JP2002017075A

JP2002017075A - 永久磁石ロータの着磁方法及びそれを用いた応用機器

Info

Publication number: JP2002017075A
Application number: JP2000208111A
Authority: JP
Inventors: Yukio Honda; 幸夫本田; Yoshinari Asano; 能成浅野; Hiroshi Murakami; 浩村上; Naoaki Morino; 修明森野; Hisakazu Kataoka; 久和片岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】集中巻きステータにて、永久磁石ロータを完
全に着磁する。【解決手段】スロットオープンの中心角がθｏである
とき、永久磁石のロータ中心に対して外側の磁極面が、
ロータ中心に対して（２４０／Ｐ＋θｏ）°以下であ
り、第一の相を着磁電源の正極に、第二の相と第三の相
を着磁電源の負極に接続し、第一の相の巻線が施された
ティースの中心部と永久磁石ロータの極中心部が一致す
るようにロータを配置させ、着磁電流を流す第一工程
と、永久磁石ロータを第一工程における位置からいずれ
かの方向に（３６０／Ｐ）°回転させる第二工程と、第
一の相を着磁電源の負極に、第二の相と第三の相を着磁
電源の正極に接続し、着磁電流を流す第三工程からなる
永久磁石ロータの着磁方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステータティース
数：ロータ極数が３：２のステータティースに直接３相
巻線が施されたステータに、永久磁石ロータを組み込ん
で着磁を行う方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステータティース数：ロータ極数
が３：２で、ステータティースに直接３相巻線が施され
たステータの場合、永久磁石ロータの着磁は、永久磁石
ロータ単体にて着磁をした後、ステータに組み込むとい
う方法が一般的であった。しかしながら、生産工程にお
いて、着磁された永久磁石ロータを、ステータに組み込
まない状態で存在する場合、磁性体の鉄粉等を永久磁石
ロータが吸引したり、また、ステータに組み込む時にス
テータと永久磁石ロータが吸引または反発しあったりし
て、生産性が低下していた。

【０００３】一方、特許第２５１９４３５号に示す着磁
方法を用いれば、ステータに組み込んだ状態にて永久磁
石ロータを着磁することが可能である。図１３、図１４
は、特許第２５１９４３５号に示す着磁方法を説明する
図である。

【０００４】ステータ１は６個のティースＴ１、Ｔ２、
Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を有し、それぞれに絶縁物を介
して直接巻線が施され、３相星型に結線されている。永
久磁石ロータ２は、ロータコア３の外周に４極の永久磁
石４を配置してなる。永久磁石ロータ２は、ステータ１
に組み込んだ状態においては、着磁されていない。着磁
工程は、以下の三工程からなる。第一の工程は、図１３
に示すように、Ｕ相巻線とＶ相巻線の境界と、永久磁石
ロータの極の境界が一致するよう永久磁石ロータ２を位
置決めし、Ｕ相を着磁電源の正極に、Ｖ相を着磁電源の
負極に接続し、Ｕ相からＶ相に着磁電流を流す。

