JPH11288813A

JPH11288813A - 永久磁石の着磁方法

Info

Publication number: JPH11288813A
Application number: JP9309698A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kumoi; 將文雲井; Kenichi Watanabe; 健一渡邉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】永久磁石を正弦波着磁する場合、磁束密度強
度が低下することを防いだものである。【解決手段】永久磁石材１１と、着磁ヨーク１３を反
対側に配置した補助ヨーク１２間に空隙１５を設けたも
のである。したがって、空隙１５により、磁石全体の磁
化誘起方向を制御することができ、着磁強度を低下させ
ることなく、波形を正弦波状にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等のアクチ
ュエータに使用される永久磁石の着磁方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の永久磁石の着磁方法は、磁石材を
完全着磁状態にする場合は、着磁磁界を発生するための
着磁コイルが巻回された着磁ヨークと、被着磁品である
永久磁石材を挟んで反対側の位置に磁性体で構成された
補助ヨークを配置していた。上記補助ヨークは、着磁ヨ
ークで発生した着磁磁界を磁石材の深部まで引き込む役
割を果たしており、磁石材の全領域にわたって磁化を誘
起させ、磁石材が持つ最大限のレベルまで着磁すること
が可能となる。

【０００３】すなわち、磁石材を完全着磁状態にするこ
とができるが、この時、上記永久磁石がモータに組まれ
た時にモータの空隙内に発生させる磁束密度は必然的に
台形波または矩形波形状になった。

【０００４】よって、モータの空隙内に発生する磁束密
度波形を正弦波状にしたい場合は、前記補助ヨークを取
り除き、着磁磁界が磁石材の深部まで流れにくくしてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法で磁石材を正弦波着磁する場合、磁石材を部分的に
着磁させることになり、完全着磁した場合と比較して、
永久磁石が発生する磁束量が減少する課題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、正弦波形着磁などの波形制御をしつつ、
完全着磁レベルの強度する永久磁石の着磁方法及び着磁
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、着磁ヨークと補助ヨークとの間に磁石材
を配置し、この磁石材と前記補助ヨークとの間に間隔を
設けた状態で磁石材の着磁を行った永久磁石の着磁方法
である。

【０００８】上記手段によって、磁石材の全領域を最適
な状態に着磁することができ、正弦波形着磁などの波形
制御を行った時の着磁強度の低下を解消することができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために本発
明は、着磁ヨークと補助ヨークとの間に磁石材を配置
し、前記永久磁石と前記補助ヨークとの間に間隔を設け
た磁石材の着磁方法であり、磁束密度を台形波または矩
形波とすることなく、磁石材の着磁を深部まで行うこと
ができる。そして、永久磁石と補助ヨークとの間に空隙
を設けたものでは、空隙長に応じて、着磁コイルにより
発生する着磁磁界の方向を制御することができ、目的と
する方向に磁石材中の磁気モーメントとを誘起させ回転
させる結果、永久磁石と補助ヨークと間の空隙長によ
り、着磁方向と着磁強度をコントロールすることが可能
となる。これにより、正弦波形着磁が実現できる。

【００１０】また、本願着磁方法では、着磁ヨークが有
する着磁コイルと、補助ヨークとの間に磁石材を配置す
るとよい。

【００１１】また、本願着磁方法では、着磁コイル、補
助ヨーク及び磁石材は同軸上に位置するとよい。

【００１２】また、本願着磁方法では、永久磁石と補助
ヨークとの間隔を磁石材の厚さの２倍以上に設定すると
よい。

【００１３】また、本願着磁方法では、磁石材と補助ヨ
ークとの間隔を空隙とするとよい。また、着磁ヨークを
固定する着磁ヨーク台に配設した補助ヨークの位置決め
用ピンにより、磁石材と補助ヨークとの位置決めを行う
ことにより、磁石材と補助ヨークとの間隔を均一にする
ことができ、永久磁石と補助ヨーク間の空隙長を高精度
に決定することができ、ばらつきの無い極めて安定な永
久磁石の着磁が可能である。

【００１４】さらに、着磁ヨークは柱状であり、補助ヨ
ークはリング状であることにより、永久磁石と補助ヨー
ク間の空隙長を高精度に決定することができ、ばらつき
の無い極めて安定な永久磁石の着磁が可能である。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１６】（実施例１）図１，図２は、本発明の第１
の実施例における永久磁石の着磁方法を示したものであ
る。

