(57)【要約】【課題】着磁の容易化が図られた磁石構造体、磁石構造体の製造方法および回転電機の製造方法を提供する。【解決手段】  磁石構造体１およびその製造方法では、磁石構造体１は複数の磁石構造部品２を備えた構成を有し、積層された複数の磁石構造部品２が拘束具４により拘束されている。このような磁石構造体１では、着磁工程Ｓ１により複数の磁石構造部品２をそれぞれ着磁することができる。着磁工程Ｓ１では、着磁対象が磁石構造体１全体よりも小さい磁石構造部品２となっている。そのため、磁石構造体１全体を着磁する着磁装置よりも小さな着磁装置を用いることができ、磁石構造体１の着磁を容易におこなうことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電機に用いられるともに、磁石を含む磁石構造部品が複数積層された磁石構造体の製造方法であって、
前記各磁石構造部品が、互いに平行な一対の端面を有する保持体を備えるとともに、前記磁石として、前記保持体に収容され、前記端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石を備え、
前記一対の磁石が、前記端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、前記基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜しており、
複数の前記磁石構造部品のそれぞれについて、管状のコイル内にコイル軸線と前記基準線とが平行となるように配置するとともに該コイルを用いて着磁する着磁工程と、
前記着磁工程において着磁された複数の前記磁石構造部品を、前記保持体の端面同士が対面するように積層して、前記磁石構造部品の積層体を得る積層工程と、
前記積層工程において得られた前記磁石構造部品の積層体を、積層方向から拘束具により拘束する拘束工程と
を含む、磁石構造体の製造方法。
【請求項２】
前記着磁工程では、前記複数の磁石構造部品のそれぞれについて、前記基準線の方向における前記磁石構造部品と前記コイルとの相対位置を変えて複数回の着磁をおこなう、請求項１に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項３】
前記コイルの断面形状が矩形環状である、請求項１または２に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程では、前記各磁石構造部品を、前記積層方向に沿って延びるガイド部材により案内する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項５】
前記拘束工程では、前記拘束具として、前記積層方向において前記各磁石構造部品を貫通するシャフトを用いる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項６】
前記拘束工程では、前記拘束具として、前記磁石構造部品の積層体を収容可能なケースを用いる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項７】
前記拘束工程では、前記拘束具として、前記積層方向に沿って延びるとともに前記各磁石構造部品と係合するレールを用いる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁石構造体の製造方法。
【請求項８】
磁石を含む磁石構造部品が複数積層された複数の磁石構造体と、複数のステータとを備える回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、
前記各磁石構造部品が、互いに平行な一対の端面を有する保持体を備えるとともに、前記磁石として、前記保持体に収容され、前記端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石を備え、
前記一対の磁石が、前記端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、前記基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜しており、
複数の前記磁石構造部品のそれぞれについて、管状のコイル内にコイル軸線と前記基準線とが平行となるように配置するとともに該コイルを用いて着磁する着磁工程と、
前記着磁工程において着磁された複数の前記磁石構造部品を、前記保持体の端面同士が対面するように積層して、前記磁石構造部品の積層体を得る積層工程と、
前記積層工程において得られた前記磁石構造部品の積層体を積層方向から拘束具により拘束して、前記磁石構造体を得る拘束工程と、
前記拘束工程において得られた複数の前記磁石構造体と、前記複数のステータとを、回転軸の周りに配置する配置工程と
を含む、回転電機の製造方法。
【請求項９】
風力発電機に用いられる磁石構造体であって、
互いに平行な一対の端面を有する保持体と、該保持体に収容され、前記端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石とを有し、かつ、前記一対の磁石が、前記端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、前記基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜している、複数の磁石構造部品と、
前記保持体の端面同士が対面するように積層された前記磁石構造部品の積層体を、積層方向から拘束する拘束具と
を備える、磁石構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石構造体、磁石構造体の製造方法および回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、風力発電機に用いられる磁石構造体が開示されている。近年、風力発電機の大型化に応じて、高磁力の磁石構造体に対する要求が高まっており、磁石構造体に含まれる磁石の大型化とともに磁石構造体自体の大型化も求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５２０１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した磁石構造体を組み立てる方法として、磁石を着磁した後に磁石構造体に組み立てる方法と、未着磁の磁石で磁石構造体を組み立てた後に磁石構造体ごと着磁する方法がある。
【０００５】
前者の方法では、特に大型の磁石構造体の場合に、組み立て作業時において磁石に強力な磁気吸引力や磁気反発力が働くため、安全に作業をおこなうことが難しい。
【０００６】
後者の方法では、組み立て作業時は磁石は未着磁であるため、安全に作業をおこなうことができる。
【０００７】
しかしながら、大型の磁石構造体を着磁する場合、実用上十分に着磁することが難しく、磁石内の着磁バラツキが大きくなる傾向がある。大型の磁石構造体を実用上十分に着磁したり、大型の磁石構造体の磁石内の着磁バラツキを抑えたりするためには、大電力で大型の着磁装置が必要であった。
【０００８】
本発明は、着磁の容易化が図られた磁石構造体、磁石構造体の製造方法および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態に係る磁石構造体の製造方法は、風力発電機に用いられるともに、磁石を含む磁石構造部品が複数積層された磁石構造体の製造方法であって、各磁石構造部品が、互いに平行な一対の端面を有する保持体を備えるとともに、磁石として、保持体に収容され、端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石を備え、一対の磁石が、端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜しており、複数の磁石構造部品のそれぞれについて、管状のコイル内にコイル軸線と基準線とが平行となるように配置するとともに該コイルを用いて着磁する着磁工程と、着磁工程において着磁された複数の磁石構造部品を、保持体の端面同士が対面するように積層して、磁石構造部品の積層体を得る積層工程と、積層工程において得られた磁石構造部品の積層体を、積層方向から拘束具により拘束する拘束工程とを含む。
【００１０】
