(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子の組立方法であって、
個々において表面近傍における保磁力が内部における保磁力より大きくなっている複数の磁石片を、回転子内部に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた上記複数の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定する工程を含み、該工程により、永久磁石セグメント収容部内で、上記複数の磁石片を集合体とした上記永久磁石セグメントを組み上げることを特徴とするＩＰＭ型永久磁石回転機用回転子の組立方法。
【請求項２】
永久磁石セグメント収容部内に収容される上記磁石片の上記軸方向の長さが、永久磁石セグメントの上記軸方向の長さの１／２以下であり、かつ上記磁石片の磁化方向及び幅方向のどちらか短い方よりも長いことを特徴とする請求項１記載の組立方法。
【請求項３】
上記磁石片がＮｄ系希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項１又は２記載の組立方法。
【請求項４】
複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子の組立方法であって、
個々において表面近傍における耐熱性が内部における耐熱性より高くなっている複数の磁石片を、回転子内部に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた上記複数の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定する工程を含み、該工程により、永久磁石セグメント収容部内で、上記複数の磁石片を集合体とした上記永久磁石セグメントを組み上げることを特徴とするＩＰＭ型永久磁石回転機用回転子の組立方法。
【請求項５】
永久磁石セグメント収容部内に収容される上記磁石片の上記軸方向の長さが、永久磁石セグメントの上記軸方向の長さの１／２以下であり、かつ上記磁石片の磁化方向及び幅方向のどちらか短い方よりも長いことを特徴とする請求項４記載の組立方法。
【請求項６】
上記磁石片がＮｄ系希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項４又は５記載の組立方法。
【請求項７】
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての保磁力傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項３記載の組立方法。
【請求項８】
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての保磁力傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを、主に結晶粒界を経由して拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項３記載の組立方法。
【請求項９】
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての耐熱性傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項６記載の組立方法。
【請求項１０】
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての耐熱性傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを、主に結晶粒界を経由して拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項６記載の組立方法。
【請求項１１】
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かってのＤｙ又はＴｂの拡散が、磁石の表面にＤｙ又はＴｂ酸化物粉末、Ｄｙ又はＴｂフッ化物粉末、又はＤｙ又はＴｂを含む合金粉末を塗布し、その後高温に保持してＤｙ又はＴｂを拡散させたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項記載の組立方法。
【請求項１２】
着磁した磁石片を永久磁石セグメント収容部内に積み上げることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の組立方法。
【請求項１３】
未着磁の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に積み上げ、永久磁石セグメント収容部内に収容された状態で、回転子外部より磁界を印加して上記磁石片を着磁する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の永久磁石セグメントがロータコア内部に埋め込まれた回転子と、複数のコイルを有する固定子とが空隙を介して配置された永久磁石回転機に用いる回転子（いわゆる磁石埋込構造回転機（ＩＰＭ回転機：ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ））に用いる回転子、特に、高速回転を行う電気自動車用モータや発電機、ＦＡモータ等に最適な永久磁石構造型回転機用回転子の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｄ系焼結磁石は、その優れた磁気特性のために、ますます用途が広がってきている。近年、モータや発電機などの回転機の分野においても機器の軽薄短小化、高性能化、省エネルギー化に伴いＮｄ系焼結磁石を利用した永久磁石回転機が開発されている。回転子の内部に磁石を埋め込んだ構造をもつＩＰＭ回転機は、磁石の磁化によるトルクに加えてロータヨークの磁化によるリラクタンストルクを利用することができるので、高性能な回転機として研究が進んでいる。珪素鋼板等で作られたロータヨークの内部に磁石が埋め込まれているので、回転中にも遠心力で磁石が飛び出すことがなく、機械的な安全性が高く、電流位相を制御して高トルク運転や広範囲な速度での運転が可能であり、省エネルギー、高効率、高トルクモータとなる。近年は、電気自動車、ハイブリッド自動車、高性能エアコン、産業用、電車用等のモータや発電機としての利用が急速に拡大している。
