JP2000306727A

JP2000306727A - 永久磁石の着磁方法

Info

Publication number: JP2000306727A
Application number: JP11073999A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kumoi; 將文雲井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】回転時における共振音源や振動加振力の要因
を取り除いたモータを提供すること。【解決手段】内蔵した加熱手段により所定の温度に熱
しられた突起形状の熱伝達部２６が、外周面に沿って等
間隔に着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上の整数）の
数だけ配置されている加熱装置と、着磁された永久磁石
を保持する保持装置とを有し、両者は熱伝達部２６が永
久磁石１１の加熱面１３と線接触するように配置され、
保持装置４１と加熱装置は同期して回転させて永久磁石
の加熱面を磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上の整数）
の数だけ等間隔に加熱し永久磁石の着磁面に発生する磁
束密度波形のｎ次高調波を実質上除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石が使われ
ているモータ等のアクチュエータに使用される永久磁石
の着磁方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク用等の情報機器は、記
録容量の高密度化に伴い、駆動するスピンドルモータに
は、低振動な回転駆動が従来にまして要望されている。
また、一方で前記機器の小型、薄型、軽量化の流れと同
じ要求がスピンドルモータにも求められており、構造的
に強度が弱く、防振対策が取り難くなっており、低振動
駆動を実現するためには、振動の加振源を低減すること
が、極めて重要になってきている。

【０００３】この加振源は一般に電磁力であり、モータ
の駆動電流波形または永久磁石がつくる起磁力波形の高
調波成分が大きく依存している。しかし、モータの駆動
回路での対策は、回路のコストアップにつながる課題が
あり、また、汎用の駆動ＩＣを使う場合のようにモータ
と駆動系を別々に開発している場合、商品の開発段階で
は対策できない問題があり、実質的には起磁力波形すな
わち永久磁石の着磁段階にて、加振源の対策をするのが
望ましい。

【０００４】従来の永久磁石の着磁方法は、着磁磁界を
発生するための着磁コイルが巻回された着磁ヨークに、
被着磁品である永久磁石材を装着し、必要に応じて前記
着磁ヨークと反対側に磁性体で構成された補助ヨークを
配置して、着磁磁界のための磁気回路を構成した状態に
て、コンデンサに充電された電荷を放電し、前記着磁ヨ
ークに配設された着磁コイルに半波着磁電流を通電する
ことにて着磁磁界を印加し、前記永久磁石を着磁してい
る。

【０００５】しかし、永久磁石の高保磁力化により、上
記着磁方法では永久磁石を完全に飽和着磁することは困
難な場合もある。この場合、特開平９−１３１０２５号
公報に記載されているように、前記永久磁石を常温から
加熱し、高温状態にして、着磁磁界を印加し、常温に温
度が下がった後に着磁ヨークから取りはずす方法が提案
されている。この方法により、保磁力の温度特性を利用
し、低保磁力状態にて磁石材の全領域にわたって磁化を
誘起させることができ、結果的に永久磁石材が持つ最大
限の性能まで着磁することが可能となる。

【０００６】すなわち、磁石全体を高温状態にすること
で、磁石材を完全着磁状態にすることができるが、この
方法では、磁石表面の磁束密度波形すなわちモータでの
起磁力波形を制御することはできない。

【０００７】具体的には、上記永久磁石がモータに組ま
れた時にモータの空隙内に発生させる磁束密度波形、す
なわち起磁力波形は、必然的に台形波または矩形波形状
になり、言い換えれば、奇数時の高調波が含まれた波形
になる。３相全波駆動方式の永久磁石モータの場合、こ
の奇数時の高調波のうち、３次成分とその倍数成分であ
る９次成分は相殺されるが、５次、７次、１１次はモー
タの振動源となる。

