KR101528698B1

KR101528698B1 - 로터의 제조 방법 및 할단 장치

Info

Publication number: KR101528698B1
Application number: KR1020137030197A
Authority: KR
Inventors: 야스시 니시쿠마; 데츠요시 후카야; 가츠히코 다테베; 신고 후부키
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2015-06-12
Also published as: US20140109392A1; KR20130141700A; CN103534901A; EP2712059A1; JPWO2012157107A1; CN103534901B; JP5633644B2; WO2012157107A1

Abstract

로터의 제조 방법에서는, 할단된 자석편(31), (32)의 할단면(31a), (32a)끼리가 서로 맞물린 상태에서, 할단된 복수의 자석편(31), (32)이 로터 코어(10)에 조립 부착된다. 이 로터의 제조 방법은, 할단 공정과, 표면 가공 공정을 구비한다. 할단 공정에서는 표면에 오목부(30a)가 형성된 자석 기재(30A)를, 오목부(30a)를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)을 성형한다. 표면 가공 공정에서는, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)이 감소하도록, 할단면(31a)을 표면 가공한다. 이에 의해, 할단면끼리(31a), (32a)의 맞물림이 나빠져, 접촉 면적이 작아져서, 접촉 저항이 커진다. 이 결과, 할단 자석(30)에 와전류가 흐르기 어려워져, 와전류에 의해 발생하는 손실을 작게 할 수 있다.

Description

로터의 제조 방법 및 할단 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR AND CUTTING APPARATUS}

본 발명은 할단(割斷)된 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되는 로터의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 와전류에 의해 발생하는 손실을 작게 할 수 있는 할단 자석을 제조하는 로터의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 자석 기재를 할단하는 할단 장치에 관한 것으로, 특히 와전류에 의해 발생하는 손실을 작게 할 수 있는 할단 장치에 관한 것이다.

모터에 있어서, 큰 자석을 그대로 로터 본체에 조립 부착하면, 자속에 의해 자석 내에서 와전류가 발생한다. 특히, 하이브리드 자동차용의 모터에서는, 자속의 변동이 커, 큰 와전류가 발생한다. 이 와전류는, 자석을 발열시켜서, 모터의 성능을 저하시킨다. 이로 인해, 와전류는 연비를 악화시키는 원인이 되고 있다. 이러한 와전류에 의해 발생하는 손실(이하,「와손」이라고 칭함)을 작게 하기 위해서, 종래부터 큰 자석 기재를 복수의 자석편으로 분할하여, 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되어 있다.

여기서, 자석 기재를 복수의 자석편으로 분할하는 종래 기술로서, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 기재되어 있는 절단 자석의 제조 방법이 있다. 이 제조 방법에서는, 도 18에 도시한 바와 같이, 우선 자석 기재(130A)가 절단날 부재에 의해 절단되어, 복수의 자석편(131, 132, 133)이 성형된다. 계속해서, 절연 피막(140)이 복수의 자석편(131, 132, 133)의 표면 전체에 형성된다. 마지막으로, 절연 피막(140)이 형성된 각 자석편끼리가 접착제 등에 의해 접합되어, 절단 자석(130)이 제조되고 있다.

그러나 하기 특허 문헌 1의 절단 자석의 제조 방법에서는, 자석 기재(130A)를 절단할 때에, 많은 절삭 가루가 발생하여, 고가인 자석 기재(130A)가 낭비되게 된다. 또한, 절단날 부재에는, 고가이면서 또한 소모품인 다이아몬드 칩이 부착되어 있다. 이로 인해, 절단 자석(130)의 수율 악화 및 절단날 부재의 정기적인 교환에 의해, 절단 자석(130)의 제조 비용이 큰, 즉 절단 자석(130)이 조립 부착되는 로터의 제조 비용이 높다는 문제가 있었다. 또한, 절연 피막(140)을 형성하는 공정에 의해서도, 로터[절단 자석(130)]의 제조 비용이 높아지고 있었다.

따라서, 로터의 제조 비용을 낮게 하기 위해서, 본 출원인에 의한 하기 특허 문헌 2의 할단 자석의 제조 방법이 제안되어 있다. 이 제조 방법에서는, 도 19에 도시한 바와 같이, 우선 자석 기재(230A)의 표면에 직선 형상의 오목부(230a)가 형성된다. 계속해서, 이 자석 기재(230A)가 돌기(251)를 갖는 용기(250) 내에 수용된다. 마지막으로, 덮개(260)가 하방으로 내리눌러져, 자석 기재(230A)가 오목부(230a)를 기점으로 하여 할단된다. 이렇게 해서, 제1 자석편(231)과 제2 자석편(232)과 제3 자석편(233)과 제4 자석편(234)으로 구성되는 할단 자석이 제조된다.

하기 특허 문헌 2의 할단 자석의 제조 방법에서는, 자석 기재(230A)가 절단되는 것이 아닌 할단되므로, 할단될 때에 발생하는 절삭 가루가 거의 없어, 할단 자석의 수율을 좋게 할 수 있다. 또한, 절단날 부재를 사용하지 않으므로, 절단날 부재의 정기적인 교환이 불필요하다. 따라서, 이 할단 자석을 로터에 조립 부착함으로써, 로터의 제조 비용을 낮게 할 수 있다. 또한, 이 할단 자석에는 절연 피막이 형성되지 않으므로, 절연 피막을 형성하는 공정이 불필요한 점에 있어서도, 로터의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

일본 특허 공개 제2003-134750호 공보 일본 특허 제4497198호 공보

그러나 상기 특허 문헌 2의 제조 방법에 의해 제조된 할단 자석에서는, 이하의 문제점이 있다. 즉, 도 20에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(231)의 할단면(231a)과 제2 자석편(232)의 할단면(232a)이 서로 맞물린 상태에서는, 할단면(231a)과 할단면(232a)이 면 접촉하고 있어서, 접촉 면적이 크다. 바꾸어 말하면, 할단면(231a, 232a)끼리의 맞물림이 좋고, 접촉 저항이 작아서, 전류가 흐르기 쉽다. 이로 인해, 제1 자석편(231)과 제2 자석편(232)이 전기적으로 일체의 큰 자석이 되어, 큰 와전류가 발생하여, 와손이 커진다.

한편, 도 21에 도시한 바와 같이, 절단 자석(130)에 있어서 엄밀하게 보면, 제1 자석편(131)의 절단면(131a)과 제2 자석편(132)의 절단면(132a)이 몇 점만으로 점 접촉하고 있어서, 접촉 면적이 작다. 바꾸어 말하면, 절단면(131a, 132a)끼리의 맞물림이 나빠, 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵다. 이로 인해, 와전류가 절단 자석(130)에 흐르기 어려워, 와손이 작다.

