WO2021251348A1 - ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータ - Google Patents

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WO2021251348A1
WO2021251348A1 PCT/JP2021/021622 JP2021021622W WO2021251348A1 WO 2021251348 A1 WO2021251348 A1 WO 2021251348A1 JP 2021021622 W JP2021021622 W JP 2021021622W WO 2021251348 A1 WO2021251348 A1 WO 2021251348A1
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magnetizing
rotor
permanent magnet
coil
magnet
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優 原田
律郎 平松
智裕 内田
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株式会社デンソー
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles

Definitions

  • the present disclosure relates to an embedded magnet type rotor manufacturing apparatus for magnetizing a permanent magnet in an embedded state from the outside of the rotor, a rotor manufacturing method, and a rotor.
  • the embedded magnet type rotor has a configuration in which a permanent magnet is embedded inside the rotor core, and in addition to the magnet torque generated by the permanent magnet, a reluctance torque is obtained at the outer core portion located radially outside the permanent magnet. It has become.
  • a rotor core having an unmagnetized permanent magnet in an embedded state is magnetized by a magnetizing device from the outer diameter side (there is one). For example, see Patent Document 1).
  • the permanent magnet is formed into a substantially V or U-shaped folded shape to expand the magnet surface of the permanent magnet and the outer core portion of the rotor core, and to obtain the magnet torque.
  • One measure is to increase both the reluctance torque.
  • the bent part which is the folded part of the permanent magnet, more radially inward to form a deep folded shape.
  • the more the folding position of the permanent magnet is located inward in the radial direction the farther the permanent magnet is, particularly the bent portion and the vicinity of the bent portion, from the magnetizing device. Therefore, in the method of magnetizing from the outer diameter side of the rotor core as disclosed in Patent Document 1 and the like, the bent portion of the permanent magnet, which is a portion far from the magnetizing device, and the vicinity of the bent portion have sufficient magnetic force. There is concern about whether it will be magnetized.
  • An object of the present disclosure is to provide a rotor manufacturing apparatus capable of magnetizing a permanent magnet embedded in a rotor core with a high magnetic force, a rotor manufacturing method, and a rotor magnetized thereof.
  • the rotor manufacturing apparatus is provided in a state of being embedded in a magnet accommodating hole of a rotor core, and is in a state of being embedded in a rotor having a permanent magnet having a radially inwardly convex folded shape.
  • a magnetizing device that magnetizes a permanent magnet from the outside of the rotor is included.
  • the magnetizing device is arranged on one side in the axial direction of the rotor, and is arranged on a first magnetizing portion having a magnetizing coil that supplies a magnetizing magnetic flux to the permanent magnet and on the other side in the axial direction of the rotor.
  • a second magnetizing portion having a magnetizing coil that supplies a magnetizing magnetic flux to the permanent magnet, and the same permanent magnet when magnetizing the permanent magnet based on energization of the magnetizing coil.
  • the first and second magnetizing portions facing the rotor in the axial direction are excited to the same pole, and from both sides in the axial direction of the part of the rotor core located inside the folded shape of the permanent magnet. It is configured to magnetize through the magnetizing magnetic flux of the same pole.
  • the method for manufacturing a rotor according to the second aspect of the present disclosure is to use a magnetizing device in a rotor having a permanent magnet which is provided in a magnet accommodating hole of a rotor core in a state of being embedded in a magnet accommodating hole and has a curved shape that is convex inward in the radial direction. It includes magnetizing the permanent magnet in the embedded state from the outside of the rotor.
  • the magnetizing is performed by using a first magnetizing portion which is arranged on one side in the axial direction of the rotor and has a magnetizing coil for supplying a magnetizing magnetic flux to the permanent magnet, and in the axial direction of the rotor.
  • the permanent magnet When using a second magnetizing portion which is arranged on the other side and has a magnetizing coil that supplies a magnetizing magnetic flux to the permanent magnet, and when magnetizing the permanent magnet based on energization of the magnetizing coil, the permanent magnet is magnetized.
  • the first and second magnetizing portions facing the rotor in the axial direction are excited to the same pole, and the rotor core located inside the folded shape of the permanent magnet. It includes magnetizing through the magnetizing magnetic flux of the same pole from both sides in the axial direction of the part.
  • the first and the first and axially facing the rotor are magnetized in the same permanent magnet.
  • the second magnetized portion is excited to the same pole, and magnetization is performed from both sides of the rotor core portion located inside the folded shape of the permanent magnet through the magnetizing magnetic flux of the same pole.
  • a rotor magnetized using a rotor manufacturing apparatus and a rotor manufacturing method that solves the above problems is provided in a state of being embedded in a rotor core and a magnet accommodating hole of the rotor core, and is folded inwardly convex in the radial direction.
  • the rotor is configured by magnetizing the permanent magnet in an embedded state using a magnetizing device from the outside of the rotor, and the rotor core is located inside the folded shape of the permanent magnet.
  • the magnetizing unit of the permanent magnet magnetized through the magnetizing magnetic flux of the same pole from both sides in the axial direction of the portion is a block, and a plurality of the blocks are stacked in the axial direction.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a rotary electric machine having an embedded magnet type rotor.
  • FIG. 2 is a block diagram of the rotor.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the overall configuration of the magnetizing device of one embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the overall configuration of the magnetizing device of the same embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B are explanatory views for explaining the configuration of the coil body of the magnetizing device.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a permanent magnet magnetized by the magnetizing device of the same embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the overall configuration of the magnetizing device of the modified example.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the coil body of the magnetizing device of the modified example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a modified rotor including a permanent magnet magnetized by a magnetizing device.
  • the rotary electric machine M of the present embodiment shown in FIG. 1 is composed of an embedded magnet type brushless motor.
  • the rotary electric machine M includes a substantially annular stator 10 and a substantially cylindrical rotor 20 rotatably arranged in the radial inner space of the stator 10.
  • the stator 10 includes a substantially annular stator core 11.
  • the stator core 11 is made of a magnetic metal material, for example, a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction.
  • the stator core 11 has 12 teeth 12 in the present embodiment extending inward in the radial direction and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each tooth 12 has the same shape as each other.
  • the radial inner end portion, which is the tip portion has a substantially T shape, and the tip surface 12a has an arc shape following the outer peripheral surface of the rotor 20.
  • the winding 13 is wound around the teeth 12 by centralized winding.
  • the winding 13 is connected in three phases and functions as a U phase, a V phase, and a W phase, respectively, as shown in FIG. Then, when power is supplied to the winding 13, a rotating magnetic field for rotationally driving the rotor 20 is generated in the stator 10.
  • a rotating magnetic field for rotationally driving the rotor 20 is generated in the stator 10.
  • the outer peripheral surface of the stator core 11 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 14.
  • the rotor 20 includes a rotary shaft 21, a substantially columnar rotor core 22 into which the rotary shaft 21 is fitted in a central portion, and eight permanent magnets 23 in the present embodiment in which the rotary shaft 21 is embedded inside the rotor core 22. ing.
  • the rotor core 22 is made of a magnetic metal material, for example, a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction.
  • the rotor 20 is rotatably arranged with respect to the stator 10 by supporting the rotating shaft 21 with a bearing (not shown) provided in the housing 14.
  • the rotor core 22 has a magnet accommodating hole 24 for accommodating the permanent magnet 23.
  • Eight magnet accommodating holes 24 are provided in the present embodiment at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 22.
  • Each magnet accommodating hole 24 has a substantially V-shaped folded shape that is convex inward in the radial direction, and has the same shape as each other. Further, the magnet accommodating hole 24 is provided over the entire axial direction of the rotor core 22.
