JP2005287271A - 回転子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁石を回転子の所定位置に適切に位置決めする。
【解決手段】 磁石に対して、磁化方向が少なくとも厚さ方向であって、この厚さ方向に沿った磁束密度分布が外周面から内周面に向かい減少傾向に変化する非対称分布となるように、つまり外周面上の適宜の位置での表面磁束密度が、この外周面上の適宜の位置に対向する内周面上の位置での表面磁束密度よりも大きくなるように、かつ、外周面上の磁極位置での表面磁束密度が相対的に小さい所定値（例えば、２００ガウス＝０．０２テスラ等）程度となるような着磁を行う（ステップＳ０１）。次に、樹脂が注入された磁石装着孔内にステップＳ０１にて磁化された磁石を挿入し、磁石の外周面が磁石装着孔の外周側内面に当接するようにして磁石を磁石装着孔内の外周側にずれた位置に位置決めする（ステップＳ０４）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、永久磁石式モータの回転子の製造方法に関する。

従来、例えば回転子の外周部に設けられた磁石装着孔に永久磁石を装着して固定する場合、例えば稀土類磁石等のように焼結体からなり、脆性を有する永久磁石では、圧入して装着することは困難であることから、磁石装着孔の寸法が永久磁石の寸法よりも大きくなるように所定のクリアランスを設け、このクリアランス分の隙間を埋めるようにして接着剤等を充填する方法が知られている。
ところで、回転子の静止状態において磁石装着孔に装着された永久磁石は、回転子の径方向に対して相対的に磁性材料の量が多い内周側にずれた位置に位置決めされる。しかしながら、回転子が回転すると永久磁石に遠心力が作用して、永久磁石が回転子の外周側へ変位しようとする。これにより、回転子の静止状態において永久磁石の外周面と磁石装着孔の外周面との間に設けられた相対的に大きな隙間に接着剤が充填されている場合には、この接着剤が固化して形成された接着層に永久磁石の遠心力に伴う過剰な圧力が作用して、接着層の圧壊等の不具合が生じる虞がある。例えば接着層が破損すると、回転子の回転に伴い磁石装着孔内で永久磁石が変位し、振動や騒音が増大すると共に、回転子本体に衝撃荷重が作用して疲労強度が低下してしまうという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば磁石装着孔内に充填した接着剤が硬化するより以前のタイミングで回転子を回転させ、磁石装着孔内の永久磁石に回転に伴う遠心力等を作用させて所定位置に位置決めする方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。
特開平１１−２５２８３９号公報

しかしながら、上記従来技術に係る磁石位置決め方法では、硬化前の接着剤にも回転に伴う遠心力等が作用することで接着剤が磁石装着孔内から外部に漏れ出てしまったり、複数の積層鋼板からなる回転子においては磁石装着孔内に充填された接着剤が積層鋼板間に浸透してしまい、接着剤によって永久磁石を磁石装着孔内に固定することが困難になるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、磁石を回転子の所定位置に適切に位置決めすることが可能な回転子の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の回転子の製造方法は、回転子本体（例えば、後述する実施の形態でのヨーク１２）に設けられた磁石装着部（例えば、後述する実施の形態での磁石装着部１３）に磁石（例えば、後述する実施の形態での磁石１４）が装着されてなる回転子の製造方法であって、前記磁石装着部に未装着の磁石を、該磁石の外周面上の磁束密度が内周面上の磁束密度よりも大きくなるように、前記磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させる初期着磁工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０１）と、樹脂（例えば、後述する実施の形態での樹脂２２）を前記磁石装着部に注入する樹脂注入工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０３）と、前記初期着磁工程にて磁化された前記磁石を、前記樹脂注入工程にて前記樹脂が注入された前記磁石装着部内に挿入し、前記磁石の外周面と前記磁石装着部の外周側内面との間の磁気吸引力により前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めすると共に、位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石位置固定工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０４）と、前記磁石位置固定工程にて前記磁石装着部内に固定された前記磁石を前記初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させる着磁工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１０）とを含むことを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程によって磁化された磁石は、この磁石の内周面上よりも外周面上の磁束密度のほうがより大きくなることから、この磁石の周囲に配置された磁性体に対する吸引力は内周面よりも外周面のほうがより強くなる。このため、初期着磁工程により磁化された磁石を、例えば回転子本体を貫通する貫通孔等からなる磁石装着部に挿入すると、この磁石は、磁石の外周面が磁石装着部の外周側内面に引き付けられるようにして、磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置、例えば磁石の外周面が磁石装着部の外周側内面に当接する位置等に位置決めされる。
また、樹脂注入工程によって、磁石を磁石装着部内に挿入するより以前のタイミングで磁石装着部内に樹脂を注入しておくことにより、磁石位置固定工程によって磁石を磁石装着部内に挿入すると樹脂内に磁石が押し込まれることにより、磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるようにして樹脂が流動する。そして、磁石と磁石装着部との間に充填された樹脂が硬化すると、位置決めされた磁石が磁石装着部内に固定される。
これにより、予め、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。
しかも、着磁工程によって、磁石装着部内に固定された磁石を初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させることにより、回転子に対する所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束を形成することができる。

