JP2017077086A

JP2017077086A - ロータコアの製造方法

Info

Publication number: JP2017077086A
Application number: JP2015203041A
Authority: JP
Inventors: 真宏木野; Masahiro Kino
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: JP6428559B2

Abstract

【課題】複数の分割磁石がスペーサによって固定された磁石アセンブリを積層鋼板のスロットに挿入する際に当該スペーサの損傷を抑制することができるロータコアの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一形態に係るロータコアの製造方法は、間隔を開けて配置された治具上に当該間隔を跨ぐようにスペーサ９を配置する工程と、治具に形成された吸引孔からエアを吸引することで、スペーサ９を治具に吸い寄せる工程と、複数の分割磁石８１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する形態で並べてスペーサ９における間隔に配置された部分に押し付けつつ磁石８の長手方向に移動させ、エアの吸引によってスペーサ９を引っ張りながら、スペーサ９で複数の分割磁石８１を巻き込むように、スペーサ９を複数の分割磁石８１に貼り付ける工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータコアの製造方法に関し、例えば、磁石を長手方向に分割した複数の分割磁石がフィルム状のスペーサで固定された磁石アセンブリを、積層鋼板における鋼板の積層方向に磁石の長手方向が配置されるように、積層鋼板のスロットに挿入したロータコアの製造方法に関する。

例えば、ハイブリッド自動車などの電動モーターのロータコアは、積層鋼板のスロットに磁石が挿入された構成である。このとき、渦電流の低減のために、磁石が複数の分割磁石に分割されてスロットに挿入される場合がある。

しかし、積層鋼板と磁石とを絶縁していないため、磁石に生じる渦電流が積層鋼板を介して、隣接するスロットに挿入された別の磁石にまで流れてしまい、比較的大きなループの渦電流が生じてしまう場合がある。

そこで、特許文献１には、磁石の長手方向に間隔を開けた二か所で、並べられた複数の分割磁石に絶縁テープ（スペーサ）を巻き付け、複数の分割磁石を絶縁テープで固定して磁石アセンブリとする技術が開示されている。

特開２０１５−６１３２８号公報

特許文献１の技術は、磁石の長手方向に間隔を開けた二か所で、複数の分割磁石に絶縁テープを巻き付けて、複数の分割磁石を絶縁テープで固定するので、絶縁テープが存在する箇所と当該絶縁テープが存在しない箇所との境で段差が生じ、磁石アセンブリをスロットに挿入する際に当該スロットの縁部に絶縁テープが引っ掛かって損傷し易い。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数の分割磁石がスペーサによって固定された磁石アセンブリを積層鋼板のスロットに挿入する際に当該スペーサの損傷を抑制することができるロータコアの製造方法を実現する。

本発明の一態様に係るロータコアの製造方法は、磁石を長手方向に分割した複数の分割磁石がフィルム状のスペーサで固定された磁石アセンブリを、積層鋼板における鋼板の積層方向に前記磁石の長手方向が配置されるように、前記積層鋼板のスロットに挿入したロータコアの製造方法であって、
間隔を開けて配置された治具上に当該間隔を跨ぐように前記スペーサを配置する工程と、
前記治具に形成された吸引孔からエアを吸引することで、前記スペーサを前記治具に吸い寄せる工程と、
前記複数の分割磁石を前記積層鋼板のスロットに挿入する形態で並べて前記スペーサにおける前記間隔に配置された部分に押し付けつつ前記磁石の長手方向に移動させ、前記エアの吸引によって前記スペーサを引っ張りながら、前記スペーサで前記複数の分割磁石を巻き込むように、前記スペーサを前記複数の分割磁石に貼り付ける工程と、
を備える。

本発明により、複数の分割磁石がスペーサによって固定された磁石アセンブリを積層鋼板のスロットに挿入する際に当該スペーサの損傷を抑制することができるロータコアの製造方法を実現できる。

