JPH0530141B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高エネルギー磁石を利用しようとする
発電機、電動機に用いられる永久磁石式回転電機
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のものは第１図に示すように、着磁コア４
に磁束９を流す着磁コイル５が巻かれ、この着磁
コイル５にはスイツチ７を介して着磁電源６が接
続されており、これらにより着磁装置が構成され
ている。一方、ヨーク２の内周に円弧状の２個の
磁石１，１が固着され、これら磁石１，１の間に
電機子巻線３ａを巻いた電機子３を挿入すること
によりモータ８が構成されている。

そして、このモータ８を上記着磁コア４内に挿
入してからスイツチ７を介して着磁電源６から着
磁コイル５に電流を供給することで磁石１，１を
着磁する。

ところが、上述した従来のものにおいて、回転
電機の出力向上を図るため、磁石１，１として従
来通常に使用されている例えばフエライト磁石の
代わりに小型、軽量でかつ強力な磁力を発生でき
る高エネルギー磁石を用いると、高エネルギー磁
石の磁力が強いため、モータとして作動させた
時、第１図図示の厚さの小さいヨーク２では磁束
通路の磁気飽和が生じてしまう。すなわち、第１
図図示のモータ８が作動する時、磁石１，１の発
生する磁束は電機子３およびヨーク２を通して流
れる。この磁束の流れをより具体的に述べると、
第１図において、上下の磁石１，１は、着磁コア
４のＮ極、Ｓ極により、それぞれの上側面がＳ極
に、そして下側面がＮ極に着磁されているので、
第１図上側の磁石１から出た磁束は電機子３→下
側の磁石１→ヨーク２を経て上側磁石１に戻る。
下側磁石１の磁束はヨーク２→上側磁石１→電機
子３を経て下側磁石１に戻る。このように磁石
１，１の磁束がヨーク２を通して流れるので、ヨ
ーク２の厚さが小さいと磁気飽和が生じて磁石
１，１の持つ磁力を十分有効活用できないという
問題が生ずる。

上記の磁気飽和を回避するためには、第３図に
示すようにヨーク２ａの厚さＡを従来よりも厚く
して磁束通路を拡大する必要がある。一方、第２
図Ｂ−Ｈ曲線図に示すように、従来のフエライト
磁石の着磁状態を示す曲線１３におけるフエライ
ト磁石を100％着磁する着磁磁界よりも、高エネ
ルギー磁石の着磁状態を示す曲線１４における高
エネルギー磁石を100％着磁する着磁磁界の方を
強くする必要が生じるが、磁石１ａ，１ａを着磁
しようとする際に、第３図に示すように着磁電源
６をスイツチ７を介して着磁コイル５に接続する
と、磁束９が着磁コア４内を流れ、モータ８内で
はヨーク２ａを流れる磁束通路１１と、磁石１
ａ、電機子３および磁石１ａを流れる磁束通路１
０とに分流して流れるが、ヨーク２ａの厚さＡが
大きくなつたため、磁束通路１１に流れる洩れ磁
束が比較的多くなり、磁石１ａ，１ａを含む磁束
通路１０に磁束が流れにくくなるので、磁石１
ａ，１ａを十分に着磁しようとするときわめて容
量の大きい着磁装置が必要になるという欠点があ
る。また、前述したように高エネルギー磁石を使
用した場合の磁気飽和を回避するため、充分な磁
路断面積を持つた厚さＡの大きいヨーク２ａを使
用すると、ヨーク２ａの重量が大となり、モータ
８の軽量化が困難となる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、高エ
ネルギー磁石を使用しても着磁装置の大容量化を
図ることなく容易に着磁することができ、かつ軽
量化が可能な永久磁石式回転電機の製造方法を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、高エネルギ
ー磁石と、この高エネルギー磁石を内周に装着し
た第１のヨークと、前記高エネルギー磁石の内側
に配置した電機子とを一体として、着磁装置の着
磁コアの開口端の間に挿入し、 次に、前記着磁コアに巻かれた着磁コイルに通
電して前記着磁コアに磁束を発生し、この磁束を
前記第１のヨーク、前記高エネルギー磁石および
前記電機子を通る磁束通路に流すことにより、前
記高エネルギー磁石を磁化させ、 次に、前記高エネルギー磁石、前記第１のヨー
クおよび前記電機子を前記着磁コアの開口端の間
から取出し、 次に前記第１のヨークの外周上で、前記高エネ
ルギー磁石に重なる位置に、前記高エネルギー磁
石の軸方向長さと略同等の軸方向長さを持つ第２
のヨークを装着するという製造方法を採用する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第４図において、コの字型の着磁コア４に磁
束９を流す着磁コイル５が巻かれ、この着磁コイ
ル５には開閉スイツチ７を介して着磁電源６が接
続されることにより着磁装置が構成される。そし
て、この着磁装置の着磁コア４の開口端の間に、
以下の構成からなるモータ８を挿入する。すなわ
ち、このモータ８は、第１のヨークである円筒状
のヨーク２ｂの内周に高エネルギー磁石からなる
２つの円弧状の磁石１ａ，１ａを装着し、これら
２つの磁石１ａ，１ａの間の空間に電機子巻線３
ａを巻いた電機子３を回転自在に配置した構成と
なつており、このモータを着磁コア４の開口端の
間に挿入する。ここで、上記ヨーク２ｂの厚さＢ
は、第４図の如く磁石１ａを着磁しているとき
と、着磁を終了して着磁コア４からモータ８を抜
き出したときでパーミアンス係数が極端に減少し
ないことを考慮の上で、すなわち、着磁コア４か
らモータ８を抜き出したときに減磁される量を考
慮の上でヨーク２ｂの厚さＢを必要最小限の値に
設定している。但し、実際には、ヨーク２ｂはモ
ータ８の構造上電機子３を回転保持するエンドフ
レームを役割を兼ねているので磁気回路上の必要
より、エンドフレームとして必要な強度を満足す
る寸法に設定してある。

