JP7363700B2

JP7363700B2 - 磁石の製造方法、及びロータの製造方法

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Publication number: JP7363700B2
Application number: JP2020126533A
Authority: JP
Inventors: 健太武島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2023-10-18
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Description

この発明は、磁石の製造方法、及びロータの製造方法に関する。

特許文献１には、モータに用いられる磁石が開示されている。この磁石においては、焼結磁石である磁石本体に、樹脂製の絶縁被膜が積層されている。

特開２００２－１１８００９号公報

特許文献１のような磁石をモータのロータに利用する際、先ず、当該ロータのスロット内に磁石を挿入する。この時、磁石を速やかにスロット内に挿入できるように、磁石の寸法は、スロットの寸法よりもわずかに小さくなっている。その後、磁石をロータに固定する。ここで、磁石をロータに固定するにあたっては、例えばロータに接着剤を塗布して硬化させたり、磁石を含めたロータ全体に樹脂を塗布して硬化させたりする処理が必要である。したがって、特許文献１が開示する磁石は、ロータに適用した場合にロータに対する固定処理に手間がかかってしまう。

上記課題を解決するための磁石の製造方法は、絶縁部材によって磁石本体の表面のうちの第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面の少なくとも一方が覆われている磁石の製造方法であって、熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維を含んで構成される不織布の前記絶縁部材を、前記磁石本体の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方に配置する配置工程と、前記絶縁部材を前記熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度以上に加熱しながら加圧することで、前記無機繊維が弾性圧縮された状態で前記絶縁部材を前記磁石本体に熱圧着する熱圧着工程とを有する。

上記のように製造された磁石を再度加熱した場合、絶縁部材における熱可塑性樹脂繊維が再度軟化し、弾性圧縮されていた無機繊維が元に戻る作用によって絶縁部材が膨張する。この特性を利用し、ロータコアのスロット内に磁石を配置して絶縁部材を膨張させれば、磁石をロータに固定できる。この場合、接着材やモールド加工のための樹脂等を磁石やロータに塗布するといった手間は不要で、磁石が挿入されたロータコアを加熱するという単純な処理で、磁石をロータコアに固定できる。

磁石の製造方法において、前記配置工程では、不織布の前記絶縁部材をロール状に巻いた２つのロール体の双方から前記絶縁部材を巻き出して一方の前記ロール体から巻き出した前記絶縁部材を前記磁石本体の前記第１面に配置すると共に他方の前記ロール体から巻き出した前記絶縁部材を前記磁石本体の前記第２面に配置してもよい。上記構成のようにロール体から絶縁部材を巻き出す構成とすれば、配置工程を連続して行うことができる。このことは、複数の磁石を順次製造していく上で好適である。

上記課題を解決するためのロータの製造方法は、スロットが空いているロータコアと、前記スロット内に配置され、絶縁部材によって磁石本体の表面のうちの第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面の少なくとも一方が覆われている磁石とを有するロータの製造方法であって、熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維を含んで構成される不織布の前記絶縁部材を、前記磁石本体の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方に配置する配置工程と、前記絶縁部材を前記熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度以上に加熱しながら加圧することで、前記無機繊維が弾性圧縮された状態で前記絶縁部材を前記磁石本体に熱圧着して前記磁石を形成する熱圧着工程と、前記スロット内に前記磁石を配置した状態で前記磁石を前記ガラス転移温度以上に加熱することによって前記無機繊維を弾性復帰させて前記磁石を前記ロータコアに固定する固定工程とを有する。

熱圧着工程で形成した磁石を再度加熱した場合、絶縁部材における熱可塑性樹脂繊維が再度軟化し、弾性圧縮されていた無機繊維が元に戻る作用によって絶縁部材が膨張する。この特性を利用し、上記構成の固定工程では、ロータコアのスロット内に磁石を配置して絶縁部材を膨張させることによって磁石をロータに固定している。この場合、接着材やモールド加工のための樹脂等を磁石やロータに塗布するといった手間は不要で、磁石が挿入されたロータコアを加熱するという単純な処理で、磁石をロータコアに固定できる。

モータの断面図。ロータの平面図。配置工程の説明図。熱圧着工程の説明図。挿入工程の説明図。絶縁部材がロータコアに固定される様子を表した説明図。ロータの製造工程を表したフローチャート。

