特許 7009069 磁石積層体およびモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-14

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】磁石積層体およびモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20220118BHJP

   H01F 7/02 20060101ALI20220118BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20220118BHJP

   H02K 21/12 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H01F7/02 Z

H02K1/22 A

H02K21/12 M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2017044289

(22)【出願日】2017-03-08

(65)【公開番号】P2018148754

(43)【公開日】2018-09-20

【審査請求日】2019-10-25

【審判番号】

【審判請求日】2021-03-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 信雄

(72)【発明者】

【氏名】村田 素久

【合議体】

【審判長】柿崎 拓

【審判官】田合 弘幸

【審判官】塩澤 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２４５０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００５４９９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H02K 1/27

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層された複数の磁石を有し、該複数の磁石のうちの積層方向において隣り合う第１の磁石と第２の磁石を含む磁石積層体であって、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の一部が、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが導通する導通領域であり、前記対向面領域の残部が、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが絶縁された絶縁領域であり、
前記導通領域が、前記第１の磁石と前記第２の磁石との間に介在する導通体により、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが導通する領域であり、
前記導通体が、前記第１の磁石および前記第２の磁石と同じ材料で構成され、かつ、前記第１の磁石または前記第２の磁石から脱離した欠片である、磁石積層体。

【請求項2】

前記第１の磁石と前記第２の磁石との間の抵抗値が０．５Ω以上である、請求項１に記載の磁石積層体。

【請求項3】

前記対向面領域に一つの前記導通領域のみ存在する、請求項１または２に記載の磁石積層体。

【請求項4】

前記導通領域が前記対向面領域の縁に存在する、請求項３に記載の磁石積層体。

【請求項5】

前記導通領域が前記対向面領域の中央に存在する、請求項３に記載の磁石積層体。

【請求項6】

前記対向面領域に複数の前記導通領域が存在する、請求項１または２に記載の磁石積層体。

【請求項7】

前記対向面領域が矩形状であり、前記対向面領域の対向する辺縁それぞれに前記導通領域が存在する、請求項６に記載の磁石積層体。

【請求項8】

前記絶縁領域において前記第１の磁石と前記第２の磁石との間に介在する絶縁体により、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが絶縁されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の磁石積層体。

【請求項9】

スロットが設けられて、かつ、該スロットに磁石積層体が収容された回転子を備え、
前記磁石積層体が、積層された複数の磁石を有し、該複数の磁石のうちの積層方向において隣り合う第１の磁石と第２の磁石を含む磁石積層体であって、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の一部が、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが導通する導通領域であり、前記対向面領域の残部が、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが絶縁された絶縁領域であり、
前記導通領域が、前記第１の磁石と前記第２の磁石との間に介在する導通体により、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが導通する領域であり、
前記導通体が、前記第１の磁石および前記第２の磁石と同じ材料で構成され、かつ、前記第１の磁石または前記第２の磁石から脱離した欠片である、モータ。

【請求項10】

前記第１の磁石と前記第２の磁石との間の抵抗値が０．５Ω以上である、請求項９に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁石積層体およびモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に用いられる永久磁石モータとして、永久磁石を回転子内部に埋め込んでなる磁石埋め込み型モータ（ＩＰＭモータ）が知られている（たとえば、下記特許文献１）。また、下記特許文献２には、回転子に埋め込まれる永久磁石を複数の小型磁石に分割して構成するとともに小型磁石の間に絶縁体を介在させ、小型磁石間における渦電流の経路を断ち切ることで、渦電流に起因する磁石性能の低下を抑制した磁石埋め込み型モータが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１４２０９１号公報

【文献】特開２０００－３２４７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来技術においては、小型磁石の間に介在させた絶縁体が、小型磁石の間における渦電流の経路（すなわち、電気的な経路）とともに熱的な経路も断ち切る。つまり、小型磁石の間に介在する絶縁体が小型磁石の間における熱の授受を阻害し、それにより、小型磁石の冷却効率を十分に高めることが困難であった。