【０００５】これにより、永久磁石の、Ｕ相巻線が施さ
れたティースに対向する部分がＳ極に、永久磁石の、Ｖ
相巻線が施されたティースに対向する部分がＮ極に着磁
される。この状態においては、永久磁石の、Ｗ相巻線が
施されたティースに対向する部分は未着磁である。第二
の工程は、図１４に示すように、第一の工程において、
永久磁石の着磁されていない部分の中心を、Ｕ相巻線と
Ｖ相巻線の境界と一致させるように永久磁石ロータ２を
回転させ位置決めし、Ｕ相を着磁電源の負極に、Ｖ相を
着磁電源の正極に接続する。第三の工程においては、第
二の工程に位置決め、結線された状態において、Ｖ相か
らＵ相に着磁電流を流す。これにより、永久磁石の、第
一の工程において着磁されていない部分にも着磁され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような特許第２
５１９４３５号に示す永久磁石ロータの着磁方法におい
ては、第一の工程または第三の工程における、それぞれ
１回の着磁においては、永久磁石の約３分の２を着磁す
るに過ぎず、それぞれの着磁の中心と、永久磁石ロータ
の極中心が一致しないため、永久磁石ロータの表面磁束
において着磁不完全部分が発生する可能性があった。ま
た、ロータコア内部に永久磁石を埋設した構成の埋め込
み型の永久磁石ロータにおいては、着磁電流による磁束
はロータ表面付近を通ろうとするため、特に、永久磁石
の中央部分の着磁が不完全となる可能性があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、スロットオープンの中心角がθｏであると
き、永久磁石のロータ中心に対して外側の磁極面、また
は、ステータに対してわずかなエアギャップを介して対
向しているロータ表面において永久磁石の磁束が届きう
る範囲が、ロータ中心に対して（２４０／Ｐ＋θｏ）°
以下であり、（１）３相巻線のうち１の相の端子を着磁
電源の正極に、残りの２の相の端子を着磁用電源の負極
に接続し、前記１の相の巻線が施されたティースの中心
部と永久磁石ロータの極中心部が一致するようにロータ
を配置させ、着磁電流を流す第一工程と、（２）永久磁
石ロータを第一工程における位置からいずれかの方向に
（３６０／Ｐ）°回転させる第二工程と、（３）３相巻
線のうち、１の相の端子を着磁用電源の負極に、残りの
２の相の端子を着磁用電源の正極に接続し、着磁電流を
流す第三工程からなる永久磁石ロータの着磁方法であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、鉄など
の高透磁率材からなる略円筒形のロータコアに永久磁石
を埋設してなる極数Ｐの永久磁石ロータを、前記永久磁
石ロータの外側に同心に配置され、内径方向に略半径方
向に突出した（３／２）Ｐ本のティースに直接３相巻線
された略円環形のステータを用いて着磁する方法であっ
て、スロットオープンの中心角がθｏであるとき、永久
磁石のロータ中心に対して外側の磁極面、または、ステ
ータに対してわずかなエアギャップを介して対向してい
るロータ表面において永久磁石の磁束が届きうる範囲
が、ロータ中心に対して（２４０／Ｐ＋θｏ）°以下で
あり、３相巻線のうち、１の相（Ａ相と云う）の端子を
着磁用電源の第一の極（正極または負極）に接続し、残
りの２の相（Ｂ相及びＣ相と云う）の端子を着磁用電源
の第二の極（第一の極と逆の極）に接続し、Ａ相巻線が
施されたティースの中心部と永久磁石ロータの第一の磁
極（Ｎ極またはＳ極）のいずれかの極中心部が一致する
ようにロータを配置させ、着磁用電源により着磁電流を
流す第一工程と、永久磁石ロータの第一の磁極の中心部
が、いずれかの互いに隣接する２の相（ａ相及びｂ相と
云う。ａ相、ｂ相それぞれと、Ａ相、Ｂ相それぞれは同
一であっても、異なってもよい）のティースの間に一致
する位置に、永久磁石ロータを回転させる第二工程と、
ａ相及びｂ相の端子を着磁用電源の第一の極に接続し、
残りの１の相（ｃ相と云う。ｃ相と、Ｃ相は同一であっ
ても、異なってもよい）の端子を着磁用電源の第二の極
に接続し、着磁用電源により着磁電流を流す第三工程か
らなる永久磁石ロータの着磁方法であって、小さい電圧
で永久磁石を着磁するための磁化力を最大とすることが
でき、前記磁化力を全て永久磁石の着磁のために利用す
ることができるので、容易で安定した着磁方法を提供す
る。

【０００９】請求項２に記載の発明は、ロータの極間か
ら、ロータ中心に対して（６０／Ｐ−θｏ／２）°の範
囲内において、永久磁石がロータ表面に近接した部分に
おける永久磁石素材の異方性が、ロータ表面の永久磁石
が近接した部分における接線と略平行である、請求項１
記載の永久磁石ロータの着磁方法であって、永久磁石の
異方性に沿って永久磁石が着磁されるため、安定した着
磁状態を得ることが可能である。特に、永久磁石素材が
フェライトであって、ロータ内部にできるだけ多くの永
久磁石素材を埋設したい時に有効である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、ロータの極間か
ら、ロータ中心に対して（６０／Ｐ−θｏ／２）°の範
囲内において、永久磁石がロータ表面に近接した部分に
おける永久磁石埋設用孔は、空隙であって、または、非
磁性体が埋設されている請求項２記載の永久磁石ロータ
の着磁方法であって、小さい電圧で永久磁石を着磁する
ための磁化力を最大とすることができ、前記磁化力を全
て永久磁石の着磁のために利用することができるので、
容易で安定した着磁方法を提供する。特に、永久磁石素
材がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石であり、平板状のも
のである時に有効であり、また、１２０°通電に適す
る。

【００１１】請求項４に記載の発明は、鉄などの高透磁
率材からなる略円筒形のロータコアに永久磁石を埋設し
てなる極数Ｐの永久磁石ロータを、前記永久磁石ロータ
の外側に同心に配置され、内径方向に略半径方向に突出
した（３／２）Ｐ本のティースに直接３相巻線された略
円環形のステータを用いて着磁する方法であって、永久
磁石素材が、永久磁石のロータ中心に対して外側の磁極
面と直交する方向に異方性を有し、３相巻線のうち、１
の相（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源の第一の極（正
極または負極）に接続し、残りの２の相（Ｂ相及びＣ相
と云う）の端子を着磁用電源の第二の極（第一の極と逆
の極）に接続し、Ａ相巻線が施されたティースの中心部
と永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極またはＳ極）のい
ずれかの極中心部が一致するようにロータを配置させ、
着磁用電源により着磁電流を流す第一工程と、永久磁石
ロータの第一の磁極の中心部が、いずれかの互いに隣接
する２の相（ａ相及びｂ相と云う。ａ相、ｂ相それぞれ
と、Ａ相、Ｂ相それぞれは同一であっても、異なっても
よい）のティースの間に一致する位置に、永久磁石ロー
タを回転させる第二工程と、ａ相及びｂ相の端子を着磁
用電源の第一の極に接続し、残りの１の相（ｃ相と云
う。ｃ相と、Ｃ相は同一であっても、異なってもよい）
の端子を着磁用電源の第二の極に接続し、着磁用電源に
より着磁電流を流す第三工程からなる永久磁石ロータの
着磁方法であって、ステータに組み込んだ状態で、永久
磁石ロータを完全に着磁するという作用がある。