【０００３】
回転機中の永久磁石は、巻き線や鉄心の発熱により高温に曝され、更に巻き線からの反磁界により極めて減磁しやすい状況下にある。このため、耐熱性、耐減磁性の指標となる保磁力が一定以上あり、磁力の大きさの指標となる残留磁束密度ができるだけ高いＮｄ系焼結磁石が要求されている。
【０００４】
更に、Ｎｄ系焼結磁石の電気抵抗は１００〜２００μΩ・ｃｍの導体であり、回転子が回転すると磁石の磁束密度が変動し、それに伴う渦電流が生じる。渦電流低減のために有効な手段は、渦電流経路を分断するために磁石体を分割することである。細分化するほど渦電流損失低減になるが、製造コストの増加や隙間による磁石体積減少で出力が低下する等を考慮することが必要である。
【０００５】
渦電流の経路は、磁石の磁化方向に垂直な面内に流れ、外周部ほど電流密度が高くなっている。また、固定子に近い面で電流密度が高くなっている。即ち、渦電流による発熱量は、磁石表面付近ほど大きく、より高温になるため、この部分で特に減磁しやすい状態にある。渦電流による減磁を抑えるために、磁石表面部において耐減磁性の指標となる保磁力が磁石内部より高いＮｄ系焼結磁石が要求される。
【０００６】
また、保磁力を向上させるには、いくつかの方法がある。
Ｎｄ系焼結磁石の残留磁束密度増大は、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ化合物の体積率増大と結晶配向度向上により達成され、これまでに種々のプロセスの改善が行われてきている。保磁力の増大に関しては、結晶粒の微細化を図る、Ｎｄ量を増やした組成合金を用いる、あるいは効果のある元素を添加する等、様々なアプローチがある中で、現在最も一般的な手法は、ＤｙやＴｂで、Ｎｄの一部を置換した組成合金を用いることである。Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ化合物のＮｄをこれらの元素で置換することで、化合物の異方性磁界が増大し、保磁力も増大する。一方で、ＤｙやＴｂによる置換は、化合物の飽和磁気分極を減少させる。従って、上記手法で保磁力の増大を図る限りでは、残留磁束密度の低下は避けられない。
【０００７】
Ｎｄ系焼結磁石は、結晶粒界面で逆磁区の核が生成する外部磁界の大きさが保磁力となる。逆磁区の核生成には結晶粒界面の構造が強く影響しており、界面近傍における結晶構造の乱れが磁気的な構造の乱れを招き、逆磁区の生成を助長する。一般的には、結晶界面から５ｎｍ程度の深さまでの磁気的構造が保磁力の増大に寄与していると考えられている（非特許文献１：Ｋ．  −Ｄ．  Ｄｕｒｓｔ  ａｎｄ  Ｈ．  Ｋｒｏｎｍｕｌｌｅｒ，  “ＴＨＥ  ＣＯＥＲＣＩＶＥ  ＦＩＥＬＤ  ＯＦ  ＳＩＮＴＥＲＥＤ  ＡＮＤ  ＭＥＬＴ−ＳＰＵＮ  ＮｄＦｅＢ  ＭＡＧＮＥＴＳ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ６８  （１９８７）  ６３−７５）。
【０００８】
結晶粒の界面近傍のみにわずかなＤｙやＴｂを濃化させ、界面近傍のみの異方性磁界を増大させることで、残留磁束密度の低下を抑制しつつ保磁力を増大できることが見出されている（特許文献１：特公平５−３１８０７号公報）。更に、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ化合物組成合金と、ＤｙあるいはＴｂに富む合金を別に作製した後に混合して焼結する製造方法が確立されている（特許文献２：特開平５−２１２１８号公報）。この方法では、ＤｙあるいはＴｂに富む合金は焼結時に液相となり、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ化合物を取り囲むように分布する。その結果、化合物の粒界近傍でのみＮｄとＤｙあるいはＴｂが置換され、残留磁束密度の低下を抑制しつつ効果的に保磁力を増大できる。
【０００９】
しかし、上記方法では、２種の合金微粉末を混合した状態で１，０００〜１，１００℃という高温で焼結するために、ＤｙあるいはＴｂがＮｄ2Ｆｅ14Ｂ結晶粒の界面のみでなく内部まで拡散しやすい。実際に得られる磁石の組織観察からは、結晶粒界表層部で界面から深さ１〜２μｍ程度まで拡散しており、拡散した領域を体積分率に換算すると６０％以上となる。また、結晶粒内への拡散距離が長くなるほど界面近傍におけるＤｙあるいはＴｂの濃度は低下してしまう。結晶粒内への過度な拡散を極力抑えるには焼結温度を低下させることが有効であるが、これは同時に焼結による緻密化を阻害するため現実的な手法となり得ない。ホットプレスなどで応力を印加しながら低温で焼結する方法では、緻密化は可能であるが、生産性が極端に低くなるという問題がある。
【００１０】
一方、焼結磁石を小型に加工した後、磁石表面にＤｙやＴｂをスパッタによって被着させ、磁石を焼結温度より低い温度で熱処理することにより粒界部にのみＤｙやＴｂを拡散させて保磁力を増大させる方法が報告されている（非特許文献２：Ｋ．  Ｔ．  Ｐａｒｋ，  Ｋ．  Ｈｉｒａｇａ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｓａｇａｗａ，  “Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ−Ｃｏａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ  Ｈｅａｔ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｎ  Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ  Ｓｉｎｔｅｒｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｓ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｉｘｔｅｅｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ  Ｍａｇｎｅｔｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｓｅｎｄａｉ，  ｐ．２５７  （２０００）、非特許文献３：町田憲一、川嵜尚志、鈴木俊治、伊東正浩、堀川高志、“Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の粒界改質と磁気特性”、粉体粉末冶金協会講演概要集、平成１６年度春季大会、ｐ．２０２参照）。これらの方法では、更に効率的にＤｙやＴｂを粒界に濃化できるため、残留磁束密度の低下をほとんど伴わずに保磁力を増大させることが可能である。また、磁石の比表面積が大きい、即ち磁石体が小さいほど供給されるＤｙやＴｂの量が多くなるので、この方法は小型あるいは薄型の磁石へのみ適用可能である。しかし、スパッタ等による金属膜の被着には生産性が悪いという問題がある。
