(57)【要約】【課題】永久磁石回転電機の組立作業の効率を向上し、かつ、永久磁石回転電機のトルク低下を防止できる永久磁石ユニットを提供することである。【解決手段】  実施形態によれば、永久磁石ユニットは、互いに対向する一方の縁から他方の縁まで延びる溝が形成された面を有する六面体形状の永久磁石と、前記溝内に嵌合する大きさを有し、前記溝内に固定され、前記面と面一な面を有する絶縁物と、を備える。【選択図】図３
2016144313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一方の縁から他方の縁まで延びる溝が形成された面を有する六面体形状の永久磁石と、
前記溝内に嵌合する大きさを有し、前記溝内に固定され、前記面と面一な面を有する絶縁物と、
を具備することを特徴とする永久磁石ユニット。
【請求項２】
前記溝及び前記絶縁物は、前記永久磁石の周方向に隣接する複数の面に環状に設けられることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石ユニット。
【請求項３】
前記溝及び前記絶縁物は、前記永久磁石の互いに対向する一対の面の各面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石ユニット。
【請求項４】
前記溝及び前記絶縁物は、前記永久磁石ユニットの１つの面に複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石ユニット。
【請求項５】
筒状の固定子と、
前記固定子内に収容され、内部に軸方向に貫通する孔が形成された回転子と、
前記孔内に収容され、互いに対向する一方の縁から他方の縁まで延びる溝が形成された面を有する六面体形状の永久磁石と、前記溝内に収容され、前記面と面一となる面を有する絶縁物と、を具備する永久磁石ユニットと、
を具備することを特徴とする永久磁石回転電機。
【請求項６】
筒状の型に形成された前記型の内部と外部とを連通する溝内に絶縁物を設置する工程と、
前記型内に磁性粉を充填する工程と、
を具備すること特徴とする永久磁石ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、永久磁石ユニットと、永久磁石を備える永久磁石回転電機と、永久磁石ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機として、筒状の固定子と、固定子内に同軸的に収容されて固定子に対して回転する回転子と、を有する永久磁石回転電機が提案されている。回転子の回転子鉄心の外周縁の近傍には、回転子の軸方向に貫通する複数の孔が形成されている。これら孔は、回転子の周方向に並んで配置されている。永久磁石は、これら孔内に収容されている。
【０００３】
このような永久磁石回転電機では、固定子の磁束が回転子の永久磁石に鎖交することによって、永久磁石に渦電流が発生する。永久磁石は、渦電流によって、温度が上昇する。永久磁石は、温度が上昇することによって、保持力が低下し、さらに反磁界が印加されることで減磁する。永久磁石が減磁することによって、永久磁石回転電機のトルクが低下する。
【０００４】
渦電流は、表皮効果により、永久磁石の表面及び表面近傍に流れる。このため、永久磁石の表面積が広いほど、渦電流が多く流れる。流れる渦電流が多いほど、永久磁石の温度が高くなる。
【０００５】
渦電流が多く流れることを防止する為に、従来の永久磁石を複数に分割した場合の個々の磁石と同じ大きさの永久磁石を、回転子鉄心の１つの孔に複数個直列に収容することが提案されている。収容される複数の永久磁石の１つ１つの表面積は、これら複数の永久磁石を合わせた大きさを有する１つの永久磁石の表面積よりも、小さくなる。
【０００６】
回転子鉄心の１つの孔に収容される永久磁石の１つ１つの表面積を小さくすることによって、各永久磁石に流れる渦電流を少なくすることができる。各永久磁石に流れる渦電流を少なくすることによって、永久磁石の温度上昇を防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３５４８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
組立作業の効率を向上し、かつ、トルクの低下を防止できる永久磁石回転電機が求められている。本発明が解決しようとする課題は、永久磁石回転電機の組立作業の効率を向上し、かつ、永久磁石回転電機のトルク低下を防止できる永久磁石ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、永久磁石ユニットは、互いに対向する一方の縁から他方の縁まで延びる溝が形成された面を有する六面体形状の永久磁石と、前記溝内に嵌合する大きさを有し、前記溝内に固定され、前記面と面一な面を有する絶縁物と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る永久磁石回転電機を示す断面図。
【図２】同永久磁石回転電機の回転子を、同回転子の軸線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。
【図３】同回転子の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図４】同永久磁石ユニットを長さ方向に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。
【図５】同永久磁石ユニットを製造する第３の工程を示す断面図。
