(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石電機（１０）を作製するための方法であって、
固定子（１２）であって、該固定子（１２）に巻き付けられた導電巻線（２２）および前記固定子（１２）に埋め込まれた１つ以上の永久磁石（２６）を含む固定子（１２）を用意するステップと、
前記１つ以上の永久磁石（２６）に関して磁路を形成するために前記固定子（１２）に磁気保持要素（３４）を配置するステップであって、前記磁気保持要素（３４）が、前記１つ以上の永久磁石（２６）によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路（３６）を設けることによって前記１つ以上の永久磁石（２６）の磁路を閉じるステップと、
前記導電巻線（２２）の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を前記固定子（１２）に対して実行するステップと
を含み、
前記磁気保持要素（３４）が、前記１つ以上の永久磁石（２６）の動作点を、前記硬化ステップが実行される前記選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する方法。
【請求項２】
前記磁気保持要素（３４）を配置するステップが、前記固定子（１２）の内周に沿って前記磁気保持要素（３４）を配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磁気保持要素（３４）が、前記固定子（１２）の前記内周に沿って配置される磁気リングを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記磁気保持要素（３４）が、軟質の磁性材料から形成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記軟質の磁性材料が、１００〜１，０００の相対透磁率を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ＢＨ曲線の減磁屈曲が、前記１つ以上の永久磁石（２６）が形成されている材料および前記選択された硬化温度に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の永久磁石（２６）が、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＶＰＩ工程の完了時に前記磁気保持要素（３４）を除去するステップと、
前記磁気保持要素（３４）が除去された前記固定子（１２）の固定子開口部（１６）内に回転子（１４）を配置するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
永久磁石電機（１０）用の磁気保持要素（３４）であって、
前記永久磁石電機（１０）が、導電巻線（２２）が巻き付けられた複数の歯（２０）および前記固定子（１２）に埋め込まれた１つ以上の永久磁石（２６）を有する固定子（１２）を備え、
前記磁気保持要素（３４）が、前記１つ以上の永久磁石（２６）に関して磁路を形成するために前記固定子（１２）の内周に選択的に取り付け及び、取り外し可能であり、前記１つ以上の永久磁石（２６）によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路（３６）を設けることによって前記１つ以上の永久磁石（２６）の磁路を閉じる、磁気保持要素（３４）。
【請求項１０】
前記磁気保持要素（３４）が、前記固定子（１２）の前記内周に沿って配置される磁気リングを備える、請求項９に記載の磁気保持要素（３４）。
【請求項１１】
前記１つ以上の永久磁石（２６）が、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石を備える、請求項９または１０に記載の磁気保持要素（３４）。
【請求項１２】
前記磁気保持要素（３４）が、前記１つ以上の永久磁石（２６）の動作点を、前記ＶＰＩ工程中に実行される硬化ステップに関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する、請求項９乃至１１のいずれかに記載の磁気保持要素（３４）。
【請求項１３】
前記磁気保持要素（３４）が、１００〜１，０００の相対透磁率を有する軟質の磁性材料から形成されている、請求項９乃至１２のいずれかに記載の磁気保持要素（３４）。
【請求項１４】
永久磁石電機（１０）用の固定子アセンブリであって、
固定子（１２）であって、該固定子（１２）に巻き付けられた導電巻線（２２）および前記固定子（１２）に埋め込まれた１つ以上の永久磁石（２６）を含む固定子（１２）を用意するステップと、
前記１つ以上の永久磁石（２６）に関して閉じた磁路を形成するために前記固定子（１２）に磁気保持要素（３４）を配置するステップと、
前記導電巻線（２２）の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を前記固定子（１２）に対して実行するステップと
によって形成され、
