(57)【要約】【課題】バックプレートからの永久磁石の脱落を防止できるとともに、永久磁石の大きさをバックプレートの幅より小さくしても、永久磁石が発生する磁束の低下を抑制することができる永久磁石組立体と、その永久磁石組立体を有する永久磁石回転子、リニアモータ用永久磁石移動子、リニアモータ用永久磁石固定子、モータおよび発電機を提供すること。【解決手段】永久磁石１０とバックプレート２０とを有する永久磁石組立体２である。傾斜側面１６，１７と底面１２との交差角度が鋭角であり、バックプレート２０は、底面１２が接触する設置面２２と、設置面２２の両側から鋭角に立ち上げられて傾斜側面１６、１７の底面１２付近を覆う楔状対向面２５、２６と、を有する。一対の傾斜側面１６，１７の間の中心で、底面１２から略垂直に上面１３に向かう線を中心線Ｏとした場合に、永久磁石１０の配向（磁化方向）は、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７方向に離れるにしたがって中心線Ｏ方向に傾いている。【選択図】図１Ａ
2019054670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石とバックプレートとを有する永久磁石組立体であって、
前記永久磁石は、底面と、前記底面よりも幅が狭い上面と、一対の台形状の端面と、一対の傾斜側面とを有し、
前記傾斜側面と前記底面との交差角度が鋭角であり、
前記バックプレートは、前記底面が接触する設置面と、前記設置面の両側から鋭角に立ち上げられて前記傾斜側面の前記底面付近を覆う楔状対向面と、を有し、
一対の前記傾斜側面の間の中心を通り、前記底面から略垂直に前記上面に向かう線を中心線とした場合に、前記永久磁石の配向は、前記中心線から前記傾斜側面方向に離れるにしたがって前記中心線方向に傾いていることを特徴とする永久磁石組立体。
【請求項２】
前記永久磁石は、一方の前記端面から他方の前記端面へと向かう分割面で組み合わされている複数の分割磁石片から成り、
それぞれの分割磁石片は、分割底面の幅よりも分割上面の幅が短い台形の横断面形状を有する請求項１に記載の永久磁石組立体。
【請求項３】
前記傾斜側面に近いそれぞれの前記分割磁石片の磁化方向が、前記分割底面から前記分割上面に向けて、前記中心線に近づく方向に傾いている請求項２に記載の永久磁石組立体。
【請求項４】
前記中心線を含む位置に配置される前記分割磁石片の磁化方向が、前記分割底面から前記分割上面に向けて、前記中心線と略平行である請求項２または３に記載の永久磁石組立体。
【請求項５】
前記分割磁石片の磁化方向は、前記の中心線から前記傾斜側面の方向に離れるに従って、前記中心線方向に傾く角度が大きくなっている請求項２〜４のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項６】
前記分割磁石片の内、前記中心線に対して対称の位置にある前記分割磁石片が、前記中心線に対して実質的に線対称な断面と、実質的に線対称な磁化方向とを有している請求項２〜５のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項７】
前記設置面と一対の前記楔状対向面とは、前記バックプレートと一体に形成された磁性体である請求項１〜６のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項８】
前記バックプレートは、珪素鋼板を積層して構成されている請求項１〜７のいずれかに記載の永久磁石組立体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体を有するモータ。
【請求項１０】
前記永久磁石組立体の上面が、ステータの作用面に対向する磁極面である請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、インナーロータ型のモータ、発電機のロータの外周に装着してある永久磁石回転子。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、アウターロータ型のモータ、発電機のロータの内周に装着してある永久磁石回転子。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、アキシャルギャップ型のモータ、発電機のロータの平面に装着してある永久磁石回転子。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、リニアモータの移動子に装着してあるリニアモータ用永久磁石移動子。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、リニアモータのステータの平面に装着してあるリニアモータ用永久磁石固定子。
【請求項１６】
請求項１〜８のいずれかに記載の永久磁石組立体を有する発電機。
【請求項１７】
前記永久磁石組立体の上面が、ステータの作用面に対向する磁極面である請求項１６に記載の発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石組立体、永久磁石回転子、、リニアモータ用永久磁石移動子、リニアモータ用永久磁石固定子、モータおよび発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を界磁として持つ中型回転電機または大形回転電機においては、それに使用される永久磁石も小形回転電機に比較して大きくなるため、その取り扱いはさらに困難となり、作業性も極端に悪化する。特に、永久磁石の吸引力が大きいため、着磁済の永久磁石をロータヨークに接着固定する際に永久磁石が割れたり、欠けが発生したりする可能性が高くなる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、着磁前に磁性部材をバックプレートに固着した後、着磁装置を用いて磁性部材を磁化し永久磁石を形成するようにしてある。この従来技術によれば、両者間に吸引力や反発力が作用する問題がなく、正確な位置決めを作業性良く行うことができ、従来のように取り付け時に永久磁石が破損することは大幅に減らすことができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、バックプレートに設けられた永久磁石固定部上に単に永久磁石が固着されているだけなので、バックプレートから永久磁石が脱落する恐れがあるという課題があった。そこで、永久磁石の脱落防止の手段として、バックプレートに永久磁石嵌合部を設けるためには、永久磁石の大きさをバックプレートの幅より小さくせざるを得ず、永久磁石が発生する磁束が低下するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３９７４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、バックプレートからの永久磁石の脱落を防止できるとともに、永久磁石の大きさをバックプレートの幅より小さくしても、永久磁石が発生する磁束の低下を抑制することができる永久磁石組立体と、その永久磁石組立体を有する永久磁石回転子、モータおよび発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る永久磁石組立体は、
永久磁石とバックプレートとを有する永久磁石組立体であって、
