以下、本発明の実施の形態について、図� ��を用いて説明する。

 (実施の形態)
 本発明は、次の2つの工程を必須とする。そ の1つは、磁石の機械的設計とともに、一定� �向に保たれた一様な磁界によって、面垂直� �ら面内に異方性の方向が連続変化したセグ� �ントを作製する工程である。すなわち、作� �されたセグメントにおいては、異方性の方� �が、一様な磁界を受けた面に対して垂直と� �る方向からその面の広がり方向へと連続的� �変化している。もう1つは、複数のこれらセ� ��メントを円周上に配置し、当該セグメント� ��一方のスラスト方向端面から、当該セグメ� ��トの粘性変形に基づくレオロジーによりリ� ��グ状に押出し、続いてセグメントのスラス� ��方向両端面から圧縮する工程である。

 上記、本発明にかかる必須の製造工程をさ� ��に詳しく説明する。先ず、本発明で必須と� ��る第1の製造工程では、内外周切片を複数も つセグメントを、一様な外部磁界Hexによる磁 界中で成形加工する。ここで、内外周切片は 、機械角φに対応した角度Hθの変化を与える� ��片である。また、角度Hθは、一様な外部磁� ��Hexの方向と、セグメントの任意位置、すな� ��ち、最終のロータ機械角φに対応する内外� �方向接線との角度である。セグメントの成� �加工法としては、よく知られた射出法や押� �法で差し支えないが、エネルギー密度(BH)max� ��160~180kJ/m ³ とするには直交磁界中での圧縮法が好ましい 。

 また、本発明で必須とする第2の製造工程 では、先ず、必須とする第1の製造工程で製� �した複数のセグメントを極数に応じて円周� �に配置する。そして、当該セグメントの一� �のスラスト方向端面から、その粘性変形に� �づくレオロジーを利用してリング状に押出� �る。続いて、当該セグメントのスラスト方� �両端面から圧縮成形して、異方性を連続方� �制御した希土類-鉄系リング磁石とする。

 なお、上記、複数のセグメントとは2個以 上の偶数であり、その数自体は本発明にかか る小型モータの設計思想に委ねられる。

 ところで、希土類-鉄系磁石材料が自由に 回転する状態で、外部磁界Hexを与えたとき、 当該磁石材料は外部磁界Hexの方向に磁化され て整列する。したがって、セグメント断面に おいて内外周方向接線に対する磁化ベクトル 角M、すなわち異方性の方向は、M≒Hθとなる� ��

 例えば、リング磁石の異方性磁極におい� ��ラジアル異方性領域の磁化ベクトル角をMc� �非ラジアル異方性領域の磁化ベクトル角をMd とし、さらに角度Hθとの誤差を小さくする必 要がある。そこで、セグメント形状の設定で は、次のようにして断面形状を求めることが 望ましい。すなわち、任意の機械角φの位置� ��角度Hθをもつ剛体が回転移動し、異方性の� ��度を崩さずに異方性の方向のみが変化する� ��し、それらの剛体の集合体を非線形構造解� ��することでセグメントの断面形状を求める� ��また、任意の機械角φの位置に対する角度H� �をもつ剛体の集合体が異方性の程度を崩さ� �に異方性の方向のみが変化する回転移動は� �熱と外力によって生じる溶融線状高分子の� �ん断流動、伸長流動、およびそれらが重複� �た粘性変形に基づくレオロジーを利用する� �

 次に、本発明で言う異方性の方向制御に� ��いて、最適な異方性の方向と分布について� ��明する。ここで、回転軸中心を原点とした� ��定子鉄心ティースの機械角をφs、回転軸中� ��を原点としたリング磁石の磁極中心の機械� ��をφrとする。このとき、本発明にかかる望� ��しい異方性の連続方向制御の形態とは、φs� ��φrに相当する領域では磁極の回転方向接線� ��対する磁化ベクトル角Mcを90度、すなわちラ ジアル異方性領域(以下、適宜、ラジアル領� �と呼ぶ)を設けることが望ましい。ラジアル� ��域は、磁化ベクトル(異方性方向)が略回転� �中心方向を向くセグメント中の領域である� �また、ラジアル領域での異方性方向の誤差� �均を2度以下とする。さらに、上記磁化ベク� ��ル角がMcのラジアル領域から隣接する磁極(� ��極)の磁化ベクトル角がMcのラジアル領域に� ��る間は非ラジアル異方性領域(以下、適宜、 非ラジアル領域と呼ぶ)とする。すなわち、� �ラジアル領域では、磁化ベクトル(異方性方� ��)が回転軸中心方向からずれた方向を向く。 この非ラジアル領域の磁化ベクトル角をMdと� ��たとき、非ラジアル領域に相当する機械角� �とMdの分布を与える一次回帰式φ=a×Md+b(a、b� �係数)とすることが望ましい。これは磁極の� ��界近傍での異方性の方向が面内異方性とな� ��ことを意味している。本発明ではφとMdの一 次回帰式の相関係数rを0.995以上の精度とする ものである。

 上記のような機械角φに対する異方性方� �と、その分布とを与えると、リング磁石の� �極が発生する静磁界Msが固定子鉄心ティース に到達する量の減少を最小限とすることがで きる。加えて、非ラジアル領域の磁化ベクト ル角Mdとしたとき、機械角φとMdとの分布を与 える一次回帰式の相関係数rを0.995以上の精度 とすることで、モータのコギングトルクを低 減できる。

 以上のようにリング磁石の磁極で発生す� ��静磁界の固定子鉄心への流入の安定化を図� ��、その減少を抑制している。しかも、磁極� ��の静磁界の極性反転を機械角φに対して安� �化することが、最適な異方性の方向と、そ� �分布と言える。

 一方、本発明にかかる異方性を連続方向制� ��した希土類-鉄系リング磁石でモータの小型 化、省エネルギー化を進めるには、当該磁極 から発生する静磁界の大きさも重要である。 そこで、本発明では、均質な異方性方向と、 その分布をもつリング磁石の製造過程、とく に、セグメントからリング磁石とする際の磁 気特性の劣化を限定する。本発明では、セグ メントと、それを加工したリング磁石におい て残留磁化Mrの差を0.03T以下、異方性分散σの 差を7%未満とすることができる。加えて、静� ��界の水準として、異方性方向の残留磁化Mr� �0.95~1.05T、保磁力HcJを0.85~0.95MA/m、エネルギー 密度(BH)maxを160~180kJ/m ³ とすることができる。

 さらに、本発明にかかるリング磁石は、一� ��な磁界中で成形加工したセグメントで構成� ��るため、リング磁石を小口径化しても、そ� ��エネルギー密度(BH)maxが劣化しない利点があ る。一般に、ラジアル異方性磁石は、その直 径が概ね25mm以下になると、配向のためのラ� �アル磁界の減少により、エネルギー密度(BH)m axが減少する。このため、このような小型モ� ��タでは(BH)max≒80kJ/m ³ の等方性Nd ₂ Fe ₁₄ B磁石が用いられることが多いが、このよう� �既存モータの小型化、省エネルギー化に、� �り大きな効果が得られる。

 以上のような、レオロジーとエネルギー密� ��(BH)maxが160~180kJ/m ³ とを確保する好適なセグメントの構成として は、例えば次のような構造とする。すなわち 、150μm以下のNd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料を、平均粒子径3~5μm� ��Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ 系希土類-鉄系磁石材料と結合剤とのマトリ� �ス(連続相)で隔離したマクロ構造とする。そ して、好ましくは、エネルギー密度(BH)maxが27 0kJ/m ³ 以上の希土類-鉄系磁石材料の体積分率を80vol .%以上とする。