前記磁気保持要素（３４）が、前記１つ以上の永久磁石（２６）の動作点を、前記硬化ステップが実行される前記選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する固定子アセンブリ。
【請求項１５】
前記磁気保持要素（３４）が、１００〜１，０００の相対透磁率を有する軟質の磁性材料から形成されている、請求項１４に記載の固定子アセンブリ。
【請求項１６】
前記減磁閾値が、前記１つ以上の永久磁石（２６）のための前記ＶＰＩ工程に関連するＢＨ曲線の減磁屈曲を含む、請求項１４または１５に記載の固定子アセンブリ。
【請求項１７】
前記ＢＨ曲線の前記減磁屈曲が、前記１つ以上の永久磁石（２６）が形成されている材料および前記選択された硬化温度に依存する、請求項１６に記載の固定子アセンブリ。
【請求項１８】
前記１つ以上の永久磁石（２６）が、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石を備える、請求項１７に記載の固定子アセンブリ。
【請求項１９】
前記磁気保持要素（３４）が、前記ＶＰＩ工程の完了時に除去される、請求項１４乃至１８のいずれかに記載の固定子アセンブリ。
【請求項２０】
前記磁気保持要素（３４）が、前記固定子（１２）に対する真空含浸（ＶＰＩ）の前に前記固定子（１２）に取り付けられ、前記ＶＰＩの後に前記固定子（１２）から取り外される、請求項９乃至１３のいずれかに記載の磁気保持要素（３４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、固定子永久磁石電機に関し、より具体的には、高温の真空含浸（ＶＰＩ：Ｖａｃｕｕｍ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）工程中に磁石の減磁を回避するように固定子永久磁石機の永久磁石の動作点を設定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な産業での電機の使用は、時間とともに多くの工業、商業、および運輸業において次第に普及し続けている。このような電機の製造において、真空含浸（ＶＰＩ）として知られている工程は、電機の巻線にとって不可欠な工程である。なぜなら、ＶＰＩ工程は、巻線に接する絶縁体の絶縁耐力および巻線の熱伝導率を改善するからである。ＶＰＩ工程は、巻線の多数の空隙または多孔に高熱伝導率のワニスを充填する。このようにして、ＶＰＩは、空気ポケットの発生を防止し、銅線と、スロットライナと、積層体との間の熱伝導接触を形成する。それゆえ、ＶＰＩ工程は、電機の熱性能を大幅に改善するものであり、したがって、その寿命および信頼性の向上において重要である。
【０００３】
ＶＰＩ工程の実行において、１５０℃（以上）の高温硬化が一般的に用いられることが知られている。多くの種類の従来の電機にでは、高温硬化の特別な悪影響があるわけではないため、ＶＰＩ工程中に特別な予防措置をとる必要はない。しかしながら、一部の種類の電機（具体的には、永久磁石が固定子に配置されるように設計される電機（すなわち、「固定子永久磁石機」（例えば、永久磁石磁束スイッチング機、永久磁石磁束反転機、および二重突出永久磁石機を含む））に関して、ＶＰＩ工程に用いられる高温硬化は、永久磁石の負荷線が硬化温度に関する減磁屈曲（ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｋｎｅｅ）を上回ることを保証するために特別な予防措置がとられない場合、固定子の永久磁石を減磁リスクにさらし得る。この減磁のリスクは、機械の永久磁石が、低コストで、熱安定性の低い磁石グレード（ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石など）の形態をしている場合にさらに高まる。すなわち、同じ温度の場合に、減磁屈曲は、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減したネオジム磁石では、従来のネオジムの相当品に比べて、より高い内部磁束密度レベルで現れ、これらの低コストではあるが、熱安定性の低い、希土類を低減した磁石の減磁リスクをより深刻にする。
【０００４】
したがって、高温ＶＰＩ工程中に磁石の減磁を回避するように固定子永久磁石機の永久磁石の動作点を設定するためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００２８１３９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一態様によれば、永久磁石電機を作製するための方法は、固定子であって、該固定子に巻き付けられた導電巻線および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を含む固定子を用意するステップ、および、１つ以上の永久磁石に関して磁路を形成するために固定子に磁気保持要素を配置するステップであって、磁気保持要素が、１つ以上の永久磁石によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路を設けることによって１つ以上の永久磁石の磁路を閉じるステップを含む。