CN108141075A - 永磁体单元、具有该永磁体单元的旋转机械、以及该永磁体单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝缘层被配置在能够最有效地使涡流降低的位置的永磁体单元。永磁体单元包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片。至少1个绝缘层配置在如下位置，即根据随着多个永磁体片未隔着该至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小来决定出的位置。

Description

永磁体单元、具有该永磁体单元的旋转机械、以及该永磁体单 元的制造方法

技术领域

本发明涉及电动马达或发电机那样的旋转机械所使用的永磁体单元，尤其涉及一种具有多个永磁体片隔着绝缘层相邻的构造的永磁体单元。

背景技术

通过例如日本特开平8-331783号公报(专利文献1)公知有一种磁体埋入型(IPM)旋转机械，其构成为，在具备定子和转子的永磁体旋转机械中，通过将永磁体埋入转子芯内，除了能够利用磁体扭矩之外，还能够利用电磁转矩。这种旋转机械以隔着气隙与具有多个磁极的定子相对的方式配置转子芯。并且，在该转子芯的周向等间隔的多个位置形成有槽，在该槽中插入永磁体。

另外，还公知有一种表面磁体型(SPM)旋转机械，其在具备定子和转子的永磁体旋转机械中，在转子芯的表面配置有圆筒形状(也称作环状)的永磁体。由于这种旋转机械以隔着气隙与具有多个磁极的定子相对的方式配置有永磁体，因此能够高效地利用永磁体所具有的强磁力。

在这种类型的马达中，当转子旋转时，通过被装入到转子芯中的永磁体的磁通会产生变化，为了消除该磁通的变化而在永磁体的内部产生涡流。当在永磁体的内部产生涡流时，存在永磁体的温度达到热退磁区域而使磁特性降低的情况。因而，希望降低因这样的涡流所导致的涡流损失。

作为使涡流损失降低的方法，已知将永磁体分割为更小的多个永磁体片的做法是有效的。通过将永磁体分割为多个永磁体片，在各个永磁体片中流动的涡流的流路会变长，因此，各个永磁体片的涡流密度减少，从而使整个永磁体的涡流损失降低。

作为与这样的永磁体有关的提案，例如存在专利文献2所公开的技术。该技术涉及一种在转子的旋转轴方向上或周向上被均等地分割的永磁体。然而，仅靠将1个永磁体均等地分割为多个永磁体片，不仅会将对涡流损失的降低有效果的部分分割，还会将涡流损失的降低效果较小的部分分割。在该情况下，由于不需要分割的部分被分割，因此不仅无法使涡流损失有效地降低，而且还有可能使整个磁体的性能进一步降低。

作为应对这样的问题的技术，提出一种以使永磁体的涡流损失有效地降低为目的来积极地决定分割永磁体的位置的方法。

专利文献3提出一种在配设于旋转机械的可动构件的永磁体中通过将永磁体分割为宽度不同的多个磁体来降低涡流损失的技术。分割宽度根据永磁体内的磁通密度的变化率而相应地决定。磁通密度的变化率变得越大，分割宽度越窄，磁通密度的变化率越小，分割宽度越宽，具体而言，以使在分割后的各磁体中产生的涡流损失成为大致均等的方式来决定分割宽度。位于旋转方向前端的永磁体的分割宽度能够窄于其他部分的永磁体的分割宽度。

专利文献4提出一种通过使转子的旋转方向上的后侧部分处的永磁体的宽度较窄来使IPM马达中的弱磁通控制时的涡流损失降低的技术。在该技术中，以使各个永磁体片中的涡流损失均匀的方式决定分割宽度，涡流路损失是根据磁通密度的变动幅度来计算的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-331783号公报

专利文献2：日本特开2000-324736号公报

专利文献3：日本特开2002-262490号公报

专利文献4：日本特开2004-096868号公报

非专利文献

非专利文献1：电气学会技术报告书第1094回旋转机械的高速高精度电磁场分析技术48页～55页

非专利文献2：电气学会全国大会演讲论文集，5，16-17(2008)

非专利文献3：电气学会全国大会演讲论文集，5，18-19(2008)

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献3和专利文献4中，均将磁通密度的状态作为基准来决定磁体的分割位置。但是，近年来，在需求高涨的、更高速旋转的旋转机械中，尤其要求一种比将磁通密度的变化状态作为基准来决定宽度的方法更有效地决定分割位置的方法。

本发明的课题在于，提供在能够最有效地使随着永磁体的磁场变化而产生的涡流降低的位置配置有绝缘层的永磁体单元和制造在那样的位置配置有绝缘层的永磁体单元的方法。

用于解决问题的方案

本发明的发明人等发现，通过不计算磁通密度的变化状态这样的永磁体单元外部的参数，而是计算在永磁体的内部流动的涡流本身的大小，并将绝缘层配置于根据这些信息来决定出的位置，能够使在永磁体单元中产生的涡流损失大大低于以往技术。

在本发明的一技术方案中提供一种永磁体单元。永磁体单元包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片。至少1个绝缘层配置在根据随着永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小来决定出的位置，该永磁体是多个永磁体片未隔着该至少1个绝缘层而是形成为一体而成的。

优选的是，涡流的大小是针对该永磁体的任意的截面ξ而言与该截面ξ垂直的方向上的涡流的大小Je(ξ)，并使用以下的式子来计算，

[数学式1]

在此，r是位置矢量(在本说明书的以下的记载中，r表示位置矢量)，t表示时间，J_S(r，t)表示所述永磁体的截面ξ处的与截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S表示该永磁体的截面ξ的截面积，T表示电角度的一个周期。

优选的是，至少1个绝缘层是绝缘物质的层和空气层中的任意一者或它们的组合，更优选的是是含有稀土类元素的氟化物的层和绝缘性的树脂系粘接材料的层中的任意一者或它们的组合。优选的是，永磁体单元是Nd-Fe-B系永磁体。

在本发明的另一技术方案中，提供一种旋转机械。旋转机械具有以隔着气隙与定子相对的方式旋转自如地配置于该定子内的转子芯，该转子芯为大致圆筒状且具有与旋转轴平行的中心轴线。在转子芯的沿着周向隔开间隔的多个位置，形成有多个沿着轴向延伸的槽，所述槽具有长度方向尺寸和厚度方向尺寸的长度方向截面形状。在各槽内配置有本发明的一技术方案的永磁体单元。

在本发明的又一技术方案中，提供一种制造永磁体单元的方法，该永磁体单元包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片。该制造永磁体单元的方法包括以下工序：求出随着多个永磁体片未隔着至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小；根据求出的涡流的大小来决定该永磁体内的配置至少1个绝缘层的位置；制成要与配置位置被决定出的至少1个绝缘层相邻地配置的多个永磁体片；以及将制成的多个永磁体片以夹着至少1个绝缘层彼此相邻的方式进行配置。

优选的是，制成多个永磁体片的工序包含以下步骤，即，制成多个永磁体片未隔着至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体，在被决定为配置至少1个绝缘层的位置处切断该永磁体，从而将该永磁体分割成多个永磁体片。另外，优选的是，对多个永磁体片进行配置的工序包含将多个永磁体片以各个永磁体片的切断面相对的方式配置的步骤。

优选的是，求出涡流的大小的工序包含以下步骤，即，针对该永磁体的任意的截面ξ而言，使用以下的式子计算与该截面ξ垂直的方向上的涡流的大小Je(ξ)，

[数学式2]

在此，r是位置矢量，t表示时间，J_S(r，t)表示所述永磁体的截面ξ处的与截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S表示所述永磁体的截面ξ的截面积，T表示电角度的一个周期。

根据本发明，用在旋转机械中，能够将绝缘层配置于使涡流损失降低的效果最大的位置且不将绝缘层配置在使涡流损失降低的效果较小的部分，因此能够在不使整个永磁体的磁特性降低的前提下有效地防止退磁。

附图说明

图1是表示通过使多个永磁体片隔着绝缘层相邻地构成的、本发明的一实施方式的长方体形状的永磁体单元的图，图1的(a)是在与长度方向垂直的截面配置了1个绝缘层的永磁体单元，图1的(b)是在与长度方向垂直的截面配置了3个绝缘层的永磁体单元，图1的(c)是在与高度方向垂直的截面配置了1个绝缘层的永磁体单元，图1的(d)是在与高度方向垂直的截面配置了3个绝缘层的永磁体单元。

图2是表示使用有图1所示的永磁体单元的磁体埋入型(IPM)马达的例子的图。

图3表示长方体形状的永磁体的任意的截面中的截面垂直方向上的涡流密度矢量的图像。

图4是表示在本发明的实施方式中的电磁场数值分析中使用的元素的形状的图，左图表示分析模型中的二维网格数据，右图表示将磁体和其周边部分放大的图。

图5是表示本发明的一实施方式的涡流的大小Je(x)的计算结果的图。

图6是表示本发明的其他实施方式的涡流的大小Je(z)的计算结果的图。

图7是表示以往技术中的用于决定绝缘层配置位置的磁通密度的变化率的图。

图8是表示以往技术中的用于决定绝缘层配置位置的涡流损失的变化的图。

图9是表示本发明的其他实施方式的圆筒形状的永磁体单元的图，图9的(a)是在位于通过中心轴线且与该中心轴线平行的平面上的截面配置了两个绝缘层的永磁体单元，图9的(b)是配置了4个绝缘层的永磁体单元。

