JP6711463B2 - ロータの製造方法およびロータの製造装置 - Google Patents
ロータの製造方法およびロータの製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6711463B2 JP6711463B2 JP2019537625A JP2019537625A JP6711463B2 JP 6711463 B2 JP6711463 B2 JP 6711463B2 JP 2019537625 A JP2019537625 A JP 2019537625A JP 2019537625 A JP2019537625 A JP 2019537625A JP 6711463 B2 JP6711463 B2 JP 6711463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- temperature
- start temperature
- permanent magnet
- expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
- Y10T29/49012—Rotor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
本発明は、ロータの製造方法およびロータの製造装置に関する。
従来、永久磁石をロータコアの磁石用孔部に挿入するロータの製造方法が知られている。このようなロータの製造方法は、たとえば、特開2007−151362号公報に開示されている。
特開2007−151362号公報には、ロータコアの収容溝に永久磁石を挿入して収容する永久磁石固定方法が開示されている。この永久磁石固定方法では、まず、永久磁石の表面に、溶融した接着剤を滴下することにより、加熱により発泡する発泡剤を含む接着剤が配置される。その後、接着材を硬化させるとともに、接着剤の厚みを薄くするために、接着材がプレス機により加熱されながらプレスされる。その後、永久磁石がロータコアの収納溝に挿入される。そして、接着材が加熱されることにより、発泡剤が発泡されて、接着材が膨張し、膨張した接着材によりロータコアと永久磁石とが固定される。
特開2007−151362号公報に記載のような従来の永久磁石固定方法では、所定の発泡倍率および接着強度を得るためには、所定の第1時間以内に接着剤の硬化温度以上の温度に接着剤を加熱(昇温)するとともに、所定の第2時間以上、恒温(保温)する必要がある。ここで、接着剤が揮発性の溶剤を含む場合がある。この場合、接着剤の昇温中に溶剤が揮発される。しかしながら、接着剤の昇温の期間を短縮して接着工程にかかる時間を短くするために、接着剤を急激に昇温させた場合、接着剤の内部に揮発されない溶剤が残留した状態で、発泡剤の発泡が開始される。すなわち、溶剤が気化している最中(沸騰中)に、発泡剤の発泡が開始されるため、気化している溶剤(バブル状の溶剤)に発泡剤が押しのけられながら、発泡剤が発泡する。その後、接着剤が硬化する。このため、硬化した後の接着剤は、発泡剤による膨張に加えて、気化している溶剤により発泡剤が押しのけられた分、さらに膨張(過膨張)する。また、接着剤が過膨張すると、気化した溶剤により発泡剤が押しのけられた部分が空洞として残り、接着剤の密度が低下する。このため、接着剤の接着強度が低下するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、接着剤の昇温時間を短縮して接着工程にかかる時間を短くしながら、接着剤の接着強度が低下するのを防止することが可能なロータの製造方法およびロータの製造装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面におけるロータの製造方法は、磁石用孔部を有するロータコアと、磁石用孔部に挿入され、接着剤によりロータコアに固定される永久磁石とを備えるロータの製造方法であって、揮発性を有する揮発剤としての希釈溶剤と膨張開始温度以上に加熱することにより膨張する膨張剤とを含む接着剤を、永久磁石または磁石用孔部に塗布する工程と、永久磁石をロータコアの磁石用孔部に挿入する工程と、永久磁石を磁石用孔部に挿入する工程の後、永久磁石を磁石用孔部に挿入する工程の後、接着剤を希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤の温度を上昇させることにより、希釈溶剤を揮発させる工程と、希釈溶剤を揮発させた工程の後、接着剤を膨張開始温度以上の温度に加熱することにより膨張剤を膨張させる工程と、膨張剤を膨張させた後に、接着剤を硬化温度以上の温度に加熱することにより接着剤を硬化させて、接着剤により永久磁石とロータコアとを固定する工程とを備える。
この発明の第1の局面におけるロータの製造方法では、永久磁石を磁石用孔部に挿入する工程の後、接着剤を希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤の温度を上昇させることにより、希釈溶剤を揮発させる工程を備える。これにより、永久磁石が磁石用孔部に挿入された時点で、接着剤の内部に揮発されない希釈溶剤が残留している場合でも、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤の温度が上昇(保温)されるので、接着剤の内部に残留している希釈溶剤を揮発させることができる。なお、接着剤は、希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度に加熱(保温)されているので、希釈溶剤を揮発させる工程において膨張剤が膨張することはない。その結果、希釈溶剤を揮発させた工程の後の膨張剤を膨張させる工程において、接着剤の内部に希釈溶剤が残留していない状態で膨張剤を膨張させることができるので、接着剤を保温した後、膨張開始温度以上の温度に急速に昇温させても、希釈溶剤が気化することに起因して、接着剤が過膨張するのを抑制することができる。これにより、接着剤の昇温時間を短縮して接着工程にかかる時間を短くしながら、接着剤の接着強度が低下するのを防止することができる。
この発明の第2の局面におけるロータの製造装置は、磁石用孔部を有するロータコアと、磁石用孔部に挿入され、接着剤によりロータコアに固定される永久磁石とを備えるロータの製造装置であって、揮発性を有する揮発剤としての希釈溶剤と膨張開始温度以上に加熱することにより膨張する膨張剤とを含む接着剤を、永久磁石または磁石用孔部に塗布する塗布装置と、接着剤を加熱する加熱装置とを備え、加熱装置は、永久磁石をロータコアの磁石用孔部に挿入した後、接着剤を希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの出力よりも小さい出力で接着剤の温度を上昇させることにより、希釈溶剤を揮発させ、希釈溶剤を揮発させた後、接着剤を膨張開始温度以上の温度に加熱することにより膨張剤を膨張させ、膨張剤を膨張させた後に、接着剤を硬化温度以上の温度に加熱することにより接着剤を硬化させて、接着剤により永久磁石とロータコアとを固定する。
この発明の第2の局面におけるロータの製造装置では、永久磁石を磁石用孔部に挿入した後、接着剤を希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの出力よりも小さい出力で接着剤の温度を上昇させることにより、希釈溶剤を揮発させる。これにより、永久磁石が磁石用孔部に挿入された時点で、接着剤の内部に揮発されない希釈溶剤が残留している場合でも、加熱開始温度から気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤の温度が上昇(保温)されるので、接着剤の内部に残留している希釈溶剤を揮発させることができる。なお、接着剤は、希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ膨張開始温度未満の温度に加熱(保温)されているので、希釈溶剤を揮発させる工程において膨張剤が膨張することはない。その結果、希釈溶剤を揮発させた工程の後の膨張剤を膨張させる工程において、接着剤の内部に希釈溶剤が残留していない状態で膨張剤を膨張させることができるので、接着剤を保温した後、膨張開始温度以上の温度に急速に昇温させても、希釈溶剤が気化することに起因して、接着剤が過膨張するのを抑制することができる。これにより、接着剤の昇温時間を短縮して接着工程にかかる時間を短くしながら、接着剤の接着強度が低下するのを防止することが可能なロータの製造装置を提供することができる。