実施の形態１の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける直前の様子を模式的に示す縦断面図である。並べられた分割磁石にスペーサを貼り付ける様子を概念的に示す図である。実施の形態１の貼付装置における治具の吸引孔と磁石とスペーサとの平面的な配置関係を模式的に示す図である。実施の形態１の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける様子を模式的に示す縦断面図である。実施の形態１の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付けた直後の様子を模式的に示す縦断面図である。分割磁石がスペーサで固定された磁石アセンブリを模式的に示す斜視図である。分割磁石がスペーサで固定された磁石アセンブリを模式的に示す端面図である。吸引機能を備えていない第１の治具及び第２の治具を用い、且つ上側クランプのみで磁石を支持して、スペーサによって磁石を巻き込む様子を模式的に示す図である。吸引機能を備えていない第１の治具及び第２の治具を用い、且つ上側クランプのみで磁石を支持して、スペーサによって磁石を巻き込む様子を模式的に示す異なる図である。積層鋼板を模式的に示す上面図である。積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを挿入する様子を模式的に示す斜視図である。積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを挿入する様子を模式的に示す部分断面図である。、積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを樹脂によって固定する様子を模式的に示す図である。実施の形態２の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける様子を模式的に示す縦断面図である。異なる吸引路に振り分けられる吸引孔を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
本実施の形態のロータコアの製造方法を説明する。先ず、本実施の形態のロータコアを製造するために用いるスペーサの貼付装置（以下、単に貼付装置と省略する場合がある。）の構成を簡単に説明する。図１は、本実施の形態の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける直前の様子を模式的に示す縦断面図である。

貼付装置１は、図１に示すように、第１の治具２、第２の治具３、第１の回転ローラ４、第２の回転ローラ５、上側クランプ６及び下側クランプ７を備えている。

第１の治具２の上面は、略水平面である。第１の治具２は、複数の吸引孔２ａを備えている。吸引孔２ａは、例えば、共通の吸引路２ｂを介して外部の吸引ポンプなどに接続されている。

第２の治具３の上面は、略水平面であり、第１の治具２の上面と略等しい平面上に配置されている。第２の治具３は、複数の吸引孔３ａを備えている。吸引孔３ａは、例えば、共通の吸引路３ｂを介して外部の吸引ポンプなどに接続されている。

これらの第１の治具２と第２の治具３とは、間隔を開けて配置されている。第１の治具２と第２の治具３との間隔は、磁石８にスペーサ９を貼り付ける際に、当該間隔に少なくともスペーサ９に巻き込まれた磁石８を通すことが可能な幅を有する。

また、第１の治具２及び第２の治具３の上面は、第１の治具２と第２の治具３との間隔を跨ぐように第１の治具２及び第２の治具３の上面にスペーサ９を載置可能な広さを有する。

第１の回転ローラ４は、倒円柱形状のローラ本体を備えている。第１の回転ローラ４は、第１の治具２における第２の治具３側の縁部に沿って配置されている。言い換えると、第１の回転ローラ４は、第１の治具２と第２の治具３との間隔の一側に配置されている。そして、第１の回転ローラ４の回転軸は、第１の治具２における第２の治具３側の縁部に沿って延在している。

第２の回転ローラ５は、倒円柱形状のローラ本体を備えている。そして、第２の回転ローラ５のローラ本体の直径は、例えば、第１の回転ローラ４のローラ本体の直径と略等しい。第２の回転ローラ５は、第２の治具３における第１の治具２側の縁部に沿って配置されている。言い換えると、第２の回転ローラ５は、第１の治具２と第２の治具３との間隔の他側に配置されている。そして、第２の回転ローラ５の回転軸は、第２の治具３における第１の治具２側の縁部に沿って延在しており、第１の回転ローラ４の回転軸と略平行に配置されている。

これらの第１の回転ローラ４と第２の回転ローラ５とは、間隔を開けて配置されている。第１の回転ローラ４と第２の回転ローラ５との間隔は、磁石８にスペーサ９を貼り付ける際に、磁石８をスペーサ９で巻き込むように磁石８にスペーサ９を押し付けることが可能な幅を有する。

ここで、第１の回転ローラ４及び第２の回転ローラ５のローラ本体は、例えば、外周面がゴムなどの樹脂によって被覆されていることが好ましい。これにより、磁石８にスペーサ９を貼り付ける際に当該スペーサ９の損傷を抑制することができる。

上側クランプ６は、下側クランプ７とでスペーサ９を介して磁石８を挟み込んで当該磁石８を貼付装置１の上下方向に移動させる。上側クランプ６は、図示を省略した駆動手段によって貼付装置１の上下方向に移動可能な構成とされている。このような上側クランプ６は、第１の治具２と第２の治具３との間隔の上方に配置されており、当該間隔に挿入可能な形状とされている。

下側クランプ７も、図示を省略した駆動手段によって貼付装置１の上下方向に移動可能な構成とされている。このような下側クランプ７は、第１の治具２と第２の治具３との間隔の下方に配置されており、当該間隔に挿入可能な形状とされている。

