JP2016082779A - 埋込磁石型ロータユニットの製造方法、および着磁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータユニット２０の性能を高めることのできる埋込磁石型ロータユニットの製造方法、および着磁装置を提供すること。【解決手段】ロータユニット２０の径方向に、永久磁石３２を備える径方向着磁部３０を対向して配置する。また、ロータユニット２０の軸方向Ｄａの両端面のそれぞれに、軸方向着磁部４０，５０のそれぞれを配置する。軸方向着磁部４０，５０は、低透磁率部４２，５２および高透磁率部４４，５４を備えており、低透磁率部４２，５２が磁石材料２６ａに対向して配置される。径方向着磁部３０の永久磁石３２のＮ極からの磁束は、径方向からコア２２に入り磁石材料２６ａを横切って永久磁石３２のＳ極に戻るとともに、軸方向着磁部４０，５０の高透磁率部４４，５４を介してコア２２に入り、磁石材料２６ａを横切って永久磁石３２のＳ極に戻る。【選択図】図３

Description

本発明は、埋込磁石型ロータユニットの製造方法、および着磁装置に関する。

たとえば、特許文献１には、ロータの径方向の端面に磁場の発生源である着磁部を対向させるように配置することで、ロータに埋め込まれた磁石用磁性部材（磁石材料）を着磁することが提案されている（図３）。ここで、着磁部からの磁束は、ロータの径方向からコアに入り、磁石材料を横切って着磁部に戻る。これにより、磁石材料が着磁される。

特開２０１４−１２１１１６号公報

ところで、上記着磁部からコアに入る磁束の磁束密度は、磁石材料のうちロータの外周面側において高く、回転中心側において低くなりやすく、結果として、磁石材料を十分に着磁できずにロータユニットの性能を十分に高めることができない虞がある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータユニットの性能を高めることのできる埋込磁石型ロータユニットの製造方法、および着磁装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．コアと、該コアに埋め込まれた複数の永久磁石とを備え、単一または複数個が軸方向において連結されてロータを構成する埋込磁石型ロータユニットを製造する方法において、前記コアに充填された磁石材料を着磁装置を用いて着磁する着磁工程を有し、前記着磁装置は、前記コアの径方向において該コアに対向する径方向着磁部と、前記コアの軸方向において該コアに対向する軸方向着磁部とを備え、前記径方向着磁部および前記軸方向着磁部のうちの一方である第１着磁部は、磁場の発生源であって、前記径方向着磁部が前記コアの径方向において前記軸方向着磁部に対向するか、前記軸方向着磁部が前記コアの軸方向において前記径方向着磁部に対向するかして前記着磁工程において配置されるものであり、前記着磁工程は、前記第１着磁部が前記コアに対向する部分に向けて当該第１着磁部が磁場を印加することで前記磁石材料を着磁するとともに、前記径方向着磁部および前記軸方向着磁部のうちの他方である第２着磁部に向けて前記第１着磁部が磁場を印加することで、当該磁場を前記第２着磁部を経由して前記磁石材料に印加するものであることを特徴とする。

上記方法では、以下のいずれかによって磁石材料が着磁される。
（ａ）第１着磁部としての径方向着磁部が径方向からコアに磁場を印加することで磁石材料が着磁されるとともに、径方向着磁部が第２着磁部としての軸方向着磁部に向けて磁場を印加することで、当該磁場を軸方向着磁部を経由してコアに印加することで磁石材料が着磁される。換言すれば、第１着磁部としての径方向着磁部からの磁束が径方向からコアに入って磁石材料を径方向から着磁するとともに、径方向着磁部からの磁束が第２着磁部としての軸方向着磁部を経由して軸方向からコアに入ることで磁石材料が着磁される。

（ｂ）第１着磁部としての軸方向着磁部が軸方向からコアに磁場を印加することで磁石材料が着磁されるとともに、軸方向着磁部が第２着磁部としての径方向着磁部に向けて磁場を印加することで、当該磁場を径方向着磁部を経由してコアに印加することで磁石材料が着磁される。換言すれば、第１着磁部としての軸方向着磁部からの磁束が軸方向からコアに入って磁石材料を着磁するとともに、軸方向着磁部からの磁束が第２着磁部としての径方向着磁部を経由して径方向からコアに入ることで磁石材料が着磁される。

このように、上記方法では、コアの径方向と軸方向との双方からコアに磁束を入れることで、磁石材料に到達する磁束の磁束密度を高めることができ、ひいては、ロータユニットの性能を高めることができる。

