JPS63157646A - 電動機の着磁方法 - 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〉 本発明は産業機器、事務機器、家電機器等に使゛用され
る永久磁石を界磁とする電動機に於ける界磁の着磁方法
に係わるものである。

〈従来技術〉 一般に電動機の界磁を製作する場合、界磁となるべき硬
質磁性材料を着磁コイルを備えた着磁装置にセットし、
この着磁コイルに通電することにより硬質磁性材料に着
磁を施して永久磁石化し、この永久磁石を磁性体よりな
るヨークに同着して界磁を形成するものであった。こう
して形成した界磁は、電機子コイルを有する電機子と対
向配置させ、前記界磁と前記電機子の一方を他方に対し
て回転可能となるように両者を電動機ハウジングに組み
込んで電動機を構成するもの゛であった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の手順で製作される電動機の場合、界磁を電動機ハ
ウジングに組み込むまでの工程に於て、永久磁石の有す
る吸引力によって、永久磁石に回転時の障害となり得る
鉄粉等が付着したり、永久磁石が他の磁性体に当たって
欠損したりするため、作業能率を非常に悪くしていた。

また永久磁石材料として特に保磁力の小さな硬質磁性材
料を用いた場合、着磁された永久磁石な着磁装置から取
り外す際、着磁時の磁気回路が開路することになり、こ
の結果永久磁石に減磁が生じ、空隙磁束密度が減少して
電動機の特性が低下したり、減磁前の特性を維持しよう
とすると電動機の体格が大型化する等の欠点があった。

上記欠点を回避するため、電動機の組立完成後、この電
動機の電機子コイルを着磁コイルとして流用することに
より、この電機子に対向配置した界磁を着磁するいわゆ
る組み込み着磁と称される方法が一般に採用されている
。この方法によれば、例えば特開昭６０−１２１９４７
号に開示された如く、電機子の突極に巻装された電機子
コイルに通電することにより、通電する電機子コイルの
個数即ち電機子磁極数と同数で且つ、電機子突極の開角
と同−開角の磁極を界磁に着磁することが可能である。

ところが、一般に使用される無刷子電動機等に於ては、
電機子が突極構造で且つ電機子コイル数と界磁極数の比
が３：２の関係にあり、また電機子コイルは３相Ｙ接続
して使用する例が多く、このような場合には、上記の方
法で組み込み着磁を施しても界磁に必要な磁極幅が得ら
れなかったり、界磁極が不等配に形成されたりして電動
機とじての機能を失ってしまうため、通常は前述した着
磁装置を用いた界磁単体での着磁がなされていた。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、ｎを自然数とするとき、等晶隔に配置した３
ｎ個の電機子コイルを３相Ｙ接続して電機子”を構成し
、前記電機子に対向させて２ｎ極の永久磁石界磁を配置
して構成される電動機に於て、電動機界磁を容易に着磁
し得る組み込み着磁の方法を提供するものである。

本発明に於ては、先ず電機子コイルの任意の２相を抽出
して一方を直流電源の正極、他方を負極に接続し、イン
パルス電流を通電することにより界磁に１回目の着磁、
を施す第１の工程と、前記電機子コイルの前記直流電源
への接続を組み換えるとともに、前記電機子と前記界磁
の対向位置を所定角度相対的に回転させる第２の工程と
、前記組み換えによって前記直流電源に接続された所定
の２相の電機子コイルにインパルス電流を通電すること
により、前記界磁に２回目の着磁を施す第３の工程とよ
りなるものである。この結果、界磁には電機子コイル数
の３分の２の極数を有する等配磁極が形成されるもので
ある。

〈実施例〉 第１図乃至第３図は、本発明の第１の実施例を説明する
ための電動機の構成図であり、３相、４゛極゛のインナ
ーロータタイプの無刷子電動機である。

電機子１は、等間隔に配置した突極Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３゜
Ｔ４．Ｔ５．Ｔ６に電機子コイルＣＵＩ、ＣＶＩ、ＣＷ
Ｉ、Ｃｕ２．　ＣＶ２．　Ｃ％／２をそれぞれ巻装して
構成されている。

