JP3601288B2 - 永久磁石型電動機の着磁方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石型電動機の着磁方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁性材からなる固定子コアに装着された巻線への通電により回転磁界を発生する固定子と、その固定子コア内に回転可能に配置され、永久磁石を有する回転子とを備えてなる永久磁石型電動機がよく知られており、省エネルギー化の観点から、たとえば空気調和機用圧縮機の電動機として使用されている。
【０００３】
このような永久磁石型電動機の組立時に回転子を固定子内に嵌挿する場合、回転子の永久磁石が着磁されていると、たとえば、その強力な磁力により回転子が固定子コアの内周面に吸いついて移動不能にロックされることがあり、回転子を固定子内に嵌挿することが困難となる。
【０００４】
このため、従来、磁石を未着磁状態のままで回転子を固定子コアに嵌挿し、その嵌挿後、固定子の巻線に着磁用電圧を印加して磁界を発生させ、その磁界により未着磁の磁石を着磁する方法が採られている。
【０００５】
特に従来の着磁方法では、着磁前に固定子に対して回転子の位置を整合させた後、その位置で回転子の未着磁の磁石が着磁され、永久磁石とされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の着磁方法では、磁束密度分布が均一にならないため、磁性部材を均一に着磁することは困難であった。このため、着磁により永久磁石とされても、部分的に磁力の弱い部分が生じ、電動機の特性向上を妨げる要因となっていた。
【０００７】
この磁力の弱い部分を電動機の特性上必要な磁力とするためには、着磁時に固定子の巻線に流す電流（着磁電流）を大きくする必要がある。しかし、着磁電流が大きくなると、温度上昇が大きくなるとともに、容量の大きな設備が必要となり、大型設備が必要となるという問題点があった。
【０００８】
また、着磁電流が大きくなると固定子の巻線のコイルエンドに作用する電磁的衝撃力が大きくなるため、着磁後にその巻線が変形してしまう。巻線が変形すると、巻線がたとえば回転する回転子などと接触して絶縁が破壊されたり、巻線に接続される端子が破壊されるという問題が生ずる。
【０００９】
特に、大きな着磁エネルギーを必要とする希土類磁石が用いられている場合には、大きな着磁電流が必要となるため、上記問題が顕著となる。
【００１０】
それゆえ、本発明の目的は、小さな着磁電流で強力かつ均一に着磁できる永久磁石型電動機の着磁方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
【００１２】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、磁性部材の着磁時に磁束密度分布に対する回転子の位置が相対的に変えられる。このため、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分でも、回転子の位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。このように回転子の位置を変えることで、磁性部材のすべての部分を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００１３】
磁性部材を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となるとともに、固定子巻線の着磁後による変形を抑制でき、絶縁破壊や端子の破損を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、回転子を固定子に対して回転させる工程を有する。
【００１５】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
【００１６】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、固定子に対して回転子の回転軸方向に回転子を移動させる工程を有する。
【００１７】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、永久磁石型電動機は固定子と回転子とを有するものであり、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、請求項１と同様、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１９】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機を装備したドーム型圧縮機の構成を示す概略断面図であり、図２は永久磁石型電動機の構成を示す上面図であり、図３は図２の矢印Ａ方向から見た１相、１磁極の巻線を示す側面図である。
【００２０】
主に図１を参照して、ドーム１７内の上部には永久磁石型電動機Ｍが配置されており、その下部には圧縮機構ＣＦが配置されている。
【００２１】
永久磁石型電動機Ｍは、固定子４と、その固定子４内に回転可能に配置された回転子７とを備えている。固定子４は、固定子コア１と、巻線３とを有している。固定子コア１は、多数枚の電磁鋼板からなる円環状薄板を軸心方向（ドーム１７の上下方向）に積層して一体化された筒形状を有し、ドーム１７の内壁に装着されている。
【００２２】
