粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达的制作方法
粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达的制作方法
【专利摘要】本发明的粘结磁体转子的制造方法包括形成粘结磁体成形体的步骤和配置步骤，在该配置步骤中，将内径保持治具、转子芯以及转子芯按压治具一体化，将粘结磁体成形体配置在内径保持治具的外周，配置用于支承粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具。该粘结磁体转子的制造方法还包括：变形步骤，利用成形治具按压粘结磁体成形体而向转子芯移送该粘结磁体成形体，使该粘结磁体成形体以与转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形；接合步骤，将相邻的粘结磁体成形体的端部彼此接合；以及一体化步骤，压缩粘结磁体成形体而使其与转子芯一体化。由此，能够实现较高的形状精度的粘结磁体转子。
【专利说明】粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达。
【背景技术】
[0002]构成马达的零件之一的永磁体根据用途、规格以以下所示的各种方式来使用。例如，有将永磁体固定于转子芯的表面而形成的转子、将规定形状的永磁体配置于转子芯的内侧并固定而形成的转子等方式。此时，对于所固定的永磁体，根据所要求的马达性能，可以从磁特性不同的烧结磁体、粘结磁体等多种材料中进行选择。此外，对于永磁体的形状，可以采用板状磁体、圆弧形状的瓦状磁体或者环状磁体等各种形状。
[0003]此外,永磁体在将永磁体固定于马达的托架侧而利用永磁体所产生的磁场使转子旋转这种类型的马达等广泛的范围内得到有效的利用。
[0004]以往，这种永磁体主要利用通过使用粘接剂将永磁体和转子芯、托架固定起来的粘接方法来固定。
[0005]以下，利用图5A和图5B对上述粘接方法进行简单说明。
[0006]图5A是说明以往的转子的粘接方法的俯视图。图5B是说明以往的转子的粘接方法的剖视图。
[0007]首先，如图5A和图5B所示，在转子芯21等被粘接材料和磁体片23之间填充粘接剂22。然后，根据粘接剂22的固化特性，单独使用或组合使用例如由热实现的固化、通过阻断空气进行嫌气性的固化、通过紫外线照射进行固化等粘接方法而使所填充的粘接剂22固化，从而将转子芯21和磁体片23粘接固定起来。
[0008]另一方面，要在不能使用粘接剂的环境下使用永磁体的情况下，可以选择利用板簧固定等不使用粘接剂的方法。
[0009]此外，在将永磁体固定于转子芯等部件的内周侧的情况下，对于外转子类型的马达，能够应用以下所示的压入方法。在该情况下，首先，在使用粘结磁体作为永磁体时，使粘结磁体的外径形成得比固定的转子支架的内径大规定的尺寸，将粘结磁体压入转子支架。然后，粘结磁体利用自身的弹性力固定于转子支架的内侧，从而形成转子。
[0010]此外，作为其他的转子的制造方法，公开有例如专利文献I所记载的方法。即，专利文献I所记载的方法是通过向外周侧推压成形为环状的永磁体从而将永磁体固定于其他的环构件的方法。在该方法的情况下，使转子旋转后，因为外侧作用有离心力而将永磁体推压于其他的环构件，而且永磁体是环状物体，因此，一般认为无需较高的粘接强度。因此，在专利文献I中，关于永磁体的粘接方法并未特别记载。
[0011]另一方面，在将粘结磁体固定于转子芯的表面的情况下，因为是利用上述的转子芯和粘结磁体的尺寸差采用压入方法向转子芯固定粘结磁体，所以需要将转子芯的外径设计得比环状的粘结磁体的内径大。此时，因为压入环状的粘结磁体而使环状的粘结磁体沿径向扩大，所以在压入粘结磁体时粘结磁体扩大得超出限度。其结果，存在粘结磁体的破损等制造方面的问题、粘结磁体的破坏强度下降等实际应用方面的问题。[0012]此外，在以往的转子的制造方法中，在将磁体片固定于转子芯并且将圆弧形状的磁体片的端部接合起来而形成环状的粘结磁体的情况下，各磁体片的形状会在粘结磁体固化时发生变化。因此，存在转子的形状精度不稳定的问题。
[0013]此外，在形成转子时，还存在难以使固定成环状的主磁体片的磁化位置(日文:着磁位置)与定位用的磁体片的磁化位置之间的相位精度较佳地对位的问题。
[0014]此外，在采用粘接方法时，将会产生例如因各个磁体片的粘接位置的精度偏差、由粘接错位导致的偏心、粘接厚度的偏差等而产生的外径尺寸的变动等由粘接剂所带来的特有的问题。其结果，存在无法高精度地形成转子的问题。并且，在转子旋转时，需要较高的粘接强度以避免各磁体片因离心力等而飞散。
[0015]专利文献1:日本特开平2 - 260402号公报
【发明内容】
[0016]本发明的粘结磁体转子的制造方法包括形成粘结磁体成形体的步骤和配置步骤，在该配置步骤中，将内径保持治具、转子芯和转子芯按压治具一体化，该内径保持治具用于支承上述粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具用于支承上述转子芯的下部，将多个粘结磁体成形体配置在内径保持治具的外周，配置用于支承粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具。该粘结磁体转子的制造方法还包括变形步骤、接合步骤以及一体化步骤，在该变形步骤中，利用在上下方向配置的成形治具按压多个粘结磁体成形体而向转子芯移送粘结磁体成形体，使粘结磁体成形体以与转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形，在该接合步骤中，将多个粘结磁体成形体的相邻的端部彼此接合，在该一体化步骤中，自外周方向向内径方向压缩多个粘结磁体成形体而使转子芯与多个粘结磁体成形体一体化。
[0017]由此，能够将各个粘结磁体成形体形成为环形并向转子芯压接而将其粘接于转子芯。其结果，能够使转子芯和各个粘结磁体成形体间的粘结层的厚度几乎为零地形成粘结磁体转子。此外，能够相对于转子芯的基准位置对变形前的粘结磁体成形体进行定位。因此，能够相对于粘结磁体转子的基准位置明确定位后的粘结磁体成形体的变形、明确一体化后构成各个粘结磁体成形体的极位置。其结果，能够减少粘结磁体成形体的极位置与同基准位置相匹配地安装的其他的传感器用的粘结磁体成形体的极位置之间的相位偏差。因此，能够使粘结磁体成形体的磁化位置与定位用的传感器用的粘结磁体成形体的磁化位置之间的相位精度较佳地对位。
[0018]此外，本发明的粘结磁体转子是利用上述粘结磁体转子的制造方法而形成的。由此，能够实现尺寸精度高的粘结磁体转子。
[0019]此外，本发明的马达至少具有定子和上述粘结磁体转子。由此，使粘结磁体转子与定子的间隙极小化，从而能够实现工作点(日文:動作点)高、可以高效率来驱动的马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的实施方式I的使用粘结磁体成形体构成的粘结磁体转子的一例的俯视图。