上記磁石構造体の製造方法においては、磁石構造体は複数の磁石構造部品を備えた構成を有し、着磁工程では複数の磁石構造部品のそれぞれについて着磁をおこなう。そして、積層工程および拘束工程において着磁された複数の磁石構造部品を組み立てることで磁石構造体が得られる。着磁工程における着磁対象が磁石構造体全体よりも小さい磁石構造部品であるため、磁石構造体全体を着磁する着磁装置よりも小さな着磁装置を用いて容易に着磁することができる。
【００１１】
他の形態に係る磁石構造体の製造方法において、着磁工程では、複数の磁石構造部品のそれぞれについて、基準線の方向における磁石構造部品とコイルとの相対位置を変えて複数回の着磁をおこなう。磁石の着磁態様を所望の着磁態様により近づけるため、磁石構造部品とコイルとの相対位置を変えて着磁を複数回繰り返してもよい。
【００１２】
他の形態に係る磁石構造体の製造方法において、コイルの断面形状が矩形環状である。この場合、磁石構造部品がコイル内に収容された際のコイル内部の隙間を小さくすることができ、着磁の効率化が図られる。
【００１３】
他の形態に係る磁石構造体の製造方法において、積層工程では、各磁石構造部品を、積層方向に沿って延びるガイド部材により案内する。この場合、磁石構造体を容易に組み立てることができる。
【００１４】
他の形態に係る磁石構造体の製造方法において、拘束工程では、拘束具として、積層方向において各磁石構造部品を貫通するシャフトや、磁石構造部品の積層体を収容可能なケース、積層方向に沿って延びるとともに各磁石構造部品と係合するレールを用いることができる。
【００１５】
本発明の一形態に係る回転電機の製造方法は、磁石を含む磁石構造部品が複数積層された複数の磁石構造体と、複数のステータとを備える回転電機を製造する回転電機の製造方法であって、各磁石構造部品が、互いに平行な一対の端面を有する保持体を備えるとともに、磁石として、保持体に収容され、端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石を備え、一対の磁石が、端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜しており、複数の磁石構造部品のそれぞれについて、管状のコイル内にコイル軸線と基準線とが平行となるように配置するとともに該コイルを用いて着磁する着磁工程と、着磁工程において着磁された複数の磁石構造部品を、保持体の端面同士が対面するように積層して、磁石構造部品の積層体を得る積層工程と、積層工程において得られた磁石構造部品の積層体を積層方向から拘束具により拘束して、磁石構造体を得る拘束工程と、拘束工程において得られた複数の磁石構造体と、複数のステータとを、回転軸の周りに配置する配置工程とを含む。
【００１６】
上記磁石構造体の回転電機の製造方法においては、磁石構造体は複数の磁石構造部品を備えた構成を有し、着磁工程では複数の磁石構造部品のそれぞれについて着磁をおこなう。そして、積層工程および拘束工程において着磁された複数の磁石構造部品を組み立てることで磁石構造体が得られる。さらに、配置工程において、得られた複数の磁石構造体と複数のステータとを回転軸の周りに配置することで、回転電機が得られる。着磁工程における着磁対象が磁石構造体全体よりも小さい磁石構造部品であるため、磁石構造体全体を着磁する着磁装置よりも小さな着磁装置を用いて容易に着磁することができる。
【００１７】
本発明の一形態に係る磁石構造体は、風力発電機に用いられる磁石構造体であって、互いに平行な一対の端面を有する保持体と、該保持体に収容され、端面の法線方向に対して平行に延びる一対の磁石とを有し、かつ、一対の磁石が、端面において、上下方向に延びる基準線を挟むように位置し、かつ、基準線の下方に向かうに従って近づくようにそれぞれ傾斜している、複数の磁石構造部品と、保持体の端面同士が対面するように積層された磁石構造部品の積層体を、積層方向から拘束する拘束具とを備える。
【００１８】
