WO2012131988A1

WO2012131988A1 - 割断方法、ロータ製造方法、及び割断装置

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Publication number: WO2012131988A1
Application number: PCT/JP2011/058248
Authority: WO
Inventors: 晋吾雪吹; 哲義深谷; 建部　勝彦; 靖西隈
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04
Also published as: CN103619550B; US20140013582A1; US9331557B2; EP2692493A4; KR20130122981A; KR101456410B1; JP5494791B2; CN103619550A; EP2692493A1; JPWO2012131988A1

Abstract

　板状素材の割断方法において、板状素材に直線凹部が２箇所以上形成されており、板状素材を３個以上に割断すること、板状素材を直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、第１直線凹部を位置決めする第１位置決め工程と、第１直線凹部の一方を固定クランプにより挟持し、他方を回転クランプにより挟持する第１クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第１割断工程と、固定クランプと回転クランプのクランプを解除し、位置決め手段により、第２直線凹部を位置決めする第２位置決め工程と、第２直線凹部の一方を固定クランプにより挟持し、他方を回転クランプにより挟持する第２クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第２割断工程と、を有する。

Description

割断方法、ロータ製造方法、及び割断装置

　本発明は、表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、直線凹部を起点として割断する板状素材の割断方法に関するものである。

　モータにおいては、大きな磁石をそのままロータに組み付けると、磁束により磁石内で大きな渦電流損が発生する。それを軽減するために、大きな磁石を複数の磁石に一度割断して、割断した磁石を再び組み合わせて、ロータに組み込むことが行われている。これにより、渦電流損を低減できるからである。この場合、割断面に樹脂をコーティングすることにより、抵抗層を形成し、さらに渦電流損を低減することも行われている。

　一方、磁石材料または磁石ではないが、ガラス等の脆性材料から成る板状素材の表面に直線状の直線凹部を形成し、その両側をクランプして、一方を回転させることにより、直線凹部を起点として、板状素材を割断することが、特許文献１に記載されている。

特開2002-18797号公報

　しかしながら、特許文献１の技術には、次のような問題があった。例えば、ハイブリッド自動車用のモータのロータには、大きなトルクを出力するために、多数の磁石が使用されている。そのため、特許文献１のように、１個の板状素材の中央に直線凹部を形成し、１個の板状素材を２個の部材に割断する工程では、作業時間が長くかかり、また、多数の割断用設備を設置しなければならず、コストアップの要因となっていた。ここで、作業時間が長くなる理由は、割断装置への板状素材の搬入及び搬出に時間がかかるためであった。

　その問題を解決するためには、板状素材を３個以上の部材に割断できれば、搬入及び搬出にかかる時間が相対的に短縮されるため、１回の割断にかかる作業時間を短縮することができる。本出願人は、それを実現するために、色々な実験を重ねてきた。

　しかし、１個の板状素材を３個以上の部材に割断する場合には、割断した割断面が擦れたり、または、割断面に次の割断により発生する力がかかったときに、板状素材が脆性材料であるため、割断した表面が崩落して、粉が発生する問題があった。そのため、１個の板状素材を３個以上の部材に割断することは、容易ではなかった。

　本発明は、上記課題を解決して、１個の板状素材を３個以上に割断しても、割断した表面に崩落等を発生する恐れのないロータ製造方法（板状素材割断方法）を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するための本発明の一態様における割断方法は、次のような構成を有している。
（１）表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、前記直線凹部を起点として割断する割断方法において、板状素材に直線凹部が２箇所以上形成されており、板状素材を３個以上に割断すること、板状素材を直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、第１直線凹部を位置決めする第１位置決め工程と、位置決め手段により板状素材が位置決めされた状態で、第１直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第１クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第１割断工程と、固定クランプと回転クランプのクランプを解除し、位置決め手段により、第２直線凹部を位置決めする第２位置決め工程と、位置決め手段により板状素材が位置決めされた状態で、第２直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第２クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第２割断工程と、を有することを特徴とする。

（２）（１）に記載する割断方法において、前記位置決め手段の基準部材が、前記回転クランプ側に設けられており、割断後、前記基準部材が、前記回転クランプでクランプされていた前記板状素材を、固定クランプ側へ押すこと、が好ましい。

（３）（１）または（２）に記載する割断方法において、前記板状素材を３個以上に割断した後、割断面を合わせて、前記板状素材を保持して搬出すること、が好ましい。

（４）（３）に記載する割断方法において、前記板状素材を保持して搬出すると同時に、次の前記板状素材を搬入すること、が好ましい。

（５）（１）乃至（４）に記載するいずれか１つの割断方法において、前記回転クランプの所定のクランプ力が、割断中心を中心に移動する回転体により伝達されること、が好ましい。

