(57)【要約】【課題】磁気特性にばらつきの少ない永久磁石、この永久磁石の製造方法、及びこの永久磁石の製造方法に用いられる治具、並びにこの永久磁石を用いた信頼性の高いモーター、ロボット及び移動体を提供すること。【解決手段】永久磁石５２は、複数の環状の永久磁石片５３を有している。複数の永久磁石片５３は、少なくとも、第１永久磁石片５３Ａと、第１永久磁石片５３Ａの両側に位置し、第１永久磁石片５３Ａよりも大きい磁束密度を有する一対の第２永久磁石片５３Ｂと、第１永久磁石片５３Ａと各第２永久磁石片５３Ｂとの間に位置し、第１永久磁石片５３Ａよりも小さい磁束密度を有する一対の第３永久磁石片５３Ｃとを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の永久磁石片が、前記環状の軸方向にも複数配列する永久磁石であって、
前記軸方向に複数配列された永久磁石片は、磁極が同一であり、
少なくとも、第１永久磁石片と、
前記第１永久磁石片の前記軸方向の両側に位置し、前記第１永久磁石片よりも大きい磁束密度を有する一対の第２永久磁石片と、
前記第１永久磁石片と各前記第２永久磁石片との間に位置し、前記第１永久磁石片よりも小さい磁束密度を有する一対の第３永久磁石片と、を有することを特徴とする永久磁石。
【請求項２】
前記軸方向の両端部には、それぞれ、前記第２永久磁石片が配置されている請求項１に記載の永久磁石。
【請求項３】
前記永久磁石片の目標設定磁束密度をＢ（Ｔ）としたとき、
前記第１永久磁石片の磁束密度は、０．９Ｂ以上、１．１Ｂ以下である請求項１または２に記載の永久磁石。
【請求項４】
前記軸方向に並ぶ複数の領域を集合領域とし、
前記集合領域に含まれる複数の前記領域の磁束密度（絶対値）の平均を平均磁束密度とし、
前記周方向に並ぶ複数の前記集合領域の平均磁束密度のうち、最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、
０．８Ｂｍａｘ≦Ｂｍｉｎ≦Ｂｍａｘなる関係を満足している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項５】
隣り合う前記永久磁石片は、絶縁性の接着剤で接合されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項６】
環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の領域が設けられている永久磁石片が、軸方向に複数配列し、前記軸方向に並ぶ複数の前記領域の磁極が揃っている永久磁石の製造方法であって、
前記複数の永久磁石片として、第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片よりも大きい磁束密度を有する第２永久磁石片と、前記第１永久磁石片よりも小さい磁束密度を有する第３永久磁石片と、を用意する用意工程と、
少なくとも、第１永久磁石片の前記軸方向の両側に一対の第２永久磁石片が位置し、前記第１永久磁石片と各前記第２永久磁石片との間に前記第３永久磁石片が位置するように、前記複数の永久磁石片を配列し、隣り合う前記永久磁石片を接合する接合工程と、を有していることを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記軸方向に並ぶ複数の領域を集合領域とし、前記集合領域に含まれる複数の前記領域の磁束密度（絶対値）の平均を平均磁束密度とし、前記周方向に並ぶ複数の前記集合領域の平均磁束密度のうち、最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、
前記接合工程では、Ｂｍｉｎ≧０．９Ｂｍａｘなる関係を満足するように、前記複数の永久磁石片を配列する請求項６に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項８】
環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の領域が設けられている永久磁石片が、軸方向に複数配列し、前記軸方向に並ぶ複数の前記領域の磁極が揃っている永久磁石を製造する治具であって、
内部に前記複数の永久磁石片を同軸的に配列させる筒と、前記筒内の前記永久磁石片を軸方向に押圧する押圧部と、前記筒内に配列された前記複数の永久磁石片に挿入され、前記複数の永久磁石片の相対的な回転を規制する軸と、を有していることを特徴とする治具。
【請求項９】
前記軸の外周面および前記永久磁石片の内周面の一方に凸部が形成され、他方に前記凸部と係合する凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが係合することにより前記永久磁石片の回転が規制される請求項８に記載の治具。
【請求項１０】
前記凸部または前記凹部は、前記永久磁石の内周面の隣り合う領域の境界部に形成されている請求項９に記載の治具。
【請求項１１】
前記軸は、前記筒内に配列された前記複数の永久磁石片の内側に挿入され、外径が前記永久磁石片の内径と等しく、軟磁性材料で構成されている請求項９または１０に記載の治具。
【請求項１２】
前記凸部は、前記凹部よりも数が少なく、
前記凸部と係合している前記凹部以外の前記凹部内には、接着剤が充填される請求項１１に記載の治具。
【請求項１３】
前記軸の外周面には、前記永久磁石片の内周面との間に隙間を形成する溝が形成されており、前記溝内には接着剤が充填される請求項１１に記載の治具。
【請求項１４】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の永久磁石を有する回転子を備えることを特徴とするモーター。
【請求項１５】
基台と、
前記基台に連結され、前記基台に対して回動可能なアームと、
前記基台に対して前記アームを回動させる請求項１４に記載のモーターと、を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１６】
請求項１４に記載のモーターを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石、永久磁石の製造方法、治具、モーター、ロボットおよび移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業用のロボットとして、水平多関節ロボットや垂直多関節ロボットなどが用いられている。例えば、水平多関節ロボットは、基台と、基台に対して回動可動な第１アームと、第１アームに対して回動可能な第２アームとを有しており、モーターによって、第１、第２アームの駆動が行われている。近年では、ロボットの駆動性能（例えば、スピードおよび低振動性）の向上を図るためにロボットの小型化が図られており、当該小型化に伴ってモーターも小型になってきている。
【０００３】
小型モーターでは、高いトルクを得るために磁束密度が高い希土類の永久磁石（ネオジム磁石、サマリウム−コバルト磁石）が用いられる。しかしながら、これらの永久磁石は、粉末を固めて成形する焼結磁石であるため、完成品の磁気特性の管理が難しく、個体差も大きい。
また、永久磁石表面で発生する渦電流を減らすために、永久磁石をモーターの回転軸方向で複数の磁石素片（永久磁石片）に分割し、分割した磁石素片の間に絶縁シートを挟んだ構成が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２８８３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような構成では、複数の磁石素片を一体化して１つの永久磁石としたときの磁束密度がモーターの性能に影響するため、磁石素片を一体化してから永久磁石の磁束密度を計測し、良品・不良品を判定している。
