2022-007701

引用文献１には、図面とともに、次の記載がある（下線は理解の一助のために当審が付した。以下同様。）。

（ア）「【技術分野】

【０００１】

この発明は、表面磁石型回転電機、すなわち、表面磁石型回転電動機又は表面磁石型発電機における永久磁石を固定する構造に関するものである。」

（イ）「【背景技術】

【０００２】

永久磁石を用いた電動機又は発電機である永久磁石式回転電機は、磁石をロータあるいはステータ表面に配置する表面磁石型（ＳＰＭ）と、磁石をロータの鉄心内部に組み込む埋込磁石型（ＩＰＭ）とに大別される。

【０００３】

続きを表示（全16行）

この種の永久磁石式回転電機において、埋込磁石型の場合は、ロータの鉄心に磁石が挿入されるためのポケットが形成されており、このポケットに磁石を挿入することで磁石を容易に配置固定でき、ロータが回転した際に磁石の飛散などが生じる虞はない。

【０００４】

一方、表面磁石型の場合、ロータあるいはステータ表面に磁石を貼付けるような構造となるため、特に、インナーロータとして回転させた場合、遠心力による磁石の飛散や剥離、破損等が懸念される。さらに、磁石配置がハルバッハ型配列のように強い反発力を受けながら固定される場合は、より堅牢性を考慮する必要がある。

【０００５】

表面磁石型の永久磁石の固定方法が、特許文献１に開示されている。この特許文献１では、シャフトへロータ磁石を固定後、磁石外径部の表面全体を円管状のカーボンリングにより覆うことで磁石の飛散防止を図っている。また、隣接する磁石間にくさび形の金具を挿入することで、さらなる固定強度の向上を図っていた。

【０００６】

また、特許文献２では、ロータコア外径側に予め磁石を嵌め込むスリットを設け、その突起部を磁石配置した後に、変形させて磁石を押え込む手法をとっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【０００７】

【特許文献１】特開２００５－３１２２５０号公報

【特許文献２】特開２００４－２３９４４号公報」

（ウ）「【発明が解決しようとする課題】

【０００８】

上記したように、表面磁石型における磁石の飛散や剥離、破損等を防ぐためには、磁石外径側や隣接する磁石間を利用して機械的に磁石を押え込む構造が有効である。しかし、特許文献１のようなロータ磁石外径部にリング部材を設ける構造では、磁石（界磁）表面から電機子コイルまでの距離（モータギャップ）をリング部材の厚み分大きくする必要があり、これはモータ出力、モータ効率の低下を招くことになる。

【０００９】

また、磁石間部をくさび型部材で押える構造においても、磁石を隙間なく敷き詰めた構成に比べ、くさび部材の体積分、磁石体積を減少させることになり、界磁磁束の低下によりモータ出力、モータ効率の低下を招くことになる。

【００１０】

また、特許文献２では、コアを変形させる手法をとっているが、通常、ロータコア（鉄心） には積層鋼板や圧粉磁心を使用するため、このように無理に変形させると積層鋼板の場合は積層部分が剥離したり、残留応力により磁気特性の低下を招くことになる。また、圧粉磁心の場合、変形はほぼ不可能で粉砕する可能性が高い。一方で積層鋼板や圧粉磁心を使用せず無垢材を用いれば、回転中の鉄損が増加し性能の低下を招くことになる。また、これらの手段はロータ磁石側面部に磁性体が回り込む形状になり、界磁磁束への影響も懸念され、さらに磁極数が多い場合はその工数も問題になる。

【００１１】

そこで、この発明は、表面磁石型回転電機において、性能低下や工数の増加なく、安価でシンプルな方法で永久磁石を固定できる構造を提供することを課題とするものである。」

（エ）「【課題を解決するための手段】

【００１２】

前記の課題を解決するために、この発明は、複数の永久磁石からなるロータ磁石を取り付けたロータと、コイルを巻回したステータとからなる表面磁石型回転電機において、前記永久磁石の端部に設けられた切り欠き部と、この切り欠き部に対応する大きさに形成された磁石固定用のリング部材とを備え、前記切り欠き部に前記リング部材を嵌め込み、ロータに永久磁石を固定したことを特徴とする。

