(57)【要約】【課題】高性能磁石を使用する内側永久磁石電気機器において、減磁を防止しながらより高い温度で電気機器を作動できるようにすること【解決手段】内側永久磁石電気機器の改善された性能のための装置および方法。一部の実施形態では、永久磁石の多数のペアが設けられている。第１のペアの磁石は、ステーターにリンクされた、より有効な磁束を生じ、更に第１の材料から製造されており、この第１の材料は、第１の材料と異なる第２の材料から製造できる第２のより大きい磁石の内側ペアを製造するために選択された第２の材料よりも良好な高温磁気特性を有する。【選択図】図４Ｂ
2013141393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気導線を含むステーターと、
前記ステーター内で回転自在となっており、所定の外径を有するローターとを備え、前記ローターは、第１の材料から製造された複数の第１の永久磁石と第１の材料と異なる第２の材料から製造された複数の第２の永久磁石とを含み、
前記第１の材料は、第１の磁束密度および所定の温度において、第１の減磁折れ点を有し、前記第２の材料は、第２の磁束密度および同じ所定温度において第２の減磁折れ点を有し、前記第１の磁束密度は、前記第２の磁束密度よりも低くなっている、内側永久磁石モーター。
【請求項２】
前記複数の第２の永久磁石は、中心線のまわりに対称的となっている磁石の複数のペアである、請求項１に記載のモーター。
【請求項３】
前記複数の第２の磁石の対応するペアの各磁石の間に前記複数の第１の磁石の各々が位置する、請求項２に記載のモーター。
【請求項４】
前記複数の第１の永久磁石は、中心線のまわりに対称的となっている磁石の複数のペアである、請求項２に記載のモーター。
【請求項５】
前記複数の第２の磁石の対応するペアの各磁石の間に前記複数の第２の磁石の各々が位置する、請求項４に記載のモーター。
【請求項６】
前記複数の第１の磁石の各ペアは、Ｖ字形であり、前記複数の第２の磁石の各ペアは、Ｖ字形である、請求項５に記載のモーター。
【請求項７】
前記複数の第１の磁石は、磁石の複数のペアである、請求項１に記載のモーター。
【請求項８】
前記複数の磁石の各々は、第１の容積を有し、前記第２の磁石の各々は、第２の容積を有し、前記第１の容積は、前記第２の容積未満である、請求項１に記載のモーター。
【請求項９】
内径部近くまで所定の電流を搬送できる複数の電気導線を含むステーターと、
ある外径を有し、前記ステーターの内径内で回転自在なローターとを備え、前記ローターは、第１の材料から製造された複数の第１の永久磁石と第１の材料と異なる第２の材料から製造された複数の第２の永久磁石とを含み、
前記複数の第１の磁石は、所定のステーター電流にて第１の磁束密度を有し、前記複数の第２の磁石は、同じ所定のステーター電流にて第２の磁束密度を有し、
前記第１の材料は、所定の温度にて第１の減磁磁束密度を有し、前記第２の材料は、前記所定の温度にて第２の減磁磁束密度を有し、前記第１の減磁磁束密度は、第２の減磁磁束密度よりも低く、
前記第１の磁束密度は、第２の減磁磁束密度よりも低く、第２の磁束密度は、第２の減磁磁束密度よりも高い、内側永久磁石モーター。
【請求項１０】
前記第１の磁束密度および前記第２の磁束密度の各々は、第１の減磁磁束密度よりも高い、請求項９に記載のモーター。
【請求項１１】
前記第１の磁束密度は、磁気表面磁束密度の垂直成分である、請求項９に記載のモーター。
【請求項１２】
前記所定の電流は、モーターに対する最大ピーク電流定格である、請求項９に記載のモーター。
【請求項１３】
前記所定の温度は、モーターに対する最大連続温度定格にほぼ等しいか、またはそれよりも低い、請求項１２に記載のモーター。
【請求項１４】
前記第１の材料は、少なくとも１つの希土類材料を含む、請求項９に記載のモーター。
【請求項１５】
前記第２の材料は、少なくとも１つの希土類材料を含む、請求項１４に記載のモーター。
【請求項１６】
前記複数の第２の磁石は、実質的に同じ磁石の複数のペアである、請求項９に記載のモーター。
【請求項１７】
前記複数の第２の磁石の対応するペアの各磁石の間に前記複数の第１の磁石の各々が位置する、請求項１６に記載のモーター。
【請求項１８】
前記複数の第１の磁石は、実質的に同じ磁石の複数のペアである、請求項１６に記載のモーター。
【請求項１９】
前記複数の第２の磁石の対応するペアの各磁石の間に前記複数の第１の磁石の各々が位置する、請求項１８に記載のモーター。
【請求項２０】
前記複数の第１の磁石は、実質的に同じ磁石の複数のペアである、請求項９に記載のモーター。
【請求項２１】
前記複数の第１の磁石の各々は、第１の質量を有し、前記複数の第２の磁石の各々は第２の質量を有し、前記第１の質量は、前記第２の質量未満である、請求項１に記載のモーター。
【請求項２２】