【0005】

本発明は、磁石性能の低下を抑制しつつ冷却効率の向上が図られた磁石積層体およびモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一形態に係る磁石積層体は、積層された複数の磁石を有し、該複数の磁石のうちの積層方向において隣り合う第１の磁石と第２の磁石を含む磁石積層体であって、第１の磁石と第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の一部が、第１の磁石と第２の磁石とが導通する導通領域であり、対向面領域の残部が、第１の磁石と第２の磁石とが絶縁された絶縁領域である。

【0007】

上記磁石積層体は、第１の磁石と第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の絶縁領域において渦電流の経路が断ち切られている。一方、対向面領域の導通領域では、第１の磁石と第２の磁石との間で電子が移動可能であり、電子の移動により第１の磁石と第２の磁石との間において熱が授受される。したがって、上記磁石積層体においては、第１の磁石と第２の磁石との対向面領域の絶縁領域において渦電流の経路を断ち切ることで磁石性能の低下が抑制され、かつ、導通領域において磁石の冷却効率が高められている。

【0008】

他の形態に係る磁石積層体は、対向面領域に一つの導通領域のみ存在する。

【0009】

他の形態に係る磁石積層体は、導通領域が、対向面領域の周縁において対向面領域を囲む形状である。

【0010】

他の形態に係る磁石積層体は、導通領域が対向面領域の縁に存在する。

【0011】

他の形態に係る磁石積層体は、導通領域が対向面領域の中央に存在する。

【0012】

他の形態に係る磁石積層体は、対向面領域に複数の導通領域が存在する。

【0013】

他の形態に係る磁石積層体は、対向面領域が矩形状であり、対向面領域の対向する辺縁それぞれに導通領域が存在する。

【0014】

他の形態に係る磁石積層体は、導通領域において第１の磁石と第２の磁石との間に介在する導通体により、第１の磁石と第２の磁石とが導通している。

【0015】

他の形態に係る磁石積層体は、導通領域において第１の磁石と第２の磁石とが接して、第１の磁石と第２の磁石とが導通している。

【0016】

他の形態に係る磁石積層体は、絶縁領域において第１の磁石と第２の磁石との間に介在する絶縁体により、第１の磁石と第２の磁石とが絶縁されている。

【0017】

本発明の一形態に係るモータは、スロットが設けられて、かつ、該スロットに磁石積層体が収容された回転子を備え、磁石積層体が、積層された複数の磁石を有し、該複数の磁石のうちの積層方向において隣り合う第１の磁石と第２の磁石を含む磁石積層体であって、第１の磁石と第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の一部が、第１の磁石と第２の磁石とが導通する導通領域であり、対向面領域の残部が、第１の磁石と第２の磁石とが絶縁された絶縁領域である。

【0018】

上記モータの磁石積層体においては、第１の磁石と第２の磁石とが互いに対向する対向面領域の絶縁領域において渦電流の経路が断ち切られている。一方、対向面領域の導通領域では、第１の磁石と第２の磁石との間で電子が移動可能であり、電子の移動により第１の磁石と第２の磁石との間において熱が授受される。したがって、上記モータにおいては、第１の磁石と第２の磁石との対向面領域の絶縁領域において渦電流の経路を断ち切ることで磁石性能の低下が抑制され、かつ、導通領域において磁石の冷却効率が高められている。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、磁石性能の低下を抑制しつつ冷却効率の向上が図られた磁石積層体およびモータが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態に係るモータを示した概略平面図である。

【図2】図２は、図１におけるスロット周辺を拡大して示した斜視図である。

【図3】図３は、図１、２に示した磁石積層体の積層状態を示した斜視図である。

【図4】図４は、図３に示した磁石積層体の渦電流損および磁石間の抵抗値に関する実験結果を示したグラフである。

【図5】図５（ａ）、（ｂ）は、実験に供した各試料を示した図である。

【図6】図６（ａ）～（ｄ）は、実験に供した各試料を示した図である。

【図7】図７（ａ）～（ｆ）は、実験に供した各試料を示した図である。

【図8】図８は、磁石積層体の磁石間に介在する導通体および絶縁層を示した断面図である。

【図9】図９は、異なる態様の磁石積層体を示した斜視図である。

【図10】図１０は、磁石積層体の渦電流損と磁石分割数との関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

