JP6192400B2 - Permanent magnet motor and magnetizing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、永久磁石電動機に関し、特に、回転子に設けられる磁石への着磁技術に関する。 The present invention relates to a permanent magnet motor, and more particularly to a technique for magnetizing a magnet provided in a rotor.
産業機器等の駆動力として、誘導電動機や永久磁石電動機が用いられる。永久磁石電動機は、回転子に設けられる永久磁石が発生する磁力を利用することから、誘導電動機のように回転子に設けられたコイルに流れる電流に起因した損失がなく、効率を高めやすい。また、永久磁石電動機は、ネオジムなどのレアアースを含む磁力の強い磁石を用いることで、高出力かつ小型の電動機を実現できる。 An induction motor or a permanent magnet motor is used as a driving force for industrial equipment or the like. Since the permanent magnet motor uses the magnetic force generated by the permanent magnet provided in the rotor, there is no loss due to the current flowing in the coil provided in the rotor as in the induction motor, and the efficiency is easily improved. Moreover, a permanent magnet motor can implement | achieve a high output and a small motor by using the magnet with strong magnetic force containing rare earths, such as neodymium.
一般に、回転子のコアは鉄などの磁性材料が用いられることから、回転子に着磁された永久磁石を取り付けようとするとコアと永久磁石の間に働く磁力により取り付けが困難となる場合がある。そこで、未着磁の磁石をコアに取り付けした後に磁石に着磁するいわゆる後着磁がなされることがある。後着磁方法として、専用の着磁ヨークを用いる場合や、固定子のモータコイルを用いて着磁する場合(例えば、特許文献1参照)が挙げられる。 Generally, since a magnetic material such as iron is used for the rotor core, it may be difficult to attach a permanent magnet magnetized to the rotor due to the magnetic force acting between the core and the permanent magnet. . Therefore, there is a case where so-called post-magnetization is performed in which an unmagnetized magnet is attached to the core and then magnetized. Examples of the post-magnetization method include a case where a dedicated magnetizing yoke is used, and a case where magnetization is performed using a stator motor coil (see, for example, Patent Document 1).
専用の着磁ヨークを用いると効率良く磁石を着磁させることができるが、少量多品種の電動機を製造する場合、種類の異なる回転子の仕様にあわせてそれぞれ着磁ヨークを用意する必要がありコストが増大することとなる。一方、電動機の構成として不可欠な固定子のモータコイルを用いて着磁する場合には、少量多品種の製造に対応しうるが、着磁に必要な大電流を流すことでモータコイルに影響を与えるおそれがある。そこで、本発明者は、回転子に着磁用のコイルを設けることによって、少量多品種の製造にも対応しつつ、回転子の磁石に効率良く着磁できると想到した。 A dedicated magnetized yoke can be used to efficiently magnetize a magnet. However, when manufacturing a small variety of motors, it is necessary to prepare a magnetized yoke for each type of rotor. Cost will increase. On the other hand, when magnetizing using the stator motor coil, which is indispensable for the configuration of the motor, it is possible to handle a small amount of many types of products, but the motor coil is affected by flowing a large current necessary for magnetization. There is a risk of giving. Therefore, the present inventor has conceived that by providing a magnetizing coil in the rotor, it is possible to efficiently magnetize the magnet of the rotor while accommodating the manufacture of a small variety of products.
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、コストの増大を抑えながら着磁効率を高めた永久磁石電動機およびその着磁方法の提供にある。 The present invention has been made in view of such a problem, and one of the exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a permanent magnet motor and a method of magnetizing the permanent magnet motor that increase the magnetization efficiency while suppressing an increase in cost. .
本発明のある態様は永久磁石電動機に関する。この永久磁石電動機は、回転子を備える。回転子は、複数の磁石部材と、回転子の上面から下面まで延びる溝ないし孔と、を有する。 One embodiment of the present invention relates to a permanent magnet motor. This permanent magnet motor includes a rotor. The rotor includes a plurality of magnet members and grooves or holes extending from the upper surface to the lower surface of the rotor.