【図６】同第３の工程で用いられる第１の型と第１の絶縁物形成材と第２の絶縁物形成材とを示す斜視図。
【図７】同第１の絶縁物形成材が同第１の型の溝内に嵌合され、同第２の絶縁物形成材が同第１の型の溝内に嵌合された状態を示す断面図。
【図８】第２の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図９】第３の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図１０】第４の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図１１】第５の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図１２】第６の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【図１３】第７の実施形態に係る永久磁石回転電機の永久磁石ユニットを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の実施形態に係る永久磁石回転電機１０を、図１,２,３,４,５,６，７を用いて説明する。図１は、永久磁石回転電機１０を示す断面図である。図１に示すように、永久磁石回転電機１０は、一例として、インナーロータ型の永久磁石回転電機である。
【００１２】
永久磁石回転電機１０は、モータケーシング２０と、モータケーシング２０内に固定された筒状の固定子３０と、固定子３０の内側に回転可能に収容された回転子４０と、モータケーシング２０に固定され、回転子４０の回転軸を回転可能に支持する軸受６０と、を有している。
【００１３】
モータケーシング２０は、円筒状の円筒部材２１と、円筒部材２１の両端の開口端を塞ぐ蓋部材２２と、を有している。円筒部材２１の開口端には、フランジ部２１ａが設けられている。蓋部材２２には、フランジ部２２ａが設けられている。フランジ部２２ａは、円筒部材２１のフランジ部２１ａに、例えばボルトによって固定されている。
【００１４】
蓋部材２２は、軸受６０を設置可能な第１の孔２３が形成されている。第１の孔２３は、蓋部材２２と同軸に配置されている。軸受６０は、蓋部材２２の第１の孔２３内に固定されている。
【００１５】
固定子３０は、円筒状の固定子鉄心３１と、固定子鉄心３１に埋め込まれた電機子巻線３２と、を有している。固定子鉄心３１は、円環状の電磁鋼板を多数枚、同芯状に積層して構成されている。
【００１６】
回転子４０は、円筒形状の回転子鉄心４１と、回転子鉄心４１内に固定された回転軸４２と、回転子鉄心４１内に埋め込まれた複数の永久磁石ユニット７０と、を有している。回転子鉄心４１は、固定子３０内に収容されている。回転子鉄心４１は、固定子３０と同軸に配置されている。回転子鉄心４１は、回転子鉄心４１の外周面と固定子鉄心３１の内周面との間に僅かなエアギャップを有している。
【００１７】
回転子鉄心４１は、磁性材で形成されている。本実施形態では、回転子鉄心４１は、円環状の電磁鋼板を多数枚、同芯状に積層した積層体として構成されている。回転子鉄心４１の外周面の近傍に、複数の第２の孔４３が形成されている。第２の孔４３は、永久磁石ユニット７０を収容可能に形成されている。
【００１８】
図２は、回転子４０を回転子４０の軸線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図である。図２に示すように、第２の孔４３は、周方向に並んで配置されている。第２の孔４３は、回転子鉄心４１を軸方向に貫通している。
【００１９】
第２の孔４３は、回転子鉄心４１の軸線に直交する断面に沿って切断したときに内縁が略直方体を形成する形状である。第２の孔４３は、具体的には、互いに平行な一対の平面である第１の内面４４及び第２の内面４５と、内面４４,４５を連結する曲面である第３の内面４６及び第４の内面４７と、を有している。
【００２０】
第３の内面４６は、第１の内面４４の一端と第２の内面４５の一端とを連結している。第３の内面４６は、自由曲面で形成されている。第４の内面４７は、第１の内面４４の他端と第２の内面４５の他端とを連結している。第４の内面４７は、自由曲面で形成されている。周方向に隣接する一対の第２の孔４３は、Ｖ字状に配置されている。
【００２１】
回転軸４２は、回転子鉄心４１内に固定されている。回転軸４２は、回転子鉄心４１と同軸に配置されている。回転軸４２の両端部は、軸受６０に回転可能に支持されている。
【００２２】
永久磁石ユニット７０は、第２の孔４３内に嵌合している。具体的には、１つの第２の孔４３に対して、１つの永久磁石ユニット７０が嵌合している。図３は、永久磁石ユニット７０を示す斜視図である。図３に示すように、永久磁石ユニット７０は、直方体形状である。永久磁石ユニット７０は、その長さ方向Ｌが回転子４０の軸方向と平行となる姿勢で、第２の孔４３内に嵌合している。
【００２３】
永久磁石ユニット７０は、直方体形状の永久磁石７１と、帯状の第１の絶縁物７２と、帯状の第２の絶縁物７３と、を有している。永久磁石７１は、例えば、希土類磁石（ネオジウムを含有する磁石も含む）である。永久磁石７１は、第２の孔４３の内面と対向する周面７４と、第１の端面７５と、第２の端面７６と、を有している。
【００２４】
周面７４は、第１の内面４４に対向する第１の面８１と、第２の内面４５に対向する第２の面８２と、第３の内面４６に対向する第３の面８３と、第４の内面４７に対向する第４の面８４と、を有している。
【００２５】
