JP2010252515A - Method for manufacturing magnet body for field pole and permanent magnet type electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石型電動機に用いる界磁極用磁石体の製造方法及び永久磁石型電動機に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a field pole magnet used for a permanent magnet type electric motor and a permanent magnet type electric motor.
永久磁石型電動機では界磁極用磁石体がロータ又はステータを構成する鉄心の周方向に均等に複数設けられる。特許文献1には、鉄心の軸方向に複数分割された磁石片の集合体として構成される磁石体を鉄心の周方向に複数設けられる取り付け孔に挿入嵌設することが記載されている。磁石体は複数の磁石片に分割されているので、磁石片間の接触抵抗によってうず電流損を抑制して磁石体の発熱を抑制することができる。
In the permanent magnet type electric motor, a plurality of field pole magnet bodies are equally provided in the circumferential direction of the iron core constituting the rotor or stator.
上記従来の技術では、例えば回転刃物などによって磁石体を切断することで磁石体を各磁石片に分割し、さらに各磁石片の寸法が規定範囲内となるように磁石片の分割面を研削加工によって研磨していた。しかし、磁石片の分割面を切断及び研削加工することにより分割面の平滑度が向上するので、隣接する磁石片同士の面精度が向上する。これにより、分割面の接触抵抗が低下するので、磁石体の発熱抑制効果が不十分であった。 In the above conventional technique, for example, the magnet body is divided into each magnet piece by cutting the magnet body with a rotary blade or the like, and further, the divided surface of the magnet piece is ground so that the size of each magnet piece is within a specified range. Was polished by. However, since the smoothness of the divided surfaces is improved by cutting and grinding the divided surfaces of the magnet pieces, the surface accuracy between adjacent magnet pieces is improved. Thereby, since the contact resistance of a division surface falls, the heat_generation | fever suppression effect of a magnet body was inadequate.
本発明は、複数の磁石片から構成される界磁極用磁石体の磁石片間の接触抵抗を向上させることを目的とする。 An object of this invention is to improve the contact resistance between the magnet pieces of the field pole magnet body comprised of a plurality of magnet pieces.
本発明は、永久磁石型電動機のロータ又はステータに配設される界磁極用磁石体の製造方法であって、磁石体を破断することで複数の磁石片に分割するステップと、分割するステップによって分割された磁石片の破断面の表層部を剥離させるステップと、剥離させるステップによって表層部を剥離させた複数の磁石片を一体的に結合するステップとを含むことを特徴とする。 The present invention is a method of manufacturing a field pole magnet body disposed on a rotor or stator of a permanent magnet type electric motor, wherein the magnet body is broken to be divided into a plurality of magnet pieces, and the splitting step is performed. The method includes a step of peeling the surface layer portion of the fractured surface of the divided magnet piece, and a step of integrally joining a plurality of magnet pieces having the surface layer portion peeled off by the peeling step.
本発明によれば、磁石体を破断することで複数の磁石片に分割し、磁石片の破断面を剥離させてから磁石片を一体的に結合するので、磁石片間の接触面積を低下させることができ、接触抵抗を増大させて磁石体の発熱抑制効果を向上させることができる。 According to the present invention, the magnet body is divided into a plurality of magnet pieces by breaking the magnet body, and the magnet pieces are integrally coupled after the fracture surface of the magnet pieces is peeled off, thereby reducing the contact area between the magnet pieces. It is possible to increase the contact resistance and improve the heat generation suppressing effect of the magnet body.
以下では図面を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本実施形態における界磁極用磁石体の製造方法によって製造された磁石体を適用した永久磁石型電動機の主要部の構成を示す概略構成図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)のI−I断面を示す断面図である。図2は磁石体の構成を示す構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a main part of a permanent magnet type electric motor to which a magnet body manufactured by a method of manufacturing a field pole magnet body in the present embodiment is applied, and FIG. FIG.1 (b) is sectional drawing which shows the II cross section of Fig.1 (a). FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the magnet body.