前記複数の第１の磁石の各々は、第１の容積を有し、前記第２の磁石の各々は第２の容積を有し、前記第１の容積は、前記第２の容積未満である、請求項１に記載のモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の実施形態は、電気機器で使用される永久磁石のための材料の選択に関し、より詳細には、内側（インナー）永久磁石（ＩＰＭ）電気機器で使用される多数の構造の永久磁石の使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電力ＩＰＭ電気機器では、性能を改善するために「レアアース（希土類）」材料が使用されている。これら電気機器のための原材料は、極めて高価であり、使用温度も変化するので、性能に関する妥協が図られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高性能磁石を使用するＩＰＭ機器内のローターは、必要な連続電力レベルで生じる温度で作動できないことがある。従って、ピークで利用できる電力と減磁防止との間で妥協を図ることがある。現在では、ピークで利用できる電力を削減しながら、高温に耐えることができる磁石を選択するか、または連続温度が低い状態でピーク電力が大きい磁石を選択しなければならない。また、より高温で使用可能な磁石は、より高価でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願に記載する発明の種々の実施形態は、ＩＰＭ電気機器のこれらの点を新規かつ非自明的に解決するものである。
【０００５】
本発明の一部の実施形態の特徴は、内側永久磁石モーターに関し、一部の実施形態では、モーターは、異なるサイズおよび構造の永久磁石を有し、磁石のために多数のタイプの材料を使用している。
【０００６】
別の実施形態は、ある外径を有するローターと、第１の材料から製造された第１の複数の永久磁石と、第１の材料と異なる第２の材料から製造された第２の複数の永久磁石とを含む。更に別の実施形態では、第１の材料は、第１の磁束密度にて第１の減磁折れ点を有し、第２の材料は、第２の磁束密度にて第２の減磁折れ点を有する。更に別の実施形態は、第１の質量を有する第１の複数の磁石の各々と、第２の質量を有する第２の複数の磁石の各々を含み、前記第１の質量は、前記第２の質量未満であり、第１の磁束密度は、第２の磁束密度よりも低い。
【０００７】
本発明の別の特徴は、内側永久磁石モーターに関する。一部の実施形態は所定の電流を搬送できる複数の電気導線を含むステーターを備える。他の実施形態は、ステーター内に回転自在に支持されたローターを含み、このローターは、第１の材料から製造された第１の複数の永久磁石と、第１の材料と異なる第２の材料から製造された第２の複数の永久磁石とを含む。更に別の実施形態では、第１の複数の磁石は、所定のステーター電流にて第１の磁束密度を有し、第２の複数の磁石は、所定の同じステーター電流にて第２の磁束密度を有する。更に別の実施形態では、第１の材料は、第１の磁束密度にて第１の減磁磁束を有し、第２の材料は、第２の磁束密度にて第２の減磁磁束を有し、第１の磁束密度は、第２の減磁磁束よりも低く、第２の磁束密度は、第２の減磁磁束よりも高い。
【０００８】
発明の概要の章だけでなく、本願の他の部分にも記載した種々の装置および方法は、多数の異なる組み合わせおよび更なる下位の組み合わせとして表記できることが理解できよう。かかる有効で、かつ新規である発明の組み合わせおよび更に下位の組み合わせのいずれも本願で使用可能なものであるので、これら組み合わせの各々を詳細に説明することは、必要でないと理解できよう。
【０００９】
本願に示された図面の一部は、寸法を含むことができる。更に本願に示された図面の一部は縮尺を定めた図面、または縮尺を変えることができる写真から作成できたものである。図中のかかる寸法または相対的な縮尺は、例であって、限定的なものとみなされないことが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係わるモーターアセンブリの斜視図である。
【図２】図１の装置の側面図である。
【図３Ａ】図２のローターおよびステーターの分解図である。
【図３Ｂ】図２のローターおよびステーターの斜視側面図である。
【図４Ａ】図２の組み立てられたローターとステーターの横断面図部分の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ａの装置の一部の拡大図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係わる、被覆された磁石アセンブリの１ペアの斜視図である。
【図５Ｂ】被覆されていない図５Ａのアセンブリの図である。
【図５Ｃ】図５Ｂのアセンブリの端面図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態に係わるローターおよびステーターの横断面の一部である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施形態に係わるローターおよびステーターの横断面の一部である。
【図６Ｃ】本発明の別の実施形態に係わるローターおよびステーターの横断面の一部である。
【図６Ｄ】本発明の別の実施形態に係わるローターおよびステーターの横断面の一部である。
【図６Ｅ】本発明の別の実施形態に係わるローターおよびステーターの横断面の一部である。
【図７】温度を関数とする、本発明の一実施形態に係わる材料の磁化曲線のグラフである。
【図８】異なる数種の材料における磁石の温度を関数とする、図７の減磁ブレークポイントのグラフである。
