(57)【要約】【課題】１台の着磁装置を用いて異なる極数の着磁を何等問題なく行う。【解決手段】着磁装置の中央に立設状態に支持されたロータ７の回転検出用のセンサマグネット６を径方向に挟むように４つの着磁コイル３ａ〜３ｄおよび鉄心５を配設する。各鉄心を着磁コイルに対して挿抜自在にアクチュエータにより駆動する。４極着磁時には全ての着磁コイルおよび鉄心を用いて着磁し、２極着磁時には不必要な極に対応する鉄心を着磁コイルから抜くことにより、不必要な鉄心が着磁対象のセンサマグネットから遠く離れるため、着磁磁界が不必要な鉄心の影響を受けることがなく、小磁極の発生を防止できる。これにより、４極の場合はそのまま着磁でき、２極の場合にも２極着磁装置と同等の２極着磁を行うことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのロータに一体的に設けられた回転位置検出用のセンサマグネットを着磁するための着磁装置であって、
前記ロータの所定位置に保持された前記センサマグネットを複数極着磁可能に配設された複数の着磁コイルと、前記複数の着磁コイルのそれぞれに同軸的に配設された複数の鉄心と、前記着磁コイルに着磁用電流をそれぞれ個別に流す制御を行うコイル通電制御手段と、前記複数極より少ない極数を着磁する場合に不必要となる極に対応する鉄心を前記着磁コイルに対して軸方向に挿抜する鉄心挿抜手段とを有することを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
前記センサマグネットが、磁極が形成される円筒面を有し、
前記鉄心が、前記円筒面に直交する向きに配設された筒状体と、前記筒状体に同軸的に収容された棒状磁性体とを有し、
前記筒状体の軸線方向開口端の少なくとも一部が前記円筒面に当接した状態で、前記棒状磁性体の前記円筒面に対向する軸線方向端が前記円筒面に対して当接または所定の距離をおいて位置することを特徴とする請求項１に記載の着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのロータに設けられたセンサマグネットの着磁に適用可能な着磁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転位置を検出するためにモータのロータに設けられるセンサマグネットを着磁するための着磁装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。また、センサマグネットには２極や４極、またはそれ以上の多極に着磁する場合があり、極数の違いに対応するためには、例えば極数別にそれぞれ専用の着磁ヨークを用意して極数の違いに応じて付け替えたり、極数別に着磁ステーションを設けて別工程にしたりして着磁するなどしていた。
【特許文献１】特開昭６３−３６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記したような専用の着磁ヨークの付け替えや着磁ステーションを分けて別工程で着磁するのは作業の繁雑化や装置の無駄といった問題がある。そこで、例えば２極と４極との着磁を１台の着磁装置で行うようにするために、４極の着磁コイルを配設した４極着磁装置を用いて、２極着磁時には不必要な他の２極には通電しないことが考えられる。
【０００４】
この４極用着磁装置では、４極の着磁を行う場合には問題がないが、２極の着磁を行う場合には、その着磁磁界が他の着磁に用いられない２極の着磁ヨークの影響を受けて、着磁される２極の中間部分に磁化の弱い小磁極が発生してしまうことが発明者らのＣＡＥ解析で判明した。このような小磁極が発生した状態で着磁されると、センサの検出精度に影響を及ぼす虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決して、１台の着磁装置で異なる極数の着磁を何等問題なく行えるようにするために本発明に於いては、モータのロータに一体的に設けられた回転位置検出用のセンサマグネットを着磁するための着磁装置であって、前記ロータの所定位置に保持された前記センサマグネットを複数極着磁可能に配設された複数の着磁コイルと、前記複数の着磁コイルのそれぞれに同軸的に配設された複数の鉄心と、前記着磁コイルに着磁用電流をそれぞれ個別に流す制御を行うコイル通電制御手段と、前記複数極より少ない極数を着磁する場合に不必要となる極に対応する鉄心を前記着磁コイルに対して軸方向に挿抜する鉄心挿抜手段とを有するものとした。