以下、ロータ及び磁石の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、モータの概略構成を説明する。
図１に示すように、モータ５０は、全体として円柱状のシャフト５５を有する。シャフト５５の中心軸線Ｊは、モータ５０の回転中心軸線Ｊとなっている。なお、本明細書では、シャフト５５の中心軸線Ｊと同軸のものについては統一の符号Ｊを付す。

シャフト５５の径方向外側には、全体として円筒状のロータ６０が配置されている。ロータ６０は、全体として円筒状のロータコア６２を有する。図示は省略するが、ロータコア６２は、詳細には、円環状に加工された複数の電磁鋼板がそれらの中心軸線方向に積層されることにより構成されている。ロータコア６２の中心の孔には、シャフト５５が挿入されている。また、ロータコア６２は、シャフト５５と同軸で配置されている。ロータコア６２の内周面は、シャフト５５の外周面に固定されている。

ロータコア６２には、複数のスロット６４が空いている。スロット６４は、ロータコア６２をその中心軸線Ｊ方向に貫通する貫通孔である。スロット６４は、ロータコア６２の外周寄りに位置している。複数のスロット６４は、ロータコア６２の周方向に間隔をおいて設けられている。

図２に示すように、各スロット６４は、ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向からの平面視において、略長方形状になっている。スロット６４は、周方向に隣り合うスロット６４を一対として合計で八対設けられている。ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向からの平面視において、対をなす２つのスロット６４は、Ｖ字状に配置されている。詳細には、対をなす２つのスロット６４は、ロータコア６２の内周側に位置するほど、互いの距離が近くなっている。

各スロット６４には、それぞれ磁石８０が配置されている。磁石８０の本体（以下、磁石本体と記す。）８２は、永久磁石で構成されている。本実施形態において、磁石本体８２は、鉄、ネオジム、ホウ素等を原料とするネオジム磁石である。図１及び図２に示すように、磁石本体８２は、長方形の板状になっている。また、磁石本体８２の表面は、湾曲しておらず、扁平になっている。

板状の磁石本体８２の両面は、シート状の絶縁部材８６で覆われている。絶縁部材８６は、熱可塑性樹脂繊維であるポリエーテルイミドの繊維と無機繊維であるガラス繊維とを素材とした不織布となっている。なお、図１～図６の各図面では、絶縁部材８６の厚みを誇張して大きく表している。また、図２では、一部の磁石８０について、磁石本体８２及び絶縁部材８６の符号を付している。

磁石８０の外形及び寸法は、概略的には磁石本体８２の外形及び寸法と同じである。すなわち、磁石８０は全体として長方形の板状になっている。ここで、図２に示すように、ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向からの平面視においてスロット６４の長手方向と直交する方向をスロット６４の幅方向としたとき、絶縁部材８６を含めた磁石８０の厚みは、スロット６４の幅方向の寸法と略一致している。そして、磁石８０は、その両面の絶縁部材８６がスロット６４における幅方向両側の内面に接触した状態でスロット６４内に固定されている。また、図１に示すように、長方形状の磁石８０の長辺に沿う方向の寸法は、ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向のスロット６４の寸法と略一致している。そして、ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向に関して、磁石８０の長辺に沿う方向の両端は、スロット６４の両端に位置している。また、図２に示すように、長方形状の磁石８０の短辺に沿う方向の寸法は、ロータコア６２を中心軸線Ｊ方向から平面視したときのスロット６４の長手方向の寸法よりも小さくなっている。そして、ロータコア６２の中心軸線Ｊ方向からの平面視において、磁石８０は、スロット６４の長手方向両側の内面との間に隙間を有した状態で配置されている。

図２に示すように、対をなす２つのスロット６４に配置された一対の磁石８０は、モータ５０の各磁極を構成している。すなわち、対をなす２つのスロット６４に配置された一対の磁石８０に関して、これら一対の磁石８０の径方向外側の面は、互いに同じ極性に磁着されている。そして、これら一対の磁石８０によって、Ｎ極またはＳ極の磁極が構成されている。また、一対の磁石８０と、その隣に位置する一対の磁石８０とでは、径方向外側の面の極性が入れ替わっている。この結果として、ロータ６０においては、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並んでいる。

図１に示すように、ロータ６０の径方向外側には、全体として円筒状のステータ７０が配置されている。ステータ７０は、ステータコア７２を有する。ステータコア７２の本体（以下、ステータコア本体と記す。）７２Ａは、円筒状になっている。ステータコア本体７２Ａは、ロータ６０と同軸で配置されている。