【００１２】請求項５に記載の発明は、ロータ内周側に
凸の円弧形状の永久磁石を、半径方向に２層に分割し、
それぞれの永久磁石の両端部がロータ表面付近まで延設
されている永久磁石ロータであって、ロータ外周側の永
久磁石のロータ中心に対して外側の磁極面が、ロータ中
心に対して（２４０／Ｐ―θｏ）°と同等かそれ以下で
あり、ロータ内周側の永久磁石のロータ中心に対して外
側の磁極面が、ロータ中心に対して（２４０／Ｐ＋θ
ｏ）°以下である、請求項４記載の永久磁石ロータの着
磁方法であって、リラクタンストルクを有効に利用で
き、高い効率を実現する永久磁石ロータにおいて、その
特性を最大限に生かすための、完全な着磁状態を得るこ
とができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、鉄などの高透磁
率材からなる略円筒形のロータコアに永久磁石を埋設し
てなる極数Ｐの永久磁石ロータを、前記永久磁石ロータ
の外側に同心に配置され、内径方向に略半径方向に突出
した（３／２）Ｐ本のティースに直接３相巻線された略
円環形のステータを用いて着磁する方法において、３相
巻線のうち、１の相（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源
の第一の極（正極または負極）に接続し、残りの２の相
（Ｂ相及びＣ相と云う）の端子を着磁用電源の第二の極
（第一の極と逆の極）に接続し、Ａ相巻線が施されたテ
ィースの中心部と永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極ま
たはＳ極）のいずれかの極中心部が一致するようにロー
タを配置させ、着磁用電源により着磁電流を流す第一工
程と、永久磁石ロータの第一の磁極の中心部が、Ａ相と
Ｂ相のティースの間に一致する位置に、永久磁石ロータ
を回転させる第二工程と、Ａ相及びＢ相の端子を着磁用
電源の第一の極に接続し、Ｃ相の端子を着磁用電源の第
二の極に接続し、着磁用電源により着磁電流を流す第三
工程からなる請求項１ないし請求項５に記載の永久磁石
ロータの着磁方法であって、簡単な結線の変更を行うこ
とで、ステータに組み込んだ状態で、永久磁石ロータを
完全に着磁するという作用がある。

【００１４】請求項７に記載の発明は、鉄などの高透磁
率材からなる略円筒形のロータコアに永久磁石を埋設し
てなる極数Ｐの永久磁石ロータを、前記永久磁石ロータ
の外側に同心に配置され、内径方向に略半径方向に突出
した（３／２）Ｐ本のティースに直接３相巻線された略
円環形のステータを用いて着磁する方法において、３相
巻線のうち、１の相（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源
の第一の極（正極または負極）に接続し、残りの２の相
（Ｂ相及びＣ相と云う）の端子を着磁用電源の第二の極
（第一の極と逆の極）に接続し、Ａ相巻線が施されたテ
ィースの中心部と永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極ま
たはＳ極）のいずれかの極中心部が一致するようにロー
タを配置させ、着磁用電源により着磁電流を流す第一工
程と、永久磁石ロータを第一工程における位置からいず
れかの方向に［３６０／Ｐ×（２ｎ＋１）］°（ｎは整
数）回転させる第二工程と、Ｂ相及びＣ相の端子を着磁
用電源の第一の極に接続し、Ａ相の端子を着磁用電源の
第二の極に接続し、着磁用電源により着磁電流を流す第
三工程からなる請求項１ないし請求項５に記載の永久磁
石ロータの着磁方法であって、簡単な結線の変更を行う
ことで、ステータに組み込んだ状態で、永久磁石ロータ
を完全に着磁するという作用がある。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項１から請
求項７のいずれかに記載の永久磁石ロータの着磁方法に
より製造されたモータを搭載した密閉型コンプレッサー
であって、密閉型コンプレッサーに用いられる永久磁石
ロータの着磁が容易かつ完全に行える。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。

【００１７】（実施例１）第一の実施例について、図１
から図４を用いて説明する。図１は第一の実施例におけ
る永久磁石ロータの着磁方法の第一の工程を説明するた
めの図である。図２は、第一の実施例における永久磁石
ロータの着磁方法の第一の工程の結線図である。図３は
第一の実施例における永久磁石ロータの着磁方法の第三
の工程を説明するための図である。図４は、第一の実施
例における永久磁石ロータの着磁方法の第三の工程の結
線図である。

