JPH0235703A - 着磁装置および着磁方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ステップモータの回転子磁石等に用いられる
永久磁石を作成する着磁装置および着磁方法に関するも
のである。

［従来の技術］ −ｉに、磁性体に直流磁界を作用させて着磁領域と非着
磁領域とが交互に並ぶように着磁する場合に、第１０図
および第１１図に示すように、着磁領域に対向する磁極
面３を有した着磁ヨーク１ａ〜１ｄを用い、この着磁ヨ
ーク１ａ〜１ｄの磁極面３をコイル２で励磁することに
より、磁性体５に直流磁界を作用させている。ヨーク１
ａ〜１ｄの磁極面３は、着磁領域に対応するように分割
されており、隣接するヨーク１ａ〜１ｄ間には隙間が形
成されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来構成では、第１２図に示すように、着磁ヨーク
１ａ〜ｌｄ間の隙間を通して漏洩する磁束が非着磁領域
に対して作用し、非着磁領域にも着磁されることになり
、第１３図に実線で示すように、着磁領域と非着磁領域
の境界が明確にならない（つまり、着磁領域の立ち上が
りが悪い）という問題が発生しなり、非着磁ｆ１域が設
計値よりも小さくなるという問題があった。

一方、着磁領域と非着磁領域の境界を明確にするために
、コイルへの通電電流を変えて着磁の強さを変えること
が考えられ、第１３図に一点鎖線で示すように、着磁領
域の幅を狭する。二とができるが、磁性体が磁気飽和す
る状態までの着磁が行えず、磁束密度が小さくなるとい
う問題が生じる。

ここに、第１３図における実線、破線、−点鎖線は、そ
れぞれ本発明者らが用いた着磁装置において、６０Ｖ、
］５０Ｖ、２００Ｖをコイルに印加したときの着磁分布
を示している。

上記問題を解決するためには、ヨークにおける磁性体と
の対向面積を調節することも考えられるか一磁性体の物
性等により調整量が変化し、また、ヨークを加工するの
は面倒であるから現実的な解決方法とは言えない。

本発明は上述の問題を解決することを目的とするもので
あり、ヨークに加工を施すことなく磁性体が磁気飽和す
る強さで着磁でき、しかも着磁領域と非着磁領域との境
界が明確になるようにした着磁装置および着磁方法を提
供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、Ｊ−記目的を達成するために、磁性体の着
磁領域に対向する磁極面を有する着磁ヨークと、着磁ヨ
ークの磁極面を特定の磁極に励磁するコイルと、隣合う
着磁ヨーク間に配設された導電性材料よりなる漏洩磁束
遮断部材とを備えているのである。

また、着磁領域に対し５て所定の強さで逆極性に着磁し
た後、目的の極性に着磁するようにしてもよい。

［作用］ 上記構成によれば、着磁ヨーク閉に導電性材料よりなる
漏洩磁束遮断部材を配設しているから、一般に不規則に
発生ずる漏洩磁束により漏洩磁束遮断部材内に誘起電流
が流れ、誘起電流の損失により磁性体への漏洩磁束の影
響を減少させることができるのである。

また、着磁領域を予め逆極性に着磁した後に目的の極性
に着磁するようにすれば、非着磁領域に対する着磁領域
の立ち上がりが鋭くなり、境界が明確になるのである。

［実施例１］ 本実施例では、ステップモータに用いる回転子磁石への
着磁について例示するが、必ずしもこれに限定されるも
のではなく、多極に着磁する永久磁石であれば、本発明
の技術思想は適用可能である。

回転子磁石となる磁性体は、フェライト等で円板状に形
成されるから、着磁装置のヨーク１ａ〜１ｄは、第１図
に示すように８円周上において互いにＮ関して配列され
る。また、磁性体を４極に着磁するなめに、ヨーク１ａ
〜１ｄも４個設けられていて、各ヨーク１ａ〜］ｄはそ
れぞれ扇状の磁極面３を有している。第２図に示すよう
に、各ヨーク１ａ〜１ｄには、周方向において隣合うヨ
ーク１ａ〜］、ｄの磁極面３が互いに異極性となるよう
にコイル２が巻装される。隣合う各ヨーク１ａ〜ｌｄ間
には、それぞれ銅のような導電性材料よりなる漏洩磁束
遮断部材４が配設される。このような漏洩磁束遮断部材
４を設けることにより、−漏洩磁束の変化に伴って漏洩
磁束遮断部材４に電流が誘起され、熱エネルギー等の損
失として消費されるから、漏洩磁束の磁性体に対する影
響を低減することができるのである。

