JP2010148309A - 界磁子及び界磁子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】界磁磁石の厚みと、界磁磁石と軸方向に接する磁性体の厚みの寸法精度を低減する界磁子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】界磁子１は界磁部分１５を備えている。界磁部分１５は界磁磁石１０と磁性体１１を有している。界磁磁石１０の表面１０ａは回転軸Ｐに垂直な断面で傾斜している。磁性体１１は回転軸Ｐに沿う軸方向において、界磁磁石１０と重ね合わされて設けられている。かかる界磁子１を組み立てるに際して、界磁子１０と磁性体１１の相対位置を帰ることで、界磁部分１５の軸方向における厚みを調整し、これらを固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は界磁子及び界磁子の製造方法に関する。

特許文献１，２には、界磁磁石と磁性体とが回転軸に沿った軸方向で積み重なっている界磁子が記載されている。

特開２００８−２２６６３号公報 特開２００６−１７４５５２号公報

特許文献１に記載の技術では、軸方向における界磁磁石の厚み誤差と軸方向における磁性体の厚み誤差が積算されて、界磁磁石及び磁性体の組の軸方向における厚みに誤差が生じる。従って、界磁磁石及び磁性体の組についての寸法精度に比べて、界磁磁石と磁性体の各々についてより高い寸法精度が必要であった。

特許文献２に記載の技術では、積層構造を有する界磁磁石と、強磁性体によるロータプレートとが、軸方向に傾斜した面を境界として積み重なっている。但しロータプレートはロータ軸に固定されていているので、界磁磁石の各々に対して寸法精度を調節することはできない。よって当該技術においても上記の必要性がある。

そこで、本発明は、界磁磁石及び磁性体の各々が必要とする寸法精度を低減できる界磁子の製造方法及び界磁子を提供することを目的とする。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１の態様は、所定の軸（Ｐ）について相互に対面する一対の第１及び第２の表面（１０ａ，１０ｂ）を有し、前記第１の表面（１０ａ）が前記軸に垂直な面に対して傾斜する界磁磁石（１０）に対して、前記第１の表面に配置された第１の磁性体（１１）を、前記第１の表面の傾斜に沿って相対的に移動させて、前記界磁磁石と前記第１の磁性体を含む界磁部分（１５）の前記軸に沿う方向の厚みを調整する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第２の態様は、第１の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第２の表面（１０ｂ）は前記軸（Ｐ）に垂直な面に対して前記第１の表面（１０ａ）とは反対側に傾斜しており、前記界磁部分（１５）は前記第２の表面に配置された第２の磁性体（１３）を更に有し、前記第１及び前記第２の磁性体（１１，１３）を前記界磁磁石に対してそれぞれ前記第１及び前記第２の表面に沿って相対的に移動させて、前記界磁部分の前記厚みを調整する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第３の態様は、第１の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記第１の表面（１０ａ）は前記第２の表面（１０ｂ）と平行である。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第４の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整した後に、前記界磁磁石（１０）及び前記第１の磁性体（１１）を相互に固定する工程と、前記工程の実行後に前記界磁部分（１５）の複数を相互に固定する固定部（２０，３０，５０）を取り付ける工程とを実行する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第５の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記界磁部分（１５）を固定する固定部（２０，３０，５０）に、前記界磁磁石（１０）及び前記第１の磁性体（１１）のいずれか一方を固定し、他方を前記一方に配置して、前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第６の態様は、第１ないし第５のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、着磁して前記界磁磁石（１０）となる硬磁性体を着磁する前に、前記硬磁性体と前記第１の磁性体（１１）とを相対的に移動させて前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整し、前記硬磁性体を着磁する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第７の態様は、第１ないし第６のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記軸（Ｐ）に沿って見て、前記第１の磁性体（１１）の外輪郭及び前記界磁磁石（１０）の外輪郭のいずれか一方は他方に囲まれる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第８の態様は、第１ないし第７のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記界磁磁石（１０）は、前記一の前記表面（１０ａ）と連続して前記基準面に平行な端面（１０ｃ）と、前記端面に連続して前記軸に平行な側面とを有する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第９の態様は、第１ないし第８のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした径方向であって、前記軸方向における前記一対の表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記軸（Ｐ）側に比べて前記軸とは反対側の方が大きい。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１０の態様は、第１ないし第９のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした周方向であって、前記軸方向における前記一対の前記表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記周方向の一方向に向かって増大する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１１の態様は、第１ないし第１０のいずれか一つの態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記界磁磁石（１０）と前記第１の磁性体（１１）との間に潤滑油を介在させた上で、前記界磁磁石及び前記第１の磁性体を相対的に移動させて前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整する。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１２の態様は、第１１の態様にかかる界磁子の製造方法であって、前記潤滑油は冷凍装置又は空気調和機用の圧縮機に用いられる冷凍機油である。

本発明にかかる界磁子の第１の態様は、各々が、所定の軸（Ｐ）について相互に対面する一対の第１及び第２の表面（１０ａ，１０ｂ）を有し、前記第１の表面（１０ａ）が前記軸に垂直な面に対して傾斜する界磁磁石（１０）と、前記第１の表面に配置された第１の磁性体（１１）とを含み、前記軸の周りで相互に離間して環状に配置された複数の界磁部分を備える。

