JP2871385B2 - 着磁ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は着磁ヘッドに関する。更
に詳述すると、本発明は、モータのロータマグネットな
どの着磁に用いる着磁ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータのロータマグネット
の着磁などで使用されている従来の着磁ヘッドは、内方
へ向けて突出する一定ピッチの着磁極を有する円筒形の
ヨークと、このヨークの各着磁極に巻回された着磁コイ
ルとから構成されている。着磁コイルは、銅線にポリイ
ミド（ＰＩ）等の絶縁チューブを被せたものが一般に使
用され、ヨークの着磁極と着磁極との間の縦方向の溝を
利用して１本の線が引き回され順次着磁極に巻き付けら
れている。

【０００３】一方、昨今の回転電機の小型化の要求は、
それらに使用される永久磁石を強力で尚かつ小さいもの
としている。これに伴い、着磁ヘッドのヨークも小さく
なる。そして、そこに多極着磁するので、着磁コイルを
通す溝（内方に突出した着磁極と着磁極との間）の間隔
が狭くなってしまい、従来のＰＩ絶縁被覆の銅線では１
本線で引き回すことを物理的に困難なものとしている。

【０００４】そこで、この対応策としては、銅線を細く
して柔らかく引き回し易いにようにするか、図５に示す
ようにＵ字形の銅線１０１を着磁極１０２を跨ぐように
ヨーク１０３の縦溝１０４に通し、反対側をジョイント
１０５例えばはんだで連結することによって１本の着磁
コイルを形成することが考えられる。着磁コイルは、エ
ポキシ樹脂（図示省略）の塗布によりヨーク及びコイル
間で固定される。尚、図中の符号１０６はＰＩ絶縁被覆
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅線を
必要以上に細くすると、導体占積率の低下によって流せ
る電流が大きくできない問題を伴う。このため、磁石材
料として希土類系のものを採用する場合には完全な着磁
ができず、それら磁石材料が有する本来の磁石特性を発
揮させ得ないことが考えられる。

【０００６】また、銅線を細くせずにＵ形にして連結す
る構造の場合、導体占積率の関係では大きな電流を流す
ことはできるが、着磁コイル間隔が狭まっているので着
磁時にコイルに流れる電流によりコイル間に大きな反発
力が生じて連結部のエポキシ樹脂やはんだを破壊し、コ
イルの断線や短絡を招く虞がある。

【０００７】更に、ポリイミドチューブで絶縁を被覆し
た着磁コイルを使用する場合、着磁コイルの折り返し部
の曲率半径が小さくなると絶縁用のポリイミドチューブ
にひび割れが発生して絶縁破壊を生じさせることから、
着磁極と着磁極との間の溝ピッチの狭小化には対応困難
である。即ち、多極着磁のままヨークを小型化すること
を困難にしてしまう。

【０００８】そこで、本発明は、ヨークの小型化が容易
であり、かつ着磁能力の高い着磁ヘッドを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、着磁形状に相当する複数の着磁極を有す
るヨークと、着磁極に巻かれた着磁コイルとからなる着
磁ヘッドにおいて、ヨークの各着磁極間に形成される縦
溝とこの縦溝の間を着磁極の一端で交互に連通させる横
溝とを設け、上記縦溝及び横溝の表面にヨークと着磁コ
イルとを絶縁するための絶縁皮膜を形成する一方、これ
ら縦溝及び横溝に溶解した導体を流し込み着磁コイルを
形成するようにしている。そして、導体には好ましくは
銀が用いられる。また、絶縁皮膜の材料としてはセラミ
ック材料またはセラミックを含むものを使用することが
好ましい。

【００１０】

【作用】したがって、着磁極の周りの縦溝と横溝に流し
込まれた導体は、ヨークの着磁極に沿って隙間なく充填
され、１本の連続した着磁コイルを形成する。この着磁
コイルは、縦溝並びにこれら縦溝を連通する横溝を埋め
つくすため、占積率が高まると共にヨークで完全に囲繞
されて保持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。尚、本実施例はステッピングモ
ーターのローターの着磁に使用される着磁ヘッドに適用
したものである。

