JP2008211890A - 回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電機子と界磁子とを容易に組み立てることができるとともに、電機子のコイルにダメージを与えることなく界磁子の永久磁石を着磁することができる技術を提供する。
【解決手段】ステータ１１とロータ１２とを所定の位置関係に組み立てた後、ロータコア１２ｂの外周側に着磁器１３のポールピース１３ｄを接近させることにより、ロータ１２内の永久磁石１２ａを着磁する。このため、ステータ１１とロータ１２とを容易に組み立てることができ、また、ステータ１１のコイル１１ｃにダメージを与えることなくロータ１２内の永久磁石１２ａを着磁することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイルが巻回された複数のティース部を有する電機子と、複数の永久磁石を有する界磁子とを回転軸方向に対向配置させた回転電機の製造方法に関する。

従来より、電機子としてのステータと、界磁子としてのロータとを、回転軸方向に沿って対向配置させたいわゆるアキシャルギャップ型モータが知られている。アキシャルギャップ型モータのステータには、コイルが巻回された複数のティース部が設けられており、また、アキシャルギャップ型モータのロータには、複数の永久磁石が設けられている。そして、対向配置されたティース部と永久磁石との間に発生する磁束の作用により、ステータに対してロータが所定の回転軸周りに回転する構成となっている。アキシャルギャップ型モータは、多くの永久磁石を使用して高い回転力（トルク）を得ることができるとともに、モータ全体を薄型化することができる。

このようなアキシャルギャップ型モータを製造するときには、予め着磁された永久磁石をロータに組み込むか、あるいはロータに組み込まれた永久磁石に対して着磁を行い、その後、ステータとロータとを所定の位置関係に組み立てていた。また、ステータとロータとを組み立てた後に、ステータのコイルに電流を与えてティース部に磁束を発生させ、ティース部からロータ内の永久磁石に磁束を与えることにより永久磁石を着磁する場合もあった。

従来のアキシャルギャップ型モータの製造方法については、例えば特許文献１に開示されている。

特開平５−１３７３００号公報

しかしながら、上記従来のアキシャルギャップ型モータの製造方法には、以下のような問題点があった。すなわち、永久磁石の着磁後にステータとロータとを組み立てる場合には、ステータとロータとの間に発生する大きな吸引力に抵抗しつつステータとロータとを接近させなければならなかった。このため、ステータとロータとを正確に位置決めすることが困難であった。一方、ステータとロータとを組み立てた後にステータを利用してロータ内の永久磁石を着磁する場合には、ステータのコイルが着磁時の大きな電流によってダメージを受ける恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、回転電機の製造方法において、電機子と界磁子とを容易に組み立てることができるとともに、電機子のコイルにダメージを与えることなく界磁子の永久磁石を着磁することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、複数のコイル（１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ，５１ｃ）を有する電機子（１１，２１，３１，４１，５１）と複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）を有する界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）とを回転軸方向に対向配置させた回転電機（１０，２０，３０，４０，５０）の製造方法において、前記界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）は、前記複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）のそれぞれの前記電機子（１１，２１，３１，４１，５１）側に磁極毎に磁気的に独立した状態で設けられたロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ）を有しており、前記電機子（１１，２１，３１，４１，５１）と前記界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）とを所定の位置関係に組み立てる第１工程（Ｓ１）と、前記第１工程（Ｓ１）の後、前記ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ）の外周側に着磁器（１３，２３，３３，４３，５３）のポールピース（１３ｄ，２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ，５３ｄ）を近接または当接させた状態で前記着磁器（１３，２３，３３，４３，５３）に通電することにより前記複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）を着磁する第２工程（Ｓ２）と、を含むことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機（１０，２０，３０，４０）の製造方法において、前記電機子（１１，２１，３１，４１）は、前記コイル（１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ）が巻回された複数のティース部（１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ）を有しており、前記第２工程では、前記着磁器（１３，２３，３３，４３）の前記ポールピース（１３ｄ，２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ）を、前記ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）と、当該ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）に対向する前記ティース部（１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ）の少なくとも一部とに対して近接または当接させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の回転電機（４０）の製造方法において、前記第２工程（Ｓ２）では、前記着磁器（４３）は、前記ポールピース（４３ｄ）と前記ロータコア（４２ｂ）との位置関係を固定しつつ着磁することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転電機（４０）の製造方法において、前記第２工程（Ｓ２）では、前記着磁器（４３）を被覆する樹脂（４３ｇ）の表面と前記ロータコア（４２ｂ）の外周部とを嵌め合わせることにより、前記ポールピース（４３ｄ）と前記ロータコア（４２ｂ）との位置関係を固定することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の回転電機（３０，４０）の製造方法において、前記第２工程の前では、前記着磁器（３３，４３）の前記ポールピース（３３ｄ，４３ｄ）を外周側に後退させ、前記第２工程では、前記着磁器（３３，４３）の前記ポールピース（３３ｄ，４３ｄ）を内周側に前進させることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の回転電機（１０）の製造方法において、前記界磁子（１２）の回転軸方向の両側に一対の前記電機子（１１）が配置されており、前記界磁子（１２）は、前記複数の永久磁石（１２ａ）のそれぞれの回転軸方向の両側に一対の前記ロータコア（１２ｂ）を有しており、前記着磁器（１３）は、一対の前記ロータコア（１２ｂ）のそれぞれに対向する一対の前記ポールピース（１３ｄ）を有していることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の回転電機（１０）の製造方法において、前記第２工程では、前記永久磁石（１２ａ）、一対の前記ロータコア（１２ｂ）、および一対の前記ポールピース（１３ｄ）を含む磁気回路が形成されることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項６または請求項７に記載の回転電機（１０）の製造方法において、前記着磁器（１３）の一対の前記ポールピース（１３ｄ）は、前記界磁子（１２）に向けて互いに接近する傾きを有することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の回転電機（５０）の製造方法において、前記界磁子（５２）は、前記複数の永久磁石（５２ａ）の反磁極面同士を磁気的に短絡させるバックヨーク（５２ｃ）を有し、前記バックヨーク（５２ｃ）の軸方向の厚みは回転中心ほど大きく、前記ロータコア（５２ｂ）の軸方向の厚みは回転中心ほど薄いことを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の回転電機（６０）の製造方法において、前記回転電機（６０）の駆動対象となる装置（９０）に前記回転電機（６０）を組み込んだ後に、前記第２工程（Ｓ２）の着磁を行うことを特徴とする。