（６）また、本発明の他の態様におけるロータ製造方法は、（１）乃至（５）に記載するいずれか１つの割断方法により製造された磁石材料を、モータのロータ本体に装着すること、を特徴とする。

（７）また、本発明の他の態様における割断装置は、（１）乃至（５）に記載する割断方法で使用される装置であって、表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、前記直線凹部を起点として割断する割断装置において、前記板状素材を前記直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、直線凹部を位置決めする位置手段と、前記位置決め手段により前記板状素材が位置決めされた状態で、前記直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持するクランプ手段と前記位置決め手段を退避させ、前記回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる割断手段と、を有することを特徴とする。

　本発明に係る割断方法（ロータ製造方法）、割断装置は、以下のような作用、効果を奏する。上記構成（１）,（６）,（７）によれば、表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、直線凹部を起点として割断する割断方法において、板状素材に直線凹部が２箇所以上形成されており、板状素材を３個以上に割断すること、板状素材を直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、第１直線凹部を位置決めする第１位置決め工程と、位置決め手段により板状素材が位置決めされた状態で、第１直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第１クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第１割断工程と、固定クランプと前記回転クランプのクランプを解除し、位置決め手段により、第２直線凹部を位置決めする第２位置決め工程と、位置決め手段により板状素材が位置決めされた状態で、第２直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第２クランプ工程と、位置決め手段を退避させ、回転クランプを所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第２割断工程と、を有するので、板状素材の搬入及び搬出の時間を含めて、割断作業１回当たりの単位時間を短縮できるため、コストダウンを実現することができる。

　ここで、第２割断工程においては、割断された部材が、固定クランプによりクランプされ、未だ割断されていない部材が回転クランプによりクランプされているため、割断された部材が、回転クランプと分断されているため、割断した割断面が擦れることがなく、また、割断した割断面に第２割断工程により発生する力がかかることがない。したがって、表面が崩落することがなく、粉が発生することがない。

　上記構成（２）によれば、（１）に記載する割断方法において、前記位置決め手段の基準部材が、前記回転クランプ側に設けられており、割断後、前記基準部材が、前記回転クランプでクランプされていた前記板状素材を押し戻すこと、を特徴とするので、固定クランプ側の割断された部材に対して、回転クランプ側の割断された部材を、回転クランプのクランプ板をガイドとして正確に当接させることができる。すなわち、割断された部材と、残存している板状素材を当接させるときに、割断面同士を擦れ合うことがなく当接させることができ、割断面の表面が崩落することなく、粉が発生することもない。

　また、割断された部材を、割断面を当接させて保持した場合、割断された部材の全体長さである累積寸法は、少し長くなる。このため、可動側である回転クランプ側に基準部材を配置し、固定側に従動部材を配置した場合、基準側からの直線凹部位置は正確に決まるが、従動側からの直線凹部位置は決まらない問題がある。すなわち、本方法以外では、直線凹部位置が割断位置に正確に位置決めできない問題がある。

　また、固定側から直線凹部を順次割断していくと、割断された部材は固定側に留めていくことになるため、高速で連続割断した場合に部材が飛散することを防止することができる。それと比較して、可動側に割断した部材をためると、高速時の割断動作の安定性を損なう問題がある。

　上記構成（３）,（４）によれば、（１）または（２）に記載する割断方法において、前記板状素材を３個以上に割断した後、割断面を合わせて、前記板状素材を保持して搬出すると同時に、次の前記板状素材を搬入すること、を特徴とするので、搬出作業においても、割断面同士を常に当接させたままで、保持できるため、割断面同士を擦れ合うことがなく当接させることができ、割断面の表面が崩落することなく、粉が発生することもない。

　上記構成（５）によれば、（１）乃至（４）に記載するいずれか１つの割断方法において、前記回転クランプの所定のクランプ力が、割断中心を中心に移動する回転体により伝達されること、を特徴とするので、割断工程において、直線凹部の全線に対して、正確に均一な割断力を付与することができるため、直線凹部の全線を起点として、均一な割断を発生させることができ、割断面の状態を均一化することができる。ここで、直線凹部の全線とは、凹部の谷の最深部をつなぐ線の全部をいう。

