JP2003169452A

JP2003169452A - 永久磁石およびこれを用いた永久磁石形モータ

Info

Publication number: JP2003169452A
Application number: JP2001368620A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Matsui; 信行松井
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】円筒形の磁石本体における軸心方向の位置によ
り磁気特性にバラツキがあっても、モータのコギングや
出力トルクの変動を容易に低減できるリング形永久磁石
およびこれを用いた永久磁石形モータを提供する。【解決手段】全体が円筒形を呈する磁石本体２と、かか
る磁石本体２の外周面４の円周方向に沿って交互に着磁
された複数のＮ極および複数のＳ極と、を備え、かかる
Ｎ極およびＳ極の着磁パターンは、上記磁石本体２にお
いて磁気特性の高い下側の端面５ｂ寄りの部分では当該
磁石本体２の軸心方向に対して急峻な傾斜(スキュー)７
を付される共に、磁石本体２において磁気特性の低い上
側の端面５ａ寄りおよび中間の部分では当該磁石本体２
の軸心方向に対して緩やかな傾斜６を付されている、リ
ング形永久磁石１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばモータのロ
ータまたはステータなどに用いられる永久磁石およびこ
れを用いた永久磁石形モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、モータのロータまたはステータ
に用いられるリング形永久磁石では、当該モータのコギ
ングトルクやこれと関係の深い出力トルクの変動、振
動、および騒音を低減するため、複数のＮ極およびＳ極
の各着磁パターンは、当該磁石の軸心方向に対し僅かに
傾斜したスキュー(Ｓｋｅｗ)をもって形成されている。
これにより、各磁極と鉄心との磁気吸引による安定点か
ら次の安定点までにおける磁束分布の変化が滑らかにな
るため、所謂コギングと呼ばれるガクガク感を低減した
り、出力トルクの変動を低減可能としている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、リング形永久磁石
は、磁石素材を例えばリング形(円筒形)に成形するプロ
セスに起因して、磁石各部の磁気異方性や素材密度がバ
ラ付くため、リング形磁石の軸心方向における位置によ
り磁気特性にバラツキを生じ易い。かかる軸心方向にお
ける磁気特性のバラツキがあると、前述した磁極の着磁
パターンに傾斜した前記スキューを付与しても、前記コ
ギングや出力トルクの変動を低減し難くなる、という問
題があった。本発明は、以上に説明した従来の技術にお
ける問題点を解決し、円筒形などの磁石本体における軸
心方向の位置により磁気特性にバラツキがあっても、コ
ギングや出力トルクの変動などを容易に低減できる永久
磁石およびこれを用いた永久磁石形モータを提供する、
ことを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、磁石本体の軸心方向などの位置における磁
気特性のバラツキに、各磁極の着磁パターンに付与する
スキューを対応させる、ことに着想して成されたもので
ある。即ち、本発明の永久磁石(請求項１)は、全体が円
筒形または板状を呈する磁石本体と、上記円筒形の磁石
本体の内周面および外周面の少なくとも一方における円
周方向に沿って交互に着磁され、または上記板状の磁石
本体における少なくとも何れかの表面の長手方向に沿っ
て交互に着磁された複数のＮ極および複数のＳ極と、を
備え、上記Ｎ極およびＳ極の着磁パターンは、上記磁石
本体において磁気特性の高い部分では、当該磁石本体の
軸心方向または上記表面の幅方向に対して急峻な傾斜ま
たは急峻なカーブを付されると共に、上記磁石本体にお
いて磁気特性の低い部分では、当該磁石本体の軸心方向
に対して緩い傾斜または緩いカーブを付されている、こ
とを特徴とする。

