永久磁铁、旋转电机以及车辆的制作方法

本申请以日本专利申请2016-055742(申请日：3/18/2016)为基础并享受上述申请的优先权。本申请通过参照上述申请而包含它们的全部内容。

本发明公开的实施方式一般涉及永久磁铁、旋转电机和车辆。

背景技术：

作为高性能的永久磁铁，已知有sm-co类磁铁和nd-fe-b类磁铁等稀土类磁铁。稀土类磁铁用于电动机、扩音器、测量仪器等电气设备，进一步用于混合动力汽车(hybridelectricvehicle:hev)和电动汽车(electricvehicle:ev)等车辆。最近，针对各种电气设备具有越来越高的小型化要求，进一步针对hev和ev中所用的电动机的需求也在增加。为了满足这些需求，期望以提高最大磁能积(bhmax)为目的开发永久磁铁。

作为用于获得更高性能的永久磁铁的磁铁材料，稀土类元素和fe等过渡金属元素的组合是有前景的。sm-fe-n类材料具有能够媲美nd-fe-b类材料的高饱和磁化强度和超出nd-fe-b类材料的较大的磁各向异性，因此作为高性能磁铁的应用备受期待。但是，sm-fe-n类磁铁材料具有在约550℃以上的温度下加热时会分解的缺点。因此，sm-fe-n类材料无法通过烧结来致密化。

针对这种问题，提出了将sm-fe-n类磁铁材料的fe的一部分置换为cr和si来提高热分解温度。sm-(fe,cr,si)-n类的永久磁铁具有高饱和磁化强度、较大的磁各向异性和高热分解温度，因此其应用备受期待。但是，在试图得到具有高烧结密度的sm-(fe,cr,si)-n类永久磁铁时，sm-(fe,cr,si)-n类永久磁铁被热分解，会析出不具有矫顽力的α-fe相。于是，对维持高烧结密度的同时α-fe相的析出量少的sm-(fe,cr,si)-n类永久磁铁存在需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题在于，提供α-fe少、具有高烧结密度的sm-(fe,cr,si)-n类永久磁铁以及使用了该永久磁铁的旋转电机和车辆。

实施方式的永久磁铁具有

组成式：rnx(crpsiqm1-p-q)z…(1)

所示的组成。组成式(1)中，r为选自由y和稀土类元素构成的第一组中的至少一种元素，m是选自由fe和co构成的第二组中的至少一种元素，x为原子比，是满足0.5≦x≦2.0的数，p为原子比，是满足0.005≦p≦0.2的数，q为原子比，是满足0.005≦q≦0.2的数，z为原子比，是满足4≦z≦13的数。实施方式的永久磁铁的密度在6.5g/cm³以上，将由粉末x射线衍射而得的来自th2zn17相的(303)面的衍射峰强度记为i(303)、来自α-fe相的(110)面的衍射峰强度记为i(110)时，满足i(110)/{i(110)+i(303)}≦0.05的关系。

附图说明

图1是表示实施方式的电动机的图。

图2是表示实施方式的可变磁通量电动机的图。

图3是表示实施方式的发电机的图。

图4是表示实施方式的永久磁铁的粉末x射线衍射图谱的一个示例的图。

(符号说明)

1…永久磁铁电动机、2…定子、3…转子、4…铁芯、5…永久磁铁、11…可变磁通量电动机、12…定子、13…转子、14…铁芯、15…固定磁铁、16…可变磁铁、21…发电机、22…定子、23…转子、24…涡轮、25…轴、26…电刷。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的永久磁铁、旋转电机和车辆进行说明。另外，在各实施方式中，实质上相同的构成部位以相同的符号表示，并会部分省略其说明。附图是示意图或概念图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小的比例等与实际情况不一定相同。即使是在表示相同部分时，也存在附图之间的尺寸和比例不同的情况。

(第1实施方式)

针对本实施方式的永久磁铁进行说明。实施方式的永久磁铁具有上述组成式(1)所示的组成。组成式(1)中，元素r是选自由y和稀土类元素构成的第一组中的至少一种元素。作为元素r，可使用一种元素，也可使用多种元素。y和稀土类元素赋予磁铁较大的磁各向异性和较高的矫顽力。元素r的50原子％以上优选为sm，理想的是70原子％以上为sm。通过在元素r中使用含有sm的稀土类元素，能够提高永久磁铁的性能，尤其是能够重现性良好地提高矫顽力。

