(57)【要約】【課題】永久磁石の角部における減磁耐力を向上させることが可能な技術の実現。【解決手段】永久磁石１は、ロータ３とステータ２とを備える回転電機に用いられ、互いに反対側を向くように形成された一対の磁極面部ＭＦと、一対の磁極面部ＭＦ以外の面である非磁極面部Ｆと、磁極面部ＭＦと非磁極面部Ｆとの境界部分に形成された複数の角部Ｃと、を有している。複数の角部Ｃのうち、ロータ３とステータ２との間のギャップＧの最も近くに配置される角部Ｃを対象角部Ｃ１として、対象角部Ｃ１における磁化方向が、磁極面部ＭＦの磁石幅方向の中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータとを備える回転電機に用いられる永久磁石であって、
互いに反対側を向くように形成された一対の磁極面部と、
一対の前記磁極面部以外の面である非磁極面部と、
前記磁極面部と前記非磁極面部との境界部分に形成された複数の角部と、を有し、
一対の前記磁極面部が並ぶ方向を磁石厚さ方向とし、当該磁石厚さ方向に直交する方向を磁石幅方向とし、複数の前記角部のうち、前記ロータと前記ステータとの間のギャップの最も近くに配置される前記角部を対象角部として、
前記対象角部における磁化方向が、前記磁極面部の前記磁石幅方向の中央部における磁化方向に比べて、前記磁石幅方向の外側に傾いている永久磁石。
【請求項２】
前記中央部を含む前記磁石幅方向の中央領域と、前記対象角部を含むと共に前記中央領域に対して前記対象角部側に隣接する外側領域と、で磁化方向が異なっており、
前記対象角部における磁化方向が、前記対象角部と、前記外側領域における前記対象角部から最も遠い位置とを結ぶ方向に沿う方向とされている請求項１に記載の永久磁石。
【請求項３】
前記対象角部に、平面状に面取りされた面取り部が形成され、
前記対象角部における磁化方向が、前記面取り部の成す面に対して直交する方向に沿う方向とされている請求項１又は２に記載の永久磁石。
【請求項４】
複数の前記角部には、前記対象角部に対して前記磁石幅方向及び前記磁石厚さ方向の反対側に配置された対角部が含まれ、
前記対象角部における磁化方向が、前記対象角部と前記対角部とを結ぶ対角線に沿う方向とされている請求項１から３のいずれか一項に記載の永久磁石。
【請求項５】
前記対象角部における磁化方向が、当該対象角部の二等分線に沿う方向とされている請求項１から４のいずれか一項に記載の永久磁石。
【請求項６】
一対の前記磁極面部のうち少なくとも一方が、平面状に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の永久磁石。
【請求項７】
前記磁石幅方向及び前記磁石厚さ方向の全域に亘って一体的に形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータとステータとを備える回転電機に用いられる永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１（特開２０１１−２５４５７３号公報）には、ロータ（１０）とステータ（２０）とを備える回転電機（１）が開示されている。そして、この回転電機（１）のロータ（１０）には、界磁として機能する永久磁石（１１）が埋設されている。一般的にこのような永久磁石（１１）は、その厚み方向（図２に示す例ではロータ（１０）の径方向）に磁化されていることが多い。永久磁石（１１）から発生する磁束は、ステータ（２０）に鎖交してトルクの発生に寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、永久磁石は、様々な要因によって減磁することがある。その減磁の要因の１つとして、例えば、外部磁界の影響によるものがある。すなわち、上記のような回転電機（１）に用いられる永久磁石（１１）では、ステータ（２０）から発生する磁界（外部磁界）の影響によって減磁することがある。特に、永久磁石（１１）の各部分の中でもロータ（１０）とステータ（２０）との間のギャップの最も近くに配置される角部において、減磁が発生し易いことが知られている。このような減磁を抑制するには、永久磁石の磁化方向の長さを長くして減磁耐力を向上させることが考えられるが、特許文献１の永久磁石（１１）は、その点について特段考慮されたものではなかった。
【０００５】
そこで、永久磁石の角部における減磁耐力を向上させることが可能な技術の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る永久磁石は、
ロータとステータとを備える回転電機に用いられる永久磁石であって、
互いに反対側を向くように形成された一対の磁極面部と、
一対の前記磁極面部以外の面である非磁極面部と、
前記磁極面部と前記非磁極面部との境界部分に形成された複数の角部と、を有し、
一対の前記磁極面部が並ぶ方向を磁石厚さ方向とし、当該磁石厚さ方向に直交する方向を磁石幅方向とし、複数の前記角部のうち、前記ロータと前記ステータとの間のギャップの最も近くに配置される前記角部を対象角部として、
前記対象角部における磁化方向が、前記磁極面部の前記磁石幅方向の中央部における磁化方向に比べて、前記磁石幅方向の外側に傾いている。
【０００７】
本構成によれば、対象角部における磁化方向で磁化された領域の当該磁化方向に沿った長さ（以下、簡略化のため「磁化方向領域長さ」と称する。）を、磁極面部の磁石幅方向の中央部における磁化方向領域長さに比べて長くすることが容易となる。磁化方向領域長さが長くなることで、当該磁化方向とは逆向きに作用する磁束に対する耐久性が向上し、減磁耐力が向上する。従って、本構成によれば、永久磁石の角部、詳細には、減磁し易いロータとステータとの間のギャップの最も近くに配置される対象角部において、減磁耐力を向上させることが可能となる。