主に図２を参照して、固定子コア１の内周面１ａには軸心方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部１ｂが周方向に等間隔をあけて形成されている。巻線３は、この巻線挿入部１ｂに絶縁紙２を介在して嵌挿されたｕ相、ｖ相およびｗ相の３相の固定子巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを有している。
【００２３】
これら３相の巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗは互いに同心円状に配置され、外相巻線３Ｕ、中相巻線３Ｖ、内相巻線３Ｗを構成している。この各相巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗはコイルをループ状に束ねた４つの磁極からなっている。
【００２４】
主に図３を参照して、各相巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗは、固定子コア１の巻線挿入部１ｂから立上がる部分およびその立上がり部間をつなぐ水平部とを有している。
【００２５】
主に図１と図２とを参照して、回転子７は、回転子コア５と、磁石６とを有している。回転子コア５は、固定子コア１の中央空間部にエアギャップを隔てて配設されており、磁性材としての多数枚の電磁鋼板製の円形薄板を軸心方向に積層した筒形状を有している。磁石６は、この回転子コア５の周縁部の磁石挿入部５ａ内に挿入されている。この回転子コア５の中心部にはその軸心方向に貫通する軸挿通孔５ｂが形成されており、その軸挿通孔５ｂにはクランク軸８の上端部が圧入されて固定されている。このクランク軸８を介して永久磁石型電動機Ｍは圧縮機構ＣＦに駆動連結されている。
【００２６】
主に図１を参照して、圧縮機構ＣＦは、たとえば２シリンダ型の回転式圧縮機であり、円盤状の３つのサイドハウジング９、１０、１１と、円環状の２つのローラハウジング１２ａ、１２ｂと、リング状の２つのローラ１４ａ、１４ｂとを有している。
【００２７】
３つのサイドハウジング９、１０、１１は上下方向に並設されており、クランク軸８を軸支している。２つのローラハウジング１２ａ、１２ｂは、各々、サイドハウジング９、１０間と、サイドハウジング１０、１１間とに気密状に挾持されている。クランク軸８は、ローラハウジング１２ａ、１２ｂの各内部空間１５ａ、１５ｂ内に偏心部１３ａ、１３ｂを有している。ローラ１４ａ、１４ｂは、各々、この偏心部１３ａ、１３ｂの外周に嵌められており、ローラハウジング１２ａ、１２ｂの内周面に接触しながら偏心回転可能である。
【００２８】
このローラハウジング１２ａ、１２ｂの内部空間１５ａ、１５ｂにドーム１７の外部から連通するように冷媒吸入部１８ａ、１８ｂが設けられている。この冷媒吸入部１８ａ、１８ｂに通ずるようにドーム１７の外部にアキュムレータ２１が配置されている。また、圧縮機構ＣＦによって高圧に圧縮された冷媒ガスをドーム１７外へ吐出させるための冷媒吐出管１９が永久磁石型電動機Ｍの上方に設けられている。
【００２９】
なお、ドーム１７の上端部外面には、巻線３に電気的に接続され、電源接続部となる端子２０が設けられている。
【００３０】
次に、上記構成の永久磁石型電動機Ｍにおける磁石６の着磁方法について説明する。
【００３１】
まず回転子コア５の磁石挿入部５ａ内に、未着磁の磁石６が挿入固定された後、回転子コア５の軸挿通孔５ｂにクランク軸８の上端部が圧入される。そして、ドーム１７内上部に固定子４が取付け固定される。その固定子４内に、未着磁の磁石６の取付けられた回転子７を嵌挿しながら、クランク軸８の下端部まわりに圧縮機構ＣＦが取付けられるとともにドーム１７内下部に嵌挿される。
【００３２】
この後、回転子７の位置を、固定子４の位置に対して整合させた後、巻線３に着磁電源としてパルス電圧が印加される。これにより、巻線３に着磁電流が流れ、図４の一点鎖線に示すような磁界が発生する。なお、図４の一点鎖線は着磁時の磁束の流れを示している。
【００３３】
この状態から回転子７が固定子４に対して図５に示すように所定角度範囲内で回転させられる。さらに、図４の状態を基準として図５に示す方向と逆方向に所定角度範囲内で回転子７が回転させられる。このようにして未着磁の磁石６の着磁が行なわれ、未着磁の磁石６は永久磁石となる。
【００３４】
従来例では、図４に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させた後は、この位置で未着磁の磁石６が着磁されるだけであった。この場合、磁石６の中央部には磁束線がほぼ垂直に入射するため、この部分では磁束密度が高くなる。しかし、磁石６の両端部Ｒ１、Ｒ２には磁束線が斜めに入射するため、この部分では磁束密度が小さくなる。つまり、磁石６の中央部は強く着磁されるのに比較して、両端部Ｒ１、Ｒ２は中央部ほど強く着磁されない。
【００３５】
これに対して本実施の形態では、上述したように固定子４に対して回転子７が所定角度範囲内で回転させられる。たとえば図４に示す位置で一旦着磁した後に、図５に示す位置に回転子７を回転させれば、磁石６の端部Ｒ２に磁束線がほぼ垂直に入射することになる。このため、この端部Ｒ２での磁束密度が高くなり端部Ｒ２は強く着磁されることになる。この後さらに、回転子７を図５と逆側に所定角度範囲内で回転させれば、端部Ｒ２と同様に端部Ｒ１も中央部と同等の強さで着磁されることになる。
【００３６】
