JPH08340651A

JPH08340651A - 永久磁石及び永久磁石形回転電機

Info

Publication number: JPH08340651A
Application number: JP7144345A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yagisawa; 猛八木澤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】長期にわたって高い保磁力を維持することので
きる永久磁石を得ること。【構成】中央部に位置する高磁束密度磁石１の両端に対
して、高保磁力磁石２を設ける。反磁界が大きい端部に
対して、高保持力磁石２を設けることで、反磁界による
減磁量を減らす。永久磁石形回転電機の磁極に適用する
場合には、磁極の先端や円周方向の端部に対して、高保
磁力磁石を設けることで、減磁量を減らす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石及び永久磁石
形回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の永久磁石材料の進歩に伴い、特に
異方性希土類焼結磁石などのように、優れた高磁束密度
特性と高保磁力特性を備えた材料が開発されている。こ
のような高性能磁石の出現は、これまで永久磁石の用い
られなかった分野への採用を可能とした。

【０００３】例えば、大形の永久磁石式電動機はその一
例であるが、小形化の要請に応えるために、高磁束密度
特性と、温度の上昇及び電機子反作用による反磁界に対
しての長期安定性が要求されている。

【０００４】これまでの永久磁石の特性では、機器の小
形化が難しく、また、初期の特性を長期間にわたって安
定して維持することが困難であったが、最近の高性能の
希土類磁石は、その高磁束密度特性によって電気機器の
小形化を可能とし、さらに、高保磁力特性によって反磁
界による磁束量の低下をわずかな値に抑えることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、永久磁石の
特性のなかの磁束密度と保磁力とは、一般に相反する特
性である。すなわち、高磁束密度特性を重視して材料を
選定すると、保磁力はある程度犠牲とせざるを得ず、一
方、高保磁力を狙って開発された材料は、通常、磁束密
度特性が劣っている。

【０００６】さらに、最も優れた磁気特性を示すニオブ
・鉄・ホウ素（以下、Ｎｂ・Ｆｅ・Ｂと表わす）系の永
久磁石は、適用された電気機器の温度が上昇すると、保
磁力が著しく低下するという特性を有している。

【０００７】また、磁気特性は十分に要求を満たしてい
るが、機械的特性においてきわめて脆く、着磁後の永久
磁石を磁気回路に組込む工程において、大きな力で吸着
したときの衝撃により、破損しやすく、組立上の課題と
なる材料も多い。

【０００８】また、永久磁石の使用上の課題としては、
高い保磁力の材料は、一般に着磁が難しいという点があ
げられる。特に、磁気回路を組立ててからの着磁は困難
である。

【０００９】このように、高性能永久磁石を適用するう
えでの課題は、前述した高磁束密度と磁束量の長期安定
性をいかに両立させ、また、磁気特性と機械的特性をい
かに両立させ、さらに、長期安定性と着磁のしやすさと
をいかに両立させるかという点にある。

【００１０】したがって、本発明の第１の目的は、長期
にわたって、高い磁束密度と保磁力を維持することので
きる永久磁石及び永久磁石形回転電機を得ることであ
り、第２の目的は、組立上の課題を解決することのでき
る永久磁石形回転電機を得ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
永久磁石は、高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性部
の両端に設けられた高保磁力磁性部を備えたことを特徴
とする。

【００１２】また、請求項２に記載の発明の永久磁石
は、高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性部の両端に
設けられた耐熱磁性部を備えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項３に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束密
度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に固定さ
れる高保持力磁極を備えたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項４に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束密
度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方向の端
部に固定される高保持力磁極を備えたことを特徴とす
る。

【００１５】また、請求項５に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束密
度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に固定さ
れる耐熱性磁極を備えたことを特徴とする。

【００１６】また、請求項６に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束密
度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方向の端
部に固定される耐熱性磁極を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項７に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の低抵抗磁
性磁極と、この低抵抗磁性磁極の先端に固定される高抵
抗磁性磁極を備えたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項８に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、少なくとも外面側が弧状に形成された複数
の磁極板を軸方向に絶縁接着剤で接合し磁極を形成した
ことを特徴とする。

【００１９】また、請求項９に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、軸方向の端部の磁極板を高強度磁性材とし
たことを特徴とする。また、請求項10に記載の発明の永
久磁石形回転電機は、短冊状の複数の磁極板を円周方向
に絶縁接着剤で接合し磁極を形成したことを特徴とす
る。

【００２０】また、請求項11に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、円周方向の端部の磁極板を高保磁力磁極板
としたことを特徴とする。また、請求項12に記載の発明
の永久磁石形回転電機は、円周方向の端部の磁極板を高
強度磁性材としたことを特徴とする。

