(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及びロボットを提供すること。【解決手段】永久磁石５３は、所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片５４を備えている。複数の永久磁石片５４は、第１永久磁石片５４１と、第１永久磁石片５４１の両側に位置し、第１永久磁石片５４１よりも大きい磁束密度を有する一対の第２永久磁石片５４２と、第１永久磁石片５４１と各第２永久磁石片５４２との間に位置し、第１永久磁石片５４１よりも小さい磁束密度を有する一対の第３永久磁石片５４３とを有している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片を備え、
前記複数の永久磁石片は、少なくとも、第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片の前記所定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】
前記所定方向の両端部には、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】
前記永久磁石の設定磁束密度をＢ（Ｗｂ／ｍ２）としたとき、
磁束密度が０．９Ｂ以上、１．１Ｂ以下の永久磁石片を前記第１永久磁石片として用いている請求項１または２に記載の永久磁石。
【請求項４】
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３のいずれか一項に記載の永久磁石。
【請求項５】
所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片を備え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６】
前記接合工程では、前記複数の永久磁石片のうちの前記所定方向の一端から奇数番目に位置する複数の永久磁石片を前記所定方向に間隔を隔てて保持するとともに、偶数番目に位置する複数の永久磁石片を前記所定方向に間隔を隔てて保持し、
隣り合う一対の前記奇数番目の永久磁石片の間に、前記偶数番目の永久磁石片を進入させるとともに、隣り合う一対の前記偶数番目の永久磁石片の間に、前記奇数番目の永久磁石片を進入させることにより、前記複数の永久磁石片を配列させる請求項５に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記接合工程では、前記進入の途中にて、各永久磁石片の側面に接着剤を供給し、隣り合う永久磁石片同士の摺動によって前記接着剤を伸ばし広げる請求項６に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項８】
各前記永久磁石片の進入方向の先端部は、テーパー状をなしている請求項７に記載の永久磁石片の製造方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか一項に記載の永久磁石の製造方法に用いられる治具であって、
前記奇数番目に位置する複数の永久磁石片を保持する第１保持部と、前記偶数番目に位置する複数の永久磁石片を保持する第２保持部と、前記第１保持部に保持された複数の永久磁石片の間に、前記偶数番目の永久磁石片が侵入する隙間を形成する第１スペーサーと、前記第２保持部に保持された複数の永久磁石片の間に、前記奇数番目の永久磁石片が侵入する隙間を形成する第２スペーサーと、を有していることを特徴とする治具。
【請求項１０】
前記第１保持具および前記第２保持具は、それぞれ、磁性材料で構成されており、前記永久磁石片を磁気吸着によって保持する請求項９に記載の治具。
【請求項１１】
前記第１スペーサーおよび前記第２スペーサーは、それぞれ、非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】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の永久磁石を周方向に複数配置しているローターを備えることを特徴とするモーター。
【請求項１３】
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１２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。
【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、モーターおよびロボットに関する。
【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。
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。
【０００３】
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）。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。
【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】
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及びロボット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、下記の本発明により達成される。
本発明の永久磁石は、所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片を備え、
前記複数の永久磁石片は、少なくとも、第１永久磁石片と、前記第１永久磁石片の前記所定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】
本発明の永久磁石では、前記所定方向の両端部には、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。
本発明の永久磁石では、前記永久磁石の設定磁束密度をＢ（Ｗｂ／ｍ２）としたとき、
磁束密度が０．９Ｂ以上、１．１Ｂ以下の永久磁石片を前記第１永久磁石片として用い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を設定磁束密度とほぼ等しくすることができる。
【０００８】
本発明の永久磁石では、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。