[0021]图2是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的流程图。[0022]图3A是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0023]图3B是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0024]图3C是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0025]图3D是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0026]图4是说明从图3A到图3D所表示的粘结磁体转子的制造方法的概略的剖视图。
[0027]图5A是说明以往的转子的粘接方法的俯视图。
[0028]图5B是说明以往的转子的粘接方法的剖视图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的粘结磁体转子和该粘结磁体转子的制造方法及具有该粘结磁体转子的马达。另外，本发明不受本实施方式的限定。
[0030]实施方式I
[0031]以下，使用图1说明利用本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法制造出的粘结磁体转子。
[0032]图1是表示本发明的实施方式I的使用粘结磁体成形体构成的粘结磁体转子的一例的俯视图。
[0033]如图1所示，本实施方式I的粘结磁体转子10由粘结磁体成形体14构成，例如由8极构成，该粘结磁体成形体14固定于转子芯12的外周，该转子芯12例如由层叠硅钢板而成的结构体构成。此时，各个粘结磁体成形体14例如以在单轴方向具有易磁化轴的方式进行了各向异性处理的NdFeB系磁粉和SmFeN系磁粉的材料为主要成分构成，以相当于例如由8极构成的粘结磁体转子中的I极的圆弧形状形成。
[0034]此外，在硅钢板的截面方向上通过层叠而构成的表面形成为转子芯12的外周面，因此，转子芯12的与粘结磁体成形体14粘接的表面具有与各硅钢板的板厚相应的凹凸。因此，在利用以下的制造方法中说明的压接方法将粘结磁体成形体14固定于转子芯12的情况下，转子芯12的外周面的凹凸是有帮助的，因而优选。此外，在随后说明的粘结磁体成形体14的热固化中，粘结磁体成形体14和转子芯12之间的粘接面的凹凸能提高局部熔融的粘结磁体成形体14中的树脂等粘合剂成分的固定效果。其结果，能提高粘结磁体成形体14与转子芯12之间的粘接力，从而提闻固定粘着强度。
[0035]然后，通过将上述的粘结磁体转子10与定子组合起来，就能制造可以高效率来驱动的马达。
[0036]以下，使用图2至图4来说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的例子。
[0037]图2是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的流程图。图3A至图3D是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。图4是说明从图3A到图3D所表示的粘结磁体转子的制造方法的概略的剖视图。
[0038]如图2所示，首先利用以下的方法形成粘结磁体混合物(步骤10)。
[0039]首先，用捏和机充分混合进行了各向异性处理过的NdFeB磁粉和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的作为热固化树脂的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮气化、蒸发，在NdFeB磁粉的表面上形成环氧树脂的覆膜。[0040]同样地，用捏和机混合SmFeN微粉末和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮气化、蒸发，在SmFeN微粉末的表面上形成环氧树脂的覆膜。
[0041]然后，用混合机等混合聚酰胺树脂、润滑剂、被环氧树脂所覆盖的NdFeB磁粉和被环氧树脂所覆盖的SmFeN微粉末来制造混合物，该聚酰胺树脂用于形成柔软性和粘接性。此时，NdFeB磁粉与SmFeN微粒子的混合比率为例如3:2。另外，环氧树脂其重量比(wt% )为1.1 %，聚酰胺树脂和润滑剂其重量比(wt% )为2.3%。
[0042]另外，上述混合比率、重量比等并不限定于上述数值，理所当然能够根据所要求的特性进行变更。
[0043]然后，将上述混合物连续投入到例如揉捏装置的已加热的辊的间隙内进行揉捏而制造揉捏物。由此，聚酰胺树脂软化而被捏入到混合物中。此时，并不需要将辊加热至聚酰胺树脂熔融的温度，因而将揉捏时的辊的温度加热至例如140°C。另外，作为揉捏装置，除了利用上述辊的方法之外还能够使用挤压机等。
[0044]然后，将揉捏上述磁粉材料和聚酰胺树脂而得到的揉捏物冷却至室温，之后，进行粉碎或破碎，而将揉捏物调整为例如粒度350 μ m以下的颗粒状粉末。此时，将固化起始温度为170°C的例如咪唑类的微粉末状的固化剂添加、混合到颗粒状粉末中而制造混合物。
[0045]接着，如图2所示,使用上述粘结磁体混合物形成粘结磁体成形体14 (步骤20)。另外，以下，以由硅钢板构成的转子芯的外径为Φ47_、压接固定的粘结磁体成形体的厚度为1.5_为例进行说明。此外，配置于所形成的粘结磁体转子的外侧的、例如由铝构成的外径保持磁体压接治具15的内径以大致Φ50πιπι来进行说明。
[0046]首先，将粘结磁体混合物填充到例如矩形形状的模具的模腔内。
[0047]然后，将填充了粘结磁体混合物的模具配置在磁场产生装置的磁极之间，该磁场产生装置具有能产生用于使粘结磁体混合物内的磁粉取向为任意方向的磁场的磁极。之后，为了使粘结磁体混合物的磁粉取向为规定的方向而在磁场产生装置的磁极间形成磁场，在取向磁场中使用两侧冲头来压缩成形，从而形成矩形形状的压缩体。此时，压缩成形是在例如模具的温度为160°C、成形压力为150MPa、取向磁场1.3MA / m以及成形时间为30秒的条件下进行。此外，磁场取向成形以例如正交磁场成形进行。
[0048]接着，将矩形形状的模具与具有圆弧形状的模具结合起来，该矩形形状的模具内包有经取向控制的矩形形状的压缩体。然后，通过将内包于矩形形状的模具中的压缩体移送到圆弧形状的模具，而使压缩体变形成圆弧形状。此时，模具是以最终使粘结磁体成形体的圆弧形状的内径侧的曲率小于转子芯的外径侧的曲率的方式设计的。由此，以未固化状态形成例如圆弧形状且是瓦状的粘结磁体成形体14，在该粘结磁体成形体14中，粘结磁体混合物的磁粉的取向方向一致，均是沿规定的方向。这是因为粘结磁体混合物中的固化剂的固化起始温度是170°C，所以通过在模具的温度为160°C时进行粘结磁体成形体14的成形而以未固化状态来成形。
[0049]然后，在成形成粘结磁体成形体14之后，在上述状态下，用例如施加交流磁场而使磁场强度渐渐减弱的退磁方法对模具进行退磁。这是为了防止在以后的步骤中磁粉向模具附着。另外，上述退磁处理当然也可以在矩形形状的模具中进行了磁场取向后实施。
