JP2007228792A - 磁石を付与する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性材料で作られた構成要素に少なくとも１つの磁石を付与する方法に関する。
【解決手段】少なくとも１つの磁石５４、７２が構成要素の表面に付与され、少なくとも１つの磁石５４、７２が、構成要素のすぐ近傍に配置され、保持要素によって作用する保持力によって保持装置５０内に保持され、保持要素を非活性化することによって、有効な保持力が減少し、そして少なくとも１つの磁石５４、７２が構成要素の表面へと移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁性材料で作られた構成要素に磁石を付与する方法及び装置に関する。

本発明による方法及び関連する装置は、特に電気モータ、特に昇降機用電気モータ用の永久磁石付きロータを製造するよう意図されている。

長年、昇降機の駆動装置には永久磁石を取り付けた回転子を有するモータが使用されてきた。回転子は、外側に永久磁石を装着した内部回転子として、又は内側に永久磁石を装着した外部回転子として構築することができる。回転子に永久磁石を適切に取り付ける作業は、比較的煩わしい作業である。

知られている方法では、個々の磁石の形状の窪みを備えているプラスチックフィルム又はアルミの細片などを、回転子の表面に接着剤で接着する。ケースごとに、次に磁石の裏面に接着剤を塗布し、それを個々に窪みに入れる。磁力があっても磁石が確実にその窪みに正確かつきれいに挿入されているよう注意しなければならない。回転子表面及び既に位置決めされている磁石によって直接、強力に引き寄せられるからである。磁石は常に、１つの磁石から次の磁石までに小さいギャップを設けて取り付けねばならないので、滑動する危険があり、オペレータは各磁石上で接着剤が硬化するのを待ってからでないと、次の磁石を取り付けることができない。したがって、この回転子製造方法は非常に時間がかかる。

磁石をリング上に列状に配置し、次にモータに必要とされている数だけのリングを基本的なリングボディ上に並べて取り付ける方法が、欧州特許明細書第ＥＰ１２５５３４３Ａ２号から知られている。これにより、磁石の最初及び最後でモータが真に動作する際のサージを減少させるか、完全になくすように、磁石を備えたリングを相互に対して小さい角度で回転できることが確保される。しかし、磁石を個々にリングに留める必要があり、リングを不均衡なくベース部材に固定する必要があることが、引き続き問題となる。

別の欧州特許明細書第ＥＰ１６０５５７４Ａ１号から、回転子の表面を複数の極表面に区切り、極表面を予め製作することによって製造費を削減することが知られている。しかし、回転子の周囲の極ごとに仕上げた回転子を組み立てる場合は、ガイド付きアーム又はサーボ位置決め装置が必要であり、これは幾つか極がある場合に多大な費用がかかる。また、依然として磁石を極の表面に付与し、それに取り付けなければならない。
欧州特許明細書第ＥＰ１２５５３４３Ａ２号 欧州特許明細書第ＥＰ１６０５５７４Ａ１号

ここで、永久磁石を備えた回転子の生産を単純化し、スピードアアップし、それによって費用を大幅に削減するという問題が生じる。

本発明による方法は、少なくとも１つの磁石を磁性材料で作られた構成要素に付与するために使用され、少なくとも１つの磁石が構成要素の表面に付与され、少なくとも１つの磁石が、前記構成要素のすぐ近傍に配置され、保持要素によって作用する保持力によって保持装置内に保持され、前記保持要素を非活性化することによって、有効な保持力が減少し、そして少なくとも１つの磁石が前記構成要素の表面へと移動する。

磁石を有する回転子及び固定子を含む電気モータを生産するために、この方法を使用することが可能である。磁石は固定子の方向に面する回転子の表面に取り付けられ、回転子の表面に装着すべき磁石が、回転子表面に対して相補的に延在する保持装置に最初に配置される。

本発明の１つの実施の形態では、極の周囲に延在する少なくとも１列の磁石が、接着剤を備えて、保持装置のポケットに配置され、磁石の列全体が一緒に回転子の表面に付与される。有利な態様は、例えば９０秒などの硬化に必要な時間が全部の磁石で同時に過ぎ、したがって１回しか経過しないことである。別の有利な態様は、この方法及び保持装置を使用することにより、回転子の表面に付与した後に磁石が滑動することが不可能なことである。というのは、磁石が例えば４ｍｍの厚さで、保持装置と回転子の間の距離が３ｍｍしかないので、保持装置のポケットから回転子表面へと移動した後でも、磁石がなおポケット内に多少突き出しているからである。

本発明による方法では、回転子の周囲に延在する磁石の列を回転子表面へと付与した後、新しい磁石の列が保持装置に既に付与された磁石の列にすぐ隣接して配置され、それから新しい磁石の列を既に付与した磁石の列に隣接して付与する。