【０００５】これによれば、例えば円筒形を呈する磁石
本体の軸心方向において、残留磁束密度(以下、単に磁
束密度と称する)などの磁気特性が低い部分では、上記
軸心方向に対し緩く傾斜または緩くカーブすると共に、
上記磁気特性が高い部分では、上記軸心方向に対し急峻
な傾斜またはカーブする着磁パターンのＮ極およびＳ極
が位置するリング形永久磁石となる。また、板状を呈す
る磁石本体の表面において磁気特性が低い部分では、隣
接する磁極との間でかかる表面の長手方向と直交する幅
方向に対し、緩く傾斜または緩くカーブすると共に、上
記磁気特性が高い部分では、隣接する磁極との間で上記
表面の幅方向に対し、急峻な傾斜またはカーブする着磁
パターンのＮ極およびＳ極が位置する板状の永久磁石と
なる。

【０００６】即ち、磁束密度が低い部分では磁束分布の
変化も少ないので、Ｎ極およびＳ極の着磁パターンが緩
い傾斜やカーブで、高出力トルクを維持できる。一方、
磁束密度の高い部分では、着磁パターンに急峻な傾斜な
ど付することで、比較的おおきな磁束分布の変化を緩や
かすることができる。換言すれば、磁気特性のレベルに
応じて、スキューである傾斜の角度またはカーブの曲が
り具合が変化しているため、モータに用いられた際、当
該磁石の磁極と鉄心との磁気吸引による安定点から次の
安定点までにおける磁束分布の変化が滑らかになる。従
って、モータにおけるコギングトルクを低減したり、こ
れと関係の深い出力トルクの変動、振動、および騒音を
低減することが可能となる。

【０００７】尚、上記着磁パターンが有する磁石本体の
軸心方向などに対する傾斜、およびカーブは、隣接する
着磁パターンとの境界線付近における形状を指す。ま
た、前記急峻なカーブとは、半径が相対的に小さい(曲
がり具合が大きい)カーブを指す。更に、磁石本体の種
類は、特に限定されず、磁性金属粉末をプラスチックと
共に押出または圧縮成形するプラスチック磁石、磁性金
属を押出、鍛造、または鋳造する金属磁石、あるいは磁
性金属粉末を焼結する焼結磁石などが含まれる。加え
て、磁気的に等方性の磁石は基より、磁気的に異方性の
磁石も含まれる。

【０００８】また、本発明には、前記円筒形の磁石本体
におけるＮ極およびＳ極の着磁パターンは、上記磁石本
体の軸心方向における少なくとも一方の端面寄りの部分
では、前記急峻な傾斜またはカーブを付されていると共
に、上記磁石本体の軸心方向における少なくとも中間付
近の部分では、上記磁石本体の軸心方向に対して緩い傾
斜または緩いカーブを付されている、リング形の永久磁
石(請求項２)も含まれる。尚、磁石本体の一方の端面寄
りにのみ急峻な傾斜またはカーブが付される形態では、
他方の端面寄りでは、磁石本体の軸心方向における中間
部分から連続して伸び且つ軸心方向に対し緩く傾斜また
はカーブした着磁パターンが連続する。

【０００９】例えば、磁石素材を円筒形のキャビティ中
に充填し且つその軸心方向に沿って後方押出または圧縮
成形して円筒形の磁石本体を得た場合、かかる磁石本体
の軸心方向における一端または両端寄りの部分では磁気
異方性または磁石素材の密度が、軸心方向の中間部分に
対して高くなる。かかる磁気異方性のレベルや磁石素材
の密度に対応して、磁束密度などの磁気特性が変化す
る。このため、前記のように磁石本体の軸心方向の一端
または両端寄りの部分では、着磁パターンに急峻な傾斜
または急峻なカーブを付すると共に、これらを除く軸心
方向の中間部分などでは、緩い傾斜または緩いカーブを
付すようにする。

