旋转电机用转子的制造方法与流程

本发明涉及例如电动机、发电机等的旋转电机用转子的制造方法，特别涉及将磁体定位并固定于转子铁心的方法。

背景技术：

作为旋转电机的交流电动机具有定子及由定子旋转驱动的转子。一般而言，定子构成为具有将板厚为0.25mm～0.5mm的电磁钢板层叠一体化而制作得到的定子铁心及卷绕于定子铁心的定子绕组，通过使交流电流流过定子绕组，从而在定子的内部形成旋转磁场。另一方面，转子具有利用磁性材料的块状体、或者将电磁钢板层叠一体化而制作得到的转子铁心，以由形成于定子内部的旋转磁场中的电流的频率和旋转磁场的极数决定的转速进行旋转。

近年来，提出有如下的现有的交流电动机：将永磁体埋入转子铁心，利用永磁体的转矩和转子铁心的磁阻转矩，更高效地使转子旋转。

在该现有的交流电动机中，永磁体插入到形成于转子铁心的磁体插入孔，利用粘接剂固定于转子铁心。磁体插入孔插入有永磁体，从而形成为比永磁体稍大的孔形状，因此，在插入的永磁体与磁体插入孔之间形成有间隙。该间隙能利用磁体插入孔及永磁体的加工精度而变窄，但在插入永磁体的操作上而言是必要的。因而，永磁体在磁体插入孔内的固定位置并非一定，安装于转子铁心的多个永磁体的位置有时会彼此偏离。在产生这种位置偏离的情况下，存在妨碍转子的顺畅旋转，随电动机旋转而产生的振动和噪音变大的问题。

鉴于这种状况，在专利文献1中，将涂布有粘接剂的永磁体插入到形成于转子的磁体插入孔内，在粘接剂凝固前使转子旋转，将磁体插入孔内的永磁体的位置高精度地定位。

此外，在专利文献2中，将磁化前的磁体坯料插入到形成于转子的磁体插入孔内，在插入有磁体坯料的磁体插入孔内注入粘接剂，在粘接剂凝固前使转子旋转，将磁体插入孔内的磁体坯料的位置高精度地定位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-252839号公报

专利文献2：日本专利特开2000-316243号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献1中，并未言及将粘接剂如何涂布于永磁体。插入到磁体插入孔的永磁体与磁体插入孔之间的间隙设定得较窄，因此，若将粘接剂涂布于永磁体的整个表面，或增大粘接剂的涂布量，则在插入永磁体时，粘接剂在磁体插入孔的入口剥离。由此，存在无法确保用于粘接永磁体的粘接剂的量，无法确保稳定的粘接力的问题。此外，还存在需要将在磁体插入孔的入口剥离而附着于磁体插入孔的入口的粘接剂去除的工序的问题。

专利文献2中，在将磁体坯料插入到磁体插入孔之后，将粘接剂注入到磁体插入孔内。然而，插入到磁体插入孔的磁体坯料与磁体插入孔之间的间隙设定得较窄，因此，粘接剂难以进入磁体坯料与磁体插入孔之间的微小间隙，并且无法确认粘接剂进入磁体坯料与磁体插入孔之间的微小间隙的情况，因此，存在无法确保稳定的粘接力的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种旋转电机用转子的制造方法，能将涂布有粘接剂的磁体坯料顺畅地插入到磁体插入孔，而不会使得粘接剂在磁体插入孔的入口剥离，能确保稳定的粘接力，并能高精度地将磁体坯料定位于磁体插入孔内。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的旋转电机用转子的制造方法中，该旋转电机用转子包括：转子铁心；固定接合于所述转子铁心的轴心位置的转轴；分别将孔方向设为轴向且沿轴向贯穿所述转子铁心而沿周向排列的磁体插入孔；插入到各所述磁体插入孔的永磁体；及将所述永磁体固定接合于所述磁体插入孔的粘接剂，其中，该制造方法包括：在磁化后成为所述永磁体的磁体坯料的一面涂布所述粘接剂以使得所述磁体坯料与所述粘接剂的总厚度小于所述磁体插入孔的径向宽度的工序；将所述转子铁心配置成使得其轴向为水平方向，将所述磁体坯料以使所述粘接剂朝向垂直上方的方式插入到位于垂直上方的所述磁体插入孔的工序；在将所述磁体坯料插入到各所述磁体插入孔之后，将所述磁体坯料按压于各所述磁体插入孔的外周侧的内壁面，将所述磁体坯料定位的工序；及在将所述磁体坯料定位后，使所述粘接剂固化的工序。

