(57)【要約】【課題】異常割れの発生を抑制できる界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置を提供する。【解決手段】装置１００は、複数の割断予定部位３３に対して一つおきに位置決めされる複数の上側ブレード１１０と、複数の割断予定部位３３のうち複数の上側ブレード１１０が配置されていない部位に対して位置決めされる複数の下側ブレード１２０と、を備える。そして、複数の上側ブレード１１０と複数の下側ブレード１２０とを近づけることによって複数の上側ブレード１１０の先端及び複数の下側ブレード１２０の先端を磁石体３０に押し付け、磁石体３０を複数の磁石片３１に割断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体の磁石体をその長手方向に間隔を置いて配置される複数の割断予定部位で割断する、界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置において、
前記磁石体の上側に配置され、前記複数の割断予定部位に対して一つおきに位置決めされる複数の上側ブレードと、
前記磁石体の下側に配置され、前記複数の割断予定部位のうち前記複数の上側ブレードが配置されていない部位に対して位置決めされる複数の下側ブレードと、
を備え、
前記複数の上側ブレードと前記複数の下側ブレードとを近づけることによって前記複数の上側ブレードの先端及び前記複数の下側ブレードの先端を前記磁石体に押し付け、前記磁石体を前記複数の磁石片に割断する、ことを特徴とする界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置であって、
前記複数の上側ブレードが押し付けられる前記割断予定部位の下側及び前記下側ブレードが押し付けられる前記割断予定部位の上側には前記割断予定部位の脆性を前記磁石体の他の部位よりも低下させる脆弱部が設けられる、
ことを特徴とする界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置であって、
前記複数の上側ブレードの先端及び前記複数の下側ブレードの先端は、先行して割断した割断予定部位を支持できるだけの幅をそれぞれ有している、
ことを特徴とする界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置であって、
前記磁石体の割断時に、前記複数の上側ブレード及び前記複数の下側ブレードが前記磁石体の長手方向中央から離れる方向にスライドするように構成した、
ことを特徴とする界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石回転電機に配設される界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板状の磁石体を割断して複数の磁石片とし、これら複数の磁石片同士を接着することによって永久磁石埋込型回転電機のロータコアに収容される界磁極用磁石体を製造する技術が知られている。
【０００３】
このようにして製造された界磁極用磁石体は、個々の磁石片の体積が小さくなるので、ロータの回転による磁界の変動によって磁石片に発生する渦電流が小さくなる。これにより、渦電流の発生に伴う界磁極用磁石体の発熱を抑制し、不可逆な熱減磁を防止することができる。
【０００４】
特許文献１は、上記複数の磁石片を作る方法を開示している。この方法では、凸状多角形面を有するパンチと、パンチの凸状多角形面に対応する凹状多角形面を有するダイとを用意し、複数の割断予定部位に切り込みを入れた磁石体をダイに載置する。そして、ダイに対してパンチを押し込んでいくと、中央に近い割断予定部位から順に割断が起こり、これによって複数の磁石片が作られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２０８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、中央に近い割断予定部位から順番に割断が起こり、割断が起こる度に中央よりも外側に配置される割断予定部位の位置が移動する。パンチの角部は、この割断予定部位の移動を考慮して設けられており、ある割断予定部位を割断する時には当該部位の位置とパンチの角部の位置とが一致するようになっている。
【０００７】
しかしながら、中央を挟んで両側に配置される割断予定部位が同時に割断しない場合があり、この場合、割断しなかった側において割断予定部位の位置とパンチの角部の位置とがずれ、磁石体の異常割れが発生する可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、異常割れの発生を抑制できる界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置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】
