本發(fā)明涉及具有永磁體的電樞的制造方法。
背景技術(shù):
已知ipm馬達(dá)(interiorpermanentmagnetmotor,內(nèi)部永磁馬達(dá))的轉(zhuǎn)子這樣的,具有在層疊鐵心的內(nèi)部埋入有永磁體的構(gòu)造的電樞。ipm馬達(dá)由于在轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)部埋入有永磁體,因此,在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)中磁體不會由于離心力而飛出,機(jī)械方面的安全性高。另外,ipm馬達(dá)以高效率得到高力矩。因此,ipm馬達(dá)作為汽車用、鐵路車輛用、其他產(chǎn)業(yè)用的動力源,近年來其利用急速擴(kuò)大。
在較多情況下,構(gòu)成ipm馬達(dá)的轉(zhuǎn)子將永磁體分別插入到形成于層疊鐵心的磁體插入孔,之后,向磁體插入孔注入樹脂,在磁體插入孔內(nèi)使樹脂固化,將永磁體固定于層疊鐵心(專利文獻(xiàn)1、2)。專利文獻(xiàn)1記載了在將永磁體插入到層疊鐵心的磁體插入孔后,將層疊鐵心加溫,之后,將樹脂注入到磁體插入孔(第0021~0025段)。
另外,作為被埋入到構(gòu)成ipm馬達(dá)的轉(zhuǎn)子中的永磁體,已知釹(neodymium)磁體。釹磁體由于磁通密度高,具有非常強(qiáng)的磁力,因此,若將釹磁體埋入到轉(zhuǎn)子,則能得到小型、強(qiáng)力的馬達(dá)。
已知釹磁體在磁化方向(容易磁化的方向)示出正的熱膨脹率,在非磁化方向(與磁化方向正交的方向)示出負(fù)的熱膨脹率(專利文獻(xiàn)3(第0049段)、專利文獻(xiàn)4(第0005段))。即,已知若將釹磁體加溫,則釹磁體會在磁化方向膨脹,并在非磁化方向收縮。
另外,層疊鐵心是芯片材進(jìn)行層疊而構(gòu)成的,該芯片材是用模具將經(jīng)過軋制工序而制造的薄鋼板(基于其用途稱為“電磁鋼板”、或者基于合金成分稱為“硅鋼板”)沖裁而得到。構(gòu)成轉(zhuǎn)子的芯片材具有圓形的輪廓。將芯片材沖裁的模具的輪廓也是正圓形。然而,即使用具有正圓形輪廓的模具來沖裁薄鋼板,芯片材的輪廓有時也會成為橢圓。即,在沖裁后芯片材有時會產(chǎn)生形變。
例如,專利文獻(xiàn)5的第0007段記載了“在外周為圓形的定子芯片材中,如圖9所示有的情況下外徑尺寸在電磁鋼板的軋制方向增大,外徑尺寸在與軋制方向正交的方向減?。环粗?,有的情況下外徑尺寸在電磁鋼板的軋制方向減小,外徑尺寸在與軋制方向正交的方向增大?!?。
在將產(chǎn)生了因芯片材的形變而引起的形狀不良的層疊鐵心安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的殼體上時,殼體會產(chǎn)生形變。殼體產(chǎn)生形變時,旋轉(zhuǎn)電機(jī)會產(chǎn)生各種問題。另外,將產(chǎn)生了形狀不良的層疊鐵心熱壓配合地安裝于殼體時,在層疊鐵心與殼體之間在一部分會產(chǎn)生間隙。因此,層疊鐵心與殼體的接觸面積變小。其結(jié)果是,層疊鐵心的固定變得不充分,在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時層疊鐵心的固定會屈服于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的產(chǎn)生力矩,層疊鐵心有可能會旋轉(zhuǎn)。
專利文獻(xiàn)5所記載的發(fā)明為解決上述問題,在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的殼體中,將沖裁的定子芯片材的外徑尺寸大于正式尺寸的部位所抵接的位置做為非固定位置,將外徑尺寸與正式尺寸之差較小的部位所抵接的位置做為固定位置。