【０００８】
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】永久磁石の斜視図
【図２】永久磁石が実装された回転電機の軸方向視図
【図３】回転電機の軸方向視における要部拡大図
【図４】永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図５】比較例を示す図
【図６】第２実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図７】第３実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図８】第４実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図９】第５実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図１０】第６実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図１１】第７実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図１２】第８実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図１３】第９実施形態に係る永久磁石の磁化方向を示す説明図
【図１４】その他の実施形態に係る永久磁石を示す図
【図１５】その他の実施形態に係る永久磁石を示す図
【図１６】その他の実施形態に係る永久磁石を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．第１実施形態
以下、永久磁石の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、永久磁石１は、互いに反対側を向くように形成された一対の磁極面部ＭＦと、一対の磁極面部ＭＦ以外の面である非磁極面部Ｆと、磁極面部ＭＦと非磁極面部Ｆとの境界部分に形成された複数の角部Ｃと、を有している。本例では、永久磁石１は、本体部１０を有しており、磁極面部ＭＦは、当該本体部１０を挟んで互いに反対側を向くように形成されている。また、磁極面部ＭＦおよび非磁極面部Ｆは、永久磁石１の表面を構成している。永久磁石１は、例えば、ネオジウム磁石等の希土類磁石により構成されている。
【００１２】
本明細書では、図１に示すように、一対の磁極面部ＭＦが並ぶ方向を磁石厚さ方向Ｔとし、磁石厚さ方向Ｔに直交する方向を磁石幅方向Ｗとし、磁石厚さ方向Ｔ及び磁石幅方向Ｗに直交する方向を磁石奥行方向Ｌとする。なお、本例では、回転電機１００の周方向に沿う方向を磁石幅方向Ｗ、回転電機１００の軸方向に沿う方向を磁石奥行方向Ｌとしている。また、本明細書では、寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差（製造上許容され得る程度の誤差）による差異を有する状態をも含む概念として用いている。
【００１３】
本実施形態では、永久磁石１は、磁石厚さ方向Ｔ及び磁石幅方向Ｗに比べて、磁石奥行方向Ｌに長い形状を有する。換言すれば、本実施形態に係る永久磁石１は、磁石奥行方向Ｌを長手方向とする長尺状（例えば、棒状や板状等）に形成されている。図示の例では、永久磁石１は、磁石厚さ方向Ｔ視で矩形状の板状に形成されている。なお、永久磁石１は、図１に示された形態よりも更に磁石奥行方向Ｌに長い形状とされていても良い。或いは、永久磁石１は、磁石厚さ方向Ｔ及び磁石幅方向Ｗに比べて、磁石奥行方向Ｌが短い形状とされていても良い。
【００１４】
本実施形態では、永久磁石１は、一対の磁極面部ＭＦのうち少なくとも一方が、平面状に形成されている。図示の例では、一対の磁極面部ＭＦのうち一方が、平面状に形成されている。なお、一対の磁極面部ＭＦのうちの他方は、曲面状、具体的には部分的な円筒面状とされている。
【００１５】
図１に示すように、一対の磁極面部ＭＦは、磁石厚さ方向Ｔの両側から本体部１０を挟んで互いに反対方向を向くように形成されている。また、一対の磁極面部ＭＦ以外の面が非磁極面部Ｆとされている。ここでは、非磁極面部Ｆには、磁石幅方向Ｗの両側から本体部１０を挟んで互いに反対方向を向くように形成された面と、磁石奥行方向Ｌの両側から本体部１０を挟んで互いに反対方向を向くように形成された面とが含まれる。
【００１６】
上述のように、角部Ｃは、永久磁石１における、磁極面部ＭＦと非磁極面部Ｆとの境界部分に形成されている。図１に示す例では、角部Ｃは、２つの面が交差する交線部分（稜線部分）となっている。そして、本実施形態では、磁石奥行方向Ｌの位置に関わらず、永久磁石１の磁石奥行方向Ｌに直交する断面の形状は同じであり、各断面での磁化方向の状態も同じである。そこで、以下では、図３〜１１に示すように、永久磁石１を磁石奥行方向Ｌに直交する面で切断したある一つの断面を用いて、永久磁石１の詳細について説明する。
【００１７】
この永久磁石１は、ロータ３とステータ２とを備える回転電機１００に用いられる（図２参照）。以下、図２を参照して、永久磁石１が用いられる回転電機１００の構成について説明する。
【００１８】
１−１．回転電機の構成
図２には、第１実施形態に係る永久磁石１を備えた回転電機１００が示されている。なお、図２では、回転電機１００に含まれ得る他の構成要素（例えば、シャフト、エンドプレート等）を省略して示している。