【０００９】
本発明のある態様によれば、直方体の磁石体をその長手方向に間隔を置いて配置される複数の割断予定部位で割断する、界磁極用磁石体を構成する磁石片の製造装置が提供される。
【００１０】
この装置は、前記磁石体の上側に配置され、前記複数の割断予定部位に対して一つおきに位置決めされる複数の上側ブレードと、前記磁石体の下側に配置され、前記複数の割断予定部位のうち前記複数の上側ブレードが配置されていない部位に対して位置決めされる複数の下側ブレードと、を備える。
【００１１】
そして、前記複数の上側ブレードと前記複数の下側ブレードとを近づけることによって前記複数の上側ブレードの先端及び前記複数の下側ブレードの先端を前記磁石体に押し付け、前記磁石体を前記複数の磁石片に割断する。
【発明の効果】
【００１２】
上記態様によれば、割断前に各割断予定部位に対して上側ブレード又は下側ブレードが位置決めされるので、これらの位置決めを正確に行うことができ、磁石体の異常割れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】永久磁石型電動機の主要部の概略構成図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図２】界磁極用磁石体の構成図である。
【図３】磁石体を割断して磁石片を作るのに用いる装置の概略構成図である。
【図４Ａ】上側ブレードガイド及び下側ブレードガイドの構造を示した図である。
【図４Ｂ】上側ブレードガイド及び下側ブレードガイドの構造を示した図である。
【図５Ａ】図３に示した装置の動作を説明するための図である。
【図５Ｂ】図３に示した装置の動作を説明するための図である。
【図５Ｃ】図３に示した装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１Ａ及び図１Ｂは、永久磁石埋込型の回転電機１を示している。回転電機１は、ケーシングの一部を構成する円環形のステータ１０と、ステータ１０と同軸的に配置された円柱形のロータ２０とを備える。
【００１６】
ステータ１０は、ステータコア１１と、複数のコイル１２とを備える。複数のコイル１２は、ステータコア１１に軸心Ｏ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１３に収容される。
【００１７】
ロータ２０は、ロータコア２１と、ロータコア２１と一体的に回転する回転軸２３と、複数の界磁極用磁石体８０とを備える。複数の界磁極用磁石体８０は、軸心Ｏ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２２に収容される。
【００１８】
界磁極用磁石体８０は、図２に示すように、直方体の磁石体３０（図３参照）を割断して作られる複数の磁石片３１を一列に整列させ、これらをエポキシ系の熱硬化型の接着剤３２によって接着することによって作られる。接着剤３２には、隣接する磁石片３１間のクリアランスを確保するために、スペーサとしてのガラスビーズが配合されている。接着時には、治具を使用して、磁石片３１同士を接着方向にバネ力によって押し付けるとともに、磁石片３１同士の接着面がずれないように接着方向に対して垂直な方向（必要に応じて複数方向）からもバネ力を作用させる。
【００１９】
このようにして作られた界磁極用磁石体８０においては、隣接する磁石片３１同士が電気的に絶縁される。そして、作用する磁界の変動により磁石片３１に発生する渦電流を個々の磁石片３１内に留めることで低減し、渦電流に伴う界磁極用磁石体８０の発熱を抑制して、不可逆な熱減磁を防止することができる。
【００２０】
なお、接着剤３２としては、エポキシ系の熱硬化型の接着剤３２の他、ＵＶ硬化型接着剤、二液室温硬化型接着剤等を用いることができる。また、スペーサとしては、ガラスビーズの他、樹脂ビーズ、絶縁クロス等を用いることができる。
【００２１】
次に、図３以降を参照しながら、磁石体３０を割断して磁石片３１を作る工程について説明する。
【００２２】
図３は、磁石体３０を割断して磁石片３１を作るのに用いる装置１００の概略構成を示している。
【００２３】
装置１００は、上側ブレード１１０、下側ブレード１２０、上側ブレード支持部１３０、下側ブレード支持部１４０、落下防止ガイド１５０、ストッパー１６０、ダイクッション１７０、及び、ダイ１８０を備える。図３は、磁石体３０が割断される直前の状態を示しており、上側ブレード１１０と下側ブレード１２０の間に割断前の磁石体３０が挟持されている。この状態から上側ブレード支持部１３０を下降させ、上側ブレード１１０の先端１１３を磁石体３０に押し付けると、磁石体３０が割断される。