２．上記１記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法において、前記永久磁石は、前記コアの周方向において互いに相違する場所に複数埋め込まれるものであり、前記第２着磁部は、前記コアよりも透磁率が低い低透磁率部と、前記低透磁率部よりも透磁率が高い高透磁率部とが交互に配置されたものであり、前記低透磁率部は、前記磁石材料に対向して配置される。

上記方法によれば、低透磁率部の両側に高透磁率部が配置されるため、第１着磁部から低透磁率部を挟む一対の高透磁率部のうちの一方、低透磁率部、および一対の高透磁率部の他方を通過する磁路の磁気抵抗は、低透磁率部を含むために高くなる。このため、低透磁率部を迂回してコアおよび磁石材料を通過する磁路の磁束密度を増加させることができる。

３．上記２記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法において、前記高透磁率部は、前記コアよりも透磁率が高い。
上記の場合、高透磁率部はコアよりも磁束を通過させやすい。このため、高透磁率部内においては、たとえ第１着磁部から離れているところであっても、磁束密度をある程度高めることができる。したがって、高透磁率部のうち、第１着磁部からコアに直接入る磁束の磁束密度が不十分となる領域に対向する部分における磁束密度を高めやすく、ひいてはコアのうち上記不十分となる領域に高透磁率部を介して供給される磁束の磁束密度を高めることができる。このため、第１着磁部と第２着磁部との協働で、永久磁石の着磁率を高めることができ、ひいては、ロータユニットの性能を高めることができる。

４．上記１〜３のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法において、前記軸方向着磁部は、前記コアの軸方向両端のそれぞれに対向する一対の着磁部を備える。

上記方法では、コアの軸方向の両端のそれぞれに軸方向着磁部を配置することで、軸方向着磁部からの磁束をコアの軸方向両側のそれぞれの端面に入れることができる。このため、磁石材料に入る磁束密度を高めることができ、ひいては永久磁石の着磁率を高めることができる。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法において、前記着磁装置は、前記着磁工程において、前記径方向着磁部が前記コアの軸方向において前記コアに対向していない部分に延びて前記軸方向着磁部に対向して配置されるものであり、前記第１着磁部は、前記径方向着磁部であり、前記第２着磁部は、前記軸方向着磁部である。

上記方法によれば、第１着磁部としての径方向着磁部からの磁束がコアの径方向からコアに入って磁石材料が径方向から着磁されるとともに、径方向着磁部からの磁束が第２着磁部としての軸方向着磁部を経由してコアに入ることで磁石材料が着磁される。

６．上記２または３記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法において、前記着磁装置は、前記着磁工程において、前記径方向着磁部が前記コアの軸方向において前記コアに対向していない部分に延びて前記軸方向着磁部に対向して配置されるものであり、前記第１着磁部は、前記径方向着磁部であり、前記第２着磁部は、前記軸方向着磁部であり、前記軸方向着磁部には、前記磁石材料を前記コアへと流動させるスプールが形成されており、前記磁石材料に流動性を付与して該磁石材料を前記スプールを介して前記コアに充填する充填工程を有し、前記充填工程において、前記スプールを流動する前記磁石材料に前記第２着磁部を介して前記第１着磁部からの磁場を印加する。

上記充填工程において、第１着磁部から第２着磁部に入る磁束はスプール内を流動する磁石材料を横切る。これにより、磁石材料の磁化容易方向が磁束の方向に揃えられるため、磁石材料がコアに充填される時点で磁石材料の配向率を高めることができる。このため、磁石材料が着磁工程によって着磁される際の飽和磁化を大きくすることができ、ひいてはロータユニットの性能を高めることができる。

７．上記１〜６のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法における前記着磁装置。
上記着磁装置は、上記１〜６のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法に利用するのに適している。

一実施形態にかかるロータの構成を示す斜視図。 同実施形態にかかるロータユニットの平面構造を示す平面図。 同実施形態にかかる着磁装置の構成を示す斜視図。 図３の４−４断面図。 図３の５−５断面図。 図５の６−６断面図。 上記実施形態の変形例にかかる軸方向着磁部の一部の斜視図。

以下、埋込磁石型ロータユニットの製造方法および着磁装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すロータ１０は、埋込磁石同期機（ＩＰＭＳＭ）を構成する。このＩＰＭＳＭは、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に内蔵されるものである。ロータ１０は、円筒状をなしている。本実施形態にかかるロータ１０は、３個の埋込磁石型ロータユニット（ロータユニット２０）を軸方向に連結することで構成されている。