根據(jù)專利文獻(xiàn)5所記載的發(fā)明,可能會解決因?qū)盈B鐵心與殼體的形狀的不一致而引起的各種問題。然而,層疊鐵心的形狀不良其本身沒有改善。因此,根據(jù)專利文獻(xiàn)5所記載的發(fā)明,沒有解決因?qū)盈B鐵心的形狀不良而引起的問題,例如,因轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙(氣隙)的變動而產(chǎn)生的力矩變動、振動的問題。
當(dāng)然,以對層疊鐵心的形狀不良的產(chǎn)生進(jìn)行抑制為目的的發(fā)明已經(jīng)被申請。例如,專利文獻(xiàn)6公開了無方向性電磁鋼板的沖裁方法,其特征在于,根據(jù)無方向性電磁鋼板的伸長率來控制沖裁模具的切削刃的正圓度。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2014-138533號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2014-220911號公報
專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-273850號公報
專利文獻(xiàn)4:日本特開2012-152069號公報
專利文獻(xiàn)5:日本特開2009-112096號公報
專利文獻(xiàn)6:日本特開平10-24333號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明欲解決的問題
根據(jù)專利文獻(xiàn)6,通過控制沖裁模具的切削刃的正圓度,從而能夠使芯片材的輪廓成為正圓形。其結(jié)果是,消除了層疊鐵心的形狀不良,還消除了旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出力矩的變動。然而,專利文獻(xiàn)6雖然公開了在沖裁含有si為4重量%以下、al為2重量%以下的無方向性電磁鋼板的情況下適用的沖裁模具的切削刃的正圓度的控制公式,但沒有公開其他情況下的控制公式。因此,專利文獻(xiàn)6所記載的發(fā)明具有的問題是:在沖裁所述無方向性電磁鋼板的情況下能夠適用,但在其他的情況下不能適用。即,在沖裁所述電磁鋼板以外的鋼板來制造芯片材的情況下,專利文獻(xiàn)6所記載的發(fā)明不能消除芯片材的形變。
因此,專利文獻(xiàn)6所記載的發(fā)明具有的問題是:對于將由所述電磁鋼板以外的鋼板構(gòu)成的芯片材層疊而構(gòu)成的電樞,不能改善形狀不良,不能消除因形狀不良而引起的各種問題。
本發(fā)明鑒于這樣的情況而完成的,其目的在于提供一種通用性高的電樞的制造方法,其能夠改善電樞的形狀不良,能夠消除因形狀不良而引起的各種問題,能夠不論構(gòu)成層疊鐵心的鋼板的種類來應(yīng)用。
用于解決問題的方案
本發(fā)明所涉及的電樞的制造方法向形成于層疊鐵心的多個磁體插入孔分別插入在非磁化方向具有負(fù)的熱膨脹率的永磁體,之后,將樹脂注入到磁體插入孔,使樹脂在磁體插入孔內(nèi)固化,將永磁體固定于層疊鐵心,其中,在將層疊鐵心加溫而層疊鐵心處于特定的溫度范圍時,向多個磁體插入孔之中的特定的磁體插入孔注入樹脂,之后,在層疊鐵心處于與特定的溫度范圍不同的其他溫度范圍時,向多個磁體插入孔之中的特定的磁體插入孔以外的其他磁體插入孔注入樹脂。
也可以是,在向特定的磁體插入孔注入了樹脂后,冷卻層疊鐵心,在層疊鐵心達(dá)到比特定的溫度范圍低的溫度時,向其他磁體插入孔注入樹脂。
也可以是,在向特定的磁體插入孔注入了樹脂后,加溫層疊鐵心,在層疊鐵心達(dá)到比特定的溫度范圍高的溫度時,向其他磁體插入孔注入樹脂。
也可以是,特定的磁體插入孔是一組磁體插入孔,在與層疊鐵心的坯料的軋制方向成特定角度的方向排列。
也可以是,在每次向多個磁體插入孔之中的1個磁體插入孔注入樹脂時,變更層疊鐵心的溫度,之后,向其他磁體插入孔注入樹脂。