【００１９】
本願において「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
【００２０】
回転電機１００は、ステータ２とロータ３とを備えている。ロータ３は、ステータ２が発生させた回転磁界と同期して回転するように構成されている。本明細書では、ロータ３の回転軸心ＡＸを基準に、軸方向、径方向、及び、周方向を定義するものとする。また、
径方向において、回転軸心ＡＸから遠ざかる側を径方向外側とし、その反対側であって回転軸心ＡＸに接近する側を径方向内側とする。なお、周方向は、軸方向視において、回転軸心ＡＸの周りを旋回する方向をいうものとする。
【００２１】
図２に示すように、永久磁石１は、ロータ３とステータ２とを備える回転電機１００に用いられる。図２には、ロータ３がステータ２に対して径方向内側に配置された、いわゆるインナーロータ型の回転電機１００が示されている。すなわち、本例では、永久磁石１は、インナーロータ型の回転電機１００のロータ３に用いられる。但し、これに限らず、永久磁石１は、ロータがステータに対して径方向外側に配置された、いわゆるアウターロータ型の回転電機に用いられても良い。更に、永久磁石１は、上記のようなラジアルギャップ型の回転電機１００に関わらず、アキシャルギャップ型の回転電機に用いられても良い。
【００２２】
ロータ３は、ロータコア３１と、永久磁石１と、不図示のシャフト等とを備えている。ロータコア３１は、例えば電磁鋼板が軸方向に複数枚積層されて構成される。ロータコア３１は、永久磁石１が挿入される磁石挿入孔３２を有している。磁石挿入孔３２は、図２に示すように、周方向に複数個並んで配置される。ここでは、磁石挿入孔３２は、周方向に一定の間隔で配置される。磁石挿入孔３２のそれぞれは、軸方向に延びており、互いに同一の形状を有する。
【００２３】
ロータコア３１は、ＩＰＭ（Internal Permanent Magnet）モータ用であり、磁石挿入孔３２は、径方向および周方向に閉じている。すなわち、本例では、磁石挿入孔３２は、ロータコア３１の軸方向の両端面において軸方向に開口している。
【００２４】
永久磁石１は、複数の磁石挿入孔３２のそれぞれに挿入される。図示の例では、ロータコア３１に８つの磁石挿入孔３２が設けられており、これら８つの磁石挿入孔３２のそれぞれに永久磁石１が挿入されている。すなわち、ロータ３は、８つの磁極を有する。但し、これに限らず、ロータ３の磁極数は任意の偶数に設定することができる。
【００２５】
本実施形態では、複数の永久磁石１のそれぞれは、周方向に沿って極性が交互に反対となるように配置されている。具体的には、径方向外側から径方向内側に見た場合に、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に現れるように各永久磁石１の極性が設定されている。
【００２６】
図３に示すように、ロータコア３１は、磁束が通るための磁路形成部３３を有している。磁路形成部３３は、磁石挿入孔３２に挿入された永久磁石１を囲むように形成される。本例では、磁路形成部３３は、永久磁石１（磁石挿入孔３２）を、周方向の両側および径方向内側から囲むように形成されている。また、ロータコア３１は、永久磁石１をロータコア３１内に保持するためのブリッジ部３４を有している。本例では、ブリッジ部３４は、永久磁石１（磁石挿入孔３２）の径方向外側に配置されて、周方向の両側の磁路形成部３３を連結している。
【００２７】
図２に示すように、ステータ２は、ステータコア２１とステータコイル２２とを有している。ステータコア２１は、例えば複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されており、略円筒状に形成されている。ステータコア２１の内周面側（径方向内側）には、周方向に一定間隔で複数のティース２３が形成されている。周方向に隣り合う一対のティース２３の間には、溝状のスロット２４が形成されている。ステータコイル２２は、これら複数のスロット２４内に巻装される。ステータコイル２２に交流が通電されることで、ステータ２は磁束（回転磁界）を発生させる。
【００２８】
１−２．永久磁石の構成
次に、永久磁石１の構成について、詳細に説明する。図３は、回転電機１００の軸方向視における要部拡大断面図であり、永久磁石１を磁石奥行方向Ｌに直交する面で切断した断面形状を示している。なお、図３以降の各図では、ステータ２の詳細な構成（例えばティース２３やスロット２４等）を省略している。
【００２９】
なお、以下では、磁石厚さ方向Ｔにおける一方側（図示の例では、径方向外側に相当する側）を磁石厚さ方向第１側Ｔ１とし、その反対側（図示の例では、径方向内側に相当する側）を磁石厚さ方向第２側Ｔ２とする。また、磁石幅方向Ｗにおける一方側（図中左側）を磁石幅方向第１側Ｗ１とし、その反対側（図中右側）を磁石幅方向第２側Ｗ２とする。
【００３０】
図３に示すように、一対の磁極面部ＭＦのうち一方は、磁石厚さ方向第１側Ｔ１において当該磁石厚さ方向第１側Ｔ１を向くように形成され、他方は、磁石厚さ方向第２側Ｔ２において当該磁石厚さ方向第２側Ｔ２を向くように形成されている。ここでは、一対の磁極面部ＭＦのうち磁石厚さ方向第１側Ｔ１を向く方を第１磁極面部１１とし、磁石厚さ方向第２側Ｔ２を向く方を第２磁極面部１２とする。
【００３１】
図３に示すように、本例では、一対の磁極面部ＭＦのうち第２磁極面部１２が、平面状に形成されている。そして、第１磁極面部１１は、部分的な円筒面状に形成されている。
【００３２】