[0050]以下，使用图2至图3B说明将以上述方式成形的未固化状态的粘结磁体成形体14配置于治具的步骤。[0051]首先，如图3所示，将以相同的外径尺寸形成的内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13—体化(以下，记作“一体化治具”)，该内径保持治具11用于支承粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具13用于支承转子芯12的下部。由此，转子芯12配置于转子芯按压治具13和内径保持治具11之间。而且，通过使内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13的外径尺寸为相同的尺寸，能将内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13无台阶地连续起来而一体化，从而能顺畅地移送粘结磁体成形体14。另外，内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13可以使用例如S45C等用于模具的材料。若考虑退磁处理，则特别优选非磁性金属、非磁性超硬合金等材料。进一步而言，优选的是，考虑材料在100°C?200°C下实施的后续的压接粘接工序中的线膨胀系数的差异来选定材料，以及在常温下以规定尺寸加工外径以使在成形时的温度下形成为相同外径尺寸。此时，在内径保持治具11的与转子芯12相面对的面，具有至少两个构成定位部的定位突起11a。在转子芯按压治具13的与转子芯12相面对的面，具有至少两个构成定位部的定位突起13a。而且，在转子芯12的与内径保持治具11的定位突起Ila相面对的位置以及转子芯12的与转子芯按压治具13的定位突起13a相面对的位置，设置有构成定位部的定位孔12a。
[0052]此外，在内径保持治具11的外周面，在与粘结磁体转子的极数(例如8根)相对应并且与圆弧形状的粘结磁体成形体14的两端部相当的位置设置有槽lib。另外，内径保持治具11的槽Ilb的深度形成为越向转子芯12侧去越阶段性地变浅。由此，随着后续所说明的向转子芯12移送粘结磁体成形体14,粘结磁体成形体14的端部能向外周方向扩展。
[0053]接着，如图3B和图4所示，将一体化治具配置在构成上下一对的成形治具16的下侧的成形治具16上，使未硬化的相当于例如8极的数量的粘结磁体成形体14的圆弧形状的两端部与槽Ilb相对应地将这些粘结磁体成形体14配置于内径保持治具11的外周面。此时，粘结磁体成形体14配置为其内周侧的曲率小于转子芯12的外周侧的曲率。
[0054]另外，如图2、图3B以及图4所示，将外径保持磁体压接治具15配置在被配置于内径保持治具11的外周面的粘结磁体成形体14的外周侧。外径保持磁体压接治具15用于防止圆弧形状的粘结磁体成形体14向外周侧扩展，并限定粘结磁体成形体14的外径尺寸。
[0055]另外，将上述的由内径保持治具11、转子芯12以及用于支承转子芯12的下部的转子芯按压治具13所构成的一体化治具与外径保持磁体压接治具15以例如160°C保持于恒温槽。此外，在例如160°C的高温环境下将圆弧形状的粘结磁体成形体14保持了 120秒之后，将该粘结磁体成形体14置于被保持在160°C的一体化治具的内径保持治具11的外周面。
[0056]接着，如图3B和图4所示，自粘结磁体成形体14的上方将上侧的成形治具16套在内径保持治具11。(步骤30)
[0057]接着，如图2、图3C以及图4所示，将上侧的成形治具16沿着内径保持治具11插入，将粘结磁体成形体14顶向转子芯12侧并使其变形，从而成形(步骤40)。此时，内径保持治具11的槽Ilb设置为向转子芯12侧去阶段性地变浅，因此，粘结磁体成形体14的两端部阶段性地向外周方向扩展。
[0058]然后，随着向转子芯12的方向移送粘结磁体成形体14，形成于内径保持治具11的表面的槽Ilb消失，内径保持治具11的外周面形成为大致圆形形状(包含圆形形状)。由此，粘结磁体成形体14的内周尺寸变形为与转子芯12的外周尺寸大致一致。另外，在该阶段，相邻的粘结磁体成形体14的端部间的接合并不充分。
[0059]进一步向转子芯12的方向移送粘结磁体成形体14时，将配置于转子芯12的下部的转子芯按压治具13作为下端，并最终将转子芯12配置于粘结磁体成形体14的内侧。此时，以形成于转子芯12的定位孔12a为基准，借助配置了粘结磁体成形体14的内径保持治具11的定位突起11a，而使转子芯12和粘结磁体成形体14的压接位置唯一确定并进行固定。由此，通过以转子芯12的定位孔12a为基准来调整磁化器的磁化位置，能够使粘结磁体成形体14的取向方向与自磁化器产生的磁场方向相匹配地进行磁化。其结果，能够防止粘结磁体成形体14产生不完全的磁化部,并且能够减少极间的错位。
[0060]此外，如图2和图4所示，在外径保持磁体压接治具15的转子芯12和粘结磁体成形体14压接的位置的内周部分形成有锥形部15a。在外径保持磁体压接治具15的最大内径为Φ 50mm的情况下,锥形部15a例如以0.1mm左右这样较小的方式形成。由此，随着向转子芯12移送粘结磁体成形体14，粘结磁体成形体14的外周侧被外径保持磁体压接治具15的内侧连续地挤压(压缩)而沿周向扩展。其结果，相邻的粘结磁体成形体14的端部之间被完全接合起来(步骤50)。
[0061]接着，在多个粘结磁体成形体14接合于转子芯12的状态下，在作为粘结磁体成形体14所含有的固化剂的固化温度例如170°C的恒温槽中，例如保持20分钟的规定时间，从而对粘结磁体成形体14进行热固化。此时，构成粘结磁体成形体14的、磁体粉末以外的树脂成分，例如环氧树脂、聚酰胺树脂在高温环境下发生软化，树脂成分的局部成为熔融状态。
[0062]然后，在将粘结磁体成形体14压接于转子芯12时，借助自粘结磁体成形体14渗出的粘合剂的树脂成分将转子芯12和粘结磁体成形体14牢固地粘接起来。此时，由转子芯12和粘结磁体成形体14的粘接，使粘结磁体成形体14的内径沿着转子芯12的外周而确定下来。因此，转子芯12和粘结磁体成形体14以几乎无狭缝(间隙)的状态粘接在一起。此外，因为粘结磁体成形体14的外周部分也被外径保持磁体压接治具15固定，能实现较高的圆度的粘结磁体转子。
[0063]接着，在如图3C所示的状态下，冷却到室温。此时，在使粘结磁体转子下降到常温的期间里，从粘结磁体成形体14与转子芯12之间渗出的树脂成分发生固化。此外，配置于外周侧的外径保持磁体压接治具15在冷却时进一步向内径侧收缩。其结果，在转子芯和粘结磁体成形体之间更加无间隙地沿着转子芯12的表面将粘结磁体成形体14粘接固定而一体化(步骤60)。
[0064]另外，对于冷却，优选的是强制冷却。其理由在于，在自然冷却的情况下，为使粘结磁体成形体14的树脂成分热固化而进行加热的热量难以自热容量高的转子芯、压接治具散出。因此，粘结磁体成形体转子的热固化后的尺寸、粘接强度变得不稳定，所以，为了防止这种情况的发生，而采用强制冷却。