ロータユニット２０は、コア２２と永久磁石２６とを備えている。コア２２は、電磁鋼板を複数積層して形成されている。コア２２は、ロータユニット２０の軸方向Ｄａに貫通する挿入孔２４を、１０個備えている。これらは、軸方向Ｄａに直交する断面形状が略Ｕ字状の形状を２分した形状であり、隣接する一対の挿入孔２４の断面形状を合わせると、略Ｕ字状となっている。挿入孔２４には、永久磁石２６が埋め込まれている。永久磁石２６は、磁粉と樹脂との混合物であるボンド磁石を磁石材料とし、これを着磁することで生成されたものである。

次に、ロータユニット２０の製造方法について説明する。
本実施形態では、ロータユニット２０の径方向に磁場の発生源を配置して、径方向からコア２２に磁束を入れるとともに、径方向からの磁束をロータユニット２０の軸方向Ｄａの端面に誘導して軸方向Ｄａの端面からも磁束を入れることで磁石材料を着磁する。これは、径方向のみから磁束を入れる場合には、ロータユニット２０の性能を十分に高めることができないからである。ここで、ロータユニット２０の性能を十分に高めることができない理由として考えられるものを、図２を用いて説明する。

第１に、径方向のみに磁場の発生源を配置して着磁を行う場合、コア２２のうち外周付近が磁気飽和し、コア２２のうち回転中心Ｏ側の磁束密度が低くなり、ひいては磁石材料を十分に着磁できないからである。第２に、本実施形態のように、コア２２の外周側から回転中心Ｏ側へと永久磁石２６を延ばすことで永久磁石２６の面積を拡大した構成の場合、コア２２に磁束が入る際の面積Ｓａよりも磁束を入れたい磁石材料の面積Ｓｂの方が大きくなるために、磁束線の連続性から、コア２２に入る磁束密度よりも磁石材料に入る磁束密度の方が低くなるからである。ちなみに、磁場の発生源から出る磁束の磁束密度は、永久磁石２６の理想とされる磁束密度よりも十分に大きいが、残留磁化よりも飽和磁化の方が大きくなることに加えて、面積Ｓａよりも面積Ｓｂの方がある程度大きい場合には、磁石材料に入れる磁束の磁束密度が不十分となる。第３に、径方向からコア２２に入り磁石材料を周方向Ｄｃに横切った後径方向にコア２２から出る磁路の磁気抵抗は、磁石材料を外周側で横切ったものよりも回転中心Ｏ側で横切ったものの方が大きくなるためである。

磁石材料に入る磁束の磁束密度が不足すると、着磁によって生成される永久磁石２６の配向率や着磁率が低くなり、ロータユニット２０の性能が低下する。ここで、配向率は、磁化容易方向が永久磁石２６の表面に垂直な方向に揃っている度合いのこととする。配向率が低い場合、着磁によって最終的にＮ極からでてＳ極に入る磁束の磁束密度が低下する。本実施形態では、挿入孔２４から流動性を有する磁石材料を充填する充填工程の期間が着磁工程の期間と重複することもあって、着磁工程において磁石材料に入る磁束の磁束密度を高めることで配向率を向上させやすい。一方、着磁率は、永久磁石２６を構成する磁粉内の局所的な領域の磁気モーメント（着磁方向）が磁化容易方向のうちの一方の方向に揃っている度合いのこととする。すなわち、配向率が高くても、一対の磁化容易方向のいずれか一方に着磁方向が揃っている度合いが低ければ、永久磁石２６のＮ極からでてＳ極に入る磁束の磁束密度が低下する。本実施形態では、着磁工程の終了後の残留磁化を、配向率を高く保った状態で磁石材料全体を磁気飽和させた後の残留磁化に近づけることを試みる。これにより、ＩＰＭＳＭの速度起電力係数を大きくすることができ、ひいては所定の大きさの電流を流した際のＩＰＭＳＭの発生トルクを大きくすることができる。本実施形態では、ロータユニット２０の性能を、所定の電流を流した際のＩＰＭＳＭの発生トルクの大きさによって定義する。すなわち、性能が高いほど発生トルクが大きいとする。

図３に、本実施形態にかかる着磁装置およびロータユニット２０を示す。なお、図３においては、コア２２の挿入孔２４に磁石材料２６ａが充填された状態を示している。
図３に示す径方向着磁部３０は、ロータユニット２０の周方向Ｄｃに交互に配置された永久磁石３２および着磁ヨーク３４をそれぞれ１０個ずつ備えており、それらが図示しない非磁性部材により円環状に一体的に組み付けられている。径方向着磁部３０は、コア２２の外周面と所定の隙間を隔ててこれを囲むように対向して配置される。