【００１１】
これらの問題点を解決し、量産性があり、効率よく保磁力を向上することのできる手段として、特許文献３：国際公開第２００６／０４３３４８号パンフレットが示されている。これは、Ｎｄ系焼結磁石に代表されるＲ1−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に対し、Ｒ2の酸化物、Ｒ3のフッ化物、Ｒ4の酸フッ化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する粉末（なお、Ｒ1〜Ｒ4はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を磁石表面に存在させた状態で加熱することで、粉末に含まれていたＲ2、Ｒ3又はＲ4が磁石体に吸収され、残留磁束密度の減少を著しく抑制しながら保磁力を増大する。特にＲ3のフッ化物又はＲ4の酸フッ化物を用いた場合、Ｒ3又はＲ4がフッ素と共に磁石体に高効率に吸収され、残留磁束密度が高く、保磁力の大きな焼結磁石が得られるものである。
【００１２】
また、ＩＰＭ型回転機は、磁石が積層鋼板の穴の中に配置された構造となっており、高回転時の磁石の保持においてＳＰＭ型回転機よりも優れている。このＩＰＭ型回転機においても、高回転時の磁石に発生する渦電流及びそれによる発熱対策として磁石を磁石片に分割し、複数の磁石片で磁石セグメントを構成することが行われている。この場合も、モータの高回転時には、磁石が受ける固定子からの磁界は周波数が高くなり、磁石にはより多くの渦電流が流れることになる。渦電流は磁石への磁束の進入を妨げようと磁石周辺部に沿って流れ、その経路で発熱するため、その部分の耐熱性を向上させることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公平５−３１８０７号公報
【特許文献２】特開平５−２１２１８号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／０４３３４８号パンフレット
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｋ．  −Ｄ．  Ｄｕｒｓｔ  ａｎｄ  Ｈ．  Ｋｒｏｎｍｕｌｌｅｒ，  “ＴＨＥ  ＣＯＥＲＣＩＶＥ  ＦＩＥＬＤ  ＯＦ  ＳＩＮＴＥＲＥＤ  ＡＮＤ  ＭＥＬＴ−ＳＰＵＮ  ＮｄＦｅＢ  ＭＡＧＮＥＴＳ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ６８  （１９８７）  ６３−７５
【非特許文献２】Ｋ．  Ｔ．  Ｐａｒｋ，  Ｋ．  Ｈｉｒａｇａ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｓａｇａｗａ，  “Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌ−Ｃｏａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ  Ｈｅａｔ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｎ  Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ  Ｓｉｎｔｅｒｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｓ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｉｘｔｅｅｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ  Ｍａｇｎｅｔｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｓｅｎｄａｉ，  ｐ．２５７  （２０００）
【非特許文献３】町田憲一、川嵜尚志、鈴木俊治、伊東正浩、堀川高志、“Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の粒界改質と磁気特性”、粉体粉末冶金協会講演概要集、平成１６年度春季大会、ｐ．２０２
【非特許文献４】青山康明、宮田浩二、「分割されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の交流磁気損失の評価」、財団法人電気学会  静止器  回転機  合同研究会資料、ＳＡ−０６−８３、ＲＭ−０６−８５（２００６）、ｐ．４１〜４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高い出力と耐熱性を有するＩＰＭ型永久磁石式回転機用回転子を得ることができる回転子の組立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】
【００１６】
ＩＰＭ型回転機の回転子の磁石セグメントを製作するためには、一般には、以下のような方法が採用される。まず、磁石セグメントを構成するための小さな磁石片を作製する。この際、磁石片のサイズは、磁石片を回転子に配置した際に、回転子の回転軸方向に沿う方向は、磁石片を所定個数重ねて磁石セグメントとしたときに、その大きさが、規定の大きさとほぼ一致するようにするが、軸方向と垂直な磁化方向と幅方向については、規定の大きさよりも若干大きなサイズとする。
【００１７】
