JP2013123336A - 界磁極用磁石体の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】破断分割された磁石片を押圧力の作用下で接着して界磁極用磁石体を製造する場合に、磁石片に及ぼす押圧力を均等化する
【解決手段】この発明による界磁極用磁石体の製造装置は、破断分割した複数の磁石片１を平面上に配列し、複数の磁石片１に少なくとも平面と直交する向きに押圧力を加えて整列させ一体の界磁極用磁石体を製造する。押圧力を加える押圧部材１０に弾性材５を用いることで、コンタミネーション物質３や、磁石片１の高さの違いや、各磁石片１の表面の凹凸を吸収して、各磁石片１を均一な押圧力下に保持することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータなどの界磁極用磁石体の製造技術に関する。

電動モータなどの界磁極用磁石体は、渦電流を抑制するために例えば複数の磁石片を接着剤や樹脂で接合することで構成される。

こうした界磁極用磁石体の製造に関して、特許文献１は、第１段階として永久磁石用の磁粉を固めて永久磁石を製造し、第２段階として製造した永久磁石を破断分割して磁石片を得ることを提案している。このようにして得た磁石片を接着剤や樹脂で接合することで界磁極用磁石体を製造するのである

特開２００９−１４２０８１号公報

磁石片を接着剤や樹脂で接合する際は、平面上に磁石片を接着剤または樹脂を介して隣接するように整列させ、平面と直交する向き及び平面と平行する向きに、磁石片にそれぞれ押圧力を加えた状態で接着剤または樹脂を固化させる。固化した接着剤または樹脂は磁石片間の絶縁部材として機能する。

しかしながら、磁石片を押圧する押圧部材と磁石片との間にコンタミネーション物質が介在すると、押圧部材と一部の磁石片との間に空隙が生じ、複数の磁石片に作用する押圧力にアンバランスが生じる。

コンタミネーション物質に限らず、磁石片の寸法のばらつき、押圧部材に接する磁石片の表面の凹凸、あるいは押圧部材の寸法精度によっても、同様に押圧力のアンバランスが生じる可能性がある。

こうした押圧力のアンバランスは、磁石片の位置ずれや製造される界磁極用磁石体の形状不良の要因となる。

この発明の目的は、したがって、破断分割された磁石片を押圧力の作用下で接着剤や樹脂で接着して界磁極用磁石体を製造する場合に、磁石片に及ぼす押圧力を均等化することである。

以上の目的を達成するために、この発明は破断分割した複数の磁石片を破断面同士を対面させて平面上に配列させ、複数の磁石片に少なくとも平面と直交する向きに押圧力を加えて整列させ一体の界磁極用磁石体を製造する、界磁極用磁石体の製造装置を提供する。製造装置は押圧力を加える押圧部材に弾性材を用いている。

押圧部材に弾性材を用いることで、押圧部材と磁石片の間に介在するコンタミネーション物質や磁石片の表面の凹凸を押圧部材が弾性変形することで吸収し、複数の磁石片に均等に押圧力を加えることができる。その結果、押圧力の作用下でも磁石片は横ずれを起こさず、磁石片は隣接する磁石片との間に一定の絶縁用クリアランスを維持したままで一体化される。

この発明の第１の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。 弾性材の厚さの誤差を説明する、この発明の第１の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。 この発明の第２の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。 この発明の第３の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。 永久磁石の溝の周囲に形成されるバリを示す、永久磁石の横断面図と要部の拡大図である。 この発明の第４の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。 この発明の第５の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置の概略縦断面図である。

図１を参照して、この発明の第１の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置を説明する。界磁極用磁石体の製造装置は破断分割された複数の磁石片１を相互に固定して一体の界磁極用磁石体を形成する。磁石片１は例えば特許文献１に記載の方法によって製造することができる。

界磁極用磁石体の製造装置は平面状のベース４と押圧部材１０とを備える。

複数の磁石片１はベース４上に所定の隙間を空けて配置される。隙間には接着剤２が充填される。なお、隙間への接着剤２の充填は、押圧部材１０が磁石片１を押圧するのに先立って行なわれる。

押圧部材１０は磁石片１に臨む弾性材５と、弾性材５を保持するホルダ６を備える。押圧部材１０はベース４と直交する向きに弾性材５を介して磁石片１を押圧する。押圧部材１０の押圧力は例えばばねの弾性力を押圧部材１０に加えることで得ることができる。

なお、図示されないが、押圧部材１０によるベース４と直交する向きの押圧力に加えて、ベース４と平行する２方向からも磁石片１に押圧力が加えられる。この状態で、必要に応じて接着剤２を加熱することで、接着剤２を固化させる。接着剤２に代えて樹脂を用いることも可能である。

図の（ａ）は特定の磁石片１と押圧部材１０の間にコンタミネーション物質３が介在している場合を示す。この場合には、押圧部材１０が複数の磁石片１を押圧する際に、弾性材５が局部的に弾性変形することでコンタミネーション物質３を受け入れる。そのため、押圧部材１０が複数の磁石片１に及ぼす押圧力はコンタミネーション物質３の介在によらず一様に保たれる。