  • the permanent magnet 23 of the present embodiment is made of a bonded magnet formed by molding and solidifying a magnet material in which magnet powder is mixed with a resin. That is, in the permanent magnet 23, the magnet accommodating hole 24 of the rotor core 22 is molded, and the magnet material before solidification is filled in the magnet accommodating hole 24 without a gap by injection molding, and is solidified in the magnet accommodating hole 24 after filling. It is configured. Therefore, the hole shape of the magnet accommodating hole 24 is the outer shape of the permanent magnet 23.
  • the magnet powder used for the permanent magnet 23 of the present embodiment for example, a sumalium iron nitrogen (SmFeN) magnet is used, but other rare earth magnets or the like may be used.
  • the permanent magnet 23 has a substantially V-shaped folded shape that is convex inward in the radial direction. More specifically, as shown in FIG. 2, the permanent magnet 23 has a shape in which the radial inner ends of the pair of straight portions 23a are connected to each other by the bent portions 23b. The radial outer end portion 23c of the straight portion 23a is located near the outer peripheral surface 22a of the rotor core 22.
  • the permanent magnet 23 has a constant thickness Wm in any of the V-shaped paths including the pair of straight portions 23a and the bent portions 23b.
  • the permanent magnet 23 has a line-symmetrical shape with respect to its own circumferential center line Ls passing through the axis center O1 of the rotor 20, and is close to the magnetic pole boundary line Ld passing through the axis center O1 of the rotor 20 between adjacent permanent magnets 23. is doing.
  • the angle between the adjacent magnetic pole boundary lines Ld, that is, the magnetic pole opening angle ⁇ m of the rotor magnetic pole portion 26 including the permanent magnet 23 is 180 ° in terms of electrical angle.
  • the distance between the extension line of the inner surface of each straight line portion 23a of the V-shaped permanent magnet 23 and the intersection of the outer peripheral surface 22a of the rotor core 22 is the magnetic pole pitch Lp
  • the rotor core is on the circumferential center line Ls of the permanent magnet 23.
  • the permanent magnet 23 of the present embodiment is, for example, a deep folding so that the embedding depth Lm is larger than the magnetic pole pitch Lp. It is set to the shape.
  • the magnet surface 23x of the permanent magnet 23 of the present embodiment formed on each inner surface of each straight portion 23a and each bending portion 23b is set to be larger than the well-known surface magnet type magnet surface (not shown).
  • This folded shape of the permanent magnet 23 is an example, and can be appropriately changed, such as one having a shallow embedding depth Lm or a substantially U-shaped folded shape having a large bent portion 23b.
  • the permanent magnet 23 has a large embedding depth Lm, so that the bent portion 23b is inserted into the rotating shaft 21 at the center of the rotor core 22. It is located on the inner side in the radial direction near the hole 22b. Further, the permanent magnet 23 is provided over the entire axial direction of the rotor core 22.
  • the rotor 20 of the present embodiment is set to have a short axial length L1, and the permanent magnet 23 incorporated in the rotor 20 has a rectangular shape that is long in the radial direction of the rotor 20 in a lateral view.
  • the permanent magnet 23 solidified in the magnet accommodating hole 24 of the rotor core 22 is magnetized from the outside of the rotor core 22 so as to function as the original magnet from the unmagnetized state by using the magnetizing device 30 shown in FIG. ..
  • the details of the magnetizing device 30 and the magnetizing method using the magnetizing device 30 will be described later.
  • Eight permanent magnets 23 are provided in the circumferential direction of the rotor core 22 in the present embodiment, and are magnetized so as to be alternately different in the circumferential direction. Further, each permanent magnet 23 is magnetized in its own thickness direction.
  • the portion of the rotor core 22 located inside the V-shaped folded shape of the permanent magnet 23 and radially outside the permanent magnet 23 is the outer core portion (the portion of the rotor core) for obtaining the reluctance torque facing the stator 10.
  • the outer core portion 25 has a substantially triangular shape with one apex directed toward the center of the rotor 20 in the axial direction.
  • the rotor 20 is configured as an 8-pole rotor magnetic pole portion 26 in the present embodiment including the permanent magnet 23 and the outer core portion 25 surrounded by the inside of the V-shape of the permanent magnet 23. As shown in FIG. 1, each rotor magnetic pole portion 26 functions as an N pole and an S pole alternately in the circumferential direction. In the rotor 20 having such a rotor magnetic pole portion 26, the magnet torque and the reluctance torque can be preferably obtained.
  • a rotor 20 manufacturing apparatus and a rotor 20 manufacturing method including a magnetizing device 30 of the permanent magnet 23 and a method of magnetizing the permanent magnet 23 using the magnetizing device 30 will be described.
  • FIGS. 4 and 5 hatching is appropriately omitted for the cross-sectional portion. Further, the magnetizing coil 33a of the coil body 33 and the like are shown in a simplified manner.
  • the magnetizing device 30 includes a device upper portion (first magnetizing portion) 31 and a device lower portion (second magnetizing portion) 41, and is a rotor 20 to be magnetized.
  • the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device are configured to be connectable and detachable so that the device can be installed and taken out. In this case, either one or both of the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device perform the contact / detachment operation.
  • the device upper side portion 31 includes an upper magnetizing yoke 32 made of magnetic metal and a coil body 33 integrally mounted on the upper magnetizing yoke 32.
  • the upper magnetizing yoke 32 includes an annular plate-shaped base portion 32a having a diameter slightly larger than that of the rotor 20 to be magnetized, and eight opposed convex portions 32b at equal intervals in the circumferential direction of the lower surface of the base portion 32a. There is.
  • Each facing convex portion 32b is in contact with or close to the upper side surface of the rotor 20 to be magnetized, and is provided corresponding to each rotor magnetic pole portion 26.
  • a magnetizing coil 33a of the coil body 33 is mounted on each of the facing convex portions 32b on the outer peripheral surface 32c in a wound manner.
  • the coil body 33 includes eight magnetizing coils 33a, which are the same number as each of the opposed convex portions 32b.
  • each of the opposed convex portions 32b has the same shape as the outer core portion 25 surrounded by the permanent magnets 23 having a V-shaped folded shape of each rotor magnetic pole portion 26 in the axial direction of the rotor 20 (FIG. 6 (b)).
  • each facing convex portion 32b has a substantially triangular shape with one apex facing toward the center of the rotor 20, and the outer peripheral surface 32c of each facing convex portion 32b is also permanent in the axial direction. It is configured to have a peripheral surface shape that matches the V-shaped inner magnet surface 23x of the magnet 23 and the outer peripheral surface 22a of the rotor core 22.
  • each facing convex portion 32b may be configured to be slightly smaller than each outer core portion 25.
  • the main magnetizing magnetic flux entering and exiting from each of the opposed convex portions 32b passes through the magnet surface 23x of the permanent magnet 23 from the outer core portion 25 without directly passing through the axial end surface of the permanent magnet 23, and passes through the permanent magnet 23. It is magnetized in the thickness Wm direction (see FIG. 2).
  • the coil body 33 has each magnetizing coil 33a in which one conducting wire 33b is wound by a predetermined turn at each of eight locations, and is configured as one system, and is configured as a pair at both ends.
  • Connection line 33c is connected to one power supply device 34.
  • the coil body 33 forms a substantially annular shape along the circumferential direction of the upper magnetizing yoke 32, and is attached to each of the opposed convex portions 32b arranged in the circumferential direction.