次に、磁石片間を接着して磁石セグメントとするが、この段階で、磁石片間の接着部で、特に軸方向と垂直な磁化方向と幅方向にずれが生じてしまうことが避けられない。これは、磁石片の磁化方向と幅方向を完成後のセグメントの寸法としておいた場合であっても、ずれが発生することにより、磁石セグメント全体での磁化方向と幅方向のサイズは、磁石片のそれよりも大きくなってしまうことを意味する。そのため、そのままでは回転子の穴の中に磁石セグメントを入れることはできない。そのため、磁石片を少し大きめに作っておいて、接着後に磁石セグメントの表面部、特に周面部、更に必要に応じて端面部も研削加工することにより、セグメントの最終寸法に仕上げることが一般的である。この場合、磁石片は最後に必要な寸法よりも大きく作ることになり、磁石素材が余分に必要になる。また、磁石片は２回加工されることになり、加工コストも嵩む。
【００１８】
特に、磁石片の個々に、その表面近傍にのみ重希土類元素を拡散させて保磁力及び耐熱性を向上させる手法、いわゆる粒界拡散処理等の処理を適用した場合、保磁力及び耐熱性が増大した磁石片の表面近傍の一部が、磁石セグメントの最終形状への仕上げ加工により削り取られてしまうという問題があった。
【００１９】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子に、複数の磁石片を装入して組み立てる際、複数の磁石片を、回転子内部に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間を接着するなどの方法により磁石片間を固定することをせずに、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定すれば、磁石片の寸法は、始めから磁石セグメントを構成するサイズと同じにすればよく、磁石セグメントへの仕上げ加工によって削られる磁石素材が削減できる上に、粒界拡散処理等により保磁力の向上した表面部分を削らずに済むことから、耐熱性に優れる上に、コストダウンされた回転子が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【００２０】
従って、本発明は、以下のＩＰＭ型永久磁石回転機用回転子の組立方法を提供する。
請求項１：
複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子の組立方法であって、
個々において表面近傍における保磁力が内部における保磁力より大きくなっている複数の磁石片を、回転子内部に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた上記複数の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定する工程を含み、該工程により、永久磁石セグメント収容部内で、上記複数の磁石片を集合体とした上記永久磁石セグメントを組み上げることを特徴とするＩＰＭ型永久磁石回転機用回転子の組立方法。
請求項２：
永久磁石セグメント収容部内に収容される上記磁石片の上記軸方向の長さが、永久磁石セグメントの上記軸方向の長さの１／２以下であり、かつ上記磁石片の磁化方向及び幅方向のどちらか短い方よりも長いことを特徴とする請求項１記載の組立方法。
請求項３：
上記磁石片がＮｄ系希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項１又は２記載の組立方法。
請求項４：
複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子の組立方法であって、
個々において表面近傍における耐熱性が内部における耐熱性より高くなっている複数の磁石片を、回転子内部に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた上記複数の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定する工程を含み、該工程により、永久磁石セグメント収容部内で、上記複数の磁石片を集合体とした上記永久磁石セグメントを組み上げることを特徴とするＩＰＭ型永久磁石回転機用回転子の組立方法。
請求項５：
永久磁石セグメント収容部内に収容される上記磁石片の上記軸方向の長さが、永久磁石セグメントの上記軸方向の長さの１／２以下であり、かつ上記磁石片の磁化方向及び幅方向のどちらか短い方よりも長いことを特徴とする請求項４記載の組立方法。
請求項６：
上記磁石片がＮｄ系希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項４又は５記載の組立方法。
請求項７：
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての保磁力傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項３記載の組立方法。
請求項８：
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての保磁力傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを、主に結晶粒界を経由して拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項３記載の組立方法。
請求項９：
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての耐熱性傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項６記載の組立方法。
請求項１０：
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かっての耐熱性傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを、主に結晶粒界を経由して拡散させたことによって造られたことを特徴とする請求項６記載の組立方法。
請求項１１：
上記のＮｄ系希土類焼結磁石の表面から内部に向かってのＤｙ又はＴｂの拡散が、磁石の表面にＤｙ又はＴｂ酸化物粉末、Ｄｙ又はＴｂフッ化物粉末、又はＤｙ又はＴｂを含む合金粉末を塗布し、その後高温に保持してＤｙ又はＴｂを拡散させたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項記載の組立方法。
請求項１２：
着磁した磁石片を永久磁石セグメント収容部内に積み上げることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の組立方法。
請求項１３：
