(57)【要約】【課題】高い表面磁束密度を維持しつつ、モータに用いたときのコギングトルク等の発生を十分に抑止することができ、経済性及び生産性をも高めることが可能なリング状磁石等を提供する。【解決手段】リング状磁石１１は、複数の異方性焼結磁石片２１ａが周方向に所定間隔で離間配置された第１の磁石部２１が、円筒状に成形された等方性ボンド磁石から構成される第２の磁石部３１の筒壁内に埋設されたものである。各異方性焼結磁石片２１ａは、第２の磁石部３１の筒壁に沿ってスラスト方向へ螺旋状に延出するように湾曲成形され且つスキュー角θを有する帯状成形体である。かかるリング状磁石１１は、金型のキャビティ内に複数の異方性焼結磁石片２１ａを所定位置に配置することにより、等方性ボンド磁石材料を用いた加圧樹脂成形により一体成形可能なものであり、低コストで且つ簡便に製造される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に所定の間隔で配設された複数の異方性焼結磁石片を有する第１の磁石部と、
前記複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に配置された等方性ボンド磁石を有する第２の磁石部と、
を備えるリング状磁石。
【請求項２】
前記第２の磁石部は、リング状をなすものであり、
前記第１の磁石部は、該第１の磁石部の少なくとも一部が前記第２の磁石部の周壁内に埋設されたものである、
請求項１に記載のリング状磁石。
【請求項３】
前記異方性焼結磁石片は、帯状をなし且つ当該リング状磁石の周壁に沿ってスラスト方向へ延出するものである、
請求項１又は２に記載のリング状磁石。
【請求項４】
前記異方性焼結磁石片は、スキュー角を有するものである、
請求項３に記載のリング状磁石。
【請求項５】
前記異方性焼結磁石片は、断面多角状をなし且つ該断面における対向稜角が面取りされてなるものである、
請求項４に記載のリング状磁石。
【請求項６】
周方向に配置された複数のコイルを有するステータと、
前記ステータ内に回動可能に設けられており、且つ、リング状磁石が設置されたロータコアを有するロータと、を備えており、
前記リング状磁石は、前記周方向に所定の間隔で配設された複数の異方性焼結磁石片を有する第１の磁石部、及び、前記複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に配置された等方性ボンド磁石を有する第２の磁石部を備えるものである、
モータ。
【請求項７】
金型のキャビティ内に、複数の異方性焼結磁石片を、リング状に且つ周方向に所定の間隔で配設し、該複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に等方性ボンド磁石材料を供給する準備工程と、
前記複数の異方性焼結磁石片及び前記等方性ボンド磁石材料を成形して、リング状成形体を形成する成形工程と、
前記リング状成形体に磁場を印加して着磁する着磁工程と、
を有するリング状磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状磁石及びその製造方法、並びにそのリング状磁石を備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブのハードディスク回転駆動用スピンドルモータやボイスコイルモータ、自動車の電動パワーステアリング用モータ、工作機械のサーボモータ、携帯電話のバイブレータ用モータ、プリンタ用モータ等の用途には、ギャップ磁束密度を高め易く且つノイズ発生が少ない等の利点を有する表面永久磁石モータ（Surface Permanent Magnet：ＳＰＭモータ）が多用されている。このＳＰＭモータの内部には、通常、ロータの外周面に複数の磁極が形成された多極構造を有するリング状磁石が組み込まれている。
【０００３】
リング状磁石の多極構造としては、例えば、リング状磁石をラジアル方向（半径方向）に磁化したラジアル異方構造や、リング状磁石の外表面の磁極間を結ぶように円弧状に磁化することにより極異方に配向した極異方構造等が知られている。また、その磁石材料としては、例えば、磁石粉末を樹脂で固めて成形したボンド磁石や、磁石粉末を成形し焼結してなる焼結磁石等が用いられている。そして、近年では、高磁気特性を実現可能なことから、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類焼結磁石が脚光を浴びており、例えば、家電製品や産業機械等の分野において、従来のフェライト磁石からＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類焼結磁石への置き換えが進んでおり、その需要は益々拡大する傾向にある。