請求項１〜１０に記載の発明によれば、電機子と界磁子とを所定の位置関係に組み立てた後、ロータコアの外周側に着磁器のポールピースを近接または当接させることにより、界磁子内の永久磁石を着磁する。このため、電機子と界磁子とを容易に組み立てることができ、また、電機子のコイルにダメージを与えることなく界磁子の永久磁石を着磁することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、着磁器のポールピースは、ロータコアとティース部の少なくとも一部とに対向するような広い磁極面を有する。このため、着磁器のポールピースが磁気飽和を起こすことはなく、着磁器に発生した磁束を効率よく界磁子へ与えることができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、ポールピースとロータコアとの位置関係を固定しつつロータ内の永久磁石を着磁する。このため、着磁時の吸引力により界磁子を変位または変形させることなく、安定して界磁子の永久磁石を着磁することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、着磁器を被覆する樹脂の表面とロータコアの外周部とを嵌め合わせることにより、ポールピースとロータコアとの位置関係を固定する。このため、ポールピースとロータコアとの位置関係を容易に固定することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、第２工程の前では、着磁器のポールピースを外周側に後退させ、第２工程では、着磁器のポールピースを内周側に前進させる。このため、着磁器のポールピースを界磁子に対してより近接または当接させて効率よく永久磁石を着磁することができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、界磁子の回転軸方向の両側に一対の電機子が配置された回転電機において、電機子と界磁子とを容易に組み立てることができ、また、電機子のコイルにダメージを与えることなく界磁子の永久磁石を着磁することができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、界磁子の永久磁石ごとに１つの短い磁気回路を形成して着磁することができるので、少ない磁化力でより強く着磁できる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、着磁器の一対のポールピースは、界磁子に向けて互いに接近する傾きを有する。このため、着磁器内において着磁コイルを巻回させるためのスペースを広く確保することができる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、着磁器のポールピースからロータコアを介して永久磁石へ磁束が通り易く、また、バックヨーク内の磁路が短縮されるため、永久磁石をより効率よく着磁することができる。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、回転電機の駆動対象となる装置に回転電機を組み込んだ後に着磁を行う。このため、磁力の影響を受けることなく、回転電機の駆動対象となる装置に回転電機を取り付けることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る製造方法が適用されるモータ（回転電機）１０および着磁器１３の構成を示した上面図である。また、図２は、図１のＩＩ線に沿ってモータ１０および着磁器１３を切断した縦断面図である。図２に示したように、モータ１０は、電機子としての一対のステータ１１と、界磁子としてのロータ１２とを、回転軸Ａ方向に沿って配置した構成となっている。一対のステータ１１は、ロータ１２の上面および下面のそれぞれと対向するように配置されており、各ステータ１１とロータ１２との間には、所定のエアギャップが設けられている。

ステータ１１は、回転軸Ａの周りに配置された円環状のバックヨーク１１ａと、バックヨーク１１ａのロータ１２側の面に立設された複数のティース部１１ｂと、複数のティース部１１ｂのそれぞれに巻回されたコイル１１ｃとを有している。バックヨーク１１ａは、例えば、回転軸Ａ方向に積層させた電磁鋼板（珪素鋼板など）により構成されている。また、ティース部１１ｂは、例えば、圧粉磁心（圧粉鉄心など）により構成されている。ティース部１１ｂは、回転軸Ａに沿って立設された柱状部１１ｄと、柱状部１１ｄのロータ１２側の先端に形成されたつば部１１ｅとを有している。そして、つば部１１ｅとバックヨーク１１ａとに挟まれた柱状部１１ｄの周囲にコイル１１ｃが巻回されている。