また、本方法は、導電巻線の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を固定子に対して実行するステップを含む。磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石の動作点を、硬化ステップが実行される選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、永久磁石電機は、固定子であって、導電巻線が巻き付けられた複数の歯および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を有する固定子を含む。また、永久磁石電機は、１つ以上の永久磁石に関して磁路を形成するために固定子に配置される磁気保持要素を含み、この場合、磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路を設けることによって１つ以上の永久磁石の磁路を閉じる。磁気保持要素は、選択的に固定子に取り付け可能であり、固定子から取り外し可能である除去可能な要素を含み、この場合、磁気保持要素は、真空含浸（ＶＰＩ）工程の実行の前に固定子に付け加えられてもよく、ＶＰＩ工程の完了時に固定子から除去されてもよい。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、永久磁石電機用の固定子アセンブリは、固定子であって、該固定子に巻き付けられた導電巻線および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を含む固定子を用意するステップと、１つ以上の永久磁石に関して閉じた磁路を形成するために固定子に磁気保持要素を配置するステップと、導電巻線の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を固定子に対して実行するステップとによって形成される。磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石の動作点を、硬化ステップが実行される選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する。
【０００９】
様々な他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面から明らかにされる。
【００１０】
図面は、本発明を実施するために現在考えられる好ましい実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る永久磁石電機の全体の概略斜視図である。
【図２】図１の電機の固定子の概略斜視図である。
【図３】図１の電機用の固定子の概略斜視図であり、固定子は、本発明の実施形態に係る、ＶＰＩ工程の実行のために固定子に配置された磁気保持要素を含む。
【図４】ジスプロシウムを含まない永久磁石に関して様々な温度の一組のＢＨ曲線を示すグラフであり、各曲線に減磁屈曲を含む。
【図５】磁気保持要素の使用を伴わない、硬化温度が１５０℃のＶＰＩ工程にかけられている永久磁石に関して磁化方向に沿って磁束密度成分を示すグラフである。
【図６】図５の永久磁石に関する減磁チャートである。
【図７】磁気保持要素の使用を伴う、硬化温度が１５０℃のＶＰＩ工程にかけられている永久磁石に関して磁化方向に沿って磁束密度成分を示すグラフである。
【図８】図７の永久磁石に関する減磁チャートである。
【図９】磁気保持要素の使用を伴う、硬化温度が１８０℃のＶＰＩ工程にかけられている永久磁石に関して磁化方向に沿って磁束密度成分を示すグラフである。
【図１０】図９の永久磁石に関する減磁チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、高温ＶＰＩ工程中に磁石の減磁を回避するように固定子永久磁石機の永久磁石の動作点を設定するためのシステムおよび方法に関する。磁気保持要素は、ＶＰＩ工程中は固定子に配置され、磁気保持要素は、永久磁石の動作点が減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定されることを可能にするために、永久磁石の磁束が磁気抵抗の低い通路を通って閉じるようにする機能を果たす。
【００１３】
本発明の実施形態は、多数の固定子永久磁石機の配置であって、永久磁石および巻線が従来の回転子永久磁石の配置（永久磁石磁束スイッチング機、磁束反転機、および二重突出永久磁石機を含む）の代わりに固定子に配置される多数の固定子永久磁石機の配置に使用可能である。したがって、単一機械の配置のみが、以下で述べられる図に示されるが、本発明の実施形態は、この１つの機械の配置に限定されないことおよび他の固定子永久磁石機の配置が、本発明の範囲内にあると考えられることが理解されるべきである。
【００１４】