【０００４】
この種の用途に利用されるＳＰＭモータは、その小型化及び薄膜化とともに高性能化が急速に推し進められており、これらに対応すべく、モータに搭載されるリング状磁石に対しても小型化及び薄膜化の要求が高まっており、同時に、表面磁束密度（Ｂｒ）等の磁気特性及び製造容易性の更なる向上が熱望されている。
【０００５】
かかる要求に応えるべく、例えば、特許文献１には、ラジアル異方性を有する外層と磁気等方性を有する内層との二層構造により、表面磁束密度及び着磁時のプロセス裕度を向上させることを意図したリング状樹脂磁石が記載されている。
【０００６】
一方、特に、回転ムラや騒音或いは振動の低減が重要な用途には、コギングトルク等を含むトルクリプルが十分に低減されたモータが切望されており、例えば、場合によっては、コギングトルク（脈動トルク）が定格トルクの１％以下まで抑えられたトルク特性を有するモータが要求されることがある。このようにコギングトルクを抑制し且つトルクリプルを軽減する有効な手法のひとつとして、磁極を軸方向に対して斜めに形成するスキュー着磁が行われている。
【０００７】
ところで、かかるリング状磁石を用いた表面永久磁石型同期モータ（ＳＰＭＳＭ）には、高効率・高出力を実現するために、磁石が発生する起磁力を正弦波状に分布させ且つ正弦波電流で励磁するいわゆる正弦波駆動が多用されている。この正弦波駆動を交流複相方式で用いると、角度に対して正弦波的に変化する各相のトルクが重畳し、一定の出力が得られ、原理的にはトルクリプルが発生しない（実際には、モータの静的特性及び動的特性に起因して、周期的なトルク変動が不可避的に生じてしまう。）。
【０００８】
これに対し、特許文献１に記載されたラジアル異方性のリング状磁石は、極異方性磁石に比して、正弦波的な着磁が困難であり、周方向１極分の磁束密度分布形状が急峻な台形に近似し且つ台形の上辺端部の磁束密度が突出したような特徴を有する矩形となってしまうため、磁石が発生する起磁力を正弦波駆動で要求される正弦波状に分布させること、つまり、正弦波的に変化する磁束波形の実現が困難な傾向にある。そうなると、リング状磁石の磁束波形と正弦波駆動における電流位相波形とが整合せず、比較的大きなトルクリプルが生じてしまう。これを緩和するために、着磁時の印加磁場を調整する調整着磁によってやや正弦波的な着磁を行い得るものの、それには限界があり、上記従来のラジアル異方性のリング状磁石においては、上述したスキュー着磁だけでは、コギングトルクやトルクリプルを十分に低減させることは困難であった。
【０００９】
これを改善すべく、例えば、特許文献２には、異方性配向された複数個のリングを軸方向に積み重ねるとともに、そのリングに切り欠き部を一定間隔で周期的に形成することにより、周方向１極分の磁束密度分布形状を台形から変化させ、また、これら切り欠き部の位置をリング相互間において周方向に所定の回転角度ずらすことにより、擬似的なスキューを構成してコギングトルクやトルクリプルの低減を企図したラジアル異方性焼結リング状磁石が記載されている。
【特許文献１】特開平０１−０３１４０１号公報
【特許文献２】特開２００５−０６５４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載のリング状磁石では、切り欠き部において磁石量が比較的少ないことによりその部位での磁束密度が小さくなり、磁束密度分布の矩形（台形）形状が段差状へと変化し得るが、正弦波形状に着磁するには依然として限界があり、正弦波駆動で要求されるような正弦波的に変化する磁束波形の実現は困難な傾向にある。また、上段と下段のリングが所定角度ずれて段差状に配置されているため、スキューはあくまで擬似的であって、その効果は不十分である。よって、かかる構造のリング状磁石においても、コギングトルクやトルクリプルの低減効果は未だ不十分であった。
【００１１】
また、焼結磁石は、一般的に、各種磁石のなかでも高価なものであり、上記特許文献２に記載のリング状磁石は、リング全周に亘って焼結磁石を使用しているため、焼結磁石の使用量が多く、よって高コストなものであった。さらに、このリング状磁石は、複数のリング及び切り欠き部を有するので、部品点数が増加し、且つ、ロータの組み立て時に高精度な位置決めが必要になる等、製造工程を煩雑化させるものであった。
【００１２】
