JP5098959B2 - 資源回収を目的とする永久磁石回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、せん断加工により成形された複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコアに形成された磁石収容孔の中に樹脂で固定されている永久磁石を有するロータから、該永久磁石を回収する資源回収を目的とする永久磁石回収方法に関する。

今日、自動車業界においては、環境保全の一環としてリサイクルの必要性から、部品の再利用が行われている。そうした中で、モータから永久磁石を回収することが行われている。
従来、永久磁石の回収の技術として、下記の特許文献１に記載される回転子から永久磁石を簡単に分離できる構造があった。
すなわち、せん断加工により成形された複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコアに形成された磁石収容孔の中に固定されている永久磁石を有するロータであって、永久磁石を軸方向に押圧するための挿入孔が磁石収容孔と別個に設けられた直流ブラシレスモータの回転子がある。
このような手段によれば、この挿入孔から押圧用治具等で永久磁石を軸方向に押圧することによって、回転子から容易に永久磁石を分離することができる。

特開２００４−７８９３号公報

しかしながら、従来の直流ブラシレスモータの回転子における永久磁石の分離方法には、以下の問題があった。
すなわち、従来では、図５に示すように、ロータコア１２０は複数の電磁鋼板が重なって形成されていることから、電磁鋼板をせん断し磁石収容孔１２１を形成する際には、電磁鋼板の内周壁側には、せん断方向へのバリ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅ（以下、「バリ１２０ａ等」と示す。）が残る。当該バリ１２０ａ等は、永久磁石１２２の押し出す際の方向とバリ１２０ａ等のせん断方向に指定がなかった。そのため、永久磁石１２２の押し出し方向と電磁鋼板のバリ１２０ａ等のせん断方向と同じ場合には、永久磁石１２２に係る力の最大値が小さくて済むが、永久磁石１２２の押し出し方向と電磁鋼板のバリ１２０ａ等のせん断方向が逆の場合には、永久磁石１２２に係る力の最大値が大きくなってしまう問題があった。永久磁石１２２に係る最大値の大きさが異なることにより、永久磁石押し出し荷重がばらつく問題、設備能力が十分に大きくないといけないという問題、設備投資が大きくなってしまうという問題が生じていた。
また、永久磁石１２２は傷が付きやすく、さらに割れやすい性質を有するため、バリ１２０ａ等により、傷が付いたり、割れたりする問題があった。永久磁石１２２を押し出す方向がせん断方向と異なる場合には、バリ１２０ａ等により樹脂の流れが乱されるため、永久磁石１２２が反対側のバリ１２０ａ等に接触して傷が付いたり、割れたりすることがあった。永久磁石１２２に傷や割れが発生することにより、永久磁石１２２を回収することができたとしても、再利用ができず意味がないため問題となる。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、永久磁石の取り出しを容易にすることができる資源回収を目的とする永久磁石回収方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る資源回収を目的とする永久磁石回収方法は、以下の構成を有する。
（１）せん断加工により成形された複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコアに形成された磁石収容孔の中に樹脂で固定されている永久磁石を有するロータから、永久磁石を回収する資源回収を目的とする永久磁石回収方法において、ロータコアを加熱して樹脂を半溶解、又は、熱劣化させる第１工程と、永久磁石を磁石収容孔から押し出す第２工程を有し、第２工程では、電磁鋼板は一定方向に積層されていることにより、磁石収容孔のせん断加工により発生したバリが一定の方向を向いていること、永久磁石を磁石収容孔から押し出す方向が、磁石収容孔のせん断加工のせん断方向であること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する資源回収を目的とする永久磁石回収方法において、電磁鋼板のパンチ面又はダイス面に印を付けること、を特徴とする。

上記資源回収を目的とする永久磁石回収方法の作用効果について説明する。
複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコアに形成された磁石収容孔の中に樹脂で固定されている永久磁石を有するロータから、永久磁石を回収する資源回収を目的とする永久磁石回収方法において、ロータコアを加熱して樹脂を半溶解、又は、熱劣化させる第１工程と、永久磁石を磁石収容孔から押し出す第２工程を有し、第２工程では、電磁鋼板は一定方向に積層されていることにより、磁石収容孔のバリが一定の方向を向いていること、永久磁石を磁石収容孔から押し出す方向が、磁石収容孔のせん断方向であることにより、常に永久磁石押し出し荷重が同じになり、荷重がばらつくことがない。そのため、永久磁石の押し出しに係る設備能力が小さくて済むため、設備投資を小さくすることができる。
また、永久磁石を押し出す方向がせん断方向と同じである場合には、バリにより樹脂の流れが乱されることはないため、永久磁石をバリに接触させないで傷つけること、又は割れることなく取り出すことができる。
さらに、電磁鋼板のパンチ面又はダイス面に印を付けることで、永久磁石を押し出す際にどちらから押し出すのかが明確になり、間違えてせん断方向と反対側から押し出すことはない。また、どちらから押し出すのかの確認作業を短縮することができるため、作業性が向上する。