【００２４】
磁石体３０は、図中左右方向に長い直方体である。磁石体３０にはその長手方向に間隔を置いて複数の割断予定部位３３が配置される。割断予定部位３３には、溝３４から成る脆弱部が上側又は下側に交互に形成される。すなわち、割断予定部位３３の上側には、一つおきに溝３４が形成され、下側には、上側に形成される溝３４と長手方向位置が重ならないように一つおきに溝３４が形成される。溝３４を形成したことによって割断予定部位３３の脆性は他の部位よりも低くなっている。溝３４はレーザー加工によって形成されるが、加工方法はこれに限定されず、スライサー等を用いて機械的に形成してもよいし、ワイヤカット放電加工等によって形成してもよい。
【００２５】
上側ブレード支持部１３０は図示しない動力源によって上下方向に移動することができ、その上下方向位置はサーボ機構によって制御される。動力源は、サーボプレス、機械プレス、油圧プレス等の各種プレスである。
【００２６】
下側ブレード支持部１４０は、ダイクッション１７０（スプリング）を介してダイ１８０上に支持されており、その上面両側にはストッパー１６０が立設されている。磁石体３０を上側ブレード１１０と下側ブレード１２０との間に挟持した状態では、ストッパー１６０と上側ブレード支持部１３０との間に隙間が形成される。そして、この隙間よりも大きく上側ブレード支持部１３０を下降させると、上側ブレード１１０が磁石体３０に押し付けられて磁石体３０の割断が起こるとともに、上側ブレード支持部１３０と下側ブレード支持部１４０とが一体となって下降する。
【００２７】
上側ブレード１１０は、下側に凸の楔形状をしており、上側ブレード支持部１３０とともに上下に移動する。上側ブレード１１０は、上側ブレード支持部１３０に対して図中左右方向にスライドすることができ、割断前の状態では、上側ブレード１１０は、複数ある割断予定部位３３に対して一つおきに配置される。
【００２８】
上側ブレード１１０の基部１１１からはブレードピン１１２が突出している。ブレードピン１１２は図４Ａに示すように上側ブレードガイド１９０に挿入され、これによって上側ブレード１１０の位置決めが行われる。
【００２９】
上側ブレードガイド１９０は、装置１００の上下方向に延設されるともに、中央に配置されるもの以外は、下部が外側に向けて広がった形状をしている。また、外側に配置される上側ブレードガイド１９０の方が、内側に配置される上側ブレードガイド１９０に比べ、下部の外側への広がり量が大きくなっている。
【００３０】
このような形状を備えたことにより、磁石体３０の割断時、中央以外に配置される上側ブレード１１０が外側に配置されるものほど外側にスライドし、隣接する上側ブレード１１０の間隔が広げられる（図４Ｂ）。
【００３１】
図３に戻り、装置１００の説明を続けると、下側ブレード１２０は、上側に凸の楔形状をしており、下側ブレード支持部１４０とともに上下に移動する。下側ブレード１２０は、下側ブレード支持部１４０に対して図中左右方向にスライドすることができ、下側ブレード１２０は、複数ある割断予定部位３３のうち上側ブレード１１０が配置されない部位に対向して配置される。
【００３２】
下側ブレード１２０の基部１２１からはブレードピン１２２が突出している。ブレードピン１２２は図４Ａに示すように下側ブレードガイド２００に挿入され、これによって下側ブレード１２０の位置決めが行われる。
【００３３】
下側ブレードガイド２００は、装置１００の上下方向に延設されるともに、下部が外側に広がった形状をしている。また、外側に配置される下側ブレードガイド２００の方が、内側に配置される下側ブレードガイド２００に比べ、下部の外側への広がり量が大きくなっている。
【００３４】
このような形状を備えたことにより、磁石体３０の割断時、下側ブレード１２０が外側に配置されるものほど外側にスライドし、隣接する下側ブレード１２０の間隔が広げられる（図４Ｂ）。
【００３５】
図３に戻り、装置１００の説明を続けると、上側ブレード１１０の先端１１３及び下側ブレード１２０の先端１２３は、平坦であり、割断後の磁石片３１の縁部を支持できるだけの幅を磁石体３０の長手方向に有している。
【００３６】
また、落下防止ガイド１５０は、下側ブレード１２０を貫通し、隣接する下側ブレード１２０の間に、割断後の磁石片３１の端部を支持する棚を形成する。これにより、割断された磁石片３１が装置１００から落下するのが防止される。
【００３７】
図５Ａ〜図５Ｃは、上記装置１００によって磁石体３０が割断される様子を示している。これを参照しながら上記装置１００の動作、及び、その作用効果について説明する。
