(57)【要約】【課題】内側（インナー）永久磁石電気機器において、高いピーク電流を維持しながら、減磁特性の改良を図ること【解決手段】内部永久磁石電気機器を含む電気機器の性能を改善するための装置および方法である。一部の実施形態では、多数のペアの永久磁石が設けられる。各磁石は、１つのペアの材料から製造され、これら材料のうちの１つは、改良された高温磁気特性を有するように選択され、一部の実施形態における第２材料は、他の材料よりもより高温にて、より低い磁気特性を有していても、より低温にて改良された磁気特性を有するように選択されている。【選択図】図１
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【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と、
ある外径を有し、前記ステータ内でこのステータによって回転自在となっているロータとを備え、前記ロータは、複数の永久磁石のペアを含み、前記各ペアの各磁石は、異なる磁気材料特性を有する第１領域および第２領域を有し、
前記第１領域は、第１磁束密度および所定の温度にて第１減磁折れ点を有し、前記第２領域は、第２磁束密度および所定の同じ温度にて第２減磁折れ点を有し、前記第１磁束密度は、前記第２磁束密度よりも小さい、内部永久磁石モータ。
【請求項２】
前記第１領域は、第１の量の希土類材料を有し、第２領域は、第２の量の希土類材料を有し、前記第１の量は、前記第２の量よりも多い、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記希土類材料は、ネオジムである、請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記希土類材料は、ジスプロシウムである、請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１領域は、ある希土類材料でドープされており、前記第２領域はこの希土類材料ではドープされていない、請求項１に記載のモータ。
【請求項６】
前記ドープされた希土類材料は、前記第１領域内に拡散されている、請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記希土類材料は、ネオジムである、請求項５に記載のモータ。
【請求項８】
前記希土類材料は、ジスプロシウムである、請求項５に記載のモータ。
【請求項９】
前記各ペアの各磁石は、一体的である、請求項１に記載のモータ。
【請求項１０】
前記各磁石の前記第１領域と前記各磁石の前記第２領域とは、別々に製造され、一体的構造となるように接合されている、請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
前記第１領域と前記第２領域とは、接着剤によって接合されている、請求項１０に記載のモータ。
【請求項１２】
前記第１領域と前記第２領域とは、機械的締結具によって接合されている、請求項１０に記載のモータ。
【請求項１３】
前記第１領域と前記第２領域とは、接合固定具によって接合されている、請求項１０に記載のモータ。
【請求項１４】
前記ロータは、全体がＶ字形状をした一対の脚部を有する、円周方向に離間した複数のポケットを含み、前記各ペアの前記磁石は、対応する前記ポケットの異なる脚部内に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項１５】
前記ロータは、径方向に延びる複数の中心線を含み、対応するペアの各磁石は、対応する中心線のまわりにて前記ペアの他方の磁石に対して対称的に置かれている、請求項１に記載のモータ。
【請求項１６】
前記各ペアは、対応する中心線のまわりに対称的に置かれた永久磁石の単なるペアである、請求項１５に記載のモータ。
【請求項１７】
前記各磁石の前記第１領域の一部分は、前記各磁石の前記第２領域よりも前記中心線から遠くに位置している、請求項１５に記載のモータ。
【請求項１８】
前記第１領域の一部分は、前記第２領域よりも外径部に接近して位置している、請求項１に記載のモータ。
【請求項１９】
内径部の近く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と、
ある外径を有し、前記ステータの内径部の内部で回転自在なロータとを備え、前記各ペアの各磁石は、第１材料を含む第１領域および第２材料を含む第２領域を有し、
前記第１領域は、前記所定のステータ電流にて第１の磁束密度を有し、前記第２領域は、前記所定の同じステータ電流にて第２磁束密度を有し、
前記第１材料は、所定の温度にて第１減磁磁束密度を有し、前記第２材料は、前記所定の温度にて第２減磁磁束密度を有し、前記第１減磁磁束密度は、前記第２減磁磁束密度よりも小さく、
第１磁束密度は、第２減磁磁束密度よりも小さく、第２磁束密度は、第２減磁磁束密度よりも大きい、内部永久磁石モータ。
【請求項２０】
前記第１磁束密度および前記第２磁束密度の各々は、前記第１減磁磁束密度よりも大である、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２１】
前記第１磁束密度は、表面磁束密度の直交成分である、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２２】
前記所定の電流は、前記モータにおける最大ピーク電流定格である、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２３】
前記所定の温度は、前記モータにおける最大連続温度定格にほぼ等しいか、それ未満である、請求項２２に記載のモータ。