 図1Aは、異方性方向制御を示す第1の概念� ��、図1Bは、異方性方向制御を示す第2の概念� ��、そして、図1Cは、異方性方向制御を示す� �3の概念図である。

 上記のような本発明にかかる異方性を連� ��方向制御した希土類-鉄系リング磁石を実現 するには、先ず、図1Aのようなセグメント10� �準備する。セグメント10は、一様方向をもつ 外部磁界Hexと任意の位置で、内外周切片11と� ��す角度Hθの分布が、磁極中心部分では90度� �すなわちラジアル異方性領域となる。そし� �、セグメント10は、周方向磁石端では面内異 方性になるように、角度Hθが90度から機械角� �に対する一次式で連続変化する非ラジアル� �方性領域をもつ。ただし、図1A、図1Cは、セ� ��メント磁石の中心から右半分の断面形状を� ��している。また、図1Bは、任意位置での内� �周切片11である磁石断片と角度Hθ、磁化ベク トル角M(ラジアル異方性領域ではMc、非ラジ� �ル異方性領域ではMd)を示している。

 次に、本発明にかかる複数のセグメント1 0を円周上に配置し、セグメント10の一方のス ラスト方向端面から加圧する。そして、セグ メント10の粘性変形に基づくレオロジーを利� ��してリング状に押出し、続いてリング状に� ��出した複数のセグメント10をスラスト方向� �端面から圧縮成形する。すると、図1Cのセグ メント10aようにセグメント10が変形する。変� ��したセグメント10aの各内外周切片11におい� �、その異方性の方向を示す磁化ベクトル角M� ��、図1Bのように回転し、角度Hθと、その分� �に応じた磁化ベクトル角M(Mc、およびMd)を有� ��るリング磁石となる。

 次に、上記本発明にかかる複数のセグメ� ��トを押出圧縮成形してリング磁石を製造す� ��過程を、図2A、図2Bを用いて説明する。

 図2Aは、本発明にかかる押出圧縮過程の� �例を示す斜視外観図である。また、図2Bは、 本発明にかかる押出圧縮成形ダイスの断面構 成図である。なお、図2Aでは、分かりやすく� ��るため、図2Bに示す押出圧縮成形ダイスを� �いた状態での押出圧縮過程の一例を示して� �る。

 図2Aに示すように、押出圧縮過程で利用� �る押出成形用コア30は、部位31、部位32およ� �部位33を有している。この押出成形用コア30� ��部位31に、セグメント10に相当する予備成形 のセグメント磁石20が配置される。

 部位31では、図2Aのように、円周上に配置 した予備成形のセグメント磁石20を、図2Bに� �すような押出圧縮成形ダイス35とともに規定 位置に収納する。部位32では、部位31に収納� �た当該セグメント磁石20のレオロジーを利用 し、図1Aから図1Cの形状に押出加工する。部� �33では、部位32で押出されたセグメント磁石2 0を、リング形状に圧縮成形する。具体的に� �、リング形状のパンチを用いて、図2Aに示す スラスト方向セグメント端面21の少なくとも� ��部を押し、複数の予備成形のセグメント磁� ��20を同時に部位31から部位32を経て、部位33� �で押出す。そして、部位32でレオロジーによ り変形して部位33に押出した複数のセグメン� ��磁石20は、押出方向と逆方向からもリング� �状のパンチを作動させて圧縮成形する。こ� �で、レオロジーを利用したセグメントの押� �抵抗は殆どないが、圧縮成形の最終段階で� �20~60MPaの圧力でセグメント相互を熱圧着して 一体化する。

 押出圧縮成形したリング磁石40は、当該� �形型から離型したのち、熱処理が施され、� �2Aに示すように、離型し、熱硬化したリング 磁石41が形成される。そして、このリング磁� ��41は、最終的にロータ鉄心42と組み合わされ て、例えば8極リング磁石ロータ43が形成され る。