図１および図２を参照すると、これらには、本発明の実施形態を利用することができる固定子永久磁石機１０（電動機または発電機など）の部分の図が示されている。固定子永久磁石機１０は、略同心円状に配置された固定子１２および回転子１４を含んでもよい。例えば、固定子１２には、固定子開口部１６が形成されてもよく、固定子開口部１６内には、回転子１４が配置されてもよい。固定子開口部１６および回転子１４は、略円筒形であってもよく、また、軸線ａを形成するように細長くなっていてもよい。回転子１４は、軸線ａを中心に回転するように構成されたシャフト２８に連結されてもよい。
【００１５】
固定子部は、外側ヨーク１８（場合により、「バックアイアン（ｂａｃｋ  ｉｒｏｎ）」と呼ばれる）および１つ以上の歯２０であって、それぞれが例えば外側ヨークから半径方向内側に延在する１つ以上の歯２０を含んでもよい。導電巻線２２は、歯２０のそれぞれの周囲に巻き付けられてもよい。絶縁体２４が、外側ケーシング１８／歯２０と導電巻線２２との間の電気絶縁を実現するために含まれてもよい。また、固定子１２は、固定子（すなわち、歯２０またはヨーク１８のいずれか）に埋め込まれた１つ以上の永久磁石２６を含み、これらの磁石は、これらの磁石の磁極が固定子１２の周囲で周方向に交互に入れ替わるように磁化されている。一実施形態によれば、永久磁石２６は、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石（ジスプロシウムを含まないネオジム永久磁石など）として形成される。ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減したこのような永久磁石は、固定子永久磁石機１０の材料費を劇的に低減する「低コストの」磁石ではあるが、そのトレードオフとして、永久磁石２６は、以下でさらに詳細に述べられるように（より高いレベルのジスプロシウムを含有する磁石に比べて）低い熱安定性を有する。
【００１６】
固定子永久磁石機１０の動作中、シャフト２８および回転子１４は、軸線ａを中心に回転する。固定子永久磁石機１０が、発電機またはモータのどちらであるかに応じて、磁石２６に関連する磁界と相互作用する導電巻線２２の電流は、回転子１４の回転によって誘導されるか、または回転子１４の回転を発生させる。前者の場合、シャフト２８に対してなされる仕事は、シャフトおよび回転子１４の回転を引き起こし、巻線２２に電流を誘導することができ、一方、後者では、巻線に注入された電流は、回転子が回転子に配置された回転子歯３０を固定子歯２０に対して最小の磁気抵抗の位置に動かそうとすることから回転子およびシャフトの回転を発生させることができる。
【００１７】
図１および図２に示されている固定子１２に関して、固定子１２は、単一で中実の機械加工部品として形成されておらず、その代わりに、固定子を形成するために軸方向に重ね合わせてプレスされた複数の固定子積層体３２から構成されている。積層体３２のそれぞれは、金属積層体を形成するために例えばプレス加工または切断され得る材料から形成されている。
【００１８】
固定子永久磁石機１０の作製において、真空含浸（ＶＰＩ）工程が、巻線２２の熱伝導率を改善し、絶縁体２４の絶縁耐力を向上させるために実行される。ＶＰＩ工程の実行において、巻線２２の多数の空隙または多孔に、高熱伝導率のワニスが充填され、その後、高熱伝導率のワニスは、空気ポケットの発生を防止し、これにより、巻線２２の銅線と、スロットライナ絶縁体２４と、積層体３２との間の熱伝導接触を形成するために高温硬化（すなわち、１５０℃以上（１８０℃など）の硬化）にかけられる。ＶＰＩ工程は、電機１０の熱性能を大幅に改善するものであり、したがって、その寿命および信頼性の向上において重要である。
【００１９】
ＶＰＩ工程に用いられる高温硬化に関して、高温硬化は、固定子１２の永久磁石２６を減磁リスクにさらし得る（特に、永久磁石２６がジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石として用意されている実施形態において（このような磁石の熱安定性が低下するため））ことが、ここでは認識されている。すなわち、永久磁石２６の負荷線が硬化温度に関する減磁屈曲を上回ることを保証するために、特別な予防措置がとられない場合、永久磁石２６は、減磁リスクにさらされ得る。
【００２０】
ＶＰＩ工程中に発生する永久磁石２６の減磁のリスクに対処するために、本発明の実施形態は、高温ＶＰＩ工程中の減磁を回避するように永久磁石２６の動作点を設定する器具および方法を提供する。次に図３を参照すると、実際にＶＰＩ工程の前および最中に作製される、固定子永久磁石機１０の固定子１２が示されている。図３から分かるように、ＶＰＩ工程の前および最中に、ＶＰＩ工程中の永久磁石２６の減磁を回避するように永久磁石２６の動作点を設定するよう機能する磁気保持要素３４が、固定子１２に配置される。例示的な実施形態によれば、磁気保持要素３４は、固定子１２の内周に沿って配置されるリング形状の要素（すなわち、磁気保持リング）として形成されている。しかしながら、磁気保持要素３４は、磁気保持要素３４が、固定子１２に配置されるときに互いに接合され得る多数の部品から形成されることを含めて、リング形状の要素以外の形状／構成を有するように形成されてもよいことが認識されている。
【００２１】
