JP5867052B2 - 界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機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。

従来から永久磁石埋込型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、樹脂を充填した、ロータスロットと同寸法および同形状の内空を有する容器内に、予め割断の目安となる切り欠きを設けた永久磁石を挿入し、永久磁石を容器内で磁石片に割断して、割断と同時に磁石片間に樹脂を浸透させるようにしている。

特開２００９−１４２０８１号公報

しかしながら、上記従来例では、容器内で永久磁石を割断し、その状態において磁石片同士を樹脂で一体化するものであるため、磁石片同士に厚さ方向・幅方向および長さ方向のずれを生じる。このため、磁石片同士に厚さ方向・幅方向および長さ方向のずれを生じた状態で、磁石片同士が樹脂で接着されると、ズレを見込んで磁石寸法を大きくとれず、モータ性能が悪化するという問題があった。この問題を解決するため、例えば、割断した夫々の磁石片の平面及び側面を基準となる治具に当接させ、押圧手段により平面及び側面方向から押付けて整列させると共に整列した長手方向からも接着のために加圧して、割断面間で接着剤を押し広げて接着する方法が考えられる。

この方法においても、割断面間で接着剤を押し広げた際に、接着剤が割断面間で偏って拡がる場合には硬化後の界磁極用磁石体に反りを生じ、割断面より接着剤がはみ出した場合には、はみ出した接着剤が治具の基準面に付着して接着剤硬化後に治具から界磁極用磁石体を取出すときに変形する不具合があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、形状精度の確保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、磁石体を幅方向に割断分割することにより形成した複数の磁石片同士を、互いに整列させて結合する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。

このため、界磁極用磁石体の製造装置は、割断面同士を対面させて前記割断分割した複数の磁石片同士を整列状態で位置決めする幅方向及び厚み方向の基準面を備える基準治具を備える。また、製造装置は、前記複数の磁石片を配列した長手方向から押圧して磁石片同士を長手方向に整列させる長手方向押圧手段を備える。さらに、製造装置は、前記複数の磁石片を夫々の磁石片の幅方向および厚み方向から幅方向押圧板および厚み方向押圧板の押圧面を接触させて幅方向基準面および厚み方向基準面に押圧して幅方向および厚み方向に整列させる幅方向押圧手段および厚み方向押圧手段を備える。

そして、本発明は、前記基準面および押圧面の複数の磁石片の各割断面の外周領域に臨む部位に、当該部位の表面を割断面の外周領域から離間させて、磁石片の割断面間に介在されて割断面間から外周領域へはみ出す接着剤を収容する窪みを形成し、割断面の外周領域にそれぞれ臨む窪みは、長手方向に延びる通路により互いに連通され且つ基準治具の外部に連通されていることを特徴としている。

したがって、本発明では、割断面から外周領域にはみ出した接着剤は、窪み内に収容され、治具類に付着することを防止でき、接着剤硬化後に治具から磁石体を取出す時に変形したりする不具合が解消できる。また、窪みに接着剤をはみ出させるため、接着剤が各割断面間に均一に拡がり、割断面内で偏ることがないため、接着剤が硬化後に得られた磁石体に反りが生じることを防止でき、形状精度の確保された界磁極用磁石体を得ることができる。
しかも、基準治具を加熱炉により昇温させて接着剤を硬化させる際に生ずる接着剤の気化成分が、割断面から窪みに流れて長手方向に連通する通路を経由して基準治具の外部に放出される。即ち、接着剤から気化した成分は、窪み内に滞留することなく外部に放出されるため、基準治具の基準面及び厚み方向及び幅方向の押圧面の磁石片と接する表面に蒸着することを防止できる。

本発明の一実施形態に係る界磁極用磁石体を適用した回転電機の概略構成を示す正面図（Ａ）およびＩ-Ｉ線に沿う断面図（Ｂ）。 界磁極用磁石体の斜視図。 磁石体を割断させる磁石分割治具の構成を示す概念図。 本発明の第１実施形態の一体化装置の構成を示す横断面図。 図４に示す一体化装置のＡ−Ａ線に沿う断面図。 磁石片への接着剤の塗布状態を示す説明図。 本発明の第２実施形態の一体化装置の第１実施例を示す縦断面図。 一体化装置の第１実施例を示す横断面図。 第２実施例の一体化装置の縦断面図。 第３実施例の一体化装置の縦断面図。 第４実施例の一体化装置の縦断面図。 第２実施形態の一体化装置への空気供給状態を説明する説明図。 第２実施形態の構成を第１実施形態の一体化装置へ適用した縦断面図。 接着剤の偏り状態を説明する説明図。 接着剤の張り出し状態を説明する説明図。

以下、本発明の界磁極用磁石体の製造装置およびその製造方法を各実施形態に基づいて説明する。

（第１実施形態）
先ず、本発明を適用する回転電機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、永久磁石埋込型回転電機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、厚み方向の平面視で矩形の磁石体３０を幅方向に割断して分割した複数の磁石片３１を、その割断面３４同士を樹脂により接着して、一列に整列した磁石片３１の集合体として構成される。使用される樹脂は、例えば２００℃程度の耐熱性能を備えるものが使用され、例えば、エポキシ系の熱硬化型の接着剤３２等を用いる。また、この接着剤３２には、スペーサとして機能するガラスビーズや絶縁クロスが配合され、磁石片３１間のクリアランスを確保して、隣接する磁石片３１同士を電気的に絶縁状態とする。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に割断するためには、磁石体３０の割断しようとする部位に、予め切り欠き溝３３を形成することが有効である。以下では、切り欠き溝３３が形成されている磁石体３０について説明するが、この切り欠き溝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、磁石体３０に切り欠き溝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３４の平面度が向上する。