永久磁石型電動機A(以下、単に「電動機」という)は、図示しないケーシングの一部を構成する円環形のステータ10と、このステータ10と同軸的に配置された円柱形のロータ20とから構成される。
The permanent magnet type electric motor A (hereinafter simply referred to as “electric motor”) includes an
ステータ10は、ステータ本体11と、複数のコイル12とから構成され、複数のコイル12はステータ本体11に軸心Oを中心とした同一円周上に等角度間隔で形成されるコイル孔13に収設される。
The
ロータ20は、ロータ本体21と、ロータ本体21と一体的に回転する回転軸23と、複数の界磁極用磁石体30(以下、単に「磁石体」という)とから構成され、複数の磁石体30は軸心Oを中心とした同一円周上に等角度間隔で形成される嵌合孔22に収設される。
The
ロータ20の嵌合孔22に収設される磁石体30は図2に示すように、磁石体30を破断分割した複数の磁石片31が一列に整列した磁石片31の集合体として構成される。磁石片31の集合体は隣接する磁石片31間の接触面積によって磁石片31間の接触抵抗が変化するので、磁石体30の発熱を抑制するためには磁石片31間の接触面積を小さくする必要がある。
As shown in FIG. 2, the
従来、磁石体を回転刃物などによって切断することで個々の磁石片に分割し、さらに磁石片の寸法誤差を低減するために磁石片の分割面を研削していた。これにより、磁石片の分割面の平滑度が向上するので、隣接する磁石片間の接触面積が大きくなり、磁石体の分割による発熱抑制効果が低下するという問題があった。 Conventionally, the magnet body is divided into individual magnet pieces by cutting with a rotary blade or the like, and the division surface of the magnet pieces is ground to further reduce the dimensional error of the magnet pieces. Thereby, since the smoothness of the divided surface of a magnet piece improves, the contact area between adjacent magnet pieces becomes large, and there existed a problem that the heat_generation | fever suppression effect by division | segmentation of a magnet body fell.
そこで、本実施形態では磁石体30を切断することに代えて、磁石体30を破断させることで磁石片31に分割する。図3は磁石体を破断させる磁石分割治具の構成を示す構成図である。
Therefore, in this embodiment, instead of cutting the
磁石分割治具40は、磁石体30を載置するダイ41と、ダイ41の端部44において磁石体30を固定する磁石固定治具42と、磁石体30のダイ41からはみ出た部分を押し込むことで磁石体30を破断させるパンチ43とから構成される。
The
なお、磁石体30には破断させたい所望の位置に予め溝32を設けておく。溝32は例えば機械的に切削することで形成してもよいし、レーザー加工やワイヤカット放電加工によって形成してもよい。
The
磁石固定治具42は磁石体30をダイ41へ向けて押圧することで固定する治具であり、ボルト締結又は油圧によって磁石体30を押圧する。パンチ43は磁石体30のダイ41から突き出た部分を下方へ押圧することで磁石体30の溝32に沿って磁石体30を破断させる。パンチ43は例えばサーボプレス、機械プレス、油圧プレスなどによって駆動される。
The
磁石分割治具40は以上のように構成され、溝32を設けた磁石体30がダイ41の上面に載置され、磁石片31一つ分の長さだけダイ41の右端より飛び出た状態で、磁石固定治具42によって磁石体30を固定する。さらにパンチ43を下降させることで磁石体30は溝32に沿って破断分割される。以上の動作を繰り返すことで磁石体は複数の磁石片に破断分割される。
The
図4は磁石分割治具によって破断された磁石片の破断面を示す模式図である。磁石片31は破断分割されることで破断面33の表層部に微細なクラック34が多数生じる。また、磁石片31は切断される場合と比べて破断面33の表面が凹凸形状となる。
FIG. 4 is a schematic view showing a fracture surface of a magnet piece broken by a magnet split jig. The
次に磁石片31の破断面33を剥離させる方法について図5〜図7を参照しながら説明する。図5は磁石片の破断面を剥離させる工程を示す模式図である。図6は磁石片の破断面を示す拡大図であり、図6(a)は剥離前、図6(b)は剥離後を示す。図7(a)は剥離後の2つの磁石片の破断面同士を当接させた状態を示す模式図であり、図7(b)は図7(a)の範囲Aの拡大図である。
Next, a method for peeling the
