CN108110969A - 转子芯的制造方法以及电动机芯的制造方法 - Google Patents

转子芯的制造方法以及电动机芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动机的转子所包含的转子芯的制造方法，包括：从电磁钢板冲切加工转子芯用的多个板材；通过将该转子芯用的所述板材层叠来制造转子芯前驱体；以及通过在第一预定温度将该转子芯前驱体的外周侧区域退火并在第二预定温度将该转子芯前驱体的内周侧区域退火来制造转子芯，所述第一预定温度是所述电磁钢板的结晶进行晶粒生长这样的温度，所述第二预定温度是所述电磁钢板的结晶不进行晶粒生长这样的温度。

Description

转子芯的制造方法以及电动机芯的制造方法
技术领域
本发明涉及电动机所包含的转子芯的制造方法和电动机芯的制造方法，所述电动机芯包括电动机所包含的转子芯及定子芯。
背景技术
在汽车产业中，以进一步提高混合动力汽车、电动汽车的行驶性能为目标，针对驱动用电动机的高输出化、轻量化、小型化的开发不断推进。另外，在家电产品制造商中，针对使内置于各种家电产品的电动机进一步小型化、高性能化的开发也不留余力。
为了提高电动机的性能，如何能够减少在电动机内部产生的各种损耗成为课题。例如，在输入电后，在构成电动机的线圈中会产生由导体电阻损耗引起的铜损，在转子、定子中会产生由涡流损耗、磁滞损耗引起的铁损(或高频铁损)，与这些损耗相应地，电动机效率、转矩性能会降低。
在制造定子芯和转子芯时，从电磁钢板冲切加工转子芯用板材和定子芯用板材，并将多个转子芯用板材层叠，利用铆接、焊接来制造转子芯，将多个定子芯用板材层叠，利用铆接、焊接来制造定子芯。
为了在定子芯、转子芯中减少上述铁损来提高磁特性，可以应用如下对策：在预定温度将定子芯和转子芯这双方退火，并将由冲压等产生加工应变除去，另外，如半成品材料(日文：セミプロセス材)等以退火为前提的材料那样，使形成双方的芯的结晶进行晶粒生长。
然而，已知有如下矛盾：通过利用退火使定子芯和转子芯这双方的结晶进行晶粒生长，从而提高磁特性，另一方面，芯的强度(拉伸强度)会因结晶进行晶粒生长而降低。
由于定子芯的铁损低，所以可以实现电动机的小型化和节能化。另一方面，由于转子芯是以高速旋转且在旋转时较强的离心力会进行作用的部件，所以要求转子芯具有可以抵抗该强外力的高强度。因此，由于对转子芯实施退火会成为强度降低的主要原因，所以难以说是优选的对策，因此，有时也会应用如下的制造方法：仅对定子芯实施退火，不对转子芯实施退火。但是，就利用该制造方法制造出的转子芯而言，无法期待已述的磁特性的提高。
在这里，在日本特开2004-270011中公开了一种如下的高磁通密度无方向性电磁钢板的制造方法：能够从同一钢板同时获取转子件以及定子件，并且能够在转子件中实现高磁通密度及高强度且在定子件中实现高磁通密度及低铁损。具体而言，为如下方法：在制造以预定的质量比规定了钢板组成的高磁通密度无方向性电磁钢板时，执行热轧板退火，以使结晶粒径成为50μm以上且500μm以下。
在日本特开2004-270011公开的制造方法中，由于对高磁通密度无方向性电磁钢板进行热轧板退火，所以会对定子芯用的钢板和转子芯用的钢板这双方进行退火。因此，在转子芯用的钢板中，如上述那样，能够期待磁特性的提高，另一方面，存在强度降低的担忧。
发明内容
本发明提供一种能够制造磁特性优异且强度高的转子芯的转子芯制造方法、以及除了制造这样的转子芯之外还能够制造磁特性优异的定子芯的电动机芯制造方法。
