JP2021132423A - 磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エアギャップを均一化し、コギングトルク、トルクリップルの増加を抑制できる磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を提供する。【解決手段】磁性体接着治具６０は、磁性体接着治具６１をロータコア２に装着した状態において、永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔを保持させる軸方向に伸びる保持具本体６１ａと、保持具本体６１ａの軸方向の両端部からそれぞれ径方向の内側に突出し、永久磁石中間体３Ａの径方向の厚みよりも長い径方向の厚みを有する第一突出部６１ｂおよび第二突出部６１ｃと、保持具本体６１ａに設けられ、永久磁石中間体３Ａを吸着する吸着部６１ｍとを有する永久磁石中間体保持具６１を備える。【選択図】図３

Description

本願は、磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法に関するものである。

従来、回転電機のロータとしては、回転可能なシャフトとシャフトに固定された磁石を備えたもの、あるいは、回転可能なシャフトとシャフトを挿入したロータコア、および、ロータコアに固定された永久磁石を備えたものなどがある。

ロータコアへの永久磁石の固定については、接着剤の使用が一般的である。ところで、ロータの回転時において永久磁石に繰り返し加えられる遠心力と、熱応力により接着層の劣化の進行によって、永久磁石の飛散、剥離等が生じる可能性がある。そこで、接着層には一定以上の厚みが必要である。接着層の厚みを確保する方法として、接着剤に、接着層として必要な厚み以上の大きさ（径）を持つ粒子を混ぜ、粒子に磁石を習わせて接着層を確保する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７２０３３号公報

特許文献１の技術を用いると、永久磁石をロータコアの外周面に接着する場合でも一定以上の接着層の厚みを確保することができるが、接着剤の塗布量のバラツキ、或いは、接着剤による固定前に外力が磁石に加わることによって、永久磁石とステータ間のエアギャップの均一性が損なわれ、コギングトルク、トルクリップルが増加するという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、回転電機のロータの永久磁石とステータ間のエアギャップを均一化し、コギングトルク、トルクリップルの増加を抑制できる磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を提供することを目的とする。

本願に開示される磁性体接着治具は、
ロータのロータコアに磁性体からなる未着磁の永久磁石中間体を接着するために使用する磁性体接着治具であって、
前記磁性体接着治具を前記ロータコアに装着した状態において、
前記永久磁石中間体の外周面を保持させる軸方向に伸びる保持具本体と、
前記保持具本体の軸方向の両端部からそれぞれ径方向の内側に突出し、前記永久磁石中間体の径方向の厚みよりも長い径方向の厚みを有する第一突出部および第二突出部と、
前記保持具本体に設けられ、前記永久磁石中間体を吸着する吸着部とを有する永久磁石中間体保持具を備える磁性体接着治具を備えるものである。
また、本願に開示される回転電機のロータの製造方法は、
前記永久磁石中間体保持具と、
前記ロータコアに、軸方向に垂直に装着され、前記永久磁石中間体の前記ロータコア本体に対する径方向、軸方向、周方向の位置を前記永久磁石中間体保持具を介して位置決めする台座であって、
前記台座を前記ロータコアに、軸方向に垂直に固定するコア保持部と、
前記コア保持部の径方向の外側に、前記コア保持部に繋がり、前記ロータコア本体と同心に、放射状に、径方向外側に伸びる、前記ロータの極数と同数の、径方向に垂直な断面が凹形状であり、周方向の幅が前記永久磁石中間体保持具の前記保持具本体の周方向の幅と等しい溝部を備える台座を用い、
前記永久磁石中間体保持具に前記永久磁石中間体を吸着させる永久磁石中間体吸着工程と、
前記永久磁石中間体の接着面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記台座の前記溝部に前記永久磁石中間体保持具を配置して、前記ロータの位置決め基準面に前記永久磁石中間体保持具の前記第一突出部および前記第二突出部を密着させて前記ロータコア本体と前記永久磁石中間体との間に接着層を形成する接着層形成工程とを有するものである。

本願に開示される磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法によれば、回転電機のロータの永久磁石とステータ間のエアギャップを均一化し、コギングトルク、トルクリップルの増加を抑制できる磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を提供できる。

