專利名稱：配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置及其制造方法。
背景技術：
公知有將被切斷分割而表面積較小的永磁鐵用于旋轉電機的轉子鐵芯的技術。通過這種方式，因磁場的變動而產生的渦電流會減少。于是，永磁鐵伴隨渦電流的發(fā)熱被抑制。其結果，能夠防止不可逆的熱減磁。
在JP2009 - 142081A中記載有切斷永磁鐵的方法。在該JP2009 — 142081A中， 使用具有與轉子槽的尺寸相同的中空的尺寸及與轉子槽的形狀相同的中空的形狀的容器。 首先，向該容器內充填樹脂。接著插入永磁鐵，在該永磁鐵上預先設有作為切斷的基準的缺口。然后，在該容器內將永磁鐵切斷成磁片。通過這樣進行切斷使樹脂滲透到磁片之間。
但是，JP2009 - 142081A所述的結構在容器內切斷永磁鐵并在該狀態(tài)下利用樹脂使磁片彼此一體化。因此，磁片彼此產生厚度方向、寬度方向以及長度方向上的錯位。若考慮到會產生這樣的錯位，磁鐵尺寸就會被限制。其結果，電動機的性能也會被限制。發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種適合確保磁鐵尺寸的、用于制造被配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置及其制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明是配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，該永磁鐵的制造裝置使通過沿著切割槽斷裂分割而形成的多個磁片彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式結合。并且，具有第I推壓部件和第2推壓部件，該第I推壓部件用于使斷裂分割而成的多個磁片彼此的斷裂面相對并從永磁鐵的寬度方向進行推壓而使該多個磁片彼此在寬度方向上對齊，該第2推壓部件用于從永磁鐵的厚度方向對多個磁片進行推壓而使該多個磁片彼此在厚度方向上對齊。還具有第3推壓部件，該第3推壓部件用于從永磁鐵的長度方向對多個磁片彼此進行推壓而借助夾在磁片的相對的斷裂面之間的粘接劑來使多個磁片彼此接合。
在說明書的后面的記載中說明該發(fā)明的詳細以及其他特征、優(yōu)點，并且在附圖中圖示。


圖IA是表示應用了本發(fā)明的一種實施方式的永磁鐵的旋轉電機的概略結構的主視圖。
圖IB是圖IA的IB - IB剖視圖。
圖2是永磁鐵的立體圖。
圖3是表示使永磁鐵斷裂的磁鐵分割夾具的結構的示意圖。
圖4A是表示第I實施例的一體化夾具的結構的橫剖視圖。
圖4B是表示第I實施例的一體化夾具的結構的縱剖視圖。
圖5A是表示第2實施例的一體化夾具的結構的橫剖視圖。
圖5B是表示第2實施例的一體化夾具的結構的縱剖視圖。
圖6是表示第3實施例的一體化夾具的結構的橫剖視圖。
圖7是設于切斷前的永磁鐵的槽部分的側視圖。
圖8是表示比較例的一體化夾具的結構的橫剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第2實施方式的一體化夾具的結構的縱剖視圖。
圖IOA是表示板簧的常溫時的形狀的圖。
圖IOB是表示板簧的升溫時的形狀的圖。
圖11是表示第2實施方式的一體化夾具的升溫時的動作的縱剖視圖。
圖12是表示第I實施方式的一體化夾具的另一例的結構的橫剖視圖。
具體實施方式
以下，基于各實施方式說明本發(fā)明的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置及其制造方法。
第I實施方式
圖IA是表示應用了本發(fā)明的一實施方式的永磁鐵的旋轉電機的概略結構的主視圖。圖IB是圖IA的IB— IB剖視圖。
永磁鐵嵌入型旋轉電機A (以下，簡稱為“旋轉電機”)由構成未圖示的殼體的一部分的圓環(huán)形的定子10和與該定子10同軸地配置的圓柱形的轉子20構成。
定子10構成為包括定子鐵芯11和多個線圈12。在定子鐵芯11的以軸心線O為中心的同一圓周上以等角度間隔形成有槽13。多個線圈12以收容于槽13的方式設在被形成于定子鐵芯11的槽13中。
轉子20構成為包括轉子鐵芯21、與轉子鐵芯21 —體地旋轉的旋轉軸23以及多個永磁鐵30。在轉子鐵芯21的以軸心線O為中心的同一圓周上以等角度間隔形成有槽22。 多個永磁鐵30以收容于槽22的方式設在被形成于轉子鐵芯21的槽22中。