【００１３】

また、前記ロータは、ロータコアの外周に複数の永久磁石を取り付けたインナーロータであり、前記永久磁石の軸方向の両端部に設けられた切り欠き部を有するように構成することができる。

【００１４】

また、前記ロータは、バックヨーク又は筺体部材の内周に複数の永久磁石を取り付けたアウターロータであり、前記永久磁石の軸方向の内周側の両端部に切り欠き部を設けるように構成することができる。

・・・

【００１７】

また、前記ロータ磁極にハルバッハ型配列を適用することができる。」

（オ）「【００２１】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。第１の実施形態は、表面磁石型回転電機の一例である表面磁石型のインナーロータ型電動機に、この発明を適用したものである。図１は、この発明の第１の実施形態を示す表面磁石型インナーロータ型電動機のロータを示す分解斜視図、図２は、この発明の第１の実施形態を示す表面磁石型インナーロータ型電動機を示す概略断面図である。

【００２２】

図１及び図２に示すように、ロータ１は、シャフト２にロータコア２ａが設けられている。ロータコア２ａは、シャフト２よりも径が大きくなっている。このロータコア２ａの外周にロータ磁石３が配置される。

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【００２３】

このロータ磁石３の各永久磁石３０は、軸方向の両端部の外径側にそれぞれ切り欠き部３１を設けている。この実施形態においては、断面矩形形状の切り欠き部３１が設けられている。

【００２４】

このロータコア２ａの外周に全ての永久磁石３０を固定し、ロータ磁石３を配置するとロータ磁石３の両端部には、切り欠き部３１が設けられる。この切り欠き部３１に対応する大きさに形成された磁石固定用のリング部材４を嵌め込み、ロータ磁石３が固定される。この実施形態では、断面形状が矩形のリング部材４が用いられ、切り欠き部３１にリング部材４を嵌め込むと、ロータ磁石３の両端部に段差が無い状態に一体化される。このリング部材４は、例えば、非磁性体で形成されている。尚、磁性体でリング部材４を形成してもよい。

【００２５】

ロータ１へのロータ磁石３の固定は、ロータコア２ａの周囲に、全ての永久磁石３０…を接着剤で仮固定した後、ロータ磁石３の両端部の切り欠き部３１に磁石固定用のリング部材４を嵌めることにより行われる。

【００２６】

そして、ロータ１の外周にモータギャップを有してステータコア５ａにコイル５ｂが巻回されたステータ５を配置して、表面磁石型のインナーロータ型電動機が構成される。

【００２７】

このような構造にすることで、回転時の遠心力や磁気的作用力における永久磁石３０の飛散や剥離、破損等を容易に防ぐことができる。また、この形状であれば、モータギャップ部や永久磁石３０、３０の間には、何も挿入しないため、モータギャップの増加や磁石体積の減少等による性能の低下はほぼ無い。さらに永久磁石３０、３０の間へくさび型部材をネジ固定したり、部材を変形させて固定する等の方法と比較すると、切り欠き部３１にリング部材４を嵌め込むだけで良いので、工数やコストも極めて小さい。」

（カ）「【００２８】

図３にロータ磁石３の磁石配列を示す。磁石配列は、図３（ａ）に示す通常磁石配列以外に、（ｂ）に示すハルバッハ型配列でもよい。図３において、磁石の周囲のハッチングは磁場エリアを示している。図３（ａ）に示す通常磁石配列は、永久磁石３０ａが径方向着磁され、これらをＳ極、Ｎ極が交互になるように配列されている。これに対して、ハルバッハ型配列は永久磁石３０ａが径方向着磁、永久磁石３０ｂが周方向着磁となる。

【００２９】

このハルバッハ型配列、図３（ｂ）に示すように、磁石の配列方向に対し片側のみに強磁界を生成することが可能であり、さらに磁極の切替わり方が正弦波状となる特徴も持っている。図３（ａ）に示すＮ極とＳ極を交互に配置した通常磁石配列のものと比べ、より遠方まで強力な磁場を生成することが可能である。