【0022】

まず、実施形態に係るモータ１の構成について、図１を参照しつつ説明する。

【0023】

図１に示すように、モータ１は、固定子（ステータ）２と、固定子２の内部に回転自在に配置された回転子（ロータ）３とを備えて構成されている。モータ１は、回転子３の内部に磁石積層体４を埋め込んでなる、いわゆる、磁石埋め込み型のＩＰＭモータである。

【0024】

固定子２は、鉄心５と、鉄心５に巻装された複数の巻線６とから構成される。また、巻線６は固定子２の内周面で等間隔に所定数配置され、巻線６が通電されると回転子３を回転させるための回転磁界を発生させる。

【0025】

回転子３は、コア７と、コア７と連結したシャフト８と、コア７に設けられたスロット９に収容されて固定された磁石積層体４とから構成される。

【0026】

コア７は、薄板状の電磁鋼板等の積層体からなり、その中心部分に軸穴が形成され、この軸穴にシャフト８が嵌合される。コア７の外周付近には、コア７の軸周りに周期的に並んだ複数対（図１では４対）のスロット９が設けられている。スロット９の各対は、コア７の軸から延びる仮想線に対して対称的に配置されており、かつ、該仮想線に対して所定角度だけ傾いて配置されている。そして、図２に示すように、各スロット９に、磁石積層体４に収容されている。

【0027】

磁石積層体４は、図２に示すように、スロット９の深さ方向に沿って積まれた一対の長方形平板状の磁石４Ａ、４Ｂで構成されている。一対の磁石４Ａ、４Ｂは、同じ材料で構成された永久磁石である。本実施形態に係る磁石４Ａ、４Ｂは、希土類焼結磁石で構成されており、たとえばＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石であることが好ましい。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶から成る粒子（結晶粒子）および粒界を有する。

【0028】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＲは、希土類元素の少なくとも１種を表す。希土類元素とは、長周期型周期表の第３族に属するＳｃとＹとランタノイド元素とのことをいう。ランタノイド元素には、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が含まれる。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＴは、Ｆｅ、あるいはＦｅおよびＣｏを表す。さらに、その他の遷移金属元素から選択される１種以上を含んでいてもよい。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＢは、ホウ素（Ｂ）、あるいは、ホウ素（Ｂ）および炭素（Ｃ）を表す。

【0029】

本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、ＣｕまたはＡｌ等を含んでいてもよい。これらの元素の添加により、高保磁力化、高耐食性化、または温度特性の改善が可能となる。

【0030】

さらに、本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、重希土類元素としてＤｙ、Ｔｂ、またはその両方を含んでいてもよい。重希土類元素は、結晶粒子及び粒界に含まれていてもよい。重希土類元素が、結晶粒子に実質的に含まれない場合は、粒界に含まれることが好ましい。粒界における重希土類元素の濃度は、結晶粒子における濃度より高いことが好ましい。本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、重希土類元素が粒界拡散されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石であってもよい。重希土類元素を粒界拡散したＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、粒界拡散しないＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石と比較して、より少量の重希土類元素で残留磁束密度および保磁力を向上させることができる。

【0031】

また、一対の磁石４Ａ、４Ｂの寸法は、いずれも同じ寸法になるように設計されており、たとえば、長辺長さは３～７０ｍｍの範囲であり、短辺長さは３～７０ｍｍの範囲であり、高さは３～７０ｍｍの範囲である。本実施形態では、一対の磁石４Ａ、４Ｂはいずれも、長辺長さが６０．０ｍｍ、短辺長さが８．０ｍｍ、高さが５．０ｍｍである。また、一対の磁石４Ａ、４Ｂの間には、後述する絶縁層１３および導通体１１が介在しており、磁石４Ａ、４Ｂの間隔は５～５００μｍの範囲であり、一例として１５μｍである。

