JP2023108428A - 着磁方法及び着磁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させるに際し、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能な着磁方法を提供する。【解決手段】本開示の一形態に係る着磁方法は、少なくとも第一磁性体（７１）、第二磁性体（７２）、第三磁性体（７３）が並んで配列される複数の磁性体を着磁させる方法であって、異極着磁工程を含む。上記異極着磁工程は、着磁前の第一磁性体（７１）を介して径方向に対向する第一着磁ヨーク（１１）と第二着磁ヨーク（２１）に異極の磁場を発生させ、着磁前の第三磁性体（７３）を介して径方向に対向する第三着磁ヨーク（３１）と第四着磁ヨーク（４１）に異極の磁場を発生させる。上記異極着磁工程においては、第三磁性体（７３）よりも第一磁性体（７１）に流れる磁束量の方を多くする。【選択図】図２

Description

本開示は、着磁方法及び着磁装置に関する。

近年、ハルバッハ配列された磁石を有するロータなどが実用化されている。このようなロータの製造方法として、例えば、特許文献１には、マグネット配置工程、樹脂成型工程、及び後着磁工程を備えた洗濯機のロータの製造方法が記載されている。上記マグネット配置工程は、未着磁の主マグネットと未着磁の補助マグネットとを樹脂成形型において周方向に交互に配置して円環状または円弧状に並べる工程である。上記樹脂成型工程は、上記樹脂成形型に樹脂を充填して樹脂モールドする工程である。

上記後着磁工程は、樹脂モールドされた上記主マグネットと上記補助マグネットを着磁し、９０度配向のハルバッハ配列磁石を形成する工程であって、同極着磁工程と異極着磁工程とを有する。上記同極着磁工程は、対向する上記第一着磁ヨークと上記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、対向する上記第三着磁ヨークと上記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させる工程である。上記異極着磁工程は、対向する上記第一着磁ヨークと上記第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、対向する上記第三着磁ヨークと上記第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる工程である。

特開２０２１－０９３８９９号公報

上述のように、特許文献１に記載の技術では、９０度横方向に磁束をかける同極着磁工程と、９０度縦方向に磁束をかける異極着磁工程と、を実施している。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、異極着磁工程において左右の磁束量について考慮されておらず、９０度横方向に磁束がかかる磁石の影響を考慮していないため、補助マグネットの磁力が不足するなど望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を形成することができない。

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させるに際し、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能な着磁方法及び着磁装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る着磁方法は、少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させる着磁方法であって、着磁前の前記第一磁性体を介して径方向に対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、着磁前の前記第三磁性体を介して径方向に対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる異極着磁工程を含み、前記異極着磁工程において、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、ものである。これにより、第二磁性体への磁力を考慮して第一磁性体及び第三磁性体にも着磁することができるため、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能になる。

前記着磁方法は、前記異極着磁工程よりも前に実行する同極着磁工程をさらに含み、前記同極着磁工程は、前記第一磁性体に磁束が向かうように前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、前記第三磁性体から磁束が離れるように前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させることで、前記第二磁性体を着磁させる、こともできる。これにより、異極着磁工程の前に第二磁性体を予め着磁することができるため、異極着磁工程において第二磁性体の磁力を弱めることなく第一磁性体と第三磁性体とを均等に着磁する調整が容易になる。

前記異極着磁工程において、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークで発生させる磁場を、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークで発生させる磁場より大きくすることで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、こともできる。これにより、発生させる磁場の調整により第三磁性体よりも第一磁性体に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークにおける前記第一磁性体との間の配置ギャップが、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークにおける前記第三磁性体との間の配置ギャップよりも小さくなるように配置することで、前記異極着磁工程において、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、こともできる。これにより、配置の調整により第三磁性体よりも第一磁性体に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

本開示の他の態様に係る着磁装置は、少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させる着磁装置であって、着磁前の前記第一磁性体を介して径方向に対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、着磁前の前記第三磁性体を介して径方向に対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる異極着磁部を備え、前記異極着磁部は、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、ものである。これにより、第二磁性体への磁力を考慮して第一磁性体及び第三磁性体にも着磁することができるため、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能になる。