ステータコア本体７２Ａの内周面からは、複数のティース７２Ｂが径方向内側に突出している。図１では、ステータコア本体７２Ａとティース７２Ｂとの境界に二点鎖線を付している。複数のティース７２Ｂは、周方向に等間隔で設けられている。ティース７２Ｂの突出端は、ロータ６０の外周面よりも僅かに径方向外側に位置している。なお、図１では、ティース７２Ｂとロータ６０との間の隙間を省略して図示している。

各ティース７２Ｂには、コイル７６が巻回されている。コイル７６は、ステータコア本体７２Ａの中心軸線Ｊ方向に関して、ステータコア本体７２Ａの両端よりも外側にまで至っている。すなわち、コイル７６は、ステータコア本体７２Ａの中心軸線Ｊ方向においてステータコア７２から突出している。コイル７６が通電されると、ステータ７０の内部でロータ６０とシャフト５５とが一体回転する。

次に、ロータ６０の製造方法について説明する。
図７に示すように、ロータ６０の製造に際しては、先ず準備工程Ｓ１０が行われる。準備工程Ｓ１０では、ロータコア６２、磁石本体８２、及び絶縁部材８６が準備される。ロータコア６２及び磁石本体８２については、既に説明した形状のものが準備される。なお、磁石本体８２は、ロータコア６２におけるスロット６４の数に合わせて、１つのロータコア６２当たり１６個準備される。また、絶縁部材８６については、シート状の絶縁部材８６を予め帯状に作製しておき、当該帯状の絶縁部材８６をロール状に巻いたロール体９０として準備される。ロール体９０は２つ準備される。なお、ロール体９０の幅は、長方形状の磁石本体８２の長辺に沿う方向の寸法に略一致している。

準備工程Ｓ１０の後、絶縁部材８６を、磁石本体８２の表面上に配置する配置工程Ｓ２０が行われる。図３に示すように、配置工程Ｓ２０では、配置装置１００が利用される。配置装置１００は、巻き出し機構を有する。巻き出し機構は、上下一対で配置された円柱状のドラム１１０を有する。２つのドラム１１０は、互いの中心軸線が平行になるように配置されている。また、各ドラム１１０は、中心軸線を中心として回転可能になっている。２つのドラム１１０には、準備工程Ｓ１０で準備された２つのロール体９０がセットされる。図示は省略するが、巻き出し機構においては、各絶縁部材８６の端が、それぞれ移動体に固定されている。そして、移動体が同一方向に移動することで、２つのロール体９０から同一の送り方向に絶縁部材８６が巻き出されるようになっている。その際、２つのロール体９０から巻き出される絶縁部材８６は、所定のテンションが付与されつつ互いに対向した状態とされる。

また、２つのドラム１１０から上記送り方向に離れた位置には、磁石本体８２を把持する第１把持機構１２０が配置されている。第１把持機構１２０は、板状の磁石本体８２を上記送り方向と平行な状態で把持する。また、第１把持機構１２０は、長方形状の磁石本体８２の短辺に沿う方向が上記送り方向に沿うように、磁石本体８２を把持する。第１把持機構１２０の近傍には、磁石本体８２を絶縁部材８６と共に上下から挟む第２把持機構１３０が配置されている。また、２つのドラム１１０と第１把持機構１２０との間には、絶縁部材８６を切断する切断機構１４０が配置されている。

さて、配置工程Ｓ２０では、巻き出し機構によって２つのロール体９０から絶縁部材８６が巻き出される。そして、上側のロール体９０から巻き出された絶縁部材８６は、第１把持機構１２０で把持される磁石本体８２の上側の表面に配置される。その際、磁石本体８２の上側の表面全体が絶縁部材８６で覆われる。同様に、下側のロール体９０から巻き出された絶縁部材８６は、磁石本体８２の下側の表面に配置される。その際、磁石本体８２の下側の表面全体が絶縁部材８６で覆われる。このようにして磁石本体８２の両面が絶縁部材８６で覆われた状態で、第２把持機構１３０によって磁石本体８２と共に絶縁部材８６が上下から把持される。この後、切断機構１４０によって磁石本体８２と２つのドラム１１０との間で上下の絶縁部材８６が切断される。こうして磁石本体８２の両面に絶縁部材８６が配置された中間体８８が作製される。なお、この段階の中間体８８においては、磁石本体８２に絶縁部材８６は圧着されていない。