しかしながら、このような方法では、複数の磁石素片を一体化して初めて良品・不良品が判断されるため、完成したモーターの磁気特性にばらつきが大きく、さらには、歩留まりも悪い。したがって、モーターのコスト低減に限界がある。
本発明の目的は、磁気特性にばらつきの少ない永久磁石、この永久磁石の製造方法、及びこの永久磁石の製造方法に用いられる治具、並びにこの永久磁石を用いた信頼性の高いモーター、ロボットおよび移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の適用例により達成される。
［適用例１］
本適用例の永久磁石は、環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の永久磁石片が、前記環状の軸方向にも複数配列する永久磁石であって、
前記軸方向に複数配列された永久磁石片は、磁極が同一であり、
少なくとも、第１永久磁石片と、
前記第１永久磁石片の前記軸方向の両側に位置し、前記第１永久磁石片よりも大きい磁束密度を有する一対の第２永久磁石片と、
前記第１永久磁石片と各前記第２永久磁石片との間に位置し、前記第１永久磁石片よりも小さい磁束密度を有する一対の第３永久磁石片と、を有することを特徴とする。
これにより、磁気特性にばらつきの少ない永久磁石が得られる。また、全体として第１永久磁石片とほぼ等しい磁束密度を有する永久磁石となる。
【０００７】
［適用例２］
本適用例の永久磁石では、前記軸方向の両端部には、それぞれ、前記第２永久磁石片が配置されているのが好ましい。
これにより、永久磁石の両端部においても十分に大きい磁束密度が得られる。
［適用例３］
本適用例の永久磁石では、前記永久磁石片の目標設定磁束密度をＢ（Ｔ）としたとき、
前記第１永久磁石片の磁束密度は、０．９Ｂ以上、１．１Ｂ以下であるのが好ましい。
これにより、得られる永久磁石の磁束密度を設定磁束密度とほぼ等しくすることができる。
【０００８】
［適用例４］
本適用例の永久磁石では、前記軸方向に並ぶ複数の領域を集合領域とし、
前記集合領域に含まれる複数の前記領域の磁束密度（絶対値）の平均を平均磁束密度とし、
前記周方向に並ぶ複数の前記集合領域の平均磁束密度のうち、最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、
０．８Ｂｍａｘ≦Ｂｍｉｎ≦Ｂｍａｘなる関係を満足しているのが好ましい。
これにより、均一な磁気特性を有する永久磁石が得られる。
【０００９】
［適用例５］
本適用例の永久磁石では、隣り合う前記永久磁石片は、絶縁性の接着剤で接合されているのが好ましい。
これにより、例えば、永久磁石をモーターに適用した場合の渦電流の発生を抑制することができる。
【００１０】
［適用例６］
本適用例の永久磁石の製造方法は、環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の領域が設けられている永久磁石片が、軸方向に複数配列し、前記軸方向に並ぶ複数の前記領域の磁極が揃っている永久磁石の製造方法であって、
前記複数の永久磁石片として、第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片よりも大きい磁束密度を有する第２永久磁石片と、前記第１永久磁石片よりも小さい磁束密度を有する第３永久磁石片と、を用意する用意工程と、
少なくとも、第１永久磁石片の前記軸方向の両側に一対の第２永久磁石片が位置し、前記第１永久磁石片と各前記第２永久磁石片との間に前記第３永久磁石片が位置するように、前記複数の永久磁石片を配列し、隣り合う前記永久磁石片を接合する接合工程と、を有していることを特徴とする。
これにより、磁気特性にばらつきの少ない永久磁石が得られる。また、全体として第１永久磁石片とほぼ等しい磁束密度を有する永久磁石となる。
【００１１】
［適用例７］
本適用例の永久磁石の製造方法では、前記軸方向に並ぶ複数の領域を集合領域とし、前記集合領域に含まれる複数の前記領域の磁束密度（絶対値）の平均を平均磁束密度とし、前記周方向に並ぶ複数の前記集合領域の平均磁束密度のうち、最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、
前記接合工程では、Ｂｍｉｎ≧０．９Ｂｍａｘなる関係を満足するように、前記複数の永久磁石片を配列するのが好ましい。
これにより、均一な磁気特性を有する永久磁石が得られる。
【００１２】
［適用例８］
本適用例の治具は、環状をなし周方向に沿って磁極が交互に反転する複数の領域が設けられている永久磁石片が、軸方向に複数配列し、前記軸方向に並ぶ複数の前記領域の磁極が揃っている永久磁石を製造する治具であって、
内部に前記複数の永久磁石片を同軸的に配列させる筒と、前記筒内の前記永久磁石片を軸方向に押圧する押圧部と、前記筒内に配列された前記複数の永久磁石片に挿入され、前記複数の永久磁石片の相対的な回転を規制する軸と、を有していることを特徴とする。
これにより、均一な磁気特性を有する永久磁石が得られる。
【００１３】
［適用例９］
本適用例の治具では、前記軸の外周面および前記永久磁石片の内周面の一方に凸部が形成され、他方に前記凸部と係合する凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが係合することにより前記永久磁石片の回転が規制されるのが好ましい。
これにより、簡単な構成で永久磁石片の回転を規制することができる。
【００１４】
［適用例１０］
本適用例の治具では、前記凸部または前記凹部は、前記永久磁石片の内周面の隣り合う領域の境界部に形成されているのが好ましい。
これにより、得られる永久磁石の磁束密度の均一性の低下を抑制することができる。
［適用例１１］
本適用例の治具では、前記軸は、前記筒内に配列された前記複数の永久磁石片の内側に挿入され、外径が前記永久磁石片の内径と等しく、軟磁性材料で構成されているのが好ましい。
これにより、軸と永久磁石とによって、モーターのローター（回転子）が得られる。
【００１５】
［適用例１２］
本適用例の治具では、前記凸部は、前記凹部よりも数が少なく、
前記凸部と係合している前記凹部以外の前記凹部内には、接着剤が充填されるのが好ましい。
これにより、簡単な構成で、軸に対する永久磁石片の回転を規制しつつ、軸と永久磁石片とを接合することができる。
【００１６】
［適用例１３］
本適用例の治具では、前記軸の外周面には、前記永久磁石片の内周面との間に隙間を形成する溝が形成されており、前記溝内には接着剤が充填されるのが好ましい。
これにより、簡単な構成で、軸に対する永久磁石片の回転を規制しつつ、軸と永久磁石片とを接合することができる。
［適用例１４］
本適用例のモーターは、本適用例の永久磁石を有する回転子を備えることを特徴とする。
これにより、性能にばらつきの少ないモーターとなる。
【００１７】
［適用例１５］
本適用例のロボットは、基台と、
前記基台に連結され、前記基台に対して回動可能なアームと、
前記基台に対して前記アームを回動させる本適用例のモーターと、を備えることを特徴とする。
これにより、駆動性能が安定したロボットが得られる。
［適用例１６］
本適用例の移動体は、本適用例のモーターを備えることを特徴とする。
これにより、駆動性能が安定した移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモーターを示す断面図である。
【図２】図１に示すモーターが備えるローターの平面図である。
【図３】図２に示すローターの斜視図である。
【図４】永久磁石の磁束密度計測方法を説明する図である。
【図５】図２に示すローターが備える永久磁石の構成を示す平面図である。
【図６】図２に示すローターが備える永久磁石の構成を示す平面図である。
【図７】図２に示すローターが備える永久磁石の構成を示す平面図である。