また本実施形態では、本体部１０を磁石幅方向Ｗの両側から挟む一対の非磁極面部Ｆのうち、一方は、磁石幅方向第１側Ｗ１において当該磁石幅方向第１側Ｗ１を向くように形成され、他方は、磁石幅方向第２側Ｗ２において当該磁石幅方向第２側Ｗ２を向くように形成されている。ここでは、一対の非磁極面部Ｆのうち磁石幅方向第１側Ｗ１を向くように形成されている方を第１非磁極面部１３とし、磁石幅方向第２側Ｗ２を向くように形成されている方を第２非磁極面部１４とする。
【００３３】
上述のように、本実施形態では、角部Ｃは、磁極面部ＭＦと非磁極面部Ｆとが交差する交線部分（稜線部分）であり、図３に示すような磁石奥行方向Ｌに直交する断面では磁極面部ＭＦに対応する辺と非磁極面部Ｆに対応する辺との交点を含む頂点部分である。図３に示す例では、角部Ｃは、第１磁極面部１１と第１非磁極面部１３とが交差することにより形成される頂点部分、第１磁極面部１１と第２非磁極面部１４とが交差することにより形成れる頂点部分、第２磁極面部１２と第１非磁極面部１３とが交差することにより形成される頂点部分、及び、第２磁極面部１２と第２非磁極面部１４とが交差することにより形成される頂点部分、の４箇所に形成されている。
【００３４】
ところで、回転電機１００に用いられる永久磁石１では、ステータ２から発生する磁界（外部磁界）の影響によって減磁することがある。特に、永久磁石１の各部分の中でもロータ３とステータ２との間のギャップＧの最も近くに配置されている角部Ｃにおいて、減磁が発生し易いことが知られている。
【００３５】
その対策として、この永久磁石１では、図４に示すように、複数の角部Ｃのうち、ロータ３とステータ２との間のギャップＧの最も近くに配置される角部Ｃを対象角部Ｃ１として、この対象角部Ｃ１における磁化方向が、磁極面部ＭＦの磁石幅方向Ｗの中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾くように構成している。本例では、対象角部Ｃ１における磁化方向で磁化された領域の当該磁化方向に沿った長さ（磁化方向領域長さ）である対象磁化方向領域長さＭが、磁極面部ＭＦの磁石幅方向Ｗの中央部１５における磁化方向領域長さである中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなっている。磁化方向領域長さが長くなるに従って、減磁耐力が増す。従って、この構成によれば、対象角部Ｃ１における減磁耐力を向上させることが可能となる。
【００３６】
なお、ここでの「磁化方向」は、磁性体を着磁させて永久磁石１を得る際の着磁方向に等しく、換言すれば、磁性体の磁化容易方向を一定方向に整列させる（配向する）際の配向方向に等しい。従って、「磁化方向」は、配向後における磁化容易方向ということもできる。
【００３７】
磁化方向の傾きの調整は、例えば、磁性体を着磁する際の磁場の向きを調整することにより行うことができる。また、例えば、着磁後の磁性体に圧力を加えて変形させることにより、磁化方向の傾きを調整することができる。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態では、第１磁極面部１１の中央部１５において、ロータ３の径方向と磁石厚さ方向Ｔとが一致するように、ロータ３に対して永久磁石１が配置されている。そして、永久磁石１における、中央部１５よりも磁石幅方向第１側Ｗ１の部分と、中央部１５よりも磁石幅方向第２側Ｗ２の部分とは、中央部１５を境に磁石幅方向Ｗで対称となっている。従って、図４に示すように、本例では、複数の角部Ｃのうち、第１磁極面部１１の磁石幅方向Ｗの両端部の２つの角部Ｃについて、ギャップＧに対する距離が同じになっている。従って、第１磁極面部１１における、磁石幅方向第１側Ｗ１の端部に形成された第１対象角部Ｃ１１と、磁石幅方向第２側Ｗ２の端部に形成された第２対象角部Ｃ１２と、の双方が、対象角部Ｃ１となる。
【００３９】
本実施形態に係る永久磁石１には、磁化方向が異なる領域として、中央部１５を含む磁石幅方向Ｗの中央領域Ｅｍと、対象角部Ｃ１を含むと共に中央領域Ｅｍに対して対象角部Ｃ１側に隣接する外側領域Ｅｓと、が設定されている。図中の一点鎖線が、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとの境界を示している。本例では、対象角部Ｃ１における磁化方向領域長さである対象磁化方向領域長さＭが、磁極面部ＭＦの磁石幅方向Ｗの中央部１５における磁化方向領域長さである中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。図示の例では、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとの双方が、永久磁石１における磁石厚さ方向Ｔの全域に設定されていると共に、磁石幅方向Ｗにおいて互いに隣接するように設定されている。但し、これに限らず、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとは、任意の形状および大きさに設定することができる。なお、図示の例では、中央領域Ｅｍを挟んで磁石幅方向Ｗの両外側に外側領域Ｅｓが設定されている。
【００４０】
また本実施形態では、中央領域Ｅｍにおける磁化方向は、磁石厚さ方向Ｔに沿う方向とされている。一方、対象角部Ｃ１における磁化方向は、対象角部Ｃ１と、外側領域Ｅｓにおける対象角部Ｃ１から最も遠い位置Ｐとを結ぶ方向に沿う方向とされている。本例では、位置Ｐは、外側領域Ｅｓ内における、対象角部Ｃ１に対して磁石幅方向Ｗ及び磁石厚さ方向Ｔの反対側の位置、すなわち、対象角部Ｃ１の対角位置である。
【００４１】