【００２１】また、請求項13に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の低強度磁
極と、この低強度磁極の軸方向の端部に設けられた高強
度磁極を備えたことを特徴とする。

【００２２】また、請求項14に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の低強度磁
極と、この低強度磁極の円周方向の端部に設けられた高
強度磁極を備えたことを特徴とする。

【００２３】また、請求項15に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高強度磁
極板と、この高強度磁極板の先端に設けられた低強度磁
極を備えたことを特徴とする。さらに、請求項16に記載
の発明の永久磁石形回転電機は、永久磁石形回転電機を
永久磁石形電動機としたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１に記載の発明においては、強度の大な
る反磁界が印加される永久磁石の両端は、この両端に設
けられた高保磁力磁性部によって、反磁界による磁束の
減少が緩和される。

【００２５】また、請求項２に記載の発明においては、
渦電流損失が大で高温となる永久磁石の両端は、この両
端に設けられた耐熱磁性部によって、温度上昇による保
磁力の減少が緩和される。

【００２６】また、請求項３に記載の発明においては、
強度の大なる反磁界が印加される磁極の先端は、この先
端に設けられた高保磁力磁性部によって、反磁界による
磁束の減少が緩和される。

【００２７】また、請求項４に記載の発明においては、
強度の大なる反磁界が印加される磁極の円周方向の両端
は、この両端に設けられた高保磁力磁性部によって、反
磁界による磁束の減少が緩和される。

【００２８】また、請求項５に記載の発明においては、
渦電流損失が大で高温となる磁極の先端は、この先端に
固定される耐熱性磁極によって、温度上昇による保磁力
の減少が緩和される。

【００２９】また、請求項６に記載の発明においては、
渦電流損失が大で高温となる磁極の円周方向の端部は、
この端部に固定される耐熱性磁極によって、温度上昇に
よる保磁力の減少が緩和される。

【００３０】また、請求項７に記載の発明においては、
誘起起電力が発生する磁極の先端は、この先端に固定さ
れた高抵抗磁性磁極によって、渦電流が抑制される。

【００３１】また、請求項８に記載の発明においては、
誘起起電力が発生する磁極は、軸方向に重ねられた磁極
板の間の絶縁接着剤によって、渦電流損失が抑制され
る。

【００３２】また、請求項９に記載の発明においては、
組み込まれる継鉄は、磁極の軸方向の端部に設けられた
高強度材料によって、組立時の接触による損傷が防止さ
れる。

【００３３】また、請求項10に記載の発明においては、
誘起起電力が発生する磁極は、円周方向に重ねられた磁
極板の間の絶縁接着剤によって、渦電流損失が抑制され
る。また、請求項11に記載の発明においては、強度の大
なる反磁界が印加される磁極の円周方向の端部は、この
端部に設けられた高保磁力磁性板によって、反磁界によ
る磁束の減少が緩和される。

【００３４】また、請求項12に記載のは発明において
は、組み込まれる継鉄の磁極は、この磁極の円周方向の
端部に設けられた高強度材料によって、組立時の接触に
よる損傷が防止されるとともに、各磁極板の間の絶縁接
着剤によって、渦電流損失が減少する。

【００３５】また、請求項13に記載の発明においては、
組み込まれた継鉄の磁極は、この磁極に突設された低強
度磁極の軸方向の端部に設けられた高強度磁極によって
組立時の接触による損傷が防止される。

【００３６】また、請求項14に記載の発明においては、
組み込まれる継鉄の磁極は、この磁極の円周方向の端部
に設けられた高強度磁極によって、固定子との接触によ
る損傷が防止される。

【００３７】また、請求項15に記載の発明においては、
組立時に継鉄に固定される磁極は、この磁極の基部に設
けられた高強度磁極板によって、組立時の接触による損
傷が防止される。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の永久磁石及び永久磁石形回転
電機の一実施例を図面を参照して説明する。図１は、本
発明の永久磁石の第１の実施例である円柱形の永久磁石
を示す斜視図である。

【００３９】この永久磁石は、発明者が供試品として製
作したもので、直径10mm、全長が28mmで、２種類の磁石
材料から構成されている。中央部に位置するＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系の高磁束密度磁石１は、長さ20mmで、1.204 Ｔと
いう高い残留磁束密度を持つ一方、保磁力(iHc) の値
は、956kA/m にとどまる。

【００４０】また、両端に接合された高保磁力磁石２
は、長さが４mmで高磁束密度磁石１と同様にＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系ではあるが、1870kA/mの極めて高い保磁力(iHc)
を有する一方、残留磁束密度の値はやや低く1.091 Ｔで
ある。