未着磁の磁石片を永久磁石セグメント収容部内に積み上げ、永久磁石セグメント収容部内に収容された状態で、回転子外部より磁界を印加して上記磁石片を着磁する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の組立方法。
【００２１】
本発明においては、複数個の永久磁石セグメントを用いるＩＰＭ回転機において、各永久磁石セグメントをそれぞれ、２個以上に更に細かく分割した永久磁石の集合体で構成する。そして、この永久磁石集合体の個々の永久磁石（分割磁石片）として、その表面近傍の保磁力乃至耐熱性を該永久磁石（分割磁石）内部の保磁力乃至耐熱性よりも高くしたものを用いることが特に有効である。
【００２２】
この場合、上述した非特許文献３及び特許文献３の方法は、残留磁束密度の低減がなく、高出力回転機に適しており、更に、分割磁石の表面近傍における保磁力を高めることができるので、ＩＰＭ回転機の回転子に用いた場合、渦電流発熱による減磁を抑えることが期待でき、このような方法を上記永久磁石集合体の個々の分割磁石に適用することが有効である。特にＮｄ系焼結磁石を用い、渦電流の発熱を抑えるために磁石を分割すること、これを永久磁石回転機のＩＰＭ回転機の回転子用磁石とすることが有効であり、表面近傍における保磁力が内部の保磁力より大きな磁石で、表面近傍における耐熱性を向上させた分割磁石は、永久磁石式回転機用回転子用として、ＩＰＭ回転機に有効である。
【００２３】
更に、渦電流発熱を低減するために、分割した磁石を用いた永久磁石式回転機の中の磁石が、渦電流発熱によって磁石の表面近傍で特に温度が高くなるため、磁石の耐熱性を上げるためには、温度が高くなる磁石表面近傍の保磁力を上げることが効果的で、特に磁石表面近傍の保磁力向上には、Ｎｄ系焼結磁石の表面から内部に向かっての保磁力傾斜が、磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させたことによって形成した磁石を用いること、この場合磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂの拡散は、主に結晶粒界を経由しており、例えば、磁石表面から内部に向かってのＤｙ又はＴｂの拡散反応として、磁石の表面にＤｙ又はＴｂ酸化物粉末あるいはＤｙ又はＴｂフッ化物の粉末あるいはＤｙ又はＴｂを含む合金粉末を塗布し、その後高温で拡散させる手法が特に有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＩＰＭ永久磁石式回転機等の永久磁石式回転機の回転子に適した高い残留磁束密度と高い保磁力、特に磁石外周部で高い保磁力を有する永久磁石、特にＮｄ系焼結磁石を分割磁石として回転子に用いた高い出力と耐熱性を有する永久磁石式回転機を提供することができる。また、磁石片を接着後に更に加工する手間が省け、磁石素材の無駄を省くことができ、コストダウンができる。更に、粒界拡散処理等を適用した場合には、粒界拡散処理等で得られた磁石片表面部の高い保磁力部分を無駄にすることなく利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る４極６スロットのＩＰＭモータの一例を説明する断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれＩＰＭモータにおける永久磁石集合体を形成する分割磁石の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のＩＰＭモータに用いる永久磁石セグメントの一例を示し、（Ａ）は全表面からＤｙ又はＴｂの拡散処理を行った分割磁石の斜視面、（Ｂ）は同分割磁石を用いた永久磁石集合体の斜視図である。
【図４】図３（Ａ）の分割磁石の保磁力の分布状態の説明図であり、（Ａ）は分割磁石の側面における説明図、（Ｂ）は同端面における説明図である。
【図５】（Ａ）はＩＰＭモータにおいて、図３（Ｂ）の永久磁石集合体における渦電流の流れ方を説明する図、（Ｂ）は同永久磁石集合体における磁石内部の温度分布を説明する図である。
【図６】本発明のＩＰＭ回転機に用いる永久磁石セグメントの他の例を示し、（Ａ）は磁化方向に平行な４つの表面からＤｙ又はＴｂの拡散処理を行った分割磁石の斜視図、（Ｂ）は同分割磁石を用いた永久磁石集合体の斜視図である。
【図７】図６（Ａ）の分割磁石の保磁力の分布状態の説明図であり、（Ａ）は分割磁石の側面における説明図、（Ｂ）は同端面における説明図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ永久磁石集合体の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の回転子の組立方法の流れを示す説明図である。
【図１０】従来の回転子の組立方法の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、複数個の永久磁石セグメントが回転子内部に配置され、永久磁石セグメントが複数の磁石片から構成された回転子であって、ＩＰＭ型永久磁石回転機に用いる回転子を組み立てる方法であり、複数の磁石片を、回転子内部（ロータヨーク）に設けられた各々の永久磁石セグメント収容部内に、磁石片間が固定されていない状態で装入して、回転子の回転軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定するものである。
【００２７】
ここで、このようなＩＰＭ回転機としては、図１に示すものが例示される。即ち、図１において、１は回転子（ロータ）、２は固定子であり、回転子（ロータ）１は、電磁鋼板を積層したロータヨーク１１に永久磁石セグメント１２が埋め込まれた４極構造を示した例示であるが、単に長方形の磁石を４極に配置してもよい。極数は、回転機の目的に合わせて選択する。固定子２は、電磁鋼板を積層した６スロット構造で、各ティースには集中巻きでコイル１３が巻かれており、コイル１３はＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相Ｙ結線となっている。なお、図中１４はステータヨークである。図１に示すＵ，Ｖ，Ｗの添え字の＋と−はコイルの巻き方向を示すもので、＋は紙面に対し出る方向、−は入る方向を意味する。回転子と固定子の位置関係が図１の状態で、Ｕ相に余弦波の交流電流、Ｖ相にＵ相より１２０°位相の進んだ交流電流、Ｗ相にＵ相より２４０°位相の進んだ交流電流を流すことで、永久磁石の磁束とコイルの磁束の相互作用で回転子は反時計回りに回転する。なお、図中、永久磁石セグメント１２に付随させた矢印方向が磁化方向である。