本発明の永久磁石の製造方法は、所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片を備え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。
【０００９】
本発明の永久磁石の製造方法では、前記接合工程では、前記複数の永久磁石片のうちの前記所定方向の一端から奇数番目に位置する複数の永久磁石片を前記所定方向に間隔を隔てて保持するとともに、偶数番目に位置する複数の永久磁石片を前記所定方向に間隔を隔てて保持し、
隣り合う一対の前記奇数番目の永久磁石片の間に、前記偶数番目の永久磁石片を進入させるとともに、隣り合う一対の前記偶数番目の永久磁石片の間に、前記奇数番目の永久磁石片を進入させることにより、前記複数の永久磁石片を配列させるのが好ましい。
これにより、永久磁石片の反発力による永久磁石片の不本意な変異を抑制することができるため、簡単かつ精度よく、永久磁石を製造することができる。
【００１０】
本発明の永久磁石の製造方法では、前記接合工程では、前記進入の途中にて、各永久磁石片の側面に接着剤を供給し、隣り合う永久磁石片同士の摺動によって前記接着剤を伸ばし広げるのが好ましい。
これにより、永久磁石片同士の接着を簡単かつ確実に行うことができる。
本発明の永久磁石の製造方法では、各前記永久磁石片の進入方向の先端部は、テーパー状をなしているのが好ましい。
これにより、接着剤の供給が容易となる。
【００１１】
本発明の治具は、本発明の永久磁石の製造方法に用いられる治具であって、
前記奇数番目に位置する複数の永久磁石片を保持する第１保持部と、前記偶数番目に位置する複数の永久磁石片を保持する第２保持部と、前記第１保持部に保持された複数の永久磁石片の間に、前記偶数番目の永久磁石片が侵入する隙間を形成する第１スペーサーと、前記第２保持部に保持された複数の永久磁石片の間に、前記奇数番目の永久磁石片が侵入する隙間を形成する第２スペーサーと、を有していることを特徴とする。
これにより、永久磁石を簡単に製造することができる。
【００１２】
本発明の治具では、前記第１保持具および前記第２保持具は、それぞれ、磁性材料で構成されており、前記永久磁石片を磁気吸着によって保持するのが好ましい。
これにより、永久磁石片を簡単かつ確実に保持することができる。
本発明の治具では、前記第１スペーサーおよび前記第２スペーサーは、それぞれ、非磁性材料で構成されているのが好ましい。
これにより、永久磁石片からの第１、第２スペーサーの取り外しを容易に行うことができる。
本発明のモーターは、本発明の永久磁石を周方向に複数配置しているローターを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いモーターとなる。
【００１３】
本発明のロボットは、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発明のモーターと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いロボットが得られる。
【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】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】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８】永久磁石の配置を説明するための平面図である。
【図９】永久磁石の製造に用いられる治具を示す斜視図である。
【図１０】永久磁石の製造に用いられる治具を示す斜視図である。
【図１１】永久磁石の製造に用いられる治具を示す斜視図である。
【図１２】永久磁石片の斜視図である。
【図１３】図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する斜視図である。
【図１４】図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する平面図である。
【図１５】図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する平面図である。
【図１６】図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する平面図である。
【図１７】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およびローターが備える永久磁石の平面図である。
【図１８】図１７に示す永久磁石の製造に用いられる治具の斜視図である。
【図１９】図１８に示す治具が永久磁石片を保持した状態を示す斜視図である。
【図２０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、治具、モーターおよびロボット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。
【００１６】
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、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５は、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６は、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７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８は、永久磁石の配置を説明するための平面図、図９ないし図１１は、それぞれ、永久磁石の製造に用いられる治具を示す斜視図、図１２は、永久磁石片の斜視図、図１３は、図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する斜視図、図１４ないし図１６は、それぞれ、図１０ないし図１２に示す治具の使用方法を説明する平面図である。
【００１７】
１．モーター
図１に示すモーター（本発明のモーター）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、円柱状のコア５１と、コア５１の外周に設けられた磁石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。
【００１８】