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、ダイサーやスラ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、ワイヤカット放電加工等がある。

図３は、磁石体３０を複数の磁石片３１に割断分割する磁石割断装置４０の一例であり、一対のダイ４１間に磁石体３０を架け渡した状態で固定し、架け渡した部分に上部からパンチ４５を下降させて、磁石体３０を３点曲げにより割断する。この磁石体割断装置４０は、磁石体３０を架け渡して載置する下型の一対のダイ４１と、一対のダイ４１の隣り合う端部において磁石体３０を固定する磁石固定治具４３と、を備える。そして、磁石体３０の架け渡した部分を押し込むことで磁石体３０を割断させる上型４６に設けたパンチ４５を備える。

磁石固定治具４３は磁石体３０を一対のダイ４１の縁に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、エア圧によって磁石体３０を押圧する。パンチ５１は磁石体３０の一対のダイ４１に架け渡された部分を下方へ押圧することで磁石体３０の切り欠き溝３２に沿って磁石体３０を破断させる。パンチ４５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。

磁石体割断装置４０は以上のように構成され、溝３２を設けた磁石体３０を一対のダイ４１の上面に架け渡して載置する。なお、磁石体３０は、割断させたい所望の位置、即ち、割断予定面に予め設ける切り欠き溝３２を、ダイ４１側に対面する側に位置するように、一対のダイ４１上に載置する。そして、例えば、サーボ機構を用いて、割断予定面としての切り欠き溝３２が架け渡された部分の中央に位置するよう位置合わせした状態で、磁石固定治具４３によって磁石体３０を固定する。さらにパンチ４５を下降させることで磁石体３０は切り欠き溝３２に沿って破断分割される。次いで、磁石固定治具４３による固定を解除し、磁石片３１一つ分の長さ（隣り合う切り欠き溝３２の距離分）だけ送り、以上の動作を繰り返すことで磁石体３０は複数の磁石片３１に割断分割される。

ところで、割断された複数の磁石片３１を樹脂により接着して一体化する方法として、例えば、割断した夫々の磁石片３１の平面及び側面を基準となる治具に当接させ、押圧手段により平面及び側面から押付けて整列・位置決めする。そして、整列した磁石片の長手方向からも接着のために加圧して、割断面３４間で接着剤３２を押し広げて接着する方法が実施される。しかしながら、割断面３４間で接着剤３２を押し広げた際に、図１４に示すように、接着剤３２が割断面３４の中心からずれて拡がる場合があり、その状態で硬化した場合には、完成した界磁極用磁石体に反りが生じるという問題があった。また、この反りを防止するように、接着剤３２を割断面３４の全面に塗布する場合には、図１５に示すように、接着剤３２が加圧により割断面３４の外周領域にはみ出して、磁石片を保持している治具の基準面に付着し、接着剤３２硬化後に治具から界磁極用磁石体を取出す時に変形したりする不具合があった。

そこで、本実施形態では、磁石片３１の厚み方向、幅方向、長手方向（整列方向）の３方向から押圧して磁石片３１同士を接着剤３２で結合する際に、形状精度を確保するに好適な一体化装置を備える界磁極用磁石体の製造装置および製造方法を提供する。

図４及び図５は割断された複数の磁石片３１を整列させて一体化させる第１実施形態の一体化装置５０の構成を示す、横断面図及び縦断面図である。この一体化装置５０は、複数の磁石片３１を厚み方向・幅方向及び長手方向に支持する厚み方向・幅方向及び長手方向の基準面を形成した基準治具５１を備える。また、一体化装置５０は、複数の磁石片３１を基準治具５１の長手方向基準面５１Ａに向かって押圧する長手方向押圧手段５３と、複数の磁石片３１を基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂ及び幅方向基準面５１Ｃに押圧する厚み方向押圧手段５４及び幅方向押圧手段５５と、を備える。

基準治具５１は、底辺５２Ａと枠状の側壁５２Ｂとからなる、全体として上面が開放された箱状に形成されている。基準治具５１の底辺５２Ａには、複数の磁石片３１を整列させるために、夫々直交させた状態で、厚み方向基準面５１Ｂと幅方向基準面５１Ｃと長手方向基準面５１Ａとが形成されている。即ち、厚み方向基準面５１Ｂは底面で形成され、幅方向基準面５１Ｃと長手方向基準面５１Ａとは底面を形成する厚み方向基準面５１Ｂから夫々起立した壁面で形成されている。厚み方向基準面５１Ｂには、複数の磁石片３１の厚み方向の一方の面に接し、幅方向基準面５１Ｃには、複数の磁石片３１の幅方向の一方の面に接し、長手方向基準面５１Ａには、複数の磁石片３１の配列方向の端面に接して、複数の磁石片３１を整列させる。

長手方向押圧手段５３は、基準治具５１の長手方向基準面５１Ａに対向する側壁５２Ｂに設けた貫通孔５２Ｃを通して長手方向に移動可能な長手方向押圧板５３Ｃと、長手方向押圧板５３Ｃを基準治具５１内に向かって押圧するよう長手方向押圧板５３Ｃの背面に配置されたばね５３Ｂと、ばね５３Ｂの他端を支持して側壁５２Ｂにねじ等により固定される取付板５３Ａと、を備える。ばね５３Ｂにより基準治具５１内に押出される長手方向押圧板５３Ｃの先端は、基準治具５１内に配置された複数の磁石片３１の端部に押圧面５３Ｄを当接させて、複数の磁石片３１の割断面３４同士を互いに接触させて長手方向基準面５１Ａに向かって押圧するよう構成している。ばね５３Ｂにより設定した押圧力は、例えば、単位面積当たり０．０４ＭＰａと設定している。また、長手方向押圧板５３Ｃは、取付板５３Ａに固定されたアクチュエータ５３Ｅによっても基準治具５１の長手方向基準面５１Ａに向かって押圧されるよう構成している。アクチュエータ５３Ｅとしては、機械的なクランプ手段や油圧・空圧等の押圧手段が使用される。