여기서, 할단 자석과 절단 자석 사이의 와손의 차에 대해서, 상세하게 설명한다. 도 22는, 분할에 의해 발생한 자석편의 수(이하,「분할수」라고 칭함)와 와손의 잔존율의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 22에서는, 자석 기재를 분할하지 않는 경우, 즉 분할수가 제로인 경우에, 와손의 잔존율을 100퍼센트로 하여, 분할수에 대한 와손의 감소 정도가 나타내어져 있다. 그리고 절단 자석일 경우의 와손의 잔존율이 실선 P로 나타내어지고, 할단 자석일 경우의 와손의 잔존율이 파선 Q로 나타내어져 있다. 도 22에 도시한 바와 같이, 예를 들어 분할수가 8일 경우에, 절단 자석에서는 와손의 잔존율이 약 30퍼센트인 것에 반해, 할단 자석에서는 와손의 잔존율이 약 60퍼센트이다. 이와 같이, 할단 자석에서는 절단 자석에 비해, 와손을 작게 할 수 없었다.

이상 요컨대, 절단 자석을 로터에 조립 부착할 경우에는, 와손을 작게 할 수 있지만, 로터의 제조 비용이 높아진다. 한편, 할단 자석을 로터에 조립 부착할 경우에는, 로터의 제조 비용을 낮게 할 수 있지만, 절단 자석을 조립 부착하는 경우에 비해 와손이 커진다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 로터의 제조 비용을 낮게 하면서, 와손을 작게 할 수 있는 로터의 제조 방법 및 할단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 제1 형태에 있어서의 로터의 제조 방법은, 할단된 자석편의 할단면끼리가 서로 맞물린 상태에서, 상기 할단된 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되는 로터의 제조 방법이며, 표면에 오목부가 형성된 자석 기재를, 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 공정과, 서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 공정을 구비하고, 상기 표면 가공 공정에서는, 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면이 서로 맞물린 상태에서, 진동 장치가 상기 제1 자석편 및 상기 제2 자석편 중 적어도 한쪽을 진동시켜서, 상기 할단면의 양쪽에 있어서 상기 볼록 부분을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

삭제

(2) 또한, 본 발명의 다른 형태에 있어서의 로터의 제조 방법은, 할단된 자석편의 할단면끼리가 서로 맞물린 상태에서, 상기 할단된 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되는 로터의 제조 방법이며, 표면에 오목부가 형성된 자석 기재를, 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 공정과, 서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 공정을 구비하고, 상기 표면 가공 공정에서는, 상기 제1 자석편의 할단면과 제2 자석편의 할단면을 접촉시켜서, 그들 할단면에 직교하는 방향으로 상기 할단면끼리를 가압하여, 상기 할단면의 양쪽에 있어서 상기 볼록 부분을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

(3) 본 발명의 제2 형태에 있어서의 할단 장치는, 자석 기재를 클램프 가능한 고정부와, 상기 자석 기재를 클램프 가능하고 또한 상기 고정부에 대하여 이동 가능한 가동부를 구비하고, 상기 고정부 및 상기 가동부가 상기 자석 기재를 클램프한 상태에서, 상기 가동부가 상기 고정부에 대하여 이동함으로써, 표면에 오목부가 형성된 상기 자석 기재를 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 장치이며, 서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 수단을 구비하고, 상기 표면 가공 수단은, 상기 할단면에 대하여 평행하게 연장되는 일방향에 있어서 상기 가동부의 상기 고정부에 대한 이동을 규제 또는 허용하는 스페이서와, 상기 스페이서에 의한 상기 가동부의 상기 고정부에 대한 이동이 허용된 상태에서, 또한 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면이 서로 맞물린 상태에서, 상기 가동부 및 상기 고정부 중 적어도 한쪽을 진동시키는 진동 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기한 로터의 제조 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다.

상기한 제조 방법 (1)(2)에서는, 할단 공정에서, 자석 기재가 절단되는 것이 아니라 할단된다. 이로 인해, 할단될 때에 발생하는 절삭 가루가 거의 없어, 할단 자석의 수율이 좋다. 또한, 절단날 부재를 사용할 필요가 없다. 또한, 할단 자석에는 절연 피막이 형성되지 않아, 절연 피막을 형성하는 공정이 불필요하다. 따라서, 이 할단 자석을 로터 본체에 조립 부착함으로써, 로터의 제조 비용을 낮게 할 수 있다. 게다가, 표면 가공 공정에서, 할단면이 표면 가공되어, 이 할단면의 볼록 부분이 감소된다. 이에 의해, 할단면끼리의 맞물림이 나빠진다. 이로 인해, 맞물림 부분에서는, 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵다. 따라서, 와전류가 할단 자석에 흐르기 어려워져, 와손을 작게 할 수 있다.

또한, 상기한 제조 방법 (1)에서는 표면 가공 공정에서, 진동 장치가 제1 자석편 및 상기 제2 자석편 중 적어도 한쪽을 진동시킴으로써, 서로 맞물린 할단면끼리가 표면 가공된다. 이로 인해, 할단면을 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동 부재를 사용할 필요가 없어, 미끄럼 이동 부재의 정기적인 교환이 불필요하다. 따라서, 로터(할단 자석)의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

삭제

또한, 상기한 제조 방법 (2)에서는 표면 가공 공정에서, 새로운 구성 부재를 추가하지 않고, 할단면에 직교하는 방향으로 할단면끼리를 가압하여, 할단면끼리를 표면 가공한다. 따라서, 로터(할단 자석)의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

상기한 할단 장치의 작용 효과에 대하여 설명한다.

상기한 구성 (3)에서는 표면 가공 수단이, 할단면을 표면 가공하여, 할단면의 볼록 부분을 감소시킨다. 이에 의해, 할단면끼리의 맞물림이 나빠진다. 이로 인해, 맞물림 부분에서는 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵다. 따라서, 와전류가 할단 자석에 흐르기 어려워져, 와손을 작게 할 수 있다. 게다가, 할단 장치는 종래의 할단 장치에, 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 수단이 추가된 것이다. 그리고 표면 가공 수단은, 할단면을 단시간에 약간 가공만 하면 되므로, 복잡한 구성이 아닌, 비교적 저렴하게 구성되는 것이다. 따라서, 할단 장치는 종래의 할단 장치에 대해 비용 상승이 작은 것이며, 절단 장치에 비해, 로터를 제조할 때의 비용을 낮게 할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 구성 (3)에서는, 할단면을 표면 가공할 때에, 스페이서에 의한 가동부의 고정부에 대한 이동이 허용된다. 그리고 진동 장치가 제1 자석편 및 상기 제2 자석편 중 적어도 한쪽을 진동시킴으로써, 서로 맞물린 할단면끼리를 표면 가공한다. 이렇게 해서, 할단면을 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동 부재를 사용할 필요가 없어, 미끄럼 이동 부재의 정기적인 교환이 불필요하다. 따라서, 이 할단 장치에 의하면, 로터(할단 자석)의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