[0065]然后，如图3D所示，在冷却到室温之后，卸下内径保持治具11、转子芯按压治具
13、外径保持磁体压接治具15以及上下的成形治具16，对粘结磁体转子10脱模。此时，为了防止自粘结磁体成形体14渗出的树脂成分粘接于外径保持磁体压接治具15的内径侧表面，优选在内径侧表面利用相对于树脂脱模性能良好的、与树脂的粘着性小的例如氟系的覆膜等来施以涂层。此外，优选还在内径保持治具11、转子芯按压治具13以及上下的成形治具16中，至少在自粘结磁体成形体14渗出的树脂成分所进入的面处，利用与树脂的粘着性小的、例如氟系的覆膜等原材料进行涂层。由此，能进一步提高粘结磁体转子10和各治具之间的脱模性能。
[0066]另外，虽然外径保持磁体压接治具15的脱模优选是在室温下进行，但为了简化制造工序、缩短加工周期，也可以例如将外径保持磁体压接治具15等升温至70°C左右然后再对粘结磁体转子10脱模。此时，外径保持磁体压接治具15优选由线膨胀系数大于转子芯12的材料构成。由此，外径保持磁体压接治具15的内径由于升温而比粘结磁体转子10向径向扩展，因此，使外径保持磁体压接治具15的脱模变得更容易。在该情况下，在以粘结磁体成形体14的树脂成分的热固化温度保持之后，冷却到室温，所以已经大体完成粘结磁体成形体14的固化。因此，即使将外径保持磁体压接治具15升温至例如70°C左右的温度，也不会对粘结磁体转子10的形状产生实际应用方面的影响。
[0067]以上，利用所说明的制造方法制造本实施方式的粘结磁体转子10。
[0068]采用本实施方式，在形成粘结磁体转子的热固化至冷却过程中，粘结磁体成形体的外周始终是以与外径保持磁体压接治具相接触的状态来成形的。也就是说，粘结磁体转子的尺寸精度受到配置于外径侧的外径保持磁体压接治具的尺寸以及形状的限制，反映出外径保持磁体压接治具的形状精度。
[0069]其结果，粘结磁体转子的圆度依赖于外径保持磁体压接治具的内径的圆度，从而能够实现较高的圆度。
[0070]具体而言，在上述形状的粘结磁体转子的情况下，圆度能够自以往的ΙΟΟμπι?150 μ m提高至50 μ m以下，即提高至以往的100 μ m?150 μ m的大致I / 2以下。
[0071]此外，采用本实施方式，在粘结磁体成形体固化的同时，沿转子芯的外周表面利用外径保持磁体压接治具将粘结磁体成形体压接固定，因此，能形成尺寸精度优异的粘结磁体转子。而且，在由粘结磁体转子和定子构成马达的情况下，几乎能够消除粘结磁体转子和定子之间的磁间隙。其结果，能够减少粘结磁体转子和定子之间的磁损耗，从而能够实现马达的高性能化。
[0072]具体而言，在上述形状的粘结磁体转子的情况下，表面磁通量波形的峰值提高约5%。由此，能够实现粘结磁体转子以及采用该粘结磁体转子的马达的高性能化。
[0073]此外，采用本实施方式，以转子芯12的定位孔12a为基准，借助粘结磁体成形体14的内径保持治具11的定位突起11a，而使转子芯12和粘结磁体成形体14的压接位置唯一确定并进行固定。由此，通过以转子芯12的定位孔12a为基准来调整磁化器的磁化位置，能够使粘结磁体成形体14的取向方向与自磁化器产生的磁场方向相匹配地进行磁化。其结果，能够防止粘结磁体成形体14产生不完全的磁化部，并且能够减少极间的错位。
[0074]此外，采用本实施方式，粘结磁体成形体的内周的曲率形成为比转子芯的外周的曲率小。由此，能将粘结磁体成形体的周向的两端部嵌合于在内径保持治具的模具的表面设置的大致凹形状(包含凹形状)的槽，该内径保持治具具有与转子芯相同的曲率，用于配置粘结磁体成形体并对其进行保持。其结果，能够明确粘结磁体成形体的与转子芯接合的位置，提闻组装精度。
[0075]具体而言，能够使转子的主粘结磁体成形体与定位用的传感器用磁体的相位偏差从1°以内降低至0.6°以内，即降低至大致一半的程度。
[0076]此外，采用本实施方式，通过将多个粘结磁体成形体同时顶向转子芯侧被而进行移送，能够同时进行粘结磁体成形体的半径方向的变形和相邻粘结磁体成形体的周向的端部间的接合而形成环状。其结果，将粘结磁体成形体压接固定于转子芯表面，从而能够实现较高的粘接强度和形状精度优异的粘结磁体转子。
[0077]另外，在本实施方式中，以将硅钢板层叠、弯曲咬合并固定而成的结构体为例对转子芯进行了说明，但不限于此。例如，可以采用金属的块体构成转子芯。在该情况下，一般优选软磁特性良好的以铁为主要成分的材料构成转子芯。
[0078]此外，在本实施方式中，虽然以由8极构成的粘结磁体转子为例进行了说明，但不限于此，可以以任意极数构成。
[0079]产业h的可利用件
[0080]采用本发明，通过以使粘结磁体成形体和转子芯的磁间隙极小化的方式固定粘结磁体成形体和转子芯，从而能够提高表面磁通量。因此，对要求较高的表面磁通量的、在内部形成马达等的磁路的装置等是有用的。
[0081]附图标记说明
[0082]10 粘结磁体转子
[0083]11 内径保持治具
[0084]11a, 13a 定位突起(定位部)
[0085]Ilb 槽
[0086]12，21 转子芯
[0087]12a 定位孔(定位部)
[0088]13 转子芯按压治具
[0089]14 粘结磁体成形体
[0090]15 外径保持磁体压接治具
[0091]15a 锥形部
[0092]16 成形治具
[0093]22 粘接剂
[0094]23 磁体片
【权利要求】
1.一种粘结磁体转子的制造方法，其中，包括以下步骤: 形成粘结磁体成形体的步骤； 配置步骤，将内径保持治具、转子芯和转子芯按压治具一体化，该内径保持治具用于支承上述粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具用于支承上述转子芯的下部，将多个上述粘结磁体成形体配置在上述内径保持治具的外周，配置用于支承上述粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具； 变形步骤，利用在上下方向配置的成形治具按压多个上述粘结磁体成形体而向上述转子芯移送上述粘结磁体成形体，使上述粘结磁体成形体以与上述转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形； 接合步骤，将多个上述粘结磁体成形体的相邻的端部彼此接合；以及一体化步骤，自外周方向向内径方向压缩多个上述粘结磁体成形体而使上述转子芯与多个上述粘结磁体成形体一体化。
2.根据权利要求1所述的粘结磁体转子的制造方法，其中， 多个上述粘结磁体成形体的内周的曲率比上述转子芯的外周的曲率小。
3.根据权利要求1所述的粘结磁体的制造方法，其中， 在上述转子芯按压治具、上述内径保持治具以及上述转子芯设置有定位部，借助上述定位部对上述转子芯按压治具、上述内径保持治具以及上述转子芯进行对位。
4.一种粘结磁体转子，其是利用权利要求1所述的粘结磁体转子的制造方法而形成的。
5.一种马达，其至少具有定子和权利要求4所述的粘结磁体转子。
