JPH0638459A - 同期電動機のロータ用着磁方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 着磁装置のヨーク歯における着磁磁束の飽和
を緩和し、かつ、同一着磁電圧の印加に応じて着磁電流
値を増加可能にし、同期電動機のロータの各磁極の着磁
量を向上させ、延いては同期電動機のモータ性能の向上
を達成可能な着磁方法と装置とを提供せんとするも 【構成】 ヨーク部（３２）内周面の２つの巻線装填溝
（３６）に多数のターン数を有して装填され、かつ、同
ヨーク部の複数の周方向位置に等間隔で配設した少なく
とも２つの着磁用第１の巻線部（３８）と、同第１の巻
線部（３８）と交互配置でヨーク部（３６）の巻線装填
溝（３６）に少数のターン数を有して装填された少なく
とも２つの第２の補助巻線部（４０）と、ヨーク部（３
２）の内周面の内方に設けられた前記ロータ部材の挿入
着磁室とを設けた同期電動機のロータ用着磁装置とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同期電動機の製造工程
に用いられるロータの着磁装置と、同装置を用いて実施
されるロータの着磁方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】同期電動機の製造、特に、そのロータの
製造過程では、希土類材料等の未着磁状態で所定形状に
形成した被着磁材料片を複数個と同数のヨーク片とをモ
ータ回転軸を成す軸体の周囲に周方向に交互に接着方等
により取着してロータ部材を形成する組立を行い、次い
で、同ロータ部材が有する上記の複数の被着磁材料片を
それぞれ着磁させて永久磁石片とし、同期電動機のロー
タを製造する方法がとられる。つまり、ロータ部材を形
成後に着磁片に着磁させることにより、被着磁材料片と
ヨーク片とを軸体に組み付ける製造工程で磁力作用によ
る作業の困難を回避するようにしている。

【０００３】ここで、従来から用いられる着磁装置は、
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性材料よりなる中
空円筒形状を有したヨーク部材８の内周面に巻線装填溝
９とヨーク歯１０とを形成し、各ヨーク歯１０に巻回し
た着磁巻線１１を巻線装填溝９内に収納し、このとき、
着磁巻線１１に通電することにより形成される磁界よっ
てヨーク部材８の内周面の内方の円筒空間内に挿入した
同期電動機の回転軸２６を有したロータ部材２０の複数
の被着磁片２２を着磁して永久磁石化する構成を有して
いる。

【０００４】このき、図６、図７から明らかなように、
従来の着磁装置においては、ヨーク歯１０に巻回され、
同ヨーク歯１０の両隣の巻線装填溝９、９に収納される
着磁巻線１１は、ロータ部材２０が有する被着磁片２２
の個数に応じて複数組が設けられるが、各組の巻線１１
のターン数は夫々、等数となるように形成されて、これ
らの各組の着磁巻線１１に等しい電流が通電し、ロータ
部材２０の全ての被着磁片２２を等しい磁束流によって
一回の着磁操作で着磁させる方法がとられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の着
磁装置においては、図７に示すように、ヨーク歯１０ａ
に巻回され、巻線装填溝９ａ、９ｂに収納された着磁巻
線１１ａによってロータ部材２０の被着磁片２２を着磁
する過程で、同着磁巻線１１ａにより発生する磁界と、
隣接した着磁巻線１１ｂによる発生磁界とが両巻線１１
ａ、１１ｂの間のヨーク歯１０ｂを通る磁束流を形成す
る。この結果、同ヨーク歯１０ｂを通過する磁路におけ
る磁束密度が高密度化し、磁気飽和を発生して、各着磁
巻線１１ａおよび１１ｂに関しては、あたかも磁気抵抗
が増加したことと等価な現象を呈することによなる。従
って、通電電流に応じた十分な発生磁界を形成できない
事態が発生し、故に、ロータ部材２０の被着磁片２２を
透過する磁束流が通電量に比例した着磁化を達成できな
いと言う欠点がある。

【０００６】また、従来の着磁装置では、各組の着磁巻
線１１のターン数を等数化し、かつ１回の着磁操作でロ
ータ部材２０の被着磁片２２を着磁させるようにしてい
るために、巻線の総延長量が長くなり、電気抵抗値が大
きくなっている。このため、所定の着磁電圧を負荷した
ときの電流値は減少し、結果的には発生磁界が減少して
着磁性能が劣化する欠点を有している。