삭제

도 1은, 로터를 나타낸 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 3개의 자석편의 확대도이다.
도 3은, 비교예에 있어서의 할단 장치의 개략적인 전체 구성도이다.
도 4는, 도 3에 도시한 자석 기재 등을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5는, 도 3에 도시한 자석 기재가 할단된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은, 도 5의 X 방향으로부터 본 표면 가공 수단의 구성도이다.
도 7은, 도 5에 도시한 지석이 제1 자석편의 할단면으로 미끄럼 이동한 상태를 도시한 도면이다.
도 8은, 도 7의 Y 방향으로부터 보았을 때의 도면이다.
도 9의 (A)는 할단한 직후의 할단면의 상태를 나타낸 개략도이다. (B)는 표면 가공되기 전의 할단면의 상태를 나타낸 개략도이다. (C)는 표면 가공된 후의 할단면의 상태를 나타낸 개략도이다. (D)는 할단면끼리가 서로 맞물려져 있는 상태를 나타낸 개략도이다.
도 10은, 변형 형태에 있어서의 도 8 상당의 도면이다.
도 11은, 제1 실시 형태에 있어서의 할단 장치의 개략적인 전체 구성도이다.
도 12는, 도 11의 Z-Z선을 따른 단면도이다.
도 13은, 도 11에 도시한 할단면끼리가 서로 맞물려져 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 14는, 도 12에 도시한 진동 장치가 중앙벽을 진동시키는 상태를 도시한 도면이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 있어서의 할단 장치의 개략적인 전체 구성도이다.
도 16은, 도 15에 도시한 자석 기재가 할단된 상태를 도시한 도면이다.
도 17은, 도 16에 도시한 할단면끼리가 가압되어 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 18은, 종래의 절단 자석이 제조되는 공정을 도시한 도면이다.
도 19는, 종래의 자석 기재가 할단되는 상태를 도시한 도면이다.
도 20은, 할단 자석의 할단면끼리가 서로 맞물려져 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 21은, 절단 자석의 절단면끼리가 서로 맞물려져 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 22는, 분할에 의해 발생한 자석편의 수와 와손의 잔존율의 관계를 나타낸 그래프이다.

<비교예>

로터의 제조 방법 및 할단 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은, 로터(1)를 나타낸 평면도이다. 이 로터(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 로터 본체로서의 로터 코어(10)와, 로터 샤프트(20)와, 할단 자석(30)을 구비하고 있다.

로터 코어(10)는 복수의 원환상의 전자 강판을 적층함으로써 구성되어 있다. 이 로터 코어(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 직경 방향의 외측에 복수의 슬롯(11)을 갖고, 축 중심에 중앙 구멍(12)을 갖고, 직경 방향의 중간부에 복수의 경감 구멍(lightening hole)(13)을 갖고 있다.

각 슬롯(11)은 할단 자석(30)을 조립 부착하기 위한 것이고, 로터 코어(10)의 축 방향으로 관통하고 있다. 인접하는 한 쌍의 슬롯(11)은 로터 코어(10)의 주위 방향으로 등간격으로 배치되어 있고, 평면에서 볼 때 대략 V자 형상으로 되어 있다. 중앙 구멍(12)은 로터 샤프트(20)를 조립 부착하기 위한 것이다. 각 경감 구멍(13)은 로터 코어(10)에 발생하는 응력을 완화하기 위한 것이다.

로터 샤프트(20)는 로터(1)의 회전축으로서 기능하는 것이다. 이 로터 샤프트(20)는 원통 형상이며, 로터 코어(10)의 중앙 구멍(12)에 압입되어 있다. 이로 인해, 경감 구멍(13)은 로터 샤프트(20)의 압입에 의해 로터 코어(10)에 발생하는 응력을 완화하고 있다. 즉, 경감 구멍(13)은 슬롯(11)에 조립 부착된 할단 자석(30)에 큰 응력이 작용하는 것을 방지하고 있다.

할단 자석(30)은, 도시하지 않은 스테이터의 코일에서 발생하는 회전 자계와의 상호 작용에 의해, 로터(1)를 회전시키는 자계(자속)를 발생하는 것이다. 이 할단 자석(30)은 할단된 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)으로 구성되어 있다. 3개의 자석편(31, 32, 33)은, 1개의 자석 기재(30A)(도 3 참조)가 3분할된 것이다. 이 할단 자석(30)은 영구 자석이며, 희토류 자석이나 페라이트 자석, 알니코 자석 등의 소결 자석이다. 또한, 이 할단 자석(30)에서는, 세로 치수가 21㎜ 정도이며, 가로 치수가 27㎜ 정도이며, 두께 치수가 6.3㎜ 정도다. 또한, 할단 자석의 종류, 할단 자석(30)의 각 치수, 자석 기재(30A)의 분할수는, 적절히 변경 가능하다.

여기서, 도 2는, 도 1에 도시한 3개의 자석편(31, 32, 33)의 확대도이다. 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)에 있어서, 할단된 면인 할단면(31a)과 할단면(32a)이 맞물려 있다. 또한, 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)에 있어서, 할단된 면인 할단면(32b)과 할단면(33a)이 맞물려 있다. 그리고 각 자석편(31, 32, 33)은, 슬롯(11) 안에 접착제 등에 의해 고정되어 있다. 이렇게 해서, 이 로터(1)에서는, 1개의 자석 기재(30A)가 슬롯(11)에 조립 부착되어 있는 경우에 비해, 와전류에 의해 발생하는 손실(이하,「와손」이라고 칭함)이 작아진다.

이어서, 자석 기재(30A)를 할단하는 할단 장치(40)에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 할단 장치(40)의 개략적인 전체 구성도이다. 이 할단 장치(40)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 고정부(50)와, 가동부(60)와, 위치 결정 기구(70)를 구비하고 있다. 또한, 도 3에서는, 고정부(50) 및 가동부(60)의 일부와 자석 기재(30A)가 세로 방향으로 절단되었을 때의 단면이 도시되어 있다.

고정부(50)는 할단 장치(40)가 자석 기재(30A)를 할단할 때에 움직이지 않는 부분이다. 이 고정부(50)는 베이스(51)와, 이 베이스(51)로부터 상방으로 연장되어 있는 한 쌍의 측벽(52, 53)과, 이들 측벽(52, 53)의 상방에 배치되어 있는 고정 하측 클램프(54) 및 고정 상측 클램프(55)를 갖고 있다.

베이스(51)는 수평 방향으로 긴 직육면체 형상이며, 측벽(52, 53)을 지지하고 있다. 측벽(52, 53)은 상하 방향으로 긴 대략 직육면체 형상이며, 측벽(52)이 도 3의 지면 전방측에 배치되고, 측벽(53)이 도 3의 지면 안측에 배치되어 있다. 즉, 측벽(52)과 측벽(53)은 도 3의 지면에 직교하는 방향으로 소정량 이격되어 있다.

고정 하측 클램프(54)와 고정 상측 클램프(55)는 자석 기재(30A)를 상하에 끼워 클램프하는 것이다. 이로 인해, 자석 기재(30A)의 도 3의 좌측은, 고정 하측 클램프(54)와 고정 상측 클램프(55) 사이에서, 움직이지 않도록 고정된다. 이들 고정 하측 클램프(54)와 고정 상측 클램프(55)는 자석 기재(30A)를 상하에 끼우는 클램프력을 조정할 수 있도록 구성되어 있어, 자석 기재(30A)를 할단할 때에 3 내지 4kN으로 클램프하도록 되어 있다.

가동부(60)는 할단 장치(40)가 자석 기재(30A)를 할단할 때에 고정부(50)에 대하여 회전하는 부분이다. 가동부(60)는 중앙벽(61)과, 중앙벽(61)의 상방에 배치되어 있는 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)와, 도 3의 지면에 직교하는 방향으로 연장되는 회전축(64)과, 작동기(65)를 갖고 있다.