 なお、本発明は異方性希土類-鉄系磁石材 料とともに、少なくとも図1Aから図1C、ある� �は図2Aのように、予備成形のセグメント磁石 20にレオロジーを付与するように調整した熱� ��化性樹脂組成物を用いる。

 図3Aは、溶融高分子の外力による流動形� �を示す第1の概念図、また、図3Bは、溶融高� �子の外力による流動形態を示す第2の概念図� ��ある。

 上記、本発明で言う磁石のレオロジーと� ��、図3A、図3Bの概念図で示すように、熱硬化 性樹脂組成物の成分の一部が、絡み合う糸状 の分子鎖として、予備成形セグメント磁石内 部に一様に介在する。そして、熱と外力F-F’ とに応じて、せん断流動、または伸長流動な どの粘性変形を原理としている。また、図2A� ��押出圧縮成形リング磁石40は、例えば、図4� ��示す熱硬化性樹脂組成物の成分を架橋反応� ��より3次元網目構造化し、図2Aのように熱圧� ��で一体化した磁石を剛体化する。これによ� ��、図2Aのように本発明にかかる磁石と鉄心� �を組み合わせたロータの機械的強度、耐熱� �、耐久性を調整することができる。

 図4は、ノボラック型エポキシオリゴマー 、線状ポリアミド、2-フェニル-4,5-ジヒドロ� �シメチルイミダゾールからなる熱硬化性樹� �組成物の分子構造を示す概念図である。そ� �て、図4は、本発明にかかる磁石にレオロジ� ��を付与するように調整した熱硬化性樹脂組� ��物の一例である。ただし、図4に示すドット サークルは架橋部分の分子構造を示している 。この図4の例では、線状ポリアミドが溶融� �態のとき、絡み合う糸状の分子鎖として、� �極中のマトリクスに一様に介在する。そし� �、外力F-F’に応じて、せん断流動、または� �長流動を引き起こすことで磁石の変形を担� �。なお、図3A、図3Bに示す流動を与える熱硬� ��性樹脂組成物は、必ずしも図4に示すものだ けに限定されない。

 ところで、小型モータのトルク密度は、磁� ��が発生する静磁界Ms、すなわち、固定子鉄� �と磁極との空隙磁束密度に比例する。仮に� �同一寸法同一構造の磁石と固定子鉄心とで� �成した小型モータの空隙磁束密度は、磁石� �エネルギー密度(BH)maxの比の平方根に概ね比� ��する。このことから、エネルギー密度(BH)max の水準が、概ね80kJ/m ³ を上限とする等方性Nd ₂ Fe ₁₄ Bボンド磁石に対し、本発明にかかる磁極の� �ネルギー密度(BH)max値を160kJ/m ³ 以上とすれば、略1.4倍のトルク密度の増加が 見込まれる。したがって、本発明にかかる異 方性を連続方向制御した希土類-鉄系リング� �石は、トルク密度を高めるという観点から� �残留磁化Mrが0.95T以上、保磁力HcJが0.9MA/m以上 、エネルギー密度(BH)maxが160kJ/m ³ 以上の性能を有するものが望ましい。

 上記のような、エネルギー密度(BH)max≧160kJ/ m ³ の本発明にかかる磁石を得るには、エネルギ ー密度(BH)max≧270kJ/m ³ の希土類磁石-鉄系材料の磁石に占める体積� �率を80vol.%以上とすることが望ましい。

 本発明にかかる異方性の希土類-鉄系磁石材 料としては、例えば、非特許文献12でのA.Kawam otoらのRD(Reduction and Diffusion)-Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ や、非特許文献13でのT.Takeshitaらの(R2[Fe,Co]14B) 相の水素化(Hydrogenation,R2[Fe,Co]14BHx)、650~1000°C� ��の相分解(Decomposition,RH ₂ +Fe+Fe ₂ B)、脱水素(Desorpsion)、再結合(Recombination)で作� ��した所謂HDDR-Nd ₂ Fe ₁₄ Bなどを挙げることができる。