さらに、焼結磁石は、その焼結時に大きく収縮する性質があり、特に、焼結リング状磁石のようにリング状に成形しラジアル配向させて焼結した場合、その寸法精度を十分に担保することが困難なため、焼結後の形状が目標寸法よりもやや大きくなるように成形し、極めて硬い焼結後の磁石を研削や研磨加工することが少なからず行なわれており、生産性に劣る面があった。また、この研削や研磨加工には、極めて高い寸法精度が要求される（例えば、厚さ３ｍｍのリング状磁石に対して数十μｍ程度のラジアル方向の公差が要求されることがある）ため、加工コストが非常に増大してしまうとともに、加工時の外圧印加による割れや内部クラック等が発生して歩留まりが悪化するおそれがあった。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、高い表面磁束密度を維持しつつ、モータとして使用したときのコギングトルクやトルクリプルの発生を十分に抑止してトルク特性を向上させることができ、しかも、簡易な構造を有し且つ製造コストが低減されて経済性及び生産性をも高めることが可能なリング状磁石及びその製造方法、並びにそのリング状磁石を備えるモータ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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明によるリング状磁石は、周方向に所定の間隔で配設された複数の異方性焼結磁石片を有する第１の磁石部と、それら複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に配置（介在）された等方性ボンド磁石を有する第２の磁石部とを備えるものである。なお、本発明において「リング状」とは、短尺な環状体のみならず、一定の高さを有する円筒状をなす環状体を含み、真円状又は略真円状であることが望ましい。
【００１５】
このような構成においては、第１の磁石部の異方性焼結磁石片が所定間隔で離間配置されることにより、リング状磁石の周方向に複数の磁極が形成され、それら異方性焼結磁石片が、周方向に沿って極性が交互に異なるように配置されることにより、周期的に極性が変化する磁束波形を呈するリング状磁石が形成される。そして、このように磁極を形成する異方性焼結磁石片の間に、等方性ボンド磁石を有する第２の磁石部が介在するので、磁極の中央部には、異方性焼結磁石片によって比較的高い十分な表面磁束密度が付与され、磁極間の境界部には、等方性ボンド磁石によって比較的低い表面磁束密度が付与され得る。
【００１６】
すなわち、異方性焼結磁石片を加工することなく、リング状磁石の周方向に沿って、高い表面磁束密度の磁極間に低い表面磁束密度の部位が形成されるように構成されているので、着磁する際に、周方向１極分の磁束密度分布の形状を、特許文献１のような従来のラジアル異方性磁石に特有の台形（矩形）から、極異方性磁石のような正弦波へと調整し易い。換言すれば、従来のラジアル異方性焼結磁石を用いたリング状磁石では、磁極の周方向縁端部において表面磁束密度が硬調に（急峻に）変化してしまうのに対し、本発明では、磁極の周方向縁端部において表面磁束密度が軟調に（なだらかに）変化するような表面磁束密度分布が実現され易い。すなわち、本発明では、従来のラジアル異方性磁石では困難であった正弦波着磁が、第１の磁石部及び第２の磁石部の存在によって、本来的に簡易且つ確実に補償される。
【００１７】
また、第２の磁石部が、リング状をなすものであり、第１の磁石部の少なくとも一部、好ましくは全部が、その第２の磁石部の周壁内に埋設された（埋め込まれた）ものであると好適である。このようにすれば、第１の磁石部が、第２の磁石部によって固定保持され、第１の磁石部の全部が第２の磁石部内に埋設された場合には、第１の磁石部が第２の磁石部によって外部環境から保護される。この際、流動体である等方性ボンド磁石材料で第２の磁石部を形成すれば、第１の磁石部の異方性焼結磁石片を所定間隔で配置した状態で、それらの間に等方性ボンド磁石材料を流し込むことにより、リング状磁石が言わばモールディングにより簡便に成形される。
【００１８】
さらに、異方性焼結磁石片が、帯状をなし且つリング状磁石の周壁に沿ってスラスト方向へ延出するものであれば、より好ましい。このような異方性焼結磁石片は、簡易形状の帯状成形体で形成できるので、それ自体成形・加工が平易であり、また、周方向に配置して第１の磁石部を組み付けることも簡便となる。なお、「スラスト方向」とは、リング状磁石の仮想中心軸の延在方向に沿う方向を示し、直状に延在していてもよく、例えば螺旋状に捻じれた状態で延在していてもよい。
【００１９】
またさらに、異方性焼結磁石片が帯状をなす場合、所望且つ有効なスキューを設けることが可能となるので好ましい。すなわち、異方性焼結磁石片がスキュー角を有するものであるとより好適である。
