(57)【要約】【課題】永久磁石の絶縁シートによる被覆及び磁石収納孔への挿入を同時に行って、作業工程を低減して作業工数及びコストの低減を図ることである。【解決手段】第１の幅広側面１３ａを覆う第１の被覆面２０ａ、第２の幅広側面１３ｂを覆う第２の被覆面２０ｂ、下面１３ｃを覆う下面被覆面２０ｃ及び上面１３ｄを覆う上面被覆面２０ｄを備え、その幅Ｌ２が永久磁石１３の幅Ｗよりも広い絶縁シート２０を、下面被覆面２０ｃが磁石収納孔１３に対向するように磁石収納孔１２の上に配置し、絶縁シート２０が磁石収納孔１２内に巻き込まれるように、絶縁シート２０の上から永久磁石１３を磁石収納孔１２に挿入し、磁石収納孔１２からはみ出した絶縁シート２０の上面被覆面２０ｄを永久磁石１３の上面１３ｄに向かって折り曲げ、磁石収納孔１２に樹脂１４を充填して、永久磁石１３を磁石収納孔１２に固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の幅広側面、第２の幅広側面、下面及び上面を備えた永久磁石をロータコアの磁石収納孔に固定するロータコアの永久磁石固定方法であって、
前記第１の幅広側面を覆う第１の被覆面、前記第２の幅広側面を覆う第２の被覆面、前記下面を覆う下面被覆面及び前記上面を覆う上面被覆面を備え、その幅が前記永久磁石の幅よりも広い絶縁シートを、前記下面被覆面が前記磁石収納孔に対向するように、前記磁石収納孔の上に配置し、
前記絶縁シートが前記磁石収納孔内に巻き込まれて、前記絶縁シートの前記下面被覆面、前記第１の被覆面及び前記第２の被覆面で前記永久磁石の前記下面、前記第１の幅広側面及び前記第２の幅広側面がそれぞれ覆われるように、前記絶縁シートの上から前記永久磁石を前記磁石収納孔に挿入し、
前記永久磁石の上面が覆われるように、前記磁石収納孔からはみ出した前記絶縁シートの前記上面被覆面を前記永久磁石の上面に向かって折り曲げ、
前記磁石収納孔に樹脂を充填して、前記永久磁石を前記磁石収納孔に固定する、
ロータの永久磁石固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアの永久磁石固定方法に関し、特に、永久磁石をロータコアの磁石収納孔に挿入して固定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のロータにおいては、ロータコアの磁石収納孔に永久磁石を挿入し、磁石収納孔と永久磁石との隙間に樹脂等を充填して、永久磁石を磁石収納孔に固定している。この際、磁石収納孔の内面と永久磁石とを絶縁する必要があり、この絶縁方法として、永久磁石の表面に絶縁処理を施す方法や、磁石収納孔と永久磁石との間に絶縁部材を介在する方法等が知られている。
【０００３】
特に、後者の方法として、永久磁石の周囲を絶縁シートにより覆った後、絶縁シートで覆われた永久磁石を磁石収納孔に挿入する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、永久磁石を絶縁シートにより覆う工程と、絶縁シートで覆われた永久磁石を磁石収納孔に挿入する工程との少なくとも２つの工程が必要である。このため、永久磁石の磁石収納孔への装着に手間がかかり、装着工程が煩雑である。
【０００６】
また、永久磁石の表面に絶縁被膜等の絶縁処理を施す方法においても、永久磁石の表面を絶縁処理する工程と、この絶縁処理後の永久磁石を磁石収納孔に挿入する工程との少なくとも２つの工程が必要であり、永久磁石の磁石収納孔への挿入に手間がかかる。また、この場合、絶縁処理が必要となるのでコストもかかる。
【０００７】