幅方向押圧手段５５は、基準治具５１の幅方向基準面５１Ｃに対向する側壁５２Ｂに設けた貫通孔５２Ｄを通して幅方向に移動可能な幅方向押圧板５５Ｃと、幅方向押圧板５５Ｃを基準治具５１内に向かって押圧するよう幅方向押圧板５５Ｃの背面に配置されたばね５５Ｂと、ばね５５Ｂの他端を支持して側壁５２Ｂにねじ等により固定される取付板５５Ａと、を備える。ばね５５Ｂにより基準治具５１内に押出される幅方向押圧板５５Ｃの先端は、基準治具５１内に配置された複数の磁石片３１の幅方向面に押圧面５５Ｄを当接させて、各磁石片３１を幅方向基準面５１Ｃに向かって押圧するよう構成されている。ばね５５Ｂにより設定した押圧力は、例えば、単位面積当たり０．０４ＭＰａと設定している。また、幅方向押圧板５５Ｃは、取付板５５Ａに固定されたアクチュエータ５５Ｅによっても基準治具５１の幅方向基準面５１Ｃに向かって押圧されるよう構成している。アクチュエータ５５Ｅとしては、機械的なクランプ手段や油圧・空圧等の押圧手段が使用される。

厚み方向押圧手段５４は、基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂに対向する開口部にねじ等により固定される取付板５４Ａと、複数の磁石片３１の厚み方向面に接触する厚み方向押圧板５４Ｃと、厚み方向押圧板５４Ｃと取付板５４Ａとの間に配置されて、厚み方向押圧板５４Ｃを複数の磁石片３１側に押圧するばね５４Ｂと、を備える。ばね５４Ｂにより押出される厚み方向押圧板５４Ｃは、基準治具５１内に配置される各磁石片３１の厚み方向面に押圧面５４Ｄを当接させて、磁石片３１を厚み方向基準面５１Ｂに向かって押圧するよう構成されている。ばね５４Ｂにより設定した押圧力は、例えば、単位面積当たり０．０４ＭＰａと設定している。また、厚み方向押圧板５４Ｃは、取付板５４Ａに固定されたアクチュエータ５５Ｅによっても基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂに向かって押圧されるよう構成している。アクチュエータ５４Ｅとしては、機械的なクランプ手段や油圧・空圧等の押圧手段が使用される。

基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂ及び幅方向基準面５１Ｃには、配列される複数の磁石片３１の割断面３４が位置する部位において、厚み方向基準面５１Ｂには幅方向に延び、幅方向基準面５１Ｃには厚み方向に延びる、所定幅の窪み６１，６２（溝）が夫々形成されている。また、厚み方向及び幅方向の押圧板５４Ｃ，５５Ｃの押圧面５４Ｄ，５５Ｄにも、配列される複数の磁石片３１の割断面３４が位置する部位において、厚み方向押圧面５４Ｄには幅方向に延び、幅方向押圧面５５Ｄには厚み方向に延びる、所定幅の窪み６３，６４（溝）が夫々形成されている。

これらの窪み６１〜６４（溝）の幅は、複数の磁石片３１が割断された順に配列して基準治具５１内に投入した際に割断面３４が窪み６１〜６４（溝）内に存在し、長手方向押圧手段５３により長手方向基準面５１Ａに向かって押圧されて各磁石片３１が長手方向に夫々移動しても、各割断面３４が窪み６１〜６４（溝）内に存在するように、設定されている。また、窪み６１〜６４（溝）の深さは、長手方向押圧手段５３により長手方向基準面５１Ａに向かって各磁石片３１が押圧された際に、各割断面３４間に配置される接着剤３２が割断面３４の外周領域から厚み方向及び幅方向にせり出しても、窪み６１〜６４（溝）の底に接触しない深さに設定されている。

以上の構成の界磁極用磁石体の一体化装置５０による割断された複数の磁石片３１を整列させての一体化させる方法について、以下に説明する。

一体化装置５０は初期状態では、長手方向押圧手段５３・厚み方向押圧手段５４及び幅方向押圧手段５５が取外されている。そして、図６に示すように、割断された磁石片３１は割断された順に配列し、夫々の割断面３４に接着剤３２を塗布する。塗布された接着剤３２は、磁石片３１同士を長手方向から押圧して割断面３４同士を強く接触させた際に、割断面３４の全領域に拡がり、余分の接着剤３２はバリとして割断面３４の外周領域からはみ出すように、その塗布量が設定されている。そして、基準治具５１の開いた開口から、割断された順に配列した複数の磁石片３１をその順番を崩すことなく基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂ及び幅方向基準面５１Ｃに各磁石片３１の厚さ方向面及び幅方向面を接触させて投入する。この状態においては、各磁石片３１は隣接する磁石片３１に対して各々の割断面３４を対面させて配列され、各割断面３４は厚み方向基準面５１Ｂ及び幅方向基準面５１Ｃに設けた窪み６１〜６４（溝）内にあるよう配置されている。