前記永久磁石は、底面と、前記底面よりも幅が狭い上面と、一対の台形状の端面と、一対の傾斜側面とを有し、
前記傾斜側面と前記底面との交差角度が鋭角であり、
前記バックプレートは、前記底面が接触する設置面と、前記設置面の両側から鋭角に立ち上げられて前記傾斜側面の前記底面付近を覆う楔状対向面と、を有し、
一対の前記傾斜側面の間の中心を通り、前記底面から略垂直に前記上面に向かう線を中心線とした場合に、前記永久磁石の配向（磁化方向）は、前記中心線から前記傾斜側面方向に離れるにしたがって前記中心線方向に傾いていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る永久磁石組立体では、永久磁石は、傾斜側面と底面が鋭角を成す角端部を有し、バックプレートは、設置面と楔状対向面とから成る楔状溝を有し、嵌合部を構成しているので、永久磁石が脱落する恐れがない。また、永久磁石の配向が中心線方向に傾いているので、傾斜側面から漏洩する磁束が減少し、永久磁石の上面から生じる磁束量の低下が抑制される。
【０００９】
好ましくは、前記永久磁石は、一方の前記端面から他方の前記端面へと向かう分割面で組み合わされている複数の分割磁石片から成り、
それぞれの分割磁石片は、分割底面の幅よりも分割上面の幅が短い台形の横断面形状を有する。
【００１０】
このように構成することで、分割磁石片同士が抜け止め作用を奏するので、分割磁石片を組み合わせた永久磁石がバックプレートから脱落するおそれを低減することができる。また、永久磁石を複数の分割磁石片の組合せにより構成することで、さらに大面積の磁極面を有する大型のモータ、発電機など電気機器を実現することが可能になる。
【００１１】
さらにまた、特許文献１とは異なり、永久磁石は、傾斜側面と傾斜側面との間の上面および底面を、一方の前記端面から他方の前記端面へと向かう分割面で分割されている複数の分割磁石片から構成してある。そのため、各分割磁石片の磁化方向を、別々に設定しやすく、結果として、中心線から傾斜側面方向に離れるにしたがって中心線方向に傾く磁力分布を容易に得ることができる。
【００１２】
好ましくは、前記傾斜側面に近いそれぞれの前記分割磁石片の磁化方向が、前記分割底面から前記分割上面に向けて、前記中心線に近づく方向に傾いている。このように構成することで、バックプレートに楔状溝を設けることによって永久磁石の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を補うことができる。
【００１３】
好ましくは、前記中心線を含む位置に配置される前記分割磁石片の磁化方向が、前記分割底面から前記分割上面に向けて、前記中心線と略平行である。
【００１４】
永久磁石を構成する分割磁石片の分割数が奇数の場合には、中心線を含む位置に配置される分割磁石片の磁化方向は、分割底面から分割上面に向けて、中心線と略平行になる。中心に配置される分割磁石片以外の分割磁石片に関しては、中心線から傾斜側面方向に離れるにしたがって中心線方向に傾いている。永久磁石を構成する分割磁石片の分割数が偶数の場合には、各分割磁石片の磁化方向は、中心線から傾斜側面方向に離れる分割磁石片ほど、中心線方向に傾いている。
【００１５】
好ましくは、前記分割磁石片の磁化方向は、前記の中心線から前記傾斜側面の方向に離れるに従って、前記中心線方向に傾く角度が大きくなっている。このように構成することで、バックプレートに楔状溝を設けることによって永久磁石の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を補うことができる。
【００１６】
好ましくは、前記分割磁石片の内、前記中心線に対して対称の位置にある前記分割磁石片が、前記中心線に対して実質的に線対称な断面と、実質的に線対称な磁化方向とを有している。中心線に対して対称の位置にある分割磁石片同士は、同じ分割磁石片を１８０度回転して配置するのみであるため、分割磁石片の形状の違いによる部品点数の増加を抑えることができる。
【００１７】
好ましくは、前記設置面と一対の前記楔状対向面とは、前記バックプレートと一体に形成された磁性体である。設置面の両側に楔状対向面が形成してある楔状凸部とバックプレートとが一体化されれば、機械的強度が大きくなる。また、バックプレートが磁性体であるので、永久磁石の磁束が通りやすくなり、永久磁石の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分をさらに補うことができる。
【００１８】
好ましくは、前記バックプレートは、珪素鋼板を積層して構成されている。バックプレートが珪素鋼板であれば、永久磁石の磁束がさらに通りやすくなり、永久磁石の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を十分に補うことができる。また、珪素鋼板を積層してバックプレートを構成することによって、バックプレートに生じるヒステリシス損や渦電流損などの鉄損が低減し、効率が向上する。
【００１９】
本発明に係るモータ、発電機は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体を有する。好ましくは、前記永久磁石組立体の上面が、ステータの作用面に対向する磁極面である。本発明に係る永久磁石回転子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、インナーロータ型のモータ、発電機のロータの外周に装着してある。あるいは、本発明に係る永久磁石回転子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、アウターロータ型のモータ、発電機のロータの内周に装着してある。あるいは、本発明に係る永久磁石回転子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、アキシャルギャップ型のモータのロータの平面、または発電機のロータの平面に装着してある。
【００２０】
本発明に係るリニアモータ用永久磁石移動子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体を有する。好ましくは、前記永久磁石組立体の上面が、複数のコイルを備えるリニアモータ用ステータの作用面に対向する磁極面である。本発明に係るリニアモータ用永久磁石移動子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、リニアモータ用ステータの対向面に装着してある。
【００２１】