也可以是,在層疊鐵心的溫度處于120℃至200℃的范圍時,向磁體插入孔注入樹脂。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠?qū)υ趯盈B鐵心6的內(nèi)部埋入有永磁體9而構(gòu)成的電樞的形狀不良進(jìn)行矯正。其結(jié)果是,在包括該電樞的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,力矩變動等問題的產(chǎn)生被抑制,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能提高。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法所使用的電樞制造裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖2是示出圖1所記載的電樞制造裝置所包括的預(yù)熱裝置的構(gòu)成的主視圖。
圖3是示出圖1所記載的電樞制造裝置所包括的樹脂密封裝置的構(gòu)成的主視圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊鐵心的構(gòu)成圖,圖4的(a)是層疊鐵心的俯視,圖4的(b)是層疊鐵心的側(cè)視圖。
圖5是示出構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的層疊鐵心的坯板的制造方法的說明圖。
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法的說明圖,是層疊鐵心的俯視圖。
圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法的其他例子的說明圖,是層疊鐵心的俯視圖。
圖8是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式中矯正層疊鐵心的形變的原理的說明圖,圖8的(a)~圖8的(d)是以時間序列示出矯正層疊鐵心的形變的過程的圖。
附圖標(biāo)記的說明
1:制造裝置
2:搬運(yùn)傳送帶
3:預(yù)熱裝置
4:樹脂密封裝置
5:搬運(yùn)托盤
6:層疊鐵心
7:隔板
8:樹脂材料
9:永磁體
10:坯板
11:毛坯
31:下部加熱部
32:固定臺座
33:升降單元
34:上部加熱部
35:側(cè)部加熱部
41:下模
42:上模
43:樹脂注入口
44:柱塞
61:磁體插入孔
61a…61p:磁體插入孔
62:軸孔
63:外圈
71:樹脂注入口
100:計(jì)算機(jī)
具體實(shí)施方式
下面,參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法。
(制造裝置)
圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電樞的制造裝置1的構(gòu)成的俯視圖。如圖1所示,制造裝置1包括搬運(yùn)傳送帶2、預(yù)熱裝置3和樹脂密封裝置4。另外,制造裝置1包括計(jì)算機(jī)100,搬運(yùn)傳送帶2、預(yù)熱裝置3、和樹脂密封裝置4被計(jì)算機(jī)100控制來進(jìn)行動作。
(搬運(yùn)傳送帶)
搬運(yùn)傳送帶2在圖1中是將在配置在制造裝置1的左側(cè)的未圖示的上游工序中制造的層疊鐵心6搬入到制造裝置1的裝置。結(jié)束了在制造裝置1中的處理的層疊鐵心6被搬運(yùn)傳送帶2搬出到圖1中配置在制造裝置1的右側(cè)的未圖示的下游工序。
從上游工序搬入到制造裝置1的層疊鐵心6被未圖示的移送裝置,從搬運(yùn)傳送帶2移送到預(yù)熱裝置3。預(yù)熱裝置3是將層疊鐵心6加溫而使預(yù)熱裝置3的溫度升溫到事先決定的溫度的裝置。在后描述預(yù)熱裝置3的詳細(xì)構(gòu)成。
完成了在預(yù)熱裝置3中的加溫的層疊鐵心6被返回到搬運(yùn)傳送帶2,被利用未圖示的其他移送裝置,從搬運(yùn)傳送帶2移送到樹脂密封裝置4。在樹脂密封裝置4中,向?qū)盈B鐵心6注入填充樹脂。完成了樹脂填充的層疊鐵心6被從樹脂密封裝置4被取出,被返回到搬運(yùn)傳送帶2,被搬出到未圖示的下游工序。在后描述樹脂密封裝置4的詳細(xì)構(gòu)成。
(預(yù)熱裝置)