本実施形態ではショット玉51を高速で噴出するショットブラスト50を用いて破断面を剥離させる。磁石固定治具42によって固定される磁石片31の破断面33へ向けてショットブラスト50によってショット玉51を吹き付ける。ショット玉51が破断面33に衝突すると破断面33の表層部がクラック34を起点として薄く剥離する。これにより、表層部が剥離した破断面33の表面は粗くなり、平滑度が低下する。
In the present embodiment, the fracture surface is peeled off using a
なおここで、磁石体30を切削して分割した磁石片31の切削面にブラスト処理を施しても切削面の平滑度を低下させることはできるが、本実施形態のように磁石体30を破断した方が、破断面33にクラック34を生じさせることができるのでブラスト処理が容易である。すなわち、破断面33にクラック34が生じていることにより、表層部は脆くなっているので、ショット玉51の圧力及び硬度をより低くしても表層部を容易に剥離させることができる。
Here, the smoothness of the cutting surface can be reduced even if the cutting surface of the
図7に示すように、ブラスト処理後の磁石片31の破断面33同士を当接させると、剥離した部分において破断面33間にクリアランス35が生じる。これにより、磁石片31間の接触面積が低下して接触抵抗が増大する。なお、クリアランス35はショット玉51の圧力、硬度又はショット玉51の径などを変えることで調整され、例えば120μm以下となるように設定される。
As shown in FIG. 7, when the fracture surfaces 33 of the
以上のように、破断分割された磁石片31の破断面33の表層部を剥離させた後、複数の磁石片31を破断面33同士が当接するように一列に配置して一体的に結合することで図2に示すような界磁極用磁石体30が形成される。
As described above, after the surface layer portion of the
以上のように本実施形態では、磁石片31の破断面33を剥離させてから磁石片31を一体的に結合するので、磁石片31間の接触面積を低下させることができ、接触抵抗を増大させて、磁石片31の集合体である磁石体30の発熱抑制効果を向上させることができる。また、磁石体30を破断することで複数の磁石片31に分割するので、破断時に破断面33の表層部にクラック34を生じさせることができ、より容易に破断面33を剥離させることができる。
As described above, in this embodiment, since the
また、磁石片31の破断面33をブラスト処理によって剥離させるので、破断面33の表層部をクラック34を起点としてより確実に剥離させることができる。
Moreover, since the
さらに、磁石片31の破断面33を剥離させてから磁石片31の破断面33同士を当接させるので、磁石片31間の接触抵抗が大きくなり、当該磁石体30を電動機Aのロータ20又はステータ10に配設した場合に磁石体30の発熱抑制効果を向上させることができる。
Further, since the fracture surfaces 33 of the
(第2実施形態)
本実施形態では磁石体30を破断して磁石片31に分割する工程は第1実施形態と同一であり、破断面33を剥離させる工程が異なる。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the process of breaking the
本実施形態における磁石片31の破断面33を剥離させる方法について図8〜図10を参照しながら説明する。図8は磁石片の破断面を剥離させる工程を示す模式図である。図9は磁石片の破断面を示す拡大図であり、図9(a)は剥離前、図9(b)は剥離後を示す。図10(a)は剥離後の2つの磁石片の破断面同士を当接させた状態を示す模式図であり、図10(b)は図10(a)の範囲Bの拡大図である。
A method for peeling the
本実施形態ではやすり60を用いて破断面33を剥離させる。磁石固定治具42によって固定された磁石片31の破断面33にやすり60を摺接させる。やすり60は破断面33に平行な上下方向に往復運動させる。破断面33の表面は粗い凹凸形状となっているので、やすり60の往復運動によって凸部36が研削される。また、破断面33の表層部には多数のクラック34が点在しているのでやすりがけによってクラック34を起点として破断面33の表層部が容易に剥離する。
In this embodiment, the
なおここで、磁石体30を切断して分割した磁石片31の切断面にやすりがけを施しても切断面の平滑度を低下させることはできるが、本実施形態のように磁石体30を破断した方が、破断面33にクラック34を生じさせることができるのでやすりがけが容易である。また、破断面33は凹凸形状になっているので凸部36を研削するだけでよく、その分やすりがけ処理が容易になる。
Here, the smoothness of the cut surface can be reduced even if the cut surface of the