第１の面８１の長さ方向Ｌに沿う一方の縁８１ａから縁８１ａに対向する他方の縁８１ｂへ向かう方向及びこの逆の方向を幅方向Ｗとする。幅方向Ｗは、長さ方向Ｌに直交する。長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに直交する方向を厚さ方向Ｔとする。
【００２６】
永久磁石７１は、長さ方向Ｌに第２の孔４３に収まる長さを有している。永久磁石７１は、または、長さ方向Ｌに第２の孔４３内に複数収まる長さを有している。永久磁石７１の厚さ方向Ｔの長さは、一例として、６ｍｍである。
【００２７】
永久磁石７１は、面８１,８３,８４に開口する第１の溝８５と、面８２,８３,８４に開口する第２の溝８６と、が形成されている。
【００２８】
第１の溝８５は、面８１,８３,８４の長さ方向Ｌの中心に配置されている。第１の溝８５は、幅方向Ｗに延びている。第１の溝８５は、厚さ方向Ｔに表皮厚さ以上の深さを有している。本実施形態では、一例として、永久磁石７１の厚みの１／３の深さであり、２ｍｍの深さを有している。第１の溝８５は、第１の絶縁物７２が嵌まる形状を有している。
【００２９】
第２の溝８６は、面８２,８３,８４の長さ方向Ｌの中心に配置されている。第２の溝８６は、幅方向Ｗに延びている。第２の溝８６は、厚さ方向Ｔに表皮厚さ以上の深さを有している。本実施形態では、第２の溝８６は、一例として、永久磁石７１の厚みの１／３の深さであり、２ｍｍの深さを有している。第２の溝８６は、第２の絶縁物７３が嵌まる形状を有している。
【００３０】
図４は、永久磁石ユニット７０を長さ方向Ｌに直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図である。図４に示すように、第１の絶縁物７２は、第１の溝８５内に嵌まる薄い帯状に形成されている。第１の絶縁物７２は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。
【００３１】
第１の絶縁物７２の幅方向Ｗに沿う第１の側面９１は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第１の絶縁物７２の厚さ方向Ｔに沿う一方の第２の側面９２は、第３の面８３から露出しており、第３の面８３と面一に形成されている。第１の絶縁物７２の厚さ方向Ｔに沿う他方の第３の側面９３は、第４の面８４から露出しており、第４の面８４と面一に形成されている。
【００３２】
図４では、第１の絶縁物７２の厚みは、誇張して厚く記載されているが、実際は、薄い。第１の絶縁物７２の厚みとは、永久磁石７１の長さ方向Ｌに沿う長さである。第１の絶縁物７２は、厚みが一定である。
【００３３】
第２の絶縁物７３は、第２の溝８６内に嵌まる帯状に形成されている。第２の絶縁物７３は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。第２の絶縁物７３の幅方向Ｗに沿う第４の側面９４は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。第２の絶縁物７３の厚さ方向Ｔに沿う一方第５の側面９５は、第３の面８３から露出しており、第３の面８３と面一に形成されている。
【００３４】
第２の絶縁物７３の厚さ方向Ｔに沿う他方の第６の側面９６は、第４の面８４から露出しており、第４の面８４と面一に形成されている。図４では、第２の絶縁物７３の厚みは、誇張して厚く記載されているが、実際は、薄い。第２の絶縁物７３の厚みは、永久磁石７１の長さ方向Ｌに沿う長さである。第２の絶縁物７３の厚みは、一定である。
【００３５】
永久磁石７１の第１の面８１及びその近傍は、第１の絶縁物７２によって、第１の絶縁物７２を挟んで長さ方向Ｌの一方側と長さ方向Ｌの他方側とが仕切られる。第２の面８２及びその近傍は、第２の絶縁物７３によって、第２の絶縁物７３を挟んで長さ方向Ｌの一方側と長さ方向Ｌの他方側とが仕切られる。永久磁石７１の厚さ方向Ｔの中心部は長さ方向Ｌに一端から他端まで連続している。
【００３６】
次に、永久磁石ユニット７０の製造方法について、説明する。永久磁石ユニット７０は、一例として、粉末冶金法を用いて製造される。永久磁石ユニット７０を製造する工程は、一例として、永久磁石７１の原料を溶解して合金を形成する第１の工程と、第１の工程で形成された合金を粉砕する第２の工程と、第２の工程で粉砕された合金の粉砕粉を磁界中で圧縮成形する第３の工程と、第３の工程で圧縮成形された形成物に対して熱処理を行う第４の工程と、第４の工程で熱処理された形成物の表面処理を行う第５の工程と、第５の工程で表面処理が行われた形成物に着磁する第６の工程と、を有している。
【００３７】
第３の工程と、第５の工程とについて、具体的に説明する。図５は、第３の工程を示す断面図である。図５に示すように、第３の工程では、型１００と、第１の絶縁物形成材１２０と、第２の絶縁物形成材１２５（図６に示す）と、が用いられる。型１００は、筒形状の第１の型１０１と、第１の型１０１内に移動可能に嵌合する第２の型１２８及び第３の型１２９と、を有している。
【００３８】
図６は、第１の型１０１と、絶縁物形成材１２０，１２１と、を示す斜視図である。図６に示すように、第１の型１０１は、直方体形状に形成されており、第１の壁部１０２と、第１の壁部１０２に対向する第２の壁部１０３と、壁部１０２,１０３の一端に連結された第３の壁部１０４と、壁部１０２,１０３の他端に連結された第４の壁部１０５と、を有している。
【００３９】