このように着磁時に回転子７の固定子４に対する回転角度を変えることで、磁性部材６の中央部および端部Ｒ１、Ｒ２を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材６全体をむらなく強力に着磁することが可能となる。
【００３７】
本実施の形態では、未着磁の磁石６を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となる。さらに、巻線３の着磁後による変形も抑制できるため、絶縁破壊や端子の破損を防止することもできる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、回転子７を固定子４に対して回転させた場合について説明したが、固定子４に対して回転子７の回転軸方向に回転子７を移動させても上述と同様の効果が得られる。以下、そのことについて実施の形態２にて詳細に説明する。
【００３９】
実施の形態２
図６〜図８は、本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を工程順に示す概略断面図である。本実施の形態における着磁方法では、上述したように回転子７の固定子４に対する移動方向が実施の形態１と異なる。つまり図６に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させて一旦、着磁をした後、図７に示すように回転子７は、その回転軸（クランク軸８）方向に沿って図中上方へ移動させられる。
【００４０】
そして、この後さらに図８に示すように回転子７は、固定子４に対して回転軸方向に沿って図中下方へ移動させられる。このようにして未着磁の磁石６は着磁され、永久磁石となる。
【００４１】
従来例では、図６に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させた後は、この位置で磁石６が着磁されるだけであった。この場合に、着磁時に生ずる磁束のうち、固定子コア１の図中上端および下端では、磁束が回転子７内を通らずにその上方もしくは下方を通過する、いわゆる磁束の漏れが生じてしまう。このため、磁性部材６の上端部Ｒ３および下端部Ｒ４では、磁束密度が低くなり、着磁の程度が弱くなる。
【００４２】
これに対して本実施の形態では、まず図６に示す位置で未着磁の磁石６を一旦着磁した後、図７に示すように回転子７が固定子４に対して図中上方へ移動させられる。これにより、磁石６の下端部Ｒ４が磁束密度の高い領域に位置することになり、この下端部Ｒ４は強力に着磁される。
【００４３】
その後、図８に示すように回転子７が固定子４に対して図中下側へ移動させられる。これにより、磁石６の上端部Ｒ３が磁束密度の高い領域に位置することになり、この上端部Ｒ３は強力に着磁される。
【００４４】
このように本実施の形態においても、着磁時に回転子７を固定子４に対して移動させることで小さい着磁電流で磁石６の回転軸方向の各部を均一かつ強力に着磁することが可能となる。着磁電流を小さくできるため、上述した実施の形態１と同様、温度上昇を抑制でき、かつ小型設備での強力な着磁が可能となり、かつ巻線３の着磁後の変形も抑制できる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態１における回転方向の移動と実施の形態２における回転軸方向の移動とは、各々別個に行なわれてもよく、また組合せて行なわれてもよい。
【００４６】
また、着磁時の固定子４に対する回転子７の移動方向は、上記の回転方向および回転軸方向に限定されるものではなく、いかなる方向であってもよい。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
【００４９】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、磁性部材の着磁時に磁束密度分布に対する回転子の位置が相対的に変えられる。このため、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分でも、回転子の位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。このように回転子の位置を変えることで、磁性部材のすべての部分を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００５０】
磁性部材を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となるとともに、固定子巻線の着磁後による変形を抑制でき、絶縁破壊や端子の破損を防止することができる。
【００５１】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、回転子を固定子に対して回転させる工程を有する。
【００５２】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
【００５３】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、固定子に対して回転子の回転軸方向に回転子を移動させる工程を有する。
