JPWO2017068639A1 - 電動機の回転子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

高効率な電動機を得るための電動機の回転子の製造方法及び製造装置を提供するため、回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと当該回転子軸の軸方向に当該回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットとを備える回転子を、異極が周方向に交互に並び且つ周方向に位相差を有する２つの磁界を発生させる回転子マグネット用着磁ヨークと位置検出マグネット用着磁ヨークからなる着磁装置を用いて着磁して、当該回転子マグネットの磁極と当該位置検出マグネットの磁極とに位相差をつける。

Description

この発明は、電動機の回転子の製造方法及び製造装置に関するものである。

従来より、回転子を高効率で回転させることを目的として、ロータマグネットとは別に磁極センサ用のマグネットを回転子に設けた電動機が知られている。センサ用マグネットは、その磁極の位相がロータマグネットの磁極の位相に対して相対的にずれた位置となるように回転子に取り付けられることがある。マグネットの磁極は着磁ヨークなどを用いて着磁される。

例えば、特許文献１には、磁界用マグネットの磁極とセンサマグネットの磁極との間に角度差をつけるため、センサマグネットを着磁する時に着磁コイルをずらしてから着磁する方法が開示されている。また、例えば、特許文献２には、第１及び第２のロータマグネット着磁ヨークが上下方向に配置され、これら両方の着磁ヨークに電流供給して、センサマグネットとロータマグネットとを同時に着磁する着磁装置が開示されている。

特開２００４−０２３８００号公報 特開２００８−１３１６７８号公報

特許文献１に開示されている着磁方法の場合、センサマグネットの着磁時に着磁コイルをずらす工程が必要である。それ故、着磁コイルをずらすための機構が必要となり、装置構成が複雑になってしまうという問題があった。また、着磁コイルをずらす量の調整自体が困難であり、磁極の位相調整精度が低いという問題もあった。また、特許文献２に開示されている着磁方法は、センサマグネットとロータマグネットの磁極の位相を一致させることを目的としており、磁極の位相が相対的にずれた２つのマグネットを有する回転子の製造には適用できなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、位相差を有する２つのマグネットを備える電動機の回転子を簡単な構成で製造可能であり、位相差調整精度が高い電動機の回転子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機の回転子の製造方法は、電動機の回転子の製造方法であって、回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットと、を備えた回転子を準備する回転子準備工程と、前記回転子を挿入できる空間を備え、異極が周方向に交互に並び且つ周方向に位相差を有する２つの磁界を発生させる着磁装置を準備する装置準備工程と、前記回転子を前記着磁装置の前記空間に挿入し、前記２つの磁界の一方によって前記回転子マグネットを着磁し、前記２つの磁界の他方によって前記位置検出マグネットを着磁する着磁工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明に係る電動機の回転子の製造方法は、回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットと、を備え、且つ、前記回転子マグネットのみが磁極配向された回転子を準備する回転子準備工程と、前記回転子を挿入できる空間を備え、異極が周方向に交互に並び且つ周方向において位相が互いに一致した２つの磁界を発生させる着磁装置を準備する装置準備工程と、前記回転子を、前記回転子マグネットの配向磁極と前記着磁装置の発生磁界とに位相差を持たせて前記着磁装置の前記空間に挿入し、前記２つの磁界の一方によって前記回転子マグネットを着磁し、前記２つの磁界の他方によって前記位置検出マグネットを着磁する着磁工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明に係る電動機の回転子の製造装置は、回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットとを備える電動機の回転子を製造する電動機の回転子の製造装置であって、各々が異極の磁界を周方向に交互に発生させる２つの着磁ヨークを含み、前記２つの着磁ヨークの一方は、円筒状の空間を有しており、前記２つの着磁ヨークの他方は、当該一方の着磁ヨークの円筒軸方向の一端部側に設けられており、当該一方の着磁ヨークの発生磁界と当該他方の着磁ヨークの発生磁界とは周方向に位相差を有することを特徴とする。

この発明の電動機の回転子の製造方法及び製造装置によれば、位相差を有する２つのマグネットを備える回転子を簡単な構成で製造でき、位相差調整精度も向上させることができる。