本発明によれば、上記のように、接着剤の昇温時間を短縮して接着工程にかかる時間を短くしながら、接着剤の接着強度が低下するのを防止することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[本実施形態におけるロータの構造]
図1〜図15を参照して、本実施形態によるロータ100の構造について説明する。
図1〜図15を参照して、本実施形態によるロータ100の構造について説明する。
また、本願明細書では、「回転電機」とは、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、および、必要に応じてモータおよびジェネレータの双方の機能を有するモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として記載している。たとえば、回転電機101は、ハイブリッド車または電気自動車で使用される走行用モータとして構成されている。
また、本願明細書では、「ロータ回転軸線方向」または「軸方向」は、ロータ100の回転軸線方向(軸C1(図2参照)に沿った方向;図1中のZ軸に平行な方向)を意味する。また、「周方向」は、ロータ100の周方向(図2中の矢印A1方向または矢印A2方向)を意味する。「径方向」は、ロータ100の径方向(図1中の矢印R1方向または矢印R2方向)を意味する。また、「径方向内側」は、ロータ100の内径側(矢印R1方向側)を意味し、「径方向外側」は、ロータ100の外径側(矢印R2方向側)を意味する。
(ロータの全体構造)
ロータ100は、図1に示すように、たとえば、複数の永久磁石1がロータ100の内部に埋め込まれた埋込永久磁石型モータ(IPMモータ:Interior Permanent Magnet Motor)の一部(回転電機101の一部)を構成している。
ロータ100は、図1に示すように、たとえば、複数の永久磁石1がロータ100の内部に埋め込まれた埋込永久磁石型モータ(IPMモータ:Interior Permanent Magnet Motor)の一部(回転電機101の一部)を構成している。
また、ロータ100は、ステータ102の径方向内側において、ステータ102と径方向に対向するように配置されている。すなわち、回転電機101は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。そして、回転電機101では、ステータ102にはコイル(図示せず)が設けられており、コイルが発生させる磁界(磁束)とステータ102に対向するロータ100が発生させる磁界(磁束)との相互作用により、ロータ100が回転運動するように構成されている。そして、ロータ100は、図1に示すように、永久磁石1と、ハブ部材2と、ロータコア3と、接着剤4と、エンドプレート5とを含む。ロータ100は、シャフト2aに接続されるハブ部材2に固定され、ハブ部材2およびシャフト2aを介して、回転電機101の外部に回転運動を伝達させる(または伝達される)ように構成されている。なお、ステータ102は、回転電機101の図示しないケースに固定されている。
永久磁石1は、たとえば、ネオジム磁石により形成されている。ネオジム磁石は、磁化方向(矢印R1方向および矢印R2方向)に正の熱膨張係数を有する一方、磁化方向に垂直な方向(永久磁石1の幅方向およびZ軸に沿った方向)に負の熱膨張係数を有する。なお、「永久磁石1の幅方向」とは、Z軸に垂直な方向で、かつ、磁化方向に垂直な方向である。
また、永久磁石1は、図3に示すように、径方向内側から見て、軸方向の長さL1、および、長さL1より小さい幅W1を有する略矩形形状を有するように形成されている。そして、永久磁石1は、図4に示すように、軸方向の一方側から見て(矢印Z1方向側から見て)、径方向外側の2つの角部が面取りされた略矩形形状を有する。そして、永久磁石1は、軸方向の一方側から見て、径方向内側の面11が平坦面として、径方向外側の面12が弧状を有する面として構成されている。
また、永久磁石1の面取りされた2つの角部には、それぞれ、後述する磁石用孔部32に当接する当接面としての面13が設けられている。永久磁石1の2つの面13は、それぞれ、磁石用孔部32の壁面32aに当接する(面接触する)ように配置されている。すなわち、永久磁石1は、矢印Z1方向側から見て、一対のテーパー形状を有する壁面32aにより位置決めされた状態で、固定されている。
ハブ部材2は、図1に示すように、ハブ部材2の矢印R2方向側に配置されたロータコア3の係合部3a(図2参照)に係合されて、ロータコア3に固定されている。また、ハブ部材2は、シャフト2aに固定されている。そして、ハブ部材2とロータコア3とシャフト2aとは、軸C1を中心軸として、一体的に回転されるように構成されている。
ロータコア3は、図2に示すように、円環形状を有する複数(たとえば、4つ)のコアブロック30を含む。複数のコアブロック30は、中心の軸C1を一致させた状態で、軸方向に積層されている。そして、コアブロック30は、それぞれ、円環形状を有する複数の電磁鋼板31(図1参照;たとえば、珪素鋼板)が、軸方向に積層されて形成されている。
そして、図2に示すように、コアブロック30には、軸方向に沿った貫通孔として構成された複数(たとえば、16個)の孔部132が設けられている。また、複数のコアブロック30は、矢印Z1方向側から見て、互いに孔部132の位置がオーバーラップする(または完全に一致する)ように、軸方向に積層されている。これにより、ロータコア3では、複数のコアブロック30の孔部132が連続して接続されることにより、永久磁石1が軸方向に沿って挿入される磁石用孔部32が形成されている。また、複数の磁石用孔部32は、図2に示すように、矢印Z1方向側から見て、周状に、等角度間隔で配置されている。
そして、複数の磁石用孔部32には、それぞれ、永久磁石1が配置されている。図1に示すように、磁石用孔部32と永久磁石1とは、接着剤4により、互いに固定されている。また、図2に示すように、磁石用孔部32の軸方向の長さL2は、永久磁石1の軸方向の長さL1より少し短い大きさに構成されている。なお、永久磁石1は、着磁前の状態であることが好ましい。
また、図4に示すように、磁石用孔部32には、接着剤4が配置されるとともに、ロータコア3の径方向内側に窪む、軸方向に沿って延びる2つの溝部32bが設けられている。詳細には、2つの溝部32bは、永久磁石1の面11の後述する接着剤配置位置B1およびB2に径方向に対向する位置に配置されている。そして、2つの溝部32bは、磁石用孔部32の周方向の両端部の近傍に設けられており、2つの溝部32bの間に、突出部32cが設けられている。そして、2つの溝部32bは、それぞれ、底部32dを有し、突出部32cの頂面32eから底部32dまでの溝深さd1は、後述する厚みt1(図7参照)よりも大きく、厚みt2以下に構成されている。
ロータコア3の突出部32cは、磁石用孔部32の周方向の中央部において、磁石用孔部32の径方向内側から径方向外側に向かって突出するように構成されている。ここで、一般的に、磁石用孔部32の周方向の両端部では、周方向の中央部に比べて、磁気飽和が生じやすい。そこで、突出部32cは、磁石用孔部32の周方向の中央部に対応する位置に設けられている。これにより、突出部32cを設けない場合および磁石用孔部32の周方向の両端部に対応する位置に突出部32cを設ける場合に比べて、磁気抵抗を低減することが可能になる。この結果、比較的磁気飽和しにくい位置で磁気抵抗を低減することが可能となる。
接着剤4は、図3に示すように、永久磁石1の径方向内側の面11の一部に配置されている。具体的には、接着剤4は、永久磁石1の面11の接着剤配置位置B1およびB2のみに配置されている。
詳細には、接着剤4は、永久磁石1の面11において、短手方向の一方側(矢印X1方向側)の部分である接着剤配置位置B1および他方側(矢印X2方向側)の部分である接着剤配置位置B2の2つの部分に配置されている。そして、接着剤4は、永久磁石1の面11の長手方向(矢印Z1方向側の部分から矢印Z2方向側の部分に渡って、軸方向)に延びる矩形形状を有するように形成されている。ここで、接着剤4は、永久磁石1の軸方向端面14、および、永久磁石1の面11の軸方向端面14の近傍の部分B3(矢印Z1方向側の部分)および部分B4(矢印Z2方向側の部分)には、配置されていない。