第１の壁部１０２の第５の内面１０６は、平面である。第２の壁部１０３の第６の内面１０７は、第５の内面１０６に平行な平面である。第３の壁部１０４の第７の内面１０８は、内面１０６,１０７に直交する平面である。第４の壁部１０５の第８の内面１０９は、第７の内面１０８に平行な平面である。
【００４０】
第１の壁部１０２には、第３の溝１１０が形成されている。第３の溝１１０は、第１の壁部１０２の第３の壁部１０４側の一端から第４の壁部１０５側の他端まで延びている。第３の溝１１０は、第１の壁部１０２を貫通している。
【００４１】
第３壁部１０４には、第４の溝１１１が形成されている。第４の溝１１１は、第１の壁部１０２側の一端から第２の壁部１０３側の所定位置まで延びている。第４の溝１１１は、第３の壁部１０４を貫通している。第４の溝１１１は、第３の溝１１０に連通している。
【００４２】
第４の壁部１０５には、第５の溝１１２が形成されている。第５の溝１１２は、第１の壁部１０２側の一端から第２の壁部１０３側の所定位置まで延びている。第５の溝１１２は、第４の壁部１０５を貫通している。第５の溝１１２は、第３の溝１１０に連通している。
【００４３】
第２の壁部１０３には、第６の溝１１３が形成されている。第６の溝１１３は、第３の壁部１０４側の一端から第４の壁部１０５側の他端まで延びている。第６の溝１１３は、第２の壁部１０３を貫通している。
【００４４】
第３の壁部１０４には、第７の溝１１４が形成されている。第７の溝１１４は、第２の壁部１０３側の一端から第１の壁部１０２側の所定位置まで延びている。第７の溝１１４は、第３の壁部１０４を貫通している。第７の溝１１４は、第６の溝１１３に連通している。第７の溝１１４は、第１の型１０１の長手方向に直交する方向に、第４の溝１１１に並んでいる。
【００４５】
第４の壁部１０５（図７に示す）には、第８の溝１１５が形成されている。第８の溝１１５は、第２の壁部１０３側の一端から第１の壁部１０２側の所定位置まで延びている。第８の溝１１５は、第４の壁部１０５を貫通している。第８の溝１１５は、第６の溝１１３に連通している。第８の溝１１５は、第１の型１０１の長手方向に直交する方向に、第５の溝１１２に並んでいる。
【００４６】
第１の絶縁物形成材１２０は、第１の絶縁物７２と同じ材料で形成されている。第１の絶縁物形成材１２０は、帯形状である。第１の絶縁物形成材１２０は、溝１１０,１１１,１１２内に嵌合される。
【００４７】
第１の絶縁物形成材１２０は、第４の溝１１１と第５の溝１１２とから出る長さを有している。第１の絶縁物形成材１２０の、第４の溝１１１から出る部分と第５の溝１１２から出る部分は、折り曲げられる。第１の絶縁物形成材１２０を折り曲げることによって、第１の絶縁物形成材１２０を第１の型１０１に固定しやすくなる。第１の絶縁物形成材１２０に対する折り曲げ加工は、第１の絶縁物形成材１２０を溝１１０，１１１,１１２に嵌合する前に予め施してもよい。
【００４８】
第２の絶縁物形成材１２５は、第２の絶縁物７３と同じ材料で形成されている。第２の絶縁物形成材１２５は、帯状である。第２の絶縁物形成材１２５は、溝１１３,１１４ ,１１５内に嵌合される。
【００４９】
第２の絶縁物形成材１２５は、第７の溝１１４と第８の溝１１５とから出る長さを有している。第２の絶縁物形成材１２５の、第７の溝１１４から出る部分と第８の溝１１５とから出る部分は、折り曲げられる。第２の絶縁物形成材１２５を折り曲げることによって、第２の絶縁物形成材１２５を第１の型１０１に固定しやすくなる。第２の絶縁物形成材１２５に対する折り曲げ加工は、第２の絶縁物形成材１２５を溝１１３,１１４,１１５に嵌合する前に予め施してもよい。
【００５０】
図７は、第１の絶縁物形成材１２０が溝１１０,１１１,１１２内に嵌合され、第２の絶縁物形成材１２５が溝１１３,１１４,１１５内に嵌合された状態を示す断面図である。図７に示すように、第１の絶縁物形成材１２０は、第１の絶縁物形成材１２０の長手方向に沿う一方の側面１２１が第４の溝１１１の底面１１６と第５の溝１１２の底面１１７とに当接する。第１の絶縁物形成材１２０の幅は、第１の絶縁物形成材１２０の長手方向に沿う他方の側面１２２が第１の壁部１０２の第５の内面１０６と面一となる長さを有している。
【００５１】
第２の絶縁物形成材１２５は、第２の絶縁物形成材１２５の長手方向に沿う一方の側面１２６が第７の溝１１４の底面１１８と第８の溝１１５の底面１１９に当接する。第２の絶縁物形成材１２５の幅は、第２の絶縁物形成材１２５の長手方向に沿う他方の側面１２７が第２の壁部１０３の第６の内面１０７と面一となる長さを有している。
【００５２】
第３の工程では、まず、第１の型１０１に、絶縁物形成材１２０,１２１を取り付ける。具体的には、第１の絶縁物形成材１２０は、第１の絶縁物形成材１２０の長手方向に沿う一方の側面１２１が第４の溝１１１の底面１１６と第５の溝１１２の底面１１７とに当接するまで、溝１１０，１１１，１１２内に差し込まれる。第２の絶縁物形成材１２５は、第２の絶縁物形成材１２５の長手方向に沿う一方の側面１２６が第７の溝１１４の底面１１８と第８の溝１１５の底面１１９に当接するまで、溝１１３，１１４，１１５内に差し込まれる。
【００５３】
次に、図５に示すように、第１の型１０１内に永久磁石７１の材料となる粉砕粉を充填する。次に、型１２９,１２８を第１の型１０１内に収容する。具体的には、第２の型１２８を、第１の型１０１の一方の開口から収容する。第３の型１２９を、第１の型１０１の他方の開口から収容する。
【００５４】
次に、型１００を磁界中に設置する。次に、型１２９，１２８を、第１の型１０１の内側へ向かって押し込むことによって、型１００内の粉砕粉５を圧縮する。型１００内の粉砕粉５が圧縮されることによって、絶縁物形成材１２０,１２５は、粉砕粉５中に埋没される。
