(57)【要約】【課題】埋め込み磁石型のロータは、磁石を鉄心の表面に配した表面磁石型のロータと異なり、磁石を着磁する際に着磁ヨークから発する着磁磁界が鉄心材料を介して磁石に到達することから、表面磁石型よりも着磁が困難になるという課題を有している。【解決手段】着磁ヨークは主ヨーク６と補助ヨーク７から構成される。まず、磁性体で構成される主ヨーク６は、バックヨーク部８とティース部９を有し、ティース部９は各々主ヨーク着磁コイル１０が巻き回されている。この主ヨーク着磁コイル１０に所定の方向に通電することで隣接するティース部９は逆極の磁界が発生するように巻き回している。なお、主ヨーク６はロータ３の外周側に配し、ロータ３に埋め込まれる磁石２の数と同数のティース部９を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を搭載したロータを着磁する着磁ヨークを用いる埋め込み磁石型のロータの着磁方法において、ロータ外周部に配置される鉄心と電機巻線とからなる第１の電磁石と、前記ロータの回転軸方向の上下面に配置される鉄心と電機巻線とからなる第２の電磁石とを用いて、前記埋め込み磁石型のロータの永久磁石に着磁を行う工程を含む、埋め込み磁石型のロータの着磁方法。
【請求項２】
請求項１記載のロータの着磁方法を用いて着磁された埋め込み磁石型のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に磁石を配した埋め込み磁石型のロータの製造方法に関し、その中でもロータの着磁方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋め込み磁石型のモータでは、ロータ内部に磁石を配することでロータの磁化によるリラクタンストルクと磁石の磁化によるトルクの両方を利用することは一般的に知られており産業分野で多用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６９７３４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、埋め込み磁石型のロータは、磁石を鉄心の表面に配した表面磁石型のロータと異なり、磁石を着磁する際に着磁ヨークから発する着磁磁界が鉄心材料を介して磁石に到達することから、表面磁石型よりも着磁が困難になるという課題を有している。さらに磁石の形状が逆円弧を呈している場合は特に磁石の極中心が着磁ヨークからの距離が最も遠く離れるため、磁石を着磁するに足りうる磁界の発生が困難となる。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するために、埋め込み磁石型のロータにおいて内蔵された磁石を十分な着磁磁界で着磁する方法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】
【０００６】
上述に示した課題を解決するために、永久磁石を搭載したロータを着磁する着磁ヨークにおいて、ロータ外周部に配置される鉄心と電機巻線からなる電磁石と、ロータ回転軸方向の上下面に配置される鉄心と電機巻線からなる電磁石とを有し、それらを用いて埋め込み磁石型のロータを着磁することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
永久磁石を搭載したロータの着磁において、ロータ外周部に配置した鉄心と電機巻線からなる電磁石と、ロータ回転軸方向の上下面に配置される鉄心と電機巻線からなる電磁石の両用によりロータに内蔵された磁石を着磁するに十分な磁界を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明において着磁を施す埋め込み磁石型のロータの概要を示す図
【図２】本発明において着磁の工程に用いる着磁器の概要を示す図
【図３】本発明において着磁の工程に用いる着磁器の軸方向から見た概要を示す図
【図４】比較例としての一般的な着磁ヨークを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の埋め込み磁石型のロータの着磁方法について図を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は好ましい例示であって、その用途の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明に用いる埋め込み磁石型のロータ３を軸方向から示した図である。ロータ３は電磁鋼板を打ち抜いて積層した積層コア１と、その積層コア１の中心部に回転軸を挿入する回転軸挿入孔５と、積層コア１の内部に磁石２を挿入した埋め込み磁石型の構造であり、ロータ３に埋め込まれた磁石２の形状は円弧形状を呈しており、磁石の凹部４がロータ３の外周側を向くように挿入する。
【００１１】
なお、ロータ３に埋め込まれた磁石２の材質は例えばＮｄＦｅＢ系、ＳｍＣｏ系、フェライト系の焼結磁石、またはＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系、ＳｍＣｏ系、フェライト系の磁石粉末と樹脂材料を混合して構成されるボンド磁石などを用いることができる。ここで、円弧形状の磁石２の凹部４が外周側を向くように配置するのは、磁石から発生する磁束量は磁石の表面積に比例するため、凹部４を外周側に向けて配することで積層コア１に埋め込まれた磁石２から発生する磁束量を多く有効に利用することができ、ひいてはモータの性能を高めることにつながる。