氮(n)主要存在于结晶中主相的间隙位置(侵入位置)。不含n的组成式(1)的结晶结构如果含有氮，则晶格扩大，电子结构发生变化。永久磁铁的居里温度、磁各向异性和饱和磁化强度得到提高。将元素r的原子比记为1时，氮的原子比在0.5以上2.0以下。即x的值在0.5以上2.0以下。x优选在1.0以上1.5以下。相对于元素r，如果氮的原子比x低于0.5，则无法充分获得结构中含氮而应该具有的效果。氮的原子比x如果超过2.0，则永久磁铁的饱和磁化强度降低。

一部分氮也可被选自由氢(h)、硼(b)和碳(c)构成的第四组中的至少一种元素x置换。作为该置换元素x，可使用一种元素，也可使用多种元素。元素x与上述的氮呈现相同的效果。但是，如果氮被过量地置换，则会导致永久磁铁的磁各向异性的降低等。元素x的置换量优选在氮的50原子％以下。

元素m是选自由铁(fe)和钴(co)构成的第二组中的至少一种元素。作为元素m，可使用一种元素，也可使用多种元素。元素m是使永久磁铁磁化的主要元素。通过相对大量地含有元素m，能够提高永久磁铁的饱和磁化强度。但是，如果元素m的含量过量，则α-fe相析出、矫顽力降低。将元素r的原子比记为1时，元素m的原子比在4以上13以下。即z的值在4以上13以下。z优选在6以上9以下。相对于元素r，元素m的原子比z如果低于4，则无法充分提高永久磁铁的饱和磁化强度。元素m的原子比z如果超过13，则α-fe相的析出量增加，矫顽力降低。

元素m的50原子％以上优选为fe，理想的是70原子％以上为fe。元素m中的fe特别使永久磁铁的磁化增强。永久磁铁通过含有co作为一部分的元素m，使得永久磁铁的居里温度变高，永久磁铁的热稳定性提高，进一步永久磁铁的矫顽力也变高。

进一步，也可用选自由钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、钽(ta)、钼(mo)、钨(w)、锰(mn)、镍(ni)、铜(cu)、锌(zn)、铝(al)、镓(ga)和锗(ge)构成的第三组中的至少一种元素a来置换一部分元素m。作为置换元素a，可使用一种元素，也可使用多种元素。置换一部分元素m的元素a有利于提高磁特性，例如提高矫顽力。但是，如果过量地置换元素m，则永久磁铁的磁化强度降低。置换一部分元素m的元素a优选在元素m的20原子％以下，更优选在元素m的10原子％以下。

铬(cr)或硅(si)是提高r-m-n类永久磁铁的热分解温度的成分。铬(cr)或硅(si)主要置换主相中的元素m所占据的位点。cr使永久磁铁的结晶内的d电子的数量发生变化，藉此提高结晶的热稳定性。si使晶格的尺寸缩小，藉此提高结晶的热稳定性。通过使cr和si同时存在于永久磁铁的结晶中，r-m-n类永久磁铁的热稳定性得到提高，可适用于烧结工序。

相对于元素m、cr和sr的合计含量，永久磁铁中的cr含量在0.5原子％以上20原子％以下。cr的含量如果过少，则无法获得充分的效果。cr的含量如果过多，则会导致永久磁铁的饱和磁化强度等的降低。相对于元素m、cr和si的合计含量，cr的含量优选在3原子％以上18原子％以下，更优选在5原子％以上15原子％以下。

相对于元素m、cr和sr的合计含量，永久磁铁中的si含量在0.5原子％以上20原子％以下。si的含量如果过少，则无法充分获得通过含有si而应该具有的效果。si的含量如果过多，则会导致永久磁铁的饱和磁化强度等的降低。相对于元素m、cr和si的合计含量，si的含量优选在1原子％以上15原子％以下，更优选在1原子％以上10原子％以下。相对于元素m、cr和si的合计含量，cr和si的合计含量优选在5原子％以上20原子％以下，更优选在8原子％以上15原子％以下。

通过对具有式(2)所示的组成的合金粉末实施氮化处理，能够得到具有式(1)所示的组成的永久磁铁。

组成式：r(crpsiqm1-p-q)z…(2)