第１クランプ工程を示す模式図である。第１基準部材・従動部材解除動作を示す模式図である。第１割断動作を示す模式図である。第１クランプ解除動作を示す模式図である。第１位置決め動作（基準部材・従動部材）を示す模式図である。第２クランプ工程を示す模式図である。第２基準部材・従動部材解除動作を示す模式図である。第２割断動作を示す模式図である。第２クランプ解除動作を示す模式図である。第２位置決め動作（基準部材・従動部材）を示す模式図である。図７のＡ矢視図である。板状素材割断装置の正面図である。回転クランプを回転させるための機構を示す図である。割断工程を示す動作フロー図（タイミングチャート）である。第２実施の形態の図１１に対応する図である。割断された磁石材料を組み込んで、永久磁石化したロータの部分図である。

　本発明の一実施の形態である板状素材割断方法を、図面に基づいて、詳細に説明する。図１２に、板状素材割断装置の正面図を示し、図１１に、図１２のＡ矢視図を示す。

　割断装置は、中央に一対の中央壁２１が直立しており、一対の中央壁２１に回転支軸２２が固設されている。回転支軸２２には、図１１に示すように、固定クランプ用リンク２３と、回転クランプ用リンク３３が、各別に回転可能に保持されている。図１２に示すように、固定クランプ用リンク２３の左端部には、カムフォロア２４が支軸２５により回転可能に保持されている。図では見えないが、回転クランプ用リンク３３の左端部には、カムフォロア３４が支軸３５により回転可能に保持されている。

　一方、基台４４の上にはモータ取付ブラケット４３が固設され、モータ取付ブラケット４３には、モータ４２が固設されている。モータ４２の駆動軸４５には、固定クランプ駆動用カムである円形カム４０と、回転クランプ駆動用カムである円形カム４１が固設されており、円形カム４０と円形カム４１とは、駆動軸４５と共に回転する。カムフォロア２４は、円形カム４０の外周面に形成されたカム面に当接している。カムフォロア３４は、円形カム４１の外周面に形成されたカム面に当接している。

　固定クランプ用リンク２３の右端部の下面には、図１１に示すように、押圧部材２８が固設されており、固定側部材２６の上面に当接している。固定側部材２６の下方には、一対の皿バネ２７を介して、固定クランプ１３Ａが付設されている。固定クランプ１３Ａの下面（クランプ面）は、固定クランプ１３Ｂの上面（クランプ面）と共に、磁石材料板状素材１１を挟んでクランプしている。

　回転クランプ用リンク３３の下面には、下面に曲率を有するカム面３２ａを備える曲率カム３２が固設されている。曲率カム３２のカム面３２ａには、カムフォロア３６の外周面が当接している。カムフォロア３６は、回転側部材３８に固設された支軸３７に回転可能に保持されている。回転側部材３８の下方には、一対の皿バネ３９を介して、回転クランプ１４Ａが付設されている。

　回転クランプ１４Ａの下面（クランプ面）は、回転クランプ１４Ｂの上面（クランプ面）と共に、磁石材料板状素材１１を挟んでクランプしている。固定クランプ１３Ｂは、図示しない本体に固設されている。回転クランプ１４Ａ、１４Ｂは、割断中心に固設された割断支軸１７に回転可能に保持されている。

　本実施の形態の磁石材料板状素材１１は、幅５０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚み３ｍｍの磁性材料（脆性材料）から成り、表面に３箇所の直線凹部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃがレーザ光により形成されている。直線凹部１２は、幅０．１ｍｍ、深さ０．０５ｍｍ程度の小さな切り欠きである。磁石材料板状素材１１の右端面は、基準部材１５の左端面に形成された基準面１５ａに当接している。磁石材料板状素材１１の左端面は、従動部材１６の右端面に当接している。直線凹部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、磁石材料板状素材１１の右端面を基準として、形成されている。

　基準部材１５は、基準移動台５１に固設されている。基準移動台５１は、ボールネジ５２と係合しており、ボールネジ５２の回転により、平行移動する。ボールネジ５２は、ブラケット５２に回転可能に保持されている。ボールネジ５２は、ブラケット５３に固設されたサーボモータ５４の駆動軸に連結されている。サーボモータ５４の駆動量により、基準部材１５は、正確に位置決めされる。

　従動部材１６は、圧縮バネ５６を介して従動移動台５５に連結されている。従動移動台５５は、ボールネジ５７と係合しており、ボールネジ５７の回転により、平行移動する。ボールネジ５５は、ブラケット５８に回転可能に保持されている。ボールネジ５７は、ブラケット５８に固設されたサーボモータ５９の駆動軸に連結されている。