【００４１】図１において、実線の矢印Ａで示す方向に
磁化される場合には、左右の両端に磁極が生じることに
より、破線の矢印Ｂで示すような反磁界が生じ、この反
磁界が永久磁石を減磁させる。この場合、磁石の各部分
における反磁界の大きさは一様ではない。すなわち、左
右の端部において大きく、中央部においては小さい。

【００４２】図２に、このような永久磁石の内部の反磁
界の強度の分布曲線を示す。図２に示すように、端部で
は、中央部と比べてきわめて強い反磁界が生じて、通常
はこの反磁界によって磁石が減磁されるが、本実施例の
永久磁石は、反磁界の大きな両端に高保磁力材料２を用
いることで、減磁に対する安定性が向上する。

【００４３】このように構成された永久磁石に対して、
発明者は、 150℃の温度で１時間維持したが、内部の各
部の磁束密度の低下はわずか３％以内にとどまった。一
方、両端に高保磁材料２が接合されてなくて、高磁束密
度磁石１のみで構成した永久磁石においては、図３のグ
ラフに示すように、磁束密度の低下は端部において１割
を超えた。したがって、本実施例の永久磁石は、端部の
磁束密度の低下を大幅に防ぐことができる。

【００４４】図４は、本発明の永久磁石の第２の実施例
を示す斜視図で、図１に対応する図である。図４におい
て、図１と異なるところは、両側の高保磁力磁石２Ａに
はＳｍ₂Ｃｏ17系耐熱性磁石が採用され、保持力(iHc)
の値は、 150℃において1184kA/mと極めて高く、常温で
の残留磁束密度の値は、1.065 Ｔを示す材料を接合して
いる。

【００４５】このように構成された永久磁石において
も、反磁界の大きな部位に耐熱性の優れた高保持力磁石
２Ａを用いることで、温度上昇後においても保持力(iH
c) の値を大きく維持することができ、減磁に対する安
定性を大きく改善することができる。

【００４６】図５は、本発明の永久磁石形回転電機の第
１の実施例を示す部分斜視図で、永久磁石形電動機のロ
ータに適用した場合を示す図である。図５において、磁
極４は、高保磁力永久磁石２Ｂが高磁束密度永久磁石１
Ａの先端に接合され、空隙側には弧状に形成された高保
磁力永久磁石２Ｂが位置し、また継鉄３と接する側に
は、同じく、弧状に形成された高磁束密度永久磁石１Ａ
が固定されている。

【００４７】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、図３のグラフで説明した永久磁石と同様
に、端部に位置する高保持力永久磁石２Ｂによって、内
部の磁束密度の低下を抑えることができる。

【００４８】図６は、本発明の永久磁石形回転電機の第
２の実施例を示す部分斜視図で、軟磁性材料の磁極片５
を有するロータに適用した場合を示し、図１で示した実
施例と同様に、空隙側すなわち磁極片５と磁極胴の間に
高保磁力永久磁石２Ｃが介在し、また継鉄３と接する側
には、高磁束密度磁石１Ｂが設けられている。

【００４９】このような磁極が形成された永久磁石形回
転電機においては、永久磁石の空隙に面した位置での反
磁界が最も大きく、逆に透磁率の高い継鉄３と接する位
置での反磁界は小さい。したがって、反磁界の大きな空
隙側部分を高保磁力永久磁石２Ｃとすることによって、
大きな反磁界によって生ずる減磁を抑えることができ、
長時間の使用に対して回転力特性を維持することができ
る。

【００５０】図７は、本発明の永久磁石形回転電機の第
３の実施例を示す部分斜視図で、図５，図６と同様に永
久磁石式電動機のロータに適用した場合を示す。図７に
おいて、磁極を形成する高磁束密度磁石５Ａの両端に
は、高保磁力永久磁石２Ｄが接合されている。

【００５１】このように構成された永久磁石形回転電機
においても、特に反磁界が大となる磁極５Ａの両側に対
して、高保持力永久磁石２Ｄを設けることで、大きい反
磁界に伴う減磁を抑えることができる。

【００５２】図８は、本発明の永久磁石形回転電機の第
４の実施例を示す部分斜視図で、図５，図６及び図７に
対応する図である。図８においては、略台形の高磁束密
度磁石５Ｂの両側に対して、略三角柱状の高保磁力永久
磁石２Ｅを設けることで、最も大きい反磁界が発生する
両端部の減磁を抑えることができ、長期に亘って回転力
特性を維持することができる。

【００５３】図９は、本発明の永久磁石形回転電機の第
５の実施例を示す部分斜視図で、図５，図６，図７及び
図８に対応する図である。図９においては、磁極は温度
上昇時にも大きな保磁力(iHc) を有する弧状の耐熱性磁
石５Ｃと、図５と同様に、高磁束密度永久磁石１Ａとか
らなり、空隙側には耐熱性磁石５Ｃが位置し、継鉄３と
接する側には高磁束密度永久磁石１Ａが位置している。
この場合には、特に電流密度の高い高温部となる空隙側
の耐熱磁気特性を維持することができる。

