(57)【要約】【課題】着磁力の最大限化。【解決手段】ロータ本体（１）を固定する治具（２）と、ロータ本体（１）の周囲に配置される１対の着磁ユニット（５，６）とから構成されている。ロータ本体（１）には、ロータ本体（１）の外側円周部位に円周方向に配列される着磁対象体（３）が配列されている。着磁対象体（３）の数Ｎは偶数である。着磁ユニット（５，６）は、Ｎ極側着磁ヘッド（５）と、Ｓ極側着磁ヘッド（６）とから形成される着磁ユニットである。Ｎ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）は１半径線上に配置される。Ｎ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドは、１半径線上に存在する２つの着磁対象体を着磁する。Ｎ極側着磁ヘッド（５）からＳ極側着磁ヘッド（６）に向かう磁束は、概ね１直線であり、それの曲がりが少なく、有効磁束の漏れが公知技術のそれとの比較で格段に少なく、着磁力の増強効果がある。【選択図】          図１
2005224055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ本体を固定する治具と、
前記ロータ本体の周囲に配置される１対の着磁ユニットとを具え、
前記ロータ本体は、前記ロータ本体の外側円周部位に円周方向に配列される着磁対象体を備え、前記着磁対象体の数Ｎは偶数であり、
前記着磁ユニットは、
Ｎ極側着磁ヘッドと、
Ｓ極側着磁ヘッドとを備え、
前記Ｎ極側着磁ヘッドと前記Ｓ極側着磁ヘッドは概ね１半径線上に配置され、
前記Ｎ極側着磁ヘッドと前記Ｓ極側着磁ヘッドは、１半径線上に存在する２つの着磁対象体を着磁する
モータの着磁装置。
【請求項２】
前記着磁ユニットと前記ロータ本体とは相対的回転し、前記着磁ヘッドと前記ロータ本体の相対的回転角度は３６０゜／Ｎである
請求項１のモータの着磁装置。
【請求項３】
着磁用ヨークを更に具え、
前記着磁ヘッドは前記着磁用ヨークと前記ロータ本体の間の環状空間に配置される
請求項１又は２のモータの着磁装置。
【請求項４】
前記着磁対象体は、前記ロータ本体の外側円周方向部位と前記ロータ本体の半径方向部位とにより埋め込まれ、円周方向に隣り合う２つの前記半径方向部位の間は空間として形成されている
請求項１〜３から選択される１請求項のモータの着磁装置。
【請求項５】
ロータ本体に着磁対象体を装着する工程と、
前記ロータ本体を固定する固定工程と、
前記ロータ本体の周囲にＮ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドを配置する配置工程と、
前記Ｎ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドに着磁用電流を流して前記ロータ本体に装着されている前記着磁対象体に着磁する工程とを具え、
前記着磁対象体の数は偶数であり、
前記配置工程は、
前記Ｎ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドを１半径上に配置する工程と、
前記１半径上に２つの前記着磁対象体を配置する工程とを備える
モータの着磁方法。
【請求項６】
前記Ｎ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドを前記ロータ本体に対して回転させる工程と、
前記回転する工程により回転されている前記ロータ本体の前記着磁対象体を前記Ｎ極側着磁ヘッドと前記Ｓ極側着磁ヘッドにより着磁する工程
を更に具える請求項５のモータの着磁方法。
【請求項７】
前記ロータ本体の周囲に他のＮ極側着磁ヘッドと他のＳ極側着磁ヘッドを配置する配置工程
を更に具える請求項５のモータの着磁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの着磁装置、及び、モータの着磁方法に関し、特に、ＩＰＭ型モータのモータの着磁装置、及び、モータの着磁方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの生産技術は、性能と生産コストの両面で重要な課題の１つである。コスト削減のために小型化と軽量化が求められる。性能としては、小型化と軽量化を実現しつつトルク増大が求められる。
【０００３】