组成式(2)中，表示元素r以外的金属(m、cr、si)的合计含量相对于元素r的比的原子比z在4以上13以下。p是满足在0.005以上0.2以下的原子比。q是满足在0.005以上0.2以下的原子比。通过对具有如式(2)所示的组成的合金粉末实施所需的氮化处理，能够得到以具有上述式(1)的组成的r(m,cr,si)17nx相为主相的永久磁铁。

通过电感耦合发光等离子体(inductivelycoupledplasma:icp)发光分光分析法对永久磁铁的组成进行分析。用喷磨机和球磨机等将磁铁粉碎，将粒径在10μm以上的粉末以体积％计在总体的3％以下的粉末(合金粉末)用于永久磁铁的组成分析。从所得的粉末中随机采集10次试料，对这些试料进行分析。将分析而得的测定值中的最大值和最小值除去，取平均值作为永久磁铁的组成。

实施方式的永久磁铁具有6.5g/cm³以上的密度。而且，将永久磁铁的由粉末x射线衍射而得的来自th2zn17n3相的th2zn17相的(303)面的衍射峰强度记为i(303)、α-fe相的(110)面的衍射峰强度记为i(110)时，实施方式的永久磁铁满足i(110)/{i(110)+i(303)}≦0.05的关系。永久磁铁具有6.5g/cm³以上的密度，且由粉末x射线衍射而得的i(110)/{i(110)+i(303)}的峰强度在0.05以下时，能够得到高饱和磁化强度和较大的矫顽力。

密度(烧结密度)在6.5g/cm³以上时，能够提供以r(m,cr,si)17nx相为主相的高密度的烧结磁铁。如果密度低于6.5g/cm³，则永久磁铁(烧结磁铁)的磁化强度和矫顽力降低。进一步，i(110)/{i(110)+i(303)}的峰强度比在0.05以下时，α-fe相的析出被抑制，能够提供由基本均匀的r(m,cr,si)17nx相形成的高密度的烧结磁铁。上述峰强度如果超过0.05、α-fe相的析出量增加，则永久磁铁(烧结磁铁)的矫顽力降低。实施方式的永久磁铁是高密度且α-fe相的析出得到抑制的烧结磁铁。如之后详细描述，能通过在烧结工序中采用放电等离子体烧结的同时、将此时的升温·冷却速度设定为比较平缓的温度变化来得到这种烧结磁铁。

实施方式的永久磁铁例如可以按照以下方式来制造。首先，制作含有规定量的元素的合金粉末。调制合金粉末以使其具有所述式(2)所示的组成。例如，可通过对采用电弧熔化法或高频熔化法铸造熔融金属而得的合金铸锭、或采用快速冷却法制作的合金薄带进行粉碎来调制合金粉末。作为合金粉末的其他调制方法，可例举机械合金化法、机械打磨法、气相原子化法、还原扩散法等。针对合金粉末或粉碎前的合金，可以根据需要实施热处理以均质化。

优选对合金铸锭和合金薄带等实施粉碎以使合金粉末的平均粒径在25μm以下。如果合金粉末的平均粒径在25μm以下，则能够实施使氮充分侵入至粒子内部、在粒子整体范围内均匀分布的氮化处理。可使用例如喷磨机和球磨机实施合金铸锭和合金薄带的粉碎。为了防止合金粉末的氧化，优选在惰性气体气氛中实施合金铸锭和合金薄带等的粉碎。

然后，对合金粉末实施氮化处理。优选在0.1～100个气压的氮气气氛中以300～900℃的温度进行0.1～100小时的热处理的方式实施氮化处理。为了提高r(m,cr,si)17n3相的均匀性，更优选在氮气气氛的压力为0.5～10个气压、温度为450～750℃、处理时间为2～24小时的条件下实施氮化处理。也可使用氨等氮化合物气体替代氮气，作为合金粉末的氮化处理时的气氛。通过使用氮气或氮化合物气体与氢气混合而得的气体，能够控制氮化反应。

通过使用氨等氮化合物气体和氮气与氢气混合而得的气体，能够将永久磁铁中的氮的一部分置换为氢。用碳或硼将一部分氮置换的情况下，可使氮化处理前的合金粉末含有碳或硼，也可通过使用碳化合物气体和硼化合物气体等与氮化合物气体的混合气体而含有碳或硼。

