專利名稱：圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為小型電動機的定子或轉子使用的圓環(huán)狀永久磁鐵，更具體地說，涉及向這樣的圓環(huán)狀永久磁鐵材料充磁的裝置及其方法。
已有的圓環(huán)狀永久磁鐵材料的充磁手段通常考慮下述三種。第1種充磁方法是在圓環(huán)狀永久磁鐵材料的內側設置充磁線圈的方法，如圖4(a)所示，是將板狀磁性材料卷曲加工形成圓環(huán)狀的圓環(huán)狀永久磁鐵材料101用壓缸(cylinder)102推入內側導軌103和外側導軌104之間整形成為規(guī)定的圓環(huán)形狀。或將一開始就形成圓環(huán)狀的圓環(huán)狀永久磁鐵材料101以同樣的方法壓入內側導軌103和外側導軌104之間。
接著如圖4(b)所示，壓缸102進一步沿著外側導軌104的內壁將圓環(huán)狀永久磁鐵材料101推進到繞有充磁線圈105的充磁軛鐵106的外圍能夠最有效地接受充磁的位置。在這里，向充磁線圈105通脈沖電流，從磁鐵材料101的內側加磁場，使磁鐵材料101磁化。
磁化了的磁鐵材料101受到壓缸102的進一步推動，沿著外側導軌104的內壁前進，如圖4(c)所示，被推入設置于接受臺107的電動機機殼108中，圖5是沿著圖4(b)的Y-Y線橫切的充磁軛鐵線圈組件110的剖面圖，圖5(a)表示2極充磁的情況，圖5(b)表示4極充磁的情況。圖中相同的部分使用相同的符號。圖中的箭頭表示磁場Ha、Hb。
第2種充磁方法，如圖7(a)側面圖所示，板狀磁性材料201的一個面上緊壓著繞有線圈202的充磁軛鐵203，以平板狀態(tài)進行充磁后，如圖7(b)立體圖所示進行卷曲加工形成圓環(huán)狀，作為電動機用的圓環(huán)狀永久磁鐵204。圖7(c)以立體圖表示將這樣的圓環(huán)狀永久磁鐵204嵌入或壓人電動機機殼205并以粘接材料固定的情況。
第3種充磁方法是利用來自環(huán)狀永久磁鐵材料外側的磁場充磁的方法，在將平板狀磁性材料卷曲加工成環(huán)狀的磁性材料或一開始就做成環(huán)狀的磁性材料的外側設置充磁頭，或者對圓環(huán)內空心充磁，或者將圓柱狀磁性體構成的輔助軛鐵(鐵心)插入圓環(huán)內充磁。
圖8表示有關第3種充磁方法的各種狀態(tài)，圖8(a)是對空心的圓環(huán)狀永久磁鐵材料301進行2極充磁的情況，圖8(b)是將空心的圓環(huán)狀永久磁鐵材料302插入卷曲用的圓環(huán)或電動機機殼303進行2極充磁的情況，圖8(c)是將圓柱狀鐵心306插入圓環(huán)狀永久磁鐵材料305的圓環(huán)內進行2極充磁的情況。都是借助于充磁頭307的外部磁場Hc的作用進行充磁。
而圖8(d)表示借助于圓柱狀鐵心306對圓環(huán)狀永久磁鐵材料308進行有心4極充磁時的外部磁場Hd，而圖8(e)表示借助于圓柱狀鐵心306對圓環(huán)狀永久磁鐵材料309進行6極充磁時的外部磁場He。
以第1種充磁方法充磁的電動機的特性示于

圖12、圖13。圖12是以所施加的脈沖充磁電壓(伏特V)為橫軸，充磁了的電動機磁鐵的磁通(微韋伯μWb)的實際測量值為縱軸所作的圖。而圖13是以充磁電壓(伏特V)為橫軸，以電動機的齒槽效應轉矩(毫牛頓米mNm)的變化為縱軸所作的圖。將兩圖加以比較即可了解到，在齒槽效應轉矩顯示最小值的充磁電壓范圍內，磁通(磁化的狀態(tài))隨充磁電壓的變動變化較大，因此在大量生產(chǎn)的情況下，一邊使齒槽效應轉矩保持較小，一邊為得到穩(wěn)定的磁通以便有良好的電動機特性而進行充磁管理是困難的。