  • Each magnetizing coil 33a in the coil body 33 has a winding mode in which the directions are alternately reversed in the circumferential direction.
  • the magnetizing coils 33a and the wound opposed convex portions 32b of the magnetizing coils 33a alternately become different poles in the circumferential direction. Is excited.
  • the permanent magnets 23 magnetized by the magnetizing coils 33a and the opposed convex portions 32b alternately become magnets having different poles in the circumferential direction of the rotor 20.
  • the crossover line 33d between the magnetizing coils 33a adjacent in the circumferential direction has the diameter of the adjacent facing convex portions 32b. It is set to cross over the apex part inside the direction.
  • the crossover line 33d is configured to be as short as possible.
  • the intersecting portion 33e of the conducting wire 33b that winds each magnetizing coil 33a is also set at the apex portion on the inner side in the radial direction of each facing convex portion 32b, that is, corresponding to the bent portion 23b of each permanent magnet 23. It is set.
  • the device lower portion 41 also has the same configuration as the device upper portion 31. That is, as shown in FIGS. 4 to 6, eight apparatus lower portions 41 correspond to the upper magnetizing yoke 32, the coil body 33, and the power supply apparatus 34 of the apparatus upper portion 31 on the upper surface of the base portion 42a. It is provided with a lower magnetizing yoke 42 having a facing convex portion 42b, a coil body 43 having eight magnetizing coils 43a, and one power supply device 44 for energizing the coil body 43. A magnetizing coil 43a of the coil body 43 is mounted on each of the outer peripheral surfaces 42c in a winding manner on each of the opposed convex portions 42b.
  • each magnetizing coil 43a having winding modes alternately in the opposite directions in the circumferential direction is configured as one system by one conducting wire 43b, and electricity is supplied from the power supply device 44 through the pair of connecting wires 43c. Will be done.
  • the crossing wire 43d of each magnetizing coil 43a is set on the radial inner side of the coil body 43, and the intersection 43e of the conducting wire 43b in each magnetizing coil 43a is set on the radial inner apex portion of each opposed convex portion 42b. It has a similar structure.
  • Such an upper side portion 31 of the device and a lower side portion 41 of the device are arranged so as to face each other in the axial direction of the rotor 20 to be magnetized when the rotor 20 is magnetized, and the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device are arranged.
  • the facing convex portions 32b and 42b of the above are in a positional relationship facing each other in the axial direction. Then, when the power supply devices 34 and 44 are energized, the facing convex portions 32b and 42b and the magnetizing coils 33a and 43a facing each other in the axial direction in the device upper portion 31 and the device lower portion 41 are connected to each other. They are excited at the same pole as each other.
  • the coil bodies 33 and 43 are energized by the power supply devices 34 and 44 of the device upper portion 31 and the device lower portion 41.
  • the opposite convex portions 32b and 42b of the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device are alternately excited to different poles in the circumferential direction by energizing the magnetizing coils 33a and 43a.
  • the opposing convex portions 32b, 42b (the magnetizing coils 33a, 43a) of the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device, which face each other, are excited to the same pole.
  • a permanent magnet is formed in the outer core portion 25.
  • the magnetizing magnetic flux along the axis orthogonal direction including the thickness Wm (see FIG. 2) direction of 23 is converted into a magnetic flux flow toward each of the opposing convex portions 32b and 42b on both sides in the axial direction.
  • the permanent magnet 23 is magnetized so that the magnet surface 23x side has an N pole.
  • the magnetizing magnetic flux along the axial direction from each of the opposing convex portions 32b and 42b in the outer core portion 25. Is converted into a flow of magnetic flux along the direction orthogonal to the axis including the thickness Wm direction of the permanent magnet 23.
  • the permanent magnet 23 is magnetized so that the magnet surface 23x side becomes the S pole.
  • the facing convex portions 32b and 42b have a shape corresponding to the outer core portion 25 surrounded by the permanent magnets 23 having a V-shaped folded shape, they enter and exit from the facing convex portions 32b and 42b.
  • the magnetizing magnetic flux is not directly passed through the axial end surface of the permanent magnet 23, and the direction of the magnetic flux is suitably converted from the axial direction to the axial orthogonal direction in the outer core portion 25 to form the magnet surface 23x of the permanent magnet 23. Pass. Therefore, the permanent magnet 23 has a magnetizing mode that is easily magnetized in the Wm thickness direction (see FIG. 2).
  • the intersecting portions 33e and 43e of the lead wires 33b and 43b that wind the magnetizing coils 33a and 43a are locations where there is concern about the disturbance of the magnetizing magnetic flux, but the inside of each of the opposed convex portions 32b and 42b in the radial direction. Since it is set at the apex portion of each permanent magnet 23, that is, the bent portion 23b which is farthest from the stator 10 and is less likely to be affected, even if the magnetizing magnetic flux is disturbed, the magnetizing of each permanent magnet 23 is performed. The effect of is suppressed to a small extent.
  • the rotor 20 is axially extending from the radial outer end portion 23c to the radial inner bending portion 23b. Since the magnetizing magnetic flux suitable for magnetizing can be supplied from the magnetizing device 30 arranged in the permanent magnet 23, more useful magnetizing can be performed over the entire permanent magnet 23. In particular, like the permanent magnet 23 of the present embodiment, it is more useful to have a deep folded shape such that the embedding depth Lm is larger than the magnetic pole pitch Lp.
  • the magnetic force at the bent portion or its vicinity tends to be weaker, as shown in FIG.
  • the permanent magnet 23 magnetized by the magnetizing method of the present embodiment it is possible to magnetize the bent portion 23b or its vicinity with a sufficient magnetic field strength exceeding the desired lower limit value. Even in the central portion 23d in the vertical direction of the bent portion 23b, which is difficult to magnetize in the permanent magnet 23, it is possible to magnetize with a magnetic field strength exceeding a desired lower limit value.
  • the portion magnetized with the magnetic field strength exceeding the desired lower limit value is about 95%, which exceeds 90%, and the permanent magnet 23 is magnetized with a sufficient magnetic force over the entire permanent magnet 23. It is possible to do.
  • the same permanent magnet 23 is magnetized so as to face the rotor 20 in the axial direction.
  • the facing convex portions 32b and 42b of the device upper portion 31 and the device lower portion 41 are excited to the same pole based on the energization of the magnetizing coils 33a and 43a.
  • magnetizing magnetic fluxes of the same pole are passed from both sides in the axial direction to the outer core portion 25 of the rotor core 22 located inside the folded shape of the permanent magnet 23 and located on the radial outside of the permanent magnet 23, and the permanent magnet is used. Twenty-three magnetization is performed.
  • a magnetizing magnetic flux suitable for magnetizing can be supplied over the entire area from the radially outer end portion 23c to the radially inward bending portion 23b, so that the permanent magnet can be supplied. It is possible to magnetize a more useful and sufficient magnetic force over the entire 23.
  • the facing convex portions 32b and 42b are configured to be equal to or slightly smaller than the outer core portion 25 located inside the folded shape of the permanent magnet 23 and radially outside the permanent magnet 23 in the axial direction of the rotor 20. ing.
  • the magnetizing magnetic flux entering and exiting from the opposed convex portions 32b and 42b does not directly pass through the axial end face of the permanent magnet 23, and the direction of the magnetic flux in the outer core portion 25 from the axial direction to the axial orthogonal direction is preferable. Since it is converted, the permanent magnet 23 can be appropriately magnetized in the thickness Wm direction.
