を用いて、永久磁石が減磁するまでの裕度を解析により試作前に把握できて、試作回数の削減や永久磁石の減磁に対してより堅牢な電気機器の設計に寄与する。
【００３５】
≪第３実施形態≫
本発明の第３実施形態の永久磁石の減磁裕度解析方法で計算を行う計算装置（計算機）を、図を参照して説明する。
図４については、前記の第２実施形態の計算システムで説明したが、図４は、また、本発明の第３実施形態に係る減磁裕度解析方法で計算を行う計算装置（計算機）を、前記した計算システムの構成のなかでの配置の例を示す図でもある。
図４においては、計算機（計算装置）２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を搭載したコンピュータであり、コンピュータに搭載された前記の資源を用いて、第１実施形態で説明した永久磁石の減磁裕度解析方法による計算を実行できる。
この計算の仕方については、前記第１実施形態での説明と重複するので省略する。
【００３６】
＜第３実施形態の効果＞
本発明の第２実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法で計算を行う計算装置（計算機）によれば、永久磁石が減磁するまでの裕度を解析により試作前に把握できて、試作回数の削減や永久磁石の減磁に対してより堅牢な電気機器の設計に寄与する。
【００３７】
≪その他の実施形態≫
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、例示したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、説明する。
【００３８】
《永久磁石の減磁裕度解析プログラム》
図１を参照して示した第１実施形態の永久磁石の減磁裕度解析方法を計算機に用いるプログラムとして、図４に示した計算機（計算装置）に搭載するようにプログラミング言語によってコーディングすれば、永久磁石の減磁裕度解析プログラムともなる。
また、この永久磁石の減磁裕度解析プログラムは、複製（コピー）して、他の計算機に搭載、活用することもできる。
【００３９】
《永久磁石の用途》
第１実施形態の説明において、《各要素における減磁裕度の計算の仕方の詳細》として、モータに備える永久磁石の場合を説明した。そして、モータの場合には回転を伴うので、時間ｔをパラメータとして動作点の磁界をＨｐ（ｔ）、磁束密度をＢｐ（ｔ）とした。
このように、永久磁石は固定された場合以外にも本発明の減磁裕度の計算の仕方が適用できるので、モータ以外に永久磁石を用いた機器にも広く適用される。例えば、自動車、携帯電話、オーディオ装置、各種磁気センサー類などに搭載された永久磁石の解析にも本発明の減磁裕度の計算の手法（永久磁石の減磁裕度解析方法）は適用できる。
【００４０】
《永久磁石の環境》
前記のように、第１実施形態の説明において、《各要素における減磁裕度の計算の仕方の詳細》として、モータに備える永久磁石の場合を説明した。そして、モータの場合には回転を伴うので、時間ｔをパラメータ（要素）として動作点の磁界をＨｐ（ｔ）、磁束密度をＢｐ（ｔ）とした。
しかし、永久磁石が影響を受けるのは、回転機による時間ｔの影響に限定されない。例えば温度Ｋとして、温度によって、磁界や磁束密度が変動を受ける場合には、減磁裕度の計算の仕方に温度Ｋをパラメータとして持ち込む方法もある。温度Ｋを考慮するような高温や極低温の環境下で永久磁石が用いられる機器、製品の場合にも広く、本発明を応用した手法が適用できる可能性がある。
【００４１】
《永久磁石のＢ−Ｈ曲線》
第１実施形態に係る永久磁石の減磁裕度解析方法において、図１のフローチャートにおけるステップＳ１１０の永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定においては、Ｂ−Ｈ曲線の特性は一つとして説明したが、永久磁石のＢ−Ｈ曲線は一つに限定されない。
例えば、永久磁石の表面と内部とでは、組成や形成履歴が異なることによって、異なる特性のＢ−Ｈ曲線を有することもある。
このような場合には、図１のフローチャートのステップＳ１１０において、永久磁石を構成する各要素で別々のＢ−Ｈ曲線を設定してもよい。
このように、永久磁石を構成する各要素で別々のＢ−Ｈ曲線を設定することによって、様々な形態の永久磁石への応用が期待できる。
【００４２】
《フローチャートのステップの順番》
図１において、永久磁石の減磁裕度解析方法のフローチャートの例を示した。しかし図１に示した各ステップと順番に限定されない。
例えば、ステップＳ１５０の「永久磁石の各要素のＢ−Ｈ曲線上の減磁開始点を計算」は、ステップＳ１１０の「永久磁石のＢ−Ｈ曲線の設定、許容する減磁の閾値を設定」の直後のステップで計算する方法もある。
また、複数のステップを一つのステップとして合体して行う方法もある。また、一つのステップを複数のステップに分解する方法もある。
【符号の説明】
【００４３】
１    計算システム（解析システム）
２    計算装置、計算機（コンピュータ）
３    表示装置
４    記憶装置
５    入力装置
１０    永久磁石のＢ−Ｈ曲線
２０    クニック点
３０    不可逆減磁前の残留磁束密度
４０，２００    動作点
５０    不可逆減磁後の動作点の軌跡
６０    不可逆減磁後の残留磁束密度
１００    減磁開始点（動作点）
１１０    減磁開始点から外部磁界を弱めたときに通るＢ−Ｈ曲線
１２０    動作点から外部磁界を取り除いた後の残留磁束密度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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