【０００７】依って、本発明は、上述した従来の同期電
動機のロータ用の着磁方法および装置の欠点を解消し、
ロータ部材の各被着片に対する着磁効果を十分に向上さ
せることを主目的としている。本発明の他の目的は、着
磁電圧の増圧に応じて着磁電流値を増加可能にし、従っ
て、ロータ磁極の着磁量を大幅に向上させ、延いては同
期電動機のモータ性能の向上を達成可能な着磁方法と装
置とを提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の発明目的に鑑み
て、本発明は、着磁装置のヨーク部材のヨーク歯におけ
る磁気飽和の発生を緩和し得る着磁巻線の装填構造を開
発し、着磁電圧の増加に応じて着磁電流を増大化させ、
十分な着磁効率を得るようにするもので、また、着磁操
作を１回の操作でなく、少なくとも２回の着磁操作でロ
ータ部材の全被着磁片を着磁化し、永久磁石片を形成す
るようにしたものである。すなわち、本発明によれば、
複数の被着磁材料片と複数のヨーク片とを回転軸の周囲
に周方向に交互に取着してロータ部材を形成すると共
に、該ロータ部材における前記複数の被着磁材料片をそ
れぞれ着磁させて永久磁石片を形成する同期電動機のロ
ータ用着磁方法において、大きな着磁磁界を発生可能な
少なくとも１対の主着磁巻線と小さな磁界を発生可能な
同数個の対の補助着磁巻線とを環状に交互配置で具備し
た着磁装置内に前記ロータ部材を挿入し、該ロータ部材
の前記複数の被着磁材料片において前記着磁装置の前記
主着磁巻線との対向位置に位置した被着磁片を該主着磁
巻線によって着磁させ、次いで、前記ロータ部材を前記
着磁装置内または外部で回転させて前回着磁されなかっ
た残余の被着磁片を前記主着磁巻線との対向位置に位置
決めし、該残余の被着磁片を着磁させ、このとき、前回
着磁された被着磁片への前記主着磁巻線からの磁束流を
前記補助着磁巻線によって発生する少磁界により阻止す
るようにしたことを特徴とする同期電動機のロータ用着
磁方法が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、複数の被着磁材料
片と複数のヨーク片とを回転軸の周囲に周方向に交互に
取着して形成したロータ部材をにおける前記複数の被着
磁材料片をそれぞれ着磁させて永久磁石片を形成する同
期電動機のロータ用着磁装置において、ヨーク部内周面
に形成された２つの巻線装填溝に多数のターン数を有し
て装填されると共に、該ヨーク部における複数の周方向
位置に等間隔で配設された少なくとも２つの着磁用の第
１の巻線部と、前記着磁用の第１の巻線部と交互配置で
前記ヨーク部の内周面に形成された２つの巻線装填溝に
少数のターン数を有して装填され、前記着磁用の第１の
巻線部による着磁々束が所定の着磁路沿いに流れるよう
に規制する磁界を発生する少なくとも２つの第２の補助
巻線部と、前記ヨーク部の内周面の内方に設けられた前
記ロータ部材の挿入着磁室とを、具備して較正されたこ
とを特徴とする同期電動機のロータ用着磁装置が提供さ
れる。

【００１０】

【作用】上述の構成によると、着磁用の第１の巻線部に
より、ロータ部材の複数の被着磁材料片における半数の
被着磁片を着磁する。このとき、ターン数の少ない第２
の補助巻線部が発生する磁界は、着磁用の第１の巻線部
によって発生する磁界より十分に少ないので、ヨーク歯
における磁束流の飽和が緩和される。従って、着磁用の
第１の巻線部に通電する電流量を増加させて高密度の着
磁磁界を発生させ、着磁効率を増加させることができ
る。

【００１１】次いで、ロータ部材を回転させ、始めに着
磁されなかった残余の被着磁片に対する着磁が再び、着
磁用の第１の巻線部に通電することによって遂行される
が、このとき、第２の補助巻線部は、前回、着磁されて
永久磁石化した被着磁片へ第１の巻線部による着磁磁界
が影響して脱磁作用や減磁作用が発生しないようにして
いるから、着磁効率の向上を得ることができる。また、
着磁用の第１の巻線部に対比して第２の補助巻線部は少
ないターン数に形成されていることから、同第１、第２
の巻線を直列接続した場合にも総延長の長さが従来に比
して短く、故に、電気抵抗が低減されることになり、依
って所定の着磁電圧に対する電気抵抗の低減に応じて着
磁電流が増加し、発生する着磁々界を増加させて、やは
り着磁効率の向上を得ることができる。なお、第１、第
２の巻線部を並列巻線とすることも可能である。以下、
本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、詳細に説明
する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の１実施例による着磁装置の
構成を示す図であり、（ａ）が軸方向から見た端面図、
（ｂ）が側面図、図２が第１回目の着磁作用時における
着磁々界の発生状況を図示した部分断面図、図３は、ロ
ータ部材を回動させて第２回目の着磁作用を遂行する場
合の状態を示した図１の（ａ）と同様の端面図、図４
は、第２回目の着磁作用時の磁界発生状況を示す部分断
面図、図５は本発明の他の実施例に係る着磁装置の構成
を示し、（ａ）は軸方向から見た端面図、（ｂ）が側面
図である。