図の（ｂ）は押圧部材１０の押圧方向に関する磁石片１の寸法、言い換えれば磁石片１の高さにばらつきがある場合を示す。この場合には、高さの高い磁石片１Ａに接する部位で、弾性材５が圧縮変形する。これにより弾性部材５は高さの低い磁石片１Ｂにも押圧力を及ぼすことができる。

図の（ｃ）は個々の磁石片１の表面に凹凸が存在する場合を示す。この場合も、弾性材５は磁石片１の凸部に接する部位で局部的に弾性変形することで、磁石片１の凹部にも押圧力を及ぼす。

このように、押圧部材１０の複数の磁石片１と接する部位に弾性材５を配置することで、押圧力が均等化され、複数の磁石片１を均一な力で押圧することができる。

弾性材５の代わりに高剛性の部材で複数の磁石片１を押圧すると、コンタミネーション物質３や、高さの高い磁石片１Ａや、磁石片１の凸部に押圧力が集中して作用することになる。その結果、複数の磁石片１が受ける押圧力にアンバランスが生じる。こうした押圧力のアンバランスは、磁石片１の位置ずれの要因となる。磁石片１の位置ずれは、製造される界磁極用磁石体の形状不良をもたらす。押圧力の集中によりコンタミネーション物質３が磁石片１を傷つける可能性もある。

なお、押圧部材１０に例えばプランジャ式の押圧部を磁石片１と同数形成し、押圧部が磁石片１を個別に押圧する構造とすれば、押圧力のアンバランスは解消される。しかし、この場合にはプランジャ式の押圧部のがたつきにより、磁石片１に対して傾斜方向の力が作用し、結果として、隣接する磁石片１に離間圧力を及ぼす可能性がある。離間圧力は接着剤２を引き伸ばす方向に作用するため、接着力の不足につながりかねない。

この製造装置によれば、押圧部材１０の磁石片１に接する部位に弾性材５を用いることで、簡易な構成のもとで以上の問題を解決し、形状、強度ともに優れた界磁極用磁石体の製造が可能になる。

次に図２を参照して、ホルダ６と磁石片１との間に介在する弾性材５の厚さに誤差がある場合を考える。この場合には、ホルダ６が弾性材５を押圧する押圧面とベース４の表面に相当する基準面とが平行ではなくなる。このように弾性材５の厚さに誤差がある場合でも、弾性材５の弾性変形により、押圧力は各磁石片１に均一に分散される。

弾性材５としては、例えばアクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリイソブチレンゴム、及び塩化ビニルを用いることができる。

図３を参照して、この発明の第２の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置を説明する。

この実施形態による製造装置は、第１の実施形態の押圧部材１０に代えて押圧部材１１を用いる。

押圧部材１１はホルダ６に磁石片１ごとに押圧部７を備える。すなわち、磁石片１と同数の押圧部７を備える。押圧部７は例えば流体圧で図の上下方向に変異するプランジャを備え、プランジャがベース４の表面と直交する向きに磁石片１に押圧力を及ぼす構造とする。

個々の押圧部７の先端には弾性材５が装着される。押圧部７は弾性材５を介して磁石片１を押圧する。

この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、コンタミネーション物質３や、磁石片１の高さのばらつき、磁石片１の表面の凹凸といった原因による押圧力の集中を、集中箇所の弾性材５の弾性変形により吸収し、すべての磁石片１に押圧力を均等に加えることができる。

また、この実施形態による製造装置においては、プランジャ式の押圧部７とホルダ６との間にがたつきがあり、押圧部７の押圧力の方向に傾斜が生じている場合でも、押圧部７とホルダ６の間に介在する弾性材５が弾性変形することで、各押圧部７は図の矢印に示すようにベース４の表面に対して直交する向きに押圧力を磁極片１に加えることができる。したがって、押圧力の傾斜により隣接する磁石片１に離間圧力が作用するおそれはない。

図４を参照して、この発明の第３の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置を説明する。

この実施形態による製造装置の基本構成は第１の実施形態と同じである。この実施形態による製造装置は、弾性材５に粘着性のある素材を採用する。この条件を満たす材料としてシリコーンゴムやシロキサンゴムが挙げられる。弾性材５に粘着性のある素材を採用すると、図の（ａ）に示すように、弾性体５と磁石片１の間に介在するコンタミネーション物質３は、押圧部材１０が磁石片１を押圧すると同時に弾性材５に吸着される。

接着剤２が固化した後に、押圧部材１０を一体化した磁石片１からリフトさせると、コンタミネーション物質３は図の（ｂ）の一点鎖線に示すように、弾性材５に吸着された状態で押圧部材１０と一体にリフトする。したがって、一体化した磁石片１、言い換えれば製品としての界磁極用磁石体、にコンタミネーション物質３が残留するのを阻止することができる。

弾性材５に付着したコンタミネーション物質３は、押圧部材１０のリフト位置において弾性材５から取り除かれる。

なお、弾性材５にシリコーンゴムやシロキサンゴムなどの粘着性素材を用いる代わりに、弾性材５の表面に低密度ポリエチレンのような低粘着性の物質をコーティングしても同様の作用効果を得ることができる。

