JP2008148364A - ロータコアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの孔部に永久磁石を簡単かつ確実に固定することが可能なロータコアの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のロータコアの製造方法では、磁石挿入孔１２にスペーサ１６を挿入する工程と、スペーサ１６の両端に引張力を付与しながら永久磁石１４を磁石挿入孔１２に挿入する工程と、スペーサ１６に付与された引張力を解除し、スペーサ１６によって磁石挿入孔１２内で永久磁石１４を固定する工程によってロータコア１０を製造している。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータコアの磁石挿入孔に挿入した永久磁石を固定するロータコアの製造方法に関するものである。

回転電機のロータコアの孔部に永久磁石を挿入した場合、永久磁石と孔部の間に隙間が生じるために、回転電機の駆動時や停止時に永久磁石が孔部内で移動し、衝突音が発生したり、永久磁石の塗装を剥がすおそれがあるので、永久磁石を孔部内で位置決め固定する必要がある。

回転電機のロータコアに永久磁石を固定する手法としては、孔部に永久磁石を挿入した後に樹脂材を注入する方法や、特許文献１に示されるように、孔部に割りピンを挿入する方法が知られている。しかしながら、前者の方法では、樹脂材を硬化するための工程及び冷却工程が必要であるので製造工程が複雑となる。しかも、前記硬化工程及び冷却工程を行うための設備が必要であるために設備投資が高騰し、ロータコアを安価に製造することができない。一方、後者の方法では、永久磁石において、割りピンが当接した部分に応力が集中し、前記永久磁石にひびが生じるおそれがある。

これらの不具合を回避すべく、特許文献２には、ロータコアの孔部に挿入した接着シートによって、前記永久磁石を孔部に位置決め固定する方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開平５−８３８９２号公報 特許第３２７７７８０号公報

しかしながら、特許文献２に示す方法では、接着シートに塗布されている接着剤の接着機能が低下した場合に、永久磁石の固定が不十分になるおそれがある。また、特許文献２で用いられている接着シートは、基材としてガラス繊維が用いられているために弾性力に乏しく、弾性力を利用して永久磁石を孔部に固定することは難しい。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、弾性部材からなるスペーサを用いてロータコアの孔部に永久磁石を簡単かつ確実に固定することが可能なロータコアの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るロータコアの製造方法は、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が形成されたロータコアの製造方法において、前記磁石挿入孔に弾性部材からなるスペーサを挿入する工程と、前記スペーサの両端に引張力を付与しながら、前記永久磁石を前記磁石挿入孔に挿入する工程と、前記スペーサに付与された引張力を解除し、前記スペーサの復元力によって前記磁石挿入孔内で前記永久磁石を固定する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、弾性部材からなるスペーサの復元力を利用して、磁石挿入孔内に永久磁石を簡単かつ確実に固定することができる。

また、前記永久磁石を固定する工程は、湾曲面を有する部材好ましくはローラ部材を介して前記スペーサの両端に対して均等に引張力を付与することができる。

さらに、他の本発明に係るロータコアの製造方法は、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が形成されたロータコアの製造方法において、中空の弾性部材からなるスペーサに前記永久磁石を挿入する工程と、前記スペーサの両端に引張力を付与しながら、前記永久磁石が挿入された前記スペーサを前記磁石挿入孔に挿入する工程と、前記スペーサに付与された引張力を解除し、前記スペーサの復元力によって前記磁石挿入孔内で前記永久磁石を固定する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、弾性部材からなるスペーサの復元力を利用して、磁石挿入孔内に永久磁石を簡単かつ確実に固定することができる。また、磁石挿入孔に挿入される永久磁石は、中空のスペーサによって周りが被われた状態で磁石挿入孔内に固定されるために、永久磁石の表面の酸化を防ぐことができる。

また、スペーサの長手方向に形成されたマーカ部を利用することにより、各磁石挿入孔の容積のバラツキの確認が可能となり、品質の管理が容易となる。

本発明によれば、スペーサの復元力を利用して、磁石挿入孔内に永久磁石を簡単かつ確実に固定することができる。また、湾曲面を有する部材を介して前記スペーサの両端に対して均等に引張力を付与することができる。さらに、磁石挿入孔に挿入される永久磁石は、中空のスペーサによって周りが被われた状態で磁石挿入孔内に固定されるために、永久磁石の表面の酸化を防ぐことができる。さらにまた、スペーサの長手方向に形成されたマーカ部を利用することにより、各磁石挿入孔の容積のバラツキの確認が可能となり、品質の管理が容易となる。