上記磁石構造体においては、磁石構造体は複数の磁石構造部品を備えた構成を有し、積層された複数の磁石構造部品が拘束具により拘束されている。このような磁石構造体では、磁石構造体全体よりも小さい磁石構造部品の形態で着磁することができるため、磁石構造体全体を着磁する着磁装置よりも小さな着磁装置を用いて容易に着磁することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、着磁の容易化が図られた磁石構造体、磁石構造体の製造方法および回転電機の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁石構造体を示した概略斜視図である。
【図２】図１に示した磁石構造部品の概略斜視図である。
【図３】図２に示した磁石構造部品の正面図である。
【図４】図２に示した磁石構造部品に含まれる磁石の積層構造を示した図である。
【図５】図１に示した磁石構造体の製造方法を示したフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートの着磁工程の様子を示した図である。
【図７】図５のフローチャートの積層工程の様子を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る発電機を示した概略構成図である。
【図９】図６とは異なる形態のコイルを示した図である。
【図１０】図１とは異なる形態の磁石構造体を示した概略斜視図である。
【図１１】図３とは異なる形態の磁石構造部品を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して種々の実施形態および実施例について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図１に示すように、実施形態に係る磁石構造体１は、磁石構造部品２が複数積層された積層体３を備えて構成されている。本実施形態では、積層体３は９つの磁石構造部品２を有し、９つの磁石構造部品２が一方向（図１のＸ方向）に沿って並んでいる。
【００２３】
各磁石構造部品２は、図２に示すように、一対の磁石１０と保持体２０とを備えて構成されている。
【００２４】
保持体２０は、たとえば積層電磁鋼板等の磁性材料で構成されている。保持体２０は、略直方体の外形を有する。保持体２０は、互いに平行な第１の端面２０ａおよび第２の端面２０ｂを有し、これらの端面２０ａ、２０ｂは保持体２０の厚さ方向において対面している。
【００２５】
以下の説明では、保持体２０の第１の端面２０ａと第２の端面２０ｂとが対面する対面方向をＸ軸方向、保持体２０の上下方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に直交する方向をＹ方向とも称す。
【００２６】
保持体２０は、Ｚ方向において対面する上面２０ｃと下面２０ｄとを有している。また、保持体２０は、Ｙ方向において対面する第１の側面２０ｅと第２の側面２０ｆとを有している。
【００２７】
保持体２０の外形寸法（すなわち、磁石構造部品２の外形寸法）については、一例として、Ｘ方向寸法（長さ）が１２０ｍｍ、Ｙ方向寸法（幅）が２２０ｍｍ、Ｚ方向寸法（高さ）が１１０ｍｍである。また、保持体２０の重さは、一例として１５ｋｇである。
【００２８】
保持体２０は、その全長に亘って、実質的に同一の断面形状を有する。具体的には、図３に示すように、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面においてＺ軸に平行な基準線Ｚ１に関して線対称の断面形状および端面形状を有する。換言すると、保持体２０には、断面形状および端面形状を二等分する基準線Ｚ１が存在している。
【００２９】
一対の磁石１０は、たとえばネオジム磁石等の磁性材料で構成されている。一対の磁石１０はいずれも、長尺の角柱状の外形を有しており、Ｘ方向に沿って延在している。一対の磁石１０は、保持体２０の両端面２０ａ、２０ｂにおいて露出するように、保持体２０に収容されている。一対の磁石１０と保持体２０との間には実質的に隙間が存在していない。
【００３０】
図４に示すように、一対の磁石１０はいずれも、複数の矩形板状の個片磁石１０ａが重ねられた構成を有している。本実施形態では、６枚の個片磁石１０ａが重ねられて一つの磁石１０が構成されている。各個片磁石１０ａの寸法については、一例として、長辺長さＬ１が１００ｍｍ、短辺長さＬ２が５０ｍｍ、厚さＬ３が２０ｍｍである。個片磁石１０ａの重さは、一例として８００ｇである。