漏洩磁束遮断部材４は、厚みや幅を変えれば、第３図お
よび第４図に示すように、磁性体５の着磁領域と非着磁
領域との境界部分の着磁状態を調節することができる。

すなわち、漏洩磁束遮断部材４を、第３図（ａ）に示す
ように、隣会うヨーク１ａ〜ｌｄ間に密着するように配
設すれば、第３図（ｂ）のように、非着磁領域で着磁分
布が波状になり、着磁領域の立ち上がりが急峻になる。

また、第４図（ａ）に示すように、ヨーク１ａ〜１ｄに
対して隙間ができるように漏洩磁束遮断部材４を配設す
れば、第４図（ｂ）のように、非着磁領域の着磁分布が
単調変化になり、着磁領域の立ち上がりが緩くなるので
ある。したがって、所望の着磁分布が得られるように漏
洩磁束遮断部材４の形状を設定すればよいのである。

以上のようにして着磁した永久磁石の特性例を第５図に
示す、第５図中において実線は適正な大きさの漏洩磁束
遮断部材４を用いた場合、破線は漏洩磁束遮断部材４を
用いない場合を示す。また、いずれの場合にもコイル２
への印加電圧は１６０Ｖとした。図より明らかなように
、漏洩磁束遮断部材４を用いることにより、着磁領域の
立ち上がりがよくなった。

［実施例２］ 本実施例では、従来の着磁装置を用いながらも、着磁領
域と非着磁領域との境界が明確になるようにしている。

すなわち、各ヨーク１ａ〜１ｄに巻装されたコイル２に
、正規の着磁を行うときとは逆極性になるように通電し
、磁性体を目的の極性とは逆極性になるように弱く着磁
する６その後、目的の極性で強く着磁するのである。逆
極性の着磁と目的の極性の着磁との比率は、コイル２へ
の印加電圧を調節することで行われる。

このように、まず逆極性、に着磁すると、漏洩磁束によ
り着磁領域と非着磁領域との境界部分や、Ｊｌｌ：着磁
領域にも着磁されることになる。次に目的の極性の着磁
を行う際に、ヨーク１ａ〜１ｄの磁極面３に対向してい
る着磁領域には強い磁界が作用して脱磁され、その後、
目的の極性に着磁されることになるが、非着磁領域や境
界部分では、漏洩磁束による弱い磁界が作用するのみで
あるから、逆極性の着磁強さと目的の極性の着磁強さと
を調節すれば、着磁領域における立ち上がりを急峻にす
ることができるのである。

第６図は逆極性に着磁した後に目的の極性に着磁した例
であって、同図（ａ）はコイル２への印加電圧を８０Ｖ
として逆極性に着磁した後に１５０Ｖで目的の極性に着
磁した場合、同図（ｂ）は６０Ｖで逆極性に１５０Ｖで
目的の極性に着磁した場合、同図（ｃ）は４０Ｖで逆極
性に１５０ｖで目的の極性に着磁した場合をそれぞれ示
す。この図から明らかなように、逆極性の着磁をある程
度強く行っておけば、第６図（、）のように、非着磁領
域に逆極性の磁束が残されるから、着磁領域と非着磁領
域との境界が明確になり、着磁領域の立ち上がりを急峻
にすることができるのである。

第７図は上述した回転子磁石１１を用いたステップモー
タの一例であって、円盤状に形成された回転子磁石１１
を備えた回転子１０と、複数個のステータコイル２１を
有しステータコイル２１を適宜励磁することにより回転
子１０を回転させる固定子２０とをハウジング３０内に
給袋して構成されている。