図７に示すように、配置工程Ｓ２０の後、絶縁部材８６を加熱しつつ加圧して磁石本体８２に当該絶縁部材８６を熱圧着する熱圧着工程Ｓ３０が行われる。熱圧着工程Ｓ３０では、プレス金型２００が利用される。図４に示すように、プレス金型２００は、相対向して配置される上型２０１と下型２０２とを有する。上型２０１と下型２０２との双方は、銅で構成されている。上型２０１は、サーボモータによって駆動されることで下型２０２に対して接近または離反する。

上型２０１における下型２０２と対向する面においては、磁石本体８２の形状に整合する加圧用凹部２０１Ａが窪んでいる。加圧用凹部２０１Ａの窪みの深さは、磁石本体８２の厚みの半分よりも小さくなっている。下型２０２における上型２０１と対向する面のうち、上型２０１の加圧用凹部２０１Ａと対向する部分においては、加圧用凹部２０２Ａが窪んでいる。下型２０２の加圧用凹部２０２Ａの形状は、上型２０１の加圧用凹部２０１Ａの形状と同じである。

上型２０１及び下型２０２の双方には、温度調整可能なヒータＨが内蔵されている。上型２０１及び下型２０２の双方には、冷却用の冷却機構Ｃが内蔵されている。また、上型２０１には、当該上型２０１における加圧用凹部２０１Ａの温度を計測する上型温度センサＴ１が取り付けられている。同様に、下型２０２にも、当該下型２０２における加圧用凹部２０２Ａの温度を計測する下型温度センサＴ２が取り付けられている。上型温度センサＴ１及び下型温度センサＴ２は、例えば熱電対で構成されている。また、プレス金型２００には、上型２０１と下型２０２とによって対象物に加わる力を検出する荷重センサ２０４が取り付けられている。荷重センサ２０４は、例えばロードセルで構成されている。なお、図４では便宜上、荷重センサ２０４を下型２０２の側面に図示している。

さて、熱圧着工程Ｓ３０では、配置工程Ｓ２０で作製された中間体８８が下型２０２の加圧用凹部２０２Ａに配置された状態でプレス金型２００が駆動される。なお、中間体８８は、磁石本体８２における下側の表面に配置されている絶縁部材８６が加圧用凹部２０２Ａの窪みの底面と対向した状態で配置される。プレス金型２００が駆動されて図４の矢印で示すように上型２０１が下型２０２に接近すると、磁石本体８２の上側の表面に配置されている絶縁部材８６は、磁石本体８２の上側の表面と上型２０１の加圧用凹部２０１Ａにおける窪みの底面とで挟み込まれる。また、磁石本体８２の下側の表面に配置されている絶縁部材８６は、磁石本体８２の下側の表面と下型２０２の加圧用凹部２０２Ａにおける窪みの底面とで挟み込まれる。この状態で、上下の絶縁部材８６が規定荷重Ｎで加圧されるように上型２０１と下型２０２との接近位置が調整される。上下の絶縁部材８６に作用する荷重は、荷重センサ２０４を利用して監視される。規定荷重Ｎは、絶縁部材８６のガラス繊維を弾性圧縮させるのに必要な最小荷重以上の大きさであり、且つ、ガラス繊維が折損する最小荷重未満の大きさとして、実験等により予め定められている。

また、上型２０１と下型２０２とはヒータＨで加熱される。上型２０１の加圧用凹部２０１Ａの温度は、第１規定温度Ｚ１に調整される。加圧用凹部２０１Ａの温度は、上型温度センサＴ１を利用して監視される。また、下型２０２の加圧用凹部２０２Ａの温度は、第１規定温度Ｚ１に調整される。加圧用凹部２０２Ａの温度は、下型温度センサＴ２を利用して監視される。第１規定温度Ｚ１は、絶縁部材８６を構成しているポリエーテルイミドのガラス転移温度以上であり、且つ、ポリエーテルイミドが気化する温度よりも低い温度として定められている。本実施形態では、第１規定温度Ｚ１は、ポリエーテルイミドのガラス転移温度よりもやや高い温度として定められている。

以上のようにして絶縁部材８６を加熱しながら加圧する状態は、第１規定期間Ｌ１維持される。第１規定期間Ｌ１は、絶縁部材８６が第１規定温度Ｚ１である状態において、絶縁部材８６のガラス繊維が弾性圧縮するのに十分な程度にポリエーテルイミドが軟化するのに必要な時間の長さとして、実験等により予め定められている。