  • the crossover lines 33d and 43d between the adjacent magnetizing coils 33a and 43a are set at the radial inner positions of the coil bodies 33 and 43. Therefore, it is possible to shorten the lengths of the conducting wires 33b and 43b constituting the coil bodies 33 and 43 including the crossover wires 33d and 43d as much as possible. If the lengths of the conductors 33b and 43b are shortened, the resistance becomes small, which leads to the suppression of heat generation of the coil bodies 33 and 43 at the time of magnetism, and leads to the improvement of the productivity of the rotor 20 including magnetism.
  • the opposed convex portions 32b and 42b of the magnetizing device 30 are configured in a shape that is combined with the outer core portions 25 in the axial direction of the rotor 20, but the shape of the opposed convex portions 32b and 42b is the shape of the outer core portion 25.
  • a shape that partially matches the shape or a different shape may be used.
  • insertion protrusions (insertion portions) 32d and 42d are provided at the centers of the upper magnetizing yoke 32 and the lower magnetizing yoke 42, respectively, and the central portion of the rotor 20 to be magnetized is axially fitted.
  • the insertion protrusions 32d and 42d may be inserted into the insertion holes 22b to perform magnetism.
  • a part of the magnetizing magnetic flux based on the excitation of the magnetizing coils 33a and 43a flows to the insertion protrusions 32d and 42d, so that the inner diameter of the rotor 20 is increased.
  • the magnetizing magnetic flux passing through the side can be increased.
  • magnetism in the vicinity of the bent portion 23b and the bent portion 23b of the permanent magnet 23 located on the inner diameter side of the rotor 20 can be performed more effectively.
  • the first magnetizing coil 35a1 in which the coil bodies 35 and 45 of the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device are arranged every other in the circumferential direction and the winding direction is the same.
  • 45a1 are separated into a first system composed of one conductor 35b1, 45b1 and a second magnetizing coil 35a2,
  • 45a2 are separated into a second system composed of one conductor 35b2, 45b2. That is, the coil bodies 35 and 45 are composed of two systems separated for each magnetic pole of the permanent magnet 23 to be magnetized.
  • the first power supply devices 36a1 and 46a1 are connected to the first system, and the second power supply devices 36a2 and 46a2 are connected to the second system.
  • magnetism is performed by dividing into two steps, a first magnetizing step by the first system and a second magnetizing step by the second system.
  • the crossover lines 33d and 43d between the adjacent magnetizing coils 33a and 43a are set at the radial inner positions of the coils 33 and 43, but may be appropriately changed, for example, the radial outer positions.
  • intersections 33e and 43e of the conducting wires 33b and 43b that wind the magnetizing coils 33a and 43a are set to the radial inner position, for example, the radial outer position may be changed as appropriate.
  • the magnetizing of the permanent magnet 23 by the magnetizing device 30 is performed by supplying the magnetizing magnetic flux from the axial direction of the rotor 20, when magnetizing the rotor 20 having a long specification in the axial direction, the intermediate portion in the axial direction. It is a concern whether the permanent magnet 23 located in the above can be sufficiently magnetized. In such a case, as shown in FIG. 10, when the axial length of the rotor 20 capable of sufficiently magnetizing the permanent magnet 23 in the magnetizing device 30 is up to L1, the axial length is L1 or L1.
  • the magnetized unit blocks set below have two stages, three stages, and so on, and a plurality of rotor cores 22 having magnetized permanent magnets 23 are stacked in the axial direction, and the axial length exceeds L1 in the axial direction. It is possible to configure a rotor 20 of length L2. Even if the axial length is L2 exceeding L1, the permanent magnet 23 is sufficiently magnetized in block units, so that the rotor 20 can be configured as having a permanent magnet 23 having a sufficient magnetic force as a whole. ..
