JPH0624166B2 - 永久磁石の着磁装置 - Google Patents

永久磁石の着磁装置

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JPH0624166B2
JPH0624166B2 JP28554689A JP28554689A JPH0624166B2 JP H0624166 B2 JPH0624166 B2 JP H0624166B2 JP 28554689 A JP28554689 A JP 28554689A JP 28554689 A JP28554689 A JP 28554689A JP H0624166 B2 JPH0624166 B2 JP H0624166B2
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magnetic
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勝二 添田
修三 大槻
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はN極およびS極が交互に連続する永久磁石の製
造装置に関し、特に好ましくは電動機の電機子又は界磁
として用いられ極間に無磁束域又は弱磁束域を有する永
久磁石の製造装置に関する。
(従来の技術) 従来、N極及びS極が交互に連続する永久磁石を有する
装置の典型列として電動機があり、例えば直流電動機に
おいては界磁又は電機子として円筒形又は円板形の永久
磁石が使用されている。この場合、例えば極数を4とす
ると第1図の(a),(b)に示す様に円筒形及び円板形永久
磁石の磁極は分布しており、また円周方向に沿った磁界
の強度は第2図に示す通りである。
第2図から明らかな様に隣接する磁極間には無磁束域又
は弱磁束域が無いため電動機の効率及び特性を向上する
のが困難であった。
第3図(a)は第1図(a)に示す従来の永久磁石を作成する
着磁装置の典型例(4極用)を示す図であり、第3図
(b)はその作用を示す図である。第3図(a)において、2
0は好ましくは強磁性体から成る着磁ヨーク、22は着
磁コイルでありスイッチ28を介して直流電源26に接
続されている。24は磁性材料の例えば円筒形の被着磁
物である。着磁ヨーク20の凸部20a〜20dにそれ
ぞれコイル22が巻かれ、これに瞬間的に直流電流を流
すことにより例えば第3図(b)に示す様に凸部20bか
ら被着磁物24を通って凸部20aに磁束が流入するた
め被着磁物24の領域24a,24bにそれぞれS極、
N極が生じて着磁され、それによる磁界の強さの分布は
第3図(c)に示す様になり無磁束又は弱磁束域は存在し
ない。
そこで、従来は極間に弱磁束域を設けるために一極一個
の分割された永久磁石を複数個互いに接着剤又は固定金
具等を介して固着したものが例えば第4図〜第6図に示
す様に知られている。
これらは電動機の電機子を構成するものであり、第4図
は押え金具により永久磁石を固定した電機子を示し、正
面断面図(a)は側面図(b)の線A−Aに沿った断面を示
し、永久磁石2を互いにネジを含む押え金具4によりヨ
ーク8に固定したものである。図中6は回転軸である。
この場合、押え金具部分が弱磁束域となるが永久磁石を
押え金具で固定する手間が面倒であり作業効率が悪くコ
スト高となった。第5図、第6図はそれぞれバインド
線、薄肉ステンレス筒で永久磁石を固定した電機子を示
し、側断面図(b)は正面図(a)の線A−Aに沿った断面を
示す。第5図、第6図はそれぞれ例えばステンレスのバ
インド線10、薄肉ステンレス筒12で永久磁石2をヨ
ーク8に固定したもので、それぞれ磁石間のステンレス
部が弱磁石域となるが固定作業が面倒でありコスト高と
なると共に、バインド線、筒のために永久磁石の磁力が
低下すると共にその厚さのため電機子と界磁間の距離が
増加して更に磁力が低下し電動機としての性能が低下す
るという問題があり、更には経年変化により接着部が劣
化したり、又は振動により固定部が緩み永久磁石がはず
れる等のトラブルを生じる危険性が高かった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は従来の永久磁石の着磁装置の上記欠点を
除去することであり、S極及びN極が無磁束域又は弱磁
束域を介して交互に連続する、性能が良く信頼性の高
い、組立て作業効率の良い永久磁石を作成するための着
磁装置を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) この様な目的を達成するため、本発明の永久磁石の着磁
装置は、磁性材料片の一面に一体的に一列に交互に設け
られた磁性材料から成る複数の第1と第2の突状部と、 隣接する上記第1と第2の突状部の間に上記第1、第2
突状部と交互に配置されるよう、上記磁性材料片の一面
に一体的に設けられた磁性材料から成る複数の第3の突
状部と、 スイッチを介して直流電源に接続され、全ての上記第1
と第2の突状部に連続的に直列に巻回されたコイル手段
と、 それぞれが上記各第3突状部に巻回された複数個の短絡
コイルとを備え、 上記第1、第2突状部における上記コイル手段の巻回方
向は互いに逆である様に構成し、上記磁性材料片の上記