この後、絶縁部材８６の加圧を維持したまま上型２０１及び下型２０２の温度が下げられる。この時、プレス金型２００に内蔵された冷却機構Ｃによって冷却を促進してもよい。上型２０１の加圧用凹部２０１Ａの温度は、第２規定温度Ｚ２に調整される。また、下型２０２の加圧用凹部２０２Ａの温度は、第２規定温度Ｚ２に調整される。第２規定温度Ｚ２は、ポリエーテルイミドのガラス転移温度よりも低い温度として定められている。本実施形態では、第２規定温度Ｚ２は、ポリエーテルイミドのガラス転移温度よりもやや低い温度として定められている。

絶縁部材８６の加圧を維持したまま上型２０１の加圧用凹部２０１Ａ及び下型２０２の加圧用凹部２０２Ａを第２規定温度Ｚ２に低下させた状態は、第２規定期間Ｌ２維持される。第２規定期間Ｌ２は、絶縁部材８６が第２規定温度Ｚ２である状態において、絶縁部材８６のポリエーテルイミドが固化するのに必要な時間の長さとして、実験等により予め定められている。

この後、上型２０１が下型２０２に対して離反動作される。下型２０２の加圧用凹部２０２Ａには、磁石本体８２の両面に絶縁部材８６が熱圧着された磁石８０が形成されている。また、この時点で、絶縁部材８６の無機繊維は弾性圧縮された状態である。なお、磁石本体８２の表面から絶縁部材８６がはみ出している等、絶縁部材８６の不要な部分がある場合には、当該不要な部分はカッター等で適宜切断される。

図７に示すように、熱圧着工程Ｓ３０の後、磁石８０をロータコア６２のスロット６４に挿入する挿入工程Ｓ４０が行われる。挿入工程Ｓ４０では、挿入装置が利用される。挿入装置は、ロータコア６２がセットされる保持機構を有する。また、図５に示すように、挿入装置は、ロータコア６２のスロット６４に対して磁石８０を位置合わせしてスロット６４内に磁石８０を挿入する挿入機構３１０を有する。なお、挿入工程Ｓ４０を行う段階では、配置工程Ｓ２０及び熱圧着工程Ｓ３０によって、ロータコア６２のスロット６４毎の磁石８０が製造されている。

挿入工程Ｓ４０においては、各スロット６４の一方側の開口がカバー等で塞がれた状態で保持機構にロータコア６２がセットされる。そして、図５の矢印で示すように、挿入機構３１０によって各スロット６４の他方側の開口から各スロット６４内に磁石８０が挿入される。磁石８０は、その両面の絶縁部材８６が、スロット６４の幅方向両側の内面と対向した状態でスロット６４内に挿入される。

なお、後述の作用の欄で記載するとおり、熱圧着工程Ｓ３０によって磁石８０が製造された段階では、磁石８０の絶縁部材８６は、熱圧着によって磁石８０の厚み方向に圧縮された状態になっている。そのため、絶縁部材８６を含めた磁石８０の厚みは、ロータコア６２におけるスロット６４の幅方向の寸法よりも小さくなっている。したがって、挿入工程Ｓ４０でスロット６４内に磁石８０が挿入される際、磁石８０は速やかにスロット６４内へと移動する。

図７に示すように、挿入工程Ｓ４０の後、磁石８０をロータコア６２に固定する固定工程Ｓ５０が行われる。固定工程Ｓ５０では、温度調整が可能な炉が利用される。具体的には、固定工程Ｓ５０では、各スロット６４に磁石８０が挿入された状態のロータコア６２が炉内に配置され、ロータコア６２は炉内で加熱される。炉内の温度は、第３規定温度Ｚ３に調整される。第３規定温度Ｚ３は、絶縁部材８６を構成しているポリエーテルイミドのガラス転移温度以上であり、且つ、ポリエーテルイミドが気化する温度よりも低い温度として定められている。本実施形態において、第３規定温度Ｚ３は第１規定温度Ｚ１と同じ温度として定められている。