  • the magnetizing device 30 is composed of an upper side portion 31 of the device arranged on the upper side and a lower side portion 41 of the device arranged on the lower side, but the arrangement configuration of the magnetizing device 30 is not limited to this.
  • the upper side portion 31 of the device and the lower side portion 41 of the device may be arranged side by side in a horizontal direction other than the vertical direction or an inclined direction.
  • the shape of the permanent magnet 23 shown in FIGS. 2 and 7 is an example, and may be changed as appropriate.

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Abstract

ロータ（２０）は、ロータコア（２２）の磁石収容孔（２４）に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石（２３）を有する。ロータの製造装置は、埋込状態にある永久磁石に対してロータの外部から着磁を行う着磁装置（３０）を含む。着磁装置は、ロータの軸方向一方に配置され、永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（３３ａ，３５ａ１，３５ａ２）を有する第１着磁部（３１）と、ロータの軸方向他方に配置され、永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（４３ａ，４５ａ１，４５ａ２）を有する第２着磁部（４１）とを含む。ロータの製造装置は、着磁用コイルへの通電に基づく永久磁石の着磁に際し、同一の永久磁石の着磁においてはロータに対して軸方向に対向する第１及び第２着磁部が同極に励磁され、永久磁石の折返し形状の内側に位置するロータコアの部位（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁を行う。

Description

ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２０年６月９日に出願された日本出願番号２０２０－１００１８６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、埋込状態にある永久磁石の着磁をロータの外部から行う埋込磁石型のロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータに関する。
　従来、埋込磁石型（ＩＰＭ型）のロータを用いる回転電機が周知である。埋込磁石型のロータは、永久磁石がロータコアの内部に埋め込まれる態様をなし、永久磁石によるマグネットトルクに加えて、永久磁石より径方向外側に位置する外側コア部にてリラクタンストルクを得る構成となっている。このような埋込磁石型のロータにおいては、埋込状態をなす未着磁の永久磁石を有したロータコアに対し、外径側から着磁装置にて着磁が行われているものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２０１０－１９３５８７号公報
　ところで、埋込磁石型のロータをより高性能とするためには、永久磁石を略Ｖ又はＵ字の折返し形状として永久磁石の磁石表面とロータコアの外側コア部との拡大を図り、マグネットトルクとリラクタンストルクとをともに増大させることが一つの対策としてある。
　永久磁石の磁石表面とロータコアの外側コア部とをより大きくしたい場合、永久磁石の折返し部分である屈曲部をより径方向内側に位置させて深い折返し形状とすることが考えられる。永久磁石の折返し位置が径方向内側に位置するほど、永久磁石の特に屈曲部及び屈曲部近辺が着磁装置から遠く離れることになる。そのため、特許文献１等にて開示されているようなロータコアの外径側から着磁する手法では、着磁装置から遠い部位となる永久磁石の屈曲部や屈曲部近辺が十分な磁力となるように着磁されるかが懸念されるところである。
　本開示の目的は、ロータコアに埋込状態の永久磁石に対して高磁力で着磁し得るロータの製造装置、ロータの製造方法及びその着磁がなされたロータを提供することにある。
　本開示の第１の態様にかかるロータの製造装置は、ロータコアの磁石収容孔に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石を有するロータにおいて、埋込状態にある前記永久磁石に対して前記ロータの外部から着磁を行う着磁装置を含む。前記着磁装置は、前記ロータの軸方向一方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイルを有する第１着磁部と、前記ロータの軸方向他方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイルを有する第２着磁部とを含み、前記着磁用コイルへの通電に基づく前記永久磁石の着磁に際し、同一の前記永久磁石の着磁においては前記ロータに対して軸方向に対向する前記第１及び第２着磁部が同極に励磁され、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁を行うように構成されている。
　本開示の第２の態様にかかるロータの製造方法は、ロータコアの磁石収容孔に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石を有するロータにおいて、着磁装置を用いて埋込状態にある前記永久磁石に対して前記ロータの外部から着磁を行うことを含む。前記着磁を行うことは、前記ロータの軸方向一方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイルを有する第１着磁部を用いることと、前記ロータの軸方向他方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイルを有する第２着磁部を用いることと、前記着磁用コイルへの通電に基づく前記永久磁石の着磁に際し、同一の前記永久磁石の着磁においては前記ロータに対して軸方向に対向する前記第１及び第２着磁部が同極に励磁され、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁を行うことと、を含む。
　上記ロータの製造装置及び上記ロータの製造方法によれば、ロータに埋込状態にある永久磁石の着磁に際し、同一の永久磁石の着磁において、ロータに対して軸方向に対向する第１及び第２着磁部が同極に励磁され、永久磁石の折返し形状の内側に位置するロータコアの部位の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁が行われる。これにより、折返し形状をなす永久磁石であっても径方向外側端部から径方向内側寄りの屈曲部まで全体に亘って着磁に好適な着磁磁束の供給が可能なため、永久磁石の全体に亘りより有用で十分な磁力の着磁を行うことが可能である。
　上記課題を解決するロータの製造装置及びロータの製造方法を用いて着磁がなされるロータは、ロータコアと、該ロータコアの磁石収容孔に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石と、を含む。前記ロータは、着磁装置を用いて埋込状態にある前記永久磁石に対して前記ロータの外部から着磁が行われて構成されており、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁された前記永久磁石の着磁単位をブロックとし、軸方向に複数の前記ブロックを積み重ねて構成される。