　図１３に、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂを回転させるための機構を示す。固定クランプ１３Ｂ、回転クランプ１４Ｂの形状が図１１と相違しているのは、図１１では、一部省略して表したためである。図１１では、説明しなかったが、カムフォロア３７、回転側部材３８、皿バネ３９、及び回転クランプ１４Ａは、回転クランプ１４Ｂと同じ平板（図示せず）に取付けられており、回転クランプ１４Ｂと一緒に、割断支軸１７を中心として回転する

　回転リンク５２が、本体に固設されたリンク支軸５１に回転可能に保持されている。回転リンク５２の下端部には、支軸５４が固設されており、支軸５４にカムフォロア５４が回転可能に保持されている。カムフォロア５４は、円形カム５５の外周面に当接している。円形カム５５は、モータ５７の駆動軸５６に固設されている。

　回転リンク５２の上端部には、押圧部材５８が固設されている。押圧部５８は、固定クランプ１３Ｂに摺動可能に保持されている摺動部材５９を押圧する。摺動部材５９の先端面は、回転クランプ１４Ｂの左端面に当接している。

　そして、円形カム５６が回転すると、カムフォロア５４が、円形カム５６により時計回りに移動され、回転リンク５２が、リンク支軸５１の周りを時計回りに回転し、押圧部材５８を介して、摺動部材５９が右側に移動され、回転クランプ１４Ｂ、１４Ａ、皿バネ３９、回転側部材３８、及びカムフォロア３７を一体的に、割断支軸１７を中心に時計回りに回転させる。このとき、カムフォロア３７が、曲率カム３２のカム面３２ａに沿って回転するため、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにかかるクランプ力は、一定に維持される。

　次に、上記板状素材割断装置を用いて行う板状素材割断工程について説明する。図１～図１０に工程図を示す。工程図は、見やすくするために、模式的に記載している。また、図１４に板状素材割断工程の動作フロー図を示す。図１は、磁石材料板状素材１１を固定クランプ１３と回転クランプ１４とが共にクランプしている状態を示している。磁石材料板状素材１１には図の表裏方向に、３箇所の平行な直線凹部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが形成されている。直線凹部１２は、幅０．１ｍｍ、深さ０．０５ｍｍ程度の小さな切り欠きであるが、図では見やすくするため、大きく表している。なお、割断された後については、実際の切り欠きは小さくて見えないため、割断部を記載していない。

　図１４の動作フロー図（タイミングチャート）に示すように、始めは、磁石材料板状素材１１が、板状素材割断装置内に搬入され、位置決めされる。すなわち、図１のクランプ動作をする前に、基準部材１５がサーボモータ５４により位置決めされ、従動部材１６がサーボモータ５９により移動され、圧縮バネ５６を介して、磁石材料板状素材１１を搬入すると同時に、磁石材料板状素材１１の右端面を、基準部材１５の基準面１５ａに当接させることにより、磁石材料板状素材１１を位置決めする。

　３箇所の直線凹部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、磁石材料板状素材１１の右端面を基準として、形成されているため、第１直線凹部１２Ａの中心位置が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂと、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂに対して、正確に位置決めされる。この状態で、モータ４２が駆動され、円形カム４０、カムフォロア２５、固定クランプ用リンク２３、押圧部材２８、固定側部材２６、皿バネ２７、を介して、固定クランプ１３Ａを下方に移動させ、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより、磁石材料板状素材１１を上下に挟んでクランプする。同時に、円形カム４１、カムフォロア３５、回転クランプ用リンク３３、曲率カム３２、カムフォロア３６、回転側部材３８、皿バネ３９を介して、回転クランプ１４Ａを下方に移動させ、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより、磁石材料板状素材１１を上下に挟んでクランプする。

　このとき、磁石材料板状素材１１は、基準部材１５を左方向に移動して磁石材料板状素材１１の右端面に当接させ、第１直線凹部１２Ａの中心が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂの右側側面の位置に来るまで移動させることにより、位置決めされている。
固定クランプ１３Ａ、１３Ｂは、第１直線凹部１２Ａの左端線にほぼ密着する位置で、磁石材料部材の左側をクランプしている。回転クランプ１４Ａ、１４Ｂは、第１直線凹部１２Ａの右端線にほぼ密着する位置で、磁石材料部材の右側をクランプしている。

　次に、図２に示すように、サーボモータ５４を駆動して、基準部材１５を右方向に移動させる。この移動量は、後で磁石材料板状素材１１が回転されるときに、磁石材料板状素材の回転する右端が接触しない位置まで移動する。同時にサーボモータ５９を駆動して、従動部材１６を左方向に移動させる。ここで、基準部材１５の退避する位置をぎりぎりとすることにより、磁石材料板状素材１１が過度に振れることを防止できる。