本発明にかかる界磁子の第２の態様は、第１の態様にかかる界磁子であって、前記第２の表面（１０ｂ）は前記軸（Ｐ）に垂直な面に対して前記第１の表面（１０ａ）とは反対側に傾斜しており、前記界磁部分（１５）は前記第２の表面に配置された第２の磁性体（１３）を更に有する。

本発明にかかる界磁子の第３の態様は、第１の態様にかかる界磁子であって、前記第１の表面（１０ａ）は前記第２の表面（１０ｂ）と平行である。

本発明にかかる界磁子の第４の態様は、第１ないし第３のいずれか一つの態様にかかる界磁子であって、前記軸（Ｐ）に沿って見て、前記第１の磁性体（１１）の外輪郭及び前記界磁磁石（１０）の外輪郭のいずれか一方は他方に囲まれる。

本発明にかかる界磁子の第５の態様は、第１ないし第４のいずれか一つの態様にかかる界磁子であって、前記界磁磁石（１０）は、前記一の前記表面（１０ａ）と連続して前記基準面に平行な端面（１０ｃ）と、前記端面に連続して前記軸に平行な側面とを有する。

本発明にかかる界磁子の第６の態様は、第１ないし第５のいずれか一つの態様にかかる界磁子であって、前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした径方向であって、前記軸方向における前記一対の表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記軸（Ｐ）側に比べて前記軸とは反対側の方が大きい。

本発明にかかる界磁子の第７の態様は、第１ないし第６のいずれか一つの態様にかかる界磁子であって、前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした周方向であって、前記軸方向における前記一対の前記表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記周方向の一方向に向かって増大する。

本発明にかかる界磁子の第８の態様は、第１ないし第７のいずれか一つの態様にかかる界磁子であって、前記界磁磁石（１０）と前記第１の磁性体（１１）との間に介在する潤滑油を更に備える。

本発明にかかる界磁子の第９の態様は、第８の態様にかかる界磁子であって、前記潤滑油は冷凍装置又は空気調和機用の圧縮機に用いられる冷凍機油である。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１の態様によれば、軸に沿う方向における界磁磁石の厚み及び第１の磁性体の厚みの寸法精度に関わらず、界磁部分の厚みを所定値に一致させることができる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第２の態様によれば、界磁部分に対して軸方向に力を作用させた場合に、第１の磁性体が界磁磁石に作用させる力の軸に垂直な成分と第２の磁性体が界磁磁石に作用させる力の軸に垂直な成分との向きが相互に同じ向きに沿う。よって、第１の磁性体及び第２の磁性体の軸に垂直な方向における相対位置を固定して軸方向に力を作用させた場合に、界磁磁石が軸に垂直な方向で移動しやすく、以って厚みを調整しやすい。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第３の態様及び界磁子の第３の態様によれば、軸方向における界磁磁石の厚みが一定であるので、前記第１及び前記第２の表面のいずれの位置においても、界磁磁石が均一な磁束を発生できる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第４の態様によれば、例えばインサート成形、ダイカストによって固定部を製造することができる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第５の態様によれば、界磁磁石と第１の磁性体との調整するに際して、これらを固定する部材を省略できる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第６の態様及び界磁子の第４の態様によれば、着磁前の硬磁性体と第１の磁性体との間に磁気作用が生じないので、第１の磁性体と硬磁性体との相対位置を変化させやすく、以って軸方向における界磁部分の厚みを調整しやすい。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第７の態様によれば、第１の磁性体と界磁磁石の相対位置が変化しても、第１の磁性体と界磁磁石とが重なっている面積が変化しにくく、界磁磁石が発生させる界磁磁束が変化しにくい。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第８の態様及び界磁子の第５の態様によれば、界磁磁石が一の表面から連続して軸に平行な側面を有する構造であれば一の表面と側面とがなす角が鋭角になり得る。本界磁子にかかる第９の態様によれば、端面と側面とが成す角が略９０度であり、一の表面と端面とが成す角は鈍角であって、いずれも鋭角を避けることができる。よって、これらの角における界磁磁石の強度及び磁束を向上できる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第９の態様及び界磁子の第６の態様によれば、軸とは反対側に向かうに従って界磁磁束を増大させることができる。軸側で界磁磁束を増大させるよりも、軸とは反対側で界磁磁束を増大させるほうが大きいトルクで発生させることができる。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１０の態様及び界磁子の第７の態様によれば、本界磁子と軸方向に対向させて電機子を配置したときに、電機子に対して界磁子が回転する回転電機が構成される。そして、電機子に対する界磁子の回転方向が一対の表面の距離が大きい方から小さい方へと向かう方向である場合、電機子からの磁束が当該距離の大きい部分に対して逆磁界として印加される。よって、当該逆磁界に起因する界磁磁石の減磁に対して耐性が高い。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１１の態様及び界磁子の第８の態様によれば、第１の磁性体に対して界磁磁石が滑りやすい。