发明效果

根据本发明，在磁体坯料的一面涂布粘接剂以使得磁体坯料与粘接剂的总厚度小于磁体插入孔的径向宽度，将转子铁心配置成使得其轴向为水平方向，将磁体坯料以使粘接剂朝向垂直上方的方式插入到位于垂直上方的磁体插入孔。因而，能将涂布有粘接剂的磁体坯料顺畅地插入到磁体插入孔，而不会使得粘接剂在磁体插入孔的入口剥离，因此，能确保稳定的粘接力。

此外，在将磁体坯料定位之后，使粘接剂固化，因此，能高精度地将磁体坯料定位固定于磁体插入孔内。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的单侧剖视图。

图2是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法的流程图。

图3是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入工序的主要部分立体图。

图4是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入工序的主要部分剖视图。

图5是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料插入后的转子铁心的主要部分剖视图。

图6是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的定位工序的主要部分剖视图。

图7是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的实施形态的磁体坯料的插入工序的主要部分立体图。

图8是说明本发明实施方式2所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入方法的主要部分剖视图。

图9是表示本发明实施方式3所涉及的电动机的转子的制造方法中定位固定于磁体插入孔内的磁体坯料的主要部分剖视图。

图10是表示本发明实施方式4所涉及的电动机的转子的制造方法中定位固定于磁体插入孔内的磁体坯料的主要部分剖视图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的单侧剖视图，图2是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法的流程图，图3是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入工序的主要部分立体图，图4是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入工序的主要部分剖视图，图5是表示本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料插入后的转子铁心的主要部分剖视图，图6是说明本发明实施方式1所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的定位工序的主要部分剖视图。

图1中，作为旋转电机的电动机100包括定子1、及在定子1的内周侧配置成同轴且能旋转的转子10。

定子1包括将板厚为0.3mm～0.5mm的绝缘覆盖后的电磁钢板层叠一体化而制作得到的定子铁心2、及卷绕于定子铁心2的定子绕组3。虽未图示，定子铁心2包括圆环状的铁心后端、及分别从铁心后端的内周面朝径向内侧突出且沿周向排列的多个齿部。

转子10包括将板厚为0.3mm～0.5mm的绝缘覆盖后的电磁钢板层叠一体化而制作得到的圆环状的转子铁心11、插入且固定接合于转子铁心11的中心孔并保持转子铁心11的环状的轴套部12、插入且固定接合于轴套部12的轴心位置的转轴13。在转子铁心11的轴向的两端配置有由前板14及后板15构成的端板。转子铁心11和端板的层叠体以使得前板14与轴套部12的承接部12a抵接的方式安装于轴套部12。挡块16以与后板15接触的方式安装于轴套部12。而且，将轴套部12铆接，转子铁心11和端板的层叠体加压夹持在承接部12a与挡块16之间，轴向的移动被限制，从而保持于轴套部12。

这样构成的转子10与定子铁心2之间间隔0.5mm～1.0mm左右的空隙，且同轴配置在定子1的内周侧。

另外，转子铁心11通过将电磁钢板层叠来制作，但也可利用磁性材料的块状体来制作。此外，转子铁心11经由轴套部12同轴保持于转轴13，但转子铁心11也可省略轴套部12，直接保持于转轴13。

如图3所示，在转子铁心11的外周部，磁体插入孔20形成为使各自的孔方向与转轴13的轴心平行，从转子铁心11的轴向的一端到达另一端，且在周向上以等角间距排列有多个。此处，磁体插入孔20形成为具有与转子铁心11的轴向正交的截面形状为长方形的孔形状，且使长方形截面的长边与转子铁心11的径向正交。

永磁体21形成为具有比磁体插入孔20的长方形截面稍小的长方形截面，且长度与磁体插入孔20的轴向长度相等的长方体。而且，对于永磁体21，仅将其上表面通过粘接剂22粘接固定于磁体插入孔20的外周侧的内壁面，从而收纳、保持于各磁体插入孔20内。此处，永磁体21构成为将8个分割磁体21a排列成1列。

然后，前板14和后板15配置在转子铁心11的轴向的两端，防止永磁体21从磁体插入孔20飞出。

这样构成的电动机100通过使交流电流流过定子绕组，在定子1的内部形成旋转磁场。该旋转磁场提供给转子10的永磁体21，从而旋转驱动转子10。

在该转子10中，永磁体21固定接合于磁体插入孔20的外周侧的内壁面，因此，能降低磁体磁通的漏磁通，提高电动机100的输出。

接下来，说明转子10的制造方法。

首先，将电磁钢板层叠、一体化，制作转子铁心11(步骤1)。此外，将磁化后成为分割磁体21a的8个磁体坯料21a’排列成1列，在排列的所有的磁体坯料21a’的一面涂布粘接剂22(步骤2)。这里，粘接剂22利用了热固化型粘接剂。此外，在设磁体坯料21a’和粘接剂22的总厚度为y，磁体插入孔20的径向宽度为x时，粘接剂22的涂布厚度管理成使得y＜x。