次いで、厚み方向押圧手段５４の取付板５４Ａが基準治具５１に固定され、厚み方向押圧板５４Ｃがばね５４Ｂにより押出されて、配列された複数の磁石片３１の厚み方向面に接触して、各磁石片３１を厚み方向基準面５１Ｂに押付ける。この場合に、押圧面５４Ｄの幅方向に延びた窪み６３（溝）は、各磁石片３１の割断面３４が対面している部位に臨み、割断面３４部分を除く磁石片３１の厚み方向面に押圧面５４Ｄを接触させて、各磁石片３１を厚み方向基準面５１Ｂに押付ける。これにより、割断された磁石片３１は、厚み方向に位置ずれが修正されて整列される。これら磁石片３１の厚み方向への押圧時に、アクチュエータ５４Ｅを作動させて一時的に強く押圧することにより、磁石片３１の厚み方向への整列を確実なものとすることができる。

次いで、幅方向押圧手段５５の取付板５５Ａが基準治具５１に固定され、幅方向押圧板５５Ｃがばね５５Ｂにより押出されて、配列された複数の磁石片３１の幅方向面に接触して、各磁石片３１を幅方向基準面５１Ｃに押付ける。この場合に、押圧面５５Ｄの厚み方向に延びた窪み６４（溝）は、各磁石片３１の割断面３４が対面している部位に臨み、割断面３４部分を除く磁石片３１の幅方向面に押圧面５５Ｄを接触させて、各磁石片３１を幅方向基準面５１Ｃに押付ける。これにより、割断された磁石片３１は、幅方向に位置ずれが修正されて整列される。これら磁石片３１の幅方向への押圧時に、アクチュエータ５５Ｅを作動させて一時的に強く押圧することにより、磁石片３１の幅方向への整列を確実なものとすることができる。この状態の磁石片３１の対面している割断面３４同士は、割断により形成された各面であるため、磁石片３１同士が厚さ方向および幅方向に整列された状態においては、その凹凸が夫々一致しており、対面する割断面３４同士はどの領域においても等距離で対面している。

次いで、長手方向押圧手段５３の取付板５３Ａが基準治具５１に固定され、長手方向押圧板５３Ｃがばね５３Ｂにより押出されて、配列された複数の磁石片３１の長手方向端面に接触して、長手方向基準面５１Ａに向かって押圧する。これにより、割断された磁石片３１は、対面している割断面３４同士を、接着剤３２を介在させた状態でばね５３Ｂによる押圧状態で接触する。そして、長手方向押圧手段５３のアクチュエータ５３Ｅを作動させて、さらに強く押圧する。このアクチュエータ５３Ｅの押圧時に、厚み方向押圧手段５４及び幅方向押圧手段５５の各アクチュエータ５４Ｅ，５５Ｅの押圧力を低減させたりゼロとしたりする。このことにより、各磁石片３１と、厚み方向及び幅方向の基準面５１Ｂ，５１Ｃ、厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄとの摩擦抵抗を低減でき、長手方向押圧手段５３の押圧力を各磁石片３１に確実に伝えることができる。割断面３４間に介在されている接着剤３２は、長手方向からの押圧力により割断面３４間で適正に広がることとなり接着力を確保させる。また、磁石片３１同士が厚み方向および幅方向に整列され、その割断面３４同士の凹凸が夫々一致した状態において、接着剤３２を介在させて接合されるため、接着剤３２の厚さが破断面のいずれの領域においても等しい厚さで磁石片３１同士を接着する。

次いで、各押圧手段５３〜５５のアクチュエータ５３Ｅ〜５５Ｅの作動を解除して、各磁石片３１を各押圧手段５３〜５５のばね５３Ｂ〜５５Ｂのみによる押圧とする。各磁石片３１は長手方向押圧手段５３、厚み方向押圧手段５４及び幅方向押圧手段５５のばね５３Ｂ〜５５Ｂによる付勢力により長手方向、幅方向及び厚み方向に位置決めされた状態を維持する。

次いで、各押圧手段５３〜５５のアクチュエータ５３Ｅ〜５５Ｅへの動力供給系統を離脱させ、複数の磁石片３１を位置決め保持した一体化装置５０を搬送可能とする。そして、一体化装置５０を加熱炉に搬送し、加熱炉を通過させて、例えば、１５０℃まで昇温させることにより、接着剤３２を硬化させる。

この温度上昇させての接着剤３２の硬化時における熱膨張や接着剤３２の温度上昇による粘度低下のために、磁石片３１の積層方向（長手方向）に寸法変化を生じる。しかし、幅方向及び厚み方向の押圧手段５４,５５はばね５４Ｂ，５５Ｂにより予め設定した押圧力により押圧して、磁石片３１の長手方向の移動を許容するようにしているため、長手方向押圧手段５３のばね５３Ｂの撓みにより追従移動する。このため、磁石片３１間の接着力の低下を抑制し、各磁石片３１間で均一な接着力を得ることができる。結果として、接着剤３２に配合されるスペーサを破壊することなく磁石片３１間のクリアランスを均一にコントロールでき、界磁極用磁石体８０の全長寸法を所期した寸法（規格）内に収めることができる。