【請求項２４】
前記第１材料は、前記第２材料内に含まれない、少なくとも１つの希土類材料を含む、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２５】
前記領域は第１の量のジスプロシウムを含み、前記第２の領域は、第２の量のジスプロシウムを含み、前記第１の量は、前記第２の量よりも多い、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２６】
前記第１領域は、ある希土類材料でドープされており、前記第２領域は、この希土類材料ではドープされていない、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２７】
前記ドープされた希土類材料は、前記第１領域内に拡散されている、請求項２６に記載のモータ。
【請求項２８】
前記各ペアの各磁石は、一体的である、請求項１９に記載のモータ。
【請求項２９】
前記各磁石の前記第１領域と前記各磁石の前記第２領域とは、一体的構造となるように接合されている、請求項２８に記載のモータ。
【請求項３０】
前記ロータは、１つのペアの脚部を有する、円周方向に離間した複数のポケットを含み、前記各ペアの前記磁石は、対応する前記ポケットの異なる脚部内に位置する、請求項１９に記載のモータ。
【請求項３１】
前記ロータは、径方向に延びる複数の中心線を含み、対応するペアの各磁石は、対応する中心線のまわりにて前記ペアの他方の磁石に対して対称的に置かれている、請求項１９に記載のモータ。
【請求項３２】
前記各ペアは、対応する中心線のまわりに対称的に置かれた永久磁石の単なるペアである、請求項３１に記載のモータ。
【請求項３３】
前記各ペアは、対応する中心線のまわりに対称的に置かれた第１のペアの永久磁石であり、第２の複数の永久磁石を更に備え、前記各ペアは、前記対応する中心線のまわりに対称的に置かれている、請求項３１に記載のモータ。
【請求項３４】
前記各磁石の前記第１領域の一部分は、前記各磁石の前記第２領域よりも前記中心線から遠くに位置している、請求項３１に記載のモータ。
【請求項３５】
前記各磁石の前記第２領域の一部分は、前記各磁石の前記第１領域よりも前記中心線から遠くに位置している、請求項３１に記載のモータ。
【請求項３６】
前記第１領域の一部分は、前記第２領域よりも外径部に接近して位置している、請求項１９に記載のモータ。
【請求項３７】
前記第２領域の一部分は、前記第１領域よりも外径部に接近して位置している、請求項１９に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願とのクロスレファレンス）
本願は、本願で参考例として援用する、２０１１年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第61/580,841号に基づく優先権を主張するものである。
（発明の分野）
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、内部（インナー）永久磁石（ＩＰＭ）電気機器または表面実装永久磁石（ＳＰＭ）電気機器で使用される多数の形状の永久磁石の使用に関する。
【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）」材料が使用される。これら電気機器のための希土類材料は極めて高価であるが、温度変化と性能との間で妥協を図らなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高性能磁石を利用するＩＰＭ電気機器内のロータは、必要とされる連続パワーレベルで発生する温度で作動することができない場合がある。従って、利用できるピーク電力と減磁保護との間で妥協を図らなければならない。現在、利用可能なピーク電力を低減しながら、高温に耐えることができる磁石を選択しなければならないか、または連続温度を低下させながら高いピークパワーを有する磁石を選択しなければならない。可能な温度が高くなればなるほど磁石はより高価になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願で説明する発明の種々の実施形態は、新規かつ非自明な態様でＩＰＭ電気機器のこれら問題を解決するものである。
【０００５】
本発明の一部の実施形態の１つの特徴は、内部永久磁石モータに関し、一部の実施形態ではモータは異なるサイズおよび構造の永久磁石を有し、これら磁石のために多数のタイプの材料を使用する。
【０００６】
本発明の１つの特徴は、永久磁石モータに関する。このモータのロータは、ある外径と複数の永久磁石のペアを有し、各ペアの各マグネットは、異なる磁気材料特性を有する第１領域および第２領域を有する。更に別の実施形態は、第１の磁束密度および所定の温度で第１の減磁折れ点を有する第１領域と、第２の磁束密度および同じ所定の温度で第２の減磁折れ点を有する第２領域を有し、第１磁束密度は、第２磁束密度よりも小さくなっている。
【０００７】
本発明の別の特徴は、永久磁石モータに関する。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を備え、別の実施形態は、ステータの内径部内で回転自在なロータを含み、このロータは複数の永久磁石ペアを含み、各ペアは第１材料を含む第１領域および第２材料を含む第２領域を有する。更に別の実施形態は、所定のステータ電流で第１磁束密度を有する第１領域および同じ所定のステータ電流で第２磁束密度を有する第２領域を含む。更に別の実施形態は、所定の温度で第１減磁磁束密度を有する第１材料と、所定の温度で第２減磁磁束密度を有する第２材料を含み、第１磁束密度は、第２減磁磁束密度よりも小さく、第２磁束密度は、第２減磁磁束密度よりも大きい。