前記着磁装置は、前記第一磁性体に磁束が向かうように前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、前記第三磁性体から磁束が離れるように前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させることで、前記第二磁性体を着磁させる同極着磁部をさらに備え、前記同極着磁部は、前記異極着磁部での異極の磁場の発生よりも前に同極の磁場を発生させる、こともできる。これにより、異極着磁部での着磁の前に第二磁性体を予め着磁することができるため、異極着磁部において第二磁性体の磁力を弱めることなく第一磁性体と第三磁性体とを均等に着磁する調整が容易になる。

前記異極着磁部は、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークで発生させる磁場を、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークで発生させる磁場より大きくすることで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、こともできる。これにより、発生させる磁場の調整により第三磁性体よりも第一磁性体に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

前記異極着磁部は、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークにおける前記第一磁性体との間の配置ギャップが、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークにおける前記第三磁性体との間の配置ギャップよりも小さくなるように配置することで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、こともできる。これにより、配置の調整により第三磁性体よりも第一磁性体に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

本開示によれば、少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させるに際し、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を形成することが可能な着磁方法及び着磁装置を提供することができる。

実施の形態１の着磁装置を用いて磁性体に対して同極着磁工程を実施する様子を示す図である。 実施の形態１の着磁装置を用いて磁性体に対して異極着磁工程を実施する様子を示す図である。 実施の形態２の着磁装置を用いて磁性体に対して異極着磁工程を実施する様子を示す図である。

以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
実施の形態１に係る着磁装置の構成例及び着磁方法の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態の着磁装置を用いて磁性体に対して同極着磁工程を実施する様子を示す図である。図２は、本実施の形態の着磁装置を用いて磁性体に対して異極着磁工程を実施する様子を示す図である。

以下の説明では、本実施の形態に限らず実施形態２，３についても、説明を明確にするために、各図面において、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いるとともに、発生させる磁場の向きを実線矢印で図示し、磁束の向き及び大きさ（磁束量）、換言すれば着磁の向き及び着磁力を破線矢印で図示して説明する。なお、各向きや磁束量は概念的に図示したものに過ぎず、実際の向きや磁束量を正確に表現したものとは限らない。

また、図１及び図２では、着磁対象の磁性体として第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３を図示したように、着磁装置１及び着磁される磁性体の一部を抽出して簡略化している。但し、本実施の形態では、少なくとも第一磁性体７１、第二磁性体７２、第三磁性体７３が並んで配列される複数の磁性体を着磁させることができればよい。

例えば、着磁対象の複数の磁性体は、第一磁性体７１、第二磁性体７２、第三磁性体７３、第二磁性体７２と同等の第二磁性体、第一磁性体７１と同等の第一磁性体、・・・といった順に並べて配列されることができる。但し、互いに最も近くにある第二磁性体同士の着磁の向きは逆となる。なお、各磁性体はフェライトなどの磁性材料で構成することができるが、磁性材料の種類や成分は問わず着磁できればよい。

また、図１及び図２では、第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３は、Ｚ軸方向から見て略矩形状であるが、第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３の形状は、適宜、変更可能である。

図１で例示するように、本実施の形態に係る着磁装置１は、第一着磁器１０、第二着磁器２０、第三着磁器３０、及び第四着磁器４０を備えるとともに、それらに電力を供給する電源６０と電源６０を制御する制御装置５０とを備えることができる。

第一着磁器１０は第一着磁ヨーク１１及び第一コイル１２を備え、第二着磁器２０は第二着磁ヨーク２１及び第二コイル２２を備え、第三着磁器３０は第三着磁ヨーク３１及び第三コイル３２を備え、第四着磁器４０は第四着磁ヨーク４１及び第四コイル４２を備えることができる。

第一着磁ヨーク１１、第二着磁ヨーク２１は、例えば、図１及び図２に示すように、それぞれＸ軸－側、Ｘ軸＋側が開放された櫛歯形状の磁性体とすることができる。第三着磁ヨーク３１、第四着磁ヨーク４１も、例えば、図１及び図２に示すように、それぞれＸ軸－側、Ｘ軸＋側が開放された櫛歯形状の磁性体とすることができる。