 (実施例)
 以下、本発明にかかる異方性を連続方向制� ��した希土類-鉄系リング磁石について、8極12 スロット表面磁石型同期モータ(SPMSM)を対象� �した実施例により、さらに詳しく説明する� �ただし、本発明が本実施例に限定されるも� �ではない。

 先ず、図5は、本発明にかかる密度6.01Mg/m ³ の磁石のマクロ構造の走査電子顕微鏡(SEM)写� ��を示す図である。ただし、異方性Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ 系希土類-鉄系磁石材料、並びに異方性Nd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料は、熱硬化性樹脂組� ��物とともに160℃の加熱下で、一様な外部磁� ��を1.4MA/mとした配向磁界を印加し、20~50MPaの� ��力で圧縮成形され、セグメントが形成され� ��。ここで、異方性Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ 系希土類-鉄系磁石材料は、粒子径が3~5μm、� �ネルギー密度(BH)maxが290kJ/m ³ である。また、異方性Nd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料は、粒子径が38~150μm� ��エネルギー密度(BH)maxが270~300kJ/m ³ である。図5のように、この磁石のマクロ構� �の特徴は、Nd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料を、Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ 系希土類磁石微粉末と熱硬化性樹脂組成物と から成るマトリクス(連続相)で隔離した構造� ��している点にある。また、Sm ₂ Fe ₁₇ N ₃ およびNd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料が占める体積分率は8 1vol.%である。

 図6Aは、図5に示したマクロ構造をもつ本発� ��にかかる磁石、および当該磁石材料を全てS m ₂ Fe ₁₇ N ₃ 系、またはNd ₂ Fe ₁₄ B系希土類-鉄系磁石材料とし、同一条件で製� ��した磁石のM-H loopを比較した特性図である� ��ただし、測定磁界は±2.4MA/mである。図6Aか� �明らかなように、保磁力HcJは、およそ1MA/mで ほぼ同じであるが、残留磁化Mrが異なる。そ� ��で、これらの磁石の残留磁化Mrとエネルギ� �密度(BH)maxとの関係をプロットすると、図6B� �得られる。図6Bのように、本発明にかかる構 成とすると、そのエネルギー密度(BH)maxは160~1 80kJ/m ³ に達する。

 一方、熱硬化性樹脂組成物は、図4に示し たエポキシ当量205~220g/eq、融点70~76℃のノボ� �ック型エポキシオリゴマー、融点80℃、分子 量4000~12000の線状ポリアミド、2-フェニル-4,5-� ��ヒドロキシメチルイミダゾールから成る。� ��れらはゲル化に至らず、線状ポリアミドは� ��で再溶融し、絡み合う糸状の分子鎖として� ��石中に一様に介在する。そして、図3Bのよ� �な熱と外力の方向に応じて、せん断流動、� �長流動を引き起こす。これにより、図1A、図 1B、および図2Aに対応するレオロジー特性を� �する。

 図7A、図7Bは、本発明にかかる上記マクロ 構造を有するセグメント磁石20、並びにそれ� ��を押出圧縮成形したリング磁石40、すなわ� �加工前後の形状図である。ここで、図7Aに示 す一様な外部磁界Hexとセグメントの任意の位 置の接線とに対する角度Hθは、リング磁石内 外周の任意の機械角φの位置の接線に対する� ��化ベクトルMの角度Mc、およびMdに相当する� �すなわち、Hθ≒Mc、Hθ≒Mdである。ここで、� ��1Aのように内外周方向接線に対する外部磁� �Hexとなす角度Hθの設定は、セグメント外周� �は0.3655mmピッチ、内周では0.2845mmピッチとし� ��いる。そして、ラジアル方向磁極中心で2分 割した計96の剛体の集合体として、各剛体が� ��それぞれ回転移動するとした非線形構造解� ��で図7Aのセグメント形状を設定している。