実施の形態１による回転電機のロータの斜視図である。 実施の形態１による回転電機の断面図である。 実施の形態１による回転電機のロータコアを装着治具に装着した状態を示す斜視図である。 実施の形態１による永久磁石中間体保持具の斜視図である。 実施の形態１による台座の斜視図である。 図３から台座を取り外した状態を示す斜視図である。 図６に示すロータコアと永久磁石中間体保持具とを、ロータコアの中心軸を含む平面で切断した断面図である。 実施の形態１による永久磁石中間体吸着工程を示す図である。 実施の形態１による接着剤塗布工程を示す図である。 実施の形態１による接着層形成工程を示す図である。 実施の形態１による１極あたり２個の永久磁石中間体を用いる例を示す断面図である。 実施の形態２による回転電機のロータの斜視図である。 実施の形態２によるロータコアにスペーサを装着した状態を示す斜視図である。 実施の形態２によるスペーサを装着したロータコアと、永久磁石中間体保持具との位置関係を示す斜視図である。 図１２に示すロータコアと永久磁石中間体保持具とを、ロータコアの中心軸を含む平面で切断した断面図である。 実施の形態２によるスペーサ８の斜視図である。 実施の形態３による回転電機のロータの斜視図である。 実施の形態３によるロータコアの斜視図である。 実施の形態３によるロータコアと、永久磁石中間体保持具との位置関係を示す斜視図である。 図１７に示すロータコアと永久磁石中間体保持具とを、ロータコアの中心軸を含む平面で切断した断面図である。 実施の形態４による回転電機のロータの斜視図である。 実施の形態４による積層コアの斜視図である。 実施の形態４によるシャフトを挿入した積層コアと、永久磁石中間体保持具との位置関係を示す斜視図である。 図２１に示す積層コアと永久磁石中間体保持具とを、シャフトの中心軸を含む平面で切断した断面図である。 実施の形態４による第一コア片の斜視図である。 実施の形態４による第二コア片の斜視図である。 実施の形態４による積層コアの変形例を示す斜視図である。 実施の形態４による積層コアの変形例を示す斜視図である。 実施の形態４によるロータの変形例を示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を図を用いて説明する。
図１は、回転電機のロータ１０の斜視図である。
図２は、ロータ１０を使用する回転電機１００の断面図である。
なお、製品となるロータ１０では、永久磁石３は、着磁された状態であるが、以下に説明する、ロータコア２に対する永久磁石３の位置決め、貼付工程においては、永久磁石３は、未着磁の状態である。そこで、未着磁の永久磁石３については、永久磁石中間体３Ａとして区別して説明する。また、接着剤４１が硬化したものを接着層４として区別する。
また、本明細書では、ロータコアの径方向を径方向Ｘとし、その外側を外側Ｘ１、内側を内側Ｘ２とする。また、ロータコアの軸方向を軸方向Ｙとし、ロータコアの周方向を周方Ｚとする。

図１に示すように、ロータ１０は、ロータコア２と、ロータコア２のロータコア本体２ａの外周面２ａｓに接着層４によって周方向Ｚに等間隔に固定されている永久磁石３とから構成される。また、図２に示すように、回転電機１００において、ロータ１０は、その外周面がステータ３０の内周面に対向するように、図示しないベアリングで回転可能に保持されている。

ロータコア２は、円筒状のロータコア本体２ａと、ロータコア本体２ａの軸方向Ｙの両端から軸方向Ｙに、ロータコア本体２ａと同軸に突出する円筒状のシャフト部２ｂ、シャフト部２ｃとを一体として備える。シャフト部２ｂ、２ｃには、図示しないベアリングが取り付けられる。

ロータ１０の製造工程では、永久磁石３の未着磁の中間体である永久磁石中間体３Ａをロータコア本体２ａの外周面２ａｓに正確に貼付する必要がある。
そこで、永久磁石中間体３Ａの位置決めにおいて重要な点を列挙する。
１．８個の永久磁石中間体３Ａが、周方向Ｚに等間隔に配置されること。
２．８個の永久磁石中間体３Ａの軸方向Ｙの位置が揃うこと。
３．それぞれの永久磁石中間体３Ａが、軸方向Ｙに真っ直ぐに貼付されること。
４．ロータ１０を軸方向Ｙに垂直に切断した断面において、８個の永久磁石中間体３Ａの外周面が、シャフト部２ｂ、２ｃと同心となるように配置されること。
４．については、ステータ３０の内周面と、ロータ１０の外周面（永久磁石中間体３Ａの外周面）との間の隙間であるエアギャップＧを均一化するために特に重要となり、これを実現するために、接着層４の厚みをそれぞれの永久磁石中間体３Ａに対して調整する必要がある。

次に、上記１．〜４．を実現できるロータ１０の製造方法、とくに永久磁石中間体３Ａをロータコア本体２ａの外周面２ａｓに貼付する方法について説明する。
図３は、回転電機１００のロータコア２を磁性体接着治具６０に装着した状態を示す斜視図である。
磁性体接着治具６０は、８個の永久磁石中間体３Ａを所定の位置に配置し、接着剤４１によって貼付するための治具である。磁性体接着治具６０は、永久磁石中間体３Ａを事前にセットする永久磁石中間体保持具６１と、ロータコア２に装着して永久磁石中間体３Ａのロータコア本体２ａに対する径方向Ｘ、軸方向Ｙ、周方向Ｚの位置を永久磁石中間体保持具６１を介して位置決めする台座６２とを備える。

図４は、永久磁石中間体保持具６１の斜視図である。
図５は、台座６２の斜視図である。
図６は、説明のために図３から台座６２を取り外した状態を示す斜視図である。
図７は、図６に示すロータコア２と永久磁石中間体保持具６１とを、ロータコア２の中心軸Ｃを含む平面で切断した断面図である。
図８Ａ〜図８Ｃは、永久磁石中間体３Ａの接着工程を示す図であり、図８Ａは、永久磁石吸着工程を、図８Ｂは、接着剤塗布工程を、図８Ｃは、接着層形成工程を示す図である。
図８Ａに示すように、まず、永久磁石中間体保持具６１の所定の位置に永久磁石中間体３Ａを吸着させる（永久磁石中間体吸着工程）。次に、図８Ｂに示すように、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎに接着剤４１を塗布する（接着剤塗布工程）。次に、図８Ｃに示すように、ロータコア２を台座６２に配置し、台座６２の溝部６２ｂに永久磁石中間体保持具６１を配置して永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａの外周面２ａｓ（位置決め基準面）に密着させてロータコア本体２ａと永久磁石中間体３Ａとの間に接着層４を形成する（接着層形成工程）。