【００３８】
まず、図５Ａに示すように、下側ブレード１２０の上に磁石体３０が載置され、その割断予定部位３３に対して上側ブレード１１０及び下側ブレード１２０が位置決めされる。この時点では全ての割断予定部位３３は繋がったままで、上側ブレード１１０の先端１１３及び下側ブレード１２０の先端１２３が割断予定部位３３からずれることがないので、上側ブレード１１０及び下側ブレード１２０の位置決めは正確に行われる。
【００３９】
次に、上側ブレード支持部１３０を下降させると、磁石体３０の割断予定部位３３に対して上側ブレード１１０が上側から押し付けられる。磁石体３０は下側ブレード１２０によって支持されているので、上側ブレード１１０の押し付け力の反作用によって、磁石体３０には下側ブレード１２０の先端１２３からも力が作用する。上側ブレード１１０の先端１１３が押し付けられる割断予定部位３３と下側ブレード１２０の先端１２３が押し付けられる割断予定部位３３とが交互に配置されることから、割断予定部位３３はそれぞれ三点曲げの状態となり、これによって各割断予定部位３３においてほぼ同時に割断が起こる（図５Ｂ）。
【００４０】
割断予定部位３３に対する上側ブレード１１０及び下側ブレード１２０の位置決めは上記の通り正確に行われ、また、上側ブレード１１０及び下側ブレード１２０が押し付けられる部位の反対側に形成される溝３４を起点として割断が起こる。磁石体３０の割断が割断予定部位３３からずれて起こることはなく、磁石体３０の異常割れは防止される。また、磁石体３０の割断が複数の割断予定部位３３において略同時期に起こるので、サイクルタイムを短縮することができる。
【００４１】
また、磁石体３０の割断中は、上側ブレード１１０及び下側ブレード１２０は中央に配置されるブレードを除き、外側へとスライドし、このときのスライド量は外側のブレードの方が内側のブレードよりも大きい（図４Ｂ）。これにより、隣り合う磁石片３１が引き離されて、両者の割断面同士が接触するのが防止され、割断面が欠けるのを防止することができる。
【００４２】
なお、上記装置１００によれば、磁石体３０の割断は複数の割断予定部位３３において略同時期に起こるが、上側ブレード１１０又は下側ブレード１２０のうち先端の位置が他のブレードよりも磁石体３０に近いものがあると、当該ブレードの先端が押し付けられる割断予定部位３３が他の部位に先行して割断する（図５Ｃ）。
【００４３】
しかしながら、この場合であっても、先行して割断した割断予定部位３３を支持できるだけの幅を上側ブレード１１０の先端１１３及び下側ブレード１２０の先端１２３が有しているので、磁石片３１となって落下防止ガイド１５０上に落下するまでは、先行して割断した割断予定部位３３から上側ブレード１１０の先端１１３及び下側ブレード１２０の先端１２３が離れることはない。
【００４４】
したがって、残りの割断予定部位３３に対しても引き続き三点曲げの状態で力が作用し、残りの割断予定部位３３においても異常割れを起こすことなく割断が行われる。
【００４５】
すなわち、上記構成の装置１００によれば、磁石体３０の割断が同時期に起こらなくても異常割れが発生しないので、溝３４の形状（溝底の曲率半径、深さ）、上側ブレード１１０の高さ、及び、下側ブレード１２０の高さのバラツキを許容することができ、磁石体３０の製造コスト及び装置１００の管理コストを下げることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、上側ブレード支持部１３０を下降させて上側ブレード１１０の先端１１３を磁石体３０に押し付ける構成であるが、上側ブレード１１０と下側ブレード１２０とを近づけることができればよく、例えば、下側ブレード支持部１４０を上昇させて下側ブレード１２０の先端１２３を磁石体３０に押し付ける構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３０    磁石体
３１    磁石片
３３    割断予定部位
３４    溝（脆弱部）
１１０  上側ブレード
１１３  先端
１２０  下側ブレード
１２３  先端
【図１Ａ】
2013162528.tif 000003
【図１Ｂ】
2013162528.tif 000004
【図２】
2013162528.tif 000005
【図３】
2013162528.tif 000006
【図４Ａ】
2013162528.tif 000007
【図４Ｂ】
2013162528.tif 000008
【図５Ａ】
2013162528.tif 000009
【図５Ｂ】
2013162528.tif 000010
【図５Ｃ】
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