さらに、請求項２に記載の発明の回転子の製造方法は、回転子本体（例えば、後述する実施の形態でのヨーク１２）に設けられた磁石装着部（例えば、後述する実施の形態での磁石装着部１３）に磁石（例えば、後述する実施の形態での磁石１４）が装着されてなる回転子の製造方法であって、前記磁石装着部に未装着の磁石を、該磁石の外周面上の磁束密度が内周面上の磁束密度よりも大きくなるように、前記磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させる初期着磁工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０１）と、前記初期着磁工程にて磁化された前記磁石を前記磁石装着部内に挿入し、前記磁石の外周面と前記磁石装着部の外周側内面との間の磁気吸引力により前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めする位置決め工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１１）と、樹脂（例えば、後述する実施の形態での樹脂２２）を前記磁石装着部の内面と前記磁石の表面との間に充填し、前記位置決め工程にて位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石固定工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１２）と、前記磁石固定工程にて前記磁石装着部内に固定された前記磁石を前記初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させる着磁工程（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１０）とを含むことを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程によって磁化された磁石は、この磁石の内周面上よりも外周面上の磁束密度のほうがより大きくなることから、この磁石の周囲に配置された磁性体に対する吸引力は内周面よりも外周面のほうがより強くなる。このため、初期着磁工程により磁化された磁石を、例えば回転子本体を貫通する貫通孔等からなる磁石装着部に挿入すると、この磁石は、磁石の外周面が磁石装着部の外周側内面に引き付けられるようにして、磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置、例えば磁石の外周面が磁石装着部の外周側内面に当接する位置等に位置決めされる。
そして、樹脂注入工程によって、位置決め工程にて位置決めされた磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるようにして樹脂を充填することにより、磁石が磁石装着部内に固定される。
これにより、予め、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。
しかも、着磁工程によって、磁石装着部内に固定された磁石を初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させることにより、回転子に対する所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束を形成することができる。

さらに、請求項３に記載の発明の回転子の製造方法では、前記初期着磁工程は、他の磁石（例えば、後述する実施の形態での永久磁石３１）の磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程では、例えば永久磁石や電磁石等の他の磁石の磁極を磁石の外周面上に配置することによって、磁石を、この磁石の外周面上の適宜の位置での磁束密度が、この外周面上の適宜の位置に対向する内周面上の位置での磁束密度よりも大きくなるように、つまり磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させることができる。

さらに、請求項４に記載の発明の回転子の製造方法では、前記初期着磁工程は、前記他の磁石の１対の互いに異なる磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程では、例えば永久磁石や電磁石等の他の磁石の１対の磁極を磁石の外周面上に配置することによって、これら１対の磁極に対応した異極の１対の磁極が磁石の外周面上に形成され、さらに、内周面上には外周面上の１対の各磁極に対する異極の各磁極が形成され、磁石を、この磁石の外周面上の適宜の位置での磁束密度が、この外周面上の適宜の位置に対向する内周面上の位置での磁束密度よりも大きくなるように、つまり磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させることができる。

さらに、請求項５に記載の発明の回転子の製造方法では、前記初期着磁工程は、前記他の磁石の何れか１つの磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程では、例えば永久磁石や電磁石等の他の磁石の何れか１つの磁極を磁石の外周面上に配置することによって、この磁極に対応した異極の磁極が磁石の外周面上に形成され、さらに、内周面上には外周面上の磁極に対する異極の磁極が形成され、磁石を、この磁石の外周面上の適宜の位置での磁束密度が、この外周面上の適宜の位置に対向する内周面上の位置での磁束密度よりも大きくなるように、つまり磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させることができる。