そこで、本発明では、永久磁石の絶縁シートによる被覆及び磁石収納孔への挿入を同時に行って、作業工程を低減して作業工数及びコストの低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のロータコアの永久磁石固定方法は、第１の幅広側面、第２の幅広側面、下面及び上面を備えた永久磁石をロータコアの磁石収納孔に固定するロータコアの永久磁石固定方法であって、前記第１の幅広側面を覆う第１の被覆面、前記第２の幅広側面を覆う第２の被覆面、前記下面を覆う下面被覆面及び前記上面を覆う上面被覆面を備え、その幅が前記永久磁石の幅よりも広い絶縁シートを、前記下面被覆面が前記磁石収納孔に対向するように、前記磁石収納孔の上に配置し、前記絶縁シートが前記磁石収納孔内に巻き込まれて、前記絶縁シートの前記下面被覆面、前記第１の被覆面及び前記第２の被覆面で前記永久磁石の前記下面、前記第１の幅広側面及び前記第２の幅広側面がそれぞれ覆われるように、前記絶縁シートの上から前記永久磁石を前記磁石収納孔に挿入し、前記永久磁石の上面が覆われるように、前記磁石収納孔からはみ出した前記絶縁シートの前記上面被覆面を前記永久磁石の上面に向かって折り曲げ、前記磁石収納孔に樹脂を充填して、前記永久磁石を前記磁石収納孔に固定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、永久磁石の絶縁シートによる被覆及び磁石収納孔への挿入が同時に行われるので、作業工程を少なくすることができ、作業工数及びコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ロータコアの磁石収納孔近傍の側断面図である。
【図２】絶縁シートなしに永久磁石が挿入された磁石収納孔の上面図である。
【図３】絶縁シートの寸法及びロータコアへの載置位置を説明する永久磁石及び絶縁シートの概略斜視図である。
【図４】永久磁石の磁石収納孔への挿入途中を示すロータコアの側断面図である
【図５】永久磁石の磁石収納孔への挿入完了を示すロータコアの側断面図である。
【図６】ロータコアのモールド型への装着状態を示すロータコアの側断面図である。
【図７】絶縁シートの変形例を示すロータコアの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のロータコア１１は、例えば、回転電機のロータ１０に使用される。図１に示すように、ロータ１０は、回転電機の出力軸または入力軸となる図示しないロータ軸と、ロータ軸に固定され、ロータ軸と一体となって回転するロータコア１１と、ロータコア１１に設けられた磁石収納孔１２に挿入された永久磁石１３と、磁石収納孔１２の内面１２ａと永久磁石１３との間に介在された絶縁シート２０と、磁石収納孔１２の内面１２ａと永久磁石１３の外面との間に充填される熱可塑性の樹脂１４とを備えている。
【００１２】
ロータコア１１は、それぞれ円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向Ｚに積層して構成されている。磁石収納孔１２は、ロータコア１１の周方向において等間隔に複数設けられ、ロータコア１１の軸方向Ｚと平行してロータコア１１を貫通している。
【００１３】
永久磁石１３は、ロータコア１１の軸方向Ｚの長さよりも僅かに短い高さＨを有している。図２に示すように、永久磁石１３の軸方向Ｚに直交する形状は矩形状であり、永久磁石１３は厚さＴ及び幅Ｗを有している。図１に戻って、永久磁石１３は、その挿入方向に沿った第１の幅広側面１３ａと、この第１の幅広側面１３ａの反対側の第２の幅広側面１３ｂと、下面１３ｃと、上面１３ｄとからなる周面を備えている。
【００１４】
磁石収納孔１２の内周の大きさは、永久磁石１３を磁石収納孔１２に挿入しやすくするために、永久磁石１３の外周の大きさよりも若干大きく形成されている。そのため、磁石収納孔１２の内面１２ａと永久磁石１３の外面との間には隙間ＳＴ，ＳＷが形成される。永久磁石１３の厚さ方向の隙間ＳＴは僅かであり、磁石収納孔１２の内面１２ａと永久磁石１３の外面とが接触する可能性があるために、この隙間ＳＴに絶縁シート２０が挿入される。また、永久磁石１３の幅方向の隙間ＳＷは隙間ＳＴよりも大きく、磁石収納孔１２の内面１２ａと永久磁石１３の外面とが接触する可能性が少ないために、この隙間ＳＷには絶縁シート２０を挿入する必要性は低い。しかしながら、永久磁石１３の角１３ｅがロータコア１１に設けられた磁石収納孔１２の磁石止め１１ａに当接するときに、永久磁石１３とロータコア１１とが接触することを防ぐため、永久磁石１３の各角１３ｅを絶縁シート２０の端部が絶縁保護している。