ロータ１２は、複数（図１の例では６つ）の永久磁石１２ａを有している。複数の永久磁石１２ａは、隣り合う永久磁石１２ａの磁極の向きが交互に異なるように、周方向に沿って等間隔に配置されている。また、各永久磁石１２ａの上面および下面（回転軸Ａ方向の両側）には、磁性体により構成された一対のロータコア１２ｂが、磁極毎に磁気的に独立した状態で設けられている。ロータ１２の内周側には、回転軸Ａに沿ってシャフト１４が延設されており、上記の永久磁石１２ａおよびロータコア１２ｂは、所定の非磁性体からなる結合部材１２ｃを介してシャフト１４に結合固定されている。

このようなモータ１０において、ステータ１１のコイル１１ｃに電流を与えると、各ステータ１１の複数のティース部１１ｂに回転軸Ａ方向の磁束が発生する。そして、ステータ１１のティース部１１ｂとロータ１２の永久磁石１２ａとの間の磁束の作用により回転力（トルク）が発生し、ステータ１１に対してロータ１２が回転軸Ａ周りに回転する。ロータ１２は、シャフト１４とともに一体的に回転し、ロータ１２の回転力はシャフト１４を介して駆動対象となる装置に伝達される。

着磁器１３は、ロータ１２内の永久磁石１２ａを着磁するための器具である。着磁器１３は、モータ１０とは別体に構成されており、永久磁石１２ａを着磁するときに、図１および図２に示したようにモータ１０の外周側に配置されて使用される。着磁器１３は、着磁コイル１３ａが巻回された着磁コア１３ｂを、周方向に沿って複数個備えている。着磁器１３内の着磁コア１３ｂの数は、ロータ１２内の永久磁石１２ａの数と同数（図１の例では６つ）であり、各着磁コア１３ｂは、複数の永久磁石１２ａのそれぞれと１対１に対応している。また、着磁器１３内の複数の着磁コア１３ｂは、樹脂等の結合部材１３ｃにより互いに磁気的に独立した状態で一体化されている。

複数の着磁コア１３ｂのそれぞれは、起立姿勢で内周側に開いた略コの字形の屈曲形状となっている。そして、外周側に配置された着磁コア１３ｂの中央部付近に、着磁コイル１３ａが巻回されている。各着磁コア１３ｂの両端部は、ロータ１２に対して磁束を与えるための一対のポールピース１３ｄとして機能する。このような着磁器１３をモータ１０の外周側に配置すると、各着磁コア１３ｂの一対のポールピース１３ｄは、それぞれロータ１２の外周面に対向配置される。そして、このような状態で着磁コイル１３ａに電流を与えると、着磁コア１３ｂに磁束が発生し、発生した磁束が一対のポールピース１３ｄからロータコア１２ｂを介して永久磁石１２ａに作用することにより、永久磁石１２ａが着磁される。

着磁コア１３ｂの一対のポールピース１３ｄ付近は、図２に示したように、内周側に向けて互いに接近するような傾きを有している。すなわち、着磁コア１３ｂの両端部の間隔は、ロータ１２に最も接近する部分において最小となっている。このため、着磁コア１３ｂは、その中央部付近において着磁コイル１３ａを巻回させるためのスペースを広く確保することができる。したがって、着磁コイル１３ａの巻数を向上させることができる。また、ポールピース１３ｄはロータ１２付近で永久磁石１２ａの磁極面付近まで近づけられるため、磁気回路が短くなり、より少ない磁化力で着磁できる。

図３は、上記のモータ１０を製造するときの手順を示したフローチャートである。モータ１０を製造するときには、まず、着磁前の永久磁石（磁性体）１２ａが組み込まれたロータ１２とシャフト１４とを焼きばめ等により結合固定する。そして、一対のステータ１１をシャフト１４に挿通することにより、ロータ１２と一対のステータ１１とを所定の位置関係に組み立てる（ステップＳ１）。ロータ１２および一対のステータ１１は、図１に示したように、ロータ１２の上面側および下面側の各ロータコア１２ｂと各ステータ１１のティース部１１ｂとが所定のエアギャップを介して対向配置するように、それぞれ位置決めされる。

続いて、図１および図２に示したように、モータ１０の外周側に着磁器１３を配置し、複数のロータコア１２ｂのそれぞれに着磁器１３のポールピース１３ｄを対向させる。そして、着磁器１３の着磁コイル１３ａに電流を与えることにより着磁コア１３ｂに磁束を発生させ、着磁コア１３ｂのポールピース１３ｄからロータ１２に対して磁束を与える。着磁器１３の一対のポールピース１３ｄと、ロータ１２の一対のロータコア１２ｂとの間には、磁気回路が形成され、永久磁石１２ａは着磁される（ステップＳ２）。そして、着磁後に、着磁器１３をモータ１０から取り外す。