　次に、図３に示すように、割断工程を行う。すなわち、モータ５７の駆動により、円形カム５５が回転し、カムフォロア５４が、円形カム５６により時計回りに回転される。そして、回転リンク５２が、リンク支軸５１の周りを時計回りに回転し、押圧部材５８を介して、摺動部材５９が右側に移動され、回転クランプ１４Ｂ、１４Ａ、皿バネ３９、回転側部材３８、及びカムフォロア３７を一体的に、割断支軸１７を中心に時計回りに回転させる。

　このとき、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ａを境目として、左側は固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより、３～４ｋＮの力でクランプしているので、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂに対して、磁石材料板状素材１１が引っぱられて移動することがない。また、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ａを境目として、右側は回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより、３～４ｋＮの力でクランプしているので、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂに対して、磁石材料板状素材１１が滑ることがないため、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ａを起点として、割断される。

　このとき、カムフォロア３７が、曲率カム３２のカム面３２ａに沿って回転するため、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにかかるクランプ力（３～４ｋＮ）は、一定に維持されるため、安定した割断動作を行うことができる。

　次に、図４に示すように、固定クランプ１３Ａを上昇させ、磁石材料板状素材１１にかかっていた固定クランプ力を解除する。同時に、回転クランプ１４Ａを上昇させ、磁石材料板状素材１１にかかっていた回転クランプ力を解除する。

　次に、図５に示すように、基準部材１５を左方向に移動して磁石材料板状素材１１の右端面に当接させ、第２直線凹部１２Ｂの中心が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂの右側側面の位置に来るまで移動させる。このとき、回転クランプ１４Ｂも同時に反時計回りに回転される。従動部材１６は、圧縮バネ５６により逃げるため、磁石材料板状素材１１は、基準部材１５の基準面１５ａにより位置決めされ、第２直線凹部１２Ｂの中心は、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂと、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂの中間位置に一致する。第２直線凹部１２Ｂの中心の位置決めを、回転クランプ１４Ｂの反時計回りの動作の後に行うことにより、磁石材利用板状素材１１をより安定して位置決めすることができる。

　磁石材料板状素材１１を基準部材１５で戻すときに、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂ、及び回転クランプ１４Ａ、１４Ｂを解除した状態としているので、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂ側の割断された部材を、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂのクランプ板１４Ｂをガイドとして正確に当接させることができるため、割断された部材と、残存している板状素材を当接させるときに、割断面同士を擦れ合うことがなく当接させることができ、割断面の表面が崩落することなく、粉が発生することもない。

　次に、図６（第２位置決め工程）に示すように、第２直線凹部１２Ｂの中心位置を正確に位置決めする。すなわち、磁石材料板状素材１１は、基準部材１５を左方向に移動して磁石材料板状素材１１の右端面に当接させ、第１直線凹部１２Ａの中心が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂの右側側面の位置に来るまで移動させることにより、位置決めされている。この状態で、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより、磁石材料板状素材１１を上下に挟んでクランプする。同時に、回転クランプ１４Ａを下方に移動させ、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより、磁石材料板状素材１１を上下に挟んでクランプする。ここで、割断された部材１１１は、図示しないガイド台（図１～１０で記載を省略している。）に搭載されている。このとき、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂは、第２直線凹部１２Ｂの左端線に密着する位置で、磁石材料部材の左側をクランプしている。このとき、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂのクランプ力は、一対の皿バネ２７により、３～４ｋＮに調整されている。回転クランプ１４Ａ、１４Ｂは、第２直線凹部１２Ｂの右端線に密着する位置で、磁石材料部材の右側をクランプしている。このとき、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂのクランプ力は、一対の皿バネ３９により、３～４ｋＮに調整されている。

　次に、図７（第２基準部材・従動部材解除工程）に示すように、基準部材１５を右方向に移動させ、従動部材１６を左方向に移動させる。

　次に、図８に示すように、第２割断工程を行う。すなわち、回転クランプ１４Ｂ、１４Ａ、皿バネ３９、回転側部材３８、及びカムフォロア３７を一体的に、割断支軸１７を中心に時計回りに回転させ、割断が行われる。

　このとき、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ｂを境目として、左側は固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより、３～４ｋＮの力でクランプしているので、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂに対して、磁石材料板状素材１１が引っぱられて移動することがない。また、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ｂを境目として、右側は回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより、３～４ｋＮの力でクランプしているので、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂに対して、磁石材料板状素材１１が滑ることがないため、磁石材料板状素材１１は、直線凹部１２Ｂを起点として、割断される。

　このとき、カムフォロア３７が、曲率カム３２のカム面３２ａに沿って回転するため、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにかかるクランプ力は、一定に維持されるため、安定した割断動作を行うことができる。

