CN102545427A - 永久磁铁电机及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永久磁铁电机及其制造方法。本发明的目的在于，在永久磁铁电机中，设置在将永久磁铁粘合到转子铁心上时，容易且可靠地确认粘合剂是否沿着整个面均匀地填充在永久磁铁与转子铁心之间的功能。在永久磁铁电机中，在构成转子铁心的电磁钢板上形成与永久磁铁形状相一致的槽，将永久磁铁压入该槽中，且利用涂布于两者的底面之间的粘合剂进行粘合时，在槽的侧壁上端，形成有用于将从两者的底面之间通过槽的侧壁与永久磁铁的侧壁之间的间隙而流出的粘合剂导入的粘合剂积存凹处，通过辨认积存于核凹处的粘合剂的量，能够确认粘合剂的涂布状态。

Description

永久磁铁电机及其制造方法

技术领域

本发明涉及永久磁铁电机及其制造方法，特别涉及磁铁对转子铁心的粘合技术。

背景技术

通常，在这种永久磁铁电机中，在形成于由电磁钢板层叠而成的转子铁心外周面或内周面的磁铁粘贴面上，以与磁铁相同的宽度且不影响磁特性那样程度的深度，设置有多个深度为磁铁厚度的十分之一的槽，在该槽底面与磁铁底面之间涂布有粘合剂，将磁铁定位在槽中，做成通过推压而粘合的结构。

这样，作为利用粘合剂将磁铁安装于转子铁心外表面上的技术，可列举出如下的专利文献1、2。

专利文献1：日本特开2009-303445号公报

专利文献2：日本特开2007-60836号公报

在这种电机中，如果粘合于转子铁心上的磁铁的外表面和与其对置的定子的内表面之间的间隙对每个磁铁不一致，则有可能使电机输出产生变动，因此，需要使磁铁的底面与转子铁心外表面的槽的底面平行，并且需要以形成均匀的粘合剂层的方式进行粘合。尤其近年来，在电梯的升降机中不使用减速器，由这样的永久磁铁电机进行直接驱动成为了主流，但是，当磁铁外表面与定子内表面之间的间隙对每个磁铁不一致时，则会周期性地发生微小的扭矩变动，这也成为使舒适感变差的原因。

因此，在将这种磁铁粘合到转子铁心上时，涂布于两个底面间的粘合剂会因磁铁的自重、嵌入时的外力、粘贴方法或磁铁的磁力吸引力而溢出到磁铁周边部，使粘合剂在磁铁周边部处于隆起那样的状态，需要通过观察该隆起状态来确认磁铁的粘合状态。

图11表示这种现有的粘合结构。

转子铁心2安装在保持为能够绕水平轴旋转的夹具上，利用具有磁铁保持机构的推进器等，将底面涂布有粘合剂的平板型的磁铁1对着位于上端的磁铁用槽部3进行如图11(b)所示的定位后，再如图11(a)所示将其水平压入磁铁用槽部3的内部。

在现有的粘合结构中，磁铁用槽部3的侧壁与磁铁1的侧壁平行直到其上端，随着磁铁1的压入，涂布于底面的粘合剂被挤压到磁铁用槽部3的侧壁与磁铁1的侧壁之间，如图11(a)所示，通过辨认粘合剂沿着磁铁用槽部3的侧壁上端溢出的状况，便能确认磁铁1的粘合是否正确地进行。

但是，这样溢出来的粘合剂本来是无用之物，而且在制造工序中与作业者或其他产品等接触会使品位恶化，因而希望将其控制在最小限度。

另一方面，当粘合剂过少过而成为粘合剂未溢出到磁铁周围的状态时，则无法确认粘合剂是否均匀地填充在磁铁底面与形成于转子铁心的槽底部之间，因此不得不以某种程度的粘合剂溢出的方式进行涂布，为此，在压入磁铁1后，在其周边部的整个区域中除去和清洗未受任何控制而流出的粘合剂的工序是必不可少的。特别是溢出的粘合剂已固化时，则难以实施除去作业，制造工序变得复杂，并成为成本增加的原因。