第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１の形状は、例えば図２に示すように、Ｘ軸－向きに磁気配向を生じ得る第一磁性体７１が配置された状態で、第一磁性体７１を介して磁束を通すこと（磁路を形成すること）が可能な形状であればよい。また、第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１の形状は、例えば図２に示すように、Ｘ軸＋向きに磁気配向を生じ得る第三磁性体７３が配置された状態で、第三磁性体７３を介して磁束を通すこと（磁路を形成すること）が可能な形状であればよい。

但し、各着磁ヨーク１１，２１，３１，４１は、例えば図１に示すように、Ｘ軸方向に対して反時計回りに９０度傾いた方向（Ｙ軸＋向き）に磁気配向を生じ得る第二磁性体７２が、いずれもＹ軸方向に間隔を開けて配置された状態で、第二磁性体７２を介して磁束ループを形成可能な形状とする。また、各着磁ヨーク１１，２１，３１，４１の材料、つまり着磁部のコアの材料は、鉄などとすることができるが、鉄以外の材料を採用することもできる。

第一コイル１２は、第一着磁ヨーク１１におけるＸ軸方向に延在する部分の一部に巻回されている。第三コイル３２は、第三着磁ヨーク３１におけるＸ軸方向に延在する部分の一部に巻回されている。なお、第一着磁ヨーク１１及び第三着磁ヨーク３１は図１等に示すように連結されて構成されることができるが、別個に構成することもできる。第二コイル２２は、第二着磁ヨーク２１におけるＸ軸方向に延在する部分の一部に巻回されている。第四コイル４２は、第四着磁ヨーク４１におけるＸ軸方向に延在する部分の一部に巻回されている。なお、第二着磁ヨーク２１及び第四着磁ヨーク４１は図１等に示すように連結されて構成されることができるが、別個に構成することもできる。

電源６０は、第一コイル１２、第二コイル２２、第三コイル３２、及び第四コイル４２に電力を供給し、それぞれに対応する第一着磁ヨーク１１、第二着磁ヨーク２１、第三着磁ヨーク３１、第四着磁ヨーク４１において磁場を発生させる。

制御装置５０は、着磁装置１の全体を制御するように構成することができる。制御装置５０は、例えば、電源６０から第一コイル１２、第二コイル２２、第三コイル３２、及び第四コイル４２への供給電流を制御することで、それぞれ第一着磁ヨーク１１、第二着磁ヨーク２１、第三着磁ヨーク３１、第四着磁ヨーク４１で発生させる磁場の極性、大きさを制御する。この制御は、第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３への着磁の制御を意味する。

制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、作業用メモリ、及び不揮発性の記憶装置などによって、或いは他の専用の集積回路（Integrated Circuit）などによって構成されることができる。この記憶装置にプロセッサによって実行される着磁制御用のプログラムを格納しておき、プロセッサがそのプログラムを作業用メモリに読み出して実行することで、制御装置５０の機能を果たすことができる。

本実施の形態では、上述のような構成における着磁装置１を用いて、第一の着磁工程としての同極着磁工程を実行し、次いで第二の着磁工程としての異極着磁工程を実行する。同極着磁工程では、図１に示すように磁性体７１～７３に対して（実際には磁性体７２を着磁対象として）着磁がなされ、次いで実行される異極着磁工程では、図２に示すように磁性体７１～７３に対して着磁がなされる。以下、各工程について具体的に説明する。

まず、図１に基づき同極着磁工程について説明する。同極着磁工程は、図１に示す第一着磁器１０、第二着磁器２０、第三着磁器３０、及び第四着磁器４０が次のような同極着磁部の機能をもつように制御装置５０が制御を行うことで、実行されることができる。

上記の同極着磁部は、いずれも第一磁性体７１に磁束が向かうように、径方向に対向する第一着磁ヨーク１１と第二着磁ヨーク２１に同極の磁場を発生させる。つまり、同極着磁部は、図１に示すように、第一着磁ヨーク１１において第一磁性体７１に磁束が向かうＸ軸－向きの磁場を発生させ、対向する第二着磁ヨーク２１において第一磁性体７１に磁束が向かうＸ軸＋向きの磁場を発生させる。