ここで、接着剤4を、永久磁石1の径方向外側の面12に配置する場合には、永久磁石1と、ロータコア3の径方向外側に配置されるステータ102との間に、接着剤4が配置される状態となり、接着剤4の厚みt2分、永久磁石1とステータ102との距離が大きくなる。この点に対して、本実施形態では、永久磁石1とステータ102との間に、接着剤4が配置されないので、その分、永久磁石1とステータ102との距離を小さくすることができる。
また、接着剤4は、永久磁石1とロータコア3とが接着剤4により固定(接着)された状態(図5B)において、発泡された状態の発泡剤41と、硬化された状態の主剤42および硬化剤43とを含む。なお、発泡剤41は、特許請求の範囲の「膨張剤」の一例である。
発泡剤41は、膨張開始温度T1以上の温度に加熱されることにより発泡(膨張)する膨張剤として構成されている。また、主剤42および硬化剤43は、膨張開始温度T1より高温である硬化温度T2以上の温度に加熱されることにより、硬化する性質を有する。
詳細には、発泡剤41は、カプセル体(図6参照)として構成されており、膨張開始温度T1以上の温度に加熱されることにより、カプセル体が膨張して体積が大きくなるように構成されている。たとえば、接着剤4は、発泡剤41としてカプセル体に含まれるイソペンタン(炭化水素)を含む。また、膨張開始温度T1は、たとえば、カプセル体が発泡成形する発泡成形温度として設定することが可能である。
そして、図5に示すように、発泡剤41が発泡して膨張することにより、接着剤4の厚みは、厚みt1から、厚みt2に変化する。その結果、接着剤4は、永久磁石1の面11から溝部32bの底部32dに渡って配置された状態になる。また、発泡剤41は、加熱後も接着剤4内(磁石用孔部32内)において、膨張されたカプセル体として残存する。
そして、好ましくは、接着剤4は、発泡剤41が発泡して膨張することにより、膨張前の接着剤4の厚みt1の3倍以上8倍以下の厚みt2に変化するように、接着剤4における発泡剤41の含有割合が設定されている。そして、図7に示すように、接着剤4の発泡剤41が発泡する前の状態では、接着剤4と溝部32bの底部32dとは、互いに離れた位置に配置されているとともに、永久磁石1の面13と磁石用孔部32の壁面32aとは、互いに離れた位置に配置される。そして、接着剤4の発泡剤41が発泡された後の状態(図4参照)では、接着剤4が膨張して、接着剤4が溝部32bの底部32dに接触して、永久磁石1が径方向外側に押圧され、永久磁石1の面13と磁石用孔部32の壁面32aとが、接触する位置に配置される。
主剤42は、たとえば、エポキシ系樹脂(たとえば、ビスフェノールA型液状エポキシ、および、エポキシ樹脂ポリマー)を含む。また、硬化剤43は、たとえば、ジシアンジアミドを含む。そして、主剤42および硬化剤43は、硬化温度(硬化下限温度)T2以上の温度に加熱されることにより硬化する性質を有する。すなわち、本実施形態では、接着剤4は、熱硬化性の接着剤として構成されている。そして、永久磁石1とロータコア3とは、接着剤4の主剤42と硬化剤43とが硬化されることにより、接着され固定される。また、硬化温度T2は、後述する気化開始温度T3よりも高く、かつ、膨張開始温度T1よりも高い。また、硬化温度T2は、主剤42および硬化剤43の組み合わせにより設定され、製品上限温度(硬化上限温度)T5よりも低い。また、製品上限温度T5は、たとえば、ロータ100としての性能に影響が生じない程度の温度として設定することが可能である。
また、図8に示すように、接着剤4は、永久磁石1とロータコア3とが接着剤4により接着される前で、かつ、乾燥される前の状態において、揮発性を有する揮発剤としての希釈溶剤44と、発泡される前の状態の膨張剤としての発泡剤41と、硬化されていない状態の主剤42および硬化剤43とを含む。
そして、接着剤4は、永久磁石1とロータコア3とが接着剤4により固定される前で、かつ、乾燥された後の状態(図8B参照)において、発泡剤41と、硬化されていない状態の主剤42および硬化剤43とを含む。すなわち、接着剤4が乾燥された後では、接着剤4における希釈溶剤44の量が減少しているか、または、接着剤4における希釈溶剤44が略含有されていない状態になる。
希釈溶剤44は、たとえば、メチルエチルケトン等のケトン類や、アルコール類、エーテル類などの揮発性有機溶剤を用いることができ、本実施形態ではメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの両方を含む。また、希釈溶剤44は、発泡剤41および硬化剤43よりも粘度が低い。これにより、希釈溶剤44は、接着剤4に含有されることにより、接着剤4の粘度を低下させ、流動性を高める機能を有する。
また、希釈溶剤44は、気化開始温度T3以上の温度(たとえば、図14の温度T10)にされることにより、揮発する。ここで、気化開始温度T3として、たとえば、希釈溶剤44の沸点温度、または、沸点温度近傍の温度を設定することが可能である。
気化開始温度T3は、膨張開始温度T1よりも低い。また、膨張開始温度T1は、硬化温度T2よりも低い。これにより、接着剤4の温度を、膨張開始温度T1未満で、かつ、気化開始温度T3以上の温度にすることにより、発泡剤41を膨張させない状態で、希釈溶剤44を揮発させることが可能になる。なお、接着剤4の温度を、膨張開始温度T1未満で、かつ、気化開始温度T3以上の温度にした場合でも、接着剤4の内部には、希釈溶剤44が揮発することによる接着剤4の粘度の増加に起因して、揮発できない希釈溶剤44が残留する場合がある。
そして、図8に示すように、接着剤4は、乾燥される前の状態において、永久磁石1の幅方向に垂直な方向(矢印R1方向および矢印R2方向)に厚みt3を有する。そして、接着剤4は、希釈溶剤44が揮発されることにより、体積が減少して薄膜化される。すなわち、接着剤4は、乾燥された後の状態において、厚みt3よりも小さい厚みt1を有する。好ましくは、厚みt1は、厚みt3の10分の9以下(より好ましくは、5分の4以下)の大きさである。
[本実施形態によるロータの製造方法]
次に、本実施形態によるロータ100の製造方法について説明する。図13には、本実施形態によるロータ100の製造方法のフローチャートを示している。また、図14には、横軸を時間とし、縦軸を接着剤4の温度(左側の縦軸)および接着剤4の厚み(右側の縦軸)とするロータ100の製造工程中の接着剤4の状態を説明するための図を示している。
次に、本実施形態によるロータ100の製造方法について説明する。図13には、本実施形態によるロータ100の製造方法のフローチャートを示している。また、図14には、横軸を時間とし、縦軸を接着剤4の温度(左側の縦軸)および接着剤4の厚み(右側の縦軸)とするロータ100の製造工程中の接着剤4の状態を説明するための図を示している。
まず、ステップS1において、永久磁石1と、接着剤4とを準備する工程が行われる。詳細には、ネオジム磁石を含む複数の永久磁石1が準備される。また、接着剤4が準備される。なお、接着剤4は、膨張開始温度T1以上の温度に加熱されることにより膨張する膨張剤としての発泡剤41と、揮発性を有する希釈溶剤44と、膨張開始温度T1より高い温度である硬化温度T2以上の温度に加熱されることにより硬化する主剤42および硬化剤43とを含む。また、この時、接着剤4は溶融状態(流動性を有する状態)で準備される。たとえば、接着剤4は、液体の状態でもよいし、ゲル状の状態でもよい。そして、準備された接着剤4は、図9に示すように、塗布装置201に収納される。その後、ステップS2に進む。なお、永久磁石1は、着磁前の状態で準備されることが好ましい。なお、塗布装置201および後述する誘導加熱装置205は、ロータ100の製造装置200を構成する。
ステップS2において、図9に示すように、永久磁石1を磁石保持装置202に取り付ける工程が行われる。その後、ステップS3に進む。