次に、上述の貼付装置１を用いて磁石８にスペーサ９を貼り付ける流れを説明する。図２は、並べられた分割磁石にスペーサを貼り付ける様子を概念的に示す図である。図３は、本実施の形態の貼付装置における治具の吸引孔と磁石とスペーサとの平面的な配置関係を模式的に示す図である。図４は、本実施の形態の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける様子を模式的に示す縦断面図である。図５は、本実施の形態の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付けた直後の様子を模式的に示す縦断面図である。図６は、分割磁石がスペーサで固定された磁石アセンブリを模式的に示す斜視図である。図７は、分割磁石がスペーサで固定された磁石アセンブリを模式的に示す端面図である。なお、スペーサ９に設けられる接着部材１０は薄いため、図面において接着部材１０を省略している場合がある。

先ず、本実施の形態でスペーサ９が貼り付けられる磁石８及び当該スペーサ９を説明する。磁石８は、図２に示すように、略四角柱形状であり、当該磁石８の長手方向に分割された複数（図示例では２個）の分割磁石８１を備えている。言い換えると、磁石８は、幅方向で複数に分割されている。そして、分割磁石８１の幅方向で向かい合う側面（即ち、磁石８の分割面）同士が略接触するように並べられている。但し、分割磁石８１の個数及び形状は、適宜変更することができる。

スペーサ９は、磁石８（即ち、並べられた分割磁石８１）における厚さ方向で向かい合う面及び下面の略全域を覆うことが可能な広さに形成されている。つまり、スペーサ９の幅寸法Ｗ１は、図２に示すように、磁石８の幅寸法Ｗ２と略等しい。また、スペーサ９の長さＬ１は、磁石８の厚さ方向で向かい合う面及び下面で直線状に連続する辺の長さと略等しい。つまり、スペーサ９の長さＬ１は、磁石８の長さＬ２の２倍と磁石８の厚さＴとの和と略等しい。そして、スペーサ９は、例えば、数μｍ〜２０μｍ程度の厚さに形成されている。但し、スペーサ９は、少なくとも磁石８における厚さ方向で向かい合う面の一部及び下面を連続的に覆うことができればよい。

スペーサ９は、絶縁性を有するシート部材又はシート部材の表面が絶縁材料によってコーティングされたものである。そして、スペーサ９における磁石８に貼り付けられる部分には、接着部材１０が設けられている。接着部材１０は、例えば、スペーサ９における磁石８の厚さ方向で向かい合う面を覆う部分に設けられている。

上述の広さに予め切断され、所定の位置に接着部材１０が設けられたスペーサ９を、先ず、図１に示すように、第１の治具２と第２の治具３との間隔部分を跨ぐように、第１の治具２及び第２の治具３の上面に載置する。このとき、スペーサ９における接着部材１０が設けられた面を、貼付装置１の上方に向けて配置する。そして、スペーサ９における磁石８の下面と接触する部分（即ち、スペーサ９における接着部材１０と接着部材１０との間の部分）を、第１の治具２と第２の治具３との間隔部分に配置する。また、スペーサ９の幅方向を、第１の回転ローラ４及び第２の回転ローラ５の回転軸が延在する方向に配置する。

ここで、第１の治具２の吸引孔２ａ及び第２の治具３の吸引孔３ａは、図３に示すように、貼付装置１の上下方向から見て、スペーサ９の略全域に配置される。この状態で、吸引ポンプを動作させて、第１の治具２の吸引孔２ａ及び第２の治具３の吸引孔３ａからエアを吸引して、スペーサ９を第１の治具２及び第２の治具３の上面に吸い寄せる。このように、第１の治具２の吸引孔２ａ及び第２の治具３の吸引孔３ａはスペーサ９の略全域に配置されるので、スペーサ９が局所的に吸引されることを防ぎ、スペーサ９にシワなどが発生し難い。

次に、図１に示すように、スペーサ９における接着部材１０と接着部材１０との間の部分に分割磁石８１を並べて配置し、並べられた分割磁石８１をスペーサ９を介して貼付装置１の上下方向から上側クランプ６と下側クランプ７とで挟み込んで支持する。このとき、図３に示すように、並べられた分割磁石８１の幅方向は、スペーサ９の幅方向に配置する。そして、貼付装置１の上下方向から見て、並べられた分割磁石８１の突き合せ面をスペーサ９の幅方向における略中央に配置する。その結果、並べられた分割磁石８１の厚さ方向で、当該並べられた分割磁石８１を間にしてスペーサ９における接着部材１０が設けられた部分が配置される。ここで、上側クランプ６と下側クランプ７とでスペーサ９が磁石８に押し当てられて固定されるので、スペーサ９の位置ずれを抑制できる。