電機子コイルは３相Ｙ接続され、ＣＵＩとＣｕ２を直列
に接続してＵ相コイルを、ＣＶＩとＣＶ２を直列に接続
して■相コイルを、ＣＷＩとＣＷ２を直列に接続してＷ
相コイルをそれぞれ形成し、３本の口出部Ｕ、Ｖ、Ｗが
形成されている。界磁２はシャフトに嵌着された磁性体
よ、りなる円筒状ヨーク３と、このヨーク３の外周部に
固着されたＣ形状または円筒状の硬質磁性材４より構成
され、この硬質磁性材４は最終的に４極に等配着磁され
て永久磁石として完成するものである。上記電機子１及
び界磁２は、エアギャップを介して対向配置されるとと
もに、電機子１に対して界磁２が回転可能となるように
電動機ハウジング（図示せず）に組み込・　まれでいる
。

上記構成に於て、本発明の着磁方法を説明する。

先ず電機子コイルの３本の口出部のうち任意の２相を抽
出し、これを電源端子に接続する。ここでは以下の説明
のため、第４図に示す如く、口出部Ｕ及び■を電源端子
７及び８にそれぞれ接続し、切換スイッチ機構１６が着
磁用直流電源部５側へ投入されているものとする。通電
後復帰する開閉スイッチ機構９を閉じると、着磁用直流
電源部５より電機子コイルのＵ相及び■相にインパルス
電流が通電され、この結果界磁２の硬質磁性材４には、
第１図にＮ、Ｓで示す如く、電機子突極Ｔｌ。

Ｔ２．Ｔ４．Ｔ５それぞれとの対向位置に電機子突極の
開角に略等しい開角、即ち機械角約６０°の磁極が着磁
される。このとき硬質磁性材４に於て、突極Ｔ１とＴ２
の隣接部または突極Ｔ４とＴ５の隣接部に対向する部分
には、それら突極の中間点に界磁磁極の極間部が形成さ
れ、一方突極Ｔ３及びＴ６に対向する部分には、機械角
約６０°の未着磁部分が形成されることになる。

次に第４図に示す切換スイッチ機構６により口出部Ｕ及
びＶの接続電源の極性を反転させるとともに、界磁２を
電機子１に対して任意方向へ最終的に作ろうとする界磁
磁極の開角に等しい角度回転させて保持する。第２図は
この状態を示すものであり、１回目の着磁後、界磁２を
機械角で９００任意方向へ回転させたものである。この
第１図から第２図に至る界磁の回転は、電動機のシャフ
トを外部より機械的に回転させることによって行うこと
も可能であるが、電磁的な作用を利用しても達成できる
ものである。つまり、第４図に示す切換スイッチ機構６
により口出部Ｕ及びＶの接続電源の極性を反転させる前
述の操作を行った後、切換スイッチ機構１６を低電圧の
励磁用直流電源部１５側へ一端投入し、電機子コイルの
Ｖ相及びＵ相に微少な励磁電流を通電するものである。

この結果、電機子突極Ｔ１とＴ４はＳ極、Ｔ２とＴ５は
Ｎ極にそれぞれ励磁され、１回目の着磁により界磁に形
成された磁極との吸引反発作用により界磁は回転して第
２図の位置に保持されるものである。このとき空隙磁束
密度あるいは漏れ磁束の若干のアンバランス、または外
部からの衝撃等の作用によって界磁の回転方向は一様で
ないが、どちらの方向へ回転しても結果的に得られる電
機子と界磁の磁気的相対位置は同様である。界磁の回転
を終えた後は、切換スイッチ機構１６は再び着磁用直流
電源部５側へ投入される。