着磁器１３の隣り合う着磁コイル１３ａには、互いに逆向きの電流が与えられる。これにより、隣り合う着磁コア１３ｂには互いに逆向きの磁束が発生し、隣り合う永久磁石１２ａの磁束の向きが交互に逆向きとなるように、ロータ１２内の各永久磁石１２ａが着磁される。

このように、本実施形態では、ステータ１１とロータ１２とを所定の位置関係に組み立てた後、ロータコア１２ｂの外周側に着磁器１３のポールピース１３ｄを接近させることにより、ロータ１２内の永久磁石１２ａを着磁する。このため、ステータ１１とロータ１２とを容易に組み立てることができ、また、ステータ１１のコイル１１ｃにダメージを与えることなくロータ１２内の永久磁石１２ａを着磁することができる。ここで、ステータ１１のコイル端子は互いに短絡して着磁すれば、コイルに渦電流が発生してステータコアに着磁界が進入するのを防止できる。逆に、ステータ１０のコイル端子を開放して着磁すれば、ステータコイルに電流が流れるのを防止して発熱を防ぐことができる。

なお、図２の例では、着磁器１３のポールピース１３ｄは、ロータコア１２ｂの外周面だけではなく、ステータ１１のティース部１１ｂの一部であるつば部１１ｅの外周面にも対向するような広い磁極面を有している。このため、着磁器１３のポールピース１３ｄが磁気飽和を起こすことはなく、着磁コア１３ｂに発生した磁束を効率よくロータ１２へ与えることができる。なお、着磁界はステータ１１のバックヨーク１１ａを通って短絡する分もあるが、それを考えても、専用の着磁器１３を用いるので、大電流を流すことが可能である。

また、図１および図２の例では、着磁コア１３ｂは着磁器１３内に固定的に配置されていたが、着磁コア１３ｂを内周方向および外周方向に進退移動させる機構を着磁器１３に付加してもよい。このようにすれば、各着磁コア１３ｂを外周側に後退させた状態でステータ１１およびロータ１２の組み立てや着磁器１３の取り付けを行うことができるとともに、着磁コア１３ｂを内周側に前進させた状態で永久磁石１２ａの着磁を行うことができる。これにより、着磁器１３のポールピース１３ｄをロータ１２により接近または当接させて効率よく永久磁石１２ａを着磁することができる。また、着磁コア１３ｂを内周側に接近させたときに、後述する第４実施形態のように、着磁器１３を被覆する樹脂の表面とロータ１２の外周部とを嵌合させるようにしてもよい。このようにすれば、ポールピース１３ｄとロータコア４２ｂとの位置関係を固定しつつロータ１２内の永久磁石１２ａを安定して着磁することができる。特に、ステータ１１の外径がロータ１２の外径より大きい場合に好適である。

＜２．第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る製造方法が適用されるモータ２０および着磁器２３の構成を示した上面図である。また、図５は、図４のＶ線に沿ってモータ２０および着磁器２３を切断した縦断面図である。図５に示したように、モータ２０は、電機子としてのステータ２１と、界磁子としてのロータ２２とを、回転軸Ａ方向に沿って配置した構成となっている。ステータ２１は、ロータ２２の上面と対向するように配置されており、ステータ２１とロータ２２との間には、所定のエアギャップが設けられている。

ステータ２１は、回転軸Ａの周りに配置された円環状のバックヨーク２１ａと、バックヨーク２１ａのロータ２２側の面に立設された複数のティース部２１ｂと、複数のティース部２１ｂのそれぞれに巻回されたコイル２１ｃとを有している。バックヨーク２１ａは、例えば、回転軸Ａ方向に積層させた電磁鋼板（珪素鋼板など）により構成されている。また、ティース部２１ｂは、例えば、圧粉磁心（圧粉鉄心など）により構成されている。ティース部２１ｂは、回転軸Ａに沿って立設された柱状部２１ｄと、柱状部２１ｄのロータ２２側の先端に形成されたつば部２１ｅとを有している。そして、つば部２１ｅとバックヨーク２１ａとに挟まれた柱状部２１ｄの周囲にコイル２１ｃが巻回されている。

ロータ２２は、複数（図４の例では６つ）の永久磁石２２ａと、各永久磁石２２ａのステータ２１側の面に磁極毎に磁気的に独立した状態で設けられたロータコア２２ｂと、永久磁石２２ａの反磁極面側に設けられたバックヨーク２２ｃとを有している。複数の永久磁石２２ａは、隣り合う永久磁石２２ａの磁極の向きが交互に異なるように、周方向に沿って等間隔に配置されている。また、ロータコア２２ｂおよびバックヨーク２２ｃは、それぞれ磁性体により構成されている。ロータ１２の内周側には、回転軸Ａに沿ってシャフト１４が延設されており、バックヨーク２２ｃはシャフト１４に固定的に取り付けられている。