この態様によると、回転子に設けられる溝ないし孔に沿って着磁用コイルを敷設することで、磁石部材を回転子に取り付けた後や、回転子を固定子に組み込んだ後に磁石部材に着磁処理を施すことができる。これにより、着磁ヨークを用いたり、モータコイルに着磁用の電流を流したりすることなく回転子の着磁ができる。また、溝ないし孔が回転子の上面から下面まで延びることから、回転子を固定子に組み込んだ状態であっても着磁用コイルを容易に脱着できる。 According to this aspect, the magnetizing coil is laid along the groove or hole provided in the rotor so that the magnet member is attached to the rotor after the magnet member is attached to the rotor or after the rotor is incorporated into the stator. Magnetic treatment can be applied. Thus, the rotor can be magnetized without using a magnetizing yoke or passing a magnetizing current through the motor coil. Further, since the groove or hole extends from the upper surface to the lower surface of the rotor, the magnetizing coil can be easily detached even when the rotor is incorporated in the stator.
本発明の別の態様は永久磁石電動機の着磁方法に関する。この着磁方法は、磁石部材と着磁用コイルを回転子に取り付けた後に、着磁用コイルに電流を流して磁石部材を着磁する。 Another aspect of the present invention relates to a method for magnetizing a permanent magnet motor. In this magnetizing method, after a magnet member and a magnetizing coil are attached to a rotor, an electric current is passed through the magnetizing coil to magnetize the magnet member.
この態様によると、回転子に取り付けた着磁用コイルを用いることで、磁石部材を回転子に取り付けた後で着磁させることができる。これにより、着磁ヨークを用いたり、モータコイルに着磁用の電流を流したりすることなく回転子の着磁ができる。 According to this aspect, by using the magnetizing coil attached to the rotor, the magnet member can be magnetized after being attached to the rotor. Thus, the rotor can be magnetized without using a magnetizing yoke or passing a magnetizing current through the motor coil.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明のある態様によれば、コストの増大を抑えながら永久磁石電動機の着磁効率を高めることができる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to increase the magnetization efficiency of a permanent magnet motor while suppressing an increase in cost.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
実施形態を具体的に説明する前に概要を述べる。本実施形態は、モータコイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子により構成される永久磁石式の電動機に関し、回転子に設けられる磁石を後着磁する技術に関する。一般に回転子のコア部材として鉄などの磁性材料が用いられることから、回転子に着磁済みの永久磁石を取り付けようとすると、コア部材と永久磁石の間に働く磁力により取り付けが困難となる場合がある。そこで、着磁されていない磁石部材をコア部材に取り付けした後に、磁石部材を着磁するいわゆる「後着磁」をする。 An outline is described before the embodiment is specifically described. The present embodiment relates to a permanent magnet type electric motor constituted by a stator including a motor coil and a rotor including a permanent magnet, and relates to a technique for post-magnetizing a magnet provided in the rotor. Since a magnetic material such as iron is generally used as the core member of the rotor, it may be difficult to attach a permanent magnet that has been magnetized to the rotor due to the magnetic force acting between the core member and the permanent magnet. There is. Therefore, after attaching a non-magnetized magnet member to the core member, so-called “post-magnetization” is performed to magnetize the magnet member.
後着磁方法として、専用の着磁ヨークを用いる場合や、固定子のモータコイルを用いて着磁する場合などがある。専用の着磁ヨークを用いて着磁する場合、同一型の電動機を大量に製造する場合には効率が良いが、少量多品種の電動機を製造する場合、種類の異なる回転子の仕様にあわせてそれぞれヨークを用意する必要があり、コストが増大することとなる。また、モータコイルを用いて着磁する場合には、着磁に必要な大電流を流すことでモータコイルに影響を与えるおそれがある。そこで、本実施形態においては、回転子に着磁用のコイルを設けることによって、少量多品種の製造にも対応しつつ、モータコイルを利用することなく回転子の磁石部材を着磁する。 As a post-magnetization method, there are a case where a dedicated magnetizing yoke is used and a case where magnetizing is performed using a motor coil of a stator. When magnetizing using a dedicated magnetizing yoke, it is efficient when manufacturing the same type of motor in large quantities, but when manufacturing a small quantity of various types of motors, according to the specifications of different types of rotors Each of the yokes must be prepared, which increases the cost. Moreover, when magnetizing using a motor coil, there exists a possibility of affecting a motor coil by flowing the large electric current required for magnetization. Therefore, in the present embodiment, by providing a magnetizing coil in the rotor, the magnet member of the rotor is magnetized without using a motor coil, while supporting the manufacture of a small variety of products.