发明内容

本发明鉴于这样的问题，其目的在于提供一种具有转子的永久磁铁电机，上述转子包括：用于将磁铁粘贴于由电磁钢板层叠而成的转子铁心的外周面或内周面上的槽；以及利用粘合剂粘贴于该槽中的永久磁铁，其中，实现了使粘合剂不溢出而以适当量的粘合剂进行填充，并且在永久磁铁的底面与槽的底面上，均匀地形成具有设计上最佳厚度的粘合剂层。

在本发明中，设有能够将使用的粘合剂去抑制在最小限度，且能够确认粘合剂是否均匀填充在磁铁与转子铁心之间并遍布整个面的功能。具体而言，在本发明的永久磁铁电机及其制造方法中，研究出如下的技术手段。

(1)一种永久磁铁电机，其包括设置有绕组的定子，以及由电磁钢板层叠而成的转子铁心和粘合于该转子铁心上的永久磁铁构成的转子，在上述电磁钢板上形成与上述永久磁铁形状相一致的槽，在将上述永久磁铁压入上述槽中，且利用涂布于上述永久磁铁底面与该槽底面之间的粘合剂对其进行粘合时，在相互对置的上述槽的侧壁和上述永久磁铁的侧壁的至少一者的侧壁上形成有粘合剂积存凹处，该粘合剂积存凹处用于导入从上述槽的底面与上述永久磁铁的底面之间，通过上述槽的侧壁与上述永久磁铁的侧壁之间的间隙流出的粘合剂，通过辨认积存于该凹处的上述粘合剂的量，能够确认粘合剂的涂布状态。

(2)在上述永久磁铁电机中，在上述槽的上端角部设置有锥形部，使上述磁铁与上述槽的侧壁之间产生间隙而形成上述粘合剂积存凹处，通过辨认积存于该凹处中的粘合剂，能够确认填充在间隙中的粘合剂填充量。

(3)在上述永久磁铁电机中，设置于上述槽的上端角部的锥形部仅仅形成在该上端角部的一部分上。

(4)在制造上述永久磁铁电机时，采用了包括如下工序的制造方法，即：预先通过实验来确定将上述磁铁压入上述槽中，在两者的底面之间形成一定厚度的粘合剂层，而且上述粘合剂不会从上述粘合剂积存凹处中溢出，积存至一定高度的粘合剂的涂布量的工序；在上述磁铁的底面和上述槽的底面的任一底面上，涂布经上述实验求得的涂布量的粘合剂的工序；以及将上述磁铁压入上述槽中，根据积存于上述粘合剂积存凹处中的粘合剂的量来判定上述磁铁的粘合状态的工序。

本发明的效果是，根据本发明，在将磁铁压入形成于转子铁心的槽中时，能够使从两者的底面溢出的粘合剂可靠地积存在粘合剂积存凹处，从而能够减轻对铁心表面实施除去不受任何控制而溢出的粘合剂的作业等的作业负担，能够制造出高品位的永久磁铁电机，并且能够根据积存在粘合剂积存凹处的粘合剂的量，可靠地判定磁铁是否已经适当地粘合在槽中。并且，根据这样的判定结果，通过进行各种修正而能够制造出使磁铁外表面与定子内表面之间的间隙一致且转矩变动小的电机。

附图说明

图1是表示第一实施方式的磁铁粘合部剖面的图。

图2是表示磁铁粘合时的粘合剂的状况的图。

图3是表示第二实施方式的磁铁粘合部剖面的图。

图4是第二实施方式的粘合剂积存凹处的放大图。

图5是表示第三实施方式的磁铁粘合部剖面的图。

图6是第三实施方式的粘合剂积存凹处的放大图。

图7是表示第四实施方式的磁铁粘合部剖面的图。

图8是第四实施方式的粘合剂积存凹处的放大图。

图9是表示第五实施方式的磁铁粘合部的俯视图。

图10是表示第五实施方式的磁铁粘合部剖面的图。

图11是现有技术的磁铁粘合部剖面的放大图。

附图标记说明

1-磁铁；2-转子铁心；3-磁铁用槽部；4-粘合剂；5-锥形部；6-粘合剂积存凹处。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。