さらに、請求項６に記載の発明の回転子の製造方法では、前記初期着磁工程は、前記磁石の外周面上の央部あるいは該央部から径方向外方に向かい離間した位置に他の磁石（例えば、後述する実施の形態での永久磁石３１）の磁極を配置することを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、初期着磁工程では、磁石の央部に磁極を形成することによって、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めすることができる。

さらに、請求項７に記載の発明の回転子の製造方法では、前記樹脂はシリコンあるいはエポキシ基を具備することを特徴としている。

上記の回転子の製造方法によれば、シリコン樹脂あるいはエポキシ樹脂によって磁石を固定することにより、この回転子を、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされる車両用電動機に具備した場合であっても、車両の駆動源の使用環境や車両用電動機の運転状態等に応じて回転子本体や磁石に生じる熱変形等の変形に追従して磁石の固定状態を維持することができる。

請求項１または請求項２に記載の発明の回転子の製造方法によれば、予め、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。しかも、着磁工程によって、磁石装着部内に固定された磁石を初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させることにより、回転子に対する所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束を形成することができる。

さらに、請求項３から請求項５の何れかひとつに記載の発明によれば、磁石を、この磁石の外周面上の適宜の位置での磁束密度が、この外周面上の適宜の位置に対向する内周面上の位置での磁束密度よりも大きくなるように、つまり磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように容易に磁化させることができる。
さらに、請求項６に記載の発明によれば、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めすることができる。
さらに、請求項７に記載の発明によれば、回転子を、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされる車両用電動機に具備した場合であっても、車両の駆動源の使用環境や車両用電動機の運転状態等に応じて回転子本体や磁石に生じる熱変形等の変形に追従して磁石の固定状態を維持することができる。

以下、本発明の回転子の製造方法の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係る回転子１０は、例えば内燃機関と共に車両の駆動源とされるハイブリッド車両用電動機をなすブラシレスＤＣモータの回転子であって、このブラシレスＤＣモータは、回転子１０を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を具備する固定子を備えて構成されている。そして、例えば内燃機関とブラシレスＤＣモータとトランスミッションとを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両において、内燃機関およびブラシレスＤＣモータの両方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動輪に伝達されるようになっている。

この回転子１０は、例えば図１に示すように、内燃機関のクランクシャフトおよびトランスミッションの入力軸に連結されてモータトルクを伝達するためのシャフト１１と、例えば珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が積層されてなる略円筒状のヨーク１２と、ヨーク１２に設けられた複数の磁石装着部１３，…，１３に装着される複数の磁石１４，…，１４と、ヨーク１２の回転軸Ｏ方向の端面１２Ａ，１２Ｂを両側から挟み込むようにして配置された１対の略円環板状の端面板１５，１５と、略円環状のカラー１６とを備えて構成されている。

例えば鍛造により略円筒状に形成されたシャフト１１は、外周面１１Ａ上における回転軸Ｏ方向の一方の端部において一段拡径するようにして周方向に沿って外周面１１Ａ上から突出する突出部１１ａを備え、さらに、外周面１１Ａ上の周方向に沿った所定位置には回転軸Ｏ方向に伸びる複数（例えば２つ）の凹溝１１ｂ，１１ｂが形成され、各凹溝１１ｂは、外周面１１Ａ上およびシャフト１１の回転軸Ｏ方向の他方の端面１１Ｂ上において開口するように形成されている。

略円筒状のヨーク１２は、シャフト１１の外周面１１Ａの外径よりも僅かに小さな内径を有する内周面１２Ｃを備え、この内周面１２Ｃ上の周方向に沿った所定位置には回転軸Ｏ方向に伸びる複数（例えば２つ）の凸部１２ａ，１２ａが形成され、ヨーク１２の内周面１２Ｃがシャフト１１の外周面１１Ａに当接するようにしてヨーク１２を相対的にシャフト１１に装着する際に、ヨーク１２の凸部１２ａがシャフト１１の凹溝１１ｂに装着されることで、ヨーク１２とシャフト１１とが周方向の所定相対位置に位置決めされるようになっている。

