JP2013146153A - 界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】割断面精度の向上に好適な界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】板状の磁石体３０を割断する界磁極用磁石体８０の製造装置である。そして、磁石体３０の幅方向に延びる割断予定面３３Ａに対して磁石体３０の長さ方向両側を厚み方向から挟んで挟持する二つの挟持手段としての一対のクランプ５０と、二つの挟持手段が磁石体３０を挟持した状態で互いに離間する方向に移動するよう二つの挟持手段に対して離間荷重を付与して磁石を割断する離間荷重付与手段としての楔手段６０と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転電機のロータコアに配設される界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法に関するものである。

従来から回転電機のロータコアに配設される界磁極用磁石体として、平面視矩形の磁石体（以下、単に磁石体）を割断分割して複数の磁石片とし、この複数の磁石片同士を接着することによって形成した界磁極用磁石体が知られている。このように、界磁極用磁石体を複数の磁石片で形成して、個々の磁石片の体積を小さくすることにより、作用する磁界の変動により発生する渦電流を低減させるようにしている。これにより、渦電流に伴う界磁極用磁石体の発熱を抑制し、不可逆な熱減磁を防止するようにしている（特許文献１参照）。

特許文献１では、ロータスロットと略同寸法および同形状の磁石体に予め割断の目安となる磁石幅方向に延びる切り欠きを設け、磁石体に当接する当接部を有する上型と下型とで磁石体を挟み込むことによって、磁石体を割断分割している。

特開２００９−１４２０８１号公報

ところで、磁石体を磁石片に割断した場合に、磁石片の割断面が割断予定面からずれたり二叉状となる異常割れにより、割断面精度が悪化する場合がある。これは、割断時に上型の当接部（磁石体に当接する部位）が磁石体に片当りして生ずるものと推定される。このように、上型の当接部が磁石体に片当りする要因としては、下型の当接部と磁石体との間に、割断時に生ずる微粉末などの異物が噛み込まれて、磁石体の割断時に磁石体が、下型の当接部と磁石体の幅方向中央から離れた一点で異物を介して当接することにより浮いた状態で支持されることにより生ずる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、割断面精度の向上に好適な界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、板状の磁石体を割断する界磁極用磁石体の製造装置である。そして、製造装置は、磁石体の幅方向に延びる割断予定面に対して磁石体の長さ方向両側を厚み方向から挟んで挟持する二つの挟持手段を備える。加えて、製造装置は、二つの挟持手段が磁石体を挟持した状態で互いに離間する方向に移動するよう二つの挟持手段に対して離間荷重を付与して磁石を割断する離間荷重付与手段を備える。

したがって、本発明では、割断予定面には圧縮応力が加わる部分がないため、圧縮応力が局所的に作用することに起因する異常割れが発生しない。また、従来例のように、上型による圧縮応力で割断する構造では無いため、当接部（磁石体に当接する部位）が磁石体に片当りすることによる異常割れが発生しない。結果として、割断面精度を向上させることができる。

本実施形態における界磁極用磁石体の製造装置によって製造された界磁極用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。 磁石体の構成を示す構成図。 本実施形態の第１実施例における界磁極用磁石体の製造装置の概略構成図。 図３に示す界磁極用磁石体の製造装置の要部拡大図。 図４のＡ−Ａ線による磁石体割断装置の断面図。 図５のＢ−Ｂ線による磁石体割断装置の断面図。 磁石体割断装置の初期状態からの作動を説明する説明図。 図７に続く磁石体割断装置の作動を説明する説明図。 図８に続く磁石体割断装置の作動を説明する説明図。 割断時に磁石体に作用する作用力を説明する平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）。 図９に続く磁石体割断装置の作動を説明する説明図。 図１１に続く磁石体割断装置の作動を説明する説明図。 磁石片の接着方法を示す説明図。

先ず、本発明の回転電機のロータコアに配設される界磁極用磁石体について説明する。

図１において、回転電機Ａ（以下、単に「回転電機」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。

ステータ１０は、ステータコア１１と、複数のコイル１２とから構成され、複数のコイル１２はステータコア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スロット１３に収設される。

ロータ２０は、ロータコア２１と、ロータコア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８０とから構成され、複数の界磁極用磁石体８０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スロット２２に収設される。