このような構成により、図４に示すように、対象磁化方向領域長さＭを、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くすることができる。従って、ステータ２から発生する磁界（外部磁界）の影響を受け易い対象角部Ｃ１において、減磁耐力を向上させることができる。
【００４２】
なお、本例では、永久磁石１は、磁石幅方向Ｗ及び磁石厚さ方向Ｔの全域に亘って一体的に形成されている。例えば、一体物として形成された磁性体を、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとで磁化方向を異ならせるように着磁させることにより、本実施形態に係る永久磁石１を形成しても良い。或いは、それぞれ異なる磁化方向に着磁させた複数の永久磁石部材を接合或いは接着することにより、一体的な永久磁石１を形成しても良い。
【００４３】
１−３．比較例
本実施形態に係る永久磁石１と比較するための比較例に係る永久磁石９（以下、単に「比較例９」という。）を、図５に示す。以下、本実施形態に係る永久磁石１と比較例９とを比較する。なお、比較例９において、本実施形態に係る永久磁石１と対応する部分については、同一の参照符号を付して説明する。
【００４４】
図５に示すように、比較例９は、本実施形態に係る永久磁石１と同一の形状を有する。但し、比較例９では、磁化方向が、磁石幅方向Ｗの全域において、一様に、磁石厚さ方向Ｔに沿う方向とされている点で、本実施形態に係る永久磁石１と構成が異なる。この場合、比較例９では、対象角部Ｃ１における磁化方向領域長さが、中央部１５における磁化方向領域長さと同じであるか、或いは、それよりも短くなっている。このため、比較例９では、本実施形態に係る永久磁石１に比べて、減磁耐力が低い構成となっている。
【００４５】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る永久磁石１について、図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については第１実施形態と同様である。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態では、永久磁石１の磁石奥行方向Ｌに直交する断面が４つの角部Ｃを有するように形成されている。そのため、永久磁石１の複数の角部Ｃには、対象角部Ｃ１に対して磁石幅方向Ｗ及び磁石厚さ方向Ｔの反対側に配置された対角部Ｃ２が含まれている。そして、対象角部Ｃ１における磁化方向が、対象角部Ｃ１と対角部Ｃ２とを結ぶ対角線に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。図６中の二点鎖線が、対象角部Ｃ１と対角部Ｃ２とを結ぶ対角線を示している。なお、本例では、磁石奥行方向Ｌに直交する断面において対角部Ｃ２は一対ある。そこで、一対の対角部Ｃ２のうち磁石幅方向第１側Ｗ１に配置される方を第１対角部Ｃ２１とし、磁石幅方向第２側Ｗ２に配置される方を第２対角部Ｃ２２とする。
【００４７】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００４８】
以上のような構成としたことにより、本実施形態に係る永久磁石１においても、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなっている。従って、対象角部Ｃ１における減磁耐力を向上させることが可能となっている。
【００４９】
３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る永久磁石１について、図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態では、対象角部Ｃ１における磁化方向が、当該対象角部Ｃ１の二等分線に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。
【００５１】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００５２】
４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係る永久磁石１について、図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００５３】
本実施形態では、対象角部Ｃ１に、平面状に面取りされた面取り部ＣＦが形成されている。すなわち、本例では、対象角部Ｃ１が、面取り部ＣＦを含んでいる。この場合、面取り部ＣＦの平面部分と当該平面部分の両端の角部を含む部分が、対象角部Ｃ１に含まれる。
【００５４】
そして、本実施形態では、対象角部Ｃ１における磁化方向が、対象角部Ｃ１と、外側領域Ｅｓにおける対象角部Ｃ１から最も遠い位置Ｐとを結ぶ方向に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。本例では、位置Ｐは、外側領域Ｅｓ内における、対象角部Ｃ１に対して磁石幅方向Ｗ及び磁石厚さ方向Ｔの反対側の位置である。
【００５５】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００５６】
５．第５実施形態
次に、第５実施形態に係る永久磁石１について、図９を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００５７】
本実施形態では、上記第４実施形態と同様、対象角部Ｃ１に、平面状に面取りされた面取り部ＣＦが形成されている。すなわち、本例でも、対象角部Ｃ１が、面取り部ＣＦを含んでいる。
