(57)【要約】【課題】ロータコアの内部にボンド磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータにおいて、ボンド磁石の腐食を防止する。【解決手段】本発明の磁石埋込型ロータの製造方法は、複数のコアシート（11）が積層され、磁石が埋め込まれる複数の磁石用スリット（12）を有するロータコア（10）を準備する工程と、磁石用スリット（12）の内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜（20ａ）を形成する工程と、保護膜（20ａ）を形成する工程の後、磁石用スリット（12）内に、磁性粉末を含有する溶融樹脂（50）を射出成形により埋め込む工程とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア（10）の内部に磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータの製造方法であって、
複数のコアシート（11）が積層され、前記磁石が埋め込まれる複数の磁石用スリット（12）を有する前記ロータコア（10）を準備する工程と、
前記磁石用スリット（12）の内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜（20ａ）を形成する工程と、
前記保護膜（20ａ）を形成する工程の後、前記磁石用スリット（12）内に、磁性粉末を含有する溶融樹脂（50）を射出成形により埋め込む工程と
を含む、磁石埋込型ロータの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の磁石埋込型ロータの製造方法において、
前記ロータコア（10）の軸方向の両端部に、それぞれ、エンドプレート（60ａ、60ｂ）を配設する工程をさらに含む、磁石埋込型ロータの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の磁石埋込型ロータの製造方法において、
前記保護膜（20ａ）は、前記電着膜からなり、
前記電着膜は、熱硬化性樹脂、または、前記磁性粉末を含有する溶融樹脂よりも融点の高い熱可塑性樹脂からなる、磁石埋込型ロータの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の磁石埋込型ロータの製造方法において、
前記保護膜（20ａ）は、前記電着膜からなり、
前記電着膜の厚みは、１〜１００μｍの範囲にある、磁石埋込型ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアの内部に磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石埋込型ロータは、積層コアシート（鋼板）からなるロータコアに形成された複数の磁石用スリットに、永久磁石が埋め込まれた構成になっている。永久磁石は、腐食を防止するために、その表面を金属メッキ等で被覆する方法が知られている。しかしながら、永久磁石を磁石用スリット内に圧入する際、被覆層に傷がつく場合がある。これにより、被覆層の傷を通して永久磁石に水等が付着し、永久磁石の腐食が進行する問題が生じる。
【０００３】
このような問題を解決するために、特許文献１には、永久磁石を磁石用スリット内に挿入した後、永久磁石とスリットの内周面との間に生じる隙間に、樹脂を充填する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、永久磁石を磁石用スリット内に挿入した後、永久磁石と磁石用スリットの内周面との間に生じる隙間に樹脂を充填するとき、永久磁石が磁石用スリットの内周面に貼り付いている可能性がある。その場合、磁石用スリットと永久磁石との間に樹脂が存在しないため、積層されたコアシートの隙間から侵入した水や酸素等が永久磁石に付着して、腐食が生じるおそれがある。
【０００６】
ところで、磁石埋込型ロータに永久磁石を埋め込む方法として、磁性粉末を含有する溶融樹脂（ボンド磁石）を、磁石用スリットに射出成形により埋め込む方法がある。この方法で形成されたボンド磁石は、磁性粉末が樹脂で覆われているため、従来、ボンド磁石の腐食については、何ら考慮されていなかった。
【０００７】
しかしながら、ロータの性能を向上させるために、磁性粉末の含有量を増やして、ボンド磁石の高密度化が進むと、新たに、ボンド磁石に腐食が生じるという問題が顕在化した。これは、高密度化されたボンド磁石では、樹脂の割合が相対的に少なくなるため、磁性粉末の一部が樹脂から露出し、この露出した磁性粉末の一部に、積層されたコアシートの隙間から侵入した水や酸素等が付着することにより、ボンド磁石の腐食が生じたものと考えられる。しかしながら、ボンド磁石は、磁石用スリットに射出成形により埋め込むため、磁性粉末の表面に、金属メッキ等の防腐コーティングをすることができない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その主な目的は、ロータコアの内部にボンド磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータにおいて、ボンド磁石の腐食を防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、予め、磁石用スリットの内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜を形成した後、磁石用スリット内にボンド磁石を射出成形により埋め込む方法を採用する。