このようなモータ２０において、ステータ２１のコイル２１ｃに電流を与えると、ステータ２１の複数のティース部２１ｂに回転軸Ａ方向の磁束が発生する。そして、ステータ２１のティース部２１ｂとロータ２２の永久磁石２２ａとの間の磁束の作用により回転力（トルク）が発生し、ステータ２１に対してロータ２２が回転軸Ａ周りに回転する。ロータ２２は、シャフト２４とともに一体的に回転し、ロータ２２の回転力はシャフト１４を介して駆動対象となる装置に伝達される。

着磁器２３は、ロータ２２内の永久磁石２２ａを着磁するための器具である。着磁器２３は、モータ２０とは別体に構成されており、永久磁石２２ａを着磁するときに、図４および図５に示したようにモータ２０の外周側に配置されて使用される。着磁器２３は、内周側に複数の突出部２３ｂが形成された略円環状のヨーク部２３ｃと、各突出部２３ｂに巻回された着磁コイル２３ａとを有している。複数の突出部２３ｂは、周方向に沿って等間隔に形成されており、その数は、ロータ２２内の永久磁石２２ａの数と同数（図４の例では６つ）となっている。すなわち、複数の突出部２３ｂは、複数の永久磁石２２ａと１対１に対応している。また、各突出部２３ｂの内周側の端部は、ロータ２２に対して磁束を与えるためのポールピース２３ｄとして機能する。

このような着磁器２３をモータ２０の外周側に配置すると、各突出部２３ｂのポールピース２３ｄは、それぞれロータコア２２ｂの外周面に対向配置される。そして、このような状態で各着磁コイル２３ａに電流を与えると、突出部２３ｂに磁束が発生し、発生した磁束がポールピース２３ｄからロータコア２２ｂを介して永久磁石２２ａに作用することにより、永久磁石２２ａが着磁される。なお、隣り合う着磁コイル２３ａには、互いに逆方向の電流が与えられる。このため、着磁器２３の隣り合うポールピース２３ｄの間には、ロータ２２のバックヨーク２２ｃおよび着磁器２３のヨーク部２３ｃを介した磁気回路が形成される。これにより、隣り合う永久磁石２２ａの磁極の向きが逆向きとなるように、各永久磁石２２ａが着磁される。

続いて、上記のモータ２０を製造するときの手順について、図４および図５と図３のフローチャートとを参照しつつ説明する。モータ２０を製造するときには、まず、着磁前の永久磁石（磁性体）２２ａが組み込まれたロータ２２とシャフト２４とを焼きばめ等により結合固定する。そして、ステータ２１をシャフト２４に挿通することにより、ロータ２２とステータ２１とを所定の位置関係に組み立てる（ステップＳ１）。ロータ２２およびステータ２１は、図５に示したように、ロータ２２のロータコア２２ｂとステータ２１のティース部２１ｂとが所定のエアギャップを介して対向配置するように、それぞれの位置決めされる。

続いて、図４および図５に示したように、モータ２０の外周側に着磁器２３を配置し、複数のロータコア２２ｂのそれぞれの外周面に、着磁器２３のポールピース２３ｄを対向させる。そして、着磁器２３の着磁コイル２３ａに電流を与えることにより突出部２３ｂに磁束を発生させ、突出部２３ｂのポールピース２３ｄからロータ２２に対して磁束を与える。着磁器２３の隣り合うポールピース２３ｄの間には、ロータ２２のバックヨーク２２ｃおよび着磁器２３のヨーク部２３ｃを介して磁気回路が形成され、隣り合う永久磁石２２ａの磁束の向きが逆となるように、各永久磁石２２ａが着磁される（ステップＳ２）。

このように、本実施形態では、ステータ２１とロータ２２とを所定の位置関係に組み立てた後、ロータコア２２ｂの外周側に着磁器２３のポールピース２３ｄを接近させることにより、ロータ２２内の永久磁石２２ａを着磁する。このため、ステータ２１とロータ２２とを容易に組み立てることができ、また、ステータ２１のコイル２１ｃにダメージを与えることなくロータ２２内の永久磁石２２ａを着磁することができる。

なお、図５の例では、着磁器２３のポールピース２３ｄは、ロータコア２２ｂの外周面だけではなく、ステータ２１のティース部２１ｂの一部であるつば部２１ｅの外周面にも対向するような広い磁極面を有している。このため、着磁器２３のポールピース２３ｄが磁気飽和を起こすことはなく、突出部２３ｂに発生した磁束を効率よくロータ２２へ与えることができる。

＜３．第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る製造方法が適用されるモータ３０および着磁器３３の構成を示した上面図である。また、図７は、図６のＶＩＩ線に沿ってモータ３０および着磁器３３を切断した縦断面図である。本実施形態のモータ３０は、第２実施形態のモータ２０と同等の構成を有している。このため、以下では着磁器３３の構成および動作を中心に説明し、モータ３０については重複説明を省略する。