【００１３】先ず、図１を参照すると、本実施例の着磁
装置３０は、ヨーク部材３２を有し、このヨーク部材３
２自体は、先の図１に示した従来の着磁装置のヨーク部
材８と略同一の構造を有し、磁性材料から成り、ヨーク
歯３４と巻線装填溝３６とが交互に形成された内周面を
有している。ヨーク部材３２には、ターン数の多い着磁
用の第１の巻線部３８とターン数の少ない第２の補助巻
線部４０とが周方向に交互に配設されている。ここで、
着磁用の第１の巻線部３８は１つのヨーク歯３４の周囲
に巻回された着磁巻線が、そのヨーク歯３４の両隣の巻
線装填溝３６、３６内に収納された構造を有し、同様
に、第２の補助巻線部４０の着磁巻線も１つのヨーク歯
３４に巻回され、両隣の巻線収納溝３６、３６内に収納
された構成を有するが、巻線数が前者より後者が大幅に
減数されている。そして、図示例では、着磁用の第１の
巻線部３８を形成する巻線と第２の補助巻線を形成する
巻線とは別々に形成され、従って、両者は並列配線の構
造を有している。従って、夫々の巻線端末は、着磁用の
第１の巻線部３８の巻線における端末が端子４２、４２
に依って形成され、第２の補助巻線部４０の巻線におけ
る端末が端子４４、４４によって形成されている。

【００１４】ここで、ヨーク部材３２の内周面の内側の
円筒空間は、主として希土類の磁気材料から成る被着磁
片２２と珪素鋼板の積層体等の磁性材料から成るヨーク
片２４とをロータ軸を形成する軸体２６の周囲に周方向
に交互に配設し、同軸体２６の外周に固着させた構造を
有した同期電動機の所謂、ラジアルタイプのロータ部材
２０を所定の空隙を介して挿入する着磁領域として形成
されている。

【００１５】図１の（ａ）は、上記被着磁片２２を８個
有したロータ部材２０を着磁装置３０の円筒空間である
上記着磁領域に挿入し、２つの着磁用の第１の巻線部３
８とラジアル方向に対向したロータ部分に配置された４
つの被着磁片２２に対して着磁するときの位置関係を図
示している。すなわち、ここで端子４２、４２から着磁
用の第１の巻線部３８に通電し、かつ、第２の補助巻線
部４０に端子４４、４４から同期して通電した場合、夫
々の巻線部３８、４０では磁界が形成されるが、図２
は、そのようにして発生した磁界の様子を示している。
つまり、第１の巻線部では高密度の磁束流が形成され、
これによって各被着磁片２２は周方向の両端面をＮ極、
Ｓ極にして着磁され、永久磁石化される。このとき、第
２の補助巻線４０により発生する磁界は第１の巻線部３
８により発生する磁界より弱く、従って、両巻線間のヨ
ーク歯３４ａや３４ｃにおける磁束流の磁路において
は、磁気飽和が緩和されている。依って、ヨーク歯３４
ｂの磁路が飽和されるまで、十分な磁界を形成すること
ができる。しかも、第２の補助巻線部４０によって形成
された磁界は、着磁用の第１の巻線部３８により形成さ
れた磁界が、第１回目の着磁対象でない被着磁片２２、
つまり、図２の被着磁片２２ａ、２２ｃに逆磁界を及ぼ
すことがないように着磁々束の磁路を周回状の磁路に規
制する機能を行っている。

【００１６】図３は、図２による着磁操作の終了後に、
ロータ部材２０を着磁装置３０の着磁領域内で矢印Ｒで
示す方向に回動させ、上述した第１回目の着磁操作で着
磁対象とされなかった被着磁片２２に対して再び、着磁
用の第１の巻線部３８によって発生した着磁々界で磁化
する位置に位置決めした状態を示している。なお、ロー
タ部材２０を矢印Ｒ方向に回動するときには、必要に応
じて一旦、同ロータ部材２０を軸方向に着磁装置３０の
着磁領域から引き抜いて領域外部で回動させ、その後
に、再び、着磁領域内に挿入し、未着磁の被着磁片２２
が着磁装置３０の着磁用の第１の巻線部３８と対向する
位置に位置決めするようにしても良い。