本发明的转子芯的制造方法是电动机的转子所包含的转子芯的制造方法，包括：从电磁钢板冲切加工多个转子芯用板材；通过将该转子芯用板材层叠来制造转子芯前驱体；以及通过在所述转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域设置退火时的温度差，在第一预定温度将该转子芯前驱体的外周侧区域退火并在第二预定温度将该转子芯前驱体的内周侧区域退火来制造转子芯，所述第一预定温度是所述电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度，所述第二预定温度是电磁钢板的结晶不进行晶粒生长的温度。
本发明的转子芯的制造方法具有如下特征：针对将由电磁钢板构成的多个转子芯用板材层叠而成的转子芯前驱体，在转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域设置退火时的温度差并进行退火，从而制造转子芯。具体而言，将外周侧区域在电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度进行退火，将内周侧区域在电磁钢板的结晶不进行晶粒生长的温度进行退火。
在这里，“外周侧区域”例如是指在俯视时呈圆形的转子芯中从圆形的外周轮廓线起到预定长度内侧为止的范围的外周的环状区域等，“内周侧区域”是指外周侧区域以外的转子芯的中央侧的区域等。
外周侧区域可以规定为铁损较大的、例如从定子芯的圆形的外周轮廓线起向内侧5mm左右为止的范围。因此，通过使该外周侧区域的结晶进行晶粒生长来提高磁特性，能够有效地减少转子芯的铁损。
另一方面，在转子芯的内周侧区域，由于结晶不进行晶粒生长，所以成为强度(拉伸强度)高的区域，通过具备该内周侧区域，能够确保转子芯的高强度。
另外，在本发明的转子芯的制造方法的其他实施方式中，也可以是，所述第二预定温度是除去对用于所述转子芯的所述板材进行冲切加工时的加工应变的温度。
在对电磁钢板进行冲切加工时，由于会将加工应变引入到被加工的转子芯用板材中，所以通过将内周侧区域在电磁钢板的结晶不进行晶粒生长且除去冲切加工时的加工应变的温度进行退火，从而能够消除由冲切加工导致的内周侧区域的磁特性降低。
另外，在本发明的转子芯的制造方法的其他实施方式中，也可以是，所述转子芯的制造方法还包括：至少在所述转子芯前驱体的上表面和下表面配设绝热件；在使在该转子芯前驱体的圆周方向上延伸的该转子芯前驱体的侧面露出的状态下，将该转子芯前驱体载置于退火炉并进行退火。
在转子芯前驱体的上表面和下表面配设绝热件，在使在转子芯前驱体的圆周方向上延伸的侧面露出的状态下，例如仅使该转子芯的侧面露出到外部。当在该状态下进行退火时，由于转子芯的上下表面由绝热件防护，所以仅转子芯的侧面被直接加热而升温，从侧面起逐渐向转子芯的内侧传热。
通过在使转子芯前驱体的外周侧区域升温至预定温度并进行了退火的阶段结束退火，能够使外周侧区域的电磁钢板的结晶如所期望的那样进行晶粒生长，并且能够抑制转子芯前驱体的内周侧区域的电磁钢板的结晶进行晶粒生长。
此外，对于转子芯前驱体的上下表面的由绝热件覆盖的范围而言，除了用绝热件覆盖转子芯前驱体的上下表面的整个面之外，也可以是用绝热件仅覆盖与转子芯前驱体的内周侧区域相当的上下表面的形态。
另外，在本发明的转子芯的制造方法的其他实施方式中，也可以是，所述转子芯的制造方法还包括使用内部移动型退火炉。所述内部移动型退火炉也可以具有供所述转子芯前驱体进行滚动地移动的移动空间。所述内部移动型退火炉也可以包括配设在该移动空间的周围的加热装置。所述转子芯的制造方法也可以包括：在该加热装置的作用下，在所述转子芯前驱体在所述移动空间进行滚动地移动的期间，该转子芯前驱体从该转子芯前驱体的侧面被加热并退火。
通过使用具备供圆柱状的转子芯前驱体进行滚动地移动的移动空间的内部移动型退火炉，一边使转子芯前驱体滚动地移动，一边利用加热装置从侧面进行加热并退火，从而能够高效地进行转子芯前驱体的外周侧区域的退火。作为使转子芯前驱体滚动地移动的方法，例如通过在转子芯前驱体上安装环状的齿轮，在移动空间内使在该移动空间的长度方向上延伸并在该移动空间内滑动的长条状的齿轮与安装于转子芯前驱体的环状的齿轮啮合，并使长条状的齿轮滑动，从而能够使转子芯前驱体在移动空间内滚动地移动。