实施例

图1～图10表示本发明的粘合结构的第一～第六实施方式，与表示现有的粘合结构的图11同样，附图中的(a)表示将磁铁1粘合于转子铁心2上的状态，(b)表示将磁铁1粘合于转子铁心2的磁铁用槽部3中之前的状态，在与以往同样以预定量涂布粘合剂4之后，通过从上方压入磁铁1来进行。

在图1所示的第一实施方式中，磁铁1是平板状的形状，在转子铁心2的磁铁用槽部3的底面上，在涂布合成橡胶系或环氧系等具有某种程序的粘度的粘合剂4后，将磁铁1压入该磁铁用槽部3中而进行粘合。

在该第一实施方式中，在磁铁用槽部3的左右两侧壁的上端角部，沿着转子铁心2的厚度方向(电机中心轴方向)设置有锥形部5，由此在与磁铁2的左右两侧壁之间形成有粘合剂积存凹处6。

随着磁铁1的压入，涂布于磁铁用槽部3底面上的粘合剂4在磁铁1的底面与磁铁用槽部3的底面之间扩展后，被挤压到磁铁1的底面与磁铁用槽部3的两侧壁之间，并利用锥形部5而移到形成于左右的两个粘合剂积存凹处6中，且缓缓地积存于其中。

即，图2表示从上方观察转子铁心2的厚度方向的端面时，将磁铁1压入磁铁用槽部3的底面时的粘合剂4的状况，如图2(a)所示，涂布于磁铁用槽部3底面上的粘合剂4受到磁铁1的挤压而呈放射状扩展开，如图2(b)所示，该粘合剂4首先到达磁铁用槽部3的两侧壁，其后，如图2(c)所示，受到挤压而上升到磁铁1的两侧壁与磁铁用槽部3的两侧壁之间，并且向上下方向扩展开。

因此，如果将涂布于磁铁1底面上的粘合剂4调节为适当的涂布量，而少量粘合剂4也被挤压到上述左右两个粘合剂积存凹处6中，则如图2(d)所示，粘合剂4被均匀地涂布到磁铁1的底面的整个面上。由此，粘合剂4也不会从任一个粘合剂积存凹处6中溢出，能够易于判别出在磁铁1的底面与磁铁用槽部3的底面之间形成了沿整个面具有大致一定厚度的粘合剂层。

此外，如表示后述的第六实施方式的磁铁粘合部的俯视图的图9所看到的，转子铁心2的磁铁用槽部3在转子铁心2的厚度向、即上下方向的端部开放，但在图2中，转子铁心2是通过将电磁钢板沿水平方向上下层叠而成，因而，在磁铁用槽部3中也利用电磁钢板的端面形成左右方向的凹凸，该凹凸成为对粘合剂向上下方向扩展的阻力，粘合剂4在到达上下方向的端部之前，被该凹凸引导而可靠地向左右方向扩展。

为了更加可靠地防止粘合剂从上下方向流出，既可以在磁铁1或磁铁用槽部3的底面，沿着该开放端，设置防止粘合剂流出的微小突起，或者，也可以先于磁铁1压入之前，把用于防止粘合剂流出的流出防止板等推到转子铁心2的表背面上，并对该流出防止板进行了涂布氟树脂等的难粘合处理。

在此，为了确定粘合剂4的适当涂布量，需要例如按如下的步骤预先求出最佳涂布量。

即，在图1中，预先在准备阶段，将磁铁1的底面以严格保持水平且达到预定深度的方式压入至磁铁用槽部3的底面上。此时，在磁铁1的底面与磁铁用槽部3的底面之间，沿着整个面形成有一定厚度的粘合剂层，以将磁铁1牢固地粘合起来，并且将磁铁1的上表面配置至设计上最佳的高度，而且粘合剂4不会从左右两个粘合剂积存问凹处6中溢出，为了使能够容易辨认程度的量积存在左右两个粘合剂积存凹处6中，预先通过实验反复修正试验的错误，从而求出粘合剂4的最佳涂布量。

