JP5360224B2 - Method for manufacturing electric motor rotor - Google Patents
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Description
本発明は、電動機の回転子の製造方法に関し、特に永久磁石を回転子に取り付ける技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor of an electric motor, and more particularly to a technique for attaching a permanent magnet to a rotor.
従来、複数の鋼板を積層してロータコアを成形した後、当該ロータコアに形成された孔にフェライト等の磁性材料を収容し、当該磁性材料を着磁によって永久磁石とすることにより電動機の回転子を製造する方法が知られている。 Conventionally, after forming a rotor core by laminating a plurality of steel plates, a magnetic material such as ferrite is accommodated in a hole formed in the rotor core, and the magnetic material is made into a permanent magnet by magnetizing the rotor of the motor. Manufacturing methods are known.
上記のような電動機の回転子においては、永久磁石を複数個に分割した状態で回転子に収容することで、永久磁石に発生する渦電流を低減する技術が特許文献1に開示されている。
上記のように永久磁石を複数個に分割する技術としては、着磁前の磁性材料の状態で、表面に溝を設け、当該溝に沿って折り曲げることにより分割する技術が特許文献2に開示されている。In the rotor of an electric motor as described above, Patent Document 1 discloses a technique for reducing eddy currents generated in a permanent magnet by housing the permanent magnet in a plurality of divided states.
As a technique for dividing a permanent magnet into a plurality of pieces as described above, Patent Document 2 discloses a technique in which a groove is provided on the surface in the state of a magnetic material before magnetization and the groove is bent along the groove. ing.
しかしながら、磁性材料を折り曲げて分割する際には、分割箇所から磁性材料の欠片が落下する。そのため、歩留まりが悪化するばかりか、落下した欠片が回転子に入り込んで悪影響を及ぼすおそれがある。
また、磁性材料を切断刃等を用いて分割する場合には、その取り代の分だけ歩留まりが悪化するという点で不利である。
Further, when the magnetic material is divided using a cutting blade or the like, it is disadvantageous in that the yield deteriorates by the amount of the machining allowance.
本発明は、磁性材料を分割した際に生じる欠片の落下を防止し、良好な歩留まりを得る電動機の回転子の製造方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a rotor of an electric motor that prevents a drop of fragments generated when a magnetic material is divided and obtains a good yield.
本発明の電動機の回転子の製造方法は、複数の鋼板を積層してなるロータコアと、前記ロータコアの内部に収容される複数の永久磁石と、を備える電動機の回転子の製造方法であって、直方体形状の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となる強さの磁場を長手方向に印加して前記永久磁石を作製する仮着磁工程と、前記仮着磁工程で作製した永久磁石を長手方向に分割する分割工程と、前記分割工程で分割した永久磁石をその吸引力により一体的に結合した状態で前記ロータコアの内部に収容する収容工程と、前記収容工程で前記ロータコアの内部に収容した永久磁石に対して、飽和磁化となる強さの磁場を長手方向とは異なる方向に印加する本着磁工程と、を具備する。 The method for manufacturing a rotor of an electric motor according to the present invention is a method for manufacturing a rotor of an electric motor comprising: a rotor core formed by laminating a plurality of steel plates; and a plurality of permanent magnets housed in the rotor core. A temporary magnetizing process for manufacturing the permanent magnet by applying a magnetic field having a strength lower than the saturation magnetization in the longitudinal direction to a rectangular parallelepiped magnetic material, and a permanent magnet manufactured by the temporary magnetizing process Dividing in the longitudinal direction, an accommodating step of accommodating the permanent magnets divided in the dividing step in an integrally coupled state by the attractive force, and the inside of the rotor core in the accommodating step And a main magnetization step of applying a magnetic field having a saturation magnetization strength in a direction different from the longitudinal direction to the housed permanent magnet.
本発明によれば、磁性材料を分割する際に生じる欠片の落下を防止できると共に、電動機の回転子を製造する際の歩留まりを向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the fall of the fragment which arises when dividing | segmenting a magnetic material can be prevented, the yield at the time of manufacturing the rotor of an electric motor can be improved.
1 ロータ
10 シャフト
20 ロータコア
21 収容孔対
21a 収容孔
30 永久磁石DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
以下では、図1〜図2を参照して、ロータ1について説明する。
ロータ1は、適宜の固定子(ステータ)と共に電動機(モータ)を構成する永久磁石型の回転子である。Below, the rotor 1 is demonstrated with reference to FIGS.
The rotor 1 is a permanent magnet type rotor that constitutes an electric motor (motor) together with an appropriate stator (stator).
