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公開番号2024057100
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2024035658,2020100186
出願日2024-03-08,2020-06-09
発明の名称ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータ
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H02K 15/03 20060101AFI20240416BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】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及び製造方法を提供する。
【解決手段】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、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。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ることで永久磁石23の着磁が行われる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項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）を含む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、
前記永久磁石の折返し形状の内側であって、かつ前記永久磁石よりも径方向外側に位置する前記ロータコアの部位は、外側コア部（２５）であり、
前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記対向凸部の外周面が、前記永久磁石の折返し形状の内側の磁石表面及び前記外側コア部の径方向外側の外周面と一致するような周面形状にて構成されている、若しくは、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記外側コア部よりも小さく構成されており、
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前記外側コア部（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して前記永久磁石を前記ロータの軸方向視で前記永久磁石の厚さ方向に磁化させるように構成された、ロータの製造装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記径方向内側に凸の折返し形状をなす前記永久磁石は、前記ロータコアの周方向に互いに間隔を空けて複数設けられており、
前記第１及び第２着磁部のそれぞれにおいて、複数個の前記着磁用コイルは、１本の導線を複数箇所それぞれで所定回巻回させた各着磁用コイルを有して１系統として構成されているとともに、周方向で交互に逆向きとなる巻回態様とされており、
前記第１及び第２着磁部のそれぞれにおいて、電源装置に接続される前記１本の導線に通電することにより、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着磁部の前記着磁用コイルが同極に励磁されるとともに、前記第１及び第２着磁部のそれぞれにおいて前記着磁用コイルが周方向で交互に異極となるように励磁され、前記第１及び第２着磁部の励磁に基づく前記着磁磁束により、前記各永久磁石を前記ロータコアの周方向において交互に異極の磁石となるように着磁を行う、請求項１に記載のロータの製造装置。
【請求項３】
前記第１及び第２着磁部は、前記着磁用コイルを複数個備えるものであり、
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系統として構成し、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に記載のロータの製造装置。
【請求項４】
前記着磁用コイルは、複数が周方向に並ぶコイル体（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、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。
【請求項５】
前記着磁用コイルは、複数が周方向に並ぶコイル体（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、径方向内側位置に設定されている、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。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載のロータの製造装置。
【請求項７】
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ロータの製造方法であって、
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）とを含む構成のものを用い、
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、
前記永久磁石の折返し形状の内側であって、かつ前記永久磁石よりも径方向外側に位置する前記ロータコアの部位は、外側コア部（２５）であり、
前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記対向凸部の外周面が、前記永久磁石の折返し形状の内側の磁石表面及び前記外側コア部の径方向外側の外周面と一致するような周面形状にて構成されている、若しくは、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記外側コア部よりも小さく構成されており、
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前記外側コア部（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して前記永久磁石を前記ロータの軸方向視で前記永久磁石の厚さ方向に磁化させる、ロータの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のロータの製造方法によって製造されるロータであって、
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）を有し、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、
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前記外側コア部（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、軸方向に複数ブロック積み重ねて構成された、ロータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１９３５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
しかしながら、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ようと、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と、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。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するロータの製造装置は、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（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）を含む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、前記永久磁石の折返し形状の内側であって、かつ前記永久磁石よりも径方向外側に位置する前記ロータコアの部位は、外側コア部（２５）であり、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記対向凸部の外周面が、前記永久磁石の折返し形状の内側の磁石表面及び前記外側コア部の径方向外側の外周面と一致するような周面形状にて構成されている、若しくは、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記外側コア部よりも小さく構成されており、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前記外側コア部（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して前記永久磁石を前記ロータの軸方向視で前記永久磁石の厚さ方向に磁化させるように構成された。
【０００８】
上記課題を解決するロータの製造方法は、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（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ロータの製造方法であって、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）とを含む構成のものを用い、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、前記永久磁石の折返し形状の内側であって、かつ前記永久磁石よりも径方向外側に位置する前記ロータコアの部位は、外側コア部（２５）であり、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記対向凸部の外周面が、前記永久磁石の折返し形状の内側の磁石表面及び前記外側コア部の径方向外側の外周面と一致するような周面形状にて構成されている、若しくは、前記対向凸部は、前記ロータの軸方向視で、前記外側コア部よりも小さく構成されており、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前記外側コア部（２５）の軸方向両側から同極の着磁磁束を通して前記永久磁石を前記ロータの軸方向視で前記永久磁石の厚さ方向に磁化させる。
【０００９】
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。
【００１０】
上記課題を解決する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（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）を有し、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、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前記外側コア部（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、軸方向に複数ブロック積み重ねて構成された。
（【００１１】以降は省略されています）

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