ヨーク１２の外周部には周方向に所定間隔をおいて複数の磁石装着部１３，…，１３が設けられ、隣り合う磁石装着部１３，１３間においてヨーク１２の外周面１２Ｄ上には回転軸Ｏ方向に伸びる凹溝１２ｂが形成されている。
周方向の両側から凹溝１２ｂ，１２ｂにより挟み込まれる突極状に形成された各磁石装着部１３は、例えば図２に示すように、回転軸Ｏ方向に貫通する１対の磁石装着孔１３ａ，１３ａを備え、これら２つの磁石装着孔１３ａ，１３ａはセンターリブ１３ｂを介して周方向に隣り合うように配置されている。各磁石装着孔１３ａは回転軸線Ｏ方向に対する断面が略長方形状に形成され、各磁石装着孔１３ａの周方向および径方向の各寸法は、略長方形板状の磁石１４の幅寸法および厚さ寸法よりも所定寸法だけ大きく設定されている。
そして、各磁石装着孔１３ａ内に挿入された磁石１４は、磁石１４の外周面１４Ａと磁石装着孔１３ａの外周側内面１３Ａとが当接し、磁石１４の各両側面１４Ｂ，１４Ｃおよび内周面１４Ｄと、磁石装着孔１３ａの各周方向内面１３Ｂ，１３Ｃおよび内周側内面１３Ｄとの間に所定寸法の隙間２１が形成されるようにして位置決めされ、この隙間２１に、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂２２が充填されている。

また、１対の磁石装着孔１３ａ，１３ａに装着される１対の磁石１４，１４は、厚さ方向（つまり回転子１２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。なお、周方向で隣り合う磁石装着部１３，１３に対して、各１対の磁石装着孔１３ａ，１３ａおよび１３ａ，１３ａに装着される各１対の磁石１４，１４および１４，１４は互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の磁石１４，１４が装着された磁石装着部１３には、外周側がＳ極とされた１対の磁石１４，１４が装着された磁石装着部１３が、凹溝１２ｂを介して周方向に隣接するようになっている。

略円環板状の端面板１５は、ヨーク１２の外径よりも僅かに小さな外径を有する外周面１５Ａおよび磁石装着孔１３ａの内周面よりも小さな径の内径を有する内周面１５Ｂを備え、ヨーク１２の端面１２Ａ，１２Ｂを両側から挟み込む１対の端面板１５，１５は、各磁石装着孔１３ａに装着された磁石１４の両端面に当接し、磁石１４が回転軸Ｏ方向に変位することを規制するようになっている。
なお、端面板１５の内周面１５Ｂは、シャフト１１の外周面１１Ａの外径と同等あるいは外周面１１Ａの外径よりも僅かに大きく、かつ、シャフト１１の外周面１１Ａ上に設けられた突出部１１ａの外径よりも小さい内径を有するように形成され、さらに、この内周面１５Ｂ上の周方向に沿った所定位置には回転軸Ｏ方向に伸びる複数（例えば２つ）の突部１５ａ，１５ａが形成されている。すなわち、端面板１５の内周面１５Ｂがシャフト１１の外周面１１Ａに対向するようにして端面板１５を相対的にシャフト１１に装着する際に、端面板１５の突部１５ａがシャフト１１の凹溝１１ｂに装着されることで、端面板１５とシャフト１１とが周方向の所定相対位置に位置決めされ、さらに、端面板１５がシャフト１１の突出部１１ａに当接することで、端面板１５がシャフト１１の回転軸Ｏ方向の一方の端部から抜けてしまうことを防止するようになっている。

略円環状のカラー１６は、シャフト１１の外周面１１Ａの外径よりも僅かに小さな内径を有する内周面１６Ａおよび端面板１５の内周面１５Ｂの内径よりも大きな外径を有する外周面１６Ｂを備え、複数の磁石１４，…，１４が装着されたヨーク１２および１対の端面板１５，１５が装着されたシャフト１１に対して、カラー１６の内周面１６Ａがシャフト１１の外周面１１Ａに当接するようにしてカラー１６を相対的にシャフト１１に装着することによって、カラー１６が端面板１５に当接し、端面板１５がシャフト１１の回転軸Ｏ方向の他方の端部から抜けてしまうことを防止するようになっている。

本実施の形態に係る回転子１０は上記構成を備えており、次に、この回転子１０の製造方法、特に、磁石１４を回転子１０に固定する方法について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、図３に示すステップＳ０１においては、磁石１４に対して、磁化方向が少なくとも厚さ方向であって、この厚さ方向に沿った磁束密度分布が外周面１４Ａから内周面１４Ｄに向かい減少傾向に変化する非対称分布となるように、つまり外周面１４Ａ上の適宜の位置での表面磁束密度が、この外周面１４Ａ上の適宜の位置に対向する内周面１４Ｄ上の位置での表面磁束密度よりも大きくなるように、かつ、外周面１４Ａ上の磁極位置での表面磁束密度が相対的に小さい所定値（例えば、２００ガウス＝０．０２テスラ等）程度となるような着磁（以下、単に、弱着磁と呼ぶ。）を行う。