　次に、図９に示すように、固定クランプ１３Ａを上昇させ、磁石材料板状素材１１にかかっていた固定クランプ力を解除する。同時に、回転クランプ１４Ａを上昇させ、磁石材料板状素材１１にかかっていた回転クランプ力を解除する。

　次に、図１０に示すように、基準部材１５を左方向に移動して磁石材料板状素材１１の右端面に当接させ、第３直線凹部１２Ｃの中心が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂの右側側面の位置に来るまで移動させる。このとき、回転クランプ１４Ｂも同時に反時計回りに回転される。従動部材１６は、圧縮バネ５６により逃げるため、磁石材料板状素材１１は、基準部材１５の基準面１５ａにより位置決めされ、第３直線凹部１２Ｃの中心は、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂと、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂの中間位置に一致する。

　次に、再び、図１のクランプ動作、図２の基準部材１５・従動部材１６解除動作、図３の割断動作、図４のクランプ解除動作、図５の位置決め動作を繰り返す。本実施例の磁石材料板状素材１１は、３箇所の直線凹部１２を有するものなので、もう一度割断動作を繰り返すことにより、磁石材料板状素材１１は、４個の部材に割断される。

　ここで、３箇所で割断されているが、磁石材料板状素材１１は、基準部材１５と従動部材１６により、一体的に保持されており、そのままの状態で搬出されるため、割断面が擦れ合うことがなく、割断面に崩落が発生することがない。

　図１４に示すように、磁石材料板状素材１１の搬入動作には、０．４秒の時間がかかる。図１のクランプ動作、図２の基準部材１５・従動部材１６解除動作、図３の割断動作、図４のクランプ解除動作、図５の位置決め動作は、各々０．１秒かかる。割断動作には、０．５秒／１回かかる。図５の位置決め動作の最後は、磁石材料板状素材１１を搬出する準備動作となり、０．３秒かかる。その後、搬出動作には、０．４秒かかる。

　従来技術のように、１度の割断動作毎に搬入・搬出を行う場合、割断動作が０．５秒、搬入動作が０．４秒、搬出動作が０．７秒かかるため、１回の割断工程に、０．５＋０．４＋０．７＝１．６秒かかる。

　それに対して、本実施例の３箇所の割断工程では、割断動作０．５＊３＝１．５秒、搬入動作が０．４秒、搬出動作が０．７秒かかるため、１回の割断工程にかかる時間は、（１．５＋０．４＋０．７）／３＝０．８７秒となり、１回当たりの割断工程時間を半減することができる。１回当たりの割断工程時間を半減できることの意義は、割断装置の個数を半分にできることを意味し、磁石１つ当たりの単価を低減できる点にある。

　次に、割断された磁石材料１１１、１１２、１１３，１１４のロータ７０への組み込むについて説明する。図１６に示すように、ロータ７０は、ロータ本体７１の中心にロータ軸７２が形成されている。ロータ本体７１の外周付近には、磁石材料を装着するための磁石装着孔７２、７３が形成されている。磁石装着孔７３に、割断された磁石材料１１１、１１２が割断面を合わせた状態で装着されている。また、磁石装着孔７２に、割断された磁石材料１１３、１１４が割断面を合わせた状態で装着されている。合わせられる割断面には、絶縁膜を形成しても良いし、形成しなくても良い。

　ロータ本体７１に磁石材料１１１、１１２、１１３、１１４等を組み込んで固定した後、強力な磁界を付与して、磁石材料を永久磁石化して、ロータ７０を完成させている。ここで、割断面を形成し、合わせることにより、固定子からの磁束が磁石に作用したときに、磁石内で発生する渦電流を低減できるため、渦電流損を低減することができる。