モータは、ステータとロータとから形成されている。ロータには同一円周上に多数のマグネットが配列され、ステータには多数の励磁コイルが配列される。マグネットは、着磁体に着磁することにより製作される。着磁体が着磁され永久磁石化したマグネットは、ロータ本体に形成される嵌込み穴に嵌められてロータとして組み立てられる。又は、ロータ本体の嵌込み穴に嵌め込んで着磁体をロータ本体に一体化して組立てた後に、その着磁体は外部から磁力を与えられてマグネットとして形成される。
【０００４】
公知の着磁技術は、図４に示されるように、複数の着磁ヘッド１０１により複数の着磁体１０２に同時に着磁力１０３，１０４を与えている。着磁力１０３，１０４は、隣り合って近接する着磁ヘッドにより大きい角度で曲げられる。このような曲がりは、着磁力に漏れを招く。着磁力の漏れは、着磁力１０３，１０４が消滅した後に着磁体１０２に保持される磁力の低減を招く。ステータとロータの有効直径は小型軽量化のために最小限に設計により定められ、且つ、着磁ヘッド１０１の個数に対応する着磁ヘッド１０１の円周方向幅は定まっていて、着磁ヘッド１０１の磁力の大きさには限界がある。着磁ヘッド１０１が発生することができる磁力を最大限に着磁のために活用することが重要である。この重要性は、コストと性能の両立を求められる電気自動車のモータの生産に存在する。
【０００５】
ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータは、トルクの増大と激しいトルク変化が要求される自動車用のモータとしてその開発が強く求められている。そのようなモータのマグネットにはより大きい着磁力が求められる。
【０００６】
磁化率を最大限化することが求められる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３０３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、磁化率を最大限化するモータの着磁装置、及び、モータの着磁方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるモータの着磁装置は、ロータ本体（１）を固定する治具（２）と、ロータ本体（１）の周囲に配置される１対の着磁ユニット（５，６）とから構成されている。ロータ本体（１）には、ロータ本体（１）の外側円周部位に円周方向に配列される着磁対象体（３）が配列されている。着磁対象体（３）の数Ｎは偶数である。着磁ユニット（５，６）は、Ｎ極側着磁ヘッド（５）と、Ｓ極側着磁ヘッド（６）とから形成される着磁ユニットである。Ｎ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）は１半径線上に配置される。Ｎ極側着磁ヘッドとＳ極側着磁ヘッドは、１半径線上に存在する２つの着磁対象体を着磁する。治具（２）は、回転可能に配置されることができる。
【００１０】
Ｎ極側着磁ヘッド（５）からＳ極側着磁ヘッド（６）に向かう磁束は、概ね１直線であり、それの曲がりが少なく、有効磁束の漏れが公知技術のそれとの比較で格段に少なく、着磁力の増強効果がある。
【００１１】
着磁ユニット（５，６）とロータ本体（１）とは相対的回転し、着磁ユニット（５，６）とロータ本体（１）の相対的回転角度は３６０゜／Ｎである。この関係は、既述の１半径線上に配置されるＮ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）の間の磁束の曲がりを最小限化し、フル着磁（着磁力の最大化）を実現する。
【００１２】
着磁用ヨーク（４）の追加の重要性は、フル着磁のために公知技術に同じである。着磁ヘッド（５，６）は着磁用ヨーク（４）とロータ本体（１）の間の環状空間に配置される。
【００１３】
着磁対象体（３）は、ロータ本体（１）の外側円周方向部位とロータ本体（１）の半径方向部位とにより埋め込まれ、円周方向に隣り合う２つの半径方向部位の間は空間として形成されている。本願発明は、このようなＩＰＭ型モータに特に有効である。
【００１４】
本発明によるモータの着磁方法は、ロータ本体（１）に着磁対象体（３）を装着する工程と、ロータ本体（１）を固定する固定工程と、ロータ本体（１）の周囲にＮ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）を配置する配置工程と、Ｎ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）に着磁用電流を流してロータ本体（１）に装着されている着磁対象体（３，３）に着磁する工程とから構成されている。着磁対象体（３）の数は偶数である。既述の配置工程は、Ｎ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）を１半径上に配置する工程と、その１半径上に２つの着磁対象体（３）を配置する工程とから形成されている。