【００１８】ステータ１１は、６個のティースＴ１、Ｔ
２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を有し、それぞれに絶縁物
を介して直接巻線が施され、３相星型に結線されてい
る。永久磁石ロータ１２は、ロータコア１３の内部に永
久磁石１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを埋設してな
る。２層の永久磁石の間には、透磁率の高い鉄の磁路が
あるため、ｑ軸インダクタンスが高くなり、したがっ
て、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスの差に比
例するリラクタンストルクを有効に利用することができ
る。永久磁石ロータ１２は、両端部に端板（図示せず）
を設け、ロータコア１３に設けられた孔１６にリベット
を通し、かしめてなる。永久磁石ロータ１２は、中心に
設けられた孔１７にシャフトを通し、シャフトを中心に
回転する。永久磁石ロータ１２は、ステータ１１に組み
込んだ初期の状態においては、着磁されていない。着磁
工程は、以下の３工程からなる。

【００１９】第一の工程は、図１及び図２に示すよう
に、Ｕ相巻線ＣＵ１、ＣＵ２の中心と、永久磁石ロータ
１２の極の中心が一致するよう永久磁石ロータ１２を位
置決めし、Ｕ相の端子を着磁用電源の正極に、Ｖ相の端
子及びＷ相の端子を着磁用電源の負極に接続する。着磁
スイッチ２０により交流電源とコンデンサ１９を接続
し、コンデンサ１９を充電する。コンデンサ１９の充電
が終了したら、スイッチ２０をモータの巻線側に切り替
え、コンデンサ１９に蓄えられた電荷を放電する。これ
により、Ｕ相からＶ相及びＷ相にパルス状の着磁電流が
流れ、図１の→の方向に磁界が発生する。これにより、
Ｕ相巻線が施されたティースに対向する部分に埋設され
た永久磁石１４ｃ、１４ｄがＳ極に、Ｖ相巻線及びＷ相
が施されたティースに対向する部分に埋設された永久磁
石１４ａ、１４ｂがＮ極に着磁される。ただし、Ｕ相巻
線が施されたティースに対向する部分に埋設された永久
磁石のうち、ロータ内周側に埋設された永久磁石１４ｄ
の端部１４ｎは、十分に着磁されない。

【００２０】第二の工程は、第一の工程における永久磁
石ロータ１２位置から、機械角で９０°、電気角で１８
０°、いずれかの方向に回転させ位置決めする。第三の
工程は、図３及び図４に示すように、Ｕ相の端子を着磁
用電源の負極に、Ｖ相の端子及びＷ相の端子を着磁用電
源の正極に接続するようスイッチ２１を切り替え、第二
の工程において位置決めされた状態において、Ｖ相及び
Ｗ相からＵ相に着磁電流を流す。これにより、永久磁石
の、第一の工程において十分に着磁されていない部分に
も着磁される。

【００２１】第三の工程においては、第一の工程から着
磁用電源の極を入れ替えるだけでよいので結線の変更が
容易である。

【００２２】この時、永久磁石１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄは、永久磁石の磁極面と直交する方向に異方
性を有する。すなわち、円弧中心に向かって半径方向に
異方性を有する。これにより、第三の工程において、Ｎ
極に着磁された永久磁石１４ｂの端部には、Ｓ極に着磁
しようとする着磁磁界をもたらすティースＴ２、Ｔ３、
Ｔ５、Ｔ６が対向しており、永久磁石１４ｂが等方性で
あったり、磁極中心軸に対して平行な配向を持つ異方性
であったり、または等方性であったりすると、本来Ｎ極
に着磁されるべき永久磁石１４ｂの端部が、第三の工程
においてＳ極に着磁されてしまう。そこで、Ｓ極に着磁
しようとする着磁磁界をもたらすティースＴ２、Ｔ３、
Ｔ５、Ｔ６が対向している部分には、Ｎ極に着磁された
永久磁石１４ｂの端部のみが対向するようにし、さら
に、Ｎ極に着磁された永久磁石１４ｂの端部は、与えら
れる着磁磁界においてＳ極に着磁されないよう、着磁界
に対して直交する方向に異方性を有するか、空隙または
非磁性層とするとよい。

【００２３】言い換えれば、ロータの極間から、ロータ
中心に対して（１５−θ／２）°の範囲内において永久
磁石がロータ表面に近接した部分においては、永久磁石
素材の異方性が、ロータ表面の永久磁石が近接した部分
における接線と略平行とすれば、第一の工程及び第三の
工程において、永久磁石が正規の状態に着磁される。