【００１０】上記磁石のような着磁パターンによれば、
磁束密度が低い中間付近の部分では、磁束分布の変化が
少ないので、軸心方向に対して緩い傾斜などのスキュー
を与えることで良い。一方、磁束密度が高い一端面寄り
の部分では急峻な傾斜などを与えることにより、当該磁
極内の磁束分布の変化を緩やかにすることができる。従
って、かかる磁石をモータに用いた際に、コギングトル
クを最適にして低減したり、これと関係の深い出力トル
クの変動などを低減することが容易となる。

【００１１】更に、本発明には、前記何れかの永久磁石
を、ロータまたはステータに用いた、永久磁石形モータ
(請求項３)も含まれる。これによれば、例えば前記円筒
形の永久磁石の各磁極と鉄心との磁気吸引による安定点
から次の安定点までにおける磁束分布の変化が滑らかに
なるため、かかる永久磁石形モータにおけるコギングト
ルクを低減したり、これに起因する出力トルクの変動、
振動、および騒音を低減することも可能となる。尚、上
記形永久磁石は、上記モータにおけるステータの内側で
回転するロータの外周面に配置したり、あるいは上記モ
ータにおいて、内側に位置するステータの外側で回転す
るロータの外側寄り部分の内周面に配置される。また、
板状の永久磁石は、例えばリニアモータのステータまた
は移動体(ロータに相当する)側に用いられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施に好
適な形態を図面と共に説明する。図１(Ａ)は、本発明の
円筒形(リング形)の永久磁石１を示す斜視図である。永
久磁石１は、図１(Ａ)に示すように、中空部を囲う内周
面３を有し全体が円筒形を呈する磁石本体２と、かかる
磁石本体２の外周面４における円周方向に沿って交互に
着磁された複数のＮ極および複数のＳ極と、を備えてい
る。かかるＮ極およびＳ極の着磁パターンは、図１(Ａ)
に示すように、磁石本体２の上側(他方)の端面５ａ付近
から軸心方向における中間部分までは、この磁石本体２
の軸心方向に対して緩やかな傾斜(スキュー)６を、隣接
するＳ極またはＮ極との間に有する。また、磁石本体２
の下側(一方)の端面５ｂ寄りの部分では、かかる磁石本
体２の軸心方向に対して急峻な傾斜(スキュー)７，７
を、円周方向に沿って隣接するＳ極またはＮ極との間に
付されている。

【００１３】以上のような永久磁石１によれば、外周面
４に着磁された複数のＮ極およびＳ極は、磁束密度など
の磁気特性が低い磁石本体２の端面５ａ付近からその軸
心方向における中間部分までは、かかる軸心方向に対し
緩やかな傾斜６を、磁気特性の高い端面５ｂ寄りの部分
では、急峻な傾斜７を、それぞれの着磁パターンに付さ
れている。このため、各Ｎ極およびＳ極は、磁気特性の
バラツキに拘わらず、磁石本体２の軸心方向に沿って、
磁束分布の変化を全体に滑らかにしている。従って、モ
ータに用いられた際に、上記Ｎ極やＳ極と鉄心との磁気
吸引による安定点から次の安定点までにおける磁束分布
の変化が滑らかになるため、永久磁石形モータにおける
コギングトルクを低減したり、これと関係の深い出力ト
ルクの変動、振動、および騒音を低減することが可能と
なる。

【００１４】ここで、前記永久磁石１の製造方法につい
て説明する。図１(Ｂ)，(Ｃ)は、上記磁石本体２の成形
工程を示す。予め、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の超急冷による
薄膜を、冷間プレスおよび熱間プレスにより円柱形の磁
石素材Ｇに成形しておく。次に、かかる磁石素材Ｇを、
図１(Ｂ)に示すように、後方押出装置１０における円筒
形のホルダ１２内で且つ下型１４上に装入する。次い
で、上記磁石素材Ｇの外径よりもやや小径のポンチ１６
を、図１(Ｂ)中で示す矢印に沿って、ホルダ１２内に圧
入する。その結果、磁石素材Ｇは、図１(Ｃ)に示すよう
に、下端の円盤部分２ｂおよびこれから上昇して円筒形
となったリング部分２ａに成形される。図１(Ｃ)でリン
グ部分２ａの上端および円盤部分２ｂ寄りの部分を、径
方向に沿って切断することにより、前記磁石本体２が得
られる。尚、かかる磁石本体２における円盤部分２ｂ寄
りの部分は、以上の成形プロセスに起因して、他の部分
よりも磁気異方性が高くなる。また、この段階の磁石本
体２は、未着磁の状態であるため、磁気特性は顕在化し
ていない。