実施の形態１の電動機の回転子の製造方法及び製造装置によって製造された回転子を備える電動機の構成を示す断面図である。 （ａ）は、図１の固定子に基板が組付けられた固定子組立体を基板の表側から見た斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の固定子組立体を基板の裏側から見た平面図である。 （ａ）は、図２（ａ）の基板を表側から見た平面図である。（ｂ）は、（ａ）の基板を裏側から見た平面図である。 （ａ）は、回転子軸及び回転子マグネットを回転子軸方向の一端側から見た平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における回転子軸及び回転子マグネットの断面図である。（ｃ）は、回転子軸及び回転子マグネットを回転子軸の他端側から見た平面図である。 （ａ）は、回転子を位置検出マグネット付け側の反対側から見た平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線における回転子の断面図である。（ｃ）は、回転子を位置検出マグネット取り付け側から見た平面図である。 （ａ）は、実施の形態１の着磁装置の一例と回転子の斜視図である。（ｂ）は、実施の形態１の着磁装置の別の一例と回転子の斜視図である。 図６の着磁装置によって着磁された回転子の着磁分布を示す模式図である。 （ａ）は、実施の形態２の着磁装置の一例と回転子の斜視図である。（ｂ）は、実施の形態１の着磁装置の別の一例と回転子の斜視図である。 実施の形態３の着磁装置と回転子の斜視図である。 回転子マグネットの磁束指示値と周方向ずれ角度の関係を示すグラフである。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の電動機の回転子の製造方法及び製造装置によって製造された回転子２０を備える電動機１００の構成を示す断面図である。図２（ａ）は、図１の固定子２０に基板４６が組付けられた固定子組立体５０を基板４６の表側から見た斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の固定子組立体５０を基板４６の裏側から見た平面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）の基板４６を表側から見た平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の基板４６を裏側から見た平面図である。

図１から図３に示すように、電動機１００は、モールド固定子４０と、モールド固定子４０の内側に配置される回転子２０と、モールド固定子４０の軸方向の一端部に取り付けられる金属製のブラケット３０とを備える。電動機１００は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。モールド固定子４０は、固定子４２と、固定子４２に基板４６が組付けられてなる固定子組立体５０と、固定子組立体５０を覆うモールド樹脂部４１とを備える。モールド固定子４０は、固定子組立体５０をモールド樹脂部４１の材料であるモールド樹脂で包埋して形成される。

固定子４２は、電磁鋼板を積層した固定子コア４３と、固定子コア４３に施された絶縁部４４と、絶縁部４４に巻付けられたコイル４５とを備えている。固定子４２においては、複数のコイル４５が円環状に配列されている。絶縁部４４は、熱可塑性樹脂で固定子コア４３に一体成形され、又は熱可塑性樹脂で成形された別体の成形品を固定子コア４３に組付けられている。また、絶縁部４４には、基板４６を組み付けるための突起５１が複数個、設けられている。突起５１を熱溶着等の加工法によって変形させて基板４６を組付ける。さらに、絶縁部４４には巻線が電気的に接続された複数の端子５３が設けられている。端子５３は、基板４６の端子挿入穴５４に挿入され、半田付けされて、基板４６に電気的に接続される。

基板４６には、絶縁部４４の複数の突起５１に勘合する複数の穴５２が設けられている。絶縁部４４の複数の突起５１は穴５２に挿入されている。絶縁部４４の突起５１は、熱溶着等の加工法によって変形し、絶縁部４４に組付けられている。また、基板４６には、絶縁部４４の複数の端子５３に勘合する複数の端子挿入穴５４が設けられている。端子５３は、端子挿入穴５４に挿入され、半田付けされ、基板４６に電気的に接続される。基板４６には、磁気検出素子４７が実装されている。磁気検出素子４７は、回転子２０の位置を検出するセンサ回路を構成する。磁気検出素子４７は、図５の位置検出用マグネット１１と対向して配置され、位置検出用マグネット１１から発生する磁気を検出することで回転子２０の位置を検出する。電動機１００がブラシレスＤＣモータである場合、電動機１００には、外部または基板４６に駆動回路（図示せず）が設けられている。駆動回路は、回転子２０の回転子マグネット１０の、固定子４２に対する位置に応じてコイル４５の通電制御をする。これにより、電動機１００の高効率で低騒音な駆動を行うことができる。

回転子２０には、回転子軸１が一体的に設けられている。すなわち、回転子２０の軸孔４８に回転子軸１が挿通されている。回転子軸１には一対の軸受２１ａ，２１ｂが組付けられている。モールド固定子４０に設けられた中空部４９には、軸受２１ａ，２１ｂが組付けられた回転子２０が挿入されている。軸受２１ａは、基板４６側に配置され、軸受２１ｂはブラケット３０側に配置される。ブラケット３０側は負荷側であるので、軸受２１ｂは、電動機１００の負荷側に配置され、ブラケット３０によって支持されている。また、軸受２１ａは、電動機１００の反負荷側に配置され、モールド樹脂部４１によって支持されている。なお、負荷側は、モールド固定子４０から突出した回転子軸１の先端側であり、反負荷側は、負荷側の反対側である。

