JP6407825B2 - 永久磁石磁気回路の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、組立冶具を用いて永久磁石をヨークに組み付ける工程を含む永久磁石磁気回路の製造方法に関する。

ネオジム（Ｎｄ）磁石を代表とする希土類焼結永久磁石は、高い磁気特性を有していることから、風力発電用発電機、エアコン、ハイブリッド車等に使用される各種回転機や、医療用のＭＲＩ装置等に使用される磁場発生装置などに広く使用されている。特に近年では、洋上風力発電のように大きな出力を得るための大型磁気回路が製作されている。このような大型磁気回路を製造する際には、例えば直径１ｍを超える大型の磁石が必要とされるが、このような大型の永久磁石を粉末治金法により一体で作製することは現状で不可能であるため、通常は、例えば１０ｃｍ角程度の永久磁石を複数個組み合わせて大型の永久磁石を構成している。

複数の永久磁石をヨークに組み付ける方法としては、未着磁の磁石をヨークに組み付けていき、組み付け後に着磁する方法(着磁前組立)と、既に着磁した磁石をヨークに直接取り付けていく方法(着磁後組立)との２種類がある。未着磁の磁石を用いる着磁前組立では、組み付け時に磁石とヨークとの間の吸引力、反発力が生じないため、作業は非常に容易で、手動で磁気回路を組み立てることができる。しかしながら、この着磁前組立を採用できる条件としては、磁石の磁化方向が組立後に着磁可能な範囲で揃っており、かつ、組立後の磁気回路の寸法が着磁可能な程度の大きさであることが必要である。特に大型磁気回路の場合には、組立後に着磁を行うには非常に大型の着磁装置を必要とするため、実質的に着磁前組立は不可能な場合が多い。このような場合は、既に着磁した磁石を用いる着磁後組立により組み立てを行うが、着磁後組立の際には、磁石のヨークへの組み付け時に、磁石とヨークとの間や、これから組み付ける磁石と既に組み付けた磁石との間に吸引力、反発力が生じるため、磁石を安定に組み付けることが難しい。そのため、堅牢で剛性の高い組立冶具を使用して磁石をヨークに組み付けていく必要があり、組立冶具としては例えばボールネジにより磁石をヨークに擦り込む、擦り込み冶具などが使用されている（例えば、特許文献１）。

特開平８−３３９９１６号公報

組立冶具を用いて永久磁石磁気回路を組み立てる際には、まず組立冶具に永久磁石を固定する必要がある。更に、永久磁石をヨーク上の所望の位置に配置し、ヨーク側に固定した後には、永久磁石を組立冶具から切り離す必要がある。しかし、希土類焼結永久磁石の機械的性質はセラミック材料に類似しており、旋盤やフライス盤による削り、切断加工や穴開け加工は容易ではなく、タップを立てたり、有り溝加工などを行うことは非常に難しい。したがって、磁石単体を如何に組立冶具に保持するかは難しい課題である。

磁石を組立冶具に固定する従来の方法として、例えば、磁石とヨークとの間の吸引力、反発力に負けない程度の摩擦力又は吸引力で磁石を組立冶具に固定する方法がある。図１３は従来の組立冶具の磁石固定部分の一例を示す模式図であり、着磁後の永久磁石２を組立冶具の磁石固定部１０４ａに物理的に固定している。磁石固定部１０４ａは永久磁石２を覆うような形状で、ネジ１０８により永久磁石２を挟み込み物理的に固定することが可能なように構成されている。また、図１４（ａ）及び（ｂ）は従来の組立冶具の磁石固定部分の別の一例を示す模式図であり、（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＣの側から破線矢印方向に見た模式図を示している。図１４では、着磁後の永久磁石２を磁性体１０９の吸引力により磁石固定部１０４ａに固定している。しかしながら、図１３及び図１４に示す磁石固定部１０４ａ及び磁性体１０９の大きさや形状等は、永久磁石２及びヨーク３の大きさや形状等に合わせて作製する必要がある。そのため、製作対象の永久磁石磁気回路が変われば、その都度、磁石固定部１０４ａ及び磁性体１０９の大きさや形状等を変更した組立冶具を再作製する必要がある。

また、永久磁石に磁性又は非磁性のバックプレートを接着させて一体化させた磁石構造物を使用してヨークへの組み付けを行う場合は、そのバックプレートにタップを立てネジ孔を形成することで、ネジ等の固定具を用いて磁石構造物を組立冶具に固定することが可能である。例えば、図１５（ａ）及び（ｂ）は従来の組立冶具の磁石固定部分の一例を示す模式図であり、（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＤの側から破線矢印方向に見た模式図を示している。図１５では、着磁後の磁石構造物１０７のバックプレート１０６に形成したネジ孔（図示せず）を利用して、磁石構造物１０７が組立冶具の磁石固定部１０４ａにネジ１０８で固定されている。磁石固定部１０４ａには通し穴（図示せず）があり、この通し穴の径や位置はバックプレート１０６に形成するネジ孔の大きさや位置により変化する。このバックプレート１０６に形成するネジ孔の大きさや位置は永久磁石２の大きさ、形状等により変化するため、製作する対象の永久磁石磁気回路が変われば、通し孔の径や位置を変更した磁石固定部１０４ａを有する組立冶具を再作製する必要がある。

組立冶具は磁石とヨークとの間の吸引力、反発力に耐えられるよう堅牢で剛性の高いものにしなければならず、その作製にはコストがかかる。量産される永久磁石磁気回路の場合は専用の組立冶具を製作してもよいが、試作や少量生産の永久磁石磁気回路であれば、汎用の組立冶具を使用するか、又は一度作製した組立冶具を再利用することが望ましい。しかしながら、製作する対象の永久磁石磁気回路が変われば使用する磁石の大きさや形状が変わるため、組立冶具の磁石固定部は毎回変更しなければならず、設計の手間やコストの面で問題が生じている。

本発明は、上記の現状を鑑み、安定して永久磁石をヨークに組み付けることができ、かつ、製作する対象の永久磁石磁気回路が変わり組み付ける磁石の大きさや形状が変わる場合であっても、組立冶具の変更をすることなく、汎用の組立冶具を使用できる、又は一度作製した組立冶具を再利用できる、永久磁石磁気回路の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、永久磁石、又は永久磁石にバックプレートを接着し一体化させた磁石構造物の組立冶具への固定を、通電により剥離する性質を有する通電剥離性接着剤を用いて行うことにより、製作する対象の永久磁石磁気回路が変わり使用する磁石の大きさや形状が変わる場合であっても、組立冶具自体に変更を加えることなく汎用の組立冶具を使用し、又は一度作製した組立冶具を再利用して効率的に永久磁石磁気回路の組み立てを行うことができることを見出し、本発明の完成に至った。通電剥離性接着剤を用いて永久磁石を組立冶具に固定することで、永久磁石の大きさや形状が変わる場合であっても、接着剤の塗布範囲や使用量を変更することで対応でき、組立冶具そのものの構造を変更する必要がない。また、永久磁石をヨークに固定した後は、通電により容易に永久磁石を組立冶具から切り離すことができる。

すなわち本発明は、永久磁石又は永久磁石がバックプレートに固定されてなる磁石構造物と、前記永久磁石又は磁石構造物を載置するヨークとを備える永久磁石磁気回路の製造方法であって、前記永久磁石又は磁石構造物を、通電剥離性接着剤を介して組立冶具に固定する工程と、前記組立冶具に固定された前記永久磁石又は磁石構造物を前記ヨーク上に配置し、固定する工程と、前記永久磁石又は磁石構造物と前記組立冶具とに電圧を印加して、前記永久磁石又は磁石構造物から前記通電剥離性接着剤を剥離し、又は、前記組立冶具から前記通電剥離性接着剤を剥離し、前記永久磁石又は磁石構造物を前記組立冶具から切り離す工程とを含む、永久磁石磁気回路の製造方法に関する。

本発明によれば、安定して永久磁石をヨークに組み付けることができ、かつ、製作する対象の永久磁石磁気回路が変わり組み付ける磁石の大きさや形状が変わる場合であっても、組立冶具の変更をすることなく、汎用の組立冶具を使用できる、又は一度作製した組立冶具を再利用できる、永久磁石磁気回路の製造方法を提供することができる。

未着磁の磁石をヨークに組み付けていき、組み付け後に着磁することが可能な永久磁石磁気回路の一例を示す模式図である。隣り合う磁石の極性の方向が同じになっている。 着磁後の磁石を用いてヨークに組み付けていく必要のある永久磁石磁気回路の一例を示す模式図である。隣り合う磁石の極性は逆向きになっている。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、着磁後の磁石をヨークへ組み付ける方法の一例を示す模式図である。（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＡの側から破線矢印方向に見た模式図を示す。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、磁石をヨークに組み付ける際に使用される組立冶具の一例を示す模式図である。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、ヨークに固定した後の磁石を組立冶具から切り離す方法を説明する模式図である。磁石に陽極端子を、組立冶具の磁石固定部に陰極端子を接続し、両端子間に電圧を印加することで、磁石から通電剥離性接着剤を剥離する。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、ヨークに固定した後の磁石を組立冶具から切り離す方法を説明する模式図である。磁石に陰極端子を、組立冶具の磁石固定部に陽極端子を接続し、両端子間に電圧を印加することで、磁石固定部から通電剥離性接着剤を剥離する。 永久磁石がバックプレートに固定されて磁石構造物を構成している形態の永久磁石磁気回路の一例を示す模式図である。隣り合う磁石の極性は逆向きになっている。 永久磁石がバックプレートに固定された磁石構造物の一例を示す模式図である。（ａ）は永久磁石とバックプレートのみで構成された例を、（ｂ）はバックプレートの通電剥離性接着剤と接する側の面に電気抵抗調整板を貼り付けている例を、（ｃ）は永久磁石及びバックプレートの両方の通電剥離性接着剤と接する側の面に（永久磁石及びバックプレートにまたがる形で）、電気抵抗調整板を貼り付けている例を示している。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、着磁後の磁石をヨークへ組み付ける方法の一例を示す模式図であり、永久磁石がバックプレートに固定されて磁石構造物を構成している場合を示す。（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＢの側から破線矢印方向に見た模式図を示す。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、磁石構造物をヨークに組み付ける際に使用される組立冶具の一例を示す模式図である。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、ヨークに固定した後の磁石構造物を組立冶具から切り離す方法を説明する模式図である。磁石構造物に陽極端子を、組立冶具の磁石固定部に陰極端子を接続し、両端子間に電圧を印加することで、磁石構造物から通電剥離性接着剤を剥離する。 本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法において、ヨークに固定した後の磁石構造物を組立冶具から切り離す方法を説明する模式図である。磁石構造物に陰極端子を、組立冶具の磁石固定部に陽極端子を接続し、両端子間に電圧を印加することで、磁石固定部から通電剥離性接着剤を剥離する。 従来の永久磁石磁気回路の組み立てに使用される、摩擦力で磁石を固定する組立冶具の磁石固定部分の一例を示す模式図である。 従来の永久磁石磁気回路の組み立てに使用される、吸引力で磁石を固定する組立冶具の磁石固定部分の一例を示す模式図である。（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＣの側から破線矢印方向に見た模式図を示す。 従来の永久磁石磁気回路の組み立てに使用される、ネジで磁石構造物を固定する組立冶具の磁石固定部分の一例を示す模式図である。（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＤの側から破線矢印方向に見た模式図を示す。

本発明に係る永久磁石磁気回路の製造方法では、まず永久磁石、又は永久磁石がバックプレートに固定されてなる磁石構造物を、通電剥離性接着剤を介して組立冶具に固定する（組立冶具への固定工程）。次いで、組立冶具に固定された永久磁石又は磁石構造物をヨーク上の所望の位置に配置し、固定する（ヨークへの固定工程）。永久磁石又は磁石構造物をヨークに固定した後は、組立冶具と永久磁石又は磁石構造物との間に電圧を印加して、永久磁石又は磁石構造物から通電剥離性接着剤を剥離するか、又は組立冶具から通電剥離性接着剤を剥離することによって、永久磁石又は磁石構造物を組立冶具から切り離す（組立冶具からの切り離し工程）。これにより、永久磁石又は磁石構造物とヨークとを備える永久磁石磁気回路を組み立てることができる。永久磁石の組立冶具への固定を通電剥離性接着剤を用いて行うことで、磁石をヨークに配置し、固定するまでは安定して組立冶具に固定することができ、更に磁石のヨークへの固定後は、通電により接着力を低下させて接着剤を所望の側（磁石側又は組立冶具側）から剥離して、容易に磁石を組立冶具から切り離すことができる。また製作する対象の永久磁石磁気回路が変わり使用する磁石の大きさや形状が変わる場合であっても、接着剤の塗布範囲や使用量等を変更することで対応できるため、組立冶具の構造を変更することなく、汎用の組立冶具を使用するか、又は一度作製した組立冶具を再利用できる点で有利である。また、組立冶具に磁石を吸引するための磁性体や磁石をネジ止めするための通し孔等を形成する必要がなく、組立冶具自体の構造も単純化することができる。

本発明において使用する通電剥離性接着剤は、電流を流す（電圧を印加する）と接着強度が低下し、接着体と接着剤との接着界面が剥離する性質を有する接着剤樹脂材料である。通電剥離性接着剤としては、エポキシ系化合物を含むエポキシ系の通電剥離性接着剤や、アクリル系ポリマーと電解液とを含む二液混合型のアクリル系の通電剥離性接着剤等、公知のものを使用できる。好ましい例としては、太陽金網株式会社製の「エレクトリリース（商標）Ｅ４」が挙げられ、この通電剥離性接着剤は、接着剤を介して接着された接着体間に１０〜５０Ｖの直流電圧を１０秒〜数分印加すると、陽極側の接着体と接着剤との界面で電気化学反応が起こり、接着強度が低下して、陽極側の接着体と接着剤との界面を剥離することができる性質を有する。また、剥離反応は必ず陽極側で生じるため、両接着体に印加する電圧の極性を入れ替えて同様に通電すると、他方の接着体と接着剤との界面も剥離することができ、すなわち接着剤の両面を両接着体から剥離することができる。剥離後の母材表面には接着層が残らず、剥離時の発ガスや発熱も生じないという利点もあり、接着強度も十分である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、未着磁の永久磁石をヨークに組み付けていき、組み付け後に着磁する、着磁前組立による製作が可能な永久磁石磁気回路の一例を示す模式図であり、隣り合う磁石の極性の方向は同じになっている。図１において、永久磁石磁気回路１は複数の永久磁石２とヨーク３とを備えている。各々の永久磁石２の磁化方向は同じであるため、永久磁石磁気回路１全体が電磁石やパルス着磁器で着磁できる程度の大きさであれば、未着磁の磁石をヨークに組み付けていき、組み付け後に着磁する着磁前組立により、容易に永久磁石磁気回路１を組み立てることができる。一方、図２は、着磁後の永久磁石を用いて組み立てを行う必要がある永久磁石磁気回路の一例を示す模式図であり、隣り合う磁石の極性は逆向きになっている。図２において、永久磁石磁気回路１は、複数の永久磁石２とヨーク３とを備え、隣り合う永久磁石２の磁化方向は同じではなく、そのため一度に電磁石やパルス着磁器で着磁することができない。よって、予め磁石を着磁し、着磁後の磁石をヨークに直接取り付ける、着磁後組立が必要となる。ただし、着磁後組立では一般に、組み立ての際の、永久磁石とヨークとの間、及び各永久磁石間の吸引力、反発力が問題となる。本発明に係る製造方法では、通電剥離性接着剤を使用して磁石を組立冶具に固定することで、安定に磁石をヨークへ組み付けることができることから、特に永久磁石とヨークとの間、及び各永久磁石間の吸引力、反発力が問題となる図２に示すような着磁後組立において好適に利用できる。ただし、本発明に係る製造方法を図１に示すような着磁前組立において利用しても勿論構わない。

永久磁石２は、電気良導体の材料を用いて構成されており、例えば、ネオジム鉄ホウ素系焼結磁石、サマリウムコバルト系焼結磁石等の希土類焼結永久磁石が使用される。希土類焼結永久磁石は希土類磁性粉末を加圧成型した後、焼結し着磁することで作製できる。また、永久磁石２としては、絶縁体磁石に、導電性の材料、特に電気伝導性の高い材料を用いて表面処理を施したものを用いてもよい。表面処理に用いる電気伝導性の高い材料としては、例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、金、それらの合金等が挙げられる。また、個々の永久磁石２の形状や大きさに特に制限はないが、着磁のし易さや、安定して組立冶具に固定する等の観点から、例えば一辺が４〜１０ｃｍ程度の大きさの略立方体状の磁石を使用することが好ましい。個々の永久磁石２の体積は、好ましくは１０００ｃｍ^３以下、より好ましくは１００〜１０００ｃｍ^３程度である。大型の永久磁石磁気回路を製作する場合は、上記の磁石を複数組み合わせて大型磁石を構成すればよい。また、ヨーク３の材質は磁性材料、非磁性材料のいずれであってもよいが、通常、鉄が使用される場合が多い。

［磁石単体のヨークへの組み付け］
図３（ａ）及び（ｂ）は、着磁後の永久磁石２をヨーク３へ組み付ける方法の一例を示す模式図であり、（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＡの側から破線矢印方向に見た模式図を示している。まず、着磁後の永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａに固定する。この際、組立冶具の磁石固定部４ａへの永久磁石２の固定は、通電剥離性接着剤５を介して行われる。組立冶具の磁石固定部４ａ及び永久磁石２の少なくとも一方に通電剥離性接着剤５を塗布し、組立冶具の磁石固定部４ａと永久磁石２とを接着させればよい。

次いで、組立冶具の磁石固定部４ａに固定された永久磁石２をヨーク３に組み付ける。永久磁石２のヨーク３への組み付けは基本的に擦り込みにより行われる。擦り込みは、永久磁石２をヨーク３の表面を滑らせるような形で横方向から挿入し、ヨーク３上の所望の位置に配置する方法をいう。擦り込みによる配置方法を採用することで、特に磁性ヨークを使用する場合には、磁石がヨークに吸引されることで上下方向の磁石の姿勢が保持されるため、後は、既に配置した磁石からの吸引力、反発力による横方向への位置ずれを規制すれば、ヨーク３の表面に向かってヨーク３の上から垂直に磁石を近づけていく配置方法と比較して、安定に磁石を配置することができる。

擦り込みに使用する組立冶具（擦り込み冶具）としては、例えば図４に示すような、磁石固定部４ａと駆動手段４ｂと押し込み棒４ｃとを備えた組立冶具４（擦り込み冶具４）を使用することができるが、本発明において使用可能な組立冶具はこれに限定されず、製作する永久磁石磁気回路の種類等に応じて公知の組立冶具を使用すればよい。図４に示す例では、磁石固定部４ａに装着された押し込み棒４ｃを、ボールネジ、ジャッキボルト等の駆動手段４ｂを用いてヨーク３の外側から横方向（矢印方向）に挿入し、磁石固定部４ａに固定された永久磁石２をヨーク３上の所望の位置に擦り込み、配置する。磁石固定部４ａには、アルミ等の非磁性体が使用される。駆動手段４ｂは、磁石固定部４ａの一方向への押し込み動作が可能な比較的簡便なもので足り、上記以外にも手動、駆動モータ、油圧駆動等の駆動手段が挙げられる。押し込み棒４ｃとしては、例えば合成樹脂製の丸棒を複数本組み合わせたものを使用できる。永久磁石２のヨーク３への組み付け時には、既に組み込んである隣の極性が逆向きの磁石からの吸引力が生じるが、永久磁石２は磁石固定部４ａに通電剥離性接着剤５により固定されているため、安定して永久磁石２をヨーク３に組み付けることができる。

また、永久磁石２のヨーク３への組み付けを容易にするために、ヨーク３の表面に例えば磁石の幅相当の幅の溝（図示せず）を設けてもよい。この溝をヨーク３の外側端面まで達するように形成することで、ヨーク３の外側から溝に沿って磁石を滑り込ませることで容易に永久磁石２をヨーク３に組み付けることができる。なお、磁石２のヨーク３への組み付けの際には、この溝部分にグリース等の潤滑剤を塗布してもよい。これにより、摩擦力が減少してヨーク３の所望の位置への磁石の擦り込みが容易になる。また、ヨーク３上に永久磁石２を誘導するためのガイドレール（図示せず）を取り付けてもよく、ガイドレールはアルミニウム等の非磁性材料で形成できる。ただし、磁石２は通電剥離性接着剤５により磁石固定部４ａに固定されているため、溝やガイドレールが無くともヨーク３上の所望の位置に配置することが可能であり、溝やガイドレールの設置は必須ではない。

組立冶具４によりヨーク３の所望の位置に配置された永久磁石２は、次いでヨーク３に固定される。永久磁石２のヨーク３への固定方法に特に制限はなく、例えば通電剥離性接着剤ではない通常の接着剤で固定してもよいし、金属部材等を用いて物理的に固定してもよい。ここで通常の接着剤とは、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等の、室温での反応により硬化する接着剤を意味し、上記の通電剥離性接着剤以外の接着剤をいう。物理的な固定としては、例えば、磁石をヨーク上に設置した後に、磁石に非磁性体の蓋をかぶせ、蓋とヨークとをボルト等で固定することなどが挙げられる。また、他の公知の押さえ冶具を使用して磁石をヨーク上に固定してもよい。接着剤による固定と物理的な固定とを併用してもよい。

永久磁石２をヨーク３に固定した後、永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す。図５は、永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す方法の一例を説明する模式図である。図５の上図に示すように、絶縁性の台（図示せず）の上で、永久磁石２に直流電源の陽極端子を、組立冶具の磁石固定部４ａに直流電源の陰極端子を接続し、陽極端子及び陰極端子間に電圧を印加する。これにより、図５の下図に示すように、陽極が接続されている永久磁石２と通電剥離性接着剤５との界面が剥離し、永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離すことができる。必要に応じて、陽極端子と陰極端子とを入れ替えて更に同様の処理を行うことにより、磁石固定部４ａからも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。例えば、永久磁石２が切り離されて通電剥離性接着剤５が露出した面に、金属板（図示せず）を載置し、金属板に陰極端子を、磁石固定部４ａに陽極端子を接続して、電圧を印加することで、磁石固定部４ａからも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。

或いは、永久磁石２の組立冶具の磁石固定部４ａからの切り離しは以下のように行うこともできる。図６は、永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す別の方法を説明する模式図である。図６の上図に示すように、絶縁性の台（図示せず）の上で、永久磁石２に直流電源の陰極端子を、組立冶具の磁石固定部４ａに直流電源の陽極端子を接続し、陰極端子及び陽極端子間に電圧を印加する。これにより、図６の下図に示すように、陽極が接続されている磁石固定部４ａと通電剥離性接着剤５との界面が剥離して、永久磁石２を、通電剥離性接着剤５がその表面に残された状態のまま、組立冶具の磁石固定部４ａから切り離すことができる。この方法では、通電剥離性接着剤５を永久磁石２の表面に残すことができるため、永久磁石２の表面の防錆効果が期待できる点で有利である。そのため、このような防錆効果の観点からは、永久磁石２に直流電源の陰極端子を、組立冶具の磁石固定部４ａに直流電源の陽極端子を接続して、電圧を印加する剥離方法が好ましい。或いは、通電剥離性接着剤５を永久磁石２の表面に残す必要が無い場合には、次いで陽極端子と陰極端子とを入れ替えて更に同様の処理を行い、永久磁石２からも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。なお、通電剥離性接着剤５の厚みは、組立冶具の磁石固定部４ａに永久磁石２を固定できる程度の厚みであれば特に制限はないが、上記した永久磁石２の表面の防錆効果の観点からは、通電剥離性接着剤５の厚みは、５μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。以上のようにして、永久磁石２を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離し、ヨーク３へと組み付けて永久磁石磁気回路１を製造することができる。

［磁石構造物のヨークへの組み付け］
また、図７は、永久磁石２がバックプレート６に固定された磁石構造物７を構成している形態の永久磁石磁気回路１の一例を示す模式図であり、隣り合う磁石の極性は逆向きとなっている。図７において、永久磁石磁気回路１は永久磁石２とバックプレート６とヨーク３とを備え、永久磁石２とバックプレート６とは磁石構造物７として一体化されている。隣り合う永久磁石２の磁化方向は互いに異なっており、そのためヨーク３に組み付けた後に一度に電磁石やパルス着磁器で着磁することができず、予め着磁した磁石をヨークに組み付けていく着磁後組立を行う必要がある。

図８（ａ）は永久磁石２とバックプレート６とを備える磁石構造物７の模式図である。磁石構造物７は、永久磁石２をバックプレート６に固定して一体化させたものである。バックプレート６と永久磁石２とは、通電剥離性接着剤でない通常の接着剤で固定してもよいし、金属部材などで物理的に固定してもよい。通常の接着剤としては、上記した通り通電剥離性接着剤以外の、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等が使用できる。また、バックプレート６の材質は磁性材料、非磁性材料のいずれであってもよく、例えば鉄、アルミ等を使用できる。バックプレート６の材質が磁性材料である場合は、バックプレート６と永久磁石２との固定後に、磁石構造物７に対して電磁石による静磁場またはパルス磁場により着磁を行う。バックプレート６の材質が非磁性材料である場合は、永久磁石２に対して電磁石による静磁場またはパルス磁場により着磁を行った後に、バックプレート６に固定し、一体化させて磁石構造物７を形成する。図８（ａ）では、バックプレート６は永久磁石２と略同等な断面積（磁石のヨークへの擦り込み方向と平行な断面における断面積）を有している。

また、図８（ｂ）では、バックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面に、すなわちバックプレート６と通電剥離性接着剤５との間に、電気抵抗調整板１０が更に配置された好ましい例を示している。バックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面に電気抵抗調整板１０を更に設けることで、磁石構造物７における永久磁石２の部分とバックプレート６の部分（電気抵抗調整板１０の部分）との電気抵抗を同程度にすることができ、これにより、後述のように通電剥離性接着剤５に電流を流して（電圧を印加して）磁石構造物７から通電剥離性接着剤５を剥離する際に、永久磁石２の部分とバックプレート６の部分（電気抵抗調整板１０の部分）とを同じタイミングで、スムーズに剥がすことが可能となる。そのため、電気抵抗調整板１０の電気抵抗は、永久磁石２の電気抵抗に近いことが好ましい。より好ましくは、電気抵抗調整板１０の電気抵抗は永久磁石２と同程度である。なお、図８（ｂ）に示すように、電気抵抗調整板１０とバックプレート６とを合わせた断面積（磁石のヨークへの擦り込み方向と平行な断面における断面積）は永久磁石２の断面積と略同等となっていることが、費用対効果等の点から好ましい。ただし、図８（ａ）に示すような永久磁石２と略同等な断面積を有するバックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面に、更に電気抵抗調整板１０を付して、電気抵抗調整板１０が突出した状態で用いることもできる（図示せず）。電気抵抗調整板１０の材質としては、例えばステンレス等が挙げられる。また、電気抵抗調整板１０としては、永久磁石２と同じ素材の永久磁石を用いることも好ましい。電気抵抗調整板の磁石構造物への貼り付けは、例えば、通電剥離性接着剤ではない、通常のエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等を用いて行うことができる。

また、同様の観点から、図８（ｃ）に示すように、永久磁石２の通電剥離性接着剤５と接する側の面とバックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面の両方に、すなわち、永久磁石２及びバックプレート６の両方と通電剥離性接着剤との間に、電気抵抗調整板１０が更に配置されていることも好ましい。以下は、図８（ａ）に示す（電気抵抗調整板１０を用いない）磁石構造物７を用いた例を示して磁石構造物７のヨーク３への組み付け、固定、及び組立冶具からの切り離しを説明するが、図８（ｂ）に示すような、バックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面のみに電気抵抗調整板１０が付された磁石構造物７を用いる場合も、また、図８（ｃ）に示す、永久磁石２の通電剥離性接着剤５と接する側の面とバックプレート６の通電剥離性接着剤５と接する側の面の両方に（永久磁石２及びバックプレート６にまたがる形で）電気抵抗調整板１０が付された磁石構造物７を用いる場合も、同様の方法で組み付け、固定、及び組立冶具からの切り離しを行うことができる。

図９（ａ）及び（ｂ）は、上記のようにして着磁された磁石構造物７をヨーク３へ組み付ける方法の一例を示す模式図であり、（ａ）は側面模式図、（ｂ）はＢの側から破線矢印方向に見た模式図を示している。着磁された磁石構造物７を、通電剥離性接着剤５を介して組立冶具の磁石固定部４ａに固定する。組立冶具の磁石固定部４ａ及び磁石構造物７の少なくとも一方に通電剥離性接着剤５を塗布し、組立冶具の磁石固定部４ａと磁石構造物７とを接着させればよい。次いで、組立冶具の磁石固定部４ａに固定された永久磁石２をヨーク３に組み付けるが、組み付けは、上記した磁石単体をヨークに組み付ける場合と同様に、公知の組立冶具を使用して、擦り込みにより行えばよい。図１０に示す例では、磁石固定部４ａに装着された押し込み棒４ｃを、ボールネジ、ジャッキボルト等の駆動手段４ｂを用いてヨーク３の外側から横方向に挿入し、磁石固定部４ａに固定された磁石構造物７をヨーク３上の所望の位置に擦り込み、配置する。

組立冶具によりヨーク３の所望の位置に配置された磁石構造物７は、次いでヨーク３に固定される。磁石構造物７のヨーク３への固定方法に特に制限はなく、通電剥離性接着剤でない通常の接着剤で固定してもよいし、金属部材等で物理的に固定してもよい。ここで通常の接着剤とは、上記と同様に、通電剥離性接着剤以外の、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等である。また、物理的な固定としては、例えば、バックプレート６にタップを立てて形成したネジ孔（図示せず）を利用して、ネジ８で磁石構造物７とヨーク３とを固定すること等が挙げられる。永久磁石自体にタップを立てる等の処理を施すことは困難であるため、永久磁石２をバックプレート６と一体化させて磁石構造物７として形成することで、バックプレート６の部分にタップを立てネジ孔を形成する等の処理を容易に施すことができ、ヨーク３への固定が容易となる。

磁石構造物７をヨーク３に固定した後、磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す。図１１は、磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す方法の一例を説明する模式図である。図１１の上図に示すように、絶縁性の台（図示せず）の上で、磁石構造物７に陽極端子を、組立冶具の磁石固定部４ａに陰極端子を接続し、陽極端子及び陰極端子間に電圧を印加する。これにより、図１１の下図に示すように、陽極が接続されている磁石構造物７と通電剥離性接着剤５との界面が剥離するので、磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離すことができる。必要に応じて、陽極端子と陰極端子とを入れ替えて同様の処理を行うことにより、磁石固定部４ａからも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。例えば、磁石構造物７が切り離されて通電剥離性接着剤５が露出した面に、金属板（図示せず）を載置し、金属板に陰極端子を、磁石固定部４ａに陽極端子を接続して、電圧を印加することで、磁石固定部４ａからも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。

或いは、磁石構造物７の組立冶具の磁石固定部４ａからの切り離しは以下のように行うこともできる。図１２は、磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離す別の方法を説明する模式図である。図１２の上図に示すように、絶縁性の台（図示せず）の上で、磁石構造物７に陰極端子を、組立冶具の磁石固定部４ａに陽極端子を接続し、陰極端子及び陽極端子間に電圧を印加する。これにより、図１２の下図に示すように、陽極が接続されている磁石固定部４ａと通電剥離性接着剤５との界面が剥離するので、磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離すことができる。この方法では、通電剥離性接着剤５を磁石構造物７の表面に残すことができるため、例えば図８（ａ）や（ｂ）の磁石構造物７を用いる場合（永久磁石２の磁石固定部４ａ側の面が露出しており、永久磁石２の表面と通電剥離性接着剤５が直接接するような場合）には、永久磁石２の防錆効果が期待できる点で有利である。また、この方法では、通電剥離性接着剤５を磁石固定部４ａ側から剥離するため、図８（ｂ）や（ｃ）のように磁石構造物７側に電気抵抗調整板１０を設置しなくとも（図８（ａ）のような単純な構造でも）、スムーズに剥離が可能であるという利点もある。或いは、通電剥離性接着剤５を磁石構造物７の表面に残す必要が無い場合には、次いで、陽極端子と陰極端子とを入れ替えて更に上記と同様の処理を行い、磁石構造物７からも通電剥離性接着剤５を剥離することができる。なお、通電剥離性接着剤５の厚みは、組立冶具の磁石固定部４ａに磁石構造物７を固定できる程度の厚みであれば特に制限はないが、上記した永久磁石２の表面の防錆効果の観点からは、通電剥離性接着剤５の厚みは５μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。以上のようにして磁石構造物７を組立冶具の磁石固定部４ａから切り離し、ヨーク３へと組み付けて永久磁石磁気回路１を製造することができる。

本発明に係る製造方法は、様々な永久磁石磁気回路の製造への適用が可能であり、例えば、風力発電用発電機、エアコン、ハイブリッド車等に使用される各種永久磁石回転機や、医療用のＭＲＩ装置等に使用される磁場発生装置などの製造に好適に利用可能である。特に、磁石のヨークへの組み付け後に着磁する着磁前組立での作製が困難であり、かつ組立冶具の作製にコストのかかる、風力発電用発電機等の大型の永久磁石磁気回路の製造に好適に利用可能である。以上、本発明の実施形態について図を用いて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ 永久磁石磁気回路
２ 永久磁石
３ ヨーク
４ 組立冶具（擦り込み冶具）
４ａ、１０４ａ 組立冶具の磁石固定部
４ｂ 組立冶具の駆動手段
４ｃ 組立冶具の押し込み棒
５ 通電剥離性接着剤
６、１０６ バックプレート
７、１０７ 磁石構造物
８、１０８ ネジ
１０９ 磁性体
１０ 電気抵抗調整板

Claims (6)

1. 永久磁石又は永久磁石がバックプレートに固定されてなる磁石構造物と、前記永久磁石又は磁石構造物を載置するヨークとを備える永久磁石磁気回路の製造方法であって、
   前記永久磁石又は磁石構造物を、通電剥離性接着剤を介して組立冶具に固定する工程と、
   前記組立冶具に固定された前記永久磁石又は磁石構造物を前記ヨーク上に配置し、固定する工程と、
   前記永久磁石又は磁石構造物と前記組立冶具とに電圧を印加して、前記永久磁石又は磁石構造物から前記通電剥離性接着剤を剥離し、又は、前記組立冶具から前記通電剥離性接着剤を剥離し、前記永久磁石又は磁石構造物を前記組立冶具から切り離す工程と
   を含む、永久磁石磁気回路の製造方法。
2. 前記永久磁石又は磁石構造物が、前記磁石構造物であり、かつ、前記磁石構造物を通電剥離性接着剤を介して組立冶具に固定する工程の前に、前記バックプレートと通電剥離性接着剤との間、又は、前記永久磁石及び前記バックプレートの両方と通電剥離性接着剤との間に電気抵抗調整板を更に配置する、請求項１に記載の永久磁石磁気回路の製造方法。
3. 前記永久磁石又は前記磁石構造物中の永久磁石の体積が１０００ｃｍ^３以下である、請求項１又は２に記載の永久磁石磁気回路の製造方法。
4. 前記永久磁石又は磁石構造物が、前記永久磁石であり、かつ、前記永久磁石の前記ヨークへの固定が、通電剥離性接着剤でないエポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤を用いて行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の永久磁石磁気回路の製造方法。
5. 前記永久磁石又は磁石構造物が、前記磁石構造物であり、かつ、前記磁石構造物の前記ヨークへの固定が、前記バックプレートに設けられたネジ孔を介して行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の永久磁石磁気回路の製造方法。
6. 前記永久磁石磁気回路が、永久磁石回転機又は磁場発生装置である、請求項１から５のいずれか１項に記載の永久磁石磁気回路の製造方法。

Images