【００１５】次に、前記磁石本体２の着磁工程につい
て、図２(Ａ)に基づき説明する。図２(Ａ)は、磁石本体
２の外周面４に、複数のＮ極とＳ極とを交互に着磁する
ための着磁装置２０の一部を示す。かかる着磁装置２０
は、図２(Ａ)に示すように、例えばケイ素鋼板からなり
平面視がリング形である多数のヨーク板２２を、厚み方
向に積層した円筒体を呈する。各ヨーク板２２は、その
内周面２３に沿って等間隔に開口する複数の開口部２７
と、その奥側に隣接して位置する２つの溝２５，２６と
を、予め例えばワイヤカット放電加工により形成されて
いる。

【００１６】かかる多数のヨーク板２２を厚み方向に積
層するに際し、図２(Ａ)に示すように、垂直方向で最上
端から半分以上のヨーク板２２における溝２５，２６お
よび開口部２７を左右方向に僅かにずらす。一方、最下
端寄りにおける複数のヨーク板２２は、溝２５，２６お
よび開口部２７を図示で右側に大きくずらし且つ全体と
して傾斜するよう積層している。従って、各ヨーク板２
２の溝２５，２６と開口部２７とは、図２(Ａ)に示すよ
うに、最上端から過半数までは緩やかに傾斜している
が、最下端寄りでは斜め右下側に大きく傾斜している。

【００１７】また、図２(Ａ)に示すように、各ヨーク板
２２の溝２５，２６には、導線２８が上記ほぼ垂直方向
および斜め右下方向への傾斜に沿って配線されている。
かかる導線２８は、最上端のヨーク板２２の表面では、
図２(Ａ)のように、左側の溝２６から右側の溝２５に斜
めに通されると共に、最下端のヨーク板２２の表面で
は、上記と逆に左側の溝２５から右側の溝２６に斜めに
通されるため、これらは平面視においては互いに交叉す
る配線となる。上記導線２８は、図２(Ｂ)の側面視で示
すように、上記溝２５，２６および最上端と最下端との
ヨーク板２２の各表面に沿って配線される。尚、図２
(Ｂ)中で実線および破線の導線２８は、一端におけるタ
ーンの前後の各導線を示す。

【００１８】以上のような着磁装置２０の内周面２３の
内側に、前記磁石本体２を挿入し且つ導線２８に通電す
る。その結果、内周面２３の開口部２７，２７間に対向
する磁石本体２の外周面４には、電磁誘導作用にて、そ
の円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数着磁され
る。この際、内周面２３における導線２８のほぼ垂直方
向および斜め右下方向への傾斜に配線に対応して、前記
図１(Ａ)に示したように、各Ｎ極とＳ極との着磁パター
ンにおける磁石本体２の軸心方向に対して緩やかな傾斜
６が、その下側には急峻な傾斜(スキュー)７が隣接する
Ｓ極またはＮ極との間に付される。これにより、前記図
１(Ａ)に示した永久磁石１が得られる。

【００１９】尚、着磁装置２０における各ヨーク板２２
やヨーク本体２１の外周面に沿って、前記溝２５，２６
および開口部２７の複数組を等間隔に形成した着磁装置
としても良い。かかる内外に対称な着磁装置を前記磁石
本体２の中空部内に挿入し且つ前記導線２８に通電する
ことにより、磁石本体２の内周面３に複数のＮ極および
Ｓ極を着磁した円筒形の永久磁石を得ることができる。
また、上記の対称な着磁装置と着磁装置２０とを併用
し、それらの間に磁石本体２を挿入した状態で、各々の
導線２８に通電することにより、外周面４および内周面
３にそれぞれ複数のＮ極およびＳ極を着磁した円筒形の
永久磁石を得ることもできる。