また、本発明に係るリニアモータ用永久磁石固定子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体を有する。好ましくは、前記永久磁石組立体の上面が、複数のコイルを備えるリニアモータ用移動子の作用面に対向する磁極面である。本発明に係るリニアモータ用永久磁石固定子は、上記のいずれかに記載の永久磁石組立体が、磁極数に対応した数で、リニアモータ用移動子の対向面に装着してある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施形態に係る永久磁石組立体の全体斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本発明の他の実施形態に係る永久磁石組立体の全体斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る永久磁石組立体の全体斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは本発明のさらに他の実施形態に係るモータ、発電機の部分図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは本発明のさらに他の実施形態に係るモータ、発電機の部分図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは本発明のさらに他の実施形態に係るモータ、発電機の部分図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは本発明のさらに他の実施形態に係るリニアモータの部分図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは本発明のさらに他の実施形態に係るリニアモータの部分図である。
【図２】図２は図１Ａに示す永久磁石組立体の組立例を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは実施例１（図１Ｂに対応）に係る永久磁石組立体の磁束線図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは実施例２（図１Ｃに対応）に係る永久磁石組立体の磁束線図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは比較例１に係る永久磁石組立体の磁束線図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは比較例２に係る永久磁石組立体の磁束線図である。
【図４Ａ】図４Ａは実施例３に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは実施例４に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは実施例５に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは実施例６〜２５に係る永久磁石組立体の側面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは実施例２６に係る永久磁石組立体の斜視図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは実施例２６に係る永久磁石組立体の底面一端側から見た側面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは実施例２６に係る永久磁石組立体の底面他端側から見た側面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは実施例２６に係る永久磁石組立体の上面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは比較例３に係る永久磁石組立体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２４】
第１実施形態
図１Ａに示すように、本発明の一実施形態に係る永久磁石組立体２は、永久磁石１０と、バックプレート２０とを有する。この永久磁石組立体２は、たとえば大型モータまたは大型発電機の永久磁石回転子の一部として用いられ、たとえば磁極数に対応した数でロータの外周に装着され、永久磁石１０の上面１３が、ステータの作用面に対向する磁極面となる。大型発電機としては、たとえば風力発電用発電機が考えられる。
【００２５】
図１Ａに示す永久磁石１０は、底面１２と、底面１２よりもＸ軸方向の幅が狭い上面１３と、一対の台形状の端面１４，１５と、一対の傾斜側面１６，１７とを有する。傾斜側面１６と底面１２とが交差する底面側第１角部１６１２の交差角度をθ１とし、傾斜側面１７と底面１２とが交差する底面側第２角部１７１２の交差角度をθ２とした場合に、これらの交差角度θ１およびθ２は、それぞれ鋭角であり、必ずしも同一角度である必要はないが、好ましくは略同一角度の等脚台形状であり、それぞれ、６５〜８５度の範囲内であることが望ましい。
【００２６】
永久磁石１０は、等方性フェライト焼結磁石、異方性フェライト焼結磁石、異方性希土類焼結磁石等の焼結磁石を所定形状に成形することにより、または成形後の組合せ面を加工することで得ることができる。また、永久磁石１０は、磁石粉を樹脂に混練して成形した等方性フェライトボンド磁石、異方性フェライトボンド磁石、等方性希土類ボンド磁石、異方性希土類ボンド磁石等、圧縮成形や射出成形で組合せ面を形成したボンド磁石で得ることもできる。
【００２７】
さらに、永久磁石１０は、ＣＩＭ（ceramic injection molding）成形またはＭＩＭ成形（metal injection molding）により得られる成形体を焼結することでも得られる。
【００２８】
中型回転電機または大形回転電機で高出力を得るためには、永久磁石１０として、異方性希土類焼結磁石を用いることが好ましい。
【００２９】
バックプレート２０は、直方体形状のプレート本体２１と、そのＺ軸方向の上面で、Ｘ軸方向の両側から各々Ｚ軸方向に突出してＹ軸方向に連続または断続的に形成してある楔状凸部２３，２４とを有する。楔状凸部２３，２４は、プレート本体２１と一体に成形してある。バックプレート２０は、たとえば珪素鋼板を積層して構成されていてもよく、あるいはＳ４５Ｃなどの構造用炭素鋼、ＳＳ４００などの一般構造用圧延鋼材、ＳＰＣＣなどの圧延鋼板を積層したもの、ＳＵＳ４３０などの磁性ステンレス鋼などで構成されていてもよい。ヒステリシス損や渦電流損などの鉄損を低減するためには、珪素鋼板を積層して構成するのが好ましい。
【００３０】
なお、図面において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、本実施形態では、Ｘ軸が、永久磁石１０の幅方向となり、Ｙ軸が、永久磁石１０の傾斜側面１６，１７の長手方向に一致し、Ｚ軸が、永久磁石１０の厚み（高さ）方向に一致する。
【００３１】
バックプレート２０のＺ軸方向の上面で、一対の楔状凸部２３，２４の内側には、永久磁石１０の底面が設置される設置面２２が形成してある。また、設置面２２のＸ軸方向両側から鋭角に立ち上げられて傾斜側面１６，１７の底面１２付近を覆う楔状対向面２５，２６が楔状凸部２３，２４の内側面に形成してある。楔状対向面２５，２６と設置面２２とで楔状溝２８が構成される。楔状凸部２３，２４の設置面２２からのＺ軸方向高さＺ１は、たとえば永久磁石１０のＺ軸方向高さＺ０に応じて決定され、たとえばＺ１／Ｚ０が０．２〜０．６の範囲内となるように決定される。
【００３２】
楔状対向面２５と設置面２２との交差角度をθ３とし、楔状対向面２６と設置面２２との交差角度をθ４とした場合には、これらの交差角度θ３およびθ４は、それぞれ鋭角であり、必ずしも同一角度である必要はないが、好ましくは略同一角度であり、それぞれ、次に示す関係にあることが好ましい。すなわち、好ましくはθ３≦θ１であり、さらに好ましくはθ３＜θ１である。また、好ましくはθ４≦θ２であり、さらに好ましくはθ４＜θ２である。
【００３３】