図1は、実施の形態に係る永久磁石電動機100の構成を示す断面図である。永久磁石電動機100は、固定子10と、回転子20と、磁石部材50と、を備える。永久磁石電動機100は、固定子10に設けられるモータコイル18に電流を流すことにより回転磁界を発生させ、複数の磁石部材50が取り付けられる回転子20を回転させる。回転子20には、磁石部材50の着磁に用いる着磁用コイルを固定するための貫通孔40が設けられる。後述する図2に示すように、着磁用コイル60を磁石部材の両側の位置に対応する貫通孔40に沿って取り付けることで、回転子20に取り付けられた磁石部材に後着磁を施すことができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet
固定子10は、ヨーク部12と、ティース部14と、モータコイル18を備える。ヨーク部12は、環状の部材である。ヨーク部12の内側には、ヨーク部12の外周から中心に向かう方向に突起する複数のティース部14が設けられる。複数のティース部14のそれぞれには、集中的に巻かれるモータコイル18が設けられる。ティース部14は、回転子20の外周面24と対向する突端部16を有し、モータコイル18に電流を流すことで固定子10の内部に回転磁界を発生させる。ヨーク部12およびティース部14は、固定子10の内部に発生する回転磁界の磁路を構成し、例えば、鉄を含む材料が用いられる。
The
磁石部材50は、外部磁場を印加して着磁することで永久磁石となる部材である。磁石部材50は、断面形状が略台形の柱形状であり、第1側面52と第1側面52に背向する第2側面54を有する。磁石部材50は、第1側面52が磁石挿入部26に接するようにして回転子20に取り付けられ、第2側面54が固定子10の突端部16に対向する。磁石部材50は、着磁処理が施されていない未着磁の状態で回転子20の磁石挿入部26に取り付けられ、回転子20に取り付けた後に着磁される。なお、磁石部材50を回転子20に取り付ける際、磁石挿入部26と磁石部材50の間に接着剤を用いたり、回転子20の外周面24に沿って第2側面54の上からテープを巻いたりしてもよい。
The
図2は、実施の形態に係る回転子20の外観斜視図である。本図は、磁石部材50が取り付けられていない状態の回転子20を示す。回転子20は、円筒状のコア部22を備える。コア部22は、外周面24と、磁石挿入部26と、上面32と、下面34と、貫通孔40を有する。
FIG. 2 is an external perspective view of the
磁石挿入部26は、コア部22の外周面24に沿って周方向に並ぶように複数設けられる。磁石挿入部26は、磁石部材の形状に対応して形成される溝であり、周方向の幅wが回転子20の中心から外側へ向けて狭くなるように形成される。また、磁石挿入部26は、磁石部材を回転軸Xの方向に挿入できるように、上面32から下面34に向けて延びる。
A plurality of
貫通孔40は、着磁用コイル60を固定する取付孔であり、上面32から下面34に至る。貫通孔40は、隣り合う磁石挿入部26の間の位置に対応して複数設けられる。したがって、磁石挿入部26に磁石部材を取り付けた場合、貫通孔40は、隣り合う磁石部材の間の位置に対応して設けられることとなる。また、貫通孔40は、磁石部材の両側の位置に対応して設けられることとなる。このとき、着磁用コイル60は、隣接する二つの貫通孔40を通ってループ状に取り付けられ、磁石挿入部26の外周を囲む位置に配置される。磁石挿入部26の外周を囲む位置に着磁用コイル60を取り付けることで、磁石挿入部26に挿入される磁石部材の全体に磁場を印加できる。
The through
次に、磁石部材50への着磁方法について述べる。
本実施形態においては、まず、着磁されていない磁石部材50を回転子20に取り付けた後に、磁石部材50が取り付けられた回転子20を固定子10の内側に配置する。その状態で、回転子20に着磁用コイル60を取り付け、回転子20に取り付けた着磁用コイル60に電流を流すことで磁石部材50を着磁する。最後に、回転子20から着磁用コイル60を取り除く。
Next, a method for magnetizing the
In the present embodiment, first, the