【００５４】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、永久磁石型電動機は固定子と回転子とを有するものであり、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、請求項１と同様、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機を装備したドーム型圧縮機の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の構成を示す概略上面図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た１相の巻線の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第１工程図である。
【図５】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第２工程図である。
【図６】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第１工程図である。
【図７】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第２工程図である。
【図８】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第３工程図である。
【符号の説明】
１ 固定子コア
３ 巻線
４ 固定子
５ 回転子コア
６ 磁石
７ 回転子
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石型電動機の着磁方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁性材からなる固定子コアに装着された巻線への通電により回転磁界を発生する固定子と、その固定子コア内に回転可能に配置され、永久磁石を有する回転子とを備えてなる永久磁石型電動機がよく知られており、省エネルギー化の観点から、たとえば空気調和機用圧縮機の電動機として使用されている。
【０００３】
このような永久磁石型電動機の組立時に回転子を固定子内に嵌挿する場合、回転子の永久磁石が着磁されていると、たとえば、その強力な磁力により回転子が固定子コアの内周面に吸いついて移動不能にロックされることがあり、回転子を固定子内に嵌挿することが困難となる。
【０００４】
このため、従来、磁石を未着磁状態のままで回転子を固定子コアに嵌挿し、その嵌挿後、固定子の巻線に着磁用電圧を印加して磁界を発生させ、その磁界により未着磁の磁石を着磁する方法が採られている。
【０００５】
特に従来の着磁方法では、着磁前に固定子に対して回転子の位置を整合させた後、その位置で回転子の未着磁の磁石が着磁され、永久磁石とされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の着磁方法では、磁束密度分布が均一にならないため、磁性部材を均一に着磁することは困難であった。このため、着磁により永久磁石とされても、部分的に磁力の弱い部分が生じ、電動機の特性向上を妨げる要因となっていた。
【０００７】
この磁力の弱い部分を電動機の特性上必要な磁力とするためには、着磁時に固定子の巻線に流す電流（着磁電流）を大きくする必要がある。しかし、着磁電流が大きくなると、温度上昇が大きくなるとともに、容量の大きな設備が必要となり、大型設備が必要となるという問題点があった。
【０００８】
また、着磁電流が大きくなると固定子の巻線のコイルエンドに作用する電磁的衝撃力が大きくなるため、着磁後にその巻線が変形してしまう。巻線が変形すると、巻線がたとえば回転する回転子などと接触して絶縁が破壊されたり、巻線に接続される端子が破壊されるという問題が生ずる。
【０００９】
特に、大きな着磁エネルギーを必要とする希土類磁石が用いられている場合には、大きな着磁電流が必要となるため、上記問題が顕著となる。
【００１０】
それゆえ、本発明の目的は、小さな着磁電流で強力かつ均一に着磁できる永久磁石型電動機の着磁方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
【００１２】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、磁性部材の着磁時に磁束密度分布に対する回転子の位置が相対的に変えられる。このため、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分でも、回転子の位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。このように回転子の位置を変えることで、磁性部材のすべての部分を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００１３】
磁性部材を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となるとともに、固定子巻線の着磁後による変形を抑制でき、絶縁破壊や端子の破損を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、回転子を固定子に対して回転させる工程を有する。
【００１５】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
【００１６】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、固定子に対して回転子の回転軸方向に回転子を移動させる工程を有する。
