JPH0366803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種モータのロータ等に利用される
ラジアル異方性円筒状磁石を着磁する装置に関
し、更に詳しくは、隣り合う磁極部の中間領域を
２分割するように、巻線を中央部から外周側へほ
ぼ一直線状に整列することによつて、滑らかな正
弦波状の磁束分布に着磁できる装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 各種小形モータでは、ロータとしてラジアル
（径方向）異方性を呈する円筒状永久磁石が多用
されている。

このような円筒状磁石を着磁するには、磁石内
径に相当する外径を有する着磁ヨークの外周側に
溝や窪みを設け、それに巻線を収めた着磁装置が
用いられてきた。着磁ヨークの形状に関しては
種々開発されてきた。しかし、このような装置で
着磁した場合には有効磁束密度は十分高いものの
着磁波形が台形波形となり、ロータにしてモータ
に組み込んだ際にコギングトルク（低速回転時に
生じる回転トルクのむら）が増大し、振動や騒音
が大きくなる欠点があつた。

このような欠点を解決できるものとして、着磁
ヨークの外周部に位置する多数の磁極部の形状
を、先端部が半円形状で且つ幅Ｗが下記式で表さ
れるような着磁ヨークを用いる技術が提案されて
いる（特開昭60−167310号公報参照）。

Ｗ＝2π／2n×ｃ×ｄ（mm） 但し、 ｎ：着磁極数 ｃ：定数（＝1/3） ｄ：磁石内径（mm） である。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記のような先端部が半円形状で且つ
所定の幅Ｗをもつ着磁ヨークを使用して着磁装置
を試作し着磁の実験を行つてみたところ、磁束波
形のニユートラル・ゾーンに相当する個所に屈曲
点が現れ、滑らかな正弦波曲線にはならなかつ
た。

本発明の目的は、上記のような従来技術の問題
点を解決し、ほぼ正弦波状の滑らかな磁束密度分
布が得られ、モータに組み込んだ際にコギングト
ルクが減少し、且つ実用上十分な有効磁束量を確
保することができるようなラジアル異方性円筒状
磁石の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］ 本発明は、先端部が丸味を帯びていて円筒状磁
石の内周面に近接し中央部に向かつて同じかもし
くは幅広の複数の磁極部が、中央部から対称的に
突出した形状の着磁ヨークと、各磁極部の周囲に
設けられる巻線とを具備し、該巻線に磁極部先端
部で飽和磁界となる電流を流す構造をなしている
ラジアル異方性円筒状磁石の着磁装置を前提とす
るものである。

そして前記のような目的を達成するため本発明
では、前記巻線は、隣り合う磁極部の中間領域を
２分割するように中央部から外周側へほぼ一直線
状に整列した状態で巻き付けられている構造を有
する。この点が特徴である。

巻線する線材が比較的細い場合には、非磁性の
スペーサ等を用いれば１列あるいは２列程度で整
列させることができる。

［作用］ 巻線に電流を流すと線材に近い部分には強い磁
界が発生するが、ラジアル異方性円筒状磁石に印
加される磁界はトロイダル方向であるためその近
傍は殆ど着磁されない。線材から遠くなるにつれ
て磁界の強さは弱くなるが、磁石にかかる磁界は
ラジアル成分が大きくなり磁化され易くなる。そ
して磁極部の先端は線材から最も遠く離れている
が、磁極が集中するためにラジアル方向の磁界は
最も強く、磁石は最も強く磁化されることにな
る。

このようにして滑らかなほぼ正弦波状の磁束密
度分布を呈するラジアル異方性円筒状磁石が得ら
れる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る着磁装置の一実施例を示
す説明図である。この装置は４極着磁用である。

着磁装置は、ラジアル異方性円筒状磁石１０の
内側に挿入されるものであり、着磁ヨーク１２と
巻線１４等から構成される。

着磁ヨーク１２は、径方向に対称的に突出した
４個の磁極部１６を備え、各磁極部１６は先端部
１６ａを丸味を帯びていて円筒状磁石１０の内周
面に近接し、先端部から中央部に向かつて幅が同
等かもしくは広くなる形状である。

90度毎に突出した磁極部１６の間には、その中
間領域を丁度２分割するように中央部から外周側
へほぼ直線状に巻線１４が整列した状態で巻き付
けられる。使用する線材が細い場合には所望の整
列状態を保ち得るように、磁極部１６の形状に対
応した非磁性スペーサ１８を設け、その非磁性ス
ペーサ１８の中間に溝２０を形成して一列もしく
は２列程度で線材が収まるようにする。