図3は、複数の磁石部材50a、50b、50c(以下、総称する場合には磁石部材50ともいう)を取り付けた回転子20を示す上面図であり、図1の一部領域に対応する図である。第1の磁石部材50aは、互いに隣接する貫通孔40a、40bの間の位置に設けられる。同様に、第2の磁石部材50bは、隣接する貫通孔40b、40cの間に、第3の磁石部材50cは、隣接する貫通孔40c、40dの間に取り付けられている。
FIG. 3 is a top view showing the
図4は、第1の着磁用コイル60aを取り付けた回転子20を示す上面図である。第1の着磁用コイル60aは、回転子20の下面から上面32に向けて貫通孔40aに挿通され、上面32に沿って貫通孔40aに隣接する貫通孔40bに延び、上面32から下面に向けて貫通孔40bに挿通されることでループ状に配置される。これにより、第1の着磁用コイル60aは、第1の磁石部材50aに対応して、第1の磁石部材50aの外周を囲うように配置される。
FIG. 4 is a top view showing the
図5は、第2の着磁用コイル60bおよび第3の着磁用コイル60cを取り付けた状態を示す上面図である。第2の着磁用コイル60bは、隣接する貫通孔40b、40cに挿通されることにより、第2の磁石部材50bに対応する位置に配置される。同様に、第3の着磁用コイル60cは、隣接する貫通孔40c、40dに挿通されることで第3の磁石部材50cに対応する位置に配置される。このようにして、一つの貫通孔40につき、二つの着磁用コイル60が通されることにより、複数の着磁用コイル60が固定される。
FIG. 5 is a top view showing a state in which the
図6は、着磁用コイル60に流す電流と磁石部材50に印加される磁界を模式的に示す図である。本図は、回転子の内周面を中心から外側に向かって見た場合における磁石部材50と着磁用コイル60の配置を示しており、紙面手前側に磁石部材50の第1側面52が配置され、奥側に第2側面54が配置される様子を示している。なお、説明の便宜上、図において回転子の記載を省略している。図示されるように、着磁用コイル60は、磁石部材50の第1側面52と、着磁用コイル60のループにより形成される平面とが平行となるように固定される。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a current flowing through the magnetizing
磁石部材50へ着磁する際、隣接する磁石部材50の極性が逆向きになるよう、隣接する着磁用コイル60に対して反対向きの電流を流す。第1の着磁用コイル60aおよび第3の着磁用コイル60cには、紙面時計回りの方向に電流を流すことにより、磁石部材50に対して第1側面52から第2側面54に向かう磁界を印加する。これにより、第1の磁石部材50aおよび第3の磁石部材50cは、固定子に対向する第2側面54がN極となるように着磁される。
When magnetizing the
一方、第2の着磁用コイル60bには、反時計回りの方向に電流を流すことにより、磁石部材50に対して第2側面54から第1側面52に向かう磁界を印加する。これにより、第2の磁石部材50bは、固定子に対向する第2側面54がS極となるように着磁される。
On the other hand, a magnetic field from the
最後に、回転子20に取り付けられた着磁用コイル60を取り除く。貫通孔40に挿通された着磁用コイル60を貫通孔40から引き抜くことで、着磁用コイル60を容易に取り外すことができる。このとき、着磁用コイル60の一部分、例えば、回転子20の上面や下面に沿って延びる箇所を切断してもよい。これにより、電動機の構成として必須ではない着磁用コイルが取り除かれた永久磁石電動機100となる。
Finally, the magnetizing
以下、本実施形態に係る永久磁石電動機100が奏する効果について述べる。
Hereinafter, the effect which the
永久磁石電動機100は、回転子20に設けられた貫通孔40に着磁用コイルを取り付けることで、磁石部材50を後着磁することができる。したがって、後着磁用に専用ヨークを用意する必要がなく、後着磁にかかるコストを低減させることができる。
The