図1に示すように、ロータ1は、シャフト10と、ロータコア20と、複数の永久磁石30・30・・・とを具備する。
As shown in FIG. 1, the rotor 1 includes a
シャフト10は、ロータ1の回転を外部に伝える回転軸である。
The
ロータコア20は、複数の円盤状の鋼板が積層されて成形された略円柱状の部材である。ロータコア20は、シャフト10が貫通した状態でシャフト10と同心的に固定され、シャフト10と一体的に回転可能となっている。
The
また、図2に示すように、ロータコア20には、複数の収容孔対21・21・・・が設けられている。
収容孔対21は、互いに隣接する一対の収容孔21a・21aからなり、ロータコア20の周方向において互いに同一の位相差をもって複数設けられ、ロータコア20の外周面近傍に配置されている。Further, as shown in FIG. 2, the
The
収容孔21aは、ロータコア20に永久磁石30を収容するための孔である。収容孔21aは、ロータコア20の外周に沿って複数設けられており、二つの収容孔21aがロータコア20の周方向に沿って互いに隣接して配置されることで収容孔対21が構成されている。収容孔21aは、ロータコア20の軸方向から見て、三組の対辺が平行、かつ楕円に内接する六角形状、換言すれば、正六角形を一方向に延出した形状に形成され、当該形状を保持した状態でロータコア20の軸方向における一端面から他端面にかけてロータコア20を貫通するように設けられている。
収容孔対21をなす一対の収容孔21a・21aは、ロータコア20の軸方向から見て、一方の収容孔21aの延出方向における両端部を結ぶ直線と、他方の収容孔21aの延出方向における両端部を結ぶ直線とがなす角度がロータコア20の径方向外側に向けて鈍角を形成するように配置されている。つまり、一方の収容孔21aの延出方向における他方の収容孔21aに近い側の端部、及び他方の収容孔21aの延出方向における一方の収容孔21aに近い側の端部が一方の収容孔21aの延出方向における他方の収容孔21aから遠い側の端部、及び他方の収容孔21aの延出方向における一方の収容孔21aから遠い側の端部よりもロータコア20の径方向における内側に位置するように、ロータコア20の周方向に対して傾斜するように配置されている。The
The pair of
永久磁石30は、フェライト等の磁性材料が磁化されたものである。永久磁石30は、直方体形状に形成され、ロータコア20の軸方向に沿って一定の大きさで複数に分割された状態で収容孔21aに収容されている。永久磁石30は、収容孔21aに収容した際に、ロータコア20の軸方向における永久磁石30の両端面とロータコア20の両端面とが略一致し、更に永久磁石30と収容孔21aとの間に形成される隙間が最小となるような大きさに設定されている。詳細には、永久磁石30は、ロータコア20の軸方向から見て、収容孔21aの互いに対向する一組の長辺に連続する収容孔21aの側面に、永久磁石30の長辺に連続する永久磁石30の側面が略一致した状態で当接するように構成されている。
また、永久磁石30と収容孔21aとの間に形成された隙間には、例えば、熱硬化型のエポキシ系の接着剤が充填され、硬化することにより、永久磁石30が収容孔21aに固定されている。The
In addition, a gap formed between the
以下では、図3〜図8を参照して、ロータ1を製造する製造工程S1について説明する。 Below, with reference to FIGS. 3-8, manufacturing process S1 which manufactures the rotor 1 is demonstrated.
図3に示すように、製造工程S1は、仮着磁工程S10、分割工程S20、収容工程S30、接着工程S40、及び本着磁工程S50を具備する。 As shown in FIG. 3, the manufacturing process S <b> 1 includes a temporary magnetization process S <b> 10, a division process S <b> 20, a housing process S <b> 30, an adhesion process S <b> 40, and a main magnetization process S <b> 50.
仮着磁工程S10は、直方体形状のフェライト等の磁性材料に対して比較的弱く着磁を行い、比較的弱い磁力を有する永久磁石30を作製する工程である。
なお、以下においては、永久磁石30の長手方向(図4における矢印hで示す方向)を「高さ方向」、永久磁石30の最小面積を有する面における長辺に沿った方向(図4における矢印wで示す方向)を「幅方向」、永久磁石30の最小面積を有する面における短辺に沿った方向(図4における矢印tで示す方向)を「厚み方向」として説明する。
図4に示すように、仮着磁工程S10においては、直方体形状のフェライト等の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となるような比較的弱い磁場を高さ方向に印加することで永久磁石30を作製する。The temporary magnetizing step S10 is a step of magnetizing a magnetic material such as a rectangular parallelepiped ferrite relatively weakly to produce a
In the following, the longitudinal direction of the permanent magnet 30 (the direction indicated by the arrow h in FIG. 4) is the “height direction”, and the direction along the long side of the surface having the minimum area of the permanent magnet 30 (the arrow in FIG. 4). The direction (indicated by w) will be described as the “width direction”, and the direction along the short side of the surface having the minimum area of the permanent magnet 30 (the direction indicated by the arrow t in FIG. 4) will be described as the “thickness direction”.