次に、スペーサ９を第１の治具２及び第２の治具３の上面に吸い寄せた状態で、図４及び図５に示すように、並べられた分割磁石８１をスペーサ９を介して挟み込んで支持する上側クランプ６及び下側クランプ７を貼付装置１の下方に向かって移動させる。このとき、第１の治具２及び第２の治具３のエアによる吸引力は、磁石８を貼付装置１の下方に向かって移動させる力より弱く、且つ当該吸引力と磁石８を貼付装置１の下方に向かって移動させる力との差がスペーサ９が破れる力より弱く設定されている。

これにより、並べられた分割磁石８１は、スペーサ９を引き込みながら貼付装置１の下方に向かって移動する。このとき、スペーサ９は、第１の治具２及び第２の治具３のエアによる吸引力によって張った状態で貼付装置１の下方に向かって引き込まれて、並べられた分割磁石８１の下方から上方に向かって当該並べられた分割磁石８１を巻き込む。そして、スペーサ９における接着部材１０が設けられた部分は、第１の回転ローラ４と第２の回転ローラ５とで、並べられた分割磁石８１における厚さ方向で向かい合う面に押し付けられる。

その結果、図６及び図７に示すように、スペーサ９が並べられた分割磁石８１における厚さ方向で向かい合う面及び下面を覆うように当該並べられた分割磁石８１を巻き込んだ形態で、スペーサ９が当該向かい合う面に貼り付けられて、並べられた分割磁石８１はスペーサ９によって固定され、磁石アセンブリ１１とされる。

このように本実施の形態では、磁石８を長手方向に移動させてスペーサ９を引き込み、スペーサ９が磁石８における厚さ方向で向かい合う面及び下面を覆うように当該磁石８を巻き込んだ形態で、スペーサ９を磁石８に貼り付けるので、磁石アセンブリ１１の長手方向に段差が生じない。

ここで、図８及び図９は、吸引機能を備えていない第１の治具及び第２の治具を用い、且つ上側クランプのみで磁石を支持して、スペーサによって磁石を巻き込む様子を模式的に示す図である。

吸引機能を備えていない第１の治具２０及び第２の治具３０の上面にスペーサ９を載置し、スペーサ９に上側クランプ６のみで支持された磁石８を押し込んで、スペーサ９によって磁石８を巻き込むと、図８に示すようにスペーサ９にシワや撓みが発生したり、図９に示すようにスペーサ９における磁石８への貼付位置がずれたり、する場合がある。

それに対して、本実施の形態では、下側クランプ７でスペーサ９が磁石８に押し当てられながら、第１の治具２及び第２の治具３のエアの吸引による吸引力によって張った状態で、磁石８に貼り付けられるので、スペーサ９にシワや撓みなどが発生し難く、磁石８への貼付位置のずれも発生し難い。

次に、上述の磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに固定する流れを説明する。図１０は、積層鋼板を模式的に示す上面図である。図１１は、積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを挿入する様子を模式的に示す斜視図である。図１２は、積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを挿入する様子を模式的に示す部分断面図である。図１３は、積層鋼板のスロットに磁石アセンブリを樹脂によって固定する様子を模式的に示す図である。なお、図面において接着部材１０を省略している場合がある。

先ず、積層鋼板１２の構成を簡単に説明する。積層鋼板１２は、図１０及び図１１に示すように、複数枚の鋼板１２ｂが積層されており、磁石アセンブリ１１が挿入されるスロット１２ａや回転軸（図示を省略）が嵌合される軸孔１２ｃを備えている。これらのスロット１２ａ及び軸孔１２ｃは、鋼板１２ｂの積層方向に貫通している。

このような積層鋼板１２のスロット１２ａに、図１１及び図１２に示すように、磁石アセンブリ１１を挿入する。ここで、上述のようにスペーサ９によって磁石８における厚さ方向で向かい合う面及び下面を覆うように当該磁石８を巻き込んでいるので、磁石アセンブリ１１の長手方向に段差がない。そして、磁石アセンブリ１１における磁石８がスペーサ９で巻き込まれた側（即ち、磁石アセンブリ１１の下方）から積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する。これにより、磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する際に、磁石アセンブリ１１のスペーサ９がスロット１２ａの縁部に引っ掛からない。そのため、積層鋼板１２のスロット１２ａに磁石アセンブリ１１を挿入する際に、スペーサ９の損傷を抑制でき、しかも、磁石８からスペーサ９が剥がれることを抑制できる。

また、分割磁石８１をスペーサ９で固定した磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入するので、磁石８を簡単にスロット１２ａに挿入することができる。