接着，将前板14配置在转子铁心11的轴向的一端，并铆接固定于转子铁心11。接着，将与前板14一体化后的转子铁心11安装于夹具(未图示)(步骤3)。接着，如图3及图4所示，使转子铁心11的轴心呈水平并使其旋转，且在长方形截面的长边呈水平、位于垂直方向上方的磁体插入孔20中以使粘接剂22的涂布面朝向上方的方式插入排列成1列的磁体坯料21a’的群组(步骤4)。由此，如图5所示，排列成1列的磁体坯料21a’的群组装载在磁体插入孔20的内周侧的内壁面上，在粘接剂22与磁体插入孔20的外周侧的内壁面之间确保间隙，收纳在磁体插入孔20内。

在磁体坯料21a’的群组插入到所有的磁体插入孔20内之后，将转子铁心11从夹具取下，安装于轴套部12，将后板15和挡块16安装于轴套部12，并将挡块16进行铆接固定。由此，前板14、转子铁心11及后板15加压夹持在承接部12a与挡块16之间，轴向的移动被限制，从而保持于轴套部12。接着，将转轴13安装于轴套部12(步骤5)。接着，如图6所示，设转轴13的轴心a为垂直方向，使转轴13旋转并使转子铁心11旋转，将磁体坯料21a’进行定位(步骤6)。

接着，以转轴13的轴心呈垂直方向的姿态将转子铁心11放入到加热炉内，加热至粘接剂22的固化温度，使粘接剂22固化(步骤7)。然后，在粘接剂22固化后，将转子铁心11从加热炉取出，取得转子10的平衡(步骤8)，使磁体坯料21a’磁化(步骤9)。由此，磁体坯料21a’磁化，成为分割磁体21a，组装得到转子assy(步骤10)。

在该实施方式1中，在设磁体坯料21a’和粘接剂22的总厚度为y，磁体插入孔20的径向宽度为x时，粘接剂22的涂布厚度管理成使得y＜x。因而，在将磁体坯料21a’的群组插入到磁体插入孔20时，粘接剂22不会在磁体插入孔20的入口剥离。由此，能确保用于粘接永磁体21的粘接剂22的量，确保稳定的粘接力。此外，粘接剂22不会在磁体插入孔20的入口剥离而附着于磁体插入孔20的入口，因此，无需去除附着于磁体插入孔20的入口的粘接剂的操作，提高转子10的组装性。

粘接剂22仅涂布于无间隙地排列成1列的磁体坯料21a’的群组的一面。因而，能利用掩模等将粘接剂22稳定地涂布成均匀的厚度，因此，能管理粘接剂22的涂布量，能确保稳定的粘接力。此外，能在磁体插入孔20的内周侧的内壁面上滑动地插入磁体坯料21a’的群组，因此，能减小磁体插入孔20的外周侧的内壁面与粘接剂22之间的间隙、即(x-y)。

在磁体坯料21a’插入到磁体插入孔20内的状态下，使转轴13旋转，并使转子铁心11旋转。因而，如图6所示，离心力作用于磁体坯料21a’，径向外侧的力施加于磁体坯料21a’。由此，磁体坯料21a’按压于磁体插入孔20的外周侧的内壁面。此外，角加速度作用于磁体坯料21a’，转子铁心11的切线方向的力施加于磁体坯料21a’。由此，磁体坯料21a’按压于磁体插入孔20的转轴13的旋转方向前侧的内壁面。而且，离心力和角加速度均等地作用于各磁体坯料21a’，因此，磁体插入孔20内的磁体坯料21a’的位置偏差减少。即，能将永磁体21高精度地定位于磁体插入孔20内。

因而，抑制了所有的磁体插入孔20内的永磁体21的位置偏差，因此，能使电动机100更顺畅地旋转，能抑制因电动机100的旋转而产生振动、噪音。

此外，在粘接剂22的固化工序中，以转轴13的轴心呈垂直方向的方式配置转子铁心11，因此，能在磁体坯料21a’不与磁体插入孔20的外周侧的内壁面分离的情况下，使粘接剂22固化。由此，磁体坯料21a’以定位的状态固定于转子铁心11。