永久磁石３２は、コア２２の挿入孔２４に充填されている磁石材料２６ａに対してコア２２の径方向外側に位置するように配置されている。各永久磁石３２は、そのロータユニット２０の周方向Ｄｃにおける幅がコア２２の径方向外側に向かうほど大きくなるように形成されている。各永久磁石３２は、ロータユニット２０の周方向Ｄｃの両側部が異なる磁極になっている。また各永久磁石３２は、ロータユニット２０の周方向Ｄｃに隣り合うもの同士が同じ磁極で対向するように配置されている。そして各永久磁石３２の同じ磁極同士で対向した部分に挟み込まれるようにして着磁ヨーク３４が配置されている。

軸方向着磁部４０は、ロータユニット２０の周方向Ｄｃに交互に配置された低透磁率部４２および高透磁率部４４をそれぞれ１０個ずつ備えており、これらが図示しない非磁性部材により円環状に一体的に組み付けられている。低透磁率部４２は、ステンレス製であり、高透磁率部４４は、パーマロイ製である。したがって、低透磁率部４２の透磁率は、高透磁率部４４の透磁率よりも低くなっている。また、本実施形態では、高透磁率部４４の透磁率は、コア２２の透磁率よりも高くなっている。

低透磁率部４２には、流動性が付与された高温の磁石材料２６ａを挿入孔２４へと流通させる流通経路（スプール４６）が区画形成されている。
軸方向着磁部４０は、ロータユニット２０の軸方向Ｄａの一端面と密着して対向配置される。詳しくは、低透磁率部４２が磁石材料２６ａに対向するようにして配置され、高透磁率部４４は、隣接する一対の磁石材料２６ａに挟まれた領域に対向して配置される。

軸方向着磁部５０も、軸方向着磁部４０と同様、低透磁率部５２および高透磁率部５４を備えており、低透磁率部５２が磁石材料２６ａに対向して配置される。ただし、軸方向着磁部５０の低透磁率部５２には、スプールが形成されていない。

なお、径方向着磁部３０の軸方向Ｄａの長さＬ４は、ロータユニット２０の軸方向Ｄａの長さＬ１と、軸方向着磁部４０の軸方向Ｄａの長さＬ２と、軸方向着磁部５０の軸方向Ｄａの長さＬ３との和以上に設定されている。そして、ロータユニット２０の磁石材料２６ａの着磁に際しては、ロータユニット２０の両側に軸方向着磁部４０，５０のそれぞれを対向して配置して且つ、それらロータユニット２０および軸方向着磁部４０，５０の径方向に径方向着磁部３０を対向して配置する。この際、軸方向着磁部４０の軸方向Ｄａの両端面のうちロータユニット２０に対向しない側は、軸方向Ｄａにおける径方向着磁部３０の軸方向着磁部４０側の端面と、軸方向Ｄａにおける位置が一致するか、よりロータユニット２０側に配置される。また、軸方向着磁部５０の軸方向Ｄａの両端面のうちロータユニット２０に対向しない側は、軸方向Ｄａにおける径方向着磁部３０の軸方向着磁部５０側の端面と、軸方向Ｄａにおける位置が一致するか、よりロータユニット２０側に配置される。

次に本実施形態の作用について説明する。
上述したように、ロータユニット２０に対して径方向着磁部３０および軸方向着磁部４０，５０を対向して配置した後、流動性を付与した高温の磁石材料２６ａを、スプール４６を介して挿入孔２４に充填する充填工程を実行する。

図４に、充填工程において挿入孔２４に充填された磁石材料２６ａの径方向着磁部３０による着磁処理を示す。なお、図４は、図３の４−４断面図である。径方向着磁部３０は、径方向からコア２２に磁場を印加することで、磁石材料２６ａを着磁する。すなわち、径方向着磁部３０の永久磁石３２のＮ極から出た磁束は、「永久磁石３２のＮ極に隣接する着磁ヨーク３４→コア２２→磁石材料２６ａ→コア２２→永久磁石３２のＳ極に隣接する着磁ヨーク３４」を介して、永久磁石３２のＳ極に入る。これにより、径方向着磁部３０による磁石材料２６ａの径方向からの着磁がなされる。

図５に、軸方向着磁部４０を介した径方向着磁部３０による着磁処理を示す。なお、図５は、図３の５−５断面図である。ただし、ここでの断面は、軸方向着磁部４０を着磁のために配置した状態におけるものである。