【００５５】
第１の絶縁物形成材１２０のうち粉砕粉５中に埋没される部分が、第１の絶縁物７２となる。第２の絶縁物形成材１２５のうち粉砕粉５中に挟持される部分が、第２の絶縁物７３となる。永久磁石７１の溝８５,８６は、粉砕粉５中に埋没した絶縁物形成材１２０,１２５によって形成される。
【００５６】
第５の工程では、第１の絶縁物７２の幅方向Ｗに沿う第１の側面９１が永久磁石７１の第１の面８１と面一になり、第１の絶縁物７２の厚さ方向Ｔに沿う第２の側面９２及び第２の絶縁物７３の厚さ方向Ｔに沿う第５の側面９５が永久磁石７１の第３の面８３と面一になり、第１の絶縁物７２の厚さ方向Ｔに沿う第３の側面９３及び第２の絶縁物７３の厚さ方向Ｔに沿う第６の側面９６が永久磁石７１の第４の面８４と面一になり、第２の絶縁物７３の幅方向Ｗに沿う第４の側面９４が永久磁石７１の第２の面８２と面一になるように、表面処理が施される。
【００５７】
このように構成された永久磁石回転電機１０の永久磁石７１は、第１の面８１とその近傍は、第１の絶縁物７２によって、第１の絶縁物７２を挟んで長さ方向Ｌの一方側と他方側とが仕切られる。このため、連続する表面積を小さくすることができるので、第１の面８１に流れる渦電流を小さくできる。
【００５８】
同様に、第２の面８２とその近傍は、第２の絶縁物７３によって、第２の絶縁物７３を挟んで長さ方向Ｌの一方側と他方側とが仕切られる。このため、連続する表面積を小さくすることができるので、第２の面８２に流れる渦電流を小さくできる。
【００５９】
面８１，８２に流れる渦電流を小さくすることができるので、渦電流に起因する永久磁石７１の温度上昇を小さくすることができる。永久磁石７１の温度上昇を小さくすることができるので、永久磁石７１の温度上昇に起因する永久磁石回転電機１０のトルクの低下を防止することができる。
【００６０】
さらに、永久磁石ユニット７０は、絶縁物７２，７３を用いることによって、永久磁石ユニット７０の体積の大型化を防止しつつ永久磁石７１の量を増やすことができる。この点について、具体的に説明する。
【００６１】
永久磁石７１の面８１，８２を長さ方向Ｌに一方側と他方側に仕切る場合、絶縁物７２，７３以外の手段として例えば面８１，８２に溝を形成し、この溝によって永久磁石７１の面８１，８２を長さ方向Ｌに一方側と他方側に仕切ることができる。
【００６２】
面８１，８２に溝を形成する場合、第３の工程で用いる型として、溝に対応する抜型を用いることによって、溝を形成することができる。しかしながら、この抜き型は、抜き作業の行いやすくする為に楔形状となるため、溝の長さ方向Ｌに沿う長さが長くなる。
【００６３】
または、面８１，８２に溝を形成する場合、永久磁石７１に、切削加工を施すことによって溝を形成することができる。しかしながら、溝の長さ方向Ｌに沿う長さは、切削加工で用いるカッターの幅と同じ長さとなり、長くなる。
【００６４】
溝の長さ方向Ｌの長さが長くなることによって、その分、永久磁石７１の量が少なくなり、永久磁石回転電機１０のトルクが低下する。また、永久磁石７１の量を多くしようとすると、永久磁石７１が大型化する。
【００６５】
これに対して本実施形態では、永久磁石７１の面８１とその近傍の長さ方向Ｌの一方側と他方側とは、第１の絶縁物７２によって仕切られている。永久磁石７１の面８２とその近傍の長さ方向Ｌの一方側と他方側とは、第２の絶縁物７３によって仕切られている。絶縁物７２,７３は、永久磁石７１の長さ方向Ｌの一方側と他方側とを隔てるだけの厚みを有すればよいため、薄く形成されている。
【００６６】
このため、永久磁石７１の量が減ることを防止できるため、永久磁石回転電機１０のトルクの低下を防止することができる。
【００６７】
さらに、永久磁石７１は、厚さ方向Ｔの中心部は、長さ方向Ｌに一端から他端まで連続している。言い換えると、厚さ方向Ｔの中心部は、長さ方向Ｌに一方側と他方側とに仕切られていない。この為、永久磁石ユニット７０は１つの部材となるので、永久磁石回転電機１０の組立作業の効率を向上することができる。
【００６８】
また、第１の絶縁物７２の厚さ方向Ｔの長さが表皮厚さよりも長いことによって、渦電流をより一層少なくできる。同様に、第２の絶縁物７３の厚さ方向Ｔの長さが、表皮厚さよりも長いことによって、渦電流をより一層少なくできる。
【００６９】
次に、第２の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、永久磁石ユニット７０に代えて、永久磁石ユニット１３０が用いられる。他の構成は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について、説明する。
【００７０】
図８は、永久磁石ユニット１３０を示す斜視図である。図８に示すように、永久磁石ユニット１３０は、直方体形状の永久磁石１３１と、第３の絶縁物１３２と、第４の絶縁物１３３と、を有している。
【００７１】
永久磁石１３１は、直方体形状であって、周面７４と、第１の端面７５と、第２の端面７６と、を有している。周面７４の第３の面８３の長さ方向Ｌの中心には、第９の溝１３４が形成されている。第９の溝１３４は、永久磁石１３１を、厚さ方向Ｔに貫通している。第９の溝１３４は、幅方向Ｗに永久磁石１３１の中心近傍まで延びており、第３の面８３に対して表皮厚さ以上の深さを有している。
【００７２】
