(57)【要約】【課題】ロータ磁極の中央付近での完全着磁を確保しつつ低コギングと低トルクリップルを実現できるモータロータの着磁装置を提供する。  【解決手段】ブラシレスモータのロータ周面に、周方向へ極性の異なる磁極を交互に着磁するためのモータロータの着磁装置であって、上記ロータ周面に対向するティース１２を必要数設けた着磁ヨーク１を備え、着磁ヨーク１の、ロータに対向する内周面１ａにスロット１１によって上記ティース１２を区画形成し、スロット１１を着磁ヨーク１の内周面１ａに沿ってこれと平行に周方向へ延びる湾曲した長孔状として、当該スロット１１内に着磁用コイル１５を収容して各ティース１２に複数回巻回してある。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータのロータ周面に、周方向へ極性の異なる磁極を交互に着磁するためのモータロータの着磁装置であって、前記ロータ周面に対向するティースを必要数設けた着磁ヨークを備え、前記各ティースに着磁用コイルを前記ロータ周面に沿って延びる面内で複数回巻回してあることを特徴とするモータロータの着磁装置。
【請求項２】
前記着磁ヨークの、前記ロータに対向する周面にスロットによって前記ティースを区画形成し、前記スロットを前記着磁ヨークの周面に沿ってこれと平行に周方向へ延びる湾曲した長孔状として、当該スロット内に前記着磁用コイルを収容して前記各ティースに巻回してある請求項１に記載のモータロータの着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータロータの着磁装置に関し、特に、低コギングかつ低トルクリップルのブラシレスモータを実現するための着磁装置の構造改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータではロータの磁性周面を周方向へ交互に極性の異なる磁極に着磁し、ロータに回転磁界を作用させてこれを回転させている。この場合、ロータ周面に対する着磁磁界の径方向（ラジアル方向）磁束密度は、図５に示すように、ロータ周方向における各磁極部分（図のＶ領域）では完全着磁に必要な充分な大きさを確保する必要があるとともに、磁極間部分（図のＷ領域）では低コギングかつ低トルクリップルを実現するために最適な着磁傾斜となるような磁束変化角度を持たせる必要がある。
【０００３】
ここで、従来の着磁装置の一例を図６に示す。図６において、着磁ヨーク２は図略のロータを収容する円形の内空間２３を形成した円環状をなしている。そして、着磁されるロータの磁性外周面に対向する着磁ヨーク２の内周部には、スロット２１によって周方向へ等間隔に区画されたティース２２が、ロータに形成する磁極数に応じた必要数（図６では４つ）設けられて、これらティース２２に着磁用コイル２５が巻回されている。
【０００４】
図７には、ロータの一つの磁極を形成するためにティース２２に巻回された着磁用コイル２５の様子を示す。着磁ヨーク２のスロット２１は内周端が小間隙２４を介して当該ヨーク２の内空間２３へ開放するとともに、上記ヨーク２の径方向へ延びる長孔状に形成されている。そして、このようなスロット２１で区画されたティース２２の外周に、着磁用コイル２５が着磁ヨーク２の内周面２ａ、すなわちロータの外周面と直交する内外方向へ三段（３ターン）に積層されるように巻回されている。なお、図７中、着磁コイルの一段目の巻回部分をｘ´、二段目の巻回部分をｙ´、三段目の巻回部分をｚ´としてある。
【０００５】
なお、特許文献１には、径方向へ延びる長孔状に形成されたスロットを備える着磁ヨークが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３５６３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の着磁装置により実現される着磁磁界の、ラジアル方向の磁束密度分布は図８に概念的に示すように、同一形状の台形状分布（図中の細実線）を示す各段のコイル巻回部分ｘ´、ｙ´、ｚ´の磁束密度を足した、図８の太実線で示す両端の角度が急な台形状のものになる。実際、このような従来の着磁装置により形成される着磁磁界の磁束密度分布を実測すると、図４のＡ´、Ｂ´、Ｃ´で示すように両端の角度が急な略台形状となる。なお、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´で示す磁束密度分布は、着磁用コイルが３ターンで、着磁電流をそれぞれ１０ｋＡ、１５ｋＡ、２０ｋＡとした場合のものである。
【０００８】
このような従来の着磁装置の磁束密度分布では、ロータの磁極部分（磁束密度の中央部）で完全着磁に必要な臨界量（図４中の線Ｌ）以上の磁束密度を得ようとすると、磁極間部分（磁束密度の両側部）での着磁傾斜は往々にして最適なものよりも急峻になってしまうため、モータのコギングとトルクリップルを充分に低減することは困難であった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、ロータ磁極の中央付近での完全着磁を確保しつつ低コギングと低トルクリップルを実現できるモータロータの着磁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本第１発明では、ブラシレスモータのロータ周面に、周方向へ極性の異なる磁極を交互に着磁するためのモータロータの着磁装置であって、前記ロータ周面に対向するティース（１２）を必要数設けた着磁ヨーク（１）を備え、前記各ティース（１２）に着磁用コイル（１５）を前記ロータ周面に沿って延びる面内で複数回巻回してある。