此外，也可以是如下的制造方法：在内部移动型退火炉中连续地设置预热区、高温加热区，在使转子芯前驱体在被保持为较低温度的预热区滚动地移动的过程中，将该转子芯前驱体整体预热至预定温度，接着，在使转子芯前驱体在高温加热区滚动地移动的过程中，从转子芯前驱体的侧面积极地进行退火，从而促进外周侧区域的结晶进行晶粒生长。
另外，本发明包括由电动机的转子所包含的转子芯和定子所包含的定子芯构成的电动机芯的制造方法。所述电动机芯的制造方法包括：从电磁钢板冲切加工多个转子芯用板材和多个定子芯用板材；通过将该转子芯用板材层叠来制造转子芯前驱体；通过将该定子芯用板材层叠来制造定子芯前驱体；通过在第一预定温度将所述转子芯前驱体的外周侧区域退火并在第二预定温度将所述转子芯前驱体的内周侧区域退火来制造转子芯；以及通过将所述定子芯用前驱体退火来制造定子芯，所述第一预定温度是所述电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度，所述第二预定温度是所述电磁钢板的结晶不进行晶粒生长的温度。
本发明的电动机芯的制造方法是制造电动机所包含的转子芯和定子芯这双方(将双方总称为电动机芯)的方法，其特征在于，利用与上述转子芯的制造方法共通的方法来制造转子芯。
通过从共用的电磁钢板冲切加工转子芯用板材和定子芯用板材，能够尽可能地减少电磁钢板的废弃部分，能够提高材料的成品率。
在第二步中，在结晶进行晶粒生长的温度将定子芯前驱体整体退火，从而实现磁特性的提高。
由于利用本发明的制造方法制造出的转子芯具有优异的磁特性和高强度，制造出的定子芯也具有优异的磁特性，所以上述电动机芯可供性能优异的电动机的制造。
另外，在本发明的电动机芯的制造方法中，作为制造方法的其他实施方式，也可以是，所述第二预定温度是除去对所述转子芯用的板材和用于定子芯的板材(2)进行冲切加工时的加工应变的温度。
另外，在本发明的电动机芯的制造方法的其他实施方式中，也可以是，所述电动机芯的制造方法还包括：至少在所述转子芯前驱体的上表面和下表面配设绝热件；在使在该转子芯前驱体的圆周方向上延伸的该转子芯前驱体的侧面露出的状态下，将该转子芯前驱体和所述定子芯前驱体也载置于该退火炉，将该转子芯前驱体以及所述定子芯前驱体退火。
例如，通过在定子芯前驱体的内部配设转子芯前驱体，并将双方的芯前驱体载置于共用的退火炉，同时进行双方的芯前驱体的退火，从而能够使用尽可能小的退火炉，并且高效地进行退火。
另外，在本发明的电动机芯的制造方法的其他实施方式中，也可以是，所述电动机芯的制造方法还包括：使用内部移动型退火炉。所述内部移动型退火炉也可以具有供所述转子芯前驱体滚动地移动的移动空间。所述内部移动型退火炉也可以包括配设在该移动空间的周围的加热装置。也可以是，所述电动机芯的制造方法还包括：在该加热装置的作用下，在所述转子芯前驱体在所述移动空间进行滚动地移动的期间，该转子芯前驱体从该转子芯前驱体的侧面被加热并退火；以及将所述定子芯前驱体载置于别的退火炉并进行退火。
通过一边使转子芯前驱体在内部移动型退火炉的移动空间滚动地移动，一边利用位于移动空间的周围的加热装置连续地对转子芯前驱体的侧面进行直接加热，从而能够高效地从转子芯前驱体的侧面(外周侧区域)进行退火。另一方面，通过将定子芯前驱体载置于别的退火炉并进行退火，以便整体上结晶进行晶粒生长，从而制造磁特性优异的定子芯。
