(57)【要約】【課題】より簡易に永久磁石を製造できる製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】永久磁石型回転電機の回転子に埋め込まれる永久磁石１０の製造方法は、磁石母材１２に分割用のスリット１４を形成する工程と、前記スリット１４が形成された磁石母材１２を、弾性を有した絶縁性被膜１６で被覆する工程と、前記絶縁性被膜１６で被覆された磁石母材１２に外部から衝撃を加え、前記絶縁性被膜１６内の磁石母材１２のみを分割する工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石型回転電機の回転子に埋め込まれる永久磁石の製造方法であって、
磁石母材に分割用のスリットを形成する工程と、
前記スリットが形成された磁石母材を、弾性を有した絶縁性被膜で被覆する工程と、
前記絶縁性被膜で被覆された磁石母材に外部から衝撃を加え、前記絶縁性被膜内の磁石母材のみを分割する工程と、
を備えることを特徴とする永久磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石型回転電機の回転子に埋め込まれる永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道車両や電気自動車等の駆動源として永久磁石型の回転電機が用いられている。周知の通り、永久磁石型の回転電機のロータには、複数の永久磁石が埋め込まれる。回転電機の駆動時、この永久磁石を、ステータコイルによって発生される強い磁束が貫く為、永久磁石には大きな渦電流が発生する。その結果、回転電機の損失が大きくなり効率の低下を招くだけでなく、発熱により永久磁石の減磁が生じるといった問題があった。
【０００３】
この対策として、各々絶縁された複数の永久磁石片を組み合わせて永久磁石を構成し、これに発生する渦電流を小さくすると共に渦電流を各磁石片内に留めることで、永久磁石に生じる渦電流を低減することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、複数の永久磁石片をそれぞれ絶縁被膜で覆い、この複数の永久磁石片を接合することで、複数の永久磁石片からなるものの一部材として取り扱い可能な永久磁石を製造する技術が開示されている。この特許文献１では、最終的に得られる永久磁石の寸法を担保するために、永久磁石片を接合して一つの永久磁石を得た後、研削等で当該永久磁石を、規定の寸法に削った後、この永久磁石の全面を絶縁被膜で覆うことも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした特許文献１の技術によれば、渦電流の発生、ひいては、回転電機の効率低下、永久磁石の減磁といった問題を低減できる。しかし、特許文献１の技術では、複数の永久磁石片それぞれに対しての被膜加工や、複数の磁石片の接合加工が必要であるため、加工費が増加するという問題があった。また、複数の永久磁石片を接合して一つの永久磁石を形成しているため、寸法の維持が困難であり、歩留まりが悪化するといった問題も招いていた。そこで、本発明は、より簡易に永久磁石を製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の永久磁石の製造方法は、永久磁石型回転電機の回転子に埋め込まれる永久磁石の製造方法であって、磁石母材に分割用のスリットを形成する工程と、前記スリットが形成された磁石母材を、弾性を有した絶縁性被膜で被覆する工程と、前記絶縁性被膜で被覆された磁石母材に外部から衝撃を加え、前記絶縁性被膜内の磁石母材のみを分割する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁石母材に対してのみ被覆加工をすればよく、また、分割後の磁石片を接合する工程が不要となるため、より簡易に永久磁石を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態である永久磁石の製造工程を示す図である。
【図２】永久磁石を適用した回転電機の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である永久磁石１０の製造工程を示す図である。また、図２は、この永久磁石１０を適用した永久磁石型回転電機１００の一例を示す図である。
【００１１】
はじめに図２を参照して永久磁石型回転電機１００について簡単に説明する。回転電機１００は、円環形のステータ１１０と、このステータ１１０と同軸的に配置された円柱形のロータ１２０とから構成される。ステータ１１０は、ステータコア１１１と、複数のコイル１１２とから構成され、複数のコイル１１２はステータコア１１１に回転軸１２３を中心とした同一円周上に等角度間隔で形成されるスロットに収設される。
【００１２】
ロータ１２０は、ロータコア１２１と、ロータコア１２１と一体的に回転する回転軸１２３と、複数の永久磁石１０とから構成され、複数の永久磁石１０は軸心Ｏを中心として周方向に均等に形成されたスロットに収設される。なお、図１では、上面視矩形の永久磁石１０を略Ｖ字状に並べる形態を例示しているが、永久磁石１０の形状は矩形に限らず、円弧状でもよい。また、永久磁石１０は、Ｖ字状ではなく、同一円周状に間隔をあけて並べるようにしてもよい。
【００１３】
こうした回転電機１００を駆動させた場合、ステータコイル１１２によって発生される強い磁束が永久磁石１０を貫くため、永久磁石１０には大きな渦電流が発生する。その結果、回転電機１００の損失が大きくなり効率の低下を招くだけでなく、発熱により永久磁石１０の減磁が生じるといった問題があった。