【0032】

また、風力発電などに使用される大型磁石においては、たとえば、長辺長さは３０～１００ｍｍの範囲であり、短辺長さは３０～１００ｍｍの範囲であり、高さは３０～１００ｍｍの範囲である。一対の磁石４Ａ、４Ｂの間には、後述する絶縁層１３および導通体１１が介在しており、磁石４Ａ、４Ｂの間隔は０．１～１ｍｍの範囲である。

【0033】

磁石積層体４の積層に関しては、上記寸法にすでに個片化されている磁石４Ａ、４Ｂを重ね合わせてもよく、大判の磁石板の状態で重ね合わせた後に上記寸法に個片化して磁石積層体４を得てもよい。磁石板の状態で重ね合わせた後に個片化する積層方法では、個片化の際にダイサー等の切削工具を用いることができる。必要に応じて、磁石４Ａ、４Ｂに所定の研磨処理（たとえばバレル研磨等）を施して面取りしてもよい。

【0034】

図３に示すように、一対の磁石４Ａ、４Ｂは、同じ姿勢で、上側に位置する磁石（第１の磁石）４Ａの下面４ａと下側に位置する磁石（第２の磁石）４Ｂの上面４ｂとが対向するように積層されている。一対の磁石４Ａ、４Ｂは同一方向に磁化されており、本実施形態では短辺方向に平行な方向Ｍに磁化されている。

【0035】

スロット９のキャビティ寸法は、磁石積層体４の寸法と略同じ寸法、または、磁石積層体４の寸法より大きい寸法である。ただし、磁石積層体４の上面がスロット９から出ないように、スロット９の深さは、磁石積層体４の高さよりわずかだけ深く（たとえば、０．２ｍｍだけ深く）設計されている。また、スロット９の内側面と磁石積層体４の側面との間に所定のクリアランス（たとえば、０．１ｍｍ）が設けられるように設計されている。

【0036】

なお、適宜、スロット９に充填剤を充填して、磁石積層体４をスロット９に固定してもよい。充填剤としては、熱硬化性樹脂を用いることができ、たとえばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を用いることができる。ただし、スロット９に収納された磁石積層体４がスロット９に対して固定された状態となるのであれば、必ずしも充填剤を用いる必要はない。

【0037】

続いて、磁石積層体４の磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとが対向する矩形状の領域（以下、「対向面領域」とも称す。）における導通領域と絶縁領域について、図４～７を参照しつつ説明する。

【0038】

発明者らは、一対の磁石４Ａ、４Ｂの対向面領域の導通領域および絶縁領域のパターンが異なる試料Ｐ１～Ｐ１１を用意し、それぞれの試料について磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値を測定した。その測定結果は、図４のグラフに示すとおりであった。図４のグラフにおいて、横軸（対数目盛）は磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値（Ω）を示し、縦軸は、試料Ｐ０の渦電流損を基準（１００％）とした渦電流損を示している。なお、磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値の測定には、日置電機株式会社製の抵抗計（ＲＭ３５４８）を用いた。０．２ｍＡ、１０００Ｈｚの電流を用い、渦電流損の測定には、メトロン技研株式会社製の高周波コアロス測定装置（ＭＴＲ－２６１７）ＡＮＳＹＳ社製の解析ソフト（Ｍａｘｗｅｌｌ）を用いて、磁石に交流磁場を連続的に印加し、磁石の発熱量から渦電流損を算出した。

【0039】

ここで、各試料における導通／絶縁パターンおよび抵抗値について説明する。

【0040】

図５（ａ）は、試料Ｐ０の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ０の対向面領域はその全域が導通領域１０となっている。具体的には、試料Ｐ０では、対向面領域の全域において、磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとが直接接している。試料Ｐ０における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、２．２５×１０^－７Ωであった。