【図８】永久磁石の磁束密度による分級の一例を示すグラフである。
【図９】永久磁石の配置を説明するための平面図である。
【図１０】永久磁石の製造に用いられる治具を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０に示す治具の縦断面図および横断面図である。
【図１２】複数の永久磁石片５３の並べ方を説明する斜視図である。
【図１３】図１１に示す治具の使用方法を説明する断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るモーターが備えるローターの平面図である。
【図１５】図１４に示すコアの斜視図である。
【図１６】図１４に示すローターの製造に用いられる治具の分解斜視図である。
【図１７】図１６に示す治具の使用方法を説明する断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係るモーターが備えるローターの平面図である。
【図１９】図１８に示すコアの斜視図である。
【図２０】図１８に示すローターの製造に用いられる治具の使用方法を説明する断面図である。
【図２１】本発明のモーターを適用したロボット（本発明のロボット）を示す斜視図である。
【図２２】本発明のモーターを適用したロボット（本発明のロボット）を示す斜視図である。
【図２３】本発明のモーターを適用した電動自転車（本発明の移動体）を示す平面図である。
【図２４】本発明のモーターを適用した鉄道車両（本発明の移動体）を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具、モーター、ロボットおよび移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具およびモーターの第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係るモーターを示す断面図、図２は、図１に示すモーターが備えるローターの平面図、図３は、図２に示すローターの斜視図、図４は、永久磁石の磁束密度計測方法を説明する図、図５ないし図７は、それぞれ、図２に示すローターが備える永久磁石の構成を示す平面図、図８は、永久磁石の磁束密度による分級の一例を示すグラフ、図９は、永久磁石の配置を説明するための平面図、図１０は、永久磁石の製造に用いられる治具を示す分解斜視図、図１１は、図１０に示す治具の縦断面図および横断面図、図１２は、複数の永久磁石片５３の並べ方を説明する斜視図、図１３は、図１１に示す治具の使用方法を説明する断面図である。
【００２１】
１．モーター
図１に示すモーター１は、ハウジング２と、回転軸３と、ステーター４と、ローター（回転子）５とを有している。なお、モーター１としては、特に限定されず、例えば、サーボモーター、ステッピングモーター等が挙げられる。
ハウジング２の上壁および底壁には軸受２１、２２が設けられている。そして、この軸受２１、２２には回転軸３が回転可能に軸支されている。また、ハウジング２内において、回転軸３にはローター５が固定されている。ローター５は、円柱状をなし、鉄等の軟磁性材料で構成されたコア５１と、コア５１の外周に設けられた永久磁石５２とにより構成されている。また、ローター５の周囲にはステーター４が配置されている。ステーター４は、円筒状をなしており、周方向に所定間隔で配置された複数のコイル４１を有している。
【００２２】
永久磁石５２は、円環柱状をなしている。また、永久磁石５２は、その周方向に複数の磁極が形成された多極構造を有している。また、永久磁石５２は、図２に示すように、円環状（リング状）をなす複数の永久磁石片５３をコア５１の軸方向に並べて配置し、接着剤５５を用いて接合したものである。永久磁石片５３の数としては特に限定されないが、５〜１０個程度であるのが好ましく、５〜７個程度であるのがより好ましい。このような個数とすることにより、永久磁石５２の構成や製造を簡単なものに維持しつつ、後述するような優れた磁界特性を発揮することができる。
【００２３】
図３に示すように、隣り合う永久磁石片５３の間には、絶縁性の接着剤５５が介在しており、この接着剤５５によって隣り合う永久磁石片５３が接合されている。これにより、永久磁石片５３の剥離が防止される。また、各接着剤５５は、隣り合う永久磁石片５３を絶縁する絶縁層としても機能するため、モーター１の駆動中の渦電流の発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
５つの永久磁石片５３は、互いに同じ形状である。また、各永久磁石片５３は、その周方向に複数の磁極（領域５３１）が形成された多極構造をなしている。また、各永久磁石片５３は、隣り合う領域５３１で磁極が反転するように構成されている。すなわち、各永久磁石片５３は、外周側（内周面）にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置されている。また、各永久磁石片５３の内面であって隣り合う領域５３１の境界部には溝（凹条）５３２が形成されている（図２参照）。この溝５３２は、後述する永久磁石５２の製造時に用いられるものである。このような構成の５つの永久磁石片５３は、永久磁石５２の軸方向に沿って磁極が揃うように配置されている。なお、各永久磁石片５３の領域５３１の数としては、Ｓ極とＮ極とが交互に並んでいれば特に限定されないが、本実施形態では、各永久磁石片５３は、６つの領域５３１（５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄ、５３１ｅ、５３１ｆ）を有している。
【００２５】
このような永久磁石片５３としては、特に限定されないが、高い磁束密度を有する希土類永久磁石が好適に用いられる。希土類永久磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（ネオジム系磁石）、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石（サマリウム−コバルト系磁石）が挙げられる。ただし、永久磁石片５３を構成する主要元素は、必要に応じて他の元素に置換されてもよい。例えば、Ｎｄの一部は、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等に置換されてもよいし、Ｆｅの一部は、Ｃｏに置換されてもよい。また、接着剤５５としては、絶縁性を有していれば特に限定されず、例えば、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の各種接着剤を用いることができる。
【００２６】
次に、各永久磁石片５３の磁束密度（表面磁束密度）と配置の関係について詳細に説明する。
なお、各永久磁石片５３の磁束密度は、次のようにして計測している。図４に示すように、まず、永久磁石片５３の内径とほぼ等しい径を有する柱状の鉄心１００を用意し、永久磁石片５３に鉄心１００を挿入し、永久磁石片５３を鉄心１００の軸方向の中央に配置する。このような状態とすることにより、永久磁石片５３の磁力線の経路が設置環境（周囲に存在する物体）に影響されずに一定に保たれるため、永久磁石片５３の磁束密度の測定誤差を小さくすることができる。なお、仮に、鉄心１００を用いない場合は、永久磁石片５３の設置環境によって磁力線の経路が変化してしまい、磁束密度の測定誤差が大きくなる可能性がある。次に、永久磁石片５３の外周面にて領域５３１ａ〜５３１ｆ毎に磁束密度の極大値（絶対値）Ｂｍａｘを測定する。次に、６つの領域５３１ａ〜５３１ｆの磁束密度Ｂｍａｘの平均値を平均磁束密度Ｂａｖｅとして求め、下記の表１に示すように、この平均磁束密度Ｂａｖｅを永久磁石片５３の磁束密度としている。
【００２７】
【表１】