【００２０】図３(Ａ)は、前記永久磁石１の応用形態の
永久磁石１ａを示し、前記同様の磁石本体２と、かかる
磁石本体２の外周面４における円周方向に沿って交互に
着磁された複数のＮ極および複数のＳ極と、を備えてい
る。かかる磁石本体２の上・下両側の端面５ａ，５ｂ寄
りの部分では、図３(Ａ)に示すように、それぞれ磁石本
体２の軸心方向に対し円周方向に沿って且つ同じ向きで
急峻な傾斜(スキュー)７，７を、隣接するＳ極またはＮ
極との間に付されている。また、磁石本体２の軸心方向
における中間部分では、緩やかな傾斜６が付されてい
る。永久磁石１ａは、例えば磁性合金を円筒形に鋳造し
た後、軸心方向に沿って熱間または冷間鍛造して整形す
ることにより、図３(Ａ)に示す磁石本体２を成形されて
いる。このため、かかる磁石本体２の上・下両側の端面
５ａ，５ｂ寄りの部分は、これらの間の中間部分に比
べ、上記磁性合金の密度が高くなる。

【００２１】そこで、図２(Ａ)の着磁装置２０におい
て、最上端寄りの複数のヨーク板２２を、下端寄りのヨ
ーク板２２と同様に、それらの溝２５，２６および開口
部２７を図２(Ａ)で左側に徐々にずらす。この結果、側
面視で縦長のほぼＳ字形を呈する溝２５，２６および開
口部２７が形成され、これらに沿って導線２８が配線さ
れる。かかる着磁装置を前記同様に用いて着磁すること
により、図３(Ａ)に示すリング形の永久磁石１ａを得る
ことができる。上記永久磁石１ａにおいて、着磁された
Ｎ極およびＳ極の着磁パターンは、磁束密度などの磁気
特性が高くなる両端面５ａ，５ｂ寄りの部分で急峻な傾
斜７を付されている。このため、各Ｎ極およびＳ極で
は、磁気特性のバラツキに拘わらず、磁石本体２の軸心
方向における磁束分布の変化を緩やかにできる。従っ
て、モータに用いた際に、そのコギングトルクを低減す
るなどが可能となる。

【００２２】図３(Ｂ)は、前記永久磁石１ａの変形形態
のリング形永久磁石１ｂを示し、前記同様の磁石本体２
と、その外周面４における円周方向に沿って交互に着磁
された複数のＮ極および複数のＳ極と、を備えている。
かかる磁石本体２の下側の端面５ｂ寄りの部分では、図
３(Ｂ)に示すように、それぞれ磁石本体２の軸心方向に
対し円周方向に沿って且つ同じ向きのカーブ(スキュー)
８，８が付されている。また、軸心方向の中間部分では
緩やかな傾斜６が、隣接するＳ極またはＮ極との間に付
されている。

【００２３】上記永久磁石１ｂも前記永久磁石１ａと同
様、その磁石本体２の下端面５ｂ寄りの部分の素材密度
が高く、着磁されると磁気特性が相対的に高くなる。そ
こで、図２(Ａ)の着磁装置２０において、下端寄りの複
数のヨーク板２２を右側にカーブを描くようにずらし且
つ前記溝２５，２６および開口部２７が側面視でほぼ
「し」の字形のカーブを形成すると共に、これらに沿って
導線２８を配線した着磁装置を用いることにより、上記
永久磁石１ｂを得ることができる。尚、図３(Ｃ)に示す
ように、永久磁石１ｃにおいて、磁石本体２の上端面５
ａと下端面５ｂ寄りとの双方に急峻なカーブ８，８を上
下対称に形成しても良い。