如圖2所示，以收容于槽22的方式設在槽22中的永磁鐵30構成為通過利用樹脂使對永磁鐵30進行斷裂分割而成的多個磁片31的斷裂面彼此粘接起來而對齊排列成一列的磁片31的集合體。所使用的樹脂具有例如200°C左右的耐熱性能，使相鄰的磁片31彼此電絕緣。由此，因所作用的磁場的變動而產生的渦電流留在各個磁片31內而使渦電流減小，因此能夠抑制永磁鐵30伴隨渦電流發(fā)熱，能夠防止不可逆的熱減磁。
此外，作為利用樹脂將分割斷裂而成的多個磁片31粘接起來而使之一體化的方法，公知有在容器內切斷永磁鐵并在該狀態(tài)下利用樹脂使磁片彼此一體化的方法。在該方法中，磁片彼此產生了厚度方向、寬度方向以及長度方向的錯位的狀態(tài)下利用樹脂將磁片彼此粘接起來，因此存在因留出錯位余量而不能增大的磁鐵尺寸、電動機性能惡化這樣的問題。
因此，在本實施方式中，提供一種永磁鐵30的制造裝置及制造方法，該永磁鐵30 的制造裝置及制造方法在利用粘接劑將磁片彼此結合時，通過從永磁鐵的厚度方向、寬度方向、長度方向這三個方向進行推壓來使切斷而成的磁片彼此對齊而抑制其錯位、并在該狀態(tài)下使磁片彼此一體化。圖3表示用于切斷永磁鐵的磁鐵分割夾具的結構，圖4A和圖4B 表示使切斷而成的多個磁片排列并一體化的一體化夾具的第I實施例的結構。
磁鐵分割夾具40構成為包括沖模41,其用于載置永磁鐵30 ;磁鐵固定夾具42, 其用于在沖模41的端部固定永磁鐵30 ;沖頭43，其用于通過下推永磁鐵30自的沖模41伸出的部分而使永磁鐵30斷裂。
此外，在永磁鐵30上的欲使其斷裂的所希望的位置預先設有槽32。槽32例如可以通過機械性地進行切削而形成，也可以通過進行激光加工、線切割放電加工而形成。
磁鐵固定夾具42是通過將永磁鐵30朝向沖模41推壓而固定永磁鐵30的夾具， 利用螺栓緊固或者液壓來推壓永磁鐵30。沖頭43通過向下方推壓永磁鐵30的自沖模41 突出的部分，使永磁鐵30沿著永磁鐵30的槽32斷裂。沖頭43例如由伺服壓力機、機械壓力機、液壓壓力機等驅動。
在設有槽32的永磁鐵30被載置于沖模41的上表面并自沖模41的右端伸出僅一個磁片31的長度的狀態(tài)下，利用磁鐵固定夾具42固定該永磁鐵30。然后通過使沖頭43下降，使永磁鐵30沿著槽32斷裂。通過重復以上動作，將永磁鐵30切斷成多個磁片31。
對于預先設定好的數量(在這里為4個)的切斷而成的磁片31，在相對的斷裂面上涂敷粘接劑，按照被切斷的順序投入到后述的一體化夾具50中。粘接劑使用例如環(huán)氧樹脂類的熱固化型的粘接劑等。另外，在該粘接劑中摻合有作為間隔件而發(fā)揮作用的玻璃珠、絕緣布，以確保磁片31之間的間隙，從而使磁片31彼此處于電絕緣的狀態(tài)。
一體化夾具50具有固定夾具51，該固定夾具51具有厚度方向固定面51A、寬度方向固定面51B以及長度方向固定面51C。此外，一體化夾具50具有與厚度方向固定面51A 相對且能接近或遠離該厚度方向固定面51A的厚度方向可動構件52A、與寬度方向固定面 51B相對且能接近或遠離該寬度方向固定面51B的寬度方向可動構件52B。還具有與長度方向固定面51C相對且能接近或遠離該長度方向固定面51C的長度方向可動構件52C。
使切斷而成的磁片31的斷裂面彼此相對并按照切斷順序排列而配置在固定夾具 51與各可動構件52A — 52C之間。即，以如下的方式配置使厚度方向固定面51A與磁片 31的下表面接觸，使厚度方向可動構件52A與磁片31的上表面接觸，使寬度方向固定面 51B及寬度方向可動構件52B與磁片31的寬度方向的側面接觸。并且，以使長度方向固定面51C及長度方向可動構件52C與磁片31的長度方向的端面接觸的方式配置。
各可動構件52A - 52C經由分別配置在背面?zhèn)鹊膹椈?3A — 53C具有推壓片 54A - 54C。以使厚度方向推壓片54A與寬度方向固定面51B的上端接觸、使寬度方向推壓片54B與厚度方向固定面51A的側端接觸、使長度方向推壓片54C與厚度方向固定面51A 的長度方向端部接觸的方式進行推壓。作為各推壓片54A - 54C的推壓方法，使用機械性的夾具、液壓 氣動等。并且，若各推壓片54A - 54C與上述固定夾具51A — 51C的各表面接觸，則各可動構件52A - 52C在由彈簧53A — 53C的彈力決定的規(guī)定的推壓力的作用下推壓被切斷而成的磁片31。由彈簧53A - 53C的彈力決定的推壓力例如設為每單位面積O.04MPao
在這里，對利用各推壓片54A - 54C進行推壓的順序進行說明。