【図９】複数の異なる温度で示された、特定の材料における電流を関数とする磁石表面の磁束の垂直成分のグラフである。
【図１０】複数の異なる温度で示された、特定の材料における電流を関数とする磁石表面の磁束の垂直成分のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の原理の理解を促進するために、以下、添付図面に示された実施形態について参照し、本発明を説明するように特定の言葉を使用する。しかしながら、本発明の範囲を限定する意図はなく、図示された装置におけるかかる変形例および更なる変更例、並びに本願に示された本発明の原理のかかる更なる実施は、本発明が属す当業者には、通常想到できるものであると理解できよう。次に、本発明の少なくとも１つの実施形態について記載し、図示するが、この実施形態は本発明のその他の実施形態も示し、および／または記載し得る。「本発明」に関する言及は、発明群のうちの１つの実施形態への言及であり、この場合、単一の実施形態は特に明記しない限り、すべての実施形態に含まれるべき装置、プロセスまたは組成物を含むわけではないと理解すべきである。更に、本発明の一部の実施形態によって得られる「利点」に関する記載が存在し得るが、更に別の実施形態は、これら同じ利点を含まないことがあったり、または更に異なる利点を含んだりすることがあると理解すべきである。本願に記載の利点は、特許請求の範囲のいずれかに限定するものと見なすべきではない。好みに関する単語、例えば「好ましくは」なる単語の使用は、少なくとも１つの実施形態に存在するが、一部の実施形態に対してはオプションである特徴および特性を意味するものである。
【００１２】
部品の番号（ＮＸＸ．ＸＸ）に対して、連続する数字の前にプリフィックス（Ｎ）を使用することは、後に図示し、記述したものを除き、更に１００から１９９の部品番号を除き、プリフィックスの付いていない部品（ＸＸ．ＸＸ）と同じ部品を意味するものである。一例を挙げれば、図示し、記述する部品１０２０.１の異なる特徴を除けば、部品１０２０.１は、部品２０.１と同じものである。更に、共通する部品および関連する部品の共通する特徴を、異なる図で同じように描き、および／または異なる図において同じ記号を使用している。当業者には、これら共通する特徴は、明らかであるので、このように、同じである１０２０.１と２０.１の部品の特徴を記述する必要はない。このような記述の約束事は、１つのプライム（’）、二重プライム（”）および三重プライム（'''）のサフィックスのついた部品番号を使用することにも当てはまる。従って、２０.１、２０.１’、２０.１”および２０.１'''の特徴を記述する必要はない。その理由は、当業者にはこれら共通する特徴は明らかであるからである。
【００１３】
本願には、種々の特定の量（空間的寸法、温度、圧力、時間、力、抵抗、電流、磁束密度、減圧、濃度、波長、周波数、熱伝達係数、無次元パラメータなど）を記述し得るが、かかる特定の量は単なる例として示したものであり、更に、特に明記しない限りこれら量は概略値であり、各量の前に「約」なる単語がついた量と見なすべきである。更に、特定の組成の物質に関して記述した場合、この記述は単なる例であり、その組成物の別の上位概念の実施可能性を限定するものでもないし、引用した組成物に関連しない他の組成物の実施可能性を限定するものでもない。
【００１４】
図１および２は、本発明の一実施形態にかかわる内側永久磁石（ＩＰＭ）電気機器１０の外面図を示す。電気機器１０は、ハイブリッド車に原動力を与えるのに使用されるようなモーターであることが好ましいが、本発明の他の実施形態では、任意のタイプの応用例で使用することも可能である。モーター１０の外装部品は、エンドキャップ１４ａ、スリーブ１４ｂおよびエンドプレート１４ｃを含み、これらはモーターの内装部品に対する保護カバーを構成している。ターミナルブロック１２は、モーター１０に三相電力を供給するように構成されている。
【００１５】
図３Ａおよび３Ｂは、スリーブ１４ｂ内に収納されたステーター２０とローター６０の分解概略図を示す。ステーター２０は、ラミネートアセンブリ２２を含み、このラミネートアセンブリは、実質的に同じ構造の重ねられた複数のプレートを備える。ラミネートアセンブリ２２によって構成された環状体内で、電気導線アセンブリ２４は、分布三相電力を発生する。ローターセンブリ６０は、ラミネートアセンブリ６２を含み、このラミネートアセンブリ６２は、実質的に同一の重ねられた個々の複数のプレートを含む。これらプレートは、ハブ６１に結合されており、このハブはラミネートアセンブリ６２のための支持体となると共に、回転部品、例えばトランスミッションまたは他の機器の入力シャフトへ原動力を供給する。ローター６０は、ベアリング（図示せず）によって支持されており、回転軸線１１を中心としてステーター２０内で回転する。
【００１６】
図４Ａおよび４Ｂは、ステーター２０およびローター６０の一部の横断面図であり、これら横断面は、中心線１１に対して垂直となっている。図４Ａは、ステーター２０内の組み立てられたローター６０の４分の１の部分を示す。ラミネートアセンブリ２２のプレートの各々は、複数のスロット２２.１を含み、これらスロットは、アセンブリ２２の内周部のまわりに同じ間隔で分布している。スロットの各々は、複数の電気導線アセンブリ２４を含み、これらアセンブリは、作動中、ローター６０の外径部のまわりに三相の回転磁界を発生させる。簡略化のために、各スロット２２.１内には１本の導線２４しか示されていない。