【００１２】まず、図１及び図２に本発明の着磁ヘッド
の一実施例を示す。この着磁ヘッドは、着磁形状に相当
する複数の着磁極３，…，３を有するヨーク１と、この
ヨーク１の着磁極３に巻かれた着磁コイル２とから構成
されている。ヨーク１は、その内方に若干の隙間をあけ
て着磁しようとするローター（磁石材料）１０を挿入し
得る円筒体に形成され、その内周面に内方に向けて突出
する必要数の着磁極３，…，３が設けられて内ば歯車の
ように形成されている。着磁極３，…，３は、ヨーク１
の内周面に一定ピッチで放射方向に縦溝４，…，４を穿
つことによって区画されている。縦溝４，…，４は、例
えば一部が円形でかつ一部が矩形の溝形状を成している
が、これに特に限定されるものではない。また、着磁極
３，…，３の両端には１個置きに交互に横溝５，…，５
が設けられている。つまり、横溝５，…，５は、図４に
示すように着磁極３，…，３の端面１ａ，１ｂにおいて
隣合う２つの縦溝４，４を交互に接続し、蛇行した１条
の波形状の溝を構成している。尚、図１にはヨーク１と
着磁コイル２のみが示され、リード線等の図示は省略さ
れている。

【００１３】ヨーク１の縦溝４，…，４および横溝５，
…，５の表面にはヨーク１と着磁コイル２とを絶縁する
ための絶縁皮膜６が形成されている。絶縁皮膜６は、例
えば図２に示すように、少なくとも着磁コイル２と接触
する面に形成されている。絶縁皮膜６は、溶融状態の導
体例えば銀の流し込み時の湯温（１１５０〜１１００
℃）に耐え得るものであることが必要である。このよう
な絶縁皮膜６としては、例えば、セラミックコートある
いはセラメッキ等と呼ばれる電気絶縁性のセラミック皮
膜が好適なものとして挙げられるがこれに特に限定され
るものではない。セラミック皮膜としては酸化クロムを
ベースにしてファインセラミックス粒子を添加強化した
複合セラミック層から成るもの（例えば株式会社東芝製
商品名ＴＯＳＲＩＣ）、あるいは強磁性ヨークにアル
ミメッキを下地として施し、封孔処理した後その上に電
解析出法でセラメッキをかけたもの又絶縁性セラミック
の粉を溶剤と共に塗布し、焼成するものの使用が好まし
い。この手法によって得られた絶縁皮膜は、溝部へ流し
込まれる浴湯の温度（約１，１００℃）に耐え得るもの
である。

【００１４】このように構成されたヨーク１の縦溝４，
…，４及び横溝５，…，５には溶解した導体を流し込む
ことによって着磁コイル２が形成されている。ここで、
ヨーク１への導体の流し込みは例えば次のようにして行
われる。

【００１５】まず、溶解した導体をヨーク１の縦溝４，
…，４と横溝５，…，５に流し込むには、例えば図３に
示すような中子７と底板８を用いてヨーク１の縦溝４と
横溝５を塞ぐことが必要である。中子７は、円柱状をし
ており、外周部に縦溝４，…，４と嵌合する浅い凸起７
ａ，…，７ａが形成されている。この中子７は、凸起７
ａがヨーク１の縦溝４へ若干食い込んで嵌合し、縦溝４
の側面を塞ぐ。勿論、中子７は凸起７ａを有さない平滑
な外周面を有する柱状物であっても良い。また、底板８
は、ヨーク１の底面にあてがわれ縦溝４及び横溝５を塞
ぐものである。本実施例の場合、底板８は、ヨーク１の
底面の全面を被う円板の上に縦溝４および横溝５に若干
食い込む浅い凸起８ａ，８ｂを有している。勿論、底板
８はヨーク１の端面（底面）と接触する平板な板であっ
ても良い。また、１個置きに縦溝４，…，４を連結する
横溝５，…，５のうちの１つが塞がれ、この横溝５への
導体の流れ込みを防ぐことによって１本の帯状の着磁コ
イル２を形成するように構成されている。

【００１６】尚、ヨーク１の横溝５，…，５が図示の如
く１つ置きに形成されず、全ての着磁極の端面に形成さ
れる場合には、横溝５，…，５と嵌合して溝底まで達す
る深さの凸起を１つ置きに設けた底板および蓋板を用意
し、これをあてがって流し込み時には横溝５，…，５を
１つ置きになくすようにしても良い。

【００１７】そこで、ヨーク１に中子７を挿入しかつ底
板８をあてがうことによって、ヨーク１の縦溝４，…，
４及び横溝５，…，５が閉塞され、着磁極３，…，３の
周りを蛇行する１本の連続した溝穴が形成される。この
溝穴へ、溶解した導体を流し込み、１条の着磁コイル２
が形成される。図２の概念図にこの状態を表している。
流し込まれた導体が冷却して硬化した後に、中子７およ
び底板８は取り外される。中子７及び底板８が取り外さ
れた後、露出する着磁コイル２の表面には絶縁性樹脂等
により絶縁処理が施される。尚、本実施例では導体とし
て銀を用いているが、これに特に限定されるものではな
く金、銅などのその他の導体を用いることもできる。ま
た、上記導体にＣｕ（１０％以下）を添加した合金を用
いてもよい。