【0041】

図５（ｂ）は、試料Ｐ１の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ１の対向面領域はその全域が絶縁領域１２となっている。具体的には、試料Ｐ１の対向面領域の絶縁領域１２には絶縁層１３が設けられており、絶縁層１３により、磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとは対向面領域の全域において電気的に絶縁されている。絶縁層１３は、絶縁性を有する樹脂で構成されており、たとえばエポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などで構成されている。試料Ｐ１における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、１．００×１０^７Ωであった。

【0042】

図６（ａ）は、試料Ｐ２の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ２の対向面領域では、導通領域１０が対向面領域の周縁において対向面領域を囲む矩形環状（幅１０μｍ）であり、導通領域１０の内側領域が絶縁領域１２となっている。具体的には、図８に示すように、試料Ｐ２の対向面領域の導通領域１０に導通体１１が設けられており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。それにより、試料Ｐ２では、導通領域１０に設けられた導通体１１を介して、磁石４Ａと磁石４Ｂとが導通領域１０において導通している。導通体１１は、導電性を有する材料で構成されており、たとえば、磁石４Ａ、４Ｂと同一の材料（本実施形態では希土類焼結磁石）や金属材料、合金材料などで構成されている。試料Ｐ２における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、７．８８×１０^－５Ωであった。

【0043】

図６（ｂ）は、試料Ｐ３の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ３の対向面領域では、２つの帯状（５５．５ｍｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の長辺の全縁に存在し、各導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ３の対向面領域では、両導通領域１０の内側領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ３における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、９．０１×１０^－５Ωであった。

【0044】

図６（ｃ）は、試料Ｐ４の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ４の対向面領域では、２つの帯状（１０μｍ×８ｍｍ）の導通領域１０が対向面領域の短辺の全縁に存在し、各導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ４の対向面領域では、両導通領域１０の内側領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ４における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、６．２５×１０^－４Ωであった。

【0045】

図６（ｄ）は、試料Ｐ５の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ５の対向面領域では、対向面領域の短辺に多数の導通領域１０が周期的に並び、各導通領域１０に導通体１１が設けられている。導通領域１０の長辺方向長さは３０μｍ、短辺方向長さは１０μｍであり、短辺方向において隣り合う導通領域１０同士の離間距離は３０μｍである。また、試料Ｐ５の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ５における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は、１．２５×１０^－３Ωであった。

【0046】

図７（ａ）は、試料Ｐ６の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ６の対向面領域では、２つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の短辺の中央に１つずつ存在し、各導通領域１０に導通体１１が設けられている。一方の短辺にある導通領域１０と他方の短辺にある導通領域１０とは、互いに対応する位置にあり、長辺方向において並んでいる。また、試料Ｐ６の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ６における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は０．５Ωであった。

【0047】

図７（ｂ）は、試料Ｐ７の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ７の対向面領域では、２つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の長辺の中央に１つずつ存在し、各導通領域１０に導通体１１が設けられている。一方の長辺にある導通領域１０と他方の長辺にある導通領域１０とは、互いに対応する位置にあり、短辺方向において並んでいる。また、試料Ｐ７の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ７における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は０．５Ωであった。

【0048】

図７（ｃ）は、試料Ｐ８の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ８の対向面領域では、１つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の隅に存在し、導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ８の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ８における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は１Ωであった。

【0049】

図７（ｄ）は、試料Ｐ９の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ９の対向面領域では、１つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の一方の短辺の中央に存在し、導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ９の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ９における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は１Ωであった。

【0050】

図７（ｅ）は、試料Ｐ１０の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ１０の対向面領域では、１つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の一方の長辺の中央に存在し、導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ１０の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ１０における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は１Ωであった。

【0051】

図７（ｆ）は、試料Ｐ１１の対向面領域における導通／絶縁パターンを示した図である。本図に示すように、試料Ｐ１１の対向面領域では、１つの四角形状（１０μｍ×１０μｍ）の導通領域１０が対向面領域の中央に存在し、導通領域１０に導通体１１が設けられている。また、試料Ｐ１１の対向面領域では、導通領域１０の残部領域が絶縁領域１２となっており、絶縁領域１２に絶縁層１３が設けられている。試料Ｐ１１における磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値は１Ωであった。