图10是表示使用有图9所示的永磁体单元的表面磁体型(SPM)马达的图。

图11表示圆筒形状的永磁体的任意截面中的截面垂直方向上的涡流密度矢量的图像。

图12是表示在本发明的实施方式中的电磁场数值分析中使用的分析模型的二维网格数据的图。

图13是表示本发明的其他实施方式的涡流的大小Je(θ)的计算结果的图。

图14是表示永磁体或永磁体片的制造工序的概略图，且示出直到形成生片为止的各阶段。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的实施方式。

根据本发明，能够将永磁体单元中的绝缘层配置于用于使内部的涡流降低的最佳位置。在包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片的永磁体单元中，至少1个绝缘层配置在假想多个永磁体片未隔着至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体来决定出的位置，更具体而言，配置在根据随着如此假想的永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小所决定的位置。

例如，当作为第1实施方式而想到装入旋转机械的转子内来使用的长方体形状的永磁体时，在包含N-1个(N是1以上的整数)的绝缘层和N个永磁体片的永磁体中，配置接下来的第N个绝缘层的位置能够是根据随着该永磁体的磁场的变化而在永磁体的内部流动的涡流的大小所决定出的位置。通过将第N个绝缘层配置在如此决定出的位置，从而能够得到包含N个绝缘层和通过该N个绝缘层的各个绝缘层而相互绝缘的N+1个永磁体片的、长方体形状的永磁体单元。

在一实施方式中，在装入旋转机械的转子内来使用的、且具有沿横穿旋转机械的磁场并移动的方向延伸的长度方向(x方向)尺寸、与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行的高度方向(z方向)尺寸、以及与长度方向和高度方向均垂直的厚度方向(y方向)尺寸的长方体形状的永磁体中，在将第N个绝缘层配置于例如与长度方向垂直的截面的情况下，对于长度方向位置x处的截面，计算随着该永磁体的磁场的变化而在内部流动的与该截面垂直的长度方向上的涡流的大小Je(x)，在自Je(x)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围内的位置配置第N个绝缘层。即，能够以Je(x)为最大值的长度方向上的位置作为中心，在该中心位置的长度方向上一侧中的与Je(x)的最大值的95％的值相对应的位置与中心位置的长度方向上另一侧中的与Je(x)的最大值的95％的值相对应的位置之间的任意的位置配置第N个绝缘层。此外，由于该实施方式中的永磁体的磁体颗粒的易磁化轴在厚度方向(Z方向)上取向，因此，永磁体的磁化方向C是厚度方向。

图1的(a)示出N为1时的永磁体单元，且是两个永磁体片10a、10b隔着1个绝缘层12相邻地配置而成的长方体形状的永磁体单元1。永磁体单元1能够插入到图2所示的IPM(磁体埋入型)马达5的槽54c中。在将永磁体单元1装入IPM马达5时，永磁体单元1的移动方向在图1中以箭头A来表示。永磁体单元1具有：长度方向(X方向)尺寸L，其沿永磁体单元1被装入IPM马达5时所移动的方向A延伸；高度方向(Y方向)尺寸H，其在永磁体单元1被装入后与IPM马达的旋转轴54b平行；以及厚度方向(Z方向)尺寸t，其与长度方向和高度方向均垂直。

图1的(a)所示的永磁体单元1的绝缘层12配置于永磁体单元1的移动方向前方部分。绝缘层12配置于如下位置，即根据在要隔着该绝缘层12相邻的两个永磁体片10a、10b未隔着该绝缘层12而是形成为一体的永磁体1’的内部流动的涡流Je的大小来决定出的位置。

具体而言，永磁体单元1的绝缘层12在永磁体单元1中配置于与永磁体单元1在被装入到IPM马达5时的移动方向A垂直的截面(即，与永磁体单元1的长度方向垂直的截面)中。对涡流的大小Je(x)进行计算，该绝缘层12配置在Je(x)最大的位置，涡流的大小Je(x)是指：在永磁体1’在磁场内沿图1的(a)所示的A方向移动时，在自永磁体1’的长度方向前端起到后端为止的各位置处与长度方向垂直的截面中的同长度方向平行的方向上的涡流的大小Je(x)。其结果，得到永磁体片10a、绝缘层12、以及永磁体片10b按照该顺序在长度方向上相邻地配置而成的永磁体单元1，永磁体片10a具有长度L11、高度H、厚度t，永磁体片10b具有长度比L11长的L12、高度H、厚度t。

如此，通过将绝缘层12以沿相对于永磁体1’的长度方向垂直的面延伸的方式配置于在永磁体1’的内部所产生的涡流的大小最大的位置，并以与该绝缘层12相邻的方式配置大小不同的永磁体片10a、10b，从而形成为具有与永磁体1’相同的整体形状的永磁体单元1，该永磁体单元1与根据以往技术而配置了绝缘层的永磁体相比，能够进一步使涡流损失降低。

构成永磁体单元1的永磁体片10a、10b不受限定，但优选的是稀土类永磁体片，更优选的是Nd-Fe-B系磁体或Sm-Co系磁体，最优选的是Nd-Fe-B系磁体。在为Nd-Fe-B系磁体的情况下，典型而言，Nd-Fe-B系磁体材料以27wt％～40wt％的比例含有稀土类磁体(Nd、Pr、Dy、Tb)，以0.8wt％～2wt％的比例含有B，以60wt％～73wt％的比例含有Fe(电解铁)。以提高磁特性为目的，该磁体材料也可以少量含有Co、Cu、Al、Si、Ga、Nb、V、Mo、Zr，Ta，Ti、W、Ag、Bi、Zn、Mg等其他元素。

永磁体单元1所包含的绝缘层12只要是能够将隔着绝缘层12相邻的永磁体片10a与永磁体片10b之间有效地绝缘的层即可，优选的是包含绝缘物质的层或空气层。作为绝缘物质，例如，能够使用环氧粘接剂、塑料、热收缩性的膜、陶瓷等。作为以陶瓷为材料的绝缘层，优选的是使用包含含有钇的稀土类元素的氟化物的层。

图2表示埋入有图1的(a)所示的永磁体1的IPM马达的一个例子。如图2所示，IPM马达5具备作为非可动部的定子52和作为可动部的转子54。定子52具备沿周向隔开间隔地配设的多个齿52a，在该齿52a卷绕励磁线圈53。当对励磁线圈53通电时，产生用于使转子54旋转的旋转磁场。转子54以其周面隔着气隙55与定子52相对的方式旋转自如地配置在该定子52内。气隙55形成于定子52的各齿52a的端面与转子54的周面之间。转子54具有：转子芯54a；轴54b，其与该转子芯54a相连结；以及多个永磁体单元1，该多个永磁体单元1在轴54b的外侧配置于转子芯54a的内部。多个永磁体单元1分别以永磁体单元1的高度方向朝向与图2的纸面垂直的方向的状态插入到在转子芯54a形成的多个磁体插入用槽54c各自的内部。

在此，以图1的(a)的永磁体单元1为例来说明本发明的决定绝缘层的配置位置的方法。绝缘层12所配置的位置是通过假想要隔着绝缘层12相邻的永磁体片10a、10b未隔着绝缘层12而是形成为一体的永磁体1’来决定出的。在永磁体单元1中，对涡流的大小Je(x)进行计算，该绝缘层12配置在Je(x)最大的位置，涡流的大小Je(x)是指：在永磁体10a和永磁体10b未隔着绝缘层12而是形成为一体的永磁体1’在磁场内沿A方向移动时，在自永磁体1’的长度方向前端起到后端为止的各位置处与长度方向垂直的截面中的同长度方向平行的方向上的涡流的大小Je(x)。Je(x)作为在该钕永磁体1’被插入到例如图2所示的构造的IPM马达5的情况下，在永磁体1’的内部产生的涡流的大小，使用以下的式(1)计算出来。

[数学式3]

其中，r是位置矢量(r＝(x，y，z))，t是时间，x是永磁体1’的长度方向位置，Jx(r，t)是永磁体1’的位置x处的长度方向上的涡流密度矢量分量，S是永磁体1’的位置x处的截面的面积，T是电角度的一个周期。

任意的截面ξ处的、与截面ξ垂直的长度方向上的涡流密度矢量的图像表示在图3中。当对上述式(1)进行归纳时，与任意的截面ξ垂直的方向上的涡流的大小Je(ξ)能够如以下的式(2)那样表示。

[数学式4]

其中，r是位置矢量(r＝(x，y，z))，t是时间，J_S(r，t)表示任意的截面ξ中的与截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S表示截面ξ的截面积，T表示电角度的一个周期。

此外，在作为永磁体单元的其他例子的后述的永磁体单元3和永磁体单元4中决定配置绝缘层的位置的情况下，在自永磁体的高度方向上端起到下端为止的各位置处，使用与高度方向垂直的截面中的同高度方向平行的方向上的涡流的大小Je(z)，并使用以下的式(3)来计算Je(z)的大小。

[数学式5]

其中，r是位置矢量(r＝(x，y，z))，t是时间，z是永磁体的高度方向位置，Jz(r，t)是永磁体的位置z处的高度方向上的涡流密度矢量分量，S是永磁体的位置z处的截面的面积，T是电角度的一个周期。