次に、図１３に示すように、磁石アセンブリ１１における磁石８がスペーサ９によって巻き込まれた側から積層鋼板１２のスロット１２ａに樹脂１３を注入し、磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａ内に固定すると、ロータコアを製造することができる。このように磁石アセンブリ１１における磁石８がスペーサ９によって巻き込まれた側から樹脂１３を注入するので、磁石８とスペーサ９との間に樹脂１３が入り込むことを抑制できる。そのため、磁石８からスペーサ９が剥がれることを抑制できる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１における第１の治具２の吸引孔２ａは共通の吸引路２ｂを介して吸引ポンプなどに接続され、第２の治具３の吸引孔３ａは共通の吸引路３ｂを介して吸引ポンプなどに接続されているが、この限りでない。図１４は、本実施の形態の貼付装置を用いて磁石にスペーサを貼り付ける様子を模式的に示す縦断面図である。図１５は、異なる吸引路に振り分けられる吸引孔を説明するための図である。

本実施の形態では、図１４及び図１５に示すように、第１の回転ローラ４及び第２の回転ローラ５の回転軸が延在する方向に並ぶ吸引孔２ａ及び吸引孔３ａを複数列毎に、異なる吸引路を介して異なる吸引ポンプに接続している。例えば、第１の治具２の領域Ｉ内の吸引孔２ａは、第１の吸引路を介して第１の吸引ポンプに接続されている。第１の治具２の領域II内の吸引孔２ａは、第２の吸引路２ｃを介して第２の吸引ポンプに接続されている。第１の治具２の領域III内の吸引孔２ａは、第３の吸引路２ｄを介して第３の吸引ポンプに接続されている。第２の治具３の領域IV内の吸引孔３ａは、第４の吸引路３ｃを介して第４の吸引ポンプに接続されている。第２の治具３の領域Ｖ内の吸引孔３ａは、第５の吸引路３ｄを介して第５の吸引ポンプに接続されている。第２の治具３の領域VI内の吸引孔３ａは、第６の吸引路を介して第６の吸引ポンプに接続されている。但し、異なる吸引路に接続される吸引孔の列数は、適宜変更することができる。

このような構成により、磁石８によってスペーサ９が引き込まれて吸引孔上からスペーサ９が撤去されても、他の吸引孔の吸引力の低下を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、スペーサ９によって磁石８を巻き込む工程と、スペーサ９によって磁石８が巻き込まれた磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する工程と、を切り離して実施しているが、この限りでない。すなわち、スペーサ９によって磁石８を巻き込む工程と、スペーサ９によって磁石８が巻き込まれた磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する工程と、を連続して実施してもよい。このとき、積層鋼板１２上に貼付装置１を配置し、下側クランプ７を積層鋼板１２のスロット１２ａ内に通した状態で上側クランプ６と共にスペーサ９を介して磁石８を支持する。そして、上側クランプ６及び下側クランプ７を貼付装置１の下方に向けて移動させてスペーサ９によって磁石８を巻き込んで磁石アセンブリ１１を形成し、さらに、上側クランプ６及び下側クランプ７を貼付装置１の下方に向かって移動させて磁石アセンブリ１１を積層鋼板１２のスロット１２ａに挿入する。

１貼付装置
２第１の治具、２ａ吸引孔、２ｂ吸引路、２ｃ吸引路、２ｄ吸引路
３第２の治具、３ａ吸引孔、３ｂ吸引路、３ｃ吸引路、３ｄ吸引路
４第１の回転ローラ
５第２の回転ローラ
６上側クランプ
７下側クランプ
８磁石、８１分割磁石
９スペーサ
１０接着部材
１１磁石アセンブリ
１２積層鋼板、１２ａスロット、１２ｂ鋼板、１２ｃ軸孔
１３樹脂
２０第１の治具
３０第２の治具

Claims

磁石を長手方向に分割した複数の分割磁石がフィルム状のスペーサで固定された磁石アセンブリを、積層鋼板における鋼板の積層方向に前記磁石の長手方向が配置されるように、前記積層鋼板のスロットに挿入したロータコアの製造方法であって、
間隔を開けて配置された治具上に当該間隔を跨ぐように前記スペーサを配置する工程と、
前記治具に形成された吸引孔からエアを吸引することで、前記スペーサを前記治具に吸い寄せる工程と、
前記複数の分割磁石を前記積層鋼板のスロットに挿入する形態で並べて前記スペーサにおける前記間隔に配置された部分に押し付けつつ前記磁石の長手方向に移動させ、前記エアの吸引によって前記スペーサを引っ張りながら、前記スペーサで前記複数の分割磁石を巻き込むように、前記スペーサを前記複数の分割磁石に貼り付ける工程と、
を備える、ロータコアの製造方法。