중앙벽(61)은 측벽(52)과 측벽(53) 사이에 배치되어 있고, 측면에서 볼 때 대략 L자 형상이다. 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)는 자석 기재(30A)를 상하에 끼워 클램프하는 것이다. 이로 인해, 자석 기재(30A)의 도 3의 우측은, 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63) 사이에서, 움직이지 않도록 고정된다. 이들 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)는 자석 기재(30A)를 상하에 끼우는 클램프력을 조정할 수 있도록 구성되어 있어서, 자석 기재(30A)를 할단할 때에 3 내지 4kN으로 클램프하도록 되어 있다.

회전축(64)은 중앙벽(61)을 축 중심(O1) 주위로, 회전시키는 축이다. 이 회전축(64)은 도 3의 지면의 직교 방향으로, 측벽(52)과 중앙벽(61)과 측벽(53)을 관통하고 있다. 작동기(65)는 중앙벽(61)과 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)를 회전시키기 위한 것이다. 작동기(65)는 로트부(66)와 이 로트부(66)의 선단부에 조립 부착된 연결부(67)를 갖고, 로트부(66) 및 연결부(67)를 도 3의 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다.

연결부(67)는 도 3 지면의 직교 방향으로 연장되는 지지 핀(68)을 통하여, 중앙벽(61)의 하단부에 연결되어 있다. 이렇게 해서, 작동기(65)가 구동하면, 중앙벽(61)과 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)가 회전 중심(O1) 주위로 회전한다. 또한, 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)는 중앙벽(61)과 일체적으로 회전할 수 있도록, 도시하지 않은 부재에 의해 중앙벽(61)에 조립 부착되어 있다.

여기서, 도 4는, 도 3에 도시한 자석 기재(30A) 등을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)의 표면에는, 2개의 직선 형상의 오목부(30a, 30b)가 형성되어 있다. 이들 오목부(30a, 30b)는, 예를 들어 레이저광에 의해 형성되어 있다. 또한, 오목부(30a, 30b)를, 와이어 커트 방전 또는 지석을 사용한 절삭에 의해 형성해도 된다. 오목부(30a, 30b)는 폭이 0.1㎜ 정도이고, 깊이가 0.05㎜ 정도인 작은 절결이다. 도 4에서는, 오목부(30a, 30b)의 크기가 과장되게 도시되어 있다.

위치 결정 기구(70)는 자석 기재(30A)가 할단되는 위치를 정확하게 정하기 위한 것이다. 이 위치 결정 기구(70)는 도 4에 도시한 바와 같이, 가동부(60)측에 제1 위치 결정 부재(71)를 갖고, 고정부(50)측에 제2 위치 결정 부재(72)를 갖고 있다. 제1 위치 결정 부재(71)는 자석 기재(30A)의 우측 단부면에 접촉하고 있고, 제2 위치 결정 부재(72)는 자석 기재(30A)의 좌측 단부면에 접촉하고 있다.

그리고 위치 결정 기구(70)는, 도시하지 않은 작동기에 의해, 제1, 제2 위치 결정 부재(71, 72)를 도 4의 좌우 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이렇게 해서, 자석 기재(30A)는 할단되는 기점인 오목부(30a)가 축 중심(O1)의 바로 위에 위치하도록, 위치 결정되어 있다. 또한, 제1 위치 결정 부재(71)는 자석 기재(30A)가 할단될 때에, 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)와 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다.

이어서, 할단 장치(40)에 의해 행해지는 할단의 작동에 대해서, 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 도 3에 도시한 자석 기재(30A)가 할단된 상태를 도시한 도면이다. 우선, 자석 기재(30A)의 도 3의 좌측이 고정 하측 클램프(54)와 고정 상측 클램프(55) 사이에서 클램프되고, 또한 자석 기재(30A)의 도 3의 우측이 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63) 사이에서 클램프된 상태에서, 작동기(65)가 구동한다.

이에 의해, 로트부(66) 및 연결부(67)가 도 3의 좌측으로 이동하여, 중앙벽(61)과 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)가 축 중심(O1) 주위로 시계 방향으로 회전한다. 이렇게 해서, 도 5에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)가 오목부(30a)(도 4 참조)를 기점으로 하여 할단되어, 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)[나머지 자석 기재(30A)]이 성형된다. 나머지 자석 기재(30A)는, 그 후 마찬가지로 오목부(30b)(도 4 참조)를 기점으로 하여 할단되어, 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)이 성형된다.

그런데, 이 할단 장치(40)는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 표면 가공하는 표면 가공 수단(80)을 구비하고 있다. 여기서, 도 6은, 도 5의 X 방향으로부터 본 표면 가공 수단(80)의 구성도이다. 표면 가공 수단(80)은 도 6에 도시한 바와 같이, 지지대(81)와, 볼 나사(82)와, 이동 부재로서의 볼 나사 너트(83)와, 서보 모터(84)와, 회전 모터(85)와, 모터축(86)과, 회전 미끄럼 이동 부재로서의 지석(87)을 갖고 있다.

지지대(81)는 볼 나사(82)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 볼 나사(82)와 볼 나사 너트(83)는, 도시하지 않은 볼을 통하여 결합되어 있다. 이로 인해, 볼 나사(82)가 회전하면, 볼 나사 너트(83)가 도 6의 좌우 방향으로 이동한다. 서보 모터(84)는 볼 나사(82)를 회전시키는 것이다. 회전 모터(85)는 모터축(86)을 회전시키는 것이다. 이 회전 모터(85)는 볼 나사 너트(83)에 고정되어 있어서, 볼 나사 너트(83)와 일체적으로 도 6의 좌우 방향으로 이동 가능하다. 회전 모터(85)는 볼 나사 너트(83)보다 도 6의 지면의 전방측에 배치되어 있다.

회전축(86)은 도 6의 상하 방향으로 연장되어 있어, 하단부에 지석(87)이 일체적으로 조립 부착되어 있다. 이렇게 해서, 볼 나사 너트(83), 회전 모터(85), 모터축(86) 및 지석(87)이 일체적으로 할단된 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 향해 이동할 수 있다. 지석(87)은 제1 자석편(31)의 할단면(31a)으로 미끄럼 이동하여, 표면 가공하는 것이다. 이 지석(87)은 원기둥 형상이며, 모터축(86) 주위로 회전하여 둘레면에서 제1 자석편(31)의 할단면(31a)으로 선 접촉에 의해 미끄럼 이동하도록 되어 있다. 표면 가공 수단(80)의 작용 효과에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.

계속해서, 비교예에 있어서의 할단 자석(30)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 도 5에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)를 오목부(30a)(도 4 참조)를 기점으로 하여 할단한다. 이에 의해, 자석 기재(30A)가, 제1 자석편(31)과 나머지 자석 기재(30A)[제2 자석편(32)]로 분할된다. 나머지 자석 기재(30A)는, 그 후 할단에 의해, 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)으로 분할된다. 여기에서는 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해, 나머지 자석 기재(30A)를 제2 자석편(32)이라 칭하기로 한다.