【００２０】
さらにまた、異方性焼結磁石片が、断面多角状をなし且つその断面における対向稜角（頂角）が面取りされてなるものであると有用である。こうすれば、リング状磁石の表面磁束密度分布を、更に正弦波形状に近づけることができるとともに、成形加工時の型抜きが容易になる等の利点がある。
【００２１】
また、本発明によるモータは、本発明のリング状磁石を備えるものであって、周方向に配置された複数のコイルを有するステータと、ステータ内に回動可能に設けられており、且つ、リング状磁石が設置されたロータコアを有するロータとを備えており、そのリング状磁石が、周方向に所定の間隔で配設された複数の異方性焼結磁石片を有する第１の磁石部、及び、複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に配置された等方性ボンド磁石を有する第２の磁石部を備えるものである。
【００２２】
さらに、本発明によるリング状磁石の製造方法は、本発明のリング状磁石を有効に製造するための方法であり、金型のキャビティ内に、複数の異方性焼結磁石片を、リング状に且つ周方向に所定の間隔で配設し、それら複数の異方性焼結磁石片のそれぞれの間に等方性ボンド磁石材料を供給する準備工程と、複数の異方性焼結磁石片及び等方性ボンド磁石材料を成形（加圧及び／又は加熱してもよい）してリング状成形体を形成する成形工程と、リング状成形体に磁場を印加して着磁する着磁工程とを有する。この際、準備工程においては、円筒状のシート部材上に複数の異方性焼結磁石片が所定の間隔で配設された複合体を、金型のキャビティ内に配置するとより好適である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のリング状磁石及びその製造方法、並びにそのリング状磁石を備えるモータによれば、第１の磁石部及び第２の磁石部を備える簡易な構成により、リング状磁石の磁束密度分布を正弦波形状に調整することが容易となるので、モータに用いたときに、低コストで簡便にコギングトルクやトルクリプルを低減できるとともに、設計の自由度を増大させることができる。また、焼結磁石の使用量及び部品点数の削減が可能であり、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりを向上させることができるので、経済性及び生産性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明によるモータの好適な一実施形態の構成を概略的に示す縦断面図である。モータ１は、ハウジング２内に円筒状のステータ４及び円柱状のインナーロータ５（ロータ）が設けられたものである。ステータ４は、その筒壁（周壁）の内部において周方向に所定間隔で配置された複数のコイル４ａを備えており、これらのコイル４ａによってスロットが構成されている。なお、本実施形態におけるステータ４には、９スロット（図示せず）が設けられている。
【００２６】
また、ハウジング２の上壁及び底壁には軸受２ａ，２ａが設けられており、遊動可能にステータ４を貫通する回転軸３が、これら軸受２ａ，２ａによって軸支されている。インナーロータ５は、回転軸３が図示における横断面中心を貫通して固定されており、回転軸３とともにステータ４内の空間内で回動可能に設けられている。また、インナーロータ５は、鉄材等からなる円柱状のロータコア６（鉄芯）の外周壁に円筒状のリング状磁石１１が設けられたものである。
【００２７】
図２は、リング状磁石１１の概略構成を示す斜視図であり、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。リング状磁石１１は、その周方向に複数の磁極が形成された多極構造を有するものであり、円筒状のシート部材４１に支持された８個の異方性焼結磁石片２１ａから構成される第１の磁石部２１が、断面略真円（正円）の筒状に成形された等方性ボンド磁石から構成される第２の磁石部３１の筒壁（厚さΔｔ）内に埋設されたものである。このように、第２の磁石部３１の等方性ボンド磁石が、第１の磁石部２１の各異方性焼結磁石片２１ａ間に配置されており、さらに、それら異方性焼結磁石片２１ａ（第１の磁石部２１全体）が、第２の磁石部で覆われている。
【００２８】
複数の異方性焼結磁石片２１ａは、シート部材４１の外周面に沿って所定の間隔Δｓで等間隔に離間配置されている。また、隣設された異方性焼結磁石片２１ａ同士は、極性が互いに異なるように設けられており、これにより、リング状磁石１１の表面磁束密度が外周に沿って周期的に変化するように構成されている。また、リング状磁石１１の外周面及び内周面（それぞれ第２の磁石部３１の外壁面３１ａ及び内壁面３１ｂ）は、全周に亘り凹凸が実質的にない平滑な曲面とされている。