在实施方式的永久磁铁的制造中，优选使用将磁铁材料粉末(合金粉末的氮化处理粉末)的烧结工序中的升温·冷却速度设置为5℃/分钟以上20℃/分钟以下的比较平缓的温度变化的放电等离子体烧结法。与通常的烧结法相比，放电等离子体烧结法能够快速升温·冷却，因此是施加于粉末粒子的热负荷少的方法。进一步，放电等离子体烧结法是电流选择性地在粉末粒子表面流动而对粉末粒子内部的热负荷少的方法。因此，适用于如sm-fe-n类永久磁铁的在高温下产生热分解的材料的烧结。

在烧结工序中，首先将合金粉末(磁铁材料粉末)填充到设置在电磁铁等中的模具内，一边施加磁场一边通过加压成形制作使结晶轴取向的压缩成型体。通过在适当的条件下对该压缩成型体进行放电等离子体烧结，能够得到高密度且非均相少的永久磁铁(烧结磁铁)。

烧结工序优选在真空气氛中和氩气等惰性气体气氛中进行。放电等离子体烧结时，使通过模具施加于粉末的压力为1.0～1.5gpa、烧结温度为500～700℃，藉此能够得到致密的永久磁铁。通过模具而施加于粉体的压力如果低于1.0gpa，则无法得到具有足够密度的永久磁铁。如果是1.5gpa以上的压力，则模具无法稳定地承受，因此优选通过模具施加于粉末的压力的上限为1.5gpa。烧结温度如果低于500℃，则烧结无法进行，不能得到具有足够密度的永久磁铁。如果烧结温度超过700℃，则永久磁铁发生热分解，永久磁铁中会含有α-fe相，因此永久磁铁的磁特性显著降低。放电等离子体烧结工序中，升温·冷却速度优选在5℃/分钟以上20℃/分钟以下。升温·冷却速度如果超过20℃/分钟，则放电等离子烧结时粉末中流通的电流变大，因此永久磁铁发生热分解。升温·冷却速度如果低于5℃/分钟，则永久磁铁暴露于高温的时间会超过所需的时长，因此发生热分解。在任一种情况下，永久磁铁中均会含有α-fe相，因此永久磁铁的磁特性降低。

实施方式的r-m-n类永久磁铁因含有cr和si而热稳定性优良，因此能够在较高的温度下烧结。进一步，通过对烧结条件等进行适当调节，能够抑制由永久磁铁的热分解产生α-fe相。因此，能够得到高密度且非均相少的永久磁铁。但是，在这种情况下，永久磁铁的材料暴露于高温的时间增加，因此必需是热稳定性得到提高的r-(m,cr,si)-n类永久磁铁材料。

实施方式的永久磁铁可以按照以下方式来评价。关于永久磁铁的密度，分别测定永久磁铁在大气中和在水中的质量，用阿基米德法算出密度。在永久磁铁的密度测定中，针对一个试料实施十次测定，将所得密度中的最大值和最小值除去，取其平均值来算出永久磁铁的密度。

x射线衍射的衍射峰强度比按以下方式测定。用研钵将永久磁铁粉碎，直至粒径在5μm以上的粉末以体积％记在总体的3％以下，然后对粉末实施x射线衍射测定。通过粉末x射线衍射(x-raydiffraction:xrd)实施永久磁铁的x射线衍射。具体而言，使用具有x射线产生装置和x射线检测器的x射线衍射装置，以管电流200ma、管电压45kv、测定间隔宽度0.01°、扫描速度20°/分钟的条件测定永久磁铁粉末的衍射强度。

粉末x射线衍射图谱中，将2θ/θ在40°～43°之间呈现的峰中强度最大的峰、即与来自r2m17n3相的th2zn17相的(303)反射对应的峰的强度记为i(303)。将2θ/θ在44°～45°之间呈现的峰中强度最大的峰、即与来自α-fe相的(110)反射对应的峰的强度记为i(110)。计算i(110)/{i(110)+i(303)}的值。将通过测定而得的x射线衍射图谱中的背景的影响除去后，作为峰的角度的计数算出峰强度的值。此时，按如下方式估算背景的影响。首先，从某一点开始以2θ/θ不超过5°的间隔任意选取以下两种数：测定的2θ/θ的最小值和最大值的计数、之间的角度的计数。选择的计数是与峰位置无关的角度。然后，通过β-样条法确定背景系数，以经过所选的全部测定点。将其作为背景。从通过测定而得的x射线衍射图谱中除去背景。