ロータ２０のスロット２２に収設される界磁極用磁石体８０は、図２に示すように、磁石体３０を割断分割した複数の磁石片３１が割断面同士を樹脂３２により接着することにより、一列に整列した磁石片３１の集合体として構成される。使用される樹脂３２は、例えば２００℃程度の耐熱性能を備えるものが使用され、隣接する磁石片３１同士を電気的に絶縁する。このため、作用する磁界の変動により発生する渦電流を個々の磁石片３１内に留めることにより低減させ、渦電流に伴う界磁極用磁石体８０の発熱を抑制し、不可逆な熱減磁を防止する。

磁石体３０を複数の磁石片３１に割断するために、磁石体３０の割断しようとする部位（割断予定面３３Ａ）に、予め切り欠き溝３３を形成することが有効である。設ける切り欠き溝３３は、磁石体３０の割断しようとする長手方向で所定間隔毎の割断予定面３３Ａの厚み方向の両面若しくは片面に設けられる。以下では、切り欠き溝３３が形成されている磁石体３０について説明する。しかし、この磁石体３０に設ける切り欠き溝３３は必要不可欠なものではなく、切り欠き溝３３を設けなくとも割断できる場合には、切り欠き溝３３を設けないようにしてもよい。設ける切り欠き溝３３は、表面からの深さが深いほど、また、切り欠き溝３３の先端の尖りが鋭いほど、磁石片３１として割断した場合の割断面の平面度が向上する。

前記切り欠き溝３３の形成方法としては、磁石体３０の成形型に設けた溝形成用の突条により磁石体３０の成形工程で設ける方法、ダイサー等の機械加工による方法、レーザビーム照射による方法等がある。

以下、本発明の回転電機Ａに用いる界磁極用磁石体８０の製造装置およびその製造方法を一実施形態に基づいて説明する。図３は、本発明を適用した一実施形態の回転電機のロータコアに配設される界磁極用磁石体の製造装置である磁石体割断装置の概略構成図である。また、図４は磁石体割断装置の拡大側面図、図５は図４のＡ−Ａ線による磁石体割断装置の断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線による磁石体割断装置の断面図である。

磁石体割断装置４０は、磁石体３０を複数の磁石片３１に割断するものである。この磁石体割断装置４０は、磁石体３０を順次移動させてその割断予定面３３Ａを割断位置に順次位置決めする磁石体位置決め装置４１を備える。また、磁石体割断装置４０は、割断予定面３３Ａを挟んで磁石の長手方向両側に配置されて（すなわち切り欠き溝３３を挟んで両側に配置されて）磁石体３０を厚み方向両側から挟んで磁石体３０に圧縮応力を付与する一対のクランプ５０、５０と、一対のクランプ５０、５０のそれぞれを互いに離間する方向に移動させて磁石体３０を割断予定面３３Ａから割断する一対の楔手段６０と、を備える。

磁石体位置決め装置４１は、支持台４２上に磁石体３０を支持すると共に、磁石体３０の送り方向の後端に当接して磁石体３０を順次押圧してその割断予定面３３Ａを割断位置に順次位置決めするプッシャ４３と、位置決めされた磁石体３０を支持台４２上に緩く押付けて保持するホルダー４４と、を備える。プッシャ４３は、磁石体３０を押出すサーボ機構を備え、割断動作が実行される毎に、磁石体３０を切り欠き溝３３により設定された所定長さの１ピッチ分（隣り合う切り欠き溝３３の距離分）だけ押出す動作を繰返すことにより、磁石体３０の割断予定面３３Ａを割断位置に順次位置決めする。ホルダー４４は、磁石体３０の上面に緩く接触してプッシャ４３により押出される磁石体３０に制動を加えて磁石体３０が過度に移動することを抑制する。位置決めされた磁石体３０は、長手方向の先端部分が支持台４２上から所定長さだけ突出し、先端部分の割断予定面３３Ａが予め設定した割断位置に位置している。

一対のクランプ５０、５０はそれぞれ、図４，５に示すように、磁石体３０の下面に接触する下部クランプ片５１と、磁石体３０の上面に接触する上部クランプ片５２と、上下クランプ片５１，５２を磁石体３０に接触方向・離脱方向に付勢するアクチュエータ５３と、からなる。一対のクランプ５０、５０は、クランプ位置決め手段７０により磁石体３０の長手方向に夫々位置決めされている。