제1 자석편(31)이 할단에 의해 성형된 후, 위치 결정 부재(71)가 도 5의 좌측으로 이동한다. 이에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)의 단부면(69)으로부터 약간 돌출된다. 이어서, 서보 모터(84)(도 6 참조)가 구동하여, 지석(87)이 제1 자석편(31)의 할단면(31a)에 접촉하도록, 볼 나사 너트(83)와 회전 모터(85)와 회전축(86)과 지석(87)이 일체적으로 도 7의 지면의 전방측으로 이동한다. 이때, 지석(87)은 회전 모터(85)의 구동에 의해, 회전하고 있다. 또한, 도 7은, 도 5에 도시한 지석(87)이 제1 자석편(31)의 할단면(31a)으로 미끄럼 이동한 상태를 도시한 도면이다.

도 8은, 도 7의 Y 방향으로부터 보았을 때의 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 지석(87)은 회전하고 또한 도 8의 하방으로 이동하면서, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 표면 가공한다. 여기서, 제1 자석편(31)의 할단면(31a) 및 제2 자석편(32)[나머지 자석 기재(30A)]의 할단면(32a)의 상태를, 도 9를 이용하여 설명한다.

도 9의 (A)는 할단한 직후의 할단면(31a, 32a)의 상태를 나타낸 개략도이다. 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 할단에서는, 주상(SS)이 파괴되지 않고 입계상(RS)이 파괴된다. 이어서, 도 9의 (B)는 표면 가공되기 전의 할단면(31a)의 상태를 나타낸 개략도이다. 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a)은 가상선으로 나타낸 위치에서 지석(87)에 의해 표면 가공된다.

계속해서, 도 9의 (C)는 표면 가공된 후의 할단면(31a)의 상태를 나타낸 개략도이다. 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)[도 9의 (B) 참조]은 표면 가공에 의해 깎아져서, 감소된다. 마지막으로, 도 9의 (D)는 제1, 제2 자석편(31, 32)이 슬롯(11)에 조립 부착되었을 때에, 할단면(31a, 32a)끼리가 서로 맞물려져 있는 상태를 나타낸 개략도이다. 도 9의 (D)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림이 나쁘게 되어 있어, 맞물림 부분에 약간의 간극이 발생하고 있다.

여기서, 할단면(31a)이 표면 가공되었을 때의 효과, 즉 표면 가공 수단(80)의 효과에 대해서, 설명한다. 우선, 도 9의 (A)에 도시한 바와 같이, 가령, 표면 가공하지 않는 할단면(31a)과 할단면(32a)을 맞물리게 한 경우에는, 맞물림이 좋아 접촉 면적이 크다. 바꾸어 말하면, 접촉 저항이 작아, 전류가 흐르기 쉽다. 따라서, 할단만 한 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)을 로터(1)에 조립 부착한 경우에는, 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)이 전기적으로 일체의 큰 자석이 되어, 큰 와전류가 발생하여, 와손이 커진다.

한편, 도 9의 (D)에 도시한 바와 같이, 표면 가공한 할단면(31a)과 할단면(32a)을 맞물리게 한 경우에는, 상술한 바와 같이, 맞물림이 나쁘게 되어 있어, 접촉 면적이 작게 되어 있다. 바꾸어 말하면, 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵게 되어 있다. 따라서, 표면 가공한 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)을 로터(1)에 조립 부착한 경우에는, 와전류가 제1 자석편(31)과 제2 자석(32)에 흐르기 어렵게 되어, 와손이 작아진다.

또한, 이 할단 장치(40)에서는, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 표면 가공된 후, 나머지 자석 기재(30A)는 위치 결정 기구(70)에 의해 위치 결정되어, 할단에 의해 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)으로 분할된다. 그 후, 제2 자석편(32)의 할단면(32b)(도 2 참조)은 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 표면 가공되는 경우와 마찬가지로, 표면 가공 수단(80)에 의해 표면 가공된다. 이로 인해, 할단면(32b)이 표면 가공되었을 때의 효과는, 할단면(31a)이 표면 가공되었을 때의 효과와 마찬가지이다.

비교예의 로터의 제조 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 제조 방법에 있어서, 우선, 할단 공정에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)를 오목부(30a)를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편(31)을 성형한다. 이어서, 표면 가공 공정에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 회전하는 지석(87)으로 표면 가공한다. 이에 의해, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)[도 9의 (C) 참조]이 감소된다. 계속해서, 나머지 자석 기재(30A)를 오목부(30b)를 기점으로 하여 할단하여, 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)을 성형하고, 제2 자석편(32)의 할단면(32a)을 회전하는 지석(87)으로 표면 가공한다. 그 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 할단면(31a, 32a)끼리 및 할단면(32b, 33a)끼리가 서로 맞물린 상태에서, 할단 자석(30)이 로터 코어(10)의 슬롯(11)에 조립 부착되어, 로터(1)가 제조된다.

이로 인해, 이 로터(1)에 의하면, 도 9의 (D)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림이 나쁘고, 또한 할단면(32b, 33a)끼리의 맞물림이 나쁘게 되어 있다. 따라서, 이들 맞물림 부분에서는, 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵다. 이렇게 해서, 이 제조 방법에 의하면, 와전류가 할단 자석(30)에 흐르기 어려워져, 와손을 작게 할 수 있다.

상술한 와손이 작아지는 효과에 대해서, 도 22를 이용하여 설명한다. 도 22는, 발명이 해결하려는 과제에서 설명한 바와 같이, 분할수와 와손의 잔존율의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 22에서는, 할단 자석이 표면 가공되어 있는 경우의 와손의 잔존율이 이점 쇄선(R)으로 나타내어져 있다. 도 22에 도시한 바와 같이, 할단 자석을 표면 가공함으로써, 표면 가공하지 않는 할단 자석(파선 Q)에 비해, 동일한 분할수에 대한 와손(와손의 잔존율)이 작아진다. 또한, 할단면에 대한 표면 가공의 횟수를 많게 함으로써, 할단면끼리의 맞물림이 더욱 나빠져, 이점 쇄선(R)이 하방으로 이동하여 실선(P)에 근접한다. 즉, 할단 자석을 표면 가공한 경우의 와손의 잔존율이, 절단 자석의 와손의 잔존율에 근접하게 된다.

그리고 이 로터의 제조 방법에 의하면, 자석 기재(30A)가 절단되는 것이 아니라 할단되므로, 할단될 때에 발생하는 절삭 가루가 거의 없어, 할단 자석(30)의 수율이 좋다. 또한, 절단날 부재를 사용할 필요가 없다. 또한, 할단 자석(30)에는 절연 피막이 형성되지 않아, 절연 피막을 형성하는 공정이 불필요하다. 따라서, 이 할단 자석(30)을 로터 코어(10)에 조립 부착함으로써, 로터(1)의 제조 비용을 낮게 할 수 있다. 또한, 제1, 제2 자석편(31, 32)의 할단면(31a, 32a)에서는 약 2 내지 3초 정도 얇게 표면 가공하면 되므로, 표면 가공하는 지석(87)은 다이아몬드 칩이 조립 부착되는 절단날 부재보다 저렴해서, 정기적인 교환이 적은 것이다.