永久磁石電動機100は、回転子20に設けられる着磁専用のコイルを用いて後着磁をするため、着磁に適したコイル特性を採用することができる。仮に、モータコイルを利用して後着磁する場合、一般に、モータ駆動時の電流に比べて大きな電流を流す必要があることから、着磁にも対応しうるモータコイル特性を選択する必要がある。一方、本実施形態では、着磁用コイルとモータコイルが別であることから、それぞれの用途に適したコイル特性を選択できる。これにより、電動機としての出力特性を犠牲にすることなく、磁石部材50の着磁効率を高めることができる。
Since the
永久磁石電動機100は、磁石部材50の配置に対応した位置に貫通孔40が設けられるため、着磁用コイル60を貫通孔40に固定することで、効率良く磁石部材50に着磁させることができる。仮に、モータコイルを用いて着磁する場合、モータコイルが巻かれるティース部の数と、回転子に設けられる磁石部材の数は一対一に対応しないため、一部の磁石はティースに対応した位置となっていても、一部の磁石はティースからずれた位置となる。そうすると、磁石部材とティースの位置関係によって磁石部材によって着磁される磁力にばらつきが生じてしまう。一方、永久磁石電動機100は、磁石部材50のそれぞれに対応して着磁用コイル60を配置できるため、全ての磁石部材50に対して効率的に着磁させることができる。
Since the
また、複数の磁石部材50のそれぞれに対応して着磁用コイル60を配置することができるため、複数の磁石部材50を一度に着磁することができる。さらに、貫通孔40の位置を磁石部材50に近接させることで、着磁用コイル60を磁石部材50に近接して配置することができ、より強い磁界を磁石部材50に印加することができ、着磁効率を高めることができる。
Moreover, since the magnetizing coils 60 can be arranged corresponding to the plurality of
永久磁石電動機100は、着磁用コイル60が取り付けられる貫通孔40を有するものの、モータの駆動時には着磁用コイル60が取り外された構成としている。モータの駆動には必須とならない着磁用コイル60を備えない構成とすることで、モータ駆動時における回転子20の重量の増大を抑えることができ、モータ出力が低下するなどの影響を抑えることができる。
Although the
永久磁石電動機100は、回転子20の上面から下面に至る貫通孔40が設けられるため、回転子20を固定子10の内側に配置した状態であっても、着磁用コイル60を容易に着脱することができる。これにより、着磁用コイル60の脱着のために回転子20を固定子10の内側から取り出し、着磁用コイル60の脱着後に再度固定子10の内側に配置する手間を省くことができる。この作業は、固定子10と、着磁後の磁石部材50が取り付けられた回転子20との間に強い磁力が発生するため、大変手間である。したがって、回転子20の上面から下面に至る貫通孔40を設けることにより、着磁用コイル60を脱着するために回転子20を固定子10の内側から移動させる手間をなくし、製造コストを低減させることができる。
Since the
永久磁石電動機100は、回転子20を固定子10の内側に配置した状態で後着磁をするため、着磁用コイル60により発生する磁界によって固定子10のティース部14も一時的に磁化されることとなる。このため、回転子20の周囲に固定子10がない場合と比べて、磁石部材50に印加される磁界を強めることができる。このように、着磁時に固定子10を利用することによって、磁石部材50への着磁効率を高めることができる。
Since the
また、上述の着磁方法は、永久磁石電動機100を新規に製造する場合のみならず、時間経過とともに磁石部材50の磁力が弱まった場合に、磁石部材50の磁力を回復させる再着磁にも用いることができる。この場合、回転子20を固定子10の内側から取り出すことなく着磁処理を施すことができるため、再着磁の手間を低減させることができる。
Moreover, the above-mentioned magnetization method is not only for newly manufacturing the
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.