【００３０】

しかし、一方で、この配列は磁石が互いに強い反発力を受け、常に図４に示す矢印方向へずれようとする力が働いている。そのため磁石を強固に固定する必要があり、表面磁石型に用いる場合は特に磁石の飛散や剥離、破損等の防止を意識しなければならいが、この発明の磁石固定方法であれば、シンプルで容易、かつ安価に堅牢な構造が可能となる。」

（キ）「【００３１】

第２の実施形態は、表面磁石型回転電機の一例である表面磁石型アウターロータ型電動機に、この発明を用いたものである。図５及び図６に示すように、ロータ１は、筒型のバックヨーク１ｂの内周にロータ磁石３が配置される。バックヨーク１ｂの代わりに、筺体部材を用いる場合もある。

【００３２】

このロータ磁石３の各永久磁石３０は、軸方向の両端部の内周側に切り欠き部３１を設けている。この実施形態においては、断面矩形形状の切り欠き部３１が設けられている。

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【００３３】

このバックヨーク１０の内周に全ての永久磁石３０を固定し、ロータ磁石３を配置するとロータ磁石３の内周側の両端部には、切り欠き部３１が設けられる。この切り欠き部３１に対応する大きさに形成された磁石固定用のリング部材４を嵌め込み、ロータ磁石３が固定される。この実施形態では、断面形状が矩形のリング部材４が用いられ、切り欠き部３１にリング部材４を嵌め込むと、ロータ磁石３の両端部に段差が無い状態に一体化される。

【００３４】

ロータ１へのロータ磁石３の固定は、バックヨーク１０の内周に、全ての永久磁石３０…を接着剤で仮固定した後、ロータ磁石３の両端部の切り欠き部３１に磁石固定用のリング部材４を嵌めることにより行われる。

【００３５】

そして、ロータ１の内周にモータギャップを有してステータコア５ａにコイル５ｂが巻回されたステータ５を配置して、表面磁石型のアウターロータ型電動機が構成される。

【００３６】

ところで、アウターロータ型電動機の場合は、遠心力が加わってもロータ磁石３の外周部のバックヨーク１ｂ（または筐体部材）で機械的に抑えられるため堅牢性は比較的確保しやすい。しかし、ハルバッハ型配列を用いる場合は、先に述べたように互いの強い反発力で磁石が剥離する可能性があるため、この発明の固定方法は有効である。」

（ク）引用文献１には、以下の図面が示されている。

「【図３】

［図：0001400055000001.jpg］

【図５】

［図：0001400055000002.jpg］

【図６】

［図：0001400055000003.jpg］

」

（ケ）上記（カ）には、ロータ磁石３の磁石配列は、ハルバッハ型配列でもよい旨の記載、及び、ハルバッハ型配列は永久磁石３０ａが径方向着磁、永久磁石３０ｂが周方向着磁となる旨の記載があることから、ロータ磁石３は周方向に極性が交互となる複数の磁極を含むことは明らかである。

（コ）上記（カ）及び（キ）並びに図３（ｂ）及び図５の記載から、複数の永久磁石３０ａは、周方向に所定間隔で配置されるとともに、複数の永久磁石３０ｂは、前記周方向において隣り合う前記永久磁石３０ａの間となる位置に配置されることが明らかである。

引用文献２には、図面とともに、次の記載がある。

（ア）「【０００４】

また通常の磁気回路では、磁束の飽和を防止するために必要以上に厚みの大なるヨークを使用するので、磁気回路の重量が増大するとともに、ヨークが外気に露出しているので、磁束の漏洩が発生しやすい。そこで固定子を構成するヨークを塑性加工によってＵ字状に形成し、このヨークをＵ字状の非磁性材料（例えばアルミ）からなるフレームの中に収容した構造が提案されている（特許文献２参照）。