【００１７】この第２回目の着磁過程でも、第１の着磁
用巻線部３８に着磁電流を通電すると同時に第２の補助
巻線４０にも同期的に通電が行われて、着磁用の第１の
巻線部３８により発生した着磁用磁界で未着磁の被着磁
片２２を着磁させ、かつ、その着磁用磁界の影響が既に
前回の着磁過程で着磁を完了した被着磁片２２に減磁作
用を与えたり、脱磁作用を与えないように、第２の補助
巻線４０が発生する磁界が上記着磁々界の磁路規制を行
うように作用している。また、着磁用の第１の巻線部３
８により形成した磁束流が軸体２６に漏洩することも阻
止し、磁束流が集中的に着磁対象である被着磁片２２へ
流れるようにする規制効果を発揮している。

【００１８】図４はこのようにして、第２回目の着磁操
作が遂行されている過程における第１、第２の巻線部３
８、４０により形成される磁界による磁束流の流れの様
子を示している。そして、この場合にも第１、第２の巻
線部３８、４０により形成された磁界による磁束流が共
通に流れる磁路をなしているヨーク歯３４の部分では第
２の巻線部４０の発生磁界による磁束密度が小さいこと
から、同ヨーク歯３４を通る磁路における磁気飽和の発
生が緩和され、故に、着磁用の第１の巻線部３８により
形成される磁束密度を可及的に高密度化して着磁効率を
向上させることが可能になる。こうして第１回目および
第２回目の２度による着磁過程を経てロータ部材２０の
被着磁片２２が着磁により永久磁石化され、同期電動機
のロータの製造が完成するのである。

【００１９】図５は本発明の他の実施例として、ロータ
部材２０の有する被着磁片２２の個数が前述の実施例の
８個から１２個に増数され、つまり、極数の多い同期電
動機用のロータを製造する過程に使用して有効な着磁装
置を示している。然しながら、本実施例でも着磁装置３
０を構成する構造要素自体には何ら前実施例と変わりな
い。本実施例では、ロータ部材２０側の極数の増加に応
じて着磁装置３０のヨーク部材３２の内周面側に形成さ
れるヨーク歯３４と巻線装填溝３６の個数を増加させ、
着磁用の第１の巻線部３８を等間隔で３組設け、第２の
補助巻線部４０も第１の巻線部３８の間に配置した構造
で３組設けられている。従って、ロータ部材２０の１２
個の被着磁片１２を、第１回目の着磁操作で半数の６個
を着磁化させ、次いで、第２回目の着磁操作ではロータ
部材２０を回動させて残余の６個の未着磁片２２を着磁
させることができるのである。

【００２０】ここで、本発明では、巻線ターン数の多い
第１の着磁巻線部３８と巻線ターン数の少ない第２の補
助巻線部４０とを設け、それらが交互配置で設けられた
構造を有し、従って、第１、第２の巻線部３８、４０に
よる発生磁界による磁束流が共通に流れるヨーク歯３４
の部分における磁気飽和が緩和される結果として、着磁
用の第１の巻線部３８のターン数を可及的に増数させ、
同じ着磁電圧を同巻線部３８に印加したとき、発生する
磁界を強化することが可能となり、従って、着磁効率を
従来の場合より、格段に向上させることが可能となる。

【００２１】特に、本実施例のように、ヨーク歯３４と
巻線装填溝３６との個数が増数されることに応じて各ヨ
ーク歯３４の断面積は実質的に減少するが、本発明によ
れば、着磁用の第１の巻線部３８のターン数を相対的に
増数して着磁磁界の強化を図ることが可能であり、しか
も第２の補助巻線部４０の発生磁界は、着磁々界の漏洩
や所定の周回磁路からの逸脱を阻止、規制する作用を発
揮するので、多極形のロータ部材２０の着磁も効率良
く、実施することが可能となる。

【００２２】更に、この実施例の場合にも、第１、第２
の巻線部３８、４０の巻線の総延長の長さは、図６に示
した従来の着磁装置における巻線の総延長の長さより、
第２の巻線部４０のターン数が少ないだけ短縮されるか
ら、第１、第２の巻線部３８、４０の巻線を直列配置に
したときには、同じ着磁電圧に対する電気抵抗の低減効
果が得られ、依って、それだけ多量の着磁電流を第１の
着磁用巻線部３８に集中的に流動させ、着磁効率の向上
を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】上述の実施例の説明を介して理解できる
ように、本発明によれば、ヨーク歯と巻線装填溝を内周
面に形成されたヨーク部材と、その巻線装填溝に着磁用
の巻線を備えた着磁装置において、同ヨーク部材のヨー
ク歯における磁気飽和の発生を緩和し得るように第１、
第２の着磁用および補助の２つの巻線部を設けた巻線装
填構造を開発したので、ヨーク歯における磁気飽和を緩
和させることが可能になり、それだけ着磁磁界を強化し
て着磁効率を向上できた。