2014121192.tif 000003
【００２８】
以下では、永久磁石５２が５つの永久磁石片５３を有する場合と、６つの永久磁石片５３を有する場合と、７つの永久磁石片５３を有する場合について代表して説明する。
≪永久磁石片５３が５つの場合≫
図５に示す永久磁石５２は、５つの永久磁石片５３を有しており、５つの永久磁石片５３が重なり合って接着剤５５で接着されている。
【００２９】
このような永久磁石５２の場合、配列方向（永久磁石５２の軸方向）の中央に位置する１つの第１永久磁石片５３Ａの磁束密度Ｂ１（Ｔ）は、設計によって定められている永久磁石５２の設定磁束密度Ｂ（Ｔ）とほぼ等しい。具体的には、磁束密度Ｂ１は、０．９Ｂ≦Ｂ１≦１．１Ｂなる関係を満足しているのが好ましく、Ｂ１＝Ｂなる関係を満足しているのがより好ましい。これにより、後述するように、永久磁石５２全体の磁束密度を設定磁束密度Ｂとほぼ等しくすることができ、所定の磁気特性を有する永久磁石５２となる。
【００３０】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５３Ｂの磁束密度Ｂ２（Ｔ）は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも大きい。具体的には、磁束密度Ｂ２は、Ｂ＜Ｂ２≦２Ｂ、Ｂ１＜Ｂ２≦２Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。これにより、永久磁石５２の両端部においても十分な磁束密度を発揮することができる。
また、第１永久磁石片５３Ａと第２永久磁石片５３Ｂの間に挟まれる２つの第３永久磁石片５３Ｃの磁束密度Ｂ３は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも小さい。具体的には、磁束密度Ｂ３は、０．５Ｂ≦Ｂ３＜Ｂ、０．５Ｂ１≦Ｂ３＜Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。
【００３１】
このように、永久磁石５２の中央部に設定磁束密度Ｂとほぼ等しい磁束密度Ｂ１を有する第１永久磁石片５３Ａを配置することによって、永久磁石５２全体の磁束密度を設定磁束密度Ｂとほぼ等しくすることができる。すなわち、所定の磁気特性を有する永久磁石５２となる。また、両端に設定磁束密度Ｂよりも大きい磁束密度Ｂ２を有する第２永久磁石片５３Ｂを配置することによって、永久磁石５２の両端部においても十分な磁束密度を保つことができる。また、設定磁束密度Ｂとほぼ等しい磁束密度を有する第１永久磁石片５３Ａと合わせて、設定磁束密度Ｂよりも大きい磁束密度を有する第２永久磁石片５３Ｂと、設定磁束密度Ｂよりも小さい磁束密度を有する第３永久磁石片５３Ｃとを使用することによって、材料を有効利用することができ、製造コスト（材料費）の削減を図ることができる。なお、この効果については、後述する永久磁石５２の製造方法の説明にて詳細に説明する。
【００３２】
また、このような永久磁石５２では、永久磁石５２の軸方向に並ぶ５つの領域５３１を「集合領域」としたとき、集合領域に含まれる５つの領域５３１の磁束密度（絶対値）の平均（平均磁束密度）が周方向に並ぶ６つの集合領域Ａ〜Ｆでほぼ等しいのが好ましい。具体的には、各集合領域Ａ〜Ｆの平均磁束密度のうちの最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、０．８Ｂｍａｘ≦Ｂｍｉｎ≦Ｂｍａｘなる関係を満足しているのが好ましい。このような関係を満足することにより、より均一な磁気特性を有する永久磁石５２を得ることができる。このことは、永久磁石５２に含まれる永久磁石片５３の数が異なる場合も同様である。
【００３３】
≪永久磁石片５３が６つの場合≫
図６に示す永久磁石５２は、６つの永久磁石片５３を有しており、６つの永久磁石片５３が重なり合って接着剤５５で接着されている。
このような永久磁石５２の場合、配列方向の中央部に並んで位置する２つの第１永久磁石片５３Ａの磁束密度Ｂ１（Ｔ）は、それぞれ、設計によって定められている永久磁石５２の設定磁束密度Ｂ（Ｔ）とほぼ等しい。具体的には、磁束密度Ｂ１は、０．９Ｂ≦Ｂ１≦１．１Ｂなる関係を満足しているのが好ましく、Ｂ１＝Ｂであるのがより好ましい。
【００３４】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５３Ｂの磁束密度Ｂ２（Ｔ）は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも大きい。具体的には、磁束密度Ｂ２は、Ｂ＜Ｂ２≦２Ｂ、Ｂ１＜Ｂ２≦２Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。
また、第１永久磁石片５３Ａと第２永久磁石片５３Ｂの間に挟まれる２つの第３永久磁石片５３Ｃの磁束密度Ｂ３は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも小さい。具体的には、磁束密度Ｂ３は、０．５Ｂ≦Ｂ３＜Ｂ、０．５Ｂ１≦Ｂ３＜Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。
このような構成によっても、前述した永久磁石片５３が５つの場合と同様の効果を発揮することができる。
【００３５】
≪永久磁石片５３が７つの場合≫
図７に示す永久磁石５２は、７つの永久磁石片５３を有しており、７つの永久磁石片５３が重なり合って接着剤５５で接着されている。
このような永久磁石５２の場合、配列方向の中央に位置する１つの第１永久磁石片５３Ａの磁束密度Ｂ１（Ｔ）は、設計によって定められている永久磁石５２の設定磁束密度Ｂ（Ｔ）とほぼ等しい。具体的には、磁束密度Ｂ１は、０．９Ｂ≦Ｂ１≦１．１Ｂなる関係を満足しているのが好ましく、Ｂ１＝Ｂであるのがより好ましい。
【００３６】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５３Ｂの磁束密度Ｂ２（Ｔ）は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも大きい。具体的には、磁束密度Ｂ２は、Ｂ＜Ｂ２≦２Ｂ、Ｂ１＜Ｂ２≦２Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。
また、第１永久磁石片５３Ａと第２永久磁石片５３Ｂの間に挟まれた４つの永久磁石片５３の磁束密度、具体的には、第１永久磁石片５３Ａ側（中央側）に位置する２つの第３永久磁石片５３Ｃの磁束密度Ｂ３と、第２永久磁石片５３Ｂ側（端側）に位置する２つの第４永久磁石片５３Ｄの磁束密度Ｂ４は、それぞれ、設定磁束密度Ｂおよび磁束密度Ｂ１よりも小さい。具体的に、磁束密度Ｂ３、Ｂ４は、０．５Ｂ≦Ｂ３、Ｂ４＜Ｂ、０．５Ｂ１≦Ｂ３、Ｂ４＜Ｂ１なる関係を満足しているのが好ましい。なお、磁束密度Ｂ３、Ｂ４は、等しくても異なっていてもよい。異なっている場合は、Ｂ３、Ｂ４のどちらが大きくてもよい。
このような構成によっても、前述した永久磁石片５３が５つの場合と同様の効果を発揮することができる。
以上、永久磁石片５３の配置と磁束密度の関係について説明した。
【００３７】
２．永久磁石５２の製造方法（本発明の永久磁石の製造方法）
永久磁石５２の製造方法は、多数の永久磁石片５３を得る第１工程と、得られた多数の永久磁石片５３を磁束密度によって分級する第２工程（用意工程）と、分級した永久磁石片５３を設計にあわせて複数選択して配列、接合する第３工程（接合工程）とを有している。なお、以下では、５つの永久磁石片５３を有する永久磁石５２について代表して説明する。
【００３８】
２．１−第１工程
