(57)【要約】【課題】シンプルな構成で異なる外径を有するロータをそれぞれ着磁することが可能な着磁装置を提供する。【解決手段】着磁装置１０は、着磁ヨーク１１と、距離調整機構１２とを有する。着磁ヨーク１１は、第１外径を有する第１ロータに含まれる１つの極である第１単極および第１外径と異なる第２外径を有する第２ロータに含まれる１つの極である第２単極に対してそれぞれに飽和磁界を与えるためのコイルを有する。距離調整機構１２は、第１ロータコアの第１単極を着磁する場合には第１ロータコアと着磁ヨークとの距離を第１距離に設定し、第２ロータコアの第２単極を着磁する場合には第２ロータコアと着磁ヨークとの距離を第２距離に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１外径を有する第１ロータに含まれる１つの極である第１単極および前記第１外径と異なる第２外径を有する第２ロータに含まれる１つの極である第２単極に対してそれぞれに飽和磁界を与えるためのコイルを有する着磁ヨークと、
前記第１ロータの第１単極を着磁する場合には前記第１ロータと前記着磁ヨークとの距離を第１距離に設定し、前記第２ロータの第２単極を着磁する場合には前記第２ロータと前記着磁ヨークとの距離を第２距離に設定する距離調整機構と
を備える着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は着磁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機などに用いられるロータとして、鋼板などを積層したロータコアに複数の磁性体が装着されているものがある。このようなロータを製造する場合には、ロータの製造者は、所定の着磁装置を利用してロータに組付けられた磁性体を所望の極性に磁化させる。例えば特許文献１に記載の方法は、複数のメインコイルと複数のサブコイルとを有する着磁装置を利用して、ロータコアに組付けられた複数の極を同時に磁化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０６３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法に利用される着磁装置は、予め設定された極数および予め設定された外径を有するロータに対しては対応可能であるものの、極数や外径が異なるロータに対応することは困難である。また、この着磁装置は複数種類のコイルを有し、構造が複雑である。したがって、多品種のロータを製造する場合には、製造コストの増大を招来する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る着磁装置は、着磁ヨークと、距離調整機構とを有する。着磁ヨークは、第１外径を有する第１ロータに含まれる１つの極である第１単極および第１外径と異なる第２外径を有する第２ロータに含まれる１つの極である第２単極に対してそれぞれに飽和磁界を与えるためのコイルを有する。距離調整機構は、第１ロータコアの第１単極を着磁する場合には第１ロータコアと着磁ヨークとの距離を第１距離に設定し、第２ロータコアの第２単極を着磁する場合には第２ロータコアと着磁ヨークとの距離を第２距離に設定する。
【０００６】
このような構成により、着磁装置は、異なる外径を有するロータの磁性体を着磁する場合には、ロータと着磁ヨークとの相対的な距離をそれぞれ調整してロータの単極に対して着磁する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、シンプルな構成で異なる外径を有するロータをそれぞれ着磁することが可能な着磁装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る着磁装置およびロータの概略構成図である。
【図２】着磁装置がロータを着磁する第１の例を示す図である。
【図３】着磁装置がロータを着磁する第２の例を示す図である。
【図４】着磁装置のコイル間角度の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１０】