第I :通過使寬度方向推壓片54B與厚度方向固定面51A的側面接觸，利用寬度方向可動構件52B和寬度方向固定面51B從寬度方向夾持并推壓多個磁片31。由此，多個磁6片31以在寬度方向上沒有錯位的狀態(tài)彼此對齊。相鄰的磁片31的相對的斷裂面彼此因為是通過斷裂而形成的表面，所以在多個磁片31沒有寬度方向的錯位地此對齊的狀態(tài)下， 斷裂面的凹凸分別對應，斷裂面彼此的間隔在任一部位都相等。
已知在多個磁片31的粘接工序中易于產生厚度方向的錯位。因此，為了抑制在厚度方向上進行推壓時的厚度方向的錯位，在進行厚度方向推壓之前預先消除掉寬度方向的錯位而使斷裂面彼此的間隔一致。
第2 :通過在釋放寬度方向的推壓之后使厚度方向推壓片54A與寬度方向固定面 51B的上端接觸，利用厚度方向可動構件52A和厚度方向固定面51A從厚度方向夾持并推壓多個磁片31。由此，多個磁片31以在厚度方向上沒有錯位的狀態(tài)彼此對齊。
在厚度方向上進行推壓之前釋放寬度方向的推壓是因為若在寬度方向上依然進行推壓的狀態(tài)下直接在厚度方向上進行推壓，寬度方向的推壓力會成為在厚度方向上推壓時的摩擦力，會妨礙磁片31彼此對齊。
第3 :通過使長度方向推壓片54C與厚度方向固定面51A的長度方向端面接觸,利用長度方向可動構件52C和長度方向固定面51C從長度方向夾持并推壓被切斷而成的磁片 31。由此，相鄰的磁片31的相對的斷裂面彼此在夾著粘接劑的狀態(tài)下被彈簧53C推壓而接觸。夾在斷裂面之間的粘接劑在來自長度方向推壓力的作用下在斷裂面之間適當地擴展， 因此能夠確保粘接力。另外，在磁片31彼此在厚度方向及寬度方向上沒有錯位地對齊且其斷裂面彼此的凹凸分別對應的狀態(tài)下，使粘接劑夾在其斷裂面之間而使磁片31彼此接合， 因此以使粘接劑在斷裂面的任一區(qū)域的厚度都相等的方式將磁片31彼此粘接起來。
在厚度方向上依然進行推壓的狀態(tài)下直接在長度方向上進行推壓是因為為了防止在長度方向上進行推壓時最端部的磁片31彎曲，或者多個磁片31的列向厚度方向翹曲。
第4 :暫時釋放厚度方向推壓之后，再次進行上述的厚度方向推壓，第5 :進行上述的寬度方向的推壓。通過進行兩次厚度方向推壓和寬度方向的推壓，即使在第一次的厚度方向推壓時、第一次的長度方向的推壓時、在寬度方向或厚度方向上產生錯位，也能夠將該錯位修正。
按照第I 一第5的順序使磁片31彼此對齊排列之后，使其在利用一體化夾具50 保持的狀態(tài)下通過加熱爐，通過使其例如升溫到150°C來使粘接劑固化。由此，能夠形成一體化的永磁鐵30。
如上所述，在通過利用一體化夾具50從厚度方向、寬度方向及長度方向這三個方向對被切斷分割而成的磁片31彼此進行推壓而抑制了被斷裂而成的磁片31彼此的錯位的狀態(tài)下，利用粘接劑使其一體化。因此，在將永磁鐵30向轉子鐵芯21的槽22中組裝時，不會發(fā)生構成永磁鐵30的磁片31卡掛到轉子鐵芯21的槽22的邊緣而無法組裝于轉子鐵芯 21這樣的不良情況。即，能夠抑制磁片31彼此的錯位，改善產生由磁片31彼此的錯位導致無法向轉子鐵芯的槽插入永磁鐵30這樣的不良品的不良率，提聞成品率。
另外，能夠使永磁鐵30的磁鐵尺寸與轉子鐵芯21的槽22的中空尺寸為相同的大小。即，與磁片31彼此產生錯位的情況比較，能夠使用大的永磁鐵30，其結果，有助于提高電動機輸出。
另外，在利用一體化夾具50使磁片31彼此對齊排列時，由于最后在長度方向上推壓，因此在使磁片31彼此在厚度方向及寬度方向上對齊 矯正時，能夠使由于磁片31彼此在推壓力的作用下相互摩擦而導致的摩擦力減小，能夠容易地使磁片31彼此對齊。
并且，一體化夾具50具有固定夾具51，該固定夾具51具有成為一體的厚度方向固定面51A、寬度方向固定面51B以及長度方向固定面51C。另外，一體化夾具50具有與厚度方向固定面51A相對且能接近或遠離該厚度方向固定面51A的厚度方向可動構件52A、與寬度方向固定面51B相對且能接近或遠離該寬度方向固定面51B的寬度方向可動構件52B。 還具有與長度方向固定面51C相對且能接近或遠離該與長度方向固定面51C的長度方向可動構件52C。即，三個方向均形成為單側固定、另一側可動的結構，因此能夠形成為簡單的結構，能夠減少一體化夾具50的成本。
并且，一體化夾具50在厚度方向、寬度方向及長度方向這三個方向的推壓力相同。即，利用長度方向的負荷從與由厚度方向推壓負荷、寬度方向的推壓負荷產生的摩擦力正交的方向進行推壓。因此，即使永磁鐵30的長度方向尺寸由于使溫度上升來使粘接劑固化時的熱膨脹、粘接劑的溫度上升導致的粘度降低而發(fā)生變化，長度方向可動構件52C也能夠隨著該變化而移動。而且，不會破壞摻合于粘接劑的間隔物而能夠控制磁片31之間的間隙，能夠將永磁鐵30的全長尺寸控制在所希望的尺寸內。另外，通過在長度方向上進行推壓，使粘接劑在斷裂面之間適當地擴展，能夠確保粘接力。