【００５８】
一方、本実施形態では、上記第４実施形態とは異なり、対象角部Ｃ１における磁化方向が、面取り部ＣＦの成す面に対して直交する方向に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。
【００５９】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００６０】
６．第６実施形態
次に、第６実施形態に係る永久磁石１について、図１０を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００６１】
本実施形態では、上記第４実施形態と同様、対象角部Ｃ１に、平面状に面取りされた面取り部ＣＦが形成されている。すなわち、本例でも、対象角部Ｃ１が、面取り部ＣＦを含んでいる。
【００６２】
一方、本実施形態では、上記第４実施形態とは異なり、対象角部Ｃ１における磁化方向が、対象角部Ｃ１と、対象角部Ｃ１に対して磁石幅方向Ｗ及び磁石厚さ方向Ｔの反対側に配置された対角部Ｃ２とを結ぶ対角線に沿う方向とされている。なお、本例では、対象角部Ｃ１に面取り部ＣＦが形成されているため、図１０に示すように、対角部Ｃ２を通る対角線を定義するための便宜上の基準点ＢＰが設定されている。ここでは、基準点ＢＰは、面取り部ＣＦと第１磁極面部１１との交点を接点とする第１磁極面部１１の接線と、第１非磁極面部１３の延長線と、の交点に設定されている。そして、対象角部Ｃ１における磁化方向が、基準点ＢＰと対角部Ｃ２とを結ぶ対角線に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。なお、図１０中の二点鎖線が、基準点ＢＰと対角部Ｃ２とを結ぶ対角線を示している。
【００６３】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００６４】
７．第７実施形態
次に、第７実施形態に係る永久磁石１について、図１１を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００６５】
本実施形態では、上記第４実施形態と同様、対象角部Ｃ１に、平面状に面取りされた面取り部ＣＦが形成されている。すなわち、本例でも、対象角部Ｃ１が、面取り部ＣＦを含んでいる。
【００６６】
一方、本実施形態では、上記第４実施形態とは異なり、対象角部Ｃ１における磁化方向が、当該対象角部Ｃ１の二等分線に沿う方向とされている。なお、本例では、対象角部Ｃ１に面取り部ＣＦが形成されているため、図１１に示すように、上記第６実施形態と同様の基準点ＢＰを設定している。そして、対象角部Ｃ１における磁化方向が、面取り部ＣＦと第１磁極面部１１との交点を接点とする第１磁極面部１１の接線と、第１非磁極面部１３の延長線と、が成す角の二等分線に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。
【００６７】
また、本実施形態では、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。
【００６８】
８．第８実施形態
次に、第８実施形態に係る永久磁石１について、図１２を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記の各実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。特に説明しない点については上記第１の実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態では、対象角部Ｃ１に、滑らかな曲面状（ここでは断面円弧状）に面取りされた曲面取り部ＲＦが形成されている。すなわち、本例では、対象角部Ｃ１が、曲面取り部ＲＦを含んでいる。この場合、曲面取り部ＲＦの曲面部分と当該曲面部分の両端部を含む部分が、対象角部Ｃ１に含まれる。
【００７０】
そして、本実施形態では、対象角部Ｃ１における磁化方向が、当該対象角部Ｃ１の二等分線に沿う方向とされている。但し、本例では、対象角部Ｃ１に曲面取り部ＲＦが形成されているため、対象角部Ｃ１の二等分線を定義するための便宜上の基準点ＢＰが設定されている。ここでは、基準点ＢＰは、曲面取り部ＲＦと第１磁極面部１１との境界部を接点とする第１磁極面部１１の接線と、第１非磁極面部１３の延長線と、の交点に設定されている。そして、対象角部Ｃ１における磁化方向が、曲面取り部ＲＦと第１磁極面部１１との境界部を接点とする第１磁極面部１１の接線と、第１非磁極面部１３の延長線と、が成す角の二等分線に沿う方向とされている。これにより、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている。
【００７１】
本実施形態でも、上記の各実施形態と同様に、対象磁化方向領域長さＭが、中央部磁化方向領域長さＭ´よりも長くなるように、中央領域Ｅｍと外側領域Ｅｓとのそれぞれの形状及び大きさが設定されている。なお、本実施形態のように対象角部Ｃ１に曲面取り部ＲＦが形成されている場合においても、図８に示す第４実施形態と同様に、対象角部Ｃ１における磁化方向を、対象角部Ｃ１と、外側領域Ｅｓにおける対象角部Ｃ１から最も遠い位置Ｐとを結ぶ方向に沿う方向としても良い。或いは、図１０に示す第６実施形態と同様に、対象角部Ｃ１における磁化方向を、対象角部Ｃ１と対角部Ｃ２とを結ぶ対角線に沿う方向としてもよい。また、例えば図１３に示すように、対象角部Ｃ１に曲面取り部ＲＦが形成されている場合において、対象角部Ｃ１における磁化方向を、曲面取り部ＲＦの中央部における接線に対して直交する方向に沿う方向としても良い。