【００３１】
図２に示すように、一対の磁石１０は、保持体２０の基準線Ｚ１を挟むように配置されている。以下、説明の便宜上、一対の磁石１０のうち、基準線Ｚ１の第１の側面２０ｅ側に位置する磁石を第１の磁石１１と称し、基準線Ｚ１の第２の側面２０ｆ側に位置する磁石を第２の磁石１２と称す。
【００３２】
第１の磁石１１および第２の磁石１２はいずれも、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面において、長方形の断面形状および端面形状を有する。また、第１の磁石１１と第２の磁石１２とは、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面においてＺ軸に平行な基準線Ｚ１に関して線対称の断面形状および端面形状を有する。さらに、第１の磁石１１と第２の磁石１２とは、Ｖ字状を構成するように傾斜配置されており、基準線Ｚ１の下方に向かう（上面２０ｃから下面２０ｄに向かう）に従って互いに近づくように傾斜している。
【００３３】
ここで、第１の磁石１１および第２の磁石１２は、上述した個片磁石１０ａの長辺に対応する面として、基準線Ｚ１側を向いた第１の面１１ａ、１２ａと、第１の面１１ａ、１２ａの反対面である第２の面１１ｂ、１２ｂとを有する。そして、第１の磁石１１と第２の磁石１２とは、基準線Ｚ１の下方に向かうに従って、第１の面１１ａ、１２ａ同士および第２の面１１ｂ、１２ｂ同士が近づくように傾斜している。
【００３４】
第１の磁石１１と第２の磁石１２とは、基準線Ｚ１に関して線対称であるため、基準線Ｚ１に関する傾斜角の大きさも同一である。Ｚ軸方向と法線方向Ｄとのなす角を傾斜角θと定義した場合、傾斜角θは３０°〜７０°の範囲から選ぶことができ、一例として５２°である。
【００３５】
また、保持体２０には、一対の貫通孔２３Ａ、２３Ｂが設けられている。一対の貫通孔２３Ａ、２３Ｂはいずれも、第１の端面２０ａから第２の端面２０ｂまでＸ方向に沿って延びて、保持体２０を貫通している。一対の貫通孔２３Ａ、２３Ｂは、保持体２０の基準線Ｚ１を挟むように配置されている。以下、説明の便宜上、一対の磁石１０のうち、基準線Ｚ１の第１の側面２０ｅ側に位置する貫通孔を第１の貫通孔２３Ａと称し、基準線Ｚ１の第２の側面２０ｆ側に位置する貫通孔を第２の貫通孔２３Ｂと称す。
【００３６】
第１の貫通孔２３Ａおよび第２の貫通孔２３Ｂはいずれも、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面において、正方形の断面形状および端面形状を有する。また、第１の貫通孔２３Ａと第２の貫通孔２３Ｂとは、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面においてＺ軸に平行な基準線Ｚ１に関して線対称の断面形状および端面形状を有する。さらに、一対の貫通孔２３Ａ、２３Ｂは、一対の磁石１０の間に位置している。より詳しくは、第１の貫通孔２３Ａは第１の磁石１１と基準線Ｚ１との間に位置し、第２の貫通孔２３Ｂは第２の磁石１２と基準線Ｚ１との間に位置している。
【００３７】
さらに、保持体２０の第１の側面２０ｅおよび第２の側面２０ｆには、保持体２０の厚さ方向に亘って延びる切り欠き部２１ａ、２１ｂがそれぞれ設けられている。切り欠き部２１ａ、２１ｂは、基準線Ｚ１に関して線対称の断面形状および端面形状を有し、いずれも略矩形状の断面形状および端面形状を有する。なお、切り欠き部２１ａ、２１ｂは、基準線Ｚ１に関して線対称であるため、Ｚ方向（すなわち上下方向）に関して同じ高さ位置に設けられている。
【００３８】
図１に示すように、磁石構造体１は、磁石構造部品２の積層体３を積層方向から拘束する拘束具４として、一対の拘束プレート４Ａ、４Ｂおよび２本のシャフト４Ｃ、４Ｄを備えている。一対の拘束プレート４Ａ、４Ｂは、積層方向に関する両側から積層体３を挟むように配置されている。２本のシャフト４Ｃ、４Ｄはいずれも、積層体３および一対の拘束プレート４Ａ、４Ｂを貫くように設けられている。２本のシャフト４Ｃ、４Ｄのそれぞれの両端部には、積層体３と一対の拘束プレート４Ａ、４Ｂとを締結するために、ワッシャおよびナットが取り付けられている。２本のシャフト４Ｃ、４Ｄは、保持体２０の第１の貫通孔２３Ａに挿通される第１のシャフト４Ｃと、保持体２０の第２の貫通孔２３Ｂに挿通される第２のシャフト４Ｄとで構成されている。第１のシャフト４Ｃおよび第２のシャフト４Ｄは、貫通孔２３Ａ、２３Ｂの断面寸法と同一またはわずかに小さい断面寸法を有する角棒状部材である。一対の拘束プレート４Ａ、４８および２本のシャフト４Ｃ、４Ｄは、たとえば構造用鋼で構成されている。