此处，排列成1列的磁体坯料21a’为了避免与磁体插入孔20的干涉，如图4所示，在相对于磁体插入孔20的内径侧的内壁面朝径向外侧浮起δ的状态下插入到磁体插入孔20中。因而，若考虑磁体坯料21a’插入到磁体插入孔20的操作性，则优选将粘接剂22的涂布厚度管理成使得y+δ＜x。另外，δ满足δ＞0mm。

另外，在上述实施方式1中，永磁体通过将8个分割磁体在转子铁心的轴向上配列成1列来构成，但永磁体也可由一体物构成。

此外，永磁体在转子铁心的轴向上分割成8个，但永磁体在转子铁心的轴向的分割数并不限定于8。此外，如图7所示，永磁体也可通过将磁化后成为分割磁体的磁体坯料21b’在转子铁心11的周向上排列2个来构成。此外，永磁体在转子铁心11的周向的分割数并不限定于2。

此外，在上述实施方式1中，使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为不同工序，但也可使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为同一工序。在此情况下，一边使转子铁心旋转一边进行加热，在温度上升时，将磁体坯料定位，在温度达到粘接剂的固化温度以上时，粘接剂固化。此外，由于使转子铁心旋转，因此，无需使转子铁心的轴心呈垂直，也可使转子铁心的轴心呈水平。

实施方式2

图8是说明本发明实施方式2所涉及的电动机的转子的制造方法中的磁体坯料的插入方法的主要部分剖视图。

图8中，永磁体通过将长方形截面的长方体在其长度方向分割成8个分割磁体来构成。磁化后成为分割磁体的磁体坯料21c’中，对磁体坯料21c’的排列方向的两侧面与上下表面的交叉部进行r倒角。

另外，其它结构与上述实施方式1同样地构成。

在该实施方式2中，也与上述实施方式1同样，将在一面涂布有粘接剂22、且排列成1列的8个磁体坯料21c’的群组插入到转子铁心11的各磁体插入孔20，使转子铁心11旋转，将磁体坯料21c’定位，之后将粘接剂22加热固化。因而，在实施方式2中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。

在该实施方式2中，磁体坯料21c’中，对磁体坯料21c’的排列方向的两侧面与上下表面的交叉部进行r倒角。然后，如图8所示，排列成1列的磁体坯料21c’的群组在相对于磁体插入孔20的内周侧的内壁面朝径向内侧下沉η的状态下插入到磁体插入孔20中。此时，首先，磁体坯料21c’的排列方向的一侧的侧面与下表面的交叉部中的r倒角部21d抵接于磁体插入孔20的内周侧的内壁面与转子铁心11的端面的交叉角部。接着，r倒角部21d在该交叉角部上滑动，磁体坯料21c’一边朝垂直上方移动，一边插入到磁体插入孔20内。这样，磁体坯料21c’顺畅地插入到磁体插入孔20内。另外，η设定成小于在磁体坯料21c’插入到磁体插入孔20的状态下的r倒角部21d的径向尺寸。

这样，根据实施方式2，提高了排列成1列的磁体坯料21c’插入到磁体插入孔20内的操作性。此外，能可靠地抑制粘接剂22在磁体插入孔20的入口发生剥离。此外，在将磁体坯料21c’插入磁体插入孔20时，无需在相对于磁体插入孔20的内周侧的内壁面朝径向外侧浮起的状态下插入磁体坯料21c’，因此，能使磁体插入孔20的外周侧的内壁面与粘接剂22之间的间隙、即(x-y)最小。由此，永磁体21与磁体插入孔20的内周侧的内壁面之间的间隙最小，因此，能获得在磁路中磁导变高，来自磁体的磁通量增加的效果。

另外，在上述实施方式2中，对磁体坯料的排列方向的两侧面与上下表面的交叉部进行r倒角，但无需对磁体坯料的排列方向的两侧面与上下表面的4个交叉部进行r倒角，至少在将磁体坯料插入到磁体插入孔时，仅对磁体坯料的和磁体插入孔相对的侧面与下表面的交叉部进行r倒角即可。

此外，在实施方式2中，对磁体坯料的排列方向的两侧面与上下表面的交叉部进行r倒角，但也可对磁体坯料的排列方向的两侧面与上下表面的交叉部进行c倒角。

实施方式3

图9是表示本发明实施方式3所涉及的电动机的转子的制造方法中定位固定于磁体插入孔内的磁体坯料的主要部分剖视图。

实施方式3中，在排列成1列的8个磁体坯料21a’的一面涂布粘接剂22，在另一面配置发泡片材23。接着，与上述实施方式1同样，将涂布有粘接剂22的磁体坯料21a’的群组和发泡片材23插入到与前板14一体化且安装于夹具的转子铁心11的各磁体插入孔20。接着，将与前板14一体化后的转子铁心11从夹具取下，安装于轴套部12，进一步将后板15、挡块16安装于轴套部12，并将挡块16进行铆接固定。接着，将转轴13安装于轴套部12。