【００７２】
９．その他の実施形態
次に、永久磁石または当該永久磁石が用いられる回転電機のその他の実施形態について説明する。
【００７３】
（１）上記の各実施形態では、一対の磁極面部ＭＦのうちの一方が平面状に形成されている例について説明した。しかし、このような例に限定されることなく、一対の磁極面部ＭＦの双方が平面状に形成されていても良い。例えば、図１４に示すように、永久磁石１の磁石奥行方向Ｌに直交する断面の形状が、矩形状に形成されていても良い。この他にも、例えば、一対の磁極面部ＭＦの双方が曲面状に形成されていても良い。例えば、一対の磁極面部ＭＦの双方における磁石奥行方向Ｌに直交する断面の形状が、円弧状とされていても良い。
【００７４】
（２）上記の各実施形態では、第１磁極面部１１の中央部１５において、ロータ３の径方向と磁石厚さ方向Ｔとが一致するように、ロータ３に対して永久磁石１が配置されている例について説明した。この場合、１つの永久磁石１につき、２つの対象角部Ｃ１が設定されていた（図４等参照）。しかし、このような例に限定されることなく、例えば図１５に示すように、磁石厚さ方向Ｔがロータ３の径方向に対して傾斜した方向となるように、ロータ３に対して永久磁石１が配置されていても良い。この場合には、永久磁石１が有する複数の角部Ｃのうち１つが、対象角部Ｃ１となる。例えば、図１５に示すように、ロータ３の軸方向視においてＶ字状を成すように、１つの磁極に対して一対の永久磁石１が配置されていても良い。
【００７５】
（３）上記の各実施形態では、永久磁石１が、インナーロータ型の回転電機１００のロータ３に設けられる例について説明した。しかし、このような例に限定されることなく、永久磁石１は、アウターロータ型の回転電機１００のロータ３に設けられていても良い。また、ロータ３に設けられる場合に限られず、永久磁石１は、ステータ２（固定界磁型）に設けられていても良い。
【００７６】
（４）上記の各実施形態では、角部Ｃが、２つの面が交差する交線部分（稜線部分）や面取り部を含む部分を指すものとして説明した。しかしこれに限定されず、角部Ｃが、３つの面が交差することにより形成される頂点部分（例えば図１の永久磁石１における８つの角部分）を指すものとして、上記の各実施形態に係る技術を適用しても良い。その場合、対象角部Ｃ１における磁化方向が、磁極面部ＭＦの磁石幅方向Ｗの中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗと磁石奥行方向Ｌの双方の外側に傾くようにされると好適である。より具体的には、対象角部Ｃ１における磁化方向が、例えば、対象角部Ｃ１を形成する３つの面のそれぞれからの離間距離が概ね等しくなる線に沿う方向とすると好適である。
【００７７】
（５）上記第４〜第７実施形態では、対象角部Ｃ１が、面取り部ＣＦを含むものであるとして対象角部Ｃ１における磁化方向を定義した構成を例として説明した。しかしこれに限定されず、永久磁石１の角部Ｃに面取り部ＣＦが形成されている場合において、例えば図１６に示すように、面取り部の両端の角部のいずれかギャップＧに近い方の角部を対象角部Ｃ１とし、磁化方向を定義した構成としても好適である。このような構成によっても、対象角部Ｃ１における磁化方向が、中央部１５における磁化方向に比べて、磁石幅方向Ｗの外側に傾いている構成とすることができる。
【００７８】
（６）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
【００７９】
１１．上記実施形態の概要
以下、上記実施形態の概要について説明する。
【００８０】
永久磁石（１）は、
ロータ（３）とステータ（２）とを備える回転電機（１００）に用いられる永久磁石（１）であって、
互いに反対側を向くように形成された一対の磁極面部（ＭＦ）と、
一対の前記磁極面部（ＭＦ）以外の面である非磁極面部（Ｆ）と、
前記磁極面部（ＭＦ）と前記非磁極面部（Ｆ）との境界部分に形成された複数の角部（Ｃ）と、を有し、
一対の前記磁極面部（ＭＦ）が並ぶ方向を磁石厚さ方向（Ｔ）とし、当該磁石厚さ方向（Ｔ）に直交する方向を磁石幅方向（Ｗ）とし、複数の前記角部（Ｃ）のうち、前記ロータ（３）と前記ステータ（２）との間のギャップ（Ｇ）の最も近くに配置される前記角部（Ｃ）を対象角部（Ｃ１）として、
前記対象角部（Ｃ１）における磁化方向が、前記磁極面部（ＭＦ）の前記磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向に比べて、前記磁石幅方向（Ｗ）の外側に傾いている。
【００８１】
本構成によれば、対象角部（Ｃ１）における磁化方向で磁化された領域の当該磁化方向に沿った長さ（磁化方向領域長さ（Ｍ））を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向領域長さ（Ｍ´）に比べて長くすることが容易となる。磁化方向領域長さが長くなることで、当該磁化方向とは逆向きに作用する磁束に対する耐久性が向上し、減磁耐力が向上する。従って、本構成によれば、永久磁石（１）の角部（Ｃ）、詳細には、減磁し易いロータ（３）とステータ（２）との間のギャップ（Ｇ）の最も近くに配置される対象角部（Ｃ１）において、減磁耐力を向上させることが可能となる。
【００８２】
また、前記中央部（１５）を含む前記磁石幅方向（Ｗ）の中央領域（Ｅｍ）と、前記対象角部（Ｃ１）を含むと共に前記中央領域（Ｅｍ）に対して前記対象角部（Ｃ１）側に隣接する外側領域（Ｅｓ）と、で磁化方向が異なっており、