【００２８】
ロータヨークに永久磁石セグメントを装入する場合、一般には、図１０に示されるように、まず、磁石ブロックから、所定の大きさの磁石片１２ａを切り出して磁石片１２ａとし、必要に応じて粒界拡散処理を施して、粒界拡散処理された磁石片１２ａを得る。次に、必要数の磁石片１２ａを、磁石片１２ａ間を接着剤等で接着して固定し、磁石片１２ａの集合体である永久磁石セグメント１２を得る。この場合、上述したように、磁石片１２ａのサイズは、磁石片１２ａを回転子１に配置した際に、回転子１ａの回転軸方向に沿う方向は、磁石片１２ａを所定個数重ねて永久磁石セグメント１２としたときに、その大きさが、規定の大きさとほぼ一致するようにするが、軸方向と垂直な磁化方向と幅方向については、規定の大きさよりも若干大きなサイズとして形成される。そのため、永久磁石セグメント１２を、ロータヨーク１１の永久磁石セグメント収容部１１ａに装入するために、永久磁石セグメント１２の表面を研削する仕上げ加工が施されて、ひと回り小さくなった永久磁石セグメント１２が、永久磁石セグメント収容部１１ａに装入される。
【００２９】
これに対して、本発明では、図９に示されるように、磁石ブロックから、所定の大きさの磁石片１２ａを切り出して磁石片１２ａとし、必要に応じて粒界拡散処理を施して、粒界拡散処理された磁石片１２ａを得るところまでは同じであるが、この後、磁石片１２ａを、回転子１のロータヨーク１１の永久磁石セグメント収容部１１ａに、磁石片１２ａ間が固定されていない状態で装入して、回転子１の軸方向に積み上げ、その後、積み上げられた磁石片１２ａを永久磁石セグメント収容部１１ａ内に固定する。即ち、本発明では、永久磁石セグメント収容部１１ａ内で、磁石片１２ａを集合体とした永久磁石セグメント１２が組み上がる。
【００３０】
回転子の永久磁石セグメントを、永久磁石セグメント収容部内で集合体として組み上げれば、磁石片の寸法は、始めから磁石セグメントを構成するサイズと同じにすればよく、磁石セグメントへの仕上げ加工によって削られる磁石素材が削減できる上に、特に、粒界拡散処理等による保磁力の向上した部分を削らずに済むことから、耐熱性に優れる上に、コストダウンされた回転子を得ることができる。
【００３１】
本発明において、上記永久磁石セグメント１２は、例えば図３（Ｂ）に示すように、それぞれ分割された複数の永久磁石（分割磁石）１２ａの集合体から構成される。
【００３２】
この場合、分割磁石１２ａは、Ｎｄ系希土類焼結磁石であることが好ましい。Ｎｄ系焼結磁石は、常法に従い、母合金を粗粉砕、微粉砕、成形、焼結させることにより得た焼結磁石が用いられるが、本発明においては、上述したとおり、個々の焼結磁石の表面近傍における保磁力又は耐熱性を内部の保磁力又は耐熱性を大きく又は高くしたものを用いることが好ましいが、これは磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させること、この場合主に結晶粒界を経由して拡散させることによって形成し得る。具体的には、分割磁石表面にＤｙやＴｂをスパッタによって被着させ、分割磁石を焼結温度より低い温度で熱処理することにより粒界部にのみＤｙやＴｂを拡散させて保磁力を増大させる方法や、ＤｙやＴｂの酸化物やフッ化物や酸フッ化物の粉末を当該分割磁石の表面に存在させた状態で、当該分割磁石及び粉末を当該分割磁石の焼結温度以下の温度で真空又は不活性ガス中において熱処理を施す方法により得られたものが用いられる。
【００３３】
より好適には、分割磁石の表面にＤｙ又はＴｂ酸化物粉末、Ｄｙ又はＴｂフッ化物の粉末、又はＤｙ又はＴｂを含む合金粉末を塗布し、その後高温に保持してＤｙ又はＴｂを拡散させることによって得ることができる。
【００３４】
ここで、ＩＰＭ回転機に使われる永久磁石（分割磁石）は、焼結磁石ブロックを所定の形状に砥石、切削刃、ワイヤーソー等を用いて研削加工して得られる。その断面形状は、作りやすさの観点から、図２（Ａ）に示すような長方形にすることが多いが、回転機の特性向上のために、図２（Ｂ），（Ｃ）に示す台形や弓形にすることもある。なお、図２中、矢印方向が磁化方向Ｍである。
【００３５】
分割磁石の大きさは特に限定されないが、本発明において、分割磁石からＤｙやＴｂを拡散処理するためには、ＤｙやＴｂの拡散割合が分割磁石の比表面積が大きい、即ち寸法が小さいほど多くなるので、例えば図３（Ａ）、図６（Ａ）において、Ｗ、Ｌ、Ｔのうち最も小さい寸法は５０ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以下、特に好ましくは２０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、上記寸法の下限は特に制限されず、実用的な値として０．１ｍｍ以上である。
【００３６】
本発明は、原料磁石を永久磁石体の所望の特性になるように切削加工して適宜分割磁石を形成する。なお、永久磁石セグメントの分割数は２個以上、好ましくは２〜５０個の分割程度の範囲、より好ましくは、４〜２５個に分割したもので集合体を形成させる。ここで、集合体としては、図３（Ｂ）、図６（Ｂ）に示したように、直方体状、湾曲板状の分割磁石１２ａにつき、図中Ｗ方向（軸方向乃至長手方向）を水平方向と一致させてその複数個を積み上げることにより形成したもの、あるいは図８（Ａ）に示すように、直方体状の分割磁石１２ａにつき、軸方向を垂直方向と一致させて配設し、その複数個を一列に並列、集合させたもの、図８（Ｂ）に示すように、立方体形状の分割磁石１２ａを縦方向に積み上げると共に、横方向に一列に並列、集合させたもの、図８（Ｃ）に示すように、直方体状の分割磁石１２ａを図３（Ｂ）に示したように積み上げたもの２組を並列、集合させたものなど、種々の態様とすることができ、図示の集合体に限定されない。
ＩＰＭ回転機では、永久磁石を通る磁束は回転子の回転と共に時々刻々変化しており、この磁場変動により磁石内部に渦電流が発生する。渦電流の経路は、磁石の磁化方向に垂直な面内に流れる。
【００３７】
分割磁石１２ａであっても、渦電流は磁化方向に垂直な面に流れる。渦電流の流れ方と磁石内部の温度分布を、図５に模式図としてまとめた。図５に示すように、渦電流の密度が、個々の磁石の外周部で高くなり、温度が上がる。ステータ側での磁場変動が大きいため、磁化方向の温度分布はステータ側の方が回転軸の中心側より若干高くなっている。渦電流による減磁を抑えるためには、磁石外周部にあたる磁石表面近傍で耐減磁性の指標となる保磁力が磁石内部より高いＮｄ磁石が要求される。磁石内部は、渦電流の発熱が少ないので、必要以上の保磁力はいらない。