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態のロータコアの製造方法を用いて製造するロータコア１０の概略全体斜視図である。

円筒状のロータコア１０の円周部分には、断面がほぼ矩形の複数の磁石挿入孔１２が等間隔に離間して形成されている。磁石挿入孔１２には、永久磁石１４及びスペーサ１６が挿入される。

永久磁石１４は平板形状であり、磁石挿入孔１２は永久磁石１４の形状に対応して断面が矩形状となるように形成されている。スペーサ１６は、摩擦抵抗が小さい自己潤滑性の弾性材料で形成され、例えば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂で形成される。これらの弾性材料は、長手方向に引張力を付与し厚さ方向が横ひずみによって圧縮され、その後に引張力を除去すると長手方向では収縮して短くなり、厚さ方向では収縮部分を戻そうとする復元力が働く。この弾性材料の復元力を利用して、スペーサ１６の厚さ方向に力を作用させ、磁石挿入孔１２に永久磁石１４を固定するために、スペーサ１６の厚さをｔとし、磁石挿入孔１２の半径方向の長さをＨ、永久磁石１４の厚さをｈ、Ｘ＝Ｈ−ｈとすると、スペーサ１６の厚さｔはｔ＞Ｘになるようにする必要がある。また、スペーサ１６には、長手方向の磁石挿入孔１２の容積のバラツキを確認するために、マーカ部１８として目盛りが形成されている（図４参照）。前記目盛りは等間隔に、例えば、ミリ単位で刻設され、センチ単位で数字が表されている。また、前記数字を用いない場合には、センチ単位で刻設された目盛りの長さをミリ単位で刻設された目盛りの長さよりも長くするようにしてもよい。さらに、ミリ単位で刻設された目盛りの長さを徐々に長くし、センチ単位で最大の長さとして、その後、ミリ単位で刻設された目盛りの長さを徐々に短くし、センチ単位で最小の長さとなるように繰り返してもよい。

この場合、磁石挿入孔１２に永久磁石１４を挿入するときに用いるロータコア１０を載置する基台２０には一対のローラ部材２２、２２（湾曲面を有する部材）が設けられている。前記基台２０はロータコア１０の軸方向の長さよりも長く、その一方の端部側から他方の端部側に延在してロータコア１０を載置するための凹部２４が形成される。前記凹部２４は、好ましくは、ロータコア１０の外周壁から磁石挿入孔１２を形成する側壁に至るまでの厚さに等しいかそれ以上の長さで形成した方がよい。この凹部２４を挟んでローラ部材２２の上部端部に一対のローラ部材２２、２２が配設されている。

次に、第１実施形態に係るロータコア１０の製造方法について説明する。

まず、磁石挿入孔１２に永久磁石１４が挿入されていないロータコア１０を用意し、ロータコア１０の外周面が凹部２４を形成する底面に接するように基台２０の上に載置する。次いで、磁石挿入孔１２にローラ部材２２、２２を移動させながらスペーサ１６を挿入する（図２Ａ、図３Ａ参照）。この場合、スペーサ１６の厚さｔがＸ＞ｔになるまでスペーサ１６の両端に引張力を付与しながら（矢印Ａ方向）、永久磁石１４を磁石挿入孔１２に挿入する（矢印Ｂ方向、図２Ｂ参照）。前記のようにスペーサ１６の両端に引張力を付与することにより、弾性部材からなるスペーサ１６は厚さ方向に収縮される。永久磁石１４が磁石挿入孔１２に挿入し終えると引張力の付与を解除する。その結果、矢印Ｃ方向にスペーサ１６自身が厚さを戻そうと復元力が生じる（図２Ｂ、図３Ｂ参照）。ここで、スペーサ１６の両端をローラ部材２２を介して引張ることによりスペーサ１６に対して均等に引張力を付与することができる。