本発明にかかる界磁子の製造方法の第１２の態様及び界磁子の第９の態様によれば、界磁子を用いた回転電機を圧縮機に搭載した場合に、専用の潤滑油を用いる必要がない。また、圧縮機に搭載時に使用する潤滑油であるので、組立時に用いた潤滑油を除去する工程を省ける。

本発明にかかる界磁子の第１の態様によれば、界磁磁石と第１の磁性体とを傾斜に沿って相対的に移動させることで、界磁部分の軸方向における厚みを調整して界磁子を製造する方法に寄与する。よって、軸に沿う方向における界磁磁石の厚み及び第１の磁性体の厚みの寸法精度に関わらず、界磁部分の厚みを所定値に一致させることができる。

本発明にかかる界磁子の第２の態様によれば、界磁部分に対して軸方向に力を作用させた場合に、第１の磁性体が界磁磁石に作用させる力の軸に垂直な成分と第２の磁性体が界磁磁石に作用させる力の軸に垂直な成分との向きが相互に同じ向きに沿う。よって、第１の磁性体及び第２の磁性体の軸に垂直な方向における相対位置を固定して軸方向に力を作用させた場合に、界磁磁石が軸に垂直な方向で移動しやすく、以って界磁子を製造するに当たり厚みを調整しやすい。

第１の実施の形態．
図１は第１の実施の形態にかかる界磁子の概念的な構成を示す斜視図である。界磁子１は複数の界磁部分１５と、複数の磁性体１２と、固定部２０，５０とを備えている。なお図１においては、複数の界磁部分１５及び複数の磁性体１２の組と、固定部２０，５０とが回転軸Ｐに沿う軸方向で相互に離間して示されている。実際には、これらが組み立てられて軸方向で相互に接触する。

複数の界磁部分１５は回転軸Ｐの周りで相互に離間して環状に配置されている。界磁部分１５の各々は、界磁磁石１０と、磁性体１１とを備えている。

界磁磁石１０は例えばネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした希土類磁石であって、回転軸Ｐの周りで環状に配置されている。界磁磁石１０は例えば板状のリング部材を周方向で複数（ここでは６つ）に分割した際の、その分割された個々の形状を有している。また界磁磁石１０は軸方向に着磁される。回転軸Ｐを中心とした周方向（以下、単に周方向と呼ぶ）で隣り合う界磁磁石１０が軸方向の一方に呈する磁極は互いに異なっている。

界磁磁石１０は軸方向で対向する一対の表面１０ａ，１０ｂを有している。軸方向の一方側に位置する表面１０ａは上述した磁極を発生させる磁極面を呈する。表面１０ａは回転軸Ｐに垂直な基準面に対して傾斜している。ここでは、表面１０ａの最大傾斜方向が径方向に沿っている。表面１０ｂについては特に限定されないが、例えば回転軸Ｐに垂直な基準面に平行である。

磁性体１１は軟磁性体（例えば鉄）であって、軸方向において一方側に位置する界磁磁石１０の表面１０ａに設けられている。軸方向に沿って見て磁性体１１は例えば界磁磁石１０の形状と同様の形状を有しており、界磁磁石１０の一方の表面１０ａに重ね合わされて配置される。この磁性体１１によって界磁磁石１０の動作点を向上することができる。また、磁性体１１は界磁磁石１０よりも導電率が低いことが望ましく、例えば圧粉磁心や、軸方向に直交する方向に積層された電磁鋼板からなる。これによって界磁子１と共に回転電機を構成する電機子（図示せず）からの回転磁界、特に高調波成分やキャリア成分に起因した渦電流を低減することができる。よって渦電流損を低減できる。また当該渦電流による加熱を抑制できるので、界磁磁石１０の熱減磁を抑制できる。

磁性体１２は軟磁性体であって、周方向において隣り合う界磁部分１５の二者の間にそれぞれ配置される。磁性体１２は例えば略直方体形状を有し、その長手方向が径方向に沿うように配置される。磁性体１２は必須の要素ではないが、界磁子１のｑ軸インダクタンスを向上させることができる。よって、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくでき、以って上記回転電機のリラクタンストルクを有効に利用できる。

固定部２０，５０は複数の界磁部分１５を相互に固定している。例えば固定部２０は、非磁性金属からなり、内周部２１と、外周部２２と、複数の連結部２３とを備えている。内周部２１は界磁部分１５及び磁性体１２に対して回転軸Ｐ側に位置している。非磁性金属であるのは、磁性金属だと磁束が漏洩して電機子に鎖交する磁束が低下するからであり、金属であるのは強度を確保するためである。強度が許せば非金属であってもよい。外周部２２は界磁部分１５及び磁性体１２に対して回転軸Ｐとは反対側に位置している。内周部２１及び外周部２２は径方向において界磁部分１５及び磁性体１２を互いに反対側から挟み、これらを径方向で固定している。

複数の連結部２３は内周部２２と外周部２３とを径方向でそれぞれ連結している。複数の連結部２３の相互間にはそれぞれ界磁部分１５及び磁性体１２が配置され、複数の連結部２３は界磁部分１５及び磁性体１２を周方向で固定している。