如圖2所示,預(yù)熱裝置3包括:對載放有層疊鐵心6的搬運(yùn)托盤5進(jìn)行載放的下部加熱部31;以及被固定在設(shè)置地點(diǎn)的固定臺座32。在固定臺座32上固定有使下部加熱部31上下升降的升降單元(例如千斤頂)33。另外,預(yù)熱裝置3具有:位于利用升降單元33上升到上限位置的層疊鐵心6(圖2中為虛線所示)的上方的上部加熱部34;以及從側(cè)方包圍該層疊鐵心6的側(cè)部加熱部35。該側(cè)部加熱部35在橫向被二分,被構(gòu)成為能夠通過使分割的部分以層疊鐵心6為中心在水平方向(圖2的箭頭所示)移動從而開關(guān)。另外,在預(yù)熱裝置3所包括的各加熱部31、34、35設(shè)置有未圖示的電加熱器,利用該電加熱器來加熱層疊鐵心6。另外,如上所述,預(yù)熱裝置3被計(jì)算機(jī)100控制來進(jìn)行動作。
(樹脂密封裝置)
樹脂密封裝置4如圖3所示,包括:對載放有層疊鐵心6的搬運(yùn)托盤5進(jìn)行載放的下模41;以及被載放在層疊鐵心6之上的上模42。另外,在層疊鐵心6與上模42之間夾持有隔板(英語:dummyplate)7。即,隔板7的下表面與層疊鐵心6的上表面抵接,隔板7的上表面與上模42的下表面抵接。此外,隔板7是一種蓋體,防止從上模42注入到層疊鐵心6的磁體插入孔61的樹脂材料8在層疊鐵心6的上表面蔓延并附著在層疊鐵心6的上表面。隔板7也稱為墊板(caulplate)。
上模42包括與層疊鐵心6所包括的磁體插入孔61數(shù)量相同的樹脂注入口43。即,在上模42上以與層疊鐵心6所包括的磁體插入孔61一一對應(yīng)的方式配置有樹脂注入口43。各樹脂注入口43將上模42上下貫通。
在隔板7的與上模42的樹脂注入口43抵接的部位,設(shè)置有樹脂注入口71。向磁體插入孔61填充的樹脂材料8在熔融的液態(tài)狀態(tài)下,通過上模42的樹脂注入口43、隔板7的樹脂注入口71,被注入到磁體插入孔61。此外,在上游工序中,在各磁體插入孔61插入了永磁體9。注入到磁體插入孔61的樹脂材料8在磁體插入孔61內(nèi)固化,將永磁體9固定在磁體插入孔61內(nèi)。
在各樹脂注入口43安裝有柱塞44。柱塞44是將從未圖示的樹脂供給裝置供給并被保持在樹脂注入口43內(nèi)的樹脂材料8向磁體插入孔61擠出的部件。柱塞44被未圖示的驅(qū)動器驅(qū)動。另外,樹脂密封裝置4所包括的多個柱塞44(驅(qū)動該柱塞44的未圖示的驅(qū)動器)被計(jì)算機(jī)100控制,一起、或者個別、或者每組地進(jìn)行動作。因此,樹脂密封裝置4能夠?qū)渲牧?一起注入填充到層疊鐵心6所包括的所有磁體插入孔61。另外,樹脂密封裝置4也可以對層疊鐵心6所包括的所有磁體插入孔61分別個別地在不同時刻將樹脂材料8注入填充。另外,樹脂密封裝置4也可以將層疊鐵心6所包括的所有磁體插入孔61分割為多組,按組在不同時刻將樹脂材料8注入填充。
(層疊鐵心)
接下來,說明層疊鐵心6的構(gòu)成和構(gòu)造。層疊鐵心6是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電樞(例如ipm馬達(dá)的轉(zhuǎn)子)的元件,如圖4的(b)所示,是將多個坯板10層疊而構(gòu)成的。另外,如圖4的(a)所示,在層疊鐵心6上形成有16個磁體插入孔61。磁體插入孔61在以層疊鐵心6的中心為中心的圓周上排列。如上所述,在磁體插入孔61中插入有永磁體9,永磁體9由填充在磁體插入孔61內(nèi)的樹脂材料8固定于層疊鐵心6。另外,在層疊鐵心6的中心形成有將層疊鐵心6貫通的軸孔62。在軸孔62中插嵌有未圖示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。
構(gòu)成層疊鐵心6的坯板10如圖5所示,是從帶板狀的毛坯11沖裁而形成的。毛坯11由未圖示的軋制機(jī)制造,以卷繞為卷狀的卷材的形態(tài),被供給至坯板10的制造工序。然后,毛坯11被從未圖示的卷材拉出,在圖5中,從左向右被移送,被逐次加工。即,在第1工序中,從毛坯11沖裁出磁體插入孔61,之后,毛坯11被移送到第2工序。在第2工序中,從毛坯11沖裁出軸孔62,之后,毛坯11被移送到第3工序。在第3工序中,從毛坯11沖裁出外圈63,在第4工序中,從毛坯11分離出坯板10。此外,如上所述,由于毛坯11被從卷繞為卷狀的卷材拉出,因此,毛坯11的長邊方向(圖5中為左右方向)與毛坯11的軋制方向一致。另外,在層疊坯板10的工序中,以各坯板10的軋制方向朝向同一個方向的方式來使朝向一致并層疊。即,在圖4的(a)中,在位于層疊鐵心6的最上層的坯板10以軋制方向?yàn)閳D4的(a)的左右方向那樣放置的情況下,構(gòu)成層疊鐵心6的所有坯板10以軋制方向?yàn)閳D4的(a)的左右方向那樣放置。