【０００５】

【特許文献１】特開平９－３０８２１８号公報（第２～３頁、図１）

【特許文献２】特開２０００－２９９９７３号公報（第４～５頁、図１）」

（イ）「【発明が解決しようとする課題】

【０００６】

しかしながら特許文献１に記載されたように、いわゆるハルバッハ形磁気回路を備えたリニアモータとした場合には、ヨークを薄くできるので、幾分かは固定子を軽量化できるが、それだけでは軽量化が十分でなくまた磁気回路の小型化（特に可動子の移動方向と直交する方向の幅寸法の低減）という点では十分とはいえない。また特許文献２に記載されているようにＵ字状アルミフレームの内部に磁気回路を収容することにより、固定子の軽量化を図ることができるが、アルミフレーム内にハルバッハ形磁気回路を形成するために多大な工数を要するという問題がある。これは、ハルバッハ形磁気回路においては、同極性の磁極が隣接するような磁極配置となるので、磁気的反発力により総ての永久磁石をヨークに固着することが極めて困難となるからである。

【０００７】

従って本発明の目的は、小型かつ軽量で、固定子の組立てが容易な可動コイル型リニアモータを提供することである。」

（ウ）「【００１９】

上記の永久磁石部材は、いわゆるハルバッハ形磁気回路を形成するので、永久磁石の厚さに対してヨークの厚さをその半分以下と薄くしても、磁気空隙ｇに高い（例えば０．８～０．９Ｔの）磁束密度を得ることができ、高い推力を得ることができる。またこの磁気回路によれば、単純な直方体状の永久磁石を使用しても、磁気空隙ｇに正弦波に近似した磁束密度分布を得ることができる。なお、一端側の永久磁石の長さを他の永久磁石よりも短くしてもよく、これにより磁気空隙ｇにおける磁束密度分布（Ｘ軸方向）を正弦波により近づけることができる。」

（エ）「【図２】

［図：0001400055000004.jpg］

」

引用文献３には、図面とともに、次の記載がある。

（ア）「【技術分野】

【０００１】

本発明は、発生磁界の方向に磁化された主磁極永久磁石と該主磁極永久磁石の磁極の向きと異なるように磁化された副磁極永久磁石とを交互に隣り合わせになるように直線状もしくは円周上に並べて配置したハルバッハ磁石配列構造の界磁極を備えた周期磁界発生装置およびそれを用いたリニアモータ、回転型モータに関する。」

（イ）「【背景技術】

【０００２】

従来、リニアモータ、回転型モータなどに用いるハルバッハ磁石配列構造の永久磁石で構成される界磁極を備えた周期磁界発生装置として、発生磁界の方向に磁化された主磁極永久磁石と該主磁極永久磁石の磁極の向きと異なるように磁化された副磁極永久磁石を有するハルバッハ磁石配列のうち、主磁極永久磁石の磁界発生側の一部を軟磁性材料で置き換えた構造のものが提案されている（特許文献１参照）。

【０００３】

続きを表示（全18行）

図１１は従来の周期磁界発生装置の断面図である。図１１において、１０２は磁化の方向、１０３はバックヨーク、１１１は発生磁界方向（Ｚ方向）に磁化された主磁極永久磁石、１１２は主磁極永久磁石１１１の磁極の向きと異なるように磁化された副磁極永久磁石、１０４は主磁極永久磁石１１１の磁界発生側に配置された軟磁性材料であり、上記の主磁極永久磁石１１１と副磁極永久磁石１１２は交互に隣り合わせになるように直線状に並べて配置されている。

【０００４】

このような構成にしたことにより、バックヨーク１０３の反対側（図の上側）の面に、正弦波またはそれに近い磁束密度波形を有する周期的な磁界を発生させることができる。この周期磁界発生装置は、主磁極永久磁石１１１の磁界発生側の一部を軟磁性材料１０４で置き換えたことで、ハルバッハ磁石配列のみで構成された周期磁界発生装置に比べ、磁気回路の磁気飽和の影響を緩和することができ、発生磁界を高めることができる。