亦即，使用以大充磁電壓產(chǎn)生的飽和充磁磁場進行穩(wěn)定充磁的永久磁鐵的電動機，對于轉矩可以增加，以滿足電動機額定值，但是齒槽效應轉矩也將增大，因此不能夠提供合適的使用性能。又，在齒槽效應轉矩變小的區(qū)域，由于充磁電壓小，圓環(huán)狀永久磁鐵處于磁化不充分的未飽和狀態(tài)，因此不能發(fā)揮良好的電動機特性。在圖13，齒槽效應轉矩最小的點見于充磁電壓100伏特附近，該位置根據(jù)圖12判斷，是處于磁化接近飽和的不穩(wěn)定位置，一點點電壓變動就會對磁通密度發(fā)生很大影響，因此，進行產(chǎn)品管理，監(jiān)視并控制充磁條件，將磁化限制在一定范圍是不容易的。
又，如圖6所示的例子，即使是相同形狀的充磁軛鐵106，充磁特性也因充磁線圈105的繞制狀態(tài)的不同而不同，繞制狀態(tài)的變化因線圈劣化而產(chǎn)生，因此問題在于，當使用多個充磁軛鐵線圈組件110進行大量生產(chǎn)時，要加以管理，使充磁軛鐵線圈組件110相互之間沒有不同，各組件總是處于同一狀態(tài)。
例如在圖6(a)，充磁線圈105“纏繞整齊”，但是也有由于劣化等原因如圖6(b)所示產(chǎn)生鼓狀的“繞組中間鼓起”的情況，又有如圖6(c)所夸張表示的那樣不能預測的不均勻的“繞組直徑偏差”的情況，維持充磁軛鐵線圈組件110的均勻性的條件未必相同。
而且圍繞圖4(b)中的充磁軛鐵106的外圍的充磁位置，由于為了避免充磁軛鐵106的外圍與圓環(huán)狀永久磁鐵材料101的內表面的互相作用而設置間隙d，因此引起徑向位置不穩(wěn)定，在圖5(a)(b)，右側的間隙d1和左側的間隙d2受插入操作的微小的誤差的影響，因而未必相等。而且，圖4(b)上以箭頭E表示的充磁軛鐵106與圓環(huán)狀永久磁鐵材料101在軸向上的相對位置估計也有偏差，因此對壓入深度的監(jiān)視和控制需要有某些措施。在這樣的充磁軛鐵106和圓環(huán)狀永久磁鐵材料101之間產(chǎn)生的徑向和軸向兩種相對位置偏差對充磁的均勻性有很大的影響，因此這些位置的設定管理成了重要的課題。
而且，由于必須將充磁軛鐵線圈組件110配置于圓環(huán)狀永久磁鐵101的圓環(huán)內部，充磁軛鐵線圈組件110所占有的物理空間受到制約。因此，使充磁線圈105發(fā)生的熱量散開的散熱機構復雜化，而且充磁線圈105的發(fā)熱導致線圈繞組電阻值的增加，妨礙充磁軛鐵106的充磁特性，因此成為使充磁效率下降，同時還使充磁線圈的絕緣性能劣化，使充磁頭破損的主要原因。
又，上述第2種充磁方法通常以飽和磁場進行充磁，因此能夠確保充分的磁場強度，但是通常有齒槽效應轉矩大的缺點。而且，如圖7(c)所示，在充磁之后形成圓環(huán)狀、并用手操作裝入電動機機殼的工序中，由于永久磁鐵磁化(磁力)的影響，操作不便，效率下降，影響生產(chǎn)率。
另一方面，用上述第3充磁方法，如圖8(a)所示的空心情況下對圓環(huán)狀永久磁鐵301進行2極充磁時的實測值的變化以圖9及圖10的Mv、Tv表示。在這種情況下，如圖9的充磁電壓與磁通的關系圖中的曲線Mv所示，磁化強度最低，即使給予超過圓環(huán)狀永久磁鐵材料301的飽和磁場的充磁磁場，也達不到上述第1或第2充磁方法產(chǎn)生的磁化強度，導致電動機特性上充磁不夠。還有，圖9是以所施加的脈沖充磁電壓(V)為橫軸，以相對于該變化的電動機磁鐵的磁通(μWb)的實測值為縱軸作出的圖。