まず、永久磁石片５３の原材料を用意する。原材料としては、例えば、ネオジム系の磁石であれば、Ｎｄ：２１〜３０ｗｔ％、Ｄｙ：０．０１〜１０ｗｔ％、Ｂ：１〜２ｗｔ％、Ｆｅ：６０〜７０ｗｔ％とすることができる。次に、真空中またはアルゴンガス中にて上記材料を溶解（高周波誘導溶解）する。次に、原材料を粉砕（粗粉砕、微粉砕）し、粒径が３〜５μｍ程度の粉末とする。次に、粉末状の原材料を磁界中で圧縮成形した後、焼結、熱処理（時効処理）を行う。次に、必要に応じて二次加工（例えば切断、研磨等）を行った後、表面処理（例えば、電着塗装、Ｎｉめっき等）を行う。そして、必要に応じてサイズ、破損の有無等の検査をした後、設定磁束密度Ｂとなるように焼結体を６つの領域５３１に分けて着磁する。これにより、永久磁石片５３が得られる。このようにして、多数の永久磁石片５３を用意する。
なお、永久磁石片５３の製造方法（原材料を含む）については、上記の方法に限定されず、必要に応じて、工程を省いたり、追加したりしてもよい。
【００３９】
２．２−第２工程
ここで、第１工程にて、設定磁束密度Ｂとなるように製造された永久磁石片５３であるが、例えば、原材料の粒径のばらつき等に起因して実際の磁束密度が設定磁束密度Ｂからずれる場合がある。そのため、本工程では、永久磁石片５３を磁束密度の大きさに基づいて分級する。磁束密度は、前述のようにして計測することができる。
分級の仕方としては特に限定されないが、例えば、図８に示すように、磁束密度が大きい順に７つの階級Ａ〜Ｇに分け、中央の階級Ｄに設定磁束密度Ｂが含まれるようにする。階級Ａ〜Ｇの数値範囲としては、特に限定されないが、例えば、次のように設定することができる。
【００４０】
・階級Ｇ：０．３Ｂ以上、０．５Ｂ未満
・階級Ｆ：０．５Ｂ以上、０．７Ｂ未満
・階級Ｅ：０．７Ｂ以上、０．９Ｂ未満
・階級Ｄ：０．９Ｂ以上、１．１Ｂ以下
・階級Ｃ：１．１Ｂ超、１．３Ｂ以下
・階級Ｂ：１．３Ｂ超、１．５Ｂ以下
・階級Ａ：１．５Ｂ超、１．７Ｂ以下
【００４１】
２．３−第３工程
まず、第２工程にて分級された多数の永久磁石片５３から５つの永久磁石片５３を選択する。５つの永久磁石片５３のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の中央に位置する第１永久磁石片５３となる磁石である。また、２つは、階級Ａの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の両端に位置する第２永久磁石片５３Ｂとなる磁石である。また、２つは、階級Ｇの永久磁石片５３であり、第１、第２永久磁石片５３Ａ、５３Ｂの間に位置する第３永久磁石片５３Ｃとなる磁石である。これら５つの永久磁石片５３を図９（ａ）のように重ねて接着剤５５で接合することにより、全体として、設定磁束密度Ｂとほぼ同等の磁束密度を有する永久磁石５２が得られる。
【００４２】
また、第３工程では、永久磁石５２の軸方向に並ぶ５つの領域５３１を「集合領域」としたとき、１つの集合領域に含まれる５つの領域５３１の磁束密度（絶対値）の平均（平均磁束密度）が周方向に並ぶ６つの集合領域Ａ〜Ｆでほぼ等しくなるように、各永久磁石片５３の領域５３１ａ〜５３１ｆの配置を決定するのが好ましい。具体的には、各集合領域Ａ〜Ｆの平均磁束密度のうちの最小値をＢｍｉｎとし、最大値をＢｍａｘとしたとき、０．８Ｂｍａｘ≦Ｂｍｉｎ≦Ｂｍａｘなる関係を満足するように、各永久磁石片５３の領域５３１ａ〜５３１ｆの配置を決定するのが好ましい。これにより、より均一な磁気特性を有する永久磁石５２が得られる。
【００４３】
また、他の組み合わせとして、次のような組み合わせもある。５つの永久磁石片５３のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の中央に位置する第１永久磁石片５３Ａとなる磁石である。また、２つは、階級Ｂの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の両端に位置する第２永久磁石片５３Ｂとなる磁石である。また、２つは、階級Ｆの永久磁石片５３であり、第１、第２永久磁石片５３Ａ、５３Ｂの間に位置する第３永久磁石片５３Ｃとなる磁石である。これら５つの永久磁石片５３を図９（ｂ）のように重ねて接着剤５５で接合することにより、全体として、設定磁束密度Ｂとほぼ同等の磁束密度を有する永久磁石５２が得られる。
【００４４】
また、他の組み合わせとして、次のような組み合わせもある。５つの永久磁石片５３のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の中央に位置する第１永久磁石片５３Ａとなる磁石である。また、２つは、階級Ｃの永久磁石片５３であり、永久磁石５２の両端に位置する第２永久磁石片５３Ｂとなる磁石である。また、２つは、階級Ｅの永久磁石片５３であり、第１、第２永久磁石片５３Ａ、５３Ｂの間に位置する第３永久磁石片５３Ｃとなる磁石である。これら５つの永久磁石片５３を図９（ｃ）のように重ねて接着剤５５で接合することにより、全体として、設定磁束密度Ｂとほぼ同等の磁束密度を有する永久磁石５２が得られる。
【００４５】
このように、分級された多数の永久磁石片５３から５つの永久磁石片５３を選択し、組み合わせることによって、磁束密度が設定磁束密度Ｂから比較的大きく乖離し、従来であれば利用することのできなかった永久磁石片５３、すなわち、階級Ａ〜Ｃ、Ｅ〜Ｇの永久磁石片５３を利用することができるため、ほぼ全ての永久磁石片５３を永久磁石５２の製造に用いることができる。したがって、材料の有効利用を図ることができ、永久磁石５２の製造コストの削減を図ることができる。
【００４６】
３．治具
前述したように、第３工程にて、接着剤５５を用いて複数の永久磁石片５３を接合するが、隣り合う永久磁石片５３が互いに反発し合うため、接着が困難な場合がある。そこで、次のような治具（本発明の治具）９を用いることによって、永久磁石片５３の接合を簡単かつ確実に行うことができる。
【００４７】
図１０および図１１に示すように、治具９は、両端に開口を有する筒９１と、筒９１の下側の開口を塞ぐ下蓋９２と、筒９１の上側の開口を塞ぐ上蓋９３と、筒９１内に配置される軸９８、スペーサー９６およびワッシャー（押圧部）９７と、を有している。これら各部材は、例えば、銅、アルミニウム、真鍮等の金属材料、ステンレス鋼等の合金などの非磁性材料で構成されているのが好ましい。このように、非磁性材料で構成することにより、これら各部材への永久磁石片５３の磁気吸着が防止されるため、永久磁石片５３の接合作業を円滑かつ正確に行うことができる。
【００４８】
筒９１は、円筒状をなしており、その内径が永久磁石片５３の外形とほぼ等しい。下蓋９２および上蓋９３は、例えば、螺合によって筒９１に着脱自在に固定することができるようになっている。なお、下蓋９２および上蓋９３の筒９１への固定方法としては、螺合に限定されず、例えば、ねじ止め、圧入、接着等であってもよい。また、下蓋９２は、筒９１と一体形成されていてもよい。言い換えれば、筒９１は、有底の筒状をなしていてもよい。
【００４９】
軸９８は、軸部９４と、位置決め板９５とを有している。軸部９４は、円柱状の本体９４１と、本体９４１の下端部から本体９４１の外周へ突出するフランジ９４２とを有している。本体９４１は、複数の永久磁石片５３を周囲に配置する部分であり、その外径が永久磁石片５３の内径とほぼ等しい。また、本体９４１には、本体９４１の平面視にて、本体９４１の中心と交わり本体９４１を二分するスリット９４３が形成さている。このスリット９４３には位置決め板９５が挿入されており、位置決め板９５の幅方向両側がスリット９４３から本体９４１の外側へ突出している。位置決め板９５の本体９４１から突出した部分は、永久磁石片５３の溝（凹部）５３２と係合する係合部（凸部）９５１を構成する。係合部９５１が溝５３２と係合することによって、永久磁石片５３の本体９４１に対する回転が防止される。言い換えると、永久磁石片５３同士の相対的な回転を防止することができる。なお、軸部９４と位置決め板９５は、一体形成されていてもよい。言い換えれば、位置決め板９５を省略し、軸部９４から係合部（凸部）９５１が突出形成されていてもよい。また、フランジ９４２は、筒９１の内径とほぼ等しい外径を有している。そのため、軸部９４を筒９１内に配置した状態では、筒９１内での軸部９４のがたつきが防止される。