図４（ａ）は、回転子軸１及び回転子マグネット１０を回転子軸１方向の一端側から見た平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線における回転子軸１及び回転子マグネット１０の断面図である。図４（ｃ）は、回転子軸１及び回転子マグネット１０を回転子軸１方向の他端側から見た平面図である。図５（ａ）は、回転子２０を位置検出マグネット１１付け側の反対側から見た平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線における回転子２０の断面図である。図５（ｃ）は、回転子２０を位置検出マグネット１１付け側から見た平面図である。

図４及び図５に示すように、回転子２０は、回転子軸１と、回転子軸１と同軸的に回転子軸１の外周面上に配置され、軸方向に互いに対向する第１の端面１４及び第２の端面１５を有し、成形材料の成形により形成された回転子マグネット１０と、回転子軸１と同軸的に配置され、回転子軸１の軸方向における回転子マグネット１０の一端部に組み付けられた位置検出用マグネット１１とを備えている。なお、以下では、回転子軸１の軸方向を単に「軸方向」という。回転子軸１の軸方向は、回転子マグネット１０の軸方向であり、位置検出用マグネット１１の軸方向でもある。回転子マグネット１０は、回転子軸の周方向に沿って設けられている。位置検出用マグネット１１は、回転子軸１の軸方向に沿って回転子マグネット１０と並んで設けられている。

回転子マグネット１０は、周方向にＮ極とＳ極とが交互となるように磁極配向される。一方、位置検出マグネット１１は磁極配向されていない。回転子マグネット１０の軸方向の一端面である第１の端面１４には複数個の台座３が設けられており、位置検出用マグネット１１は複数個の台座３上に載置されている。すなわち、位置検出用マグネット１１は複数個の台座３に当接する。また、各台座３上には突起２が設けられている。突起２の各々は位置検出用マグネット１１に設けられた穴１５に挿通され、突起２の先端部が熱溶着されて、熱溶着部１２が形成されている。これにより、位置検出マグネット１１は回転子マグネット１０に容易に位置決め固定される。凹部１３は、回転子マグネット１０の着磁工程において位置決めとして用いることができる。すなわち、回転子マグネット１０を着磁ヨーク６０に挿入する際に、回転子マグネット１０と着磁ヨーク６０との位置合わせに凹部１３を利用することができる。これにより、着磁精度の向上と安定化が図れ、電動機１００の性能が向上する。

電動機１００を高効率且つ低騒音で駆動するには、回転子２０の位置検出誤差を小さくする必要がある。磁気検出素子４７による回転子２０の周方向の位置の検出精度は、磁気検出素子４７の基板４６上の搭載位置の製造ばらつきの影響を受ける。すなわち、固定子４２に対する磁気検出素子４７の位置ずれによって、回転子２０の検出位置に誤差が生じる。実装設備の精度に応じた位置ずれが生じるので、磁気検出素子４７の実装位置精度を向上させることは困難である。そこで、回転子マグネット１０の磁極と位置検出用マグネット１１の磁極とに位相差を設け、位相差の調整精度を高める方法を採用する。すなわち、固定子４２に対する磁気検出素子４７の位置ずれによる回転子２０の位置検出誤差を打ち消す方向に、回転子２０の回転子マグネット１０の磁極の位相と位置検出用マグネット１１の磁極の位相とを互いにずらすことにより、回転子２０の位置検出誤差の吸収を図る。例えば、回転正方向（＋方向）に誤差があるモールド固定子４０に、回転負方向（−方向）の誤差（位相差）がある回転子２０を組合せることで、モールド固定子４０と回転子２０の誤差が相殺、補正され、回転子２０の位置検出誤差の吸収を図る。

以下、上記した誤差を測定する誤差測定工程について説明する。
先ず、回転子マグネット１０と、回転子軸１上に回転子マグネット１０と並んで設けられた位置検出マグネット１１と、を備えた誤差測定用の回転子２０を準備する（誤差測定回転子準備工程）。回転子２０の回転子マグネット１０の磁極の位相と位置検出用マグネット１１の磁極の位相とは互いに一致している。

次に、円環状に配列された複数のコイル４５を備える固定子４２と、磁気を検出する磁気検出素子４７が搭載された基板４６とをモールド樹脂により包埋してなるモールド固定子４０を準備する（モールド固定子準備工程）。