次に、永久磁石中間体保持具の構成について説明する。
図４に示す永久磁石中間体保持具６１は、永久磁石中間体３Ａを吸着させる治具である。
永久磁石中間体保持具６１および以下で説明する各部材の構成を説明するために使用する各「方向」は、ロータコア２に磁性体接着治具６０を装着した状態における各方向を指すものとする。
永久磁石中間体保持具６１は、永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔを保持させる軸方向Ｙに伸びる保持具本体６１ａと、保持具本体６１ａの軸方向Ｙの両端部からそれぞれ径方向Ｘの内側Ｘ２に突出する突出部６１ｂ（第一突出部）、突出部６１ｃ（第二突出部）と、突出部６１ｂ、６２ｃの周方向Ｚの一端部同士を接続するように設けられたガイド６１ｄと、保持具本体６１ａの保持面６１ａｉｎから径方向Ｘの内側Ｘ２方向に突出するピン６１ｐと、保持具本体６１ａに埋め込まれた永久磁石６１ｍ（吸着部）とを有する。保持具本体６１ａおよび突出部６１ｂ、６２ｂは一体成形されており、アルミ材などからなる。なお、突出部６１ｂ、６１ｃの径方向Ｘの長さは、永久磁石中間体３Ａの径方向Ｘの厚さよりも長く、その差が後述する接着層４の厚さとなる。

永久磁石中間体３Ａは、上述のように着磁は未だされていないが、磁性体からなる。永久磁石中間体保持具６１の径方向Ｘの内側Ｘ２の保持具本体６１ａには、永久磁石６１ｍが埋め込まれているので、内側Ｘ２の保持面６１ａｉｎに、永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔを吸着させて保持することができる。

次に、台座６２の構成について説明する。
図５において主に見えている面が台座６２の上面６２ｕである。磁性体接着治具６０の使用状態において、上面６２ｕが、鉛直方向上側となる。
図５に示すように、台座６２は円環状の板状の部材である。台座６２は、ロータコア２に軸方向Ｙに垂直に装着、固定されている。台座６２の中央には貫通孔Ｈが軸方向Ｙに貫通している。そして、貫通孔Ｈの内径ＨＬは、図７に示すロータコア２のシャフト部２ｃの外径２ｃＬに等しい。また、台座６２の上面６２ｕには、貫通孔Ｈと同軸に、ロータコア本体２ａの外径２ａＬと同じ内径６２Ｌを有し円環状に刳り抜かれたコア保持部６２ａが設けられている。

コア保持部６２ａの径方向Ｘの外側Ｘ１には、コア保持部６２ａに繋がり貫通孔Ｈの中心と同心、すなわちロータコア本体２ａと同心に、放射状に、径方向Ｘの外側Ｘ１に伸びる８本（ロータ１０の極数と同数）の径方向Ｘに垂直な断面が凹形状である溝部６２ｂが設けられている。溝部６２ｂの周方向Ｚの幅６２ｂＬは、図４に示す永久磁石中間体保持具６１の保持具本体６１ａの周方向Ｚの幅６１ａＬと等しい。上面６２ｕのうち、コア保持部６２ａと溝部６２ｂを除いた部分が永久磁石中間体保持具ガイド６２ｇとなる。

次に、磁性体接着治具６０を用いて永久磁石中間体３Ａをロータコア本体２ａの外周面２ａｓに接着剤４１を用いて実際に貼付する手順を説明する。
まず、図８Ａに示すように、永久磁石中間体３Ａを永久磁石中間体保持具６１に装着する。このとき、永久磁石中間体３Ａは、周方向Ｚの一方の面をガイド６１ｄに当てるように装着する。ガイド６１ｄに沿わせることにより、永久磁石中間体３Ａは、永久磁石中間体保持具６１に対して周方向Ｚに位置決めされると同時に、永久磁石中間体保持具６１の長手方向と平行に、永久磁石中間体保持具６１に位置決めされる。

同時に、永久磁石中間体３Ａの軸方向Ｙの一端をピン６１ｐに当てるようにする。ピン６１ｐによって、永久磁石中間体３Ａは、永久磁石中間体保持具６１の軸方向Ｙの所定の位置に位置決めされる。

８個の永久磁石中間体３Ａを８個の永久磁石中間体保持具６１に装着したら（図示はそれぞれ１個）、図８Ｂに示すように、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎ（接着面）に接着剤４１を予め定められた量だけ塗布する。