【００５０】
なお、本実施形態では、軸９８に係合部（凸部）９５１が形成されており、永久磁石片５３に溝（凹部）５３２が形成されているが、これとは反対に、軸９８に凹部が形成されており、永久磁石片５３に凸部が形成されていてもよい。
また、スペーサー９６は、本体９４１に配置された複数の永久磁石片５３と上蓋９３との隙間を埋めるように配置される。また、スペーサー９６と上蓋９３との間にはワッシャー９７が配置され、ワッシャー９７によって各永久磁石片５３が下側（下蓋９２側）へ付勢（押圧）される。ワッシャー９７としては、上記効果を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、ウェーブワッシャー等を用いることができる。また、押圧部としては、ワッシャー９７に換えて、例えば、コイルバネやゴム等の各種弾性体を用いてもよい。
以上、治具９の構成について説明した。次に、この治具９を用いて永久磁石５２を製造する方法（組立方法）について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図９（ａ）に示す永久磁石５２を製造する方法について代表して説明する。
【００５１】
まず、図１２に示すように、階級Ｄの永久磁石片５３（第１永久磁石片５３Ａ）を１つ、階級Ａの永久磁石片５３（第２永久磁石片５３Ｂ’、５３Ｂ”）を２つ、階級Ｇの永久磁石片５３（第３永久磁石片５３Ｃ’、５３Ｃ”）を２つ、用意する。図１２にも示されているように、各永久磁石片５３には各領域５３１ａ〜５３１ｆの位置を確認できる印５３３が設けられている。また、印５３３は、治具９による永久磁石５２の組み立て最中にも視認できるように、永久磁石片５３の上面に設けられている。印５３３としては目視することができればよく、例えば、色付けによるマーキングが挙げられる。図示の構成では、各永久磁石片５３の領域５３１ａに印５３３が設けられており、印５３３からの回転角（周方向の離間距離）に基づいて各領域５３１ａ〜５３１ｆの位置を確認できるようになっている。
【００５２】
一方、治具９を組み立てておく。具体的には、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、筒９１に下蓋９２を固定し、さらに筒９１内に位置決め板９５を挿入した軸部９４を配置する。これにより、軸部９４（本体９４１）の外周と筒９１の内周との間に、永久磁石片５３を挿入するための空間Ｓが形成される。
次に、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、上面に接着剤５５を塗布した第３永久磁石片５３Ｃ”を、溝５３２を係合部９５１と係合させつつ軸部９４に挿入する。次に、同じ様にして、上面に接着剤５５を塗布した第２永久磁石片５３Ｂ”、第１永久磁石片５３Ａ、第２永久磁石片５３Ｂ’を順に、溝５３２を係合部９５１に係合させつつ軸部９４に挿入する。最後に、第３永久磁石片５３Ｃ’を、溝５３２を係合部９５１に係合させつつ軸部９４に挿入する。これにより、筒９１内にて、５つの永久磁石片５３が同軸的に重なり合った状態となる。
【００５３】
ここで、５つの永久磁石片５３を、集合領域Ａ〜Ｆの平均磁束密度がほぼ等しくなるように重ね合わせるのが好ましい。すなわち、例えば、筒９１内にて、５つの永久磁石片５３が図１２に示すように重なり合っている場合には、下記の表２に示す集合領域Ａ〜Ｆの平均磁束密度ＢＡ〜ＢＦが互いにほぼ等しいのが好ましい。言い換えれば、平均磁束密度ＢＡ〜ＢＦの最小値と最大値の差が、５つの永久磁石片５３の配置の全組み合わせの中で最少となるように５つの永久磁石片５３を重ね合わせるのが好ましい。このような配置とすることによって、前述したように、より均一な磁気特性を有する永久磁石５２を得ることができる。
【００５４】
【表２】
2014121192.tif 000004
【００５５】
前述したように、各永久磁石片５３には、各領域５３１ａ〜５３１ｆの位置を示す印５３３が形成されている。そのため、簡単かつ確実に、定められた配置で５つの永久磁石片５３を順に重ね合わせることができる。
次に、図１３（ｃ）に示すように、第３永久磁石片５３Ｃ’上にスペーサー９６およびワッシャー９７を配置して、筒９１に上蓋９３を固定する。なお、筒９１に上蓋９３を固定した状態では、各永久磁石片５３は、下蓋９２と上蓋９３とに挟まれることによって筒９１内で固定される。すなわち、各永久磁石片５３は、筒９１の軸方向への移動ができない状態となっている。また、筒９１に上蓋９３を固定した状態では、ワッシャー９７によって各永久磁石片５３が下側へ押圧された状態となっている。なお、上蓋９３を筒９１に締め込み過ぎると、各永久磁石片５３に過度な応力が加わり、永久磁石片５３が破損するおそれがある。そのため、上蓋９３の締め込み過ぎを防止する機構、例えば、所定以上のトルクでは上蓋９３を筒９１に締め込むことができない（例えば空回りする）ような機構を設けておいてもよい。
【００５６】
最後に、接着剤５５を硬化させることによって、図９（ａ）に示す永久磁石５２が得られる。このように、治具９を用いることによって、簡単かつ精度よく、永久磁石５２を製造することができる。
前述したように、筒９１に上蓋９３を固定した状態では、各永久磁石片５３が筒９１内で固定されているため、隣り合う永久磁石片５３同士を接着剤５５によって確実に接着することができる。特に、本実施形態の治具９は、ワッシャー９７を備えているため、次のような効果を発揮することもできる。例えば、接着剤５５を硬化するために加熱が必要な場合、治具９の各部と各永久磁石片５３との熱膨張率の違いから、上蓋９３および下蓋９２による永久磁石片５３の固定が緩んでしまう場合が考えられる。そこで、上蓋９３と永久磁石片５３の間にワッシャー９７を挟み込み、ワッシャー９７の復元力によって永久磁石片５３を下側へ押圧しておけば、上記のような緩みが防止される。そのため、精度よく永久磁石５２を製造することができる。
【００５７】
また、本実施形態の永久磁石片５３では、軸９８に対する回転を防止するための溝５３２が隣り合う領域５３１の境界部に形成されている。このように、溝５３２を隣り合う領域５３１の境界部に形成することによって、溝５３２が無い場合と比較したときの永久磁石５２の磁気特性の低下を抑制することができる。ただし、溝５３２は、例えば、各領域５３１内に形成されていてもよい。この場合は、本実施形態と比較して、永久磁石５２の磁気特性が低下するおそれがある。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具およびモーターの第２実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第２実施形態に係るモーターが備えるローターの平面図、図１５は、図１４に示すコアの斜視図、図１６は、図１４に示すローターの製造に用いられる治具の分解斜視図、図１７は、図１６に示す治具の使用方法を説明する断面図である。
【００５９】
以下、第２実施形態の本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具およびモーターについて、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態は、モーターおよび冶具の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６０】