【００１７】図１，図２において、１１は永久磁石材、
１３は円柱状の着磁ヨークであり、永久磁石材１１は着
磁ヨーク１３と所定の空隙を設けて配置されている。着
磁ヨーク１３は電磁鋼板や純鉄等の磁性材で構成されて
おり、また着磁ヨーク１３には、着磁コイル１４が１タ
ーン以上巻回させた分布巻き方式であり、着磁コイル１
４を着磁電源に接続することで、永久磁石材１１を着磁
させる着磁磁界１６を発生させている。１２はリング状
の補助ヨークであり、電磁鋼板や純鉄等の磁性材で構成
されている。補助ヨーク１２は、永久磁石材１１を介し
て着磁ヨーク１３と反対側に永久磁石材１１とはある一
定の空隙１５を隔てて配置してある。この時の着磁ヨー
ク１３に巻回した着磁コイル１４と、永久磁石材１１
と、補助ヨーク１２は同軸上に位置しており、着磁コイ
ル１４、永久磁石材１１、補助ヨーク１２の順に並んで
いる。

【００１８】以上のように構成された本実施例における
永久磁石の着磁方法について説明する。図３は図２の着
磁磁界１６の流れを計算した磁界解析シミュレーション
結果である。図３によると、空隙１５に応じて、永久磁
石１１の着磁方向が変化していることがわかる。これ
は、空隙１５が大きくなると、着磁磁界１６の方向が着
磁コイルに近いほど中心方向に移動していることに依存
している。その結果、永久磁石１１が着磁ヨーク１３側
の表面に生成する磁束分布は、台形波形状から正弦波形
状に変化することになる。すなわち、上記永久磁石１１
をモータに組み込んだ場合、空隙１５の大きさによりモ
ータのエアギャップ中の磁束密度波形を自由に設計でき
ることになる。

【００１９】また、永久磁石内部の全磁化を最適な方
向、強度に着磁できるので、永久磁石の表面磁束密度波
形を台形波・矩形波以外にした場合、磁束密度の強度を
台形波・矩形波にした時と比べて低下することなく、永
久磁石材固有の性能を最大限利用できる。

【００２０】ちなみに、内径２２mm，厚さ１mmの永久磁
石材１１の空隙長１５を２．５mmにして、永久磁石材１
１を１２極に着磁した場合、モータのエアギャップ中の
磁束密度波形は正弦波形が得られ、この磁束密度波形の
高調波含有率は３％以内であった。

【００２１】上記実施例の記載から明らかなように、本
実施例によれば、永久磁石材と補助ヨークとの間に空隙
を設けたので、永久磁石の表面磁束密度波形を正弦波状
にすることができる。

【００２２】このように、永久磁石材と補助ヨークとの
間に空隙を自由に変動させることにより、永久磁石の表
面磁束密度波形を台形波・矩形波以外に磁束密度波形を
自由に設計できる。なお、永久磁石材と補助ヨークとの
間に空隙を設ける変わりに、樹脂成形材等からなるリン
グ状の間隔支持部材等を永久磁石材や補助ヨークとの間
に介在して、永久磁石と補助ヨークとの間に一定の間隔
を形成してもよい。

【００２３】また、永久磁石内部の全磁化を最適な方
向、強度に着磁できるので、永久磁石の表面磁束密度波
形を台形波・矩形波以外にした場合、磁束密度の強度を
台形波・矩形波にした時と比べて低下することなく、永
久磁石材固有の性能を最大限利用できる効果がある。

【００２４】なお、本発明においては、永久磁石の内周
側を着磁し、永久磁石の外周側と補助ヨークとに空隙を
設けた構成について説明したが、必ずしもこの限りでは
ない。例えば、永久磁石の外周側を着磁し、永久磁石の
内周側と補助ヨークとに空隙を設けた構成でも本発明は
適用できることは言うまでもない。

【００２５】また、永久磁石材はリング形状である必要
はない。例えば、Ｃ型の磁石を複数個用いることで、リ
ング状に配置しても構わない。また、着磁ヨーク及び補
助ヨークは磁性材料であれば特に制約はない。さらに、
着磁ヨーク及び補助ヨークは積層構造でも、非積層構造
でも構わない。