本実施形態では、楔状対向面２５と傾斜側面１６との間には、所定の隙間Ｃ１を設けてもよい。また、楔状対向面２６と傾斜側面１７との間には、所定の隙間Ｃ２を設けてもよい。これらの隙間Ｃ１およびＣ２は、相互に等しいことが好ましいが、多少異なっていても良く、それぞれ１〜３ｍｍの範囲内である。
【００３４】
これらの隙間Ｃ１およびＣ２は、たとえば以下のようにして決定されてもよい。たとえば永久磁石１０の底面におけるＸ軸方向の幅をＸ０とし、図２に示すように、楔状溝２８のＸ軸方向の開口幅をＸ３とした場合に、Ｘ３＜Ｘ０の関係を満たすように、これらの隙間Ｃ１およびＣ２が決定される。また、図２に示すように、永久磁石１０を楔状溝２８の幅狭の開口部を通してＺ軸方向の上部から楔状溝２８の内部に取り付けるためには、次の関係を満たすことが好ましい。
【００３５】
すなわち、永久磁石１０の底面側第２角部１７１２を、楔状溝２８の設置面２２と楔状対向面２６との交差凹部の中に入り込ませた時に、楔状対向面２６の上端が傾斜側面１７に接触する部分から底面側第１角部１６１２までの最短距離を、開口部の開口幅Ｘ３よりも小さくすればよい。また、図示しないが、永久磁石１０の底面側第１角部１６１２を、楔状溝２８の設置面２２と楔状対向面２５との交差凹部の中に入り込ませた時に、楔状対向面２５の上端が傾斜側面１６に接触する部分から底面側第２角部１７１２までの最短距離を、開口部の開口幅Ｘ３よりも小さくすればよい。
【００３６】
本実施形態では、図１Ａに示すように、一対の傾斜側面１６，１７の間の中心で、底面１２から略垂直に上面１３に向かう線を中心線Ｏとした場合に、永久磁石１０の配向は、中心線Ｏから各傾斜側面１６，１７の方向に離れるにしたがって中心線Ｏの方向に傾いている。すなわち、中心線Ｏを含む位置では、永久磁石１０の磁化方向は、底面１２から上面１３に向けて、中心線Ｏと略平行であり、中心線Ｏの位置から各傾斜側面１６，１７に近づくにつれて、永久磁石１０の磁化方向は、傾斜角度がきつくなるように変化する。
【００３７】
永久磁石１０の磁化方向を、中心線Ｏの位置から各傾斜側面１６，１７に近づくにつれて、傾斜角度がきつくなるように変化させるには、従来から知られているラジアル配向用金型の断面扇状のキャビティを台形状に変更することで、容易に製造可能である。
【００３８】
本実施形態に係る永久磁石組立体２では、永久磁石１０は鋭角を成す底面側第１角部１６１２と底面側第２角部１７１２とを有し、バックプレート２０は、設置面２２と楔状対向面２５、２６とから成る楔状溝２８を有し、嵌合部を構成している。このため、永久磁石１０がバックプレート２０から脱落する恐れがない。なお、永久磁石１０の底面１２は、バックプレート２０の設置面２２に接着剤で接合してあってもよい。また、隙間Ｃ１およびＣ２にも、接着剤が充填してあってもよい。あるいは、隙間Ｃ１およびＣ２には、スペーサなどの別部材（好ましくは磁性体）が介在してあってもよい。
【００３９】
また、本実施形態に係る永久磁石組立体２では、永久磁石１０の配向が、底面１２から上面１３に向けて中心線Ｏの方向に傾いているので、永久磁石１０が生じる磁束量の低下が抑制される。さらに、本実施形態では、永久磁石１０の磁化方向は、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７の方向に離れるに従って、中心線Ｏの方向に傾く角度が大きくなっている。このように構成することで、バックプレート２０に楔状溝２８を設けることによって永久磁石１０の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を補うことができる。
【００４０】
さらに本実施形態では、設置面２２と一対の楔状対向面２５，２６とは、バックプレート２０と一体に形成された磁性体である。設置面２２の両側に楔状対向面２５，２６が形成してある楔状凸部２３，２４とバックプレート２０とが一体化されれば、機械的強度が大きくなる。また、バックプレート２０が磁性体であるので、永久磁石１０の磁束がバックプレート２０に通りやすくなり、永久磁石１０の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分をさらに補うことができる。
【００４１】
しかもバックプレート２０は、珪素鋼板を積層して構成されているため、永久磁石１０の磁束がさらに通りやすくなり、永久磁石１０の体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を十分に補うことができる。
【００４２】
第２実施形態
図１Ｂに示すように、本実施形態の磁石組立体２ａは、前述した実施形態に係る磁石組立体２と以下に示す部分以外は、共通する構成と作用効果を有する。以下、特に相違する部分について説明し、図面において共通する部材には共通する符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００４３】
本実施形態の永久磁石１０ａは、Ｙ軸方向の一方の端面１４から他方の端面１５へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで組み合わされている複数の分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から成る。それぞれの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５は、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅよりも分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅが短い台形の横断面形状を有する。
【００４４】
本実施形態では、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の分割底面１２ａ〜１２ｅのＸ軸方向の各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅは、それぞれ等しいことが好ましいが、多少異なっていても良い。また、分割上面１３ａ〜１３ｅのＸ軸方向の各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅも、それぞれ等しいことが好ましいが、多少異なっていても良い。
【００４５】
本実施形態では、組立後の永久磁石１０ａの傾斜側面１６，１７に近いそれぞれの分割磁石片１０ａ１および１０ａ５の磁化方向が、分割底面１２ａ，１２ｅから分割上面１３ａ，１３ｅに向けて、中心線Ｏ（図１Ａ参照）の方向に傾いている。図１Ｂに示すように、中心線Ｏ（図１Ａ参照）を含む位置に配置される分割磁石片１０ａ３の磁化方向は、分割底面１２ｃから分割上面１３ｃに向けて、中心線Ｏ（図１Ａ参照）と略平行である。
【００４６】
分割磁石片１０ａ１〜１０ａ２のそれぞれの磁化方向は、図１Ａに示す中心線Ｏから傾斜側面１６の方向に離れるに従って、中心線Ｏの方向に傾く角度が大きくなっている。また、分割磁石片１０ａ４〜１０ａ５のそれぞれの磁化方向は、図１Ａに示す中心線Ｏから傾斜側面１７の方向に離れるに従って、中心線Ｏの方向に傾く角度が大きくなっている。
【００４７】
また本実施形態では、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の内、中心線Ｏに対して対称の位置にある分割磁石片１０ａ２，１０ａ４あるいは１０ａ１，１０ａ５が、中心線Ｏに対して実質的に線対称な断面と、実質的に線対称な磁化方向とを有している。なお、本実施形態では、各分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５では、それぞれの内部では、磁化方向は略同一である。