圖10是充磁電壓與齒槽效應轉矩的關系圖，根據(jù)該圖10，從表示對圖8(a)的圓環(huán)狀永久磁鐵材料301空心進行2極充磁的情況的曲線Tv了解到，使用空心充磁手段則齒槽效應轉矩總體上變小。該圖10是以電動機的齒槽效應轉矩(mMm)相對于橫軸的充磁電壓(V)的變化產(chǎn)生的實測值為縱軸作圖的。
從而，對該圓環(huán)狀永久磁鐵材料301空心充磁的手段，由于在要求將齒槽效應轉矩抑制于較小數(shù)值的電動機規(guī)格中，如果限定于在飽和充磁磁場以上的區(qū)域充磁，則飽和磁場中的電壓變化對充磁強度幾乎沒有影響，因此，在大量生產(chǎn)的情況下，與上述第1種方法相比，是質量管理格外容易的極其有用的充磁方法。但是，使用這樣的方法時必須犧牲較理想的電動機特性。
又，圖8(c)所示的在圓環(huán)狀永久磁鐵材料305的圓環(huán)內插入圓柱鐵心306的情況，以曲線Mc及曲線Tc描繪于圖9及圖10。在這樣的有心充磁的情況下，給予超過飽和磁場的磁場，可充磁到與上述第2手段相同的程度。
但是，如圖所示，由于齒槽效應轉矩也一起變得非常大，不能滿足產(chǎn)品標準。又，在該情況下雖然齒槽效應轉矩也因降低充磁電壓而變小，但是在該磁化區(qū)域，電壓的變動使得磁場及齒槽效應轉矩不穩(wěn)定，因此難以進行管理使磁通及齒槽效應轉矩穩(wěn)定于特定值，而且由于磁通的減少導致充磁強度下降，因此不能期望產(chǎn)品在總體上均勻和電動機特性的提高。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種充磁裝置及充磁方法，通過改進上述第3種手段插入圓環(huán)狀永久磁鐵材料的圓環(huán)內的鐵心的形狀，采用充磁電壓管理容易、并且能夠穩(wěn)定地確保對電動機特性的提高有效的充磁強度的飽和充磁，而且能夠抑制齒槽效應轉矩于較小數(shù)值。
為了達到上述目的，本發(fā)明的要點是，使圓環(huán)狀磁鐵材料形成2n(n為1以上的整數(shù))個磁極的充磁裝置，由利用從所述圓環(huán)狀磁鐵材料的外部沿徑向貫穿該磁鐵材料的磁通進行勵磁的勵磁手段，以及配置于所述磁鐵材料內側的磁性材料形成的充磁軛鐵構成，所述充磁軛鐵具有沿徑向突出的2n個凸極，各凸極分別具有基部及在該基部的前端部向兩側展開、沿著與所述磁鐵材料的內圓周同心的圓周成弓形展開的弓形凸部，所述弓形凸部的弦的長度(W1)比所述基部的寬度(W2)大或與其相等。
特別是，所述充磁軛鐵的弓形凸部的最大中心角(θ)最好是做成相當于所述磁極的電角度(θa)為70～145度的范圍。
圖1是本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法中的充磁單元的第1實施例，(a)是平面圖，(b)是側面圖。
圖2是本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法中的第2實施例，(a)是4極充磁的平面圖，(b)是(a)的沿著X-X線的剖面圖。
圖3是本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法的其他實例，其中(a)是第3實施例，(b)是第4實施例，(c)是第5實施例，(d)是第6實施例，以上均為側面圖。
圖4是已有的充磁方法的第1種手段的側面剖面圖，(a)是整形工序，(b)是充磁工序，(c)是裝入電動機機殼的工序。
圖5是沿著圖4(b)的Y-Y線橫切的剖面圖，(a)是2極充磁的情況下的平面圖，(b)是相同條件下的4極充磁的情況下的平面圖。
圖6表示已有的充磁方法的第1種手段的充磁軛鐵線圈的纏繞情況，(a)是纏繞整齊的情況，(b)為說明繞組中間鼓起的變形纏繞情況的例子，(c)為說明繞組直徑有偏差的變形纏繞情況的例子。