炉内でのロータコア６２の加熱は、第３規定期間Ｌ３継続される。第３規定期間Ｌ３は絶縁部材８６が第３規定温度Ｚ３である状態において、絶縁部材８６のガラス繊維が弾性復帰するのに十分な程度にポリエーテルイミドが軟化するのに必要な時間の長さとして、実験等で予め定められている。ロータコア６２の加熱が第３規定期間Ｌ３継続されると、ロータコア６２は炉から取り出される。この後、ロータコア６２は常温に戻される。そして、ロータ６０が完成する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
熱圧着工程Ｓ３０では、上型２０１の加圧用凹部２０１Ａ及び下型２０２の加圧用凹部２０２Ａがポリエーテルイミドのガラス転移温度よりも高い温度に加熱される。これに伴い、磁石本体８２の両面に配置されている絶縁部材８６のポリエーテルイミドが軟化する。その上で、熱圧着工程Ｓ３０では、絶縁部材８６が加圧される。このことにより、絶縁部材８６のガラス繊維が撓んで弾性圧縮した状態になる。さらに、熱圧着工程Ｓ３０では、絶縁部材８６を加圧した状態を維持したまま上型２０１の加圧用凹部２０１Ａ及び下型２０２の加圧用凹部２０２Ａがポリエーテルイミドのガラス転移温度よりも低い温度に冷やされる。このことにより、絶縁部材８６はガラス繊維が弾性圧縮した状態のまま磁石本体８２の表面に結合する。

また、固定工程Ｓ５０では、絶縁部材８６がポリエーテルイミドのガラス転移温度よりも高い温度に再加熱される。これに伴い、絶縁部材８６のポリエーテルイミドが再度軟化する。すると、弾性圧縮されていたガラス繊維が弾性復帰する。これに伴い、絶縁部材８６は、図６の２点鎖線で示すガラス繊維が弾性圧縮されていた位置から、磁石８０の厚み方向に膨張する（図６の矢印参照）。絶縁部材８６が膨張することにより当該絶縁部材８６がスロット６４の内面にまで至ると、絶縁部材８６とスロット６４の内面との接触による摩擦作用によって磁石８０がスロット６４内に固定される。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）上記作用に記載したとおり、本実施形態では、絶縁部材８６のガラス繊維を弾性圧縮した状態で絶縁部材８６を磁石本体８２と一体にした上で、磁石８０を再加熱することでガラス繊維を弾性復帰させて磁石８０をロータコア６２に固定している。この場合、接着材やモールド加工のための樹脂等を磁石やロータコアに塗布するといった手間は不要であり、磁石８０が挿入されたロータコア６２を加熱するという単純な処理で、磁石８０をロータコア６２に固定できる。

（２）本実施形態の配置装置１００のように、ロール体９０から絶縁部材８６を巻き出す構成とすれば、配置工程Ｓ２０を連続して行うことができる。このことにより、複数の中間体８８を効率よく作製できる。

（３）本実施形態のプレス金型２００では、上型２０１と下型２０２との双方が銅で構成されていることから、上型２０１も下型２０２も熱伝導率が高い。したがって、絶縁部材８６を磁石本体８２に熱圧着させる際のエネルギーロスを低減できる。また、本実施形態のプレス金型２００は、上型２０１と下型２０２との双方がヒータＨを内蔵している。このことから、上型２０１と下型２０２との双方を熱圧着に好適な温度に調整できる。

（４）磁石本体の表面を絶縁部材で覆う方法として、例えば吹き付け塗装が知られている。吹き付け塗装の場合、磁石本体に付着せずに飛散してしまう絶縁材料が存在することから、絶縁材料の歩留まりが悪い。この点、本実施形態では、配置工程Ｓ２０でシート状の絶縁部材８６を正確に切断できれば、無駄な絶縁部材８６が生じることを抑えられる。その結果、絶縁部材８６の歩留まりが高くなる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・配置工程Ｓ２０で利用する配置装置１００の構成は、上記実施形態の例に限定されない。配置装置１００は、磁石本体８２の表面上に絶縁部材８６を配置できるように構成されていればよい。

・配置装置１００において第１把持機構１２０や第２把持機構１３０を廃止し、これら第１把持機構１２０や第２把持機構１３０が行っていた作業を人が手作業で行うようにしてもよい。

・配置工程Ｓ２０で磁石本体８２の両面に絶縁部材８６を配置する手法は、上記実施形態の例に限定されない。上記実施形態のように磁石本体８２の両面に同時に絶縁部材８６を配置するのではなく、磁石本体８２の一方の表面と他方の表面とに順番に絶縁部材８６を配置してもよい。

・配置工程Ｓ２０で磁石本体８２の表面に絶縁部材８６を配置する前に、磁石本体８２の表面に接着剤や両面粘着テープ等を張り付けてもよい。このようにすることで、磁石本体８２の表面に絶縁部材８６を配置したときに、絶縁部材８６が仮留めされる。なお、この場合の接着剤や両面粘着テープ等は、絶縁部材８６を仮留めできれば足りるため、接着力はそれほど高くなくてよいし、磁石本体８２の表面全体が絶縁部材８６に接着されていなくてもよい。