【００３９】
次に、上述した磁石構造体１を製造する製造方法について、図５〜７を参照しつつ説明する。
【００４０】
図５のフローチャートに示すように、磁石構造体１を製造する際には、着磁工程Ｓ１として、複数の磁石構造部品２のそれぞれについて着磁をおこなう。具体的には、図６に示すように、未着磁の磁石１０を含む磁石構造部品２を管状のコイル３０内に配置し、コイル３０を用いて磁石構造部品２の着磁をおこなう。このとき、コイル３０をＺ方向に沿って延在させることで、コイル３０の軸線と磁石構造部品２の保持体２０の基準線Ｚ１とが平行となっている。本実施形態では、コイル３０は、矩形管状を有し、矩形環状の断面を有する。コイル３０の内面３０ａによって画成されるキャビティのＸ−Ｙ断面寸法は、磁石構造部品２のＸ−Ｙ断面寸法と同一またはわずかに大きくなるように設計されている。そのため、磁石構造部品２がコイル３０内に収容された際、Ｘ−Ｙ断面において、コイル内にはわずかな隙間しか存在しない。
【００４１】
着磁工程Ｓ１では、図示しない着磁電源を用いてコイル３０に電流を流すことにより、着磁磁界を発生させて、磁石構造部品２の第１の磁石１１および第２の磁石１２を着磁する。本実施形態では、第１の磁石１１の第１の面１１ａがＮ極となり第２の面１１ｂがＳ極となるように着磁され、また、第２の磁石１２の第１の面１２ａがＮ極となり第２の面１２ｂがＳ極となるように着磁される。
【００４２】
なお、着磁工程Ｓ１において、上下方向（Ｚ方向、基準線Ｚ１方向）に関する磁石構造部品２とコイル３０との相対位置を変えて、複数回（たとえば２回）の着磁をおこなうことができる。コイル３０に生じる着磁磁界は、位置によって磁界の大きさが異なることが知られている。そのため、磁石１０の着磁態様を所望の着磁態様により近づけるため、磁石構造部品２とコイル３０との相対位置を変えて着磁を複数回繰り返すことが有効である。
【００４３】
次に、積層工程Ｓ２として、着磁工程Ｓ１において着磁された複数の磁石構造部品２を、各保持体２０の端面２０ａ、２０ｂ同士が対面するように積層して、積層体３を得る。積層工程Ｓ２では、ガイド部材として、図７に示したレール５を用いることができる。レール５は、Ｘ方向に沿って延びる長尺状部材であり、非磁性材料で構成されている。非磁性材料としては、たとえば、ステンレス鋼、樹脂またはそれらを組み合わせて用いることができる。また、樹脂としては、表面の滑り性がよいポリアセタール樹脂などを用いることができる。レール５には、各磁石構造部品２の保持体２０の切り欠き部２１ａ、２１ｂのそれぞれに対応する位置に一対の係合部５ａ、５ｂが設けられている。各係合部５ａ、５ｂは、Ｙ−Ｚ断面において切り欠き部２１ａ、２１ｂに入り込んでいる。各磁石構造部品２は、切り欠き部２１ａ、２１ｂにおいてレール５の係合部５ａ、５ｂにガイドされることでＸ方向には自在に摺動できるが、Ｙ方向やＺ方向への移動は制限されている。磁石１０が着磁された後の磁石構造部品２では、比較的大きな磁気吸引力や磁気反発力が生じるために複数の磁石構造部品２を積層することが難しい場合がある。レール５を用いることで、磁石構造部品２はＸ方向にのみ移動するため、Ｘ方向から大きな力を負荷することができ、それにより磁石構造部品２同士が密接に並んだ積層体３を得ることが容易になる。すなわち、レール５を用いることで、磁石構造体１を容易に組み立てることができる。
【００４４】
そして、拘束工程Ｓ３として、積層工程Ｓ２においてレール５上で積層されている磁石構造部品２の積層体３を、図１に示した拘束具４で拘束する。拘束具４は、Ｘ方向から積層体３を拘束しており、Ｘ方向における磁石構造部品２の移動を抑制している。拘束具４で積層体３を拘束した後、積層体３からレール５を外すことで、図１に示した磁石構造体１が得られる。なお、レール５は、Ｘ方向から積層体３を拘束する拘束具として残すことができ、この場合、レール５は磁石構造体１を構成する部材の一つとなる。