【００５４】図10は、本発明の永久磁石形回転電機の第
６の実施例を示す部分斜視図で、図５，図６，図７，図
８及び図９に対応し、図５〜図９と異なるところは、軟
磁性材料の磁極片４Ａを有するロータの場合であり、先
の実施例と同様に、空隙側すなわち磁極片４Ａの側に平
板状の耐熱性磁石５Ｄが設けられ、また継鉄３と接する
側には、高磁束密度永久磁石１Ａが位置している。

【００５５】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、前述したように永久磁石の空隙に面した位
置での反磁界が最も大きく、逆に透磁率の高い継鉄３と
接する位置での反磁界は小さい。特に温度上昇時には永
久磁石の保磁力(iHc) が低下して減磁する。

【００５６】したがって、反磁界の大きな空隙側部分を
耐熱性磁石５Ｄとすることによって、温度上昇時の保磁
力の値を十分に確保し、その結果大きな反磁界にさらさ
れることによって生ずる減磁を抑えることができ、長時
間の使用に対してトルク特性を維持することのできる永
久磁石形回転電機を得ることができる。

【００５７】図11は、本発明の永久磁石形回転電機の第
７の実施例を示す部分斜視図で、図５，図６，図７，図
８，図９及び図10に対応する図である。磁極を形成する
両端には温度上昇時にも大きな保磁力(iHc) を有する耐
熱性磁石５Ｅが位置し、また、中間部分には、図７と同
様に高磁束密度永久磁石５Ａが設けられている。

【００５８】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、高い磁束密度で高温となる磁極の両側に対
して、耐熱性磁石５Ｅを設けることで、温度上昇に対し
て初期の特性を維持することができる永久磁石形回転電
機を得ることができる。

【００５９】図12は、本発明の永久磁石形回転電機の第
８の実施例を示す部分斜視図で、図５〜図11に対応する
図である。図12においては、磁石両端の空隙側部分に設
けられた耐熱性磁石５Ｆの形状が三角柱となっており、
また継鉄３と接する側には、図８と同様に高磁束密度永
久磁石５Ｂが位置している。

【００６０】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、永久磁石の両端部特に空隙側部分での反磁
界が最も大きく、逆に中間部分における反磁界は小さ
く、特に、温度上昇時には永久磁石の保磁力(iHc) が低
下して減磁が促進される両端部分に対して、耐熱性磁石
５Ｆを設けることによって、大きな反磁界にさらされる
ことによって生ずる減磁を抑えることができ、長時間の
使用に対してトルク特性の変わらない電動機を得ること
ができる。

【００６１】図13は、本発明の永久磁石形回転電機の第
９の実施例を示す部分斜視図で、図５〜図12に対応する
図である。図13において、磁極の空隙側部分はＳｍ−Ｃ
ｏ系の異方性ボンド磁石６が接合されている。この異方
性ボンド磁石６は、磁石粉が樹脂で結合された材料のた
めに電気抵抗が高い。また、磁極の継鉄側の部分は、Ｎ
ｂ−Ｆｅ−Ｂ系の高磁束密度磁石１Ａであり、焼結され
た金属材料であるために電気抵抗は低い。

【００６２】周知にように、ロータの磁極の表面には、
固定子鉄心のスロットに起因するリプル磁束が流れる。
このリプル磁束は、図14の矢印Ｃで示すように、固定子
鉄心７から半径方向に流れて磁極表面部の異方向性ボン
ド磁石６に入り、周方向に向きを変えた後、再び固定子
鉄心７へ戻る。なお、符号８は、固定子コイル、符号９
は、スロット楔である。

【００６３】一般にリプル磁束は、磁極表面部の永久磁
石６において垂直方向の成分を持つことから、それと直
交する磁極面内方向に渦電流が流れて損失の発生と温度
上昇の原因となるものであるが、本実施例においては、
この部分に高電気抵抗の異方性ボンド磁石６を接合して
いるために、渦電流の値を抑えることができる。

【００６４】このように、渦電流を抑えることができる
ので、ロータの表面における鉄損が低減し、温度上昇も
減らすことができる。したがって、温度上昇に起因する
減磁も防ぐことができ、長期にわたって高い磁束密度と
保磁力を維持することのできる永久磁石形回転電機を得
ることができる。