此外，也可以取代上述的推壓順序，而首先在寬度方向上進行推壓，接著在寬度方向上依然進行推壓的狀態(tài)下在厚度方向上進行推壓，最后在寬度方向及厚度方向上依然進行推壓的狀態(tài)下在長度方向上進行推壓。該情況下，寬度方向的推壓力成為在厚度方向上推壓時的摩擦力，但因為能夠抑制向厚度方向推壓所引起的寬度方向的錯位，所以能夠使寬度方向的推壓和厚度方向推壓為各一次。
此外，也可以將寬度方向推壓片54B、厚度方向推壓片54A以及長度方向推壓片 54C之中的任意的兩個形成為一體。例如，如圖12所示，在將厚度方向推壓片54A和長度方向推壓片54C形成為一體的情況下，會以在厚度方向上推壓的狀態(tài)在長度方向上進行推壓。這樣，通過將任意兩個推壓片形成為一體，能夠減少零件的個數。并且，因為通過將兩個推壓片形成為一體而使推壓片彼此的抵接面減少一個，所以可減輕抵接面的尺寸管理、 加工處理的負擔。當然，將寬度方向推壓片54B和長度方向推壓片54C形成為一體、或者將厚度方向推壓片54A和寬度方向推壓片54B形成為一體也能獲得相同的效果。
圖5A、圖5B表示一體化夾具50的第2實施例的結構。本實施例的一體化夾具50 是將第I實施例的一體化夾具50的長度方向可動構件52C相對于多個磁片31配置在該多個磁片31的長度方向兩端面的夾具。即，該一體化夾具50具有固定夾具51，該固定夾具 51具有成為一體的厚度方向固定面51A和寬度方向固定面51B。另外，一體化夾具50與第 I實施例同樣地具有與厚度方向固定面51A相對且能接近或遠離該厚度方向固定面51A的厚度方向可動構件52A、與寬度方向固定面5IB相對且能接近或遠離該寬度方向固定面5IB 的寬度方向可動構件52B。并且，在具有沿著固定夾具51的長度方向相對且能接近或遠離的一對長度方向可動構件52C這點上與第I實施例不同。
各長度方向可動構件52C經由分別配置在背面?zhèn)鹊膹椈?3C而具有推壓片54C， 各個推壓片54C被從背面推壓，從而與厚度方向固定面51A的長度方向端部接觸。此外，作為該推壓片54C的推壓方法，使用機械性的夾具、液壓·氣動等。并且，在各推壓片54C與該固定夾具51的長度方向兩端面接觸時，經由各個彈簧53C利用長度方向可動構件52C從CN 102948045 A書明說6/10 頁兩端在彈簧53C的彈力所決定的規(guī)定的推壓力的作用下對被切斷而成的磁片31進行推壓。 彈簧53C的彈力所決定的推壓力例如設定為每單位面積O. 04MPa。其他結構與第I實施例同樣地構成。
在該實施例的一體化夾具50中，從與由厚度方向、寬度方向的推壓負荷導致的摩擦力正交的方向的兩側利用長度方向的負荷進行推壓。因此，即使永磁鐵30的長度方向尺寸由于使溫度上升來使粘接劑固化時的熱膨脹、粘接劑的溫度上升所導致的粘度降低而發(fā)生變化，長度方向兩端的可動構件52C也隨著該變化而移動。因此，不會發(fā)生長度方向推壓力在由永磁鐵30的寬度方向推壓及厚度方向推壓導致的摩擦力的影響下隨著從可動構件 52C側向固定面?zhèn)热ザ鴾p弱的情況。其結果，消除粘接劑的擴展在固定夾具51側減少而粘接力降低的擔憂。換言之，通過從兩端的長度方向可動構件52C施加長度方向推壓力，能夠抑制該長度方向推壓力在由永磁鐵30的寬度方向推壓及厚度方向推壓導致的摩擦力的影響下降低的情況。因此，能夠抑制磁片31之間的粘接力的降低，在各磁片31之間得到均勻的粘接力。并且，通過得到均勻的粘接力，不會破壞摻合于粘接劑的間隔物，從而能夠將磁片31之間的間隙控制得均勻，能夠將永磁鐵30的全長尺寸控制在所希望的尺寸內。另外，通過在長度方向上均勻地進行推壓，能夠使粘接劑在斷裂面之間適當地擴展而確保粘接力。
圖6表示一體化夾具50的第3實施例的結構。本實施例的一體化夾具50是使具有沿著斷裂面向厚度方向突出的突起 33的磁片31彼此對齊排列并一體化的夾具。沿著磁片31的斷裂面的厚度方向的突起33是在為了切斷永磁鐵30而利用激光加工設有事先加工的槽32的情況下、如圖7所示那樣產生的。即，采用激光束照射的方法，能夠使切割槽32 的頂端的頂尖鋒利，并且所使用的設備也廉價，運行成本也能夠廉價。但是，在利用激光束照射的方法中，與在磁鐵表面加工的槽32的容積相應、即作為切割槽而被熔融的區(qū)域的材料被推移到切割槽32的兩側而堆積并附著于切割槽32的兩側。因此，堆積附著的材料導致最終在切割槽32的兩側的磁鐵表面產生毛刺。該毛刺是突起33。