上下クランプ片５１，５２は、磁石体３０よりヤング率の高い鋳鉄や鋼材で形成される。なお、磁石体３０のヤング率は、例えば、約１６０〜１７０ＧＰａであり、鋳鉄や鋼材で形成される上下クランプ片５１，５２のヤング率は、例えば、約１９０〜２１０ＧＰａである。

一対のクランプ５０、５０の各上部クランプ片５２、５２同士及び各下部クランプ片５１、５１同士はそれぞれ対向する面を、磁石体３０に近い側で互いに接近させ、磁石体３０より離れるにつれて互いに離した、傾斜面５１Ａ，５２Ａに形成している（図７参照）。即ち、一対のクランプ５０、５０の各上部クランプ片５２、５２同士はそれぞれ、対向する傾斜面５２Ａ同士により、磁石体３０から離れる上方で広く、磁石体３０に近い下方で狭い、三角状の隙間を形成している。また、一対のクランプ５０、５０の各下部クランプ片５１、５１同士はそれぞれ、対向する傾斜面５１Ａ同士により、磁石体３０に近い上方で狭く、磁石体３０から離れる下方で広い、三角状の隙間を形成している。また、磁石体３０に接触する上部クランプ片５２の下面及び下部クランプ片５１の上面は、磁石体３０への接触面圧を高めるために、磁石体３０の割断予定面３３Ａに隣接する所定領域で磁石体３０側へ隆起させ、割断予定面３３Ａから離れた領域は磁石体３０から浮かせるようにしている。磁石体３０から浮かせた領域には、例えば、磁石体３０に弾接するゴム等の弾性体を配置する。

下部クランプ片５１は、横方向（磁石３０の幅方向）に延びる棒状部材で形成され、その両端部の下方に配置した一対の弾性体５４、例えば、ばねやゴムを介して、位置決め装置の支持台４２より前方に突出された支持片４２Ａに支持され、外力が作用しない初期位置では、その上面を磁石体３０の下面に接触させるようにしている。そして、下部クランプ片５１は弾性体５４により支持されることにより、上下方向に移動可能となっている。また、下部クランプ片５１はその両端部の下方が一対の弾性体５４に支持されて、磁石体３０の長手方向にも移動可能である。

上部クランプ片５２は、磁石体３０の上面に接触可能な横方向（磁石３０の幅方向）に延びる棒状部材で形成されている。上部クランプ片５２の両端には、夫々、磁石体３０の長手方向両側から上部クランプ片５２を挟んで配置され、下方向に延びる一対の縦部材５２Ｂの上端を連結して備える。一対の縦部材５２Ｂは、同様に、磁石体３０の長手方向両側から下部クランプ片５１の両端部を挟んで下方に延び、下端において下連結部材５２Ｃを介して一体化されている。一対の縦部材５２Ｂの下部クランプ片５１を挟む部位には上下方向に延びる長孔５２Ｄを設けている。そして、下部クランプ片５１を貫通させたピン５１Ｂの両端をこの長孔５２Ｄ内に位置させることにより、下部クランプ片５１を磁石体３０幅方向に位置決めすると共に、長孔５２Ｄで設定する上下方向の所定範囲内で移動可能にしている。また、一対の縦部材５２Ｂ同士を連結する中間連結部材５２Ｅが、上下クランプ片５１，５２同士の間にも配置され、この中間連結部材５２Ｅと下部クランプ片５１との間には弾性体５５が配置されている。この弾性体５５は、下部クランプ片５１に支持されて、中間連結部材５２Ｅ及び一対の縦部材５２Ｂを介して上部クランプ片５２を弾性支持して、上部クランプ片５２の下面が磁石体３０の上面から離れる初期位置に位置決めする。

アクチュエータ５３は、シリンダ体とシリンダ体から伸縮されるロッドにより構成され、下部クランプ片５１と一対の縦部材を連結する下部連結部材５２Ｃとの間に配置されている。そして、アクチュエータ５３は、伸長時に、下部連結部材５２Ｃと下部クランプ片５１との間隔を拡げることにより上下クランプ片５１，５２同士の間隔を狭める方向に押圧する。アクチュエータ５３は、油圧シリンダ若しくは空圧シリンダで構成される。そして、アクチュエータ５３を作動させていない場合には、上部クランプ片５２は弾性体５５により浮き上がって、磁石体３０の上面から離された初期位置にある。また、アクチュエータ５３を作動させると、上部クランプ片５２を弾性体５５に抗して下方に押圧して初期位置から下降させて磁石体３０の上面に接触させて下方へ押付ける。結果として、この上部クランプ片５２の下面と下部クランプ片５１の上面とで磁石体３０を挟み込みクランプする。