以下に説明する実施の形態に係る着磁装置は、外径や極数の異なるヨークに対して着磁をさせる装置である。着磁装置は、着磁ヨークと、距離調整機構とを有する。着磁ヨークは、第１外径を有する第１ロータに含まれる１つの極である第１単極および第１外径と異なる第２外径を有する第２ロータに含まれる１つの極である第２単極に対してそれぞれに飽和磁界を与えるためのコイルを有する。距離調整機構は、第１ロータコアの第１単極を着磁する場合には第１ロータコアと着磁ヨークとの距離を第１距離に設定し、第２ロータコアの第２単極を着磁する場合には第２ロータコアと着磁ヨークとの距離を第２距離に設定する。
【００１１】
＜実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態に係る着磁装置およびロータの概略構成図である。図に示す着磁装置１０は、モータのロータ９０を着磁させるための装置である。
【００１２】
まず、ロータ９０について説明する。ロータ９０はモータのケース内に設置される。モータは、例えば自動車に搭載される三相交流モータである。ロータ９０は、主な構成としてロータコア９１および磁石９２を有している。ロータコア９１は、回転軸方向に積層された鋼板が扁平円柱状に成形されている。またロータコア９１は少なくとも外周付近に円周に沿って磁石９２が装着されている。磁石９２は、例えば、鉄、ネオジム、ボロン等を成分として含む磁石素材である。磁石９２は、外部から飽和磁束密度以上の磁束が与えられることにより着磁すると永久磁石になる。
【００１３】
次に着磁装置１０について説明する。着磁装置１０は外径の異なる複数種類のロータ９０の磁石９２を着磁させるための装置である。着磁装置１０は、着磁ヨーク１１および距離調整機構１２を主な構成として有している。なお図に示す着磁装置１０は、説明の都合上、着磁ヨーク１１の一部がカットされた状態で示されている。
【００１４】
着磁ヨーク１１は、磁界を発生させてロータ９０に磁束を与える。着磁ヨーク１１は、主な構成として、着磁コイル１１０を有している。着磁コイル１１０は、例えば銅等の導電材を成分とする線材が環状に巻回され、端部に電流源（不図示）が接続されている。電流源から電流が供給されると、着磁コイル１１０は供給される電流の大きさに応じた磁束を発生させる。着磁コイル１１０は形成された環状の面がロータ９０の側面に対向するように設定されている。これにより、着磁コイル１１０は着磁対象であるロータの磁石に磁束を与えることが出来る。また着磁コイル１１０は、着磁対象であるロータの、１つの極の磁石に対して飽和磁界を与えるように設定されている。
【００１５】
なお、着磁コイル１１０に接続される電流源は、着磁コイル１１０に供給する電流の極性を切り換える機能を有している。これにより、着磁装置１０は、ロータ９０の着磁対象に応じて着磁させる極性を変更させることが出来る。
【００１６】
距離調整機構１２は、ロータ９０を支持するとともに、ロータ９０が有する磁石９２と着磁ヨーク１１との距離を調整する。距離調整機構１２は、主な構成として、支持台１２１、リニアガイド１２２、スライド板１２３およびインデックステーブル１２４を有している。
【００１７】
支持台１２１は、着磁装置１０の台座である。支持台１２１は、着磁ヨーク１１を支持するとともに、リニアガイド１２２を支持する。
【００１８】
リニアガイド１２２は支持台１２１上に設置され、スライド板１２３を直動自在に支持する。図に示す例の場合、リニアガイド１２２は、スライド板１２３を方向Ｙ１および方向Ｙ２に移動させることが出来る。スライド板１２３が方向Ｙ１に移動した場合、着磁装置１０に設置されたロータ９０は着磁ヨーク１１に近付く。一方、スライド板１２３が方向Ｙ２に移動した場合、ロータ９０は着磁ヨーク１１から離れる。このようにリニアガイド１２２は、スライド板１２３と着磁ヨーク１１との距離を変更させることが出来る。
【００１９】
また図に示すように、本実施の形態に係る着磁装置１０は２つのリニアガイド１２２が所定の距離離れ、直動方向に平行になるように設置されている。このような配置により、着磁装置１０は、スライド板１２３を安定して直動させることが出来る。
【００２０】
スライド板１２３は、上述のようにリニアガイド１２２に支持され、方向Ｙ１および方向Ｙ２に直動自在に設置されている。またスライド板１２３は上面にインデックステーブル１２４を支持する。