 次に、図2Aおよび図2Bで説明したように、 予備成形セグメント20を圧縮成形し、リング� ��石40を形成する。

 次に、本発明にかかる押出圧縮成形した� ��ング磁石40は、当該成形型から離型したの� �、大気中170℃、20分の熱処理を施す。これに より、線状ポリアミドを含む熱硬化性樹脂組 成物を図4のように架橋した。ただし、図4で� ��遊離エポキシ基を示しているが、これらは� ��全てイミダゾール類、あるいは線状ポリア� ��ド分子鎖内アミノ活性水素、あるいは末端� ��ルボキシル基などと反応させ、剛直化する� ��

 得られた、本発明にかかるリング磁石は� ��外径50.3mm、内径47.3mm、厚さ1.5mm、長さ13.5mm� �あり、同芯度は0.060mm以下、最大内径と最小� ��径の差である真円度は0.225mm以下の精度であ った。このリング磁石は最終的に鉄心と組み 合わせて、図2Aのリング磁石ロータ43のよう� �外径50.3mm、長さ13.5mm、8極リング磁石ロータ� ��した。

 次に、2turn/coilの着磁ヨークとパルス磁化 電源を用いて、先ず、パルス電流波高値Ip=10k Aで上記8極リング磁石ロータに瞬間強磁界を� ��加した。これにより、異方性の方向と、そ� ��分布にしたがって着磁ヨーク内のロータが� ��転し、ロータと着磁ヨークの磁極の位置を� ��わせた。続いて、Ip=25kAのパルス着磁でロー タ磁石を着磁した。

 次に、本実施例では、図8Aに示す固定子� �心ティースの機械角φ=14度、リング磁石1極� �機械角φ=45度とした。また、図8Bに示すリン� ��磁石の磁極中心でのラジアル領域の周方向� ��線に対する磁化ベクトル角をMc、それ以外� �非ラジアル領域の周方向接線に対する磁化� �クトル角をMdとしたとき、Mc=90度である。な� ��、磁化ベクトル角Mの測定は径方向、接線方 向、軸方向の合成磁化ベクトル角Mが磁化容� �軸の方向を示すとし、3次元ホールプローブ� ��スラメータで1度あたり25点の測定を実施し� ��。さらに、磁化ベクトル角Mとその分布の評 価は、図8Bのようにラジアル領域では90度に� �する角度誤差平均とし、非ラジアル領域で� �機械角φに対するMdの回帰式の相関係数を用� ��た。

 図9は本発明にかかるエネルギー密度(BH)max� �160~180kJ/m ³ リング磁石ロータのラジアル領域の角度誤差 平均と非ラジアル領域の回帰直線の相関係数 とをプロットした特性図である。また、比較 例1~5として、同一外径寸法の8極磁石ロータ� �磁化ベクトルの方向と、その分布精度を示� �。ただし、比較例1は、160~180kJ/m ³ 異方性連続方向制御アークセグメント磁石を 組み立てたロータである。比較例2は、130~140k J/m ³ パラレル配向磁界で作製したラジアル異方性 Nd ₂ Fe ₁₄ Bリング磁石ロータである。比較例3は、ラジ� ��ル配向磁界で作製したラジアル異方性Nd ₂ Fe ₁₄ Bリング磁石ロータである。比較例4は、80kJ/m ³ 正弦波着磁等方性Nd ₂ Fe ₁₄ Bリング磁石ロータである。比較例5は、16kJ/m ³ 極異方性フェライトリング磁石ロータである 。ここで、非ラジアル領域の回帰直線の相関 係数が高い程、コギングトルクは低減し、ラ ジアル領域の角度誤差平均が小さい程、磁極 が発生する静磁界が固定子鉄心に到達し易く なることを意味している。この意味から、本 発明例は、磁化ベクトル、すなわち、異方性 の方向とその分布が、どの比較例よりも理想 的な形態であることは明白である。例えば、 比較例1のように異方性を方向制御したアー� �セグメント磁石を鉄心の周囲で組み立てる� �成で、その組立誤差が原因となってバラツ� �を増大させる。また、比較例2、3のような異 方性を方向制御しない従来型ロータは非ラジ アル領域の回帰直線の相関係数の低下が顕著 であり、コギングトルクの増加が推察できる 。他方では、比較例4、5のように非ラジアル� ��域の回帰直線の相関係数が高くても、ラジ� ��ル領域の角度誤差平均が増加すると磁極が� ��生する静磁界が固定子鉄心に伝わりにくく� ��る。