【００２４】図４(Ａ)は、前記リング形永久磁石１を用
いた永久磁石形モータ３０の断面を示す。かかるモータ
３０は、内転構造を有し、図４(Ａ)に示すように、円筒
形のケース３１の内周面に、珪素鋼板からなり円環状を
呈し且つ図示で前後方向に沿って積層した多数の鉄心３
２と、それらの凹溝３３，３３間に巻き付けた複数の導
線(コイル)３４とからなるステータＳを固定している。
また、上記ケース３１の前後に位置する図示しない軸受
に軸支される回転軸３８の中間には、円筒形のロータ本
体３６と、その外側面に固定され且つ上記鉄心３２の内
周面に接近して対向する前記リング形永久磁石１とから
なるロータＲが配置されている。

【００２５】上記永久磁石１には、その外周面４のＮ極
およびＳ極における磁気特性の高い部分に、前記急峻な
傾斜７が付されている。このため、上記導線３４に通電
して磁界を形成した際に、上記永久磁石１の磁極(Ｎ極
・Ｓ極)と上記鉄心３２との磁気吸引による安定点から
次の安定点までにおける磁束分布の変化を滑らかにする
ことができる。従って、上記モータ３０におけるコギン
グトルクを低減し、これと関係の深い出力トルクの変
動、振動、および騒音を低減することも可能となる尚、
上記永久磁石１を前記永久磁石１ａ〜１ｃに置き換える
こともできる。

【００２６】図４(Ｂ)は、前記磁石本体２の内周面３
に、前記各着磁パターンの何れかを有するリング形永久
磁石１ｅを用いた永久磁石形モータ４０の断面を示す。
かかるモータ４０は、外転構造を有し、図４(Ｂ)に示す
ように、図示しない静止部位に固定され且つ珪素鋼板か
らなり且つ円環状を呈する多数の鉄心４６と、かかる鉄
心４６に等間隔に巻き付けた複数の導線(コイル)４８と
からなるステータＳを有する。上記鉄心４６の中心部に
は、軸受４５を介して回転軸４２が回転自在に挿入さ
れ、かかる回転軸４２と同軸心の太径部４１に、ロータ
本体４４の中心部が固定されている。かかるロータ本体
４４は、図５(Ｂ)に示すように、偏平な円筒形で且つ右
側に開口し、その内周面に上記永久磁石１ｅを固定する
と共に、かかる磁石１ｅおよび上記回転軸４２と共にロ
ータＲを形成している。

【００２７】上記永久磁石１ｅには、その内周面３のＮ
極およびＳ極における磁気特性の高い部分に、前記急峻
な傾斜７またはカーブ８が付されている。このため、上
記導線４８に通電して磁界を形成した際に、上記永久磁
石１ｅの磁極(Ｎ極・Ｓ極)と上記鉄心４８との磁気吸引
による安定点から次の安定点までにおける磁束分布の変
化を滑らかにすることができる。従って、上記モータ４
０のコギングトルクを低減できると共に、出力トルクの
変動、振動、および騒音の低減も可能となる。

【００２８】図５(Ａ)は、前記永久磁石１の変形形態の
永久磁石１ｄを示し、前記同様の磁石本体２と、その外
周面４における円周方向に沿って交互に着磁された複数
のＮ極および複数のＳ極と、を備えている。かかるＮ極
およびＳ極の着磁パターンは、図５(Ａ)に示すように、
円筒形の磁石本体２の軸心方向における中間部分では、
かかる磁石本体２の軸心方向に対して緩いカーブ(スキ
ュー)９，９を、隣接するＳ極またはＮ極との間で付さ
れている。また、磁石本体２の上下両側の端面５ａ，５
ｂ寄りの部分では、磁石本体２の軸心方向に対して前記
同様の急峻なカーブ(スキュー)８，８を、隣接するＳ極
またはＮ極との間に円周方向に沿って付されている。か
かるカーブ８，８は、磁石本体２の上端寄りと下端寄り
とでは、互いに点対称にして付される。尚、永久磁石１
ａ〜１ｄの磁石本体２における中空部を囲む内周面３に
同様の着磁パターンを形成したり、外周面４と内周面３
との双方における同じ位置に、同時に同じパターンのＳ
極およびＮ極を着磁することも可能である。