【００６５】なお、磁極の空隙側部分には、永久磁石の
代りに高電気抵抗の軟磁性材料を使用しても、同様に渦
電流損失を低減させることができる。発明者は、比透磁
率が約50の圧粉磁心を磁極の空隙側部分に用い、また磁
極の継鉄側部分をＮｂ−Ｆｅ−Ｂ系の高磁束密度磁石と
した永久磁石式電動機で試験した結果、高い効率を示
し、また、トルク特性の低下も僅かであった。

【００６６】図15は、本発明の永久磁石形回転電機の第
10の実施例を示す部分斜視図で、図５〜図13に対応する
図である。図15において、継鉄３に取り付けられている
磁極は、板材から弧状に形成された板状永久磁石10を電
動機の軸方向に積層し、高抵抗性の接着剤を用いて一体
に構成している。この一体に接着された後に着磁され
る。

【００６７】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、図示しないステータ鉄心のスロットに基づ
くリプル磁束は、磁極に対してほぼ垂直に入るが、この
方向は板状永久磁石10の板材の面方向であり、しかも、
層間に介在する接着剤が高電気抵抗であるために、発生
する渦電流損失を抑えることができる。したがって、永
久磁石の過熱及び減磁現象を防止することができ、電動
機の損失を低減することができる。

【００６８】図16は、本発明の永久磁石形回転電機の第
11の実施例を示す部分斜視図で、図15に対応する図であ
る。図16においては、板状永久磁石10を電動機の軸方向
に積層して磁極を構成した図15で示す永久磁石形回転電
機の板状永久磁石10の方向を、周方向に変えて板状永久
磁石10Ａとした場合を示し、この場合においても、渦電
流損失は同様に低減される。

【００６９】なお、磁極全体を積層構造とせず、空隙に
面する部分のみ積層としてもよい。さらに、磁極となる
空隙側の部分にスリットをいれても同様の効果を得るこ
とができる。

【００７０】図17は、本発明の永久磁石形回転電機の第
12の実施例を示す部分斜視図で、図15に対応する図であ
る。図17においては、図15で示した永久磁石形回転電機
のロータの外周に配置した板状永久磁石10のうち、軸方
向の端部には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の高強度永久磁石11を
用いている。

【００７１】そのため、ロータをステータの中に挿入す
るときに、端部の高強度永久磁石11が接触した場合にお
いても、永久磁石の損傷のおそれを軽減することができ
る、なお、高強度永久磁石11の材料としては、Ｐｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の材料を用いてもよい。

【００７２】一方、図18は、本発明の永久磁石形回転電
機の第13の実施例を示す部分斜視図で、図16に対応する
図である。図18においては、図16で示した永久磁石形回
転電機の継鉄３の外周に配置した板状永久磁石10Ａのう
ち、両端に位置する板状永久磁石10Ａの代りに、図17で
示した高強度永久磁石11と同一材料の高強度永久磁石11
Ａを採用した場合を示す。この場合においても、ステー
タに挿入する過程で両端に位置する高強度永久磁石11Ａ
によって、接触による損傷のおそれを軽減することがで
きる。

【００７３】図19は、本発明の永久磁石形回転電機の第
14の実施例を示す部分斜視図で、図17及び図18に対応す
る図である。図19においては、磁極部分は、両端に対し
て図17と同様に設けられた高強度永久磁石11と、これら
の高強度永久磁石11の間に設けられた低強度永久磁石12
で構成されている。

【００７４】このように磁極部分が構成された永久磁石
形回転電機においても、ロータをステータに挿入する過
程において、磁極の端部がステータの鉄心に接触した場
合における磁極の端面の損傷を軽減することができる。

【００７５】一方、図20は、本発明の永久磁石形回転電
機の第15の実施例を示す部分斜視図で、図19に対応する
図である。図20においては、高強度永久磁石が図19にお
いて軸方向の端部に設けられているのに対し、円周方向
の端部に対して、図18で組み込まれた高強度永久磁石11
Ａと同一品の高強度永久磁石11Ａが組み込まれている。

【００７６】このように構成された永久磁石形回転電機
においても、特に接触する可能性が大きい端部に高強度
永久磁石11Ａを配置することで、組立作業中における磁
極部の損傷を減らすことができる。

【００７７】図21は、本発明の永久磁石形回転電機の第
16の実施例を示す部分斜視図で、図15，図16，図17及び
図18に対応する図である。図21において、継鉄３に取り
付けられて磁極となる永久磁石は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の
高強度永久磁石11ＢとＳｍ−Ｃｏ系の低強度永久磁石12
とが接着剤で一体に構成されており、高強度永久磁石11
Ｂが継鉄３に接合され、低強度永久磁石12は高強度永久
磁石11Ｂの外周側に取り付けられている。

【００７８】このように構成された永久磁石形回転電機
においては、高強度永久磁石11Ｂと低強度永久磁石12を
一体として組み立てた後に着磁を行い、次にロータの継
鉄部に取り付ける場合において、永久磁石と継鉄３との
間にはきわめて大きな吸引力がはたらいて、両者が激し
く接触することがある。