【０００８】
別の実施形態は、ある外径を有し、第１材料から製造された第１の複数の永久磁石および第２の異なる材料から製造された第２の複数の永久磁石を有するロータを含む。更に別の実施形態では、第１材料は、第１磁束密度で第１減磁折れ点を有し、第２材料は、第２磁束密度で第２減磁折れ点を有する。更に別の実施形態は、第１質量を有する第１の複数の磁石の各々、第２の質量を有する第２の複数の磁石の各々を含み、第１の質量は、第２の質量よりも小さく、第１磁束密度は、第２磁束密度よりも小さい。
【０００９】
本発明の別の特徴は、内部永久磁石モータに関する。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を備える。別の実施形態は、ステータ内に回転自在に支持されたロータを含み、このロータは、第１材料から製造された第１の複数の永久磁石と、第２の異なる材料から製造された第２の複数の永久磁石を含む。更に別の実施形態では、第１の複数の磁石は、所定のステータ電流で第１の磁束密度を有し、第２の複数の磁石は、同じ所定のステータ電流で第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の磁束密度で第１の減磁磁束を有し、第２の材料は、第２の磁束密度で第２の減磁磁束を有し、第１の磁束密度は、第２の減磁磁束よりも小さく、第２の磁束密度は、第２の減磁磁束よりも大である。
【００１０】
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、新規な発明性のある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。
【００１１】
本願に示された図面の一部は、種々の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】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係わるモータ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のロータおよびステータの分解図である。
【図３Ｂ】図２のロータおよびステータの斜視側面図である。
【図４Ａ】図２の組み立てられたロータとステータ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およびステータ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およびステータ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およびステータ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およびステータ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およびステータ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。
【図１１】本発明の異なる実施形態のうちの１つに係わる永久磁石の略図であり、図１１Ａ〜１１Ｈにおいて、別個の文字表示の各々は、直交関係にある端面図−側面図−端面図を示すようになっており、図１１Ａは、別の側面図を示す。
【図１２】本発明の別の実施形態に係わるロータおよびステータの横断面図の一部である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係わるロータおよびステータの横断面図の一部である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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を参照し、本発明を説明するため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、特に明記しない限り、単一の実施形態が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も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。
【００１４】
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、異なる図でも同じように描き、および／または異なる図においても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の部品の特徴をいちいち記述する必要はなかろう。このような表記上の約束事は、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、当業者には共通する特徴は明らかであるので、同じである２０.１、２０.１’、２０.１”および２０.１'''の特徴をいちいち記述する必要はなかろう。
【００１５】
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、電圧、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されている場合、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。
【００１６】