クランプ位置決め手段７０は、一対のクランプ５０、５０の間に配置されて一対のクランプ５０、５０の夫々の初期位置を設定するストッパ７１と、夫々のクランプ５０をストッパ７１に向けて付勢するばね等の戻し手段７２と、より構成されている。ストッパ７１は、位置決め装置４１の支持台４２より前方に突出された支持片４２Ａに基部が固定され、磁石体３０の厚み方向の略中央領域の両側において、一対のクランプ５０、５０の縦部材５２Ｂ同士に挟まれるように配置されている。ストッパ７１は、縦部材５２Ｂの夫々の側面を当接させることによって、一対のクランプ５０、５０の隔間及びその長手方向の位置を設定する。

戻し手段７２は、その中央部が一対のクランプ５０、５０の縦部材５２Ｂの外側からストッパ７１に固定され、一対のクランプ５０、５０の縦部材５２Ｂの外側において長手方向の両側に延びるブラケット７３を備える。そして、戻し手段７２は、ブラケット７３の先端部と一対のクランプ５０、５０の縦部材５２Ｂとの間に配置した戻しばね７４を備える。戻しばね７４は、ブラケット７３の先端を基部として、各クランプ５０の縦部材５２Ｂをストッパ７１に押し付けるよう付勢して、各クランプ５０を長手方向に位置決めする。また、戻しばね７４は、後述する楔手段６０により一対のクランプ５０、５０に互いに離間する付勢力が作用した場合には、各クランプ５０が長手方向に互いに離間する移動を許容する。また、戻しばね７４は、楔手段６０による付勢力が取り除かれた時点で、再び各クランプ５０をストッパ７１に当接するよう押し戻すよう作動する。

楔手段６０は、一対のクランプ５０、５０それぞれの上下クランプ片５１，５２により上下部分に形成する三角状の隙間に対向させて配置した一対の楔部材６１と、この一対の楔部材６１を三角状の隙間に向かって押出すアクチュエータ６２と、より構成している。楔部材６１は、両側面が傾斜面に形成されて、一対のクランプ５０、５０の上下部分に形成した三角状の隙間に嵌合するように形成されている。この楔手段６０は、一対の楔部材６１をアクチュエータ６２により押出して一対のクランプ５０、５０間の上下部分に形成した三角状の隙間に嵌合させ、一対のクランプ５０、５０同士を互いに離間する方向に移動させるよう作動する。一対のクランプ５０、５０同士が離間されると、一対のクランプ５０、５０で挟持している磁石体３０に対して引張荷重を作用させ、磁石体３０をその割断予定面３３Ａで割断するよう作動する。アクチュエータ６２としては、サーボプレス、機械プレス、油圧プレス等を使用することができる。

以上の構成になる磁石体割断装置４０においては、磁石体位置決め装置４１の支持台４２上に磁石体３０が載置され、ホルダー４４により支持台４２上に緩く押付けて保持される。そして、プッシャ４４Ａにより磁石体３０の最初の割断予定面３３Ａが、一対のクランプ５０、５０間に位置するように、位置決めされる。

位置決めされた磁石体３０は、一対のクランプ５０、５０それぞれにおける下部クランプ片５１の上面と上部クランプ片５２の下面との間を貫通させて配置される。即ち、切り欠き溝３３で形成する割断予定面３３Ａを挟んでその両側に、一対のクランプ５０、５０が存在するように配置される。そして、磁石体３０の下面には下部クランプ片５１の上面が接触し、磁石体３０の上面には上部クランプ片５２の下面が隙間をもって臨んでいる状態となる。

次いで、一対のクランプ５０、５０のアクチュエータ５３が作動され、縦部材５２Ｂを弾性体５５に抗して下降させ、連結している上部クランプ片５２をその初期位置から下降させて磁石体３０の上面に接触させて下方へ押付ける。この上部クランプ片５２の磁石体３０への押付けにより、下部クランプ片５１の上面と上部クランプ片５２とで、図７に示すように、磁石体３０を上下面から挟み込みクランプする。