如果在磁片31上有突起33，則當應用第I實施例、第2實施例所示的一體化夾具 50時，如圖8所示，即使利用厚度方向可動構件52A進行推壓，也由于存在突起33而無法使磁片31彼此對齊。即，厚度方向可動構件52A不與各磁片31的表面接觸而只與突起33的頂端接觸，因此無法使磁片31可靠地與厚度方向固定面51A接觸，不能徹底地矯正磁片31 彼此的厚度方向上的錯位。
因此，在本實施例的一體化夾具50中，如圖6所示，在厚度方向可動構件52A的與磁片31的突起33相對的表面形成有用于容納突起33的槽56。該槽56設為這樣的深度 即使容納突起33也使突起33的頂端不會抵接到槽底。另外，槽56的寬度設為這樣的尺寸 即使在利用長度方向可動構件52C從長度方向推壓磁片31而使粘接劑攤開時及粘接劑固化時發(fā)生膨脹等、突起33隨著磁片31的長度方向移動而發(fā)生移動，突起33也不會與槽56 的側壁接觸。其他結構與第I實施例、第2實施例的一體化夾具50同樣地形成。
采用這樣的一體化夾具50，厚度方向可動構件52A的除了槽56以外的平面部與磁片31的除了突起33以外的表面接觸，在厚度方向可動構件52A與厚度方向固定面51A之間，能夠使磁片31在厚度方向上沒有錯位地彼此對齊。另外，在利用長度方向可動構件52C 從長度方向推壓磁片31來攤開粘接劑時及粘接劑固化時的膨脹等導致磁片31發(fā)生的長度9方向移動也不會因突起33而被干涉，能夠容許磁片31的長度方向移動。
另外，在粘接劑固化之后，通過機械加工而一次性去除永磁鐵30的表面的突起 33。這樣，通過在磁片31被一體化之后去除突起33，與在一體化之前逐一對磁片31去除突起33來使其形狀一致的情況比較，易于提高永磁鐵30的形狀精度。另外，通過這樣提高形狀精度并使形狀的偏差變小，能夠使永磁鐵30的尺寸更大，其結果，有助于提高電動機輸出功率。
另外，說明了將用于容納突起33的槽56設于厚度方向可動構件52A的表面的情況，但也可以取代這種設置，而將用于容納突起33的槽56設于厚度方向固定面51A。
本實施方式能夠達到以下所述的效果。
(a) 一種嵌入于旋轉電機的轉子鐵芯的永磁鐵30的制造裝置，該制造裝置使通過沿著切割槽32切斷分割而形成的多個磁片31彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式進行結合。并且，該制造裝置包括第I推壓部件，其用于使該多個磁片31斷裂面彼此相對地從永磁鐵30的厚度方向推壓多個的磁片31而使該多個磁片31彼此在厚度方向上對齊；第2推壓部件,其用于從永磁鐵30的寬度方向推壓多個磁片31而使該多個磁片31彼此在寬度方向上對齊。該制造裝置還包括第3推壓部件，其用于從永磁鐵30的長度方向推壓多個磁片31而利用夾在磁片31的相對的斷裂面之間的粘接劑使多個磁片31 彼此接合。因此，能夠從厚度方向、寬度方向以及長度方向推壓多個磁片31來使其彼此對齊，因此能夠抑制磁片31彼此錯位。其結果，改善產生由于磁片31彼此的錯位導致不能向轉子鐵芯21的槽22插入永磁鐵30這樣的不良品的不良率，提聞成品率。另外，由于能夠抑制磁片31彼此錯位，因此，其結果，能夠確保磁鐵尺寸較大，能夠有助于提高電動機的輸出功率。
(b )由于各推壓部件54A - 54C利用可動構件52A — 52C向固定的夾具表面推壓多個磁片31，使多個磁片31彼此對齊并且使斷裂面彼此接合，因此三個方向均為單側固定、 另一側可動的結構，能夠形成為簡單的結構，能夠減少一體化夾具50的成本。
(c)由于各推壓部件54A - 54C利用相同的推壓負荷推壓磁片31，因此即使由于使溫度上升來使粘接劑固化時的熱膨脹、粘接劑的溫度上升導致的粘度降低而導致永磁鐵 30的長度方向的尺寸發(fā)生變化，長度方向可動構件52C也能夠隨著該變化而移動。
(d)各磁片31沿著斷裂面在厚度方向的一個表面具有突起33，第2推壓部件54A 在面對各磁片31的突起33的部位具有用于容納突起33的槽56。因此，厚度方向可動構件 52A的除了槽56以外的平面部與磁片31的除了突起33以外的表面接觸，在厚度方向可動構件52A與厚度方向固定面5IA之間，能夠使磁片31在厚度方向上沒有錯位地彼此對齊。 另外，在利用長度方向可動構件52C從長度方向推壓磁片31來攤開粘接劑時及粘接劑固化時的膨脹等導致磁片31發(fā)生的長度方向移動也不會因突起33而被干涉，能夠容許磁片31 的長度方向移動。