磁石５２は、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。この磁石５２は、図２に示すように、複数の永久磁石５３をコア５１の周方向に並んで配置させたもので構成されている。永久磁石５３の数としては特に限定されないが、以下では説明の便宜上、６つの場合について代表して説明する。
６つの永久磁石５３は、互いに同じ形状である。また、各永久磁石５３は、内周側と外周側とで磁極が異なっている。６つの永久磁石５３は、隣り合う永久磁石５３の磁極が反対となるように配置されている。すなわち、６つの永久磁石５３は、外周側にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置されている。
【００１９】
図３に示すように、各永久磁石５３は、複数の永久磁石片５４を磁石５２の軸方向に並べて接合したものである。各永久磁石５３が有する永久磁石片５４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５３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。
【００２０】
また、隣り合う永久磁石片５４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５４が接合されている。これにより、永久磁石片５４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５４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。
【００２１】
各永久磁石片５４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５４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、Ｄｒ、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。
【００２２】
次に、各永久磁石５３に含まれる複数の永久磁石片５４の磁束密度（表面磁束密度）と配置の関係について説明する。なお、各永久磁石５３は、同様の構成であるため、以下では１つの永久磁石５３について代表して説明し、他の永久磁石５３についてはその説明を省略する。また、以下では、永久磁石５３が５つの永久磁石片５４を有する場合と、６つの永久磁石片５４を有する場合と、７つの永久磁石片５４を有する場合について代表して説明する。
【００２３】
１．１−永久磁石片５４が５つの場合
図４に示す永久磁石５３では、５つの永久磁石片５４が一列に並んでそれぞれ接着剤５５で接着されている。このような永久磁石５３の場合、配列方向（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５４１の磁束密度Ｂ１（Ｗｂ／ｍ２）は、設計によって定められている永久磁石５３の設定磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）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５３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５３となる。
【００２４】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５４２の磁束密度Ｂ２（Ｗｂ／ｍ２）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５３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。
【００２５】
また、第１永久磁石片５４１と第２永久磁石片５４２の間に挟まれる２つの第３永久磁石片５４３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。
このように、永久磁石５３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５４１を配置することによって、永久磁石５３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５３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５４２を配置することによって、永久磁石５３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５４１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５４２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５４３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。この効果については、後述する永久磁石５３の製造方法の説明にて詳細に説明する。
【００２６】
１．２−永久磁石片５４が６つの場合
図５に示す永久磁石５３では、６つの永久磁石片５４が一列に並んでそれぞれ接着剤５５で接着されている。このような永久磁石５３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５４１の磁束密度Ｂ１（Ｗｂ／ｍ２）は、それぞれ、設計によって定められている永久磁石５３の設定磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）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。
【００２７】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５４２の磁束密度Ｂ２（Ｗｂ／ｍ２）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５４１と第２永久磁石片５４２の間に挟まれる２つの第３永久磁石片５４３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５４が５つの場合と同様の効果を発揮することができる。
【００２８】
１．３−永久磁石片が７つの場合
図６に示す永久磁石５３では、７つの永久磁石片５４が一列に並んでそれぞれ接着剤５５で接着されている。このような永久磁石５３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５４１の磁束密度Ｂ１（Ｗｂ／ｍ２）は、設計によって定められている永久磁石５３の設定磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）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。