구체적인 비용에 대하여 비교하여 설명한다. 우선, 상기 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2003-134750호)의 절단 자석의 제조 방법에서는, 절단 공정과, 절연제 도포 공정 및 건조 공정(절연 피막 형성 공정)이 필요하며, 설비 상각비가 약 30엔/대 정도다. 또한, 절연 피막은 내열성을 확보할 수 있는 에폭시 피막 또는 에나멜 피막이며, 절연제의 재료비에 비해 약 20 내지 30엔/대 정도 든다. 이로 인해 합계 약 50 내지 60엔/대 정도 든다. 한편, 비교예에서는, 할단 공정과 표면 가공 공정이 필요하며, 종래의 할단 장치에 표면 가공 수단(80)을 추가만 하면 되므로, 설비 상각비가 약 25엔/대 정도이면 된다. 따라서, 상기 특허 문헌 1의 절단 자석의 제조 방법에 비해, 설비 상각비에서 약 25 내지 35엔/대 정도 비용을 낮게 할 수 있다.

또한, 이 로터의 제조 방법에 의하면, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 표면 가공할 때에, 볼 나사 너트(83) 등이 할단면(31a)을 향해 이동하면서, 회전하는 지석(87)이 할단면(31a)으로 미끄럼 이동한다. 이로 인해, 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)이 정확하게 깎이게 된다. 따라서, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림을 확실히 나쁘게 할 수 있다.

계속해서, 비교예의 할단 장치의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 할단 장치(40)에 의하면, 자석 기재(30A)가 할단된 후에, 표면 가공 수단(80)이 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 표면 가공한다. 이에 의해, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)[도 9의 (C) 참조]이 감소된다. 또한, 표면 가공 수단(80)은 그 후 마찬가지로, 제2 자석편(32)의 할단면(32b)을 표면 가공하여, 할단면(32b)의 볼록 부분을 감소시킨다.

이로 인해, 도 9의 (D)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림을 나쁘게 할 수 있고, 또한 할단면(32b, 33a)끼리의 맞물림을 나쁘게 할 수 있다. 따라서, 이들 맞물림 부분에서는, 접촉 저항이 커서, 전류가 흐르기 어렵다. 이렇게 해서, 이 할단 장치(40)에 의하면, 와전류가 할단 자석(30)에 흐르기 어려워져, 와손을 작게 할 수 있다.

또한, 이 할단 장치(40)는 종래의 할단 장치에, 제1, 제2 자석편(31, 32)의 할단면(31a, 32a)을 표면 가공하는 표면 가공 수단(80)이 추가된 것이다. 그리고 표면 가공 수단(80)은 할단면(31a, 32a)을 약 2 내지 3초 정도 얇게 가공만 하면 되므로, 복잡한 구성이 아닌, 비교적 저렴하게 구성되는 것이다. 따라서, 이 할단 장치(40)는 종래의 할단 장치에 비해 비용 상승이 작은 것이다. 바꾸어 말하면, 할단 장치 자체는 절단 장치에 비해, 로터를 제조할 때의 비용을 낮게 할 수 있는 것이므로, 비용 상승이 작은 비교예의 할단 장치(40)도, 로터(1)를 제조할 때의 비용을 낮게 할 수 있는 것이다.

또한, 이 할단 장치(40)에 의하면, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 표면 가공할 때에, 볼 나사 너트(83) 등이 할단면(31a)을 향해 이동하면서, 회전하는 지석(87)이 할단면(31a)으로 미끄럼 이동한다. 이로 인해, 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)이 정확하게 깎이게 된다. 이로 인해, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림을 확실히 나쁘게 할 수 있다.

<비교예의 변형 형태>

이어서, 상술한 비교예의 변형 형태에 대해서, 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10은, 변형 형태에 있어서의 도 8 상당의 도면이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 이 변형 형태에서는, 평면 미끄럼 이동 부재로서의 벨트 부재(88)가 2개의 롤러(89)에 걸쳐져 있어, 롤러(89)의 회전에 따라 회전한다. 이 벨트 부재(88)는, 예를 들어 링 형상의 줄이다. 이렇게 해서, 벨트 부재(88)는 제1 자석편(31)의 할단면(31a)에 대하여 평행하게 이동하여, 할단면(31a)으로 면 접촉에 의해 미끄럼 이동하도록 되어 있다. 변형 형태의 그 밖의 구성은, 상기한 비교예의 구성과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

이 변형 형태에 따르면, 도 10에 도시한 바와 같이, 회전하는 벨트 부재(88)가 제1 자석편(31)의 할단면(31a)의 전체에 따라, 면 접촉에 의해 미끄럼 이동한다. 이로 인해, 회전하는 지석(87)이 할단면(31a)으로 선 접촉에 의해 미끄럼 이동하는 경우(도 8 참조)에 비해, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)이 감소되기 쉽다. 바꾸어 말하면, 상기한 비교예에 비해, 적은 절삭값으로 할단면(31a)의 볼록 부분(TO)를 저감시킬 수 있다. 변형 형태의 그 밖의 작용 효과는, 상기한 비교예의 작용 효과와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

<제1 실시 형태>

이어서, 제1 실시 형태에 대해서, 도 11 내지 도 14를 이용하여 설명한다. 도 11은, 제1 실시 형태에 있어서의 할단 장치(40A)의 개략적인 전체 구성도이다. 도 11에서는, 자석 기재(30A)가 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)으로 분할된 상태가 나타내어져 있다. 이 할단 장치(40A)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 표면 가공 수단(90)을 구비하고 있다. 여기서, 도 12는, 도 11의 Z-Z선을 따른 단면도이다.

표면 가공 수단(90)은 도 12에 도시한 바와 같이, 스페이서(91)와, 연결 핀(92)과, 보유 지지 부재(93)와, 작동기(94)와, 진동 장치(95)와, 슬라이드 핀(96)과, 너트(97)를 갖고 있다. 스페이서(91)는 회전축(64)의 축 방향(이하, 간단히「축 방향」이라고 칭함)에 있어서, 중앙벽(61)의 측벽(52, 53)에 대한 이동을 규제 또는 허용하는 것이다. 도 12에서는, 스페이서(91)가 측벽(52)과 중앙벽(61) 사이의 간극(D1)을 채우는 동시에, 측벽(53)과 중앙벽(61) 사이의 간극(D2)을 채우고 있다. 이렇게 해서, 중앙벽(61)[가동부(60)]이 측벽(52, 53)에 대하여 축 방향으로 이동할 수 없게 되어 있다. 여기서, 회전축(64)의 축 방향이, 할단면(31a, 32a)에 대하여 평행하게 연장되는 일방향이다.

보유 지지 부재(93)는 스페이서(91)를 보유 지지하는 것이다. 이 보유 지지 부재(93)는 연결 핀(92)을 통하여 스페이서(91)를 보유 지지하고 있고, 작동기(94)에 연결되어 있다. 작동기(94)는 보유 지지 부재(93)와 연결 핀(92)과 스페이서(91)를 도 12의 좌우 방향으로 이동시키는 것이다. 이로 인해, 도 12에 나타낸 상태로부터 작동기(94)가 구동하면, 보유 지지 부재(93)와 연결 핀(92)과 스페이서(91)가 도 12의 좌측 방향으로 이동하여, 스페이서(91)가 간극(D1, D2)에 채워져 있지 않은 상태가 된다. 한편, 그 상태로부터 작동기(94)가 다시 구동하면, 보유 지지 부재(93)와 연결 핀(92)과 스페이서(91)가 도 12의 우측 방향으로 이동하여, 스페이서(91)가 간극(D1, D2)에 채워지게 된다.