【００１５】
このため、本実施形態では、隙間ＳＴには絶縁シート２０が挿入されているが、隙間ＳＷには永久磁石１３の各角１３ｅを除き、絶縁シート２０は挿入されていない。絶縁シート２０には、耐熱性を有するフィルム状の合成樹脂繊維や耐熱紙等が使用されている。また、破れにくく柔軟性を有し、変形可能である材質が好ましい。
【００１６】
そして、絶縁シート２０が挿入された隙間ＳＴ及び隙間ＳＷに熱可塑性の樹脂１４が充填されて、樹脂１４が硬化することによって、永久磁石１３は磁石収納孔１２に固定されている。
【００１７】
次に、図３において、絶縁シート２０の構成及びロータコア１１に配置する際の位置について説明する。図３に示すように、絶縁シート２０は、永久磁石１３の第１の幅広側面１３ａを覆う第１の被覆面２０ａ、第２の幅広側面１３ｂを覆う第２の被覆面２０ｂ、下面１３ｃを覆う下面被覆面２０ｃ及び上面１３ｄを覆う上面被覆面２０ｄが連続して形成された一枚の矩形状のシートである。
【００１８】
絶縁シート２０の長手方向における第１の被覆面２０ａ及び第２の被覆面２０ｂの長さは永久磁石１３の高さＨと略同じであり、下面被覆面２０ｃ及び上面被覆面２０ｄの長さは永久磁石１３の厚さＴと略同じ長さである。すなわち、絶縁シート２０の長手方向の長さＬ１は、永久磁石１３の高さＨの２倍及び永久磁石１３の厚さＴの２倍を合計した長さであり、永久磁石１３の外周面の長さと略同じ長さである。
【００１９】
また、絶縁シート２０の短手方向の幅Ｌ２は、永久磁石１３の幅Ｗよりも僅かに広い幅に設定されている。幅Ｌ２を幅Ｗよりも広くする理由について説明する。上述したように、図２において、永久磁石１３を磁石収納孔１２に挿入した際に、永久磁石１３の角１３ｅが永久磁石１３の位置決めのために磁石収納孔１２の磁石止め１１ａに接触することがある。このため、永久磁石１３の角１３ｅを絶縁シート２０で覆う必要があるので絶縁シート２０の幅Ｌ２を永久磁石１３の幅Ｗよりも広く設定している。
【００２０】
次に、長さＬ１及び幅Ｌ２を有する絶縁シート２０を使用して、永久磁石１３を磁石収納孔１２に固定する方法について説明する。図３に示すように、下面被覆面２０ｃが磁石収納孔１２に対向するように、絶縁シート２０を磁石収納孔１２の上に配置し、絶縁シート２０をロータコア１１の上端面に載置する。また、絶縁シート２０をロータコア１１の上端面に載置する際には、絶縁シート２０の幅方向の中心線と、磁石収納孔１２の幅方向の中心線を一致させる。
【００２１】
絶縁シート２０の載置後、図４において矢印Ｆ１で示すように、絶縁シート２０の上方から永久磁石１３の下面１３ｃを磁石収納孔１２に進入させることによって、永久磁石１３の下面１３ｃが絶縁シート２０の下面被覆面２０ｃを磁石収納孔１２の内部に押し込んで行く。永久磁石１３の磁石収納孔１２への進入に伴い、絶縁シート２０が磁石収納孔１２の内部に巻き込まれる。このとき、永久磁石１３の第１の幅広側面１３ａ及び第２の幅広側面１３ｂが絶縁シート２０の第１の被覆面２０ａ及び第２の被覆面２０ｂに包まれながら永久磁石１３は磁石収納孔１２に入り込んでいく。また、絶縁シート２０の幅Ｌ２は永久磁石１３の幅Ｗよりも広いので、永久磁石１３の角１３ｅも絶縁シート２０によって覆われる。
【００２２】
図５に示すように、永久磁石１３を磁石収納孔１２の奥まで挿入すると、永久磁石１３は、絶縁シート２０を介して磁石収納孔１２に保持される。このとき、絶縁シート２０の上面被覆面２０ｄは、磁石収納孔１２からはみ出している。このはみ出している上面被覆面２０ｄを永久磁石１３の上面１３ｄに向かって折り曲げて、永久磁石１３の上面１３ｄを覆う。ここで、絶縁シート２０の第１の被覆面２０ａと上面被覆面２０ｄとが、永久磁石１３の上面１３ｄと第１の幅広側面１３ａとが交わる角で合わされることになり、永久磁石１３の第１の幅広側面１３ａ、第２の幅広側面１３ｂ、下面１３ｃ及び上面１３ｄが、絶縁シート２０の第１の被覆面２０ａ、覆う第２の被覆面２０ｂ、下面被覆面２０ｃ及び上面被覆面２０ｄによって覆われる。このようにして永久磁石１３がロータコア１１の磁石収納孔１２に装着される。