【００４８】
本実施形態では、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５同士が抜け止め作用を奏するので、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５を組み合わせた永久磁石１０ａがバックプレート２０から脱落するおそれを低減することができる。また、永久磁石１０ａを複数の分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の組合せにより構成することで、さらに大面積の磁極面を有する大型のモータなど電気機器を実現することが可能になる。
【００４９】
なお、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５同士の接合は、接着剤を用いてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、特許文献１とは異なり、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面１５へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される複数の分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成してある。そのため、各分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の磁化方向を、別々に設定しやすく、結果として、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７方向に離れるにしたがって中心線Ｏ方向に傾く磁力分布を容易に得ることができる。
【００５１】
本実施形態では、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の磁化方向は、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７の方向に離れるに従って、中心線Ｏ方向に傾く角度が大きくなっている。このように構成することで、バックプレート２０に楔状溝２８を設けることによって永久磁石１０ａの体積が相対的に減ることに伴う磁束の減少分を補うことができる。
【００５２】
分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の内、中心線Ｏに対して対称の位置にある分割磁石片１０ａ２，１０ａ４あるいは１０ａ１，１０ａ５が、中心線Ｏに対して実質的に線対称な断面と、実質的に線対称な磁化方向とを有している。中心線Ｏに対して対称の位置にある分割磁石片１０ａ２，１０ａ４あるいは１０ａ１，１０ａ５同士は、同じ分割磁石片を１８０度回転して配置するのみであるため、分割磁石片の形状の違いによる部品点数の増加を抑えることができる。
【００５３】
なお、上述したように、永久磁石１０ａを構成する分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の分割数が奇数の場合には、中心線Ｏを含む位置に配置される分割磁石片１０ａ３の磁化方向は、分割底面１２ｃから分割上面１３ｃに向けて、略垂直（中心線Ｏと略平行）になる。中心に配置される分割磁石片１０ａ３以外の分割磁石片１０ａ１，１０ａ２，１０ａ４，１０ａ５に関しては、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７方向に離れるにしたがって中心線Ｏ方向に傾いている。
【００５４】
永久磁石を構成する分割磁石片の分割数が偶数の場合には、分割底面から分割上面に向けて、略垂直（中心線Ｏと略平行）になる分割磁石片はなくなる。各分割磁石片の磁化方向は、中心線から傾斜側面方向に離れる分割磁石片ほど、中心線方向に傾いている。
【００５５】
第３実施形態
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、上述した第１および第２実施形態では、楔状対向面２５，２６は、永久磁石の傾斜側面１６，１７に対して隙間Ｃ１，Ｃ２を介して向き合っている。これに対して、図１Ｃに示すように、本実施形態の永久磁石組立体２ｂでは、バックプレート２０ａの楔状対向面２５，２６が傾斜側面１６，１７に対して、組立に必要な隙間はあるが、実質的に接触している。
【００５６】
このような永久磁石組立体２ｂを組み立てるには、各分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５を、バックプレート２０ａの楔状溝２８の内部に、Ｙ軸方向から差し込めばよい。
【００５７】
上述した以外は、図１Ｃに示す本実施形態の磁石組立体２ｂは、前述した実施形態に係る磁石組立体２または２ａと共通する構成と作用効果を有するので、図面において共通する部材には共通する符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００５８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５９】
たとえば、上述した実施形態では、永久磁石１０の上面１３と底面１２とが、それぞれ平面上に形成してあり、略平行であるが、それに限定されない。たとえば上面１３は、モータや発電機などの特性に応じて、凸状曲面であってもよく、あるいは凹状曲面であっても良い。また、底面１２に関しても同様である。さらに、傾斜側面１６，１７および端面１４，１５に関しても、必ずしも平面である必要はなく、曲面であっても良い。
【００６０】
また、上述した実施形態では、永久磁石１０，１０ａの上面１３をＮ極としたが、逆の磁極面であるＳ極としてもよい。
【００６１】
さらに、本発明の永久磁石組立体は、図１Ｄに示すような、磁極数に対応した数でロータ３０の外周に装着してある永久磁石回転子を持つ通常のインナーロータ型のモータにも応用可能である。また、発電機以外に、図１Ｅに示すような、磁極数に対応した数でロータ３０の内周に装着してある永久磁石回転子を持つ通常のアウターロータ型のモータ、発電機、磁極数に対応した数でロータ３０の内周に装着してある永久磁石回転子を持つ通常のアウターロータ型のモータ、発電機にも応用可能である。さらに、図１Ｆに示すような、磁極数に対応した数でロータ３０の平面に装着してある永久磁石回転子を持つ通常のアキシャルギャップ型のモータ、発電機にも応用可能である。
【００６２】
さらに、本発明の永久磁石組立体は、図１Ｇおよび図１Ｈに示すように、リニアモータの永久磁石ステータ（固定子）３２または永久磁石移動子３４にも応用可能である。その場合には、永久磁石組立体の上面が、複数のコイルを備えるリニアモータの作用面に対向する磁極面として機能してもよい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００６４】
実施例１ 