・配置工程Ｓ２０に関して、複数の磁石８０を絶縁部材８６の送り方向に並べておく共に、絶縁部材８６を巻き出す寸法を相応に長くし、複数の磁石８０の表面上に一度に絶縁部材８６を配置してもよい。そして、隣り合う磁石８０の間で絶縁部材８６を切断してもよい。

・配置工程Ｓ２０において、ロール体９０を利用することは必須ではない。磁石本体８２の１つ分の寸法の絶縁部材８６を準備工程Ｓ１０で準備しておき、その絶縁部材８６を磁石本体８２の表面に配置してもよい。

・配置工程Ｓ２０において、磁石本体８２の片面にのみ絶縁部材８６を配置してもよい。この場合、上型２０１及び下型２０２のいずれか一方に内蔵されているヒータＨは、必ずしも要しない。冷却機構Ｃについても同様である。また、磁石本体８２の両面又は片面に絶縁部材８６を配置するにあたって、その面の一部にのみ絶縁部材８６を配置してもよい。

・熱圧着工程Ｓ３０で利用するプレス金型２００の構成は、上記実施形態の例に限定されない。プレス金型２００は、絶縁部材８６を加熱しつつ加圧できる構成であればよい。例えば、プレス金型２００を駆動する機構を上記実施形態の例から変更してもよい。プレス金型２００を駆動する機構を変更する場合、例えば、油圧によってプレス金型２００を駆動するようにしてもよい。また、手動によって対象物を加圧する所謂ハンドプレスを採用してもよい。

・上記変更例のように上型２０１及び下型２０２のいずれか一方に内蔵されているヒータＨを要さないのであれば、要さないヒータを廃止してもよい。冷却機構Ｃについても同様である。また、冷却機構Ｃについては、上型２０１及び下型２０２の双方から廃止してもよい。この場合でも、ヒータＨを停止してから時間をおくことでプレス金型２００を冷却することができる。

・上型２０１と下型２０２とを構成する材料は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、上型２０１と下型２０２とを鉄で構成してもよい。上型２０１と下型２０２の材料が互いに異なっていてもよい。

・熱圧着工程Ｓ３０の第１規定温度Ｚ１は、熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度よりも相当に高くてもよい。
・熱圧着工程Ｓ３０の第２規定温度Ｚ２は、熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度よりも相当に低くてもよい。第２規定温度Ｚ２は、例えば常温でもよい。

・挿入工程Ｓ４０でスロット６４内に磁石８０を挿入する手法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、治具を利用して手作業でスロット６４内に磁石８０を挿入してもよい。

・固定工程Ｓ５０の第３規定温度Ｚ３は、熱圧着工程Ｓ３０の第１規定温度Ｚ１とは異なっていてもよい。
・固定工程Ｓ５０で絶縁部材８６を加熱する手法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、高周波誘導加熱を利用してもよい。すなわち、スロット６４に磁石８０が収容された状態のロータコア６２を誘導加熱用のコイルの内側に配置する。そして、コイルに電流を流して磁界を発生させることで、ロータコア６２とともに絶縁部材８６を加熱してもよい。

・磁石本体８２を構成する永久磁石の種類は、上記実施形態の例に限定されない。磁石本体８２は、永久磁石であればよい。磁石本体８２に採用される永久磁石の例として、フェライト磁石、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石、サマリウム窒素鉄磁石、白金磁石、セリウムコバルト磁石等が挙げられる。

・磁石本体８２の形状は、上記実施形態の例に限定されない。磁石本体８２の形状は、スロット６４内に収容できるものであればよい。例えば、磁石本体８２の表面が湾曲していてもよい。

・絶縁部材８６を構成する熱可塑性樹脂繊維の種類は、上記実施形態の例に限定されない。熱可塑性樹脂繊維は、例えば、ポリエーテルサルホンやポリサルホンでもよい。ここで、モータ５０の使用時にロータ６０が高温になることがあり得る。また、モータ５０の使用環境によっては、ロータ６０に水や油が飛散したり、ロータ６０に外力が作用したりすることがあり得る。こうした事情を考慮すると、熱可塑性樹脂繊維は、耐熱性、耐水性、耐油性、耐クリープ性、耐熱衝撃性、絶縁性が高いものであることが好ましい。