【0052】

そして、図４のグラフに示すとおり、試料Ｐ０の渦電流損に比べて試料Ｐ１～Ｐ１１のいずれの渦電流損も小さかった。すなわち、対向面領域に絶縁領域１２がない試料Ｐ０に比べて、対向面領域に絶縁領域１２がある試料Ｐ１～Ｐ１１では、渦電流損が抑制されることがわかった。つまり、試料Ｐ１～Ｐ１１のように、磁石４Ａ、４Ｂの対向面領域の少なくとも一部に絶縁領域１２を設けることで、渦電流損の抑制が図られる。

【0053】

ただし、絶縁領域１２が設けられた試料Ｐ１～Ｐ１１のうち、試料Ｐ１に関しては、絶縁領域１２として対向面領域の全域に絶縁層１３が設けられており、磁石４Ａ、４Ｂ間を電子が移動することができず、電子の移動による磁石４Ａ、４Ｂ間の伝熱が阻害されている。そのため、試料Ｐ１では、磁石積層体４の冷却効率を十分に高めることが困難である。

【0054】

発明者らは、上記の実験結果から、試料Ｐ０のように対向面領域の全域を導通領域１０にしたり、試料Ｐ１のように対向面領域の全域を絶縁領域１２にしたりするのではなく、試料Ｐ２～１１のように対向面領域の一部を導通領域１０とし残部を絶縁領域１２とすることで、渦電流損を抑制しつつ磁石積層体４の冷却効率が高まるとの知見を得た。

【0055】

すなわち、上述した試料Ｐ２～Ｐ１１のような導通／絶縁パターンを有する磁石積層体４では、磁石４Ａ、４Ｂの対向面領域の絶縁領域１２では渦電流の経路が絶縁層１３により断ち切られており、その一方で、磁石４Ａ、４Ｂの対向面領域の導通領域１０では、導通体１１を介して磁石４Ａと磁石４Ｂとの間で電子が移動可能となっており、電子の移動により磁石４Ａ、４Ｂ間において熱が授受され得る。したがって、磁石積層体４においては、磁石４Ａ、４Ｂの対向面領域の絶縁領域１２において渦電流の経路を断ち切ることで磁石性能の低下が抑制され、かつ、導通領域１０において磁石の冷却効率が高められている。

【0056】

また、図４に示した実験結果から、試料Ｐ６～Ｐ１１においては、試料Ｐ１と同じ程度にまで渦電流損が抑えられることがわかった。具体的には、試料Ｐ６～Ｐ１１の渦電流損は、試料Ｐ０の渦電流損に対して２６％程度まで抑制されている。このことから、発明者らは、対向面領域に設けた導通領域１０の面積をある程度小さくすることで、対向面領域に導通領域１０を設けない場合と同様に、顕著な渦電流損の抑制効果があるとの知見を得た。より詳しくは、試料Ｐ６～Ｐ１１のように、磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値が０．５Ω以上となるように導通／絶縁パターン（特に、導通領域の面積）を設計することで、渦電流損を顕著に抑制し得るとの知見を得た。つまり、試料Ｐ６～Ｐ１１のように、磁石４Ａ、４Ｂ間の対向面領域の一部を導通領域１０としつつも、その導通領域１０を磁石４Ａ、４Ｂ間の抵抗値が０．５Ω以上となるように設計することで、対向面領域の全域を絶縁領域とした場合と同じ程度に渦電流損を抑制することができる。

【0057】

なお、図６（ａ）に示した矩形環状の導通領域１０や、図６（ｂ）、（ｃ）に示した帯状領域は、必ずしも全周／全長に亘って導通している必要はなく、一箇所や複数箇所が欠損して絶縁領域となっていてもよい。