从以上说明可知，根据本发明的转子芯的制造方法以及电动机芯的制造方法，通过在转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域设置退火时的温度差，将外周侧区域在电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度进行退火，并将内周侧区域在电磁钢板的结晶不进行晶粒生长的温度进行退火，从而能够制造磁特性优异且强度高的转子芯，而且，能够制造具备这样的转子芯的电动机芯。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中用相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是说明本发明的转子芯的制造方法的第一步的示意图。
图2是接着图1来说明制造方法的第一步的示意图。
图3是说明转子芯的制造方法的第二步的实施方式1的示意图。
图4是说明退火时的转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域的加热控制流程的图。
图5是说明转子芯的制造方法的第二步的实施方式2的示意图。
图6是制造出的转子芯的立体图。
图7是说明本发明的电动机芯的制造方法的第一步的示意图。
图8是接着图7来说明制造方法的第一步的示意图。
图9是说明电动机芯的制造方法的第二步的示意图。
图10是说明退火时的定子芯前驱体、转子芯前驱体的外周侧区域及内周侧区域的加热控制流程的图。
图11是制造出的电动机芯的立体图。
图12是示出确定退火温度与退火后的转子芯的强度的关系的实验结果的图。
图13是示出确定退火温度与退火后的转子芯的铁损的关系的实验结果的图。
图14是示出与实施例及比较例的铁损和强度有关的实验结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的转子芯的制造方法及电动机芯的制造方法的实施方式。
图1、2是依次说明本发明的转子芯的制造方法的第一步的示意图，图3是说明转子芯的制造方法的第二步的实施方式1的示意图，图4是说明退火时的转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域的加热控制流程的图。另外，图5是说明转子芯的制造方法的第二步的实施方式2的示意图。
首先，如图1所示，通过用未图示的冲压机等将较宽的电磁钢板S冲切加工成预定直径的圆盘状，从而制造多个转子芯用板材1。此外，作为该电磁钢板S，除了能够应用形成该电磁钢板的结晶的平均粒径为20～30μm左右的范围的、被称为所谓的细晶粒材料的电磁钢板之外，也能够应用结晶的平均粒径为50μm以上的所谓的普通粒径材料。
接着，如图2所示，将制造出的多个转子芯用板材1层叠，利用铆接、焊接等，制造转子芯前驱体10’。
在这里，转子芯前驱体10’呈圆柱状，并具有在周向上延伸的侧面10’d、上表面10’e以及下表面10’f。而且，具备与磁极数相应的磁铁用槽，图示例是用未图示的三个永久磁铁形成一个磁极的形态，并开设有在俯视时呈ハ字状的两个磁铁用槽10’a、和长度方向沿周向配设在两个磁铁用槽10’a之间的一个磁铁用槽10’b。不过，磁铁用槽的形态多种多样，也可以是：由配设于一个磁铁用槽10’b的永久磁铁构成一个磁极的形态、由配设于ハ字状的两个磁铁用槽10’a的永久磁铁构成一个磁极的形态等。另外，在转子芯前驱体10’的中央位置开设有轴用槽10’c。此外，这些磁铁用槽10’a、10’b、轴用槽10’c既可以开设于层叠前的各转子芯用板材1，也可以在将各转子芯用板材1层叠后，在从上表面10’e起直至下表面10’f地进行开设(以上为第一步)。
针对在第一步制造出的转子芯前驱体10’，在第二步中，在转子芯前驱体10’的外周侧区域和内周侧区域设置退火时的温度差并进行退火，从而制造转子芯。参照图3、4、5，对该第二步进行说明。