【文档编号】H01F41/02GK103460569SQ201280016255
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】浅井弘纪 申请人:松下电器产业株式会社
【专利摘要】本发明的粘结磁体转子的制造方法包括形成粘结磁体成形体的步骤和配置步骤，在该配置步骤中，将内径保持治具、转子芯以及转子芯按压治具一体化，将粘结磁体成形体配置在内径保持治具的外周，配置用于支承粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具。该粘结磁体转子的制造方法还包括：变形步骤，利用成形治具按压粘结磁体成形体而向转子芯移送该粘结磁体成形体，使该粘结磁体成形体以与转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形；接合步骤，将相邻的粘结磁体成形体的端部彼此接合；以及一体化步骤，压缩粘结磁体成形体而使其与转子芯一体化。由此，能够实现较高的形状精度的粘结磁体转子。
【专利说明】粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及粘结磁体转子和其制造方法及具有该粘结磁体转子的马达。
【背景技术】
[0002]构成马达的零件之一的永磁体根据用途、规格以以下所示的各种方式来使用。例如，有将永磁体固定于转子芯的表面而形成的转子、将规定形状的永磁体配置于转子芯的内侧并固定而形成的转子等方式。此时，对于所固定的永磁体，根据所要求的马达性能，可以从磁特性不同的烧结磁体、粘结磁体等多种材料中进行选择。此外，对于永磁体的形状，可以采用板状磁体、圆弧形状的瓦状磁体或者环状磁体等各种形状。
[0003]此外,永磁体在将永磁体固定于马达的托架侧而利用永磁体所产生的磁场使转子旋转这种类型的马达等广泛的范围内得到有效的利用。
[0004]以往，这种永磁体主要利用通过使用粘接剂将永磁体和转子芯、托架固定起来的粘接方法来固定。
[0005]以下，利用图5A和图5B对上述粘接方法进行简单说明。
[0006]图5A是说明以往的转子的粘接方法的俯视图。图5B是说明以往的转子的粘接方法的剖视图。
[0007]首先，如图5A和图5B所示，在转子芯21等被粘接材料和磁体片23之间填充粘接剂22。然后，根据粘接剂22的固化特性，单独使用或组合使用例如由热实现的固化、通过阻断空气进行嫌气性的固化、通过紫外线照射进行固化等粘接方法而使所填充的粘接剂22固化，从而将转子芯21和磁体片23粘接固定起来。
[0008]另一方面，要在不能使用粘接剂的环境下使用永磁体的情况下，可以选择利用板簧固定等不使用粘接剂的方法。
[0009]此外，在将永磁体固定于转子芯等部件的内周侧的情况下，对于外转子类型的马达，能够应用以下所示的压入方法。在该情况下，首先，在使用粘结磁体作为永磁体时，使粘结磁体的外径形成得比固定的转子支架的内径大规定的尺寸，将粘结磁体压入转子支架。然后，粘结磁体利用自身的弹性力固定于转子支架的内侧，从而形成转子。
[0010]此外，作为其他的转子的制造方法，公开有例如专利文献I所记载的方法。即，专利文献I所记载的方法是通过向外周侧推压成形为环状的永磁体从而将永磁体固定于其他的环构件的方法。在该方法的情况下，使转子旋转后，因为外侧作用有离心力而将永磁体推压于其他的环构件，而且永磁体是环状物体，因此，一般认为无需较高的粘接强度。因此，在专利文献I中，关于永磁体的粘接方法并未特别记载。
[0011]另一方面，在将粘结磁体固定于转子芯的表面的情况下，因为是利用上述的转子芯和粘结磁体的尺寸差采用压入方法向转子芯固定粘结磁体，所以需要将转子芯的外径设计得比环状的粘结磁体的内径大。此时，因为压入环状的粘结磁体而使环状的粘结磁体沿径向扩大，所以在压入粘结磁体时粘结磁体扩大得超出限度。其结果，存在粘结磁体的破损等制造方面的问题、粘结磁体的破坏强度下降等实际应用方面的问题。[0012]此外，在以往的转子的制造方法中，在将磁体片固定于转子芯并且将圆弧形状的磁体片的端部接合起来而形成环状的粘结磁体的情况下，各磁体片的形状会在粘结磁体固化时发生变化。因此，存在转子的形状精度不稳定的问题。
[0013]此外，在形成转子时，还存在难以使固定成环状的主磁体片的磁化位置(日文:着磁位置)与定位用的磁体片的磁化位置之间的相位精度较佳地对位的问题。
[0014]此外，在采用粘接方法时，将会产生例如因各个磁体片的粘接位置的精度偏差、由粘接错位导致的偏心、粘接厚度的偏差等而产生的外径尺寸的变动等由粘接剂所带来的特有的问题。其结果，存在无法高精度地形成转子的问题。并且，在转子旋转时，需要较高的粘接强度以避免各磁体片因离心力等而飞散。
[0015]专利文献1:日本特开平2 - 260402号公报
【发明内容】
[0016]本发明的粘结磁体转子的制造方法包括形成粘结磁体成形体的步骤和配置步骤，在该配置步骤中，将内径保持治具、转子芯和转子芯按压治具一体化，该内径保持治具用于支承上述粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具用于支承上述转子芯的下部，将多个粘结磁体成形体配置在内径保持治具的外周，配置用于支承粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具。该粘结磁体转子的制造方法还包括变形步骤、接合步骤以及一体化步骤，在该变形步骤中，利用在上下方向配置的成形治具按压多个粘结磁体成形体而向转子芯移送粘结磁体成形体，使粘结磁体成形体以与转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形，在该接合步骤中，将多个粘结磁体成形体的相邻的端部彼此接合，在该一体化步骤中，自外周方向向内径方向压缩多个粘结磁体成形体而使转子芯与多个粘结磁体成形体一体化。
[0017]由此，能够将各个粘结磁体成形体形成为环形并向转子芯压接而将其粘接于转子芯。其结果，能够使转子芯和各个粘结磁体成形体间的粘结层的厚度几乎为零地形成粘结磁体转子。此外，能够相对于转子芯的基准位置对变形前的粘结磁体成形体进行定位。因此，能够相对于粘结磁体转子的基准位置明确定位后的粘结磁体成形体的变形、明确一体化后构成各个粘结磁体成形体的极位置。其结果，能够减少粘结磁体成形体的极位置与同基准位置相匹配地安装的其他的传感器用的粘结磁体成形体的极位置之间的相位偏差。因此，能够使粘结磁体成形体的磁化位置与定位用的传感器用的粘结磁体成形体的磁化位置之间的相位精度较佳地对位。
[0018]此外，本发明的粘结磁体转子是利用上述粘结磁体转子的制造方法而形成的。由此，能够实现尺寸精度高的粘结磁体转子。
[0019]此外，本发明的马达至少具有定子和上述粘结磁体转子。由此，使粘结磁体转子与定子的间隙极小化，从而能够实现工作点(日文:動作点)高、可以高效率来驱动的马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的实施方式I的使用粘结磁体成形体构成的粘结磁体转子的一例的俯视图。