永久磁铁的矫顽力通过振动试料型磁力计进行测定。矫顽力的测定时，在与放电等离子体烧结前经过取向的磁化方向平行的方向上，以-1600～+1600ka/m的范围施加外部磁场。分别在正方向和负方向上施加磁场时，将永久磁铁的磁化强度为零时的磁场的绝对值的平均值算出，作为矫顽力的值。

(第2实施方式)

第1实施方式的永久磁铁能够用于旋转电机，例如电动机和发电机。旋转电机至少由定子(固定子)和转子(旋转子)构成。

图1示出使用了实施方式的永久磁铁的永久磁铁电动机。永久磁铁电动机1由定子(固定子)2和转子(旋转子)3构成。转子3配置于定子2内。定子2使转子3旋转。转子3由铁芯4和实施方式的永久磁铁5构成。基于永久磁铁5的特性等，能够实现永久磁铁电动机1的高效率化、小型化和低成本化等。永久磁铁电动机1适用于对电动机的高输出和小型化存在要求的混合动力车和电动汽车等车辆用电动机。

图1所示的永久磁铁电动机1是旋转电机。

图2示出使用了实施方式的永久磁铁的可变磁通量电动机。可变磁通量电动机11由定子12和转子13构成。转子13配置于定子12内。定子12使转子13旋转。转子13由铁芯14、固定磁铁15和可变磁铁16构成。固定磁铁15和可变磁铁16中采用实施方式的永久磁铁。固定磁铁15和可变磁铁16中至少一方采用实施方式的永久磁铁即可。

可变磁铁16的磁通密度(磁通量)能够变化。图2中的d表示可变磁铁16的磁化方向(从s向n的方向)。可变磁铁16的磁化方向称作d轴。d轴表示的方向因可变磁铁16的不同而不同。与d轴正交的方向称作q轴。可变磁铁16的磁通密度(磁通量)不受使与可变磁铁16的磁化方向(d轴方向)正交的q轴方向上产生磁场的q轴电流的影响。能够仅通过使d轴方向产生磁场的d轴电流来使可变磁铁16的磁通密度(磁通量)发生变化。

转子13中设置有未图示磁化线圈(未图示)。通过使电流在磁化线圈中流动，形成了其磁场直接作用于可变磁铁16的结构。可变磁通量电动机11使得小型装置也能输出较大的扭矩。可变磁通量电动机11适用于对电动机的高输出化和小型化存在要求的混合动力车和电动汽车等车辆用电动机。图2所示的可变磁铁电动机11是旋转电机。

图3示出使用了实施方式的永久磁铁的发电机。发电机21由使用了实施方式的定子22、转子23、涡轮24、轴25和电刷26构成。转子23通过轴25与涡轮24连接。涡轮24利用从外部供给的流体来旋转。也可以通过对汽车等车辆的再生能量等的动态旋转进行传递来代替涡轮24，使轴25旋转。轴25与未图示的与转子23相对且配置于涡轮24的相反侧的整流器连接。通过转子23的旋转而产生的电动势作为发电机21的输出，通过相分离母线和主变压器升压至系统电压而输电。转子23中产生涡轮24的静电或伴随着发电的轴电流而带电。电刷26使转子23所带的电释放。发电机21可以是通常的发电机以及可变磁通量发电机中的任一种。图3所示的发电机21是旋转电机。

实施例

接着，对永久磁铁的实施例及其评价结果进行描述。

(实施例1)

以规定的比例调制原料，使其达到sm(cr0.08si0.03fe0.89)8.3的组成。在氩气气氛中将原料的调制物电弧熔化，制作了合金铸锭。在氩气气氛中以约1000℃的温度对合金铸锭实施了约3天的热处理。之后，用研钵将合金铸锭粉碎而得到了合金粉末。用孔径为25μm的筛对合金粉末进行了筛选。在约1个气压的氮气气氛中以700℃的温度对合金粉末实施4小时的热处理，藉此得到了作为目标的永久磁铁的材料粉末。在磁场中一边定向按压所得粉末一边将其填充于模具后，以压力1.0gpa、烧结温度600℃、升温速度20℃/分钟的条件对材料粉末实施放电等离子体烧结后得到了永久磁铁。