この弱着磁の工程においては、例えば図４に示すような弱着磁用治具３０を磁石１４の外周面１４Ａに接触させる。この弱着磁用治具３０は、例えば厚さ方向に着磁された略直方体の永久磁石３１と、この永久磁石３１を磁化方向の両側から挟み込む１対の略板状の磁性体３２ａ，３２ｂとを備えて構成され、例えば、１対の磁性体３２ａ，３２ｂ間の距離ＬＭは磁石１４の幅寸法よりも小さく形成され、各磁性体３２ａ，３２ｂの長さは磁石１４の長さと同等に形成されている。
そして、弱着磁用治具３０を磁石１４の幅方向央部に配置し、互いに異なる磁極をなす１対の磁性体３２ａ，３２ｂの各端部を磁石１４の外周面１４Ａに当接させ、さらに、１対の磁性体３２ａ，３２ｂが磁石１４の幅方向に沿って距離ＬＭだけ離間し、各磁性体３２ａ，３２ｂの長さ方向と磁石１４の長さ方向とが平行となるように設定する。
これにより、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すように、磁石１４の外周面１４Ａ上で幅方向に所定距離ＬＭだけ離れた位置Ｗａ，Ｗｂに１対の磁性体３２ａ，３２ｂに対応した異極の互いに異なる磁極が磁石１４の長さ方向に沿って伸びるようにして形成される。そして、この磁石１４の外周面１４Ａ上に形成された各磁極に対し、内周面１４Ｄ上には異極の各磁極が形成され、この磁石１４は、幅方向および厚さ方向が磁化方向とされて両面４極に着磁される。

次に、ステップＳ０２においては、ロータシャフト１１に一方の端面板１５を装着し、さらに、ヨーク１２にロータシャフト１１を圧入するようにして、ロータシャフト１１にヨーク１２を装着する。
次に、ステップＳ０３においては、ヨーク１２の各磁石装着孔１３ａの一方の開口部が一方の端面板１５により閉塞された磁石装着孔１３ａに所定量の樹脂２２を注入する。
次に、ステップＳ０４においては、樹脂２２が注入された磁石装着孔１３ａ内に磁石１４を挿入する。このとき、樹脂２２内に磁石１４が押し込まれることにより、磁石１４と磁石装着孔１３ａとの間の隙間２１を埋めるようにして樹脂２２が流動する。また、磁石１４は、外周面１４Ａ上の各磁極位置（つまり、磁石幅方向の位置Ｗａ，Ｗｂ）が、これらの各磁極位置に対向する内周面１４Ｄ上の各磁極位置に比べて相対的に強く着磁されていることから、磁石１４の外周面１４Ａが磁石装着孔１３ａの外周側内面１３Ａに吸引される吸引力は、磁石１４の内周面１４Ｄが磁石装着孔１３ａの内周側内面１３Ｄに吸引される吸引力よりも強くなり、磁石１４の外周面１４Ａが磁石装着孔１３ａの外周側内面１３Ａに当接するようにして磁石１４が位置決めされる。

次に、ステップＳ０５においては、樹脂２２を所定温度まで加熱して硬化させ、磁石１４を磁石装着孔１３ａ内に固定する。
次に、ステップＳ０６においては、ロータシャフト１１に他方の端面板１５を装着し、ヨーク１２の各磁石装着孔１３ａの他方の開口部を他方の端面板１５により閉塞する。
次に、ステップＳ０７においては、カラー１６にロータシャフト１１を圧入するようにして、ロータシャフト１１にカラー１６を装着する。
そして、ステップＳ０８においては、例えばロータシャフト１１とヨーク１２と１対の端面板１５，１５とカラー１６との相対位置等の検査および修正を行う。
そして、ステップＳ０９においては、回転バランス等を調整する。
次に、ステップＳ１０においては、各磁石装着孔１３ａに装着された磁石１４に対して、磁化方向を厚さ方向として適宜の着磁装置（図示略）により着磁（以下、単に、本着磁と呼ぶ。）を行い、一連の処理を終了する。
なお、ステップＳ１０における本着磁の工程では、各磁石１４に対して、ブラシレスＤＣモータの所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束が形成されるようにして、ステップＳ０１にて実行する弱着磁よりも相対的に強い磁場によって着磁を行う。これにより、例えば図５（ｃ）に示すように、磁石１４の外周面１４Ａ上に所定の磁極が形成される。