固定部５０は例えば板状のリング部材であって固定部２０と軸方向で連結している。また固定部５０は界磁部分１５及び磁性体１２と軸方向で接している。

なお、固定部５０は所定の厚みを有する磁性体であってもよい。界磁子１の磁性体１１側には、電機子巻線を有し、回転磁界を発生する電機子（図示せず、第１固定子とも呼ぶ）がわずかな空隙を介して対向する。界磁子１の界磁磁石１０側には、電機子巻線を有しない第２固定子（図示せず）がわずかな空隙を介して対向する。この第２固定子は、界磁子に対して、電機子との間の吸引力を相殺するものであって、このような構成において、電機子と界磁子１との吸引力に比べ、第２固定子と界磁子との吸引力の方が大きくなる傾向にある。固定部５０の厚みを所定の値に設定することで、界磁磁石１０に流入出する磁束を部分的に界磁磁石１０同士で短絡させることができる。これによって、界磁子１から第２固定子に流れる磁束を低減できる。よって、本界磁子１と第１固定子と間の間隙及び界磁子１と第２固定子との間の間隙として機械精度で要求される最小の値を採用したとしても、界磁子１と第１固定子との間に働くスラスト力と、界磁子１と第２固定子との間に働くスラスト力とを効率的に相殺できる。なお、界磁磁石１０に流入出する磁束を部分的に界磁磁石１０同士で短絡させることにより、電機子に鎖交する磁束が低下することはない。

また、固定部５０の厚みを十分に確保し、固定部５０をバックヨークとして機能させてもよい。この場合、第２固定子は不要である。

また、固定部５０を非磁性体としてもよい。この場合、実質上エアギャップが大きくなるので、それによって、第二固定子と界磁子との間に働く吸引力を小さくすることもできる。

このような界磁子によれば、軸方向における界磁部分１５の厚みを調整しつつ、界磁子１を組み立てることができる。特に、磁性体１１が圧粉磁心である場合、圧粉磁心は、金型により成形して、その後の切削・研磨等の加工を行うと、表面が導通して、渦電流損が増大するので、成形のまま使用するのが望ましい。しかし、そうすると、例えば界磁子と軸方向で対面する上記第１固定子との間の間隙の精度が悪くなる。そのばらつき（磁性体１１の厚み方向のばらつき）を吸収するために、本方法を採用することがより望ましい。以下に具体的に説明する。上述したような界磁部分１５によれば、界磁部分１５に対して軸方向の両側から互いに向き合う力を加えることによって、界磁磁石１０と磁性体１１とは表面１０ａの傾斜に沿って相互に相対的に移動する。より具体的に図２を参照して説明する。図２は一の界磁部分１５のみを示す概念的な斜視図である。例えば界磁部分１５に対して軸方向の上記力を加えることによって、界磁磁石１０が磁性体１１に対して表面１０ａの最大傾斜方向（ここでは径方向）に沿って相対的に移動する。より具体的に、軸方向において界磁磁石１０は磁性体１１に対して相対的に磁性体１１側へと、表面１０ａの最大傾斜方向において界磁磁石１０は磁性体１１に対して磁性体１１とは反対側に移動する。この移動によって界磁部分１５の軸方向における厚み（以下、単に厚みと呼ぶ）が低減する。

また、例えば回転軸Ｐに垂直な面において、界磁磁石１０及び磁性体１１のいずれか一方を他方側へと力を加えることによっても、界磁磁石１０と磁性体１１とは表面１０ａの傾斜に沿って相互に相対的に移動する。例えば回転軸Ｐに垂直な面で径方向に沿って界磁磁石１０を磁性体１１側へと力を加えると、界磁磁石１０が磁性体１１に対して径方向に沿って移動すると共に、軸方向において界磁磁石１０は磁性体１１に対して磁性体１１とは反対側へと移動する。この移動によって、界磁部分１５の厚みが増大する。

以上のように、界磁部分１５に対して力を加えて、界磁磁石１０と磁性体１１とを表面１０ａの傾斜に沿って相互に相対的に移動させることで、複数の界磁部分１５の厚みを個別に調整することができる。従って、軸方向に複数の部材（界磁磁石１０及び磁性体１１）が重なって構成される界磁部分１５の各々において、各部材の厚みの寸法精度を低減しつつも、界磁部分１５の寸法精度を向上できる。すなわち、磁性体１１及び界磁磁石１０の厚みにばらつきがあっても、界磁部分１５全体としての厚みを一定に保つことが可能となる。なお、必ずしも軸方向の力を加える必要はなく、界磁磁石１０と磁性体１１との相対位置を変更すれば界磁部分１５の厚みが調整できる。

図３はかかる界磁子を組み立てるフローチャートの一例を示している。まず、ステップＳ１にて、界磁磁石１０と磁性体１１とを表面１０ａの傾斜に沿って相対的に移動させることで、界磁部分１５の厚みを調整する。界磁部分１５の厚みの調整は任意の手法で実現可能であるが一例を述べる。図４は界磁部分１５の厚みを調整する様子の一例を示している。例えば、軸方向で相互に対面する一対の平板と、一対の平板の間を連結する連結部材とを備える器具６０に対して、当該平板の間に界磁部分１５を挿入し、界磁部分１５の厚みを平板の間の距離Ｌと一致させるとよい。