【００１０】
本発明の第１の発明は、
ロータコアの内部に磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータの製造方法であって、
複数のコアシートが積層され、磁石が埋め込まれる複数の磁石用スリットを有するロータコアを用意する工程と、
磁石用スリットの内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜を形成する工程と、
保護膜を形成する工程の後、磁石用スリット内に、磁性粉末を含有する溶融樹脂を射出成形により埋め込む工程と
を含むことを特徴とする。
【００１１】
このような方法により、磁石用スリットの内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜を、均一で、薄く、かつ確実に形成することができるため、積層されたコアシートの隙間を、保護膜で完全に封止することができる。これにより、コアシートの隙間から水や酸素等が侵入するのを防止できるため、ボンド磁石の腐食を防止することができる。加えて、予め、磁石用スリットの内周面に、電着膜またはメッキ膜からなる保護膜を形成した後、磁石用スリット内にボンド磁石を射出成形により埋め込むことによって、ボンド磁石を保護膜に密着させて形成することができる。これにより、コアシートの隙間以外からの水や酸素等の侵入も防止することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の磁石埋込型ロータの製造方法において、
ロータコアの軸方向の両端部に、それぞれ、エンドプレートを配設する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
このような方法により、コアシートの軸方向の両端部から、水や酸素等が侵入するのを防止できるため、ボンド磁石の腐食を防止することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明の磁石埋込型ロータの製造方法において、
保護膜は、電着膜からなり、
電着膜は、熱硬化性樹脂、または、磁性粉末を含有する溶融樹脂よりも融点の高い熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
【００１５】
このような方法により形成した電着膜は絶縁性を有するため、電着膜を形成したことに起因する渦電流の発生を防止することができる。加えて、ボンド磁石を射出成形で形成する際、電着膜が高温に晒されても、電着膜の変質や軟化等が生じないため、保護膜としての機能を維持することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１または第２の発明の磁石埋込型ロータの製造方法において、
保護膜は、電着膜からなり、
電着膜の厚みは、１〜１００μｍの範囲にあることを特徴とする。
【００１７】
このような方法により、磁石用スリットの内周面に薄い電着膜を形成できるため、磁石用スリット内に埋め込むボンド磁石の量をほとんど減少させることなく、ボンド磁石の高密度化によるロータ性能の向上を達成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、ロータコアの内部にボンド磁石が埋め込まれた磁石埋込型ロータにおいて、ボンド磁石の腐食を防止することができる。
【００１９】
第２の発明によれば、ロータコアの軸方向の両端部からの水や酸素等の侵入によるボンド磁石の腐食を防止することができる。
【００２０】
第３の発明によれば、電着膜を形成したことに起因する渦電流の発生を防止できるとともに、ボンド磁石を高温射出成形により形成しても、保護膜の機能を損なうことなく、ボンド磁石の腐食を防止することができる。
【００２１】
第４の発明によれば、ボンド磁石の高密度化を損なうことなく、ボンド磁石の腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における磁石埋込型ロータの製造方法で製造されるロータを模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における磁石埋込型ロータの製造工程を示したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態におけるロータコアを模式的に示した斜視図である。
【図４】電着塗装後のロータコアの状態を示した図で、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った部分断面図である。
【図５】金型にロータコアをセットした状態を示した図で、（ａ）は下型の断面図で、（ｂ）は（ａ）のVb−Vbに沿った断面図である。