その後に、長手方向・幅方向及び厚み方向の各押圧手段５３〜５５を基準治具５１から取外し、基準治具５１から一体化した磁石体３０を取出す。この磁石体３０の取出しにあたって、割断面３４の外周領域からはみ出された接着剤３２によるバリがあっても、これらのバリは基準治具５１や幅方向及び厚み方向の押圧板５４Ｃ，５５Ｃに付着していないため、磁石体３０を変形させることなく取出すことができる。接着剤３２によるバリは、仕上げ加工により容易に取り払うことができ、ことにより、界磁極用磁石体８０を形成することができる。また、割断面３４同士の凹凸が夫々一致した状態において、接着剤３２を介在させて接合されるため、接着剤３２の厚さが破断面のいずれの領域においても等しい厚さで磁石片３１同士を接着するため、接着剤３２が磁石片３１の割断面３４内で偏ることがなく、硬化後の界磁極用磁石体８０に反りを生じないものとできる。

なお、磁石体３０を割断するために事前に付与する溝３３を、レーザ加工により実施した場合には、磁石片３１の割断面３４に沿う厚み方向の突起が発生する。即ち、レーザビーム照射による方法では、切り欠き溝３３の先端の尖りを鋭くでき、また、使用する設備も安価であり、ランニングコストも安価にできる。しかしながら、レーザビーム照射による方法では、磁石表面に施す溝３３の体積分だけ、即ち、切り欠き溝３３として溶融された領域の材料が切り欠き溝３３の両側に押退けられて堆積し付着する。このため、堆積付着した材料により、最終的に切り欠き溝３３の両側の磁石表面にバリ（突起）が発生する。

本実施例の厚み方向押圧手段５４では、厚み方向押圧板５４Ｃの押圧面５４Ｄに割断面３４に臨む幅方向の窪み６３（溝）を設けて、割断面３４を避けた領域の厚み方向面を基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂへ向かって押圧するようにしている。このため、切り欠き溝３３の両側の磁石体３１表面に形成されるバリを避けて押圧することができる。このため、基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂとの間で、磁石片３１を厚み方向にズレなく整列させることができる。また、長手方向押圧手段５３により磁石片３１を長手方向から押付けての、接着剤３２の押し拡げ時および接着剤３２の硬化時の膨張等、磁石片３１の長手方向移動も、突起による干渉を生じることなく許容させることができる。

なお、界磁極用磁石体８０の表面の突起は、接着剤３２の硬化後に、接着剤３２によるバリと共に機械加工により一括して除去する。このように、磁石片３１が界磁極用磁石体８０として一体化された後に突起を除去することにより、一体化する以前に磁石片３１個々に突起を除去してその形状を整える場合に比較して、界磁極用磁石体８０の形状精度を向上させることが容易である。また、このようにすることにより、大きい界磁極用磁石体８０とすることができ、結果としてモータ出力を向上させることに寄与する。

以上のように、割断分割された磁石片３１同士を一体化装置５０により厚み方向、幅方向および長手方向の３方向から押圧することにより、割断した磁石片３１同士のズレを抑制した状態で、接着剤３２により一体化させて界磁極用磁石体８０を形成している。このため、ロータコア２１のスロット２２へ組付け時に、界磁極用磁石体８０を構成する磁石片３１がロータコア２１のスロット２２の縁に引っ掛かりロータコア２１に組付けできないという不具合を発生させない。即ち、磁石片３１同士のズレを抑制でき、磁石片３１同士のズレによりロータコア２１のスロット２２へ界磁極用磁石体８０を挿入できないという不良品が発生する不良率が改善し、歩留が向上する。

また、界磁極用磁石体８０の磁石寸法をロータコア２１のスロット２２の内寸法と同じ大きさに形成でき、磁石片３１同士にずれを生じた界磁極用磁石体８０を挿入する場合に比較して、大きいサイズの界磁極用磁石体８０とすることができ、結果としてモータ出力を向上させることに寄与する。

なお、上記実施形態において、長手方向・幅方向及び厚み方向の押圧手段５３〜５５として、ばね５３Ｂ〜５５Ｂに加えて、機械的なクランプ手段や油圧・空圧等の押圧手段よりなるアクチュエータ５３Ｅ〜５５Ｅとにより夫々の押圧板５３Ｃ〜５５Ｃを押圧するものについて説明した。しかし、アクチュエータ５３Ｅ〜５５Ｅとしてはこれに限定されるものではない。例えば、シリンダから伸縮自在にロッドを配置し、このロッドの根元にばねを連結し、ばねの基部位置をねじによりシリンダ軸方向に移動可能とし、ねじの締め込み位置をサーボモータ等により調整するものであってもよい。この方法では、ねじを緩めてばねの基部位置を後退させればロッドを後退させることができ、ねじを締め込むことによりばねの基部位置を前進させればロッドを進出させることができる。さらに、ロッド先端を磁石片３１に当接させた状態で更にねじを締め込むことにより磁石片３１への押圧力を調整することができる。

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）磁石体３０を幅方向に割断分割することにより形成した複数の磁石片３１同士を、互いに整列させて結合する回転電機Ａのロータコア２１に配設される界磁極用磁石体８０の製造装置である。このため、界磁極用磁石体８０の製造装置は、割断面３４同士を対面させて前記割断分割した複数の磁石片３１同士を整列状態で位置決めする幅方向及び厚み方向の基準面５１Ｂ,５１Ｃを備える基準治具５１を備える。また、界磁極用磁石体８０の製造装置は、前記複数の磁石片３１を配列した長手方向から押圧して磁石片３１同士を長手方向に整列させる長手方向押圧手段５３を備える。さらに、界磁極用磁石体８０の製造装置は、前記複数の磁石片３１を夫々の磁石片の幅方向および厚み方向から幅方向押圧板５５Ｃおよび厚み方向押圧板５４Ｃの押圧面５４Ｄ，５５Ｄを接触させて幅方向基準面５１Ｃおよび厚み方向基準面５１Ｂに押圧して幅方向および厚み方向に整列させる幅方向押圧手段５５および厚み方向押圧手段５４を備える。そして、前記基準面５１Ｂ，５１Ｃおよび押圧面５４Ｄ，５５Ｄの複数の磁石片３１の各割断面３４の外周領域に臨む部位に、当該部位の表面を割断面３４の外周領域から離間させる窪み６１〜６４を形成したことを特徴としている。