本発明の種々の実施形態は、永久磁石が異なる磁気特性を有する少なくとも２つの材料を含むような内部永久磁石電気機器に関する。これら材料のうちの１つは、より高い温度で比較的低い磁気性能を有するように選択されており、他方の材料は、より高い温度でより高い磁気性能を有するように選択されている。更に別の実施形態では、これら材料のうちの１つは、より低い温度で比較的高い磁気性能を有するように選択されており、他方の材料はより高い温度でより高い磁気性能を有するように選択されている。このタイプの２種材料磁石を提供する際に、最も必要とされる磁界の位置でのみ、より高い温度（多くはより高価である）の材料を使用し、モータの作動パラメータ内で使用できる磁界内の位置でのみ、より低い温度（ときにはより安価である）の材料を使用することによって、ＩＰＭのコストおよび複雑さを低減できる。
【００１７】
種々の実施形態は、これら２種材料、すなわち「ハイブリッド」永久磁石を製造するための種々の方法を含む。例えば一部の実施形態では多数の部品内に２種の性質の２種材料磁石を別々に製造し、ロータ内のこれらの設置物が単一、一体的またはユニタリー磁石となるように主に接合されている。これら接合は接着剤、締結具または接合固定具によって達成できる。後者の例では、接合固定具を、接合されたペアのまわりに延びるバンド、ペアのエッジに取り付けられたスプリングクリップ、またはそれに類似したものとすることができる。
【００１８】
更に別の実施形態では、磁気特性を変える材料を１つの磁石のある部分のまわりに使用することにより、これら２種材料磁石を製造してもよい。一例として、本発明は、磁石のこれら部分上に希土類材料をドーピングすることを可能にするものであり、このようなドーピングによって、高温で、より高い磁気性能が得られるという利点がある。同様に、高温で、より高い性能を必要としない磁石の他の部分には、このような希土類材料は一般に使用しないか、またはより少量した使用しない。更に、種々の実施形態は、ジスプロシウムまたはネオジムのような希土類材料を添加することに関係するが、このような添加は単なる参考であり本発明はこれら添加だけに限定されないと理解すべきである。本発明の更に別の実施形態は、磁気特性を高めることが知られている任意の元素または組成物からなる磁石の選択されたある部分に使用することに関係している。
【００１９】
更に本願にはロータのスロット内にこれら２種組成物磁石を配置することが非限定的な例としてしか示されていないことが理解されよう。一部の実施形態では、ロータスロットのうちの径方向の最も外側の位置にて、高温でより高い磁気性能を有する磁石部分が生じ得るが、他方他のタイプのモータでは径方向の最も内側の位置においてこれら同じ磁石により高温の材料を配向させることが有益となる場合がある。２種組成物、２種磁気特性磁石をコスト的に最も有効に使用できるかどうかは、モータ設計者の理解の範囲内にある種々のパラメータに応じて決まり得ると理解されよう。例えばモータの冷却方式を変えれば、ロータの磁石が受ける温度に影響が及ぶ。種々の実施形態はロータの温度と周辺の磁界との組み合わせが最も論理的となるような位置に、より高価で、より高温の材料を使用することを考え付くものである。
【００２０】
以下の説明の一部では、多数のペアの磁石を含み、多数の各ペアが、ロータの径方向に延びている中心線に対して設置されたモータを参照する。これら構造の一部は、複数の異なる中心線の各々を中心として入れ子状のＶ字形状のペアとして示すことができる。当業者であれば、入れ子状のＶ字形のこれらペアに当てはまるコメントの多くは、対応する中心線を中心として単一のＶ字形または任意の形状が存在する２種材料の永久磁石の構造にも同じように当てはまることが理解できよう。
【００２１】
以下、本発明の種々の実施形態と共に本願で図示し、記述する記載は過去に実行した１つ以上の試験の説明である。かかる例は、単なる例示であり、本発明の任意の実施形態に関する限定と見なすべきではないことが理解されよう。更に本発明の実施形態は、必ずしも本願に示した数学的分析だけに限定されるものではなく、または必ずしもこれら数学的分析だけで説明されるものではないと理解されよう。
【００２２】
図１および２は、本発明の一実施形態にかかわる内部永久磁石（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１０に三相電力を供給するように構成されている。
【００２３】
図３Ａおよび３Ｂは、スリーブ１４Ｂ内に収納されたステータ２０とロータ６０の分解概略図を示す。ステータ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。ロータアセンブリ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２０内で回転する。
【００２４】
図４Ａおよび４Ｂは、ステータ２０およびロータ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２０内の組み立てられたロータ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に分散されている。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。
【００２５】
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を示している。
【００２６】
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、これらポケット内に１つの永久磁石が含まれるように構成されている。対応するポケット６２.７４ａおよび６２.７４ｂ内には永久磁石の外側ペア７４ａおよび７４ｂが、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ことが好ましい。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。