【００１７】
図４Ａは、ラミネートアセンブリ６２の個々のプレートの各々の内側に製造されたポケット６２.１の４つのグループの一部を示す。これら４つのグループ６２.１ａ、６２.１ｂ、６２.１ｃ、６２.１ｄは、ローター６０の周辺部６２.２のまわりに等距離に隔置されている。図４Ａおよび４Ｂは、グループ６２.１が全体にＶ字形状をしていること、およびＶ字形の脚部が好ましくは約８０°〜約１２０°の範囲の挟角を有することが好ましいことを示している。
【００１８】
図４Ｂは、ポケットの単一グループ６２.１の拡大図である。各ラミネートプレートは、磁石の各グループに対して複数のポケット６２.１を構成している。一部の実施形態では、グループ６２.１はポケットの２つのペア６２.１を含み、これらペアは、グループの中心線７１を中心に対称的に配置されている。これらポケットの必ずしもすべてではない一部は、１つの永久磁石内に含まれるように構成されている。永久磁石の外側ペア７４ａおよび７４ｂは、対応するポケット６２.７４ａおよび６２.７４ｂ内に収納されている。永久磁石の内側ペア７６ａおよび７６ｂも、軸７１を中心に対称的に位置する。一部の実施形態では、ラミネートアセンブリ６２は更に中心ポケット６２.１２も含み、この中心ポケットは磁石７６ａおよび７６ｂの長手方向エッジの間に位置する。種々の磁石を含むスロット６２は、対応する永久磁石だけでなく、プラスチックケーシング６９（図６Ａ参照）も含むように構成された形状となっていることが好ましい。ポケット６２.１２内にはプラスチック部材６９ｃが位置する。
【００１９】
再度、図４Ｂを参照する。永久磁石７４および７６は、任意の形状でよいが、一部の実施形態では、これら磁石は、製造および組み立てを容易にするために（図５Ｂおよび５Ｃにも示されているように）実質的に四角形に形成されている。一部の実施形態では、永久磁石の外側ペア７４および磁石の内側ペア７６は、実質的に同じ長さを有し、実質的にラミネートアセンブリ６２の長手方向の全長にわたって延びている。磁石７４および７６の高さおよび幅は、設計者の裁量で任意の寸法とすることができる。
【００２０】
本発明の一部の実施形態では、外側ペア７４の横断面の形状は、第１の材料組成物から製造される永久磁石に対して合致するよう構成され、更に永久磁石の内側ペア７４の横断面の形状は、第２の材料組成物から製造される磁石に対して合致するよう構成されている。本発明の一部の実施形態では、第１の材料組成物と第２の材料組成物の双方は、１つ以上の希土類元素を含むが、本発明のその他の実施形態は、そのように限定されることはなく、これら他の実施形態は、永久磁石に対して作動するのに適した任意のタイプの第１のおよび第２の材料組成物も使用できる。外側ペア７４の各磁石は、対応する内側磁石７６の容積よりも実質的に小さい容積を有することが好ましい。一部の実施形態では、外側の各磁石は、内側磁石の容積の約半分未満である。しかしながら、本発明の種々の実施形態では、磁石７６と実質的に同じサイズおよび／または形状の内側磁石７４を使用することも可能である。更に、他の実施形態では、磁石７６と実質的に同じ容積および質量を有する内側磁石７４を使用することも可能であるが、本発明の他の実施形態は、そのように限定されることはなく、磁石７６と形状が異なるか、または容積が大きい磁石７４を使用することもできる。
【００２１】
本発明の一部の実施形態では、外側ペア７４は、（形状、容積および位置に関して）内側ペア７６に対して選択された材料と異なる材料から形成されるように構成され、内側ペア７６は、ペア７４の製造に使用される材料と異なる性質を有する材料から製造されるように構成されている。外側ペア７４は、ステーター２０の回転磁石に、より有効に磁束がリンクするので、作動中、減磁からの影響をより受けやすいことが分かっている。
【００２２】
外側磁石のほうが内側磁石よりも物理的に小さくなっている実施形態、更に、外側磁石のほうがラミネートアセンブリ６２の外径部６２.２により接近している実施形態では、磁石の外側ペア７４が受ける磁気表面磁束密度を、磁石の内側ペア７６が受ける磁気表面磁束密度よりも実質的に小さくできる。特に導線２４内に大電流が流れる条件に対して内側ペア７６と外側ペア７４との間の磁束密度の差は、第１の材料の組成１０２から製造される外側ペア７４および異なる磁気材料組成１０４から製造される内側ペア７４に適合するように、十分大きくなることが分かっている。従って、一部の実施形態では、所定温度において外側ペア７４に対して選択された材料１０２よりも大きい磁束Ｂ（Ｔ）で減磁する材料１０４から磁石の内側ペア７４を製造することが可能である。異なる材料１０４と比較して磁気性能が全体に低い材料１０２から外側ペアの材料１０２を製造することが可能である。
【００２３】