【０００５】

また、図１２は従来のハルバッハ磁石配列構造の永久磁石で構成される界磁極を備えた周期磁界発生装置を用いたリニアモータの推力発生原理図である。図１２において、１０３はバックヨーク、１０４は軟磁性材料、１１１は主磁極永久磁石、１１２は副磁極永久磁石、１０５はコイル、１０６は主磁極永久磁石１１１、副磁極永久磁石１１２およびコイル１０５との間で鎖交する磁束線、１０７は推力方向を表している。このような周期磁界発生装置を用いたリニアモータは、周期的な発生磁界中にコイル１０５を配置し、コイル１０５に通電することによって、コイル１０５に発生する磁界と周期磁界発生装置の発生磁界との吸引力と反発力により、コイル１０５を固定子とした場合は可動子となる周期磁界発生装置を、周期磁界発生装置を固定子とした場合は可動子となるコイル１０５を直線的に移動させることができる。

【０００６】

また、その他、従来のハルバッハ磁石配列構造の永久磁石で構成される界磁極を備えた従来の周期磁界発生装置として、発生磁界の方向に磁化された主磁極永久磁石とそれ以外の磁極である副磁極永久磁石を有するハルバッハ磁石配列を固定するバックヨークの形状を凸凹構造にし、副磁極永久磁石の高さを主磁極永久磁石の高さより低くした構造のものが提案されている（特許文献２参照）。

【０００７】

このような構成にしたことにより、永久磁石の耐減磁性を高め、発生磁界を大きくすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【０００８】

【特許文献１】特開２００７－００６５４５号公報（第８頁、図１）

【特許文献２】特開２００７－１１０８２２号公報（第７頁、図１）」

（ウ）「【発明が解決しようとする課題】

【０００９】

しかし、従来のハルバッハ磁石配列構造の永久磁石で構成される界磁極を備えた周期磁界発生装置は、軟磁性材料そのものの飽和磁束密度に限界があり、昨今の永久磁石の特性向上などにより磁気回路中の磁束密度が高まり、磁気回路の磁気飽和により周期磁界発生装置の発生磁界に限界がみられるという問題があった。

また、当該周期磁界発生装置を用いたリニアモータ、回転型モータは、周期磁界発生装置の発生磁界を大きくできないため、推力やトルクを大きくできないという問題があった。

また、当該周期磁界発生装置に用いられるハルバッハ磁石配列はその構造によって、発生磁界を正弦波分布にできるが、リニアモータなどの推力向上や推力リプルの低減に向けた、発生磁界のさらなる正弦波化に限界があり、改善の余地があった。

【００１０】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ハルバッハ磁石配列を有する周期磁界発生装置内の軟磁性材料の形状もしくは主磁極永久磁石と副磁極永久磁石の形状を変更することによって、発生磁界を大きく、より正弦波化した周期磁界発生装置およびそれを用いたリニアモータ、回転型モータを提供することを目的とする。」

（エ）「【実施例２】

【００２１】

次に本発明の第２の実施形態について説明する。

図２は本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置の断面図である。

続きを表示（全17行）

図２において、周期磁界発生装置がバックヨーク１０３と、磁化方向が上向き（↑）と下向き（↓）の主磁極永久磁石１１１と、磁化方向が右向き（→）と左向き（←）の副磁極永久磁石１１２と、主磁極永久磁石１１１の磁界発生側に配置された軟磁性材料１０４とで構成されると共に、発生磁界方向が上方向（Ｚ方向）となっている点は、基本的に図１１に示した第１実施形態と同じである。

図中のＡ、Ｂはそれぞれ、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さを表しており、ここでは一例として、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡは副磁極永久磁石１１２のバックヨーク１０３側の長さＢ´と同じ長さである。なお、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡと主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢの合計は３０ｍｍとしている。

【００２２】

本発明の第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、軟磁性材料１０４の発生磁界側の移動方向長さＡと主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の移動方向長さＢとの関係を、Ａ＜Ｂとなるように形成し、かつ、軟磁性材料１０４のバックヨーク１０３側の移動方向長さと主磁極永久磁石１１１の発生磁界側の移動方向の長さを異ならしめた点である。具体的には、軟磁性材料１０４における発生磁界側の移動方向長さＡとバックヨーク１０３側の移動方向長さを等しくすると共に、主磁極永久磁石１１１における発生磁界側の移動方向長さとバックヨーク１０３側の移動方向長さＢを等しくしたことを特徴としている。