少なくとも１つの磁石を接着剤で表面に接着することが好ましい。

１つの形体によると、本発明による方法をロボットの補助で実行する。

本発明によると、永久磁石を備えた回転子及び固定子を有し、永久磁石が固定子に面する回転子の表面に接着剤で接着された電気モータを生産するために、回転子表面に付与すべき磁石を最初に、回転子表面の反対側に形成された装置に配置し、次に回転子表面から短い距離に一緒に位置決めし、次に回転子表面に付与する。

本発明の１つの形体によると、少なくとも接着剤で接着できる状態で回転子を固定状態にて位置決めし、回転子表面に付与するために回転子の周囲に延在する磁石の列を、最初に回転子表面の反対側に、又はそれとは相補的に形成された装置に形成し、次に接着剤を磁石の自由表面に塗布して、装置を回転し表面から短い距離に位置決めし、その後に磁石を一緒に回転子表面に付与することが想定される。

回転子表面の処理は、ロボットの補助を使用して、あるいはロボットのみを使用しても実行することができる。

ロボットは、回転子をコンベヤから準備区域へと搬送し、接着すべき回転子表面を前処理し、回転子を磁石付着区域に位置決めし、計量又は接着器具を使用して磁石に接着剤を塗布し、装置を回転し表面の近くに位置決めし、磁石を装置から回転し表面へと搬送し、装置を取り付け区域へと搬送し、回転子を磁石付着区域から前方のコンベヤへと搬送し、回転子を塗装ブース内に位置決めし、磁石を取り付けた回転子の少なくとも一部に防食剤を塗布し、回転子を前方のコンベヤに配置することができる。

磁石を保持装置の磁石区域に配置したら、１つの実施の形態では磁石自体をその磁力によって各磁気区域の下に位置するピンに保持する。保持装置を回転し表面から小さい距離に位置決めした後、磁石は、ピンを引っ張ることによってピンから引き離され、その磁力によって回転子表面に付与され、接着剤が硬化するまでここに留まる。

いわゆるエジェクタをピン端部に設けてよく、これはサイズの違いによって磁石がポケット内に詰まった場合に、保持装置のポケットから磁石を除去することを補助する。エジェクタは、保持装置から磁石を意図的に押し出せるようにする。磁石を解放するには、磁石の下で窪み内に配置されたピンを、磁石表面に平行な磁石区域から少なくとも部分的に引き出すことができ、したがってピン端部に配置されたエジェクタが、ポケットからまだ移動していない磁石を解放し、これで磁石はその磁力によって回転子表面に飛び出す。

ピンはグループに分割することができ、したがって１つのグループのピンが一緒に動作し、様々なグループが連続的に、又は同時に動作する。

ピンの同時の動作は、これらのピンが一方端で相互に結合され、したがって同時に動作できることによって補助される。

接着剤は、細かく計量した量で個々の磁石に塗布し、硬化後に獲得した層の厚さを計量に使用することが好ましい。

本発明による保持装置は、少なくとも１つの磁石を付与する働きをする。記載された保持装置は、特に上述したような方法を実行するために使用される。保持装置は、磁石が付与されるべき構成要素の表面に対して相補的に設計された表面領域を備え、この表面領域に装着すべき少なくとも１つの磁石に力を付与するか、作用するために少なくとも１つの非活性化可能な保持要素を設ける。装置の表面領域は特に、回転子の周囲に磁石の列を配置するための場所が提供され、各磁石の場所の下に可動ピンが保持要素として配置されるような寸法である。

さらに、この実施の形態では、装置の表面領域に少なくとも１つの磁石の少なくとも１つのガイドを設ける。

保持装置の少なくともこの表面領域は非磁性材料で構成してよく、少なくとも１つの保持要素は磁性材料で構成してよい。

予め磁化した磁石の場合は、装置内に配置すると磁石が磁性材料のピンに付着することができる。予め磁化していない磁石の場合、磁石は磁性ピンによって保持される。

本発明によると、保持装置は、スリーブによって回転子表面から短い距離で回転子のハブに位置決めすることができる。回転子、保持装置及びスリーブ付きの回転子保持装置の軸方向長さは、保持装置に配置された磁石が、取り付け先の回転子表面と一致する位置へと移動する前に、保持装置の半径方向で正しい位置に到達するような長さである。