【０００８】また、上記起磁力波形の特定奇数次の高調
波成分を除去する方法として、特開平１０−１２７０１
６号公報に記載されているように、補助ヨーク形状を奇
数次数と同一の数のスロット付きにすることで、前記高
調波成分を制御する方法が提案されているが、異なるコ
ンデンサの放電条件にて、着磁電流を通電させる必要が
あり、作業上効率が悪い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前項にて述
べた従来の課題を解決するものであり、モータの振動加
振源になる起磁力波形の特定奇数高調波成分を制御し、
モータの低振動駆動を実現することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、永久磁石の着磁された面または反対面
を、加熱手段にて着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上
の整数）の数だけ等間隔に加熱する永久磁石の着磁方法
である。

【００１１】上記手段によって、被加熱部のみを部分的
に減磁または消磁させ、前記永久磁石の着磁面に発生す
る磁束密度波形のｎ次高調波を実質上除去することがで
き、モータの振動加振源となる起磁力分布成分を低減す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために本発
明は、加熱手段を内蔵し、前記加熱手段により、所定の
温度に熱しられた熱伝達部を有し、熱伝達部は突起形状
であり、かつ、外周面に沿って等間隔に着磁極数のｎ倍
（ただし、ｎは１以上の整数）の数だけ配置している加
熱装置と、着磁された永久磁石を保持する保持装置とを
有し、前記永久磁石の着磁された面と反対面を加熱面と
して、突起形状の前記熱伝達部が、前記永久磁石の前記
加熱面と２円の節線の如く線接触するように配置され、
かつ、前記保持装置と前記加熱装置は同期して回転する
機構を設けている着磁装置にて、前記永久磁石の加熱面
を加熱する着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上の整
数）の数だけ等間隔に加熱し、被加熱部のみを部分的に
減磁または消磁させる永久磁石の着磁方法である。

【００１３】また、一軸に直線往復運動する運動機構及
び加熱手段を内蔵し、前記加熱手段により所定の温度に
熱しられた突起形状の熱伝達部とを有する加熱装置と、
着磁された永久磁石を保持する保持装置とを有し、前記
永久磁石の着磁された面と反対面を加熱面として、前記
保持装置の前記永久磁石の着磁極数のｎ倍（ただし、ｎ
は１以上の整数）のピッチ分が回転する速度と、前記加
熱装置の直線往復運動する速度が一致するように、突起
形状の前記熱伝達部が前記永久磁石の前記加熱面と線接
触するように配置されている着磁装置にて、前記永久磁
石の加熱面を加熱する着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１
以上の整数）の数だけ等間隔に加熱し、被加熱部のみを
部分的に減磁または消磁させる永久磁石の着磁方法であ
る。

【００１４】また、熱伝達部にて高温状態にある位置を
着磁極の境界と一致させて、着磁極数の５倍の数だけ等
間隔に加熱するものである。

【００１５】また、熱伝達部にて高温状態にある位置を
着磁極の境界と一致させて、着磁極数の７倍の数だけ等
間隔に加熱するものである。

【００１６】また、熱伝達部の温度を検出手段にて測定
し、演算部を介して、加熱手段の電源部を調整する温度
制御部を有するものである。

【００１７】また、加熱手段はヒータであるものであ
る。

【００１８】また、加熱手段及び熱伝達部は、レーザ装
置であるものである。

【００１９】このように、加熱手段にて着磁極数のｎ倍
（ただし、ｎは１以上の整数）の数だけ等間隔に加熱す
る永久磁石の着磁方法では、永久磁石の内周面に発生す
る磁束密度波形のｎ次高調波を実質上除去することがで
きる。

【００２０】また、突起形状の熱伝達部にて、永久磁石
の加熱面と２円の節線の如く線接触するように配置され
たものでは、均一にかつ、等間隔に高精度に加熱でき
る。

【００２１】また、一軸に直線往復運動する加熱手段に
よるものでは、熱伝達部の形状を単純にでき、製作コス
トを低減できる。

【００２２】また、着磁極数の５倍の数に加熱し、加熱
される部分は加熱手段にて高温状態にある位置を着磁極
の境界と一致させた着磁方法では、永久磁石の内周面に
発生する磁束密度波形の５次高調波を実質上除去するこ
とができる。

【００２３】また、着磁極数の７倍の数に加熱し、加熱
される部分は加熱手段にて高温状態にある位置を着磁極
の境界と一致させた着磁方法では、永久磁石の内周面に
発生する磁束密度波形の７次高調波を実質上除去するこ
とができる。