圖7是已有的充磁方法的第2種手段，(a)是充磁工序的模式的側面圖，(b)是卷曲工序的立體圖，而(c)是表示裝入電動機機殼的工序的立體圖。
圖8是已有的充磁方法的第3種手段，(a)空心2極充磁，(b)是插入機殼的圓環(huán)狀永久磁鐵材料的空心2極充磁，(c)是使用實心圓柱的有心2極充磁，(d)是4極充磁，而(e)表示6極充磁，以上均為平面圖。
圖9表示本發(fā)明的采用外部充磁磁場的充磁手段的實驗結果，是以充磁軛鐵的弓形凸部兩端的中心角為參數(shù)的充磁電壓與電動機磁鐵的磁通的關系圖。
圖10表示本發(fā)明的采用外部充磁磁場的充磁手段的實驗結果，是以充磁軛鐵的弓形凸部兩端的中心角為參數(shù)的充磁電壓與電動機齒槽效應轉矩的關系圖。
圖11表示本發(fā)明的采用外部充磁磁場的充磁手段的實驗結果，是以充磁電壓為參數(shù)的充磁軛鐵弓形凸部兩端的中心角與電動機的齒槽效應轉矩的關系圖。
圖12是已有的采用內部磁場的充磁手段的充磁電壓與磁通的關系圖。
圖13是已有的采用內部磁場的充磁手段的充磁電壓與電動機的齒槽效應轉矩的關系圖。
圖14表示圖1的第1實施例的變形例。
下面根據(jù)圖1對本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法的實施形態(tài)的概要加以說明。圖1是表示進行充磁的圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的圓環(huán)內插入磁性材料形成的2極充磁軛鐵12設置于外部平行充磁磁場H1內進行2極充磁的充磁手段的平面圖。
如圖所示，2極充磁軛鐵12在中心14兩側具有2個凸極16，各凸極16具有共同的基部18。而且還具有在該基部18的前端部向兩側對稱展開、沿著與圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的內圓20同心的圓周22成弓形延伸的弓形凸部26。
這里，發(fā)明者著眼于借助于充磁軛鐵12的形狀，使充磁后的磁鐵材料的磁通和齒槽效應轉矩發(fā)生變化，通過改變充磁軛鐵12的中心與弓形凸部26的兩端所成的展開角、即中心角θ，進行了各種實驗。
具體地說，對使弓形凸部26的中心角θ在70～110度的范圍間隔5度改變，110～160度的范圍間隔10度改變形成的2極充磁軛鐵12的各試樣，在相同的條件下對圓環(huán)狀永久磁鐵材料10進行充磁，測定充磁電壓的變化引起的磁通變化，以中心角作為參數(shù)作圖。
將全部數(shù)據(jù)表示在圖上只會使圖復雜化，因此只將適當提取出的4個試樣的數(shù)據(jù)以一組曲線My表示于圖9中。以本發(fā)明涉及的中心角θ作為參數(shù)的曲線My集中于所述圓柱狀鐵心的有心充磁的曲線Mc與無心充磁的曲線Mv之間的區(qū)域內，全部集中于以斜線表示的極其狹窄的范圍內。
將上述充磁條件充磁的圓環(huán)狀永久磁鐵材料10使用于未圖示出的電動機，測定齒槽效應轉矩的結果示于圖10。為了避免使畫面復雜化，將適當提取出的試樣數(shù)據(jù)以一組曲線Ty表示。在圖10中，以上述中心角θ為參數(shù)的各齒槽效應轉矩相對于充磁電壓的關系曲線Ty在800V以下無序地交錯，要把握其傾向是困難的，但是在超過800V的飽和區(qū)域表示出與中心角θ有關的一定傾向。因此，以適當?shù)某浯烹妷篴、b、c為參數(shù)，以橫軸表示中心角θ(度)，縱軸表示齒槽效應轉矩(mNm)作圖的結果如圖11所示。
根據(jù)有關實驗，可以清楚了解，如圖11所示，存在著與充磁電壓無關、而使齒槽效應轉矩減小的中心角θ的區(qū)域。根據(jù)圖11，該區(qū)域是中心角θ＝70～145度，而且還判明，使齒槽效應轉矩為0.3mNm以下的合適的中心角θ處于θ＝70～110度的范圍。