この実施の形態では、この方法を実行する装置は、磁石を取り付けるべき回転子表面と一致し、それに相補的な形状で、そこから短距離にある表面領域を有する装置本体を備え、この表面には、少なくとも回転子の周囲に設けられた磁石の列のための場所が設けられ、これらの場所はポケットの形態をとり、その深さは磁石の厚さと等しく、各磁石位置の下には、ポケット内に配置すべき磁石を固定するための保持要素として可動ピンが設けられる。ピンは、長手方向に動作可能で、その外面でポケットの表面にちょうど届き、したがってその表面の薄い細片でポケット内に位置する磁石とちょうど接触するように、ポケットの下に配置される。ピンを停止するか、それを磁石の下側から取り出した後、磁石はもはや保持装置に保持されない。

回転子の製造を実行するためにロボットを使用することは特に有利である。回転子は、例えばこれを準備区域に供給するコンベヤなどから、ロボットによって持ち上げられる。ローディング区域内に位置決めされた保持装置はその間に、オペレータによって磁石が装填されるので有利であり、オペレータは磁石をポケット内に位置決めし、破損部、損傷及び腐食がないかこれを視覚的にチェックする。磁石のローディングもロボットによって実行することができる。次に、ロボットは接着装置を使用して保持装置内の磁石に接着剤を塗布する。ロボットが、接着剤を磁石上に薄く均一に広げるために対応する行為を実行する間に、接着装置が、圧力及び時間に関して磁石に塗布すべき接着剤の量を測定する計量手段を備えると有利である。ロボットは、接着剤を広げた後、保持装置を回転子へと搬送し、磁石が回転子表面上に自身のために設けられた位置のちょうど反対側に位置決めされるように、これを回転子表面付近に位置決めする。次に、ロボットは保持装置内で磁石を保持しているピンをその保持位置から引き出し、ピンの端部にあるエジェクタを使用すると、磁石が保持装置内のその位置から解放され、回転子表面に飛び乗る。例えば約９０秒かかることがある接着剤の硬化を待った後、ロボットは保持装置をローディング区域に戻し、次に回転子を磁石接着区域から前方のコンベヤへと搬送する。次に、回転子はロボットによって塗装ブース内に位置決めされ、ロボットが、磁石を腐食から保護するために、少なくとも回転子表面の磁石を取り付けた区域に塗料を塗布する。次に、回転子はロボットによって別のコンベヤへと運ばれる。

１つの形体によると、保持装置は表面上のポケットの形態で磁石を装着すべき磁石の場所を備え、これは磁石の形状に対応し、ガイドとして作用することができる。磁石はこれらのポケットにちょうど嵌ることが好ましい。

ポケットの回転子に面する側とは反対の側には、保持要素としてその中で軸方向に動作可能なピンのために、保持装置の軸方向に窪みが形成される。

ピンはグループに分割することができ、１つのグループのピンは、一方端で相互に接合し、継手によって一緒に動作可能にすることができる。

１つの形体によると、ピンは、ポケットの下に位置する端部に好ましくは非磁性のエジェクタを有し、これは磁石に面するピンの側部を超えて突出する。

その内部輪郭又は外部輪郭の少なくとも一部によって接着すべき回転子表面に対して位置決め可能な保持装置は、回転子の内部輪郭又は外部輪郭上に直接位置決めできることが好ましい。

本発明のさらなる形体及び利点は、説明及び添付図面から明白になる。

上記で言及した形体及び以降で説明される形体は、指定された組合せばかりでなく、他の組合せ又は単独でも本発明の範囲から逸脱することなく使用できることが理解される。

本発明を、図面で図示した例示により実施の形態を使用して概略的に示し、図面を参照しながら以降で詳細に説明する。

図１は、保持装置の詳細を概略的に、全体的に１０で示す。保持装置１０は、装置本体１２、磁性ピン１４、複数のピン１４の接続部１６、接着すべき回転子１９の回転子表面１８、磁石板２０及び非磁性エジェクタ２２を示す。

磁石板２０は最初に、自身の磁力によって装置本体１２内のピン１４に吸着する。ピン１４を引き上げることにより、相合部分の面積、したがって磁石板２０とピン１４間の磁気引力が減少する。磁石板２０は回転子１９の表面１８に飛び乗り、非磁性エジェクタ２２によってさらに補助される。回転子１９に面する磁石板２０の表面が、接着剤で覆われている。

ピン１４が収容されている窪み２６は、エジェクタ２２の滑動又は移動表面２８を提供する。

図２ａは、本発明による保持装置３０を装置本体３１とともに平面図で示す。磁石の列のオフセットを位置合わせするためのボア３２、及び保持装置３０を手動で位置合わせするためのハンドル３４を見ることができ、ハンドル３４は接触板４０上に形成されている。ピン用の窪み３６、及び付与すべき磁石用のポケット３８も図示されている。