【００７９】しかし、このような場合においても、継鉄
３と接触する永久磁石の箇所は高強度永久磁石11が配置
されているので、衝突による損傷や磁気特性の変化を防
ぐことができる。なお、高強度永久磁石11Ｂの材料とし
ては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の代りに、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系の
材料を用いてもよい。

【００８０】図22は、本発明の永久磁石形回転電機の第
17の実施例を示す部分側面図で、図５で示した磁極が組
み込まれたロータの磁極に対して、着磁している状態を
示す。

【００８１】すなわち、高磁束密度永久磁石１の外面に
接合された高保磁力永久磁石２の更に外面には、Ｅ形の
鉄心の中央に突設された着磁用磁石13の先端に形成され
た弧状の凹部が押圧されており、着磁用磁極13の外周に
は、環状に形成された着磁用コイル14があらかじめ挿着
されている。

【００８２】着磁用磁極13の他側には、図示しない着磁
用継鉄を介して継鉄３の端部に密着され、着磁用コイル
14の端子は、図示しない開閉器を介して図示しない直流
電源に接続されている。

【００８３】図22において、着磁コイル14に大電流を流
して着磁コイルを磁化すると、着磁用磁極13を貫通する
磁束は、高保磁力永久磁石２を経て、高磁束密度永久磁
石１から継鉄３へ貫通する。着磁用磁極13と継鉄３は軟
磁性材料のために、磁束密度が飽和値に至らないときに
は、磁化力のすべてが永久磁石を着磁する磁束となる。

【００８４】しかし、磁束密度が高くなれば、まず継鉄
３のうち、永久磁石と接する部分が飽和する。そのた
め、この部分の磁気抵抗によって磁束の一部は漏れ磁束
となる。すると、永久磁石に流れる磁束量は、着磁用磁
極13に近い部分では多いが、そこから離れて継鉄３に近
い部分では低下し、その結果磁化力が不足して着磁が困
難となる。

【００８５】本実施例においては、着磁時に流れる磁束
量の少ない部分には着磁の容易な高磁束密度永久磁石１
を置き、また、このときの磁束量の多い部分には着磁の
困難な高保磁力永久磁石２が介在する磁気回路となって
いる。したがって、前者に与えられる磁化力が強い一方
で、後者には大きな着磁磁化力が与えられる。

【００８６】したがって、このように構成された永久磁
石形回転電機においては、着磁磁化力の弱い位置に着磁
しやすい磁石材料を、また着磁磁化力の強い位置に着磁
しにくい磁石材料を介在させることにより、磁石全体を
十分に着磁することが可能となった。

【００８７】着磁しにくい永久磁石としては、その材料
が高保磁力であることが一つの目安である。しかし、保
磁力が極端に大きな値ではなくとも、着磁の困難な永久
磁石もある。Ｓｍ₂Ｃｏ17系希土類磁石はそのような磁
石材料の一つであり、さらに、希土類ボンド磁石はいず
れも着磁の困難な材料である。

【００８８】このような着磁の困難な永久磁石と、着磁
の比較的容易なＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の高磁束密度永久磁石
とを組み合わせて一体の永久磁石とし、着磁後に磁気回
路を組み立てる場合にも同様の効果が得られる。

【００８９】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明の永久磁石
によれば、高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性部の
両端に設けられた高保磁力磁性部を備えることで、強度
の大なる反磁界が印加される永久磁石の両端は、この両
端に設けられた高保磁力磁性部によって、反磁界による
磁束の減少を緩和したので、長期にわたって高い保磁力
を維持することのできる永久磁石を得ることができる。

【００９０】また、請求項２に記載の発明の永久磁石に
よれば、高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性部の両
端に設けられた耐熱磁性部を備えることで、渦電流損失
が大で高温となる永久磁石の両端は、この両端に設けら
れた耐熱磁性部によって、温度上昇による保磁力の減少
を緩和したので、長期にわたって高い保磁力を維持する
ことのできる永久磁石を得ることができる。

【００９１】また、請求項３に記載の発明の永久磁石形
回転電機は、継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束密
度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に固定さ
れる高保持力磁極を備えることで、強度の大なる反磁界
が印加される磁極の先端は、この先端に設けられた高保
磁力磁性部によって、反磁界による磁束の減少を緩和し
たので、長期にわたって高い保磁力を維持することので
きる永久磁石を得ることができる。