前記のように、永久磁石１４を磁石挿入孔１２に挿入した後、矢印Ａ方向に付与していた引張力を解除すると、スペーサ１６に生じていた復元力が矢印Ｃ方向に働くことにより、磁石挿入孔１２内で永久磁石１４を固定することができる（図２Ｃ、図３Ｃ参照）。次いで、磁石挿入孔１２外のスペーサ１６の両端を切除することにより永久磁石１４の磁石挿入孔１２への固定が完了する（図２Ｄ参照）。この時、この工程をロータコア１０のすべての磁石挿入孔１２に対して繰り返して行うことにより、永久磁石１４のロータコア１０への固定が完了する。

スペーサ１６のマーカ部１８を目視することにより、磁石挿入孔１２内に充填されたスペーサ１６の長さを確認することができる（図４参照）。ここで、充填されたスペーサ１６の長短を確認することにより、各磁石挿入孔１２の充填されたスペーサ１６の充填率のバラツキの確認が可能となり、ロータコアの品質の管理も容易となる。

以上説明したように第１実施形態のロータコア１０の製造方法では、磁石挿入孔１２に弾性部材からなるスペーサ１６を挿入する工程と、スペーサ１６の両端に引張力を付与し、スペーサ１６の厚さを磁石挿入孔１２の半径方向の長さと永久磁石１４の厚さの差よりも小さくしながら永久磁石１４を磁石挿入孔１２に挿入する工程と、スペーサ１６に付与された引張力を解除し、スペーサ１６の復元力を利用して磁石挿入孔１２内で永久磁石１４を固定する工程によってロータコア１０を製造する。

この場合、スペーサ１６を圧縮することにより生じる復元力を利用して、磁石挿入孔１２内に永久磁石１４を簡単かつ確実に固定することができる。

また、永久磁石１４を固定する工程は、ローラ部材２２を介してスペーサ１６の両端に対して均等に引張力を付与することができる。さらに、スペーサ１６の長手方向に形成されたマーカ部１８を利用することにより、各磁石挿入孔１２の充填されたスペーサ１６の充填率のバラツキの確認が可能となり、ロータコアの品質の管理も容易となる。

なお、第１実施形態では、スペーサ１６の形状はその復元力を利用して磁石挿入孔１２内で永久磁石１４を固定することができれば、特に限定されるものではない。例えば、長手方向の断面形状が長方形、円形、凹状であってもよい。また、スペーサ１６の枚数は単数であっても複数であってもよい。さらに、ローラ部材２２の形状は、スペーサ１６に対して均等に引張力を付与することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、スペーサ１６に接する面が湾曲したガイド部材であってもよい。

図５Ａ〜図５Ｄは、本発明の第２実施形態に係るロータコアの製造方法の工程を説明した図である。この場合、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。この第２実施形態に係るロータコアの製造方法では、第１実施形態に係るロータコアの製造方法に対して、スペーサ１６の内部が中空で弾性部材からなるスペーサ２６を用いている。換言すれば、スペーサ２６はチューブ状である。また、第１実施形態におけるスペーサ１６と同じ理由により、スペーサ２６の厚さｔについては、２ｔ＞Ｘになるようにする必要がある。なお、スペーサ２６にもスペーサ１６と同様にマーカ部１８が形成されている。この場合、基台２０に対してローラ部材２２を設けてもよいが設けられなくともよい。

次に、第２実施形態に係るロータコア１０の製造方法について説明する。

まず、磁石挿入孔１２に永久磁石１４が挿入されていないロータコア１０を用意し、ロータコア１０の外周面が基台２０の表面に接するように基台２０の上に載置し、中空部分に永久磁石１４を挿入したスペーサ２６の一端を磁石挿入孔１２内に挿入する（図５Ａ、図６Ａ参照）。次いで、スペーサ２６の厚さｔについてＸ＞２ｔになるまでスペーサ２６の両端に引張力を付与してスペーサ２６の厚さを薄くしながら、永久磁石１４を磁石挿入孔１２に挿入する（矢印Ｂ方向、図５Ｂ、図６Ｂ参照）。次いで、矢印Ａ方向に付与していた引張力を解除すると、矢印Ｃ方向にスペーサ２６自身が厚さを戻そうと復元力が生じ、磁石挿入孔１２内で永久磁石１４を固定することができる（図５Ｃ、図６Ｃ参照）。磁石挿入孔１２内に永久磁石１４を固定した後、磁石挿入孔１２外のスペーサ２６の両端を切除することにより永久磁石１４の磁石挿入孔１２への固定が完了する（図５Ｄ参照）。この時、この工程をロータコア１０のすべての磁石挿入孔１２に対して繰り返して行うことにより、永久磁石１４のロータコア１０への固定が完了する。