次に上記状態において開閉スイツチ７を閉じて
着磁電源６から着磁コイル５に電流を供給する
と、着磁コア４に磁束９が流れ、この磁束９はモ
ータ８内ではヨーク２ｂを流れる磁束通路１１
と、磁石１ａ、電機子３および磁石１ａを流れる
磁束通路１０とに分流して流れる。そして、ヨー
ク２ｂの厚さＢを必要最小限の値に設定している
ため、ヨーク２ｂを流れる磁束通路１１ではすぐ
に磁気飽和してしまい、磁束９はほとんど通路１
０側を流れるので、磁石１ａ，１ａの着磁を確実
に充分に行なうことができる。ここで、磁石１
ａ，１ａは、第４図において、それぞれの上側面
がＳ極、下側面がＮ極となるように着磁される。

そして、磁石１ａ，１ａを着磁した後に、磁石
１ａ，１ａを内周に固着してあるヨーク２ｂを電
機子３と一緒に着磁コア４から取り出す。次に、
第５図、第６図に示すように第１のヨークである
ヨーク２ｂの外周に、円弧状磁石１ａの軸方向長
さとほぼ同じ軸方向長さを持つ円筒状の第２のヨ
ーク１５を磁石１ａ，１ａに重なるように嵌合
し、固定している。ここで、モータとして作用さ
せたとき、磁石１ａ，１ａの磁束は第６図におい
て次のごとく流れる。上側の磁石１ａから出た磁
束は、電機子３→下側の磁石１ａ→ヨーク２ｂ及
びヨーク１５の経路で上側の磁石１ａに戻る。下
側の磁石１ａの磁束は、ヨーク２ｂ及びヨーク１
５→上側の磁石１ａ→電機子３を経て下側の磁石
１ａに戻る。また、第２のヨーク１５の半径方向
の厚さＣつまり磁路の幅を変化させることによ
り、モータとして働くときの磁束の量を調整して
モータの出力特性を変更することができる。しか
も、磁石１ａ，１ａの軸方向長さとほぼ同じ軸方
向長さを持つヨーク１５を磁石１ａ，１ａと重な
るように嵌合し、固定しているため、この第２の
ヨーク１５は第１のヨーク２ｂよりも小さく構成
でき、第１のヨーク２ｂを単に厚くするものに比
して、モータ８の軽量化が達成できる。

また、第８図の磁石の特性図において、MAは
高エネルギー磁石、MBはフエライト磁石のそれ
ぞれの減磁特性曲線を示している。これから判明
することは、高エネルギー磁石（例えば住友特殊
金属(株)の商品名「NEOMAX−35」等の希土類磁
石）は残留磁束密度−Ｂが大きいばかりではなく
抗磁力−Ｈがきわめて大きい。

従つて、第４図の如く第１のヨーク２ｂのまま
で着磁した後に、このモータ８を着磁コア４から
取り出した時に、磁石１ａから見たときの磁路の
パーミンアンス係数が減少しても極端に残留磁束
密度Ｂが低下（減磁）することがない。

〔その他の実施例〕

上述した一実施例のものでは、第２のヨークで
あるヨーク１５を円筒状としているが、第７図に
示すように円弧状磁石１ａ，１ａに対応した形状
の円弧状の第２のヨーク１５ａと１５ｂを製作し
て、これを第９図に示すように第１のヨーク２ｂ
の外周上で、磁石１ａ，１ａに重なる位置に取付
け、バンドや接着剤等を利用してヨーク２ｂの外
周に固着してもよい。

この第７図、第９図の実施例においても、モー
タとして作動させたとき、上下の磁石１ａ，１ａ
の磁束は、前述の実施例と同様の経路で流れる。

すなわち、第９図に図示するように、２つの円
弧状の第２のヨーク１５ａ，１５ｂが第１のヨー
ク２ｂの外周上で、磁石１ａ，１ａに重なる位置
に取付けられており、かつ第１のヨーク２ｂの厚
さＢは前述の実施例と同様に必要最小限の値に設
定してあるので、上側の磁石１ａから出た磁束
は、第９図において電機子３→下側の磁石１ａ→
第１のヨーク２ｂおよび第２のヨーク１５ａ，１
５ｂの経路で上側の磁石１ａに戻る。一方、下側
の磁石１ａの磁束は、第１のヨーク２ｂおよび第
２のヨーク１５ａ，１５ｂ→上側の磁石１ａ→電
機子３を経て、下側の磁石１ａに戻る。