【００１７】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、永久磁石型電動機は固定子と回転子とを有するものであり、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、請求項１と同様、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１９】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機を装備したドーム型圧縮機の構成を示す概略断面図であり、図２は永久磁石型電動機の構成を示す上面図であり、図３は図２の矢印Ａ方向から見た１相、１磁極の巻線を示す側面図である。
【００２０】
主に図１を参照して、ドーム１７内の上部には永久磁石型電動機Ｍが配置されており、その下部には圧縮機構ＣＦが配置されている。
【００２１】
永久磁石型電動機Ｍは、固定子４と、その固定子４内に回転可能に配置された回転子７とを備えている。固定子４は、固定子コア１と、巻線３とを有している。固定子コア１は、多数枚の電磁鋼板からなる円環状薄板を軸心方向（ドーム１７の上下方向）に積層して一体化された筒形状を有し、ドーム１７の内壁に装着されている。
【００２２】
主に図２を参照して、固定子コア１の内周面１ａには軸心方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部１ｂが周方向に等間隔をあけて形成されている。巻線３は、この巻線挿入部１ｂに絶縁紙２を介在して嵌挿されたｕ相、ｖ相およびｗ相の３相の固定子巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを有している。
【００２３】
これら３相の巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗは互いに同心円状に配置され、外相巻線３Ｕ、中相巻線３Ｖ、内相巻線３Ｗを構成している。この各相巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗはコイルをループ状に束ねた４つの磁極からなっている。
【００２４】
主に図３を参照して、各相巻線３Ｕ、３Ｖ、３Ｗは、固定子コア１の巻線挿入部１ｂから立上がる部分およびその立上がり部間をつなぐ水平部とを有している。
【００２５】
主に図１と図２とを参照して、回転子７は、回転子コア５と、磁石６とを有している。回転子コア５は、固定子コア１の中央空間部にエアギャップを隔てて配設されており、磁性材としての多数枚の電磁鋼板製の円形薄板を軸心方向に積層した筒形状を有している。磁石６は、この回転子コア５の周縁部の磁石挿入部５ａ内に挿入されている。この回転子コア５の中心部にはその軸心方向に貫通する軸挿通孔５ｂが形成されており、その軸挿通孔５ｂにはクランク軸８の上端部が圧入されて固定されている。このクランク軸８を介して永久磁石型電動機Ｍは圧縮機構ＣＦに駆動連結されている。
【００２６】
主に図１を参照して、圧縮機構ＣＦは、たとえば２シリンダ型の回転式圧縮機であり、円盤状の３つのサイドハウジング９、１０、１１と、円環状の２つのローラハウジング１２ａ、１２ｂと、リング状の２つのローラ１４ａ、１４ｂとを有している。
【００２７】
３つのサイドハウジング９、１０、１１は上下方向に並設されており、クランク軸８を軸支している。２つのローラハウジング１２ａ、１２ｂは、各々、サイドハウジング９、１０間と、サイドハウジング１０、１１間とに気密状に挾持されている。クランク軸８は、ローラハウジング１２ａ、１２ｂの各内部空間１５ａ、１５ｂ内に偏心部１３ａ、１３ｂを有している。ローラ１４ａ、１４ｂは、各々、この偏心部１３ａ、１３ｂの外周に嵌められており、ローラハウジング１２ａ、１２ｂの内周面に接触しながら偏心回転可能である。
【００２８】
このローラハウジング１２ａ、１２ｂの内部空間１５ａ、１５ｂにドーム１７の外部から連通するように冷媒吸入部１８ａ、１８ｂが設けられている。この冷媒吸入部１８ａ、１８ｂに通ずるようにドーム１７の外部にアキュムレータ２１が配置されている。また、圧縮機構ＣＦによって高圧に圧縮された冷媒ガスをドーム１７外へ吐出させるための冷媒吐出管１９が永久磁石型電動機Ｍの上方に設けられている。
【００２９】
なお、ドーム１７の上端部外面には、巻線３に電気的に接続され、電源接続部となる端子２０が設けられている。
【００３０】
次に、上記構成の永久磁石型電動機Ｍにおける磁石６の着磁方法について説明する。
【００３１】
まず回転子コア５の磁石挿入部５ａ内に、未着磁の磁石６が挿入固定された後、回転子コア５の軸挿通孔５ｂにクランク軸８の上端部が圧入される。そして、ドーム１７内上部に固定子４が取付け固定される。その固定子４内に、未着磁の磁石６の取付けられた回転子７を嵌挿しながら、クランク軸８の下端部まわりに圧縮機構ＣＦが取付けられるとともにドーム１７内下部に嵌挿される。
【００３２】
この後、回転子７の位置を、固定子４の位置に対して整合させた後、巻線３に着磁電源としてパルス電圧が印加される。これにより、巻線３に着磁電流が流れ、図４の一点鎖線に示すような磁界が発生する。なお、図４の一点鎖線は着磁時の磁束の流れを示している。
【００３３】
この状態から回転子７が固定子４に対して図５に示すように所定角度範囲内で回転させられる。さらに、図４の状態を基準として図５に示す方向と逆方向に所定角度範囲内で回転子７が回転させられる。このようにして未着磁の磁石６の着磁が行なわれ、未着磁の磁石６は永久磁石となる。
【００３４】