次に、本発明に係る資源回収を目的とする永久磁石回収方法の一実施の形態について図面を参照して説明する。

＜ロータの構成＞
図１は、ロータコア２０における磁石収容孔２１の中に永久磁石２２が固定されている概略構成を示す断面図である。図２は、ロータ１０の概略構成を示す断面図である。図３は、ロータ１０におけるロータコア２０の取付部分を示す図である。図４は、ロータコア２０の概略構成を示す平面図である。
ロータ１０は、図２に示すように、モータの回転軸に嵌合する環状のロータシャフト１１と、ロータシャフト１１に組み付けられた中空円筒状のロータコア２０の下面がコア保持部１２の外周面に対して嵌合して固定されている。このとき、ロータコア２０の下面がコア保持部１２のフランジ部１２ａに保持されている。なお、図３に示すように、ロータコア２０に形成された磁石収容孔２１下面付近には、マグネットエンド１３が介在している。一方、ロータコア２０の上面は、エンドプレート１４に押さえつけられている。ロータコア２０における磁石収容孔２１の中に永久磁石２２が樹脂４１により固定されている。永久磁石２２の形状は立方体形状である。磁石収容孔２１は、略直方体形状の孔である。永久磁石２２は、磁石収容孔２１を一回り小さくしたものであり、磁石収容孔２１に収まる大きさである。
図４に示すように、合計１６個の磁石収容孔２１が設けられている。また、１枚の電磁鋼板２０に形成されるダボ２５は、磁気特性を悪化させず、かつ、固定強度を確保することができるように、同一円周上に等間隔で８個設けられている。永久磁石２２は、長方形の形状をしている。図４においては、永久磁石２２を簡略して記載しているため、２個の永久磁石２２のみを記載している。

図１に示すように、ロータコア２０は、複数の電磁鋼板２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ（以下、「複数の電磁鋼板２０ａ」と示す。）が積層されることにより構成されている。複数の電磁鋼板２０ａ等は、それぞれ磁石収容孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅをせん断された後に積層させる。複数の電磁鋼板２０ａ等のせん断された部分には、バリ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅ（以下、「バリ２０１ａ等」と示す。）が残存する。図１では、バリ２０１ａ等が理解しやすいように、バリ２０１ａ等を通常発生するよりも大きく示した。
複数の電磁鋼板２０ａ等は、全て同じせん断された方向に積層されている。すなわち、具体的には、電磁鋼板２０ａのダイス面２０２ａと電磁鋼板２０ｂのパンチ面２０３ｂとが接面している。また電磁鋼板２０ｂのダイス面２０２ｂと電磁鋼板２０ｃのパンチ面２０３ｃが接面している。その他の電磁鋼板も同様に、パンチ面とダイス面が接面している。
複数の電磁鋼板２０ａ等が全て同じせん断された方向に積層されていることにより、ロータコア２０の磁石収容孔２１の内周壁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅにあるバリ２０１ａ等は、一方向を向いている状態になる。
磁石収容孔２１内に永久磁石２２が樹脂４１により固定されている。

電磁鋼板２０ａ等のパンチ面２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ、２０３ｅ（以下、「パンチ面２０３ａ等」と示す。）又はダイス面２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、２０２ｅ（以下、「ダイス面２０２ａ等」と示す。）の表面には、レーザーにより印が付されている。表面に印が付されていることにより、積層する際に、積層する向きを間違えることがなくなる。そのため、ロータ１０を製造する際に、バリ２０１ａ等を常に同じ方向を向けて製造することができる。それにより、永久磁石２２を押し出す際にどちらから押し出すのかが明確になり、間違えてせん断方向と反対側から押し出すことはない。また、どちらから押し出すのかの確認作業を短縮することができるため、作業性が向上する。

＜永久磁石の回収方法＞
（第１工程）
次に、永久磁石２２の回収方法について説明する。
ロータ１０からロータコア２０を取外す。ロータコア２０を取外すまでの工程は、従来技術と同様であるため、説明を割愛する。
ロータコア２０を加熱する。ロータコア２０を加熱することにより、磁石収容孔２１内にある樹脂４１も加熱される。樹脂４１は加熱されると半溶解、又は熱劣化する。樹脂４１が半溶解、又は熱劣化すると、永久磁石２２は非固定状態となる。そのため、永久磁石２２を押圧することにより、永久磁石２２を取り出すことができる。