ステップS3において、接着剤4を永久磁石1に塗布して配置する工程が行われる。詳細には、塗布装置201のノズルの先端の開口部から接着剤4を吐出しながら、塗布装置201と磁石保持装置202とが相対移動することにより、接着剤4が永久磁石1に塗布される(配置される)。そして、厚みt3を有する接着剤4が形成される。たとえば、図3に示すように、接着剤4は、永久磁石1の面11の矢印X1方向側の部分(接着剤配置位置B1)において、Y軸方向に沿って塗布された後、永久磁石1の面11の矢印X2方向側の部分(接着剤配置位置B2)において、Y軸方向に向かって塗布される。この時、接着剤4は、永久磁石1の軸方向端面14および軸方向端面14の近傍の部分B3およびB4には塗布されない。また、接着剤4は、矢印Z1方向側から見て、矩形形状を有するように塗布されて永久磁石1に配置される。その後、ステップS4に進む。
次に、ステップS4において、接着剤4を乾燥させる工程が行われる。なお、接着剤4を乾燥させる工程は、後述する永久磁石1を磁石用孔部32に挿入する工程の前に行われる。図10に示すように、接着剤4を乾燥させることにより、接着剤4の厚みが、乾燥させる前の接着剤4の厚みt3よりも小さい厚みt1にされて、接着剤4が薄膜化される。
詳細には、接着剤4に含まれる希釈溶剤44を揮発させることにより、接着剤4が乾燥される。図14に示すように、接着剤4を気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度T10に加熱することにより、接着剤4が乾燥して、接着剤4の厚みが厚みt3から厚みt1にされる。また、比較的粘度が低い希釈溶剤44が揮発されることにより、接着剤4の粘度が向上して、接着剤4が接着剤配置位置B1およびB2に位置決めされて、固定される。なお、上記のように、接着剤4の内部には、揮発できない希釈溶剤44が残留する場合がある。
また、図10に示すように、たとえば、乾燥装置203のエアブローにより、室温T4よりも高い温度(気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度T10)を有する熱風E(空気)が、接着剤4に吹き付けられることによって、接着剤4に含まれる希釈溶剤44が揮発される。また、熱風Eにより、揮発された希釈溶剤44が換気される。その後、ステップS5に進む。
次に、ステップS5において、図14に示すように、永久磁石1および接着剤4を冷却する工程が行われる。これにより、永久磁石1が磁化方向(ロータ100の径方向)に沿って収縮される。たとえば、永久磁石1および接着剤4は、室温T4の近傍の温度まで冷却される。その後、ステップS6に進む。
ステップS6において、ロータコア3を準備する工程が行われる。
詳細には、図示しない順送プレス加工装置により、複数の電磁鋼板31が打ち抜かれる。この時、溝部32bを有する孔部132(図2参照)が形成された円環状の複数の電磁鋼板31が形成される。そして、図11に示すように、複数の電磁鋼板31が、軸方向に沿って積層され、複数(たとえば、4つ)のコアブロック30が形成される。そして、コアブロック30が軸方向に積層される。そして、複数のコアブロック30のうちの一部が、他のコアブロック30に対して、周方向に回転されるかまたは反転(転積)される。これにより、ロータコア3が形成され、複数のコアブロック30の孔部132が互いに軸方向に連続して接続されて、磁石用孔部32が形成される。その後、ステップS7に進む。
ステップS7において、乾燥された接着剤4が配置された永久磁石1をロータコア3の磁石用孔部32に挿入する工程が行われる。具体的には、ロータコア3と、接着剤4が配置された面11を径方向内側に向けた状態の永久磁石1とが軸方向に相対移動されることにより、磁石用孔部32の各々に、永久磁石1が挿入される。なお、図11では、1つの永久磁石1のみを図示しているが、磁石用孔部32の各々に、永久磁石1が挿入される。
ここで、本実施形態では、ステップS8において、永久磁石1を磁石用孔部32に挿入する工程の後、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度(室温T4)から気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤4の温度を上昇させることにより、希釈溶剤44を揮発させる工程が行われる。具体的には、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度に加熱(急速加熱)するとともに、気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯において保温(恒温)することにより、希釈溶剤44を揮発させる。また、誘導加熱装置205は、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度(室温T4)から気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯の温度に加熱するまでの出力よりも小さい出力で接着剤4の温度を上昇させる。
ここで、図15Aに示すように、接着剤4を乾燥させる工程の後、接着剤4の粘度の増加に起因して、揮発できない希釈溶剤44が残留している。この場合、図15Bに示すように、接着剤4を急激に昇温させると、残留している希釈溶剤44が気化している最中(沸騰中)に発泡剤41が発泡する。なお、発泡剤41は、熱可塑性樹脂の外殻である外殻部材41aと、外殻部材41aに覆われた炭化水素の発泡剤部分41bとにより構成されている。その結果、加熱により発泡剤部分41bが発泡して外殻部材41aが膨張することで接着剤4の内部に空洞Hが生成され、接着剤4が過膨張する。このため、接着剤の密度が低下する。なお、図15Cは、接着剤4の内部に希釈溶剤44が残留していない状態で発泡剤41が発泡された例(過膨張しない例)を示している。そこで、永久磁石1を磁石用孔部32に挿入する工程の後、でかつ、発泡剤41が発泡する前に、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度に加熱するとともに、気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯において保温することにより、残留していた希釈溶剤44が揮発される。また、希釈溶剤44を揮発させる工程における接着剤4の温度は、接着剤4を乾燥させる工程における接着剤4の温度よりも高い。さらに、希釈溶剤44を揮発させる工程における接着剤4の温度は、気化開始温度T3以上であり、膨張開始温度T1未満であり、かつ、乾燥後の接着剤4の溶解が開始される温度を含む。
また、本実施形態では、図14に示すように、希釈溶剤44を揮発させる工程において、気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯において保温する第1期間P1よりも短い第2期間P2の間に、永久磁石1に塗布された接着剤4を、希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度に加熱(急速加熱)する。たとえば、第1期間P1は、数分以上であり、かつ、接着剤4が膨張開始温度T1まで加熱されない程度の時間である。また、第2期間P2は、数秒から数十秒程度である。すなわち、比較的短い時間に(急激に)、接着剤4が昇温される。
また、本実施形態では、図7に示すように、誘導加熱によりロータコア3を加熱することにより、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度に加熱(急速加熱)することにより、希釈溶剤44を揮発させる。具体的には、ロータコア3の内径側には、シャフト2a(または、シャフト2aが接続されるハブ部材2)が取り付けられるシャフト用孔部3bが設けられている。そして、このシャフト用孔部3bの内径側に、誘導加熱装置205が配置される。そして、誘導加熱装置205(誘導加熱)の出力が調整されることによって、ロータコア3を加熱することにより、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上の温度に加熱(急速加熱)する。なお、誘導加熱装置205は、特許請求の範囲の「加熱装置」の一例である。
これにより、本実施形態では、図14(一点鎖線参照)に示すように、磁石用孔部32を有するロータコア3が膨張開始温度T1以上の温度に加熱される。そして、加熱されたロータコア3の熱によって、接着剤4が、希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度に加熱されるとともに、気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯において保温されることにより、希釈溶剤44を揮発させる。