[0021]图2是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的流程图。[0022]图3A是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0023]图3B是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0024]图3C是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0025]图3D是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。
[0026]图4是说明从图3A到图3D所表示的粘结磁体转子的制造方法的概略的剖视图。
[0027]图5A是说明以往的转子的粘接方法的俯视图。
[0028]图5B是说明以往的转子的粘接方法的剖视图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的粘结磁体转子和该粘结磁体转子的制造方法及具有该粘结磁体转子的马达。另外，本发明不受本实施方式的限定。
[0030]实施方式I
[0031]以下，使用图1说明利用本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法制造出的粘结磁体转子。
[0032]图1是表示本发明的实施方式I的使用粘结磁体成形体构成的粘结磁体转子的一例的俯视图。
[0033]如图1所示，本实施方式I的粘结磁体转子10由粘结磁体成形体14构成，例如由8极构成，该粘结磁体成形体14固定于转子芯12的外周，该转子芯12例如由层叠硅钢板而成的结构体构成。此时，各个粘结磁体成形体14例如以在单轴方向具有易磁化轴的方式进行了各向异性处理的NdFeB系磁粉和SmFeN系磁粉的材料为主要成分构成，以相当于例如由8极构成的粘结磁体转子中的I极的圆弧形状形成。
[0034]此外，在硅钢板的截面方向上通过层叠而构成的表面形成为转子芯12的外周面，因此，转子芯12的与粘结磁体成形体14粘接的表面具有与各硅钢板的板厚相应的凹凸。因此，在利用以下的制造方法中说明的压接方法将粘结磁体成形体14固定于转子芯12的情况下，转子芯12的外周面的凹凸是有帮助的，因而优选。此外，在随后说明的粘结磁体成形体14的热固化中，粘结磁体成形体14和转子芯12之间的粘接面的凹凸能提高局部熔融的粘结磁体成形体14中的树脂等粘合剂成分的固定效果。其结果，能提高粘结磁体成形体14与转子芯12之间的粘接力，从而提闻固定粘着强度。
[0035]然后，通过将上述的粘结磁体转子10与定子组合起来，就能制造可以高效率来驱动的马达。
[0036]以下，使用图2至图4来说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的例子。
[0037]图2是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的流程图。图3A至图3D是说明本发明的实施方式I的粘结磁体转子的制造方法的示意性立体图。图4是说明从图3A到图3D所表示的粘结磁体转子的制造方法的概略的剖视图。
[0038]如图2所示，首先利用以下的方法形成粘结磁体混合物(步骤10)。
[0039]首先，用捏和机充分混合进行了各向异性处理过的NdFeB磁粉和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的作为热固化树脂的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮气化、蒸发，在NdFeB磁粉的表面上形成环氧树脂的覆膜。[0040]同样地，用捏和机混合SmFeN微粉末和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮气化、蒸发，在SmFeN微粉末的表面上形成环氧树脂的覆膜。
[0041]然后，用混合机等混合聚酰胺树脂、润滑剂、被环氧树脂所覆盖的NdFeB磁粉和被环氧树脂所覆盖的SmFeN微粉末来制造混合物，该聚酰胺树脂用于形成柔软性和粘接性。此时，NdFeB磁粉与SmFeN微粒子的混合比率为例如3:2。另外，环氧树脂其重量比(wt% )为1.1 %，聚酰胺树脂和润滑剂其重量比(wt% )为2.3%。
[0042]另外，上述混合比率、重量比等并不限定于上述数值，理所当然能够根据所要求的特性进行变更。
[0043]然后，将上述混合物连续投入到例如揉捏装置的已加热的辊的间隙内进行揉捏而制造揉捏物。由此，聚酰胺树脂软化而被捏入到混合物中。此时，并不需要将辊加热至聚酰胺树脂熔融的温度，因而将揉捏时的辊的温度加热至例如140°C。另外，作为揉捏装置，除了利用上述辊的方法之外还能够使用挤压机等。
[0044]然后，将揉捏上述磁粉材料和聚酰胺树脂而得到的揉捏物冷却至室温，之后，进行粉碎或破碎，而将揉捏物调整为例如粒度350 μ m以下的颗粒状粉末。此时，将固化起始温度为170°C的例如咪唑类的微粉末状的固化剂添加、混合到颗粒状粉末中而制造混合物。
[0045]接着，如图2所示,使用上述粘结磁体混合物形成粘结磁体成形体14 (步骤20)。另外，以下，以由硅钢板构成的转子芯的外径为Φ47_、压接固定的粘结磁体成形体的厚度为1.5_为例进行说明。此外，配置于所形成的粘结磁体转子的外侧的、例如由铝构成的外径保持磁体压接治具15的内径以大致Φ50πιπι来进行说明。
[0046]首先，将粘结磁体混合物填充到例如矩形形状的模具的模腔内。
[0047]然后，将填充了粘结磁体混合物的模具配置在磁场产生装置的磁极之间，该磁场产生装置具有能产生用于使粘结磁体混合物内的磁粉取向为任意方向的磁场的磁极。之后，为了使粘结磁体混合物的磁粉取向为规定的方向而在磁场产生装置的磁极间形成磁场，在取向磁场中使用两侧冲头来压缩成形，从而形成矩形形状的压缩体。此时，压缩成形是在例如模具的温度为160°C、成形压力为150MPa、取向磁场1.3MA / m以及成形时间为30秒的条件下进行。此外，磁场取向成形以例如正交磁场成形进行。
[0048]接着，将矩形形状的模具与具有圆弧形状的模具结合起来，该矩形形状的模具内包有经取向控制的矩形形状的压缩体。然后，通过将内包于矩形形状的模具中的压缩体移送到圆弧形状的模具，而使压缩体变形成圆弧形状。此时，模具是以最终使粘结磁体成形体的圆弧形状的内径侧的曲率小于转子芯的外径侧的曲率的方式设计的。由此，以未固化状态形成例如圆弧形状且是瓦状的粘结磁体成形体14，在该粘结磁体成形体14中，粘结磁体混合物的磁粉的取向方向一致，均是沿规定的方向。这是因为粘结磁体混合物中的固化剂的固化起始温度是170°C，所以通过在模具的温度为160°C时进行粘结磁体成形体14的成形而以未固化状态来成形。
[0049]然后，在成形成粘结磁体成形体14之后，在上述状态下，用例如施加交流磁场而使磁场强度渐渐减弱的退磁方法对模具进行退磁。这是为了防止在以后的步骤中磁粉向模具附着。另外，上述退磁处理当然也可以在矩形形状的模具中进行了磁场取向后实施。