【００９２】また、請求項４に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の高
磁束密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方
向の端部に固定される高保持力磁極を備えることで、強
度の大なる反磁界が印加される磁極の円周方向の両端
は、この両端に設けられた高保磁力磁性部によって、反
磁界による磁束の減少を緩和したので、長期にわたって
高い保磁力を維持することのできる永久磁石を得ること
ができる。

【００９３】また、請求項５に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の高
磁束密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に
固定される耐熱性磁極を備えることで、渦電流損失が大
で高温となる磁極の先端は、この先端に固定される耐熱
性磁極によって、温度上昇による保磁力の減少を緩和し
たので、長期にわたって高い保磁力を維持することので
きる永久磁石を得ることができる。

【００９４】また、請求項６に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の高
磁束密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方
向の端部に固定される耐熱性磁極を備えることで、渦電
流損失が大で高温となる磁極の円周方向の端部は、この
端部に固定される耐熱性磁極によって、温度上昇による
保磁力の減少を緩和したので、長期にわたって高い保磁
力を維持することのできる永久磁石を得ることができ
る。

【００９５】また、請求項７に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の低
抵抗磁性磁極と、この低抵抗磁性磁極の先端に固定され
る高抵抗磁性磁極を備えることで、誘起起電力が発生す
る磁極の先端は、この先端に固定された高抵抗磁性磁極
によって、渦電流が抑制したので、渦電流による温度上
昇を減らし、長期にわたって磁束密度の低下を防ぐこと
のできる永久磁石形回転電機を得ることができる。

【００９６】また、請求項８に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、少なくとも外面側が弧状に形成され
た複数の磁極板を軸方向に絶縁接着剤で接合し磁極を形
成することで、誘起起電力が発生する磁極は、軸方向に
重ねられた磁極板の間の絶縁接着剤によって、渦電流損
失を抑制したので、渦電流による温度上昇を減らし、長
期にわたって磁束密度の低下を防ぐことのできる永久磁
石形回転電機を得ることができる。

【００９７】また、請求項９に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、軸方向の端部の磁極板を高強度磁性
材とすることで、組み込まれる継鉄は、磁極の軸方向の
端部に設けられた高強度材料によって、組立時の接触に
よる損傷を防止したので、組立時の課題を解消すること
のできる永久磁石形回転電機を得ることができる。

【００９８】また、請求項10に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、短冊状の複数の磁極板を円周方向に
絶縁接着剤で接合し磁極を形成することで、誘起起電力
が発生する磁極は、円周方向に重ねられた磁極板の間の
絶縁接着剤によって、渦電流損失を抑制したので、渦電
流による温度上昇を防ぎ、長期にわたって磁束密度の低
下を防ぐことのできる永久磁石形回転電機を得ることが
できる。

【００９９】また、請求項11に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、円周方向の端部の磁極板を高保磁力
磁極板とすることで、強度の大なる反磁界が印加される
磁極の円周方向の端部は、この端部に設けられた高保磁
力磁性板によって、反磁界による磁束の減少を緩和した
ので、長期にわたって高い保磁力を維持することのでき
る永久磁石形回転電機を得ることができる。

【０１００】また、請求項12に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、円周方向の端部の磁極板を高強度磁
性材とすることで、組み込まれる継鉄の磁極は、この磁
極の円周方向の端部に設けられた高強度材料によって、
組立時の接触による損傷を防止するとともに、各磁極板
の間の絶縁接着剤によって、渦電流損失を減少させたの
で、組立時の課題を解消し、長期にわたって磁束密度の
低下を防ぐことのできる永久磁石形回転電機を得ること
ができる。

【０１０１】また、請求項13に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の低
強度磁極と、この低強度磁極の軸方向の端部に設けられ
た高強度磁極を備えることで、組み込まれた継鉄の磁極
は、この磁極に突設された低強度磁極の軸方向の端部に
設けられた高強度磁極によって組立時の接触による損傷
を防止したので、組立時の課題を解消することのできる
永久磁石形回転電機を得ることができる。

【０１０２】また、請求項14に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の低
強度磁極と、この低強度磁極の円周方向の端部に設けら
れた高強度磁極を備えることで、組み込まれる継鉄の磁
極は、この磁極の円周方向の端部に設けられた高強度磁
極によって、固定子との接触による損傷を防止したの
で、組立時の課題を解消することのできる永久磁石形回
転電機を得ることができる。

【０１０３】また、請求項15に記載の発明の永久磁石形
回転電機によれば、継鉄に等間隔に突設された複数の高
強度磁極板と、この高強度磁極板の先端に設けられた低
強度磁極を備えることで、組立時に継鉄に固定される磁
極は、この磁極の基部に設けられた高強度磁極板によっ
て、組立時の接触による損傷を防止したので、組立時の
課題を解消することのできる永久磁石形回転電機を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の永久磁石の第１の実施例を示す斜視
図。