首先，参照图3、4，对第二步的实施方式1进行说明。如图3所示，在转子芯前驱体10’的上表面10’e和下表面10’f配设绝热件I，使转子芯前驱体10’的在圆周方向上延伸的侧面10’d为露出到外部的状态，将该状态下的转子芯前驱体10’载置于内置有加热装置H的退火炉K1。
通过使加热装置H作用，从而在退火炉K1内，从转子芯前驱体10’的侧面10’d进行加热(X方向)。
即，在退火炉K1内，利用绝热件I抑制来自转子芯前驱体10’的上表面10’e和下表面10’f的热量输入，另一方面，积极地进行来自露出到外部的侧面10’d的热量输入。因此，在转子芯前驱体10’中，从侧面10’d进行退火。
在该退火加工中，执行图4所示的转子芯前驱体的外周侧区域和内周侧区域的加热控制流程。
在图4中，温度T1(第一预定温度)表示形成电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度范围的上限值，温度T2(第二预定温度)表示结晶不进行晶粒生长的温度范围的上限值，温度T3表示能够除去在从电磁钢板S进行冲切加工时引入到转子芯用板材1中的加工应变的温度范围的下限值。
在退火加工中，执行如下的加热控制：使转子芯前驱体10’的外周侧区域在时刻t1升温至温度T1，并在温度T1，进行到时刻t2为止的预定时间的退火。另一方面，执行如下的加热控制：一边使温度渐增，以使温度在时刻t2成为温度T2，一边对转子芯前驱体10’的内周侧区域进行退火。然后，在时刻t2的阶段结束加热，执行冷却退火炉K1的控制(以上为第二步的实施方式1)。
在这里，转子芯前驱体10’的外周侧区域是指在最终制造出的转子芯中由铁损导致的磁特性的降低显著的范围，例如，能够将从侧面10’d起向内侧进5mm的环状范围规定为外周侧区域。另一方面，转子芯前驱体10’的内周侧区域为转子芯前驱体10’中的除了外周侧区域之外的内侧区域。
接着，参照图5，对第二步的实施方式2进行说明。在该实施方式中，如图5所示，使用具备供转子芯前驱体10’进行滚动地移动的移动空间MS并在移动空间MS的左右配设有加热装置H的内部移动型退火炉K2。
在内部移动型退火炉K2中，连续地设置预热区YZ、高温加热区HZ、以及冷却区CZ，而且，配设有在移动空间MS内滑动的长条状的齿轮G2。在转子芯前驱体10’的上下表面安装有绝热件I，而且，在一方的绝热件I上安装有环状的齿轮G1，使齿轮G1、G2相互啮合。通过利用未图示的驱动部使长条状的齿轮G2滑动(Z方向)，从而能够经由齿轮G1，使转子芯前驱体10’一边旋转(Y1方向)，一边在移动空间MS内从预热区YZ向高温加热区HZ，进而向冷却区CZ前进(Y2方向)。首先，在使转子芯前驱体10’在被保持成较低温度的预热区YZ一边滚动(Y1方向)一边移动(Y2方向)的过程中，将转子芯前驱体10’整体预热至预定温度。转子芯前驱体10’呈圆柱状，且仅其侧面10’d相对于加热装置H露出，所以转子芯前驱体10’的侧面10’d被直接加热(X方向)，因此，从转子芯前驱体10’的侧面10’d进行热量输入。
接着，被预热的转子芯前驱体10’进入到高温加热区HZ。作为位于该高温加热区HZ的加热装置H，例如能够应用卤素加热器(halogen heater)，执行温度比预热区YZ高的高温加热。在高温加热区HZ，通过从旋转的转子芯前驱体10’的侧面10’d输入温度比预热区YZ高的热，从而进行转子芯前驱体10’的外周侧区域的退火。当转子芯前驱体10’在高温加热区HZ退火后，转子芯前驱体10’移动到冷却区CZ，并在此处进行冷却。此外，在图5所示的第二步中，也执行图4所示的加热控制(以上为第二步的实施方式2)。