着磁を行うには、このような着磁装置を、着磁
すべきラジアル異方性円筒状磁石１０の内側に挿
入し、外側はバツクヨーク２２（円筒状磁石１０
の外径に相当する磁性リング）で囲つて、巻線１
４に磁極部１６の先端で飽和磁界となるような電
流を流せばよい。

これによつて第２図の矢印で示すような向きに
磁界が形成される。巻線１４に近い部分は強い磁
界が生じるが、円筒状磁石１０にかかる磁界はト
ロイダル方向である。巻線１４から遠くなるにつ
れて磁界の強さは弱くなるが、円筒状磁石１０に
かかる磁界はラジアル成分が大きくなり、磁極部
１６の先端部１６ａで巻線１４から最も離れてい
るが磁極が集中するためラジアル方向の磁界は最
も強くなる。

円筒状磁石１０はラジアル異方性を有するた
め、これらのトロイダル方向あるいはラジアル方
向の磁界が印加された結果、第３図に示すように
磁極部１６の先端では最も強く磁化され、巻線１
４の近傍では殆ど磁化されないような磁束密度分
布となる。このため着磁された円筒状磁石１０は
第４図実線で示すように、その磁束密度分布がほ
ぼ正弦波状の滑らかな曲線となる。それ故、この
円筒状磁石１０をロータとして組み込んだモータ
はコギングトルクが減少し滑らかな回転が得られ
る。

ちなみに従来の着磁装置を使用した実験結果に
よれば、第４図波線で示すように、磁束密度分布
曲線のニユートラル・ゾーン近傍で屈曲点ａが生
じ、滑らかな正弦波状曲線は得られなかつた。

本発明の特徴は、上記実施例の説明から明らか
なように、隣り合う磁極部１４の中間領域を２分
割するようにほぼ一直線状で中央部から外周側に
向けてほぼ一直線状に整列した状態で巻線を設け
る点にある。

本発明において巻数は特に規定されるものでは
なく、通常、数〜数十ターン施されるが、例えば
巻数が少ない場合には一列に並べ、数が多くなつ
た場合には２列程度にする。上記の実施例では巻
線を整列させるため非磁性スペーサを設けている
が、線材として太い断面角形の銅線を使用するよ
うな場合にはスペーサ無しでも所定の巻線位置を
保つたまま組み立てることができる。磁極部の数
は着磁極数に応じて定められる。

また上記の実施例では円筒状磁石１０の外側に
バツクヨーク２２を設けている。このバツクヨー
ク２２は効率の良い着磁のためには有効である
が、必須不可欠のものではない。

［発明の効果］ 本発明は上記のように巻線が隣り合う磁極部の
中間領域を２分割するように中央部から外周側へ
ほぼ一直線状に整列した状態で巻き付けられてい
るから、磁極部の先端が最も強く磁化され巻線の
近傍は殆ど磁化されず、その結果ほぼ正弦波形状
の滑らかな磁束密度分布が得られ、しかも実用上
十分な有効磁束量を確保できる優れた効果があ
る。

従つて、本発明装置で着磁したラジアル異方性
円筒状磁石をロータとしてモータに組み込むと、
コギングトルクが減少し、振動や騒音等が少なく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る着磁装置の一実施例を示
す説明図、第２図はその印加磁界の方向を示す説
明図、第３図は磁界の強さを示す説明図、第４図
は磁束密度分布を示すグラフである。 １０……円筒状磁石、１２……着磁ヨーク、１
４……巻線、１６……磁極部、１８……非磁性ス
ペーサ、２２……バツクヨーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先端部が丸味を帯びていて円筒状磁石の内周
   面に近接し中央部に向かつて同じかもしくは幅広
   となる複数の磁極部が、中央部から対称的に突出
   した形状の着磁ヨークと、各磁極部の周囲に設け
   られる巻線とを具備し、該巻線に磁極部先端で飽
   和磁界となる電流を流す着磁装置において、前記
   巻線は、隣り合う磁極部の中間領域を２分割する
   ように中央部から外周側へほぼ一直線状に整列し
   た状態で巻き付けられていることを特徴とするラ
   ジアル異方性円筒状磁石の着磁装置。