図２ｂは保持装置３０の側面図を示す。装置本体３１が接触板４０及び磁石位置４２とともに図示されている。

別の保持装置５０の詳細が、図３に図示されている。回転子５２、回転子５２に飛び乗っている磁石５４、エジェクタ５６、伸長したピン５８、ピン５８の接続部６０、ピン５８を引き出すためのハンドル６２、スリーブ６４、装置本体６６、窪み６８、押し込まれたピン７０、保持装置５０に付着した磁石７２及び接触板７４が図示されている。回転子表面と磁石７２の間に明らかに狭い間隔７６があり、これは約３ｍｍである。

図４は、保持装置８０に付与された２つの磁石８２を示す。これらの磁石８２は、保持要素（図示せず）によって保持装置８０に保持され、ピン８４によって位置決めされている。これらのピン８４は、それぞれ個々の磁石８２用のポケットを形成し、磁石８２のガイドを提供する。つまり、十分に長く、例えば磁石の厚さと同じ高さがあり、したがって保持装置８０から回転子（図示せず）へと移動した後も、磁石８２はまだピン８４間で案内される。使用した接着剤の硬化時間が経過した後、磁石８２がピン８２によって形成されたポケットから出るように、保持装置８０を上方向に動かすことができる。

図５は、ピン（図示せず）を収容するための窪み９０を示す。ピンを窪み９０に押し込むと、磁石９２が磁気引力によってピンにより保持される。ピンが磁石９２と接触するか、磁石９２とピンの間に小さいギャップがあってよい。

図面は、ピンに装着されたエジェクタ５６の移動表面９４、及び窪み９０からポケット９１へクリーンに移行するための段差９６も示す。

保持装置の細部を示す略図である。 保持装置を示す平面図である。 図２ａによる保持装置の側面図である。 図２ａの線Ａ−Ａの断面で回転子及び保持装置を示す断面である。 「ポケット」の別の実施の形態がある保持装置に装着された磁石を示す図である。 案内ピンとともにポケットを示す水平断面図である。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）を磁性材料で作られた構成要素に付与する方法であって、前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）が前記構成要素の表面に付与され、前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）が、前記構成要素のすぐ近傍に配置され、保持要素によって作用する保持力によって保持装置（１０、３０、５０、８０）内に保持され、前記保持要素を非活性化することによって、有効な保持力が減少し、そして前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）が前記構成要素の表面へと移動させられる、方法。
2. 磁石（５４、７２、８２、９２）を有する回転子（１９、５２）及び固定子を含む電気モータを生産するために使用され、前記磁石（５４、７２、８２、９２）が前記固定子の方向に面する表面に取り付けられ、前記回転子の表面（１８）に装着すべき磁石（５４、７２、８２、９２）が、前記回転子表面（１８）に対して相補的に延在する前記保持装置（１０、３０、５０、８０）に最初に配置される、請求項１に記載の方法。
3. 前記回転子の周囲に広がって存在する磁石の列を前記回転子表面（１８）に付与した後に、新しい磁石の列が前記保持装置（１０、３０、５０、８０）に既に付与された磁石の列にすぐ隣接して配置され、それから、前記新しい磁石の列が前記既に付与した磁石の列に隣接して付与される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９１）を接着剤で前記表面に接着する、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
5. ロボットの補助により実行される、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
6. 少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）を付与する、特に請求項１から５のいずれか１つに記載の方法を実行する、保持装置であって、前記磁石（５４、７２、８２、９２）が付与されるべき構成要素の表面に対して相補的に設計された表面領域を備え、前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）が前記表面領域に装着される場合に、前記少なくとも１つの磁石に力を加え又は力を作用させるために少なくとも１つの非活性化可能な保持要素が設けられている、保持装置。
7. 前記表面領域が、回転子の周囲に設けられる磁石の列のために場所が設けられるような寸法であり、可動ピン（１４、１８、７０、８４）が各磁石の場所の下に保持要素として配置される、請求項５に記載の保持装置。
8. 前記少なくとも１つの磁石（５４、７２、８２、９２）のために少なくとも１つのガイドが前記表面領域に設けられる、請求項６又は７に記載の保持装置。
9. 少なくとも前記表面領域が非磁性材料で構成され、前記少なくとも１つの保持要素が磁性材料で構成される、請求項６から８のいずれか１つに記載の保持装置。
10. スリーブ（６４）によって回転子表面（１８）から短距離にて回転子（１９、５２）のハブに配置することができる、請求項６から９のいずれか１つに記載の保持装置。
11. 装置本体（１２、３１、６６）が、接着すべき前記回転子表面（１８）に対してその内部又は外部輪郭の少なくとも一部上に位置決め可能である、請求項６から１０のいずれか１つに記載の保持装置。
12. 前記装置本体（１２、３１、６６）が、前記回転子の前記内部又は外部輪郭に直接位置決め可能である、請求項６から１１のいずれか１つに記載の保持装置。

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