【０００６】
特に、前記センサマグネットが、磁極が形成される円筒面を有し、前記鉄心が、前記円筒面に直交する向きに配設された筒状体と、前記筒状体に同軸的に収容された棒状磁性体とを有し、前記筒状体の軸線方向開口端の少なくとも一部が前記円筒面に当接した状態で、前記棒状磁性体の前記円筒面に対向する軸線方向端が前記円筒面に対して当接または所定の距離をおいて位置すると良い。
【発明の効果】
【０００７】
このように本発明の請求項１によれば、複数の着磁コイルのそれぞれに複数の鉄心を同軸的に配設し、着磁の態様に応じて不必要となる鉄心を着磁コイルに対して挿抜自在にしたことから、例えば４極着磁用着磁装置の場合には、４極着磁分として着磁コイルと鉄心とを４組配設すると共に２極着磁時に不必要となる２極分の鉄心を挿抜自在にして、４極着磁時には全ての着磁コイルおよび鉄心を用いて着磁し、２極着磁時には不必要な極に対応する鉄心を着磁コイルから抜くことにより、不必要な鉄心が着磁対象のセンサマグネットから遠く離れるため、着磁磁界が不必要な鉄心の影響を受けることがなく、小磁極の発生を防止できる。これにより、４極の場合はそのまま着磁でき、２極の場合にも２極着磁装置と同等の２極着磁を行うことができる。
【０００８】
また請求項２によれば、センサマグネットの円筒面に鉄心を当接させて着磁する場合に棒状磁性体を収容する筒状体が円筒面に当接した状態で棒状磁性体が当接または所定の距離をおいて位置することから、筒状体の円筒面への当接位置を基準として棒状磁性体を位置決めすることができ、棒状磁性体の位置決めを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された着磁装置の平面図である。図に示される着磁装置１は、主として、円環状の支持体２と、支持体２の内周側に周方向に９０度間隔で配設されかつそれぞれ支持体２の中心に向けた軸線回りに巻回された４つの着磁コイル３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄと、支持体２の外周面に各着磁コイル３ａ〜３ｄに対応して配設された鉄心挿抜手段としての４つのアクチュエータ４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄと、各着磁コイル３ａ〜３ｄに同軸的に挿入されかつ各アクチュエータ４ａ〜４ｄによりそれぞれ軸線方向に移動自在に設けられた鉄心５とにより構成されている。着磁装置１の外部には各着磁コイル３ａ〜３ｄと各アクチュエータ４ａ〜４ｄとに電気的に接続されてそれぞれを個別に制御可能な制御装置ＥＣＵが配置されている。
【００１０】
着磁装置１の中央部分には、図２に併せて示されるように、着磁対象の磁性体からなる円筒状のセンサマグネット６を有するロータ７を支持体２の軸線方向に立設状態に支持するチャック８が設けられている。ロータ７は、モータの回転部分であり、回転軸にアーマチュアやコンミテータとセンサマグネット６とが一体的に組み付けられたものである。ロータ７と一体の回転軸の軸線方向一端部がチャック８により支持された状態で、センサマグネット６は各着磁コイル３ａ・３ｃ（３ｂ・３ｄ）により挟まれるように位置する。このセンサマグネット６は、本実施の形態では円筒面を２極または４極に着磁されることにより、２極の場合にはＮ・Ｓ極が対称に配置され、４極の場合にはＮ・Ｓ極が９０度間隔で配置され、ロータ７の回転をケース側の磁気センサで検出することができるようにするものである。なお、本実施形態では着磁前のものに対してもセンサマグネット６と呼称する。
【００１１】