それと同時に、同極着磁部は、いずれも第三磁性体７３から磁束が離れるように、径方向に対向する第三着磁ヨーク３１と第四着磁ヨーク４１に同極の磁場を発生させる。つまり、同極着磁部は、図１に示すように、第三着磁ヨーク３１において第三磁性体７３から磁束が離れるＸ軸＋向きの磁場を発生させ、対向する第四着磁ヨーク４１において第三磁性体７３に磁束向かうＸ軸－向きの磁場を発生させる。

同極着磁部は、このようにして同極の磁場を発生させることで、図１に示すように第二磁性体７２の位置においてＹ軸＋向きの磁場を発生させて、第二磁性体７２をその向きに着磁させる。

次に、このような同極着磁工程の次に実行される異極着磁工程について、図２に基づき説明する。異極着磁工程は、図２に示す第一着磁器１０、第二着磁器２０、第三着磁器３０、及び第四着磁器４０が次のような異極着磁部の機能をもつように制御装置５０が制御を行うことで、実行されることができる。

上記の異極着磁部は、着磁前の第一磁性体７１を介して径方向に対向する第一着磁ヨーク１１と第二着磁ヨーク２１に異極の磁場を発生させる。つまり、異極着磁部は、図２に示すように、第一着磁ヨーク１１において第一磁性体７１に磁束が向かうＸ軸－向きの磁場を発生させ、対向する第二着磁ヨーク２１において第一磁性体７１から磁束が離れるＸ軸－向きの磁場を発生させる。これにより、異極着磁部は、図２に示すように第一磁性体７１の位置においてＸ軸－向きの磁場を発生させて、第一磁性体７１をその向きに着磁させる。

また、異極着磁部は、このような磁場の発生と同時に、着磁前の第三磁性体７３を介して径方向に対向する第三着磁ヨーク３１と第四着磁ヨーク４１に異極の磁場を発生させる。つまり、異極着磁部は、図２に示すように、第三着磁ヨーク３１において第三磁性体７３から磁束が離れるＸ軸＋向きの磁場を発生させ、対向する第四着磁ヨーク４１において第三磁性体７３に磁束が向かうＸ軸＋向きの磁場を発生させる。これにより、異極着磁部は、図２に示すように第三磁性体７３の位置においてＸ軸＋向きの磁場を発生させて、第三磁性体７３その向きに着磁させる。

特に、異極着磁部は、図２に破線矢印の長さの違いで示すように、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする。このような制御は、制御装置５０が、第一着磁器１０及び第二着磁器２０において互いに異極の磁場を発生させるように制御するとともに、例えば制御装置５０の制御及び第一磁性体７１や第三磁性体７３に対する各着磁ヨークの配置などにより、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする。

なお、着磁前の第一磁性体７１、着磁前の第三磁性体７３に対して異極着磁工程がなされることを説明しているが、同極着磁工程において誤差等により若干の着磁がなされることを排除するものではない。

次に、上記異極着磁部で実行される異極着磁工程において、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする方法の様々な例について説明する。

異極着磁工程において、第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１で発生させる磁場を、第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１で発生させる磁場より大きくすることで、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くすることができる。

第一例として、異極着磁工程においては、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる第一コイル１２及び第二コイル２２の巻き数をＸ軸＋向きの磁束を発生させる第三コイル３２及び第四コイル４２の巻き数よりも増やしておくことで、上述のような磁束量の調整ができる。

具体的に説明すると、本実施形態では、同極着磁工程も行うため、例えば第三磁性体７３を挟んで対向する第三コイル３２及び第四コイル４２において、異極着磁工程では同極着磁工程時に比べ電流を流す部分の巻き数を小さくするように制御装置５０がスイッチングすることで、このような磁束量の切り替えが可能となる。あるいは、第一磁性体７１を挟んで対向する第一コイル１２及び第二コイル２２において、異極着磁工程では同極着磁工程時に比べ電流を流す部分の巻き数を大きくするように制御装置５０がスイッチングすることでも、このような磁束量の切り替えが可能となる。無論、これらの例の双方を採用することでも、同極着磁工程と第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くした異極着磁工程を実行することもできる。