在图1的(a)的例子中，作为要隔着绝缘层12相邻的两个永磁体10a、10b未隔着绝缘层12地形成的永磁体1’，使用了长度L为131mm、高度H为40mm、厚度t为14.2mm的钕永磁体。式(1)中的涡流密度矢量的x方向分量Jx(r，t)是将该永磁体1’用作非专利文献1所记载的IPM马达基准模型的磁体、并进行使用了有限元素法的电磁场数值分析而得到的涡流密度矢量Je(r，t)。

在本实施方式中使用于电磁场数值分析的条件如下。

·元素数：3，406，590

·边数：4，133，733

·未知数：3，820，001

·节点数：620，988

·计算方法：法

·元素的种类：四面体边元素

此外，上述条件中的元素数越多，越能够精度更加良好地求出涡流的大小，元素数优选为300万个以上。图4表示在电磁场数值分析中使用的元素的形状。图4的左侧表示分析模型中的二维网格数据，右侧表示将磁体和其周边部分放大后的图。

如此计算出的、在永磁体1’内流动的涡流的大小Je(x)表示在图5中。图5是以自移动方向前端起到后端为止的长度(mm)为横轴且以长度方向上的各位置处的涡流的大小Je(x)(A)为纵轴而制成的曲线图。在图5中，以虚线和与虚线相连的实线来表示在永磁体1’的内部流动的涡流的大小Je(x)。可知，在永磁体1’中，涡流的大小Je(x)在距长度方向前端11mm的位置Da处达到最大，在距长度方向前端62mm的位置处达到第二大。因而，在永磁体单元1中配置1个绝缘层的情况下，绝缘层12配置在涡流的大小Je(x)为最大的位置Da。即，永磁体单元1由高度40mm、厚度14.2mm、长度11mm的永磁体片10a和高度40mm、厚度14.2mm、长度120mm的永磁体10b隔着绝缘层12在长度方向上相邻地构成。

此外，在该例子中，绝缘层仅被配置在涡流的大小Je(x)为最大的位置Da，但也能够是，还在涡流的大小Je(x)为第二大的62mm的位置(即图5所示的Dc的位置)配置第2个绝缘层，而成为两个绝缘层和3个永磁体片交替地相邻的永磁体单元。

另外，将本发明的永磁体的另一个例子表示在图1的(b)中。

图1的(b)示出N为3时的永磁体单元，且是4个永磁体片20a、20b、20c、20d以隔着3个绝缘层22a、22b、22c相邻的方式配置而成的长方体形状的永磁体单元2。永磁体单元2被装入到IPM马达5时的永磁体单元2的移动方向在图1的(b)中以箭头A来表示。永磁体单元2的整体形状与永磁体单元1的整体形状相同。

永磁体单元2的绝缘层22a配置在根据利用与永磁体单元1同样的上述方法和条件计算出的结果决定出的位置。另外，绝缘层22b、22c配置在如下位置：对在具有绝缘层22a的永磁体、即与永磁体单元1相同结构的永磁体2’的内部流动的涡流的大小进行计算并根据该计算结果决定出的位置。具体而言，绝缘层22b、22c配置在如下位置，即，在永磁体2’被装入IPM马达5且在磁场内沿A方向移动时，在自永磁体2’的长度方向上的前端起到后端为止的各位置处，作为与长度方向垂直的截面中的同长度方向平行的方向上的涡流的大小而计算出的Je(x)的最大位置和Je(x)的第二大位置这两个位置。

例如，在将长度L为131mm、高度H为40mm、厚度t为14.2mm的钕永磁体用作永磁体2’的情况下，由式(1)计算出的涡流的大小Je(x)在图5中利用单点划线和与其相连的实线来表示。永磁体单元2中的绝缘层22b、22a、22c配置在与图5中的涡流的大小Da、Db、Dc的位置相对应的位置。因而，在永磁体单元2中，绝缘层22a配置在距长度方向前端部6mm的位置，绝缘层22b配置在距长度方向前端部11mm的位置，绝缘层23c配置在距长度方向前端部62mm的位置。即，永磁体单元2通过高度40mm、厚度14.2mm、长度6mm的永磁体片20a、高度和厚度与永磁体片20a相同但长度为5mm的永磁体片20b、高度和厚度与永磁体片20a相同但长度为51mm的永磁体片20c、以及高度和厚度与永磁体片20a相同但长度为69mm的永磁体片20d分别隔着绝缘层22a、22b、22c相邻地构成。

此外，在该例子中，还能够是，还在图5中的位于Db右侧的山峰的位置(大约20mm的位置)配置第4个绝缘层，而成为4个绝缘层和5个永磁体片交替相邻的永磁体单元。

在另一实施方式中，在被配置在旋转机械的转子内且具有沿横穿旋转机械的磁场的移动的方向延伸的长度方向(x方向)尺寸、与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行的高度方向(z方向)尺寸、以及与长度方向和高度方向均垂直的厚度方向(y方向)尺寸的永磁体中，在将第N个绝缘层配置在与高度方向垂直的截面中的情况下，使用式(2)来计算在该永磁体的内部流动的高度方向上的涡流的大小Je(z)，第N个绝缘层配置在Je(z)为最大的位置。

图1的(c)示出N为1时的永磁体单元，且是两个永磁体片30a、30b以隔着1个绝缘层32相邻的方式配置而成的永磁体单元3。永磁体单元3被装入到IPM马达5时的永磁体单元3的移动方向以箭头A来表示，永磁体单元3的整体形状与永磁体单元1的整体形状相同。

永磁体单元3的绝缘层32配置在永磁体单元3的高度方向中央部。绝缘层32配置在如下位置，即根据在要隔着该绝缘层32相邻的两个永磁体30a和30b未隔着该绝缘层32而是形成为一体的永磁体3’的内部流动的涡流的大小Je(z)来决定出的位置。

具体而言，永磁体单元3的绝缘层32在永磁体单元3中，配置在永磁体单元3被装入到IPM马达5时的与IPM马达5的轴54b方向(即永磁体单元3的高度方向)垂直的截面中。该绝缘层32配置在如下位置：在永磁体3’在磁场内沿图1的(c)所示的A方向移动时，在自永磁体3’的高度方向上的上端起到下端为止的各位置处，作为与高度方向垂直的截面中的同高度方向平行的方向上的涡流的大小而计算出的Je(z)的最大位置。

例如，在将长度L为131mm、高度H为40mm、厚度t为14.2mm的钕永磁体用作永磁体3’的情况下，利用式(2)计算出的涡流的大小Je(z)，在图6中以虚线来表示。涡流的大小Je(z)的计算方法和条件与计算涡流的大小Je(x)的上述情况相同。图6是以自永磁体3’的高度方向上的上端起到下端为止的长度(mm)为横轴且以高度方向上的各位置处的涡流的大小Je(z)的大小为纵轴而制成的曲线图。可知，在永磁体3’中，涡流的大小Je(z)在距高度方向上端20mm的位置Da处达到最大。因而，在永磁体单元3中，绝缘层32配置在涡流Je(z)为最大的位置Da。即，永磁体单元3通过高度20mm、厚度14.2mm、长度131mm的永磁体片30a和高度20mm、厚度14.2mm、长度131mm的永磁体30b隔着绝缘层32在高度方向相邻地构成。

图1的(d)示出N为3时的永磁体单元，且是4个永磁体片40a、40b、40c、40d以隔着3个绝缘层42a、42b、42c相邻的方式配置而成的永磁体单元4。永磁体单元4被装入到IPM马达5时的永磁体单元4的移动方向以箭头A来表示，永磁体单元4的整体形状与永磁体单元1的整体形状相同。

永磁体单元4的绝缘层42a配置在根据利用与永磁体单元3同样的上述方法和条件计算出的结果决定出的位置。另外，绝缘层42b、42c配置在如下位置：对在具有绝缘层42a的永磁体、即与永磁体单元3相同结构的永磁体4’的内部流动的涡流的大小进行计算并根据该计算结果决定出的位置。具体而言，绝缘层42b、42c配置在如下位置，即，在永磁体4’被装入IPM马达5且在磁场内沿A方向移动时，在自永磁体4’的高度方向上的上端起到下端为止的各位置处，作为与高度方向垂直的截面中的同高度方向平行的方向上的涡流的大小而计算出的Je(x)的最大位置的两个位置。

例如，在将长度L为131mm、高度H为40mm、厚度t为14.2mm的钕永磁体用作永磁体4’的情况下，利用式(2)计算出的涡流的大小Je(z)，在图6中以单点划线来表示。永磁体单元4中的绝缘层42b、42a、42c的位置与图6中的涡流的大小Db、Da、Dc的位置相对应。在永磁体单元4中，绝缘层42b、42a、42c分别配置在距高度方向上端10mm、20mm、30mm的位置。即，永磁体单元4通过高度10mm、厚度14.2mm、长度131mm的永磁体片40a、40b、40c、40d隔着绝缘层42b、42a、42c在高度方向上相邻地构成。

对于利用上述方法决定了配置绝缘层的位置且配置了绝缘层的永磁体单元1～永磁体单元4和未配置有绝缘层的永磁体，将涡流大小的最大值、涡流大小的最大值的产生位置、涡流损失以及涡流损失的降低率汇总而得到以下的表1。