　以上詳細に説明したように、本実施の形態の割断方法によれば、（１）表面に直線凹部１２が形成された磁石材料板状素材１１を、直線凹部１２を起点として割断する割断方法において、磁石材料板状素材１１に直線凹部１２が２箇所以上形成されており、磁石材料板状素材１１を３個以上に割断すること、磁石材料板状素材１１を直線凹部１２の直交する方向で、基準部材１５、従動部材１６により位置決め挟持し、第１直線凹部１２Ａを位置決めする第１位置決め工程と、基準部材１５、従動部材１６により磁石材料板状素材１１が位置決めされた状態で、第１直線凹部１２Ａの一方を固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより所定のクランプ力（３～４ｋＮ）で挟持し、他方を回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより所定のクランプ力（３～４ｋＮ）で挟持する第１クランプ工程と、基準部材１５、従動部材１６を退避させ、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂを所定のクランプ力（３～４ｋＮ）を保持しつつ回転離間させる第１割断工程と、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂと回転クランプ１４Ａ、１４Ｂのクランプを解除し、位置決め手段により、第２直線凹部を位置決めする第２位置決め工程と、基準部材１５、従動部材１６により磁石材料板状素材１１が位置決めされた状態で、第２直線凹部１２Ｂの一方を固定クランプ１３Ａ、１３Ｂにより所定のクランプ力（３～４ｋＮ）で挟持し、他方を回転クランプ１４Ａ、１４Ｂにより所定のクランプ力（３～４ｋＮ）で挟持する第２クランプ工程と、基準部材１５、従動部材１６を退避させ、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂを所定のクランプ力（３～４ｋＮ）を保持しつつ回転離間させる第２割断工程と、を有するので、磁石材料板状素材１１の搬入及び搬出の時間を含めて、割断作業１回当たりの単位時間を短縮できるため、コストダウンを実現することができる。

　ここで、第２割断工程においては、割断された部材が、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂによりクランプされ、未だ割断されていない部材が回転クランプ１４Ａ、１４Ｂによりクランプされているため、割断された部材が、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂと分断されているため、割断した割断面が擦れることがなく、また、割断した割断面に第２割断工程により発生する力がかかることがない。したがって、表面が崩落することがなく、粉が発生することがない。

（２）（１）に記載する割断方法において、基準部材１５が、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂ側に設けられており、割断後、基準部材１５が、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂでクランプされていた磁石材料板状素材１１を押し戻すこと、を特徴とするので、固定クランプ１３Ａ、１３Ｂ側の割断された部材に対して、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂ側の割断された部材を、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂのクランプ板１４Ｂをガイドとして正確に当接させることができるため、割断された部材と、残存している板状素材を当接させるときに、割断面同士を擦れ合うことがなく当接させることができ、割断面の表面が崩落することなく、粉が発生することもない。

　また、割断された部材を、割断面を当接させて保持した場合、割断された部材の全体長さである累積寸法は、少し長くなる。このため、可動側である回転クランプ１４Ａ、１４Ｂ側に基準部材１５を配置し、固定側に従動部材１６を配置した場合、基準側からの直線凹部１２位置は正確に決まるが、従動側からの直線凹部１２位置は決まらない問題がある。すなわち、本方法以外では、直線凹部１２位置が割断位置に正確に位置決めできない問題がある。

　また、固定側から直線凹部１２を順次割断していくと、割断された部材は固定側に留めていくことになるため、高速で連続割断した場合に部材が飛散することを防止することができる。それと比較して、可動側に割断した部材をためると、高速時の割断動作の安定性を損なう問題がある。

（３）（１）または（２）に記載する割断方法において、磁石材利用板状素材１１を３個以上に割断した後、割断面を合わせて、磁石材料板状素材１１を保持して搬出すると同時に、次の磁石材料板状素材１１を搬入すること、を特徴とするので、搬出作業においても、割断面同士を常に当接させたままで、保持できるため、割断面同士を擦れ合うことがなく当接させることができ、割断面の表面が崩落することなく、粉が発生することもない。

（４）（１）乃至（３）に記載するいずれか１つの割断方法において、回転クランプ１４Ａ、１４Ｂの所定のクランプ力（３～４ｋＮ）が、割断中心を中心に移動する回転体により伝達されること、を特徴とするので、割断工程において、直線凹部１２の全線に対して、正確に均一な割断力を付与することができるため、直線凹部１２の全線を起点として、均一な割断を発生させることができ、割断面の状態を均一化することができる。

　次に、本発明の第２の実施の形態の板状素材割断方法について説明する。実施の形態の内容は、第１の実施の形態の内容とほとんど同じなので、同じ内容については、説明を割愛し、相違点のみ詳細に説明する。

　図１５に、図１１に対応する図を示す。図１５に示すように、固定クランプ１３Ａにバックアップ部材７１が連結されており、バックアップ部材７１の左端部の下面には、支え棒７２が基台７３の上面に当接している。同様に、回転クランプ１４Ａにバックアップ部材７４が連結されており、バックアップ部材７４の右端部の下面には、支え棒７５が基台７６の上面に当接している。