次に、予めシャフト部２ｃに貫通孔Ｈに通してロータコア本体２ａの軸方向Ｙの一端面に装着された台座６２の溝部６２ｂに、永久磁石中間体保持具６１のピン６１ｐが存在する側の軸方向Ｙの一端を、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎが内側を向くように置く。そして、図８Ｃに示すように、永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａに向かってスライドさせる。

すると、ロータコア２は鉄製であるため、永久磁石中間体保持具６１の保持具本体６１ａに埋め込まれた永久磁石６１ｍと、ロータコア２との間に発生する磁気吸引力によって、永久磁石中間体保持具６１が、ロータコア本体２ａに、径方向Ｘ、軸方向Ｙ、周方向Ｚのいずれの方向にも位置決めされて密着する。このとき、ロータコア本体２ａの軸方向Ｙの長さは、永久磁石中間体保持具６１の軸方向Ｙの長さよりも大きいので、永久磁石中間体保持具６１の突出部６１ｂ、６１ｃとロータコア本体２ａの外周面２ａｓとが密着する。

このとき、ロータコア本体２ａの外周面２ａｓと、永久磁石中間体３Ａとの間に接着剤４１が形成する接着層４の厚みは、永久磁石中間体保持具６１の突出部６１ｂ、６２ｂの長さと永久磁石中間体３Ａの径方向Ｘの厚みの差のみで決まる。すなわち、接着層４は、永久磁石中間体３Ａを接着する際の外力のバラつきの影響を受けない。また、永久磁石中間体３Ａの径方向Ｘの厚みのバラツキを接着層４の厚みが吸収する。

したがって、永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａの外周面２ａｓに吸着させた状態で接着剤４１を硬化させることによって、安定して一定以上の厚みを有する接着層４が形成される。これによって、接着層４の厚みのバラツキを抑えるために押し付け力を制御する必要がなくなり、永久磁石６１ｍの磁力の管理が不要となる。

また、大きな力で永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａに吸着させた場合でも接着層４の厚みに影響を及ぼさないため、ガラスビーズ、セラミックス粒子などの非導電性の粒子を混合する場合であって、大きな力をかける必要がある場合でも、最低限必要な接着層４の厚みを確保する対策、或いは永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａに強く押し付け過ぎないように治具の形状と操作の方法を最適化する対策が不要となり、接着剤４１の調合も簡素となりロータ１０の製造コストを削減できる。

さらに、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎの全面に接着剤４１が広がり、また全面において必要な接着層４の厚みを確保することができるため、ロータコア本体の外周面の一部を永久磁石中間体の位置決めに使用する技術と比較して、一定以上の接着層４の厚みを確保しながら強固な接着を実現することができる。

以上の作業をロータコア本体２ａの８極全てに実施することにより、すべての極に永久磁石中間体３Ａが接着される。その後、永久磁石中間体３Ａを図示しない着磁器で着磁して、ロータ１０を得る。そして、図２に示すステータ３０と組み合わせて回転電機１００を製造する。

実施の形態１による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法によれば、永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔの径方向Ｘの位置が、それぞれの永久磁石中間体３Ａの接着時の外力に関わらず一定となる。これにより、極ごとの永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔとステータ３０の内周面間のエアギャップＧのバラツキが減少し、コギングトルク、トルクリップルなどを低減できる回転電機１００を提供できる。また、ロータコア本体２ａの外周面に配置された全ての永久磁石中間体３Ａの径方向Ｘ、軸方向Ｙ、周方向Ｚの位置を正確に位置決めできる。

また、ロータ１０の外径が、接着剤４１の量、或いは、それぞれの永久磁石中間体３Ａの寸法のばらつきに依存せず、ロータコア本体２ａの外径のみで決まるため、永久磁石中間体３Ａの外周面３Ａｏｕｔと、ステータ３０の内周面間のエアギャップＧを小さく設定でき、回転電機１００のトルクが上昇するなど、回転電機の特性を向上できる。

なお、上述の説明では、永久磁石中間体保持具６１の保持具本体６１ａ、突出部６１ｂ、６２ｂは、アルミニウム製としたが、非磁性の材料であればどのような素材でもよい。また、永久磁石中間体保持具６１への永久磁石中間体３Ａの吸着には永久磁石６１ｍを使用したが、永久磁石６１ｍを内蔵している部分をエアー吸入口とし、真空引きによって永久磁石中間体３Ａを保持具本体６１ａに固定する手法を用いてもよい。この場合、永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａに適度な力で押しつけるとよい。

図９は、１極あたり２個の永久磁石中間体３Ａを用いる例を示す断面図である。
これまでの説明では、１極当たり１個の永久磁石中間体３Ａを、ロータコア本体２ａに接着する例を示したが、図９に示すように、１極当たり２個以上の永久磁石中間体３Ａを軸方向Ｙに並べてロータコア本体２ａに固定してもよい。１極当たりの永久磁石中間体３Ａが複数個であっても、永久磁石中間体保持具６１は、極毎に１個でよいため、複数の永久磁石中間体３Ａを組み合わせて１極を構成するロータ１０を製造できる。