【００１２】
図２は上述で説明した図１に示すような埋め込み磁石型のロータ３を着磁するために用いられる着磁ヨークの軸方向断面を模式化したものであり、図３は軸方向からの模式図である。以下、ロータ３の着磁ヨークについて図２と図３を用いて説明する。着磁ヨークは主ヨーク６と補助ヨーク７から構成される。
【００１３】
まず、磁性体で構成される主ヨーク６は、バックヨーク部８とティース部９を有し、ティース部９は各々主ヨーク着磁コイル１０が巻き回されている。この主ヨーク着磁コイル１０に所定の方向に通電することで隣接するティース部９は逆極の磁界が発生するように巻き回している。なお、主ヨーク６はロータ３の外周側に配し、ロータ３に埋め込まれる磁石２の数と同数のティース部９を有する。
【００１４】
図３においては磁石２が４枚であるためティース部９の数も４極とする。極数はモータの設計によって異なることから、今回の４極に限定されるものではない。ついで、補助ヨーク７はロータ３の軸方向上下面、磁石２よりも内周側に配する。
【００１５】
補助ヨーク７も磁性体で構成し、各々補助ヨーク着磁コイル１１が巻き回されている。この補助ヨーク着磁コイル１１に所定の方向に通電することで隣接する補助ヨーク７は逆極の磁界が発生するように巻き回しており、また、対向する主ヨーク６のティース部９とは逆極の磁界が発生するようにする。
【００１６】
また、補助ヨーク７数は主ヨーク６に埋め込まれる磁石２の数と同数とする。ここでも磁石２が４枚であることから、補助ヨーク７の数も４極とする。なお、主ヨーク６と補助ヨーク７は両者を継鉄で磁気的につながっていてもよい。
【００１７】
以下、図２を用いて本発明に係るロータ３の製造工程における着磁方法について説明をする。ロータ３は主ヨーク６との内周側に所定の空隙を設けた状態で挿入し、その後、ロータ３の軸方向上下面に補助ヨーク７を配する。この時、補助ヨーク７はロータ３の上下面に接触していてもよい。
【００１８】
以上の位置関係にロータ３を配した状態で着磁の準備が整った状態となる。この状態で、主ヨーク６の主ヨーク着磁コイル１０と補助ヨーク７の補助ヨーク着磁コイル１１に所定の方向に通電して着磁磁界ａ１２を発生させる。なお、主ヨーク着磁コイル１０と補助ヨーク着磁コイル１１はそれぞれロータの１極の磁石を着磁するために一対の関係性を持つ必要がある。
【００１９】
すなわち、主ヨーク着磁コイル１０から発生した着磁磁界ａ１２を便宜上Ｎ極と表現した場合、補助ヨーク着磁コイル１１は図２においてロータ３と接触している部分がＳ極となるような通電となる。このように、主ヨーク６と補助ヨーク７で磁気的に閉じた形態とする。
【００２０】
ここで、比較例として一般的な着磁ヨークについて図４をもちいて説明をする。埋め込み磁石型のロータを着磁する着磁ヨークは主ヨーク６のみの構成となっているため、磁石が表面に配している表面磁石型のタイプや、埋め込み磁石型でも磁石の挿入されている位置がロータ外周に近い位置に配されたタイプでは、主ヨーク６から発生する着磁磁界だけで着磁することが可能である。
【００２１】
実際、産業用途として多用されているが、埋め込み磁石型で磁石の凹部４がロータの回転軸挿入孔５に近づくような形状の場合、主ヨーク着磁コイル１０から発生する着磁磁界ｂ１３は磁石の凹部４に到達することなく主ヨーク６に戻るループを形成するため、とくに磁石の凹部４は着磁不足となる。
【００２２】
一方で、本発明の主ヨーク６と補助ヨーク７で構成した着磁ヨークを用いることで、着磁磁界ａ１２が磁石の凹部４に引き寄せる作用がはたらき、磁石２を貫通してから主ヨーク６へ戻るループを形成する。これにより、主ヨーク６のみで構成した場合よりも磁石２を着磁するのに十分たる磁束が得られることから着磁不足を生じることがなくなる。
【００２３】
このように本発明によって製造されたロータ３を用いてＤＣブラシレスモータを構成すれば、埋め込み磁石型の特徴であるマグネットトルクを十分に活用することができるとともに、不完全な着磁状態による熱や逆磁界による減磁に対する対抗力も得られることから高性能で、高信頼性のモータを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、ロータ外周部に配した鉄心と電機巻線からなる電磁石と、ロータ回転軸方向の上下面に配置される鉄心と電機巻線からなる電磁石を両用することによって、ロータに内蔵された磁石を十分に着磁することが可能となり、ひいてはロータから発生する磁束量を高めることにつながり、モータとしての効率を向上させ、機器の性能向上、消費電力低減などを可能とする。
【符号の説明】
【００２５】
１  積層コア
２  磁石
３  ロータ
４  凹部
５  回転軸挿入孔
６  主ヨーク
７  補助ヨーク
８  バックヨーク部
９  ティース部
１０  主ヨーク着磁コイル
１１  補助ヨーク着磁コイル
１２  着磁磁界ａ
１３  着磁磁界ｂ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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