第４の面８４の長さ方向Ｌの中心には、第１０の溝１３５が形成されている。第１０の溝１３５は、厚さ方向Ｔに永久磁石１３１を貫通している。第１０の溝１３５は、幅方向Ｗに永久磁石１３１の中心近傍まで延びており、第４の面８４に対して表皮厚さ以上の深さを有している。第１０の溝１３５は、幅方向Ｗに第９の溝１３４に並んでいる。第１０の溝１３５の底面は、第９の溝１３４の底面に対して離間している。永久磁石７１の中心部は、長さ方向Ｌに一端から他端まで連続している。
【００７３】
第３の絶縁物１３２は、平面形状が長方形となる平板形状である。第３の絶縁物１３２は、第９の溝１３４内に嵌合されている。第９の溝１３４は、第３の絶縁物１３２が嵌合可能に形成されている。
【００７４】
第３の絶縁物１３２の厚み、言い換えると長さ方向Ｌの長さは、一定であり、第３の面８３とその近傍を、長さ方向Ｌの一方側と他方側とに仕切ることができる程度厚みを有していればよい。この為、第３の絶縁物１３２の厚みを薄くすることができる。図８では、第３の絶縁物１３２の厚みは、誇張して大きく書かれているが実際は、薄い。
【００７５】
第３の絶縁物１３２の厚さ方向Ｔに沿う側面１３６は、第３の面８３から露出しており、第３の面８３と面一に形成されている。第３の絶縁物１３２の幅方向Ｗに沿う一方の側面１３７は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第３の絶縁物１３２の幅方向Ｗに沿う他方の側面１３８は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【００７６】
第４の絶縁物１３３は、平面形状が長方形となる平板形状である。第４の絶縁物１３３は、第１０の溝１３５内に嵌合されている。言い換えると、第１０の溝１３５は、第４の絶縁物１３３が嵌合可能に形成されている。
【００７７】
第４の絶縁物１３３の厚み、言い換えると長さ方向Ｌの長さは、一定であり、第４の面８４とその近傍を、長さ方向Ｌの一方側と他方側とに仕切ることができる程度の厚みを有していればよい。この為、第４の絶縁物１３３の厚みを薄くすることができる。図８では、第４の絶縁物１３３の厚みは、誇張して大きく書かれているが実際は、薄い。
【００７８】
第４の絶縁物１３３の厚さ方向Ｔに沿う側面１３９は、第４の面８４から露出しており、第４の面８４と面一に形成されている。第４の絶縁物１３３の幅方向Ｗに沿う一方の側面１４０は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第４の絶縁物１３３の幅方向Ｗに沿う他方の側面１４１は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【００７９】
永久磁石ユニット１３０は、第１の実施形態と同様に、粉末冶金法を用いて製造される。第３の工程で用いられる型は、溝１３４,１３５に対応する溝を有している。この溝内に、絶縁物１３２,１３３を形成する絶縁物形成材が設置される。絶縁物形成材は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。
【００８０】
本実施形態では、永久磁石１３１の面８３,８４に流れる渦電流を小さくすることができる。この為、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
次に、第３の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、永久磁石ユニット７０に代えて永久磁石ユニット１５０が用いられる。他の構成は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について説明する。
【００８２】
図９は、永久磁石ユニット１５０を示す斜視図である。図９に示すように、永久磁石ユニット１５０は、直方体形状の永久磁石１５１と、第５の絶縁物１５２と、第６の絶縁物１５３と、を有している。永久磁石１５１は、周面７４と、端面７５，７６と、を有している。
【００８３】
第１の端面７５の幅方向Ｗの中心には、第１１の溝１５４が形成されている。第１１の溝１５４は、厚さ方向Ｔに永久磁石１５１を貫通している。第１１の溝１５４は、永久磁石１５１の長さ方向Ｌに沿う長さの１／３の深さを有している。
【００８４】
第２の端面７６の幅方向Ｗの中心には、第１２の溝１５５が形成されている。第１２の溝１５５は、厚さ方向Ｔに永久磁石１５１を貫通している。第１２の溝１５５は、永久磁石１５１の長さ方向Ｌに沿う長さの１／３の深さを有している。第１２の溝１５５の底面１５６は、第１１の溝１５４の底面１５７と長さ方向Ｌに離間している。永久磁石１５１の長さ方向Ｌの中心部は、幅方向Ｗに一端から他端まで連続している。
【００８５】
第５の絶縁物１５２は、第１２の溝１５５内に嵌合している。言い換えると、第１２の溝１５５は、第５の絶縁物１５２が嵌合可能に形成されている。第５の絶縁物１５２の厚さ方向Ｔに沿う側面１６１は、第２の端面７６から露出しており、第２の端面７６と面一に形成されている。第５の絶縁物１５２の長さ方向Ｌに沿う側面１６２は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第５の絶縁物１５２の長さ方向Ｌに沿う他方の側面１６３は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【００８６】