１極を複数個の永久磁石中間体３Ａの組み合わせによって構成する利点は、永久磁石３の軸方向Ｙの長さを容易に変更できる点である。例えば、軸方向Ｙの長さ２０ｍｍと３０ｍｍの永久磁石中間体３Ａを使用する場合、これらの永久磁石中間体３Ａを２つ組み合わせれば４０ｍｍ（２０ｍｍｘ２個）、５０ｍｍ（２０ｍｍ＋３０ｍｍ）、６０ｍｍ（３０ｍｍｘ２個）の軸方向Ｙの長さを実現することができる。これにより、製造する機種の数に対して少ない種類の永久磁石中間体３Ａで対応でき、永久磁石中間体３Ａの加工費を抑えてロータ１０を製造することができる。

また、これまでの説明では、永久磁石中間体３Ａは、ロータコア本体２ａに８極分、接着層４を介して固定されているが、ロータ１０の極数は何極になってもよい。

また、本実施の形態１では、接着剤４１を永久磁石中間体３Ａに塗布してから永久磁石中間体保持具６１をロータコア本体２ａに吸着させることで接着したが、接着剤４１をロータコア２側に塗布して、そこに永久磁石中間体３Ａを装着した永久磁石中間体保持具６１を吸着させることで接着してもよい。ロータコア２に接着剤４１を均一塗布することですべての極に一度に接着剤を塗布することができ、製品のサイクルタイムが短くなる利点がある。

また、ピン６１ｐを省略して、永久磁石中間体３Ａを、突出部６１ｃで直接受けてもよい。

実施の形態２．
以下、実施の形態２による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を実施の形態１と異なる部分を中心に、図を用いて説明する。
図１０は、回転電機のロータ２１０の斜視図である。
図１１は、ロータコア２にスペーサ８を装着した状態を示す斜視図である。
図１２は、スペーサ８を装着したロータコア２と、永久磁石中間体保持具６１との位置関係を示す斜視図である。
図１３は、図１２に示すロータコア２と永久磁石中間体保持具６１とを、ロータコア２の中心軸Ｃを含む平面で切断した断面図である。
図１４は、スペーサ８の斜視図である。

実施の形態１では、図６に示すように、ロータコア本体２ａの外周面２ａｓに突出部６１ｂ、６１ｃが押し当てられていた。しかたがって、図１に示すように、永久磁石３の軸方向Ｙの長さは、必然的にロータコア本体２ａの軸方向Ｙの長さよりも短くなっていた。

そこで、本実施の形態２では、ロータコア本体２ａの軸方向Ｙの全長と同じ軸方向Ｙの長さを有する永久磁石中間体２０３Ａを利用できるように、図１４に示すスペーサ８を用いる。スペーサ８は、中空の円筒形状をしており、スペーサ８の内径は、シャフト部２ｂ、２ｃの外径と同じである。また、スペーサ８の外径は、ロータコア本体２ａの外径と同じである。したがって、スペーサ８をシャフト部２ｂ、２ｃに取り付けると、ロータコア本体２ａとスペーサ８の軸が等しくなるように取り付けられ、スペーサ８の外周面とシャフト部２ｂ、２ｃの外周面とが面一になる。なお、スペーサ８の材質としては、ポアセタール樹脂など、ロータコア２を傷つけにくいものが望ましい。

次に、ロータ２１０を製造する手順について説明する。まず、図１１に示すようにロータ２１０のロータコア２のシャフト部２ｂ、シャフト部２ｃに、それぞれスペーサ８を取り付ける。次に、実施の形態１と同様に、永久磁石中間体保持具６１に永久磁石中間体２０３Ａを吸着させ、台座６２をシャフト部２ｃに装着し、台座６２の溝部６２ｂに永久磁石中間体保持具をセットして永久磁石中間体保持具６１の突出部６１ｂ、６１ｃを、それぞれスペーサ８の外周面８ｓ（位置決め基準面）に密着させる。スペーサ８の外径とロータコア本体２ａの外径は等しいので、実施の形態１と同様に接着層４を形成できる。

実施の形態２による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法によれば、ロータコア本体２ａと同じ軸方向Ｙの長さを有する永久磁石中間体２０３Ａまで利用することができるので、効率の高い回転電機を提供できる。

実施の形態３．
以下、実施の形態３による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を実施の形態１と異なる部分を中心に、図を用いて説明する。
図１５は、回転電機のロータ３１０の斜視図である。
図１６は、ロータコア３０２の斜視図である。
図１７は、ロータコア３０２と、永久磁石中間体保持具６１との位置関係を示す斜視図である。
図１８は、図１７に示すロータコア３０２と永久磁石中間体保持具６１とを、ロータコア３０２の中心軸Ｃを含む平面で切断した断面図である。

図１６に示すように、ロータコア３０２は、ロータコア本体３０２ａとシャフト部３０２ｂとの間、および、ロータコア本体３０２ａとシャフト部３０２ｃの間、すなわちロータコア本体２ａの軸方向Ｙの両側に、それぞれフランジ部３０２ｆを備え、これらが一体となった構造である。
また、フランジ部３０２ｆの外径３０２ｆＬは、ロータコア本体３０２ａの外径３０２ａＬよりも大きい。２つのフランジ部３０２ｆの間は、周方向Ｚに凹んだ溝部３０２ｍとなる。