【図６】磁石用スリット内にボンド磁石を埋め込んだ後のロータコアの状態を示した図で、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のVIb−VIbに沿った部分断面図である。
【図７】ロータコアの軸方向の両端部にエンドプレートを配設した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態における磁石埋込型ロータの製造方法で製造されるロータを模式的に示した斜視図である。
【００２５】
本実施形態におけるロータ（1）は、内部にボンド磁石を有し、埋込磁石形モータ（いわゆるＩＰＭモータ）などの回転電気機械に使用される。なお、埋込磁石形モータは、例えば、空気調和機の電動圧縮機等に用いられる。
【００２６】
ロータ（1）は、図１に示すように、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作成した複数のコアシート（11）をロータの軸心の方向（以下、「軸方向」という）に積層したロータコア（10）と、複数のボンド磁石（50）とを備え、円筒状である。この例では、ロータ（1）は、４つの磁極が形成されている。また、ボンド磁石（50）は、軸方向から見て、円弧状に形成されている。
【００２７】
ロータコア（10）には、図１に示すように、回転軸（例えば圧縮機を駆動する駆動軸）を挿入する軸孔（13）が中心に形成されている。また、ロータコア（10）には、軸方向に貫通する磁石用スリット（12）が形成されており、各磁石用スリット（12）には、ボンド磁石（50）が埋め込まれている。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態における磁石埋込型ロータの製造工程を示したフローチャートである。
【００２９】
ステップ（S01）では、図３に示すような構成のロータコア（10）を準備する。ロータコア（10）は、複数のコアシート（11）が積層され、ボンド磁石が埋め込まれる複数の磁石用スリット（12）を有している。
【００３０】
次に、ステップ（S02）では、ロータコア（10）を、樹脂成分を含む電着塗料が入った電着槽（不図示）に浸漬する。そして、周知の電着塗装法を用いて、ロータコア（10）に給電することによって、ロータコア（10）の表面に、電着膜を形成する。
【００３１】
図４は、電着塗装後のロータコア（10）の状態を示した図で、図４（ａ）は、部分平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVb−IVbに沿った部分断面図である。
【００３２】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータコア（10）に形成された磁石用スリット（12）の内周面、並びに、ロータコア（10）の外周面及び表面に、それぞれ、電着膜（20a、20b、20c）が形成されている。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、磁石用スリット（12）の内周面に形成された電着膜（20a）は、均一で、薄く、かつ確実に形成されるため、積層されたコアシート（11）の隙間は、電着膜（20a）からなる保護膜で完全に封止される。
【００３４】
次に、ステップ（S03）では、磁石用スリット（12）の内周面に電着膜（20a）が形成されたロータコア（10）を、着磁用の金型にセットする。
【００３５】
図５は、金型（30）にロータコア（10）をセットした状態を示した図で、図５（ａ）は、金型（30）の下型（32）の断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVb−Vbに沿った断面図である。
【００３６】
下型（32）には、ロータコア（10）を収容するキャビティーが形成されている。また、上型（31）には、磁性粉末を含有する溶融樹脂を注入する注入口（40）、及び、各磁石用スリット（12）に通じるゲート（41）が形成されている。また、キャビティーの周囲には、ロータコア（10）に磁界を印加できるように、永久磁石（34）とポールピース（33）とが周方向に交互に配置されている。
【００３７】
次に、ステップ（S04）では、金型（30）の注入口（40）から、磁性粉末を含有する溶融樹脂を注入することによって、磁石用スリット（12）内に、磁性粉末を含有する溶融樹脂を射出成形により埋め込む。溶融樹脂に含有する磁性粉末は、ポールピース（33）からの磁束によって、磁場配向、および着磁がされる。
【００３８】
次に、ステップ（S05）では、ロータコア（10）を、金型（30）から取り出す。
【００３９】
図６は、磁石用スリット（12）内に、磁性粉末を含有する溶融樹脂（ボンド磁石）を埋め込んだ後のロータコア（10）の状態を示した図で、図６（ａ）は、部分平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIb−VIbに沿った部分断面図である。
【００４０】
図６（ｂ）に示すように、予め電着膜（20a）が形成された磁石用スリット（12）内に、射出成形によってボンド磁石（50）が埋め込まれているため、ボンド磁石（50）は電着膜（20a）に密着して形成される。