即ち、基準面５１Ｂ，５１Ｃおよび押圧面５４Ｄ，５５Ｄの複数の磁石片３１の各割断面３４の外周領域に臨む部位に、当該部位の表面を割断面３４の外周領域から離間させる窪み６１〜６４を備える。このため、割断面３４から外周領域にはみ出した接着剤３２は、窪み６１〜６４内に収容され、治具類に付着することを防止でき、接着剤３２硬化後に治具から磁石体３０を取出す時に変形したりする不具合が解消できる。また、窪み６１〜６４に接着剤３２をはみ出させるため、接着剤３２が各割断面３４間に均一に拡がり、割断面３４内で偏ることがないため、接着剤３２が硬化後に得られた磁石体３０に反りが生じることを防止でき、形状精度の確保された界磁極用磁石体８０を得ることができる。

（第２実施形態）
図７〜図１３は、本発明を適用した一体化装置の第２実施形態を示し、図７，８は第１実施例の構成図、図９〜図１１は第２〜４実施例の構成図である。本実施形態においては、一体化装置における磁石片の割断面への接着剤３２の塗布を、割断面の全領域に拡がらせることに代えて、割断面に部分的に拡がるように塗布する構成を第１実施形態に追加したものである。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施形態においては、接着剤３２の塗布形状が割断面３４の中心から対称であり、割断面３４同士の圧着時におけるはみ出しが割断面３４の外周領域の所定の部位となるようにしている。そして、接着剤３２のはみ出しを予定している割断面３４の外周領域の所定の部位の基準治具５１の基準面及び厚み方向及び幅方向の押圧板５４Ｃ，５５Ｃの押圧面に、はみ出し部分を収容する窪みを設けるようにしたものである。

即ち、図７，８に示す第１実施例の一体化装置５０においては、接着剤３２の塗布形状が割断面３４の中心から対称であり、はみ出しが厚み方向の所定の部位となるよう、接着剤３２を縦方向（厚み方向）に複数個所で塗布したものである。従って、一体化装置５０においては、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧板５４Ｃの押圧面５４Ｄとに、接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６５を夫々設ける。この窪み６５は、磁石片３１の割断面３４同士が接触する部分を跨いで形成される。このため、当該割断面３４に隣接する割断面３４の接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６５同士を長手方向に互いに連通させて形成することができ、図７に示すように、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧板５４Ｃとに長手方向に延びる複数本（３本）の通路７１（溝）により形成することができる。この通路７１（溝）は、例えば、図８に示すように、基準治具５１に設けた、長手方向の貫通孔７０を介して一体化装置５０の外部空間に連通させている。

図９に示す第２実施例の一体化装置５０においては、接着剤３２の塗布形状が割断面３４の中心から対称であり、はみ出しが所定の部位となるよう、接着剤３２をＸ形状に塗布したものである。従って、一体化装置５０においては、磁石片３１の割断面３４の幅方向両端部に接着剤３２のはみ出しが発生するため、割断面３４の幅方向両端部に臨む部材に窪みを形成する。即ち、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄと幅方向基準面５１Ｃと幅方向押圧面５５Ｄとに、接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６６，６２，６４を夫々設ける。この窪み６６，６２，６４は、磁石片３１の割断面３４同士が接触する部分を跨いで形成される。このため、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとに形成される窪み６６は、当該割断面３４に隣接する割断面３４の接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６６と、長手方向に互いに連通させて形成することができ、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとに長手方向に延びる複数本（２本）の通路７２（溝）により形成することもできる。

図１０に示す第３実施例の一体化装置５０においては、接着剤３２の塗布形状が割断面３４の中心から対称であり、はみ出しが所定の部位となるよう、接着剤３２を幅方向中央部に沿う方向と厚み方向中央部に沿う方向との十字形状に塗布したものである。従って、一体化装置５０においては、磁石片３１の割断面３４の幅方向中央部の両端部と厚み方向中央部の両端とに接着剤３２のはみ出しが発生するため、割断面３４の幅方向中央部の上下部と厚み方向中央部の両端部に臨む部材に窪みを形成する。即ち、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとの幅方向中央部の割断面３４に臨む部位と、幅方向基準面５１Ｃと幅方向押圧面５５Ｄとの割断面３４に臨む部位とに、窪み６７，６２，６４を夫々形成する。厚み方向基準面５１Ｂと厚み方押圧面５４Ｄとに形成される窪み６７は、当該割断面３４に隣接する割断面３４の接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６７と、長手方向に互いに連通させて形成することができ、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとに長手方向に延びる複数本（２本）の通路７３（溝）により形成することもできる。