(e)第I推壓部件54B、第2推壓部件54A利用可動構件52B、52A向固定的夾具面推壓多個磁片31，使多個磁片31彼此對齊，第3推壓部件54C利用配置在永磁鐵30的長度方向兩側的可動構件52C從兩側推壓多個磁片31，利用夾在磁片31的相對的斷裂面之間的粘接劑使多個磁片31彼此接合。即，通過從兩端的長度方向可動構件52C施加長度方向推壓力，可抑制長度方向推壓力在由沿永磁鐵30的寬度方向推壓及厚度方向推壓導致的摩擦力的影響下降低的情況，能夠抑制磁片31之間的粘接力降低，在各磁片31之間能夠獲得均勻的粘接力。因此，不會破壞摻合于粘接劑的間隔物，能夠均勻地控制磁片31之間的間隙，能夠將永磁鐵30的全長尺寸控制在所希望的尺寸內。另外，通過在長度方向均勻地進行推壓，粘接劑在斷裂面之間適當地擴展，能夠確保粘接力。
(f) 一種嵌入于旋轉電機的轉子鐵芯的永磁鐵30的制造方法，在該方法中，使通過沿著切割槽32切斷分割而形成的多個磁片31彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式結合。并且，該制造方法包括以下工序第I推壓工序，使該多個磁片31斷裂面彼此相對地從永磁鐵30的厚度方向推壓被切斷分割而成的多個磁片31，使該多個磁片 31彼此在厚度方向上對齊；第2推壓工序，從永磁鐵30的寬度方向推壓多個磁片31，使該多個磁片31彼此在寬度方向上對齊。并且，該制造方法還包括第3推壓工序，在該第3工序中，從永磁鐵30的長度方向對通過第I推壓工序、第2推壓工序而彼此對齊后的多個磁片 31進行推壓，利用夾在磁片31的相對的斷裂面之間的粘接劑使多個磁片31彼此接合。換言之，在利用一體化夾具50使磁片31彼此對齊排列時，由于最后在長度方向上進行推壓， 因此磁片31在厚度方向及寬度方向上彼此對齊·矯正時，能夠使由于磁片31彼此在推壓力的作用下相互摩擦而導致的摩擦力減小，能夠容易地使磁片31彼此對齊。
第2實施方式
圖9 —圖11表示應用了本發(fā)明的、嵌入于旋轉電機的轉子鐵芯的永磁鐵的制造裝置及其制造方法的第2實施方式。S卩，圖9是一體化夾具的側視圖，圖10是一體化夾具所使用的彈簧裝置的說明圖，圖11是一體化夾具的動作狀態(tài)的側視圖。在本實施方式中，在第I實施方式上追加了使施加于厚度方向可動構件52A或者寬度方向可動構件52B的至少一方的推壓力隨著環(huán)境溫度而變化的結構。另外，對與第I實施方式相同的構件標注相同的附圖標記而省略或者簡化其說明。
在本實施方式的一體化夾具50中，使施加于厚度方向可動構件52A或者寬度方向可動構件52B的至少一方的推壓力隨著環(huán)境溫度而變化。即，在環(huán)境溫度是低溫的常溫時， 設為規(guī)定的推壓力、例如產生每單位面積O. 04MPa的負荷。并且，隨著環(huán)境溫度的上升而使推壓力降低，在上升到粘接劑的固化溫度、例如150°C的環(huán)境溫度時，使推壓力降低到零附近。
圖9所示的一體化夾具50由框體的框架57構成。并且，磁片31的寬度方向配置成圖中的上下方向，在上下方向的一側(在圖9中為下側)配置有作為固定夾具51的框架 57，在上下方向的另一側(在圖9中為上側)以被上下方向滑塊引導而能夠在上下方向上移動的方式配置有寬度方向可動構件52B。寬度方向可動構件52B配置成被螺旋彈簧53B向圖中下方推壓，該螺旋彈簧53B的基部被調整螺栓固定，該調整螺栓螺紋固定于框架57。
另外，磁片31的厚度方向配置成圖中的左右方向，在左右方向的一側(在圖9中為左側)配置有作為固定夾具51的厚度方向固定面51A，在左右方向的另一側(在圖9中為右側)以被左右方向滑塊弓I導而能夠在左右方向上移動的方式配置有厚度方向可動構件52A。 厚度方向可動構件52A配置成被板簧55向途中左方推壓,該板簧55由雙金屬片55構成， 該雙金屬片55的基部固定于框架57。
板簧55是通過將線膨脹系數不同的兩張板材貼合而形成的，在常溫狀態(tài)下如圖 IOA所示那樣為直線形狀，如果溫度上升，就會如圖IOB所示那樣因兩張板材的熱膨脹量不同而變形為曲線形狀。并且，以在利用固定夾具51和可動構件52A夾持磁片31的狀態(tài)下、 使板簧55彈性變形為在常溫時對厚度方向可動構件52A施加每單位面積O. 04MPa的負荷的狀態(tài)將板簧55的基部固定于框架57。由此,在常溫狀態(tài)下,雙金屬片55能夠經由可動構件52A以上述推壓力限制磁片31。
另外，圖9中的用單點劃線表示的雙金屬片55是不施加外力的自然狀態(tài)的形狀， 圖9中的用虛線表示的雙金屬片55是在環(huán)境溫度升溫到粘接劑的固化溫度、例如150°C時的形狀。