【００２４】さらに、１極当たり半径方向に２層に分割
された永久磁石は、それぞれ永久磁石の両端部がロータ
表面付近まで延設されており、これらの永久磁石は、容
易に磁気飽和する程度に細い薄肉部１３ｂにより、ロー
タコア１３内部に保持されている。スロットオープンの
中心角をθｏとすると、ロータ外周側の永久磁石１４
ａ、１４ｃの永久磁石のロータ中心に対して外側の磁極
面のロータ中心に対する中心角θＭｏは、（６０―θ
ｏ）°と同等かそれ以下であり、ロータ内周側の永久磁
石１４ｂ、１４ｄの永久磁石のロータ中心に対して外側
の磁極面のロータ中心に対する中心角θＭｉは（２４０
／Ｐ＋θｏ）°以下である。これにより、例えば第一の
工程において説明すると、Ｕ相巻線に電流を流して発生
した磁束が、Ｕ相巻線を施したティースＴ１、Ｔ４に対
向し、ロータ外周側に位置する永久磁石１４ｃの全てに
鎖交し、永久磁石１４ｃを完全に着磁することが可能で
ある。さらに、θＭｉ＞（２４０／Ｐ＋θｏ）°である
と、Ｖ相巻線及びＷ相巻線に電流を流して発生した磁束
が、Ｕ相巻線を施したティースＴ１、Ｔ４に対向し、ロ
ータ内周側に位置する永久磁石１４ｄの両端部に、所定
の磁束の向きと逆の向きの磁束が鎖交してしまう。この
ため、不完全着磁や、第三の工程において、一旦着磁さ
れた部分を減磁してしまう。したがって、θＭｉ≦（２
４０／Ｐ＋θｏ）°であるとよい。これらの条件は、永
久磁石の形状や埋設する位置、また、スロットオープン
の幅などを適当に選択することにより満足できる。

【００２５】また、第二の工程は、目視にて位置合わせ
を行ってもよいが、図５に示すように、Ｕ相の端子を直
流電源の負極に、Ｖ相の端子及びＷ相の端子を直流電源
２６の正極に接続すれば、磁気吸引力にて所定の位置に
て永久磁石ロータが安定する。このとき、直流電流は、
減磁が起こらないように、着磁電流に比べると十分に小
さく、かつ、摩擦やディテンドトルクに勝る程度の吸引
力が発生する程度の大きさである必要がある。本工程
は、特に、密閉型のコンプレッサー等のように、ロータ
をステータに組み込んでしまうと、ロータ位置が目視で
確認できないような場合に特に有効である。

【００２６】このとき、ロータの安定位置が第一の工程
のロータ位置から、どちら向きに対しても同じ９０°と
なるため、直流電源を接続した時、振動を与える等によ
り、ロータ位置が微小にずれ、その向きに回転し、所定
の位置にロータが移動し安定するようになる。

【００２７】図６に、永久磁石ロータ単体にて着磁ヨー
クを用いて着磁した時の誘起電圧波形を、図７に、本実
施例における第一の工程にて着磁した時の誘起電圧波形
を、図８に、本実施例における着磁方法を用いて着磁し
た時の誘起電圧波形を示す。本実施例における第一の工
程にて着磁した時において、誘起電圧が、永久磁石ロー
タ単体にて着磁した時の９４％であるが、第三の工程ま
で行った後、永久磁石ロータ単体にて着磁した時と同等
の誘起電圧となっており、本実施例における着磁方法に
て、完全に着磁が可能であることがわかった。

【００２８】なお、特許第２５１９４３５号に示す着磁
方法の場合、Ｕ相からＶ相に電流を流すが、本実施例に
おける着磁方法では、Ｕ相からＶ相及びＷ相に電流を流
すため、巻線抵抗は４分の３に低減され、磁束を発生さ
せるための有効巻数は１．５倍となるため、特許第２５
１９４３５号に示す着磁方法と比べても、同一電圧に
て、より多くの磁束を発生させることが可能であり、巻
線の変形も抑えることが可能である。

【００２９】（実施例２）第二の実施例について、図９
から図１２を用いて説明する。図９は第二の実施例にお
ける永久磁石ロータの着磁方法の第一の工程を説明する
ための図である。図１０は、第二の実施例における永久
磁石ロータの着磁方法の第一の工程の結線図である。図
１１は第二の実施例における永久磁石ロータの着磁方法
の第三の工程を説明するための図である。図１２は、第
二の実施例における永久磁石ロータの着磁方法の第三の
工程の結線図である。

【００３０】ステータの構成及び着磁工程のうち第一の
工程については、第一の実施例と同様であるので、省略
する。第一の実施例とは、ロータ構造が異なる。また、
第二の工程におけるロータの回転角度と、第三の工程に
おける結線も異なる。

