JP4258969B2 - Permanent magnet magnetizing apparatus and magnetizing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石の着磁装置及び着磁方法に関し、特にN極とS極とが交互に現れる複数磁極構造を実現する永久磁石の着磁装置及び着磁方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
永久磁石による複数磁極構造を得る最も単純な方法は、着磁された複数の永久磁石小片を磁化方向が互い違いになるように配列することである。しかしその方法では、製作誤差による磁極ピッチのばらつきが生じやすく、また永久磁石間に働く電磁力のため生産性が悪い。そこで従来より、複数磁極構造に一括着磁する方法が多数提案されており、例えば特開2000−253630公報にて開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の一括着磁の方法では以下のような課題があった。すなわち、図11に示すような従来の着磁装置では、磁極間に巻線を設置するスペースが必要なことから磁極ピッチをあまり狭められず、巻線の線径やターン数もスペースで制約を受けていた。また巻線が永久磁石の近傍に設置されているため、電磁力で巻線が動いたり巻線に渦電流が流れたりする影響が着磁分布に現れやすかった。
【0004】
本発明の目的は、巻線構造が単純でありながら、非常に狭い磁極ピッチで永久磁石を複数磁極構造に一括着磁できる着磁装置及び着磁方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による永久磁石の着磁装置の一つの特徴は、磁性体で形成された着磁ヨークと該着磁ヨークに巻回した巻線とを備えた永久磁石の着磁装置で、前記着磁ヨークは磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、同じく磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、該一方の磁極歯列の第1段の磁極歯と該他方の磁極歯列の第1段の磁極歯とが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列され、同様に該一方の磁極歯列の第2段の磁極歯と該他方の磁極歯列の第2段の磁極歯とが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列されている。このとき前記着磁ヨークの一方及び他方の磁極歯列は、任意の曲線に沿って配列されていてもよい。
【0006】
また本発明による永久磁石の着磁方法は、前記着磁ヨークの前記第1段に属する磁極歯と前記第2段に属する磁極歯との間に永久磁石を挟持して着磁する。あるいは前記一方の磁極歯列と前記他方の磁極歯列との間に永久磁石を挟持して着磁する。
【0007】
上記の着磁装置又は着磁方法を用いて着磁された永久磁石を部品として使用することで、電動機又は発電機又はマグネットカップリングを製造できる。あるいは上記の着磁装置の着磁ヨークを固定子コア又は可動子コアとして使用することで、電動機又は発電機又はマグネットカップリングを製造できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態(実施例1と称する)による永久磁石の着磁装置を示したものである。本着磁装置は、磁性体で形成された着磁ヨーク11と該着磁ヨークの一箇所に環状に巻回した巻線12とを備える。着磁ヨーク11を形成する磁性体としては、一般には鉄が使用されるが、他の材料でもよい。前記着磁ヨーク11は、磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列13と、同じく磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列14とを有し、該一方の磁極歯列の第1段の磁極歯13aと該他方の磁極歯列の第1段の磁極歯14aとが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列され、同様に該一方の磁極歯列の第2段の磁極歯13bと該他方の磁極歯列の第2段の磁極歯14bとが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列されている。それにより、第1段に属する磁極歯13a及び14aと第2段に属する磁極歯13b及び14bとに挟まれた空間には、巻線12に電流を流すことで、第1段の磁極歯から第2段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域と、第2段の磁極歯から第1段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域とが交互に並ぶ。永久磁石21はその空間に挟持され、前記磁場により複数磁極構造に着磁される。着磁された永久磁石21は、次に着磁する永久磁石を挿入すれば自然に射出される。
【0009】
図2は、着磁ヨーク11を部分的に表示した概念図である。矢印は、巻線12に電流を図中に示した向き(×印は紙面奥に向かう向き、黒丸印は紙面手前に向かう向きを示す)に流したときに発生する磁場のおおよその向きを示す。
【0010】
ここで着磁する永久磁石21は、一体成形されたものでもよいし、図3に示すように、未着磁の永久磁石小片22複数個を支持部材23によって連結したものでもよい。
【0011】
また用途に応じて、図4のように着磁ヨーク11に開口部を設け、永久磁石21を該開口部から挿入できるようにしてもよい。
【0012】