　ロータの軸方向から着磁磁束を供給して永久磁石の着磁を行う場合、軸方向中間部分に位置する永久磁石の着磁が十分行えるか懸念されるが、上記ロータは、十分な着磁が行える永久磁石の着磁単位をブロックとして軸方向に複数ブロック積み重ねる構成であるため、軸方向に長い仕様のロータであっても十分な磁力の永久磁石を有するものとして提供できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参酌しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、埋込磁石型のロータを有する回転電機の構成図であり、 図２は、ロータの構成図であり、 図３は、ロータの断面図であり、 図４は、一実施形態の着磁装置の全体構成を説明するための説明図であり、 図５は、同形態の着磁装置の全体構成を説明するための説明図であり、 図６の（ａ）（ｂ）は着磁装置のコイル体の構成を説明するための説明図であり、 図７は、同形態の着磁装置にて着磁された永久磁石を説明するための説明図であり、 図８は、変更例の着磁装置の全体構成を説明するための説明図であり、 図９は、変更例の着磁装置のコイル体の構成を説明するための説明図であり、 図１０は、着磁装置にて着磁された永久磁石を含む変更例のロータの断面図である。
　以下、ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータの一実施形態を説明する。
　図１に示す本実施形態の回転電機Ｍは、埋込磁石型のブラシレスモータにて構成されている。回転電機Ｍは、略円環状のステータ１０と、ステータ１０の径方向内側空間にて回転可能に配置される略円柱状のロータ２０とを備えている。
　ステータ１０は、略円環状のステータコア１１を備えている。ステータコア１１は、磁性金属材料にて構成、例えば複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。ステータコア１１は、径方向内側に向かって延び周方向等間隔に配置される本実施形態では１２個のティース１２を有している。各ティース１２は、互いに同一形状をなしている。ティース１２は、先端部である径方向内側端部が略Ｔ型をなし、先端面１２ａがロータ２０の外周面に倣った円弧状をなしている。ティース１２には、巻線１３が集中巻きにて巻装されている。巻線１３は３相結線がなされ、図１ようにそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相として機能する。そして、巻線１３に対して電源供給がなされると、ロータ２０を回転駆動するための回転磁界がステータ１０にて生じるようになっている。このようなステータ１０は、ステータコア１１の外周面がハウジング１４の内周面に対して固定されている。
　ロータ２０は、回転軸２１と、回転軸２１が中心部に嵌挿される略円柱状のロータコア２２と、ロータコア２２の内部に埋め込まれる態様をなす本実施形態では８個の永久磁石２３とを備えている。ロータコア２２は、磁性金属材料にて構成、例えば複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。ロータ２０は、回転軸２１がハウジング１４に設けられる図示略の軸受に支持されることで、ステータ１０に対して回転可能に配置されている。
　ロータコア２２は、永久磁石２３を収容するための磁石収容孔２４を有している。磁石収容孔２４は、ロータコア２２の周方向等間隔に本実施形態では８個設けられている。各磁石収容孔２４は、径方向内側に向かって凸の略Ｖ字の折返し形状をなし、互いに同一形状をなしている。また、磁石収容孔２４は、ロータコア２２の軸方向全体に亘り設けられている。
　ここで、本実施形態の永久磁石２３は、磁石粉体を樹脂と混合した磁石材料を成型固化してなるボンド磁石よりなる。すなわち、永久磁石２３は、ロータコア２２の磁石収容孔２４を成形型とし、固化前の磁石材料が射出成形により磁石収容孔２４内に隙間なく充填され、充填後に磁石収容孔２４内で固化されて構成されている。したがって、磁石収容孔２４の孔形状は、永久磁石２３の外形形状となる。本実施形態の永久磁石２３に用いられる磁石粉体としては、例えばサマリウム鉄窒素（ＳｍＦｅＮ）系磁石が用いられるが、他の希土類磁石等を用いてもよい。
　永久磁石２３は、径方向内側に向かって凸の略Ｖ字の折返し形状をなしている。詳述すると、永久磁石２３は、図２に示すように、一対の直線部２３ａの径方向内側端部同士を屈曲部２３ｂにて繋いだ形状をなしている。直線部２３ａの径方向外側端部２３ｃは、ロータコア２２の外周面２２ａの近くに位置している。永久磁石２３は、一対の直線部２３ａ及び屈曲部２３ｂを含むＶ字経路のいずれにおいても厚さＷｍが一定に設定されている。永久磁石２３は、ロータ２０の軸中心Ｏ１を通る自身の周方向中心線Ｌｓに対して線対称形状をなし、隣接の永久磁石２３間におけるロータ２０の軸中心Ｏ１を通る磁極境界線Ｌｄに近接している。隣接の磁極境界線Ｌｄ間の角度、すなわちこの永久磁石２３を含むロータ磁極部２６の磁極開角度θｍは、電気角で１８０°である。
　ここで、Ｖ字形状をなす永久磁石２３の各直線部２３ａの内側面の延長線とロータコア２２の外周面２２ａとの交点間を磁極ピッチＬｐ、永久磁石２３の周方向中心線Ｌｓ上でロータコア２２の外周面２２ａから屈曲部２３ｂの内側面までを埋込深さＬｍとすると、本実施形態の永久磁石２３は、一例として磁極ピッチＬｐより埋込深さＬｍが大となるような深い折返し形状に設定されている。つまり、各直線部２３ａ及び屈曲部２３ｂの各内側面でなす本実施形態の永久磁石２３の磁石表面２３ｘは、周知の表面磁石型の磁石表面（図示略）よりも大きい設定となっている。なお、永久磁石２３のこの折返し形状は一例であり、埋込深さＬｍが浅いものや屈曲部２３ｂの大きい略Ｕ字の折返し形状のもの等、適宜変更可である。
　また、図２及び図３に示すように、永久磁石２３は、埋込深さＬｍを大きい設定としていることで、屈曲部２３ｂがロータコア２２の中心部の回転軸２１の嵌挿される軸嵌挿孔２２ｂに近い径方向内側寄りに位置している。また、永久磁石２３は、ロータコア２２の軸方向全体に亘り設けられている。本実施形態のロータ２０は、軸方向長さＬ１が短い設定のものであり、そのロータ２０に組み込まれる永久磁石２３は、側方視でロータ２０の径方向に長い長方形状をなしている。
　ロータコア２２の磁石収容孔２４内で固化した永久磁石２３は、図４等に示す着磁装置３０を用い、未着磁状態から本来の磁石として機能させるべくロータコア２２の外部から着磁が行われる。着磁装置３０及び着磁装置３０を用いた着磁方法の詳細については後述する。永久磁石２３は、ロータコア２２の周方向に本実施形態では８個設けられており、周方向に交互に異極となるように着磁される。また、個々の永久磁石２３は、それぞれ自身の厚さ方向に磁化される。
　永久磁石２３のＶ字の折返し形状の内側であり永久磁石２３よりも径方向外側に位置するロータコア２２の部位は、ステータ１０と対向してリラクタンストルクを得るための外側コア部（ロータコアの部位）２５として機能する。外側コア部２５は、軸方向視でロータ２０の中心部方向に１つの頂点を向けた略三角形状をなしている。そして、ロータ２０は、永久磁石２３と永久磁石２３のＶ字形状の内側で囲まれる外側コア部２５とを含む本実施形態では８極のロータ磁極部２６として構成されている。各ロータ磁極部２６は、図１のように周方向に交互にそれぞれＮ極、Ｓ極として機能する。このようなロータ磁極部２６を有するロータ２０では、マグネットトルクとリラクタンストルクとが好適に得られるものとなる。
　次に、永久磁石２３の着磁装置３０及び着磁装置３０を用いた永久磁石２３の着磁方法を含むロータ２０の製造装置及びロータ２０の製造方法について説明する。
　［着磁装置の構成］
　本実施形態の着磁装置３０について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図４及び図５では、断面部分について適宜ハッチングを省略してある。また、コイル体３３の着磁用コイル３３ａ等、簡略化して図示してある。
　着磁装置３０は、図４及び図５に示すように、装置上側部（第１着磁部）３１と装置下側部（第２着磁部）４１とを備え、着磁対象のロータ２０の設置及び取出しを可能とすべく、装置上側部３１と装置下側部４１とが接離可能に構成されている。この場合、装置上側部３１と装置下側部４１とは、いずれか一方若しくは両方が接離動作を行う。
　装置上側部３１は、磁性金属製の上側着磁ヨーク３２と、上側着磁ヨーク３２に一体的に装着されるコイル体３３とを備えている。上側着磁ヨーク３２は、着磁対象のロータ２０より若干大径の円環板状のベース部３２ａと、ベース部３２ａの下面の周方向等間隔に８個の対向凸部３２ｂとを備えている。各対向凸部３２ｂは、着磁対象のロータ２０の上側面に当接若しくは近接対向し、各ロータ磁極部２６に対応して設けられている。各対向凸部３２ｂには、それぞれの外周面３２ｃにコイル体３３の着磁用コイル３３ａが巻回態様をなして装着されている。コイル体３３は、各対向凸部３２ｂと同数の８個の着磁用コイル３３ａを備えている。
　各対向凸部３２ｂは、ロータ２０の軸方向視で、各ロータ磁極部２６のＶ字の折返し形状をなす永久磁石２３にて囲まれた外側コア部２５と同等の形状をなしている（図６（ｂ）参照）。具体的には、各対向凸部３２ｂは、ロータ２０の中心部方向に１つの頂点を向けた略三角形状をなしており、各対向凸部３２ｂの外周面３２ｃは、同じく軸方向視で永久磁石２３のＶ字内側の磁石表面２３ｘ及びロータコア２２の外周面２２ａと一致するような周面形状にて構成されている。なお、各対向凸部３２ｂは、各外側コア部２５よりも若干小さく構成されていてもよい。これにより、各対向凸部３２ｂから出入りする主たる着磁磁束は、永久磁石２３の軸方向端面を直接的に通らずに外側コア部２５から永久磁石２３の磁石表面２３ｘを通り、永久磁石２３を厚さＷｍ方向（図２参照）に磁化させるものとなっている。