径方向着磁部３０は、軸方向着磁部４０に向けて磁場を印加することで、同磁場を軸方向着磁部４０を経由して磁石材料２６ａに印加する。すなわち、図５に示すように、永久磁石３２のＮ極から出た磁束の一部は、永久磁石３２のＮ極に隣接する着磁ヨーク３４を介して高透磁率部４４に入り、低透磁率部４２を迂回してコア２２の軸方向Ｄａの端面からコア２２に入る。図５には、低透磁率部４２を迂回していることを、破線にて記載している。そして、コア２２に入った磁束は磁石材料２６ａを横切り、コア２２を介して高透磁率部４４に入る。

図６に、低透磁率部４２を迂回してコア２２に入った磁力線Ｌｍｆ１を示す。なお、図６は、図５の６−６断面である。コア２２を介して高透磁率部４４に入った磁束は、図５に示すように、着磁ヨーク３４へと入り、永久磁石３２のＳ極に至る。ここで、低透磁率部４２を迂回するのは、低透磁率部４２の透磁率が、コア２２の透磁率よりも低いためである。

同様、図６に示すように、径方向着磁部３０からの磁束の一部は、軸方向着磁部５０を介してコア２２に入り、磁石材料２６ａを着磁する。図６には、この磁束を磁力線Ｌｍｆ２にて明示的に表現した。

これらの軸方向着磁部４０，５０を介してコア２２に入る磁束は、径方向着磁部３０の磁束が径方向からコア２２に入るものと比較すると、回転中心Ｏ側の磁石材料２６ａに到達しやすい。これは、１つには、高透磁率部４４，５４の透磁率がコア２２の透磁率よりも高いためである。すなわち、高透磁率部４４，５４の透磁率がコア２２の透磁率よりも高く、高透磁率部４４，５４が磁気飽和しない場合、高透磁率部４４，５４のうち回転中心Ｏ側に到達する磁束の磁束密度が高くなる。すなわち、軸方向着磁部４０，５０を介して磁石材料２６ａのうち回転中心Ｏ側の部分に到達する磁束の磁束密度が、径方向着磁部３０から直接コア２２に入って磁石材料２６ａのうち回転中心Ｏ側の部分に到達する磁束の磁束密度よりも高くなる。このため、軸方向着磁部４０，５０を用いることで、磁石材料２６ａのうち回転中心Ｏ側の着磁率を高めることができる。しかも、挿入孔２４に充填された後、未だ流動性を有する間に磁束が磁石材料２６ａを横切るため、永久磁石２６の配向率をも高めることができる。

図５および図６に示すように、径方向着磁部３０から軸方向着磁部４０に入った磁束の一部は、低透磁率部４２を横切り、高透磁率部４４、着磁ヨーク３４を介して永久磁石３２のＳ極に入る。この場合、スプール４６内を流動する磁石材料２６ａを磁束が横切ることとなる。スプール４６内を流動する磁石材料２６ａは、挿入孔２４に充填された磁石材料２６ａと比較して流動性が高いため、同磁石材料２６ａを磁束が横切ることで、配向させることが容易である。このため、永久磁石２６の配向率を高めることができる。

ちなみに、本実施形態では、磁石材料２６ａの流動性がさほど高くなく、挿入孔２４のうち軸方向Ｄａにおいて軸方向着磁部４０側から順に磁石材料２６ａが充填されていく現象が確認されている。このため、流動性が過度に高く、挿入孔２４のうち軸方向着磁部５０側に一気に落下していく場合と比較して、挿入孔２４に充填された磁石材料２６ａの磁化容易方向がランダム化しにくい。したがって、スプール４６内で配向した磁石材料２６ａは、挿入孔２４に充填された後であっても、その配向方向が永久磁石２６のＳ極およびＮ極を結ぶ方向から大きくずれない。このため、スプール４６内で磁石材料２６ａを配向させることで、永久磁石２６の配向率を高めることができる。ちなみに、磁石材料２６ａの流動性は、磁石材料２６ａにおける樹脂と磁粉との混合割合によって調整されるものである。

以上説明した本実施形態によれば、上述したものに加えて、以下に記載する作用効果が得られるようになる。
（１）径方向着磁部３０からの磁束をコア２２に直接入れるとともに、軸方向着磁部４０，５０を介してコア２２に入れた。これにより、磁石材料２６ａに到達する磁束密度を増大させることができ、ひいてはロータユニット２０の性能を高めることができる。