磁気保持要素３４は、選択的に固定子１２に取り付け可能であり、固定子１２から取り外し可能である除去可能な要素として用意されている。より具体的には、磁気保持要素３４は、真空含浸（ＶＰＩ）工程の実行の前に固定子１２に付け加えられ、ＶＰＩ工程の完了時に固定子１２から除去される。磁気保持要素３４が除去されると、固定子永久磁石機１０の作製は続いて、固定子１２に対する回転子１４の配置に進む。
【００２２】
磁気保持要素３４は、空気の透磁率よりも大幅に大きな透磁率（すなわち、磁気保持器に適した１００〜１，０００の相対透磁率）を有する軟質の磁性材料から形成されている。軟質の磁性材料から形成された磁気保持要素３４は、永久磁石２６によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路を設けることによって永久磁石２６の磁路（全体を通して３６によって示されている）を閉じるように機能する。すなわち、磁気保持要素３４がない場合、磁石の磁束は、固定子永久磁石機１０を囲む空気を通って閉じており、永久磁石２６は、その内部磁束密度を低下させる、磁気抵抗の高い磁路を通る。永久磁石２６によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路３６を設けることによって、磁気保持要素３４は、永久磁石２６の動作点が、ＶＰＩ工程の硬化温度において減磁閾値（すなわち、「減磁屈曲」）を上回る内部磁束密度レベルに設定されること（これは、磁石の磁束が機械を囲む空気を通って閉じている場合には起こらない状況である）を可能にする。
【００２３】
磁気保持要素３４による、減磁閾値（すなわち、「減磁屈曲」）を上回る永久磁石２６の内部磁束密度レベルの設定／維持が、図４に示されており、これは、様々な温度における、ジスプロシウムを含まない永久磁石の典型的な一組のＢＨ曲線４０を示している。曲線４０のそれぞれに関する「減磁屈曲」（４２で示されている）は、リコイルライン（ｒｅｃｏｉｌ  ｌｉｎｅ）が曲がり始める点であり、永久磁石２６の動作点は、磁力の恒久的な減少を防止するために減磁屈曲４２を常に上回り続けなければならない。図４から分かるように、減磁屈曲４２は、温度とともに上昇し、例えば、１５０℃の硬化温度に関する減磁屈曲は、０．５３テスラにあり、１８０℃の硬化温度に関する減磁屈曲は、０．６５テスラにある。
【００２４】
再び図１〜図３を参照し続けながら、次に図５〜図１０を参照すると、ＶＰＩ硬化工程中に永久磁石２６（例えば、ジスプロシウムを含まないネオジム永久磁石）が受ける減磁の、磁気保持要素３４の使用を伴う場合と伴わない場合との比較が、磁化方向に沿った磁束密度成分のマップと共に提供され、減磁チャートが示されている。最初に図５および図６を参照すると、ＶＰＩ硬化工程中に永久磁石２６が受ける減磁が、磁気保持要素３４の使用を伴わない硬化の実行に関して示されている。図５において、１５０℃の温度で実行されたＶＰＩ硬化中の永久磁石に関して磁化方向（すなわち、ｘ軸）に沿った磁束密度成分のマップが示されている。上で先に示したように、１５０℃の硬化温度に関する減磁屈曲は、０．５３テスラにあり、図５には、永久磁石２６の領域（すなわち、永久磁石の領域の大部分）が、０．５３テスラの減磁屈曲未満の内部磁束密度を示していることが示されており、予防措置がとられない場合、ＶＰＩ工程中の減磁の大きなリスクがあることが示されている。このことは、図６の減磁マップによって確認される。図６は、永久磁石２６の大部分（４４で示されている）が、磁気保持要素３４の使用を伴わない１５０℃のＶＰＩ硬化中に減磁状況または減磁状態にあり（すなわち、磁束の強度が、０．５３テスラ未満である）、小さな領域（４６で示されている）のみが、磁化状況／磁化状態のままであることを示している。
【００２５】
次に図７および図８を参照すると、ＶＰＩ硬化工程中に永久磁石２６が受ける減磁が、磁気保持要素３４の使用を伴う硬化の実行に関して示されている。図７において、１５０℃の温度で実行されたＶＰＩ硬化中の永久磁石２６に関して磁化方向（すなわち、ｘ軸）に沿った磁束密度成分のマップが示されている。図７から分かるように、磁石の磁束は大部分、その下にある磁気保持要素３４によって形成された、磁気抵抗が最も小さい通路を通って閉じている。上で先に示したように、１５０℃の硬化温度に関する減磁屈曲は、０．５３テスラにあり、図７からは、０．５３テスラの減磁屈曲未満の磁束密度を示す、永久磁石２６の領域が存在せず、内部磁束密度は、実際に永久磁石の領域の全体にわたって０．５３Ｔの閾値を大幅に上回っていることが分かる。図８の減磁マップは、減磁状況または減磁状態（すなわち、磁束の強度が、０．５３テスラ未満である）になっている永久磁石２６の領域が存在しないことを示しており、減磁リスクが、磁気保持要素３４の導入によって効果的に除去されていることを確認することができる。
【００２６】
次に図９および図１０を参照すると、ＶＰＩ硬化工程中に永久磁石２６が受ける減磁が、磁気保持要素３４の使用を伴う硬化の実行に関して示されている。なお、このときの硬化工程は、１８０℃の温度で実行されている。上で先に示したように、１８０℃の硬化温度に関する減磁屈曲は、０．６５テスラにあり、図９の、磁化方向（すなわち、ｘ軸）に沿った磁束密度成分のマップには、０．６５テスラの減磁屈曲未満の磁束密度を示す、永久磁石２６の領域が存在しないことが示されている。したがって、図１０の減磁マップは、減磁状況または減磁状態（すなわち、磁束の強度が、０．６５テスラ未満である）になっている永久磁石２６の領域が存在しないことを示している。