(第1實(shí)施方式)
接下來,參照圖6,說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法。圖6是層疊鐵心6的俯視圖。此外,圖6中,在16個磁體插入孔61分別添加附加標(biāo)記a、b、……p,將各個磁體插入孔61區(qū)分開。
在第1實(shí)施方式中,將16個磁體插入孔61a、61b……61p分為2組。即,磁體插入孔61a……61d和磁體插入孔61i……61l為第1組。而且,磁體插入孔61e……61h和磁體插入孔61m……61p為第2組。如圖6所示,屬于第1組的磁體插入孔61在與構(gòu)成層疊鐵心6的坯板10的軋制方向平行的方向排列。屬于第2組的磁體插入孔61在與構(gòu)成層疊鐵心6的坯板10的軋制方向正交的方向排列。
在第1實(shí)施方式中,首先,在預(yù)熱裝置3中將層疊鐵心6加溫至180℃以上。然后,將層疊鐵心6搬入到樹脂密封裝置4,計(jì)測層疊鐵心6的溫度。計(jì)測層疊鐵心6的溫度的手段是任意的??梢栽跇渲芊庋b置4的下模41或者上模42上配備熱電偶這樣的接觸式的溫度傳感器,也可以在樹脂密封裝置4的周圍配備紅外線輻射溫度計(jì)這樣的非接觸式的溫度傳感器。而且,層疊鐵心6的溫度達(dá)到180℃后,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61(61a……61d和61i……61l)注入樹脂材料8。樹脂材料8向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61的注入完成后,使層疊鐵心6自然冷卻。然后,層疊鐵心6的溫度達(dá)到170℃后,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61(61e……61h和61m……61p)注入樹脂材料8。樹脂材料8向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61的注入完成后,使層疊鐵心6自然冷卻。層疊鐵心6被冷卻且注入到磁體插入孔61的樹脂材料8固化后,將層疊鐵心6從樹脂密封裝置4搬出。
此外,預(yù)熱裝置3的層疊鐵心6的加溫目標(biāo)是:在向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8的溫度(180℃)上,加上以將層疊鐵心6從預(yù)熱裝置3搬運(yùn)到樹脂密封裝置4的期間產(chǎn)生的溫度下降作為余量的值。即,在預(yù)熱裝置3中,在層疊鐵心6被加溫到180+α℃的情況下,α相當(dāng)于將層疊鐵心6從預(yù)熱裝置3搬運(yùn)至樹脂密封裝置4的期間產(chǎn)生的溫度下降。
(第2實(shí)施方式)
本發(fā)明所涉及的電樞的制造方法不限于將16個磁體插入孔61分割為2組,并在不同的溫度條件下向各組注入樹脂材料8。也可以將16個磁體插入孔61分割為3組以上,并在不同的溫度條件下向各組注入樹脂材料8。因此,在第2實(shí)施方式中,如圖7所示,將16個磁體插入孔61分割為3組。即,磁體插入孔61b、61c、61j、61k為第1組,磁體插入孔61d、61e、61h、61i、61l、61m、61p、61a為第2組,磁體插入孔61f、61g、61n、61o為第3組。