図１Ｂに示す永久磁石組立体２ａについて、磁束線図を求めた結果を図３Ａに示す。ここで、ＸＡ＝２００ｍｍ、Ｙ０＝１０００ｍｍ、ＺＡ＝５０ｍｍ、Ｚ０＝５０ｍｍ、Ｘ０＝１７５ｍｍ、Ｘ１＝１５５ｍｍ、Ｘ２＝１８０ｍｍである。また、永久磁石１０として、異方性希土類焼結磁石を用いている。また、永久磁石組立体２ａの上面１３からの磁束を計算した結果を表１に示す。
【００６５】
実施例２ 
図１Ｃに示す永久磁石組立体２ｂについて、磁束線図を求めた結果を図３Ｂに示す。ここで、ＸＡ＝２００ｍｍ、Ｙ０＝１０００ｍｍ、ＺＡ＝５０ｍｍ、Ｚ０＝５０ｍｍ、Ｘ０＝Ｘ２＝１８０ｍｍ、Ｘ１＝１６０ｍｍである。また、永久磁石１０として、異方性希土類焼結磁石を用いている。また、永久磁石組立体２ｂの上面１３からの磁束を計算した結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１ 
傾斜側面を持たない永久磁石を用いると共に、楔状溝を持たないバックプレートを用いた以外は、実施例２と同様な図３Ｃに示す永久磁石組立体について、磁束線図を求めた結果を図３Ｃに示す。ここで、ＸＡ＝２００ｍｍ、Ｙ０＝１０００ｍｍ、ＺＡ＝５０ｍｍ、Ｚ０＝５０ｍｍである。また、永久磁石１０として、異方性希土類焼結磁石を用いている。また、永久磁石組立体の上面からの磁束を計算した結果を表１に示す。
【００６７】
比較例２ 
全ての磁石片の磁化方向が、底面に垂直である以外は、実施例２と同様な図３Ｄに示す永久磁石組立体について、磁束線図を求めた結果を図３Ｄに示す。
ここで、ＸＡ＝２００ｍｍ、Ｙ０＝１０００ｍｍ、ＺＡ＝５０ｍｍ、Ｚ０＝５０ｍｍ、Ｘ０＝Ｘ２＝１８０ｍｍ、Ｘ１＝１６０ｍｍである。また、永久磁石１０として、異方性希土類焼結磁石を用いている。また、永久磁石組立体の上面からの磁束を計算した結果を表１に示す。
【００６８】
評価
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、実施例１および実施例２では、以下のことが確認できた。
【００６９】
すなわち、磁束が磁石表面からより直角方向に向いて出ているので磁石表面に垂直な磁束成分のロスが少ない。また、磁石側面から漏れる磁束の本数が少なく、磁束の無駄が少ない。
【００７０】
図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、比較例１および比較例２では、以下のことが確認できた。
【００７１】
すなわち、磁束が磁石表面から斜めに出ているので磁石表面に垂直な磁束成分が減っている。また、磁束が磁石側面から漏れており、磁束が無駄になっている。
【００７２】
また、表１に示すように、比較例１および比較例２に比べて、実施例１および実施例２では、磁束が大きいことも確認できた。
【００７３】
【表１】
2019054670.tif 000003
【００７４】
実施例３ 
図４Ａに示すように、実施例３における永久磁石１０ａは、上面１３の幅Ｘ１＝１６０ｍｍ、底面１２の幅Ｘ２＝１８０ｍｍ、Ｙ方向の長さＹ０＝１０００ｍｍ、厚さＺ０＝５０ｍｍとなっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面へと向かう分割面１８ａで分割される２つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ２から構成されている。
【００７５】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｂの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｂはそれぞれ９０ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｂの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｂはそれぞれ８０ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００７６】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１は、上面１３に垂直な方向を０°とし、ＣＣＷ（反時計回り）方向に傾いた時を正の角度を持つと定めた時、−１５°になっている。同様に、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２は、＋１５°になっている。また、永久磁石組立体２ｃの上面１３からの磁束を計算した結果を表２に示す。
【００７７】
実施例４ 
図４Ｂに示すように、実施例４における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の幅Ｘ１、底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面へと向かう分割面１８ａ〜１８ｂで分割される３つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ３から構成されている。
【００７８】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｃの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｃはそれぞれ６０ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｃの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｃはそれぞれ５３．３ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００７９】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１は−３０°、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３は＋３０°になっている。永久磁石１０ａの中央に配置されている分割磁石片１０ａ２の磁化方向は０°になっている。また、永久磁石組立体２ｄの上面１３からの磁束を計算した結果を表２に示す。
【００８０】
実施例５ 
図４Ｃに示すように、実施例５における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の幅Ｘ１、底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面へと向かう分割面１８ａ〜１８ｃで分割される４つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ４から構成されている。
【００８１】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｄの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｄはそれぞれ４５ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｄの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｄはそれぞれ４０ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００８２】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１は−３０°、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２は−１５°、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３は＋１５°、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４は＋３０°になっている。また、永久磁石組立体２ｅの上面１３からの磁束を計算した結果を表２に示す。