【００２７】
したがって、有益に、本発明の実施形態は、高温ＶＰＩ工程中に磁石の減磁を回避するように固定子永久磁石機の永久磁石の動作点を設定するためのシステムおよび方法を提供する。磁気保持要素は、ＶＰＩ工程を実行するために固定子に配置され、磁気保持要素は、永久磁石の磁路が磁気抵抗の低い通路を通って閉じるようにする機能を果たし、これにより、永久磁石の動作点は、ＶＰＩの動作温度において減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定される。したがって、磁気保持要素の使用は、減磁リスクを伴わない高温ＶＰＩを可能にすることにより、その固定子に永久磁石を有する電機の製造可能性に寄与する。また、磁気保持要素は、固定子永久磁石機での、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石の使用を、その低い熱安定性をものともせずにＶＰＩ工程中の減磁のリスクを除去することによって可能にする。この結果、このような低コストの、ジスプロシウムを含まないか、またはジスプロシウムを低減した永久磁石の使用は、劇的に材料費を低減し、その固定子に永久磁石を有する何らかの新たな永久磁石電機の市場性を改善する。
【００２８】
したがって、本発明の一実施形態によれば、永久磁石電機を作製するための方法は、固定子であって、該固定子に巻き付けられた導電巻線および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を含む固定子を用意するステップ、および、１つ以上の永久磁石に関して磁路を形成するために固定子に磁気保持要素を配置するステップであって、磁気保持要素が、１つ以上の永久磁石によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路を設けることによって１つ以上の永久磁石の磁路を閉じるステップを含む。また、本方法は、導電巻線の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を固定子に対して実行するステップを含む。磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石の動作点を、硬化ステップが実行される選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する。
【００２９】
本発明の別の実施形態によれば、永久磁石電機は、固定子であって、導電巻線が巻き付けられた複数の歯および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を有する固定子を含む。また、永久磁石電機は、１つ以上の永久磁石に関して磁路を形成するために固定子に配置される磁気保持要素を含み、この場合、磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石によって発生する磁束に対して磁気抵抗の低い磁路を設けることによって１つ以上の永久磁石の磁路を閉じる。磁気保持要素は、選択的に固定子に取り付け可能であり、固定子から取り外し可能である除去可能な要素を含み、この場合、磁気保持要素は、真空含浸（ＶＰＩ）工程の実行の前に固定子に付け加えられてもよく、ＶＰＩ工程の完了時に固定子から除去されてもよい。
【００３０】
本発明のさらに別の実施形態によれば、永久磁石電機用の固定子アセンブリは、固定子であって、該固定子に巻き付けられた導電巻線および固定子に埋め込まれた１つ以上の永久磁石を含む固定子を用意するステップと、１つ以上の永久磁石に関して閉じた磁路を形成するために固定子に磁気保持要素を配置するステップと、導電巻線の熱伝導率を高めるために、選択された温度で実行される硬化ステップを含む真空含浸（ＶＰＩ）工程を固定子に対して実行するステップとによって形成される。磁気保持要素は、１つ以上の永久磁石の動作点を、硬化ステップが実行される選択された温度に関連する減磁閾値を上回る内部磁束密度レベルに設定する。
【００３１】
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込み方法の実行を含めて本発明を実施することを可能にするために、例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００３２】
１０  固定子永久磁石機
１２  固定子
１４  回転子
１６  固定子開口部
１８  外側ヨーク
２０  歯
２２  導電巻線
２４  絶縁体
２６  永久磁石
２８  シャフト
３０  回転子歯
３２  固定子積層体
３４  磁気保持要素
３６  磁気抵抗の低い磁路
【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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