【００４５】
上述の製造方法によって得られた磁石構造体１は、図８に示した発電機５０に適用することができる。
【００４６】
発電機５０は、たとえば数百メートル級の巨大な風力発電機の一部を構成する発電機である。発電機５０は、複数の磁石構造体１を備え、さらに、回転軸５２と複数のステータ５４とを備える。発電機５０は、回転軸５２の外周に固定された複数のステータ５４の周りに、ロータとして複数の磁石構造体１が配置されたアウターロータ型の発電機である。各磁石構造体１は、保持体２０の上面が発電機５０の半径方向内側を向くように配置されている。また、各磁石構造体１は、磁石構造体１の磁界の範囲内にステータ５４が位置するように、ステータ５４に近接して配置されている。さらに、磁石構造体１は、半径方向内側の面の極性が、回転軸５２の周方向に沿って交互に反転するように配置されている。発電機５０の直径は、一例として１０ｍである。たとえば、磁石構造体１を１２０極とし、ステータを１４４極とすることができる。なお、磁石構造体１は、インナーロータ型の発電機に適用することもできる。
【００４７】
発電機５０を製造する製造方法は、上述した磁石構造体１の製造方法の工程Ｓ１〜Ｓ３に加えて、配置工程を含む。配置工程では、拘束工程Ｓ３において得られた複数の磁石構造体１と、複数のステータ５４とが、回転軸５２の周りに配置される。
【００４８】
風力発電機に用いられるような大型の磁石構造体１は、その寸法や重量が比較的大きなものになり得る。たとえば、数百メートル級の巨大な風力発電機に組み込まれる大型の磁石構造体は、その長さが数十センチとなり、かつ、その重量は数十キロとなる。そのような大型の磁石構造体を作製するには、磁石を別途で着磁した後に磁石構造体に組み立てる方法が考えられるが、組み立て作業時において磁石に強力な磁気吸引力や磁気反発力が働くため、安全に作業をおこなうことが難しい。上述した磁石構造体１の製造方法のように、未着磁の磁石で磁石構造体を組み立てた後に磁石構造体ごと着磁する方法によれば、組み立て作業時は磁石は未着磁であるため、安全に作業をおこなうことができる。
【００４９】
以上において説明したとおり、磁石構造体１およびその製造方法では、磁石構造体１は複数の磁石構造部品２を備えた構成を有し、積層された複数の磁石構造部品２が拘束具４により拘束されている。これにより、複数の磁石構造部品２が磁石構造体１として一体化されている。このような磁石構造体１では、着磁工程Ｓ１では、着磁対象が磁石構造体１全体よりも小さい磁石構造部品２となっている。そのため、磁石構造体１全体を着磁する着磁装置よりも小さな着磁装置を用いることができ、磁石構造体１の着磁を容易におこなうことができる。また、着磁工程Ｓ１における着磁対象が磁石構造体１全体よりも小さい磁石構造部品２であるため、磁石構造体１全体を着磁する場合よりも高い着磁率を実現することができ、実用上十分な着磁（いわゆるフル着磁）をおこなうことができる。さらに、着磁工程Ｓ１では、複数の磁石構造部品２がそれぞれ着磁されるため、各磁石構造部品２を均一に着磁することができ、磁石構造体１における磁石１０の着磁バラツキを抑えることができる。
【００５０】
また、上述した磁石構造体１の製造方法において、断面形状が矩形環状であるコイル３０を用いて着磁するため、磁石構造部品２がコイル３０内に収容された際のコイル内部の隙間を小さくなっている。そのため、コイル３０に生じる着磁磁界が効率良く利用され、着磁効率の向上や着磁電源の省電力化が図られている。
【００５１】
なお、着磁工程Ｓ１において用いるコイルは、管状であれば、矩形環状のコイル３０に限らず、その他の形状であってもよい。たとえば、図９に示したような円管状のコイル３０Ａを用いることができる。コイル３０Ａは、円環状のＸ−Ｙ断面形状を有する。着磁工程Ｓ１においてコイル３０Ａを用いた場合でも、上述したコイル３０と同一または同等の着磁をおこなうことができる。
【００５２】
また、積層工程Ｓ２において用いるガイド部材は、積層方向に沿って延びて磁石構造部品２を案内できる部材であれば、レール５に限らず、その他の部材であってもよい。たとえば、上述した拘束具４のシャフト４Ｃ、４Ｄを、ガイド部材として、レール５の代わりまたはレール５とともに用いてもよい。