次に、回転子２０を固定子４２に挿入してモールド固定子４０と組み合わせて電動機１００を仮り組みする。そして、外力によって回転子２０を回転させながら、位置検出マグネット１０の磁極を検出するとともに、固定子２０のコイル４５に誘起される誘起電圧を検出する（検出工程）。

次に、コイル４５に誘起される誘起電圧の波形と、磁気検出素子４７の出力波形とを観測、比較して位置検出誤差を測定する（誤差測定工程）。測定においては、例えば、磁極の正負の切り替わり位置と、誘起電圧の正負の切り替わり位置との差を誤差として検出する。磁極の正負の切り替わり位置は、例えば、磁気検出素子４７の出力波形の立上り又は立下り位置から判別できる。誘起電圧の正負の切り替わり位置は、例えば、誘起電圧波形の正負の境界位置（グランドレベル）から判別できる。当該誤差は、誤差測定工程で使用したモールド固定子４０に備えられた基板４６上の磁気検出素子４７の位置ずれ量を反映している。

図６（ａ）は、本実施の形態の着磁装置６０の一例と回転子２０の斜視図である。図６（ｂ）は、本実施の形態の着磁装置６０の別の一例と回転子２０の斜視図である。以下、図６（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ、上記した磁気検出素子４７の位置ずれ量を吸収するための回転子２０の着磁工程について説明する。

先ず、回転子２０を準備する（回転子準備工程）。回転子２０は、回転子軸１の周方向に沿って設けられた回転子マグネット１０と、回転子軸１上に回転子マグネット１０と並んで設けられた位置検出マグネット１１と、を備えている。

次に、着磁装置６０を準備する（装置準備工程）。着磁装置６０には、回転子２０を挿入できる空間６５が設けられている。着磁装置６０は、回転子マグネット１０を着磁する磁界を発生させる回転子マグネット用着磁コイル６１を備えた回転子マグネット用着磁ヨーク６２と、位置検出マグネット１１を着磁する磁界を発生させる位置検出マグネット用着磁コイル６３を備えた位置検出マグネット用着磁ヨーク６４とを有する。回転子マグネット用着磁ヨーク６２及び位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の各々は、異極が周方向に交互に並ぶ磁界を発生する。位置検出マグネット用着磁ヨーク６４は、回転子マグネット用着磁ヨーク６２に対して周方向にずれた位置で固定されている。かかる構成により、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極の位相と、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極の位相とは互いに周方向にずれている。その結果、着磁装置６０は、異極が周方向に交互に並び且つ周方向に位相差を有する２つの磁界を発生させることができる。位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の周方向のずれ量は、誤差測定工程において測定した誤差（位相差）に基づく。誤差測定工程において、回転子マグネット１０と位置検出用マグネット１１の磁極位相が一致している基準回転子２０を用いた場合には、測定で得られた誤差を周方向のずれ量とすることができる。位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の回転方向は、当該誤差を相殺する方向である。

次に、図６（ａ）及び（ｂ）に示される矢印Ｙ１の方向に回転子２０を移動させて、着磁装置６０の空間６５に挿入する。回転子２０が着磁装置６０に挿入された状態で着磁装置６０に通電し、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁界によって回転子マグネット１０を着磁するとともに、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁界によって位置検出マグネット１１を着磁する（着磁工程）。

回転子マグネット１０が予め着磁配向されており、且つ位置検出マグネット１１が着磁配向されていない回転子２０を用いた場合には、回転子マグネット１０は回転子マグネット１０の配向磁極に従って着磁され、位置検出マグネット１１は位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の位相に従って着磁される。このような回転子２０を着磁装置６０に挿入するときには、回転子マグネット１０の配向磁極と回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極とを一致させて着磁装置６０に挿入することができる。このように挿入すれば、回転子マグネット１０の磁極と位置検出マグネット１１の磁極との位相差は、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極との位相差に等しくなる。これによって、誤差測定工程における測定によって得られた誤差を全て吸収できる。

回転子マグネット１０及び位置検出マグネット１１が着磁配向されていない回転子２０を着磁装置６０に挿入するときには、挿入角度を調整する必要はない。回転子マグネット１０は回転子マグネット用着磁ヨーク６２磁極の位相に従って着磁され、位置検出マグネット１１は位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の位相に従って着磁される。これによって、回転子マグネット１０の磁極と位置検出マグネット１１の磁極との位相差は、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極との位相差に等しくなる。これによって、誤差測定工程における測定によって得られた誤差を全て吸収できる。