なお、本発明でいう高エネルギー磁石とは残留
磁束密度と保持力の大きい例えば希土類を使用し
た磁石をいう。特に、希土類磁石のうちでも減磁
曲線が第８図のMAの如く略一直線状になるもの
が適する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明では、高エネルギー磁
石と、この高エネルギー磁石を内周に装着した第
１のヨークと、前記高エネルギー磁石の内側に配
置した電機子とを一体として、着磁装置の着磁コ
アの開口端の間に挿入し、 次に、前記着磁コアに巻かれた着磁コイルに通
電して前記着磁コアに磁束を発生し、この磁束
を、前記第１のヨーク、前記高エネルギー磁石お
よび前記電機子を通る磁束通路に流すことによ
り、前記高エネルギー磁石を磁化させ、 次に、前記高エネルギー磁石、前記第１のヨー
クおよび前記電機子を前記着磁コアの開口端の間
から取出し、 次に前記第１のヨークの外周上で、前記高エネ
ルギー磁石に重なる位置に、前記高エネルギー磁
石の軸方向長さと略同等の軸方向長さを持つ第２
のヨークを装着するという製造方法を採用してい
るから、次に述べる優れた効果が得られる。

(1) 高エネルギー磁石の着磁の際には、第１のヨ
ークのみが着磁用磁束の磁束通路に介在し、一
方回転電機として作動させる時には第１のヨー
クおよび第２のヨークの両方を高エネルギー磁
石の磁束通路を介在させることにより、回転電
機作動時におけるヨークでの磁気飽和を解消し
て、高エネルギー磁石の磁力を回転電機の出力
アツプのために有効利用できる。

(2) 上記のように第１のヨークに対してさらに第
２のヨークを追加することにより、回転電機作
動時の高エネルギー磁石の磁気飽和を解消でき
るので、第１のヨークの厚さは十分小さくで
き、これにより第１のヨークに着磁の際の磁束
が洩れることを十分低減できる。従つて、小容
量の着磁装置でも高エネルギー磁石を十分着磁
できる。

(3) 第２のヨークは、高エネルギー磁石の軸方向
寸法と略同等の軸方向寸法を有するものである
から、第１のヨークより寸法的に小さいもので
あり、従つて第１のヨークの厚さを単に大きく
するものに比して、回転電機の軽量化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁石を用いた回転電機と着磁装
置の正面図、第２図はフエライト磁石および高エ
ネルギー磁石の磁界の強さに対する磁束密度の特
性図、第３図は高エネルギー磁石を用いた従来の
回転電機と着磁装置の磁束の流れを示す正面模式
図、第４図は本発明の一実施例に係わる高エネル
ギー磁石を用いた回転電機と着磁装置および磁束
の流れを示す正面模式図、第５図は本発明の一実
施例における回転電機の第１のヨークに第２のヨ
ークを嵌合する時の分解斜視図、第６図は本発明
の一実施例における高エネルギー磁石を用いた回
転電機の完成後の正面から見た断面図、第７図は
本発明の他の実施例における第２のヨークを示す
斜視図、第８図はフエライト磁石および高エネル
ギー磁石の逆磁界に対する磁束密度の特性図であ
る。第９図は第７図に示す他の実施例における第
２のヨークを用いた回転電機の完成後の正面から
見た断面図である。 １ａ……高エネルギー磁石、２ｂ……第１のヨ
ーク、３……電機子、４……着磁コア、５……着
磁コイル、１５，１５ａ，１５ｂ……第２のヨー
ク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円弧条に形成した高エネルギー磁石と、この
   高エネルギー磁石を内周に装着した円筒状の第１
   のヨークと、前記高エネルギー磁石の内側に配置
   した電機子とを一体として、着磁装置の着磁コア
   の開口端の間に挿入し、 次に、前記着磁コアに巻かれた着磁コイルに通
   電して前記着磁コアに磁束を発生し、この磁束
   を、前記第１のヨーク、前記高エネルギー磁石お
   よび前記電機子を通る磁束通路に流すことによ
   り、前記高エネルギー磁石を磁化させ、 次に、前記高エネルギー磁石、前記第１のヨー
   クおよび前記電機子を前記着磁コアの開口端の間
   から取出し、 次に前記第１のヨークの外周上で、前記高エネ
   ルギー磁石に重なる位置に、前記高エネルギー磁
   石の軸方向長さと略同等の軸方向長さを持つ円筒
   状もしくは円弧状の第２のヨークを装着すること
   を特徴とする永久磁石式回転電機の製造方法。