【００８３】
【表２】
2019054670.tif 000004
【００８４】
表２に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例３〜５のいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。
【００８５】
実施例６〜７ 
図４Ｄに示すように、実施例６〜７における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される５つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成されている。
【００８６】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅはそれぞれ３６ｍｍであるが、上面１３の幅Ｘ１の違いにより５等分されており、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅはそれぞれ表３に示す通りとなっているが、いずれも分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００８７】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表３に示す値となっている。
【００８８】
また、実施例６ａおよび７ａにおける永久磁石１０ａの分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅはそれぞれ表３に示す通りとなっている。さらに、実施例６ａの交差角度θ１およびθ２は、それぞれ８５°であり、実施例７ａの交差角度θ１およびθ２は、それぞれ６５°となっている。また、永久磁石組立体２ｆの上面１３からの磁束を計算した結果を表３に示す。
【００８９】
【表３】
2019054670.tif 000005
【００９０】
表３に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例６、実施例７、実施例６ａ、実施例７ａのいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。また、交差角度θ１およびθ２は、それぞれ６５°〜８５°で磁束が大きいことが確認できた。
【００９１】
実施例８〜１０ 
図４Ｄに示すように、実施例８〜１０における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の幅Ｘ１、底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される５つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成されている。
【００９２】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅ、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅは、表４に示す通り、それぞれが異なる値になっているが、それぞれの分割磁石片は、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００９３】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表４に示す値となっている。また、永久磁石組立体２ｆの上面１３からの磁束を計算した結果を表４に示す。
【００９４】
【表４】
2019054670.tif 000006
【００９５】
表４に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例８〜１０のいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。
【００９６】
このことから、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅ、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅがそれぞれが異なる値になっていても、本発明の効果は維持されることが確認された。
【００９７】
実施例１１〜１３ 
図４Ｄに示すように、実施例１１〜１３における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の幅Ｘ１、底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面１５へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される５つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成されている。
【００９８】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅはそれぞれ３６ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅはそれぞれ３２ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【００９９】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表５に示す値となっている。また、永久磁石組立体２ｆの上面１３からの磁束を計算した結果を表５に示す。
【０１００】
【表５】
2019054670.tif 000007
【０１０１】
表５に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例１１〜１３のいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。
【０１０２】
このことから、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の磁化方向θａ１〜θａ５は、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７方向に離れるにしたがって中心線Ｏ方向に傾いていれば、必ずしも角度が同じでなくても、本発明の効果は維持されることが確認された。
【０１０３】
実施例１４〜２２ 
図４Ｄに示すように、実施例１４〜２２における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面１５へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される５つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成されている。