前記対象角部（Ｃ１）における磁化方向が、前記対象角部（Ｃ１）と、前記外側領域（Ｅｓ）における前記対象角部（Ｃ１）から最も遠い位置（Ｐ）とを結ぶ方向に沿う方向とされていると好適である。
【００８３】
本構成によれば、対象角部（Ｃ１）を含む外側領域（Ｅｓ）において、対象角部（Ｃ１）における磁化方向領域長さ（Ｍ）を最大にすることができる。従って、対象角部（Ｃ１）における減磁耐力を適切に向上させることが可能となる。
【００８４】
また、前記対象角部（Ｃ１）に、平面状に面取りされた面取り部（ＣＦ）が形成され、
前記対象角部（Ｃ１）における磁化方向が、前記面取り部（ＣＦ）の成す面に対して直交する方向に沿う方向とされていると好適である。
【００８５】
本構成によれば、対象角部（Ｃ１）に面取り部（ＣＦ）が形成されている場合において、対象角部（Ｃ１）における磁化方向を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向に比べて、磁石幅方向（Ｗ）の外側に傾けた構成を容易に実現することができる。従って、本構成によれば、対象角部（Ｃ１）における磁化方向領域長さ（Ｍ）を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向領域長さ（Ｍ´）に比べて長くすることが容易となる。
【００８６】
また、複数の前記角部（Ｃ）には、前記対象角部（Ｃ１）に対して前記磁石幅方向（Ｗ）及び前記磁石厚さ方向（Ｔ）の反対側に配置された対角部（Ｃ２）が含まれ、
前記対象角部（Ｃ１）における磁化方向が、前記対象角部（Ｃ１）と前記対角部（Ｃ２）とを結ぶ対角線に沿う方向とされていると好適である。
【００８７】
本構成によれば、対象角部（Ｃ１）における磁化方向領域長さ（Ｍ）を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向領域長さ（Ｍ´）に比べて長くすることが容易となる。従って、対象角部（Ｃ１）における減磁耐力を適切に向上させることが可能となる。
【００８８】
また、前記対象角部（Ｃ１）における磁化方向が、当該対象角部（Ｃ１）の二等分線に沿う方向とされていると好適である。
【００８９】
本構成によれば、対象角部（Ｃ１）における磁化方向を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向に比べて、磁石幅方向（Ｗ）の外側に傾けた構成を容易に実現することができる。従って、本構成によれば、対象角部（Ｃ１）における磁化方向領域長さ（Ｍ）を、磁極面部（ＭＦ）の磁石幅方向（Ｗ）の中央部（１５）における磁化方向領域長さ（Ｍ´）に比べて長くすることが容易となる。
【００９０】
また、一対の前記磁極面部（ＭＦ）のうち少なくとも一方が、平面状に形成されていると好適である。
【００９１】
本構成によれば、例えば、一対の磁極面部（ＭＦ）の双方が曲面状に形成されている場合に比べて、永久磁石（１）の加工の容易性を向上させることができると共に、回転電機（１００）における永久磁石（１）の支持部の構成の簡略化を図ることも容易となる。
【００９２】
また、上記の各構成の永久磁石（１）は、
前記磁石幅方向（Ｗ）及び前記磁石厚さ方向（Ｔ）の全域に亘って一体的に形成されていると好適である。
【００９３】
この構成によれば、磁化方向がそれぞれ異なる複数の永久磁石を、個別に回転電機（１００）に取り付ける場合に比べて、回転電機（１００）の製造工程を簡略化することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本開示に係る技術は、ロータとステータとを備える回転電機に用いられる永久磁石に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１００  ：回転電機
１      ：永久磁石
ＭＦ    ：磁極面部
１１    ：第１磁極面部
１２    ：第２磁極面部
Ｆ      ：非磁極面部
１３    ：第１非磁極面部
１４    ：第２非磁極面部
１５    ：中央部
Ｃ      ：角部
Ｃ１    ：対象角部
Ｃ１１  ：第１対象角部
Ｃ１２  ：第２対象角部
Ｃ２    ：対角部
Ｃ２１  ：第１対角部
Ｃ２２  ：第２対角部
ＣＦ    ：面取り部
Ｅｍ    ：中央領域
Ｅｓ    ：外側領域
Ｇ      ：ギャップ
Ｌ      ：磁石奥行方向
Ｍ      ：対象磁化方向領域長さ
Ｍ´    ：中央部磁化方向領域長さ
ＲＦ    ：曲面取り部
Ｔ      ：磁石厚さ方向
Ｗ      ：磁石幅方向
【図１】
2019068574.tif 000003
【図２】
2019068574.tif 000004
【図３】
2019068574.tif 000005
【図４】
2019068574.tif 000006
【図５】
2019068574.tif 000007
【図６】
2019068574.tif 000008
【図７】
2019068574.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019068574.tif 000011
【図１０】
2019068574.tif 000012
【図１１】
2019068574.tif 000013
【図１２】
2019068574.tif 000014
【図１３】
2019068574.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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