【００２９】
また、配列方向の両端に位置する２つの第２永久磁石片５４２の磁束密度Ｂ２（Ｗｂ／ｍ２）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５４１と第２永久磁石片５４２の間に挟まれた４つの永久磁石片５４の磁束密度、具体的には、第１永久磁石片５４１側（中央側）に位置する２つの第３永久磁石片５４３の磁束密度Ｂ３と、第２永久磁石片５４２側（端側）に位置する２つの第４永久磁石片５４４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５４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５４の配置と磁束密度の関係について説明した。
【００３０】
２．永久磁石５３の製造方法（本発明の永久磁石の製造方法）
永久磁石５３の製造方法は、多数の永久磁石片５４を得る第１工程と、得られた複数の永久磁石片５４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５４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５４を有する永久磁石５３について代表して説明する。
【００３１】
２．１−第１工程
まず、永久磁石片５４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着磁する。これにより、永久磁石片５４が得られる。このようにして、多数の永久磁石片５４を用意する。
なお、永久磁石片５４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。
【００３２】
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５４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５４を磁束密度の大きさに基づいて分級する。なお、分級の仕方としては特に限定されないが、例えば、図７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。
【００３３】
・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
【００３４】
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５４から５つの永久磁石片５４を選択する。５つの永久磁石片５４のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の中央に位置する第１永久磁石片５４１となる磁石片である。また、２つは、階級Ａの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の両端に位置する第２永久磁石片５４２となる磁石片である。また、２つは、階級Ｇの永久磁石片５４であり、第１、第２永久磁石片５４１、５４２の間に位置する第３永久磁石片５４３となる磁石片である。これら５つの永久磁石片５４を図８（ａ）のように一列に並べて接着剤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５３が得られる。
【００３５】
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５４のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の中央に位置する第１永久磁石片５４１となる磁石片である。また、２つは、階級Ｂの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の両端に位置する第２永久磁石片５４２となる磁石片である。また、２つは、階級Ｆの永久磁石片５４であり、第１、第２永久磁石片５４１、５４２の間に位置する第３永久磁石片５４３となる磁石片である。これら５つの永久磁石片５４を図８（ｂ）のように一列に並べて接着剤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５３が得られる。
【００３６】
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５４のうち、１つは、階級Ｄの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の中央に位置する第１永久磁石片５４１となる磁石片である。また、２つは、階級Ｃの永久磁石片５４であり、永久磁石５３の両端に位置する第２永久磁石片５４２となる磁石片である。また、２つは、階級Ｅの永久磁石片５４であり、第１、第２永久磁石片５４１、５４２の間に位置する第３永久磁石片５４３となる磁石片である。これら５つの永久磁石片５４を図８（ｃ）のように一列に並べて接着剤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５３が得られる。
【００３７】
このように、分級された永久磁石片５４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５４、すなわち、階級Ａ〜Ｃ、Ｅ〜Ｇの永久磁石片５４を利用することができるため、ほぼ全ての永久磁石片５４を永久磁石５３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５３の製造コストの削減を図ることができる。
【００３８】
３．治具（本発明の治具）
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５４を接合するが、隣り合う永久磁石片５４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５４の接合を簡単かつ正確に行うことができる。
【００３９】
図９ないし図１１に示すように、治具９は、台座９１と、一対のスライド板９２、９３と、一対のスペーサー９４、９５と、固定具９６とを有している。
図９に示すように、台座９１は、上面が平坦面で構成された板状の本体９１１と、本体９１１の上面から突出するガイド９１２とを有している。ガイド９１２は、本体９１１の上面に直交し、かつ、平坦面で構成されたガイド面９１２ａを有している。スライド板９２、９３およびスペーサー９４、９５は、ガイド面９１２ａに沿って移動することにより、本体９１１の上面にて直線的に移動することができる。