【００２３】

ここで、本発明の各実施形態と従来技術における周期磁界発生装置の特性を比較した図４に示すように、図４（ａ）中の第２の実施形態のグラフ（○印）は、一例として、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡを１０ｍｍ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢを２０ｍｍとした場合である。

図４に示したように、従来の周期磁界発生装置が発生する磁束密度が、主磁極磁石中心上のＰ、Ｑの位置において０．４Ｔであるのに対し、本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置では、０．６Ｔと大きくなっており、本発明は有効であることがわかる。

以上より、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さをＡ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さをＢとし、Ａ＜Ｂとなるように形成するとともに、副磁極永久磁石１１２を、主磁極永久磁石１１１と軟磁性材料１０４のそれぞれと同じ厚みの２種類の幅の磁石で構成した構造とし、従来例と比べ軟磁性材料１０４の発生磁界側の面を狭くすることで、発生磁界を大きくした周期磁界発生装置を提供することができる。

【００２４】

図６は本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置のＺ＝５ｍｍ地点でのＢ／Ａに対するギャップ磁束密度最大値分布を示している。図において、横軸は主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢと軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡの比、縦軸は磁束密度値である。

図６に示したように、本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置ではＢ／Ａ＝５．２付近において最もギャップ磁束密度値が大きくなり、Ｂ／Ａ＝２以下になるとギャップ磁束密度値が急激に小さくなることがわかる。以上より、本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置では２≦Ｂ／Ａの領域において周期磁界発生装置を作成することにより、より発生磁界を大きくした周期磁界発生装置を提供することができる。

【００２５】

ここで、本発明の各実施形態と従来技術における周期磁界発生装置のＺ＝５ｍｍ地点でのギャップ磁束密度分布波形の調波解析結果を比較した図８に示したように、本発明の第２の実施形態を示す周期磁界発生装置（軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡを１０ｍｍ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢを２０ｍｍ）では、１次の成分を大きく出来、３次、５次の成分を従来例より小さく出来る。よって、従来例より発生磁界を大きくし、正弦波化した周期磁界発生装置を提供することができる。」

（オ）「【実施例３】

【００２６】

次に本発明の第３の実施形態について説明する。

図３は本発明の第３の実施形態を示す周期磁界発生装置の断面図である。

続きを表示（全12行）

図３において、１０２は磁化の方向である。発生磁界方向は上方向であり、磁化方向が上向き（↑）と下向き（↓）の１１１は主磁極永久磁石、磁化方向が右向き（→）と左向き（←）と斜め向きの矢印１１２は副磁極永久磁石、１０３はバックヨーク、１０４は主磁極永久磁石１１１の磁界発生側に配置された軟磁性材料である。

図中のＡ、Ｂはそれぞれ、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さを表しており、ここでは一例として、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡは副磁極永久磁石１１２のバックヨーク１０３側の長さと同じ長さである。なお、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡと主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢの合計は３０ｍｍとしている。

【００２７】

本発明の第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、軟磁性材料１０４の発生界側の長さをＡ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さをＢとし、Ａ＜Ｂとなるように形成すると共に、第２の実施形態における主磁極永久磁石１１１と隣り合う副磁極永久磁石１１２を、発生磁界側を２分割し、斜め方向（４５°）に磁化させた２個の永久磁石と、バックヨーク１０３側の１個の永久磁石とより構成した点である。

【００２８】

ここで、本発明の各実施形態と従来技術における周期磁界発生装置の特性を比較した図４に示すように、図４（ａ）中の第３の実施形態のグラフ（◇印）は、一例として、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さＡを１０ｍｍ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さＢを２０ｍｍとした場合である。