As shown in FIG. 4, in the temporary magnetization step S10, by applying a relatively weak magnetic field in the height direction to a magnetization material lower than the saturation magnetization to a magnetic material such as a rectangular parallelepiped ferrite. The
分割工程S20は、仮着磁工程S10で作製した永久磁石30を複数に分割する工程である。
図5に示すように、分割工程S20においては、永久磁石30に発生する渦電流を低減するために、永久磁石30を高さ方向に一定の大きさで複数に分割した後、それらを再び一つに結合する。
この時、仮着磁工程S10における着磁により、永久磁石30には吸引力が発生しているため、接着剤等を使用することなく、分割した永久磁石30を容易に結合することができる。更に、永久磁石30の分割時に生じた永久磁石30の欠片にも同様に吸引力が発生しているため、当該欠片が落下することなく永久磁石30を結合することができると共に、歩留まりを向上することができる。
なお、本工程における永久磁石30の分割方法は、限定するものではないが、永久磁石30の表面に溝を設け、当該溝に沿って折り曲げることにより分割する等、分割時の取り代が少なく、良好な歩留まりを得ることができると共に、分割工程S20に要する時間及びコストを低減できる方法が好ましい。
また、本工程における永久磁石30の分割数は、限定するものではない。永久磁石30の分割数が増加するに従って、永久磁石30に発生する渦電流をより低減することができるが、分割に要する時間も増加するため、永久磁石30の分割数は、予め実験等により求められた最適な数が設定される。
また、仮着磁工程S10における着磁は、本工程における永久磁石30の分割時に永久磁石30の欠片が落下せず、分割した永久磁石30を一つに結合した時に永久磁石30が分離しない程度の吸引力を有するように行われればよい。The division step S20 is a step of dividing the
As shown in FIG. 5, in the dividing step S20, in order to reduce the eddy current generated in the
At this time, since the attractive force is generated in the
In addition, although the dividing method of the
Moreover, the division | segmentation number of the
Further, the magnetization in the temporary magnetization step S10 is such that the pieces of the
収容工程S30は、分割工程S20で分割した永久磁石30をロータコア20の収容孔21aに収容する工程である。
図6に示すように、収容工程S30においては、ロータコア20の軸方向と永久磁石30の高さ方向とを一致させた状態で、収容治具40を用いて永久磁石30をロータコア20の収容孔21aに収容する。
収容治具40は、永久磁石30を容易に収容孔21aに収容するための板状の治具である。収容治具40の一端面には、永久磁石30を高さ方向から見た時の形状に略一致する開口が設けられており、当該開口は、収容治具40の他端面に向けて徐々に拡張するように、収容治具40の一端面から他端面にかけて形成されている。The housing step S30 is a step of housing the
As shown in FIG. 6, in the accommodating step S <b> 30, the
The
永久磁石30を収容孔21aに収容する際には、収容治具40の一端面における開口と、ロータコア20の上面(図6におけるロータコア20の上端面)における収容孔21aとを対向させて、収容治具40の開口とロータコア20の収容孔21aとが連通するように、収容治具40をロータコア20の上面に設置し、収容治具40の他端面における開口から永久磁石30を挿入する。
そして、図7に示すように、ロータコア20の軸方向から見て、収容孔21aの互いに対向する一組の長辺に連続する収容孔21aの側面に、永久磁石30の厚み方向における両端面が当接し、ロータコア20の軸方向における両端面と、永久磁石30の高さ方向における両端面とが略一致するように永久磁石30を収容孔21aに収容する。
この時、前述のように、仮着磁工程S10における着磁により、永久磁石30には吸引力が発生しているため、接着剤等を使用することなく、分割した永久磁石30を結合した状態で容易に収容孔21aに収容することができる。したがって、ロータ1の製造コストを低減することができると共に、ロータ1の製造時間を短縮することができる。When the
As shown in FIG. 7, when viewed from the axial direction of the
At this time, as described above, since the attractive force is generated in the
接着工程S40は、収容工程S30でロータコア20の収容孔21aに収容した永久磁石30をロータコア20と接着する工程である。
接着工程S40においては、永久磁石30が収容孔21aに収容された状態で、永久磁石30と収容孔21aとの間に形成された隙間に接着剤を充填し、硬化させることにより、永久磁石30を収容孔21aに固定する。
なお、本工程において使用する接着剤は、限定するものではなく、熱硬化型のエポキシ系の接着剤等、ロータ1を使用する際に永久磁石30が収容孔21aに固定され、収容孔21aから脱落する等の問題が生じないものであればよい。The adhesion step S40 is a step of adhering the
In the bonding step S40, the
The adhesive used in this step is not limited, and the
本着磁工程S50は、接着工程S40でロータコア20と接着した永久磁石30に対して着磁を行う工程である。
図8に示すように、本着磁工程S50においては、ロータコア20の収容孔21aに収容された永久磁石30に対して、飽和磁化となる強さの磁場を、永久磁石30の長手方向(高さ方向)とは異なる方向である厚み方向に印加する。