しかる後、再度開閉スイッチ機構９を閉じて着磁用直流
電源部５より電機子コイルの■相反’ＵＵ相にインパル
ス電流を通電して２回目の着磁な施す。この結果、界磁
°２の硬質磁性材４には、電機子突極Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ４
．Ｔ５それぞれとの対向位置に１回目の着磁と同形状で
極性のみ反転した磁極が着磁される。第３図はこの状態
を示すものであり、硬質磁性材４中符号１０で示される
区画は、２回目の着磁によって新たに着磁された部分で
あり、また１回目の着磁によりすでに形成済みの磁極の
うち、前記区画ｌＯに近接した開角範囲３０°の部分は
、２度の着磁に於て重畳して同一極性に着磁されること
になる。この結果、磁極開角が機械角９０＠の等配な４
極界磁が形成される。

次に本発明の第２の実施例を第１の実施例と同一電動機
を用いて第１図、第５図乃至第７図こと従って説明する
。この第２の実施例は、電機子コイルの３本の口出部の
うち任意の２相を抽出し、これを電源端子に接続して１
回目の着磁を施すまでの工程は第１の実施例と同様であ
るが、後工程が異なるため、ここでは第７図に示す如き
着磁回路を用いる。いま、口出部Ｕ、Ｖ、Ｗを電源端子
１１．１３．１２にそれぞれ接続し、最初切換スイッチ
機構１４により電源端子１３が直流電源部と接続され、
切換スイッチ機構１６が着磁用直流電源部５側へ投入さ
れているものとする。通電後復帰する開閉スイッチ機構
９を閉じると、着磁用直流電源部５より電機子コイルの
Ｕ相及びＶ相にインパルス電流が通電され、この結果界
磁の硬質磁性材４は第１図にＮ、Ｓで示す如く着磁され
る。

第１図については第１の実施例と同形態であるため、詳
細な説明は省略する。

次に第７図に示す切換スイッチ機構１４により電源端子
１２を直流電源部へ接続するとともに、界磁２を電機子
ｌに対して時計回転方向へ最終的に作ろうとする界磁磁
極の開角の３分の１の角度、即ち機械角で３０°回転さ
せて保持する。第５図はこの状態を示すものである。こ
の第１図から第５図に至る界磁の回転は、第１の実施例
同様、電磁的な作用を利用して達成できるものである。

つまり上第７図に示す切換スイッチ機構１４により電源
端子１２を直流電源部へ接続する前述の操作を行フた後
、切換スイッチ機構１６を低電圧の励磁用直流電源部１
５．側へ一端投入し、電機子コイルのＵ相及びＷ相に微
少な励磁電流を通電するものである。この結果、電機子
突極ＴｌとＴ４はＮ極、Ｔ３とＴ６はＳ極にそれぞれ励
磁され、１回目の着磁により界磁に形成された磁極との
吸引反発作用により界磁は回転して第５図の位置に保持
されるものである。界磁の回転を終えた後は、切換スイ
ッチ機構１６は再び着磁用直流電源部５側へ投入される
。

しかる後、再度開閉スイッチ機構９を閉じて着磁用直流
電源部５より電機子コイルのＵ相及びＷ　相にインパル
ス電流を通電する。この結果、第６図に示す如く、界磁
２の硬質磁性材４には、電機子突極Ｔｌ、Ｔ３．Ｔ４．
Ｔ６それぞれとの対向位置に２回目の着磁がなされ、符
号ｌＯで示される区画に新たに磁極が形成され、また１
回目の着磁によりすでに形成済みの磁極のうち、前記区
画１０に近接した開角範囲３０°の部分は、２度の着磁
に於て重畳して同一極性に着磁されることになる。

この結果、磁極開角が機械角９０°の等配な４極界磁が
形成される。

上記第２の実施例に於て、１回目の着磁の後、界磁を電
機子に対して反時計回転方向へ機械角で３０°回転させ
て保持する場合は、Ｕ相とＷ相を入れ換えて直流電源部
へ接続するものであり、この場合は２回目の着磁に於て
電機子コイルのＷ相及びＶ相にインパルス電流が通電さ
れ、前述同様の等配な４極界磁を形成することができる
。

以上、３相、４極のインナーロータタイプの電動機に於
ける着磁方法を説明したが、本発明は、電動機の磁路形
態や極数仕様に関係なく、電機子コイル数と界磁極数の
比が３：２の関係にあるすべての電動機に適用可能であ
ることは容易に類推できるものである。