【００２９】
図４及び図５は、それぞれ、異方性焼結磁石片２１ａを概略的に示す斜視図及び正面図である。各異方性焼結磁石片２１ａは、図示水平断面（横断面）において曲率を有する略Ｃ字状の湾曲帯状成形体であり、より具体的には、第２の磁石部３１の筒壁に沿ってスラスト方向へ螺旋状に延出するように、且つ、その厚さΔｄ及び幅Δｗが全長に亘って一定となるように、湾曲成形されたものである。また、各異方性焼結磁石片２１ａは、スキュー角θ（平面視においてリング状磁石１１の中心軸すなわち回転軸３と異方性焼結磁石片２１ａとがなす角度）を有して周設されている。なお、スキュー角θは、リング状磁石１１の径、異方性焼結磁石片２１ａのスラスト方向長さ、モータ１のスロット数及び極数等に応じて、適宜設定され、図示においては、スキュー角θが約２０°の場合を例示した。
【００３０】
ここで、図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図（一部省略）に相当する図であり、正弦波着磁した場合に、異方性焼結磁石片２１ａの着磁方向（図示実線矢印）を概念的に示す図である。
【００３１】
ここで、異方性焼結磁石片２１ａの磁石材料としては、Ｒ−Ｂ−Ｔ系（Ｒ：希土類元素の１種以上、Ｔ：Ｆｅ、Ｂ：ホウ素）の希土類焼結磁石、特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類焼結磁石が好適に用いられる。
【００３２】
また、第２の磁石部３１は、樹脂バインダー中に磁性粉を含有する等方性ボンド磁石を着磁したものであり、このリング状磁石１１において、その磁束密度分布が正弦波形状とされることを補償するものである。かかる第２の磁石部３１の等方性ボンド磁石の磁石粉としては、Ｒ−Ｂ−Ｔ系（Ｒ：希土類元素の１種以上、Ｔ：Ｆｅ、Ｂ：ホウ素）の希土類焼結磁石粉、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類焼結磁石粉が好適に用いられる。樹脂バインダーは、従来公知のものを適宜選択して用いることができる。
【００３３】
このように構成されたリング状磁石１１を製造する方法の一例について、以下に説明する。
【００３４】
まず、第２の磁石部３１の外形と同一形状を有するキャビティ（内部空間）が画成された金型を準備し、そのキャビティ内において、８つの異方性焼結磁石片２１ａを周方向に所定の間隔Δｓで等間隔に離間して配置し、その位置に異方性焼結磁石片２１ａを保持した状態で、樹脂バインダー中に磁性粉を含有する等方性ボンド磁石材料（例えばコンパウンドとしたもの）をキャビティ内に供給する（準備工程）。次に、キャビティ内を適宜の圧力及び温度で加圧して等方性ボンド磁石材料を成形固化することにより、等方性ボンド磁石中に異方性焼結磁石片２１ａが埋め込まれたリング状成形体を形成する（成形工程）。その後、得られたリング状成形体に適宜の磁場を印加し、必要に応じて磁場調整を行ないながら着磁することにより、リング状磁石１１を得る（着磁工程）。
【００３５】
ここで、図７は、準備工程において異方性焼結磁石片２１ａを周方向に等間隔で配置している状態の一例を示す斜視図である。図７に示すように、準備工程においては、例えば、円筒状のシート部材４１の外周面上に、異方性焼結磁石片２１ａを、周方向に所定間隔Δｓで等間隔に離間配置し接着した複合体５１を作製し、これを上記金型のキャビティ内の所定位置に配置することができる。この複合体５１は、例えば、シート部材４１上に、異方性焼結磁石片２１ａを所定位置に配置して接着し、その後、円筒状に丸めてその形状を保持することにより、簡易に作製することができる。
【００３６】
また、上記の着磁工程においては、常法にしたがい、着磁電源や着磁ヨーク等を用い、リング状成形体を所望の磁界中に配置し、リング状成形体の外周面を着磁面として着磁を行なう。ここで、着磁波形を調整した着磁（調整着磁）を行なうことで、その磁束密度分布を異方性磁石の着磁構造に特有な矩形波形状から、略理想的な正弦波形状に調整することが容易に行われる。具体的には、異方性焼結磁石片２１ａ及び等方性ボンド磁石からなる第２の磁石部３１の合成磁束密度が、正弦波の磁束密度分布となるように、着磁波形を調整する。その際、スキュー着磁を併用した調整着磁を行なうことが好ましい。こうして着磁して得られるリング状磁石１１における表面磁束密度分布の一例を図８に示す。
【００３７】