図７は、着磁装置６０によって着磁された回転子２０の着磁分布を示す模式図である。回転子マグネット１０は回転子２０の外周側に位置し、周方向にＮ磁極とＳ磁極とが交互に着磁されている。位置検出用マグネット１１は基板４６の端面側に位置し、周方向にＮ磁極とＳ磁極とが交互に着磁されている。回転子マグネット１０のＮ磁極とＳ磁極の切り替わり位置（以下、極間と称する）と、位置検出用マグネット１１の極間とは互いに周方向にずれている。この周方向のずれ量は誤差測定工程で得られた誤差と同じ量である。ずれの方向は、当該誤差を相殺する方向である。

以上説明したように、本実施の形態においては、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極の位相と、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極の位相とが周方向にずれた着磁装置６０を用いて回転子２０を着磁する。これによって、回転子マグネット１０の磁極と、位置検出用マグネット１１の磁極とに位相差をつけて着磁することができる。本実施の形態においては、当該位相差の大きさを誤差測定工程において測定された誤差の大きさに等しくすることができ、当該ずれの方向を当該誤差を吸収する方向とすることができる。それ故、本実施の形態の製造方法及び製造装置によって製造された回転子２０を備える電動機１００によれば、基板４６上の磁気検出素子４７の実装位置がずれている場合であっても、磁気検出素子４７による回転子２０の位置検出誤差を補正、吸収することができる。

また、本実施の形態とは異なり、回転子２０を回転させて位相を調整する製造方法の場合には、回転による位相調整精度が低くなり、位相誤差の補正精度も下がってしまう。これに対して、本実施の形態においては、周方向に位相差を有する２つの磁界を発生させる位置固定された２つの着磁ヨークを備える着磁装置６０を用いるので、回転子２０を回転させずとも、磁極位相差のある回転子２０を製造することができる。これにより、磁極の位相調整精度が向上し、その結果、補正精度を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、回転子マグネット１０及び位置検出マグネット１１が着磁配向されていない回転子２０を用いることができる。着磁配向されていない回転子２０を用いれば、着磁装置６０に挿入される回転子２０の周方向の回転位置を調整せずとも、回転子マグネット１０の磁極と位置検出マグネット１１の磁極とに所望の磁極位相差を生じさせることができる。本実施の形態の製造方法及び製造装置によれば、回転子マグネットを周方向に位置決めしてから着磁する製造方法に比較して誤差の補正精度を向上できるとともに製造時間も短縮できる。

また、本実施の形態においては、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁界と、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁界とを同時に発生させることができる。これによって、回転子マグネット１０と位置検出用マグネット１１とを同時に着磁させることができる。その結果、回転子２０の着磁時間を短縮することができる。

また、誤差測定工程においては、回転子マグネットの磁極の位相と位置検出マグネットの磁極の位相とが互いに一致している回転子を基準回転子として用いることができる。この場合、測定誤差をそのまま周方向のずれ量（補正量）として用いることができる。それ故、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極との位相差を簡単に調整できる。

また、本実施の形態による電動機の回転子の製造方法によって製造した回転子２０を備えた電動機１００においては、モールド固定子４０の固定子２０に対する回転子２０の位置ずれ誤差が吸収され、回転子２０の位置を精度よく検出できる。その結果、電動機１００を高効率且つ低騒音で駆動できる。

なお、誤差測定工程においては、回転子マグネット１０の磁極の位相と位置検出用マグネット１１の磁極の位相とが既知の位相差を有する誤差検出用の回転子２０を用いることもできる。この場合、着磁工程においては、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４を、誤差測定工程によって得られた測定誤差を打ち消す方向に回転させ、更に、当該既知の位相差分を打ち消す方向に回転させた位置に固定した着磁装置６０を用いる。これによって、上記例と同様に、回転子マグネット１０及び位置検出マグネット１１は、測定誤差を打ち消す分だけずれた位置に着磁される。また、本実施の形態においては、基準回転子準備工程と部材準備工程の順番を入れ替えても良く、この場合にも同様の効果が得られる。また、本実施の形態においては、回転子準備工程と装置準備工程の順番を入れ替えても良く、この場合にも同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図８（ａ）は、実施の形態２の着磁装置６０の一例と回転子２０の斜視図である。図８（ｂ）は、実施の形態１の着磁装置６０の別の一例と回転子２０の斜視図である。実施の形態１の着磁装置６０においては、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極とが周方向にずれた位置で固定されていた。これに対して、本実施の形態の着磁装置６０においては、図８（ａ）及び（ｂ）に示される矢印Ｙ２の方向に、回転子マグネット用着磁ヨーク６２を回転自在である。回転子マグネット用着磁ヨーク６２を回転させる工程（位相差変更工程）は、実施の形態１の装置準備工程と着磁工程との間に行われる。回転子マグネット用着磁ヨーク６２は、手動又は回転駆動部（図示せず）によって回転できる。回転方向及び回転量は、誤差測定工程における測定によって得られた誤差に基づいて決定することができる。