【００２１】
インデックステーブル１２４は、スライド板１２３の上面にターンテーブル状に回転自在に設置されるとともに、上面にロータ９０を支持する。インデックステーブル１２４が回転することにより、インデックステーブル１２４の上面に支持されたロータ９０もロータの回転軸を中心として回転する。またインデックステーブル１２４が回転することにより、着磁装置１０は、ロータ９０の磁石９２を着磁ヨーク１１の着磁コイル１１０に対して適切な位置に設置することが出来る。
【００２２】
上述のように、距離調整機構１２は、インデックステーブル１２４にロータ９０が設置される。そして、距離調整機構１２は、設置されたロータ９０が有する磁石９２が着磁コイル１１０に対して適切な距離ないし適切な位置になるように、ロータ９０と着磁ヨーク１１との位置関係を変更することが出来る。なお、距離調整機構１２は、モータ等の動力を有してもよい。また、距離調整機構１２は、モータ等の動力の位置を制御するセンサ等を有していてもよい。
【００２３】
次に、着磁装置１０が行う着磁において、大きさの異なるロータを着磁する場合の例について説明する。まず、図２を参照しながら、相対的に外径が大きいロータを着磁する場合について説明する。図２は、着磁装置がロータを着磁する第１の例を示す図である。図に示した着磁装置１０は、着磁装置１０の上面から観察した状態を模式的に示している。図に示すように、着磁装置１０には、距離調整機構１２にロータ９０ａが設置されている。すなわち、図に示す状況は、着磁装置１０が、ロータ９０ａの磁石９２ａを着磁させている様子を示している。
【００２４】
図に示すロータ９０ａは、直径Ｄ１を有する。また、ロータ９０ａは、８個の磁石９２ａ（１）〜９２ａ（８）を有する極数８のロータである。ロータ９０ａの磁石９２ａを着磁させる場合、着磁ヨーク１１とロータ９０ａとは間隔Ｇ１となるように設定されている。換言すると、距離調整機構１２は、着磁ヨーク１１とロータ９０ａの中心との距離がＨ１になる位置に設定されている。なお、間隔Ｇ１は、例えば０．３ミリメートルである。
【００２５】
また、ロータ９０ａは磁石９２ａが着磁コイル１１０に対向するように設置されている。すなわち、距離調整機構１２は、ロータ９０ａの磁石９２ａと着磁コイル１１０とが対向する位置になるようにインデックステーブル１２４の角度が設定されている。
【００２６】
上述の状況において、磁石９２ａ（１）に対する着磁が完了すると、着磁装置１０は、インデックステーブル１２４を極間角度Ａｐ１回転させて隣の磁石９２ａ（２）を着磁させる。このとき着磁ヨーク１１は、着磁コイル１１０の極性を反転し、隣接する磁石９２ａ（１）に与えた磁束から反転させた極性の磁束を磁石９２ａ（２）に与える。着磁装置１０は、このような工程を繰り返し、ロータ９０ａが有する８個の磁石９２ａ（１）〜９２ａ（８）を着磁する。
【００２７】
次に、図３を参照しながら、相対的に外径が小さいロータを着磁する場合について説明する。図３は、着磁装置がロータを着磁する第２の例を示す図である。図に示すように、着磁装置１０には、距離調整機構１２にロータ９０ｂが設置されている。すなわち、図に示す状況は、着磁装置１０が、ロータ９０ｂの磁石９２ｂを着磁させている様子を示している。
【００２８】
図に示すロータ９０ｂは、直径Ｄ２を有する。図に示す２点鎖線の円は、ロータ９０ａの外径である。図に示すように、ロータ９０ｂが有する直径Ｄ２は、ロータ９０ａが有する直径Ｄ１よりも小さい。また、ロータ９０ｂは、１０個の磁石９２ｂ（１）〜９２ｂ（１０）を有する極数１０のロータである。ロータ９０ｂの磁石９２ｂを着磁させる場合、着磁ヨーク１１とロータ９０ａとは間隔Ｇ２となるように設定されている。換言すると、距離調整機構１２は、着磁ヨーク１１とロータ９０ｂの中心との距離がＨ２になる位置に設定されている。なお、本実施の形態において、間隔Ｇ１と間隔Ｇ２とは同じに設定されている。すなわち、着磁装置１０は、外径が異なるロータの磁石をそれぞれ着磁させる場合に、着磁対象である磁石と着磁コイル１１０との間隔を好適に調整することが出来る。
【００２９】