以上，利用第一步和第二步的实施方式1的制造方法或者第一步和第二步的实施方式2的制造方法，制造图6所示的转子芯10。在这里，转子芯10具备磁铁用槽10a、10b和轴用槽10c，并具备从侧面10d起在预定宽度w范围结晶进行晶粒生长的外周侧区域10A、和在外周侧区域10A的内侧结晶不进行晶粒生长的内周侧区域10B。
在外周侧区域10A，磁特性因结晶进行晶粒生长而变高，能够有效地减少铁损。而且，在内周侧区域10B，由于结晶不进行晶粒生长，所以成为强度(拉伸强度)高的区域。因此，转子芯10成为磁特性优异且强度高的芯。
图7、8是依次说明本发明的电动机芯的制造方法的第一步的示意图，图9是说明电动机芯的制造方法的第二步的示意图，图10是说明退火时的定子芯前驱体、转子芯前驱体的外周侧区域以及内周侧区域的加热控制流程的图。
首先，如图7所示，从电磁钢板S冲切加工出多组定子芯用板材2和转子芯用板材1，其中，各定子芯用板材2与从其内侧区域得到的转子芯用板材1为一组，由此制造预定组的定子芯用板材2和转子芯用板材1。像这样，通过对定子芯用板材2和从其内侧区域得到的转子芯用板材1进行冲切加工，能够尽可能地减少电磁钢板S的废弃部分，能够提高材料成品率。
接着，如图8所示，将制造出的多个转子芯用板材1层叠，利用铆接、焊接等，制造转子芯前驱体10’，同样地，将制造出的多个定子芯用板材2层叠，利用铆接、焊接等，制造定子芯前驱体20’(以上为第一步)。
接着，如图9所示，关于转子芯前驱体10’，与图3同样地，在转子芯前驱体10’的上表面10’e和下表面10’f配设绝热件I，将该状态下的转子芯前驱体10’在配设于定子芯前驱体20’的内侧的状态下载置于内置有加热装置H的退火炉K1。像这样，由于在定子芯前驱体20’的内侧配设转子芯前驱体10’并同时对双方进行退火，所以能够尽可能地减小退火炉K1，且能够高效地进行退火。
在这里，为了促进定子芯前驱体20’整体的退火，不在定子芯前驱体20’上配设绝热件。为了调节转子芯前驱体10’和定子芯前驱体20’的高度，将定子芯前驱体20’载置在基座D上。
通过使加热装置H作用，从而在退火炉K1内，使定子芯前驱体20’从其上表面以及侧面被加热(X方向)，使转子芯前驱体10’经由其与定子芯前驱体20’之间的空间从侧面10’d被加热(X方向)。
因此，在退火炉K1内，利用绝热件I抑制来自转子芯前驱体10’的上表面10’e和下表面10’f的热量输入，另一方面，积极地进行来自露出到外部的侧面10’d的热量输入，定子芯前驱体20’积极地进行来自露出到外部的侧面以及上表面的热量输入，从而分别进行退火。
在该退火加工中，执行图10所示的定子芯前驱体、转子芯前驱体的外周侧区域以及内周侧区域的加热控制流程。
在图10中，温度T1表示形成电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度范围的上限值，温度T2表示结晶不进行晶粒生长的温度范围的上限值，温度T3表示能够除去在从电磁钢板S进行冲切加工时引入到转子芯用板材1中的加工应变的温度范围的下限值。
在退火加工中，执行如下的加热控制：使转子芯前驱体10’的外周侧区域在时刻t1升温至温度T1，并在温度T1，进行到时刻t2为止的预定时间的退火，且执行如下的加热控制：一边使温度渐增，以使温度在时刻t2成为温度T2，一边对转子芯前驱体10’的内周侧区域进行退火。另外，执行如下的加热控制：使定子芯前驱体20’在比时刻t1早的时刻t3升温至温度T1，在温度T1，进行到时刻t2为止的预定时间的退火。然后，在时刻t2的阶段结束加热，执行冷却退火炉K1的控制(以上为第二步)。
以上，如图11所示，利用第一步和第二步的制造方法，制造由转子芯10和定子芯20构成的电动机芯30。
在这里，如图6所示，转子芯10具备磁铁用槽10a、10b和轴用槽10c，并具备从侧面10d起在预定宽度w范围结晶进行晶粒生长的外周侧区域10A、和在外周侧区域10A的内侧结晶不进行晶粒生长的内周侧区域10B。利用该外周侧区域10A赋予高的磁特性，利用内周侧区域10B确保高的强度。
