CN105103419B - 向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置以及方法 - Google Patents

Abstract

一种向转子铁芯磁体插入孔(22)的磁体插入装置，其向设置在电动机(AA)的转子铁芯(21)上的磁体插入孔(22)中插入多个磁体片(31)，该向转子铁芯磁体插入孔(22)的磁体插入装置具备引导单元(43)，该引导单元(43)具有磁体投入口以及磁体出口，将向磁体投入口投入的多个磁体片(31)在直至从磁体出口出来为止的期间进行排列，将排列后的多个磁体片引导为经过磁体出口而向磁体插入孔插入。引导单元(43)的磁体投入口的大小大于磁体插入孔的大小，并且磁体出口的大小小于或等于磁体插入孔(22)的大小，从磁体投入口起至朝向磁体出口的中途为止的形状是锥形形状。

Description

向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置以及方法

技术领域

本发明涉及一种将磁体向转子铁芯的磁体插入孔插入的技术。

背景技术

当前，已知一种作为向电动机的转子铁芯的磁体插入孔插入的磁体，使用将分割为多个的磁体片进行一体化而形成的长板状磁体的技术(参照WO2001/095460A)。如上述所示，以多个磁体片的形式形成向转子铁芯的磁体插入孔插入的磁体，减小各个磁体片的体积，从而能够减小由于所作用的磁场变动而产生的涡流。

在此，由于将多个磁体片进行接合而形成长板状时产生较大的制造成本，所以为了减小成本，考虑废除将多个磁体片进行接合的工序，将多个磁体片直接向转子铁芯的磁体插入孔插入的方法。

但是，由于转子铁芯的磁体插入孔与磁体片之间的间隙非常小，所以存在如果不以高精度将磁体片定位至磁体插入孔的正上方则无法进行插入的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要进行高精度的定位而能够将磁体片向转子铁芯的磁体插入孔插入的技术。

本发明的一个实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置，向设置在电动机的转子铁芯上的磁体插入孔中插入多个磁体片，该向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置具备引导单元，该引导单元具有磁体投入口以及磁体出口，将向磁体投入口投入的多个磁体片在直至从磁体出口出来为止的期间进行排列，将排列后的多个磁体片引导为经过磁体出口而向磁体插入孔插入。引导单元的磁体投入口的大小大于磁体插入孔的大小，并且磁体出口的大小小于或等于磁体插入孔的大小，从磁体投入口起至朝向磁体出口的中途为止的形状是锥形形状。

下面，与附图一起对本发明的实施方式进行详细说明。

附图说明

图1是表示具备转子的旋转电机的主要部分的结构的概略结构图，该转子是利用本实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置插入磁体而成的。

图2是表示向磁体插入孔插入的多个磁体片的图。

图3是用于说明在磁体下端定位工具上设置转子铁芯，并检测磁体插入孔的位置的工序的图。

图4是用于说明在转子铁芯上设置引导工具的工序的图。

图5是用于说明从转子铁芯的下方向转子铁芯的磁体插入孔内插入下侧推杆，并在引导工具的下端的位置处使下侧推杆停止的工序的图。

图6是用于说明从引导工具的上方逐一投入磁体片的工序的图。

图7是用于说明利用上侧推杆和下侧推杆夹持多个磁体片的工序的图。

图8是用于说明使夹持有多个磁体片的上侧推杆和下侧推杆下降的工序的图。

图9是用于说明使引导工具、下侧推杆和上侧推杆返回至初始位置的工序的图。

图10是用于说明从转子铁芯的下方向磁体插入孔插入多个磁体片的方法的图。

具体实施方式

图1是表示具备转子的旋转电机的主要部分的结构的概略结构图，该转子是利用本实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置插入磁体而成的。在图1中，左侧的图是旋转电机的剖视图，右侧的图是侧视图。旋转电机AA具备：圆环形的定子10，其构成未图示的外壳的一部分；以及圆柱形的转子20，其与该定子10同轴地配置。该旋转电机AA例如是电动机，作为电动汽车或混合动力汽车的驱动源使用。但是，旋转电机也可以是发电机，用途并不限定于汽车。

定子10具备定子铁芯11和多个线圈12。多个线圈12收纳设置于槽13中，该槽13在定子铁芯11中以轴心O为中心的同一圆周上以等角度间隔形成。

转子20具备：转子铁芯21；与转子铁芯21一体地旋转的旋转轴23；以及多个磁极用磁体30。多个磁极用磁体30收纳设置于磁体插入孔(槽)22中，该磁体插入孔(槽)22在转子铁芯21中以轴心O为中心的同一圆周上以等角度间隔形成。