具体的には、図7に示すように、誘導加熱装置205からの熱(点線の矢印)は、ロータコア3を介して、永久磁石1に伝導される。詳細には、誘導加熱装置205からの熱は、磁石用孔部32の壁面32aを介して、永久磁石1に伝導されるとともに、磁石用孔部32の突出部32cを介して、永久磁石1に伝導される。そして、永久磁石1から、接着剤4に熱が伝導される。なお、ロータコア3から、空気(ロータコア3と接着剤4との間の隙間の空気)を介しても、接着剤4に熱が伝導される。また、永久磁石1の温度と接着剤4の温度とは、略等しい。
次に、ステップS9において、希釈溶剤44を揮発させた工程の後、接着剤4を膨張開始温度T1以上の温度に加熱することにより発泡剤41を膨張(発泡)させる工程が行われる。ここで、本実施形態では、希釈溶剤44を揮発させる工程における気化開始温度T3以上でかつ膨張開始温度T1未満の温度帯において保温する第1期間P1よりも短い第3期間P3の間において、接着剤4を膨張開始温度T1以上の温度に加熱(急速加熱)することにより発泡剤41を膨張(発泡)させる。たとえば、第3期間P3は、数秒から数十秒程度である。すなわち、比較的短い時間に(急激に)、接着剤4が昇温されて、発泡剤41が膨張(発泡)される。なお、ステップS8において接着剤4に残留していた希釈溶剤44が揮発されているので、ステップS9において発泡剤41を急激に膨張(発泡)させても、接着剤4が過膨張するのが抑制される(図15C参照)。また、希釈溶剤44を揮発させた工程の後、接着剤4の温度が気化開始温度T3以下に下がらないようにしながら、接着剤4を膨張開始温度T1以上の温度に加熱することにより発泡剤41を膨張させる。
具体的には、図12に示すように、永久磁石1が配置されたロータコア3(および永久磁石1)が、加圧装置204により、矢印Z1方向側および矢印Z2方向側の両方から押圧(符号PL)された状態で、接着剤4が膨張開始温度T1よりも高く、かつ、硬化温度T2以上の温度T11(図14参照)に加熱される。たとえば、誘導加熱装置205の出力が調整されることにより、接着剤4が膨張開始温度T1よりも高く、かつ、硬化温度T2以上の温度T11(図14参照)に加熱される。
そして、図5に示すように、接着剤4の発泡剤41が発泡することにより膨張し、接着剤4の厚みが厚みt1から厚みt2に変化する。また、接着剤4の厚みt2は、永久磁石1の面11から、溝部32bの底部32dまでの距離に略等しくなる。すなわち、接着剤4が、永久磁石1の面11から溝部32bの底部32dに渡って膨張された状態になる。また、接着剤4が膨張して、永久磁石1の面13が径方向外側に押圧されて、磁石用孔部32の壁面32aと永久磁石1の面13とが当接する。
次に、ステップS10において、発泡剤41を膨張させた後に、接着剤4を硬化温度T2以上の温度に加熱することにより接着剤4を硬化させて、接着剤4により永久磁石1とロータコア3とを固定する。ここで、本実施形態では、第4期間P4の間、接着剤4を硬化温度T2以上の温度の状態を維持することにより、接着剤4を硬化させて、接着剤4により永久磁石1とロータコア3とを固定する。具体的には、接着剤4は、膨張開始温度T1よりも高く、かつ、硬化温度T2以上の温度T11(図14参照)に維持される。なお、接着剤4を希釈溶剤44が揮発する気化開始温度T3以上の温度に加熱する第2期間P2(たとえば、数分間)は、第4期間P4よりも短い。たとえば、第4期間P4は、数十分間である。また、発泡剤41を膨張させた後に、接着剤4の温度が膨張開始温度T1以下に下がらないようにしながら、接着剤4を硬化温度T2以上の温度に加熱することにより接着剤4を硬化させて、接着剤4により永久磁石1とロータコア3とを固定する。たとえば、誘導加熱装置205の出力が調整されることにより、接着剤4を硬化温度T2以上の温度に加熱する。
次に、ステップS11において、図14に示すように、ロータコア3を冷却する工程が行われる。たとえば、ロータコア3および接着剤4の温度が室温T4になるまで冷却される。その後、ステップS12に進む。
次に、ステップS12において、複数のコアブロック30同士を、レーザー溶接等により接合する工程が行われる。
これにより、ロータ100が製造される。その後、ロータ100は、図1に示すように、ステータ102との組み立て等が行われ、回転電機101が製造される。
[本実施形態の効果]
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度(T4)から気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤(4)の温度を上昇させることにより、希釈溶剤(44)を揮発させる工程を備える。これにより、永久磁石(1)が磁石用孔部(32)に挿入された時点で、接着剤(4)の内部に揮発されない希釈溶剤(44)が残留している場合でも、加熱開始温度(T4)から気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で接着剤(4)の温度が上昇(保温)されるので、接着剤(4)の内部に残留している希釈溶剤(44)を揮発させることができる。なお、接着剤(4)は、希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に加熱(保温)されているので、希釈溶剤(44)を揮発させる工程において膨張剤(41)が膨張することはない。その結果、希釈溶剤(44)を揮発させた工程の後の膨張剤(41)を膨張させる工程において、接着剤(4)の内部に希釈溶剤(44)が残留していない状態で膨張剤(41)を膨張させることができるので、接着剤(4)を膨張開始温度(T1)以上の温度に急速に昇温させても、希釈溶剤(44)が気化することに起因して、接着剤(4)が過膨張するのを抑制することができる。これにより、接着剤(4)の昇温時間を短縮して接着工程にかかる時間を短くしながら、接着剤(4)の接着強度が低下するのを防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、接着剤(4)は、熱硬化性を有するとともに、接着剤(4)の硬化温度(T2)は、膨張開始温度(T1)よりも高い。このように構成すれば、膨張剤(41)を含んだ熱硬化性樹脂などにより構成された接着剤(4)の接着工程に要する時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、膨張剤(41)を膨張させた後に、接着剤(4)の温度が膨張開始温度(T1)以下に下がらないようにしながら、接着剤(4)を硬化温度(T2)以上の温度に加熱することにより接着剤(4)を硬化させる。このように構成すれば、接着剤(4)を硬化温度(T2)に上昇させるための温度上昇の程度を小さくすることができるので、接着剤(4)を硬化させる工程に要する時間を短縮することができる。また、膨張後の接着剤(4)の体積の収縮を抑制することができるので、硬化後の接着剤(4)の体積を安定させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させた工程の後、接着剤(4)の温度が気化開始温度(T3)以下に下がらないようにしながら、接着剤(4)を膨張開始温度(T1)以上の温度に加熱することにより膨張剤(41)を膨張させる。このように構成すれば、接着剤(4)を膨張開始温度(T1)以上に上昇させるための温度上昇の程度を小さくすることができるので、膨張剤(41)を膨張させる工程に要する時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程は、接着剤(4)を乾燥させる工程において揮発せずに接着剤(4)に残留した希釈溶剤(44)を揮発させる工程である。ここで、接着剤(4)を乾燥させる工程において、接着剤(4)に含まれる希釈溶剤(44)の一部は揮発する一方、希釈溶剤(44)が揮発することに伴って接着剤(4)の粘度が徐々に増加し、揮発できない希釈溶剤(44)が残留する。そこで、接着剤(4)を乾燥させる工程において揮発せずに接着剤(4)に残留した希釈溶剤(44)を揮発させる工程を設けることは、接着剤(4)を乾燥させる工程が設けられるロータ(100)の製造方法において、残留した希釈溶剤(44)を揮発させる点において特に有効である。