【００１５】
Ｎ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）をロータ本体（１）に対して回転させる工程と、回転する工程により回転されているロータ本体（１）の着磁対象体（３）をＮ極側着磁ヘッド（５）とＳ極側着磁ヘッド（６）により着磁する工程が追加される。複数の半径線上に配置される複数の着磁ヘッド対による同時的着磁は、単一半径線上に配置される１対の着磁ヘッド対による着磁よりその着磁力の点で劣性であると推定されるが、回転方向に隣り合う着磁対象に着磁する図４の着磁力より格段に大きい。一旦着磁した着磁対象の着磁度は、隣の着磁対象に着磁するための磁束により劣化する度合いは低い。複数ユニットが配置され、複数のユニットにそれぞれに循環的に（回転的に）着磁電流を流すことは、ロータとユニットの機械的な相対的回転の機構を不要化する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるモータの着磁装置、及び、モータの着磁方法は、フル着磁を実現し着磁力を増大する。その効果は、特に、ＩＰＭ型モータで特に大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明によるモータの着磁装置の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。ロータ本体１は、図１に示されるように、着磁用治具２に固定される。ロータ本体１は、着磁用治具２により回転不能に固定される。又は、ロータ本体１は、一定角度で回転しその回転位置で固定される。図示される実施例としては、その一定角度は６０゜（＝３６０゜／６）である。ロータ本体１には、それの外周面側で同一円周上に、Ｎ個（図示例では、Ｎ＝６）の着磁対象体３が配列されている。着磁対象体３は、ロータ本体１に埋込み的に装着されている。
【００１８】
ロータ本体１の周囲に着磁用ヨーク４が配置されている。着磁用ヨーク４は、磁路を形成する閉じた環状体として形成されている。着磁用ヨーク４の軸心線Ｌは、ロータ本体１の軸心線Ｌに一致している。着磁用ヨーク４の内周側とロータ本体１の外周側の間の環状空間に、１対の着磁ユニットが介設されている。その着磁ユニットは、Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６とから形成されている。Ｎ極側着磁ヘッド６とＳ極側着磁ヘッド５は、機械的に結合し相対的に同体化され単一の着磁ユニットを形成している。Ｎ極側着磁ヘッド６は、軸心線Ｌに対してＳ極側着磁ヘッド５に対称に配置されている。Ｓ極側着磁ヘッド５の着磁作用中心ＰとＮ極側着磁ヘッド６の着磁作用中心Ｑとを結ぶ線は、軸心線Ｌを通っている。
【００１９】
着磁対象体３の数（局数）であるＮは、偶数である。
Ｎ＝２ｎ，ｎ＝１，２，３，・・・
ｎとして、３，５，７，９，１１が好ましい。着磁ユニットの組であるＳ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６の対の数は、ダイナミックに１である。Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６の対の数は複数化され得る。その複数対は同時に着磁作用を持たないことが好ましい。同一時間帯では１対のみが着磁作用を持つことが好ましい。
【００２０】
本発明によるモータの着磁方法の実現態は、下記の工程で実行される。
ステップＳ１：
６個の着磁対象体３は、ロータ本体１に埋込み的に装着される。
ステップＳ２：
ロータ本体１は、着磁用治具２に固定される。ステップＳ１とステップＳ２の時間的順序は入れ換え可能である。Ｓ極側着磁ヘッド５は６個の着磁対象体３のうちの１個の着磁対象体３に位置的に対応して対向し、Ｎ極側着磁ヘッド６は６個の着磁対象体３のうちの他の１個の着磁対象体３に位置的に対応して対向する。その１個の着磁対象体３と他の１個の着磁対象体３は、軸心線Ｌに対して互いに対称位置に（軸心線Ｌを通る１直線の上に）存在する。
【００２１】
ステップＳ３：
Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６のそれぞれの着磁用コイルに規定電流が１電流路上で、又は、直流的に）それぞれに流される。Ｓ極側着磁ヘッド５はＳ極（又はＮ極）側磁力を生成し、Ｎ極側着磁ヘッド６はＮ極（又はＳ極）側磁力を生成する。Ｓ極側着磁ヘッド５に対向する着磁対象体３はＮ極に磁化（着磁）し、Ｎ極側着磁ヘッド６に対向する着磁対象体３はＳ極に磁化する。このような着磁過程で磁化中の２つの着磁対象体３にそれぞれに隣り合う着磁対象体３は磁化していないので、着磁中の１対の２つの着磁対象体３の間の着磁用磁束（ベクトル）７の向きは、Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６の間で直線状に真っ直ぐである。その真っ直ぐな磁束は、着磁中の１対の２つの着磁対象体３を貫通する。このように２つの着磁対象体３を貫通する磁束は着磁用ヨーク４を磁路として閉じて一周する。
【００２２】
ステップＳ４：
Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６の電流を止めて、図２に示されるように、機械的に一体化されているＳ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６は、反時計方向に６０゜の回転をする。Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６に対して再度に規定電流を流す。Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６により生成される磁束は、着磁済みの２つの着磁対象体３の磁束より十分に強く、図４に示される着磁力１０３と着磁力１０４の曲がりに比べて、Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６の間で生成される磁束ベクトルの向きの変化による曲がりは格段に小さい。Ｓ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６は更に６０゜の回転をして、残りの２つの着磁対象体３に着磁が実行される。
【００２３】
図３は、埋込み型マグネットを示している。マグネットの埋込み型は公知である。着磁対象体３は、ロータ本体１に埋め込まれ、着磁対象体３の外周面８の側と円周方向に直交する側面９の側は、ロータ本体１の中に埋め込まれている。着磁対象体３の外周面８の側はロータ本体１の一部である円周方向薄層１１により埋め込まれ、着磁対象体３の側面９の側はロータ本体１の一部である半径方向薄層１２により埋め込まれている。円周方向薄層１１と半径方向薄層１２とは、着磁後の着磁対象体３が形成する磁束を内部に導いて誘導する細い磁束誘導路を形成している。このような磁束誘導路は、着磁後の１つの着磁対象体３が直径上で対向する他の１つの着磁対象体３に向く半径方向（求心方向）に強い磁束ベクトルを生成する。隣り合う２つの半径方向薄層１２の間は空間（溝）１３として形成され、磁束をより強く半径方向薄層１２の中に誘導する。半径方向薄層１２と空間１３は、着磁過程でＳ極側着磁ヘッド５が生成する磁束の円周方向の曲がりを有効に抑止し、着磁過程の磁束漏れを抑制する。
【００２４】
１半径線上に配置されるＳ極側着磁ヘッド５とＮ極側着磁ヘッド６から構成される着磁ユニットの複数対が配置されることは好ましい。着磁対象体の個数が２Ｎであれば、その複数対の最大値はＮである。この場合には、着磁ユニットとロータ１の相対的回転は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明によるモータの着磁装置の実現態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の工程に次ぐ工程を示す断面図である。
【図３】図３は、ＩＰＭを示す断面図である。
【図４】図４は、公知の着磁装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…ロータ本体
２…治具
３…着磁対象体
４…着磁用ヨーク
５，６…着磁ユニット
５…Ｎ極側着磁ヘッド
６…Ｓ極側着磁ヘッド
【図１】
2005224055.tif 000003
【図２】
2005224055.tif 000004
【図３】
2005224055.tif 000005
【図４】
2005224055.tif 000006