第６の絶縁物１５３は、第１１の溝１５４内に嵌合している。言い換えると、第１１の溝１５４は、第６の絶縁物１５３が嵌合可能に形成されている。第６の絶縁物１５３の厚さ方向Ｔに沿う側面１６４は、第１の端面７５から露出しており、第１の端面７５と面一に形成されている。第６の絶縁物１５３の長さ方向Ｌに沿う側面１６５は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第６の絶縁物１５３の長さ方向Ｌに沿う他方の側面１６６は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【００８７】
永久磁石ユニット１５０は、第１の実施形態と同様に、粉末冶金法を用いて製造される。第３の工程で用いられる型は、溝１５４,１５５に対応する溝を有している。この溝内に、絶縁物１５２,１５３を形成する絶縁物形成材が設置される。絶縁物形成材は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。
【００８８】
本実施形態では、永久磁石１５１の端面７５,７６に流れる渦電流を小さくすることができる。この為、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
次に、第４の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、永久磁石ユニット７０に代えて永久磁石ユニット１７０が用いられる。他の構成は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について説明する。
【００９０】
図１０は、永久磁石ユニット１７０を示す斜視図である。図１０に示すように、永久磁石ユニット１７０は、直方体形状の永久磁石１７１と、第７の絶縁物１７２と、を有している。永久磁石１７１は、周面７４と、端面７５，７６と、を有している。
【００９１】
永久磁石１７１は、面８１,８２,８３,８４に開口する第１３の溝１７３が形成されている。第１３の溝１７３は、周方向に一周つながっている。第１３の溝１７３は、表皮厚さ以上の深さを有している。永久磁石１７１の幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔの中心部は、長さ方向Ｌに一端から他端まで連続している。
【００９２】
第７の絶縁物１７２は、環状に形成されている。第７の絶縁物１７２は、第１３の溝１７３内に嵌合している。第７の絶縁物１７２の幅方向Ｗに沿う一方の側面１７４は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第７の絶縁物１７２の幅方向Ｗに沿う他方の側面１７５は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【００９３】
第７の絶縁物１７２の厚さ方向Ｔに沿う一方の側面１７６は、第３の面８３から露出しており、第３の面８３と面一に形成されている。第７の絶縁物１７２の厚さ方向Ｔに沿う他方の側面１７７は、第４の面８４から露出しており、第４の面８４と面一に形成されている。
【００９４】
永久磁石ユニット１７０は、第１の実施形態と同様に、粉末冶金法を用いて製造される。第３の工程では、第１の型１０１は、一対の筒形状の型を有している。これら２つ型間に第７の絶縁物１７２に応じた環状の絶縁物形成材が挟持される。これら２つの型は、間に絶縁物形成材を挟持した状態が維持されるように、例えば固定具によって互いに固定される。絶縁物形成材は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。
【００９５】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、永久磁石１７１の面８１,８２,８３,８４及び各面の近傍が第７の絶縁物１７２によって長さ方向Ｌに一方側と他方側とに仕切られる。このため、面８１,８２,８３,８４に流れる渦電流を小さくすることができるので、永久磁石回転電機のトルクの低下をより一層防止することができる。
【００９６】
次に、第５の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図１１を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、永久磁石ユニット７０に代えて永久磁石ユニット１８０が用いられる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。永久磁石ユニット１８０について説明する。
【００９７】
図１１は、永久磁石ユニット１８０を示す斜視図である。図１１に示すように、永久磁石ユニット１８０は、直方体形状の永久磁石１８１と、第８の絶縁物１８２と、を有している。永久磁石１８１は、周面７４と、端面７５，７６と、を有している。
【００９８】
永久磁石１８１は、面８１,８２及び端面７５,７６に開口する第１４の溝１８３が形成されている。第１４の溝１８３は、環状に形成されている。第１４の溝１８３は、表皮厚さ以上の深さを有している。
【００９９】
第８の絶縁物１８２は、第１４の溝１８３内に嵌合している。言い換えると、第１４の溝１８３は、第８の絶縁物１８２が嵌合可能に形成されている。第８の絶縁物１８２の長さ方向Ｌに沿う一方の側面１８４は、第１の面８１から露出しており、第１の面８１と面一に形成されている。第８の絶縁物１８２の長さ方向Ｌに沿う他方の側面１８５は、第２の面８２から露出しており、第２の面８２と面一に形成されている。
【０１００】
第８の絶縁物１８２の厚さ方向Ｔに沿う一方の側面１８６は、第１の端面７５から露出しており、第１の端面７５と面一に形成されている。第８の絶縁物１８２の厚さ方向Ｔに沿う他方の側面１８７は、第２の端面７６から露出しており、第２の端面７６と面一に形成されている。