【００２４】また、温度検出手段と温度制御部を有する
ものでは、加熱温度のばらつきを抑えることができる。

【００２５】また、加熱手段がヒータであるものは、容
易に熱伝達部を高温状態にでき、設備面のコストを低減
できる。

【００２６】また、加熱手段がレーザであるものは、加
熱領域を狭間隔に設定できる。

【００２７】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施例
における永久磁石の着磁方法を示したものである。図１
において、１１は永久磁石であり、リングの内周面が着
磁面１２である。着磁面１２は、着磁ヨークにて４極に
着磁されており、円周方向にＮ極、Ｓ極のパターンが生
じている。１３は永久磁石１１の加熱面であり、本実施
例においては、着磁面１２と反対側の外周面である。ま
た、永久磁石１１の内周面にて保持装置４１に取り付け
られている。

【００２８】１６は加熱手段であり、本実施例では、ヒ
ータ、すなわち、Ｃｕ−Ｎｉ線またはＮｉ−Ｃｒ線等の
金属線で構成されており、電源部１８から供給され、熱
を発生する。加熱手段１６は高温部２７に埋め込まれて
おり、高温部２７の外周面には突起状の熱伝達部２６が
設けられている。高温部２７は熱伝導性の高い金属で構
成されており、加熱手段１６は小型、小出力に設計でき
る。また、熱伝達部２６は、等間隔に前記永久磁石１１
の着磁極数の５倍、すなわち２０個設けられている。言
い換えれば、加熱手段１６の数は、永久磁石１１の１磁
極当り５個である。

【００２９】図１に示す回転方向に、熱伝達部２６と保
持装置は同期して回転するように構成されており、等間
隔で加熱することができる。

【００３０】以上のような構成によって、加熱手段１６
にて熱伝達部２６を常温より高温に加熱し、所定の時間
この温度を保持する。熱伝達部２６の温度は、永久磁石
１１が樹脂含有磁石である場合、４０度から１００度
に、焼結磁石の場合は、４０度から２００度の範囲に設
定する。最適な温度は、永久磁石１１の厚さ等により変
化するが、簡単な実験にて容易に最適な温度条件は見出
せる。また、加熱時間は、永久磁石１１の材質、寸法及
び加熱手段１６の電気抵抗値により決定できる。熱伝達
部２６により加熱される位置は、永久磁石１１の磁極の
境目１４と一致しており、加熱面１３の円周方向に沿っ
て等間隔に加熱され、この加熱された部分のみに、図２
に示すように減磁部１５をつくることができる。

【００３１】熱伝達部２６を取り除いた後の永久磁石１
１の加熱面１３は、図３に示すように、１磁極当りの熱
伝達部２６の数５より１つ少ない４個の減磁部１５が発
生する。これは、加熱面１３の加熱された領域は、高温
に加熱されることで、部分的に磁化状態が緩和され減磁
されるためである。

【００３２】この状態における永久磁石１１の着磁面１
２上にて測定される磁束密度波形は、Ｎ極、Ｓ極のサイ
クルを基本波と考えると、図４に示すように第５高調波
が減算されることになり、結果として合成磁束密度波形
は、第５高調波が除去される。

【００３３】その結果、永久磁石１１を３相全波駆動方
式のモータに使用した場合、モータの空隙内の起磁力分
布も、第５高調波が除去される。モータの振動源である
第５次成分が実質上除去され、モータの低振動駆動が実
現できる。

【００３４】したがって、モータの駆動方式等の違いに
より、対象とする高次数が異なる場合は、それに合わせ
た数に加熱手段の数を変更すればよい。すなわち、本実
施例では、１磁極当りに加熱手段を５個設けたが、必ず
しも５に限定されるものではなく、１以上の整数であっ
ても構わない。

【００３５】本実施例では、突起形状の熱伝達部にて、
永久磁石の加熱面と２円の節線の如く線接触するように
配置しているため、均一にかつ、高精度に等間隔に加熱
できる。