【図２】本発明の永久磁石の第１の実施例の作用を示す
グラフ。

【図３】本発明の永久磁石の第１の実施例の図２と異な
る作用を示すグラフ。

【図４】本発明の永久磁石の第２の実施例を示す斜視
図。

【図５】本発明の永久磁石形回転電機の第１の実施例を
示す部分斜視図。

【図６】本発明の永久磁石形回転電機の第２の実施例を
示す部分斜視図。

【図７】本発明の永久磁石形回転電機の第３の実施例を
示す部分斜視図。

【図８】本発明の永久磁石形回転電機の第４の実施例を
示す部分斜視図。

【図９】本発明の永久磁石形回転電機の第５の実施例を
示す部分斜視図。

【図１０】本発明の永久磁石形回転電機の第６の実施例
を示す部分斜視図。

【図１１】本発明の永久磁石形回転電機の第７の実施例
を示す部分斜視図。

【図１２】本発明の永久磁石形回転電機の第８の実施例
を示す部分斜視図。

【図１３】本発明の永久磁石形回転電機の第９の実施例
を示す部分斜視図。

【図１４】本発明の永久磁石形回転電機の作用を説明す
るための部分縦断面図。

【図１５】本発明の永久磁石形回転電機の第10の実施例
を示す部分斜視図。

【図１６】本発明の永久磁石形回転電機の第11の実施例
を示す部分斜視図。

【図１７】本発明の永久磁石形回転電機の第12の実施例
を示す部分斜視図。

【図１８】本発明の永久磁石形回転電機の第13の実施例
を示す部分斜視図。

【図１９】本発明の永久磁石形回転電機の第14の実施例
を示す部分斜視図。

【図２０】本発明の永久磁石形回転電機の第15の実施例
を示す部分斜視図。

【図２１】本発明の永久磁石形回転電機の第16の実施例
を示す部分斜視図。

【図２２】本発明の永久磁石形回転電機の着磁方法の一
例を示す部分断面図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，５Ａ，５Ｂ，11，11Ａ…高磁束密度磁
石、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…高保磁力磁
石、３…継鉄、４…磁極、４Ａ…磁極片、５…磁極片、
５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ…耐熱性磁石、６…異方性ボン
ド磁石、７…固定子鉄心、８…固定子コイル、９…スロ
ット楔、10，10Ａ…板状永久磁石、11…高強度永久磁
石、12…低強度永久磁石、13…着磁用磁極、14…着磁用
コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性
部の両端に設けられた高保磁力磁性部を備えた永久磁
石。
【請求項２】高磁束密度磁性部とこの高磁束密度磁性
部の両端に設けられた耐熱磁性部を備えた永久磁石。
【請求項３】継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束
密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に固定
される高保持力磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項４】継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束
密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方向の
端部に固定される高保持力磁極を備えた永久磁石形回転
電機。
【請求項５】継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束
密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の先端に固定
される耐熱性磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項６】継鉄に等間隔に突設された複数の高磁束
密度磁性磁極と、この高磁束密度磁性磁極の円周方向の
端部に固定される耐熱性磁極を備えた永久磁石形回転電
機。
【請求項７】継鉄に等間隔に突設された複数の低抵抗
磁性磁極と、この低抵抗磁性磁極の先端に固定される高
抵抗磁性磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項８】少なくとも外面側が弧状に形成された複
数の磁極板を軸方向に絶縁接着剤で接合し磁極を形成し
てなる永久磁石形回転電機。
【請求項９】前記軸方向の端部の前記磁極板を高強度
磁性材としたことを特徴とする請求項８に記載の永久磁
石形回転電機。
【請求項１０】短冊状の複数の磁極板を円周方向に絶
縁接着剤で接合し磁極を形成してなる永久磁石形回転電
機。
【請求項１１】前記円周方向の端部の前記磁極板を高
保磁力磁極板としたことを特徴とする請求項１０に記載
の永久磁石形回転電機。
【請求項１２】前記円周方向の端部の前記磁極板を高
強度磁性材としたことを特徴とする請求項１１に記載の
永久磁石形回転電機。
【請求項１３】継鉄に等間隔に突設された複数の低強
度磁極と、この低強度磁極の軸方向の端部に設けられた
高強度磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項１４】継鉄に等間隔に突設された複数の低強
度磁極と、この低強度磁極の円周方向の端部に設けられ
た高強度磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項１５】継鉄に等間隔に突設された複数の高強
度磁極板と、この高強度磁極板の先端に設けられた低強
度磁極を備えた永久磁石形回転電機。
【請求項１６】前記永久磁石形回転電機を永久磁石形
電動機としたことを特徴とする請求項３乃至請求項１５
のいずれかに記載の永久磁石形回転電機。