（２）軸方向着磁部４０，５０に、低透磁率部４２，５２および高透磁率部４４，５４を備えた。これにより、高透磁率部４４，５４に径方向から入った磁束が低透磁率部４２，５２を迂回してコア２２に軸方向Ｄａから入ることを促進することができる。

（３）高透磁率部４４，５４の透磁率を、コア２２の透磁率よりも高くした。これにより、径方向着磁部３０から軸方向着磁部４０，５０に入った磁束のうち、回転中心Ｏ側に到達するものの磁束密度を、径方向着磁部３０からコア２２に直接入った磁束のうち回転中心Ｏ側に到達するものの磁束密度と比較して高めることができる。

（４）ロータユニット２０の軸方向Ｄａの両端面のそれぞれに軸方向着磁部４０，５０を対向して配置した。これにより、軸方向着磁部４０，５０のいずれか一方のみを用いる場合と比較して、磁石材料２６ａを横切る磁束の磁束密度が軸方向Ｄａにおける位置に応じてばらつくことを抑制することができる。

（５）ロータユニット２０を、ＥＰＳ内蔵のＩＰＭＳＭに適用した。ＥＰＳ内蔵のＩＰＭＳＭは、極対数が多くなる傾向にあることから、図２に示した面積Ｓａを広くすることが難しく、径方向着磁部３０のみを用いた着磁処理では着磁率が低下しやすい。このため、軸方向着磁部４０，５０を備えることのメリットが特に大きい。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・「軸方向着磁部について」
上記実施形態では、ロータユニット２０の径方向に直交する低透磁率部４２の断面形状を長方形状としたが、これに限らない。たとえば、径方向に直交する低透磁率部４２の断面形状を台形形状としてもよい。この際、たとえば、磁石材料２６ａに対向して配置される低透磁率部４２の周方向Ｄｃにおける厚さを、磁石材料２６ａから離れるほど厚くするなら、径方向から高透磁率部４４に入った磁束がコア２２へと向かうことを促進することができる。また、たとえば、低透磁率部４２の周方向Ｄｃにおける厚さを、磁石材料２６ａから離れるほど薄くするなら、スプール４６内の磁石材料２６ａを横切る磁束の磁束密度を高めることができる。

上記実施形態では、低透磁率部５２の径方向に直交する断面形状を長方形状としたが、これに限らない。たとえば、低透磁率部５２の径方向に直交する断面形状を台形形状としてもよい。この際、たとえば、磁石材料２６ａに対向して配置される低透磁率部５２の周方向Ｄｃにおける厚さを、磁石材料２６ａから離れるほど厚くするなら、径方向から高透磁率部５４に入った磁束がコア２２へと向かうことを促進することができる。

上記実施形態では、高透磁率部４４をパーマロイによって構成したが、これに限らない。たとえば、フェライトであってもよい。なお、フェライトにも限らない。ただし、高透磁率部としては、コア２２よりも透磁率が高いものが、軸方向着磁部４０，５０を介してコア２２のうち回転中心Ｏ側の領域に入る磁束の磁束密度を高める上では望ましい。

上記実施形態では、低透磁率部４２をステンレスによって構成したが、これに限らない。たとえば、アルミニウムであってもよく、また銅であってもよい。また、流動性を持たせたボンド磁石からの熱に耐えることができるのであれば、樹脂であってもよい。

上記実施形態では、軸方向着磁部４０，５０は、磁場の発生源を備えないものとしたが、これに限らない。たとえば、図７に例示するように、低透磁率部４２を、永久磁石４２ｂと非磁石部材４２ａとから構成してもよい。ここで、非磁石部材４２ａには、貫通孔が形成され、これがスプール４６となっている。なお、非磁石部材４２ａの材料は、上記実施形態と同様とすればよい。

こうした構成によれば、スプール４６を区画する部分以外を極力、永久磁石４２ｂとすることで、径方向着磁部３０から軸方向着磁部４０，５０に入った後、ロータユニット２０を経由することなく径方向着磁部３０に戻る磁束の磁束密度を低減することができる。しかも永久磁石４２ｂの磁束もロータユニット２０に入るため、磁石材料２６ａの着磁率を高めることができる。

さらに、図７において、永久磁石４２ｂに代えて、非磁石部材４２ａよりも透磁率が低い非磁石部材を用いてもよい。これにより、この部分を横切ることで、ロータユニット２０を経由することなく径方向着磁部３０に戻る磁束の磁束密度を低減することができる。