図5は、本発明の他の実施形態(実施例2と称する)による永久磁石の着磁装置を示したものである。本実施例の着磁装置は、磁性体で形成された着磁ヨーク11と該着磁ヨークの一箇所に環状に巻回した巻線12とを備える。着磁ヨーク11を形成する磁性体としては、一般には鉄が使用されるが、他の材料でもよい。前記着磁ヨーク11は、磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列13と、同じく磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列14とを有し、該一方の磁極歯列の第1段の磁極歯13aと該他方の磁極歯列の第1段の磁極歯14aとが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列され、同様に該一方の磁極歯列の第2段の磁極歯13bと該他方の磁極歯列の第2段の磁極歯14bとが前記磁極の並ぶ方向に沿って交互に配列されている。それにより、第1段に属する磁極歯13a及び14aと第2段に属する磁極歯13b及び14bとに挟まれた空間には、巻線12に電流を流すことで、第1段の磁極歯から第2段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域と、第2段の磁極歯から第1段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域とが交互に並ぶ。永久磁石21はその空間に挟持され、前記磁場により複数磁極構造に着磁される。実施例1との相違点は、前記着磁ヨーク11が、前記磁極の並ぶ方向に対して略垂直方向に永久磁石21を挿入するのに十分な幅の開口部を有することである。そのため永久磁石21の挿入・射出は、前記磁極の並ぶ方向に行っても前記開口部方向に行ってもよい。
【0013】
図6は、着磁ヨーク11を部分的に表示した概念図である。矢印は、巻線12に電流を図中に示した向き(×印は紙面奥に向かう向き、黒丸印は紙面手前に向かう向きを示す)に流したときに発生する磁場のおおよその向きを示す。
【0014】
ここで着磁する永久磁石21は、一体成形されたものでもよいし、図3に示すように、未着磁の永久磁石小片22複数個を支持部材23によって連結したものでもよい。
【0015】
あるいは図7のように、着磁ヨーク11の一方及び他方の磁極歯列を、任意の曲線に沿って配列することで、その形状の永久磁石の着磁を行うこともできる。図7では曲線が開いているが、閉じた曲線であってもよい。例えば円に沿って磁極歯列を配列すると、図8に示すようなリング状の永久磁石の着磁装置となる。図8では磁極数16となっているが、他の磁極数でも構わない。巻線12の端部は、着磁ヨーク11の隙間から容易に外部に引き出すことが出来る。
【0016】
あるいは図9及び図10のように着磁ヨーク11の一方及び他方の磁極歯列を配列すれば、円盤形状の永久磁石の着磁も可能である。
【0017】
上記の実施例1及び2において着磁された永久磁石21は、電動機又は発電機又はマグネットカップリングの部品として使用できる。あるいはまた、その他の永久磁石応用装置に使用してもよい。
【0018】
さらには、着磁ヨーク11を固定子コア又は可動子コアとして使用して、電動機又は発電機又はマグネットカップリングを製造することも出来る。その場合、全体を組み上げた後に着磁を行うようにしてもよい。あるいは着磁ヨーク11をその他の永久磁石応用装置に使用してもよい。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による永久磁石の着磁装置は、巻線構造が単純であるため巻回しやすく、線径やターン数を大きくすることも容易である。また磁極間に巻線を設置しないため、磁極ピッチを狭めることが出来る。さらに巻線が永久磁石から離れているので、着磁分布は、電磁力で巻線が動いたり巻線に渦電流が流れたりする影響を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による着磁装置の基本構成図。
【図2】本発明の実施例1による着磁装置において、着磁ヨークを部分的に表示した概念図。
【図3】本発明の実施例1及び2において、着磁される永久磁石の一構成図。
【図4】本発明の実施例1の変形案による着磁装置において、着磁ヨークを部分的に表示した概念図。
【図5】本発明の実施例2による着磁装置の基本構成図。
【図6】本発明の実施例2による着磁装置において、着磁ヨークを部分的に表示した概念図。
【図7】本発明の実施例2の第1変形案による着磁装置の基本構成図。
【図8】本発明の実施例2の第1変形案による着磁装置の平面図。
【図9】本発明の実施例2の第2変形案による着磁装置の基本構成図。
【図10】本発明の実施例2の第3変形案による着磁装置の基本構成図。
【図11】従来技術による着磁装置の平面図。
【符号の説明】
11…着磁ヨーク、12…巻線、13,14…磁極歯列、21,22…永久磁石、23…支持部材、C11,C21など…巻線、SG11,SG12など…永久磁石セグメント、P11,P21など…磁極、40…永久磁石。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a permanent magnet magnetizing apparatus and a magnetizing method, and more particularly, to a permanent magnet magnetizing apparatus and a magnetizing method for realizing a multi-pole structure in which N and S poles alternately appear.