【００３６】また、本実施例では、加熱面１３は着磁面
１２と反対側として説明したが、加熱面１３と着磁面１
２は同一面でも構わない。

【００３７】また、加熱手段１６は本実施例では、ヒー
タにて説明したが、必ずしもこの限りではない。また、
永久磁石の着磁極数については、特に制限はない。

【００３８】（実施例２）図５は、本発明の第２の実施
例における永久磁石の着磁方法を示したものである。

【００３９】図５において、加熱装置は１つの突極して
いる熱伝達部２６を有してあり、かつ、永久磁石１１は
保持装置４１の外周に装着される。永久磁石１１の加熱
面１３は、本実施例においては、着磁面１２と反対側の
外周面であり、加熱手段１６は、ヒータすなわち、Ｃｕ
−Ｎｉ線またはＮｉ−Ｃｒ線等の金属線で構成されてお
り、電源部１８に接続されている。

【００４０】加熱手段１６を含む熱伝達部２６は、一軸
に直線往復運動する運動機構を設けられており、位置決
めガイド２８に沿って、加熱面１３に熱伝達部２６が接
触できるように運動できる。熱伝達部２６の移動速度
は、永久磁石１１の着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以
上の整数）のピッチ分が回転する速度と一致するように
設定されている。

【００４１】熱伝達部２６付近には、例えばサーミスタ
である温度を検出部１９がおかれ、この温度情報をもと
に、電源部１８の出力を調整する演算部２０を介して、
電源部１８を制御し、加熱手段１６の出力を調整してい
る。この温度検出手段と温度制御部を有するため、加熱
温度のばらつきを抑えることができ、同一の加熱温度に
て、永久磁石を加熱できる。

【００４２】以上のような構成にて永久磁石１１の加熱
面１３を加熱した後の合成磁束密度波形は、１磁極当り
５個の減磁部１５が発生することから、第５高調波が除
去され、３相全波駆動方式のモータに使用した場合、モ
ータの空隙内の起磁力分布も、第５高調波が除去され
る。モータの振動源である第５次成分が実質上除去さ
れ、モータの低振動駆動が実現できる。

【００４３】なお、本実施例では、１磁極当りに加熱手
段を５個設けたが、必ずしも５に限定されるものではな
く、１以上の整数であっても構わない。

【００４４】また、本実施例では、着磁面１２は内周面
に、加熱面１３は外周面として説明したが、必ずしもこ
の限りではなく、着磁面１２が加熱面１３と一致してい
ても構わない。

【００４５】また、本実施例では、加熱装置に含まれる
加熱手段１６はヒータであるとして説明したが、必ずし
もこの限りではない。例えば、レーザ装置に置き換えて
もよく、レーザ照射にて加熱しても同様の効果が得られ
る。この場合、加熱領域を狭間隔に設定できる効果があ
る。

【００４６】また、永久磁石の着磁極数については、特
に制限はない。

【００４７】

【発明の効果】本願請求項１記載の発明によれば、加熱
手段にて着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上の整数）
の数だけ等間隔に加熱することにより、永久磁石の内周
面に発生する磁束密度波形のｎ次高調波を実質上除去す
ることができる。また、突起形状の熱伝達部にて、永久
磁石の加熱面と２円の節線の如く線接触するように配置
しているため、均一にかつ、高精度に等間隔に加熱でき
る。

【００４８】また、請求項２記載の発明によれば、加熱
装置が一軸に直線往復運動するものであるため、熱伝達
部の形状を単純にでき、製作コストを低減できる。

【００４９】また、請求項３記載の発明によれば、着磁
極数の５倍の数に加熱し、加熱する位置を着磁極の境界
と一致させるため、永久磁石の内周面に発生する磁束密
度波形の５次高調波を実質上除去することができる。

【００５０】また、請求項４記載の発明によれば、着磁
極数の７倍の数に加熱し、加熱する位置を着磁極の境界
と一致させるため、永久磁石の内周面に発生する磁束密
度波形の７次高調波を実質上除去することができる。

