JPH03123006A - 着磁装置 - 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］ 本発明は着磁装置、特に被磁性体を所定のピッチ間隔で
着磁する着磁装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、着磁しようとする磁性体（以下被着磁体と記
す）の表面と相対向するよう形成された着磁ヨークの表
面に、複数のコイル溝を所定ピッチ間隔で並列に設け、
これら各コイル溝内に着磁コイルを収納した着磁装置が
知られている。

この着磁装置は、前記着磁コイルを通電励磁することに
より、被着磁体の表面をコイル溝に対応したピッチ間隔
で着磁することができるため、例えば、モータの回転子
部分の着磁及びその他の用とに広く用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ■しかし、従来の着磁装置は、十分大きな着磁用の磁束
を得ることができないため、着磁のために大きな保持力
を必要とする希土類をフル着磁（着磁率１００）できな
いという問題があった。

例えば、等方性希土類の着磁には、３０〜４５キロエル
ステツドの高起磁力が必要とされる。しかし、従来の着
磁装置では、アンペア・ターン（ＡＴ）を増加しても、
磁気飽和により最大２テスラー程度の磁束密度しか得る
ことができず、前記希土類のフル着磁には用いることが
できないという問題があった。

■また、多極ステッピングモータ等では、良好な動作特
性を得るために、回転子表面を小さいピッチ間隔で着磁
することが好ましい。

しかし、着磁のためには一定値以上のアンペア・ターン
（ＡＴ）を必要とする。このため、従来の着磁装置では
、前記回転子表面を微小ピッチ間隔で着磁することがで
きないという問題があった。

例えば、実開昭６２−４１．０９号にかかる提案では、
その着磁効率を上げるため、着磁ヨークの櫛歯部分に磁
束を集中させる構造となっている。

しかし、前記着磁ヨークを、フェライトなどの磁性材料
を用いて形成しても、約２テスラー程度で磁気回路が飽
和してしまう。このため、前述した希土類を着磁するた
めに必要な３０〜４５キロエネルステツドの高起磁力を
印加しても着磁に必要な高磁束密度を得ることはできな
かった。

さらに、この提案にかかる装置では、そのアンペア・タ
ーンを増やすために、着磁コイルのタン数を増やすか、
大きな電流を通電することが行われる。

しかし、着磁コイルのターン数を増やすと、コイルスペ
ースか大きくなりすぎ、被磁性体を微小ピッチで着磁す
ることができない。

また、着磁コイルのターン数を減らし、コイルに大電流
を通電しようとすると、電流容量の大きい大断面の導線
を必要とするため、いずれにしても微小ピッチ間隔て着
磁を行なうことができなかった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、着磁のために大きな保磁力を必要と
する磁性体から成る被着磁体を良好に着磁することがで
き、しかも必要に応じてこの被着磁体を従来できなかっ
た微小ピッチ間隔で着磁することができる着磁装置を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明は、 被着磁体の表面と相対向するよう複数のコイル溝が所定
ピッチ間隔で並列に設けられた着磁ヨークと、 前記各コイル溝内に収納された着磁用超伝導コイルと、
前記着磁ヨークの外周に、磁束の漏れを防止するよう設
けられたシール用超伝導部材と、前記着磁ヨークの櫛歯
間における磁気回路の短絡を防止するよう各コイル溝の
開口側に設けられた短絡防止用超伝導部材と、 を含み、前記被着磁体を所定のピッチ間隔て着磁するこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明では、着磁用コイルが電気抵抗０の超伝導コイル
として形成されている。従って、着磁の際に微小電圧を
印加することにより、この超伝導コイルには相等量の大
電流が流れ、大きな磁束を発生することができる。

特に、前記超伝導コイルは、その電気抵抗が０になるた
め、小さな断面積のものでも大電流を流ずことができ、
これを収納するコイル溝を微小ピッチ間隔で形成するこ
とができる。