【００３１】永久磁石ロータ２２は、ロータコア２３の
内部に永久磁石２４ａ、２４ｂを埋設してなる。また、
永久磁石２４ａ、２４ｂは、平板状であり、希土類磁石
を用いている。また、永久磁石２４ａ、２４ｂを埋設す
る孔の両端は、ロータ表面付近まで延設し、ロータ表面
付近に沿って、前記永久磁石２４ａ、２４ｂを埋設する
孔の両端と連続し、かつ、ロータ極中心付近に伸びた貫
通孔２５を有する。貫通孔２５は、ステータに対してわ
ずかなエアギャップを介して対向しているロータ表面に
おいて、永久磁石の届き得る範囲θｃを、６０＋θｃ以
下になるようにするとよい。このとき、貫通孔２５は、
空隙のままでもよいが、永久磁石の固定やロータコア強
度の向上のため、樹脂等の非磁性体を挿入または充填し
てもよい。本構成により、Ｖ相巻線及びＷ相巻線に電流
を流して発生した磁束が、Ｕ相巻線を施したティースＴ
１、Ｔ４に対向した位置にある永久磁石、第一の工程に
おいては２４ａ、第三の工程においては２４ｂの両端部
に、所定の磁束の向きと逆の向きの磁束が鎖交してしま
うのを防止し、完全に永久磁石ロータ２２を着磁するこ
とを可能とする。また、磁束を電気角１２０°、すなわ
ち機械角６０°に集中させることができるので、特に、
１２０°矩形波通電に適する。また、本構成は、空気層
を設けることにより、永久磁石のロータコア内部への埋
設可能量が低下するため、特に、エネルギー積の大きい
希土類磁石を用いた場合に有効である。

【００３２】永久磁石ロータ２２は、両端部に端板（図
示せず）を設け、ロータコア２３に設けられた孔２６に
リベットを通し、かしめてなる。永久磁石ロータ２２
は、中心に設けられた孔２７にシャフトを通し、シャフ
トを中心に回転する。

【００３３】第二の工程においては、ロータを反時計方
向に３０°回転させる。ここで、ロータは反時計方向に
２１０度回転させても同様であるが、Ｕ相の端子及びＷ
相の端子を直流電源の正極に、Ｖ相の端子を直流電源の
負極に接続し、磁気吸引力にて所定の位置にロータを回
転させる時は、自動的に反時計方向に３０°回転して安
定する。

【００３４】第三の工程は、図１２に示すように、Ｗ相
の端子を着磁用電源の負極から正極に接続を変更し、Ｕ
相及びＷ相からＶ相に着磁電流を流す。

【００３５】なお、上記実施例においては、４極６スロ
ットのモータを示したが、極数は任意であり、また、永
久磁石の形状やステータの形状等も、本発明の趣旨に応
じて変形が可能である。さらに、同一相の二つの巻線
は、直列ではなくて並列に接続してもよい。

【００３６】また、各相の着磁電源への結線について
は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は、便宜上つけた名称であり、Ｕ
相のかわりにＶ相、Ｗ相であってもよく、また、正極と
負極の接続が逆であってもよい。このときは、本発明の
実施例における「正極」を「負極」、「負極」を「正
極」と置き換えればよい。

【００３７】また、第一の工程の前に、すでに所定の方
向に仮着磁された永久磁石を用いれば、第一の工程にお
けるロータの位置合わせも、第二の工程におけるロータ
の位置合わせと同様に、直流電流により行うことが可能
であるが、無着磁の永久磁石を用いる場合は、ロータを
ステータに組み込む時、目視により、あらかじめ位置合
わせをすることが必要である。このとき、ステータコア
や端版、シャフト端などに、位置合わせの目印を設けて
おくとよい。

【００３８】なお、上記実施例において、ロータの極中
心と、永久磁石の磁極中とは、ロータ回転中心に対して
一致した配置とする必要がある。

【００３９】また、本発明に用いられるモータは、３相
全波整流のブラシレスモータであってもよいし、３相正
弦波により駆動されるＡＣモータであってもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によ
れば、同一電圧を印加した場合、永久磁石を着磁するた
めの磁化力を最大とすることができ、前記磁化力を全て
永久磁石の着磁のために利用することが可能である。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、所定の磁極
に永久磁石が着磁されるため、安定した着磁状態の永久
磁石ロータが提供できる。

【００４２】請求高３記載の発明によれば、容易で安定
した着磁方法を提供する。特に、永久磁石素材がＮｄ−
Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石であり、平板状のものである時
に有効であり、また、１２０°通電に適する。

【００４３】請求項４記載の発明によれば、安定した着
磁状態を得ることが可能であり、永久磁石ロータの品質
を向上させることができる。

【００４４】請求項５記載の発明によれば、リラクタン
ストルクをも有効利用できる効率の高いモータにおい
て、同一電圧を印加した場合、永久磁石を着磁するため
の磁化力を最大とすることができ、前記磁化力を全て永
久磁石の着磁のために利用することが可能であり、ま
た、安定した着磁状態を得ることが可能である。

【００４５】請求項６に記載の発明によれば、途中、所
定の１相の巻線の端子を切り替えるだけでよく、ステー
タに組み込んだ状態にて、永久磁石ロータを完全に着磁
することができるため、生産性が向上する。