[0050]以下，使用图2至图3B说明将以上述方式成形的未固化状态的粘结磁体成形体14配置于治具的步骤。[0051]首先，如图3所示，将以相同的外径尺寸形成的内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13—体化(以下，记作“一体化治具”)，该内径保持治具11用于支承粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具13用于支承转子芯12的下部。由此，转子芯12配置于转子芯按压治具13和内径保持治具11之间。而且，通过使内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13的外径尺寸为相同的尺寸，能将内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13无台阶地连续起来而一体化，从而能顺畅地移送粘结磁体成形体14。另外，内径保持治具11、转子芯12以及转子芯按压治具13可以使用例如S45C等用于模具的材料。若考虑退磁处理，则特别优选非磁性金属、非磁性超硬合金等材料。进一步而言，优选的是，考虑材料在100°C?200°C下实施的后续的压接粘接工序中的线膨胀系数的差异来选定材料，以及在常温下以规定尺寸加工外径以使在成形时的温度下形成为相同外径尺寸。此时，在内径保持治具11的与转子芯12相面对的面，具有至少两个构成定位部的定位突起11a。在转子芯按压治具13的与转子芯12相面对的面，具有至少两个构成定位部的定位突起13a。而且，在转子芯12的与内径保持治具11的定位突起Ila相面对的位置以及转子芯12的与转子芯按压治具13的定位突起13a相面对的位置，设置有构成定位部的定位孔12a。
[0052]此外，在内径保持治具11的外周面，在与粘结磁体转子的极数(例如8根)相对应并且与圆弧形状的粘结磁体成形体14的两端部相当的位置设置有槽lib。另外，内径保持治具11的槽Ilb的深度形成为越向转子芯12侧去越阶段性地变浅。由此，随着后续所说明的向转子芯12移送粘结磁体成形体14,粘结磁体成形体14的端部能向外周方向扩展。
[0053]接着，如图3B和图4所示，将一体化治具配置在构成上下一对的成形治具16的下侧的成形治具16上，使未硬化的相当于例如8极的数量的粘结磁体成形体14的圆弧形状的两端部与槽Ilb相对应地将这些粘结磁体成形体14配置于内径保持治具11的外周面。此时，粘结磁体成形体14配置为其内周侧的曲率小于转子芯12的外周侧的曲率。
[0054]另外，如图2、图3B以及图4所示，将外径保持磁体压接治具15配置在被配置于内径保持治具11的外周面的粘结磁体成形体14的外周侧。外径保持磁体压接治具15用于防止圆弧形状的粘结磁体成形体14向外周侧扩展，并限定粘结磁体成形体14的外径尺寸。
[0055]另外，将上述的由内径保持治具11、转子芯12以及用于支承转子芯12的下部的转子芯按压治具13所构成的一体化治具与外径保持磁体压接治具15以例如160°C保持于恒温槽。此外，在例如160°C的高温环境下将圆弧形状的粘结磁体成形体14保持了 120秒之后，将该粘结磁体成形体14置于被保持在160°C的一体化治具的内径保持治具11的外周面。
[0056]接着，如图3B和图4所示，自粘结磁体成形体14的上方将上侧的成形治具16套在内径保持治具11。(步骤30)
[0057]接着，如图2、图3C以及图4所示，将上侧的成形治具16沿着内径保持治具11插入，将粘结磁体成形体14顶向转子芯12侧并使其变形，从而成形(步骤40)。此时，内径保持治具11的槽Ilb设置为向转子芯12侧去阶段性地变浅，因此，粘结磁体成形体14的两端部阶段性地向外周方向扩展。
[0058]然后，随着向转子芯12的方向移送粘结磁体成形体14，形成于内径保持治具11的表面的槽Ilb消失，内径保持治具11的外周面形成为大致圆形形状(包含圆形形状)。由此，粘结磁体成形体14的内周尺寸变形为与转子芯12的外周尺寸大致一致。另外，在该阶段，相邻的粘结磁体成形体14的端部间的接合并不充分。
[0059]进一步向转子芯12的方向移送粘结磁体成形体14时，将配置于转子芯12的下部的转子芯按压治具13作为下端，并最终将转子芯12配置于粘结磁体成形体14的内侧。此时，以形成于转子芯12的定位孔12a为基准，借助配置了粘结磁体成形体14的内径保持治具11的定位突起11a，而使转子芯12和粘结磁体成形体14的压接位置唯一确定并进行固定。由此，通过以转子芯12的定位孔12a为基准来调整磁化器的磁化位置，能够使粘结磁体成形体14的取向方向与自磁化器产生的磁场方向相匹配地进行磁化。其结果，能够防止粘结磁体成形体14产生不完全的磁化部,并且能够减少极间的错位。
[0060]此外，如图2和图4所示，在外径保持磁体压接治具15的转子芯12和粘结磁体成形体14压接的位置的内周部分形成有锥形部15a。在外径保持磁体压接治具15的最大内径为Φ 50mm的情况下,锥形部15a例如以0.1mm左右这样较小的方式形成。由此，随着向转子芯12移送粘结磁体成形体14，粘结磁体成形体14的外周侧被外径保持磁体压接治具15的内侧连续地挤压(压缩)而沿周向扩展。其结果，相邻的粘结磁体成形体14的端部之间被完全接合起来(步骤50)。
[0061]接着，在多个粘结磁体成形体14接合于转子芯12的状态下，在作为粘结磁体成形体14所含有的固化剂的固化温度例如170°C的恒温槽中，例如保持20分钟的规定时间，从而对粘结磁体成形体14进行热固化。此时，构成粘结磁体成形体14的、磁体粉末以外的树脂成分，例如环氧树脂、聚酰胺树脂在高温环境下发生软化，树脂成分的局部成为熔融状态。
[0062]然后，在将粘结磁体成形体14压接于转子芯12时，借助自粘结磁体成形体14渗出的粘合剂的树脂成分将转子芯12和粘结磁体成形体14牢固地粘接起来。此时，由转子芯12和粘结磁体成形体14的粘接，使粘结磁体成形体14的内径沿着转子芯12的外周而确定下来。因此，转子芯12和粘结磁体成形体14以几乎无狭缝(间隙)的状态粘接在一起。此外，因为粘结磁体成形体14的外周部分也被外径保持磁体压接治具15固定，能实现较高的圆度的粘结磁体转子。
[0063]接着，在如图3C所示的状态下，冷却到室温。此时，在使粘结磁体转子下降到常温的期间里，从粘结磁体成形体14与转子芯12之间渗出的树脂成分发生固化。此外，配置于外周侧的外径保持磁体压接治具15在冷却时进一步向内径侧收缩。其结果，在转子芯和粘结磁体成形体之间更加无间隙地沿着转子芯12的表面将粘结磁体成形体14粘接固定而一体化(步骤60)。
[0064]另外，对于冷却，优选的是强制冷却。其理由在于，在自然冷却的情况下，为使粘结磁体成形体14的树脂成分热固化而进行加热的热量难以自热容量高的转子芯、压接治具散出。因此，粘结磁体成形体转子的热固化后的尺寸、粘接强度变得不稳定，所以，为了防止这种情况的发生，而采用强制冷却。