一面に被着磁片を対向させて上記スイッチを瞬間的に閉
成することにより上記被着磁片の上記第1突状部に対向
した領域にN極とS極の一方を、上記第2突状部に対向
した領域にN極とS極の他方を、上記第3突状部に対向
した領域に無磁束域又は弱磁束域を形成して被着磁片を
永久磁石とするようにしたものである。即ち、第1突状
部にN極又はS極の一方の磁束が発生し、第2突状部に
N極又はS極の他方の磁束が発生し、これらの磁束は被
着磁片を通ると共に一部が第3突状部を通り、すると第
3突状部の短絡コイルにはこれらの磁束を打消す様な磁
束を発生すべくコイル手段の電流に対して約90゜位相
の遅れた電流が流れる。従って、第3突状部を通る磁束
は相殺し合って結果的にそれを通る磁束は少量となる。
従ってこの様な簡単な構成の着磁装置により被着磁片に
交互にN極無磁束(又は弱磁束)域、S極が連続するよ
うに着磁することができ、永久磁石が、複雑な組立作業
を必要とせず簡単にかつ安価に作成でき、かつ信頼性の
高い性能の良い永久磁石が提供される。
(実施例) 以下、本発明による永久磁石の着磁装置の実施例を添付
図面を参照して詳細に説明する。
第7図は本発明の着磁装置により作成される永久磁石の
典型例を示すもので(a)は円筒形状、(b)は円板形状のも
ので、それぞれ一片の磁性材料30,40から成りN極
30a,40a、弱磁束又は無磁束域30b,40b、
S極30c,40cが交互に連続して配列された好まし
くは電動機の電機子又は界磁用永久磁石であり4極の例
である。この様な永久磁石の磁界強度分布は第8図に示
すものでN極、S極間に30bに示す無磁束又は弱磁束
域を有する。この様に本発明による着磁装置により形成
された永久磁石は明らかに無磁束又は弱磁束域を有する
もので、これによりこの永久磁石を電動機の界磁又は電
機子として用いた場合には電動機の効率、特性が改善さ
れ、また1片の磁性材料から形成されるため組立作業が
不要であり作業効率が良く、又使用時等の振動に強く信
頼性の高い永久磁石が提供される。
次にこの様な永久磁石を製造するための本発明による永
久磁石の着磁方法及び装置について説明する。第9図
(a)は第7図(a)に示す永久磁石を作成するための着磁装
置の典型例の上面図であり、第9図(b)は着磁装置の斜
視図である。図中第3図と同一符号ものは同一機能を有
するものとする。
図から明らかな様に着磁ヨーク20は凸部20a,20
b,20c,20dの間にそれぞれ短絡用ヨーク(凸
部)21a,21b,21c,21dを有し、各凸部2
1a〜21dには短絡用コイル50a,50b,50
c,50dが巻かれている。短絡用コイル54a〜50
dはそれぞれ複数回巻(好ましくは1回又は2回巻)の
短絡コイルである。
第9図、第10図を用いて第9図の着磁装置を用いた着
磁方法について説明する。第10図(a)は着磁装置の上
面図の一部拡大図であり、先ずスイッチ28を瞬間的に
閉じて着磁コイル22に電流を流すと磁束Fが着磁ヨー
ク20a,20bにそれぞれ発生し、それぞれの磁束の
一部F1は短絡用ヨーク21bを互いに逆方向に通るこ
ととなる。これら磁束F1により短絡コイル50bに流
れる電流は互いに相殺し合う方向に流れるため、短絡コ
イル50bより理想的には磁束F2は発生しない。しか
し、実際には、着磁ヨーク20a,20bと磁性材料3
0との間のギャップのばらつき、これらの材質のばらつ
き等により短絡用ヨーク21bを通る両磁束F1の磁束
密度は等しくならず、従って短絡コイル50bには両磁
束F1の差分を打消す磁束Fを発生すべくコイル22
内の電流に対して約90゜の位相遅れで電流が流れる。
従って短絡用ヨーク21b内では磁束FとF相殺し
合って結果的に短絡用ヨーク内を通る磁束は少量とな
る。こうして第8図の(a),(b),(c)の各各の磁界強度
分布に示す様に弱磁束(又は無磁束)域30bが短絡用
ヨーク21a〜21dに対向する部分に設けられる。こ
の無磁束域に磁界分布は第8図から明らかなように中心
点からN極、S極方向に対称となる。従って、電動機の
電機子や界磁に用いた場合、効率の向上が図られる。
ところで、無磁束(弱磁束)域での最大磁界強度Hm及
びその幅Wは、短絡コイル50の抵抗値、短絡用ヨーク
21bの幅Y(第10図(b))、短絡用ヨークの頂部
と着磁ヨークの凸部の頂部とのギャップ値Y(第10
図(b))等により決まる。
即ち、短絡コイル50の抵抗値が小さい程、発生する磁
束Fの密度が高く、従って磁束Fは強く打消されて
最大磁界強度Hm(A/m)は弱くなる。即ち、コイル
50の巻回数は少ない程、又コイル50の材質の抵抗率
が小さい程Hmは小さくなる。このため第11図に示す
様な好ましくは銅製の1回巻コイル(銅板)を短絡コイ
ルとして用いる。
又、短絡用ヨークの幅Yが広くなる程、無磁束(弱磁
束)域の幅Wは大きくなる。
更に、ギャップYが大きくなる程短絡用ヨークを通る
磁束が拡散されるため幅Wが狭くなる。このため好まし
くはギャップYは例えば小型電動機用永久磁石の場合
は1〜2mmである。
従って、第8図において、(a)は(b)の場合より短絡コイ
ルの抵抗が大きい場合であり、(c)は(b)に比べて幅Y
が大きいか、又はギャップYが小さい場合である。
本発明の永久磁石の着磁装置は上記実施例の様に電動機
の電機子に限らず磁界作成用として用いてもよく、更に