　図６（ａ）に示すように、コイル体３３は、１本の導線３３ｂを８箇所それぞれで所定回巻回させた各着磁用コイル３３ａを有して１系統として構成され、両端の一対の接続線３３ｃが１つの電源装置３４と接続されている。コイル体３３は、上側着磁ヨーク３２の周方向に沿うように略円環状をなし、周方向に並ぶ各対向凸部３２ｂにそれぞれ装着される。コイル体３３における各着磁用コイル３３ａは、周方向で交互に逆向きとなる巻回態様とされている。つまり、コイル体３３は、電源装置３４により通電がなされると、各着磁用コイル３３ａ及び各着磁用コイル３３ａの巻回された各対向凸部３２ｂが周方向で交互に異極となるように励磁される。各着磁用コイル３３ａ及び各対向凸部３２ｂにより着磁される各永久磁石２３は、ロータ２０の周方向において交互に異極の磁石となる。
　また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、コイル体３３において、周方向に隣接する各着磁用コイル３３ａ間の渡り線３３ｄは、隣接する各対向凸部３２ｂの径方向内側の頂点部分間で渡るように設定されている。渡り線３３ｄが極力短くし得る構成としている。さらに、各着磁用コイル３３ａを巻回構成する導線３３ｂの交差部３３ｅについても、各対向凸部３２ｂの径方向内側の頂点部分に設定、すなわち各永久磁石２３の屈曲部２３ｂに対応して設定されている。各着磁用コイル３３ａにおける導線３３ｂの交差部３３ｅは着磁磁束の乱れを懸念する箇所であるため、万一着磁磁束に乱れが生じたとしても永久磁石２３において最もステータ１０から遠く影響の出難い屈曲部２３ｂに設定されている。
　このように装置上側部３１は構成されているが、装置下側部４１についてもその装置上側部３１と同一構成をなしている。すなわち、図４から図６に示すように、装置下側部４１は、装置上側部３１の上側着磁ヨーク３２、コイル体３３、電源装置３４と対応して、ベース部４２ａの上面に８個の対向凸部４２ｂを有する下側着磁ヨーク４２と、８個の着磁用コイル４３ａを有するコイル体４３と、コイル体４３に通電する１つの電源装置４４とを備えている。各対向凸部４２ｂには、コイル体４３の着磁用コイル４３ａが巻回態様をなして各外周面４２ｃに装着されている。コイル体４３は、周方向で交互に逆向きの巻回態様をなす各着磁用コイル４３ａが１本の導線４３ｂにて１系統として構成され、一対の接続線４３ｃを通じて電源装置４４から通電がなされる。各着磁用コイル４３ａの渡り線４３ｄはコイル体４３の径方向内側に、各着磁用コイル４３ａにおける導線４３ｂの交差部４３ｅは各対向凸部４２ｂの径方向内側の頂点部分にそれぞれ設定された同様の構成となっている。
　このような装置上側部３１及び装置下側部４１は、ロータ２０の着磁の際において、着磁対象のロータ２０の軸方向に対向して配置され、装置上側部３１及び装置下側部４１の各対向凸部３２ｂ，４２ｂ同士が軸方向に対向する位置関係となる。そして、各電源装置３４，４４による通電がなされると、装置上側部３１及び装置下側部４１で軸方向に対向する各対向凸部３２ｂ，４２ｂ及び各着磁用コイル３３ａ，４３ａ同士は、互いに同極にて励磁されるようになっている。
　［着磁装置を用いた永久磁石の着磁方法］
　図４から図６に示す上記構成の着磁装置３０を用い、先ず、装置上側部３１と装置下側部４１とが互いに離間した開放状態の際に未着磁の永久磁石２３を有するロータ２０がその装置上側部３１と装置下側部４１との間に設置される。着磁対象のロータ２０の設置後、装置上側部３１と装置下側部４１とが互いに近接され、着磁時に同極となる装置上側部３１及び装置下側部４１の各対向凸部３２ｂ，４２ｂがロータ２０の上側面と下側面とのそれぞれに当接若しくは近接対向とされる。
　次いで、装置上側部３１及び装置下側部４１の各電源装置３４，４４により各コイル体３３，４３に対して通電が行われる。装置上側部３１及び装置下側部４１のそれぞれの各対向凸部３２ｂ，４２ｂは、各着磁用コイル３３ａ，４３ａへの通電により周方向で交互に異極に励磁される。また、装置上側部３１及び装置下側部４１の互いに対向する各対向凸部３２ｂ，４２ｂ（各着磁用コイル３３ａ，４３ａ）同士については同極に励磁される。
　図４に示すように、装置上側部３１及び装置下側部４１の互いに対向する各対向凸部３２ｂ，４２ｂ同士が同極の例えばＳ極に励磁されると、外側コア部２５内では永久磁石２３の厚さＷｍ（図２参照）方向を含む軸直交方向に沿った着磁磁束が軸方向両側の各対向凸部３２ｂ，４２ｂにそれぞれに向かう磁束の流れに変換される。これにより、永久磁石２３は、磁石表面２３ｘ側がＮ極となるように着磁される。また、各対向凸部３２ｂ，４２ｂ同士がＮ極に励磁されると、図示略とするが、外側コア部２５内では各対向凸部３２ｂ，４２ｂのそれぞれからの軸方向に沿った着磁磁束が永久磁石２３の厚さＷｍ方向を含む軸直交方向に沿った磁束の流れに変換される。これにより、永久磁石２３は、磁石表面２３ｘ側がＳ極となるように着磁される。
　また、各対向凸部３２ｂ，４２ｂは、Ｖ字の折返し形状をなす各永久磁石２３にて囲まれた外側コア部２５と対応した形状をなしているため、各対向凸部３２ｂ，４２ｂから出入りする着磁磁束は、永久磁石２３の軸方向端面を直接的に通らず、外側コア部２５内で軸方向から軸直交方向に磁束の向きが好適に変換されて永久磁石２３の磁石表面２３ｘを通る。そのため、永久磁石２３は、厚さＷｍ方向（図２参照）に磁化され易い着磁態様となっている。さらに、各着磁用コイル３３ａ，４３ａを巻回構成する導線３３ｂ，４３ｂの交差部３３ｅ，４３ｅは着磁磁束の乱れを懸念する箇所であるが、各対向凸部３２ｂ，４２ｂの径方向内側の頂点部分、すなわち各永久磁石２３において最もステータ１０から遠く影響の出難い屈曲部２３ｂに設定されているため、万一着磁磁束に乱れが生じたとしても、各永久磁石２３の着磁への影響は小さく抑えられる。
　このように略Ｖ字の折返し形状をなす本実施形態のような永久磁石２３であっても、径方向外側端部２３ｃから径方向内側寄りの屈曲部２３ｂまで全体に亘ってロータ２０の軸方向に配置される着磁装置３０から着磁に好適な着磁磁束の供給が可能なため、永久磁石２３の全体に亘りより有用な着磁を行うことができるようになっている。特に本実施形態の永久磁石２３のように、磁極ピッチＬｐより埋込深さＬｍが大となるような深い折返し形状となる程より有用である。
　したがって、従来一般的に行われているロータの径方向外側から着磁する手法を用いた永久磁石では、屈曲部やその近辺の磁力がより弱くなりがちとなるところ、図７に示すように、本実施形態の着磁手法を用いて着磁された永久磁石２３では、屈曲部２３ｂやその近辺でも所望下限値を上回る十分な磁界強さにて着磁することが可能である。永久磁石２３において着磁し難い屈曲部２３ｂの上下方向中央部分２３ｄにおいても、所望下限値を上回る磁界強さでの着磁が可能である。こうして、本実施形態の永久磁石２３は、所望下限値を上回る磁界強さにて着磁される部位が９０％を超える９５％程度となり、永久磁石２３の全体に亘り十分な磁力にて着磁することが可能である。
　本実施形態の効果について説明する。
　（１）ロータ２０に埋込状態にある永久磁石２３の着磁を着磁装置３０を用いて外部から行う際、同一の永久磁石２３の着磁においては、ロータ２０に対して軸方向に対向する装置上側部３１及び装置下側部４１の各対向凸部３２ｂ，４２ｂが各着磁用コイル３３ａ，４３ａの通電に基づき同極に励磁される。このとき、永久磁石２３の折返し形状の内側であって永久磁石２３の径方向外側に位置するロータコア２２の外側コア部２５に対して軸方向両側から同極の着磁磁束が通されて永久磁石２３の着磁が行われる。これにより、折返し形状をなす永久磁石２３であっても径方向外側端部２３ｃから径方向内側寄りの屈曲部２３ｂまで全体に亘って着磁に好適な着磁磁束の供給ができるため、永久磁石２３の全体に亘りより有用で十分な磁力の着磁を行うことができる。
　（２）各対向凸部３２ｂ，４２ｂは、ロータ２０の軸方向視で、永久磁石２３の折返し形状の内側で永久磁石２３の径方向外側に位置する外側コア部２５と同等若しくは若干小さく構成されている。これにより、各対向凸部３２ｂ，４２ｂから出入りする着磁磁束が、永久磁石２３の軸方向端面を直接的に通らず外側コア部２５内で軸方向から軸直交方向に磁束の向きが好適に変換されるため、永久磁石２３を厚さＷｍ方向に適切に磁化させることができる。
　（３）隣接の着磁用コイル３３ａ，４３ａ間の渡り線３３ｄ，４３ｄは、コイル体３３，４３の径方向内側位置に設定されている。そのため、渡り線３３ｄ，４３ｄを含むコイル体３３，４３を構成する導線３３ｂ，４３ｂの長さを極力短くすることが可能である。導線３３ｂ，４３ｂの長さが短くなれば、抵抗が小さくなって着磁時のコイル体３３，４３の発熱抑制に繋がり、着磁を含むロータ２０の生産性向上に繋がる。
　（４）各着磁用コイル３３ａ，４３ａを巻回構成する導線３３ｂ，４３ｂの交差部３３ｅ，４３ｅは、径方向内側位置に設定、すなわち各永久磁石２３において最もステータ１０から遠く影響の出難い屈曲部２３ｂに設定されている。そのため、万一着磁磁束に乱れが生じたとしても、各永久磁石２３の着磁への影響を小さく抑えることができる。