軸方向着磁部５０の低透磁率部５２の材料としては、軸方向着磁部４０の低透磁率部４２の材料と同一でなくてもよい。この際、スプール４６が形成された低透磁率部４２の透磁率と比較して透磁率が低いものが望ましい。

なお、軸方向着磁部４０としては、スプール４６が形成されたものに限らない。これが形成されていないものであっても、磁石材料２６ａを挿入孔２４に充填後、径方向着磁部３０、および軸方向着磁部４０，５０を用いた着磁処理を行うことで、径方向着磁部３０のみを用いる場合と比較して、永久磁石２６の着磁率を高めることができる。

・「径方向着磁部について」
上記実施形態では、径方向着磁部３０の軸方向Ｄａの長さＬ４を、ロータユニット２０の軸方向Ｄａの長さＬ１と、軸方向着磁部４０の軸方向Ｄａの長さＬ２と、軸方向着磁部５０の軸方向Ｄａの長さＬ３との和以上に設定したが、これに限らない。たとえば、上記和よりも短くて且つロータユニット２０の軸方向Ｄａの長さＬ１よりも長くしてもよい。もっとも、軸方向着磁部４０，５０のうちのいずれか一方のみを備える場合、ロータユニット２０の軸方向Ｄａの長さＬ１よりもわずかに短い場合であっても、径方向着磁部３０の軸方向Ｄａにおける一部分を、ロータユニット２０に対向させないようにするなら、この部分を、上記いずれか一方に対向させることができる。

永久磁石３２の形状としては、上記実施形態で例示したものに限らない。たとえば、永久磁石３２の形状を、周方向Ｄｃの長さが径方向の位置にかかわらず一定であるものとしてもよい。

永久磁石３２を備えるものに限らず、電磁石を備えるものであってもよい。
・「第１着磁部、第２着磁部について」
上記実施形態では、第１着磁部を径方向着磁部３０として且つ第２着磁部を軸方向着磁部４０，５０とし、径方向着磁部３０からの磁束を、軸方向着磁部４０，５０を介してロータユニット２０の磁石材料２６ａへと誘導したが、これに限らない。たとえば、第１着磁部を軸方向着磁部４０，５０として且つ第２着磁部を径方向着磁部３０とし、軸方向着磁部４０，５０からの磁束を径方向着磁部３０を介してロータユニット２０の磁石材料２６ａへと誘導してもよい。これは、径方向着磁部３０の軸方向Ｄａの長さＬ４をロータユニット２０の長さＬ１程度とし、軸方向着磁部４０，５０の径方向の長さを、径方向着磁部３０の径方向の長さ程度とすることで実現できる。なお、この場合、軸方向着磁部４０，５０を、永久磁石等、磁場の発生源を備えて構成し、径方向着磁部３０を、低透磁率部および高透磁率部を交互に並べて形成する。これにより、低透磁率部を径方向において磁石材料２６ａに対向して配置することができ、上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

・「着磁装置について」
一対の軸方向着磁部４０，５０を備えるものに限らない。たとえば、軸方向着磁部４０のみを備えてもよく、またたとえば、軸方向着磁部５０のみを備えてもよい。ただし、この場合には、スプール４６を備えるもののみを利用することが、配向率の向上の観点からは望ましい。

・「ロータについて」
図１においては、それぞれのロータユニット２０に内蔵された永久磁石２６を、コア２２の周方向Ｄｃの同一の位相に配置したがこれに限らない。たとえば図１において、図中最上部のロータユニット２０の永久磁石２６に対して、図中中央のロータユニット２０の永久磁石２６を周方向Ｄｃにおいて図中わずかに左側にずらし、同中央のロータユニット２０の永久磁石２６に対して、図中最下部のロータユニット２０の永久磁石２６を図中わずかに左側にずらしてもよい。

ロータ１０を構成するロータユニット２０の数としては、３個に限らず、たとえば２個でもよく、４個以上であってもよい。さらに、単一のロータユニット２０によってロータ１０を構成してもよい。

永久磁石２６の形状は、Ｕ字を２分割した形状に限らず、Ｕ字形状であってもよく、またＶ字形状やスポーク形状等であってもよい。
・「そのほか」
上記実施形態では、軸方向着磁部４０，５０を軸方向Ｄａにおいてロータユニット２０に密着して対向配置したが、所定の隙間を隔てて対向配置してもよい。ただし、磁石材料２６ａの漏れを抑制する上では、密着して対向配置することが望ましい。