従来例では、図４に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させた後は、この位置で未着磁の磁石６が着磁されるだけであった。この場合、磁石６の中央部には磁束線がほぼ垂直に入射するため、この部分では磁束密度が高くなる。しかし、磁石６の両端部Ｒ１、Ｒ２には磁束線が斜めに入射するため、この部分では磁束密度が小さくなる。つまり、磁石６の中央部は強く着磁されるのに比較して、両端部Ｒ１、Ｒ２は中央部ほど強く着磁されない。
【００３５】
これに対して本実施の形態では、上述したように固定子４に対して回転子７が所定角度範囲内で回転させられる。たとえば図４に示す位置で一旦着磁した後に、図５に示す位置に回転子７を回転させれば、磁石６の端部Ｒ２に磁束線がほぼ垂直に入射することになる。このため、この端部Ｒ２での磁束密度が高くなり端部Ｒ２は強く着磁されることになる。この後さらに、回転子７を図５と逆側に所定角度範囲内で回転させれば、端部Ｒ２と同様に端部Ｒ１も中央部と同等の強さで着磁されることになる。
【００３６】
このように着磁時に回転子７の固定子４に対する回転角度を変えることで、磁性部材６の中央部および端部Ｒ１、Ｒ２を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材６全体をむらなく強力に着磁することが可能となる。
【００３７】
本実施の形態では、未着磁の磁石６を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となる。さらに、巻線３の着磁後による変形も抑制できるため、絶縁破壊や端子の破損を防止することもできる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態では、回転子７を固定子４に対して回転させた場合について説明したが、固定子４に対して回転子７の回転軸方向に回転子７を移動させても上述と同様の効果が得られる。以下、そのことについて実施の形態２にて詳細に説明する。
【００３９】
実施の形態２
図６〜図８は、本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を工程順に示す概略断面図である。本実施の形態における着磁方法では、上述したように回転子７の固定子４に対する移動方向が実施の形態１と異なる。つまり図６に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させて一旦、着磁をした後、図７に示すように回転子７は、その回転軸（クランク軸８）方向に沿って図中上方へ移動させられる。
【００４０】
そして、この後さらに図８に示すように回転子７は、固定子４に対して回転軸方向に沿って図中下方へ移動させられる。このようにして未着磁の磁石６は着磁され、永久磁石となる。
【００４１】
従来例では、図６に示すように回転子７の位置を固定子４の位置に整合させた後は、この位置で磁石６が着磁されるだけであった。この場合に、着磁時に生ずる磁束のうち、固定子コア１の図中上端および下端では、磁束が回転子７内を通らずにその上方もしくは下方を通過する、いわゆる磁束の漏れが生じてしまう。このため、磁性部材６の上端部Ｒ３および下端部Ｒ４では、磁束密度が低くなり、着磁の程度が弱くなる。
【００４２】
これに対して本実施の形態では、まず図６に示す位置で未着磁の磁石６を一旦着磁した後、図７に示すように回転子７が固定子４に対して図中上方へ移動させられる。これにより、磁石６の下端部Ｒ４が磁束密度の高い領域に位置することになり、この下端部Ｒ４は強力に着磁される。
【００４３】
その後、図８に示すように回転子７が固定子４に対して図中下側へ移動させられる。これにより、磁石６の上端部Ｒ３が磁束密度の高い領域に位置することになり、この上端部Ｒ３は強力に着磁される。
【００４４】
このように本実施の形態においても、着磁時に回転子７を固定子４に対して移動させることで小さい着磁電流で磁石６の回転軸方向の各部を均一かつ強力に着磁することが可能となる。着磁電流を小さくできるため、上述した実施の形態１と同様、温度上昇を抑制でき、かつ小型設備での強力な着磁が可能となり、かつ巻線３の着磁後の変形も抑制できる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態１における回転方向の移動と実施の形態２における回転軸方向の移動とは、各々別個に行なわれてもよく、また組合せて行なわれてもよい。
【００４６】
また、着磁時の固定子４に対する回転子７の移動方向は、上記の回転方向および回転軸方向に限定されるものではなく、いかなる方向であってもよい。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
【００４９】
請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、磁性部材の着磁時に磁束密度分布に対する回転子の位置が相対的に変えられる。このため、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分でも、回転子の位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。このように回転子の位置を変えることで、磁性部材のすべての部分を万遍なく磁束密度の高い領域に位置させることができ、それにより小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００５０】