１．モーター
図１４および図１５に示すように、ローター５Ａは、円柱状をなし、鉄（Ｆｅ）等の軟磁性材料で構成されたコア５１Ａと、コア５１Ａの外周に設けられた永久磁石５２とにより構成されている。また、コア５１Ａは、永久磁石５２（永久磁石片５３）の内径とほぼ等しい外径を有する円柱状の本体５１１Ａと、本体５１１Ａの外周から突出し、軸方向に延在する２つの凸部（凸条）５１２Ａとを有している。そして、２つの凸部５１２Ａは、それぞれ、各永久磁石片５３に形成された６つの溝（凹部）５３２のうちの任意の１つと係合している。各永久磁石片５３に形成された６つの溝５３２のうち凸部５１２Ａと係合していない溝５３２の内部には接着剤５５が充填されており、この接着剤５５によって、コア５１Ａと永久磁石５２とが接合されている。なお、本実施形態では、コア５１Ａが２つの凸部５１２Ａを有しているが、凸部５１２Ａの数としては、１以上であり、溝５３２の数未満（すなわち、５つ以下）であれば特に限定されない。また、２つの凸部５１２Ａの形成間隔も、特に限定されず、溝５３２の形成間隔に対応していればよい。
【００６１】
２．治具
図１６に示すように、治具９Ａは、両端に開口を有する筒９１と、筒９１の下側の開口を塞ぐ下蓋９２Ａと、筒９１の上側の開口を塞ぐ上蓋９３Ａと、筒９１内に配置されるスペーサー９６１Ａ、９６２Ａおよびワッシャー（押圧部）９７と、を有している。これら各部材は、例えば、銅、アルミニウム、真鍮等の金属材料、ステンレス鋼等の合金などの非磁性材料で構成されているのが好ましい。
筒９１は、円筒状をなしており、その内径が永久磁石片５３の外形とほぼ等しい。下蓋９２Ａおよび上蓋９３Ａは、例えば、螺合によって筒９１に着脱自在に固定することができるようになっている。また、下蓋９２Ａ、上蓋９３Ａには回転軸３を軸受（挿入）するための貫通孔９２１Ａ、９３１Ａが形成されている。
【００６２】
このような治具９Ａは、次のように使用する。
まず、治具９Ａを組み立てる。具体的には、図１７（ａ）に示すように、筒９１に下蓋９２Ａを固定し、スペーサー９６１Ａを筒９１内に配置した後、回転軸３が取り付けられたコア５１Ａを筒９１内に挿入する。すなわち、コア５１Ａが前述の第１実施形態で言う「軸９８」を構成している。このように、コア５１Ａを軸９８として用いることによって、治具９Ａを用いて、永久磁石５２を備えたローター５Ａを簡単に製造することができる。
【００６３】
次に、図１７（ｂ）に示すように、第３永久磁石片５３Ｃ”、第２永久磁石片５３Ｂ”、第１永久磁石片５３Ａ、第２永久磁石片５３Ｂ’、第３永久磁石片５３Ｃ’を順に、所定の２つの溝５３２を２つの凸部５１２Ａに係合させつつ筒９１内に挿入し、接着剤５５を介して重ね合わせる。次に、凸部５１２Ａと係合していない各溝５３２内に接着剤５５を充填する。
【００６４】
次に、図１７（ｃ）に示すように、第３永久磁石片５３Ｃ’上にスペーサー９６２Ａおよびワッシャー９７を配置して、筒９１に上蓋９３Ａを固定する。最後に、接着剤５５を硬化させることによって、図１４に示すローター５Ａが得られる。
このように、治具９Ａを用いることによって、簡単かつ精度よく、永久磁石５２を備えたローター５Ａを製造することができる。また、凸部５１２Ａを一部の溝５３２と係合させ、他の溝５３２に接着剤５５を充填することによって、簡単な構成で、コア５１Ａに対する永久磁石片５３の回転を防止することができるとともに、コア５１Ａに永久磁石片５３を接着することができる。
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具およびモーターの第３実施形態について説明する。
図１８は、本発明の第３実施形態に係るモーターが備えるローターの平面図、図１９は、図１８に示すコアの斜視図、図２０は、図１８に示すローターの製造に用いられる治具の使用方法を説明する断面図である。
【００６６】
以下、第３実施形態の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具およびモーターについて、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態は、モーターの構成が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６７】
１．モーター
図１８および図１９に示すように、ローター５Ｂは、円柱状をなし、鉄（Ｆｅ）等の軟磁性材料で構成されたコア５１Ｂと、コア５１Ｂの外周に設けられた永久磁石５２とにより構成されている。また、コア５１Ｂは、永久磁石５２の内径とほぼ等しい外径を有する円柱状の本体５１１Ｂと、本体５１１Ｂの外周から突出し、軸方向に延在する６つの凸部（凸条）５１２Ｂと、本体５１１Ｂの外周に形成され、軸方向に延在する６つの溝（凹条）５１３Ｂとを有している。６つの溝５１３Ｂは、隣り合う凸部５１２Ｂの間に位置するように等間隔に形成されている。そして、６つの凸部５１２Ｂは、各永久磁石片５３に形成された６つの溝（凹部）５３２と係合している。一方、６つの溝５１３Ｂには、それぞれ、接着剤５５が充填されており、この接着剤５５によって、コア５１Ｂと永久磁石５２とが接合されている。なお、本実施形態のコア５１Ｂは、６つの凸部５１２Ｂを有しているが、凸部５１２Ｂの数としては、１つ以上であり、かつ、溝５３２の数未満（すなわち、５つ以下）であれば特に限定されない。また、コア５１Ｂは、６つの溝５１３Ｂを有しているが、溝５１３Ｂの数としては、１つ以上であれば特に限定されない。
このようなローター５Ｂは、前述した第２実施形態の治具９Ａを用いて簡単に製造することができる。すなわち、まず、図２０（ａ）に示すように、治具９Ａを組み立てる。本実施形態においても、前述した第２実施形態と同様に、コア５１Ｂが「軸９８」を構成する。
【００６８】
次に、図２０（ｂ）に示すように、第３永久磁石片５３Ｃ”、第２永久磁石片５３Ｂ”、第１永久磁石片５３Ａ、第２永久磁石片５３Ｂ’、第３永久磁石片５３Ｃ’を順に、各溝５３２を６つの凸部５１２Ｂに係合させつつ筒９１内に挿入し、接着剤５５を介して重ね合わせる。次に、各溝５１３Ｂ内に接着剤５５を充填する。
次に、図２０（ｃ）に示すように、第３永久磁石片５３Ｃ’上にスペーサー９６２Ａおよびワッシャー９７を配置して、筒９１に上蓋９３Ａを固定する。最後に、接着剤５５を硬化させることによって、図１８に示すローター５Ｂが得られる。
【００６９】
このように、治具９Ａを用いることによって、簡単かつ精度よく、永久磁石５２を備えたローター５Ｂを製造することができる。また、凸部５１２Ｂを溝５３２と係合させ、溝５１３Ｂに接着剤５５を充填することによって、簡単な構成で、コア５１Ｂに対する永久磁石片５３の回転を防止することができるとともに、コア５１Ｂに永久磁石片５３を接着することができる。
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
≪ロボット≫
次に、上述したモーター１を適用したロボットについて説明する。なお、ロボットの一例として、以下に、水平多関節ロボット、垂直多関節ロボットを示すが、ロボットとしてはこれらに限定されず、双腕ロボット、その他の他軸ロボットであってもよい。
図２１に示すロボット７は、水平多関節ロボットである。このようなロボット７は、基台７１と、第１アーム７２と、第２アーム７３と、作業ヘッド７４と、エンドエフェクター７５とを有している。
【００７１】
基台７１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台７１の上端部には第１アーム７２が連結している。第１アーム７２は、基台７１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。基台７１内には、第１アーム７２を回動させるモーター１（１Ａ）が設置されている。