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程における接着剤(4)の温度は、接着剤(4)を乾燥させる工程における接着剤(4)の温度よりも高い。このように構成すれば、希釈溶剤(44)を揮発させるために要する時間を短縮することができるとともに、希釈溶剤(44)を接着剤(4)により永久磁石(1)とロータコア(3)とを固定する前に、確実に揮発させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程における接着剤(4)の温度は、気化開始温度(T3)以上であり、膨張開始温度(T1)未満であり、かつ、乾燥後の接着剤(4)の溶解が開始される温度を含む。このように構成すれば、接着剤(4)が溶解状態になるので、気化した希釈溶剤(44)を確実に揮発させることができるとともに、希釈溶剤(44)を揮発させるのに要する時間をさらに短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程は、気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯において保温する第1期間(P1)よりも短い第2期間(P2)の間において、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に急速加熱する工程である。このように構成すれば、比較的短い時間で(急激に)、接着剤(4)を加熱することができるので、ロータ(100)の製造に要する時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、膨張剤(41)を膨張させる工程は、希釈溶剤(44)を揮発させる工程における気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯において保温する第1期間(P1)よりも短い第3期間(P3)の間において、接着剤(4)を膨張開始温度(T1)以上の温度に急速加熱することにより膨張剤(41)を膨張させる工程である。このように構成すれば、比較的短い時間で(急激に)、膨張剤(41)を膨張させることができるので、ロータ(100)の製造に要する時間をより短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に加熱する第2期間(P2)は、第4期間(P4)よりも短い。このように構成すれば、比較的短い時間で、接着剤(4)に残留した希釈溶剤(44)が揮発されるので、ロータ(100)の製造に要する時間をさらに短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程は、磁石用孔部(32)を有するロータコア(3)を膨張開始温度(T1)以上の温度に加熱することにより、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に加熱するとともに、気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯において保温することにより、希釈溶剤(44)を揮発させる工程である。このように構成すれば、気化開始温度(T3)よりも高い膨張開始温度(T1)以上の温度に加熱されたロータコア(3)の熱により、永久磁石(1)を介して、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に加熱することができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程は、誘導加熱によりロータコア(3)を加熱することにより、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に急速加熱する工程である。このように構成すれば、誘導加熱により、比較的短い時間で(急激に)、接着剤(4)を加熱することができるので、ロータ(100)の製造に要する時間を効果的に短縮することができる。
また、本実施形態では、上記のように、希釈溶剤(44)を揮発させる工程は、ロータコア(3)のシャフト用孔部(3b)が設けられる内径側に配置された、誘導加熱装置(205)によりロータコア(3)を加熱することにより、接着剤(4)を、希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度に急速加熱する工程である。このように構成すれば、誘導加熱を行う誘導加熱装置(205)をロータコア(3)のシャフト用孔部(3b)に配置することができるので、誘導加熱装置(205)をロータコア(3)の外側に配置する場合に比べて、ロータ(100)の製造に要するスペースが大きくなるのを防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、加熱装置(205)が、接着剤(4)を希釈溶剤(44)が揮発する気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度(T4)から気化開始温度(T3)以上でかつ膨張開始温度(T1)未満の温度帯の温度に加熱するまでの出力よりも小さい出力で接着剤(4)の温度を上昇させることにより、接着剤(4)の内部に残留している希釈溶剤(44)を揮発させることができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、ロータ100をステータ102の径方向内側に配置するいわゆるインナーロータとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ロータ100をアウターロータとして構成してもよい。
また、上記実施形態では、膨張剤として発泡剤41を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、発泡剤41以外の加熱により膨張する材料を膨張剤として用いてもよい。
また、上記実施形態では、硬化温度T2を膨張開始温度T1より高い温度とする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、硬化温度T2を、膨張開始温度T1と等しい温度としてもよく、硬化温度T2が膨張開始温度T1以上であればよい。
また、上記実施形態では、接着剤4を永久磁石1に塗布する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接着剤4を、磁石用孔部32に塗布してもよい。なお、接着剤4を磁石用孔部32に塗布した場合でも、ロータ100の製造方法は、上記実施形態と同様である。すなわち、上記のステップS3が、接着剤4を磁石用孔部32に塗布する工程に置き換わる一方、その他のステップは、上記実施形態と同様である。
また、上記実施形態では、希釈溶剤44を揮発させる工程において、誘導加熱により接着剤4を加熱する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、希釈溶剤44を揮発させる工程において、誘導加熱以外の方法により、接着剤4を加熱してもよい。
また、上記実施形態では、ロータコア3の内径側から誘導加熱により接着剤4が加熱される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコア3の外径側から誘導加熱により(または、誘導加熱以外の方法により)、接着剤4を加熱してもよい。
1 永久磁石 2 ハブ部材
2a シャフト 3 ロータコア
3b シャフト用孔部 4 接着剤
32 磁石用孔部 41 発泡剤(膨張剤)
44 希釈溶剤 100 ロータ
200 製造装置 201 塗布装置
205 誘導加熱装置(加熱装置)
2a シャフト 3 ロータコア
3b シャフト用孔部 4 接着剤
32 磁石用孔部 41 発泡剤(膨張剤)
44 希釈溶剤 100 ロータ
200 製造装置 201 塗布装置
205 誘導加熱装置(加熱装置)
Claims (14)
- 磁石用孔部を有するロータコアと、前記磁石用孔部に挿入され、接着剤により前記ロータコアに固定される永久磁石とを備えるロータの製造方法であって、
揮発性を有する揮発剤としての希釈溶剤と膨張開始温度以上に加熱することにより膨張する膨張剤とを含む前記接着剤を、前記永久磁石または前記磁石用孔部に塗布する工程と、