(表1)

表1

对于表1中的各个永磁体和永磁体单元，涡流损失W_ed是使用以下的式(4)并利用有限元素法求出的。

[数学式6]

其中，T是电角度的一个周期，Vmag是永磁体或永磁体单元的体积，σ是永磁体片的导电率。另外，涡流密度矢量Je是在将永磁体或永磁体单元用作非专利文献1所记载的IPM马达基准模型的磁体并使用有限元素法来进行电磁场数值分析时的、在有限元素各自的重心流动的涡流密度矢量。在此进行的电磁场数值分析的条件与在计算在永磁体1’内流动的涡流的大小时的条件相同。

接下来，对于通过本发明的绝缘层的配置位置限定方法而配置有绝缘层的永磁体单元，为了确认涡流损失的降低效果，将其与通过以往技术而配置有绝缘层的永磁体单元进行了比较。比较是在本发明的永磁体单元1与绝缘层被配置在永磁体1’中的通过以往技术决定的位置的永磁体单元之间进行的，该永磁体1’是为了决定在该永磁体单元1配置绝缘层的位置而使用的。永磁体1’是长度L为131mm、高度H为40mm、厚度t为14.2mm的钕永磁体。与永磁体单元1同样地，通过以往技术决定的绝缘层配置在与移动方向垂直的截面中。以往技术决定的绝缘层的位置是通过使用专利文献3和专利文献4所记载的绝缘层的配置位置限定方法决定的。

专利文献3记载的方法是根据永磁体单元在横穿磁场时的各位置处的磁通密度的变化率来相应地决定永磁体单元所包含的永磁体片的宽度的方法。作为求出磁通密度的变化率的式子，使用了以下的两个计算式(5)和计算式(6)。式(5)是用于求出永磁体单元的长度方向上的任意位置(与长度方向垂直的任意的截面)处的磁通密度的平均值的式子，式(6)是用于求出永磁体单元的长度方向上的任意位置处的磁通密度的随时间变化的平均值的式子。

[数学式7]

[数学式8]

其中，r是位置矢量(r＝(x，y，z))，t是时间，T是电角度的一个周期，S是与长度方向垂直的截面的面积，B_y(r，t)是电动机的驱动时在永磁体上沿其厚度方向(y方向)产生的磁通密度分量。

利用以永磁体单元的长度方向为横轴而制成的曲线图，将利用式(5)和式(6)计算出来的值分别表示在图7的(a)和图7的(b)中。根据这些计算结果，与永磁体单元1同样地供1个绝缘层配置的位置是使隔着该绝缘层相邻的永磁体片的磁通密度的变化率相等的位置。其结果，在利用式(5)进行计算的情况下，绝缘层配置在距移动方向前端60mm的位置，在利用式(6)进行计算的情况下，绝缘层配置在距移动方向前端20mm的位置。将如此决定了位置后的永磁体分别作为比较例1、比较例2。

专利文献4记载的方法是以使横穿磁场时在永磁体片产生的涡流损失大致均匀的方式来决定永磁体所包含的永磁体片的宽度的方法。涡流损失Wloss是与磁通密度B(x)的平方的变化率成正比的值，是通过以下的式(7)求出的。

[数学式9]

W_loss＝a×∫B(x)²dx (7)

利用以永磁体单元的长度方向为横轴而制成的曲线图，将利用式(7)计算出来的值表示在图8中。根据该计算结果，与永磁体单元1同样地配置1个绝缘层的位置是使在隔着该绝缘层相邻的永磁体片产生的涡流损失、即磁通密度的平方的变化率相等的位置。其结果，在利用式(7)进行计算的情况下，绝缘层配置在距移动方向前端55mm的位置。将如此决定了位置的永磁体作为比较例3。

此外，对于比较例1～比较例3，在各个专利文献中，未记载绝缘层的具体的配置位置。因而，比较例1～比较例3中的绝缘层的配置位置是在图7的(a)、图7的(b)以及图8中将曲线分割成两条时使被分割的各条曲线的下侧区域的面积(由该曲线、纵轴以及横轴围成的面积)相等的分割位置。

将以上汇总而得到表2。由表2可知，当使用本发明的永磁体单元和绝缘层的配置位置限定方法时，能够以使整个永磁体单元的涡流损失大大低于以往技术的方式来决定绝缘层配置位置。

(表2)

表2

作为第2实施方式，当考虑到能够以配置于旋转机械的轴表面的方式使用的圆筒形状的永磁体时，在未隔着绝缘层而是成形为一体的永磁体中，例如配置在位于与中心轴线平行的平面上的截面的最初的两个绝缘层的位置能够设为根据随着该永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小而决定出的位置。另外，在包含配置在位于与中心轴线平行的平面上的截面的M个(M为2以上)绝缘层和隔着该M个绝缘层彼此相邻地配置的M个永磁体片的圆筒形状的永磁体单元中，接下来配置的第(M+1)个绝缘层的位置也能够设为根据随着该永磁体单元的磁场的变化而在该永磁体单元的内部流动的涡流的大小而决定出的位置。通过将绝缘层配置在如此决定出的位置，能够得到包含M个绝缘层和通过该M个绝缘层的各个绝缘层而相互绝缘的M个永磁体片的圆筒形状的永磁体单元。

在一个实施方式中，在以配置于旋转机械的轴表面的方式使用的、具有周向(θ方向)、径向(R方向)、以及与旋转机械的中心轴线平行的高度方向(z方向)的圆筒形状的永磁体中，在将最初的两个绝缘层配置于例如位于通过中心轴线且与该中心轴线平行的平面上的截面的情况下，对于机械角θ＝0°～θ＝360°的各截面，计算随着该永磁体的磁场的变化而在内部流动的、与该截面垂直的周向上的涡流的大小Je(θ)，最初的两个绝缘层配置在Je(θ)为最大值的周向位置或最大值的附近，例如配置在自最大值的95％的值起到最大值为止的范围内的周向位置。

图9的(a)示出配置有两个绝缘层的永磁体单元，且是两个永磁体片60a、60b以隔着两个绝缘层62a、62b相邻的方式配置而成的圆筒形状的永磁体单元6。永磁体单元6能够配置在图10所示的SPM(表面磁体型)马达8的轴85的表面。永磁体单元6在被装入到SPM马达8时能绕中心轴线6c沿图9的箭头A的方向旋转。

图9的(a)所示的永磁体单元6的绝缘层62a、62b配置在通过永磁体单元6的中心轴线6c且与中心轴线6c平行的平面上。绝缘层62a、62b配置在如下位置，即根据在两个永磁体片60a、60b未隔着绝缘层62a、62b而是成形为一体的永磁体6’的内部流动的涡流Je的大小来决定出的位置。

具体而言，永磁体单元6的绝缘层62a、62b配置在永磁体单元6如图10所示那样装入到SPM马达8时的机械角θ＝68°的位置处的截面和机械角θ＝248°的位置处的截面。在将没有绝缘层的永磁体6’装入图10所示的SPM马达且使其沿A方向旋转时，在位于通过永磁体6’的中心轴线且与中心轴线平行的平面上的各截面中，计算与该截面垂直的周向上的涡流的大小Je(θ)，绝缘层62a、62b配置在Je(θ)最大的两处位置。

另外，图9的(b)表示配置了4个绝缘层的永磁体单元，且是4个永磁体片70a、70b、70c、70d以隔着4个绝缘层72a、72b、72c、72d相邻的方式配置而成的圆筒形状的永磁体单元7。永磁体单元7能够配置在图10所示的SPM马达8的轴84的表面。在永磁体单元7在被装入到SPM马达8时能绕中心轴线7c沿图9的箭头A的方向旋转。

图9的(b)所示的永磁体单元7的绝缘层72a、72b、72c、72d配置在通过永磁体单元7的中心轴线7c且与中心轴线7c平行的平面上。绝缘层72c、72d配置于根据在具有两个绝缘层72a、72b的永磁体、即与永磁体单元6相同结构的永磁体7’的内部流动的涡流Je的大小来决定出的位置。

具体而言，永磁体单元7的绝缘层72c、72d配置在永磁体单元7如图10所示那样装入到SPM马达8时的机械角θ＝92°的位置处的截面和机械角θ＝272°的位置处的截面。在将具有两个绝缘层72a、72b的永磁体7’装入图10所示的SPM马达且使其沿A方向移动时，在位于通过永磁体7’的中心轴线且与中心轴线平行的平面上的各截面中，计算与该截面垂直的周向上的涡流的大小Je(θ)，绝缘层72c、72d配置在Je(θ)最大的两处位置。

如以上那样，通过将绝缘层配置于在没有绝缘层的永磁体6’的内部产生的涡流的大小最大的位置，由此，永磁体单元6与没有绝缘层的永磁体相比，能够使涡流损失进一步降低。同样地，通过将绝缘层配置于在具有两个绝缘层的永磁体7’的内部产生的涡流的大小最大的位置，从而永磁体单元7不仅与没有绝缘层的永磁体相比，能够使涡流损失进一步降低，即使与具有两个绝缘层的永磁体单元6相比，也能够使涡流损失进一步降低。