本実施形態の着磁器３３は、複数の着磁部３３ｅに分割されている。各着磁部３３ｅは、略円弧状のヨーク部３３ｃと、ヨーク部３３ｃの内周側に形成された１つの突出部３３ｂと、突出部３３ｂに巻回された着磁コイル３３ａとを有している。着磁部３３ｅの数は、ロータ２２内の永久磁石３２ａの数と同数（図６の例では６つ）となっている。このため、各着磁部３３ｅの突出部３３ｂは、ロータ３２内の複数の永久磁石３２ａのそれぞれと１対１に対応している。また、各着磁部３３ｅの突出部３３ｂの内周側の端部は、ロータ３２に対して磁束を与えるためのポールピース３３ｄとして機能する。

複数の着磁部３３ｅには、図６において概念的に示した駆動機構３３ｆが接続されている。駆動機構３３ｆは、ボールねじ等の公知の機構を組み合わせて構成され、各着磁部３３ｅを内周側および外周側に進退移動させる機能を有する。駆動機構３３ｆにより着磁部３３ｅを外周側へ後退させると、着磁部３３ｅのポールピース３３ｄはロータコア３２ｂの外周面から引き離され、また、隣り合う着磁部３３ｅ同士も分離する（図６，図７中の仮想線の状態）。一方、駆動機構３３ｆにより着磁部３３ｅを内周側へ前進させると、着磁部３３ｅのポールピース３３ｄはロータコア３２ｂの外周面に接近または当接し、また、隣り合う着磁部３３ｅのヨーク部３３ｃ同士も当接する。

上記のモータ３０を製造するときには、まず、着磁部３３ｅを外周側へ後退させた状態でステータ３１とロータ３２とを組み立てる（図３のステップＳ１）。そして、ステータ３１とロータ３２とが所定の位置に配置された後、着磁部３３ｅを内周側へ前進させるとともに着磁コイル３３ａに電流を与えることにより、ロータ３２内の永久磁石３２ａを着磁する（図３のステップＳ２）。このため、ステータ３１とロータ３２とを容易に組み立てることができ、また、ステータ３１のコイル３１ｃにダメージを与えることなくロータ３２内の永久磁石３２ａを着磁することができる。また、本実施形態の製造方法では、着磁を行うときにのみ着磁器３３のポールピース３３ｄを内周側に接近させる。このため、ステータ３１とロータ３２とを更に容易に組み立てることができるとともに、ロータ３２内の永久磁石３２ａをより効率よく着磁することができる。特に、ステータ３１の外径がロータ３２の外形より大きい場合に好適である。

＜４．第４実施形態＞
図８は、本発明の第４実施形態に係る製造方法が適用されるモータ４０および着磁器４３の縦断面図である。また、図９は、着磁器４３のみの縦断面図である。本実施形態のモータ４０は、第３実施形態のモータ３０と同等の構成を有している。また、本実施形態の着磁器４３も、樹脂部４３ｇを除いて第３実施形態の着磁器４３と同等の構成を有している。このため、以下では着磁器４３の樹脂部４３ｇ付近の構成を中心に説明し、他の部分の構成および動作については重複説明を省略する。

本実施形態の着磁器４３の複数の着磁部４３ｅは、それぞれ樹脂部４３ｇにより被覆されている。そして、図９に示したように、樹脂部４３ｇの内周側には、ステータ４１およびロータ４２の外周面の形状に対応する凹凸面４３ｈが形成されている。このため、着磁部４３ｅを内周側に接近させたときには、ロータコア４２ｂやつば部４１ｅを含むモータ４０の外周面と樹脂部４３ｇの凹凸面４３ｈとが嵌合し、モータ４０と着磁部４３ｅとの位置関係が固定される。このため、本実施形態では、上記第３実施形態の効果に加えて、ポールピース４３ｄとロータコア４２ｂとの間の位置関係を固定しつつロータ４２内の永久磁石４２ａを安定して着磁できるという効果を得ることができる。すなわち、着磁時の磁力によりロータ４２等の部材を変位または変形させることなく、ロータ４２内の永久磁石４２ａを着磁することができる。

＜５．第５実施形態＞
図１０は、本発明の第５実施形態に係る製造方法が適用されるモータ５０および着磁器５３の構成を示した縦断面図である。本実施形態の着磁器５３は第２実施形態の着磁器２３と同等の構成を有する。また、本実施形態のモータ５０も、ステータ５１については第２実施形態のステータ２１と同等の構成を有する。このため、以下ではモータ５０のロータ５２付近の構成を中心に説明し、他の部分の構成および動作については重複説明を省略する。