図４に示したように、従来の周期磁界発生装置が発生する磁束密度が、主磁極磁石中心上のＰ、Ｑの位置において０．４Ｔであるのに対し、本発明の第３の実施形態を示す周期磁界発生装置では、０．５Ｔと大きくなっており、本発明は有効であることがわかる。

以上より、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さをＡ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さをＢとし、Ａ＜Ｂとなるように形成するとともに、第２の実施形態において、発生磁界側の副磁極永久磁石１１２を２分割し、斜めに磁化させ、副磁極永久磁石１１２を３つの磁石で構成した永久磁石で構成した構造とし、従来例と比べ軟磁性材料１０４の発生磁界側の面を狭くすることで、発生磁界を大きくした周期磁界発生装置を提供することができる。」

（カ）「【実施例５】

【００３４】

次に本発明の第５の実施形態について説明する。

図１０は本発明の第５の実施形態を示す回転型モータの断面図である。

続きを表示（全11行）

図１０は、本発明の周期磁界発生装置（図２）を磁界発生方向が円形状の内側となるように配置し、その内側にコイル１０５を配置して回転型モータを構成したものである。このような構成にしたことにより、コイル１０５に通電することによって、コイル１０５に発生する磁界と周期磁界発生装置の発生磁界との吸引力と反発力により、コイル１０５を固定子とした場合は回転子となる周期磁界発生装置を、周期磁界発生装置を固定子とした場合は回転子となるコイル１０５を回転させることができる。

【００３５】

回転型モータにおいては、第１～第３の実施形態で規定したＡ、Ｂを軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さ、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さとせず、それぞれ、軟磁性材料１０４の発生磁界側の長さに対する中心角、主磁極永久磁石１１１のバックヨーク１０３側の長さに対する中心角で規定する。

【００３６】

従来の周期磁界発生装置が発生する磁束密度に対し、本発明の第３の実施形態を示す周期磁界発生装置が発生する磁束密度が５０％（０．４Ｔ→０．６Ｔ）増加したことによって、回転型モータのトルクが周期磁界発生装置の発生磁界の増大にほぼ比例して大きくなる。以上より、本発明は有効である。

【００３７】

ここで、図１０に示した回転型モータの構成はあくまで一例に過ぎず、本発明の周期磁界発生装置（第１～第３の実施形態）のどの周期磁界発生装置を用いても同様の結果が得られる。また、全ての回転型モータの構造においても有効であり、回転型モータの構造に限定されるものではない。」

（キ）「【図２】

［図：0001400055000005.jpg］

【図３】

［図：0001400055000006.jpg］

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【図４】

［図：0001400055000007.jpg］

【図１０】

［図：0001400055000008.jpg］

【図１１】

［図：0001400055000009.jpg］

」

引用文献４には、図面とともに、次の記載がある。

（ア）「【０００１】

この発明は、ＤＣモータに関し、特に、回転軸に垂直な断面において略多角形の外形を有する角型のＤＣモータに関する。」

（イ）「【発明が解決しようとする課題】

【０００６】

ところで、特に上記のような角型のＤＣモータにおいては、次のような問題がある。

【０００７】

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第１には、製造コストの問題がある。すなわち、ＤＣモータのマグネットとして、より高エネルギー積のものを使用できるようになり、ＤＣモータの小型化が進んでいる。高エネルギー積のマグネットには、例えばＮｄ（ネオジム）やＳｍ（サマリウム）のような、希土類材料が用いられている。しかしながら、近年、希土類材料の価格高騰のため、このようなマグネットの製造コストが高騰し、ＤＣモータの製造コストに大きく影響している。そのため、ＤＣモータにおいてマグネットの使用量を減らすことにより、ＤＣモータの製造コストを低減させることが望まれている。

【０００８】

第２に、マグネットのエネルギー積が向上しても、ＤＣモータにおいてバックヨークとなるモータケースの板厚を確保する必要があり、ＤＣモータの小型化が困難であるという問題もある。すなわち、ＤＣモータを小型化するためにモータケースを薄型化すると、マグネットとモータケースとで磁気回路を構成するための十分な板厚を確保することができなくなる。この場合、磁気飽和状態が発生し、マグネットのエネルギーを有効に活用することができなくなることがある。