第二例として、異極着磁工程においては、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる着磁部の第一コイル１２及び第二コイル２２にかける電流値を、Ｘ軸＋向きの磁束を発生させる着磁部の第三コイル３２及び第四コイル４２にかける電流値よりも大きくしておくことで、上述のような磁束量の調整ができる。

第三例として、異極着磁工程においては、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１の材料を、Ｘ軸＋向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１の材料よりも、磁気性能を高性能として高磁束密度にしておくことで、上述のような磁束量の調整ができる。

なお、第三例では、同極着磁工程において、制御装置５０が各コイル１２，２２，３２，４２に流れる電流の量を同じにしておいても、図１で説明したように第二磁性体７２の位置に磁場が形成できるような配置等の条件があればよいが、そうでない場合にはこれらの電流の量を制御装置５０が調整するとよい。

第一例、第二例、及び第三例では、配置や各コイルの構成などをそのままに、発生させる磁場の調整により第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

また、第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１における第一磁性体７１との間の配置ギャップが、第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１における第三磁性体７３との間の配置ギャップよりも小さくなるように配置することで、異極着磁工程において、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くすることもできる。このような配置ギャップを異ならせる例として、第四例～第六例を挙げる。

第四例として、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１と第一磁性体７１とのＸ軸方向のギャップを、Ｘ軸＋向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１と第三磁性体７３とのＸ軸方向のギャップよりも小さくしておくことでも、上述のような磁束量の調整ができる。

第五例として、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１の幅を、Ｘ軸＋向きの磁束を発生させる着磁部のコアとなる第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１の幅よりも大きくしておくことでも、上述のような磁束量の調整ができる。

第六例として、Ｘ軸－向きの磁束を発生させるための第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１の第一磁性体７１に対するＹ軸方向の位置（Ｙ軸方向のギャップ）を、Ｘ軸＋向きの磁束を発生させるための第三着磁ヨーク３１及び第四着磁ヨーク４１の第三磁性体７３に対するＹ軸方向の位置（Ｙ軸方向のギャップ）より近くしておくことでも、上述のような磁束量の調整ができる。

なお、第四例～第六例では、同極着磁工程において、制御装置５０が各コイル１２，２２，３２，４２に流れる電流の量を同じにしておいても、図１で説明したように第二磁性体７２の位置に磁場が形成できるような配置等の条件があればよいが、そうでない場合にはこれらの電流の量を制御装置５０が調整するとよい。

第四例、第五例、及び第六例では、予め配置の調整を行っておくことにより第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くできるため、容易に磁束量の調整が可能になる。

また、第一例～第六例のうちの複数の例又は全ての例を組み合わせて、磁束量の調整を行うこともできる。

以上に説明したように、本実施の形態では、異極着磁部は、同極着磁部で同極の磁場を発生させた後に、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くするような異極の磁場を発生させる。即ち、同極着磁部は、異極着磁部でのこのような異極の磁場の発生よりも前に同極の磁場を発生させる。

よって、本実施の形態では、第二磁性体７２への磁力を考慮して、第一磁性体７１及び第三磁性体７３にも着磁することができる。より具体的には、本実施の形態では、同極着磁工程で第二磁性体７２に配向した向きに沿うように異極着磁工程を実行することで、第二磁性体７２の磁化低下を抑えることができる。そのため、本実施の形態によれば、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能になる。

換言すれば、本実施の形態では、異極着磁工程の着磁の前に第二磁性体７２を予め着磁することができ且つ第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くできるため、異極着磁工程において第二磁性体７２の磁力を弱めることなく第一磁性体７１と第三磁性体７３とを均等に着磁する調整が容易になる。