着磁ヨーク１１とロータ９０ｂとの間隔をＧ２に設定するために、距離調整機構１２は、ロータ９０ａが設置されていた状態から、方向Ｙ１へ距離Ｈ１−Ｈ２移動している。このように、外径が異なるロータが設置された場合には、着磁装置１０は、距離調整機構１２を駆動して着磁ヨーク１１とロータとの距離を調整する。
【００３０】
また、ロータ９０ｂは磁石９２ｂが着磁コイル１１０に対向するように設置されている。すなわち、距離調整機構１２は、ロータ９０ｂの磁石９２ｂと着磁コイル１１０とが対向する位置になるようにインデックステーブル１２４の角度が設定されている。
【００３１】
上述の状況において、磁石９２ｂ（１）に対する着磁が完了すると、着磁装置１０は、インデックステーブル１２４を極間角度Ａｐ２回転させて隣の磁石９２ｂ（２）を着磁させる。このとき着磁ヨーク１１は、着磁コイル１１０の極性を反転し、隣接する磁石９２ｂ（１）に与えた磁束から反転させた極性の磁束を磁石９２ｂ（２）に与える。着磁装置１０は、このような工程を繰り返し、ロータ９０ｂが有する８個の磁石９２ｂ（１）〜９２ｂ（１０）を着磁する。
【００３２】
このようにして、着磁装置１０は、ロータの外径に応じて着磁コイル１１０との間隔を調整する。また、着磁装置１０は、ロータが有する磁石の極数および極間角度に応じてロータをインデックスする。
【００３３】
次に、図４を参照しながら、着磁装置１０が有する着磁コイル１１０のコイル間角度について説明する。図４は、着磁装置のコイル間角度の例を示す図である。図に示す着磁コイル１１０は、説明の都合上、ロータ９０の回転軸に直交する平面に平行な断面により示されている。また図に示す磁石９２のうち、磁石９２ｔは着磁対象の磁石であり、磁石９２ｎは、磁石９２ｔに隣接する磁石を示している。
【００３４】
図に示す極間角度Ａｐは、ロータ９０が円周方向に有する磁石９２のピッチ（極間）を、ロータ９０の回転中心からの角度により示したものである。また、図に示すコイル間角度Ａｃは、ロータ９０の回転中心と着磁コイル１１０における内周側の２つの面とをそれぞれ結んだ２本の線分により成される角度を示している。
【００３５】
図に示すように、着磁装置１０において、コイル間角度Ａｃは、ロータ９０の極間角度Ａｐよりも小さくなるように設定されている。このように設定されていることにより、着磁装置１０は、着磁コイル１１０が着磁させる対象である磁石９２ｔに隣接する磁石９２ｎに対して意図しない極性の着磁をさせることを抑制することが出来る。
【００３６】
以上、着磁装置１０について説明した。実施の形態に係る着磁装置１０は、上述のように、１極分を着磁させる着磁ヨークを有し、かつ、着磁ヨークは極性を反転させることが出来る構成となっている。また、着磁装置１０は、距離調整機構１２を有することにより、着磁ヨークと磁石との距離を好適に調整するとともに、ロータが有する極性に応じてインデックスすることが出来る。さらに、着磁装置１０は、コイル間角度が極間角度よりも小さくなるように構成されている。これにより、着磁装置１０は、隣接する磁石に対して逆着磁しない構成となっている。
【００３７】
このように、実施の形態によれば、複数の異なる外径や複数の異なる極数のヨークの着磁に対応することが出来る。また、実施の形態によれば、複数の異なる着磁コイルを有することなく、シンプルな構造により着磁装置を提供することが出来る。さらに、実施の形態によれば、複数極の着磁を行う場合に比べると着磁を行う時のエネルギーが少ないため、電源設備等を小型化することが出来る。
【００３８】
このように、実施の形態によれば、シンプルな構成で異なる外径を有するロータをそれぞれ着磁することが可能な着磁装置を提供することが出来る。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  着磁装置
１１  着磁ヨーク
１２  距離調整機構
９０  ロータ
９１  ロータコア
９２  磁石
１１０  着磁コイル
１２１  支持台
１２２  リニアガイド
１２３  スライド板
１２４  インデックステーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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