回転駆動部を用いる場合、誤差を補正するための回転方向及び回転量を表す補正データを当該回転駆動部に入力する。補正データは、例えば、ユーザーによって入力端末（図示せず）に入力され、当該入力端末から回転駆動部に送信される。また、例えば、着磁装置６０に通信部（図示せず）を設け、誤差測定工程において測定された誤差に基づく補正データを着磁工程に移る前に当該通信部から回転駆動部に送信する構成とすることもできる。回転駆動部は、入力された補正データが表す回転方向に、補正データが表す回転量だけ、回転子マグネット用着磁ヨーク６２を回転させて位置固定する。かかる回転駆動部を設けることによって、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の周方向の位置を容易に変更できる。手動で誤差補正するためには、回転子マグネット用着磁ヨーク６２を、誤差測定工程において測定された誤差の分だけ手動で回転させてから位置固定する。位置変更後の着磁装置６０は、例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示される。

本実施の形態によれば、実施の形態１の図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるような、回転子マグネット用着磁ヨーク６２と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４とを周方向にずらした位置に予め固定して組み立てた着磁装置６０を複数個、用意する必要が無くなる。すなわち、１つの着磁装置６０を用いて、回転子２０の回転子マグネット１０の磁極と位置検出用マグネット１１の磁極とに、測定誤差に応じた位相差をつけて着磁することが可能となる。着磁装置６０の個数が１つで済むので、製造コストを低減できる。また、本実施の形態による電動機の回転子の製造方法によって製造した回転子２０を備えた電動機１００においては、モールド固定子４０の固定子２０に対する回転子２０の位置ずれ誤差が吸収され、回転子２０の位置を精度よく検出できる。その結果、電動機１００を高効率且つ低騒音で駆動できる。

実施の形態３．
図９は、本実施の形態の着磁装置６０と回転子２０の斜視図である。本実施の形態の着磁装置６０においては、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極の位相と、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁極の位相とが周方向において互いに一致している。回転子マグネット用着磁ヨーク６２は、回転子マグネット１０を着磁する磁界を発生させる回転子マグネット用着磁コイル６１を備えている。位置検出マグネット用着磁ヨーク６４は、位置検出マグネット１１を着磁する磁界を発生させる位置検出マグネット用着磁コイル６３を備えている。

本実施の形態の誤差測定工程は実施の形態１と同様である。以下、本実施の形態の着磁工程を説明する。

先ず、回転子２０を準備する（回転子準備工程）。回転子２０は、回転子軸１の周方向に沿って設けられた回転子マグネット１０と、回転子軸１上に回転子マグネット１０と並んで設けられた位置検出マグネット１１と、を備えている。回転子マグネット１０は、成形時に予め磁極配向されている。一方、位置検出マグネット１１は、成形時に予め磁極配向されていない。

次に、着磁装置６０を準備する（装置準備工程）。着磁装置６０は、回転子２０を挿入できる空間６５を備えている。着磁装置６０は、回転子マグネット用着磁ヨーク６２と位置検出マグネット用着磁ヨーク６４とにより、周方向において位相が互いに一致する２つの磁界を発生させることができる。

次に、回転子２０を着磁装置６０に挿入する。このとき、回転子２０を、回転子マグネット１０の配向磁極の位相と着磁装置６０の発生磁界の位相とが周方向にずれた位置で着磁装置６０に挿入する。これら両位相の差は、誤差測定工程において測定した誤差と同じ量とすることができる。回転子マグネット１０の回転方向は、当該誤差を相殺する方向である。着磁装置６０に挿入された回転子２０の位置は、着磁が完了するまで固定される。

次に、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁界によって回転子マグネット１０を着磁するとともに、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の磁界によって位置検出マグネット１１を着磁する。回転子マグネット１０には、その配向磁極からずれて着磁磁界がかけられるが、回転子マグネット１０の配向磁極に従って着磁される。位置検出マグネット１１は、磁極配向されていないので、位置検出マグネット用着磁ヨーク６４の位相に従って着磁される。これによって、回転子マグネット１０の磁極と位置検出用マグネット１１の磁極とに位相差が形成される。