图10示出为了决定图9的(a)和图9的(b)所示的永磁体单元的绝缘层的位置而使用的2极6槽的SPM马达8。SPM马达8具备作为非可动部的定子82和作为可动部的转子84。转子84具有圆筒形状的永磁体6’或永磁体7’和轴85，永磁体6’或永磁体7’以内表面与轴85的外表面接触的方式配置。定子82具有沿着周向隔开间隔地配设的多个齿82a，在该齿82a卷绕有励磁线圈83。当对励磁线圈83通电时，产生用于使转子84旋转的旋转磁场。永磁体6’或永磁体7’的外周面隔着气隙86与齿82a的端面82b相对。

SPM马达8的规格和参数如表3所示，使用以下的式(8)来计算用于决定绝缘层的位置的涡流的大小Je(θ)。Je(θ)是在永磁体6’或永磁体7’使用于图10所示的SPM马达8的情况下在永磁体6’或永磁体7’的内部产生的周向上的涡流的大小。在图11示出圆筒形状的永磁体的任意的截面中的涡流密度矢量的图像。此外，该实施方式中的永磁体是平行取向磁体，磁化方向C的初始机械角设置为θ＝60°。另外，图10所示的定子82与转子84之间的位置关系是电流超前角为0°时的位置关系。

(表3)

表3

[数学式10]

其中，r是位置矢量(r＝(θ、R、z))，t是时间，θ是永磁体6’或永磁体7’的周向位置，J_θ(r，t)是永磁体6’或永磁体7’的周向位置θ处的、与位于通过中心轴线且与中心轴线平行的平面上的截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S是永磁体6’或永磁体7’的周向位置θ处的截面的面积，T是电角度的一个周期。

在图9的(a)和图9的(b)的例子中，式(8)的涡流密度矢量的周向分量J_θ(r，t)能够通过将永磁体6’或永磁体7’用作非专利文献2和非专利文献3记载的分析模型的磁体并进行使用有限元素法的电磁场数值分析而得到。

在本实施方式中，在电磁场数值分析中使用的条件如下。

·元素数：1，202，244

·边数：2，502，931

·未知数：2，398，363

·节点数：634，580

·计算方法：法

·元素的种类：五面体边元素

此外，上述条件中的元素数越多，越能够更精度良好地求出涡流的大小。图12示出在电磁场数值分析中使用的分析模型的二维网格数据。

如此计算出的、在永磁体6’内流动的涡流的大小Je(θ)表示在图13的(a)中，如此计算出的、在永磁体7’内流动的涡流的大小Je(θ)表示在图13的(b)中。这些图是以自机械角0°～机械角360°的角度为横轴且以与各个机械角相对应的永磁体的周向位置处的截面的涡流的大小Je(θ)为纵轴而制成的曲线图。在没有绝缘层的永磁体6’中，如图13的(a)所示那样，涡流的大小Je(θ)在机械角68°的位置处和机械角248°的位置处最大。因而，在永磁体单元6中，如图9的(a)所示那样配置有绝缘层62a和绝缘层62b。另外，在图9的(a)所示的位置配置了两个绝缘层的永磁体7’中，如图13的(b)所示那样，涡流的大小Je(θ)在机械角92°的位置处和机械角272°的位置处最大。因而，在永磁体单元7中，如图9的(b)所示那样配置有绝缘层72a、72b、72c、72d。

对于如上述那样决定了配置绝缘层的位置且配置了绝缘层的永磁体单元6和永磁体单元7、以及未配置有绝缘层的永磁体，将产生涡流大小的最大值的周向位置(机械角)、涡流损失以及涡流损失的降低率汇总而得到以下的表4。另外，对于永磁体单元6和永磁体单元7，为了确认在将绝缘层配置在涡流的大小为最大值的周向位置时的效果和将绝缘层配置在除此以外的位置时的效果，将绝缘层的周向位置的涡流损失和涡流损失的降低率汇总而得到以下的表5。此外，与永磁体1～永磁体4的情况同样地，涡流损失是使用式(4)并利用有限元素法来求出的。

(表4)

表4

(表5)

表5

由表4和表5的结果可知，当使用本发明的永磁体单元和绝缘层的配置位置限定方法时，能够以使整个永磁体单元的涡流损失降低的方式来决定绝缘层配置位置。另外，通过将绝缘层配置在涡流的大小为最大的位置，能够使涡流损失的降低效果更大。

此外，在与圆筒形状的永磁体有关的上述实施方式中，说明了将绝缘层配置在与中心轴线平行的平面上的情况，但配置绝缘层的位置并不限定于此。例如，绝缘层既能够配置在与中心轴线垂直的平面上，也能够配置在以预定的角度与中心轴线相交的平面上。即使在将绝缘层配置在这样的平面上的情况下，也能够根据本发明的配置位置限定方法以使永磁体单元整体的涡流损失降低的方式来决定绝缘层配置位置。另外，在与圆筒形状的永磁体有关的上述实施方式中，说明了2极的平行取向圆筒形状永磁体，但极数、取向方向并不限定于此。例如，即使在使用4极、8极的极各向异性圆筒形状永磁体的情况下，也能够根据本发明的配置位置限定方法以使永磁体单元整体的涡流损失降低的方式来决定绝缘层配置位置。

下面，说明本发明的永磁体单元的制造方法。在制造方法中，首先，假想与成为对配置绝缘层的位置进行研究的对象的永磁体单元相同的形状的永磁体，利用上述方法来计算随着该永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小，根据涡流的大小，能够决定应该配置绝缘层的位置。并且，在配置第2个绝缘层的情况下，假想具备1个绝缘层的永磁体单元，通过上述方法，能够根据在该永磁体单元的内部流动的涡流的大小来决定应该配置第2个绝缘层的位置。以下，同样地，在配置第N个绝缘层的情况下，能够设想具有N-1个绝缘层的永磁体单元，而决定应该配置第N个绝缘层的位置。

在决定应该配置绝缘层的位置之后，制成与作为最终产品的永磁体单元相同形状的永磁体，将该永磁体在决定了的绝缘层的位置处切断并分割，由此能够制成永磁体单元所包含的各个永磁体片。若使得到的永磁体片的各自的切断面相对，并在永磁体片的切断面之间配置例如环氧树脂、有机硅树脂这样的绝缘性粘接材料而固定永磁体片的话，则能够得到将绝缘性粘接材料作为绝缘层的永磁体单元。另外，还能够是，将得到的永磁体片以各自的切断面相对的方式插入到设于旋转机械的可动构件的槽内，并向槽内注入绝缘性粘接材料，由此得到以绝缘性粘接材料为绝缘层的永磁体单元。而且，还能够是，预先使设于旋转机械的可动构件的槽成形为能够将使得到的永磁体片组合时的永磁体单元无间隙地插入的形状，并将永磁体片组合后插入到该槽内，由此形成永磁体单元。在该情况下，存在于相邻的永磁体片的间隙的空气作为绝缘层发挥功能。或者，还能够是，相对于永磁体片独立地制成例如以陶瓷等为材料的片状绝缘层，通过利用绝缘性粘接材料将永磁体片和片状绝缘层以永磁体片的切断面相对的方式粘接起来，从而制造永磁体单元。

作为另一方法，还能够是，在决定应该配置绝缘层的位置之后，分别单独地制成在绝缘层被配置于在与作为最终产品的永磁体单元相同形状的永磁体中决定了的位置时同该绝缘层相邻的永磁体片。只要将得到的永磁体片以被决定为绝缘层的配置位置的面相对的方式组合并使永磁体片相邻，且在这些面之间配置例如环氧树脂、有机硅树脂这样的绝缘性粘接材料从而固定永磁体片，就能够得到以绝缘性粘接材料为绝缘层的永磁体单元。另外，也能够是，将得到的永磁体片同样地以相邻方式插入到设于旋转机械的可动构件的槽内，并向槽注入绝缘性粘接材料，由此得到以绝缘性粘接材料为绝缘层的永磁体单元。而且，还能够是，预先使设于旋转机械的可动构件的槽成形为能够将使得到的永磁体片组合时的永磁体单元无间隙地插入的形状，并将永磁体片组合后插入到该槽内，由此形成永磁体单元。在该情况下，存在于相邻的永磁体片的间隙的空气作为绝缘层发挥功能。或者，还能够是，相对于永磁体片独立地制成例如以陶瓷等为材料的片状绝缘层，通过利用绝缘性粘接材料将永磁体片和片状绝缘层以被决定为绝缘层的配置位置的面相对的方式粘接起来，从而制造永磁体单元。

使用制成永磁体并将其分割的方法情况下的该永磁体或者单独地制成永磁体片并将其组合起来的情况下的各个永磁体片能够通过以下方式制得，即，对通过压粉成形而成形的成形体、由磁体粉末和粘合剂混合而成的混合物(浆或复合物)成形的成形体进行烧结，并对该烧结体进行磁化。下面，作为最优选的方法，说明对由磁体粉末和粘合剂混合而成的混合物(浆或复合物)成形的成形体进行烧结而制成烧结体的方法。图14是表示烧结体的制造工序的概略图。