(変形例1)
図7は、変形例1に係る着磁用コイル60の取り付け方を示す図である。上述の実施形態では、着磁用コイル60を二つの貫通孔40a、40bに固定したが、変形例1においては、一つの貫通孔40aと凹部56とを用いて着磁用コイル60を固定する。凹部56は、回転子20の外周面24と、外周面24から突出する磁石部材50の側面とにより形成される。このとき、着磁用コイル60は、磁石部材50の第1側面52と、着磁用コイル60のループにより形成される平面とが交差するように固定される。このように、貫通孔40と凹部56を組み合わせて着磁用コイル60を固定する場合においても、磁石部材50の外周を囲う位置となるように着磁用コイル60を固定できる。
(Modification 1)
FIG. 7 is a view showing how to attach the magnetizing
なお、磁石部材50の第1側面52と、着磁用コイル60のループにより形成される平面とが交差する角度が大きくなると、第1側面52に直交する磁界成分が小さくなって着磁効率が低下するおそれがある。したがって、凹部56を用いて着磁用コイル60を固定する場合には、貫通孔40を外周面24の近くに配置し、第1側面52と、着磁用コイル60のループにより形成される平面とが交差する角度が小さくなるようにすることが望ましい。
If the angle at which the
(変形例2)
図8は、変形例2に係る着磁用コイルの取り付け方を示す図である。変形例1と同様に、第1の磁石部材50aの紙面右側に位置する凹部56aと、第1の磁石部材50aの紙面左側に位置する貫通孔40aとを用いて着磁用コイル60aを取り付けた上で、変形例2においては、これに加えてもう1本別の着磁用コイル60bを取り付ける。別の着磁用コイル60bは、第1の磁石部材50aの紙面左側に位置する凹部56bと、第1の磁石部材50aの紙面右側に位置する貫通孔40bとを用いて取り付けられる。したがって、変形例2においては、一つの磁石部材50に対して2本の着磁用コイル60を取り付けるとともに、それぞれの着磁用コイル60が回転子20の上面および下面で交差するように取り付ける。
(Modification 2)
FIG. 8 is a diagram illustrating how to attach the magnetizing coil according to the second modification. As in the first modification, the magnetizing
このように交差する2本の着磁用コイル60を取り付けることで、磁石部材50の第1側面52に沿った磁界成分が互いに打ち消して第1側面52に垂直な磁界を磁石部材50に印加することができる。これにより、磁石部材50に着磁される磁力の向きが磁石部材50の第1側面52および第2側面54に垂直な向きとなるように着磁処理を施すことができ、より効率的に着磁することができる。
By attaching the two magnetizing
(変形例3)
図9は、変形例3に係る回転子20に着磁用コイル60を取り付けた状態を示す上面図である。変形例3では、貫通孔40の断面が等方的な円形ではなく異方的な略楕円形状である点で上述の実施形態と異なる。貫通孔40の断面は、回転子20の中心から外周に向かう半径方向の幅w1と比べて、周方向の幅w2が広い異方的形状を有する。例えば、貫通孔40の断面は、半径方向の幅w1が着磁用コイル60の1本分の太さに相当するのに対し、周方向の幅w2は着磁用コイル60の2本分の太さに相当する。これにより、2本の着磁用コイル60は、一つの貫通孔40において周方向に離れて挿通される。
(Modification 3)
FIG. 9 is a top view illustrating a state in which the magnetizing
変形例3においては、貫通孔40の断面を異方的な形状とすることで、2本の着磁用コイル60の挿通に確保しなければならない断面積を円形状の場合よりも小さくすることができる。貫通孔40の断面積を小さくすることで、磁石部材50の保持に必要となる回転子20の強度を確保しつつ、貫通孔40が設けられる場所を磁石部材50のより近い位置とすることができる。これにより、永久磁石電動機100の信頼性を損なうことなく、磁石部材50への着磁効率を高めることができる。
In the third modification, the cross-sectional area that must be ensured for the insertion of the two magnetizing
(変形例4)
図10は、変形例4に係る回転子20に着磁用コイル60を取り付けた状態を示す上面図である。変形例4では、変形例2と同様、貫通孔40の断面が等方的な円形ではなく異方的な略楕円形状である点で上述の実施形態と異なる。貫通孔40の断面は、周方向の幅w2と比べて半径方向の幅w1が広い異方的形状を有する。例えば、貫通孔40の断面は、半径方向の幅w1が着磁用コイル60の2本分に相当するのに対し、周方向の幅w2は着磁用コイル60の1本分に相当する大きさを有する。これにより、2本の着磁用コイル60は、一つの貫通孔40において半径方向に離れて挿通される。
(Modification 4)
FIG. 10 is a top view illustrating a state in which the magnetizing
変形例4においても、貫通孔40の断面を異方的な形状とすることで、2本の着磁用コイル60の挿通に確保しなければならない断面積を円形状の場合よりも小さくすることができる。貫通孔40の断面積を小さくすることで、磁石部材50の保持に必要となる回転子20の強度を確保しつつ、貫通孔40が設けられる場所を磁石部材50のより近い位置とすることができる。これにより、永久磁石電動機100の信頼性を損なうことなく、磁石部材50への着磁効率を高めることができる。