上述したように、本実施の形態による回転子の製造方法によれば、予め、磁石１４を各磁石装着孔１３ａ内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子１０の回転時において外周側へ変位しようとする磁石１４に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および回転子１０の疲労強度の低下を抑制することができる。しかも、本着磁の工程では、各磁石装着孔１３ａ内に固定された磁石１４を弱着磁の工程よりも強い磁場で磁化させることにより、回転子１０に対する所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束を形成することができる。
また、弱着磁の工程では、弱着磁用治具３０を磁石１４の外周面１４Ａ上の幅方向央部に配置するだけの単純な作業だけで、磁石１４を、この磁石１４の外周面１４Ａ上の適宜の位置での磁束密度が、この外周面１４Ａ上の適宜の位置に対向する内周面１４Ｄ上の位置での磁束密度よりも大きくなるように、つまり磁石１４の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように容易に磁化させることができる。
そして、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂２２によって磁石１４を磁石装着孔１３ａ内に固定することによって、回転子１０を、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされる車両用電動機に具備した場合であっても、車両の駆動源の使用環境や車両用電動機の運転状態等に応じてヨーク１２や磁石１４に生じる熱変形等の変形に追従して磁石１４の固定状態を維持することができる。

なお、上述した実施の形態において、弱着磁用治具３０の各磁性体３２ａ，３２ｂの長さを磁石１４の長さと同等に形成したが、これに限定されず、各磁性体３２ａ，３２ｂの長さを磁石１４の長さよりも短く形成してもよい。この場合には、弱着磁の実行時に、弱着磁用治具３０を磁石１４の幅方向央部に配置し、互いに異なる磁極をなす１対の磁性体３２ａ，３２ｂの各端部を磁石１４の外周面１４Ａに当接させ、さらに、１対の磁性体３２ａ，３２ｂが磁石１４の幅方向に沿って距離ＬＭだけ離間した状態を維持しつつ、弱着磁用治具３０を磁石１４の長さ方向に沿って相対移動させる。
また、上述した実施の形態において、弱着磁用治具３０は永久磁石３１を備えたが、これに限定されず、永久磁石３１の代わりに電磁石を備えてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、弱着磁用治具３０によって磁石１４の外周面１４Ａ上に１対の磁極を形成し、各磁極位置での磁束密度が同等となるように設定したが、これに限定されず、例えば図６に示す上述した実施形態の第１変形例に係る弱着磁用治具４０によって、各磁極位置での磁束密度が異なるようにして、例えば、本着磁によって形成される磁極（例えば、Ｎ極）と同等の磁極の磁束密度が、本着磁によって形成される磁極とは異なる磁極（例えば、Ｓ極）の磁束密度よりも大きくなるようにして、弱着磁を行ってもよい。

この弱着磁用治具４０は、例えば厚さ方向に着磁された略直方体の２つの永久磁石４１ａ，４１ｂと、互いに磁化方向が反対方向となるように対向配置された永久磁石４１ａ，４１ｂによって両側から挟み込まれる略板状の磁性体４２ａと、各永久磁石４１ａ，４１ｂを、磁性体４２ａとによって磁化方向の両側から挟み込む略板状の各磁性体４２ｂ，４２ｃとを備えて構成され、磁性体４２ａ，４２ｂ間の所定距離ＬＭ１と磁性体４２ａ，４２ｃ間の所定距離ＬＭ２とを加算して得た距離（ＬＭ１＋ＬＭ２）は磁石１４の幅寸法よりも小さく形成されている。
そして、弱着磁用治具４０を磁石１４の幅方向央部に配置し、各磁性体４２ａ，４２ｂ，４２ｃの各端部を磁石１４の外周面１４Ａに当接させ、さらに、順次、各磁性体４２ｂ，４２ａ，４２ｃが磁石１４の幅方向に沿って所定距離ＬＭ１，ＬＭ２だけ離間し、各磁性体４２ｂ，４２ａ，４２ｃの長さ方向と磁石１４の長さ方向とが平行となるように設定する。