【００５１】また、請求項５記載の発明によれば、温度
検出手段と温度制御部を有するため、加熱温度のばらつ
きを抑えることができる。

【００５２】また、請求項６記載の発明によれば、加熱
手段を小出力のヒータであるため、容易に熱伝達部を高
温状態にでき、設備面のコストを低減できる。

【００５３】また、請求項７記載の発明によれば、加熱
手段がレーザであるため、加熱領域を狭間隔に設定でき
る。

【００５４】また、請求項８記載の発明によれば、回転
駆動時の加振電磁力が実質上除去でき、永久磁石形モー
タの低振動駆動が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にかかる着磁方法を示す
説明図

【図２】本発明の第１の実施例にかかる着磁状態を示す
説明図

【図３】本発明の第１の実施例における着磁状態を示す
説明図

【図４】本発明の第１の実施例における磁石表面の磁束
密度波形を示す概念図

【図５】本発明の第２の実施例にかかる着磁方法を示す
説明図

【符号の説明】

１１永久磁石１２着磁面１３加熱面１４磁極境界部１５減磁部１６加熱手段１８電源部１９温度検出部２０演算部２６熱伝達部２７高温部２８位置決めガイド４１保持治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段を内蔵し、前記加熱手段によ
り、所定の温度に熱しられた熱伝達部を有し、前記熱伝
達部は突起形状であり、かつ、外周面に沿って等間隔に
着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上の整数）の数だけ
配置している加熱装置と、着磁された永久磁石を保持す
る保持装置とを有し、前記永久磁石の着磁された面と反
対面を加熱面として、突起形状の前記熱伝達部が、前記
永久磁石の前記加熱面と２円の節線の如く線接触するよ
うに配置され、かつ、前記保持装置と前記加熱装置は同
期して回転する機構を設けている着磁装置にて、前記永
久磁石の加熱面を加熱する着磁極数のｎ倍（ただし、ｎ
は１以上の整数）の数だけ等間隔に加熱し、被加熱部の
みを部分的に減磁または消磁させ、前記永久磁石の着磁
面に発生する磁束密度波形のｎ次高調波を実質上除去す
る永久磁石の着磁方法。
【請求項２】一軸に直線往復運動する運動機構及び加
熱手段を内蔵し、前記加熱手段により所定の温度に熱し
られた突起形状の熱伝達部とを有する加熱装置と、着磁
された永久磁石を保持する保持装置とを有し、前記永久
磁石の着磁された面と反対面を加熱面として、前記保持
装置の前記永久磁石の着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１
以上の整数）のピッチ分が回転する速度と、前記加熱装
置の直線往復運動する速度が一致するように、突起形状
の前記熱伝達部が前記永久磁石の前記加熱面と線接触す
るように配置されている着磁装置にて、前記永久磁石の
加熱面を加熱する着磁極数のｎ倍（ただし、ｎは１以上
の整数）の数だけ等間隔に加熱し、被加熱部のみを部分
的に減磁または消磁させ、前記永久磁石の着磁面に発生
する磁束密度波形のｎ次高調波を実質上除去する永久磁
石の着磁方法。
【請求項３】熱伝達部にて高温状態にある位置を着磁
極の境界と一致させて、着磁極数の５倍の数だけ等間隔
に加熱し、永久磁石の内周面に発生する磁束密度波形の
５次高調波を実質上除去する請求項１または２記載の永
久磁石の着磁方法。
【請求項４】熱伝達部にて高温状態にある位置を着磁
極の境界と一致させて、着磁極数の７倍の数だけ等間隔
に加熱し、永久磁石の内周面に発生する磁束密度波形の
７次高調波を実質上除去する請求項１または２記載の永
久磁石の着磁装置。
【請求項５】熱伝達部の温度を検出手段にて測定し、
演算部を介して、加熱手段の電源部を調整する温度制御
部を有する請求項１または２記載の永久磁石の着磁方
法。
【請求項６】加熱手段はヒータである請求項１または
２記載の永久磁石の着磁方法。
【請求項７】加熱手段及び熱伝達部は、レーザ装置で
ある請求項２記載の永久磁石の着磁方法。
【請求項８】請求項１または２記載の着磁方法で磁石
材を着磁した永久磁石を用いた永久磁石形モータ。