図８は、リング状磁石１１における周方向１極分（１つの異方性焼結磁石片２１ａ及びその周辺部）の磁束密度分布（白抜丸印を結ぶ実線）と、従来のラジアル異方性焼結磁石のみを用いたリング状磁石における周方向１極分の磁束密度分布（白抜四角印を結ぶ実線）のシミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は角度位置を示し、縦軸は表面磁束密度を任意単位（ａｕ）で示す。この結果より、本発明によるリング状磁石１１では、正弦波形状の磁束密度分布が得られることが理解される。
【００３８】
以上のように構成された本発明によるリング状磁石１１を備えるモータ１によれば、磁極を形成する各異方性焼結磁石片２１ａの間に、等方性ボンド磁石から構成される第２の磁石部３１を介在させたことにより、磁極の中央部には高い表面磁束密度を付与しつつ、磁極間の境界部には、より低い表面磁束密度を付与することができ、着磁する際に、周方向１極分の磁束密度分布の形状を、従来のラジアル異方性磁石のみを用いたリング状磁石に比して、正弦波形状へと調整し易い。すなわち、リング状磁石１１によれば、第１の磁石部２１及び第２の磁石部３１を備えるので、従来困難であった正弦波着磁を本来的に簡易且つ確実に行なうことができ、これにより、磁極の周方向縁端部において表面磁束密度が軟調に変化するような正弦波形状の表面磁束密度分布を実現できる。よって、モータ１において正弦波駆動で要求されるような正弦波的に変化する磁束波形を実現することができ、これにより、コギングトルクやトルクリップルの発生を格段に低減することができ、モータ１のトルク特性を向上させることができる。
【００３９】
また、リング状磁石１１は、その全周に亘って比較的高価な焼結磁石を用いていないので、焼結磁石の材料コストを削減することができ、また、特許文献２に記載されたリング状磁石に比して部品点数を削減できるので、経済性を向上させることもできる。
【００４０】
さらに、各異方性焼結磁石片２１ａを、第２の磁石部３１の筒壁に沿ってスラスト方向へ螺旋状に延出してスキュー角θを有する帯状成形体で構成したので、特許文献２に記載されたような擬似的なスキュー着磁ではなく本来のスキュー着磁が可能であり、これにより、コギングトルクやトルクリプルを一層低減することができる。加えて、このように、異方性焼結磁石片２１ａを簡易形状の帯状成形体で構成したので、製造が平易となり且つ低コスト化が図られるとともに、組み立て時の工程を簡素化でき、これにより、更なる経済性の向上及び生産性を高めることができる。
【００４１】
またさらに、第２の磁石部３１を円筒状に成形し、この第２の磁石部３１内に異方性焼結磁石片２１ａを埋設したので、インナーロータ５を組み立てる際に、円柱状のロータコア６に円筒状のリング状磁石１１を簡易に装着させることができる。したがって、製造工程を簡素化できるとともに、部品点数をより少なくできるので、更なる低コスト化及び生産性の向上を実現できる。
【００４２】
さらにまた、第２の磁石部３１内に異方性焼結磁石片２１ａを埋設することにより、リング状磁石１１の外表面を焼結磁石よりも軟らかい等方性ボンド磁石で構成したので、従来の焼結磁石を用いたリング状磁石で必要であった研削及び研磨加工が不要となるか又は平易となる。よって、加工コストを更に低減することができる。また、これにともない、リング状磁石１１の外形形状の設計自由度を増大できるとともに、研削及び研磨加工における外圧印加に起因するリング状磁石の破損を抑制でき、歩留まりの低下を抑止して生産性をより一層向上させることができる。
【００４３】
さらに、第２の磁石部３１内に異方性焼結磁石片２１ａが埋設されており、異方性焼結磁石片２１ａ全体が第２の磁石部３１で被覆されているので、外部環境によって異方性焼結磁石片２１ａの磁気特性が劣化してしまうことを抑制できるとともに、耐食性を向上させて製品の信頼性を増大させることができる。別言すれば、耐食性を付与するために異方性焼結磁石片２１ａを表面処理することを省略でき、製造工程の更なる簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００４４】