次いで、図８に示すように、楔手段６０のアクチュエータ６２が作動され、上下一対の楔部材６１、６１が押出され、楔部材６１、６１の傾斜面で形成した両側面を、一対のクランプ５０の各上部クランプ片５２、５２間及び各下部クランプ片５１、５１間に形成した三角状の隙間に嵌合させる。そして、アクチュエータ６２による楔部材６１の押込みにより、楔部材６１の傾斜面と三角状の隙間を構成する傾斜面５１Ａ，５２Ａとの傾斜面同士の係合により、上下クランプ片５１，５２に対して当該傾斜面５１Ａ，５２Ａに直交する方向の荷重を加える。この傾斜面５１Ａ，５２Ａに直交する方向の荷重は、磁石体３０厚み方向の分力と磁石体３０長手方向の分力とに分解されて上下クランプ片５１，５２に作用する。磁石体３０厚み方向の分力は、上下クランプ片５１，５２同士を接近させて磁石体３０を厚み方向から圧縮する圧縮荷重として作用する。また、磁石体３０長手方向の分力は、一対のクランプ５０、５０の各上下クランプ片５１，５２から上記圧縮荷重により磁石体３０に伝達されて、磁石体３０を割断予定面３３Ａから長手方向に互いに離間させる方向に付勢する。上記の作動により、図８に示すハッチング領域には、磁石体３０の厚み方向の圧縮荷重と、左右のハッチング領域を互いに離間させる引張り荷重と、が同時に加わることとなる。

磁石体３０は、上下クランプ片５１，５２により上下両面から圧縮されることにより、上下クランプ片５１，５２と接触する領域（図８中のハッチング領域）において、発生する圧縮応力により厚み方向（Ｚ方向）に収縮されると共に面方向（Ｘ，Ｙ方向）に拡がろうとする。そして、磁石体３０のヤング率Ｅ２は約１６０〜１７０ＧＰａであり、鋳鉄や鋼材で形成する上下クランプ片５１，５２のヤング率Ｅ１は約１９０〜２１０ＧＰａである。即ち、上下クランプ片５１，５２のヤング率Ｅ１＞磁石体３０のヤング率Ｅ２、である。この磁石体３０と上下クランプ片５１，５２とを構成する材料のヤング率の違いにより、上下クランプ片５１，５２は磁石体３０よりも面方向に拡がり難い。このため、磁石体３０の面方向の拡がり量と上下クランプ片５１，５２の面方向の拡がり量との違いにより両者の接触面に摩擦力が発生し、磁石体３０のハッチングした領域において、面方向（Ｘ，Ｙ方向）に圧縮応力が加わった状態となる。

上記のように磁石体３０に圧縮応力を加えた上下クランプ片５１，５２をそれぞれ備える一対のクランプ５０、５０は、磁石体３０長手方向の分力により、離間する方向に付勢される。そして、その縦部材５２Ｂをクランプ位置決め手段７０のストッパ７１の側面から離間させて、戻しばね７４に抗して互いに離れる方向に移動させる。この一対のクランプ５０、５０の離反方向への移動により、図９に示すように、磁石体３０は割断予定面３３Ａの両側に圧縮応力を加えた状態で、割断予定面３３Ａを挟んで互いに離反方向に引張る引張荷重が付与されて、磁石体３０は割断予定面３３Ａで割断される。

ところで、磁石体３０を割断する方法として、従来例のように、磁石体３０を割断予定面３３Ａから折曲げて割断する割断方法がある。この割断方法では、磁石体３０の折曲げ時に折曲げの山側に引張り応力が作用する一方、折曲げの谷側に圧縮応力が発生する。この圧縮応力が作用する谷側では、圧縮応力が大きく作用する局部を避けて破断線が発生しやすく、割断された磁石片３１の割断面が割断予定面３３Ａからずれてしまう異常割れが発生するという問題があった。また、割断時に当接部（磁石体３０に当接する部位）が磁石体３０に片当りして磁石片３１の割断面が割断予定面３３Ａからずれたり二叉状となる異常割れするという問題もあった。

しかしながら、本実施例の磁石体割断装置４０においては、磁石体３０の割断予定面３３Ａの磁石体３０長手方向両側を一対のクランプ５０、５０により厚み方向から挟持した状態で、一対のクランプ５０、５０同士を楔手段６０により互いに離間する方向に移動するよう付勢して、引張り荷重により割断させるようにしている。このため、割断予定面３３Ａには圧縮応力が加わる部分がないため、圧縮応力が局所的に作用することに起因する異常割れが発生しない。また、従来例のように、上型による圧縮応力で割断する構造では無いため、当接部（磁石体３０に当接する部位）が磁石体３０に片当りすることによる圧縮応力がかかる部分がないため、異常割れが発生しない。しかも、割断時に磁石体３０を折曲げることがないため、磁石体３０や磁石片３１の支持部分からの跳ね上がりにより磁石体３０や磁石片３１が欠けるという問題も生じない。