やすりがけ後の磁石片31の破断面33同士を当接させると剥離した部分において破断面33間にクリアランス35が生じる。すなわち、一方の面の凸部36が研削されることで当該凸部36と他方の面の凹部37との間にクリアランス35が生じる。なお、やすりがけは当接する破断面33の一方の面のみに施してもよいし、両方の面に施してもよい。両方の面に施すことでより確実に磁石片31間にクリアランス35を生じさせることができる。
When the fractured surfaces 33 of the
これにより、磁石片31間の接触面積が低下して接触抵抗が増大するので、磁石片31の集合体である磁石体30の発熱抑制効果が向上する。なお、クリアランス35はやすりがけの強さ、時間、又はやすり60の粒度を変えることで調整され、例えば120μm以下となるように設定される。
Thereby, since the contact area between the
やすりがけの時間については例えば図11を参照して設定する。図11は、やすりがけの時間と磁石片31間の接触抵抗との関係を示すテーブルである。図11に示すように磁石片31間の接触抵抗はやすりがけの時間が長いほど大きくなるので、所望の接触抵抗となるようにやすりがけの時間が設定される。
The filing time is set with reference to FIG. 11, for example. FIG. 11 is a table showing the relationship between the sanding time and the contact resistance between the
以上のように、破断分割された磁石片31の破断面33の表層部を研削及び剥離させた後、複数の磁石片31を破断面33同士が当接するように一列に配置して一体的に結合することで界磁極用磁石体30が形成される。
As described above, after grinding and peeling off the surface layer portion of the
以上のように本実施形態では、磁石片31の破断面33を研削することで剥離させるので、破断面33の表層部をクラック34を起点としてより確実に剥離させることができる。よって、磁石片31間の接触面積を低下させることができ、接触抵抗を増大させて磁石体30の発熱抑制効果を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, since the
また、破断面33を研削することにより破断面33の凸部36を削ることができるので、当接する破断面33間により確実にクリアランス35を形成することができ、磁石片31間の接触抵抗を増大させて磁石体30の発熱抑制効果を向上させることができる。
Moreover, since the
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea.
例えば、第1実施形態ではショットブラスト50を用いて破断面33を剥離させているが、破断面33の表面を剥離させることができるものであればよく、例えばエアーブラストなどを用いてもよい。
For example, in the first embodiment, the
また、第2実施形態ではやすりがけによって破断面33を研削しているが、破断面33の表面を研削できるものであればよく、例えばカップブラシなどを用いてもよい。
Further, in the second embodiment, the
A 永久磁石型電動機
10 ステータ
20 ロータ
30 界磁極用磁石体
31 磁石片
40 磁石分割治具
50 ショットブラスト
60 やすり
A Permanent
Claims (4)
前記磁石体を破断することで複数の磁石片に分割するステップと、
前記分割するステップによって分割された前記磁石片の破断面の表層部を剥離させるステップと、
前記剥離させるステップによって前記表層部を剥離させた複数の前記磁石片を、前記破断面が互いに当接するように一列に一体的に結合するステップと、
を含むことを特徴とする界磁極用磁石体の製造方法。 A method of manufacturing a field pole magnet body disposed on a rotor or stator of a permanent magnet type electric motor,
Dividing the magnet body into a plurality of magnet pieces by breaking the magnet body;
Peeling the surface layer portion of the fracture surface of the magnet piece divided by the dividing step;
A plurality of the magnet pieces from which the surface layer portion has been peeled off by the step of peeling off, and a step of integrally joining in a row such that the fracture surfaces are in contact with each other;
A method of manufacturing a field pole magnet body comprising:
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