前記永久磁石を前記ロータコアの前記磁石用孔部に挿入する工程と、
前記永久磁石を前記磁石用孔部に挿入する工程の後、前記接着剤を前記希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの温度上昇速度よりも遅い温度上昇速度で前記接着剤の温度を上昇させることにより、前記希釈溶剤を揮発させる工程と、
前記希釈溶剤を揮発させた工程の後、前記接着剤を前記膨張開始温度以上の温度に加熱することにより前記膨張剤を膨張させる工程と、
前記膨張剤を膨張させた後に、前記接着剤を硬化温度以上の温度に加熱することにより前記接着剤を硬化させて、前記接着剤により前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する工程とを備える、ロータの製造方法。 - 前記接着剤は、熱硬化性を有するとともに、前記接着剤の硬化温度は、前記膨張開始温度よりも高い、請求項1に記載のロータの製造方法。
- 前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する工程は、前記膨張剤を膨張させた後に、前記接着剤の温度が前記膨張開始温度以下に下がらないようにしながら、前記接着剤を硬化温度以上の温度に加熱することにより前記接着剤を硬化させて、前記接着剤により前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する工程である、請求項1または2に記載のロータの製造方法。
- 前記膨張剤を膨張させる工程は、前記希釈溶剤を揮発させた工程の後、前記接着剤の温度が前記気化開始温度以下に下がらないようにしながら、前記接着剤を前記膨張開始温度以上の温度に加熱することにより前記膨張剤を膨張させる工程である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記永久磁石を前記磁石用孔部に挿入する工程の前に、前記永久磁石または前記磁石用孔部に塗布された前記接着剤を乾燥させる工程をさらに備え、
前記希釈溶剤を揮発させる工程は、前記接着剤を乾燥させる工程において揮発せずに前記接着剤に残留した前記希釈溶剤を揮発させる工程である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のロータの製造方法。 - 前記希釈溶剤を揮発させる工程における前記接着剤の温度は、前記接着剤を乾燥させる工程における前記接着剤の温度よりも高い、請求項5に記載のロータの製造方法。
- 前記希釈溶剤を揮発させる工程における前記接着剤の温度は、前記気化開始温度以上であり、前記膨張開始温度未満であり、かつ、乾燥後の前記接着剤の溶解が開始される温度を含む、請求項5または6に記載のロータの製造方法。
- 前記接着剤を塗布する工程は、前記希釈溶剤と前記膨張剤とを含む前記接着剤を前記永久磁石に塗布する工程であり、
前記希釈溶剤を揮発させる工程は、前記接着剤を、前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯において保温することにより、前記希釈溶剤を揮発させる工程である、請求項7に記載のロータの製造方法。 - 前記希釈溶剤を揮発させる工程は、前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯において保温するとともに、保温する第1期間よりも短い第2期間の間において、前記接着剤を前記希釈溶剤が揮発する前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度に急速加熱する工程である、請求項8に記載のロータの製造方法。
- 前記膨張剤を膨張させる工程は、前記希釈溶剤を揮発させる工程における前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯において保温する前記第1期間よりも短い第3期間の間において、前記接着剤を前記膨張開始温度以上の温度に急速加熱することにより前記膨張剤を膨張させる工程である、請求項9に記載のロータの製造方法。
- 前記接着剤により前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する工程は、第4期間の間、前記接着剤を前記硬化温度以上の温度の状態を維持することにより、前記接着剤を硬化させて、前記接着剤により前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する工程であり、
前記接着剤を前記希釈溶剤が揮発する前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度に加熱する前記第2期間は、前記第4期間よりも短い、請求項9または10に記載のロータの製造方法。 - 前記希釈溶剤を揮発させる工程は、誘導加熱により前記ロータコアを加熱することにより、前記接着剤を前記希釈溶剤が揮発する前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度に急速加熱する工程である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記ロータコアの内径側には、シャフトが取り付けられるシャフト用孔部が設けられており、
前記希釈溶剤を揮発させる工程は、前記ロータコアの前記シャフト用孔部が設けられる内径側に配置された誘導加熱装置により前記ロータコアを加熱することにより、前記接着剤を、前記希釈溶剤が揮発する前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度に急速加熱する工程である、請求項12に記載のロータの製造方法。 - 磁石用孔部を有するロータコアと、前記磁石用孔部に挿入され、接着剤により前記ロータコアに固定される永久磁石とを備えるロータの製造装置であって、
揮発性を有する揮発剤としての希釈溶剤と膨張開始温度以上に加熱することにより膨張する膨張剤とを含む前記接着剤を、前記永久磁石または前記磁石用孔部に塗布する塗布装置と、
前記接着剤を加熱する加熱装置とを備え、
前記加熱装置は、
前記永久磁石を前記ロータコアの前記磁石用孔部に挿入した後、前記接着剤を前記希釈溶剤が揮発する気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するとともに、加熱開始温度から前記気化開始温度以上でかつ前記膨張開始温度未満の温度帯の温度に加熱するまでの出力よりも小さい出力で前記接着剤の温度を上昇させることにより、前記希釈溶剤を揮発させ、
前記希釈溶剤を揮発させた後、前記接着剤を前記膨張開始温度以上の温度に加熱することにより前記膨張剤を膨張させ、
前記膨張剤を膨張させた後に、前記接着剤を硬化温度以上の温度に加熱することにより前記接着剤を硬化させて、前記接着剤により前記永久磁石と前記ロータコアとを固定する、ロータの製造装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017158332 | 2017-08-21 | ||
JP2017158332 | 2017-08-21 | ||
PCT/JP2018/030719 WO2019039442A1 (ja) | 2017-08-21 | 2018-08-21 | ロータの製造方法およびロータの製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019039442A1 JPWO2019039442A1 (ja) | 2020-02-27 |
JP6711463B2 true JP6711463B2 (ja) | 2020-06-17 |
Family
ID=65439327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019537625A Active JP6711463B2 (ja) | 2017-08-21 | 2018-08-21 | ロータの製造方法およびロータの製造装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11165316B2 (ja) |
EP (1) | EP3621181B1 (ja) |
JP (1) | JP6711463B2 (ja) |
CN (1) | CN110771010B (ja) |