【００１１】
本第１発明においては、着磁時の磁束密度分布を、従来のような両端の角度が急な略台形状ではなく、中央部が充分な高さを持った略山形状にできる。したがって、ロータ磁極部分で完全着磁に必要な臨界量以上の磁束密度を確保しても、磁極間部分での着磁度合いの変化を緩やかなものにすることができ、この結果、モータのコギングおよびトルクリップルを充分に小さくすることが可能である。
【００１２】
本第２発明では、前記着磁ヨーク（１）の、前記ロータに対向する周面（１ａ）にスロット（１１）によって前記ティース（１２）を区画形成し、前記スロット（１１）を前記着磁ヨーク（１）の周面（１ａ）に沿ってこれと平行に周方向へ延びる湾曲した長孔状として、当該スロット（１１）内に前記着磁用コイル（１５）を収容して前記各ティース（１２）に巻回してある。
【００１３】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のモータロータの着磁装置によれば、ロータ磁極の中央付近での完全着磁を確保しつつ低コギングと低トルクリップルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す、着磁装置の着磁ヨークの断面図である。
【図２】図１に示す着磁ヨークの四半部の拡大断面図である。
【図３】本発明の着磁装置により形成される磁束密度分布の概念図である。
【図４】本発明の着磁装置により形成される着磁用磁束密度分布を、従来装置により形成される着磁用磁束密度分布と比較した実測図である。
【図５】着磁装置により形成されるロータ周面方向での磁束密度分布を説明する図である。
【図６】従来例を示す、着磁装置の着磁ヨークの断面図である。
【図７】図６に示す着磁ヨークの四半部の拡大断面図である。
【図８】従来の着磁装置により形成される磁束密度分布の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１には着磁装置の着磁ヨークを示す。図１において、着磁ヨーク１は図略のロータを収容する円形の内空間１３を有する円環状をなしている。そして、着磁されるロータの磁性外周面に対向する着磁ヨーク１の内周面１ａには、スロット１１によって周方向へ等間隔に区画されたティース１２が、ロータに形成する磁極数に応じた必要数（図１では４つ）設けられている。
【００１７】
各スロット１１は着磁ヨーク１の内周面１ａに沿ってこれと平行に周方向へ延びる湾曲した長孔状となっており、各スロット１１はその幅が着磁用コイル１５の外径よりやや大きい程度であるとともに、内周側中央部で間隙１４によって着磁ヨーク１の内空間１３に開放している。そして、このようなスロット１１で区画されたティース１２の外周に着磁用コイル１５が巻回されている。
【００１８】
図２には、ロータの一つの磁極を形成するためにティース１２に巻回された着磁用コイル１５の様子を示し、着磁用コイル１５は、着磁ヨーク１の内周面１ａ、すなわちロータの外周面に沿って平行に延びる湾曲面内で三段（３ターン）に積層されるように巻回されている。なお、図２中、着磁コイル１５の一段目の巻回部分をｘ、二段目の巻回部分をｙ、三段目の巻回部分をｚとしてある。
【００１９】
本実施形態の着磁装置により実現される、ラジアル方向の磁束密度分布を図３に概念的に示す。この場合の磁束密度分布は、各段のコイル巻回部分ｘ，ｙ，ｚによって生じる、周方向へ幅の異なる台形状分布となる磁束密度を足したものとなり、これは図３の太実線で示すような、中央部が高くその両側では二段の段付きに低くなった山形状となる。
【００２０】
実際、本実施形態の着磁装置により形成される磁石挿入位置での磁束密度分布を実測（シャフトのみをヨーク内に入れ、本来磁石がある位置にプローブを設置し、その地点での磁束密度を測定）すると、図４のＡ、Ｂ、Ｃで示すように中央部が充分な高さを持ち、従来のＡ´、Ｂ´、Ｃ´に比べ両端が緩やかな略山形状となる。なお、Ａ、Ｂ、Ｃで示す磁束密度分布は、着磁用コイルが３ターンで、着磁電流をそれぞれ１０ｋＡ、１５ｋＡ、２０ｋＡとした場合のものである。
【００２１】
このような磁束密度分布Ａ、Ｂ、Ｃを実現した本実施形態の着磁装置では、ロータ磁極部分（磁束密度の中央部）で完全着磁に必要な臨界量（図４中の線Ｌ）以上の磁束密度を確保しても、磁極間部分（磁束密度の両側部）での着磁度合いの変化を緩やかなものにすることができるから、モータのコギングおよびトルクリップルを充分に小さくすることが可能である。
【００２２】
なお、上記実施形態ではモータのインナロータの外周面に着磁する場合について説明したが、モータのアウタロータの内周面に着磁する場合にも本発明が適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２３】
１…着磁ヨーク、１ａ…内周面（周面）、１１…スロット、１２…ティース、１５…着磁用コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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