接着，将保持于转轴13的转子铁心11收纳到加热炉内，使粘接剂22加热固化。此时，在温度上升的同时，发泡片材23的热固性树脂软化，内置于发泡片材23的发泡剂发泡，发泡片材23的容积增大。由此，磁体坯料21a’按压于磁体插入孔20的外周侧的内壁面。接着，在磁体坯料21a’按压于磁体插入孔20的外周侧的内壁面的状态下，发泡片材23的热固性树脂固化，磁体坯料21a’定位于磁体插入孔20内。进一步地，在磁体坯料21a’定位于磁体插入孔20内的状态下，粘接剂22固化。之后，取得转子的平衡，进行磁体坯料21a’的磁化。

此处，发泡片材23通过加热在内部产生气泡群，厚度增加。发泡片材23加热到热固性树脂的固化温度以上的温度，在厚度增加的状态下固化。

因而，在实施方式3中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。

另外，在上述实施方式3中，使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为同一工序，但也可使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为不同工序。

此外，在上述实施方式3中，使配置在磁体坯料与磁体插入孔的内周侧的内壁面之间的发泡片材23膨胀、固化，来将磁体坯料定位，因此，在磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序中，无需使转子铁心的轴心呈垂直，也可使转子铁心的轴心呈水平。

此外，在上述实施方式3中，发泡片材利用在常温下凝固的状态及固化的状态下不会发挥粘接性的热固性树脂，但发泡片材也可利用在常温下凝固的状态下不会发挥粘接性、而在固化状态下会发挥粘接性的热固性树脂。

实施方式4

图10是表示本发明实施方式4所涉及的电动机的转子的制造方法中定位固定于磁体插入孔内的磁体坯料的主要部分剖视图。

在实施方式4中，与上述实施方式1同样，在排列成1列的8个磁体坯料21a’的一面涂布粘接剂22，将在一面涂布有粘接剂22的磁体坯料21a’的群组插入到与前板14一体化的转子铁心11的各磁体插入孔20。

接着，将与前板14一体化后的转子铁心11从夹具取下，安装于轴套部12，且将转轴13安装于轴套部12。接着，如图10所示，使转轴13的轴心呈垂直方向来配置转子铁心11，在磁体坯料21a’的内周侧的表面与磁体插入孔20的内周侧的内壁面之间压送空气，将磁体坯料21a’按压于磁体插入孔20的外周侧的内壁面。接着，使转轴13的轴心呈垂直方向，将转子铁心11配置在加热炉内，使粘接剂22加热固化。由此，磁体坯料21a’在定位于磁体插入孔20内的状态下固定。之后，将后板15、挡板16安装于轴套部12，并将挡板16进行铆接固定。进一步地，取得转子的平衡，进行磁体坯料21a’的磁化。

因而，在实施方式4中，也能获得与上述实施方式1相同的效果。

在上述实施方式4中，使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为不同工序，但也可使磁体坯料的定位工序和粘接剂的固化工序为同一工序。在此情况下，一边向磁体坯料的内周侧的表面与磁体插入孔的内周侧的内壁面之间提供空气，一边进行加热，在温度上升时，将磁体坯料定位，在温度达到粘接剂的固化温度以上时，粘接剂固化。此外，由于提供空气，因此，无需使转子铁心的轴心呈垂直，也可使转子铁心的轴心呈水平。

另外，在上述各实施方式中，利用热固化型粘接剂作为粘接剂，但粘接剂并不限定于热固化型粘接剂，例如可利用常温固化型粘接剂、uv固化型粘接剂。

此外，在上述各实施方式中，利用环氧树脂类的树脂作为粘接剂的坯料，但粘接剂的坯料并不限定于环氧树脂类的树脂，例如可利用硅类的树脂、丙烯酸类的树脂。

此外，上述各实施方式中，永磁体制作成长方形截面的长方体，但永磁体的截面并不限于长方形，例如也可为圆弧形或半圆锥形。在此情况下，磁体插入孔形成为与永磁体的截面形状相适合的截面的孔形状。

标号说明

10转子、11转子铁心、13转轴、20磁体插入孔、21永磁体、21a分割磁体、21a’，21b’、21c’磁体坯料、21dr倒角部、22粘接剂、23发泡片材。