【０１０１】
永久磁石ユニット１８０は、第１の実施形態と同様に、粉末冶金法を用いて製造される。第３の工程では、第１の型１０１は、一対の筒形状の型を有している。これら２つ型間に第８の絶縁物１８２に応じた環状の絶縁物形成材が挟持される。これら２つの型は、間に絶縁物形成材を挟持した状態が維持されるように、例えば固定具によって互いに固定される。絶縁物形成材は、絶縁紙、シリコン、プラスチック、等で形成されている。
【０１０２】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果がられる。さらに、永久磁石１８１の面８１，８２及び端面７５,７６と各面の近傍とが、第８の絶縁物１８２によって幅方向Ｗに一方側と他方側とに仕切られる。このため、面８１,８２及び端面７５,７６に流れる渦電流を小さくすることができるので、永久磁石回転電機のトルクの低下をより一層防止することができる。
【０１０３】
次に、第６の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、絶縁物７２,７３の位置が、第１の実施形態に対して異なる。他の構成は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について、説明する。
【０１０４】
図１２は、永久磁石ユニット７０を示す斜視図である。図１２に示すように、本実施形態では、第１の溝８５は、第２の溝８６に対して長さ方向Ｌにずれた位置に形成されている。このため、第１の溝８５は、厚さ方向Ｔに第２の溝８６と重ならない。このため、溝８５，８６の深さを深くすることができる。
【０１０５】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、表皮厚さが厚い場合であっても、溝８５，８６の深さを、表皮厚さに応じて深くすることができる。
【０１０６】
なお、第２の実施形態の永久磁石ユニット１３０の絶縁物１３２，１３３は、本実施形態と同様に、長さ方向Ｌに互いにずれた位置に配置されてもよい。第３の実施形態の永久磁石ユニット１５０の絶縁物１５２，１５３は、本実施形態と同様に、幅方向Ｗに互いにずれた位置に配置されてもよい。
【０１０７】
次に、第７の実施形態に係る永久磁石回転電機を、図１３を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１の溝８５と第２の溝８６とが、複数形成される。他の構造は、第１の実施形態と同じである。
【０１０８】
図１３は、永久磁石ユニット７０を示す斜視図である。図１３に示すように、本実施形態では、第１の溝８５は、複数形成されている。第１の溝８５は、長さ方向Ｌに等間隔離間して配置されている。各第１の溝８５内には、第１の絶縁物７２が嵌合している。第２の溝８６は、複数形成されている。第２の溝８６は、長さ方向Ｌに等間隔離間して配置されている。各第２の溝８６内には、第２の絶縁物７３が嵌合している。
【０１０９】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、第１の面８１が複数の第１の絶縁物７２によって長さ方向Ｌに３つ以上の面に仕切られるので、第１の面８１及びその近傍に流れる渦電流を小さくすることができる。第２の面８２が複数の絶縁物７３によって長さ方向Ｌに３つ以上の面に仕切られるので、第２の面８２及びその近傍に流れる渦電流を小さくすることができる。
【０１１０】
なお、第２の実施形態の永久磁石ユニット１３０の絶縁物１３２，１３３は、本実施形態と同様に、複数設けられてもよい。第３の実施形態の永久磁石ユニット１５０の絶縁物１５２，１５３は、本実施形態と同様に、複数設けられてもよい。第４の実施形態の永久磁石ユニット１７０の第７の絶縁物１７２は、本実施形態と同様に、複数設けられてもよい。第５の実施形態の永久磁石ユニット１８０第８の絶縁物１８２は、本実施形態と同様に、複数設けられてもよい。第６の実施形態の永久磁石ユニット７０は、本実施形態と同様に、長さ方向Ｌに互いにずれて設けられる絶縁物７２，７３の組み合わせが、複数設けられてもよい。
【０１１１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…永久磁石回転電機、３０…固定子、４０…回転子、７０…永久磁石ユニット、７１…永久磁石、７２…第１の絶縁物、７３…第２の絶縁物、８５…第１の溝、８６…第２の溝、１１０…第３の溝、１１１…第４の溝、１１２…第５の溝、１１３…第６の溝、１１４…第７の溝、１１５…第８の溝、１３０…永久磁石ユニット、１３１…永久磁石、１３２…第３の絶縁物、１３３…第４の絶縁物、１３４…第９の溝、１３５…第１０の溝、１５０…永久磁石ユニット、１５１…永久磁石、１５２…第５の絶縁物、１５３…第６の絶縁物、１５４…第１１の溝、１５５…第１２の溝、１７０…永久磁石ユニット、１７１…永久磁石、１７２…第７の絶縁物、１７３…第１３の溝、１８０…永久磁石ユニット、１８２…第８の絶縁物、１８３…第１４の溝。
【図１】
2016144313.tif 000003
【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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【図１３】
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