第１アーム７２の先端部には第２アーム７３が連結している。第２アーム７３は、第１アーム７２に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。第２アーム７３内には、第２アーム７３を回動させる第２モーター１（１Ｂ）が設置されている。
【００７２】
第２アーム７３の先端部には作業ヘッド７４が配置されている。作業ヘッド７４は、第２アーム７３の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット７４１およびボールネジナット７４２と、スプラインナット７４１およびボールネジナット７４２に挿通されたスプラインシャフト７４３とを有している。スプラインシャフト７４３は、第２アーム７３に対して、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。
【００７３】
第２アーム７３内には、モーター１（１Ｃ）と、モーター１（１Ｄ）とが配置されている。モーター１Ｃの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナット７４１に伝達され、スプラインナット７４１が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が鉛直方向に沿う回転軸まわりに正逆回転する。一方、モーター１Ｄの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってボールネジナット７４２に伝達され、ボールネジナット７４２が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が上下に移動する。
【００７４】
スプラインシャフト７４３の先端部（下端部）には、エンドエフェクター７５が連結されている。エンドエフェクター７５としては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するものなどが挙げられる。
図２２に示すロボット８は、垂直多関節（６軸）ロボットである。このようなロボット８は、基台８１と、４本のアーム８２、８３、８４、８５と、リスト８６とを備え、これらが順に連結されている。
【００７５】
基台８１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。このような基台８１の上端部にはアーム８２が水平方向に対して傾斜した姿勢で連結しており、アーム８２は、基台８１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、基台８１内には、アーム８２を回動させるモーター１（１Ｅ）が設置されている。
アーム８２の先端部には、アーム８３が連結しており、アーム８３は、アーム８２に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８３内には、アーム８３をアーム８２に対して回動させるモーター１（１Ｆ）が設置されている。
【００７６】
アーム８３の先端部には、アーム８４が連結しており、アーム８４は、アーム８３に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８４内には、アーム８４をアーム８３に対して回動させるモーター１（１Ｇ）が設置されている。
アーム８４の先端部には、アーム８５が連結しており、アーム８５は、アーム８４に対してアーム８４の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、アーム８５をアーム８４に対して回動させるモーター１（１Ｈ）が設置されている。
【００７７】
アーム８５の先端部には、リスト８６が連結している。リスト８６は、アーム８５に連結されたリング状の支持リング８６１と、支持リング８６１の先端部に支持された円筒状のリスト本体８６２とを有している。リスト本体８６２の先端面は、平坦な面となっており、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターが装着される装着面となる。
【００７８】
支持リング８６１は、アーム８５に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、リスト本体８６２は、支持リング８６１に対してリスト本体８６２の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、支持リング８６１をアーム８５に対して回動させるモーター１（１Ｉ）と、リスト本体８６２を支持リング８６１に対して回動させるモーター１（１Ｊ）とが配置されている。モーター１Ｉ、１Ｊの駆動力は、それぞれ、図示しない駆動力伝達機構によって支持リング８６１、リスト本体８６２に伝達される。
【００７９】
≪移動体≫
次に、上述したモーター１を適用した移動体について説明する。なお、移動体の一例として、以下に、電動自転車（電動アシスト自転車）、鉄道車両を示すが、移動体としてはこれらに限定されず、例えば、自動車、ゴルフカート等であってもよい。
図２３に示す電動自転車（電動アシスト自転車）１００は、前輪にモーター１が設けられており、サドルの下方のフレームに制御回路１１０と充電池１２０とが設けられている。モーター１は、充電池１２０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする。また、ブレーキ時にはモーター１で回生された電力が充電池１２０に充電される。制御回路１１０は、モーター１の駆動と回生とを制御する回路である。
【００８０】
図２４に示す鉄道車両２００は、モーター１と、車輪２１０とを有している。このモーター１は、車輪２１０を駆動する。さらに、モーター１は、鉄道車両２００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。
以上、永久磁石、永久磁石の製造方法、治具、モーター、ロボットおよび移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１、１Ａ〜１Ｊ…モーター  １００…鉄心  ２…ハウジング  ２１、２２…軸受  ３…回転軸  ４…ステーター  ４１…コイル  ５、５Ａ、５Ｂ…ローター  ５１…コア  ５１Ａ、５１Ｂ…コア  ５１１Ａ、５１１Ｂ…本体  ５１２Ａ、５１２Ｂ…凸部  ５１３Ｂ…溝  ５２…永久磁石  ５３…永久磁石片  ５３Ａ…第１永久磁石片  ５３Ｂ、５３Ｂ’、５３Ｂ”…第２永久磁石片  ５３Ｃ、５３Ｃ’、５３Ｃ”…第３永久磁石片  ５４Ｄ…第４永久磁石片  ５３１、５３１ａ〜５３１ｆ…領域  ５３２…溝  ５３３…印  ５５…接着剤  ７…ロボット  ７１…基台  ７２…アーム  ７３…アーム  ７４…作業ヘッド  ７４１…スプラインナット  ７４２…ボールネジナット  ７４３…スプラインシャフト  ７５…エンドエフェクター  ８…ロボット  ８１…基台  ８２〜８５…アーム  ８６…リスト  ８６１…支持リング  ８６２…リスト本体  ９、９Ａ…治具  ９１…筒  ９２、９２Ａ…下蓋  ９２１Ａ…貫通孔  ９３、９３Ａ…上蓋  ９３１Ａ…貫通孔  ９４…軸部  ９４１…本体  ９４２…フランジ  ９４３…スリット  ９５…位置決め板  ９５１…係合部  ９６、９６１Ａ、９６２Ａ…スペーサー  ９７…ワッシャー  ９８…軸  １００…電動自転車  １１０…制御回路  １２０…充電池  ２００…鉄道車両  ２１０…車輪
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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