另一方面，由于定子芯20整体的结晶进行晶粒生长，所以定子芯20的磁特性变高，从而成为铁损减少的芯。
因此，能够制造磁特性优异且强度高的转子芯10，而且，能够制造磁特性优异的定子芯20。
此外，在该电动机芯的制造方法的第二步中，也有如下方法：在转子芯前驱体10’的退火中，使用图5所示的内部移动型退火炉K2，在定子芯前驱体20’的退火中，使用图9所示的退火炉K1。
为了推定利用本发明的制造方法制造转子芯而得到的试验体(实施例)、不进行退火的转子芯的试验体(比较例1)、在750℃对转子芯整体进行退火而得到的试验体(比较例2)、以及在850℃对转子芯整体进行退火而得到的试验体(比较例3)的特性，本发明者等从原材料的钢板切出试验片，并施加与转子芯同样的热处理来进行试验。实施例的试验体模拟如下转子芯：在俯视时的直径为150mm的转子芯中，将从其外周起5mm的环状范围设为外周侧区域，并将外周侧区域的内侧设为内周侧区域，在800～850℃对外周侧区域进行退火，在650～750℃对内周侧区域进行退火。此外，任意的试验体均为对电磁钢板进行冲切加工而得到的转子芯用板材，且使用平均粒径小于50μm的细晶粒材料。在这里，已知在750℃以下的温度范围，电磁钢板的结晶不进行晶粒生长，在650℃以上的温度范围，可除去冲切加工时的加工应变。在本实验中，关于试验体的强度，从退火温度不同的细晶粒材料制作拉伸试验片，对实施了由拉伸试验机进行的拉伸试验时的屈服强度进行测定。另外，在铁损的试验中，同样地用从退火温度不同的细晶粒材料切出的测定用试验片进行测定。
在本实验中，进行了上述实施例以及比较例1～3的强度和铁损的验证，并且，进行了如下实验：在制作转子芯前驱体并对该转子芯前驱体进行退火时，使退火温度进行各种变化，对各退火温度下的退火后的材料的屈服强度和铁损进行测定。在图12中示出了与退火温度和材料的屈服强度(Yp)有关的实验结果，在图13中示出了与退火温度和转子芯的铁损有关的实验结果。此外，图12的纵轴的数值表示由细晶粒材料形成的退火前的转子芯的屈服强度到退火后的屈服强度为止的降低量。图12中的由虚线示出的强度表示普通粒径材料的屈服强度。另外，对于图13的纵轴的数值而言，将由细晶粒材料形成的转子芯的退火前的铁损的结果设为100，用相对于该100的比率来示出由细晶粒材料形成的转子芯的退火后的铁损。
根据图12，证实了以退火温度750℃为分界，退火后的强度会较大地变化，更具体而言，证实了在退火温度为750℃以上的范围，转子芯的强度会较大地降低。因此，在仅着眼于转子芯的强度的情况下，优选将退火温度调整为比750℃低的温度。
在这里，在图中示出了应用实施例的范围。在实施例的转子芯中，在800～850℃对外周侧区域进行退火，在650～750℃对内周侧区域进行退火。在实施例的转子芯中，通过在外周侧区域和内周侧区域设置温度差，并在比750℃低的温度对内周侧区域进行退火，从而能够确保转子芯的高强度。
另外，根据图13，证实了退火后的铁损也以退火温度750℃为分界，退火后的铁损会较大地变化，更具体而言，证实了在退火温度为750℃以上的范围，转子芯的铁损会较大地降低。因此，在仅着眼于转子芯的铁损的情况下，优选将退火温度调整为比750℃高的温度。
在实施例的转子芯中，通过在外周侧区域和内周侧区域设置温度差，并在比750℃高的温度对外周侧区域进行退火，从而能够确保铁损减少效果高的优异的磁特性。
图14是表示与实施例、比较例1～3的转子铁损和强度有关的实验结果的图。在图中，强度A表示从图12的退火前起的屈服强度的降低量为0MPa～20MPa左右，强度B表示20MPa～40MPa左右，强度C表示超过40MPa的屈服强度的降低量。