図３は、分割磁石１２ａの全表面からＤｙ又はＴｂを拡散させ（図中、斜線部分がＤｙ又はＴｂを拡散させた表面である）［図３（Ａ）］、磁石表面近傍の保磁力を上げた５個の分割磁石１２ａを接着剤で一体化した［図３（Ｂ）］例示である。
【００３８】
図６の分割磁石１２ａは、図６（Ａ）に示したように、１個の分割磁石において磁化方向に平行な４面からＤｙ又はＴｂの吸収拡散処理を行った（図中、斜線部分がＤｙ又はＴｂを拡散させた表面であり、斜線のないＸＹ面の２面は未処理）後、該分割磁石を５個、接着剤で一体化した（図中、斜線部分がＤｙ又はＴｂを拡散させた表面［図６（Ｂ）］ものである。図３又は図６のような形態であっても、磁石外周部にあたる磁石表面近傍で耐減磁性の指標となる保磁力が、磁石内部より高いＮｄ磁石を得ることができる。なお、表面近傍とは表面から６ｍｍ程度までの領域を意味する。
【００３９】
焼結磁石体の表面から結晶磁気異方性を高める効果の特に大きい元素であるＤｙ、Ｔｂなどの拡散吸収処理の結果、残留磁束密度の低減をほとんど伴わずにＮｄ系焼結磁石の保磁力が効率的に増大されるので、焼結磁石体の保磁力に分布ができる。図３に示した磁石表面全面からの拡散吸収処理で得られた磁石の保磁力分布の様子を図４にまとめた。磁石表面近傍の保磁力が、磁石内部の保磁力より高くなっている。図６に示した磁石表面のうち磁化方向に平行な４面からの拡散吸収処理で得られた磁石の保磁力分布の様子を図７にまとめた。磁石表面近傍の保磁力が、磁石内部の保磁力より高くなっているが、磁化方向に垂直な面からの拡散吸収がないので、これらの面の保磁力は向上していない。ＩＰＭ回転機の場合、渦電流による発熱は、磁化方向に平行な４面（ＸＺ面、ＹＺ面）で特に大きいので、図７の保磁力分布であっても耐熱性を向上することができる。何れの形態でも磁石表面近傍で保磁力が高まるので、渦電流発熱に対する耐熱性向上に効果的な分布となっている。
【００４０】
本発明においては、永久磁石セグメント収容部内に収容される磁石片の回転子の回転軸方向の長さが、永久磁石セグメントの回転子の回転軸方向の長さの１／２以下であることが好ましく、磁石片の磁化方向及び幅方向のどちらか短い方よりも長いことが好ましい。これは、回転子の回転軸方向に分割（即ち、２分割以上）されていることが、渦電流による影響を低減する効果の点で有利であるが、回転子の回転軸方向の分割が多すぎる、即ち、磁石片の回転子の回転軸方向の長さが短いと、回転子の穴の中に入れる際に、磁石の姿勢が安定せず回転しようとして入れにくいためである。
【００４１】
装入する磁石片は、着磁後に装入して積み上げてもよいし、未着磁の磁石片を装入して積み上げ、積み上げられた磁石片を永久磁石セグメント収容部内に固定する前後のいずれかにおいて、永久磁石セグメント収容部内に収容された状態で、外部から磁場を印加して着磁してもよい。
【００４２】
着磁した磁石片を装入する場合は、例えば、まず、回転子の永久磁石セグメント収容部にガイドとなる非磁性の枠を取り付け、その中に磁石を装入する。一般に、積層鋼板などの磁性体で回転子はできているため、磁石は、永久磁石セグメント収容部の入口のところで磁気吸引し止まる。ここから、ジャッキボルトなどを使用して磁石を所定の位置まで押し込めばよい。次の磁石を入れる際は、既に装入された磁石との間に磁気的な反発力が働く場合もあるが、その場合もジャッキボルトを用いて押し込めばよい。
【００４３】
積み上げられた磁石片の固定は、永久磁石セグメント収容部の中に予め接着剤を塗布しておいて磁石を入れたり、磁石に接着剤を塗布しながら装入し、所定位置に磁石を位置決め後に接着剤を硬化させて固定してもよいし、永久磁石セグメント収容部の一方の開口に予め蓋をしておき、磁石を入れた後でもう一方の開口に蓋をするなどの機械的な固定を行ってもよく、更には両方を組み合わせてもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の具体的態様について実施例をもって詳述するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
純度９９質量％以上のＮｄ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅメタルとフェロボロンを所定量秤量してＡｒ雰囲気中で高周波溶解し、この合金溶湯をＡｒ雰囲気中で銅製単ロールに注湯するいわゆるストリップキャスト法により薄板状の合金とした。得られた合金の組成はＮｄが１３．５原子％、Ｃｏが１．０原子％、Ａｌが０．５原子％、Ｂが５．８原子％、Ｆｅが残部であり、これを合金Ａと称する。合金Ａに水素を吸蔵させた後、真空排気を行いながら５００℃まで加熱して部分的に水素を放出させる、いわゆる水素粉砕により３０メッシュ以下の粗粉とした。更に純度９９質量％以上のＮｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕメタ
ルとフェロボロンを所定量秤量し、Ａｒ雰囲気中で高周波溶解した後、鋳造した。得られた合金の組成はＮｄが２０原子％、Ｔｂが１０原子％、Ｆｅが２４原子％、Ｂが６原子％、Ａｌが１原子％、Ｃｕが２原子％、Ｃｏが残部であり、これを合金Ｂと称する。合金Ｂは窒素雰囲気中、ブラウンミルを用いて３０メッシュ以下に粗粉砕された。
【００４６】
続いて、合金Ａ粉末を９０質量％、合金Ｂ粉末を１０質量％秤量して、窒素置換したＶブレンダー中で３０分間混合した。この混合粉末は高圧窒素ガスを用いたジェットミルにて、粉末の平均粉末粒径４μｍに微粉砕された。得られた混合微粉末を窒素雰囲気下１５ｋＯｅの磁界中で配向させながら、約１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で成形した。次いで、この成形体をＡｒ雰囲気の焼結炉内に投入し、１，０６０℃で２時間焼結し、永久磁石ブロックを作製した。永久磁石ブロックをダイヤモンド砥石により図３に示すようなＷ＝７０ｍｍ、Ｔ＝２０ｍｍ、Ｌ＝５ｍｍ（Ｔは磁気異方性化した方向）である直方体磁石に全面研削加工した。研削加工された磁石体をアルカリ溶液で洗浄した後、酸洗浄して乾燥させた。各洗浄の前後には純水による洗浄工程が含まれている。得られた直方体磁石をＭ１とする。