【００１４】
この対策として、従来から各々絶縁された複数の磁石片を組み合わせて永久磁石１０を構成することにより、発生する渦電流を小さくするとともに渦電流を各磁石片内に留めることで、永久磁石１０に生じる渦電流を低減することが提案されている。かかる技術によれば、磁石片に発生する渦電流を個々の磁石片内に留めることで低減させることができる。なお、永久磁石１０の分割方向は、積層鋼板と同様に軸方向でもよいし、周方向であってもよい。
【００１５】
しかしながら、従来の技術の多くは、各磁石片に対して絶縁性被膜の被覆加工が必要であり、コストがかかるという問題があった。また、永久磁石１０のスロットへの挿入性を改善するために、複数の磁石片を互いに接合する技術も提案されているが、この場合、接合加工が別途必要となっていた。この場合、コストがかかるだけでなく、複数の磁石片から一つの永久磁石１０を構成している関係上、永久磁石１０の寸法維持が困難という問題もあった。
【００１６】
そこで、本実施形態では、製造コストを低減でき、また寸法精度を確保できる方法で、永久磁石１０を製造している。この永久磁石１０の製造方法について、図１を参照して説明する。
【００１７】
永久磁石１０を製造する際には、まず、磁石母材１２を用意する（図１（ａ））。磁石母材１２は、希土類磁石またはフェライト磁石からなる。この磁石母材１２の寸法は、最終的に得たい永久磁石１０の寸法とほぼ同じに調整されている。
【００１８】
次に、この磁石母材１２を複数の磁石片１８に割断するために、磁石母材１２の割断しようとする部位に、図１（ｂ）に示すように、予めスリット１４を形成する。このスリット１４の形状は、特に限定されないが、後述する外部からの衝撃を受けた際に、磁石母材１２が割断する程度の深さ、および、鋭さを有すること要求される。また、スリット１４の位置も特に限定されないが、本実施形態では、磁石母材１２の片面にのみスリットを形成している。スリットの形成方法としては、磁石母材１２の成形型に設けたスリット形成用のリブにより磁石母材１２の成形工程で設ける方法、ダイサーやスライサー等の機械加工による方法、レーザビーム照射による方法、ワイヤカット放電加工による方法等がある。
【００１９】
スリット１４が形成されれば、次に、磁石母材１２の全面を絶縁性被膜１６で被覆する。ここで用いる絶縁性被膜１６は、衝撃を受けても破断しないように、ある程度の弾性を有する材料、例えば、フッ素系樹脂等からなる。この絶縁性被膜１６の被覆方法は、均一な厚みで被覆できるのであれば、特に限定されない。したがって、例えば、フッ素系樹脂を磁石母材１２の全面に吹き付けた後、所定の温度で焼き付ける等して絶縁性被膜１６を形成してもよい。
【００２０】
絶縁性被膜１６が形成されれば、最後に、この被覆された磁石母材１２に外部から衝撃を加え、絶縁性被膜１６内の磁石母材１２を、複数の磁石片１８に割断する。衝撃は、例えば、スリット１４の両側を支持した状態で、スリット１４の反対側面に衝撃を与える、いわゆる三点曲げのような形で与えることが考えられる。こうした衝撃を受けて磁石母材１２は複数の磁石片１８に分かれることになるが、絶縁性被膜１６は、弾性を有しているため衝撃を受けても破断せず、複数の磁石片１８全体を覆った状態を維持する。換言すれば、複数の磁石片１８は、絶縁性被膜１６で覆われた一つの部品、永久磁石１０として取り扱うことができる。
【００２１】
ところで、このようにして得られた永久磁石１０は、複数の磁石片１８に分割されており、この磁石片１８間には、必ず接触抵抗が発生する。この接触抵抗が発生することにより、磁石片１８間に絶縁材を挟んだ場合と同様に、磁石片１８に発生する渦電流が、個々の磁石片１８内に留まり、低減する。そして、結果として、回転電機１００の損失低減や、発熱低減といった効果が生まれる。
【００２２】
ところで、本実施系形態の永久磁石１０は、複数の磁石片１８に分割されているが、その外表面全体は絶縁性被膜１６で被覆された状態のままであるため、割断前後で外径寸法が殆ど変わらず、規定の寸法を容易に維持できる。結果として、歩留まりを大幅に向上することができる。
【００２３】
また、従来の技術では、割断した後の磁石片１８それぞれに対して被覆加工をしており、一つの永久磁石１０製造のために複数回の被覆加工が必要であった。一方、本実施形態では、割断前の磁石母材１２の全面を絶縁性被膜で被覆した後、磁石母材１２のみを割断している。換言すれば、一つの永久磁石１０製造のために必要な被覆加工は１回だけでいいため、従来の技術に比べ、被覆加工の手間を大幅に減らすことができる。また、従来の技術では、被覆後の磁石片１８を互いに接合する接合工程が必要であったが、本実施形態では、複数の磁石片１８は絶縁性被膜１６により一体化されているため、接合工程が不要となる。つまり、本実施形態によれば、永久磁石１０の製造に必要な加工の手間や工程数を減らすことができ、製造に必要なコストを低減できる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  永久磁石、１２  磁石母材、１４  スリット、１６  絶縁性被膜、１８  磁石片、１００  回転電機、１１０  ステータ、１１１  ステータコア、１１２  コイル、１２０  ロータ、１２１  ロータコア、１２３  回転軸。
【図２】
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【図１】
2015133812.tif 000004