各着磁コイル３ａ〜３ｄおよび各鉄心５は同一構造であって良く、代表して示される図３も参照して本実施形態における着磁コイル３ａおよび鉄心５について説明する。図２に示されるように、支持体２の内周面には半径方向内向きに突出する円筒状のボビン９の基端部（軸線方向一端部）が固設されており、ボビン９の外周面であって突出端（軸線方向他端）側部分に着磁コイル３ａが巻回されている。ボビン９は、非磁性体が良く、また太いコイル素線の巻回に耐える剛性を確保するために例えばステンレス製であって良い。また、ボビン９に巻回された着磁コイル３ａはエポキシ樹脂で覆われて固定されている。
【００１２】
支持体２には、ボビン９の軸線方向孔９ａと同一径の貫通孔２ａ（図１参照）が同軸に形成されている。軸線方向孔９ａには鉄心５が挿通されている。鉄心５は、例えばステンレス材からなり円筒状のパイプ５ａと、パイプ５ａの中に収容された棒状磁性体としての積層鋼板５ｂとにより構成されている。パイプ５ａの外径と各孔９ａ・２ａの内径とは、パイプ５ａが軸線方向変位可能となる大小関係で芯ずれを最小とするように略同一であると良い。なおパイプ５ａは、貫通孔２ａにも挿通状態に設けられ、図１に示されるように支持体２の外側に延出している。積層鋼板５ｂは、磁性薄板をパイプ５ａの径方向に積層して、パイプ５ａの内径と略同一の外径を有する円柱状に形成されており、パイプ５ａの軸線方向長さについては例えば着磁コイル３ａの巻回範囲の長さより少し長い程度の長さであって良い。
【００１３】
パイプ５ａは、図１に示されるように支持体２の外側にてアクチュエータ４ａ〜４ｄの駆動ロッドと一体化されている。図示例ではアクチュエータ４ａ〜４ｄの各駆動ロッドとパイプ５ａとが互いに同一径に形成されかつ同軸に突き合わせて結合された形状で示されているが、フランジ結合により両部材が結合されていても良い。実施の形態では直動型のアクチュエータ４が用いられており、アクチュエータの駆動ロッドを往復動させることによりパイプ５ａすなわち鉄心５をボビン９に対して挿抜方向（図１の矢印Ｂ）に変位させることができる。
【００１４】
本実施の形態では、センサマグネット６に対する着磁時の鉄心５の位置を示す図３（ａ）に示されるように、着磁時にはセンサマグネット６の軸線方向両端縁にパイプ５ａの先端が当接し、同時にセンサマグネット６の円筒面からなる外周面に積層鋼板５ｂの端面５ｃが当接する。図３（ａ）に示される例では、上記した両当接状態を満足するようにパイプ５ａの先端と積層鋼板５ｂの端面との軸線方向間隔ｄが設定されている。なお、積層鋼板５ｂの端面はセンサマグネット６に当接しなくても良く、その場合には上記間隔は適宜所定の長さ（＞ｄ）に設定される。
【００１５】
本願発明では１台の着磁装置で異なる極数の着磁を可能にするものであり、図示例の着磁装置１の場合には４極着磁と２極着磁とが可能である。４極着磁の場合には、全アクチュエータ４を駆動して図１に示されるように４極全ての鉄心５をセンサマグネット６に当接させて、全着磁コイル３に着磁用電流を流す。なお４極着磁の場合には、着磁コイル３の対向するもの同士が同磁極となるように電流を流す。
【００１６】
それに対して、２極着磁の場合には、例えば図１の上下２つの鉄心５は着磁用として４極着磁と同じように位置させておき、他の２極（図１の左右の２つ）の鉄心５をアクチュエータ４ａ・４ｃによりセンサマグネット６から離反させる向きに駆動する。離反距離は、図３（ｂ）では着磁コイル３ａ・３ｃが巻回されている範囲に対して鉄心５の先端が抜ける位置としているが、着磁用の各着磁コイル３ｂ・３ｄに電流が流れて発生する着磁磁界における磁束の歪みが発生しない位置であれば良い。なお、２極着磁を行う場合には着磁用の対向する着磁コイル３ｂ・３ｄが異極（一方がＮ極、他方がＳ極）となるように電流を流す。
【００１７】
上記したようにして不必要な磁極に対応する鉄心５を離反させて２極着磁を行った場合の着磁磁界の状態を図４（ａ）に示す。この場合には、図の上下方向に互いに対向する鉄心５間に図の３本の矢印に示されるように磁束がほぼ平行になる着磁磁界が生じて、センサマグネット６が２極に磁化される。その着磁状態は図５（ａ）に示されるようなきれいな波形となる。なお、図５では縦軸を磁束密度（ＮＳ極を＋−に対応させて表示）とし、横軸をセンサマグネット６の回転角度としている。
【００１８】