【００２９】
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２０の回転磁界に、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、ロータの磁石の部分的または完全な減磁を受けることがある。
【００３４】
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１０４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遷移を受けることを示している。
【００３５】
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電流に関係する。
【００３６】
図９および１０は、ステータ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。一実施形態における曲線１１４および１１６は、モータ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。
【００３７】
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、特定の温度での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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１０６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。
【００４０】
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。
【００４１】
図６Ａは、本発明の別の実施形態に係わるモータ２１０の一部の横断面図である。モータ２１０は、ロータ２６０を含み、このロータ２６０はステータ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。
【００４２】
ロータ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。
【００４３】
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。
【００４４】
図６Ｂは、本発明の別の実施形態にかかわるモータ３１０の一部の横断面図である。モータ３１０は、ロータ３６０を含み、このロータはステータ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。
【００４５】
ロータ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。
【００４６】
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。
【００４７】
図６Ｃは、本発明の別の実施形態にかかわるモータ４１０の一部の横断面図である。モータ４１０は、ロータ４６０を含み、このロータは、ステータ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。
【００４８】
ロータ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。
【００４９】
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部永久磁石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。
【００５０】
図６Ｄは、本発明の別の実施形態にかかわるモータ５１０の一部の横断面図である。モータ５１０は、ロータ５６０を含み、このロータは、ステータ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。
【００５１】
ロータ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図６Ｅは、本発明の別の実施形態にかかわるモータ６１０の一部の横断面図である。モータ６１０は、ロータ６６０を含み、このロータはステータ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。
【００５５】
ロータ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。
【００５６】
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部永久磁石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。
【００５７】
図１１、１２および１３は、電動モータの内部永久磁石（ＩＰＭ）および表面永久磁石（ＳＰＭ）モータを含む電気機器で使用される永久磁石の種々の特徴を示す。
【００５８】
前に説明したように、ＩＰＭ電気機器およびＳＰＭ電気機器内の永久磁石の選択と構造との間で、妥協が図られる。一例として、高温において、改善された磁束レベルおよび／または保磁力を与える材料は、より低い温度で同様な性能を有する材料よりも高価となり得る。更に、一部の材料（例えばジスプロシウム）は、商業的ソースが比較的少なく、これによって一般に価格が高くなったり、および／または入手性が不規則な状態となったりする。