WO (1) | WO2019039442A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7172114B2 (ja) * | 2018-04-24 | 2022-11-16 | Tdk株式会社 | 永久磁石及びモータの製造方法 |
US11588385B2 (en) * | 2020-10-30 | 2023-02-21 | GM Global Technology Operations LLC | Method for gel curing a varnish of a stator assembly |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006311782A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-11-09 | Toyota Motor Corp | ロータおよびその製造方法 |
JP2007151362A (ja) | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toyota Motor Corp | 永久磁石固定方法 |
JP2007174872A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Nitto Shinko Kk | モータ磁性部材接着用加熱発泡シート |
JP2010239792A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Metals Ltd | コア部材とリング状希土類系永久磁石を接着固定してなる接着体の製造方法 |
JP2012244838A (ja) | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 回転電機用ロータ、回転電機、および、回転電機用ロータの製造方法 |
US20130313923A1 (en) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Remy Technologies, Llc | Thermally conductive coating for permanent magnets in electric machine |
US20140077648A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Technische Universitat Chemnitz | Electric winding for electric energy converters or machines, method for manufacturing same and electric machine |
JP5972249B2 (ja) * | 2013-11-27 | 2016-08-17 | 三菱電機株式会社 | 磁石埋込型回転子 |
WO2015190234A1 (ja) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Dic株式会社 | 接着テープ、物品及びモーター |
CN106459679B (zh) * | 2014-06-11 | 2020-10-27 | Dic株式会社 | 胶带、物品、电动机及物品的制造方法 |
EP3001542B1 (en) * | 2014-09-26 | 2020-03-11 | GE Renewable Technologies Wind B.V. | Permanent magnet rotors |
JP2016127771A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機ロータ |
US10714995B2 (en) * | 2015-03-18 | 2020-07-14 | Aisin Aw Co., Ltd. | Rotor for rotary electric machine and manufacturing method |
JP6759607B2 (ja) * | 2016-02-04 | 2020-09-23 | Dic株式会社 | 物品の製造方法及びモーターの製造方法 |
WO2017159348A1 (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ロータの製造方法 |
JP6095827B1 (ja) * | 2016-04-14 | 2017-03-15 | 三菱電機株式会社 | 回転電機用回転子の製造方法 |
-
2018
- 2018-08-21 CN CN201880040980.4A patent/CN110771010B/zh active Active
- 2018-08-21 US US16/625,302 patent/US11165316B2/en active Active
- 2018-08-21 JP JP2019537625A patent/JP6711463B2/ja active Active
- 2018-08-21 EP EP18848797.9A patent/EP3621181B1/en active Active
- 2018-08-21 WO PCT/JP2018/030719 patent/WO2019039442A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110771010B (zh) | 2021-06-18 |
EP3621181A4 (en) | 2020-05-20 |
WO2019039442A1 (ja) | 2019-02-28 |
US20200161945A1 (en) | 2020-05-21 |
EP3621181B1 (en) | 2021-03-31 |
US11165316B2 (en) | 2021-11-02 |
CN110771010A (zh) | 2020-02-07 |
JPWO2019039442A1 (ja) | 2020-02-27 |
EP3621181A1 (en) | 2020-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6673469B2 (ja) | ロータの製造方法 | |
JP6680354B2 (ja) | 回転電機用ロータ | |
JP6711463B2 (ja) | ロータの製造方法およびロータの製造装置 | |
US11456650B2 (en) | Rotor manufacturing method | |
JP2015035888A (ja) | 回転電機用ロータとその製造方法 | |
JP7519235B2 (ja) | ロータコアの製造方法 | |
US11342821B2 (en) | Method for manufacturing a rotor | |
US11431212B2 (en) | Method of manufacturing rotor | |
JP2019093637A (ja) | 鉄心製品の製造方法 | |
JP6737454B2 (ja) | ロータの製造方法および接着剤の塗布装置 | |
JP2018174634A (ja) | 誘導機用ロータ及び誘導機用ロータの製造方法 | |
JP2020068616A (ja) | ステータを組み込んだモータジャケットの製造方法 | |
JP2019068583A (ja) | ロータの製造方法 | |
JP2018117503A (ja) | 回転電機用ロータ及び回転電機用ロータの製造方法 | |
JP2019193478A (ja) | 塗布装置およびロータの製造方法 | |
JP2020137182A (ja) | 回転電機用ロータの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200428 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200511 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6711463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |