JP7506926B2 - 磁石収容器およびこれを用いた永久磁石の管理方法並びに界磁子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、着磁された永久磁石を収容するための磁石収容器に係り、特に、ハルバッハ界磁子を構成する前の状態での複数の単位永久磁石を管理する上で好適な技術に関する。

回転電機（電動機（モータ）または発電機）において、磁場を高めるために、複数の単位永久磁石をハルバッハ配列という磁石配列に従って界磁子を構成する配置手法が知られている。

つまり、複数の単位永久磁石を、単にＮ極とＳ極とが交互になるように配置するＮ－Ｓ配列の場合、磁石配列の表側と裏側の両方に磁場が発生するため、磁場を有効利用できない。これに対し、ハルバッハ配列は、複数の単位永久磁石の磁極を、所定角度（例えば９０°）ずつ回転させながら順に配列する。これにより、磁石配列の一方の側の磁場が弱まり、他方の側では磁場が強くなって、磁石配列の片側に強い磁場を発生させることができる（例えば、特許文献１、２参照）。

ここで、ハルバッハ配列された複数の単位永久磁石を有するハルバッハ界磁子には、ネオジム磁石など、極めて強い磁力を持った単位永久磁石が使われる。そのため、隣接する単位永久磁石間に極めて強い反発力、吸引力が発生する。

また、ハルバッハ界磁子は、単位永久磁石の磁極を所定角度ずつ回転させながら順に配列する。よって、単位永久磁石の段階で着磁を行う「組立前着磁」が必要となる。そのため、量産に際して、複数の単位永久磁石の組立時や組立前の種々の工程（出荷検査、運搬、在庫、受入検査等）において、この強い反発力や吸引力に対して、何ら管理上の対策を施さない場合には、生産性が低下したり、検査が極めて困難になったりするおそれがある。

特開２０１５－１２２８３４号公報 特開２０１５－２７２０８号公報 ＷＯ／２０１９／０４５０１７

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ハルバッハ界磁子を構成するとき若しくは構成前の状態での複数の単位永久磁石の管理を容易にし得る、磁石収容器およびこれを用いた永久磁石の管理方法並びに界磁子の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る磁石収容器は、ハルバッハ界磁子を構成する前の状態での複数の単位永久磁石を収容するための収容部を備え、前記収容部は、前記単位永久磁石を収容可能に非磁性体製の壁によって区画された複数のスロットを有することを特徴とする。

本発明の一態様に係る磁石収容器によれば、収容部は、単位永久磁石を収容可能に非磁性体製の壁によって区画された複数のスロットを有するので、組立時や組立前の種々の工程（出荷検査、運搬、在庫、受入検査等）において、隣接する単位永久磁石間での直接の干渉を防止または抑制できる。そのため、ハルバッハ界磁子を構成するとき若しくは構成前の状態での複数の単位永久磁石の管理が容易となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る永久磁石の管理方法は、ハルバッハ界磁子を構成する前の状態での複数の単位永久磁石を管理する方法であって、本発明のいずれか一の態様に係る磁石収容器を用いて複数の単位永久磁石を管理することを特徴とする。

本発明の一態様に係る永久磁石の管理方法によれば、本発明のいずれか一の態様に係る磁石収容器を用いて複数の単位永久磁石を管理するので、ハルバッハ界磁子を構成するとき若しくは構成前の状態での複数の単位永久磁石の管理が容易となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るハルバッハ界磁子の製造方法は、円筒状をなす内外二つの界磁子ホルダと、これら二つの界磁子ホルダの間に拘束される複数の単位永久磁石と、を有するハルバッハ界磁子を製造する方法であって、本発明のいずれか一の態様に係る磁石収容器を用い、前記磁石収容器のスロットに収容された状態の前記単位永久磁石を、前記ハルバッハ界磁子に必要な配列となるように、前記スロットをガイドとして前記二つの界磁子ホルダの間に挿入することを特徴とする。

本発明の一態様に係るハルバッハ界磁子の製造方法によれば、本発明のいずれか一の態様に係る磁石収容器を用い、前記磁石収容器のスロットに収容された状態の前記単位永久磁石を、前記ハルバッハ界磁子に必要な配列となるように、前記スロットをガイドとして前記二つの界磁子ホルダの間に挿入するので、ハルバッハ界磁子の製造時における複数の単位永久磁石の管理が容易となる。

本発明によれば、ハルバッハ界磁子を構成するとき若しくは構成前の状態での複数の単位永久磁石の管理が容易となる。

本発明の一態様に係る磁石収容器にて管理した単位永久磁石を用いた回転電機の一実施形態であるハルバッハモータの斜視図であり、同図では、一部を軸方向に沿って破断して図示している。 図１のハルバッハモータの界磁子を示す斜視図（ａ）、および界磁子部の単位永久磁石の配列を説明する模式図（ｂ）である。 図１のハルバッハモータの界磁子を構成する単位永久磁石の一実施形態（端面が台形）を説明する斜視図である。 図１のハルバッハモータの界磁子を構成する単位永久磁石の他の実施形態（端面が扇形（ａ）、端面が台形と扇型との組み合わせ（ｂ））を説明する斜視図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器を構成する収容筒の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器を構成する視認盤の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器を構成する基台の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図８の基台に形成されたピン装着穴に着脱される保持ピンの一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図６の収容筒に画成されたスロットに差し込まれるプラグの一実施形態の説明図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器を構成する視認盤の変形例の説明図である。 本発明の一態様に係る磁石収容器を構成する視認盤の変形例の説明図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

［回転電機］
まず、ハルバッハ界磁子を有する回転電機の一実施形態であるハルバッハモータについて説明する。本実施形態は、回転電機として、三相同期電動機として構成されたハルバッハモータの例である。
図１に示すように、本実施形態のハルバッハモータ１は、複数の単位永久磁石５０を円筒状に配列した構造を含んで構成された円筒状のハルバッハ界磁子２と、ハルバッハ界磁子２の外周面に径方向で対向配置するように、３つの電機子巻線３０が収容されたコイルホルダ１２と、を有する。このハルバッハモータ１は、下部がベース１７によって支持された状態で設置対象に装着される。

コイルホルダ１２は、外周側を向く面に、電機子巻線３０を収容する楕円状の凹部が形成されている。コイルホルダ１２の楕円状の凹部は、電機子巻線３０が収容された後に、コイルホルダ蓋１４によって覆われる。

本実施形態の界磁子２は、図２に示すように、単位永久磁石５０を周方向に複数個（この例では４０個）を円筒状に組み合わせてハルバッハ配列された４極のＮ・Ｓ磁界構造を有するものである。なお、本明細書において、図２（ａ）に示すように、複数の単位永久磁石相互を特に区別しないで呼称するときには、代表符号５０として標記する。

複数の単位永久磁石５０は、所定のハルバッハ配列となるように、隣り合う単位永久磁石５０相互の磁性方向が異ならせたものが組み合わされる。なお、図２において、各単位永久磁石５０の端面に示す矢印は、それぞれのもつ磁性方向のイメージを示しており、矢印基端側がＳ極、先端側がＮ極である。

そして、本実施形態の界磁子２は、複数の単位永久磁石５０による円環状列が、径方向内側に薄肉円筒状の界磁子内ホルダ３がはめ込まれるととともに、径方向外側に薄肉円筒状の界磁子外ホルダ４がはめ込まれている。内外の界磁子ホルダ３、４はＣＦＲＰ（炭素繊維）製である。

界磁子内ホルダ３の内周面には、アルミ製の内ヨーク５が同軸にはめ込まれ、内ヨーク５端面の固定雌ねじ部に、軸方向の前後に図１に示す界磁子端部ホルダ６が複数のホルダ固定ボルト２２によって固定され、これにより、ハルバッハ界磁子２を構成する複数の単位永久磁石５０の円筒状組み合わせ状態が保持されている。

図１に戻り、コイルホルダ１２は、ハルバッハ界磁子２の外周面に対して適切な対向隙間を隔てた位置に、軸方向前後に離隔して設けられた一対のハウジング１５、１６によって保持される。一対のハウジング１５、１６同士の間には、電磁鋼板製の複数のヨーク７が配置されている。
複数のヨーク７は、例えば５００枚が周方向に沿って円筒状に積層されており、複数のヨーク７の外側が円筒状の外ヨーク９で支持されるとともに、軸方向の前後から一対のヨーク押え８で支持される。

ハルバッハ界磁子２の中心には、回転電機の入力または出力軸となるシャフト１０が同軸に固定される。本実施形態では、シャフト１０には、その軸方向前後に離隔して一対のシャフトフランジ１１が設けられている。
一対のシャフトフランジ１１は、軸方向前後の界磁子端部ホルダ６の外側の面に、複数のホルダ固定ボルト２２によって固定されることにより一体とされている。シャフト１０は、一対のハウジング１５、１６それぞれの中心部に設けられた組み合わせ軸受け２０によって回転自在に支持されるとともに、後端部がリアハウジング１６にＣ型止め輪２１によって保持されることで軸方向の位置が規定されている。

本実施形態の３つの電機子巻線３０は、平面視が小判型をなす空芯コイルであり、周方向に沿って湾曲形成されている。コイルホルダ１２の中心部には、長方形状の凸部が形成され、空芯コイル中心の空隙部が凸部の外周面にはめ込まれることで、電機子巻線３０が所期の装着位置に確実に保持される。

３つの電機子巻線３０は、各電機子巻線３０の巻き初めの端子が相互に繋がれて中性点とされる。なお、中性点には測定用の配線が接続され機外まで延設される。そして、各電機子巻線３０の巻き終わりの各端子に三相交流がそれぞれ印加されるようになっている。
本実施形態のハルバッハモータ１は、３つの電機子巻線３０に対して時間的に１２０°遅れたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の交流を順に流すことで、その移動磁界に４極の界磁子２のＮ・Ｓ磁界が引かれることで界磁子２が同期して、三相交流電流の周波数に応じた回転数で回転することができる。

［ハルバッハ界磁子］
次に、上記ハルバッハ界磁子２についてより詳しく説明する。
ここで、ハルバッハ配列は、例えば図２（ｂ）に示すように、３の倍数に２を加えた数の何れか一つが分割数とされ、電気角１周期を分割数で除した角度ずつ着磁方向が順に変更されてなる単位永久磁石５０が配列されることが好ましい。この場合、すべての単位永久磁石５０の着磁方向に平行な断面積形状が同一である。

本明細書では、ハルバッハ配列された４極の相対関係を説明する便宜のため、図２（ｂ）に示すように、一のＳ極を上に位置させたときに、当該Ｓ極の位置を符号Ｓｎと呼び、その反対側に位置するＳ極を符号Ｓｓと呼び、右側に位置するＮ極を符号Ｎｅと呼び、左側に位置するＮ極を符号Ｎｗと呼ぶこととする。

また、本明細書では、これら４極の間に位置する所定のハルバッハ配列となる単位永久磁石５０の組を遷移部５０ｔと称し、各遷移部５０ｔにおいて、Ｓ極からＮ極に向けて順に遷移する各単位永久磁石５０については、それぞれＳ極側から順に５０ａ～５０ｉと呼称することとする。

本実施形態のハルバッハ界磁子２は、Ｓ極部用として二つの単位永久磁石５０ｓ、Ｎ極部用として二つの単位永久磁石５０ｎ、そして、４つのハルバッハ遷移部５０ｔには、それぞれ９種類の単位永久磁石５０ａ～５０ｉが４組配置される。そのため、一の界磁子２を組み上げるには、計１１種類、４０個の単位永久磁石５０を要する。

つまり、本実施形態では、すべての単位永久磁石５０の着磁方向に平行な断面積形状が同一なので、着磁方向が１８°ずつ順に変更されてなる４０個の単位永久磁石５０の組によってハルバッハ界磁子２のハルバッハ配列が構成される。

ここで、単位永久磁石５０の所定の六面形状は、図３または図４に示すように、軸方向両端の２つの面５１ａ、５１ｂが相互に平行で且つ合同な矩形（図３）若しくは扇形（図４（ａ））またはこれらを組み合わせた形状（図５（ｂ））であって軸方向に沿った他の４つの面５２ｊ、５２ｋ、５３、５４が、２つの面５１ａ、５１ｂ相互の対向する輪郭線に沿った平面または湾曲面になっている立体形状を採用できる。

本実施形態のハルバッハ界磁子２では、図４に示すように、複数の単位永久磁石５０は、六面形状の態様が、軸方向両端の２つの面５１ａ、５１ｂが相互に平行で且つ合同な台形形状であり、他の面５２ｊ、５２ｋ、５３、５４は、すべて軸方向に沿った平行四辺形形状をなす四角柱状である。

［磁石収容器］
次に、上述したハルバッハ界磁子２を構成する複数の単位永久磁石５０を収容するための磁石収容器について詳しく説明する。
図５に示すように、本実施形態の磁石収容器１００は、一のハルバッハ界磁子２に必要な４０個の単位永久磁石５０をひとまとめの「セット」にしてパッケージするものであり、これによって、パッケージによる一貫輸送を行うとともに、パッケージでの出荷検査、運搬、受入検査、搬送、保管、在庫管理、組立工程に至るまで、上記ハルバッハ界磁子２を構成する前の状態での全ての工程管理を容易とし且つ破損を防止し、経費節減を可能とするものである。

ここで、ハルバッハ配列された複数の単位永久磁石５０を有するハルバッハ界磁子２には、ネオジム磁石など、極めて強い磁力を持った永久磁石が使われる。そのため、隣接する単位永久磁石５０間には極めて強い反発力、吸引力が発生する。

また、ハルバッハ界磁子２は、単位永久磁石５０の段階で着磁を行う「組立前着磁」が必要となる。そのため、量産に際して、組立時や組立前の種々の工程（出荷検査、運搬、在庫、受入検査等）において、単位永久磁石５０の強い反発力や吸引力に対して、何ら管理上の対策を施さない場合には、生産性が低下したり、検査が極めて困難になったりするおそれがある。

例えば、本実施形態の回転電機同様に、特許文献３に記載の技術では、界磁を構成する複数の単位永久磁石が、３の倍数に２を加えた数の何れか一つを分割数とし、コイルの電流の電気角１周期を前記分割数で除した角度ずつ着磁方向が順に変更されて所定方向に配列される、という複雑な構成を必要とする。
そのため、所定の角度ずつ着磁方向が順に変更された３以上の複数種類の単位永久磁石を要し、また、それらを所定方向に配列するという複雑な組み立て工程を要することとなる。

そのため、ハルバッハ界磁子用の単位永久磁石自体の管理や、複雑なハルバッハ配列とする組み立て工程での品質管理を行う上で、従来のような、Ｎ極とＳ極とが交互に配列された界磁（Ｎ－Ｓ配列界磁）が用いられた単位永久磁石の管理や、組み立て工程での品質管理を単にそのまま水平展開できない。

これに対し、本実施形態では、単位永久磁石５０の組立時や組立前の種々の工程において、図５に示す磁石収容器１００を用いることで、複数の単位永久磁石５０をパッケージで管理することができる。磁石収容器１００は、非磁性材料製であって、本実施形態の磁石収容器１００を構成する各部材は、いずれもプラスチックで形成されている。

詳しくは、同図に示すように、本実施形態の磁石収容器１００は、ハルバッハ界磁子２を構成する前の状態での複数の単位永久磁石５０を収容するための収容部として収容筒６０を備えている。本実施形態の磁石収容器１００では、収容部としての二重円筒状の収容筒６０と、収容筒６０をその軸まわりで回転可能に載置する円形の基台７０と、を備える。
収容筒６０は、単位永久磁石５０を収容可能に非磁性体製の面によって区画された複数のスロット６４を有する。本実施形態では、各スロット６４の軸方向長さは、単位永久磁石５０の軸方向長さよりも長く形成されている。

本実施形態の収容筒６０は、図６に示すように、一のハルバッハ界磁子２に必要な、４０個の単位永久磁石５０をひとまとめの「セット」にしたパッケージで管理可能とするために、複数（この例では４０）のスロット６４が平面視で円環状に並ぶように形成されている。つまり、収容筒６０に設けられた４０個のスロット６４は、ハルバッハ界磁子２での４０個の単位永久磁石５０の配置と相似状に構成される。

各スロット６４は、収容筒６０の軸方向の両端が開口しており、その開口した部分から単位永久磁石５０を挿抜可能になっている。本実施形態では、単位永久磁石５０は、各スロット６４の軸線に沿って上部の挿入口６４ｓから挿入されて下部の抜出口６４ｄから抜き出す構造になっている。

本実施形態の収容筒６０は、円筒状の外周壁６２と、外周壁６２と同軸に形成された円筒状の内周壁６１と、外周壁６２と内周壁６１とが対向する空間を周方向で複数の区画に分けるように径方向に沿って放射状に形成された複数の区画壁６３と、を有する。

これにより、収容筒６０は、外周壁６２と内周壁６１とが対向する空間が、複数の区画壁６３によって区分されることで複数のスロット６４が画成される。本実施形態の収容筒６０は、ハルバッハ界磁子２の配列に対して、複数のスロット６４は、拡大された相似形状の配置を有し、隣接するスロット６４相互は、区画壁６３によって仕切られることで離隔して配置されるようになっている。

本実施形態の収容筒６０は、内周壁６１の上端に、径方向内側に向けて円環状に張り出す視認盤８０を有し、視認盤８０には、ハルバッハ界磁子２を構成する複数の単位永久磁石５０の配列若しくは種類に対応して、複数のスロット６４への挿入されるべき位置を示す視認可能な印が設けられている。本実施形態では、図７に示すように、視認盤８０の部分は、円環状の別部品とされており、内周壁６１の上端面に、接着等によって固定される。

本実施形態の基台７０は、視認盤８０とは反対側となる下方に位置するように設けられ、図８に示すように、収容筒６０の外周壁６２の外面よりも径方向外側に向けて円筒状に外周側リブ７２が張り出され、また、内周壁６１の内面よりも径方向内側に向けて円筒状に内周側リブ７３が張り出されている。外周側リブ７２と内周側リブ７３との間の凹部に、円環状の載置面７１が形成されており、この載置面７１上に収容筒６０が載置可能に構成されている。

さらに、本実施形態の基台７０は、外周壁６２の下部端面に対して、径方向に沿って挿抜可能な保持ピン９０が差し込まれるピン装着穴７４が形成されている。
本実施形態の基台７０は、外周面の左右には、径方向外側に向けて張り出す固定部７５が形成され、固定部７５の中央には、磁石収容器１００を作業台等の他の部材に固定するためのボルトを装着可能な固定穴７６が設けられている。基台７０は、左右の固定部７５を用いて、不図示の作業台にネジ止めにて固定し、視認盤８０のついた収容筒６０だけを載置面７１上にて軸回りに回転させることができる。

また、基台７０には、スロット６４の抜出口に対向する位置に、単位永久磁石５０の通る挿通穴７２が軸方向に沿って一か所だけ空いており、挿通穴７２の側面の位置には、挿通穴７２に連通するように、径方向に沿って横穴７３が設けられ、この横穴７３に保持ピン９０が径方向に沿って挿抜可能に装着される。

保持ピン９０は、図９に示すように、略Ｔ字状に形成されたプラスチック製部材であり、把持部９２と、把持部９２の中央から直交方向に張り出す略尖頭状のピン部９１とを有する。保持ピン９０は、ピン部９１を横穴７３に挿入した状態では、ピン部９１が挿通穴７２を塞いでプラグＰの抜け落ちを防止し、横穴７３からピン部９１を抜き出した状態では、挿通穴７２が全開状態とされるようになっている。

ここで、本実施形態の磁石収容器１００は、収容状態の単位永久磁石５０を収容筒６０の各スロット６４の下から抜く際は、保持ピン９０のピン部９１を横穴７３から抜くだけでは、単位永久磁石５０がスロット６４の抜出口６４ｄから下にストンと抜け落ちるのではなく、単位永久磁石５０と同形状のプラグＰ（図１０参照）をスロット６４の挿入口６４ｓから押入れることにより、単位永久磁石５０を抜出口６４ｄから下に押し出すように寸法が設定されている。
プラグＰは、非磁性材料製であって、本実施形態のプラグＰは、プラスチックで形成されている。なお、図１０では、図３に示す単位永久磁石５０に対応するプラグＰの各面を、括弧を付して示している。

一方、４０本の単位永久磁石５０は、視認盤８０に示される「１→２→３」との番号の順に収容筒６０から抜き出すことは少なく、例えば「１→２１→１１→３１」のように、番号を飛び順で抜き出すことが多い。
これは、磁石収容器１００の収容筒６０から抜き出した単位永久磁石５０を、ＣＦＲＰ製の内外の界磁子ホルダ３、４に組み入れる時に、径方向で対称となる位置のものから順に組み入れたりすることが多いためである。
このとき、基台７０上部の視認盤８０のついた収容筒６０を軸回りに回転させる組み込み工程を経るところ、保持ピン９０がないと、すでに単位永久磁石５０と入れ替わってスロット６４に入っているプラグＰが挿通穴７２から下方に抜け落ちてしまうおそれがある。

また、仮に、単位永久磁石５０がスロット６４の抜出口６４ｄから下方に飛び出ようとする力を受けていても、保持ピン９０によって単位永久磁石５０の飛び出しが防止される。
そのため、不意に単位永久磁石５０が下方に飛び出すことで作業者が怪我をするようなことが防止される。このように、保持ピン９０は、プラグＰだけでなく単位永久磁石５０の収容筒６０からの飛び出し防止の役目も担っている。

本実施形態では、視認盤８０の上面に設けられている印は、各スロット６４に対して周方向中央の位置に径方向に沿って設けられた目盛８１と、目盛８１に対して径方向内側の位置に設けられて単位永久磁石５０が対応して挿入されるべきスロット６４を区別する１から４０までの数字のうちのいずれかの番地番号８２と、を有する。

本実施形態では、番地番号８２については、単位永久磁石５０が対応して挿入されるべきスロット６４の番号１～４０までのすべてを視認盤８０に記入すると、かえって見づらくなり、またスペース的に文字も大きくできないため、本実施形態では、番地番号８２とする番号１～４０までのうち、飛び飛びの値を適宜選択して簡素化して表示している。本実施形態では、番地番号８２を省略した箇所には、円形のドットマーク８３が表示されている。

ここで、上述したように、収容筒６０の各スロット６４の軸方向長さは、単位永久磁石５０の軸方向長さよりも長く形成されているところ、本実施形態では、スロット６４の底まで押し込んだ状態の単位永久磁石５０の上面が、収容筒６０の上面よりも５ｍｍほど低い位置になるように、単位永久磁石５０の入るスロット６４の長さを深めに設定してある。

これは、仮に、単位永久磁石５０の上面が収容筒６０の上面と面一に設定されていると、隣に単位永久磁石５０が挿入された空きスロット６４に対して、上方から単位永久磁石５０を挿入し難くなるからである。
つまり、空きスロット６４に対して作業者が手で単位永久磁石５０の挿入作業を行う際に、収容筒６０の上面と面一に設定されていると隣の単位永久磁石５０の磁界による反発や吸着による影響がより大きく及ぶため、空きスロット６４の挿入口６４ｓに単位永久磁石５０の先端をピッタリと嵌め込むことが困難となるからである。

これに対し、空きスロット６４に挿入する単位永久磁石５０を近づけた時、収容筒６０の空きスロット６４の上面とその隣のスロット６４に挿入済みの単位永久磁石５０の上面とに高さ方向に５ｍｍほどの段差があると、隣の単位永久磁石５０の磁界から受ける反発や吸着の力が小さくなるので、挿入する単位永久磁石５０先端を空きスロット６４に対してより嵌め込み易くなるのである。

そして、一旦、空きスロット６４の挿入口６４ｓに挿入する単位永久磁石５０の端部を嵌め込んでしまえば、その後は、スロット６４の内面がガイドとなって、単位永久磁石５０をスロット６４の下方に向けて容易に押し込んでいける。
本実施形態のように、各スロット６４の軸方向長さを、単位永久磁石５０の軸方向長さよりも５ｍｍの軸方向段差が生じる程度に長く形成することで、単位永久磁石５０の先端をスロット６４の挿入口６４ｓにより容易に嵌め込むことができる。

このように、本実施形態の磁石収容器１００によれば、収容筒６０が、単位永久磁石５０を収容可能に非磁性体製の面によって区画された複数のスロット６４を有するので、ハルバッハ界磁子２の組立時や組立前の種々の工程（出荷検査、運搬、在庫、受入検査等）において、隣接する単位永久磁石５０間での直接の干渉を防止または抑制できる。そのため、ハルバッハ界磁子２を構成する複数の単位永久磁石５０の管理が容易となる。

［永久磁石の管理方法］
例えば、管理方法の一例として、本実施形態の磁石収容器１００を用いて、出荷検査若しくは受入検査を行う方法について説明する。
ここで、フイルム状の非磁性シートに磁性流体を均一に分布させた磁気観察シートが知られている。この種の磁気観察シートは、シート裏面を永久磁石上に置くことにより、シート面上に永久磁石の磁気パターンが表示されるため、永久磁石の着磁状態を一目で把握できる。

本実施形態の磁石収容器１００においては、一のハルバッハ界磁子２に必要な４０個の単位永久磁石５０をひとまとめにした「セット」にしてパッケージし、特に、ハルバッハ界磁子２の配置と相似状に複数のスロットを構成しているので、出荷検査若しくは受入検査時に、この種の磁気観察シートを磁石収容器１００の上面に載置するだけで検査が可能である。
つまり、磁気観察シートを用いたハルバッハ配列特有のバターンチェックにより、ハルバッハ界磁子２として正規の磁気パターンであるか否かを一目で把握できる。そのため、極めて効率良く検査を行うことができる。

［ハルバッハ界磁子の製造方法］
また、製造方法の一例として、本実施形態の磁石収容器１００を用いて、上記ハルバッハ界磁子２を製造する方法について説明する。
磁石収容器１００のスロット６４に収容された状態の単位永久磁石５０を、ハルバッハ界磁子２に必要な配列となるように、スロット６４をガイドとして二つの界磁子ホルダ３，４の間に挿入する。これにより、複数の単位永久磁石５０を効率良く二つの界磁子ホルダ３，４の間に挿入することができる。

なお、本発明に係る磁石収容器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、上記実施形態の磁石収容器１００は、一のハルバッハ界磁子２に必要な４０個の単位永久磁石５０をひとまとめにした「セット」にしてパッケージで管理する例を示したが、これに限定されず、本発明に係る磁石収容器は、単位永久磁石を収容可能に非磁性体製の面によって区画された複数のスロットにより、隣接する単位永久磁石間での直接の干渉を防止または抑制する収容部を備えていれば、種々の態様を採用できる。

例えば、パッケージでの管理に替えて、１１種類の単位永久磁石５０を別個に収容する収容部を備える磁石収容器を構成できる。また、４極の構成に区分して単位永久磁石５０を収容する収容部を備える磁石収容器を構成できる。
このような構成の収容部であれば、上述した収容筒６０のように、ハルバッハ界磁子２の配置と相似状に複数のスロットを構成不要なので、「筒」状以外の形状とする収容部を採用できる。例えば帯状の収容部として複数のスロットを並行に設けて、帯状の延在方向で折り畳みや巻き込みなどが可能な可撓性の構造とすることができる。

また、例えば上記実施形態では、収容部以外に、基台や視認盤を備える磁石収容器の構成例を示したが、これに限定されず、本発明に係る磁石収容器は、少なくとも単位永久磁石５０を収容可能に非磁性体製の面によって区画された複数のスロット６４を有するものであれば、本発明の作用効果を奏し得る。

但し、収容された単位永久磁石５０の保持状態を安定させたり、脱落防止性能をより向上させたり、組付け工程での作業性をより向上させたりする上では、基台に対応する構成を更に有することが好ましい。
また、本実施形態の収容筒６０のようなパッケージでの管理においては、ハルバッハ界磁子を構成する複数の単位永久磁石の配列若しくは種類に対応して、複数のスロットへの挿入されるべき位置を示す視認可能な印が設けられた視認盤を更に備えることは好ましい。

また、視認盤を更に備える場合にあっても、内周側に限らず、視認盤８０を収納筒７０の外周側に設けてもよく、また、視認盤８０を別個の部品でなく、視認盤８０が収容筒７０と一体形成されていてもよい。
また、視認可能な印は、目盛８１や番地番号８２のような数字に限定されず、種々の記号や符号を採用できることも勿論である。例えば図１１に示す変形例のように、複数のスロット６４への挿入されるべき位置を示す視認可能な印として、複数の単位永久磁石の配列若しくは種類に対応して、着磁方向を示す矢印８４を採用してもよい。また、図１２に示す変形例のように、アルファベット等を含む文字８５を採用してもよい。

また、本発明に係る磁石収容器を適用可能な回転電機についても、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、上記実施形態のハルバッハモータ１においては、所定の六面形状をなす単位永久磁石５０として、四角柱状をなす例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示したように、軸方向両端の２つの面が相互に平行で且つ合同な矩形若しくは扇形またはこれらを組み合わせた形状であって軸方向に沿った他の４つの面が前記２つの面相互の対向する輪郭線に沿った平面または湾曲面になっていれば、種々の態様とすることができる。

このような構成であっても、単位永久磁石を収容可能に非磁性体製の面によって区画された複数のスロットにより、隣接する単位永久磁石間での直接の干渉を防止できるため、ハルバッハ界磁子を構成する複数の単位永久磁石の管理が容易となる。

１ ハルバッハモータ（回転電機）
２ ハルバッハ界磁子
３ 界磁子内ホルダ（内筒）
４ 界磁子外ホルダ（外筒）
５ 内ヨーク
６ 界磁子端部ホルダ（端面蓋）
７ ヨーク
８ ヨーク押え
９ 外ヨーク
１０ シャフト
１１ シャフトフランジ
１２ コイルホルダ
１４ コイルホルダ蓋
１５ フロントハウジング
１６ リアハウジング
１７ ベース
２０ 軸受け
２１ Ｃ型止め輪
２２ ホルダ固定ボルト
２３ ヨーク固定ボルト
２４ ハウジング固定ボルト
３０ 電機子巻線
３１ コイルエンド（前）
３２ コイルサイド
３３ コイルエンド（後）
５０ 単位永久磁石
６０ 収容筒（収容部）
６１ 内周壁
６２ 外周壁
６３ 区画壁
６４ スロット
６６ 装着面
７０ 基台
７１ 載置面
７２ 外周側リブ
７３ 内周側リブ
７４ ピン装着穴
７５ 固定部
７６ 固定穴
８０ 視認盤
８１ 目盛（印）
８２ 番地番号（数字：印）
８３ ドット（印）
８４ 矢印（印）
８５ 文字（印）
９０ 保持ピン
９１ ピン部
９２ 把持部
１００ 磁石収容器
Ｐ プラグ

Claims (13)

1. 円環状のハルバッハ配列をもつハルバッハ界磁子を構成する前の状態での複数の単位永久磁石を前記ハルバッハ配列のままで前記ハルバッハ界磁子の周長よりも周長の長い拡径状態で収容するための収容部を備え、
   前記収容部は、前記単位永久磁石を収容可能に非磁性体製の壁によって区画された複数のスロットを有することを特徴とする磁石収容器。
2. 前記スロットは、軸方向の両端が開口しており、該開口した部分から前記単位永久磁石を挿抜可能になっている請求項１に記載の磁石収容器。
3. 前記収容部として、
   円筒状の外周壁と、
   該外周壁と同軸に形成された円筒状の内周壁と、
   前記外周壁の内面と前記内周壁の外面とが対向する空間を周方向で複数の区画に分けるように径方向に沿って放射状に形成されるとともに軸方向に伸びる複数の区画壁と、を有する収容筒を備え、
   前記収容筒は、前記外周壁の内面と前記内周壁の外面とが対向する空間が、前記複数の区画壁によって区分されることで前記複数のスロットが画成されている請求項２に記載の磁石収容器。
4. 前記収容筒は、前記複数のスロットの数が、一のハルバッハ界磁子に必要な単位永久磁石の数と同一である請求項３に記載の磁石収容器。
5. 前記スロットの軸方向長さは、前記単位永久磁石の軸方向長さよりも長く形成されている請求項３または４に記載の磁石収容器。
6. 前記収容筒の内周側または外周側の一端に、径方向に円環状に張り出す視認盤を更に有し、
   該視認盤には、前記ハルバッハ界磁子を構成する前記複数の単位永久磁石の配列若しくは種類に対応して、前記複数のスロットへの挿入されるべき位置を示す視認可能な印が設けられている請求項３～５のいずれか一項に記載の磁石収容器。
7. 前記視認盤に設けられている前記印は、数字である請求項６に記載の磁石収容器。
8. 前記視認盤に設けられている前記印は、目盛である請求項６に記載の磁石収容器。
9. 前記ハルバッハ界磁子は、４０個の前記単位永久磁石を組み合わせて構成される４極の界磁子であり、
   前記視認盤に設けられている前記印は、
   各スロットの周方向中央の位置に対応して設けられた目盛と、
   該目盛に対して径方向内側の位置に設けられて前記単位永久磁石が対応して挿入されるべきスロットを区別する数字と、
   を有する請求項６に記載の磁石収容器。
10. 前記収容筒が当該収容筒の軸まわりで回転可能に載置される基台を更に備え、
    前記基台は、前記スロットの開口に対向する位置に、前記単位永久磁石を挿通可能な挿通穴が軸方向に沿って貫通しており、
    前記基台の外面には、前記挿通穴に連通するように径方向に沿って挿抜可能な保持ピンが差し込まれるピン装着穴が形成されている請求項３～９のいずれか一項に記載の磁石収容器。
11. 前記複数の単位永久磁石は、軸方向両端の２つの面が相互に平行で且つ合同な矩形若しくは扇形またはこれらを組み合わせた形状であって、軸方向に沿った他の４つの面が、前記２つの面相互の対向する輪郭線に沿った平面または湾曲面になっている六面形状をなすものである請求項１～１０のいずれか一項に記載の磁石収容器。
12. 円環状のハルバッハ配列をもつハルバッハ界磁子を構成する前の状態での複数の単位永久磁石を管理する方法であって、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の磁石収容器を用いて複数の単位永久磁石を前記ハルバッハ配列のままで前記ハルバッハ界磁子の周長よりも周長の長い拡径状態で管理することを特徴とする永久磁石の管理方法。
13. 円筒状をなす内外二つの界磁子ホルダと、これら二つの界磁子ホルダの間に拘束される複数の単位永久磁石と、を有する円環状のハルバッハ配列をもつハルバッハ界磁子を製造する方法であって、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の磁石収容器を用い、
    前記磁石収容器のスロットに収容された状態の前記単位永久磁石を、前記ハルバッハ界磁子に必要な配列となるように、前記スロットをガイドとして前記二つの界磁子ホルダの間に挿入することを特徴とするハルバッハ界磁子の製造方法。

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