本発明の一部の実施形態の別の特徴は、磁石の内側ペア７６の製造に選択された材料１０４と比較して、磁石の外側ペア７４を製造するのに選択された材料１０２が、好ましいことにより良好な高温度特性を有していることである。一部の実施形態の更に別の特徴は、磁石の外側ペア７４は、内側ペア７６よりも少ない材料しか使用しないですむことである。上記特徴の１つ以上を組み合わせた実施形態では、より高価な材料１０２の使用を、より小さい外側ペア７４に限定し、内側ペア７６に対してはより安価な材料１０４を使用することが可能であり、この結果、内側ペアと外側ペア全体のグループは安価になるだけでなく、全体に耐減磁性も増す。
【００２４】
図７は、ある材料の磁気特性のグラフ表示であり、図７は、メートル当たりのキロアンペアを単位とする磁界強度を関数とし、テスラを単位とする磁束密度を示す。図７は、６種類の材料特性群１００を示し、ここで、プロットの各ラインは異なる材料温度を示す。矢印１０１は、特性群を横断する温度上昇の方向を示す。低温度ラインのうちの５つは、次の３つの応答領域を有するものとして特性を定めることができることが理解できよう。すなわち（１）磁界強度を関数とする、特に磁界強度がゼロに接近する際の磁束密度の線形関係を有する領域、（２）磁束密度が実質的に垂直方向に漸近している磁界強度のレベルにおける領域、および（３）領域（１）と（２）との間の遷移点、すなわち折れ点がある。
【００２５】
図７は、−３△Ｈの磁界強度から、０の磁界強度までの全グラフ領域に対する、（正の傾きを有する）線形関係が存在する最低材料温度のラインを示す。次に高い材料温度における第２のグラフは、−２.５△Ｈの磁界強度における折れ点特性Ａを示す。（左から右に移動する第３の）次に高い温度ラインは、約−２.２△Ｈにおける折れ点特性Ｂを示す。第４の低温度ラインは、約−０.８△Ｈの磁界強度で生じる折れ点特性Ｃを示す。群１００内の最高温度ラインは、約−０.７５△Ｈにおける折れ点特性を示す。これら折れ点特性は、磁気的性質の有効レンジ（すなわち原動力を発生するのに磁気特性が有効であるレンジ（１））および材料の磁化が可能であるレンジ（すなわちほぼ垂直となっているレンジ（２））を示す。領域（２）内で作動するＩＰＭ電気機器は、ローターの磁石の部分的または完全な減磁を受けることがある。
【００２６】
図８は、異なるタイプの材料に対応する同様なデータと組み合わされた、図７の情報の一部のグラフ表示である。図８は、材料の温度を関数とするある材料の遷移磁束密度を示すグラフの群を示す。図８は、種々の温度における折れ点特性を示し、更に値を補間するために平滑化アルゴリズムを実施した後のポイントの軌跡を示すライン１０２を含む。第１の材料の折れ点データポイントＡ、Ｂ、Ｃは、他の温度における減磁磁束密度の折れ点と共に曲線１０２上に示されている。一実施形態では、材料１０２は、種々の量のネオジム、ジスプロシウム、鉄およびホウ素を含む希土類磁石を示す。図８は、異なる性質を有する材料１０４の特性も示す。図８は、材料１０２に対して識別された同じ温度における材料１０４の折れ点特性を表示するポイントＡ’、Ｂ’およびＣ’を識別している。一部の実施形態では、材料１０４は、好ましくは材料１０２と異なるパーセント、または異なる処理をした種々の量のネオジム、ジスプロシウム、鉄およびホウ素を含む希土類永久磁石でもある。図８は、材料１０４から製造された磁石は、材料１０２から製造された磁石よりも高い磁束密度において、特定の温度で減磁折れ点（減磁特性曲線折れ点）遷移を受けることを示している。
【００２７】
図９および１０は、それぞれ材料１０２および１０４に対するステーター電流を関数とする磁束密度のグラフ表示である。これら２つの図の各々は、一定磁束密度の直線としてプロットされた所定の設計温度１０６における折れ点特性を含む。これら図は、垂直ラインとしてプロットされた所定の設計ステーター電流１０８も含む。一部の実施形態では、温度ライン１０６は、最大連続温度に関係し、設計特性１０８は、最大ピークステーター電流に関係する。
【００２８】
図９および１０は、ステーター電流を関数とする磁石のペアが受ける磁束密度も示す。ライン１１４は、ローター磁石の外側ペア７４に対する磁束密度と電流特性との関係を示す。曲線１１６は、ステーター電流を関数とする、磁石の内側ペア７６が受ける磁束密度を示す。一実施形態を受ける曲線１１４および１１６は、モーター１０の分析モデルによって確定されるが、本発明の種々の実施形態では、任意の方法によって生じるか、または測定される外側ペアの特性１１４と内側ペアの特性１１６をプロットすることが可能である。
【００２９】
図９および１０は、対応する材料の遷移または減磁折れ点特性に対する温度プロットの群を更に示す。図９は、特定の温度として磁束減磁折れ点を示す（一点二重鎖線によって示される）実質的に水平なラインの群を示す。図８の曲線１０２からのポイントＡ、ＢおよびＣの各々は、図９上のラインＡ、ＢまたはＣとしてプロットしたものである。同様に図１０は、別の材料１０４からの材料特性を含み、この場合、折れ点特性Ａ’、Ｂ’およびＣ’は、それぞれ図１０上の実質的に水平なラインＡ’、Ｂ’およびＣ’としてプロットしたものである。
【００３０】