・上記変更例のように、絶縁部材８６を構成する熱可塑性樹脂繊維の種類を変更した場合、採用する熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度に応じて、熱圧着工程Ｓ３０の第１規定温度Ｚ１を適宜変更すればよい。第１規定温度Ｚ１は、採用される熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度以上であり、且つ、採用される熱可塑性樹脂繊維が気化する温度よりも低い温度として定めればよい。固定工程Ｓ５０の第３規定温度Ｚ３についても同様である。

・上記変更例と同様、第２規定温度Ｚ２は、採用する熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度に応じて変更すればよい。第２規定温度Ｚ２は、採用される熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度よりも低い温度として定めればよい。

・絶縁部材８６を構成する無機繊維の種類は、上記実施形態の例に限定されない。無機繊維として、例えば、ロックウール、炭素繊維、アルミナ繊維、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維等を採用してもよい。

・上記変更例のように、絶縁部材８６を構成する無機繊維の種類を変更した場合、採用する無機繊維に応じて、熱圧着工程Ｓ３０の規定荷重Ｎを適宜変更すればよい。規定荷重Ｎは、採用される無機繊維を弾性圧縮させるのに必要な最小荷重以上の大きさであり、且つ、採用される無機繊維が折損する最小荷重未満の大きさとして定めればよい。

・絶縁部材８６を構成する熱可塑性樹脂繊維の種類を変更したり、無機繊維の種類を変更したりした場合、熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維の組み合わせに応じて、熱圧着工程Ｓ３０の第１規定期間Ｌ１を適宜変更すればよい。第１規定期間Ｌ１は、絶縁部材８６が第１規定温度Ｚ１である状態において、絶縁部材８６の無機繊維が弾性圧縮するのに十分な程度に無機可塑性樹繊維が軟化するのに必要な時間の長さとして定めればよい。第１規定期間Ｌ１同様、熱圧着工程Ｓ３０の第２規定期間Ｌ２及び固定工程Ｓ５０の第３規定期間Ｌ３についても、熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維の組み合わせに応じて適宜変更すればよい。

・ロータコア６２におけるスロット６４の配置は、上記実施形態の例に限定されない。スロット６４は、上記実施形態のようなＶ字状の配置ではなく、例えばロータコア６２の周方向に沿うようにして配置されていてもよい。ロータコア６２の周方向にＮ極とＳ極が交互に並ぶように磁石８０を配置できるのであれば、スロット６４の配置は問わない。

・ロータコア６２におけるスロット６４の数は、上記実施形態の例に限定されない。上記変更例と同様、適切に磁極を構成できるのであれば、スロット６４の数は問わない。

６０…ロータ
６２…ロータコア
６４…スロット
８０…磁石
８２…磁石本体
８６…絶縁部材

Claims

絶縁部材によって磁石本体の表面のうちの第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面の少なくとも一方が覆われている磁石の製造方法であって、
熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維を含んで構成される不織布の前記絶縁部材を、前記磁石本体の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方に配置する配置工程と、
前記絶縁部材を前記熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度以上に加熱しながら加圧することで、前記無機繊維が弾性圧縮された状態で前記絶縁部材を前記磁石本体に熱圧着する熱圧着工程とを有する
磁石の製造方法。
前記配置工程では、不織布の前記絶縁部材をロール状に巻いた２つのロール体の双方から前記絶縁部材を巻き出して一方の前記ロール体から巻き出した前記絶縁部材を前記磁石本体の前記第１面に配置すると共に他方の前記ロール体から巻き出した前記絶縁部材を前記磁石本体の前記第２面に配置する
請求項１に記載の磁石の製造方法。
スロットが空いているロータコアと、前記スロット内に配置され、絶縁部材によって磁石本体の表面のうちの第１面及び前記第１面とは反対側に位置する第２面の少なくとも一方が覆われている磁石とを有するロータの製造方法であって、
熱可塑性樹脂繊維及び無機繊維を含んで構成される不織布の前記絶縁部材を、前記磁石本体の前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方に配置する配置工程と、
前記絶縁部材を前記熱可塑性樹脂繊維のガラス転移温度以上に加熱しながら加圧することで、前記無機繊維が弾性圧縮された状態で前記絶縁部材を前記磁石本体に熱圧着して前記磁石を形成する熱圧着工程と、
前記スロット内に前記磁石を配置した状態で前記磁石を前記ガラス転移温度以上に加熱することによって前記無機繊維を弾性復帰させて前記磁石を前記ロータコアに固定する固定工程とを有する
ロータの製造方法。