【００４１】
次に、ステップ（S06）では、図７に示すように、ロータコア（10）の軸方向の両端部に、それぞれ、エンドプレート（60ａ、60b）を配設する。これにより、磁石用スリット（12）内に埋め込まれたボンド磁石（50）の軸方向端部も、エンドプレート（60ａ、60b）によって封止される。
【００４２】
本実施形態における磁石埋込型ロータの製造方法によれば、磁石用スリット（12）の内周面に、電着膜（20ａ）を、均一で、薄く、かつ確実に形成することができるため、積層されたコアシート（11）の隙間を、電着膜（20ａ）で完全に封止することができる。これにより、コアシート（11）の隙間から水や酸素等が侵入するのを防止できるため、ボンド磁石（50）の腐食を防止することができる。加えて、予め電着膜（20ａ）が形成された磁石用スリット（12）内に、射出成形によってボンド磁石（50）を埋め込むことによって、ボンド磁石（50）を電着膜（20ａ）に密着させて形成することができる。これにより、ロータコア（10）の軸方向の両端部に、エンドプレート（60ａ、60b）を配設することによって、コアシート（11）の隙間以外から、水や酸素等が侵入することによるボンド磁石の腐食を防止することができる。
【００４３】
本実施形態において、電着膜（20ａ）の材料となる電着塗料は、樹脂成分を含む材料であれば特に限定されないが、樹脂成分として、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、または、ポリプロピレン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００４４】
磁石用スリット（12）の内周面に形成した電着膜（20ａ）は、その後、磁石用スリット（12）内に磁性粉末を含有する溶融樹脂（ボンド磁石）を射出成形で埋め込む際に、高温に晒される。このとき、電着塗装の樹脂成分が熱硬化性樹脂の場合は問題ないが、熱可塑性樹脂の場合は、電着膜（20ａ）が高温に晒されて変質、軟化等するおそれがある。そのため、電着塗装の樹脂成分として、熱可塑性樹脂を用いる場合は、磁性粉末を有する溶融樹脂（ボンド磁石に用いる樹脂）よりも融点の高い樹脂を用いることが好ましい。
【００４５】
このように形成された電着膜（20ａ）は絶縁性を有するため、電着膜（20ａ)を形成したことに起因する渦電流の発生を防止することができる。加えて、ボンド磁石を射出成形で形成する際、電着膜(20ａ)が高温に晒されても、電着膜(20ａ)の変質や軟化等が生じないため、保護膜としての機能を維持することができる。
【００４６】
また、本実施形態において、磁石用スリット（12）の内周面に形成する電着膜（20ａ）の膜厚は特に限定されないが、１〜１００μｍの範囲、より好ましくは、１〜２５μｍの範囲にあることが好ましい。これにより、磁石用スリット（12）の内周面に薄い電着膜（20ａ）が形成されるため、磁石用スリット（12）内に埋め込むボンド磁石（50）の量をほとんど減少させることなく、ボンド磁石（50）の高密度化によるロータ性能の向上を達成することができる。
【００４７】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、積層されたコアシート（11）の隙間を封止する保護膜として、電着膜（20a）を形成したが、電着膜（20ａ）の代わりに、例えば、金属メッキ膜を形成してもよい。金属メッキ膜としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、ニッケル等の金属メッキ膜が挙げられる。
【００４８】
また、上記実施形態では、電着膜（20ａ）として、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなる膜を説明したが、金属からなる電着膜であってもよい。金属からなる電着膜としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、ニッケル等の電着膜が挙げられる。
【００４９】
また、上記実施形態では、本発明のロータを、ロータコアの内部にボンド磁石を有する埋込磁石形モータに適用する例を説明したが、ロータコアの外周部近傍の内部にボンド磁石を埋め込んだ構造のインセット型ＳＰＭ（表面磁石型モータ）にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      ロータ 
１０      ロータコア 
１１      コアシート 
１２      磁石用スリット 
１３      軸孔 
２０ａ    電着膜（保護膜） 
３０      金型 
３１      上型 
３２      下型 
３３      ポールピース 
３４      永久磁石 
４０      注入口 
４１      ゲート 
５０      ボンド磁石（磁性粉末を含有する溶融樹脂）
６０ａ、６０ｂ  エンドプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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