図９および１０の各々は、それぞれ矢印１１５および１１７を含み、これら矢印は外側ペア７４および内側ペア７６の減磁に対するあるタイプの設計マージンを示す。まず最初に図９を参照すると、ピーク電流１０８では、外側ペア７４の磁束密度１１４は、矢印１１５が示す設計温度１０６よりも上に離間していることが理解できよう。従って、磁石の外側ペア７４は、限界点１０６が示す温度で作動しているとき、および更にステーターに対して限界点１０８が示す電流が供給されているとき、磁石は図７の領域（１）で作動することになり、従って外側ペア７４の減磁化を起こりにくくする設計マージンを有することになる。同じ材料１０２から製造された磁石の内側ペア７６に対し、矢印１１７は温度条件１０６下、および電流条件１０８下で減磁が生じないように防止する、より大きいマージンも示している。
【００３１】
図１０を参照する。ここでは、第２の異なる材料１０４の特性に重なるように同じ電流特性１１４および磁束密度特性１１６が示されている。図１０上では電流定格１０８および温度定格１０６は、図９と同じとなっている。しかしながら、材料１０４を用いた場合、磁石の外側ペア７４は、矢印１１５’が示す負の設計マージンを有することが理解できよう。温度定格０１６および電流定格１０８のこれら作動条件下では、外側ペア７４は材料１０４に対する対応する減磁折れ点よりも高い温度で作動する。従って、温度条件１０６および電流条件１０８の下でモーター１０が作動するとき、磁石のペア７４が減磁状態になる可能性はより高くなる。しかしながら、材料１０４から製造された磁石のペア７６は、定格条件下では正の設計マージン１１７’を示す。従って、材料１０６から製造された磁石のペア７６は、これら作動条件下で減磁する可能性はより低くなる。しかしながら、ペア７４が正の減磁設計マージンを有するようにするために、図９を参照して説明したように、材料１０２から磁石のペア７４を製造することもできる。
【００３２】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄおよび６Ｅは、本発明の別の実施形態にかかわる内側磁石と外側磁石の配置を示す。
【００３３】
図６Ａは、本発明の別の実施形態にかかわるモーター２１０の一部の横断面図である。モーター２１０は、ローター２６０を含み、このローター２６０はステーター２２０によりその内側に回転自在に支持されている。図６Ａは、ステーター２２０のラミネートアセンブリ２２２内のポケットを示す。これらポケットは、三相電力を供給するための導線アセンブリを含むようになっていることが理解できよう。
【００３４】
ローター２６０のラミネートアセンブリ２６２は、複数のポケット２６２.７４ａ、２６２.７４ｂ、２６２.７６ａおよび２６２.７６ｂを構成し、これらポケットはラミネートアセンブリの各プレート内に製造されており、ローター２６０の長手方向に延びている。これらポケットは、隣接するポケット２６２.７４ａと２６２.７４ｂの間、更にポケット２６２.７６ａと２６２.７６ｂの間にラミネートプレート材料の分割壁が位置するように配置されることが好ましい。
【００３５】
それぞれのポケット内には永久磁石の外側ペア２７４ａおよび２７４ｂが位置し、それぞれのポケット内には永久磁石の内側ペア２７６ａおよび２７６ｂが位置する。磁石の各側面上のポケット内に開空間が存在するよう、それぞれのポケット内に磁石が収納されることが好ましく、一部の実施例ではこの開空間は満たされず、他の実施形態ではこの開空間はプラスチック材料で満たされている。磁石２７４ａおよび２７４ｂの各々は、実質的に同様な形状およびサイズであり、別の磁石２７６ａおよび２７６ｂも実質的に同じ形状およびサイズとなっていることが好ましい。各磁石２７４は、内側磁石２７６のどれよりも小さい容積を有する。一部の実施形態では、材料１０４と材料１０２と間の磁気的性質に関して前に説明したのと同じような磁気的性質の関係を第１の磁気材料が第２の磁気材料に対して有するよう、外側磁石２７４は、第１の磁気材料から製造され、内側磁石２７６は、第１の材料と異なる第２の材料から製造されている。
【００３６】
図６Ｂは、本発明の別の実施形態にかかわるモーター３１０の一部の横断面図である。モーター３１０は、ローター３６０を含み、このローターはステーター３２０によりその内側に回転自在に支持されている。図６Ｂは、ステーター３２０のラミネートアセンブリ３２２内のポケットを示す。これらポケットは三相電力を供給するための導線アセンブリを含むようになっていることが理解できよう。
【００３７】
ローター３６０のラミネートアセンブリ３６２は、複数のポケット３６２.７４、３６２.７６を構成し、これらポケットは、ラミネートアセンブリの各プレート内に製造されており、ローター３６０の長手方向に延びている。一部の実施形態では、これらポケット３６２.７４、３６２.７６は、それぞれ単一の連続したポケットであり、更に満たされていないスペースとして適当な、中心に位置する領域を備えることが好ましい。
【００３８】
それぞれのポケット内には永久磁石の外側ペア３７４ａおよび３７４ｂが位置し、それぞれのポケット内には永久磁石の内側ペア３７６ａおよび３７６ｂが位置する。磁石の各側面上のポケット内に開空間が存在するよう、それぞれのポケット内に磁石が収納されることが好ましく、一部の実施例ではこの開空間は満たされないが、他の実施形態ではこの開空間はプラスチック材料で満たされる。磁石３７４ａおよび３７４ｂの各々は、実質的に同様な形状およびサイズであり、別の磁石３７６ａおよび３７６ｂも実質的に同じ形状およびサイズとなっていることが好ましい。各磁石３７４は、内側磁石３７６のどれよりも小さい容積を有する。一部の実施形態では、材料１０４と材料１０２と間の磁気的性質に関して前に説明したのと同じような磁気的性質の関係を第１の磁気材料が第２の磁気材料に対して有するよう、外側磁石３７４は、第１の磁気材料から製造され、内側磁石３７６は、第１の材料と異なる第２の材料から製造されている。