 次に、セグメント、リング磁石の磁極に� ��いて、任意の機械角φに対する角度Hθ、Mc、 およびMdに対応する部位から直径1mmの円柱磁� ��を採取した。そして、この円柱磁石から異� ��性の角度と、その程度を解析した結果を示� ��。先ず、円柱磁石の中心位置を機械角φに� �ける角度Hθ、Mc、およびMdとしたとき、円柱� ��石の全方向で最大磁化Msが最大となる角度� �すなわち機械角φに対する角度Hθ、Mc、Mdを� �めた。その結果、セグメントとリング磁石� �同一位置における残留磁化Mrの差は0.03T以下� ��あった。

 一方、異方性の程度は異方性分散σを用い� �評価した。ここで異方性分散σ、すなわち、 異方性方向(C軸)の分布の解析は回転磁化にお ける全エネルギーE=Ku×sin ² ψ-Ms×H×cos(ψ-ψo)において、円柱磁石の全エネ ルギーEを最小とする解、すなわち、(δE/δψ)= Ku×sin ² ψ-Ms×H×sin(ψ-ψo)=0から、先ずψを決定した。� �して、M=Ms×cos(ψo-ψ)から、Mが最大になるM-H  loopを試料振動型磁力計(VSM)で測定する。さら に、Ku×sin ² ψ-Ms×H×sin(ψo-ψ)=0からψを求め、ψの確率分布 を適用して全体の配向状態、すなわち異方性 分散σを求めた。ただし、ψoは外部磁界の角� ��、ψはMsが回転した角度、Msは自発磁気モー� ��ント、Kuは磁気異方性定数、Eは全エネルギ� ��である。

 その結果、円柱磁石の中心位置をMθ設定� ��としたとき、円柱試料の全方向で残留磁化M sが最大となる角度、すなわちφに対する角度 Hθ、およびMc、Mdは、ほぼ等しかった。そし� �、セグメントとリング磁石の異方性分散σの 値は最大でも7%以下であり、この水準は測定� ��差を考慮すれば同等である。このことは、� ��形磁石から円弧状磁石とする過程で、それ� ��れの部位が回転移動する際に、異方性の程� ��、すなわちエネルギー密度(BH)maxの劣化なし に、異方性の方向のみが変化していることを 証明するものである。

 図10Aは、同一仕様の12スロット固定子鉄心� �図9で示した各種8極磁石ロータとを組み合わ せた40W表面磁石型同期モータ(SPMSM)のモータ� �率(最高値)をエネルギー密度との関係で示す 。また、図10Bは、上記SPMSMの回転数と騒音値� ��の関係を示す。例えば、エネルギー密度(BH) maxが160~180kJ/m ³ とした本発明例は最高効率が90%を越える。し かも、異方性の連続方向制御により、ラジア ル異方性磁石特有の200~700r/minの低速回転領域 の騒音値が最大10dB低減し、正弦波着磁した� �方性Nd ₂ Fe ₁₄ B磁石ロータと同等の静音性が得られる。

 本発明は異方性リング磁石の製造方法の� ��供によって、等方性磁石の欠点であるエネ� ��ギー密度(BH)maxを概ね2倍以上に高めること� �、小型モータのトルク密度の増加を図ると� �もに、同一形状においてラジアル異方性磁� �特有のコギングトルクに起因する障害、例� �ば騒音を低減することができる。