一方、従来の４極着磁装置をそのまま使用して２極着磁を行った場合には、図４（ｂ）に示されるように着磁に使用しない鉄心も着磁位置にある。その状態で上記と同様に２極着磁を行った場合には、図４（ｂ）の３本の矢印に示されるように着磁に使用しない鉄心に磁束が引っ張られるようになってしまい、半径方向外側に円弧状に膨らんだ磁化方向となってセンサマグネット６が磁化される。その着磁状態は図５（ｂ）に示されるような波形となる。
【００１９】
このように４極着磁装置をそのまま使用して２極着磁を行った場合には、着磁される回転角（９０度・２７０度）に直交する回転角１８０度および３６０度の近辺に、上記着磁磁界の磁化方向の変化の影響を受けて小磁極Ｔｓが出現してしまう（図５（ｂ））。小磁極Ｔｓが発生した状態に着磁されると、センサの検出精度に悪影響を及ぼしてしまう。それに対して、本願発明のように不必要な鉄心５をセンサマグネット６から離反させることにより、着磁磁界における磁束の歪みが発生せず、図５（ａ）に示されるように専用の２極着磁装置で着磁した場合と何ら変わりの無い着磁を行うことができる。
【００２０】
これにより、上記実施の形態で示したように１台の着磁装置１で４極または２極の着磁を混在させることができるため、従来２台のそれぞれ専用の着磁装置を設けていた場合に比べて１台分の設置スペースで良く、設備のスペース効率を向上させることができる。また、少なくとも２極着磁用コイルおよびそれに伴う補助装置などを省略できるため、装置の制作コストを低減することができる。
【００２１】
本実施の形態では４極着磁装置を用いて４極または２極着磁について示したが、本発明によれば、これに限られるものではなく、６極着磁以上であってその内の一部を用いて着磁する着磁装置として適用し得るものである。
【００２２】
なお、上記実施の形態では全ての鉄心５を着磁コイル３ａ〜３ｄに対してそれぞれ挿抜自在に設けたが、常に必要となる鉄心（２極着磁用）は固定状態であっても良い。上記実施の形態に適用する場合には、パイプ５ａの先端部分であってロータ７のセット時にセンサマグネット６と干渉する部分を切り欠くことにより可能である。また、それぞれアクチュエータ４ａ〜４ｄを設けて自動化したが、ボビン９の後端部を手動で押し引き可能にしても良く、それにより、単独で着磁装置を用いる場合の制作コストを低減化し得る。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明にかかる着磁装置は、モータのロータに設けられたセンサマグネットに対する着磁においてモータ別に異なる極数の着磁を行う場合でも１台の着磁装置で行うことができ、センサマグネット以外の複数極の着磁を行う着磁装置等としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明が適用された着磁装置の平面図である。
【図２】図１の矢印II−II線に沿って見た…図である。
【図３】（ａ）は着磁状態の鉄心を示す要部拡大断面であり、（ｂ）は非着磁状態の鉄心を示す（ａ）に対応する図である。
【図４】（ａ）は本発明に基づく４極着磁装置による２極着磁時の着磁磁界を示す説明図であり、（ｂ）は従来の（ａ）に対応する図である。
【図５】（ａ）は本発明に基づく４極着磁装置による２極着磁による着磁結果を示す波形図であり、（ｂ）は従来の（ａ）に対応する図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  着磁装置
３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ  着磁コイル
４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄ  アクチュエータ
５  鉄心、５ａ  パイプ、５ｂ  積層鋼板、５ｃ  端面
６  センサマグネット
７  ロータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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