そして、超伝導コイルの通電により発生した磁束は、磁
気ヨークと被着磁体とによって形成された磁気回路内を
流れ、被着磁体を着磁することになる。

このとき、着磁ヨークの外周は、シール用超伝導部材に
より覆われている。このため、超伝導現象の一つである
マイスナー効果により、着磁ヨク外周から外部への磁束
の漏れが防止され、高磁束密度の強い磁束を得ることが
できる。

そして、この強い磁束は、着磁ヨークから、被着磁体の
表面と対向する櫛歯部分を介して被着磁体内を通り、再
度櫛歯部分を介して着磁ヨーク内へ戻るという磁気回路
内を通ることになる。

このとき、本発明では、各コイル溝の開口側に短絡防止
用の超伝導部材を設け、そのマイスナー効果により、相
隣接する櫛歯間の磁気的な短絡を防止している。しかも
、短絡防止用超伝導部材は、櫛歯から被着磁部材へ磁束
を略垂直に侵入させるガイドとしても機能する。

これにより、超伝導コイルの通電により発生した強い磁
束の大部分は、着磁ヨーク、櫛歯及び被着磁体によって
構成される磁気回路内を流れ、被着磁体を効果的にフル
着磁することができる。

特に、本発明によれは、超伝導コイルの通電により発生
した強い磁束の大部分を被着磁体の着磁に用いることが
できるため、等方性希土類など、着磁のために大きな保
持力を必要とする被着磁体をも良好にフル着磁すること
ができる。

これに加えて、本発明によれば、断面積が小さい超伝導
コイルに大きな電流を通電できるため、着磁ヨークのコ
イル溝間隔を必要に応じて微小ピッチに設定することが
できる。これにより、被着磁体、例えば多極ステッピン
グモータの回転子を微小ピッチ間隔で良好に着磁するこ
とができる。

とりわけ、本発明によれば被着磁体として希土類なとの
磁性体を用いた場合でも、これを微小ピッチ間隔で良好
にフル着磁することができ、優れた特性を有する磁石を
形成することができる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を、多極ステッピングモータ
の回転子を着磁する場合を例にとり詳細に説明する。

第２図には、本発明にかかる着磁装置の概略斜視図が示
されている。実施例の着磁装置は、はぼ円筒形状に形成
され、図中矢印で示す方向から多極ステッピングモータ
の回転子部分を挿入し、この回転子の表面を微小ピッチ
間隔で着磁するよう構成されている。

第１図には、第２図に示す破線１００で囲まれた部分の
拡大断面図が示されている。

実施例の着磁装置には、着磁対象となる回転子１０の表
面と相対向するよう着磁ヨーク２０が円筒形状に形成さ
れ、この着磁ヨーク２０の内表面には、着磁ピッチ間隔
Ｐに合わせて複数のコイル溝２２が平行に設けられ−Ｃ
いる。

前記コイル溝２２内には、着磁用の超伝導コイル２４が
、第３図に示すよう１／２ターンずつ収納されており、
この超伝導コイル２４の両端は電源２６に接続されてい
る。

また、前記コイル溝２２の開口端側は、コイル２４を押
さえるようにして短絡防止用超伝導部材２８が取り付け
られ、そのマイスナー効果を利用して、相隣接する櫛歯
３０，３０の間での磁気回路の短絡を防止している。そ
して、この超伝導部材２８よりその開口端側が閉塞され
たコイル溝２２内には、例えば液化窒素などの冷媒３２
が充填されている。

円筒形状に形成された着磁ヨーク２０の外周面には、磁
束の漏れを防止するようにシール用超伝導部材３４が設
けられている。この超伝導部材３４は、図示しない冷媒
により冷却され、良好な超伝導状態を維持するよう形成
されている。

また、着磁ヨーク２０の内周面には、アルミニウムなど
の非磁性体を用いて形成された筒型熱絶縁体３６が取り
付けられており、この熱絶縁体３６と着磁ヨーク２０と
の間には液化窒素などの冷媒３８が充填されている。

なお、本実施例において、前記各超伝導材２８゜３４は
必要に応じて各種の超伝導材を用いて形成することがで
き、例えば、金属超伝導材料、酸化物超伝導材料、常温
超伝導材料なとのいずれを用いてもよい。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作用を説明す
る。