진동 장치(95)는 중앙벽(61)[가동부(60)]을 축 방향으로 진동시키는 것이다. 이 진동 장치(95)는 슬라이드 핀(96)을 축 방향으로 진동시킬 수 있다. 슬라이드 핀(96)은 중앙벽(61)의 릴리프 구멍(61a)에 삽입 관통되어 있어서, 슬라이드 핀(96)의 선단부(96a)와 슬라이드 핀(96)에 고정된 너트(97)가 중앙벽(61)에 결합되어 있다. 이에 의해, 슬라이드 핀(96)과 중앙벽(61)이 축 방향에 있어서 일체적으로 진동할 수 있다. 제1 실시 형태의 그 밖의 구성은, 비교예의 구성과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

이어서, 제1 실시 형태에 있어서, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 표면 가공되는 공정에 대하여 설명한다. 우선, 도 11에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)가 할단되어서, 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)이 성형된다. 계속해서, 작동기(65)가 구동하고, 로트부(66) 및 연결부(67)가 도 11의 우측으로 이동하여, 중앙벽(61)과 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)가 축 중심(O1) 주위로 반시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 제2 자석편(32)의 할단면(32a)에 맞물린다.

계속해서, 도 14에 도시한 바와 같이, 작동기(94)가 구동하여, 보유 지지 부재(93)와 연결 핀(92)과 스페이서(91)가 도 14의 좌측으로 이동하여, 스페이서(91)가 간극(D1, D2)에 채워져 있지 않은 상태가 된다. 그 후, 진동 장치(95)가 구동하여, 슬라이드 핀(96)과 중앙벽(61)[가동부(60)]이 축 방향으로 진동한다. 이에 의해, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리가 표면 가공되어, 할단면(31a, 32a)의 양쪽에 있어서 볼록 부분(TO)이 감소된다. 또한, 그 후, 마찬가지로, 자석 기재(30A)로부터 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)이 성형되어, 서로 맞물린 제2 자석편(32)의 할단면(32b)과 제3 자석편(33)의 할단면(33a)이 표면 가공된다.

제1 실시 형태의 로터의 제조 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다. 표면 가공 공정에서, 진동 장치(95)가 중앙벽(61)[가동부(60)]을 진동시킴으로써, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리가 표면 가공된다. 이로 인해, 비교예와 같이 할단면(31a)이 지석(87)으로 표면 가공되지 않는다. 따라서, 지석(87)과 같은 미끄럼 이동 부재를 사용할 필요가 없어, 미끄럼 이동 부재의 정기적인 교환이 불필요하다. 이렇게 해서, 이 제조 방법에 의하면, 비교예의 제조 방법에 비해, 로터(1)[할단 자석(30)]의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

또한, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리가 표면 가공되므로, 할단면(31a)의 볼록 부분(TO) 외에, 할단면(32a)의 볼록 부분(TO)도 감소한다. 따라서, 이 제조 방법에 의하면, 할단면(31a)만이 표면 가공되는 경우에 비해, 할단면(31a, 32a)끼리의 맞물림을 나쁘게 할 수 있어, 와손을 감소시킬 수 있다.

이어서, 제1 실시 형태의 할단 장치의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 할단 장치(40A)의 표면 가공 수단(90)에서는, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리를 표면 가공한다. 이렇게 해서, 할단면(31a)을 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동 부재를 사용할 필요가 없어, 미끄럼 이동 부재의 정기적인 교환이 불필요하다. 따라서, 이 할단 장치(40A)에 의하면, 비교예의 할단 장치(40)에 비해, 로터(1)[할단 자석(30)]의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

여기서, 비교예에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)이 클램프된 상태를 해제한 후에, 위치 결정 부재(71)를 이동시킴으로써, 할단면(31a)을 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)의 단부면(69)으로부터 약간 돌출시켰다. 그러나 제1 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)이 클램프된 상태를 해제할 필요가 없고, 또한 위치 결정 부재(71)를 이동시킬 필요가 없는 점에서, 비교예에 비해 유리하다. 이렇게 해서, 제1 실시 형태에서는, 비교예에 비해 장치의 구성 및 작동을 간단하게 할 수 있어, 설비 상각비가 약 15엔/대 정도이면 된다. 제1 실시 형태의 그 밖의 작용 효과는, 비교예의 작용 효과와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

<제2 실시 형태>

이어서, 제2 실시 형태에 대해서, 도 15 내지 도 17을 이용하여 설명한다. 도 15는, 제2 실시 형태에 있어서의 할단 장치(40B)의 개략적인 전체 구성도이다. 도 15에서는, 자석 기재(30A)가 할단되기 전의 상태가 나타내어져 있다. 이 할단 장치(40B)는, 비교예 및 제1 실시 형태의 표면 가공 수단(80, 90)을 구비하고 있지 않다.

그리고 도 15에 도시한 바와 같이, 이 할단 장치(40B)에서는, 고정 하측 클램프(54) 및 고정 상측 클램프(55)와, 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63) 사이에, 자석 기재(30A)가 할단되는 방향(도 15의 좌우 방향)으로 간극(D3)이 형성되어 있다. 제2 실시 형태의 그 밖의 구성은, 비교예 및 제1 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

이어서, 제2 실시 형태에 있어서, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 표면 가공되는 공정에 대하여 설명한다. 우선, 도 16에 도시한 바와 같이, 자석 기재(30A)가 할단되어서, 제1 자석편(31)과 제2 자석편(32)이 성형된다. 이때, 제1 자석편(31)은 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)에 의해 클램프된 상태가 유지되고 있어, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)의 단부면(69)으로부터 약간 돌출되어 있다. 마찬가지로, 제2 자석편(32)은 고정 하측 클램프(54)와 고정 상측 클램프(55)에 의해 클램프된 상태가 유지되고 있어, 제2 자석편(32)의 할단면(32a)이 고정 하측 클램프(54) 및 고정 상측 클램프(55)의 단부면(56)으로부터 약간 돌출되어 있다.

그 후, 중앙벽(61)과 가동 하측 클램프(62)와 가동 상측 클램프(63)가 작동기(65)의 구동에 의해 축 중심(O1) 주위로 기세 좋게 반시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)이 제2 자석편(32)의 할단면(32a)을 향해 할단면(31a, 32a)에 직교하는 방향으로 기세 좋게 가압된다. 이때, 자석 기재(30A)를 할단하기 전에 간극(D3)이 형성되어 있었으므로, 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)가 고정 하측 클램프(54) 및 가동 상측 클램프(55)에 접촉하는 일은 없다.