首先，利用铸造法制造由预定比率的Nd-Fe-B系合金形成的磁体材料的锭。代表性地，钕磁体所使用的Nd-Fe-B系合金具有以Nd是30wt％、优选为电解铁的Fe是67wt％、B是1.0wt％的比例含有的组成。接下来，使用捣碎机或破碎机等公知的手段将该锭粗粉碎成200μm左右的大小。作为代替，将锭溶解，利用带铸法制成薄片，利用氢破碎法进行粗粉化。由此，获得粗粉碎磁体材料颗粒115(参照图14的(a))。

接下来，利用由珠磨机116进行的湿式法或使用了气流粉碎机的干式法等对粗粉碎磁体材料颗粒115进行微粉碎。例如，在使用了由珠磨机116进行的湿式法的微粉碎中，在溶剂中将粗粉碎磁体颗粒115微粉碎成预定范围的粒径(例如0.1μm～5.0μm)，使磁体材料颗粒分散在溶剂中(参照图14的(b))。之后，利用真空干燥等手段使湿式粉碎后的溶剂所含有的磁体颗粒干燥，将干燥后的磁体颗粒取出(未图示)。在此，用于粉碎的溶剂的种类并没有特别限制，能够使用异丙醇、乙醇、甲醇等醇；乙酸乙酯等脂类；戊烷、己烷等低级烃类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族类；酮类；它们的混合物；液氩、液氮、液氦等。在该情况下，优选使用溶剂中不含有氧原子的溶剂。

另一方面，在使用由气流粉碎机进行的干式法的微粉碎中，在(a)氧含量实质上为0％的由氮气、Ar气体、He气体等非活性气体形成的气氛中，或在(b)氧含量是0.0001％～0.5％的由氮气、Ar气体、He气体等非活性气体形成的气氛中，利用气流粉碎机对粗粉碎后的磁体材料颗粒115进行微粉碎，成为具有例如0.7μm～5.0μm这样的预定范围的平均粒径的微颗粒。在此，氧浓度实质上为0％是指不限定于氧浓度完全为0％的情况，而也可以含有在微粉的表面极其细微地形成氧化覆膜的程度的量的氧。

接着，将被珠磨机116等微粉碎了的磁体材料颗粒成形成所期望形状。为了该磁体材料颗粒的成形，准备将如上述那样微粉碎后的磁体材料颗粒115和粘合剂混合而成的混合物。作为粘合剂，优选的是使用树脂材料，在粘合剂使用树脂的情况下，优选的是使用在构造中不含有氧原子、且具有解聚合性的聚合物。另外，为了能够对在如后述那样将磁体颗粒和粘合剂的混合物成形成例如梯形形状那样的所期望形状之际产生的混合物的残余物进行再利用，且为了能够以对混合物进行加热而软化了的状态进行磁场取向，优选的是使用热塑性树脂。具体而言，恰当地使用由1种或两种以上的聚合体或共聚物形成的聚合物，该1种或两种以上的聚合体或共聚物由以下的一般式(1)所示的单体形成。

[化学式1]

其中，R₁和R₂表示氢原子、低级烃基、苯基或乙烯基。

作为符合上述条件的聚合物，存在例如作为异丁烯的聚合物的聚异丁烯(PIB)、作为异戊二烯的聚合物的聚异戊二烯(异戊橡胶、IR)、作为1,3-丁二烯的聚合物的聚丁二烯(丁二烯橡胶、BR)、作为苯乙烯的聚合物的聚苯乙烯、作为苯乙烯和异戊二烯的共聚物的苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、作为异丁烯和异戊二烯的共聚物的丁基橡胶(IIR)、作为苯乙烯和丁二烯的共聚物的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、作为苯乙烯和乙烯、丁二烯的共聚物的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、作为苯乙烯和乙烯、丙烯的共聚物的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、作为乙烯和丙烯的共聚物的乙烯-丙烯共聚物(EPM)、使二烯单体与乙烯、丙烯一起共聚而成的EPDM、作为2-甲基-1-戊烯的聚合物的2-甲基-1-戊烯聚合树脂作为2-甲基-1-丁烯的聚合物的2-甲基-1-丁烯聚合树脂等。另外，作为用于粘合剂的树脂，也可以设为少量包含含有氧原子、氮原子的单体的聚合物或共聚物(例如、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)的构成。而且，也可以一部分共聚不符合上述一般式(1)的单体。

此外，作为用于粘合剂的树脂，为了恰当地进行磁场取向，期望的是使用在250℃以下软化的热塑性树脂，更具体而言是玻化温度或流动开始温度为250℃以下的热塑性树脂。

为了使磁体材料颗粒在热塑性树脂中分散，期望的是适量添加取向润滑剂。作为取向润滑剂，期望的是添加醇、羧酸、酮、醚、脂、胺、亚胺、酰亚胺、酰胺、氰、磷系官能团、磺酸、具有双键、三键等不饱和键的化合物、液状饱和烃化合物中的、至少一种。也可以混合使用多种。并且，如后述那样，在对磁体材料颗粒和粘合剂的混合物施加磁场而对该磁体材料进行磁场取向时，以对混合物进行加热而使粘合剂成分软化后的状态进行磁场取向处理。

作为与磁体材料颗粒混合的粘合剂，通过使用满足上述的条件的粘合剂，从而能够使残存于烧结后的烧结体内的碳量和氧量减少。具体而言，能够使在烧结后残存于烧结体内的碳量为2000ppm以下，更优选为1000ppm以下。另外，能够使在烧结后残存于烧结体内的氧量为5000ppm以下，更优选为2000ppm以下。

对于粘合剂的添加量，在对浆或加热熔融了的复合物进行成形的情况下，设为能够恰当地填充磁体材料颗粒间的空隙的量，以提高作为成形的结果而获得的成形体的厚度精度。例如粘合剂相对于磁体材料颗粒和粘合剂的总量的比例设为1wt％～40wt％，更优选设为2wt％～30wt％，进一步优选设为3wt％～20wt％。

由磁体材料颗粒和粘合剂形成的混合物即复合物117在暂时成形成生坯成形体(日文：グリーン生形体)(以下称为“生片”)之后，根据需要设为用于进行取向处理的成形体形状。在将混合物特别成形成片形状的情况下，例如，能够采用由在对磁体材料颗粒和粘合剂的混合物即复合物117进行了加热之后成形成片形状的热熔涂布进行的成形、或由通过将含有磁体材料颗粒、粘合剂以及有机溶剂的浆涂布在基材上而成形成片状的浆涂布等进行的成形。

以下，特别对使用了热熔涂布的生片成形进行说明，但本发明不限定于那样的特定的成形法。例如，也可以以如下方式进行成形，即，将复合物117放入成形用模具，一边加热至室温～300℃，一边以0.1MPa～100MPa进行加压。更具体而言，能够使用如下成形方法，即，对被加热到软化的温度的复合物117施加注塑压力，将其压入并填充至模具来进行成形。

如已述那样，通过将粘合剂与由珠磨机116等进行微粉碎后的磁体材料颗粒混合，制成由磁体材料颗粒和粘合剂构成的粘土状的混合物即复合物117。在此，作为粘合剂，能够如上述那样使用树脂、取向润滑剂的混合物。例如，作为树脂，优选的是使用由在构造中不含有氧原子、且具有解聚合性的聚合物形成的热塑性树脂，另一方面，作为取向润滑剂，优选添加醇、羧酸、酮、醚、脂、胺、亚胺、酰亚胺、酰胺、氰、磷系官能团、磺酸、具有双键、三键等不饱和键的化合物中的、至少一种。另外，对于粘合剂的添加量，如上述那样使添加后的复合物117中的粘合剂相对于磁体材料颗粒和粘合剂的总量的比例成为1wt％～40wt％，更优选成为2wt％～30wt％，进一步优选成为3wt％～20wt％。

在此，优选的是根据磁体材料颗粒的粒径而决定取向润滑剂的添加量，推荐的是：磁体材料颗粒的粒径越小，添加量越多。作为具体的添加量，相对于磁体材料颗粒设为0.1份～10份，更优选设为0.3份～8份。在添加量较少的情况下，有可能导致分散效果较小，取向性降低。另外，在添加量较多的情况下，有可能污染磁体材料颗粒。添加到磁体材料颗粒的取向润滑剂附着于磁体材料颗粒的表面，使磁体材料颗粒分散，成为粘土状混合物，并且在后述的磁场取向处理中，发挥辅助磁体材料颗粒的转动的作用。其结果，在施加了磁场之际容易进行取向，使磁体颗粒的易磁化轴方向收拢为大致同一方向、即能够提高取向度。尤其是，在磁体材料颗粒与粘合剂混合的情况下，由于粘合剂存在于颗粒表面，因此，磁场取向处理时的摩擦力变高，因此，颗粒的取向性有可能降低，更加提高添加取向润滑剂的效果。

优选的是，磁体材料颗粒和粘合剂的混合在由氮气、Ar气体、He气体等非活性气体形成的气氛下进行。磁体材料颗粒和粘合剂的混合，例如通过将磁体材料颗粒和粘合剂分别投入搅拌机，并利用搅拌机搅拌来进行。在该情况下，也可以为了促进混炼性，进行加热搅拌。而且，期望的是磁体材料颗粒和粘合剂的混合也在由氮气、Ar气体、He气体等非活性气体形成的气氛下进行。另外，特别是在以湿式法对磁体颗粒进行了粉碎的情况下，也可以是，不从用于粉碎的溶剂取出磁体颗粒而是向溶剂中添加粘合剂并进行混炼，之后使溶剂挥发，获得复合物117。