また、本実施例の磁石体割断装置４０においては、磁石体３０の割断予定面３３Ａを挟んでその両側において、楔手段６０に係合する一対のクランプ５０により、割断時に磁石体３０の面方向に圧縮応力が加わるようにしている。このため、磁石体３０の面方向に作用している圧縮応力によって、割断時に磁石体３０に発生する面方向の張力を打ち消して、割断時に磁石体３０に発生する割断面が一対のクランプ５０で挟持している領域内へ伝播することを防止する。言い換えれば、割断面を一対のクランプ５０、５０で挟持している領域同士の間の圧縮荷重のかからない制限された領域にのみ伝播させて発生させることができる。結果として、割断面の位置精度を向上させることができる。

図１０はクランプ５０によるクランプ力によって発生する面方向の圧縮応力を、磁石体３０の割断時に生ずる最大引張応力より大きくするための条件を説明する説明図である。図１０において、Ｆａ：楔部材で上下クランプ片５１，５２に加える引き離し荷重（割断荷重）、Ｗ：磁石体３０の幅、ｈ：磁石体３０の厚さ、Ｆｂ：楔部材及びクランプ５０により上下クランプ片５１，５２に加える磁石体３０の厚み方向荷重（圧縮荷重）、Ｓ：クランプ５０による加圧部長さ、とする。割断時の割断荷重Ｆａによる磁石体３０の面方向の最大引張り応力σａは、下記のように、
σａ＝Ｆａ／ｈ×Ｗ
と求めることができる。また、μ：クランプ５０と磁石体３０との間の摩擦係数とすると、クランプ力及び楔部材による圧縮荷重Ｆｂによって磁石体３０に発生する面方向の圧縮応力σｂは、
σｂ＝（μ×Ｆｂ）／（Ｗ×Ｓ）
と求めることができる。そして、磁石体３０に発生する面方向の最大引張り応力σａとクランプ力によって磁石体３０に発生する面方向の圧縮応力σｂとが、下記の関係、
σｂ＞σａ
となる場合に、磁石体３０の面方向に圧縮応力によって割断時に磁石体３０に発生する面方向の引張り応力を打ち消すことができる。

そして、割断時に磁石体３０に発生する割断面が、クランプ５０による圧縮応力を加えている領域内に侵入することを抑制し、磁石体３０に発生する割断面を一対のクランプ５０間の範囲内に制限することができる。上記クランプ力によって磁石体３０に発生する面方向の圧縮応力σｂ＞磁石体３０に発生する面方向の最大引張り応力σａとなるクランプ５０による加圧力（圧縮力）Ｆｂは、下記のように、
Ｆｂ＞［（Ｓ×Ｗ）／（μ×ｈ×Ｗ）)］×Ｆａ
即ち、
Ｆｂ＞［Ｓ／（μ×ｈ）］×Ｆａ
と求めることができる。

ここで、
クランプ５０による加圧部長さＳ：１ｍｍ、
クランプ５０と磁石体３０との間の摩擦係数μ：０．１、
磁石体３０の厚さｈ：４ｍｍ、
と仮定すると、クランプ５０及び楔による圧縮荷重Ｆｂは、下記のように、
Ｆｂ＞{０．００１／（０．１×０．００４）}×Ｆａ＝２．５×Ｆａ
と求めることができる。

割断後に、図１１に示すように、楔部材６１がアクチュエータ６２により初期位置に戻される。同時に、一対のクランプ５０のアクチュエータ５３の作動が解除され、上部クランプ片５２を弾性体５５の復元力により上昇させ、初期位置に上昇させて磁石体３０の上面への接触を解除する。この上部クランプ片５２の磁石体３０からの離脱により、磁石体３０へのクランプ５０が解除される。磁石体３０から割断された先端の磁石片３１は、図１２に示すように、搬出手段９０のクランプ９０Ａにより把持されて、図示しない搬送手段により次工程に搬送され、後述するように、次工程において割断順に整列されて、接着剤を介して接着されて一体化される。