これにより、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、磁石１４の外周面１４Ａ上で幅方向に、順次、所定距離ＬＭ１，ＬＭ２だけ離れた位置Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に各磁性体４２ｂ，４２ａ，４２ｃに対応した異極の互いに異なる磁極が隣り合い、かつ、磁石１４の長さ方向に沿って伸びるようにして形成される。そして、この磁石１４の外周面１４Ａ上に形成された各磁極に対し、内周面１４Ｄ上には異極の各磁極が形成され、この磁石１４は、幅方向および厚さ方向が磁化方向とされて両面６極に着磁される。
そして、各磁石装着孔１３ａに装着された磁石１４に対して本着磁を行う際には、例えば図７（ｃ）に示すように、弱着磁において磁束密度が相対的に大きくなるように設定された磁極と同等の磁極が磁石１４の外周面１４Ａ上に形成される。

この第１変形例においては、弱着磁の際に、本着磁によって形成される磁極とは異なる磁極が形成される面積を、本着磁によって形成される磁極と同等の磁極が形成される面積よりも大きく設定することで、本着磁によって形成される磁極とは異なる磁極の磁束密度を相対的に小さくすることができ、本着磁の実行時に減磁耐力が低下してしまうことを防止することができる。
例えば、磁石１４の幅方向央部の磁極位置での磁束密度を、２００ガウス＝０．０２テスラ程度に設定した場合、磁石１４の幅方向端部にずれた磁極位置での磁束密度が、２０ガウス＝０．００２テスラ程度となるように設定する。

また、上述した実施の形態においては、弱着磁用治具３０によって磁石１４の外周面１４Ａ上に１対の磁極を形成したが、これに限定されず、例えば図８に示す上述した実施形態の第２変形例のように、単に、永久磁石３１の１対の磁極のうち、本着磁によって形成される磁極（例えば、Ｎ極）と反対の磁極（つまり、Ｓ極）を磁石１４の外周面１４Ａに当接させてもよい。
この場合には、例えば図９（ａ）に示すように、磁石１４の外周面１４Ａ上の幅方向央部に磁石１４の長さ方向に沿って伸びるようにして、本着磁によって形成される磁極と同等の磁極が形成され、さらに、例えば図９（ｂ）に示すように、この外周面１４Ａ上に形成された磁極に対し、内周面１４Ｄ上には異極の磁極（例えば、Ｓ極）が形成され、この磁石１４は、厚さ方向が磁化方向とされて両面２極に着磁される。
この第２変形例においては、弱着磁の際に、磁石１４の外周面１４Ａと、内周面１４Ｄとに対して、本着磁によって形成される磁極と同等の磁極のみが形成されるだけであるから、本着磁の実行時に異なる磁極が存在することで減磁耐力が低下してしまうことを防止することができる。

また、上述した実施の形態においては、ステップＳ０３およびステップＳ０４に示すように、磁石装着孔１３ａに樹脂２２を注入した後に、磁石１４を装着するとしたが、これに限定されず、例えば図１０に示す本実施形態の第３変形例のように、磁石装着孔１３ａに磁石１４を装着した後に、樹脂２２を注入してもよい。
すなわち、この第３変形例においては、上述したステップＳ０２の実行後に、ステップＳ１１に進む。
そして、ステップＳ１１においては、磁石装着孔１３ａ内に磁石１４を挿入することによって、磁石１４の外周面１４Ａが磁石装着孔１３ａの外周側内面１３Ａに当接するようにして磁石１４が位置決めされる。
次に、ステップＳ１２においては、磁石１４の各両側面１４Ｂ，１４Ｃおよび内周面１４Ｄと、磁石装着孔１３ａの各周方向内面１３Ｂ，１３Ｃおよび内周側内面１３Ｄとの間に形成される隙間２１に樹脂２２を注入して、上述したステップＳ０５に進む。