図１１に示す第４実施例の一体化装置５０においては、接着剤３２の塗布形状が割断面３４の中心から対称であり、はみ出しが所定の部位となるよう、接着剤３２を幅方向中央部で幅広く幅方向両側に至るにつれて幅を減少させるように塗布したものである。従って、一体化装置５０においては、磁石片３１の割断面３４の厚み方向に幅方向中央部で多く幅方向両側に移るに連れて減少する接着剤３２のはみ出しが発生する。このため、割断面３４の厚み方向の上下部に臨む面（厚み方向基準面５１Ｂ及び厚み方向押圧面５４Ｄ）に窪み６８を形成する。即ち、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとの幅方向中央領域の割断面３４に臨む部位に、窪み６８を夫々形成する。厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとに形成される窪み６８は、当該割断面３４に隣接する割断面３４の接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６８と、長手方向に互いに連通させて形成することができ、厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４Ｄとに長手方向に延びる複数本（２本）の通路７４（溝）により形成する。

以上に示した第１〜４実施例の一体化装置５０では、接着剤３２の塗布形状が、磁石片３１の割断面３４の中心に対して対称となっているため、割断面３４間で接着剤３２を押し広げた際にも接着剤３２は割断面３４間で割断面３４の中心として対称に拡がり、硬化後の界磁極用磁石体８０に反りを生じないものとできる。また、接着剤３２のはみ出す所定部位の基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄに、接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６２，６４，６５〜６８が設けられているため、接着剤３２がはみ出しても基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄに付着しない。従って、接着剤３２硬化後に治具から界磁極用磁石体８０を取出すときに接着剤３２が基準治具５１等に貼付いてこれを引き剥がす際に生ずる変形等の不具合を界磁極用磁石体８０に発生させることがない。

また、第１〜４実施例の一体化装置５０では、基準治具５１の厚み方向基準面５１Ｂと厚み方向押圧面５４子に形成される窪み６５〜６８は隣接する割断面３４に設けられる窪み６５〜６８と連通させて一体化装置５０の長手方向に延びる通路７１〜７４を通して外部に連通している。このため、一体化装置５０を加熱炉により昇温させて接着剤３２を硬化させる際に生ずる接着剤３２の気化成分が、割断面３４から窪み６５〜６８に流れて長手方向に連通する通路７１〜７４および貫通孔７０を経由して一体化装置５０の外部に放出される。即ち、接着剤３２から気化した成分は、窪み６５〜６８内に滞留することなく外部に放出されるため、基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄの磁石片３１と接する表面に蒸着することを防止できる。

また、図１２に示すように、一体化装置５０の外部より窪み６５〜６８同士を連通させている通路７１〜７４の一方から空気を供給すると、供給された空気が各窪み６５〜６８に気化した接着剤３２の気化成分を通路７０〜７４の下流に押し流し、通路７１〜７４下流の貫通孔７０から一体化装置５０の外部に積極的に排出させることができる。このため、接着剤３２から気化した成分を、窪み６５〜６８内に滞留することなく積極的に外部に放出でき、基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄの磁石片３１と接する表面に蒸着することをより一層防止できる。

また、一体化装置５０の磁石片３１に対して接触する、厚み方向及び幅方向の基準面５１Ｂ，５１Ｃと厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄに、予め表面処理、例えば、無電解ニッケル処理を施すことが望ましい。このようにすることにより、接着剤３２の加熱硬化時に一体化装置５０のこれらの表面に接着剤３２の気化成分が蒸着したとしても、その除去を容易にできる。

なお、第１実施形態の一体化装置５０においても、図１３に示すように、隣接する窪み６１，６３（溝）同士を長手方向の通路７５により接続して、図８に示すように、一体化装置５０の外部に連通させることができる。従って、第１実施形態の一体化装置５０においても、第２実施形態に示す各実施例と同様に作用させることができ、同様の効果を発揮させることができる。

本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。

（イ）磁石片３１の割断面３４間に介在される接着剤３２は、各割断面３４の中心から対称であり長手方向押圧手段５３による押圧時に割断面３４からのはみ出し部位が割断面３４の外周領域の予め設定した部位となるように塗布する。そしてし、前記割断面３４に臨む窪み６２，６４，６５〜６８を、前記割断面３４の外周領域の予め設定した部位の基準面５１Ｂ，５１Ｃおよび押圧面５４Ｄ，５５Ｄに設けるようにしている。このため、接着剤３２の塗布形状が、磁石片３１の割断面３４の中心に対して対称となっているため、割断面３４間で接着剤３２を押し広げた際にも接着剤３２は割断面３４間で割断面３４の中心として対称に拡がり、硬化後の界磁極用磁石体８０に反りを生じないものとできる。また、接着剤３２のはみ出す所定部位の基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄに、接着剤３２のはみ出し部分を収容する窪み６２，６４，６５〜６８が設けられているため、接着剤３２がはみ出しても基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面６２，６４，６５〜６８に付着しない。従って、接着剤３２硬化後に治具から界磁極用磁石体８０を取出すときに接着剤３２が基準治具５１等に貼付いてこれを引き剥がす際に生ずる変形等の不具合を界磁極用磁石体８０に発生させることがない。

（ウ）窪み６５〜６８は、長手方向に隣接した割断面３４の外周領域に臨む窪み６５〜６８と互いに長手方向に延びる通路により連通させて基準治具５１の外部に連通させている。このため、一体化装置５０を加熱炉により昇温させて接着剤３２を硬化させる際に生ずる接着剤３２の気化成分が、割断面３４から窪み６５〜６８に流れて長手方向に連通する通路７１〜７４を経由して一体化装置５０の外部に放出される。即ち、接着剤３２から気化した成分は、窪み６５〜６８内に滞留することなく外部に放出されるため、基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄの磁石片３１と接する表面に蒸着することを防止できる。