次に、ステップＳ２にて、界磁磁石１０と磁性体１１とを相互に固定する。例えば接着剤などでこれらを固定する。完成後に除去するような仮止めであっても良い。

次に、ステップＳ３にて、界磁部分１５と磁性体１１に対して固定部２０，５０を取り付けて、複数の界磁部分１５を相互に固定する。例えば固定部２０と界磁部分１５、及び固定部２０と磁性体１１とを溶接で固定しても良い。

また、複数の界磁部分１５の各々の厚みが互いに等しく調整される一方、表面１０ａの最大傾斜方向（ここでは径方向）における当該界磁部分１５の長さは、その各々において相違する。よって、例えば内周部２１と外周部２２とが界磁部分１５を径方向で挟んで界磁部分１５を固定する態様であれば、内周部２１又は外周部２２の少なくともいずれか一方に、界磁部分１５に対応して付勢部２４が設けられていることが望ましい（図１を参照）。この付勢部２４は界磁部分１５を径方向に付勢する。これによって、径方向の長さの異なる界磁部分１５の各々において、固定部２０が界磁部分１５の各々をより確実に径方向で挟むことができる。

なお図１においては、付勢部２４は軸方向から見て弧状且つ帯状の形状を有し、当該弧状の両端が外周部２２と連続している。かかる形状によれば、付勢部２４と外周部２２との間に空隙が形成されるので、固定部２０に印加される応力を低減することができる。なお、付勢部２４はこれに関わらず、板バネであってもよいし、固定部２０とは別体の弾性体であってもよい。なお、磁性体１１と界磁磁石１０とのいずれかを可動として、いずれかを固定する場合、電機子に対向する部材、即ち本実施例では、磁性体１１を固定にすることが望ましい。この部分はトルクを発生させる場合であり、磁性体１１を可動とすると、トルクがばらつくからである。

また、例えば固定部２０の外形状を象った金型内に、相互に固定された界磁部分１５と磁性体１１とを配置した後、金型内に樹脂等を注入して界磁部分１５と磁性体１１とを当該樹脂で包んで固化させてもよい。このような製法はいわゆるインサート成形と呼ばれる。本製造方法によれば、界磁磁石１０と磁性体１１が相互に固定された状態で固定部２０を取り付けるので、界磁磁石１０と磁性体１１との相対位置を変化させることなく固定部２０を取り付けることができる。

また、必ずしも界磁磁石１０と磁性体１１とを相互に固定した後で、界磁部分１５に対して固定部２０，５０を取り付ける必要はない。

例えば、まず相互に軸方向で連結させた固定部２０，５０に対して、界磁磁石１０及び磁性体１１の個別にあるいは同時に配置する。かかる様子が図５に示されている。図５は径方向における一の界磁部分に相当する界磁子の断面の一例を示している。次に、界磁磁石１０及び磁性体１１を相互に相対的に移動させて界磁部分１５の厚みを調整する。例えば固定部２０側の固定部５０の表面５０ａと、固定部５０と反対側の固定部２０の表面２０ａとの間の距離と、界磁部分１５の厚みを一致させる。かかる界磁部分１５の厚みの調整の様子の一例が図６に示されている。図６は図５と同じ断面を示している。板状の部材６０を磁性体１１側から界磁部分１５に対して接触させ、これを軸方向に押下して、部材６０と内周面２１、外周面２２と接触させる。これによって、界磁部分１５の厚みが表面２０ａ，５０ａの間の軸方向の距離と一致する。次に、界磁磁石１０と磁性体１１とを相互に固定する。例えば界磁磁石１０と磁性体１１とを接着剤で固定してもよい。次に、界磁部分１５と固定部２０，５０とを固定する。かかる固定も例えば接着剤で行うことができる。

なお、着磁して界磁磁石１０となる硬磁性体を着磁する前にステップＳ１を実行し、少なくともステップＳ２の実行後に、当該硬磁性体を着磁して界磁磁石１０を形成してもよい。これによれば、着磁前の硬磁性体と磁性体１１との間に磁気作用が生じないので、磁性体１１と硬磁性体との相対位置を変化させやすく、以って軸方向における界磁部分１０の厚みを調整しやすい。

第２の実施の形態．
図７は第２の実施の形態にかかる界磁子１の概念的な構成を示す斜視図である。界磁子１は複数の界磁部分１５と、複数の磁性体１２と、固定部２０，３０とを備えている。なお、図７においては、複数の界磁部分１５と磁性体１２との組と、固定部２０，３０が軸方向において相互に離間して示されている。実際には、これらが組み立てられて相互に接触する。

界磁部分１５は第１の実施の形態にかかる界磁部分１５と比較して磁性体１３を更に備えている。

界磁磁石１０の表面１０ｂは回転軸Ｐに垂直な基準面に対して表面１０ａとは反対側に傾斜している。

磁性体１３は軟磁性体であって、軸方向における界磁磁石１０の表面１０ｂに設けられている。軸方向に沿って見て磁性体１１は例えば界磁磁石１０の形状と同様の形状を有しており、界磁磁石１０の表面１０ｂに重ね合わされて配置される。磁性体１３によって界磁磁石１０の動作点を向上することができる。さらに、磁性体１３は界磁磁石１０よりも導電率が低いことが望ましく、例えば圧粉磁心や、軸方向に直交する方向に積層された電磁鋼板からなる。これによって渦電流を低減することができ、以って渦電流による加熱を抑制できるので、界磁磁石１０の熱減磁を抑制できる。