Also in the modified example 4, by making the cross section of the through-
(変形例5)
図11は、変形例5に係る永久磁石電動機100の構成を示す上面図である。変形例5では、着磁用コイルを固定する貫通孔の代わりに、回転子20の内周面28に溝部42が設けられる点で上述の実施形態と異なる。溝部42は、軸方向に垂直な断面が矩形状を有し、回転子20の上面32から下面34に向けて連続して延びる。溝部42は、上述の実施形態と同様に、隣り合う磁石挿入部26の間の位置に対応して複数設けられる。
(Modification 5)
FIG. 11 is a top view showing the configuration of the permanent magnet
図12は、変形例5に係る回転子20に着磁用コイル60の取り付ける方を示す上面図である。着磁用コイル60は、取り付け位置に対応したループ形状のまま、隣接する二つの溝部42に嵌め込まれることで固定される。これにより、貫通孔に着磁用コイルを挿通させる場合と比べて、着磁用コイル60を容易に着脱することができる。
FIG. 12 is a top view showing how to attach the magnetizing
なお、変形例5に係る回転子20においても、図7、8に示すように、一つの溝部42と、外周面24と磁石部材50の側面とにより形成される凹部とを用いて着磁用コイル60を固定してもよい。
In the
(変形例6)
図13は、変形例6に係る永久磁石電動機100の構成を示す上面図である。変形例5では、着磁用コイルを固定する貫通孔の代わりに、回転子20の外周面24に溝部42が設けられる点で上述の実施形態と異なる。溝部42は、軸方向に垂直な断面が矩形状を有し、回転子20の上面32から下面34に向けて連続して延びる。溝部42は、上述の実施形態と同様に、隣り合う磁石挿入部26の間の位置に対応して複数設けられる。
(Modification 6)
FIG. 13 is a top view showing the configuration of the permanent magnet
外周面24に取り付けられる磁石部材50に対応して、溝部42を外周面24に設けることで、着磁用コイル60を磁石部材50のより近くに配置することができる。これにより、着磁効率を高めることができる。
Corresponding to the
(変形例7)
上述の実施形態および変形例においては、永久磁石電動機100が着磁用コイル60を備えない構成としたが、変形例として、貫通孔に固定される着磁用コイルを備える永久磁石電動機としてもよい。この場合、着磁用コイル60を用いて磁石部材50に着磁処理を施した後で回転子20から着磁用コイル60を除去しないこととする。これにより、時間経過とともに磁石部材50の磁力が弱まった場合に、着磁用コイル60を再度取り付けることなく再着磁処理を施すことができる。これにより、再着磁の手間を大幅に低減させることができる。
(Modification 7)
In the embodiment and the modification described above, the
(変形例8)
上述の実施形態における着磁方法では、回転子20を固定子10の内側に配置した状態で着磁用コイル60を取り付け、着磁処理を施すこととしたが、固定子10の外にある回転子20に対して着磁用コイル60を取り付けて着磁処理を施すこととしてもよい。また、着磁用コイル60を回転子20に取り付ける工程は固定子10の外で行い、その後、着磁用コイル60が取り付けられた回転子20を固定子10の内側に配置して着磁処理を施すこととしてもよい。これにより、着磁用コイル60をより容易に回転子20に取り付けることができる。
(Modification 8)
In the magnetizing method in the above-described embodiment, the magnetizing
(変形例9)
上述の実施形態および変形例では、モータコイルを着磁に利用せず、回転子に設けられる着磁コイルのみを用いて磁石部材の着磁をする場合を示したが、磁石部材の着磁にモータコイルを併用することとしてもよい。モータコイルを併用することで、着磁コイルによって印加される磁界の強さが着磁に不十分であったとしても、モータコイルにより印加される磁界を加わえることでき、着磁に必要な強い磁界を得ることができる。この場合、モータコイルのみを用いて着磁する場合と比べて、着磁のためにモータコイルに流す電流の値を小さくできることから、モータコイルへの影響を低減させることができる。
(Modification 9)
In the above-described embodiment and modification, the case where the magnet member is magnetized using only the magnetizing coil provided in the rotor without using the motor coil for magnetizing has been described. It is good also as using a motor coil together. By using the motor coil together, even if the magnetic field applied by the magnetizing coil is insufficient for magnetization, the magnetic field applied by the motor coil can be added, and it is strong enough for magnetization. A magnetic field can be obtained. In this case, since the value of the current passed through the motor coil for magnetization can be reduced as compared with the case of magnetizing using only the motor coil, the influence on the motor coil can be reduced.