本実施形態のロータ５２は、複数の永久磁石５２ａと、各永久磁石５２ａのステータ５１側の面に設けられたロータコア５２ｂと、永久磁石５２ａの反磁極面側に設けられたバックヨーク５２ｃとを有している。複数の永久磁石２２ａは、隣り合う永久磁石２２ａの磁極の向きが交互に異なるように、周方向に沿って等間隔に配置されている。また、永久磁石５２ａは、その磁極面が回転軸Ａ方向より所定角度外周側を向くように傾斜配置されている。ロータコア５２ｂは磁性体により構成され、その下面（永久磁石５２ａと接する面）は永久磁石３２ａの傾きに応じた傾斜面となっている。すなわち、ロータコア５２ｂの回転軸Ａ方向の厚みは、回転中心ほど薄くなっている。また、バックヨーク５２ｃも磁性体により構成され、その上面（永久磁石５２ａと接する面）は永久磁石３２ａの傾きに応じた傾斜面となっている。すなわち、バックヨーク５２ｃの回転軸Ａ方向の厚みは、回転中心ほど厚くなっている。また、ロータ５２の内周側には、回転軸Ａに沿ってシャフト５４が延設されており、バックヨーク５２ｃはシャフト５４に固定的に取り付けられている。なお、ロータコア５２ｂは、外周側から永久磁石５２ａへと、エアギャップ面から永久磁石５２ａへの磁束の流れがスムースである必要があるので、等方性の材料、例えば圧粉磁心により構成するのが好ましい。

このようなモータ５０を製造するときには、上記の第２実施形態と同じように、まず、ステータ５１とロータ５２とを組み立てる（図３のステップＳ１）。そして、ステータ５１とロータ５２とが所定の位置に配置された後、モータ５０の外周側に着磁器５３を配置させ、着磁コイル５３ａに電流を与えることにより、ロータ５２内の永久磁石５２ａを着磁する（図３のステップＳ２）。このため、ステータ５１とロータ５２とを容易に組み立てることができ、また、ステータ５１のコイル５１ｃにダメージを与えることなくロータ５２内の永久磁石５２ａを着磁することができる。特に、本実施形態では、永久磁石５２ａを傾斜配置しているため、ロータコア５２ｂのポールピース５３ｄに対向する面積が増加し、着磁器５３のポールピース５３ｄからロータコア５２ｂを介して永久磁石５２ａへ磁束が通り易く、永久磁石５２ａをより効率よく着磁することができる。また、着磁中には、隣り合う永久磁石５２ａの間にバックヨーク５２ｃを経由した磁路が形成されるが、本実施形態では、その磁路が比較的内周側に形成されるため、磁路が短縮され、永久磁石３２ａがより効率よく着磁される。

＜６．第６実施形態＞
図１１および図１２は、本発明の第６実施形態に係る製造方法が適用されるモータ６０、着磁器６３、およびモータ６０の駆動対象となる圧縮機９０の構成を示した縦断面図である。モータ６０は、上記の第１実施形態〜第５実施形態で説明したモータ１０，２０，３０，４０，５０のいずれの構成を有するものであってもよい。また、着磁器６３も、上記の第１実施形態〜第５実施形態で説明した着磁器１３，２３，３３，４３，５３のいずれの構成を有するものであってもよい。

圧縮機９０は、モータ６０を駆動源として使用することにより熱媒体を圧縮するための装置である。図１１および図１２に示したように、モータ６０を含む圧縮機９０の機構部は、所定のケーシング９１および蓋部９２の内部に収容される。本実施形態では、このような圧縮機９０にモータ６０を組み込んだ後に、モータ６０の外周側に着磁器６３を接近させ、着磁器６３の着磁コイル６３ａに電流を与えることにより、モータ６０内の永久磁石を着磁する（図１１の状態）。そして、着磁が完了すると、着磁器６３を取り外して蓋部９２を取り付ける（図１２の状態）。

このように、本実施形態では、着磁されていない状態でモータ６０を圧縮機９０に取り付け、圧縮機９０に取り付けられたモータ６０に対して着磁を行う。このため、磁力の影響を受けることなく、圧縮機９０にモータ６０を容易に取り付けることができる。なお、圧縮機９０に限らず、モータ６０の駆動対象となる装置にモータ６０を組み込んだ状態で着磁を行えば、同様の効果を得ることができる。

第１実施形態に係るモータおよび着磁器の上面図である。 図１のＩＩ線に沿ってモータおよび着磁器を切断した縦断面図である。 モータを製造するときの手順を示したフローチャートである。 第２実施形態に係るモータおよび着磁器の上面図である。 図４のＶ線に沿ってモータおよび着磁器を切断した縦断面図である。 第３実施形態に係るモータおよび着磁器の上面図である。 図６のＶＩＩ線に沿ってモータおよび着磁器を切断した縦断面図である。 第４実施形態に係るモータおよび着磁器の縦断面図である。 第４実施形態に係る着磁器の縦断面図である。 第５実施形態に係るモータおよび着磁器の縦断面図である。 第６実施形態に係るモータ、着磁器、および圧縮機の縦断面図である。 第６実施形態に係るモータ、着磁器、および圧縮機の縦断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０，６０ モータ
１１，２１，３１，４１，５１ ステータ
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ バックヨーク
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ ティース部
１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ，５１ｃ コイル
１１ｄ，２１ｄ，３１ｄ，４１ｄ，５１ｄ 柱状部
１１ｅ，２１ｅ，３１ｅ，４１ｅ，５１ｅ つば部
１２，２２，３２，４２，５２ ロータ
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ 永久磁石
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ ロータコア
１３，２３，３３，４３，５３，６３ 着磁器
１３ａ，２３ａ，３３ａ，５３ａ，６３ａ 着磁コイル
１３ｂ 着磁コア
１３ｄ，２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ，５３ｄ ポールピース
１４，２４，３４，４４，５４ シャフト
２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５２ｃ バックヨーク
２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ 突出部
２３ｃ，３３ｃ ヨーク部
３３ｅ，４３ｅ 着磁部
３３ｆ 駆動機構
４３ｇ 樹脂部
４３ｈ 凹凸面
９０ 圧縮機