かかる界磁部分１５によれば、界磁部分１５に対して軸方向の両側から互いに向き合う力を加えることによって、界磁磁石１０と磁性体１１，１３とは表面１０ａ，１０ｂの傾斜に沿って相互に相対的に移動する。より具体的に図８を参照して説明する。図８は一の界磁部分１５を示す概念的な斜視図である。

界磁部分１５に対して軸方向の両側から力を加えた場合に、界磁磁石１０と磁性体１１，１３とは表面１０ａ，１０ｂの傾斜に沿ってそれぞれ相対的に移動する。このとき、磁性体１１が界磁磁石１０に作用させる力の、回転軸Ｐに垂直な成分と、磁性体１３が界磁磁石１０に作用させる力の、回転軸Ｐに垂直な成分との向きが互いに同じ向きに沿う。よって、界磁磁石１０が磁性体１１，１３に対して回転軸Ｐに垂直な方向で移動しやすく、以って界磁部分１５の厚みを低減しやすい。

また回転軸Ｐに垂直な面において、磁性体１１，１３に対して界磁磁石１０を磁性体１１，１３側へと相対的に力を加えることによっても、界磁磁石１０と磁性体１１，１３とは表面１０ａ，１０ｂの傾斜に沿ってそれぞれ相対的に移動する。これによって、界磁部分１５の厚みが増大する。よって、第１の実施の形態と同様に、界磁部分１５の各々において、各部材（界磁磁石１０、磁性体１１，１３）の厚みの寸法精度を低減しつつも界磁部分１５の寸法精度を向上できる。

なお、固定部２０は付勢部２４以外については図１に示された固定部２０と同様である。固定部３０は内周部３１と、外周部３２と、連結部３３と、付勢部３４とを備えている。内周部３１、外周部３２及び連結部３３は内周部２１、外周部２２及び連結部２３とそれぞれ同じである。また付勢部３４は例えば外周部２２に設けられて、界磁磁石１０を径方向に付勢する。図９は付勢部３４を通る位置での、径方向における界磁子１の断面を示している。図７，９においては付勢部３４として板バネが例示されている。

かかる界磁子１においても、界磁磁石１０、磁性体１１，１３の相対位置を異ならせて界磁部分１５の厚みを調整することができる。よって、第１の実施の形態と同様の効果を招来する。

また、上述した態様では、界磁磁石１０の表面１０ａ，１０ｂは回転軸Ｐを中心とした基準面に対して互いに反対方向に傾斜しているとして説明したが、表面１０ｂが表面１０ａと平行であってもよい。かかる界磁子が図１０に示されている。図１０は径方向に沿った断面を示している。さらに、界磁子の両側が電機子と対向する場合であっても、電機子と対向する磁性体１１，１３の位置が固定であるので、トルクの製品によるばらつきを小さくできる。

このような界磁部分１５に対して軸方向の両側から互いに向き合う力を加える軸方向の力が印加されると、磁性体１１が界磁磁石１０に加える力の、回転軸Ｐに垂直な成分と、界磁磁石１０が磁性体１３に加える力の、回転軸Ｐに垂直な成分とが、互いに同じ方向に沿う。従って、例えば回転軸Ｐに垂直な面における磁性体１１の位置を固定して、界磁部分１５に軸方向の力を加えると、界磁磁石１０及び磁性体１１，１３がそれぞれ表面１０ａ，１０ｂの傾斜に沿って滑る。この移動によって、界磁部分１５の厚みが低減する。

また、回転軸Ｐに垂直な面において、磁性体１１，１３のいずれか一方を他方側へと付勢することによって、界磁磁石１０及び磁性体１１，１３はそれぞれ表面１０ａ，１０ｂの傾斜に沿ってすべる。この移動によって、界磁磁石１５の厚みが増大する。以上のように、軸方向における界磁部分１５の厚みを調整できる。なお、第１の実施の形態と同様に必ずしも軸方向の力を加える必要はなく、界磁磁石１０と磁性体１１，１３との相対位置を変更すれば界磁部分１５の厚みが調整できる。

しかも、表面１０ａ，１０ｂが互いに平行なので界磁磁石１０の厚みが一定である。従って、界磁磁石１０は表面１０ａ，１０ｂのいずれの位置でも、ひいては磁性体１１，１３のいずれの位置でもより均一な磁束を発生できる。さらに、界磁磁石１０の厚みを一定とできるので、製造方法にかかわらず磁石の密度を上げることで、エネルギー積を向上させることもできる。

なお、第２の実施の形態では、界磁部分は１つの界磁磁石と、これを軸方向の両側から挟む２つの磁性体とを有しているが、これに限らず、一つの磁性体と、これを軸方向の両側から挟む２つの界磁磁石とを備えていてもよい。