以上説明したように、第２実施形態のロータコア１０の製造方法では、弾性部材からなるスペーサ２６に永久磁石１４を挿入する工程と、スペーサ２６の両端に引張力を付与しながら、前記永久磁石１４が挿入されたスペーサ２６を磁石挿入孔１２に挿入する工程と、スペーサ２６に付与された引張力を解除し、スペーサ２６の復元力によって磁石挿入孔１２で永久磁石１４を固定する工程によってロータコア１０を製造する。この場合、磁石挿入孔１２に挿入される永久磁石１４は、中空のスペーサ２６によって周りが被われた状態で磁石挿入孔１２内に固定されるために、永久磁石１４の表面の酸化を防ぐことができる。

なお、上述の実施形態においては、磁石挿入孔１２に永久磁石１４を挿入した後、接着剤及びスペーサ１６又はスペーサ２６を挿入して永久磁石１４を磁石挿入孔１２に固定してもよい。また、マーカ部１８は、スペーサ１６又はスペーサ２６の充填率が確認できれば目盛りに限定されず、例えば、スペーサ１６又はスペーサ２６の長手方向の所定の位置に形成された目印であってもよい。

本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の工程を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施形態に係るロータコアの概略全体斜視図である。 図２Ａ〜図２Ｄは、本発明の第１実施形態のロータコアの製造方法の工程の説明図である。 図３Ａは、図２ＡのＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ断面図であり、図３Ｂは、図２ＢのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図であり、図３Ｃは、図２ＣのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ断面図である。 スペーサに設けられたマーカ部の説明図である。 図５Ａ〜図５Ｄは、本発明の第２実施形態のロータコアの製造方法の工程の説明図である。 図６Ａは、図５ＡのＶＩＡ−ＶＩＡ断面図であり、図６Ｂは、図５ＢのＶＩＢ−ＶＩＢ断面図であり、図６Ｃは、図５ＣのＶＩＣ−ＶＩＣ断面図である。

符号の説明

１０…ロータコア １２…磁石挿入孔
１４…永久磁石 １６、２６…スペーサ
１８…マーカ部 ２０…基台
２２…ローラ部材 ２４…凹部

Claims (5)

1. 永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が形成されたロータコアの製造方法において、
   前記磁石挿入孔に弾性部材からなるスペーサを挿入する工程と、
   前記スペーサの両端に引張力を付与しながら、前記永久磁石を前記磁石挿入孔に挿入する工程と、
   前記スペーサに付与された引張力を解除し、前記スペーサの復元力によって前記磁石挿入孔内で前記永久磁石を固定する工程とを備えたことを特徴とするロータコアの製造方法。
2. 請求項１記載のロータコアの製造方法において、
   前記永久磁石を固定する工程は、湾曲面を有する部材を介して前記スペーサの両端に引張力を付与することを特徴とするロータコアの製造方法。
3. 請求項２記載のロータコアの製造方法において、
   前記湾曲面を有する部材は、ローラ部材であることを特徴とするロータコアの製造方法。
4. 永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が形成されたロータコアの製造方法において、
   中空の弾性部材からなるスペーサに前記永久磁石を挿入する工程と、
   前記スペーサの両端に引張力を付与しながら、前記永久磁石が挿入された前記スペーサを前記磁石挿入孔に挿入する工程と、
   前記スペーサに付与された引張力を解除し、前記スペーサの復元力によって前記磁石挿入孔内で前記永久磁石を固定する工程とを備えたことを特徴とするロータコアの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータコアの製造方法において、
   前記スペーサの長手方向にはマーカ部が形成されていることを特徴とするロータコアの製造方法。

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