したがって、図１６、図１７に示すように２つのフランジ部３０２ｆの間は、周方向Ｚに溝形状となる。ここで、ロータコア本体３０２ａの軸方向Ｙの長さは、永久磁石中間体保持具６１の軸方向Ｙの長さよりも小さい、また、ロータコア本体３０２ａの軸方向Ｙの長さは、永久磁石中間体３Ａの軸方向Ｙの長さよりも大きい。これにより、永久磁石中間体保持具６１をロータコア３０２に押し当てた際、永久磁石中間体３Ａが溝部３０２ｍ内に入り込んだ状態で永久磁石中間体３Ａを位置決めすることができる。なお、本実施の形態で使用する台座６２のコア保持部６２ａの外径は、フランジ部３０２ｆの外径と等しい。これにより、ロータコア３０２を実施の形態１と同様に台座６２に保持できる。

ロータ３１０を製造する手順について説明する。実施の形態１と同様に、まず、永久磁石中間体保持具６１の所定の位置に永久磁石中間体３Ａを吸着させる（永久磁石中間体吸着工程）。次に、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎに接着剤４１を塗布する（接着剤塗布工程）。次に、ロータコア３０２を台座６２に配置し、台座６２の所定の位置に永久磁石中間体保持具６１を配置して、永久磁石中間体保持具６１の突出部６１ｂ、６１ｃをそれぞれフランジ部３０２ｆの外周面３０２ｆｓに密着させて接着層４を形成する（接着層形成工程）。

このとき、図１８に示すように、接着剤４１が、永久磁石中間体３Ａとロータコア３０２の径方向Ｘの間からはみ出し、永久磁石中間体３Ａの軸方向Ｙの両端側に回り込んで、フランジ部３０２ｆと永久磁石中間体３Ａとの間の隙間にも充填される。以上の作業を８極全てに実施することによってロータ３１０を得る。

実施の形態３による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法によれば、永久磁石中間体３Ａの内周面３Ａｉｎだけでなく、軸方向Ｙの両端面もロータコア３０２に接着されるので、永久磁石中間体３Ａの接着強度が増加し、ロータ３１０の性能が向上する。

実施の形態４．
以下、実施の形態３による磁性体接着治具および回転電機のロータの製造方法を実施の形態１と異なる部分を中心に、図を用いて説明する。
図１９は、回転電機のロータ４１０の斜視図である。
図２０は、積層コア４０２の斜視図である。
図２１は、シャフトＳを圧入した積層コア４０２と、永久磁石中間体保持具６１との位置関係を示す斜視図である。
図２２は、図２１に示す積層コア４０２と永久磁石中間体保持具６１とを、シャフトＳの中心軸Ｃ２を含む平面で切断した断面図である。
図２３は、第一コア片ｓｈ１の斜視図である。
図２４は、第二コア片ｓｈ２の斜視図である。
図１９に示すように、ロータ４１０は、積層コア４０２と、積層コア４０２の外周面４０２ａｓに接着層４によって周方向Ｚに等間隔に固定されている永久磁石３とから構成される。実施の形態１では、ロータコア本体２ａは、シャフト部２ｂ、２ｃと一体に形成されていたが、本実施の形態４では、積層コア４０２とシャフトＳを別体としている。

次に、ロータ４１０の製造工程を説明する。
最初に、積層コア４０２を製造する。図２０に示すように、積層コア４０２は、軸方向から見た形状が中空の円形の第一コア片ｓｈ１と、中空の多角形の第二コア片ｓｈ２との組み合わせにより構成されている。図２３に示すように第一コア片ｓｈ１は、環状の金属板である。第一コア片ｓｈ１の内径は、シャフトＳの外径と等しい。

また、図２４に示すように、第二コア片ｓｈ２は、外周面ｓｈ２ｓが、正八角形であり（正ｎ角形でありｎの値はロータ４１０の極数と等しければよい）、内周面は円形の形状である。第二コア片ｓｈ２の内径もシャフトＳの外径と等しい。

第一コア片ｓｈ１、第二コア片ｓｈ２は、それぞれプレス抜きにより製造される。例えば、電磁鋼板、圧延鋼板等の薄板状の金属シートを所定の形状にプレス抜きすることで、第一コア片ｓｈ１、第二コア片ｓｈ２を得る。第一コア片ｓｈ１、第二コア片ｓｈ２には抜きかしめがあり、プレス抜きと同時に予め定められた数のそれぞれのコア片を軸方向Ｙ（積層方向）に固定し、積層コア４０２を得る。

したがって、図２１、図２２に示すように２枚の第一コア片ｓｈ１の間は、周方向Ｚに溝形状となる。本実施の形態４では、第二コア片ｓｈ２を８枚分（ロータコア本体に相当）、軸方向Ｙに積層し、それらを２枚の第一コア片ｓｈ１（フランジ部に相当）で挟んでいる。

第二コア片ｓｈ２の枚数を変更することで様々な永久磁石中間体３Ａの長さ、枚数に容易に対応できるため、ロータの仕様変更にかかるコストが安価となる。ただし、積層された複数の第二コア片ｓｈ２の軸方向Ｙの長さが永久磁石中間体３Ａの軸方向Ｙの長さよりも短くなってはならない。