また、上述した実施の形態においては、ヨーク１２を貫通する磁石装着孔１３ａ内に磁石１４を装着するとしたが、これに限定されず、例えばヨーク１２の外周面１２Ｄ上で開口する凹部に磁石１４が装着され、この凹部の開口部に磁石１４の外周面１４Ａに当接して磁石１４が外周側に変位することを規制する爪部が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る回転子の分解斜視図である。 図１に示す磁石が装着されたヨークの要部平面図である。 本発明の一実施形態に係る回転子の製造方法の各工程について示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る弱着磁用治具によって磁石を着磁する際の弱着磁用治具と磁石との相対位置を示す図である。 図５（ａ）は図４に示す弱着磁用治具によって着磁された磁石の外周面上に形成された磁極を模式的に示す図であり、図５（ｂ）は図４に示す弱着磁用治具によって着磁された磁石の外周面上における表面磁束密度の変化の一例を磁石幅方向の位置に応じて示すグラフ図であり、図５（ｃ）は弱着磁実行後の本着磁によって着磁された磁石の外周面上における表面磁束密度の変化の一例を磁石幅方向の位置に応じて示すグラフ図である。 本実施形態の第１変形例に係る弱着磁用治具によって磁石を着磁する際の弱着磁用治具と磁石との相対位置を示す図である。 図７（ａ）は図６に示す弱着磁用治具によって着磁された磁石の外周面上に形成された磁極を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は図６に示す弱着磁用治具によって着磁された磁石の外周面上における表面磁束密度の変化の一例を磁石幅方向の位置に応じて示すグラフ図であり、図７（ｃ）は弱着磁実行後の本着磁によって着磁された磁石の外周面上における表面磁束密度の変化の一例を磁石幅方向の位置に応じて示すグラフ図である。 本実施形態の第２変形例において、図４に示す弱着磁用治具と磁石との相対位置を示す図である。 図９（ａ）は本実施形態の第２変形例において弱着磁により着磁された磁石の外周面上に形成された磁極を模式的に示す図であり、図９（ｂ）は本実施形態の第２変形例において弱着磁により着磁された磁石の外周面および内周面上に形成された磁極を模式的に示す図である。 本実施形態の第３変形例に係る回転子の製造方法の各工程について示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 回転子
１２ ヨーク（回転子本体）
１３ 磁石装着部
１４ 磁石
２２ 樹脂
３１ 永久磁石（他の磁石）
ステップＳ０１ 初期着磁工程
ステップＳ０３ 樹脂注入工程
ステップＳ０４ 磁石位置固定工程
ステップＳ１０ 着磁工程
ステップＳ１１ 位置決め工程
ステップＳ１２ 磁石固定工程

Claims (7)

1. 回転子本体に設けられた磁石装着部に磁石が装着されてなる回転子の製造方法であって、
   前記磁石装着部に未装着の磁石を、該磁石の外周面上の磁束密度が内周面上の磁束密度よりも大きくなるように、前記磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させる初期着磁工程と、
   樹脂を前記磁石装着部に注入する樹脂注入工程と、
   前記初期着磁工程にて磁化された前記磁石を、前記樹脂注入工程にて前記樹脂が注入された前記磁石装着部内に挿入し、前記磁石の外周面と前記磁石装着部の外周側内面との間の磁気吸引力により前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めすると共に、位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石位置固定工程と、
   前記磁石位置固定工程にて前記磁石装着部内に固定された前記磁石を前記初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させる着磁工程と
   を含むことを特徴とする回転子の製造方法。
2. 回転子本体に設けられた磁石装着部に磁石が装着されてなる回転子の製造方法であって、
   前記磁石装着部に未装着の磁石を、該磁石の外周面上の磁束密度が内周面上の磁束密度よりも大きくなるように、前記磁石の径方向に沿った磁束密度分布が非対称分布となるように磁化させる初期着磁工程と、
   前記初期着磁工程にて磁化された前記磁石を前記磁石装着部内に挿入し、前記磁石の外周面と前記磁石装着部の外周側内面との間の磁気吸引力により前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めする位置決め工程と、
   樹脂を前記磁石装着部の内面と前記磁石の表面との間に充填し、前記位置決め工程にて位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石固定工程と、
   前記磁石固定工程にて前記磁石装着部内に固定された前記磁石を前記初期着磁工程よりも強い磁場で磁化させる着磁工程と
   を含むことを特徴とする回転子の製造方法。
3. 前記初期着磁工程は、他の磁石の磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転子の製造方法。
4. 前記初期着磁工程は、前記他の磁石の１対の互いに異なる磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の回転子の製造方法。
5. 前記初期着磁工程は、前記他の磁石の何れか１つの磁極を前記磁石の外周面上あるいは該外周面から径方向外方に向かい離間した位置に配置することを特徴とする請求項３に記載の回転子の製造方法。
6. 前記初期着磁工程は、前記磁石の外周面上の央部あるいは該央部から径方向外方に向かい離間した位置に他の磁石の磁極を配置することを特徴とする請求項３から請求項５の何れかひとつに記載の回転子の製造方法。
7. 前記樹脂はシリコンあるいはエポキシ基を具備することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかひとつに記載の回転子の製造方法。
   
   

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