이 결과, 할단면(31a, 32a)의 볼록 부분(TO)이, 충돌에 의해 이지러진다. 이렇게 해서, 할단면(31a, 32a)의 양쪽에 있어서 볼록 부분(TO)이 감소되어, 할단면(31a, 32a)이 표면 가공된다. 또한, 그 후, 마찬가지로, 자석 기재(30A)로부터 제2 자석편(32)과 제3 자석편(33)이 성형되고, 제2 자석편(32)의 할단면(32b)과 제3 자석편(33)의 할단면(33a)이 표면 가공된다.

제2 실시 형태의 로터의 제조 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 제조 방법에 의하면, 새로운 구성 부재[비교예 및 제1 실시 형태의 표면 가공 수단(80, 90)]를 추가하지 않고, 할단면(31a, 32a)을 표면 가공할 수 있다. 따라서, 비교예 및 제1 실시 형태의 제조 방법에 비해, 할단 자석(30)[로터(1)]의 제조 비용을 낮게 할 수 있다.

이어서, 제2 실시 형태의 할단 장치의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 할단 장치(40B)에 의하면, 기존 할단 장치의 고정부 및 가동부에 대하여 간극(D3)을 형성한다는 간단한 변경으로 구성할 수 있다. 이로 인해, 할단 장치(40B)는 표면 가공 수단(80, 90)을 갖는 비교예 및 제1 실시 형태의 할단 장치(40, 40A)에 비해, 로터(1)[할단 자석(30)]의 제조 비용을 낮게 할 수 있는 것이다. 제2 실시 형태의 그 밖의 작용 효과는, 비교예 및 제1 실시 형태의 작용 효과와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

이상, 본 발명에 관한 로터의 제조 방법 및 할단 장치에 있어서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.

또한, 제1 실시 형태에 있어서는, 진동 장치(95)를 가동부(60)에 설치하고, 진동 장치(95)가 중앙벽(61)[가동부(60)]을 진동시킴으로써, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리를 표면 가공하였다. 그러나 진동 장치를 고정부(50)에 설치하여, 예를 들어 고정 하측 클램프(54) 및 고정 상측 클램프(55)를 진동시킴으로써, 서로 맞물린 할단면(31a, 32a)끼리를 표면 가공해도 된다. 또한, 진동 장치를 가동부(60) 및 고정부(50)의 양쪽에 설치해도 된다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 할단 장치(40B)에 간극(D3)을 형성함으로써, 도 17에 도시한 바와 같이, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 가동 하측 클램프(62) 및 가동 상측 클램프(63)의 단부면(69)으로부터 약간 돌출시키는 동시에, 제2 자석편(32)의 할단면(32a)을 고정 하측 클램프(54) 및 고정 상측 클램프(55)의 단부면(56)으로부터 약간 돌출시켰다. 그러나 자석 기재(30A)를 할단한 후에, 제1 위치 결정 부재(71) 및 제2 위치 결정 부재(72)를 이동시킴으로써, 제1 자석편(31)의 할단면(31a)을 상기한 단부면(69)으로부터 약간 돌출시키는 동시에, 제2 자석편(32)의 할단면(32a)을 상기한 단부면(56)으로부터 약간 돌출시켜도 된다.

또한, 각 실시 형태에 있어서는, 가동부(60)를 고정부(50)에 대하여 회전시킴으로써, 자석 기재(30A)를 할단하였다. 그러나 가동부를 고정부에 대하여 일방향으로 이동시킴으로써 자석 기재(30A)를 할단해도 된다.

또한, 각 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 할단면(31a, 32a)끼리, 할단면(32b, 33a)끼리가 서로 맞물린 상태에서 자석편(31, 32, 33)이 로터 코어(10)의 평면 방향으로 배열된 로터(1)를 제조하였다. 그러나 할단면(31a, 32a)끼리, 할단면(32b, 33a)끼리가 서로 맞물린 상태에서 자석편(31, 32, 33)이 로터 코어(10)의 축 방향으로 배열된 로터를 제조해도 된다.

1 : 로터
10 : 로터 코어
30 : 할단 자석
30A : 자석 기재
30a, 30b : 오목부
31 : 제1 자석편
32 : 제2 자석편
33 : 제3 자석편
31a, 32a, : 할단면
32b, 33a : 할단면
40, 40A, 40B : 할단 장치
50 : 고정부
54 : 고정 하측 클램프
55 : 고정 상측 클램프
60 : 가동부
62 : 가동 하측 클램프
63 : 가동 상측 클램프
70 : 위치 결정 기구
80, 90 : 표면 가공 수단
83 : 볼 나사 너트
86 : 모터축
87 : 지석
88 : 벨트 부재
91 : 스페이서
95 : 진동 장치
TO : 볼록 부분

Claims

할단된 자석편의 할단면끼리가 서로 맞물린 상태에서, 상기 할단된 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되는 로터의 제조 방법에 있어서,
표면에 오목부가 형성된 자석 기재를, 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 공정과,
서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 공정을 구비하고,
상기 표면 가공 공정에서는, 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면이 서로 맞물린 상태에서, 진동 장치가 상기 제1 자석편 및 상기 제2 자석편 중 적어도 한쪽을 상기 서로 맞물린 할단면에 대하여 평행하게 연장되는 일방향으로 진동시켜서, 상기 할단면의 양쪽에 있어서 상기 볼록 부분을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 로터의 제조 방법.
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할단된 자석편의 할단면끼리가 서로 맞물린 상태에서, 상기 할단된 복수의 자석편이 로터 본체에 조립 부착되는 로터의 제조 방법에 있어서,
표면에 오목부가 형성된 자석 기재를, 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 공정과,
서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 공정을 구비하고,
상기 표면 가공 공정에서는, 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면을 이격시킨 상태로부터, 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면이 서로 맞물리도록 접촉시켜서, 그들 할단면에 직교하는 방향으로 상기 할단면끼리가 충돌됨으로써, 상기 할단면의 양쪽에 있어서 상기 볼록 부분을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 로터의 제조 방법.
자석 기재를 클램프 가능한 고정부와,
상기 자석 기재를 클램프 가능하고 또한 상기 고정부에 대하여 이동 가능한 가동부를 구비하고,
상기 고정부 및 상기 가동부가 상기 자석 기재를 클램프한 상태에서, 상기 가동부가 상기 고정부에 대하여 이동함으로써, 표면에 오목부가 형성된 상기 자석 기재를 상기 오목부를 기점으로 하여 할단하여, 제1 자석편과 제2 자석편을 성형하는 할단 장치에 있어서,
서로 맞물리는 상기 제1 자석편의 할단면 및 상기 제2 자석편의 할단면의 볼록 부분이 감소하도록 상기 할단면을 표면 가공하는 표면 가공 수단을 구비하고,
상기 표면 가공 수단은,
상기 할단면에 대하여 평행하게 연장되는 일방향에 있어서 상기 가동부의 상기 고정부에 대한 이동을 규제 또는 허용하는 스페이서와,
상기 스페이서에 의한 상기 가동부의 상기 고정부에 대한 이동이 허용된 상태에서, 또한 상기 제1 자석편의 할단면과 상기 제2 자석편의 할단면이 서로 맞물린 상태에서, 상기 가동부 및 상기 고정부 중 적어도 한쪽을 진동시키는 진동 장치를 갖는 것을 특징으로 하는, 할단 장치.
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