（第２工程）
樹脂４１が半溶解、又は、熱劣化した状態にあるとき永久磁石２２を、せん断方向へ押し出す。このとき、バリ２０１ａ等は、せん断方向へ向いているため、永久磁石２２を押し出した時、バリ２０１ａ等が、樹脂４１に対する抵抗とならないため、永久磁石押し出し荷重がかからない。そのため、永久磁石押し出し荷重が小さくても押し出すことができる。
第２工程では、常に永久磁石２２をせん断方向へ押し出すため、永久磁石押し出し荷重が同じになり、荷重がばらつくことがない。そのため、永久磁石の押し出しに係る設備能力が小さくて済むため、設備投資を小さくすることができる。
また、ロータ１０を製造する際に、バリ２０１ａ等を常に同じ方向へ向けて製造するため、どのロータから永久磁石を取り出す際にも同じ荷重を掛ければよいため、荷重の低減が可能となり、取り出し装置の小型化を図ることができる。

また、永久磁石２２を押し出す方向がせん断方向と同じであるため、バリ２０１ａ等により樹脂４１の流れが乱されることはないため、永久磁石２２をバリ２０１ａ等に接触させないで傷つけること、又は割れることなく取り出すことができる。
さらに、バリ２０１ａ等が、永久磁石２２の押し出し方向を向いているため、永久磁石２２が傷つくことはなく、また、割れることもない。そのため、永久磁石２２を取り出した後、永久磁石２２をそのまま再利用することができる。

以上詳細に説明したように、本実施例の資源回収を目的とする永久磁石回収方法によれば、せん断加工により成形された複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコア２０に形成された磁石収容孔２１の中に樹脂４１で固定されている永久磁石２２とを有するロータ２０から、永久磁石２２を回収する資源回収を目的とする永久磁石回収方法において、ロータコア２０を加熱して樹脂４１を半溶解、又は、熱劣化させる第１工程と、永久磁石２２を磁石収容孔２１から押し出す第２工程を有し、第２工程では、電磁鋼板は一定方向に積層されていることにより、磁石収容孔２１のせん断加工により発生したバリ２０１ａ等が一定の方向を向いていること、永久磁石２２を磁石収容孔２１から押し出す方向が、磁石収容孔２１のせん断加工のせん断方向であるため、常に永久磁石押し出し荷重が同じになり、荷重がばらつくことがない。そのため、永久磁石２２の押し出しに係る設備能力が小さくて済むため、設備投資を小さくすることができる。
また、永久磁石２２を押し出す方向がせん断方向と同じであるため、バリ２０１ａ等により樹脂４１の流れが乱されることはないため、永久磁石２２をバリ２０１ａ等に接触させないで傷つけること、又は割れることなく取り出すことができる。

また、複数の電磁鋼板２０ａ等のパンチ面２０３ａ等又はダイス面２０２ａ等に印を付けることにより、積層する際に、積層する向きを間違えることがなくなる。そのため、ロータ１０を製造する際に、バリ２０１ａ等を常に同じ方向を向けて製造することができる。それにより、永久磁石２２を押し出す際にどちらから押し出すのかが明確になり、間違えてせん断方向と反対側から押し出すことはない。また、どちらから押し出すのかの確認作業を短縮することができるため、作業性が向上する。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、電磁鋼板のパンチ面又はダイス面に印を付けるのは、レーザーでなくとも、プレスの加工、その他の加工方法によっても行うことができる。

ロータコアにおける磁石収容孔の中に永久磁石が固定されている概略構成を示す断面図である。 ロータの概略構成を示す断面図である。 ロータにおけるロータコアの取付部分を示す図である。 ロータコアの概略構成を示す平面図である。 特許文献１のロータコアにおける磁石収容孔の中に永久磁石が固定されている概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ ロータ
２０ ロータコア
２１ 磁石収容孔
２２ 永久磁石
４１ 樹脂

Claims (2)

1. せん断加工により成形された複数の電磁鋼板を積層した中空円筒形状のロータコアに形成された磁石収容孔の中に樹脂で固定されている永久磁石を有するロータから、該永久磁石を回収する資源回収を目的とする磁石回収方法において、
   前記ロータコアを加熱して前記樹脂を半溶解、又は、熱劣化させる第１工程と、
   前記永久磁石を前記永久磁石収容孔から押し出す第２工程を有し、
   前記第２工程では、前記電磁鋼板は一定方向に積層されていることにより、前記磁石収容孔の前記せん断加工により発生したバリが一定の方向を向いていること、
   前記永久磁石を前記磁石収容孔から押し出す方向が、前記磁石収容孔の前記せん断加工のせん断方向であること、
   を特徴とする資源回収を目的とする永久磁石回収方法。
2. 請求項１に記載する資源回収を目的とする永久磁石回収方法において、
   前記電磁鋼板のパンチ面又はダイス面に印を付けること、
   を特徴とする資源回収を目的とする永久磁石回収方法。

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