【０１０４】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅはそれぞれ３６ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅはそれぞれ３２ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【０１０５】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表６に示す値となっている。また、永久磁石組立体２ｆの上面１３からの磁束を計算した結果を表６に示す。
【０１０６】
【表６】
2019054670.tif 000008
【０１０７】
表６に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例１４〜２２のいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。
【０１０８】
このことから、分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５の磁化方向θａ１〜θａ５は、中心線Ｏから傾斜側面１６，１７方向に離れるにしたがって中心線Ｏ方向に傾いていれば、異なる角度でも、本発明の効果は維持されることが確認された。
【０１０９】
実施例２３〜２５ 
図４Ｄに示すように、実施例２３〜２５における永久磁石１０ａは、実施例３と同様の底面１２の幅Ｘ２、Ｙ方向の長さＹ０、厚さＺ０となっている。尚、永久磁石１０ａは、傾斜側面１６と傾斜側面１７との間の上面１３および底面１２を、一方の端面から他方の端面１５へと向かう分割面１８ａ〜１８ｄで分割される５つの分割磁石片１０ａ１〜１０ａ５から構成されている。
【０１１０】
この時、分割底面１２ａ〜１２ｅの各幅Ｘ０ａ〜Ｘ０ｅはそれぞれ３６ｍｍであり、分割上面１３ａ〜１３ｅの各幅Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅはそれぞれ３２ｍｍであり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。
【０１１１】
分割磁石片１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表７に示す値となっている。また、永久磁石１０のＺ軸方向高さＺ０、楔状凸部２３，２４の設置面２２からのＺ軸方向高さＺ１は、それぞれ表７に示す値となっている。また、永久磁石組立体２ｆの上面１３からの磁束を計算した結果を表７に示す。
【０１１２】
【表７】
2019054670.tif 000009
【０１１３】
表７に示すように、表１に示す比較例１および比較例２に比べて、実施例２３〜２５のいずれにおいても、磁束が大きいことが確認できた。
【０１１４】
また、このことから、Ｚ１／Ｚ０が０．２〜０．６の範囲内において、比較例１および比較例２に比べて、磁束が大きいことが確認できた。
【０１１５】
実施例２６ 
図４Ｅ〜図４Ｈに示すように、実施例２６における永久磁石１１０ａは、Ｙ方向の長さ２００ｍｍ、Ｚ軸方向高さＺ０＝２０ｍｍであり、その底面一端１１２ａの幅Ｘ２ａ（図４Ｆ）は９０ｍｍ、その底面他端１１２ｂの幅Ｘ２ｂ（図４Ｇ）は１０７．４６ｍｍとなっており、底面１１２が台形状になっている。尚、永久磁石１１０ａは、傾斜側面１１６と傾斜側面１１７との間の上面１１３および底面１１２を、一方の端面１１５ａから他方の端面１１５ｂへと向かう分割面１１８ａ〜１１８ｄで分割される５つの分割磁石片１１０ａ１〜１１０ａ５から構成されている。
【０１１６】
この時、図４Ｆに示す底面一端１１２ａの分割底面の２１２ａ〜２１２ｅの各幅Ｘ１００ａ〜Ｘ１００ｅと、図４Ｇに示す底面他端１１２ｂの分割底面の２１２ｆ〜２１２ｊの各幅Ｘ１００ｆ〜Ｘ１００ｊと、図４Ｆに示す上面一端１１３ａの分割上面２１３ａ〜２１３ｅの各幅Ｘ１０１ａ〜Ｘ１０１ｅと、図４Ｇに示す上面他端１１３ｂの分割上面２１３ｆ〜２１３ｊの各幅Ｘ１０１ｆ〜Ｘ１０１ｊとは、それぞれ表８に示す値であり、分割底面の幅より分割上面の幅が短い台形の横断面形状になっている。さらに、図４Ｆに示す上面一端１１３ａの幅は８３．６６ｍｍ、図４Ｇに示す上面他端１１３ｂの幅は１０１．１２ｍｍとなっており、上面１１３が台形状になっている。
【０１１７】
図４Ｆに示す分割磁石片１１０ａ１の磁化方向θａ１、分割磁石片１１０ａ２の磁化方向θａ２、分割磁石片１１０ａ３の磁化方向θａ３、分割磁石片１１０ａ４の磁化方向θａ４、分割磁石片１１０ａ５の磁化方向θａ５は、それぞれ表８に示す値となっている。
【０１１８】
図４Ｆに示すように、バックプレート１２０は、永久磁石１１０ａの台形状の底面１１２に対応する台形状の設置面１２２と楔状対向面１２５、１２６とから成る楔状溝１２８を有し、嵌合部を構成している。台形状の設置面１２２の設置面一端１２２ａの幅は９６ｍｍ、図４Ｇに示す設置面他端１２２ｂの幅は１１３．４６ｍｍとなっている。また、永久磁石組立体２ｇの上面１３からの磁束を計算した結果を表８に示す。
【０１１９】
比較例３ 
比較例３として、傾斜側面を持たない永久磁石を用いると共に、楔状溝を持たないバックプレートを用いた以外は、実施例２６と同様な図４Ｉに示す永久磁石組立体２ｈの上面からの磁束を測定計算した結果を表８に示す。
【０１２０】
比較例４ 
比較例４として、全ての磁石片の磁化方向が、底面に垂直である以外は、実施例２６と同様な図４Ｅに示す永久磁石組立体の上面からの磁束を測定計算した結果を表８に示す。
【０１２１】
【表８】
2019054670.tif 000010
【０１２２】
表８に示すように、比較例３および比較例４に比べて、実施例２６の磁束が大きいことが確認できた。
【０１２３】
以上説明した通り、本発明の永久磁石組立体、永久磁石回転子、モータおよび発電機は、バックプレートからの永久磁石の脱落を防止できるとともに、永久磁石の大きさをバックプレートの幅より小さくしても、永久磁石が発生する磁束の低下を抑制することができる。これにより、簡易な構造を有し且つ製造コストが低減されて経済性および生産性をも高めることが可能なので、発電機やモータなどの回転電機一般、並びにそれらを備える各種機器、設備、システム等に広く且つ有効に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
２，２ａ〜２ｈ…  磁石組立体
１０，１０ａ，１１０ａ…  永久磁石
１０ａ１〜１０ａ５，１１０ａ１〜１１０ａ５…  分割磁石片
１２，１１２…  底面
１２ａ〜１２ｅ，２１２ａ〜２１２ｊ…  分割底面
１３，１１３…  上面
１３ａ〜１３ｅ，２１３ａ〜２１３ｊ…  分割上面
１４，１５，１１５ａ〜１１５ｂ…  端面
１６，１７，１１６，１１７…  傾斜側面
１６１２…  底面側第１角部
１７１２…  底面側第２角部
１７２４…  凸部接触部
１８ａ〜１８ｄ…  分割面
２０，１２０…  バックプレート
２１…  プレート本体
２２…  設置面
２３，２４…  楔状凸部
２５，２６，１２５，１２６…  楔状対向面
２８，１２５…  楔状溝
３０…  ロータ
３２…  ステータ
３４…  移動子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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