接下来，通过将复合物117成形成片状，制成前述的生片。在采用热熔涂布的情况下，通过对复合物117进行加热，使该复合物117熔融，在成为具有流动性的状态之后，涂布于支承基材118上。之后，通过散热使复合物117凝固，而在支承基材118上形成纵长片状的生片119。在该情况下，将复合物117加热熔融之际的温度因所使用的粘合剂的种类、量的不同而不同，但通常设为50℃～300℃。但是，需要设为比所使用的粘合剂的流动开始温度高的温度。此外，在使用浆涂布的情况下，使磁体材料颗粒、粘合剂、以及可有可无但有助于取向的取向润滑剂分散于大量的溶剂中，将浆涂布于支承基材118上。之后，进行干燥而使溶剂挥发，从而在支承基材118上形成纵长片状的生片119。

在此，优选的是，熔融了的复合物117的涂布方式使用狭缝式模具方式或压延辊方式等层厚控制性优异的方式。尤其是，为了实现较高的厚度精度，特别期望的是使用层厚控制性优异的、即能够在基材的表面涂布高精度的厚度的层的方式即模具方式、点涂布方式。例如，在狭缝式模具方式中，利用齿轮泵加压输送加热而成为具有流动性的状态的复合物117而向模具注入，再从模具喷出，从而进行涂布。另外，在压延辊方式中，以控制后的量将复合物117向加热了的两根辊的辊间隙送入，一边使辊旋转，一边在支承基材118上涂布利用辊的热量熔融了的复合物117。作为支承基材118，优选的是，使用例如有机硅处理聚酯膜。而且，优选的是，通过使用消泡剂或进行加热真空脱泡，从而充分地进行脱泡处理，以使所涂布且展开的复合物117的层中不残留气泡。或者，也能够是，不在支承基材118上进行涂布，而是一边利用挤压成型、注塑成形将熔融了的复合物117成型成片状一边向支承基材118上挤出，从而在支承基材118上成形生片119。

在图14所示的实施方式中，使用狭缝式模具120来进行复合物117的涂布。期望的是，在该狭缝式模具方式的生片119的形成工序中，对涂布后的生片119的片材厚度进行实测，通过基于其实测值的反馈控制，对狭缝式模具120与支承基材118之间的夹持间隙进行调节。在该情况下，使向狭缝式模具120供给的流动性复合物117的量的变动尽量降低，抑制成例如±0.1％以下的变动，进一步期望的是，也使涂布速度的变动尽量降低，抑制成例如±0.1％以下的变动。利用这样的控制，能够使生片119的厚度精度提高。此外，所形成的生片119的厚度精度相对于例如1mm这样的设计值设为±10％以内、更优选设为±3％以内、进一步优选设为±1％以内。在压延辊方式中，同样地基于实测值对压延条件进行反馈控制，能够对向支承基材118转印的复合物117的膜厚进行控制。

期望的是生片119的厚度设定在0.05mm～20mm的范围。当使厚度比0.05mm薄时，为了达成需要的磁体厚度，必须层叠多层，因此，生产率降低。

接着，制成如下加工片，该加工片是从利用上述的热熔涂布在支承基材118上形成的生片119切割出与所期望的磁体尺寸(例如图1的(a)的永磁体单元1或永磁体单元1所包含的永磁体片10a、10b)相对应的尺寸而成的加工片。以预测到在后述的烧结工序中尺寸的缩小并在烧结工序后获得预定的磁体尺寸的方式决定加工片的尺寸。加工片通过被沿所需方向施加磁场，从而使加工片所包含的磁体材料颗粒的易磁化轴沿磁场的方向被取向。具体地说明，加工片收纳于具有与该加工片相对应的形状的模腔的磁场施加用模具内，通过进行加热，使加工片所含有的粘合剂软化。由此，磁体材料颗粒能够在粘合剂内转动，能够使其易磁化轴在沿着平行磁场的方向上取向。

在此，用于对加工片进行加热的温度和时间因所使用的粘合剂的种类和量的不同而不同，例如成为以40℃～250℃加热0.1分钟～60分钟。总之，为了使加工片内的粘合剂软化，加热温度需要设为所使用的粘合剂的玻化温度或流动开始温度以上的温度。作为用于对加工片进行加热的手段，存在由例如热板进行的加热、或将有机硅油那样的热介质用作热源的方式。磁场施加时的磁场的强度能够设为5000[Oe]～150000[Oe]，优选设为10000[Oe]～120000[Oe]。其结果，加工片所含有的磁体材料结晶的易磁化轴与沿着平行磁场的方向平行地被取向。也能够设为，在该磁场施加工序中对多个加工片同时施加磁场的结构。为此，只要使用具有多个模腔的模具、或者排列多个模具地同时施加平行磁场即可。对加工片施加磁场的工序既可以与加热工序同时进行，也可以在进行了加热工序之后且是在加工片的粘合剂凝固之前进行。

接着，将通过磁场施加工序使磁体材料颗粒的易磁化轴平行取向后的加工片从磁场施加用模具取出，移向所需形状的最终成形用模具内，成形成烧结处理用加工片。在调节成大气压、或者比大气压高的压力或比大气压低的压力(例如、1.0Pa或1.0MPa)的非氧化性气氛中，将磁体材料颗粒的易磁化轴被取向了的取向后的烧结处理用加工片，以粘合剂分解温度保持几小时～几十小时(例如5小时)，从而进行预烧处理。在该处理中，推荐使用氢气气氛或氢与非活性气体的混合气体气氛。在基于氢气气氛进行预烧处理的情况下，预烧中的氢的供给量设为例如5L/min。能够通过进行预烧处理，从而将粘合剂所含有的有机化合物经由解聚合反应、其他的反应而分解成单体，并能够使其飞散而去除。即，进行使残存于烧结处理用加工片的碳的量减少的处理即脱碳处理。另外，期望的是预烧处理以残存于烧结处理用加工片内的碳的量为2000ppm以下、更优选为1000ppm以下的条件进行。由此，能够利用之后的烧结处理使烧结处理用加工片的整体致密地烧结，能够抑制残留磁通密度和矫顽磁力的降低。此外，在将进行上述的预烧处理之际的加压条件设为比大气压高的压力的情况下，期望的是将压力设为15MPa以下。在此，只要加压条件设为比大气压高的压力、更具体而言设为0.2MPa以上，就能够特别期待残存碳量减轻的效果。

粘合剂分解温度能够基于粘合剂分解生成物和分解残渣的分析结果决定。粘合剂分解温度因粘合剂的种类的不同而不同，但优选的是200℃～900℃，更优选的是400℃～600℃，设为例如450℃即可。

在上述预烧处理中，与一般的稀土类磁体的烧结处理相比较，优选的是减小升温速度。具体而言，通过将升温速度设为2℃/min以下，例如设为1.5℃/min，从而能够获得优选的结果。因而，在进行预烧处理的情况下，以2℃/min以下的预定的升温速度进行升温，在达到预先设定好的设定温度(粘合剂分解温度)之后，以该设定温度保持几小时～几十小时，从而进行预烧处理。如此，通过在预烧处理中减小升温速度，从而使烧结处理用加工片内的碳不会被急剧地去除，而是被阶段性地去除，因此，能够使残量碳减少到充分的水平，使烧结后的烧结体的密度上升。即，能够通过使残留碳量减少，从而使永磁体中的空隙减少。如上述那样，只要将升温速度设为2℃/min以下的程度，就能够使烧结后的烧结体的密度为98％以上(7.40g/cm³以上)，能够期待在磁化后的磁体中实现较高的磁体特性。

接下来，进行对由预烧处理预烧后的烧结处理用加工片进行烧结的烧结处理。作为烧结处理，也能够采用真空中的无加压烧结法，但在本实施方式中，优选的是，采用以在沿着相对于取向方向(与易磁化轴平行的方向)垂直的方向上进行了单轴加压的状态对烧结处理用加工片进行烧结的单轴加压烧结法。在该方法中，向具有与所需的永磁体或永磁体片的形状相同的形状的模腔的烧结用模具内装填烧结处理用加工片，并合模，从而一边进行加压一边进行烧结。作为该加压烧结技术，例如，也可以采用热压烧结、热等静压(HIP)烧结、超高压合成烧结、气体加压烧结、放电等离子体(SPS)烧结等公知的技术中的任一种。尤其是，优选的是，使用能够沿着单轴方向进行加压的热压烧结。

此外，在以热压烧结进行烧结的情况下，优选的是，将加压压力设为例如0.01MPa～100MPa，并在几Pa以下的真空气氛中以5℃/分钟～30℃/分钟的升温速度使温度上升到900℃～1100℃，之后保持5分钟。接下来进行冷却，然后再次升温至300℃～1000℃并且保持该温度两个小时的热处理。这样的烧结处理的结果，由烧结处理用加工片制得所需形状的烧结体。如此，采用以在所需的方向上进行了加压的状态对烧结处理用加工片进行烧结的单轴加压烧结法，能够抑制对烧结处理用加工片内的磁体材料颗粒赋予的易磁化轴的取向发生变化。