【００４７】
更に、得られたＭ１に対し、平均粉末粒径が５μｍのフッ化ディスプロシウムを質量分率５０％でエタノールと混合し、これに超音波を印加しながら前記の直方体を１分間浸した。引き上げた磁石は直ちに熱風により乾燥させた。このときのフッ化ディスプロシウムによる磁石表面空間の占有率は４５％であった。これにＡｒ雰囲気中９００℃で１時間という条件で吸収処理を施し、更に５００℃で１時間時効処理して急冷し、得られた磁石をＭ２とする。
【００４８】
次に、Ｍ２を用いて外径３１２ｍｍφ、長さ９０ｍｍの４極ＩＰＭ型回転機用回転子を製作した。回転子は、０．５ｍｍ厚さの電磁鋼板を積層したものであり、磁石が入るところに孔が設けられている。磁石装入孔（永久磁石セグメント収容部）における空間のＬ方向の長さは９０ｍｍであり、そのため、この空間には、Ｍ２が１８個装入される。また、磁石装入後、装入孔にエポキシ樹脂を充填、固化させることでＭ２を固定し、念のため、更に、蓋により装入孔の入り口を閉じた。
【００４９】
このようにして得られた回転子を着磁して固定子に組み込み、ＩＰＭ型回転機を製作し、その定格の倍の負荷トルクと回転数で動作させた前後での誘起起電力及び耐熱性を測定した。誘起起電力は磁石の磁場による起電力であるため、これが減少した場合は磁石が減磁したと評価できる。更に、オーブン中にモータを入れ、環境の温度を変えながら上記の条件でモータを動作させ、耐熱性を評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
［比較例１］
純度９９質量％以上のＮｄ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅメタルとフェロボロンを所定量秤量してＡｒ雰囲気中で高周波溶解し、この合金溶湯をＡｒ雰囲気中で銅製単ロールに注湯するいわゆるストリップキャスト法により薄板状の合金とした。得られた合金の組成はＮｄが１３．５原子％、Ｃｏが１．０原子％、Ａｌが０．５原子％、Ｂが５．８原子％、Ｆｅが残部であり、これを合金Ａと称する。合金Ａに水素を吸蔵させた後、真空排気を行いながら５００℃まで加熱して部分的に水素を放出させる、いわゆる水素粉砕により３０メッシュ以下の粗粉とした。更に純度９９質量％以上のＮｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕメタルとフェロボロンを所定量秤量し、Ａｒ雰囲気中で高周波溶解した後、鋳造した。得られた合金の組成はＮｄが２０原子％、Ｔｂが１０原子％、Ｆｅが２４原子％、Ｂが６原子％、Ａｌが１原子％、Ｃｕが２原子％、Ｃｏが残部であり、これを合金Ｂと称する。合金Ｂは窒素雰囲気中、ブラウンミルを用いて３０メッシュ以下に粗粉砕された。
【００５１】
続いて、合金Ａ粉末を９０質量％、合金Ｂ粉末を１０質量％秤量して、窒素置換したＶブレンダー中で３０分間混合した。この混合粉末は高圧窒素ガスを用いたジェットミルにて、粉末の平均粉末粒径４μｍに微粉砕された。得られた混合微粉末を窒素雰囲気下１５ｋＯｅの磁界中で配向させながら、約１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で成形した。次いで、この成形体をＡｒ雰囲気の焼結炉内に投入し、１，０６０℃で２時間焼結し、永久磁石ブロックを作製した。永久磁石ブロックをダイヤモンド砥石により図３に示すようなＷ＝７１ｍｍ、Ｔ＝２１ｍｍ、Ｌ＝５ｍｍ（Ｔは磁気異方性化した方向）である直方体磁石に全面研削加工した。研削加工された磁石体をアルカリ溶液で洗浄した後、酸洗浄して乾燥させた。各洗浄の前後には純水による洗浄工程が含まれている。得られた直方体磁石をＰ１とする。
【００５２】
更に、得られたＰ１に対し、平均粉末粒径が５μｍのフッ化ディスプロシウムを質量分率５０％でエタノールと混合し、これに超音波を印加しながら前記の直方体を１分間浸した。引き上げた磁石は直ちに熱風により乾燥させた。このときのフッ化ディスプロシウムによる磁石表面空間の占有率は４５％であった。これにＡｒ雰囲気中９００℃で１時間という条件で吸収処理を施し、更に５００℃で１時間時効処理して急冷し、得られた磁石をＰ２とする。
【００５３】
次に、Ｐ２を１８個、Ｌ方向に、エポキシ系接着剤で接着することにより、Ｗ＝７２．２ｍｍ、Ｔ＝２２．２ｍｍ、Ｌ＝９０．９ｍｍの直方体の分割磁石片の集合体が得られた。
【００５４】
次に、この分割磁石の集合体を全面研削加工することで、Ｗ＝７０ｍｍ、Ｔ＝２０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍの直方体の永久磁石セグメントを作製した。この永久磁石セグメントを用いて外径３１２ｍｍφ、長さ９０ｍｍの４極ＩＰＭ型回転機用回転子を製作し、この回転子を着磁して、ＩＰＭ型回転機を製作し、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
0005493663.tif 000002
【００５６】
表１に示されるように、実施例１のＩＰＭ型回転機と比較例１のＩＰＭ型回転機とでは、実施例１のモータ特性が良好であった。また、比較例１の方が、研削加工が多く、そのため、回転子を作製するために必要な磁石素材量が多くなり、素材歩留り（磁石作製に使用した材料の質量に対する、回転子に組み込まれた磁石の質量の割合）が低く、本発明の方法がコストダウンにも寄与することがわかる。更に、実施例１の場合、仕上げの研削加工が不要であり、磁石周辺部の高保磁力部分を研削加工で失うことがないため、ＩＰＭ型回転機の耐熱性が６℃向上した。
【符号の説明】
【００５７】
１  回転子
２  固定子
１１  ロータヨーク
１２  永久磁石セグメント
１２ａ  分割磁石
１３  コイル
１４  ステータヨーク
【図１】
0005493663.tif 000003
【図２】
0005493663.tif 000004
【図３】
0005493663.tif 000005
【図４】
0005493663.tif 000006
【図５】
0005493663.tif 000007
【図６】
0005493663.tif 000008
【図７】
0005493663.tif 000009
【図８】
0005493663.tif 000010
【図９】
0005493663.tif 000011
【図１０】
0005493663.tif 000012