【００２９】また、図５(Ｂ)は、板状の永久磁石５０を
示し、長方形を呈する磁石本体の長辺５１，５２間に挟
まれた何れかの表面に、かかる表面の長手方向(図示で
左右方向)に沿って交互に着磁された複数のＮ極および
Ｓ極の着磁パターンを有する。かかるＮ極とＳ極の着磁
パターンは、図５(Ｂ)に示すように、長辺５１，５２寄
りの部分では、磁石本体の表面の幅方向(図中で垂直線)
に対して急峻なカーブ５４，５４が付され、中間部分で
は、前記同様の緩いカーブ５３，５３が隣接するＳ極ま
たはＮ極との間に付されている。以上のような板状の永
久磁石５０では、磁石本体の長辺５１，５２寄りに位置
する磁気特性の高い部分では、急峻な上記カーブ５４に
より磁束分布の変化を緩やかにしている。

【００３０】更に、図５(Ｃ)は、上記永久磁石５０の変
形形態の永久磁石５０ａを示し、板状の磁石本体の表面
に着磁された複数のＮ極およびＳ極の着磁パターンは、
磁石本体の長辺５１，５２寄りの部分では、磁石本体の
表面の幅方向に対し緩いカーブ５８，５８が付されてい
る。一方、磁石本体の表面における幅方向の中間部分で
は、図５(Ｃ)に示すように、磁石本体の幅方向に対して
急峻で且つ上下対称なほぼＳの字形のカーブ５７，５７
を、隣接するＳ極またはＮ極との間に付されている。以
上のような板状の永久磁石５０ａでは、磁石本体の長辺
５１，５２間の中間(当該表面における幅方向の中間)に
位置する磁気特性の高い部分では、急峻なカーブ５７に
より磁束分布の変化を緩やかにしている。

【００３１】以上のような板状の永久磁石５０，５０ａ
は、例えばリニアモータにおける移動側(前記ロータに
相当)またはステータに用いることにより、かかるモー
タにおけるコギングトルクを低減することが可能とてな
る。以上の板状の永久磁石５０，５０ａも、前記着磁装
置２０を平板状に展開し、各ヨーク板２２の左右方向の
位置を調整し且つ磁石本体に着磁することにより、得る
ことができる。また、永久磁石５０，５０ａの磁石本体
における表面に、前記緩い傾斜６および急峻な傾斜７を
有する着磁パターンを形成することも可能である。更
に、永久磁石５０，５０ａの磁石本体における一対の表
面における同じ位置に、同時に同じパターンのＳ極およ
びＮ極を着磁することも可能である。

【００３２】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。例えば、円筒形を呈する前記
磁石本体２の各磁極において、かかる磁石本体２の軸心
方向における中間の部分に、前記傾斜７またはカーブ８
を付しても良い。また、前記磁石本体２などには、磁性
金属粉末をプラスチックと共に圧縮成形するプラスチッ
ク磁石、磁性金属を鋳造した鋳造磁石、または磁性金属
粉末を焼結する焼結磁石なども含まれる。更に、前記磁
石本体２の同じ内周面３および外周面４の少なくとも何
れかに着磁される磁極において、その磁気特性の高い２
つの部分のうち、一方の部分に前記傾斜７を、他方の部
分に前記カーブ８を、個別に付すことも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明した本発明の形永久磁石(請
求項１)によれば、磁石本体の磁気特性が低い部分で
は、着磁パターンが緩く傾斜またはカーブし、磁気特性
の高い部分では、着磁パターンが急峻に傾斜またはカー
ブする。この結果、かかる磁石本体における磁束分布な
どの変化を緩やかにできる。このため、モータに用いら
れた際、かかる磁石の磁極と鉄心との磁気吸引による安
定点から次の安定点までにおける磁束分布の変化が滑ら
かになる。従って、かかるモータにおけるコギングトル
クを低減したり、出力トルクの変動、振動、および騒音
を低減することが可能となる。