　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・着磁装置３０の各対向凸部３２ｂ，４２ｂをロータ２０の軸方向視で各外側コア部２５と合わせた形状にて構成したが、対向凸部３２ｂ，４２ｂの形状を外側コア部２５の形状と一部合う形状、異なる形状にしてもよい。
　・図８に示すように、上側着磁ヨーク３２及び下側着磁ヨーク４２の中心部にそれぞれ挿入突部（挿入部）３２ｄ，４２ｄを設け、着磁対象のロータ２０の中心部の軸嵌挿孔２２ｂに各挿入突部３２ｄ，４２ｄを挿入して着磁を行う構成としてもよい。各挿入突部３２ｄ，４２ｄを設けることで、各挿入突部３２ｄ，４２ｄに対して着磁用コイル３３ａ，４３ａの励磁に基づく着磁磁束の一部が流れるようになるため、ロータ２０の内径側を通る着磁磁束を増加することができる。これにより、ロータ２０の内径側に位置する永久磁石２３の屈曲部２３ｂ及び屈曲部２３ｂの近辺の着磁をより効果的に行うことができる。
　また図８の態様等において、図９に示すように、装置上側部３１及び装置下側部４１のコイル体３５，４５を周方向１個置きで巻回方向が同じ第１着磁用コイル３５ａ１，４５ａ１同士を１本の導線３５ｂ１，４５ｂ１で構成した第１系統と、第２着磁用コイル３５ａ２，４５ａ２同士を１本の導線３５ｂ２，４５ｂ２で構成した第２系統に分離する。すなわち、コイル体３５，４５は、着磁する永久磁石２３の磁極毎に分離した２つの系統で構成される。第１系統には第１電源装置３６ａ１，４６ａ１が、第２系統には第２電源装置３６ａ２，４６ａ２がそれぞれ接続される。そして、第１系統による第１着磁工程と第２系統による第２着磁工程との２つの工程に分けて着磁が行われる。このようにすれば、上記各挿入突部３２ｄ，４２ｄが各工程で１つの磁極として機能するため、ロータ２０の内径側を通る着磁磁束を一層増加でき、永久磁石２３の屈曲部２３ｂ及びその近辺の着磁を一層効果的に行うことができる。
　・隣接の着磁用コイル３３ａ，４３ａ間の渡り線３３ｄ，４３ｄをコイル体３３，４３の径方向内側位置に設定したが、例えば径方向外側位置等、適宜変更してもよい。
　・着磁用コイル３３ａ，４３ａを巻回構成する導線３３ｂ，４３ｂの交差部３３ｅ，４３ｅを径方向内側位置に設定したが、例えば径方向外側位置等、適宜変更してもよい。
　・着磁装置３０による永久磁石２３の着磁はロータ２０の軸方向から着磁磁束を供給して行うものであるため、軸方向に長い仕様のロータ２０を着磁する場合、軸方向中間部分に位置する永久磁石２３の着磁が十分行えるか懸念されるところである。このような場合、図１０に示すように、着磁装置３０にて永久磁石２３の十分な着磁が行えるロータ２０の軸方向長さをＬ１までとした場合、軸方向長さをＬ１若しくはＬ１以下に設定した着磁単位のブロックで２段、３段・・・と、着磁済みの永久磁石２３を有するロータコア２２を軸方向に複数ブロック積み重ねて、軸方向長さがＬ１を超える軸方向長さＬ２のロータ２０を構成することが可能である。軸方向長さがＬ１を超えるＬ２であってもブロック単位で永久磁石２３に対して十分な着磁がなされるため、全体として十分な磁力の永久磁石２３を有するロータ２０として構成することができる。
　・着磁装置３０を上側に配置される装置上側部３１と下側に配置される装置下側部４１とで構成したが、着磁装置３０の配置構成はこれに限らない。装置上側部３１及び装置下側部４１を上下方向以外の水平方向や傾斜方向に並べて配置する構成としてもよい。
　・図２及び図７等にて示した永久磁石２３の形状は一例であり、適宜変更してもよい。
　・図１等で示した回転電機Ｍの構成は一例であり、適宜変更してもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

  1. 　ロータコア（２２）の磁石収容孔（２４）に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石（２３）を有するロータ（２０）において、埋込状態にある前記永久磁石に対して前記ロータの外部から着磁を行う着磁装置（３０）を備えるロータの製造装置であって、
    　前記着磁装置は、前記ロータの軸方向一方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（３３ａ，３５ａ１，３５ａ２）を有する第１着磁部（３１）と、前記ロータの軸方向他方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（４３ａ，４５ａ１，４５ａ２）を有する第２着磁部（４１）とを含み、
    　前記着磁用コイルへの通電に基づく前記永久磁石の着磁に際し、同一の前記永久磁石の着磁においては前記ロータに対して軸方向に対向する前記第１及び第２着磁部が同極に励磁され、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁を行うように構成された、ロータの製造装置。
  2. 　前記第１及び第２着磁部は、外周面（３２ｃ，４２ｃ）に前記着磁用コイルが巻回態様にて装着されて前記着磁磁束を供給するための対向凸部（３２ｂ，４２ｂ）を有し、
    　前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位と同等に若しくは小さく構成された、請求項１に記載のロータの製造装置。
  3. 　前記着磁用コイルは、周方向に並ぶ複数のコイル体（３３，４３）として構成され、
    　隣接の前記着磁用コイル間の渡り線（３３ｄ，４３ｄ）はそれぞれ、径方向内側位置に設定されている、請求項１又は請求項２に記載のロータの製造装置。
  4. 　前記着磁用コイルは、周方向に並ぶ複数のコイル体（３３，４３）として構成され、
    　前記着磁用コイルを巻回構成する導線（３３ｂ，４３ｂ）の交差部（３３ｅ，４３ｅ）はそれぞれ、径方向内側位置に設定されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロータの製造装置。
  5. 　前記第１及び第２着磁部はそれぞれ、少なくとも一方側に前記ロータの軸嵌挿孔（２２ｂ）に挿入される挿入部（３２ｄ，４２ｄ）を有し、前記挿入部に対して前記着磁用コイルの励磁に基づく前記着磁磁束の一部が流れるように構成された、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロータの製造装置。
  6. 　前記第１及び第２着磁部はそれぞれ、前記着磁用コイルを複数個備え、
    　複数個の前記着磁用コイルは、前記永久磁石の着磁する磁極毎に分離した第１及び第２系統として構成され、かつ前記第１及び第２系統の通電に基づく着磁工程を分けて実施するように構成された、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロータの製造装置。
  7. 　前記ロータは、前記永久磁石の着磁単位をブロックとし、軸方向に複数ブロック積み重ねて構成された、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロータの製造装置。
  8. 　ロータコア（２２）の磁石収容孔（２４）に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石（２３）を有するロータ（２０）において、着磁装置（３０）を用いて埋込状態にある前記永久磁石に対して前記ロータの外部から着磁を行うことを備えるロータの製造方法であって、
    　前記着磁を行うことは、
    　前記ロータの軸方向一方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（３３ａ，３５ａ１，３５ａ２）を有する第１着磁部（３１）を用いることと、
    　前記ロータの軸方向他方側に配置され、前記永久磁石に着磁磁束を供給する着磁用コイル（４３ａ，４５ａ１，４５ａ２）を有する第２着磁部（４１）を用いることと、
    　前記着磁用コイルへの通電に基づく前記永久磁石の着磁に際し、同一の前記永久磁石の着磁においては前記ロータに対して軸方向に対向する前記第１及び第２着磁部が同極に励磁され、前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁を行うことと、を含む、ロータの製造方法。
  9. 　ロータコア（２２）と、
    　該ロータコアの磁石収容孔（２４）に埋込状態にて設けられ、径方向内側に凸の折返し形状をなす永久磁石（２３）と、を備えるロータ（２０）であって、
    　該ロータは、着磁装置（３０）を用いて埋込状態にある前記永久磁石に対して外部から着磁が行われて構成されており、
    　前記永久磁石の折返し形状の内側に位置する前記ロータコアの部位（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して着磁された前記永久磁石の着磁単位をブロックとし、軸方向に複数の前記ブロックを積み重ねて構成された、ロータ。
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