[0065]然后，如图3D所示，在冷却到室温之后，卸下内径保持治具11、转子芯按压治具
13、外径保持磁体压接治具15以及上下的成形治具16，对粘结磁体转子10脱模。此时，为了防止自粘结磁体成形体14渗出的树脂成分粘接于外径保持磁体压接治具15的内径侧表面，优选在内径侧表面利用相对于树脂脱模性能良好的、与树脂的粘着性小的例如氟系的覆膜等来施以涂层。此外，优选还在内径保持治具11、转子芯按压治具13以及上下的成形治具16中，至少在自粘结磁体成形体14渗出的树脂成分所进入的面处，利用与树脂的粘着性小的、例如氟系的覆膜等原材料进行涂层。由此，能进一步提高粘结磁体转子10和各治具之间的脱模性能。
[0066]另外，虽然外径保持磁体压接治具15的脱模优选是在室温下进行，但为了简化制造工序、缩短加工周期，也可以例如将外径保持磁体压接治具15等升温至70°C左右然后再对粘结磁体转子10脱模。此时，外径保持磁体压接治具15优选由线膨胀系数大于转子芯12的材料构成。由此，外径保持磁体压接治具15的内径由于升温而比粘结磁体转子10向径向扩展，因此，使外径保持磁体压接治具15的脱模变得更容易。在该情况下，在以粘结磁体成形体14的树脂成分的热固化温度保持之后，冷却到室温，所以已经大体完成粘结磁体成形体14的固化。因此，即使将外径保持磁体压接治具15升温至例如70°C左右的温度，也不会对粘结磁体转子10的形状产生实际应用方面的影响。
[0067]以上，利用所说明的制造方法制造本实施方式的粘结磁体转子10。
[0068]采用本实施方式，在形成粘结磁体转子的热固化至冷却过程中，粘结磁体成形体的外周始终是以与外径保持磁体压接治具相接触的状态来成形的。也就是说，粘结磁体转子的尺寸精度受到配置于外径侧的外径保持磁体压接治具的尺寸以及形状的限制，反映出外径保持磁体压接治具的形状精度。
[0069]其结果，粘结磁体转子的圆度依赖于外径保持磁体压接治具的内径的圆度，从而能够实现较高的圆度。
[0070]具体而言，在上述形状的粘结磁体转子的情况下，圆度能够自以往的ΙΟΟμπι?150 μ m提高至50 μ m以下，即提高至以往的100 μ m?150 μ m的大致I / 2以下。
[0071]此外，采用本实施方式，在粘结磁体成形体固化的同时，沿转子芯的外周表面利用外径保持磁体压接治具将粘结磁体成形体压接固定，因此，能形成尺寸精度优异的粘结磁体转子。而且，在由粘结磁体转子和定子构成马达的情况下，几乎能够消除粘结磁体转子和定子之间的磁间隙。其结果，能够减少粘结磁体转子和定子之间的磁损耗，从而能够实现马达的高性能化。
[0072]具体而言，在上述形状的粘结磁体转子的情况下，表面磁通量波形的峰值提高约5%。由此，能够实现粘结磁体转子以及采用该粘结磁体转子的马达的高性能化。
[0073]此外，采用本实施方式，以转子芯12的定位孔12a为基准，借助粘结磁体成形体14的内径保持治具11的定位突起11a，而使转子芯12和粘结磁体成形体14的压接位置唯一确定并进行固定。由此，通过以转子芯12的定位孔12a为基准来调整磁化器的磁化位置，能够使粘结磁体成形体14的取向方向与自磁化器产生的磁场方向相匹配地进行磁化。其结果，能够防止粘结磁体成形体14产生不完全的磁化部，并且能够减少极间的错位。
[0074]此外，采用本实施方式，粘结磁体成形体的内周的曲率形成为比转子芯的外周的曲率小。由此，能将粘结磁体成形体的周向的两端部嵌合于在内径保持治具的模具的表面设置的大致凹形状(包含凹形状)的槽，该内径保持治具具有与转子芯相同的曲率，用于配置粘结磁体成形体并对其进行保持。其结果，能够明确粘结磁体成形体的与转子芯接合的位置，提闻组装精度。
[0075]具体而言，能够使转子的主粘结磁体成形体与定位用的传感器用磁体的相位偏差从1°以内降低至0.6°以内，即降低至大致一半的程度。
[0076]此外，采用本实施方式，通过将多个粘结磁体成形体同时顶向转子芯侧被而进行移送，能够同时进行粘结磁体成形体的半径方向的变形和相邻粘结磁体成形体的周向的端部间的接合而形成环状。其结果，将粘结磁体成形体压接固定于转子芯表面，从而能够实现较高的粘接强度和形状精度优异的粘结磁体转子。
[0077]另外，在本实施方式中，以将硅钢板层叠、弯曲咬合并固定而成的结构体为例对转子芯进行了说明，但不限于此。例如，可以采用金属的块体构成转子芯。在该情况下，一般优选软磁特性良好的以铁为主要成分的材料构成转子芯。
[0078]此外，在本实施方式中，虽然以由8极构成的粘结磁体转子为例进行了说明，但不限于此，可以以任意极数构成。
[0079]产业h的可利用件
[0080]采用本发明，通过以使粘结磁体成形体和转子芯的磁间隙极小化的方式固定粘结磁体成形体和转子芯，从而能够提高表面磁通量。因此，对要求较高的表面磁通量的、在内部形成马达等的磁路的装置等是有用的。
[0081]附图标记说明
[0082]10 粘结磁体转子
[0083]11 内径保持治具
[0084]11a, 13a 定位突起(定位部)
[0085]Ilb 槽
[0086]12，21 转子芯
[0087]12a 定位孔(定位部)
[0088]13 转子芯按压治具
[0089]14 粘结磁体成形体
[0090]15 外径保持磁体压接治具
[0091]15a 锥形部
[0092]16 成形治具
[0093]22 粘接剂
[0094]23 磁体片
【权利要求】
1.一种粘结磁体转子的制造方法，其中，包括以下步骤: 形成粘结磁体成形体的步骤； 配置步骤，将内径保持治具、转子芯和转子芯按压治具一体化，该内径保持治具用于支承上述粘结磁体成形体的内周面，该转子芯按压治具用于支承上述转子芯的下部，将多个上述粘结磁体成形体配置在上述内径保持治具的外周，配置用于支承上述粘结磁体成形体的外周面的外径保持磁体压接治具； 变形步骤，利用在上下方向配置的成形治具按压多个上述粘结磁体成形体而向上述转子芯移送上述粘结磁体成形体，使上述粘结磁体成形体以与上述转子芯的外周尺寸相匹配的方式变形； 接合步骤，将多个上述粘结磁体成形体的相邻的端部彼此接合；以及一体化步骤，自外周方向向内径方向压缩多个上述粘结磁体成形体而使上述转子芯与多个上述粘结磁体成形体一体化。
2.根据权利要求1所述的粘结磁体转子的制造方法，其中， 多个上述粘结磁体成形体的内周的曲率比上述转子芯的外周的曲率小。
3.根据权利要求1所述的粘结磁体的制造方法，其中， 在上述转子芯按压治具、上述内径保持治具以及上述转子芯设置有定位部，借助上述定位部对上述转子芯按压治具、上述内径保持治具以及上述转子芯进行对位。
4.一种粘结磁体转子，其是利用权利要求1所述的粘结磁体转子的制造方法而形成的。
5.一种马达，其至少具有定子和权利要求4所述的粘结磁体转子。
【文档编号】H01F41/02GK103460569SQ201280016255
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】浅井弘纪 申请人:松下电器产业株式会社
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