Claims (10)

1. 複数のコイル（１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ，５１ｃ）を有する電機子（１１，２１，３１，４１，５１）と複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）を有する界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）とを回転軸方向に対向配置させた回転電機（１０，２０，３０，４０，５０）の製造方法において、
   前記界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）は、前記複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）のそれぞれの前記電機子（１１，２１，３１，４１，５１）側に磁極毎に磁気的に独立した状態で設けられたロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ）を有しており、
   前記電機子（１１，２１，３１，４１，５１）と前記界磁子（１２，２２，３２，４２，５２）とを所定の位置関係に組み立てる第１工程（Ｓ１）と、
   前記第１工程（Ｓ１）の後、前記ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ）の外周側に着磁器（１３，２３，３３，４３，５３）のポールピース（１３ｄ，２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ，５３ｄ）を近接または当接させた状態で前記着磁器（１３，２３，３３，４３，５３）に通電することにより前記複数の永久磁石（１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ）を着磁する第２工程（Ｓ２）と、
   を含むことを特徴とする回転電機（１０，２０，３０，４０，５０）の製造方法。
2. 請求項１に記載の回転電機（１０，２０，３０，４０）の製造方法において、
   前記電機子（１１，２１，３１，４１）は、前記コイル（１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ）が巻回された複数のティース部（１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ）を有しており、
   前記第２工程では、前記着磁器（１３，２３，３３，４３）の前記ポールピース（１３ｄ，２３ｄ，３３ｄ，４３ｄ）を、前記ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）と、当該ロータコア（１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）に対向する前記ティース部（１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ）の少なくとも一部とに対して近接または当接させることを特徴とする回転電機（１０，２０，３０，４０）の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転電機（４０）の製造方法において、
   前記第２工程（Ｓ２）では、前記着磁器（４３）は、前記ポールピース（４３ｄ）と前記ロータコア（４２ｂ）との位置関係を固定しつつ着磁することを特徴とする回転電機（４０）の製造方法。
4. 請求項３に記載の回転電機（４０）の製造方法において、
   前記第２工程（Ｓ２）では、前記着磁器（４３）を被覆する樹脂（４３ｇ）の表面と前記ロータコア（４２ｂ）の外周部とを嵌め合わせることにより、前記ポールピース（４３ｄ）と前記ロータコア（４２ｂ）との位置関係を固定することを特徴とする回転電機（４０）の製造方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の回転電機（３０，４０）の製造方法において、
   前記第２工程の前では、前記着磁器（３３，４３）の前記ポールピース（３３ｄ，４３ｄ）を外周側に後退させ、
   前記第２工程では、前記着磁器（３３，４３）の前記ポールピース（３３ｄ，４３ｄ）を内周側に前進させることを特徴とする回転電機（３０，４０）の製造方法。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の回転電機（１０）の製造方法において、
   前記界磁子（１２）の回転軸方向の両側に一対の前記電機子（１１）が配置されており、
   前記界磁子（１２）は、前記複数の永久磁石（１２ａ）のそれぞれの回転軸方向の両側に一対の前記ロータコア（１２ｂ）を有しており、
   前記着磁器（１３）は、一対の前記ロータコア（１２ｂ）のそれぞれに対向する一対の前記ポールピース（１３ｄ）を有していることを特徴とする回転電機（１０）の製造方法。
7. 請求項６に記載の回転電機（１０）の製造方法において、
   前記第２工程では、前記永久磁石（１２ａ）、一対の前記ロータコア（１２ｂ）、および一対の前記ポールピース（１３ｄ）を含む磁気回路が形成されることを特徴とする回転電機（１０）の製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の回転電機（１０）の製造方法において、
   前記着磁器（１３）の一対の前記ポールピース（１３ｄ）は、前記界磁子（１２）に向けて互いに接近する傾きを有することを特徴とする回転電機（１０）の製造方法。
9. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の回転電機（５０）の製造方法において、
   前記界磁子（５２）は、前記複数の永久磁石（５２ａ）の反磁極面同士を磁気的に短絡させるバックヨーク（５２ｃ）を有し、
   前記バックヨーク（５２ｃ）の軸方向の厚みは回転中心ほど大きく、
   前記ロータコア（５２ｂ）の軸方向の厚みは回転中心ほど薄いことを特徴とする回転電機（５０）の製造方法。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載の回転電機（６０）の製造方法において、
    前記回転電機（６０）の駆動対象となる装置（９０）に前記回転電機（６０）を組み込んだ後に、前記第２工程（Ｓ２）の着磁を行うことを特徴とする回転電機（６０）の製造方法。

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