コア２２としては、電磁鋼板の積層構造体に限らない。たとえば、単一のフェライトからなるものであってもよく、圧粉磁心からなるものであってもよい。
磁石材料２６ａとしては、ボンド磁石に限らない。たとえば、焼結磁石であってもよい。この場合、コア２２に焼結磁石が充填された段階で、各磁区の磁化容易方向が平行に揃っており配向率は高い状態にある。そして、径方向着磁部３０や軸方向着磁部４０，５０を用いた着磁工程において、配向率はほとんど変化しない。しかし、この場合であっても、着磁率を高める上では、上記実施形態のように永久磁石２６の形状や混合割合を調整することは有効である。

ＩＰＭＳＭとしては、ＥＰＳ内蔵のものに限らない。たとえば、可変ギアステアリングシステム（ＶＧＲＳ）内蔵のものであってもよい。もっとも、操舵輪を転舵するためのアクチュエータに内蔵されるものにも限らない。それ以外のものであっても、径方向着磁部３０のみを用いた着磁処理では着磁率や配向率を十分に高めることができないのであれば、軸方向着磁部４０，５０を併せ用いることは有効である。

Ｏ…回転中心、Ｄａ…軸方向、Ｄｃ…周方向、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…長さ、Ｓａ，Ｓｂ…面積、Ｌｍｆ１，Ｌｍｆ２…磁力線、１０…ロータ、２０…ロータユニット、２２…コア、２４…挿入孔、２６…永久磁石、２６ａ…磁石材料、３０…径方向着磁部、３２…永久磁石、３４…着磁ヨーク、４０…軸方向着磁部、４２…低透磁率部、４２ａ…非磁石部材、４２ｂ…永久磁石、４４…高透磁率部、４６…スプール、５０…軸方向着磁部、５２…低透磁率部、５４…高透磁率部。

Claims (7)

1. コアと、該コアに埋め込まれた複数の永久磁石とを備え、単一または複数個が軸方向において連結されてロータを構成する埋込磁石型ロータユニットを製造する方法において、
   前記コアに充填された磁石材料を着磁装置を用いて着磁する着磁工程を有し、
   前記着磁装置は、前記コアの径方向において該コアに対向する径方向着磁部と、前記コアの軸方向において該コアに対向する軸方向着磁部とを備え、前記径方向着磁部および前記軸方向着磁部のうちの一方である第１着磁部は、磁場の発生源であって、前記径方向着磁部が前記コアの径方向において前記軸方向着磁部に対向するか、前記軸方向着磁部が前記コアの軸方向において前記径方向着磁部に対向するかして前記着磁工程において配置されるものであり、
   前記着磁工程は、前記第１着磁部が前記コアに対向する部分に向けて当該第１着磁部が磁場を印加することで前記磁石材料を着磁するとともに、前記径方向着磁部および前記軸方向着磁部のうちの他方である第２着磁部に向けて前記第１着磁部が磁場を印加することで、当該磁場を前記第２着磁部を経由して前記磁石材料に印加するものである埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
2. 前記永久磁石は、前記コアの周方向において互いに相違する場所に複数埋め込まれるものであり、
   前記第２着磁部は、前記コアよりも透磁率が低い低透磁率部と、前記低透磁率部よりも透磁率が高い高透磁率部とが交互に配置されたものであり、
   前記低透磁率部は、前記磁石材料に対向して配置される請求項１記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
3. 前記高透磁率部は、前記コアよりも透磁率が高い請求項２記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
4. 前記軸方向着磁部は、前記コアの軸方向両端のそれぞれに対向する一対の着磁部を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
5. 前記着磁装置は、前記着磁工程において、前記径方向着磁部が前記コアの軸方向において前記コアに対向していない部分に延びて前記軸方向着磁部に対向して配置されるものであり、
   前記第１着磁部は、前記径方向着磁部であり、
   前記第２着磁部は、前記軸方向着磁部である請求項１〜４のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
6. 前記着磁装置は、前記着磁工程において、前記径方向着磁部が前記コアの軸方向において前記コアに対向していない部分に延びて前記軸方向着磁部に対向して配置されるものであり、
   前記第１着磁部は、前記径方向着磁部であり、
   前記第２着磁部は、前記軸方向着磁部であり、
   前記軸方向着磁部には、前記磁石材料を前記コアへと流動させるスプールが形成されており、
   前記磁石材料に流動性を付与して該磁石材料を前記スプールを介して前記コアに充填する充填工程を有し、
   前記充填工程において、前記スプールを流動する前記磁石材料に前記第２着磁部を介して前記第１着磁部からの磁場を印加する請求項２または３記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の埋込磁石型ロータユニットの製造方法における前記着磁装置。