(変形例10)
上述の実施形態および変形例では、貫通孔の断面形状が円形または楕円形である場合を示したが、貫通孔の形状はこれに限られず、矩形や六角形などの多角形としてもよい。
(Modification 10)
In the above-described embodiment and modification, the case where the cross-sectional shape of the through hole is a circle or an ellipse is shown, but the shape of the through hole is not limited to this, and may be a polygon such as a rectangle or a hexagon.
(変形例11)
上述の実施形態および変形例では、隣り合う磁石部材の極性が互いに逆向きとなるように着磁する場合を例示したが、複数の磁石部材のそれぞれに着磁される極性はこれに限られない。例えば、周方向に配置される磁石部材について、2個おきや3個おきに極性が変わるように着磁処理を施してもよい。
(Modification 11)
In the above-described embodiment and the modification, the case where the magnets are magnetized so that the polarities of the adjacent magnet members are opposite to each other is illustrated, but the polarities magnetized to each of the plurality of magnet members are not limited thereto. . For example, the magnet member disposed in the circumferential direction may be magnetized so that the polarity changes every second or third.
(変形例12)
上述の実施形態および変形例では、磁石部材を回転子の外周面に沿って取り付ける「表面磁石型モータ」の場合を例示したが、磁石部材を回転子の内側に埋め込む「埋込磁石型モータ」に対して上述した技術を適用してもよい。
(Modification 12)
In the above-described embodiment and modification, the case of the “surface magnet type motor” in which the magnet member is attached along the outer peripheral surface of the rotor is exemplified. However, the “embedded magnet type motor” in which the magnet member is embedded inside the rotor. The above-described technique may be applied.
10…固定子、18…モータコイル、20…回転子、26…磁石挿入部、32…上面、34…下面、40…貫通孔、42…溝部、50…磁石部材、60…着磁用コイル、100…永久磁石電動機。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転子は、
円筒形状のコア部と、
前記コア部の外周に沿って周方向に並べて配置される複数の磁石部材と、
前記コア部の上面から下面まで延びる溝ないし孔と、を有し、
前記コア部は、隣り合う磁石部材の間の位置で径方向外側に突出する突起部を有し、
前記溝ないし孔は、前記突起部と周方向に同じ位置に設けられることを特徴とする永久磁石電動機。 A permanent magnet motor with a rotor,
The rotor is
A cylindrical core, and
A plurality of magnet members arranged in a circumferential direction along the outer periphery of the core portion;
A groove or hole extending from the upper surface to the lower surface of the core portion,
The core portion has a protruding portion that protrudes radially outward at a position between adjacent magnet members,
The permanent magnet motor, wherein the groove or hole is provided at the same position in the circumferential direction as the protrusion .
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