〈発明の効果〉 本発明によれば、電機子コイルまたは電機子突極の開角
が界磁磁極の開角より狭い場合であっても、電機子の内
部結線を変更したりする必要もなく、電動機の完成状態
のままの組み込み着磁によって、電機子コイル数と界磁
極致の比が３：２の関係に界磁に着磁を施すことができ
、しかもその手順も非常に容易なものである。従って、
従来行われた界磁単体での着磁に比べ、界磁を電動機ハ
ウジングに組み込むまでの工程で界磁に鉄粉等が付着し
たり、界磁が他の磁性体に当たって欠損したりすること
がなく、着磁装置への出し入れ等が不要となる点も相ま
って、電動機癲立の作業能率が大幅に向上されるもので
ある。また永久磁石材料として保磁力の小さな硬質磁性
材料を用いる場合であっても、着磁後に磁気回路が開路
することがないため、空隙磁束密度が減少したりするこ
ともなく、電動機の特性向上または小型化にも寄与する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図乃至第３図は本発
明の詳細な説明するための電動機の構成図、第５図及び
第６図は別の手順を説明するための電動機の構成図、第
４図及び第７図はそれぞれ別の実施例を示す着磁回路図
である。 １・・・電機子、２・・・界磁、３・・・ヨーク、４・
・・硬質磁性材、５・・・着磁用直流電源部、６．’１
４．１８・・・切換スイッチ機構、９・・・開閉スイッ
チ機構、１５・・・励磁用直流電源部、Ｔ　１．Ｔ２．
Ｔ３．Ｔ４．Ｔ５゜Ｔ６・・・電機子突極、　ＣＵＩ、
　ＣＶＩ、　Ｃｕｔ、　Ｃｕ２゜Ｃｕ２．　Ｃｕ２・・
・電機子コイル、Ｕ、Ｖ、Ｗ・・・口出部。 特許出願人　アイチーエマソン電機株式会社第　１　図 Ｊ 第　２図 しＪ 第３　図 Ｊ 第５図 １Ｊ 第６１４ 【Ｊ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）等間隔に配置した３ｎ個（ｎは自然数）の電機子
   コイルを３相Ｙ接続して電機子を構成し、前記電機子に
   対向させて２ｎ極の永久磁石界磁を配置して構成する電
   動機の着磁方法に於て、第１の相、第２の相、第３の相
   よりなる前記電機子コイルのうち、第１の相の口出部と
   第２の相の口出部を直流電源へ接続してインパルス電流
   を通電することにより前記界磁に１回目の着磁を施す第
   １の工程と、前記電機子コイルの前記直流電源への接続
   を組み換えるとともに、前記電機子と前記界磁の対向位
   置を所定角度相対的に回転させる第２の工程と、前記組
   み換えによって前記直流電源に接続された所定の２相の
   電機子コイルにインパルス電流を通電することにより前
   記界磁に２回目の着磁を施す第３の工程よりなることを
   特徴とする電動機の着磁方法。
2. （２）前記第２の工程に於て、前記第１の相と前記第２
   の相の極性を反転させて直流電源へ接続するとともに、
   前記電機子と前記界磁の対向位置を機械角にて１８０°
   ／ｎ相対的に回転させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電動機の着磁方法。
3. （３）前記第２の工程に於て、前記第３の相を前記第１
   の相または前記第２の相の所定の一方と入れ換えて直流
   電源へ接続するとともに、前記電機子と前記界磁の対向
   位置を機械角にて６０°／ｎ相対的に回転させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動機の着磁方
   法。
4. （４）前記第２の工程に於て、電機子コイルの直流電源
   への接続を組み換えた後、前記組み換えによって前記直
   流電源に接続された所定の２相の電機子コイルに微少な
   励磁電流を通電することにより、前記電機子と前記界磁
   の対向位置を所定角度相対的に回転させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の電動機の着磁方法。