作為雙金屬片55的設定例，對例如JIS相當符號TM3的、具有板厚1mm、板寬5mm、 全長50mm的長方形截面的雙金屬片55進行說明。采用該雙金屬片55，在使厚度方向推壓負荷為每單位面積O. 04MPa的情況下，板材的最大撓曲量為2. 96mm。在該情況下，以利用可動夾具推壓磁片31而使板材的撓曲量為2. 96mm的方式將板材固定于框架。
另外，磁片31的長度方向的固定夾具51和可動構件52C雖未圖示，但與第I實施方式同樣地構成。另外，在上述一體化夾具50中，說明了僅有厚度方向可動構件52A利用雙金屬片55限制磁片31的厚度方向的情況。但是，寬度方向可動構件52B也可以利用雙金屬片55限制磁片31的寬度方向。
如上所述，在本實施方式的一體化夾具50中，在向一體化夾具50安裝磁片31的粘接劑未固化的狀態(tài)下，能夠利用由雙金屬片55設定的較大的推壓力限制磁片31彼此的厚度方向位置及/或寬度方向位置而可靠地使磁片31彼此對齊。
并且，在為了使粘接劑固化而升溫時，環(huán)境溫度從常溫20°C上升到150°C，粘接劑伴隨溫度的上升而固化。另外，雙金屬片55隨著環(huán)境溫度的上升而從圖11的虛線圖示狀態(tài)變形為實線圖示狀態(tài)。因此，雙金屬片55所產生的推壓力逐漸降低，磁片31與上述夾具之間的、隨著厚度方向可動構件52A和寬度方向可動構件52B的推壓力而產生的摩擦力也逐漸降低。另一方面，在受到長度方向可動構件52C的推壓力的作用的狀態(tài)下，由于粘接劑熱膨脹，磁片31彼此欲向長度方向移動。
并且，摩擦力的降低使磁片31與上述夾具之間的移動阻力降低，對于磁片31，長度方向可動構件52C的推壓力全面地作用于磁片31之間。因此，不會發(fā)生由于較強的壓縮負荷作用于斷裂面之間的局部的粘接劑而使粘接劑中的間隔物被破壞的情況，可抑制磁片 31之間的間隙變小。其結果，可抑制粘接劑在斷裂面之間不適當地擴展而導致粘接力降低的問題。因此，能夠均勻地控制斷裂面之間的間隙，能夠將永磁鐵30的全長尺寸控制在所希望的尺寸內。另外，可消除粘接劑在斷裂面之間不適當地擴展而導致粘接力降低的問題， 在各磁片31之間可得到均勻的粘接力。
另外，在厚度方向推壓負荷及寬度方向推壓負荷不會隨著環(huán)境溫度的上升而變化的情況下，即使環(huán)境溫度上升，上述摩擦力也不會降低，磁片31的移動阻力也不會降低。在該情況下，磁片31不能隨著粘接劑的熱膨脹而移動。因而，可以預想到這樣的問題在位于固定夾具51側的斷裂面之間作用較強的壓縮負荷，導致粘接劑所含的間隔物被壓扁而使磁片31之間的間隙變小，或者，在壓縮負荷較弱的斷裂面之間，粘接劑在斷裂面之間未適當地擴展而使粘接力降低。
但是，在本實施方式中，如上所述，移動阻力隨著溫度的上升而降低，磁片31能夠隨著粘接劑的熱膨脹而移動，所以能夠消除這樣的問題位于固定夾具51側的斷裂面之間的、磁片31之間的間隙因粘接劑所含的間隔物被壓扁而減少、粘接劑在斷裂面之間未適當地擴展而導致粘接力降低。
在本實施方式中，除了第I實施方式的效果(a) (f)之外，還能夠達到以下所述效果。
(g)第I推壓部件54B、第2推壓部件54A的至少任一方利用可動構件52A、52B以隨著環(huán)境溫度的上升而降低的推壓力向固定的夾具表面推壓多個磁片31，使多個磁片31彼此對齊。因此，移動阻力隨著溫度的上升而降低，磁片31能夠隨著粘接劑的熱膨脹而移動， 能夠消除這樣的問題位于固定夾具51側的斷裂面之間的、磁片31之間的間隙因粘接劑所含的間隔物被壓扁而變小、或者粘接劑在斷裂面之間未適當地擴展而導致粘接力降低。
以上，雖然說明了本發(fā)明的實施方式，但上述實施方式僅表示本發(fā)明的應用例的一部分，其主旨并不在于將本發(fā)明的保護范圍限定于上述實施方式的具體的構成。例如，在上述實施方式中，說明了永磁鐵嵌入型旋轉電機，但本發(fā)明同樣能夠應用于將永磁鐵粘貼于轉子的外周面的、所謂的SPM電動機。
本申請基于2010年6月17日向日本國專利廳提出申請的日本特愿2010 — 138253 要求優(yōu)先權，將該申請的全部內容作為參考引入本說明書中。
附圖標記說明
A、永磁鐵嵌入型旋轉電機；10、定子；20、轉子；21、轉子鐵芯；22、槽；30、永磁鐵； 31、磁片；32、凹槽；33、突起；50、一體化夾具；51、固定夾具；51A、厚度方向固定面；51B、寬度方向固定面；51C、長度方向固定面；52A、厚度方向可動構件；52B、寬度方向可動構件； 52C、長度方向可動構件；53、彈簧；54A、厚度方向推壓片(第2推壓部件)；54B、寬度方向推壓片(第I推壓部件)；54C、長度方向的推壓片(第3推壓部件)；55、板簧、雙金屬片；56、槽。
權利要求