またさらに、リング状磁石１１は、金型を用いた加圧成形といった１回の成形工程のみで簡便且つ短時間で製造できるので、この点においても、経済性及び生産性に優れるものである。加えて、シート部材４１上に異方性焼結磁石片２１ａを配置した複合体を用いるので、異方性焼結磁石片２１ａの配置状態を確実に保持することができ、製作精度を高めることが可能となる。よって、異方性焼結磁石片２１ａの位置のばらつきによって生じる磁極位置のずれといった形状因子に起因するモータ１のコギングトルクやトルクリプルの発生を軽減することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図９は、本発明によるリング状磁石の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。リング状磁石６１は、８個の異方性焼結磁石片２１ａから構成される第１の磁石部２１に代えて、１２個の異方性焼結磁石片７１ａから構成される第１の磁石部７１を備え、シート部材４１を省略したこと以外は、図２に示すリング状磁石１１と同様に構成されたものである。
【００４６】
複数の異方性焼結磁石片７１ａは、周方向に所定の間隔Δｓで等間隔に離間配置されており、これら異方性焼結磁石片７１ａから、第１の磁石部７１が構成されている。また、隣設された異方性焼結磁石片７１ａ同士は、極性が互いに異なるように設けられており、これにより、リング状磁石６１の表面磁束密度が外周に沿って周期的に変化するように構成されている。各異方性焼結磁石片７１ａは、図示水平断面（横断面）が矩形状（直方形）をなす帯状成形体（板状体）であり、より具体的には、第２の磁石部３１の筒壁に沿ってスラスト方向へ直状に延出するように成形されたものであり、したがって、各異方性焼結磁石片７１ａはスキュー角θを有していない。
【００４７】
ここで、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図（一部省略）に相当する図であり、正弦波着磁した場合に、異方性焼結磁石片７１ａの着磁方向（図示実線矢印）を概念的に示す図である。
【００４８】
このように構成されたリング状磁石６１によれば、上述したリング状磁石１１を備えるモータ１が奏する作用効果（スキュー角θによる作用効果を除く）に加え、異方性焼結磁石片７１ａを、異方性焼結磁石片２１ａに比してより簡易な板状体で形成したので、部材の製造コストを更に一層低減することができ、また、作業時に取扱性が高められるので、経済性及び生産性を更に向上させることができる。さらに、異方性焼結磁石片７１ａを軸方向に直状に配置（つまりスキュー角θが０）したので、組み立て時の異方性焼結磁石片７１ａの配置が簡易となり、製作精度をより高めることができる。よって、異方性焼結磁石片７１ａの位置のばらつきによって生じる磁極位置のずれといった形状因子に起因するモータ１のコギングトルクやトルクリプルの発生を軽減することができる。
【００４９】
なお、上述したとおり、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加えることが可能である。例えば、ステータ４及びリング状磁石１１，６１のスロット数及び極数は、要求特性等に応じて適宜設定することができ、例えば、２〜４０極及び３〜４８スロットの組み合わせの中から適宜選択され、コギングトルクを小さくできる極数とスロット数の組み合わせとして、例えば、第１実施形態で例示した８極９スロット、１０極９スロット、１０極１２スロット、１４極１２スロット等が挙げられる。ここで、好適なスキュー角θは、極数とスロット数によって異なり、例えば、１４極１２スロットの場合、好ましいスキュー角θとして１２°が挙げられる。また、第１の磁石部２１，７１は、第２の磁石部３１内に全てが埋設されなくてもよく、一部が埋設されていてもよく、例えば、第２の磁石部によって第１の磁石部の外周面のみ覆われていてもよい。
【００５０】
さらに、異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａは、断面（図示水平断面）多角状をなし且つその断面における対向稜角が面取りされて曲率Ｒを有する曲面が形成されていてもよい。ここで、図１１は、断面多角状をなし且つその断面における対向稜角が面取りされて曲率Ｒを有する曲面が形成された異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａを示す概略断面図である。図示の如く、異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａの対向稜角（頂角）Ｘ１，Ｘ１には、例えば曲率が０．２〜１．５程度の曲面Ｒが形成されている。このように構成すれば、端部への磁束の集中を低減できるので、リング状磁石１１，６１の表面磁束密度分布を、更に正弦波形状に近づけることができるとともに、成形加工時の型抜きが容易となって生産性をより向上させることができる。
【００５１】