【００４６】請求項７に記載の発明によれば、途中、着
磁電源の正極と負極を切り替えるだけで他の結線の変更
が不要であり、ステータに組み込んだ状態にて、永久磁
石ロータを完全に着磁することができるため、生産性が
向上する。

【００４７】請求項８記載の発明によれば、生産性が良
く、完全に着磁された永久磁石ロータを搭載した密閉型
コンプレッサーを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における永久磁石ロータ
の着磁方法の第一の工程を説明する図

【図２】本発明の第一の実施例における永久磁石ロータ
の着磁方法の第一の工程の結線図

【図３】本発明の第一の実施例における永久磁石ロータ
の着磁方法の第三の工程を説明する図

【図４】本発明の第一の実施例における永久磁石ロータ
の着磁方法の第二から第三の工程の結線図

【図５】本発明の第一の実施例における永久磁石Ｒ−他
の着磁方法の第二の工程の結線図

【図６】永久磁石ロータ単体にて着磁ヨークを用いて着
磁した時の誘起電圧波形を示す図

【図７】本発明の第一の実施例における第一の工程にて
着磁した時の誘起電圧波形を示す図

【図８】本発明の第一の実施例における着磁方法を用い
て着磁した時の誘起電圧波形を示す図

【図９】本発明の第二の実施例における永久磁石ロータ
の着磁方法の第一の工程を説明する図

【図１０】本発明の第二の実施例における永久磁石ロー
タの着磁方法の第一の工程の結線図

【図１１】本発明の第二の実施例における永久磁石ロー
タの着磁方法の第三の工程を説明する図

【図１２】本発明の第二の実施例における永久磁石ロー
タの着磁方法の第三の工程の結線図

【図１３】従来の永久磁石ロータの着磁方法の第一の工
程を説明する図

【図１４】従来の永久磁石ロータの着磁方法の第三の工
程を説明する図

【符号の説明】

１１ステータ１２永久磁石ロータ１３ロータコア１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ永久磁石Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６ティースＣｕ１、Ｃｕ２Ｕ相巻線Ｃｖ１、Ｃｖ２Ｖ相巻線Ｃｗ１、Ｃｗ２Ｗ相巻線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者森野修明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者片岡久和大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AB01 CF04 5H621 BB10 GA01 GA04 GA15 HH01 JK05 JK15 5H622 CA02 CA07 CA13 CB01 CB05 DD01 DD02 QB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄などの高透磁率材からなる略円筒形の
ロータコアに永久磁石を埋設してなる極数Ｐの永久磁石
ロータを、前記永久磁石ロータの外側に同心に配置さ
れ、内径方向に略半径方向に突出した（３／２）Ｐ本の
ティースに直接３相巻線された略円環形のステータを用
いて着磁する方法であって、スロットオープンの中心角
がθｏであるとき、永久磁石のロータ中心に対して外側
の磁極面、または、ステータに対してわずかなエアギャ
ップを介して対向しているロータ表面において永久磁石
の磁束が届きうる範囲が、ロータ中心に対して（２４０
／Ｐ＋θｏ）°以下であり、３相巻線のうち、１の相
（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源の第一の極（正極ま
たは負極）に接続し、残りの２の相（Ｂ相及びＣ相と云
う）の端子を着磁用電源の第二の極（第一の極と逆の
極）に接続し、Ａ相巻線が施されたティースの中心部と
永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極またはＳ極）のいず
れかの極中心部が一致するようにロータを配置させ、着
磁用電源により着磁電流を流す第一工程と、永久磁石ロ
ータの第一の磁極の中心部が、いずれかの互いに隣接す
る２の相（ａ相及びｂ相と云う。ａ相、ｂ相それぞれ
と、Ａ相、Ｂ相それぞれは同一であっても、異なっても
よい）のティースの間に一致する位置に、永久磁石ロー
タを回転させる第二工程と、ａ相及びｂ相の端子を着磁
用電源の第一の極に接続し、残りの１の相（ｃ相と云
う。ｃ相と、Ｃ相は同一であっても、異なってもよい）
の端子を着磁用電源の第二の極に接続し、着磁用電源に
より着磁電流を流す第三工程からなる永久磁石ロータの
着磁方法。
【請求項２】ロータの極間から、ロータ中心に対して
（６０／Ｐ−θｏ／２）°の範囲内において、永久磁石
がロータ表面に近接した部分における永久磁石素材の異