【００２３】
永久磁石１３の装着後、図６に示すように、ロータコア１１をモールド型３０，３１に装着して、ロータコア１１を上下から挟み込む。次に、図中矢印Ｆ２で示すように、モールド型３０の樹脂注入口３０ａからロータコア１１の磁石収納孔１２に樹脂１４を注入する。樹脂１４は、絶縁シート２０と磁石収納孔１２の内面１２ａとの間や、一部が永久磁石１３と絶縁シート２０との間に、特に、永久磁石１３の上面１３ｄと絶縁シート２０の上面被覆面２０ｄとの間に充填されて、永久磁石１３が絶縁シート２０によりしっかりと包み込まれる。
【００２４】
樹脂１４の充填後、ロータコア１１を加熱することによって樹脂１４を硬化させて、永久磁石１３をロータコア１１の磁石収納孔１２に固定する。ロータコア１１をモールド型３０，３１から取り外すと、ロータコア１１は図１に示す状態となり、ロータコア１１の製造が完了する。
【００２５】
このように、永久磁石１３を磁石収納孔１２に挿入するのと同時に、永久磁石１３が絶縁シート２０で覆われるので、永久磁石１３を絶縁シート２０で覆う作業と、永久磁石１３を磁石収納孔１２に挿入する作業とが一工程で行われる。この結果、作業工程を少なくすることができ、作業工数及びコストの低減を図ることができる。
【００２６】
また、永久磁石１３の第１の幅広側面１３ａ、第２の幅広側面１３ｂ、下面１３ｃ及び上面１３ｄが、絶縁シート２０の第１の被覆面２０ａ、第２の被覆面２０ｂ、下面被覆面２０ｃ及び上面被覆面２０ｄによってそれぞれ覆われるので、永久磁石１３の磁石収納孔１２への接触が抑制される。絶縁シート２０の幅Ｌ２は永久磁石１３の幅Ｗよりも広く設定されているので、永久磁石１３の角１３ｅも絶縁シート２０によって覆われて、永久磁石１３の角１３ｅの磁石収納孔１２への接触も抑制される。このため、永久磁石１３における渦電流の発生を抑制でき、電気的な損失や発熱を抑制できる。また、永久磁石１３に絶縁処理を施す必要もない。
【００２７】
さらに、永久磁石１３の先端面及び後端面が露出しないので、永久磁石１３の腐食や割れ欠け等も抑制でき、永久磁石１３の性能低下や、永久磁石１３の破片による他部品の損傷も抑制できる。
【００２８】
次に、絶縁シート２０の変形例について説明する。図７に示すように、この変形例においては、絶縁シート２０の第１の被覆面２０ａは上端部が短く形成され、一方、上面被覆面２０ｄは第１の被覆面２０ａの短い部分を補うように長く形成されている。
【００２９】
したがって、この変形例においては、上面被覆面２０ｄが永久磁石１３とロータコア１１との間に深く折り込まれることとなり、樹脂１４によって上面被覆面２０ｄがしっかりと固定される。
【００３０】
本発明においては、絶縁シート２０が永久磁石１３を絶縁被覆するために包み込むが、終端部となる上面被覆面２０ｄの寸法については、各種の変形が可能であり、例えば、絶縁シート２０の両端から上面被覆面２０ｄを延ばし、永久磁石１３の上面１３ｄを両側から包み込み絶縁することもできる。このように、上面被覆面２０ｄを各種変形させることにより、永久磁石１３と絶縁シート２０との組み込み及び固定をロータコア１１に合わせて任意に調整することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ロータ、１１  ロータコア、１２  磁石収納孔、１２ａ  内面、１３  永久磁石、１３ａ  第１の幅広側面、１３ｂ  第２の幅広側面、１３ｃ  下面、１３ｄ  上面、１３ｅ  角、２０  絶縁シート、２０ａ  第１の被覆面、２０ｂ  第２の被覆面、２０ｃ  下面被覆面、２０ｄ  上面被覆面、３０，３１  モールド型、３０ａ  樹脂注入口、Ａ１〜Ａ４  面、Ｃ１，Ｃ２  中心線、Ｈ  高さ、Ｌ１  長さ、Ｗ，Ｌ２  幅、ＳＷ，ＳＴ  隙間。
【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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