また、図１１における対向稜角Ｘ２，Ｘ２が面取りされて曲面が形成されていてもよく、この場合、対向稜角Ｘ１，Ｘ１に曲面Ｒが形成されていてもいなくともよい。さらに、例えば、異方性焼結磁石片７１ａを弓状体としてもよい。図１２は、かかる弓状をなす異方性焼結磁石片７１ａを示す断面図である。このようにすれば、プレス方向と磁場方向を垂直（図示左右方向が磁場方向（配向方向）で、紙面に垂直な方向がプレス方向）にできるので、配向を大きくでき、その結果、磁束密度を更に増大させることができる。
【００５２】
またさらに、異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａを、複数の成形体から構成するようにしてもよい。例えば、第２の磁石部３１の厚さΔｔの筒壁の径の厚さ方向に、複数の異方性焼結磁石片を配置してもよい。さらにまた、異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａを、焼結磁石の細片、粒子及び／又は顆粒を集合させた非成形体から構成しても構わない。例えば、異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａと同様な外形状を有する中空の板状体中に焼結磁石の細片、粒子及び／又は顆粒を充填して磁石片を構成してもよい。加えて、第２の磁石部３１の外壁面３１ａ及び／又は内壁面３１ｂに、凹凸部又は切り欠き部を設けてもよい。本発明では、第２の磁石部３１を、加工が容易な等方性ボンド磁石から形成したので、外形形状の加工が極めて容易であり、加工精度を高めることもできるので、所望の磁石特性を有するリング状磁石を簡便に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明した通り、本発明のリング状磁石及びモータ、並びにそのリング状磁石を備えるモータによれば、大きな表面磁束密度を維持しつつ、コギングトルクやトルクリプルの発生を十分に抑止してトルク特性を向上させることができ、また、簡易な構造を有し且つ製造コストが低減されて経済性及び生産性をも高めることが可能なので、リング状の永久磁石用途一般、及びこれを備えるＳＰＭモータ等のモータ一般、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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるモータの一実施形態の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図２】リング状磁石１１の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】異方性焼結磁石片２１ａを概略的に示す斜視図である。
【図５】異方性焼結磁石片２１ａを概略的に示す正面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図に相当する図であり、異方性焼結磁石片２１ａの着磁方向を概念的に示す図である。
【図７】準備工程において異方性焼結磁石片２１ａを周方向に等間隔で配置している状態の一例を示す斜視図である。
【図８】リング状磁石１１における周方向１極分の磁束密度分布と、従来のラジアル異方性焼結磁石のみを用いたリング状磁石における周方向１極分の磁束密度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】本発明によるリング状磁石の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図（一部省略）であり、異方性焼結磁石片７１ａの着磁方向を概念的に示す図である。
【図１１】断面多角状をなし且つその断面における対向稜角が面取りされて曲率Ｒを有する曲面が形成された異方性焼結磁石片２１ａ，７１ａを示す概略断面図である。
【図１２】かかる弓状をなす異方性焼結磁石片７１ａを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…モータ、２…ハウジング、２ａ…軸受、３…回転軸、４…ステータ、４ａ…コイル、５…インナーロータ（ロータ）、６…ロータコア、１１…リング状磁石、２１，７１…第１の磁石部、３１ａ…外壁面、３１ｂ…内壁面、２１ａ，７１ａ…異方性焼結磁石片、３１…第２の磁石部、４１…シート部材、５１…複合体、θ…スキュー角、Ｒ…曲率、Ｘ１−Ｘ１，Ｘ２−Ｘ２…対向稜角。
【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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