【０００９】

このような第２の問題は、特に、上記のような、角部に磁極を配した角型のモータにおいて顕著である。すなわち、磁極の切替え部分に位置しバックヨークとなる部分においては、磁気飽和状態にならないようにモータケースの板厚を確保することが重要である。しかしながら、磁極の切替え部分がモータケースの平板状の部分に位置する場合、この部分のモータケースの厚みを増加させると、モータが全体として大型化してしまう。

【００１０】

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、高い性能を有し、かつ、小型化可能であって製造コストを低減できるＤＣモータを提供することを目的としている。」

（ウ）「【００３５】

以上説明したように、本実施の形態では、円筒形状のマグネット５０が、モータケース１０の平面部１１の中央に磁極５１の中心が一致するように配置されている。そして、モータケース１０の角部１２とマグネット５０との間の部位に、磁性材料からなるバックヨーク７０が配置されている。すなわち、磁極５１は、側周部１０ａの肉厚が薄い部分に向き合うように配置されている。したがって、ＤＣモータ１は、磁束が集中する磁極切替え部において、モータケース１０の角部１２とバックヨーク７０とが配置されていることで、磁性材料部分が肉厚となった構造を有している。この角部１２とバックヨーク７０とが全体として肉厚のバックヨークとして働くので、磁気飽和が回避される。マグネット５０の本来の特性を有効に使用し、ＤＣモータ１の効率を向上させることが可能となるので、マグネット５０の使用量（使用される体積）を低減し、かつ、ＤＣモータの性能を確保することができる。高価なマグネット５０の使用量を最小限にすることが可能でき、ＤＣモータ１の製造コストを低減できる。」

（エ）「【図２】

［図：0001400055000010.jpg］

」

審判請求人は審判請求書で、「引用文献１～４や技術常識から、界磁子コア部材の磁気飽和を防止するために、飽和磁束≧入力磁束となるように構成することを導き出すことは可能ですが、引用文献１～４には、入力磁束が、磁石部の残留磁束密度Ｂｒと、第１磁石の周面のうち反電機子側周面の周方向における距離Ｍａとの積に相当すると考えても（あるいは置き換えても）、磁気飽和を防止するための条件として問題ないことについての記載や示唆もなく、また、それが当時の技術常識だったとは考えられません。」（４頁１０～１６行）と主張し、また、「引用文献１～４では、磁気回路を構成してから磁束飽和しているか否かを実測するなど手間がかかり、設計が容易でないという問題があり、本願とは異なります。」（４頁２０～２２行）と主張する。

しかしながら、審判請求人も認めているように、磁気飽和を防止するための条件として「（入力磁束）≦（飽和磁束）」を導き出すことは可能であり、上記（３）で検討したとおり、これを引用発明のハルバッハ型配列のロータ磁石３を備えた引用発明に適用する場合には、「（磁石の残留磁束密度）×（磁石磁路が径方向に沿うように設けられた磁石のバックヨークとの周方向の接触長さ）≦（バックヨークの飽和磁束密度）×（バックヨークの径方向の厚さ）」とすればよいことは当業者であれば容易に想到し得たことである。

そして、審判請求人は、引用文献１～４には、入力磁束が、磁石部の残留磁束密度Ｂｒと、第１磁石の周面のうち反電機子側周面の周方向における距離Ｍａとの積に相当すると考えても（あるいは置き換えても）、磁気飽和を防止するための条件として問題ないことについての記載や示唆もなく、また、それが当時の技術常識だったともいえず、さらに、引用文献１～４では、磁気回路を構成してから磁束飽和しているか否かを実測するなど手間がかかり、設計が容易でないという問題がある旨主張しているが、理論的に導き出された条件に関して、それを実際の設計に用いることに問題ないことが文献に記載されていないとしても、実測に代えて理論的に求められた条件を用いて設計を試みることは当業者の通常の創作能力の発揮にすぎない。

以上によれば、上記請求人の主張は、採用できない。