ただし、本工程における着磁は、一つの収容孔対21をなす一対の収容孔21a・21aの磁極がそれぞれロータコア20の径方向における内側(以下、単に「内側」と記す。)で同一、かつロータコア20の径方向における外側(以下、単に「外側」と記す。)で同一となるように行われる。つまり、一つの収容孔対21において、一方の収容孔21aにおける外側の磁極がN極の場合、他方の収容孔21aにおける外側の磁極もN極となる。
更に、隣接する収容孔対21同士の磁極が異なるように本工程における着磁が行われる。つまり、任意の収容孔対21における外側の磁極がN極の場合、当該収容孔対21に隣接する収容孔対21における外側の磁極はS極となる。The main magnetizing step S50 is a step of magnetizing the
As shown in FIG. 8, in the main magnetization step S50, a magnetic field having a strength that causes saturation magnetization is applied to the
However, the magnetization in this step is the same on the inner side in the radial direction of the rotor core 20 (hereinafter, simply referred to as “inner side”), and the magnetic poles of the pair of receiving
Further, the magnetization in this step is performed so that the magnetic poles of the adjacent accommodation hole pairs 21 are different. That is, when the outer magnetic pole in any
以上のように、仮着磁工程S10、分割工程S20、収容工程S30、接着工程S40、及び本着磁工程S50を順番に行う製造工程S1を経て、ロータ1が製造される。 As described above, the rotor 1 is manufactured through the manufacturing process S1 in which the temporary magnetization process S10, the dividing process S20, the housing process S30, the bonding process S40, and the main magnetization process S50 are sequentially performed.
本発明は、電動機の回転子を製造する工程に利用でき、特に分割された永久磁石を具備する回転子の製造工程に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a process for manufacturing a rotor of an electric motor, and in particular, can be used in a process for manufacturing a rotor having a divided permanent magnet.
Claims (1)
前記ロータコアの内部に収容される複数の永久磁石と、
を備える電動機の回転子の製造方法であって、
直方体形状の磁性材料に対して、飽和磁化よりも低い磁化となる強さの磁場を長手方向に印加して前記永久磁石を作製する仮着磁工程と、
前記仮着磁工程で作製した永久磁石を長手方向に分割する分割工程と、
前記分割工程で分割した永久磁石をその吸引力により一体的に結合した状態で前記ロータコアの内部に収容する収容工程と、
前記収容工程で前記ロータコアの内部に収容した永久磁石に対して、飽和磁化となる強さの磁場を長手方向とは異なる方向に印加する本着磁工程と、
を具備する電動機の回転子の製造方法。A rotor core formed by laminating a plurality of steel plates;
A plurality of permanent magnets housed inside the rotor core;
A method for manufacturing a rotor of an electric motor comprising:
A temporary magnetizing step for producing the permanent magnet by applying a magnetic field having a strength lower than saturation magnetization to the rectangular parallelepiped magnetic material in the longitudinal direction;
A dividing step of dividing the permanent magnet produced in the temporary magnetization step in the longitudinal direction;
An accommodating step of accommodating the permanent magnets divided in the dividing step in the rotor core in an integrally coupled state by the attractive force;
A main magnetizing step of applying a magnetic field having a saturation magnetization strength in a direction different from the longitudinal direction to the permanent magnet housed in the rotor core in the housing step;
The manufacturing method of the rotor of the electric motor which comprises this.
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