【００３９】
図６Ｃは、本発明の別の実施形態にかかわるモーター４１０の一部の横断面図である。モーター４１０は、ローター４６０を含み、このローターは、ステーター４２０によりその内側に回転自在に支持されている。図６Ｃは、ステーター４２０のラミネートアセンブリ４２２内のポケットを示す。これらポケットは三相電力を供給するための導線アセンブリを含むようになっていることが理解できよう。
【００４０】
ローター４６０のラミネートアセンブリ４６２は、複数のポケット４６２.７４、４６２.７６を構成し、これらポケットは、ラミネートアセンブリの各プレート内に製造されており、ローター４６０の長手方向に延びている。一部の実施形態では、これらポケット４６２.７４、４６２.７６は、それぞれ単一の連続したポケットであり、各々は、更に中心に位置する永久磁石４７４ｃおよび４７６ｃを備えることが好ましい。
【００４１】
それぞれのポケット４６２．７４のそれぞれの部分内には複数の外側永久磁石４７４ａ、４７４ｂおよび４７４ｃが位置し、ポケット４６２．７６のそれぞれの部分内には複数の内側永久磁石４７６ａ、４７６ｂおよび４７６ｃが位置する。磁石の各側面上のポケット内に開空間が存在するよう、それぞれのポケット内に磁石が収納されることが好ましく、一部の実施例ではこの開空間は満たされないが、他の実施形態ではこの開空間は、プラスチック材料で満たされる。磁石４７４ａ、４７４ｂおよび４７４ｃの各々は、実質的に同様な形状およびサイズであり、別の磁石４７６ａ、４７６ｂおよび４７６ｃも実質的に同じ形状およびサイズとなっていることが好ましいが、中心に位置する磁石４７４ｃおよび４７６ｃグループ内の別の磁石とは異なるサイズおよび形状にすることも可能である。各磁石４７４は、内側磁石４７６のどれよりも小さい容積を有することが好ましい。一部の実施形態では、材料１０４と材料１０２と間の磁気的性質に関して前に説明したのと同じような磁気的性質の関係を第１の磁気材料が第２の磁気材料に対して有するよう、外側磁石４７４は、第１の磁気材料から製造され、内側磁石４７６は、第１の材料と異なる第２の材料から製造されている。
【００４２】
図６Ｄは、本発明の別の実施形態にかかわるモーター５１０の一部の横断面図である。モーター５１０は、ローター５６０を含み、このローターは、ステーター５２０によりその内側に回転自在に支持されている。図６Ｄは、ステーター５２０のラミネートアセンブリ５２２内のポケットを示す。これらポケットは、三相電力を供給するための導線アセンブリを含むようになっていることが理解できよう。
【００４３】
ローター５６０のラミネートアセンブリ５６２は、複数のポケット５６２.７４ａ、５６２.７４ｂ、５６２.７６ａおよび５６２.７６ｂを構成し、これらポケットはラミネートアセンブリの各プレート内に製造されており、ローター５６０の長手方向に延びている。これらポケットは、隣接するポケット５６２.７４ａと５６２.７４ｂの間、更にポケット５６２.７６ａと５６２.７６ｂの間にラミネートプレート材料の分割壁が位置するように配置されることが好ましい。
【００４４】
それぞれのポケット内には永久磁石の外側ペア５７４ａおよび５７４ｃ１が位置し、それぞれのポケット内には永久磁石の別のペア５７４ｂおよび５７４ｃ２が位置する。それぞれのポケット内には永久磁石の内側ペア５７６ａおよび５７６ｃ１が位置し、それぞれのポケット内には永久磁石の別のペア５７６ｂおよび５７６ｃ２が位置する。磁石の各側面上のポケット内に開空間が存在するよう、それぞれのポケット内に磁石が収納されることが好ましく、一部の実施例ではこの開空間は満たさないが、他の実施形態ではこの開空間はプラスチック材料で満たされる。一部の実施形態では、中心に位置する磁石５７４ｃ１および５７４ｃ２が中心分割壁の両側に位置し、中心に位置する磁石５７６ｃ１および５７６ｃ２が分割壁の両側に位置する。
【００４５】
磁石５７４ａおよび５７４ｂの各々は、実質的に同様な形状およびサイズであり、別の磁石５７６ａおよび５７６ｂも実質的に同じ形状およびサイズとなっていることが好ましい。各磁石２７４は、内側磁石２７６のどれよりも小さい容積を有する。一部の実施形態では、磁石５７４ｃ１と磁石５７４ｃ２とは、同じサイズであり、各磁石は、中心磁石５７６ｃ１および５７６ｃ２よりも小さく、これら中心磁石も同じサイズとなっている。一部の実施形態では、材料１０４と材料１０２と間の磁気的性質に関して前に説明したのと同じような磁気的性質の関係を第１の磁気材料が第２の磁気材料に対して有するよう、外側磁石５７４は、第１の磁気材料から製造され、内側磁石５７６は、第１の材料と異なる第２の材料から製造されている。
【００４６】