根据图14，证实了在将比较例1设为100的情况下，在850℃将整体退火得到的比较例3的铁损和实施例的铁损以同等程度(87左右)显著降低，而且，关于强度，可知实施例具有与未进行退火的比较例1同等程度的强度。即，证实了利用在外周侧区域和内周侧区域设置温度差而进行退火的本发明的制造方法，可以得到磁特性优异且强度高的转子芯。
以上，使用附图详细叙述了本发明的实施方式，但具体的结构不限定于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，即使有设计变更等，这些设计变更等也包含于本发明。

Claims (8)

1.一种电动机的转子所包含的转子芯的制造方法，其特征在于，包括：
从电磁钢板冲切加工转子芯用的多个板材；
通过将该转子芯用的所述板材层叠来制造转子芯前驱体；以及
通过在第一预定温度将该转子芯前驱体的外周侧区域退火并在第二预定温度将该转子芯前驱体的内周侧区域退火来制造转子芯，
所述第一预定温度是所述电磁钢板的结晶进行晶粒生长这样的温度，
所述第二预定温度是所述电磁钢板的结晶不进行晶粒生长这样的温度。
2.根据权利要求1记载的所述转子芯的制造方法，其特征在于，
所述第二预定温度是除去对用于所述转子芯的所述板材进行冲切加工时的加工应变的温度。
3.根据权利要求1或2记载的所述转子芯的制造方法，其特征在于，还包括：
至少在所述转子芯前驱体的上表面和下表面配设绝热件，
在使在该转子芯前驱体的圆周方向上延伸的该转子芯前驱体的侧面露出的状态下，将该转子芯前驱体载置于退火炉并进行退火。
4.根据权利要求1或2记载的所述转子芯的制造方法，其特征在于，还包括：
使用内部移动型退火炉，所述内部移动型退火炉具有供所述转子芯前驱体进行滚动地移动的移动空间，所述内部移动型退火炉包括配设在该移动空间的周围的加热装置；以及
在该加热装置的作用下，在所述转子芯前驱体在所述移动空间进行滚动地移动的期间，该转子芯前驱体从该转子芯前驱体的侧面被加热并退火。
5.一种电动机芯的制造方法，所述电动机芯包括电动机的转子所包含的转子芯、和定子所包含的定子芯，所述电动机芯的制造方法的特征在于，包括：
从电磁钢板冲切加工转子芯用的多个板材和用于定子芯的板材；
通过将该转子芯用的所述板材层叠来制造转子芯前驱体；
通过将该定子芯用的所述板材层叠来制造定子芯前驱体；
通过在第一预定温度将所述转子芯前驱体的外周侧区域退火并在第二预定温度将所述转子芯前驱体的内周侧区域退火来制造转子芯；以及
通过将所述定子芯用前驱体退火来制造定子芯，
所述第一预定温度是所述电磁钢板的结晶进行晶粒生长的温度，
所述第二预定温度是所述电磁钢板的结晶不进行晶粒生长的温度。
6.根据权利要求5记载的所述电动机芯的制造方法，其特征在于，
所述第二预定温度是除去对所述转子芯用的板材和用于定子芯的板材进行冲切加工时的加工应变的温度。
7.根据权利要求5或6记载的所述电动机芯的制造方法，其特征在于，还包括：
至少在所述转子芯前驱体的上表面和下表面配设绝热件；
在使在该转子芯前驱体的圆周方向上延伸的该转子芯前驱体的侧面露出的状态下，将该转子芯前驱体载置于退火炉并将该转子芯前驱体以及所述定子芯前驱体退火。
8.根据权利要求5或6记载的所述电动机芯的制造方法，其特征在于，还包括：
使用内部移动型退火炉，所述内部移动型退火炉具有供所述转子芯前驱体进行滚动地移动的移动空间，所述内部移动型退火炉包括配设在该移动空间的周围的加热装置；
在该加热装置的作用下，在所述转子芯前驱体在所述移动空间进行滚动地移动的期间，该转子芯前驱体从该转子芯前驱体的侧面被加热并退火；以及
将所述定子芯前驱体载置于别的退火炉并进行退火。
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