对该烧结体沿着其中所含有的磁体材料颗粒的易磁化轴即C轴进行磁化。其结果，能够制造用于进行分割处理的永磁体或者永磁体单元所包含的永磁体片。此外，烧结体的磁化也可以使用例如磁化线圈、磁化磁轭、电容器式磁化电源装置等公知的手段中的任一者。

附图标记说明

1、2、3、4、6、7、永磁体单元；1’、2’、3’、6’、7’、永磁体；10a、10b、永磁体片；12、绝缘层；20a、20b、20c、永磁体片；22a、22b、22c、绝缘层；30a、30b、永磁体片；32、绝缘层；40a、40b、40c、40d、永磁体片；42a、42b、42c、绝缘层；60a、60b、永磁体片；62a、62b、绝缘层；70a、70b、70c、70d、永磁体片；72a、72b、72c、72d、绝缘层；A、移动方向；5、IPM马达；52、定子；52a、齿；53、磁场线圈；54、转子；54a、转子芯；54b、轴；54c、磁体插入用槽；55、气隙；8、SPM马达；82、定子；82a、齿；83、励磁线圈；84、转子；85、轴；86、气隙；115、粗粉碎磁体材料颗粒；116、珠磨机；117、复合物；118、支承基材；119、生片；120、狭缝式模具。

Claims (15)

1.一种永磁体单元，其包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片，该永磁体单元的特征在于，

所述至少1个绝缘层配置在根据随着永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小来决定出的位置，该永磁体是所述多个永磁体片未隔着该至少1个绝缘层而是形成为一体而成的。

2.根据权利要求1所述的永磁体单元，其特征在于，

涡流的大小是针对所述永磁体的任意的截面ξ而言与该截面ξ垂直的方向上的涡流的大小Je(ξ)，并使用以下的式子来计算，

[数学式1]

在此，r是位置矢量，t表示时间，J_S(r，t)表示所述永磁体的截面ξ处的与截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S表示该永磁体的截面ξ的截面积，T表示电角度的一个周期。

3.根据权利要求2所述的永磁体单元，其特征在于，

该永磁体单元构成为包含N个绝缘层和N+1个永磁体片，且所述N个绝缘层和所述N+1个永磁体片分别彼此相邻，其中，N是1以上的整数，

第N个绝缘层配置在自涡流的大小Je(ξ)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的截面，涡流的大小Je(ξ)是在N-1个绝缘层和N个永磁体片未隔着该第N个绝缘层而是形成为一体的永磁体的内部流动的涡流的大小。

4.根据权利要求3所述的永磁体单元，其特征在于，

该永磁体单元在被装入旋转机械后使用，且具有：长度方向即x方向的尺寸，其沿横穿旋转机械的磁场地移动的方向延伸；高度方向即z方向的尺寸，其与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行；以及厚度方向即y方向的尺寸，其与长度方向和高度方向均垂直，

所述第N个绝缘层配置于自涡流的大小Je(x)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的位置处的相对于长度方向垂直的截面，涡流的大小Je(x)是使用以下的式子计算出来的，且涡流的大小Je(x)是与所述永磁体的长度方向位置x处的截面垂直的长度方向上的涡流的大小，

[数学式2]

其中，r是位置矢量，t表示时间，Jx(r，t)表示未隔着第N个绝缘层地包含N-1个绝缘层和N个永磁体片的永磁体的位置x处的长度方向上的涡流密度矢量分量，S表示该永磁体的位置x处的与长度方向垂直的截面的面积，T表示电角度的一个周期。

5.根据权利要求3所述的永磁体单元，其特征在于，

该永磁体单元在被装入旋转机械后使用，且具有：长度方向即x方向的尺寸，其沿横穿旋转机械的磁场地移动的方向延伸；高度方向即z方向的尺寸，其与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行；以及厚度方向即y方向的尺寸，其与长度方向和高度方向均垂直，

所述第N个绝缘层配置于自涡流的大小Je(z)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的位置处的相对于高度方向垂直的截面，涡流的大小Je(z)是使用以下的式子计算出来的，且涡流的大小Je(z)是与所述永磁体的高度方向位置z处的截面垂直的高度方向上的涡流的大小，

[数学式3]

其中，r是位置矢量，t表示时间，Jz(r，t)表示在未隔着第N个绝缘层地包含N-1个绝缘层和N个永磁体片的永磁体的位置z处的高度方向上的涡流密度矢量分量，S表示该永磁体的位置z处的与高度方向垂直的截面的面积，T表示电角度的一个周期。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁体单元，其特征在于，

所述至少1个绝缘层是绝缘物质的层和空气层中的任意一者或它们的组合。

7.根据权利要求6所述的永磁体单元，其特征在于，

所述至少1个绝缘层是含有稀土类元素的氟化物的层和绝缘性的树脂系粘接材料的层中的任意一者或它们的组合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的永磁体单元，其特征在于，

该永磁体单元是Nd-Fe-B系永磁体。

9.一种旋转机械，其具有以隔着气隙与定子相对的方式旋转自如地配置于所述定子内的转子芯，该转子芯为大致圆筒状且具有与旋转轴平行的中心轴线，该旋转机械的特征在于，

在所述转子芯的沿着周向隔开间隔的多个位置，形成有多个沿着轴向延伸的槽，所述槽具有长度方向尺寸和厚度方向尺寸的长度方向截面形状，在各所述槽内配置有权利要求1至8中任一项所述的永磁体单元。

10.一种制造永磁体单元的方法，该永磁体单元包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片，该制造永磁体单元的方法的特征在于，

该制造永磁体单元的方法包括以下工序：

求出随着所述多个永磁体片未隔着所述至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小；

根据求出的涡流的大小来决定所述永磁体内的配置所述至少1个绝缘层的位置；

制成要与配置位置被决定出的所述至少1个绝缘层相邻地配置的多个永磁体片；以及

将制成的所述多个永磁体片以夹着所述至少1个绝缘层彼此相邻的方式进行配置。

11.根据权利要求10所述的制造永磁体单元的方法，其特征在于，

制成多个永磁体片的所述工序包含以下步骤，即，制成所述多个永磁体片未隔着所述至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体，在被决定为配置所述至少1个绝缘层的位置处切断该永磁体，从而将该永磁体分割成多个永磁体片，

对所述多个永磁体片进行配置的所述工序包含将所述多个永磁体片以各个永磁体片的切断面相对的方式配置的步骤。

12.根据权利要求10或11所述的制造永磁体单元的方法，其特征在于，

求出涡流的大小的所述工序包含以下步骤，即，针对所述永磁体的任意的截面ξ而言，使用以下的式子计算与该截面ξ垂直的方向上的涡流的大小Je(ξ)，

[数学式4]

在此，r是位置矢量，t表示时间，J_S(r，t)表示所述永磁体的截面ξ处的与截面垂直的方向上的涡流密度矢量分量，S表示所述永磁体的截面ξ的截面积，T表示电角度的一个周期。

13.根据权利要求12所述的制造永磁体单元的方法，其特征在于，

所述永磁体构成为包含N-1个绝缘层和N个永磁体片，且所述N-1个绝缘层和所述N个永磁体片分别彼此相邻，其中，N是1以上的整数，

在决定配置绝缘层的位置的所述工序中包含以下步骤，即，以要配置于所述永磁体的第N个绝缘层配置于自涡流的大小Je(ξ)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的截面的方式决定。

14.根据权利要求13所述的制造永磁体单元的方法，其特征在于，

所述永磁体单元在被装入旋转机械后使用，且具有：长度方向即x方向的尺寸，其沿横穿旋转机械的磁场地移动的方向延伸；高度方向即z方向的尺寸，其与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行；以及厚度方向即y方向的尺寸，其与长度方向和高度方向均垂直，

在求出涡流的大小的所述工序中，针对所述永磁体的长度方向位置x处的截面而言，使用以下的式子来计算与该截面垂直的长度方向上的涡流的大小Je(x)，

所述第N个绝缘层配置于自Je(x)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的位置处的相对于长度方向垂直的截面，

[数学式5]

在此，r是位置矢量，t表示时间，Jx(r，t)表示所述永磁体的位置x处的长度方向上的涡流密度矢量分量，S表示所述永磁体的位置x处的截面的截面积，T表示电角度的一个周期。

15.根据权利要求13所述的制造永磁体单元的方法，其特征在于，

所述永磁体单元在被装入旋转机械后使用，且具有：长度方向即x方向的尺寸，其沿横穿旋转机械的磁场地移动的方向延伸；高度方向即z方向的尺寸，其与长度方向垂直且与旋转机械的轴向平行；以及厚度方向即y方向的尺寸，其与长度方向和高度方向均垂直，

求出涡流的大小的所述工序包含以下步骤，即，针对所述永磁体的高度方向位置z处的截面而言，使用以下的式子计算与该截面垂直的高度方向上的涡流的大小Je(z)，

所述第N个绝缘层配置于自Je(z)为最大值的95％的值起到最大值为止的范围的位置处的相对于高度方向垂直的截面，

[数学式6]

在此，r是位置矢量，t表示时间，Jz(r，t)表示所述永磁体的位置z处的高度方向上的涡流密度矢量分量，S表示该永磁体的位置z处的截面的截面积，T表示电角度的一个周期。