着磁装置６０に挿入される回転子２０の周方向の角度を設定する方式としては、以下がある。例えば、回転子２０を保持する周方向角度が異なる複数の保持具（図示せず）を用いる方式を採用することができる。この方式の場合、回転子２０を現在保持している保持具と、モールド固定子４０の測定誤差に応じて選択した、周方向角度が異なる別の保持具とを入れ替え、当該別の保持具で回転子２０を当該周方向角度で保持する。これによって、回転子２０を着磁期間中に亘って、測定誤差に応じた最適な周方向角度で保持することができる。

また、回転子２０の保持具の周方向の位置を決める位置決め機構（図示せず）を用いる方式を採用することもできる。この方式の場合、モールド固定子４０の測定誤差に応じて周方向への回転角度を決定し、位置決め機構によって回転子２０を当該回転角度分だけ回転させた位置で固定する。これによって、回転子２０の周方向の角度を変えて保持することができる。

図１０は、回転子マグネット１０の磁束指示値と、着磁時における回転子マグネット１０の磁束の、着磁装置６０の磁極からの周方向ずれ角度との相関を示すグラフである。一般的に、マグネットの配向磁極からずらした位置で着磁磁界をかけた場合には着磁効率は落ちる。図１０に示されるとおり、周方向のずれ角度が３．２度以上になると、磁束指示値が約９３５から大きく低下する。それ故、着磁時における回転子マグネット１０の周方向のずれ角度は３．２度未満であることが望ましい。また、配向磁極に合わせた場合の磁束指示値が約９６１であるのに対し、周方向に１．５度ずれた場合には約９６０である。磁束指示値の差がこの程度であれば性能に大きな影響はなく、モールド固定子４０の測定誤差を補正する効果の方が大きい。それ故、着磁時における回転子マグネット１０の周方向のずれ角度は０度以上１．５度未満であることが更に望ましい。なお、磁束指示値は、測定設備により変わるが、磁束数に比例する。

本実施の形態の製造方法においては、回転子マグネット用着磁ヨーク６２の磁極の位相と位置検出用マグネット着磁ヨーク６４の磁極の位相とが一致している着磁装置６０を用いる。そして、着磁時に回転子２０の周方向のずれ角度を調整する。これにより、単純な構成の着磁装置６０を用いながらも、回転子２０の回転子マグネット１０と位置検出用マグネット１１の磁極とに位相差をつけて着磁することができる。本実施の形態の着磁装置６０は、図９に示される構造を有しており、図６（ａ）及び図６（ｂ）のように回転子マグネット用着磁ヨーク６２を回転させた構造と比較して簡単な構造である。一般的に着磁ヨークは消耗品であるので、交換コストが安価な構造すなわち簡単な構造であることが望ましい。簡単な構造である本実施の形態の着磁装置６０を用いれば、コストを低減できる。また、本実施の形態の製造方法及び製造装置によって製造した回転子を備えた電動機１００は、高効率で低騒音な駆動を行うことができる。

なお、例えば、電動機の回転子にマグネットビュアシートを当てて回転子マグネットと位置検出マグネットとに磁極位相差が形成されていることを確認できれば、当該回転子が本発明の製造方法及び製造装置によって製造されたと推定することができる。さらには、同一機種の複数個の電動機の回転子において磁極位相差のパターンが異なる場合にも、本発明の実施を推定できる。

１ 回転子軸、２ 突起、３ 台座、４ 熱溶着部、１０ 回転子マグネット、１１ 位置検出用マグネット、１２ 熱溶着部、１３ 凹部、１４ 第１の端面、１５ 第２の端面、２０ 回転子、２１ａ，２１ｂ 軸受、３０ ブラケット、４０ モールド固定子、４１ モールド樹脂部、４２ 固定子、４３ 固定子コア、４４ 絶縁部、４５ コイル、４６ 基板、４７ 磁気検出素子、４８ 軸孔、４９ 中空部、５０ 固定子組立体、５１ 突起、５２ 穴、５３ 端子、５４ 端子挿入穴、６０ 着磁ヨーク、６１ 回転子マグネット用着磁コイル、６２ 回転子マグネット用着磁ヨーク、６３ 位置検出マグネット用着磁コイル、６４ 位置検出マグネット用着磁ヨーク