【００２６】また、着磁する極数については、特に制限
はない。（実施例２）図４，図５は、本発明の第２の実施例にお
ける永久磁石の着磁装置を示したものである。

【００２７】図４，図５において、２１は上記補助ヨー
ク１２の設置場所を決定する位置決めピンである。

【００２８】ピン２１は補助ヨーク１２の外周面で受け
るように配置されている。以上のように構成された本実
施例における永久磁石の着磁装置によれば、ピン２１に
より補助ヨーク１２と永久磁石材１１との空隙１５を所
定寸法で実現できる。

【００２９】なお、ピン２１は図６のように補助ヨーク
１２に設けた穴に差し込む構造でかまわない。

【００３０】また、ピン２１の形状は、円筒形が望まし
いが、補助ヨークの位置決めが可能である限り、必ずし
も円筒形に限定するものではない。

【００３１】

【発明の効果】本願請求項１、２、３、４、５記載の発
明は、永久磁石材と補助ヨークとの間に空隙を設けたの
で、永久磁石材の表面磁束密度波形を正弦波状にするこ
とができる。

【００３２】このように、永久磁石材と補助ヨークとの
間に空隙を自由に変動させることにより、永久磁石の表
面磁束密度波形を台形波・矩形波以外に磁束密度波形を
自由に設計できる。

【００３３】また、永久磁石内部の全磁化を最適な方
向、強度に着磁できるので、永久磁石の表面磁束密度波
形を台形波・矩形波以外にした場合、磁束密度の強度を
台形波・矩形波にした時と比べて低下することなく、永
久磁石材固有の性能を最大限利用できる効果がある。

【００３４】また、請求項６記載の発明は、補助ヨーク
の位置決め用のピンを着磁ヨーク台に設けることで、永
久磁石と補助ヨーク間との空隙を高精度にしかも簡易な
構造で実現できる。また、永久磁石と補助ヨーク間との
空隙を均一にできるため、ばらつきの無い極めて安定な
永久磁石の着磁が実現できる。

【００３５】また、請求項７記載の発明によれば、着磁
波形をモータの鉄心形状に応じて自在に設計できるた
め、モータの鉄心形状によって発生するコギングトルク
を容易に低減できたり、モータの巻線での誘起電圧を巻
線に通電される電流波形に対して最適化できるため、ト
ルクリップルの小さい低振動なモータが実現できる。さ
らに、着磁強度を完全着磁時と比べて低下させることな
く、着磁波形を制御できるので高効率なモータを実現で
きる。

【００３６】さらに、請求項８記載の発明の永久磁石
は、実効率が高い正弦波の磁束密度を持つ永久磁石であ
るので、高速、高性能の永久磁石を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す着磁方法を示す図

【図２】同着磁装置の部分拡大図

【図３】同磁界解析シミュレーションにより示す説明図

【図４】本発明の他の実施例を示す着磁方法を示す図

【図５】同着磁装置の部分拡大図

【図６】同着磁装置を示す図

【符号の説明】

１１永久磁石材１２補助ヨーク１３着磁ヨーク１４着磁コイル１５空隙１６着磁磁界２１位置決めピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着磁ヨークと補助ヨークとの間に磁石材
を配置し、この磁石材と前記補助ヨークとの間に間隔を
設けた状態で磁石材の着磁を行った永久磁石の着磁方
法。
【請求項２】着磁ヨークが有する着磁コイルと、補助
ヨークとの間に磁石材を配置した請求項１記載の永久磁
石の着磁方法。
【請求項３】着磁コイル、補助ヨーク及び磁石材は同
軸上に位置する請求項２記載の永久磁石の着磁方法。
【請求項４】磁石材と補助ヨークとの間隔が磁石材の
肉厚の２倍以上である請求項１記載の永久磁石の着磁方
法。
【請求項５】磁石材と補助ヨークとの間隔は空隙であ
る請求項１記載の着磁方法。
【請求項６】着磁ヨークを固定する着磁ヨーク台に配
設した補助ヨークの位置決め用ピンにより、磁石材と補
助ヨークとの位置決めを行った請求項１記載の永久磁石
の着磁方法。
【請求項７】着磁ヨークを固定する着磁ヨーク台に、
補助ヨークの位置決め用ピンを配設した永久磁石の着磁
装置。
【請求項８】請求項１記載の着磁方法で磁石材を着磁
した永久磁石を用いた永久磁石形モータ。