また本界磁子１に対して、軸方向における一方側には第１固定子として電機子（図示せず）を対向させ、他方には第２固定子として電機子巻線を有さない電機子を対向させて回転電機を構成してもよい。かかる回転電機においては、固定子に設ける電機子巻線は一方でよいので、結線等が容易になり、第１固定子と界磁子１との間に働くスラスト力と、第２固定子と界磁子１との間に働くスラスト力を相殺することができる。

第３の実施の形態．
図１１は軸方向に沿って見た一の界磁部分の概念的な構成を示している。軸方向から見て、磁性体１１の外輪郭及び界磁磁石１０の外輪郭のいずれか一方は他方に囲まれる。

かかる界磁部分１５によれば、界磁磁石１０と磁性体１１との相対位置を傾斜に沿ってずらした場合に、界磁磁石１０と磁性体１１との接触面積が変化しにくいので、界磁部分１５が電機子へと供給する磁束の量が変化しにくい。よって、複数の界磁部分１５において、それぞれ磁性体１１に対して界磁磁石１０が移動する量が異なっていたとしても、複数の界磁部分１５が発生する界磁磁束同士を均一化できる。

図１２は周方向に沿って見た界磁部分の概念的な構成の他の一例を示している。界磁磁石１０は、表面１０ａと連続して回転軸Ｐに垂直な面に平行な端面１０ｃと、端面１０ｃに連続して回転軸Ｐに平行な側面１０ｄとを有している。

界磁磁石１０が表面１０ａから連続して回転軸Ｐに平行な側面を有する構造（例えば図２を参照）であれば表面１０ａと側面とがなす角が鋭角になり得る。一方、図１２に示す界磁磁石１０によれば、端面１０ｃと側面１０ｄとが成す角が略９０度であり、表面１０ａと端面１０ｃとが成す角は鈍角であって、いずれも鋭角を避けることができる。よって、これらの角における界磁磁石１０の強度及び磁束を向上できる。

次に、表面１０ａの最大傾斜方向及び界磁磁石の厚みに関して述べる。例えば図２を参照して、表面１０ａの最大傾斜方向が径方向に沿っており、軸方向における界磁磁石１０の厚みが、回転軸Ｐ側に比べて、回転軸Ｐとは反対側の方が厚い。

かかる界磁部分１５によれば、回転軸Ｐとは反対側に向かうに従って界磁磁束を増大させることができる。回転軸Ｐ側で界磁磁束を増大させるよりも、回転軸Ｐとは反対側で界磁磁束を増大させるほうが、回転電機として大きいトルクを発生させることができる。

また、表面１０ａの最大傾斜方向が周方向に沿っており、軸方向における界磁磁石１０の厚みが、周方向の一方向に向かって増大していてもよい。ここで、周方向の一方向に向かって増大するとは、例えば、磁極中心と回転中心を結ぶ線に対して、直交する方向に向って増大することである。

界磁子１と軸方向に対向させて電機子を配置したときに、電機子に対して界磁子１が回転する回転電機が構成される。そして、電機子に対する界磁子１の回転方向が、界磁磁石１０の厚みが大きい方を始点として小さい方へと向かうとする使用方法を採用する場合、電機子からの磁束が当該厚みの大きい部分に対して逆磁界として印加される。よって、当該逆磁界に起因する界磁磁石の減磁に対して耐性が高い。

なお、表面１０ａの最大傾斜方向が周方向に沿う場合、付勢部２４（３４）は連結部２３（３３）に設けられるとよい。この場合、界磁部分１５に対して軸に沿う方向の力を加えたときに、界磁磁石１０と磁性体１１とが周方向に沿って相対的に移動する。付勢部２４は界磁磁石１０あるいは磁性体１１を周方向に付勢する。かかる態様によれば、例えば図５，６を参照して説明したように、固定部２０，５０に対して界磁磁石１０および磁性体１１を配置し、板状の部材６０を用いて界磁部分１５に軸方向の力を加えて界磁部分１５の厚みを調整することができる。

第１の実施の形態に係る界磁子の概念的な構成の一例を示す斜視図である。 界磁部分の概念的な構成を示す斜視図である。 界磁子の製造方法の一例を示すフローチャートである。 界磁部分の厚みを調整する様子の一例を示す図である。 界磁子の断面図である。 界磁部分の厚みを調整する様子を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る界磁子の概念的な構成の一例を示す斜視図である。 界磁部分の概念的な構成を示す斜視図である。 界磁子の断面図である。 界磁部分の他の一例の径方向に沿った断面を示す概念的な図である。 第３の実施の形態に係る界磁部分の概念的な構成の一例を示す斜視図である。 界磁部分の他の一例を示す概念的な図である。

符号の説明

１ 界磁子
１０ 界磁磁石
１１〜１３ 磁性体
１５ 界磁部分
２０，３０，５０ 固定部
２０ａ，２５ａ，３０ａ，３５ａ，５０ａ 表面

Claims (21)