積層コア４０２を得たら、積層コア４０２の内径より径の大きいシャフトＳを積層コア４０２の内部に軸方向Ｙから圧入する。その後の接着層形成工程では、永久磁石中間体保持具６１の突出部６１ｂ、６１ｃをそれぞれ第一コア片ｓｈ１の外周面ｓｈ１ｓに密着させて接着層４を形成する。すなわち、第一コア片ｓｈ１が、実施の形態３のフランジ部３０２ｆに相当する。その他の製造方法については実施の形態３と同様のため省略する。

図２５は、積層コア４０２の変形例である積層コア４０２Ｂを示す斜視図である。
図２６は、積層コア４０２の変形例である積層コア４０２Ｃを示す斜視図である。
積層コア４０２では、円形の２枚の第一コア片ｓｈ１によって八角形の８枚の第二コア片ｓｈ２を挟むことによって積層コア４０２を形成したが、図２５に示すように外径の異なる２種類の円形の第一コア片ｓｈＢ１、第二コア片ｓｈＢ２を組み合わせて積層コア４０２Ｂを形成してもよい。また、図２６に示すように、外径の異なる２種類の八角形の第一コア片ｓｈＣ１、第二コア片ｓｈＣ２を組み合わせて積層コア４０２Ｃを形成してもよい。この場合は、台座６２のコア保持部６２ａの形状を第一コア片ｓｈＣ１と同形状にすればよい。

図２７は、ロータ４１０の変形例であるロータ４１０Ｂの斜視図である。
本実施の形態４では、１つのシャフトＳに１個の積層コア４０２を圧入してロータ４１０を構成したが、図２７に示すように、１つのシャフトＳに複数の積層コア４０２Ｂ１、４０２Ｂ２を圧入してロータ４１０Ｂを構成してもよい。複数個の積層コア４０２Ｂ１、４０２Ｂ２を用いてロータ４１０Ｂを構成する利点は、ロータコア全体の軸方向Ｙの長さを容易に変更できる点である。例えば、長さ４０ｍｍと６０ｍｍの積層コア４０２Ｂ１、４０２Ｂ２を使用する場合、これらの積層コアの２個の組み合わせによって、８０ｍｍ（４０ｍｍｘ２個）、１００ｍｍ（４０ｍｍ＋６０ｍｍ）、１２０ｍｍ（６０ｍｍｘ２個）の長さの積層コアを実現することができる。

積層コアを２個使用する場合は、まず、シャフトＳの軸方向Ｙの一方から台座６２を装着して一方の積層コアに永久磁石中間体３Ａを接着し、その後、シャフトＳの軸方向Ｙの他方に台座６２を装着して他方の積層コアに永久磁石中間体３Ａを接着するとよい。

また、本実施の形態４においては、抜きかしめにより、第一コア片ｓｈ１、第二コア片ｓｈ２のプレス抜きと同時に隣り合うコア片同士を固定したが、プレス抜きにより形成したコア片に接着剤を塗布しながら２枚以上積層することで軸方向Ｙに固定した積層コア４０２であってもよい。さらに、２枚以上積層した後に、例えばＹＡＧ溶接（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ溶接）などにより軸方向Ｙに固定してもよい。

また、本実施の形態４においては、シャフトＳを積層コア４０２に圧入したが、積層コア４０２を温め、積層コア４０２の内径を大きくしてからシャフトＳを挿入する焼き嵌めをしてもよい。積層コア４０２を焼き嵌めすることにより、シャフトＳと積層コア４０２との締め付けトルクが増すため、ロータ４１０の回転中にシャフトＳと積層コア４０２が周方向Ｚにずれる不具合を減少させることができる。

また、本実施の形態４においては、シャフトＳを積層コア４０２に圧入した後、永久磁石中間体３Ａを積層コア４０２に接着してロータ４１０を得たが、積層コア４０２に永久磁石中間体３Ａを接着した後にシャフトＳを積層コア４０２に圧入してロータ４１０を得てもよい。また、積層コア４０２の単体の方が小さいため、リードタイム短縮の目的で、積層コア４０２を仕掛品とすることで、仕掛品の保管スペースが小さくなり、製造コストを減少できる。さらに、前述したように１つのシャフトＳに複数の積層コア４０２を圧入する仕様とした場合、必要な機種数に対して少ない種類の積層コア４０２の仕掛品を保有するだけでよくなる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１００ 回転電機、１０，２１０，３１０，４１０，４１０Ｂ ロータ、
２，３０２ ロータコア、
４０２，４０２Ｂ，４０２Ｂ１，４０２Ｂ２，４０２Ｃ 積層コア、
２ａ，３０２ａ ロータコア本体、２ａＬ，２ｃＬ，３０２ａＬ，３０２ｆＬ 外径、
２ａｓ，４０２ａｓ 外周面、２ｂ，２ｃ，３０２ｂ，３０２ｃ シャフト部、
３０２ｆ フランジ部、３０２ｆｓ 外周面、３ 永久磁石、
３Ａ，２０３Ａ 永久磁石中間体、３Ａｉｎ 内周面、３Ａｏｕｔ 外周面、
３０ ステータ、４ 接着層、４１ 接着剤、６０ 磁性体接着治具、
６１ 永久磁石中間体保持具、６１ａ 保持具本体、６１ａｉｎ 保持面、
６１ｂ，６１ｃ 突出部、６１ｄ ガイド、６１ｍ 永久磁石、６１ｐ ピン、
６２ 台座、６２ａ コア保持部、６２ｂ 溝部、
６２ｇ 永久磁石中間体保持具ガイド、６２Ｌ 内径、６２ｕ 上面、８ スペーサ、
８ｓ 外周面、Ｃ，Ｃ２ 中心軸、Ｇ エアギャップ、Ｈ 貫通孔、ＨＬ 内径、
Ｓ シャフト、ｓｈ１，ｓｈＢ１，ｓｈＣ１ 第一コア片、ｓｈ１ｓ 外周面、
ｓｈ２，ｓｈＢ２，ｓｈＣ２ 第二コア片、ｓｈ２ｓ 外周面、Ｘ 径方向、
Ｘ１ 外側、Ｘ２ 内側、Ｙ 軸方向、Ｚ 周方向。