【００１８】上記の手順によって形成された着磁コイル
２の両端にリード線を接続して着磁ヘッドが完成する。
ヨーク１へは必要に応じて絶縁のための樹脂が塗布され
る。このとき、着磁コイル２の中子７の凸起７ａおよび
底板８の凸起８ａによって若干ヨーク表面から凹んだ部
分ではヨーク１の表面からはみ出るような絶縁皮膜が形
成されることがない。

【００１９】このようにして得られた着磁ヘッドは、着
磁コイル２がヨーク１の縦溝４，…，４及び横溝５，
…，５を隙間なく満たすようにして完全に収納されてお
り、かつ屈曲などによって導体の絶縁被覆が破られるこ
とを考慮する必要がなく最少限の絶縁皮膜で足りること
から、連結箇所のない１本の着磁コイルが最大限の導体
占積率で形成される。このため、着磁ヘッドを多極着磁
のまま小型化しても、着磁コイルの反発力による絶縁破
壊やコイル破損などを起こすことなく大きな電流を着磁
コイル２に流すことができ、希土類（Ｓｍ−Ｃｏ，Ｎｄ
等）系の磁石材料のような保持力の高い磁石材料であっ
ても完全着磁が可能となる。しかも、銅線等を引き回す
場合と異なり溝形状に制限がなく、ヨークの小型化、磁
極間の間隔の狭小化等が容易となる。

【００２０】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施が可能で
ある。例えば、本実施例では円筒形のヨークに適用した
例について主に説明したがこれに特に限定されるもので
はなく、平板形のヨークなどに適用することも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
着磁ヘッドは、ヨークの各着磁極間に形成される縦溝と
この縦溝の間を着磁極の一端で交互に連通させる横溝と
を設け、縦溝及び横溝の表面にヨークと着磁コイルとを
絶縁するための絶縁皮膜を形成する一方、これら縦溝及
び横溝に溶解した導体を流し込み着磁コイルを形成する
ようにしたので、ヨークを小型化して着磁極の間隔を狭
くしても、流し込む導体によって連結箇所のない１本の
着磁コイルが縦溝と横溝とを隙間なく満たすようにして
形成され、導体占積率が極めて高くかつコイル間に働く
反発力による絶縁破壊の虞もなく、大きな電流を流して
保持力の高い磁石材料例えばＳｍ−ＣｏやＮｄ等の希土
類系磁石材料の完全着磁を可能にできる。

【００２２】また、本発明の着磁ヘッドは、銅線等を引
き回す場合と異なり、溝やコイルの形状に制限がなくか
つ絶縁チューブを必要としないことから、ヨークの小型
化、着磁極の間隔の狭小化等が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の着磁ヘッドの一実施例を磁石材料との
関係で示した斜視図である。

【図２】本発明の着磁ヘッドのヨークと着磁コイルとの
関係を概念的に表した模式図である。

【図３】ヨークと鋳型の一例を示した斜視図である。

【図４】本発明の着磁ヘッドのヨークの部分を拡大して
示した斜視図である。

【図５】従来の着磁ヘッドのヨークと着磁コイルとの関
係を概念的に表した模式図である。

【符号の説明】

１ ヨーク ２ 着磁コイル ３ 着磁極 ４ 縦溝 ５ 横溝 ６ 絶縁被覆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保科 哲夫 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地 株式会 社三協精機製作所内 (56)参考文献 特開 平２−249212（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204405（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 13/00 H02K 15/03

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着磁形状に相当する複数の着磁極を有す
   るヨークと、前記着磁極に巻かれた着磁コイルとからな
   る着磁ヘッドにおいて、前記ヨークの各着磁極間に形成
   される縦溝とこの縦溝の間を前記着磁極の一端で交互に
   連通させる横溝とを設け、上記縦溝及び横溝の表面にヨ
   ークと着磁コイルとを絶縁するための絶縁皮膜を形成す
   る一方、これら縦溝及び横溝に溶解した導体を流し込み
   着磁コイルを形成したことを特徴とする着磁ヘッド。
2. 【請求項２】 上記導体は銀であることを特徴とする請
   求項１記載の着磁ヘッド。
3. 【請求項３】 上記絶縁皮膜はセラミックまたはセラミ
   ックを含むものであることを特徴とする請求項１記載の
   着磁ヘッド。