1. 所定の軸（Ｐ）について相互に対面する一対の第１及び第２の表面（１０ａ，１０ｂ）を有し、前記第１の表面（１０ａ）が前記軸に垂直な面に対して傾斜する界磁磁石（１０）に対して、前記第１の表面に配置された第１の磁性体（１１）を、前記第１の表面の傾斜に沿って相対的に移動させて、前記界磁磁石と前記第１の磁性体を含む界磁部分（１５）の前記軸に沿う方向の厚みを調整する、界磁子の製造方法。
2. 前記第２の表面（１０ｂ）は前記軸（Ｐ）に垂直な面に対して前記第１の表面（１０ａ）とは反対側に傾斜しており、前記界磁部分（１５）は前記第２の表面に配置された第２の磁性体（１３）を更に有し、
   前記第１及び前記第２の磁性体（１１，１３）を前記界磁磁石に対してそれぞれ前記第１及び前記第２の表面に沿って相対的に移動させて、前記界磁部分の前記厚みを調整する、請求項１に記載の界磁子の製造方法。
3. 前記第１の表面（１０ａ）は前記第２の表面（１０ｂ）と平行である、請求項１に記載の界磁子の製造方法。
4. 前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整した後に、前記界磁磁石（１０）及び前記第１の磁性体（１１）を相互に固定する工程と、
   前記工程の実行後に前記界磁部分（１５）の複数を相互に固定する固定部（２０，３０，５０）を取り付ける工程とを実行する、請求項１ないし３のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
5. 前記界磁部分（１５）を固定する固定部（２０，３０，５０）に、前記界磁磁石（１０）及び前記第１の磁性体（１１）のいずれか一方を固定し、他方を前記一方に配置して、前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整する、請求項１ないし３のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
6. 着磁して前記界磁磁石（１０）となる硬磁性体を着磁する前に、前記硬磁性体と前記第１の磁性体（１１）とを相対的に移動させて前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整し、前記硬磁性体を着磁する、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
7. 前記軸（Ｐ）に沿って見て、前記第１の磁性体（１１）の外輪郭及び前記界磁磁石（１０）の外輪郭のいずれか一方は他方に囲まれる、請求項１ないし６のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
8. 前記界磁磁石（１０）は、前記一の前記表面（１０ａ）と連続して前記基準面に平行な端面（１０ｃ）と、前記端面に連続して前記軸に平行な側面とを有する、請求項１ないし７のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
9. 前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした径方向であって、前記軸方向における前記一対の表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記軸（Ｐ）側に比べて前記軸とは反対側の方が大きい、請求項１ないし８のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
10. 前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした周方向であって、前記軸方向における前記一対の前記表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記周方向の一方向に向かって増大する、請求項１ないし９のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
11. 前記界磁磁石（１０）と前記第１の磁性体（１１）との間に潤滑油を介在させた上で、前記界磁磁石及び前記第１の磁性体を相対的に移動させて前記界磁部分（１５）の前記厚みを調整する、請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の界磁子の製造方法。
12. 前記潤滑油は冷凍装置又は空気調和機用の圧縮機に用いられる冷凍機油である、請求項１１に記載の界磁子の製造方法。
13. 各々が、所定の軸（Ｐ）について相互に対面する一対の第１及び第２の表面（１０ａ，１０ｂ）を有し、前記第１の表面（１０ａ）が前記軸に垂直な面に対して傾斜する界磁磁石（１０）と、前記第１の表面に配置された第１の磁性体（１１）とを含み、前記軸の周りで相互に離間して環状に配置された複数の界磁部分を備える、界磁子。
14. 前記第２の表面（１０ｂ）は前記軸（Ｐ）に垂直な面に対して前記第１の表面（１０ａ）とは反対側に傾斜しており、前記界磁部分（１５）は前記第２の表面に配置された第２の磁性体（１３）を更に有する、請求項１３に記載の界磁子。
15. 前記第１の表面（１０ａ）は前記第２の表面（１０ｂ）と平行である、請求項１３に記載の界磁子。
16. 前記軸（Ｐ）に沿って見て、前記第１の磁性体（１１）の外輪郭及び前記界磁磁石（１０）の外輪郭のいずれか一方は他方に囲まれる、請求項１３ないし１５のいずれか一つに記載の界磁子。
17. 前記界磁磁石（１０）は、前記一の前記表面（１０ａ）と連続して前記基準面に平行な端面（１０ｃ）と、前記端面に連続して前記軸に平行な側面とを有する、請求項１３ないし１６のいずれか一つに記載の界磁子。
18. 前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした径方向であって、前記軸方向における前記一対の表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記軸（Ｐ）側に比べて前記軸とは反対側の方が大きい、請求項１３ないし１７のいずれか一つに記載の界磁子。
19. 前記基準面に対する前記一の表面（１０ａ）の最大傾斜方向は前記軸（Ｐ）を中心とした周方向であって、前記軸方向における前記一対の前記表面（１０ａ，１０ｂ）の間の距離は前記周方向の一方向に向かって増大する、請求項１３ないし１８のいずれか一つに記載の界磁子。
20. 前記界磁磁石（１０）と前記第１の磁性体（１１）との間に介在する潤滑油を更に備える、請求項１３ないし１９のいずれか一つに記載の界磁子。
21. 前記潤滑油は冷凍装置又は空気調和機用の圧縮機に用いられる冷凍機油である、請求項２０に記載の界磁子。

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