はリニアモータ用の永久磁石の様に直線状の界磁又は電
機子作成用でも良く、その場合の着磁装置は第12図に
示すものとなる。
本発明の永久磁石の着磁装置は電動機、リニアモータ用
に限定されるものではなく、S極とN極が、無磁束(又
は弱磁束)域を介して交互に連続することが要求される
永久磁石用に全て応用しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の永久磁石の例を示す図、第2図は第1図
の永久磁石の磁界強度分布を示す図、第3図は従来の永
久磁石の着磁装置の典型例を示す図、第4図〜第6図は
弱磁束域を有する従来の永久磁石固定法を説明するため
の図、第7図は本発明による着磁装置により作成される
永久磁石の典型例の図、第8図は第7図の永久磁石の磁
界強度分布を示す図、第9図は本発明の着磁装置の一例
図、第10図は第9図の着磁装置の原理を説明するため
の図、第11図は短絡コイルの一例を示す図、第12図
は本発明による着磁装置の他の例を示す図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁性材料片の一面に一体的に一列に交互に
    設けられた磁性材料から成る複数の第1と第2の突状部
    と、 隣接する上記第1と第2の突状部の間に上記第1、第2
    突状部と交互に配置されるよう、上記磁性材料片の上記
    一面に一体的に設けられた磁性材料から成る複数の第3
    の突状部と、 スイッチを介して直流電源に接続され、全ての上記第1
    と第2突状部に連続的に直列に巻回されたコイル手段
    と、 それぞれが電気的に分離された状態で上記各第3突状部
    に巻回された複数個の短絡コイルとを備え、 上記第1、第2突状部における上記コイル手段の巻回方
    向は互いに逆であり、上記磁性材料片の上記一面に被着
    磁片を対向させて上記スイッチを瞬間的に閉成すること
    により上記被着磁片の上記第1突状部に対向した領域に
    N極とS極の一方を、上記第2突状部に対向した領域に
    N極とS極の他方を、上記第3突状部に対向した領域に
    無磁束域又は弱磁束域を形成する永久磁石の着磁装置。
  2. 【請求項2】請求項第1項において、上記第1、第2突
    状部の頂部の高さは実質的に等しく、上記第3突状部の
    頂部の高さは上記第1、第2突状部の頂部より低いこと
    を特徴とする永久磁石の着磁装置。
  3. 【請求項3】請求項第1項において、上記短絡コイルは
    一回巻のコイルであることを特徴とする永久磁石の着磁
    装置。
  4. 【請求項4】請求項第3項において、上記短絡コイルは
    銅板で形成されていることを特徴とする永久磁石の着磁
    装置。
  5. 【請求項5】請求項第1項において、上記磁性材料片は
    円柱形状でその内面に上記第1、第2、第3突状部が設
    けられていることを特徴とする永久磁石の着磁装置。
  6. 【請求項6】請求項第1項において、上記磁性材料片は
    直方体形状であることを特徴とする永久磁石の着磁装
    置。
  7. 【請求項7】磁性材料片の一面に設けられたN極の磁束
    を発生する第1磁束発生手段と、上記第1磁束発生手段
    に隣接して上記一面に設けられたS極の磁束を発生する
    第2磁束発生手段と、上記一面に上記第1と第2磁束発
    生手段の間に設けられ、上記第1、第2磁束発生手段に
    より発生された磁束の一部を通すと共に、それらを打消
    す磁束を発生するための短絡コイルを有する第3磁束発
    生手段とを備えた永久磁石の着磁装置。
  8. 【請求項8】磁性材料片の一面に一列に設けられたN極
    の磁束を発生する複数の第1磁束発生手段と、上記一面
    に上記複数の第1磁束発生手段と交互に配置されたS極
    の磁束を発生する複数の第2磁束発生手段と、上記一面
    に上記第1、第2磁束発生手段の間に上記第1、第2磁
    束発生手段と交互に配置された複数の第3の磁束発生手
    段とを備え、上記各第3磁束発生手段は上記第1、第2
    磁束発生手段により発生された磁束の一部を通すと共
    に、それらを打消す磁束を発生するための短絡コイルを
    有することを特徴とする永久磁石の着磁装置。
JP28554689A 1989-08-29 1989-11-01 永久磁石の着磁装置 Expired - Lifetime JPH0624166B2 (ja)

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DE4005987A DE4005987A1 (de) 1989-08-29 1990-02-26 Permanentmagnet und magnetisierungsvorrichtung zu dessen herstellung

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JP5889155B2 (ja) * 2012-09-27 2016-03-22 三菱電機株式会社 着磁装置及び着磁方法

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