【００５３】
さらに、拘束工程Ｓ３において用いる拘束具は、磁石構造部品２の積層体３を積層方向から拘束できる部材であれば、拘束具４やレール５に限らず、その他の部材であってもよい。たとえば、図１０に示すような上面が開放されたケース６を、拘束具として用いてもよい。ケース６は、その内面６ａによって画成されるキャビティの寸法が、磁石構造体１の外形寸法と同一またはわずかに大きくなるように設計されている。そのため、磁石構造部品２の積層体３をケース６内に収容することで、積層体３が、Ｘ方向およびＹ方向から拘束される。拘束具としてケース６を用いる場合には、ケース６は磁石構造体１を構成する部材の一つとなる。ケース６は、たとえばＳＵＳ３０４（クロム１８％とニッケル８％を含むステンレス鋼）のような非磁性ステンレス鋼で構成され得る。
【００５４】
上述した磁石構造部品２は、図１１に示した態様の磁石構造部品２Ａであってもよい。磁石構造部品２Ａは、上述した磁石構造部品２とはセンター磁石１３を備える点で異なり、その他の点は磁石構造部品２と同一または同様である。センター磁石１３は、第１の磁石１１および第２の磁石１２同様、保持体２０に収容されており、保持体２０の厚さ方向（Ｘ方向）に沿って延びている。また、センター磁石１３は、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ面において基準線Ｚ１上に位置するとともに基準線Ｚ１に関して線対称の形状を有している。本実施形態では、センター磁石１３は、基準線Ｚ１に関して線対称である長方形状の断面形状および端面形状を有する。センター磁石１３は、一例として、幅（Ｙ方向長さ）が３０ｍｍ、高さ（Ｚ方向長さ）が２０ｍｍ、厚さ（Ｘ方向長さ）が２０ｍｍの個片磁石が、磁石１０同様、６枚重ねられた構成を有する。センター磁石１３の個片磁石の重さは、一例として１１０ｇである。センター磁石１３は、基準線Ｚ１の上方を向く第１の面１３ａと基準線Ｚ１の下方を向く第２の面１３ｂとを有する。センター磁石１３は、第１の面１３ａがＮ極となり第２の面１３ｂがＳ極となるように着磁され得る。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更をおこなうことができる。たとえば、磁石構造体に含まれる磁石構造部品の数は、９つに限らず、適宜増減することができる。また、各磁石構造部品の磁石の数は、１つや４つ以上等、適宜増減することができる。また、第１の磁石および第２の磁石は、基準線Ｚ１に関して線対称でなくてもよい。さらに、第１の磁石および第２の磁石の断面形状は異なっていてもよい。第１の磁石および第２の磁石は、断面形状および端面形状が基準線Ｚ１に対して凸状（または凹状）に湾曲した弓状であってもよい。磁石の断面形状および端面形状が弓状である場合、弓状形状を内部に含む最小寸法の長方形状とみなして、法線方向Ｄや傾斜角θ等を規定することができる。第１の磁石および第２の磁石は保持体に埋設されていてもよい。また、センター磁石は、断面形状および端面形状が三角形状や台形状、弓状であってもよい。さらに、上述した実施形態では、回転電機の一種として発電機の製造方法について説明したが、本発明は、回転電機の一種であるモータの製造方法にも適用することができる。
【００５６】
また、シャフトの数は、２本に限らず、１本や３本以上であってもよい。シャフトの断面形状は、正方形状に限らず、長方形や円形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…磁石構造体、２、２Ａ…磁石構造部品、３…積層体、４…拘束具、４Ｃ、４Ｄ…シャフト、５…レール、６…ケース、１０…磁石、１１…第１の磁石、１３…センター磁石、２０…保持体、２３Ａ…第１の貫通孔、２３Ｂ…第２の貫通孔、３０、３０Ａ…コイル、５０…発電機、５４…ステータ、Ｚ１…基準線。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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