還有，在圖1中，由于圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的磁極數(shù)目為2極，所以電角度360度與機械角度360度為一致，但是在圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的磁極數(shù)目為4極的情況下，電角度360度相當于機械角度180度，因此在該情況下的合適的中心角θ處于機械角35～72.5度的范圍。
回到圖1，設充磁軛鐵12的弓形凸部26的兩端28之間的寬度為W1，基部18的寬度為W2，則存在W1≥W2的關系。根據(jù)實驗判明，在圓環(huán)狀永久磁鐵材料的飽和充磁磁場弱的情況下，將W2設定得比W1小，而在圓環(huán)狀永久磁鐵材料的飽和充磁磁場強的情況下，將W2設定得與W1接近相等是合適的。
亦即，在圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的圓環(huán)內，插入具備滿足規(guī)定的條件的基部18及弓形凸部26、且凸部兩端28的中心角為70～145度的凸極16構成的2極充磁軛鐵12，以此可以確保良好的電動機特性，而且在對充磁電壓管理容易的、與磁鐵材料10的飽和磁通密度相同或更高的磁通密度勵磁的外部充磁磁場產(chǎn)生的充磁飽和區(qū)域內，能夠減小齒槽效應轉矩。上面所述的是關于2極充磁的情況，因此幾何學上的中心角θ與電角度θa一致，而在一般的2n極情況下，θ＝θa/n。
下面參照附圖對本發(fā)明的實施例作更加具體的說明。圖1是第1實施例，表示進行2極充磁的情況。亦即圖1(a)表示在作為被充磁物體的圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的中央插入2極充磁軛鐵12構成的充磁單元40，圖1(b)表示在空心線圈構成的勵磁手段42內設置充磁單元40，向線圈44通脈沖電流使圓環(huán)狀永久磁鐵材料10磁化的情況。
在圖1的狀態(tài)下進行充磁時，按照使充磁單元40的中心與空心線圈裝置42的中心一致的要求定位，將2極充磁軛鐵12的長軸46的方向設置得與充磁磁場H1的方向一致。人們已經(jīng)知道，在空心線圈裝置42的中央部分48，相當于線圈44的總長度L的一半的長度區(qū)域L/2能夠得到均勻的平行的充磁磁場，由圓環(huán)狀永久磁鐵材料10與2極充磁軛鐵12構成的充磁單元40被設置于該部分接受充磁。
還有，在圖1的實施例中，充磁軛鐵12的基部18與弓形凸部26所成的角度為直角，但是該部分也可以如圖14(a)、(b)所示形成曲線狀或斜坡狀。
本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法的第2實施例是4極充磁，如圖2所示，充磁頭50n、50s構成的勵磁手段在圓環(huán)狀永久磁鐵材料52的徑向沿著正交軸54、56配置。4極充磁軛鐵58的4個凸極60沿著與圓環(huán)狀永久磁鐵材料52的徑向相同的正交軸54、56一致的方向設置，各前端部具有與第1實施例相同的弓形凸部62。
通常，對于2n極充磁，將具有上述電角度的1/n倍的中心角的弓形凸部的充磁軛鐵設置于充磁的圓環(huán)狀永久磁鐵材料中，從與各凸極軸平行的方向給予磁場可以得到相同的效果。亦即，在圖2(a)的4極充磁中，由于n＝2，弓形凸部62的中心角設定于35～72.5度的范圍內，并且弦長W1與凸極66的基部68的寬度W2的關系做成與2極充磁的情況相同的W1≥W2即可。