ここで、比較例を挙げて本実施の形態の効果について補足説明を行う。
比較例として、図１で例示したように同極着磁工程において第二磁性体７２を着磁させた後に、異極着磁工程において第一磁性体７１及び第三磁性体７３に対し磁場の方向を除き同じ条件で着磁させる例を挙げる。着磁を行う装置において、各着磁部を構成する着磁ヨークやコイルのばらつきや各着磁部に対する各磁性体のギャップのばらつきが生じた場合など、設備能力の誤差が生じる場合があり、着磁させる場合の磁束のバランスが崩れてしまうことがある。この比較例では、磁束バランスの崩れによりＸ軸＋向きの磁束が強くなると、前工程である同極着磁工程でＹ軸＋向きに着磁した第二磁性体７２に反対向きの磁束が発生して、わざわざ着磁した第二磁性体７２の磁力が低下してしまう。

また、他の比較例として、同極着磁工程を実施せずに、一度に第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３に対して強い磁束を流しても各磁性体が必要な磁力をもつように着磁しきれない。

一方で、本実施の形態では、ハルバッハ配列磁石の後着磁を行うに際し、異極着磁工程において、例えばあえてＸ軸＋向きの磁束がＸ軸－向きの磁束に比べて強くなるように設定しておくことで、Ｘ軸＋向きの磁束及びＸ軸－向きの磁束のみならず、Ｙ軸＋向きにも磁束を流させることができる。

これにより、本実施の形態における異極着磁工程では、第一磁性体７１に対するＸ軸－向きの着磁、第三磁性体７３に対するＸ軸＋向きの着磁、及び第二磁性体７２に対するＹ軸＋向きの着磁を促すことができる。よって、本実施の形態における異極着磁工程では、同極着磁工程においてＹ軸方向に着磁された第２磁性体７２に対して、強める方向に磁束が常に流れることになり、仮に比較例で説明したような設備能力の誤差等により同極着磁工程においてＸ軸＋向きの磁束が強くなっていたとしても、第二磁性体７２の磁力を弱めることはない。また、本実施形態では、上記他の比較例のように各磁性体が必要な磁力をもつように着磁しきれないような事象を防ぐことができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２に係る着磁装置の構成例及び着磁方法の一例について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態の着磁装置を用いて磁性体に対して異極着磁工程を実施する様子を示す図である。

図３で例示する本実施の形態に係る着磁装置１ａは、実施の形態１に係る着磁装置１と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。ここで、図３でも図２と同様に、着磁対象の磁性体として第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３を図示したように、着磁装置１ａ及び着磁される磁性体の一部を抽出して簡略化している。

また、図３でも、第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３は、Ｚ軸方向から見て略矩形状であるが、第一磁性体７１、第二磁性体７２、及び第三磁性体７３の形状は、適宜、変更可能である。

図３に示す本実施の形態に係る着磁装置１ａは、実施の形態１の着磁装置１において、同極着磁工程を実行せずに異極着磁工程のみを実行するものである。そのため、着磁装置１ａは、図１及び図２の着磁装置１において、制御装置５０の代わりに、異極着磁工程のみを実行するように制御する制御装置５０ａを備える。制御装置５０と制御装置５０ａとの装置構成自体は同じであってもよいが、少なくとも電源６０の制御を異ならせる。

本実施の形態における着磁工程は、図３に示す第一着磁器１０、第二着磁器２０、第三着磁器３０、及び第四着磁器４０が実施の形態１で説明した異極着磁部の機能をもつように制御装置５０ａが制御を行うことで、実行されることができる。

即ち、上記の異極着磁部は、着磁前の第一磁性体７１を介して径方向に対向する第一着磁ヨーク１１と第二着磁ヨーク２１に異極の磁場を発生させる。つまり、異極着磁部は、図２に示すように、第一着磁ヨーク１１において第一磁性体７１に磁束が向かうＸ軸－向きの磁場を発生させ、対向する第二着磁ヨーク２１において第一磁性体７１から磁束が離れるＸ軸－向きの磁場を発生させる。これにより、異極着磁部は、図３に示すように第一磁性体７１の位置においてＸ軸－向きの磁場を発生させて、第一磁性体７１をその向きに着磁させる。