1.一種配置于旋轉電機的永磁鐵(30)的制造裝置，其使通過沿著切割槽(32)斷裂分割而形成的多個磁片(31)彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式結合，其中，該制造裝置包括第I推壓部件(54B)，其用于從永磁鐵(30)的寬度方向推壓上述多個磁片(31)而使該多個磁片(31)彼此在寬度方向上對齊；第2推壓部件(54A)，其用于使該多個磁片(31)斷裂面彼此相對地從永磁鐵(30)的厚度方向推壓上述被斷裂分割而成的多個磁片(31)而使該多個磁片(31)彼此在厚度方向上對齊；第3推壓部件(54C)，其用于從永磁鐵(30)的長度方向推壓上述多個磁片(31)而利用夾在磁片(31)的相對的斷裂面之間的粘接劑使上述多個磁片(31)彼此接合。
2.根據權利要求I所述的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，其中，上述各推壓部件(54A - 54C)利用可動構件(52A — 52C)向固定的夾具表面推壓多個磁片(31)，使多個磁片(31)彼此對齊并且使斷裂面彼此接合。
3.根據權利要求I或2所述的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，其中，上述各推壓部件(54A - 54C)利用相同的推壓負荷推壓磁片(31)。
4.根據權利要求I 3所述的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，其中，上述各磁片(31)沿著斷裂面在厚度方向的一側的表面具有突起(33 )，上述第2推壓部件(54A)在面對上述各磁片(31)的突起的部位具有用于容納突起(33 ) 的槽(56)。
5.根據權利要求I所述的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，其中，上述第I推壓部件(54B)利用可動構件(52B)向固定的夾具表面(51B)推壓多個磁片(31)，第2推壓部件(54A)利用可動構件(52A)向固定的夾具表面(51A)推壓多個磁片 (31)，從而使多個磁片(31)彼此對齊，上述第3推壓部件(54C)利用配置在永磁鐵(30)的長度方向兩側的可動構件(52C)從兩側推壓多個磁片(31)，利用夾在磁片(31)的相對的斷裂面之間的粘接劑使斷裂面彼此接合。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置，其中， 上述第I推壓部件(54B)或者上述第2推壓部件(54A)的至少一方利用可動構件(52B或者52A)以隨著環(huán)境溫度的上升而降低的推壓力向固定的夾具表面(51B或者51A)推壓多個磁片(31)，使多個磁片(31)彼此對齊。
7.一種配置于旋轉電機的永磁鐵的制造方法，其使通過沿著切割槽(32)切斷分割而形成的多個磁片(31)彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式結合，其中，該制造方法包括第I推壓工序，使該多個磁片(31)斷裂面彼此相對地從永磁鐵(30)的寬度方向推壓上述被切斷分割而成的多個磁片(31)，使該多個磁片(31)彼此在寬度方向上對齊；第2推壓工序，從永磁鐵(30)的厚度方向推壓上述多個磁片(31)，使該多個磁片(31) 彼此在厚度方向上對齊；第3推壓工序，從永磁鐵(30)的長度方向對通過第I推壓工序、第2推壓工序而彼此對齊后的多個磁片(31)進行推壓，利用夾在磁片的相對的斷裂面之間的粘接劑使多個磁片(31)彼此接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配置于旋轉電機的永磁鐵的制造裝置及其制造方法。使通過沿著切割槽切斷分割而形成的多個磁片彼此以在斷裂面之間夾著粘接劑并相互對齊排列的方式結合。并且，包括第1推壓部件，其用于使斷裂面相對地從永磁鐵的厚度方向推壓被切斷分割而成的多個磁片而使該多個磁片彼此在厚度方向上對齊；第2推壓部件，其用于從永磁鐵的寬度方向推壓多個磁片而使該多個磁片彼此在寬度方向上對齊。還具有第3推壓部件，該第3推壓部件用于從永磁鐵的長度方向推壓多個磁片并利用夾在磁片的相對的斷裂面之間的粘接劑使多個磁片彼此接合。
文檔編號H02K15/03GK102948045SQ20118002918
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月17日
發(fā)明者高市一宏, 石黑國朋 申請人:日產自動車株式會社