收纳设置在转子20的磁体插入孔22中的磁极用磁体30如图2所示，是将对长板状的磁体30进行切断分割而得到的多个磁体片31使用树脂进行接合，从而作为排列为一列的磁体片31的集合体而构成的。但是，如后所述，在向磁体插入孔22插入时，以进行切断分割而得到的磁体片的状态插入。然后，在将全部的磁体片31插入至磁体插入孔22的状态下，使用树脂在磁体插入孔22内将全部磁体片31一体化。

下面，使用图3～图10，说明使用本实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置，将多个磁体片31向磁体插入孔22插入的方法。多个磁体片31向在转子20的旋转轴方向上设置的转子铁芯21的磁体插入孔22逐一插入。但是，一次插入的磁体的数量也可以大于或等于2个。

首先，在转子铁芯支撑盘41上设置转子铁芯21(参照图3)。在转子铁芯支撑盘41中，设置有比转子铁芯21的磁体插入孔22小的孔41a。

磁体插入孔位置检测装置42是高精度地检测转子铁芯21的磁体插入孔22的位置的装置，例如是非接触激光检测器、接触探头式坐标测定器、利用图像处理检测位置的装置。

然后，基于由磁体插入孔位置检测装置42检测出的磁体插入孔22的位置，在转子铁芯21上设置引导工具43(参照图4)。引导工具43的设置例如能够使用简易机器人进行。

在引导工具43中，设置有用于将磁体片31排列并向转子铁芯21的磁体插入孔22引导的磁体排列孔43a。磁体排列孔43a的上部为了容易插入磁体片31而成为锥形形状。即，作为磁体片31的投入口的、引导工具43的上端的孔的大小，大于作为磁体片31的出口的、引导工具43的下端的孔(磁体排列孔43a)的大小，并且也大于转子铁芯21的磁体插入孔22的大小。另外，为了使通过了引导工具43的磁体排列孔43a的磁体片31进入转子铁芯21的磁体插入孔22时不会卡在磁体插入孔22的入口处，引导工具43的下端的孔(磁体排列孔43a)的大小，小于或等于转子铁芯21的磁体插入孔22的大小。

如果引导工具43的磁体排列孔43a与转子铁芯21的磁体插入孔22为相同的大小，则设置为磁体排列孔43a和转子铁芯21的磁体插入孔22的侧壁的位置一致。另外，在磁体排列孔43a小于转子铁芯21的磁体插入孔22的情况下，将引导工具43设置为使磁体排列孔43a的侧壁位于磁体插入孔22的侧壁的内侧。

在引导工具43的内侧，即形成有磁体排列孔43a的侧壁43b，以减小摩擦力和提高耐磨损性为目的，施以DLC涂层(类金刚石涂层)或CrN涂层(氮化铬涂层)等表面涂层。

接着，从转子铁芯支撑盘41以及转子铁芯21的下方，向转子铁芯21的磁体插入孔22内插入下侧推杆44，并在引导工具43的下端的位置处使下侧推杆44停止(参照图5)。此外，下侧推杆44的动作能够使用未图示的致动器进行。

然后，从引导工具43的上方逐一投入磁体片31(参照图6)。引导工具43的上部(磁体投入口)大于转子铁芯21的磁体插入孔22，并且具有锥形形状，因而在投入磁体片时不需要进行高精度的定位。最初投入的磁体片31向引导工具43的磁体排列孔43a内落下，落在下侧推杆44上而停止。随后投入的磁体片31堆叠在之前投入并堆叠的磁体片31上。由此，投入的多个磁体片31在引导工具43的磁体排列孔43a内无横向错位而高精度地被排列。

接着，从引导工具43的上方朝向引导工具43的磁体排列孔43a插入上侧推杆45，利用上侧推杆45和下侧推杆44对多个磁体片31进行夹持(参照图7)。由此，多个磁体片31由上侧推杆45和下侧推杆44在上下进行夹持而成为不横向错位的状态。此外，上侧推杆45的动作能够使用未图示的致动器进行。

接着，在夹持多个磁体片31的状态下使上侧推杆45和下侧推杆44下降，直至位于最下方的磁体片31与转子铁芯支撑盘41的上端抵接为止。由此，多个磁体片31以不横向错位的状态向转子铁芯21的磁体插入孔22内插入(参照图8)。

最后，使引导工具43、下侧推杆44、上侧推杆45返回至初始位置(参照图9)。即，将引导工具43从转子铁芯21取下，并且使下侧推杆44向下方移动，使上侧推杆45向上方移动。

如果将全部磁体片31插入至转子铁芯21的磁体插入孔22，则在作为下一工序的磁体树脂模塑工序中，进行通过树脂模塑将多个磁体片31固定在磁体插入孔22内的处理。此外，为了防止插入磁体插入孔22中的磁体片落下，在将转子铁芯21向磁体树脂模塑工序输送时，也将转子铁芯支撑盘41与转子铁芯21一起进行输送。