因此，4極充磁軛鐵58與圓環(huán)狀永久磁鐵材料52構成的充磁單元70做成使各凸極60的長軸72與各不同磁極垂直配置的充磁頭50n、50s的長軸74一致，同時使相對的充磁頭50n、50s之間形成的空間的中心76與4極充磁軛鐵58的中心78一致。而且充磁單元70如沿著圖2(a)的X-X線的剖面2(b)所示，圓環(huán)狀永久磁鐵材料52必須是中心軸C的方向垂直于脈沖磁場H2，并且厚度t的中心線79位于脈沖磁場H2的中央。
充磁頭50n、50s形成的脈沖磁場H2，從充磁頭50n到充磁頭50s，形成沿著各長軸74垂直偏轉的磁通，對圓環(huán)狀永久磁鐵材料52進行磁化。如果像該第2實施例那樣采用使用相對的一對充磁頭50n、50s的充磁手段，使用第1實施例的2極充磁軛鐵12，借助于將兩個充磁頭50n、50s相對配置，可以不利用空心線圈裝置42進行2極充磁。這樣，采用充磁頭的充磁手段，將第2實施例的4極充磁加以擴展，形成滿足上述相同的條件的2n極充磁軛鐵，就能夠實現(xiàn)2n個充磁頭同樣配置的2n極多極充磁，其圖示及詳細說明省略。
圖3是關于上述充磁單元的其他實施例，各實施例均可有任意充磁極數(shù)，設置合適的外部充磁磁場Hn進行充磁。圖中相同的構件使用同一符號。圖3(a)是第3實施例，在圓環(huán)狀永久磁鐵材料80的內圓環(huán)面81與充磁軛鐵82的外圓周面83之間不留間隙互相緊貼，構成充磁單元84，借助于此，圓環(huán)狀永久磁鐵材料80確保與充磁軛鐵82的外圓周面83的摩擦配合，因此，在設置于外部充磁磁場Hn內時，只要支持圓環(huán)狀永久磁鐵材料80或充磁軛鐵82的任何一方即可，裝置的結構得到簡化。
圖3(b)是第4實施例，以將圓環(huán)狀永久磁鐵材料80嵌入支持環(huán)85的狀態(tài)插入充磁軛鐵82構成充磁單元86。而圖3(c)是第5實施例，以將圓環(huán)狀永久磁鐵材料80壓入或粘接于電動機機殼87的狀態(tài)插入充磁軛鐵82構成充磁單元88。第4實施例和第5實施例在組裝時均不受磁力的影響，因此組裝操作容易，可以提高操作性。
圖3(d)是第6實施例，如夸張的圖形所示，在充磁軛鐵90的外圓周面89形成帶有坡度的圓錐面。因此，充磁軛鐵90的外圓周面89與圓環(huán)狀永久磁鐵材料80的圓環(huán)的內表面81之間的間隔有變化，隨著這一變化，充磁磁場強度也將發(fā)生變化。亦即越往充磁軛鐵90的外圓周面89的最接近圓環(huán)狀永久磁鐵80的圓環(huán)內表面81的下端部91磁場強度越強。因此，在組裝電動機時指向電動機內部的軸向吸引力有效地起作用，有助于轉子的軸向位置的穩(wěn)定。
如上所述，采用本發(fā)明的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法，在使用外部充磁磁場的充磁中，在圓環(huán)狀永久磁鐵中插入特定形狀的充磁軛鐵，借助于此，可以不設置內部充磁的情況下的那種充磁線圈散熱機構，而且能夠得到與內部充磁相同強度的磁化。又借助于在磁通的飽和磁場區(qū)域充磁，可以使充磁電壓變動的允許偏差變大，因此充磁管理容易，可以得到穩(wěn)定的磁化強度而且在使用于小型電動機的情況下，如果電動機機殼的壁厚為1毫米以下，則在將圓環(huán)狀永久磁鐵材料裝入電動機機殼后能夠充磁，因此組裝容易，生產(chǎn)效率提高。
還有，將采用這樣的充磁手段的圓環(huán)狀永久磁鐵使用于電動機，可以減小齒槽效應轉矩而不使電動機特性降低。而且齒槽效應轉矩由幾何形狀決定，不必考慮對充磁電壓變動進行控制即可，因此管理容易，能夠在提高生產(chǎn)率的同時提供質量穩(wěn)定的電動機。