【００３４】また、請求項２の永久磁石によれば、磁気
特性が低い少なくとも中間部分では、軸心方向に対して
緩い傾斜またはカーブのスキューを付し、磁気特性が高
い端面寄りの部分では急峻な傾斜またはカーブなどを与
えるため、磁束分布の変化を軸心方向において滑らかす
ることができる。従って、モータに用いた際、コギング
トルクを最適にして低減することが可能となる。更に、
上記永久磁石を用いた永久磁石形モータ(請求項３)によ
れば、前記円筒形などの永久磁石の磁極と鉄心との吸引
による安定点から次の安定点までにおける磁束分布の変
化が滑らかになるため、かかる永久磁石形モータにおけ
るコギングトルクなどを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明の永久磁石の一形態を示す斜視
図、(Ｂ)，(Ｃ)はかかる磁石の成形工程を示す概略図。

【図２】(Ａ)は図１(Ａ)の永久磁石を得るための着磁装
置を示す部分概略図、(Ｂ)はその装置における導線の配
線を示す概略図。

【図３】(Ａ)〜(Ｃ)は図１(Ａ)の永久磁石の応用形態ま
たは変形形態である本発明の永久磁石を示す斜視図また
は概略図。

【図４】(Ａ)，(Ｂ)は前記磁石を用いた永久磁石形モー
タの概略を示す断面図。

【図５】(Ａ)〜(Ｃ)は変形形態または異なる形態の永久
磁石を示す概略図。

【符号の説明】

１,１ａ〜１ｅ，５０,５０ａ…永久磁石２…………………………………磁石本体３…………………………………内周面４…………………………………外周面５ａ，５ｂ………………………端面６…………………………………緩い傾斜７…………………………………急峻な傾斜８，５４，５７…………………急峻なカーブ９，５３，５８…………………緩いカーブ３０，４０………………………永久磁石形モータＲ…………………………………ロータＳ…………………………………ステータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体が円筒形または板状を呈する磁石本体
と、上記円筒形の磁石本体の内周面および外周面の少なくと
も一方における円周方向に沿って交互に着磁され、また
は上記板状の磁石本体における少なくとも何れかの表面
の長手方向に沿って交互に着磁された複数のＮ極および
複数のＳ極と、を備え、上記Ｎ極およびＳ極の着磁パターンは、上記磁石本体に
おいて磁気特性の高い部分では、当該磁石本体の軸心方
向または上記表面の幅方向に対して急峻な傾斜または急
峻なカーブを付されると共に、上記磁石本体において磁
気特性の低い部分では、当該磁石本体の軸心方向に対し
て緩い傾斜または緩いカーブを付されている、ことを特
徴とする永久磁石。
【請求項２】前記円筒形の磁石本体におけるＮ極および
Ｓ極の着磁パターンは、上記磁石本体の軸心方向におけ
る少なくとも一方の端面寄りの部分では、前記急峻な傾
斜またはカーブを付されていると共に、上記磁石本体の
軸心方向における少なくとも中間付近の部分では、上記
磁石本体の軸心方向に対して緩い傾斜または緩いカーブ
を付されている、ことを特徴とする請求項１に記載の永
久磁石。
【請求項３】前記請求項１または２に記載の永久磁石
を、ロータまたはステータに用いた、ことを特徴とする
永久磁石形モータ。