　固定側部材２６と比較して、固定クランプ１３Ａのクランプ部は右側に偏っているため、３～４ｋＮという強い力で押圧したときに、固定クランプ１３Ａが反時計方向に傾く恐れがある。バックアップ部材７１、支え棒７２、及び基台７３を設けることにより、固定クランプ１３Ａに強い力が作用しても、固定クランプ１３Ａが傾くことがないため、固定クランプ１３Ａが磁石材料板状素材１１を均一な力でクランプすることができる。同様に、回転側部材３８と比較して、回転クランプ１４Ａのクランプ部は左側に偏っているため、３～４ｋＮという強い力で押圧したときに、回転クランプ１４Ａが時計方向に傾く恐れがある。バックアップ部材７４、支え棒７５、及び基台７６を設けることにより、回転クランプ１４Ａに強い力が作用しても、回転クランプ１４Ａが傾くことがないため、回転クランプ１４Ａが磁石材料板状素材１１を均一な力でクランプすることができる。これにより、割断工程において、安定した割断動作を行うことができる。

　以上、詳細に実施例を説明したが、本発明は、本実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。

　例えば、本実施例では、直線凹部を３箇所形成し、各直線凹部を起点として割断して、４個の部材を得ているが、例えば、直線凹部を７箇所形成し、各直線凹部を起点として割断して、８個の部材を得ても良いし、もっと多くの直線凹部を形成しても良い。

　また、本実施の形態では設けていないが、飛散防止用カバー、飛散防止用ローラを設けても良い。

　また、本実施の形態では、割断戻しと、磁石材料板状素材１１の送り位置決めを同時に行っているが、割断戻しを終了した後、磁石材料板状素材１１の送り位置決めを行っても良い。

　本発明は、ハイブリッド自動車で使用されるモータの部品である、磁石材料板状素材の板状素材割断方法、ロータ製造方法に関するものである。

１１　　磁石材料板状素材
１２Ａ　第１直線凹部
１２Ｂ　第２直線凹部
１２Ｃ　第３直線凹部
１３Ａ、１３Ｂ　固定クランプ
１４Ａ、１４Ｂ　回転クランプ
１７　　割断支軸
２２　　回転支軸
２３　　固定クランプ用リンク
３２　　曲率カム３２
３３　　回転クランプ用リンク
３６　　カムフォロア
５１　　基準部材
５６　　従動部材

Claims

　表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、前記直線凹部を起点として割断する割断方法において、
　前記板状素材に前記直線凹部が２箇所以上形成されており、前記板状素材を３個以上に割断すること、
　前記板状素材を前記直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、第１直線凹部を位置決めする第１位置決め工程と、
　前記位置決め手段により前記板状素材が位置決めされた状態で、前記第１直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第１クランプ工程と、
　前記位置決め手段を退避させ、前記回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第１割断工程と、
　前記固定クランプと前記回転クランプのクランプを解除し、前記位置決め手段により、第２直線凹部を位置決めする第２位置決め工程と、
　前記位置決め手段により前記板状素材が位置決めされた状態で、前記第２直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持する第２クランプ工程と、
　前記位置決め手段を退避させ、前記回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる第２割断工程と、
を有することを特徴とする割断方法。
　請求項１に記載する割断方法において、
　前記位置決め手段の基準部材が、前記回転クランプ側に設けられており、割断後、前記基準部材が、前記回転クランプでクランプされていた前記板状素材を、固定クランプ側へ押すこと、
を特徴とする割断方法。
　請求項１または請求項２に記載する割断方法において、
　前記板状素材を３個以上に割断した後、割断面を合わせて、前記板状素材を保持して搬出すること、
を特徴とする割断方法。
　請求項３に記載する割断方法において、
　前記板状素材を保持して搬出すると同時に、次の前記板状素材を搬入すること、
を特徴とする割断方法。
　請求項１乃至請求項４に記載するいずれか１つの割断方法において、
　前記回転クランプの所定のクランプ力が、割断中心を中心に移動する回転体により伝達されること、
を特徴とする割断方法。
　請求項１乃至請求項５に記載するいずれか１つの割断方法により製造された磁石材料を、モータのロータ本体に装着すること、
を特徴とするロータ製造方法。
　請求項１乃至請求項５に記載する割断方法で使用される装置であって、表面に直線凹部が形成された磁石材料から成る板状素材を、前記直線凹部を起点として割断する割断装置において、
　前記板状素材を前記直線凹部の直交する方向で、位置決め手段により位置決め挟持し、直線凹部を位置決めする位置手段と、
　前記位置決め手段により前記板状素材が位置決めされた状態で、前記直線凹部の一方を固定クランプにより所定のクランプ力で挟持し、他方を回転クランプにより所定のクランプ力で挟持するクランプ手段と、
　前記位置決め手段を退避させ、前記回転クランプを前記所定のクランプ力を保持しつつ回転離間させる割断手段と、
を有することを特徴とする割断装置。