【００２４】しかも、着磁巻線の総延長長さに比例した
電気抵抗を低減させることが可能になった。故に、同じ
着磁電圧の印加に応じて着磁電流値を増加させ、大きな
着磁々界を第１の着磁用巻線部で発生可能にし、ロータ
部材の被着磁片に十分な着磁効果を付与可能にしたもの
で、着磁効率の向上を得ることが可能となった。また、
着磁操作を１回の操作でなく、少なくとも２回の着磁操
作でロータ部材の全被着磁片を着磁化し、永久磁石片を
形成するようにしたものであるから、ロータ部材の夫々
の被着磁片に無理なく着磁作用を付与し、高密度の着磁
磁束流の流動によって、高着磁効率により、同期電動機
における高回転トルクの発生性能の向上に寄与すること
が可能となる効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による着磁装置の構成を示す
図であり、（ａ）が軸方向から見た端面図、（ｂ）が側
面図である。

【図２】第１回目の着磁作用時における着磁々界の発生
状況を図示した部分断面図である。

【図３】ロータ部材を回動させて第２回目の着磁作用を
遂行する場合の状態を示した図１の（ａ）と同様の端面
図である。

【図４】第２回目の着磁作用時の磁界発生状況を示す部
分断面図である。

【図５】本発明の他の実施例に係る着磁装置の構成を示
し、（ａ）は軸方向から見た端面図、（ｂ）が側面図で
ある。

【図６】従来の着磁装置の構成を示す図であり、（ａ）
が軸方向から見た端面図であり、（ｂ）が側面図であ
る。

【図７】従来の着磁装置によりロータ部材の被着磁片に
着磁作用を与える場合の磁界の発生状態を示した部分断
面図である。

【符号の説明】

２０…ロータ部材 ２２…被着磁片 ２４…ヨーク片 ２６…軸体 ３０…着磁装置 ３２…ヨーク部材 ３４…ヨーク歯 ３６…巻線装填溝 ３８…着磁用の第１の巻線部 ４０…第２の補助巻線部 ４２…端子 ４４…端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の被着磁材料片と複数のヨーク片と
   を回転軸の周囲に周方向に交互に取着してロータ部材を
   形成すると共に、該ロータ部材における前記複数の被着
   磁材料片をそれぞれ着磁させて永久磁石片を形成する同
   期電動機のロータ用着磁方法において、 大きな着磁磁界を発生可能な少なくとも１対の主着磁巻
   線と小さな磁界を発生可能な同数個の対の補助着磁巻線
   とを環状に交互配置で具備した着磁装置内に前記ロータ
   部材を挿入し、 該ロータ部材の前記複数の被着磁材料片において前記着
   磁装置の前記主着磁巻線との対向位置に位置した被着磁
   片を該主着磁巻線によって着磁させ、 次いで、前記ロータ部材を前記着磁装置内または外部で
   回転させて前回着磁されなかった残余の被着磁片を前記
   主着磁巻線との対向位置に位置決めし、 該残余の被着磁片を着磁させ、 このとき、前回着磁された被着磁片への前記主着磁巻線
   からの磁束流を前記補助着磁巻線によって発生する少磁
   界により阻止するようにした、 ことを特徴とする同期電動機のロータ用着磁方法。
2. 【請求項２】 複数の被着磁材料片と複数のヨーク片と
   を回転軸の周囲に周方向に交互に取着して形成したロー
   タ部材をにおける前記複数の被着磁材料片をそれぞれ着
   磁させて永久磁石片を形成する同期電動機のロータ用着
   磁装置において、 ヨーク部内周面に形成された２つの巻線装填溝に多数の
   ターン数を有して装填されると共に、該ヨーク部におけ
   る複数の周方向位置に等間隔で配設された少なくとも２
   つの着磁用の第１の巻線部と、 前記着磁用の第１の巻線部と交互配置で前記ヨーク部の
   内周面に形成された２つの巻線装填溝に少数のターン数
   を有して装填され、前記着磁用の第１の巻線部による着
   磁々束が所定の着磁路沿いに流れるように規制する磁界
   を発生する少なくとも２つの第２の補助巻線部と、 前記ヨーク部の内周面の内方に設けられた前記ロータ部
   材の挿入着磁室とを、具備して構成されたことを特徴と
   する同期電動機のロータ用着磁装置。