磁性部材を均一かつ強力に着磁するのに着磁電流が小さくて済むため、温度上昇は抑制され、かつ小型設備での強力な着磁が可能となるとともに、固定子巻線の着磁後による変形を抑制でき、絶縁破壊や端子の破損を防止することができる。
【００５１】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、回転子を固定子に対して回転させる工程を有する。
【００５２】
請求項２に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
【００５３】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法では、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させる工程は、固定子に対して回転子の回転軸方向に回転子を移動させる工程を有する。
【００５４】
請求項３に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、回転子の回転軸方向における磁性部材の着磁むらを解消することができる。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法は、巻線を有する固定子に対して、磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で磁性部材を着磁して永久磁石とする着磁方法において、永久磁石型電動機は固定子と回転子とを有するものであり、巻線に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させて磁性部材を着磁する。
請求項４に記載の永久磁石型電動機の着磁方法によれば、請求項１と同様、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機を装備したドーム型圧縮機の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の構成を示す概略上面図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た１相の巻線の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第１工程図である。
【図５】本発明の実施の形態１における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第２工程図である。
【図６】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第１工程図である。
【図７】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第２工程図である。
【図８】本発明の実施の形態２における永久磁石型電動機の着磁方法を示す第３工程図である。
【符号の説明】
１ 固定子コア
３ 巻線
４ 固定子
５ 回転子コア
６ 磁石
７ 回転子
Claims (4)
- 巻線（３）を有する固定子（４）に対して、磁性部材（６）を有する回転子（７）を回転可能に配置した状態で前記磁性部材（６）を着磁して永久磁石とする、永久磁石型電動機の着磁方法において、
前記巻線（３）に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、前記磁束密度分布に対する前記回転子（７）の位置を相対的に変化させて前記磁性部材（６）を着磁する、永久磁石型電動機の着磁方法。 - 前記磁束密度分布に対する前記回転子（７）の位置を相対的に変化させる工程は、前記回転子（７）を前記固定子（４）に対して回転させる工程を有する、請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法。
- 前記磁束密度分布に対する前記回転子（７）の位置を相対的に変化させる工程は、前記固定子（４）に対して前記回転子（７）の回転軸方向に前記回転子（７）を移動させる工程を有する、請求項１に記載の永久磁石型電動機の着磁方法。
- 巻線（３）を有する固定子（４）に対して、磁性部材（６）を有する回転子（７）を回転可能に配置した状態で前記磁性部材（６）を着磁して永久磁石とする、永久磁石型電動機の着磁方法において、
前記永久磁石型電動機は前記固定子（４）と前記回転子（７）とを有するものであり、
前記巻線（３）に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、前記磁束密度分布に対する前記回転子（７）の位置を相対的に変化させて前記磁性部材（６）を着磁する、永久磁石型電動機の着磁方法。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6725198A Expired - Lifetime JP3601288B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 永久磁石型電動機の着磁方法 |
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-
1998
- 1998-03-17 JP JP6725198A patent/JP3601288B2/ja not_active Expired - Lifetime
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