また、異極着磁部は、このような磁場の発生と同時に、着磁前の第三磁性体７３を介して径方向に対向する第三着磁ヨーク３１と第四着磁ヨーク４１に異極の磁場を発生させる。つまり、異極着磁部は、図２に示すように、第三着磁ヨーク３１において第三磁性体７３から磁束が離れるＸ軸＋向きの磁場を発生させ、対向する第四着磁ヨーク４１において第三磁性体７３に磁束が向かうＸ軸＋向きの磁場を発生させる。これにより、異極着磁部は、図３に示すように第三磁性体７３の位置においてＸ軸＋向きの磁場を発生させて、第三磁性体７３その向きに着磁させる。

特に、異極着磁部は、図３に破線矢印の長さの違いで示すように、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする。このような制御は、制御装置５０ａが、第一着磁器１０及び第二着磁器２０において互いに異極の磁場を発生させるように制御するとともに、例えば制御装置５０ａの制御及び第一磁性体７１や第三磁性体７３に対する各着磁ヨークの配置などにより、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする。

上記異極着磁部で実行される異極着磁工程において、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くする方法も、基本的に実施の形態１で説明した通りである。但し、本実施の形態では、同極着磁工程を実行しないため、実施の形態１における第二磁性体７２における事前の着磁に配慮する必要がなく、異極着磁工程において第二磁性体７２に対しても着磁がなされる。

例えば、第一例では、スイッチングのための機構などは必要なく、単に、Ｘ軸－向きの磁束を発生させる第一コイル１２及び第二コイル２２の巻き数をＸ軸＋向きの磁束を発生させる第三コイル３２及び第四コイル４２の巻き数よりも増やしておくことで、上述のような磁束量の調整ができる。第二例～第六例においても、実施の形態１において同極着磁工程を伴う場合に調整等が必要である場合にも、本実施の形態ではそのような調整等は不要となる。また、本実施の形態でも、第一例～第六例のうちの複数の例又は全ての例を組み合わせて、磁束量の調整を行うこともできる。

以上に説明したように、本実施の形態では、異極着磁部は、第三磁性体７３よりも第一磁性体７１に流れる磁束量の方を多くするような異極の磁場を発生させる。よって、本実施の形態では、第二磁性体７２への着磁も考慮して、第一磁性体７１及び第三磁性体７３に着磁することができる。

具体的には、本実施の形態では、ハルバッハ配列磁石の後着磁を行うに際し、着磁工程において、例えばあえてＸ軸＋向きの磁束がＸ軸－向きの磁束に比べて強くなるように設定しておくことで、Ｘ軸＋向きの磁束及びＸ軸－向きの磁束のみならず、Ｙ軸＋向きにも磁束を流させることができる。つまり、本実施の形態では、第二磁性体７２の位置においてもＹ軸＋向きの磁束が流れやすいように異極着磁工程を実行することができる。

これにより、本実施の形態における着磁工程では、第一磁性体７１に対するＸ軸－向きの着磁、第三磁性体７３に対するＸ軸＋向きの着磁、及び第二磁性体７２に対するＹ軸＋向きの着磁を促すことができ、各磁性体７１～７３に対して確実に着磁したい方向に磁束をかけることができる。よって、本実施の形態における着磁工程では、上記他の比較例のように各磁性体が必要な磁力をもつように着磁しきれないような事象を防ぐことができ、望む磁力をもったハルバッハ配列磁石を容易に形成することが可能になる。

さらに、本実施の形態では、実施の形態１に比べ、同極着磁工程を無くすこと、つまり必要な工程を１つ減らすことができるため、工程に要するコストを低減させることができる。

本開示は上記実施の形態１～２に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施の形態１～２では、ハルバッハ配列磁石を形成するための磁性体の個数は、適宜、変更することができる。なお、第二磁性体は、第一磁性体と第三磁性体との間に複数並んで配列されることもできる。また、着磁対象の複数の磁性体と着磁ヨークとのＸ軸方向のギャップは例示したものに限らず、Ｙ軸方向の配置も例示したものに限らない。一例を挙げると、第一磁性体７１の中心軸と第一着磁ヨーク１１及び第二着磁ヨーク２１の中心軸とが一致している例を挙げているが、これらの軸がずれていても着磁ができればよい。また、上記実施の形態で例示した磁気配向は、一例に過ぎず、適宜、変更することができる。