回転子１０は、回転子磁石１１を回転軸１２に取り付け
て構成され、回転子磁石１１は、周方向に交互に異極の
磁極を有して４極に構成されている。また、回転子磁石
１１は表裏が異極に着磁されている。周方向に並ぶ一方
の磁極は中心角が略５５゛、他方の磁極は中心角が略８
０゛に設定されている。

固定子２０は、回転子の周方向に離間して配設された６
個のステータコイル２１を備え、回転子磁石１１の周方
向に等間隔に離間して６個設けられる（すなわち、６０
°間隔で配設される）。各ステータコイル２１は、それ
ぞれ鉄芯２２に巻線を一巻回して形成されており、鉄芯
２２の一端部に設けられた磁極片２３が回転子磁石１１
に対向するように配置される。

このような構成において、ステータコイル２１をスター
結線やデルタ結線して端子を設け、各端子に対して適宜
方向に通電すれば、回転子磁石１１をステップ駆動する
ことができるのである。

このように構成されたステップモータに対して実施例１
のようにして形成した回転子磁石１１を適用したときの
動作特性の一例を第８図に示す。

図中実線は実施例１に示した装置により着磁した回転子
磁石１１を用いたときのトルク特性であり、規格最小ト
ルク（二点鎖線）を満足する。また、破線のように、従
来の着磁方法による回転子磁石１１では着磁領域の境界
付近で規格最小トルクを満足しない部分が発生したゆ一
方、実施例２の方法で着磁した回転子磁石１１では、第
９図に示すような特性が得られた。ここに、実線、破線
、−点鎖線は、それぞれ第６図（ａ）　（ｂ）　（ｅ）
に対応する特性である。また、二点鎖線は規格最小トル
クを示す。

［発明の効果コ 本発明は上述のように、磁性体の着磁領域に対向する磁
極面を有する着磁ヨークと、着磁ヨークの磁極面を特定
の磁極に励磁するコイルと、隣合う着磁ヨーク間に配設
された導電性材料よりなる漏洩磁束遮断部材とを備えて
いるものであり、着磁ヨーク間に導電性材料よりなる漏
洩磁束遮断部材を配設しているから、一般に不規則に発
生する漏洩磁束により漏洩磁束遮断部材内に誘起電流が
流れ、誘起電流の損失により磁性体への漏洩磁束の影響
を減少させることができる。その結果、着磁領域と非着
磁領域との境界を明確にし、着磁領域の立ち上がり特性
を向上させることができるという利点がある。

また、着磁領域を予め逆極性に着磁した後に目的の極性
に着磁するようにしても、非着磁領域に対する着磁領域
の立ち上がりを鋭くすることができ、境界を明確にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す概略構成図、第２図は
同上の要部側面図、第３図ないし第５図は同上の動作説
明図５第６図は本発明の実施例２を示す動作説明図、第
７図は本発明により製造される永久磁石を用いたステッ
プモータの一例を示す断面図、第８図は実施例１の装置
で着磁した永久磁石を用いたステップモータの特性例を
示す動作説明図、第９図は実施例２の方法で着磁した永
久磁石を用いたステップモータの特性例す動作説明図、
第１０図は本発明に係る着磁装置の概略構成図、第１１
図は同上の概略平面図、第１２図および第１３図はへ同
上の動作説明図である。 １ａ〜１ｄ・・・ヨーク、２・・・コイル、３・・・磁
極面４・・・漏洩磁束遮断部材、５・・・磁性体。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第　　図 第７図 第 ０図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体に対して直流磁界を作用させることにより
   、着磁領域と非着磁領域とを交互に形成する着磁装置に
   おいて、磁性体の着磁領域に対向する磁極面を有する着
   磁ヨークと、着磁ヨークの磁極面を特定の磁極に励磁す
   るコイルと、隣合う着磁ヨーク間に配設された導電性材
   料よりなる漏洩磁束遮断部材とを備えて成ることを特徴
   とする着磁装置。
2. （２）磁性体に対して直流磁界を作用させることにより
   、着磁領域と非着磁領域とを交互に形成する着磁方法に
   おいて、着磁領域に対して所定の強さで逆極性に着磁し
   た後、目的の極性に着磁することを特徴とする着磁方法
   。