方性が、ロータ表面の永久磁石が近接した部分における
接線と略平行である、請求項１記載の永久磁石ロータの
着磁方法。
【請求項３】ロータの極間から、ロータ中心に対して
（６０／Ｐ−θｏ／２）°の範囲内において、永久磁石
がロータ表面に近接した部分における永久磁石埋設用孔
は、空隙であって、または、非磁性体が埋設されている
請求項２記載の永久磁石ロータの着磁方法。
【請求項４】鉄などの高透磁率材からなる略円筒形の
ロータコアに永久磁石を埋設してなる極数Ｐの永久磁石
ロータを、前記永久磁石ロータの外側に同心に配置さ
れ、内径方向に略半径方向に突出した（３／２）Ｐ本の
ティースに直接３相巻線された略円環形のステータを用
いて着磁する方法であって、永久磁石素材が、永久磁石
のロータ中心に対して外側の磁極面と直交する方向に異
方性を有し、３相巻線のうち、１の相（Ａ相と云う）の
端子を着磁用電源の第一の極（正極または負極）に接続
し、残りの２の相（Ｂ相及びＣ相と云う）の端子を着磁
用電源の第二の極（第一の極と逆の極）に接続し、Ａ相
巻線が施されたティースの中心部と永久磁石ロータの第
一の磁極（Ｎ極またはＳ極）のいずれかの極中心部が一
致するようにロータを配置させ、着磁用電源により着磁
電流を流す第一工程と、永久磁石ロータの第一の磁極の
中心部が、いずれかの互いに隣接する２の相（ａ相及び
ｂ相と云う。ａ相、ｂ相それぞれと、Ａ相、Ｂ相それぞ
れは同一であっても、異なってもよい）のティースの間
に一致する位置に、永久磁石ロータを回転させる第二工
程と、ａ相及びｂ相の端子を着磁用電源の第一の極に接
続し、残りの１の相（ｃ相と云う。ｃ相と、Ｃ相は同一
であっても、異なってもよい）の端子を着磁用電源の第
二の極に接続し、着磁用電源により着磁電流を流す第三
工程からなる永久磁石ロータの着磁方法。
【請求項５】ロータ内周側に凸の円弧形状の永久磁石
を、半径方向に２層に分割し、それぞれの永久磁石の両
端部がロータ表面付近まで延設されている永久磁石ロー
タであって、ロータ外周側の永久磁石のロータ中心に対
して外側の磁極面が、ロータ中心に対して（２４０／Ｐ
―θｏ）°と同等かそれ以下であり、ロータ内周側の永
久磁石のロータ中心に対して外側の磁極面が、ロータ中
心に対して（２４０／Ｐ＋θｏ）°以下である、請求項
４記載の永久磁石ロータの着磁方法。
【請求項６】鉄などの高透磁率材からなる略円筒形の
ロータコアに永久磁石を埋設してなる極数Ｐの永久磁石
ロータを、前記永久磁石ロータの外側に同心に配置さ
れ、内径方向に略半径方向に突出した（３／２）Ｐ本の
ティースに直接３相巻線された略円環形のステータを用
いて着磁する方法において、３相巻線のうち、１の相
（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源の第一の極（正極ま
たは負極）に接続し、残りの２の相（Ｂ相及びＣ相と云
う）の端子を着磁用電源の第二の極（第一の極と逆の
極）に接続し、Ａ相巻線が施されたティースの中心部と
永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極またはＳ極）のいず
れかの極中心部が一致するようにロータを配置させ、着
磁用電源により着磁電流を流す第一工程と、永久磁石ロ
ータの第一の磁極の中心部が、Ａ相とＢ相のティースの
間に一致する位置に、永久磁石ロータを回転させる第二
工程と、Ａ相及びＢ相の端子を着磁用電源の第一の極に
接続し、Ｃ相の端子を着磁用電源の第二の極に接続し、
着磁用電源により着磁電流を流す第三工程からなる請求
項１ないし請求項５に記載の永久磁石ロータの着磁方
法。
【請求項７】鉄などの高透磁率材からなる略円筒形の
ロータコアに永久磁石を埋設してなる極数Ｐの永久磁石
ロータを、前記永久磁石ロータの外側に同心に配置さ
れ、内径方向に略半径方向に突出した（３／２）Ｐ本の
ティースに直接３相巻線された略円環形のステータを用
いて着磁する方法において、３相巻線のうち、１の相
（Ａ相と云う）の端子を着磁用電源の第一の極（正極ま
たは負極）に接続し、残りの２の相（Ｂ相及びＣ相と云
う）の端子を着磁用電源の第二の極（第一の極と逆の
極）に接続し、Ａ相巻線が施されたティースの中心部と
永久磁石ロータの第一の磁極（Ｎ極またはＳ極）のいず
れかの極中心部が一致するようにロータを配置させ、着
磁用電源により着磁電流を流す第一工程と、永久磁石ロ
ータを第一工程における位置からいずれかの方向に［３
６０／Ｐ×（２ｎ＋１）］°（ｎは整数）回転させる第
二工程と、Ｂ相及びＣ相の端子を着磁用電源の第一の極
に接続し、Ａ相の端子を着磁用電源の第二の極に接続
し、着磁用電源により着磁電流を流す第三工程からなる
請求項１ないし請求項５に記載の永久磁石ロータの着磁
方法。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載
の永久磁石ロータの着磁方法により製造されたモータを
搭載した密閉型コンプレッサー。