（エ）通路６５〜６８には、接着剤３２の加熱硬化時に外気を供給して窪み６５〜６８内を換気するため、供給された空気が各窪み６５〜６８に気化した接着剤３２の気化成分を通路７１〜７４の下流に押し流し、通路７１〜７４下流の貫通孔７０から一体化装置５０の外部に積極的に排出させることができる。このため、接着剤３２から気化した成分を、窪み６５〜６８内に滞留することなく積極的に外部に放出でき、基準治具５１の基準面５１Ｂ，５１Ｃ及び厚み方向及び幅方向の押圧面５４Ｄ，５５Ｄの磁石片３１と接する表面に蒸着することをより一層防止できる。

（オ）基準面５１Ｂ，５１Ｃおよび押圧板５５Ｃ，５５Ｃの押圧面５４Ｄ，５５Ｄには、蒸着する接着剤３２の気化成分の除去を容易にする表面処理がなされている。このため、接着剤３２の加熱硬化時に一体化装置５０のこれらの表面に接着剤３２の気化成分が蒸着したとしても、その除去を容易にできる。

上述の各実施形態では、幅方向、厚み方向、長手方向の各基準面として、磁石片に面接触するものを用いているが、点接触するような例えばピン形状のような基準面を採用しても良い。また、幅方向、厚み方向、長手方向の各基準面は完全固定して位置決めするものだけでなく、それぞれ幅方向、厚み方向、長手方向へ移動して磁石片を押圧可能な構成としても良い。

Ａ 永久磁石埋込型回転電機
１０ ステータ
２０ ロータ
２１ ロータコア
２２ スロット
３０ 磁石体
３１ 磁石片
３２ 接着剤
３３ 切り欠き溝
３４ 割断面
４０ 磁石割断装置
５０ 一体化装置
５１ 基準治具
５１Ａ 長手方向基準面
５１Ｂ 厚み方向基準面
５１Ｃ 幅方向基準面
５３ 長手方向押圧手段
５３Ｃ 長手方向押圧板
５４ 厚み方向押圧手段
５４Ｃ 幅方向押圧板
５４Ｄ，５５Ｄ 押圧面
５５ 幅方向押圧手段
５５Ｃ 幅方向押圧板
６１〜６８ 窪み
７０ 貫通孔
７１〜７５ 通路
８０ 界磁極用磁石体

Claims (7)

1. 磁石体を幅方向に割断分割することにより形成した複数の磁石片同士を、互いに整列させて結合する回転電機に配設される界磁極用磁石体の製造装置において、
   割断面同士を対面させて前記割断分割した複数の磁石片同士を整列状態で位置決めする長手方向、幅方向及び厚み方向の基準面を備える基準治具と、
   前記複数の磁石片を配列した長手方向から押圧して磁石片同士を長手方向に整列させる長手方向押圧手段と、
   前記複数の磁石片を夫々の磁石片の幅方向および厚み方向から幅方向押圧板および厚み方向押圧板の押圧面を接触させて幅方向基準面および厚み方向基準面に押圧して幅方向および厚み方向に整列させる幅方向押圧手段および厚み方向押圧手段と、を備え、
   前記基準面および押圧面の複数の磁石片の各割断面の外周領域に臨む部位に、当該部位の表面を割断面の外周領域から離間させて、前記磁石片の割断面間に介在されて割断面間から外周領域へはみ出す接着剤を収容する窪みを形成し、
   前記割断面の外周領域にそれぞれ臨む窪みは、長手方向に延びる通路により互いに連通され且つ基準治具の外部に連通されていることを特徴とする界磁極用磁石体の製造装置。
2. 前記磁石片の割断面間に介在される接着剤は、各割断面の中心から対称であり長手方向押圧手段による押圧時に割断面からのはみ出し部位が割断面の予め設定した外周領域となるように塗布され、
   前記割断面の外周領域に臨む窪みを、前記割断面の予め設定した外周領域の基準面および押圧面に設け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. 前記接着剤の加熱硬化時に、前記通路に外気を供給して窪み内を換気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. 前記基準面および押圧板の押圧面には、蒸着する接着剤の気化成分の除去を容易にする表面処理がなされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の界磁極用磁石体の製造装置。
5. 磁石体を幅方向に割断分割することにより形成した複数の磁石片同士を、割断面間に接着剤を介在させて、互いに整列させて結合する回転電機に配設される界磁極用磁石体の製造方法において、
   前記複数の磁石片を幅方向および厚み方向に整列させる基準面および当該基準面に押圧する押圧面の各割断面の外周領域に臨む部位に、当該部位の表面を割断面の外周領域から離間させ、長手方向に延びる通路により互いに連通され且つ基準治具の外部に連通されている窪みを形成し、
   前記割断分割した複数の磁石片同士を、基準治具内において割断面同士を接着剤を介在させた状態で対面させて配列させ、
   前記複数の磁石片を幅方向および厚み方向から基準面に押圧し、
   前記複数の磁石片に対して配列した長手方向から押圧して磁石片の割断面同士を接着剤を介在させて接触させ、各割断面の外周領域にはみ出した接着剤を前記窪みに収容することを特徴とする界磁極用磁石体の製造方法。
6. 前記磁石片の割断面間に介在される接着剤を、各割断面の中心から対称であり長手方向押圧手段による押圧時に割断面からのはみ出し部位が割断面の予め設定した外周領域となるように塗布し、
   前記割断面の予め設定した外周領域の基準面および押圧面に設けた窪みに、各割断面よりはみ出した接着剤を収容することを特徴とする請求項５に記載の界磁極用磁石体の製造方法。
7. 前記接着剤の加熱硬化時に、前記通路に外気を供給して、窪み内を換気することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の界磁極用磁石体の製造方法。

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