【0058】

対向面領域の導通領域１０は、必ずしも導通体１１を介した導通ではなく、磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとが直接接することによる導通であってもよい。具体的には、磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとが完全な平行ではなくわずかに傾いた場合に、対向面領域の縁において磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとが直接接し、その接触部分に導通領域１０が生じる。たとえば、磁石積層体４を、モータ１のスロット９に収容する際に上記傾きが生じ得る。また、絶縁層１３に厚さムラが生じている場合には、絶縁層１３の形成領域（すなわち、絶縁領域１２）の一部に絶縁層１３が存在しない領域が生じ、その領域が導通領域１０となることもあり得る。さらに、磁石４Ａの下面４ａおよび磁石４Ｂの上面４ｂの少なくとも一方の表面粗さが大きい場合（たとえば、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１～１０μｍ程度）にも、絶縁層１３に厚さムラが生じ、絶縁層１３の形成領域の一部に絶縁層１３が存在しない領域が生じて、その領域が導通領域１０となることもあり得る。

【0059】

導通体１１としては、一例として、磁石４Ａ、４Ｂと同じ構成材料の欠片が挙げられる。磁石４Ａ、４Ｂは、研磨の際や、振動や衝撃を受けた際に、縁から欠片が脱離することがあり、その欠片が導通体１１となり得る。また、上述したように、磁石積層体４を個片化する際には、所定の切削工具が用いられるが、その一部が異物として磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとの間に入り込み、導通体１１となることもある。

【0060】

また、対向面領域の絶縁領域１２には、必ずしも絶縁層１３を設ける必要はなく、磁石４Ａの下面４ａと磁石４Ｂの上面４ｂとの間に何も存在しない空乏（空乏層）であってもよい。この場合でも、絶縁領域１２における磁石４Ａ、４Ｂ間の絶縁が図られる。

【0061】

磁石積層体は、上述した磁石積層体４に代えて、図９に示す磁石積層体１４とすることができる。

【0062】

図９に示した磁石積層体１４は、磁石積層体１４とは分割態様が異なる。すなわち、磁石積層体１４では、磁化方向Ｍに対して平行な面で磁石１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが分割されている。この場合、磁石１４Ａの磁石１４Ｂに対向する面１４ａと磁石１４Ｂの磁石１４Ａに対向する面１４ｂとの対向面領域、および、磁石１４Ｂの磁石１４Ｃに対向する面１４ｃと磁石１４Ｃの磁石１４Ｂに対向する面１４ｄとの対向面領域において、その一部を上述した導通領域１０とし残部を絶縁領域１２とすることで、上述した磁石積層体４と同一または同様の効果を奏する。

【0063】

図１０のグラフは、発明者らがおこなった実験により得られた、磁石積層体の渦電流損と磁石分割数との関係を示している。図１０のグラフにおいて、Ｌ１は磁石積層体４の分割態様（縦分割）を示し、Ｌ２は磁石積層体１４の分割態様（横分割）を示している。図１０のグラフから、Ｌ１、Ｌ２ともに、分割数が増加するに従って渦電流損が減少することがわかる。また、縦分割Ｌ１で２分割したときの渦電流損の減少が、横分割Ｌ２で１０分割したときの渦電流損の減少と同程度であることから、分割数増加による渦電流損減少の効果はＬ１のほうが大きいことがわかる。

【0064】

そのため、渦電流損を効率良く減少させるためには、図９に示した磁石積層体１４の分割態様よりも、図３に示した磁石積層体４の分割態様のほうが好ましい。

【0065】

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0066】

たとえば、モータに設けられたスロットの数は適宜増減することができ、スロットの位置関係についても適宜変更することができる。また、磁石積層体を構成する磁石の数（すなわち、分割数）は、適宜増減することができる。磁石積層体が３つ以上の磁石で構成されている場合には、複数の磁石のうちの積層方向において隣り合う２つの磁石の対向面領域において、その一部を上述した導通領域とし残部を絶縁領域とすることで、上述した磁石積層体４と同一または同様の効果を奏する。

【符号の説明】

【0067】

１…モータ、３…回転子、４、１４…磁石積層体、７…コア、９…スロット、４Ａ、４Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ…磁石、４ａ、４ｂ、１４ａ～１４ｄ…面、１０…導通領域、１１…導通体、１２…絶縁領域、１３…絶縁層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】