図５と６を参照して、この発明の第４の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置を説明する。

図５を参照すると、ここでは、特許文献１が提案するように、磁粉を固めて永久磁石１２を製造し、製造した永久磁石１２を破断分割して磁石片１を得る場合を考える。永久磁石１２には破断分割時の分割面を位置決めするとともに、分割を容易にするための溝１３があらかじめレーザ溝加工によって形成される。

レーザ溝加工の結果、図のＡ部拡大図に示すように、溝１３の両側にバリ８が生じることは避けられない。永久磁石１２を溝１３で破断して磁石片１へと破断分画した後も、バリ８は磁石片１の周縁部に残存する。

この実施形態による製造装置は、第１の実施形態と同様の押圧部材１０を有する。ただし、弾性材５には溝１３より若干幅の広い凹部１４をあらかじめ溝１３に相対する位置に形成しておく。

図６を参照すると、押圧部材１０が接着材２を介して整列した磁石片１を押圧する際は、凹部１４が溝１３とその周囲の磁石片１の一部を覆う。言い換えればこの部分では磁石片と弾性材５は接触しない。図５に示すバリ８は溝１３に臨む磁石片１の周縁部に形成されるため、押圧部材１０が磁石片１を押圧する際には、凹部１４の内側に突出し、弾性材５と接することはない。

このように、この実施形態によれば、弾性材５とバリ８との接触を防止することで、弾性材５を介して複数の磁石片１に伝達される押圧力をさらに均一化するとともに、バリ８による弾性材５の損傷も防止できる。

図７を参照して、この発明の第５の実施形態による界磁極用磁石体の製造装置を説明する。

この実施形態による製造装置は、第１の実施形態と同様の押圧部材１０を有する。ただし、この実施形態においては弾性材５の磁石片１に臨む面にあらかじめ複数層に渡って粘着テープ９を積層させる。

図の（ａ）に示すように、磁石片１の表面にコンタミネーション物質３が存在する状態で、図の（ｂ）に示すように押圧部材１０が磁石片１を押圧すると、コンタミネーション物質３が粘着シート９に付着する。さらに、弾性材５が局部的に弾性変形することでコンタミネーション物質３は押圧部材１０の内側に侵入する。そのため、押圧部材１０が複数の磁石片１に及ぼす押圧力はコンタミネーション物質３の介在によらず一様に保たれる。

所定の押圧期間を満了した後、図の（ｃ）に示すように押圧部材１０を磁石片１からリフトさせる。粘着シート９に付着したコンタミネーション物質３は押圧部材１０とともに磁石片１からリフトする。

この状態で図の（ｄ）に示すように、表層の粘着シート９を剥がすことで、コンタミネーション物質３は剥がされた粘着シート９とともに押圧部材１０から除去される。

この製造装置によれば、したがって、コンタミネーション物質３を押圧部材１０から確実かつ容易に除去することができる。したがって、押圧部材１０は常にコンタミネーション物質３を除去した状態で次回の押圧作業に臨むことができる。

以上のように、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

例えば以上の各実施形態は、複数の磁石片を接着剤を介して一体化しているが、接着剤の代わりに樹脂を用いて複数の磁石片を一体化する場合にも、この発明は適用可能である。

１ 磁石片
２ 接着剤
３ コンタミネーション物質
４ ベース
５ 弾性材
６ ホルダ
７ 押圧部
８ バリ
９ 粘着シート
１０，１１ 押圧部材
１２ 永久磁石
１３ 溝
１４ 凹部

Claims (7)

1. 破断分割した複数の磁石片を破断面同士を対面させて平面上に配列させ、前記複数の磁石片に少なくとも前記平面と直交する向きに押圧力を加えて整列させ一体の界磁極用磁石体を製造する、界磁極用磁石体の製造装置において、
   前記押圧力を加える押圧部材に弾性材を用いることを特徴とする界磁極用磁石体の製造装置。
2. 前記押圧部材は前記複数の磁石片を押圧する単一の弾性材で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の界磁極用磁石体の製造装置。
3. 前記押圧部材は前記複数の磁石片を個別に押圧する複数の弾性材で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の界磁極用磁石体の製造装置。
4. 前記弾性材は粘着性を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の界磁極用磁石体の製造装置。
5. 前記弾性材の前記磁石片と接する面に粘着シートを複数層に渡って貼りつけ、前記磁石片と接する最表面の粘着シートに付着したコンタミネーション物質を前記最表面の粘着シートを剥がすことで除去可能に構成されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の界磁極用磁石体の製造装置。
6. 前記破断面同士が対面する部位と接触せずに前記複数の磁石片を押圧すべく、前記弾性材に凹部を形成したことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の界磁極用磁石体の製造装置。
7. 破断分割した複数の磁石片を破断面同士を対面させて平面上に配列させ、前記複数の磁石片に少なくとも前記平面と直交する向きに押圧力を加えて整列させ一体の界磁極用磁石体を製造する、界磁極用磁石体の製造方法において、
   前記押圧力を加える押圧部材に弾性材を用いることを特徴とする界磁極用磁石体の製造方法。