【００４０】
台座９１は、鉄、鉄を含む合金（珪素鉄、パーマロイ、センダスト）、ソフトフェライト（酸化鉄を主成分とするセラミックス）などの軟磁性材料で構成されているのが好ましい。軟磁性材料で構成することにより、台座９１に永久磁石片５４が磁気的に吸着（接着）するため、後述する作業中の永久磁石片５４の不本意なズレや離脱を防止することができ、作業を簡単かつ正確に行うことができる。
【００４１】
なお、本体９１１の上面には、接着剤５５と本体９１１との接着を防止するための非接着性の保護膜が形成されていることが好ましい。保護膜は、さらに、スライド板９２、９３の摺動性を高める（すなわち、摩擦係数を低減する）機能を有していることが好ましい。これにより、後述する作業をより円滑に行うことができる。保護膜の構成材料としては、上述の機能を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、テフロン（「テフロン」は登録商標）などのフッ素樹脂を用いることができる。
【００４２】
スライド板（第１保持具）９２は、台座９１と同様に軟磁性材料で構成されている。また、図１０に示すように、スライド板９２は、平面視が略矩形の板状をなしており、側面には、ガイド面９１２ａと摺動する摺動面９２１と、複数の永久磁石片５４を磁気吸着により保持する保持面９２２とが含まれている。なお、本実施形態では、保持面９２２が主面に対して傾斜しているが、保持面９２２の姿勢（向き）は、保持する永久磁石片５４の形状によって適宜設定すればよい。スライド板（第２保持具）９３については、スライド板９２と同様の構成であるため、その説明を省略する（図１１参照）。
【００４３】
スペーサー（第１スペーサー）９４は、スライド板９２に保持する複数の永久磁石片５４を所定の間隔で配列させるための部材である。図１０に示すように、スペーサー９４は、本体９４１と、本体９４１から突出する複数の突起９４２とを有している。本体９４１は、平面視形状が略矩形の板状をなしており、側面には、ガイド面９１２ａと摺動する摺動面９４１ａと、スライド板９２の保持面９２２と当接する当接面９４１ｂとが含まれている。また、本体９４１の図１０中の上面は、永久磁石片５４の形状に対応して湾曲している。
【００４４】
複数の突起９４２は、永久磁石片５４の配列方向に沿って形成されている。各突起９４２の幅（突起９４２の配列方向の長さ）Ｗ１および隣り合う一対の突起９４２の離間距離Ｄは、共に、永久磁石片５４の幅Ｗ２（図１２参照）と等しく設計されている。また、最も摺動面９４１ａ側に位置する突起９４２は、摺動面９４１ａから永久磁石片５４の幅Ｗ２と等しい距離離間している。このようなスペーサー９４では、隣り合う一対の突起９４２に挟まれた凹部（最も摺動面９４１ａ側においては、一方が摺動面９４１ａに開放する凹部）９４３に永久磁石片５４を配置することにより、永久磁石片５４を所定の間隔で配置することができる。
【００４５】
一方、スペーサー（第２スペーサー）９５は、スライド板９３に保持する複数の永久磁石片５４を所定の間隔で配列させるための部材である。図１１に示すように、スペーサー９５は、本体９５１と、本体９５１から突出する複数の突起９５２とを有している。また、本体９５１は、平面視形状が略矩形の板状をなしており、側面には、ガイド面９１２ａと摺動する摺動面９５１ａと、スライド板９３の保持面９３２と当接する当接面９５１ｂとが含まれている。また、本体９５１の図１１中の上面は、永久磁石片５４の形状に対応して湾曲している。
【００４６】
複数の突起９５２は、永久磁石片５４の配列方向に沿って形成されている。各突起９５２の幅Ｗ１および隣り合う一対の突起９５２の離間距離Ｄは、共に、永久磁石片５４の幅Ｗ２と等しく設計されている。このようなスペーサー９５では、隣り合う一対の突起９５２に挟まれた凹部９５３に永久磁石片５４を配置することにより、永久磁石片５４を所定の間隔で配置することができる。
【００４７】
スペーサー９４、９５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。非磁性材料で構成することにより、スペーサー９４への永久磁石片５４の磁気吸着が防止されるため、スペーサー９４の脱着を簡単に行うことができる。
固定具９６は、後述するように、スペーサー９４、９５を取り外す際に、永久磁石片５４の反発によるずれを防止するための部材である。このような固定具９６は、図示しない手段によって、台座９１に固定できるようになっている。なお、固定具９６は、スペーサー９４、９５と同様に非磁性材料で構成されているのが好ましい。
【００４８】
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５３を製造する方法について説明する。ここで、治具９を用いる場合、図１２に示すように、各永久磁石片５４の延在方向両端部５４ａは、面取りされていることが好ましい。言い換えれば、各永久磁石片５４の両端部５４ａは、その幅が端に向けて漸減するテーパー状をなしているのが好ましい。これにより、後述するように、接着剤５５の塗布を容易に行うことができる。
【００４９】
まず、図１３に示すように、第２永久磁石片５４２、第１永久磁石片５４１および第２永久磁石片５４２（すなわち、永久磁石片５４の配列方向の一端から奇数番目に位置する永久磁石片５４）を摺動面９４１ａ側からこの順でスペーサー９４の凹部９４３に配置するとともに、これら３つの永久磁石片５４をスライド板９２の保持面９２２に磁気吸着させる。一方、２つの第３永久磁石片５４３、５４３（すなわち、永久磁石片５４の配列方向の一端から偶数番目に位置する永久磁石片５４）を摺動面９５１ａ側からスペーサー９５の凹部９５３に配置するとともに、これら２つの永久磁石片５４をスライド板９３の保持面９３２に磁気吸着させる。
【００５０】
次に、図１４（ａ）に示すように、３つの永久磁石片５４を保持したスライド板９２およびスペーサー９４を、これらの摺動面９２１、９４１ａをガイド面９１２ａと接触させて台座９１の上面に配置する。この際、スペーサー９４の本体９４１が永久磁石片５４の上側に位置するようにする。一方で、２つの永久磁石片５４を保持したスライド板９３およびスペーサー９５を、これらの摺動面９３１、９５１ａをガイド面９１２ａと接触させて台座９１の上面に配置する。この際、スペーサー９５の本体９５１が永久磁石片５４の上側に位置するようにする。