【００５９】
本発明の一部の実施形態では、単一バリアの永久磁石ロータで使用される一体型磁石において、希土類材料の異なる組成物を組み合わせている。一部の実施形態では、一体的磁石は、一体部品となるよう接合または処理した顕著に異なる材料を含む。更に別の実施形態では、永久磁石の選択された所定の領域が組成物（例えばジスプロシウムを含む組成物）でドーピングされており、この場合、このドーピング材料はその後、ベース材料となるように処理され、一体的磁石に可変組成物を提供する。本発明の一部の実施形態に係わる永久磁石は、単一磁石内で２つ以上の顕著なＢ−ｈカーブを有するので、磁石の異なる領域において異なるレベルの磁束（Ｂ）および保磁力（Ｈ）が存在する。
【００６０】
一部の実施形態では、磁石の種々の領域を別個に製造し、その後、これら領域を物理的に接合する。このような物理的な接合は、接着剤、締結具の使用および接合固定具を含む種々の方法によって実行できる。更に別の実施形態では、磁石材料の処理中に多数のグレードの磁石材料を一体となるように接合する。例えば磁性粉体の異なる層を１つのモールドに入れることができ、この場合、各層は異なる組成の材料を含む。次に、異なる領域を有する一体的な中実磁石を形成するように、層になった粉体を圧縮できる。更に別の実施形態では、適性な方法によって磁石を製造でき、その後、磁石の種々の部分を種々のドーピング材料（例えばジスプロシウムを含む材料）でコーティングでき、ドーピング材料を磁性材料内に拡散させるように、ドーピングされたこれら領域をその後処理する。
【００６１】
図１１Ａ、Ｂ、ＣおよびＦは、異なる永久磁石材料（ｘ７８−１およびｘ７８−２）の２つの領域を単一の一体的磁石に形成した永久磁石８７４、９７４、１０７４および７７４の種々の構造を示す。これらすべての例では、これた２つの磁性材料は、低い磁束の材料を示すａ−１およびより高い磁束の材料を示すａ−２で識別されている。−１の表示は、より低い保磁力を有する材料を示し、−２の材料はより高い保磁力を有する異なる材料を示すことが更に理解できよう。これら例では、材料の２つの異なる領域の間に顕著な分離ラインが存在し得る。この分離ラインは、例として異なる磁性粉体の層の間の接着層または分離を示すことができる。
【００６２】
図１１Ａは、多数のグレードの磁石８７８のコーナーに位置する高磁束材料８７８−２の領域を有する磁石８７４の、直角に配置された４つの図を示す。一部の実施形態では、領域８７８−１と８７８−２との間の分離ラインは、磁石８７４が使用されているロータの一定の半径に一般に対応する。設置時に、より高い磁束の領域８７８−２が一般にロータの軸に対して平行に延びる。
【００６３】
図１１Ｂは、領域９７８−２と９７８−１との間の分離ラインが外側境界に対して一般に直交していることを除けば、磁石８７４と同様な構造の磁石９７４を示す。このような構造の磁石９７４は、材料の−２層および−１層をモールドに入れ、その後、最終形状となるようにプレスし、加熱するような応用例で有効となり得る。図１１Ｆは、磁石９７４に類似する構造の磁石７７４を示すが、設置時に−２材料と−１材料との間の分離ラインが一般にステータに向くように配置された−２材料の長手方向面を有するようになっている点で異なっている。ＳＰＭ用途ではこのような磁石７７４の構造が有効となり得る。
【００６４】
図１１Ｃは、設置された磁石１０７４の磁束レベルがロータ軸の長手方向に沿って変化するように、−２材料と−１材料との間の分離ラインが配向されているようなマルチグレードの磁石１０７４を示す。
【００６５】
図１１Ｄおよび図１１Ｅは、拡散プロセスによって製造されたマルチグレードの磁石１１７４を略図で示す。図１１Ｄは、均一材料の磁石１１７８’−１の磁石を示す。磁石１１７４’の一端部のまわりには材料１１７８’−３のコーティングが設けられている。このような−３材料は、−１材料内のレベルよりも高いレベルのジスプロシウムを含む材料とすることができる。（高温または高圧力を含むプロセスのような）適当な拡散プロセスの後に、磁石１１７８の端部内で−３ドーピング材料が分散され、ドープされていない領域１１７８−１よりも高いレベルの磁束を有する領域１１７８−２が形成される。一部の実施形態では、完成した磁石１１７４の磁束レベルは（図１１Ｅの中心側面図を参照すると）左から右へ均一に変化することが予想される。図１１Ｇおよび１１Ｈは、磁石１１７４の構造に類似する磁石１２７４の構造を示すが、ロータの軸に全体が平行となっている磁石１２７４のエッジに沿ってドーピング材料１２７８’−３が位置している点が、磁石１１７４と異なる。
【００６６】
図１２は、モータ７１０のロータ７６０上の単一バリア内に配置された永久磁石７７４ａと７７４ｂとの１つのペアを示す。
【００６７】
図１３は、モータ７１０のロータ７６０上の単一バリア内に配置された永久磁石８７４ａおよび８７４ｂの１つのペアを示す。
【００６８】
次のようなパラグラフＸ１およびＸ２において、本発明の異なる実施形態の種々の特徴を説明する。
【００６９】
Ｘ１．本発明の１つの特徴は、ステータおよびある外径を有し、ステータ内で回転自在なロータを有するモータに関する。ロータは、永久磁石の複数のペアを有し、前記各ペアの各磁石は、第１領域および第２領域を有する。第１領域の材料は、第１磁束および所定の温度にて第１減磁折れ点を有し、第２領域の材料は、第２磁束および所定の同じ温度にて第２減磁折れ点を有する。第１磁束は、第２磁束よりも小さいことが好ましい。
【００７０】