また、ハルバッハ配列磁石における各磁石の配列は直線状の配列に限らず、インナーロータやアウターロータのように環状に配列されるものに適用されてもよい。また、上記実施の形態で形成されるハルバッハ配列磁石は、ロータ以外にも適用できる。

例えば、上記実施の形態１～２では、Ｙ軸方向、即ち、一軸方向に磁性体を配置しているが、磁性体の配置方向は、一軸方向に限らず、磁性体を予め設定された位置を中心とした円の周方向に配置してもよい。

例えば、上記実施の形態１～２では、いずれも共通の電源及び制御装置を用いたが、各着磁部に対して、個別の電源及び制御装置を用いてもよい。

なお、上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施の形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

１、１ａ 着磁装置
１０ 第一着磁器
１１ 第一着磁ヨーク
１２ 第一コイル
２０ 第二着磁器
２１ 第二着磁ヨーク
２２ 第二コイル
３０ 第三着磁器
３１ 第三着磁ヨーク
３２ 第三コイル
４０ 第四着磁器
４１ 第四着磁ヨーク
４２ 第四コイル
５０、５０ａ 制御装置
６０ 電源
７１ 第一磁性体
７２ 第二磁性体
７３ 第三磁性体

Claims (8)

1. 少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させる着磁方法であって、
   着磁前の前記第一磁性体を介して径方向に対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、着磁前の前記第三磁性体を介して径方向に対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる異極着磁工程を含み、
   前記異極着磁工程において、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   着磁方法。
2. 前記異極着磁工程よりも前に実行する同極着磁工程をさらに含み、
   前記同極着磁工程は、前記第一磁性体に磁束が向かうように前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、前記第三磁性体から磁束が離れるように前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させることで、前記第二磁性体を着磁させる、
   請求項１に記載の着磁方法。
3. 前記異極着磁工程において、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークで発生させる磁場を、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークで発生させる磁場より大きくすることで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   請求項１又は２に記載の着磁方法。
4. 前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークにおける前記第一磁性体との間の配置ギャップが、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークにおける前記第三磁性体との間の配置ギャップよりも小さくなるように配置することで、前記異極着磁工程において、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の着磁方法。
5. 少なくとも第一磁性体、第二磁性体、第三磁性体が並んで配列される複数の磁性体を着磁させる着磁装置であって、
   着磁前の前記第一磁性体を介して径方向に対向する第一着磁ヨークと第二着磁ヨークに異極の磁場を発生させ、着磁前の前記第三磁性体を介して径方向に対向する第三着磁ヨークと第四着磁ヨークに異極の磁場を発生させる異極着磁部を備え、
   前記異極着磁部は、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   着磁装置。
6. 前記第一磁性体に磁束が向かうように前記第一着磁ヨークと前記第二着磁ヨークに同極の磁場を発生させ、前記第三磁性体から磁束が離れるように前記第三着磁ヨークと前記第四着磁ヨークに同極の磁場を発生させることで、前記第二磁性体を着磁させる同極着磁部をさらに備え、
   前記同極着磁部は、前記異極着磁部での異極の磁場の発生よりも前に同極の磁場を発生させる、
   請求項５に記載の着磁装置。
7. 前記異極着磁部は、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークで発生させる磁場を、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークで発生させる磁場より大きくすることで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   請求項５又は６に記載の着磁装置。
8. 前記異極着磁部は、前記第一着磁ヨーク及び前記第二着磁ヨークにおける前記第一磁性体との間の配置ギャップが、前記第三着磁ヨーク及び前記第四着磁ヨークにおける前記第三磁性体との間の配置ギャップよりも小さくなるように配置することで、前記第三磁性体よりも前記第一磁性体に流れる磁束量の方を多くする、
   請求項５～７のいずれか１項に記載の着磁装置。

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