如果这样确定了最佳的涂布量，那么只要在实际的粘合工序中，通过调整从粘合剂填充装置供给的粘合剂的量后，按上述步骤进行磁铁1的粘合即可。

在将具有如上所述确定的量的粘合剂4涂布在磁铁用槽部3的底面后，再将磁铁1压入到磁铁用槽部3的内部时，在图1中，在粘合剂4未充分地积存在左侧的粘合剂积存凹处6的情况下，由于将磁铁1对着图1向右下方倾斜地压入，因而能将磁铁1的底面与磁铁用槽部3的底面之间的间隙缓缓向左方扩展开，能够判定粘合剂4滞留在该间隙中，并未充分积存在左侧的粘合剂积存凹处6中。

另外，在粘合剂4都未充分积存在两方粘合剂积存凹处6中的任一个的情况下，能够判定磁铁1的压入量不充分，未对磁铁1进行适当的压入，粘合剂4的涂布厚度比假设的厚度更厚。

反之，在粘合剂4从左右两方的粘合剂积存凹处6溢出那样的情况下，则能够判定磁铁1被过度压入，未形成适当厚度的粘合剂涂布层。

这样能够易于判定磁铁1是否适当地压入到磁铁用槽部3的内部，并且，是否在两者的整个底面之间形成适当厚度的粘合剂4层，在该情况下，通过修正磁铁1的压入量或压入，或者，进而通过调整用于压入磁铁1的推进器的压入量和压入方向、以及从粘合填充装置供给的粘合剂的量，通常就能够实现磁铁1的适当的粘合。

因此，无需像以往的粘合结构那样，除去和净化沿着磁铁用槽部3的侧壁上端溢出的粘合剂，而且由于粘合剂4在积存用间隙内进行固化，因而能够提高产品的品位，始终形成一定厚度的粘合剂层，减小了磁铁1的上表面高度的偏差，能够将相对定子内表面的间隙始终保持为设计目标值。

此外，并不局限于图1所示的第一实施方式，能够将粘合剂积存凹处6做成各种形态。例如，如图3、图4所示的第二实施方式那样，也可以将锥形部5的形状做成朝上凸的圆弧状。通过将锥形部5做成朝上凸的圆弧状，能够将溢出至粘合剂积存凹处6中的粘合剂4的量抑制到最小限度，同时进行填充的确认。

另外，也可以如图5、图6所示的第三实施方式那样，将锥形部5的形状做成朝下凸的圆弧状。通过将锥形部5的形状做成朝下凸的圆弧状，能够使所溢出的粘合剂4积存得更多，从而能够使粘合剂1的涂布量的范围更宽。

再有，在所溢出的粘合剂固化后，由于相对于作用到磁铁1上的应力成为难以发生应力集中的形状，因而，还具有可起到减振器的作用之类的效果。

另一方面，也可以如图7、图8所示的第四实施方式那样，将粘合剂积存凹处6的形状做成方形。通过将粘合剂积存凹处6做成方形，能够以高度准确地确认所溢出的粘合剂4的量，因而具有使确认作业变得简便的效果。

另外，如图9、图10所示的第六实施方式那样，通过将锥形部5仅仅设置在转子铁心2的厚度方向的中央等局部上，能够减小粘合剂积存凹处6的宽度。由此，通过从磁铁1与磁铁用槽部3的上端之间来确认粘合剂4，则具有能够将人为地溢出的粘合剂4的量抑制在最小限度且能进行填充的确认的效果。

此外，在图9中仅仅示出了锥形部5位于磁铁用槽部3的上端角部的中心这一个部位，但其既可以设置在多个部位，也可以设置在磁铁用槽部3的端部等。此外，通过转子铁心2使用电磁钢板，由于磁铁用槽部3的形状能够利用冲裁模而自由地成形，因而除了上述的形态以外，还能够极其简单地实现各种形态。

另一方面，总的来说，只要在磁铁用槽部3的侧壁与磁铁1的侧壁之间形成有粘合剂积存凹处6即可，因此，既可以在磁铁1的侧壁上形成上述各种形状的锥形部，也可以在磁铁用槽部3的侧壁和磁铁1的侧壁两者上都形成这样的锥形部。此外，在磁铁1上形成锥形部的情况下，加工成本虽提高了一些，但在该锥形部内固化的粘合剂成为了磁铁1的止动件，因此能更可靠地防止磁铁1的剥离，并且能够可靠地防止磁铁飞出之类的重大事故。