実施例の装置では、着磁用コイル２４が超伝導コイルと
して形成されているため、断面積の小さなコイルであっ
ても発熱することがなく大電流を流すことができる。従
って、第３図に示すよう各コイル溝２２に１／２ターン
の超伝導コイル２４しか収納されていない場合でも、電
源２６を用いてコイル２４に微小電圧を印加するのみで
大電流を通電し、超伝導コイル２４の周囲に大きな磁束
を発生させることができる。

特に、本発明では、シール用超伝導部材３４のマイスナ
ー効果により、発生した磁束は着磁ヨーク２０の外周面
から外部へ漏れることが防止されるため、得られる磁束
は、高磁束密度の強い磁束となる。このとき、相隣接す
る櫛歯３０間において磁気回路が短絡することも考えら
れるが、不発　０ 明では、この部分に短絡防止用超伝導部材２８が設けら
れ、そのマイスナー効果により磁気回路の短絡が防止さ
れている。

従って、発生した強い磁束の大部分は、第１図において
矢印で示すよう、櫛歯３０から回転子１０内を通り再度
隣接する櫛歯３０内へ通るという磁気回路内を流れる。

このため、着磁の際に、回転子１０の表面に極めて高い
磁束密度を得ることができる。しかも短絡防止用超伝導
部材２８のガイド作用により、櫛歯３０を通る磁束は、
回転子１０の表面に垂直に鎖交し、その内部まで入り込
み、回転子１０に対する良好な多極高磁束密度着磁を実
現することができる。

従って、本実施例の着磁装置を用いることにより、回転
子１０が等方性希土類なとの磁気材料を用いて形成され
ている場合でも、この回転子１０の表面を微小ピッチ間
隔Ｐでフル着磁し、良好な特性を有する多極ステッピン
グモータを得ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるもので１ はなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能
である。

例えば、前記実施例においては、ステッピングモータの
回転子部分を着磁する場合を例にとり説明したが、本発
明はこれに限らず、必要に応じて各種の被着磁体の着磁
に用いることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、着磁のために強い磁束を必要とする被
着磁体の着磁、特に希土類などの着磁を確実に行なうこ
とができる着磁装置を提供することができるという効果
がある。

また、本発明によれば、必要に応じて着磁用コイルを微
小ピッチ間隔で配置することができるため、被着磁体の
着磁を従来に比べより小さなピッチ間隔で行なうことが
でき、例えば多極ステッピングモータの回転子を微小ピ
ッチ間隔で多極高磁束密度着磁する場合に極めて効果的
なものとなる。

とりわけ、本発明の着磁装置を用いることにより、従来
不可能であった希土類などで構成された被着磁体を、微
小ピッチ間隔で多極高磁束密度着］−２ 磁することが可能となり、例えば希土類等で構成された
回転子を微小ピッチ間隔で着磁し、より高性能なモータ
、発電機を得る上で極めて効果的なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる着磁装置の好適な実施例の要
部を示す断面説明図、 第２図は、本実施例の概略外観図、 第３図は、第２図で示すコイル溝内に設けられた超伝導
コイルの回路構成の説明図である。 ０ ０ ２ ４ ８ ４ 被着磁体としての回転子、 着磁ヨーク、 コイル溝、 着磁用超伝導コイル、 短絡防止用超伝導部材、 シール用超伝導部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被着磁体の表面と相対向するよう複数のコイル溝
   が所定ピッチ間隔で並列に設けられた着磁ヨークと、 前記各コイル溝内に収納された着磁用超伝導コイルと、 前記着磁ヨークの外周に、磁束の漏れを防止するよう設
   けられたシール用超伝導部材と、 前記着磁ヨークの櫛歯間における磁気回路の短絡を防止
   するよう各コイル溝の開口側に設けられた短絡防止用超
   伝導部材と、 を含み、前記被着磁体を所定のピッチ間隔で着磁するこ
   とを特徴とする着磁装置。