次いで、位置決め装置４１のホルダー４４による接触により磁石体３０に制動力が加えられた状態において、プッシャ４３により磁石体３０を１ピッチ分だけ押出し、磁石体３０の次の割断予定面３３Ａを、割断位置に位置決めする。

そして、前記したと同様に、一対のクランプ５０により磁石体３０をクランプし、楔手段６０により磁石体３０を割断し、位置決め装置４１により磁石体３０を１ピッチ分だけ移動させる動作が繰返される。

次工程においては、図１３に示すように、割断された複数の磁石片３１を基準治具９１上に間隔を開けて整列させる。次いで、磁石片３１間に接着剤３２となる樹脂を供給する。この接着剤３２は、例えば、エポキシ系の熱硬化型の接着剤を用いる。接着剤３２には、割断片間のクリアランスを確保するため、スペーサを配合する。また、スペーサとしては、例えば、ガラスビーズを用いる。供給された樹脂３２は、磁石片３１の対向する割断面３１Ａ間に充填される。次いで、永久磁石３０の幅方向の両側から整列治具９２を図示しないばね力で押し当てると共に厚み方向からも整列治具９３をばね力により基準治具９１に押し付けた状態で整列させる。次いで、永久磁石３０の長手方向からばね力で付勢された整列治具９４で加圧することにより、樹脂３２が対面する割断面の全領域に浸透されて、各磁石片３１の割断面同士が接着剤３２により互いに接着される。しかも、上記したように、各割断面の平面度を高くすることができるため、割断面同士が互いの凹凸を正確に合致させて互いに精度よく嵌合させることができる。

以上により、一体化された界磁極用磁石体８０を得ることができる。この界磁極用磁石体８０は、割断面同士が樹脂３２により接着されており、隣接する磁石片３１同士は電気的に絶縁される。従って、ロータコア２１のスロット２２へ組付けての使用時に、作用する磁界の変動により発生する渦電流を個々の磁石片３１内に留めて低減させ、渦電流に伴う発熱を抑制し、不可逆な熱減磁を防止する。

なお、上記実施形態において、磁石体３０の割断予定面３３Ａの両側に圧縮された領域を形成する方法として、主に楔手段６０による圧縮荷重により形成するものについて説明した。しかし、一対のクランプ５０、５０によるクランプ力により磁石体３０の割断予定面３３Ａの両側に圧縮された領域を形成するものであってもよい。この場合には、楔手段６０は、一対のクランプ５０、５０を磁石体３０の長手方向に離間させる引張り荷重を発生させるのみでよい。また、楔部材６１と一対のクランプ５０、５０の上下クランプ片５１，５２とに設ける傾斜面５１Ａ，５２Ａの角度を適宜選定することにより、楔手段６０による磁石体３０厚み方向の圧縮荷重と一対のクランプ５０、５０による圧縮荷重との割合を適宜変更することができる。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）板状の磁石体３０を割断する界磁極用磁石体８０の製造装置である。そして、製造装置は、磁石体３０の幅方向に延びる割断予定面３３Ａに対して磁石体３０の長さ方向両側を厚み方向から挟んで挟持する二つの挟持手段としての一対のクランプ５０、５０を備える。また、製造装置は、二つの挟持手段が磁石体３０を挟持した状態で互いに離間する方向に移動するよう二つの挟持手段に対して離間荷重を付与して磁石を割断する離間荷重付与手段としての楔手段６０を備える。このため、割断予定面３３Ａには圧縮応力が加わる部分がないため、圧縮応力が局所的に作用することに起因する異常割れが発生しない。また、従来例のように、上型による圧縮応力で割断する構造では無いため、当接部（磁石体３０に当接する部位）が磁石体３０に片当りすることによる異常割れが発生しない。しかも、割断時に磁石体３０を折曲げることがないため、磁石体３０や磁石片３１の支持部分からの跳ね上がりにより磁石体３０や磁石片３１が欠けるという問題も生じない。結果として、割断面精度を向上させることができる。