另外，在图1～图10的实施方式中，虽使用了截面为平板状的磁铁，但即使磁铁1的截面为半圆锥体形或扇形，只要是可粘合于与该形状相对应的形状的磁铁用槽部3的结构，通过在其上端的角部设置如上所述的锥形部等而形成粘合剂积存凹处6，就能获得同样的效果。

再有，在各实施方式中，虽然在磁铁用槽部3的左右两方形成有粘合剂积存凹处6，但例如，为了提高磁铁1、磁铁用槽部3的加工精度，使一方的侧壁相互紧密接触而采用了沿着磁铁用槽部3压入磁铁1的工序的情况下，由于粘合剂不会从相互紧密接触的侧壁间流出，因此，即使仅仅在磁铁槽部3的另一方的侧壁上端设置粘合剂积存凹处6，也能够起到同样的作用。另外，即使在加工精度不怎么高的情况下，只要提高磁铁1的定位精度而使其紧贴在磁铁用槽部3的一方的侧壁上，也能够使粘合剂不从该间隙中流出，因此，即使在这样的情况下，也可以仅仅在磁铁用槽部3的另一方的侧壁上端设置有粘合剂积存凹处6。

另外，也能够采用如下所述的各种应用例子，即，为了能够容易地辨认积存于粘合剂积存凹处6中的粘合剂4，对粘合剂4着色是适合的，由此，能够容易地从上方对积存于左右的粘合剂积存凹处6的粘合剂的宽度进行比较；另外，使用CCD相机等，对积存于粘合剂积存凹处6中的粘合剂的量进行图像分析，自动地将用于向磁铁用槽部压入磁铁的推进器等工具的压入量、压入方向乃至所涂布的粘合剂的量控制为最佳值。

本发明能够被利用到使用永久磁铁的所有电机上，由于能仅仅通过对构成转子铁心2的电磁钢板或永久磁铁的侧壁实施少量的加工，不会导致成本增加，能够简化永久磁铁电机的制造工序，并且，能够可靠地使磁铁外表面与定子内表面之间的间隙均匀化，因而可期待获得广泛的应用。

Claims (4)

1.一种永久磁铁电机，其包括设置有绕组的定子，以及由电磁钢板层叠而成的转子铁心和粘合于该转子铁心上的永久磁铁构成的转子，其特征在于，

在上述电磁钢板上形成与上述永久磁铁形状相一致的槽，在将上述永久磁铁压入上述槽中，且利用涂布于上述永久磁铁底面与该槽底面之间的粘合剂对其进行粘合时，

在相互对置的上述槽的侧壁和上述永久磁铁的侧壁的至少一者的侧壁上形成有粘合剂积存凹处，该粘合剂积存凹处用于导入从上述槽的底面与上述永久磁铁的底面之间，通过上述槽的侧壁与上述永久磁铁的侧壁之间的间隙流出的粘合剂，通过辨认积存于该凹处的上述粘合剂的量，能够确认粘合剂的涂布状态。

2.根据权利要求1所述的永久磁铁电机，其特征在于，在上述槽的上端角部设置有锥形部，使上述磁铁与上述槽的侧壁之间产生间隙而形成上述粘合剂积存凹处，通过辨认积存于该凹处中的粘合剂，能够确认填充在间隙中的粘合剂填充量。

3.根据权利要求2所述的永久磁铁电机，其特征在于，设置于上述槽的上端角部的锥形部仅仅形成在该上端角部的一部分上。

4.一种制造权利要求1至3所述的永久磁铁电机的方法，其特征在于，包括下述工序：

预先通过实验来确定将上述磁铁压入上述槽中，在两者的底面之间形成一定厚度的粘合剂层，而且上述粘合剂不会从上述粘合剂积存凹处中溢出，积存至一定高度的粘合剂的涂布量的工序；

在上述磁铁的底面和上述槽的底面的任一底面上，涂布经上述实验求得的涂布量的粘合剂的工序；以及

将上述磁铁压入上述槽中，根据积存于上述粘合剂积存凹处中的粘合剂的量来判定上述磁铁的粘合状态的工序。

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