<变形例>

在上述说明中，将多个磁体片31从转子铁芯21的上方向磁体插入孔22插入，但也能够从转子铁芯21的下方向磁体插入孔22插入。

图10是用于说明将多个磁体片31从转子铁芯21的下方向磁体插入孔22插入的方法的图。

首先，在转子铁芯支撑盘41上设置转子铁芯21。在转子铁芯支撑盘41中，如后所述，设置有用于在转子铁芯支撑盘41的内侧设置引导工具43的孔。另外，通过未图示的磁体插入孔位置检测装置，检测磁体插入孔22的位置。

然后，基于由磁体插入孔位置检测装置检测出的磁体插入孔22的位置，在转子铁芯21下且转子铁芯支撑盘41的内侧设置引导工具43(参照图10)。

接着，在下侧推杆44上直接临时堆叠多个磁体片31。在此，不需要高精度地堆叠为多个磁体片31的横向位置不错位。

然后，以从转子铁芯21的上部通过磁体插入孔22内的方式使上侧推杆45下降，利用上侧推杆45和下侧推杆44对临时堆叠的多个磁体片31进行夹持。在夹持多个磁体片31而不使其倒塌的状态下使上侧推杆45和下侧推杆44上升，将多个磁体片31向引导工具43的磁体排列孔43a插入。此时，在开始将磁体片31向磁体排列孔43a插入后，磁体片31不再有倒塌的危险，因此使上侧推杆45稍微上升而放松夹持力。由此，多个磁体片31在引导工具43的磁体排列孔43a内无横向错位而高精度地被排列。

将全部磁体片31在磁体排列孔43a内进行排列后，利用上侧推杆45及下侧推杆44再次夹持多个磁体片31而使其成为不横向错位的状态，在该状态下使上侧推杆45和下侧推杆44上升而将多个磁体片31向转子铁芯21的磁体插入孔22内插入。此外，如果设置用于对磁体插入孔22内的磁体片的上端进行定位的上端定位部件，使上侧推杆45和下侧推杆44上升至多个磁体片31中最上方的磁体片31与上端定位部件抵接为止，则能够容易地进行磁体插入孔22内的多个磁体片31的定位。

将多个磁体片31向转子铁芯21的磁体插入孔22内插入后，使引导工具43、下侧推杆44、上侧推杆45返回至初始位置。但是，在该变形例中，将下侧推杆44返回至初始位置之前，为了防止多个磁体片31的落下，需要安装作为与转子铁芯支撑盘41独立的部件的磁体片支撑部件。

如上所述，根据一个实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置，其具备引导工具43，该引导工具43具有磁体投入口以及磁体出口，将向磁体投入口投入的多个磁体片31在至从磁体出口出来为止进行排列，将排列的多个磁体片31引导为经过磁体出口而向磁体插入孔22插入。引导工具43的磁体投入口的大小大于磁体插入孔22的大小，并且磁体出口的大小小于或等于磁体插入孔22的大小，从磁体投入口起至朝向磁体出口延伸的中途为止的形状是锥形形状。为了将磁体片31向磁体插入孔22插入，向具有锥形形状的引导工具43的磁体投入口投入磁体片31即可，因而无需进行高精度定位而能够磁体片33向磁体插入孔22插入。由此，能够廉价地制造向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置，能够减小电动机的制造成本。

另外，能够利用引导工具43使多个磁体片31排列后顺利地向磁体插入孔22插入，因而不需要对磁体片31的角部进行倒角，能够省去倒角的工作。另外，如果对磁体片31的角部进行倒角，则体积相应地减小，磁体的性能降低，但本实施方式不会产生这种问题。

此外，如果将磁体片31直接向转子铁芯的磁体插入孔22插入，则与插入长板状磁体的情况相比，一个磁体片的重量变小，因此与此相对应地磁体插入时的落下能量变小。因此，产生下述问题，即，如果磁体片31与磁体插入孔22的侧壁接触，则由于其摩擦阻力，使磁体片31的姿势倾斜，磁体片31容易在磁体插入孔22的中途被挂住。但是，根据本实施方式，利用引导工具43使多个磁体片31排列后向磁体插入孔22插入，因而能够防止产生磁体片31由于与磁体插入孔22的侧壁接触而姿势倾斜，在磁体插入孔22的中途被挂住的问题。