本発明の別の特徴は、所定の電流を搬送する複数の電気導線を含むステータを有するモータに関する。モータは、ステータ内で回転自在なロータを含み、このロータは、複数の永久磁石を含み、各磁石は、第１材料を含む第１領域および第２材料を含む第２領域を含むことが好ましい。このモータは、所定のステータ電流で第１磁束密度を有する第１領域および所定の同じステータ電流で第２磁束密度を有する第２領域を含むことが好ましい。好ましくは、第１材料は、所定の温度で第１減磁磁束密度を有し、第２材料は、所定の同じ温度で第２減磁磁束密度を有し、第１磁束密度は、第１減磁磁束密度よりも小さく、第２磁束密度は、第２減磁磁束密度よりも大きいことが好ましい。
【００７１】
更に別の実施形態は、下記の別の特徴と組み合わされた前記記載事項Ｘ１およびＸ２のいずれかに関する。
【００７２】
第１領域が、第１の量の希土類材料を有し、第２領域が、第２の量の希土類材料を有し、前記第１の量が、前記第２の量よりも多いこと。
【００７３】
希土類材料が、ネオジムまたはジスプロシウムであること。
【００７４】
第１領域が、ある希土類材料でドープされており、前記第２領域が、この希土類材料ではドープされていないことおよび／またはドープされた希土類材料が、第１領域内に拡散されていること。
【００７５】
各磁石の第１領域と各磁石の第２領域とは、別々に製造され、一体的構造となるように接合されていることおよび／または第１領域と第２領域とは、接着剤によって接合されていることおよび／または第１領域と第２領域とは、機械的締結具によって接合されていることおよび／または第１領域と第２領域とは、接合固定具によって接合されていること。
【００７６】
ロータは、円周方向に離間した複数のポケットを含むこと、前記各ペアの磁石が異なるポケット内に位置することおよび／またはロータは、径方向に延びる複数の中心線を含み、各ポケットは、対応する中心線のまわりにてペアの他方の磁石に対して対称的に置かれていること。
【００７７】
前記各ペアの磁石または各ペアのポケットは、対応する中心線のまわりに対称的に置かれた単なるペアであること。
【００７８】
前記各磁石の第１領域の一部分は、各磁石の第２領域よりも中心線から遠くに位置していること。
【００７９】
第１領域の一部分は、第２領域よりも外径部に接近して位置していること。
【００８０】
第１磁束密度および第２磁束密度の各々は、第１減磁磁束密度よりも大であること。
【００８１】
第１磁束密度は、表面磁束密度の直交成分であること。
【００８２】
所定の電流は、モータにおける最大ピーク電流定格であることおよび／または所定の温度は、モータにおける最大連続温度定格にほぼ等しいか、それ未満であること。
【００８３】
ロータは、径方向に延びる複数の中心線を含み、対応するペアの各磁石は、対応する中心線のまわりにてペアの他方の磁石に対して鏡像関係に置かれていること。
【００８４】
前記各ペアは、対応する中心線のまわりに対称的に置かれた永久磁石の単なるペアであること。
【００８５】
前記各磁石の前記第２領域の一部分は、前記各磁石の前記第１領域よりも前記中心線から遠くに位置していること。
【００８６】
第１領域の一部分は、第２領域よりも外径部に接近して位置していること。
【００８７】
第２領域の一部分は、第１領域よりも外径部に接近して位置していること。
【００８８】
以上で、図面およびこれまでの説明において、本発明を図示し、記載したが、所定の実施形態だけを図示し、記載したに過ぎず、本発明の要旨内に入るすべての変形例および変更例を保護することが望まれると理解されるので、これまでの記載は単に説明のためものであり、限定的なものでないと見なすべきである。
【符号の説明】
【００８９】
１０    内部永久磁石（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
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
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    ステータ電流
１１４    ライン
１１５，１１７    矢印
１１６    直線
２１０    モータ
２６０    ロータ
２２０    ステータ
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
３２０    ステータ
３２２    ラミネートアセンブリ
３６０    ロータ
３６２.７４，３６２.７６    ポケット
３７４    外側磁石
３７６    内側磁石
４１０    モータ
４２０    ステータ
４２２    ラミネートアセンブリ
４６０    ロータ
４６２.７４，４６２.７６    ポケット
４７４    外側磁石
４７６    内側磁石
５１０    モータ
５２０    ステータ
５２２    ラミネートアセンブリ
５６０    ロータ
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
６２０    ステータ
６２２    ラミネートアセンブリ
６６０    ロータ
６６２.７４，６６２.７６    ポケット
６７４ｃ    外側永久磁石
６７６ｃ    内側磁石
７１０      モータ
７６０    ロータ
７７４，８７４，９７４，１０７４    永久磁石
１１７４    マルチグレード磁石
１２７４    磁石
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１３】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【外国語明細書】
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