図６Ｅは、本発明の別の実施形態にかかわるモーター６１０の一部の横断面図である。モーター６１０は、ローター６６０を含み、このローターはステーター６２０によりその内側に回転自在に支持されている。図６Ｅは、ステーター６２０のラミネートアセンブリ６２２内のポケットを示す。これらポケットは、三相電力を供給するための導線アセンブリを含むようになっていることが理解できよう。
【００４７】
ローター６６０のラミネートアセンブリ６６２は、複数のポケット６６２.７４、６６２.７６を構成し、これらポケットは、ラミネートアセンブリの各プレート内に製造されており、ローター６６０の長手方向に延びている。一部の実施形態では、これらポケット６６２.７４、６６２.７６は、それぞれ単一の連続したポケットであり、更に永久磁石と共に使用するのに適した、中心に位置する領域を備えることが好ましい。
【００４８】
それぞれのポケット内には外側永久磁石６７４ｃが位置し、それぞれのポケット内には内側永久磁石６７６ｃが位置する。磁石の各側面上のポケット内に開空間が存在するよう、それぞれのポケット内に磁石が収納されることが好ましく、一部の実施例ではこの開空間は満たされないが、他の実施形態ではこの開空間はプラスチック材料で満たされる。磁石６７４ｃは、内側磁石６７６ｃよりも小さい容積を有する。一部の実施形態では、材料１０４と材料１０２と間の磁気的性質に関して前に説明したのと同じような磁気的性質の関係を第１の磁気材料が第２の磁気材料に対して有するよう、外側磁石６７４ｃは、第１の磁気材料から製造され、内側磁石６７６ｃは、第１の材料と異なる第２の材料から製造されている。
【００４９】
以上で、図面およびこれまでの記載において本発明について説明し、図示したが、これらは単に説明のためのものであり、特徴を限定するものでないと見なすべきである。所定の実施形態だけを説明し、図示したにすぎず、本発明の要旨の範囲内に入るすべての変形および変更も保護対象となることを求めると理解されたい。
【符号の説明】
【００５０】
１０    内側永久磁石（ＩＰＭ）電気機器
１２    ターミナルブロック
１４ａ  エンドキャップ
１４ｂ  スリーブ
１４ｃ  エンドプレート
２０    ステーター
２２    ラミネートアセンブリ
２２.１    スロット
２４    電気導線アセンブリ
６０    ローター
６１    ハブ
６２    ラミネートアセンブリ
６２.１ａ、６２.１ｂ、６２.１ｃ、６２.１ｄ    ポケット
６２.２    周辺部
６２.７４ａ、６２.７４ｂ    ポケット
６９    プラスチックケース
７６ａ、７６ｂ    永久磁石
７１    グループの中心線
７４、７６    永久磁石
７４ａ、７４ｂ    永久磁石
７６ａ、７６ｂ    磁石
１００    材料の特性群
１０１    矢印
１０２    第１の材料の組成物
１０４    第２の材料の組成物
１０６    温度ライン
１０８    ステーター電流
１１４    ライン
１１５、１１７    矢印
１１６    直線
２１０    モーター
２６０    ローター
２２０    ステーター
２２２    ラミネートアセンブリ
２６２.７４ａ、２６２.７４ｂ、２６２.７６ａ、２６２.７６ｂ、２７４ａ、  ２７４ｂ    永久磁石の外側ペア
３１０    モーター
３２０    ステーター
３２２    ラミネートアセンブリ
３６０    ローター
３６２.７４、３６２.７６    ポケット
３７４    外側磁石
３７６    内側磁石
４１０    モーター
４２０    ステーター
４２２    ラミネートアセンブリ
４６０    ローター
４６２.７４、４６２.７６    ポケット
４７４    外側磁石
４７６    内側磁石
５１０    モーター
５２０    ステーター
５２２    ラミネートアセンブリ
５６０    ローター
５６２    ラミネートアセンブリ
５６２.７４ａ、５６２.７４ｂ、５６２.７６ａ、５６２.７６ｂ    ポケット
５７４    外側磁石
５７６    内側磁石
６１０    モーター
６２０    ステーター
６２２    ラミネートアセンブリ
６６０    ローター
６６２.７４、６６２.７６    ポケット
６７４ｃ    外側永久磁石
６７６ｃ    内側磁石
【図１】
2013141393.tif 000003
【図２】
2013141393.tif 000004
【図３Ａ】
2013141393.tif 000005
【図３Ｂ】
2013141393.tif 000006
【図４Ａ】
2013141393.tif 000007
【図４Ｂ】
2013141393.tif 000008
【図５Ａ】
2013141393.tif 000009
【図５Ｂ】
2013141393.tif 000010
【図５Ｃ】
2013141393.tif 000011
【図６Ａ】
2013141393.tif 000012
【図６Ｂ】
2013141393.tif 000013
【図６Ｃ】
2013141393.tif 000014
【図６Ｄ】
2013141393.tif 000015
【図６Ｅ】
2013141393.tif 000016
【図７】
2013141393.tif 000017
【図８】
2013141393.tif 000018
【図９】
2013141393.tif 000019
【図１０】
2013141393.tif 000020