權利要求
1.一種在圓環(huán)狀永久磁鐵材料上形成2n個磁極的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置，其中，n為1或1以上的整數(shù)，其特征在于，由利用從所述圓環(huán)狀磁鐵材料的外部沿徑向貫穿該磁鐵材料的磁通進行勵磁的勵磁手段，以及配置于所述磁鐵材料內側的磁性材料形成的充磁軛鐵構成，所述充磁軛鐵具有沿徑向突出的2n個凸極，各凸極分別具有基部及在該基部的前端部向兩側展開、沿著與所述磁鐵材料的內圓周同心的圓周成弓形展開的弓形凸部，所述弓形凸部的弦的長度(W1)比所述基部的寬度(W2)大或與其相等。
2.根據(jù)權利要求1所述的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置，其特征在于，將所述充磁軛鐵的弓形凸部的最大中心角(θ)做成相當于所述磁極的電角度(θa)在70～145度的范圍內的角度。
3.根據(jù)權利要求1所述的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置，其特征在于，將所述充磁軛鐵的弓形凸部的最大中心角(θ)做成相當于所述磁極的電角度(θa)在90～110度的范圍內的角度。
4.根據(jù)權利要求1所述的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置，其特征在于，所述勵磁手段利用與所述磁鐵材料的飽和充磁磁場相同或更高的充磁磁場進行勵磁。
5.一種將圓環(huán)狀磁鐵材料設置于充磁磁場內，利用從外部沿徑向貫穿所述磁鐵材料的磁通進行勵磁，形成2n個磁極的充磁方法，其中，n為1或1以上的整數(shù)，其特征在于，在所述磁鐵材料的內側配置有2n個沿徑向突出的凸極的、磁性材料形成的充磁軛鐵進行勵磁，所述充磁軛鐵的所述各凸極分別具備基部及在該基部的前端部向兩側展開，沿著與所述磁鐵材料的內圓周同心的圓周成弓形展開的弓形凸部，并且所述弓形凸部的弦的長度(W1)比所述基部的寬度(W2)大或與其相等。
6.根據(jù)權利要求5所述的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁方法，其特征在于，將所述充磁軛鐵的弓形凸部的最大中心角(θ)做成相當于所述磁極的電角度(θa)在70～145度的范圍內的角度。
7.根據(jù)權利要求5所述的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁方法，其特征在于，利用與所述磁鐵材料的飽和充磁磁場相同或更高的充磁磁場進行勵磁。
全文摘要
本發(fā)明提供對磁鐵充磁到飽和狀態(tài),而且能夠將齒槽效應轉矩抑制在較小數(shù)值的圓環(huán)狀永久磁鐵的充磁裝置及充磁方法。充磁時,在進行充磁的圓環(huán)狀永久磁鐵材料10的圓環(huán)內插入2極充磁軛鐵,設置于脈沖電流形成的外部充磁磁場H1中。2極充磁軛鐵12形成時滿足如下條件:傘形凸部26的弧24的弦的長度W1與凸極16的基部18的寬度W2的關系為W1≥W2,弧24的中心角滿足電角度為70～145度的條件。
文檔編號H02K15/03GK1193170SQ9810537
公開日1998年9月16日 申請日期1998年2月26日 優(yōu)先權日1997年2月28日
發(fā)明者巖波孝志 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所