（イ）挟持手段としての一対のクランプ５０、５０の少なくとも前記磁石体３０に対する当接面は、前記磁石体３０のヤング率よりも高い材質で形成されている。即ち、当接面が磁石体３０のヤング率よりも高い材質で形成された挟持手段としてのクランプ５０によって、磁石体３０の厚み方向に圧縮荷重をかけた状態で引張る。このため、磁石体３０の面方向に作用している圧縮応力によって、割断時に磁石体３０に発生する面方向の張力を打ち消して、割断時に磁石体３０に発生する割断面が一対のクランプ５０、５０で挟持している領域内へ伝播することを防止できる。言い換えれば、割断面を一対のクランプ５０、５０で挟持している領域同士の間の圧縮荷重のかからない制限された領域にのみ伝播させて発生させることができる。結果として、割断面の位置精度を向上させることができる。

（ウ）割断予定面３３Ａを挟んで磁石体３０の長さ方向の両側に配列した一対のクランプ５０、５０の、磁石体３０厚み方向の両面に接触する上部クランプ片５２、５２及び下部クランプ片５１、５１の対向する側面には、磁石体３０厚み方向外側に向かうに連れて互いに離間する傾斜面５１Ａ，５２Ａを備える。また、前記離間荷重付与手段としての楔手段６０は、各挟持手段の前記傾斜面５１Ａ，５２Ａに対向する面を備えた楔部材６１を、前記挟持手段よりも磁石体３０厚み方向外側から前記二つの挟持手段の傾斜面５１Ａ，５２Ａ間に挿入して押圧することにより、前記離間荷重を付与するようにしている。このため、アクチュエータ６２として、例えば、プレスに直結した楔部材６１の押出し動作で磁石体３０を割断でき、割断作業のサイクルタイムを短縮することができる。

Ａ 永久磁石型電動機
１０ ステータ
２０ ロータ
３０ 磁石体
３１ 磁石片
３３ 切り欠き溝
３３Ａ 割断予定面
４０ 磁石体割断装置
４１ 磁石体位置決め装置
４２ 支持台
４３ プッシャ
４４ ホルダー
５０ 一対の挟持手段としての一対のクランプ
５１ 下部クランプ片
５２ 上部クランプ片
５１Ａ，５２Ａ 傾斜面
５３ アクチュエータ
５４，５５ 弾性体
６０ 楔手段
８０ 界磁極用磁石体

Claims (5)

1. 板状の磁石体を割断する界磁極用磁石体の製造装置であって、
   前記磁石体の幅方向に延びる割断予定面に対して磁石体の長さ方向両側を、磁石体の厚み方向から挟んで挟持する二つの挟持手段と、
   前記二つの挟持手段が磁石体を挟持した状態で互いに離間する方向に移動するよう前記二つの挟持手段に離間荷重を付与して磁石を割断する離間荷重付与手段と、を備えることを特徴とする界磁極用磁石体の製造装置。
2. 前記挟持手段の少なくとも前記磁石体に対する当接面は、前記磁石体のヤング率よりも高い材質で形成されてい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. 前記割断予定面を挟んで磁石体の長さ方向の両側に配列した二つの挟持手段の、磁石体厚み方向の両面に接触する部材の対向する側面には、磁石体厚み方向外側に向かうに連れて互いに離間する傾斜面を有し、
   前記離間荷重付与手段は、各挟持手段の前記傾斜面に対向する面を備えた楔部材を、前記挟持手段よりも磁石体厚み方向外側から前記二つの挟持手段の傾斜面間に挿入して押圧することにより、前記離間荷重を付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の界磁極用磁石体の製造装置。
4. 板状の磁石体を割断する界磁極用磁石体の製造方法であって、
   前記磁石体の幅方向に延びる割断予定面に対して磁石体の長さ方向両側を、二つの挟持手段により厚み方向から挟んで挟持し、
   前記磁石体を挟持した状態の二つの挟持手段に対して離間荷重付与手段により離間荷重を付与して互いに離間する方向に移動させて、磁石体を割断することを特徴とする界磁極用磁石体の製造方法。
5. 前記割断予定面を挟んで磁石体の長さ方向の両側に配列した二つの挟持手段の、磁石体厚み方向の両面に接触する部材の対向する側面には、磁石体厚み方向外側に向かうに連れて互いに離間する傾斜面を設け、
   各挟持手段の前記傾斜面に対向する面を備えた楔を、前記挟持手段よりも磁石体厚み方向外側から前記二つの挟持手段の傾斜面間に挿入して押圧することにより、前記二つの挟持手段に離間荷重を付与して互いに離間する方向に移動させ、磁石体を割断することを特徴とする請求項４に記載の界磁極用磁石体の製造方法。

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