[0002]
[Prior art]
The simplest method for obtaining a multi-pole structure with permanent magnets is to arrange a plurality of magnetized pieces of permanent magnet so that their magnetization directions are staggered. However, this method tends to cause variations in the magnetic pole pitch due to manufacturing errors, and the productivity is poor due to the electromagnetic force acting between the permanent magnets. In view of this, a number of methods for collectively magnetizing a plurality of magnetic pole structures have been proposed, for example, as disclosed in JP-A-2000-253630.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional batch magnetization method has the following problems. That is, in the conventional magnetizing apparatus as shown in FIG. 11, the space for installing the winding between the magnetic poles is necessary, so the magnetic pole pitch cannot be reduced so much, and the wire diameter and the number of turns of the winding are limited by the space. I was receiving. In addition, since the winding is installed in the vicinity of the permanent magnet, the influence of the movement of the winding due to electromagnetic force or the eddy current flowing through the winding tends to appear in the magnetization distribution.
[0004]
An object of the present invention is to provide a magnetizing apparatus and a magnetizing method capable of magnetizing a permanent magnet into a plurality of magnetic pole structures with a very narrow magnetic pole pitch while having a simple winding structure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
One feature of the permanent magnet magnetizing device according to the present invention is a permanent magnet magnetizing device comprising a magnetizing yoke formed of a magnetic material and a winding wound around the magnetizing yoke. The yoke has one magnetic pole tooth row arranged in a first stage and a second stage in a direction substantially perpendicular to the direction in which the magnetic poles are arranged, and the first stage and the first stage in a direction substantially perpendicular to the direction in which the magnetic poles are arranged. The other magnetic pole tooth row arranged in two stages, and the first magnetic pole tooth of the one magnetic pole tooth row and the first magnetic pole tooth of the other magnetic pole tooth row Similarly, the second magnetic pole teeth of the one magnetic pole tooth row and the second magnetic pole teeth of the other magnetic pole tooth row are alternately arranged along the magnetic pole arrangement direction. Is arranged. At this time, one and the other magnetic pole teeth of the magnetized yoke may be arranged along an arbitrary curve.
[0006]
In the permanent magnet magnetization method according to the present invention, a permanent magnet is sandwiched and magnetized between the magnetic pole teeth belonging to the first stage and the magnetic pole teeth belonging to the second stage of the magnetizing yoke. Alternatively, a permanent magnet is sandwiched between the one magnetic pole tooth row and the other magnetic pole tooth row to be magnetized.
[0007]
An electric motor, a generator or a magnet coupling can be manufactured by using, as a component, a permanent magnet magnetized using the above-described magnetizing apparatus or magnetizing method. Alternatively, an electric motor, a generator, or a magnet coupling can be manufactured by using the magnetizing yoke of the magnetizing device as a stator core or a mover core.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a permanent magnet magnetizing apparatus according to an embodiment of the present invention (referred to as Example 1). This magnetizing apparatus includes a
[0009]
FIG. 2 is a conceptual diagram partially showing the
[0010]
Here, the magnetized
[0011]
Depending on the application, an opening may be provided in the
[0012]
FIG. 5 shows a permanent magnet magnetizing apparatus according to another embodiment (referred to as Example 2) of the present invention. The magnetizing apparatus of the present embodiment includes a
[0013]
FIG. 6 is a conceptual diagram partially showing the
[0014]
Here, the magnetized
[0015]
Alternatively, as shown in FIG. 7, by arranging one and the other magnetic pole tooth rows of the
[0016]
Alternatively, if one and the other magnetic pole tooth rows of the magnetizing
[0017]
The
[0018]
Furthermore, an electric motor, a generator, or a magnet coupling can be manufactured using the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the permanent magnet magnetizing apparatus according to the present invention is easy to wind because of its simple winding structure, and it is easy to increase the wire diameter and the number of turns. Further, since no winding is provided between the magnetic poles, the magnetic pole pitch can be reduced. Further, since the winding is separated from the permanent magnet, the magnetization distribution is not easily influenced by the movement of the winding or the eddy current flowing through the winding due to the electromagnetic force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a magnetizing apparatus according to
FIG. 2 is a conceptual diagram partially showing a magnetizing yoke in the magnetizing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a permanent magnet that is magnetized in the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram partially showing a magnetizing yoke in a magnetizing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a basic configuration diagram of a magnetizing apparatus according to
FIG. 6 is a conceptual diagram partially showing a magnetizing yoke in a magnetizing apparatus according to
FIG. 7 is a basic configuration diagram of a magnetizing apparatus according to a first modification of
FIG. 8 is a plan view of a magnetizing apparatus according to a first modification of
FIG. 9 is a basic configuration diagram of a magnetizing apparatus according to a second modification of
FIG. 10 is a basic configuration diagram of a magnetizing apparatus according to a third modification of
FIG. 11 is a plan view of a conventional magnetizing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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