【００５１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、スライド板９２、９３の少なくとも一方を他方側に向けて、ガイド面９１２ａに沿って直線的に移動させる。これにより、第１永久磁石片５４１と各第２永久磁石片５４２との間に第３永久磁石片５４３が侵入する。そして、この移動を第１、第２永久磁石片５４１、５４２がスペーサー９５に、第３永久磁石片５４３がスペーサー９４に当接するまで行う。ここで、前述したように、各永久磁石片５４の両端部がテーパー状をなしているため、この状態では所定の永久磁石片５４の端部と、それと隣り合う永久磁石片５４の間に隙間Ｓが形成されている。
【００５２】
次に、図１５（ａ）に示すように、各隙間Ｓに接着剤５５を供給する。なお、この状態では、隣り合う永久磁石片５４が重なり合っている部分の長さＬ’が、永久磁石片５４の全長Ｌ”の１／２以下であるのが好ましく、ほぼ１／２であるのがより好ましい。これにより、後述するように、接着剤５５を永久磁石片５４の延在方向のほぼ全域に広げることができる。
【００５３】
次に、図１５（ｂ）に示すように、固定具９６を台座９１に固定して、ガイド９１２と固定具９６とによって、全ての永久磁石片５４を挟持する。次に、図１６（ａ）に示すように、永久磁石片５４からスペーサー９４、９５を取り除く。前述したように、スペーサー９４、９５は、非磁性体で構成されているため、本工程を容易に行うことができる。なお、ガイド９１２と固定具９６とによって全ての永久磁石片５４が挟持されているため、スペーサー９４、９５を取り除いたときの反発力による永久磁石片５４のずれを好適に防止することができる。
【００５４】
次に、図１６（ｂ）に示すように、スライド板９２、９３の少なくとも一方を他方に向けて、ガイド９１２に沿って直線的に移動させ、第１、第２永久磁石片５４１、５４２の先端をスライド板９３の保持面９３２に当接させるとともに、第３永久磁石片５４３の先端をスライド板９２の保持面９２２に当接させる。これにより、全ての永久磁石片５４が一列に配置される。また、この移動の際、隣り合う永久磁石片５４が摺動することによって、接着剤５５が延ばされ、接着剤５５が隣り合う永久磁石片５４の間の広い範囲に延び広がる。これにより、より強い接着強度（反発力に負けない十分な接着力）で隣り合う永久磁石片５４を接着することができる。特に、前述したように、Ｌ’をＬ”の１／２以下とすることにより、接着剤５５を永久磁石片５４の延在方向のほぼ全域に延び広げることができ、より強固に接着することができる。
以上によって、永久磁石５３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５３を形成することができる。
【００５５】
＜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１７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およびローターが備える永久磁石の平面図、図１８は、図１７に示す永久磁石の製造に用いられる治具の斜視図、図１９は、図１８に示す治具が永久磁石片を保持した状態を示す斜視図である。
【００５６】
図１７（ａ）に示すように、本実施形態のモーター１のローター５の磁石５２は、コア５１内に設けられた４つの永久磁石５３により構成されている。各永久磁石５３は、板状をなしており、コア５１の周方向に間隔を隔てて配置されている。また、各永久磁石５３は、厚さ方向（コア５１の径方向）に着磁されており、回転軸３を介して対向する１組の永久磁石５３ｂは、外側がＳ極、内側がＮ極となるよう配置されており、他の１組の永久磁石５３ａは、外側がＮ極、内側がＳ極となるように配置されている。また、図１７（ｂ）に示すように、各永久磁石５３は、複数の永久磁石片５４を回転軸３の軸方向に並べて、接着剤５５で接合したもので構成されている。このような構成であっても、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。
【００５７】
なお、本実施形態の永久磁石５３は、その形状が前述した第１実施形態の永久磁石５３の形状と異なっている。そのため、治具９のスライド板９２、９３、スペーサー９４、９５の形状（主に、保持面９２２、９３３の傾斜角や、本体９５１、９６１の形状）が図１８に示すように変更されている。図１９に、スライド板９２、９３に永久磁石片を保持した状態を示す。なお、治具９の使用方法は、前述した第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
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。
【００５８】
≪ロボット≫
次に、上述したモーター１を適用したロボット（本発明のロボット）について説明する。
図２０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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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２１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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
以上、永久磁石、永久磁石の製造方法、治具、モーターおよびロボットについて、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】
【００６７】
１、１Ａ〜１Ｊ…モーター  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…ローター  ５１…コア  ５２…磁石  ５３…永久磁石  ５４、５４１〜５４４…永久磁石片  ５４ａ…端部  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…治具  ９１…台座  ９１１…本体  ９１２…ガイド  ９１２ａ…ガイド面  ９２…スライド板  ９２１…摺動面  ９２２…保持面  ９３…スライド板  ９３１…摺動面  ９３２…保持面  ９４…スペーサー  ９４１…本体  ９４１ａ…摺動面  ９４１ｂ…当接面  ９４２…突起  ９４３…凹部  ９５…スペーサー  ９５１…本体  ９５１ａ…摺動面  ９５１ｂ…当接面  ９５２…突起  ９５３…凹部  ９６…固定具  Ｂ……設定磁束密度  Ｂ１〜Ｂ４……磁束密度  Ｄ……離間距離  Ｓ……隙間  Ｗ１、Ｗ２……幅
【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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