表1示出了实施例1的永久磁铁的组成和烧结工序中的升温速度。表1中一并示出了后述的实施例和比较例中制作的永久磁铁的组成和升温速度。

图4示出了实施例1的永久磁铁的x射线衍射测定图谱。图4所示的数据中，从上到下依次为测定的数据的图谱、背景的图谱、将测定的数据中的背景除去后的图谱。从图4的图谱确认到与来自sm2fe17n3相的(303)反射对应的峰及其强度i(303)、以及与来自α-fe相的(110)反射对应的峰及其强度i(110)。

表2示出了实施例1中制作的永久磁铁的密度、i(110)/{i(110)+i(303)}的值、及其矫顽力的值。表2示出了后述的实施例和比较例中制作的永久磁铁的密度、i(110)/{i(303)+i(110)}的值、及其矫顽力的值。

如上所述，抑制永久磁铁的热分解，使i(110)/{i(110)+i(303)}的值在0.05以下。进一步得到了密度在6.5g/cm³以上的sm-(fe,cr,si)-n类永久磁铁。

(实施例2～18)

以规定的比例调制原料，使其达到表1所示的组成(氮除外)。在实施例2～18中以与实施例1相同的方法制作了永久磁铁。按照与实施例1相同的方式对所得的永久磁铁的特性进行了评价。表2示出了实施例2～18的永久磁铁的密度、i(110)/{i(110)+i(303)}的值、及其矫顽力的值。

(实施例19)

以规定的比例调制原料，使其达到表1所示的组成(氮除外)。实施例19中，放电等离子体烧结时的升温速度设定为10℃/分钟。除了放电等离子体烧结时的升温速度以外，以与实施例1相同的方法和条件制作了永久磁铁。按照与实施例1相同的方式对所得的永久磁铁的特性进行了评价。表2示出了实施例19的永久磁铁的密度、i(110)/{i(110)+i(303)}的值、及其矫顽力的值。

(比较例1)

以规定的比例调制原料，使其达到表1所示的组成(氮除外)。比较例1中，放电等离子体烧结时的升温速度设定为40℃/分钟。除了放电等离子体烧结时的升温速度以外，以与实施例1相同的方法和条件制作了永久磁铁。按照与实施例1相同的方式对所得的永久磁铁的特性进行了评价。表2示出了比较例1的永久磁铁的密度、i(110)/{i(110)+i(303)}的值、及其矫顽力的值。

(比较例2～3)

以规定的比例调制原料，使其达到表1所示的组成(氮除外)。在氩气气氛中将原料的调制物电弧熔化，制作了合金铸锭。在氩气气氛中以约1000℃的温度对合金铸锭实施了约3天的热处理。用研钵将合金铸锭粉碎而得到了合金粉末。用孔径为25μm的筛对合金粉末进行了筛选。在约1个气压的氮气气氛中以550℃的温度对合金粉末实施4小时的热处理，藉此得到了永久磁铁的材料粉末。比较例2中，在磁场中一边定向按压材料粉末一边将其填充于模具后，以压力1.0gpa、温度400℃、升温速度20℃/分钟的条件对材料粉末实施放电等离子体烧结，得到了永久磁铁。比较例3中，在磁场中一边定向按压材料粉末一边将其填充于模具后，以压力1.0gpa、温度450℃、升温速度20℃/min的条件对材料粉末实施放电等离子体烧结，得到了永久磁铁。

表1

表2

由表2可知，实施例1～19的永久磁铁均具有6.5g/cm³以上的高密度。由表2确认到实施例1～19的永久磁铁是i(110)/{i(110)+i(303)}的值极小、基本由均质的rnx(m,cr,si)17相构成的永久磁铁。实施例1～19的永久磁铁生成的α-fe相少于比较例1～3，确认具有800～1000ka/m的高矫顽力。实施例1～19的永久磁铁的残留磁化强度为0.9～1.1t。

另外，对本发明的若干种实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为例子提出，并非旨在对发明的范围进行限定。这些新的实施方式可通过其他各种方式实施得到，在不脱离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替代、变更。这些实施方式及其变化形式包含在发明的范围或宗旨内，并且包含在本申请的权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。