Claims (13)

1. ロータのロータコアに磁性体からなる未着磁の永久磁石中間体を接着するために使用する磁性体接着治具であって、
   前記磁性体接着治具を前記ロータコアに装着した状態において、
   前記永久磁石中間体の外周面を保持させる軸方向に伸びる保持具本体と、
   前記保持具本体の軸方向の両端部からそれぞれ径方向の内側に突出し、前記永久磁石中間体の径方向の厚みよりも長い径方向の厚みを有する第一突出部および第二突出部と、
   前記保持具本体に設けられ、前記永久磁石中間体を吸着する吸着部とを有する永久磁石中間体保持具を備える磁性体接着治具。
2. 前記永久磁石中間体保持具は、前記第一突出部および前記第二突出部の周方向の一端部同士を接続するように設けられたガイドを備える請求項１に記載の磁性体接着治具。
3. 前記吸着部は、永久磁石である請求項１又は請求項２に記載の磁性体接着治具。
4. 前記吸着部は、エアー吸入口である請求項１又は請求項２に記載の磁性体接着治具。
5. 前記永久磁石中間体保持具は、前記保持具本体の内周面から径方向の内側に突出し、前記永久磁石中間体を軸方向に位置決めするピンを備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁性体接着治具。
6. 前記ロータコアに、軸方向に垂直に装着され、前記永久磁石中間体のロータコア本体に対する径方向、軸方向、および周方向の位置を前記永久磁石中間体保持具を介して位置決めする台座を備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁性体接着治具。
7. 前記台座は、前記台座を前記ロータコアに、軸方向に垂直に固定するコア保持部と、
   前記コア保持部の径方向の外側に、前記コア保持部に繋がり、前記ロータコア本体と同心に、放射状に、径方向外側に伸びる、前記ロータの極数と同数の、径方向に垂直な断面が凹形状であり、周方向の幅が前記永久磁石中間体保持具の前記保持具本体の周方向の幅と等しい溝部を備える請求項６に記載の磁性体接着治具。
8. 請求項７に記載の台座と、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石中間体保持具を備える前記磁性体接着治具とを用いる回転電機のロータの製造方法であって、
   前記永久磁石中間体保持具に前記永久磁石中間体を吸着させる永久磁石中間体吸着工程と、
   前記永久磁石中間体の接着面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記台座の前記溝部に前記永久磁石中間体保持具を配置して、前記ロータの位置決め基準面に前記永久磁石中間体保持具の前記第一突出部および前記第二突出部を密着させて前記ロータコア本体と前記永久磁石中間体との間に接着層を形成する接着層形成工程とを有する回転電機のロータの製造方法。
9. 前記位置決め基準面は、前記ロータコア本体の外周面である請求項８に記載の回転電機のロータの製造方法。
10. 前記位置決め基準面は、前記ロータの軸方向両側のシャフト部に取り付けられた、前記シャフト部の外径と同じ内径を有し、かつ、前記ロータコア本体の外径と同じ外径を有するスペーサの外周面である請求項８に記載の回転電機のロータの製造方法。
11. 前記位置決め基準面は、前記ロータコア本体の軸方向両側に設けられ、前記ロータコア本体よりも大きい外径を有するフランジ部の外周面である請求項８に記載の回転電機のロータの製造方法。
12. 前記ロータコア本体の軸方向の長さは、前記永久磁石中間体の軸方向の長さよりも大きい請求項１１に記載の回転電機のロータの製造方法。
13. 前記ロータコア本体は、積層コアであり、
    前記積層コアは、外径の異なる第一コア片と第二コア片とを備え、
    前記フランジ部としての前記第一コア片は、軸方向から見た形状が、中空の円形又は中空の多角形であり、
    前記ロータコア本体を構成する前記第二コア片は、軸方向から見た形状が、中空の円形又は中空の多角形である請求項１１又は請求項１２に記載の回転電機のロータの製造方法。

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