另外，根据一个实施方式的向转子铁芯磁体插入孔的磁体插入装置，以向位于引导工具43的上侧的磁体投入口投入的多个磁体片31不会从位于引导工具43的下侧的磁体出口落下的方式，利用下侧推杆44从下方进行支持。并且，通过在由下侧推杆44对多个磁体片进行支撑的状态下使下侧推杆44下降，从而使多个磁体片31向磁体插入孔22插入。由此，多个磁体片31在引导工具43的磁体排列孔43a内无横向错位而高精度地进行排列，因而能够精度良好地将多个磁体片31向磁体插入孔22插入。

此外，检测磁体插入孔的位置，基于检测出的磁体插入孔的位置，将引导工具43设置在转子铁芯21上，因而能够精度良好地将多个磁体片31向磁体插入孔22插入。

另外，通过在由下侧推杆44以及上侧推杆45对多个磁体片31进行夹持的状态下使下侧推杆44以及上侧推杆45下降，从而使多个磁体片31向磁体插入孔22插入。由此，能够防止在从引导工具43向磁体插入孔22插入多个磁体片31时发生磁体片的倒塌、横向错位。

另外，还能够利用下侧推杆44将堆叠的多个磁体片31从下方进行支持，在多个磁体片31被下侧推杆44支撑的状态下使下侧推杆44上升，从而从位于引导工具43的下侧的磁体投入口插入多个磁体片31，在多个磁体片31利用引导工具43进行排列的状态下使下侧推杆44进一步上升，从而经过位于引导工具43的上侧的磁体出口而向磁体插入孔22插入多个磁体片31。根据该方法，将多个磁体片31在下侧推杆44上临时堆叠后向引导工具43内插入，因而不需要等待在引导工具43内层叠多个磁体片31，能够更快地将多个磁体片31向磁体插入孔22插入。

本发明并不限定于上述的一个实施方式，能够进行各种变形、应用。

本发明基于2013年4月10日向日本特许厅申请的特愿2013－082224主张优先权，该申请的全部内容通过参考引入本说明书中。

Claims (6)

1.一种向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置，其向设置在电动机的转子铁芯上的磁体插入孔中插入多个磁体片，

该向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置具备引导单元，该引导单元具有磁体投入口以及磁体出口，将向所述磁体投入口投入的多个磁体片在直至从所述磁体出口出来为止的期间进行排列，将排列后的多个磁体片引导为经过所述磁体出口而向所述磁体插入孔插入，

所述引导单元的磁体投入口的大小，大于所述磁体插入孔的大小，并且所述磁体出口的大小，小于或等于所述磁体插入孔的大小，从所述磁体投入口起至朝向所述磁体出口的中途为止的形状是锥形形状。

2.根据权利要求1所述的向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置，还具备：

支撑单元，其以使得向位于所述引导单元的上侧的所述磁体投入口投入的多个磁体片不会从位于所述引导单元的下侧的所述磁体出口落下的方式，从下方进行支撑；以及

下降单元，其在由所述支撑单元对所述多个磁体片进行支撑的状态下使所述支撑单元下降，从而将多个磁体片向所述磁体插入孔插入。

3.根据权利要求2所述的向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置，

还具备按压单元，该按压单元为了将由所述支撑单元支撑的多个磁体片夹持在其与所述支撑单元之间，从上方进行按压，

所述下降单元在由所述支撑单元以及所述按压单元对多个磁体片进行夹持的状态下使所述支撑单元以及所述按压单元下降，从而将多个磁体片向所述磁体插入孔插入。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置，还具备：

磁体插入孔位置检测单元，其检测所述磁体插入孔的位置；以及

设置单元，其基于由所述磁体插入孔位置检测单元检测出的所述磁体插入孔的位置，将所述引导单元设置在转子铁芯上。

5.根据权利要求1所述的向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入装置，还具备：

支撑单元，其将堆叠的多个磁体片从下方进行支持；以及

上升单元，其在由所述支撑单元支撑多个磁体片的状态下使所述支撑单元上升，从而从位于所述引导单元的下侧的所述磁体投入口插入多个磁体片，在由所述引导单元排列多个磁体片的状态下使所述支撑单元进一步上升，从而经过位于所述引导单元的上侧的所述磁体出口而使多个磁体片向所述磁体插入孔插入。

6.一种向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入方法，其向设置在电动机的转子铁芯上的磁体插入孔中插入多个磁体片，

在该向转子铁芯磁体插入孔插入磁体的磁体插入方法中,

引导单元具有磁体投入口以及磁体出口，所述磁体投入口的大小，大于所述磁体插入孔的大小，并且所述磁体出口的大小，小于或等于所述磁体插入孔的大小，从所述磁体投入口起至朝向所述磁体出口的中途为止的形状是锥形形状，将多个磁体片向所述引导单元的所述磁体投入口投入，在直至从所述磁体出口出来为止的期间将所述多个磁体片进行排列，

将排列的多个磁体片经过所述磁体出口而向所述磁体插入孔插入。