また、この発明に係る電動機の回転子の製造装置は、回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットとを備える電動機の回転子を製造する電動機の回転子の製造装置であって、各々が異極の磁界を周方向に交互に発生させる２つの着磁ヨークを含み、前記２つの着磁ヨークの一方は、円筒状の空間を有しており、前記着磁ヨークの一方の磁界を発生させる着磁コイルは、前記円筒状の空間の外側に配置されており、且つ、前記着磁ヨークの他方の磁界を発生させる着磁コイルは、前記円筒状の空間の円筒軸上に配置されており、前記２つの着磁ヨークの他方は、当該一方の着磁ヨークの円筒軸方向の一端部側に設けられており、当該一方の着磁ヨークの発生磁界と当該他方の着磁ヨークの発生磁界とは周方向に位相差を有することを特徴とする。

Claims (13)

1. 電動機の回転子の製造方法であって、
   回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットと、を備えた回転子を準備する回転子準備工程と、
   前記回転子を挿入できる空間を備え、異極が周方向に交互に並び且つ周方向に位相差を有する２つの磁界を発生させる着磁装置を準備する装置準備工程と、
   前記回転子を前記着磁装置の前記空間に挿入し、前記２つの磁界の一方によって前記回転子マグネットを着磁し、前記２つの磁界の他方によって前記位置検出マグネットを着磁する着磁工程と、を含むことを特徴とする電動機の回転子の製造方法。
2. 前記回転子準備工程においては、前記回転子として、前記回転子マグネット及び位置検出マグネットが磁極配向されていないものを準備することを特徴とする請求項１に記載の電動機の回転子の製造方法。
3. 前記装置準備工程と前記着磁工程との間に、前記位相差を変更する位相差変更工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機の回転子の製造方法。
4. 円環状に配列された複数のコイルを備える固定子と、磁気の変化を検出する磁気検出素子が搭載された基板と、をモールド樹脂により包埋してなるモールド固定子を準備するモールド固定子準備工程と、
   回転子を前記モールド固定子に挿入して回転させながら前記位置検出マグネットの磁極を検出するとともに、前記固定子の前記コイルに誘起される誘起電圧を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出された磁極の正負の切り替わり位置と誘起電圧の正負の切り替わり変化位置との差を誤差として測定する誤差測定工程と、を含み、
   前記装置準備工程においては、前記誤差に基づく補正量を前記位相差とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機の回転子の製造方法。
5. 前記検出工程においては、前記回転子として、回転子マグネットの磁極の位相と位置検出マグネットの磁極の位相とが互いに一致している回転子を用い、
   前記装置準備工程においては、前記誤差に相当する周方向の距離を前記補正量とすることを特徴とする請求項４に記載の電動機の回転子の製造方法。
6. 電動機の回転子の製造方法であって、
   回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットと、を備え、且つ、前記回転子マグネットのみが磁極配向された回転子を準備する回転子準備工程と、
   前記回転子を挿入できる空間を備え、異極が周方向に交互に並び且つ周方向において位相が互いに一致した２つの磁界を発生させる着磁装置を準備する装置準備工程と、
   前記回転子を、前記回転子マグネットの配向磁極と前記着磁装置の発生磁界とに位相差を持たせて前記着磁装置の前記空間に挿入し、前記２つの磁界の一方によって前記回転子マグネットを着磁し、前記２つの磁界の他方によって前記位置検出マグネットを着磁する着磁工程と、を含むことを特徴とする電動機の回転子の製造方法。
7. 前記着磁工程においては、前記位相差を１．５度以上３．２度以下とすることを特徴とする請求項６に記載の電動機の回転子の製造方法。
8. 前記着磁工程においては、前記位相差を０度以上１．５度以下とすることを特徴とする請求項６に記載の電動機の回転子の製造方法。
9. 前記着磁工程においては、前記２つの磁界を同時に発生させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動機の回転子の製造方法。
10. 回転子軸の周方向に沿って設けられた回転子マグネットと、前記回転子軸の軸方向に前記回転子マグネットと並んで設けられた位置検出マグネットとを備える電動機の回転子を製造する電動機の回転子の製造装置であって、
    各々が異極の磁界を周方向に交互に発生させる２つの着磁ヨークを含み、
    前記２つの着磁ヨークの一方は、円筒状の空間を有しており、
    前記２つの着磁ヨークの他方は、当該一方の着磁ヨークの円筒軸方向の一端部側に設けられており、
    当該一方の着磁ヨークの発生磁界と当該他方の着磁ヨークの発生磁界とは周方向に位相差を有することを特徴とする電動機の回転子の製造装置。
11. 前記２つの着磁ヨークの一方を周方向に回転させる回転駆動部を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電動機の回転子の製造装置。
12. 前記位相差が１．５度以上３．２度以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電動機の回転子の製造装置。
13. 前記位相差が０度以上１．５度以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電動機の回転子の製造装置。

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