而且,在預(yù)熱裝置3中將層疊鐵心6加溫至180℃以上。之后,將層疊鐵心6搬入到樹脂密封裝置4,計(jì)測層疊鐵心6的溫度。層疊鐵心6的溫度達(dá)到180℃后,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61(61b、61c、61j、61k)注入樹脂材料8。樹脂材料8向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61的注入完成后,使層疊鐵心6自然冷卻。然后,層疊鐵心6的溫度達(dá)到160℃后,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61(61d、61e、61h、61i、61l、61m、61p、61a)注入樹脂材料8。樹脂材料8向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61的注入完成后,使層疊鐵心6自然冷卻。然后,層疊鐵心6的溫度達(dá)到140℃后,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61(61f、61g、61n、61o)注入樹脂材料8。層疊鐵心6被冷卻且注入到磁體插入孔61的樹脂材料8固化后,將層疊鐵心6從樹脂密封裝置4搬出。此外,在預(yù)熱裝置3中的層疊鐵心6的加溫目標(biāo)是:在向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8的溫度(180℃)上,加上以將層疊鐵心6從預(yù)熱裝置3搬運(yùn)到樹脂密封裝置4的期間產(chǎn)生的溫度下降作為余量的值。
(形狀不良的矯正)
最后,參照圖8,說明利用第1和第2實(shí)施方式所涉及的方法來矯正層疊鐵心6的形狀不良的原理。圖8的(a)是示出常溫的層疊鐵心6的磁體插入孔61和永磁體9的形狀的俯視圖。永磁體9是釹磁體,磁化容易性能根據(jù)方向而不同。在圖8的各圖中,x軸示出永磁體9的磁化(容易)軸,y軸示出永磁體9的非磁化軸。即,永磁體9以磁化(容易)軸與x軸一致且非磁化軸與y軸一致的方式配置在磁體插入孔61內(nèi)。另外,釹磁體、即永磁體9在磁化軸(x軸)方向具有正的熱膨脹率,在非磁化軸(y軸)方向具有負(fù)的熱膨脹率。因此,若將永磁體9加溫,則永磁體9在x軸方向膨脹,在y軸方向收縮。
圖8的(b)是示出將層疊鐵心6加溫的情況下的磁體插入孔61和永磁體9的形狀的俯視圖。在該情況下,磁體插入孔61在x軸和y軸方向膨脹(尺寸擴(kuò)大)。永磁體9在x軸方向膨脹(尺寸擴(kuò)大),在y軸方向收縮(尺寸縮小)。其結(jié)果是,磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙擴(kuò)大。特別是,y軸方向的間隙擴(kuò)大。
這樣,若在將層疊鐵心6加溫的狀態(tài)下,向磁體插入孔61注入樹脂材料8,則如圖8的(c)所示,樹脂材料8會填充在磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙中。
在向磁體插入孔61注入了樹脂材料8后,若將層疊鐵心6冷卻,使層疊鐵心6的溫度恢復(fù)為常溫,則填充到磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙的樹脂材料8會固化。此時,磁體插入孔61在x軸和y軸方向收縮(尺寸縮小)。永磁體9在x軸方向收縮(尺寸縮小),在y軸方向膨脹(尺寸擴(kuò)大)。即,磁體插入孔61和永磁體9欲恢復(fù)為圖8的(a)所示的形狀。然而,如圖8的(d)所示,由于在磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙中填充有樹脂材料8,因此,磁體插入孔61的y軸方向的尺寸不會恢復(fù)原來的尺寸(圖8的(a)所示的尺寸)。磁體插入孔61從內(nèi)側(cè)被永磁體9和樹脂材料8在y軸方向按壓。因此,磁體插入孔61的y軸方向的尺寸擴(kuò)大。其結(jié)果是,層疊鐵心6也在磁體插入孔61的周圍,向?qū)軸方向的尺寸擴(kuò)大的方向變形。此外,在圖8的(d)中,帶箭頭的粗實(shí)線示出此時作用在磁體插入孔61的按壓力。
另外,圖8的(d)所示的狀態(tài)相對于圖8的(a)所示的狀態(tài)的層疊鐵心6在y軸方向的尺寸的差異,根據(jù)向?qū)盈B鐵心6注入樹脂材料8時的層疊鐵心6的溫度而變化。如果注入樹脂材料8時的層疊鐵心6的溫度為比較高溫,那么圖8的(b)所示的狀態(tài)的磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙會增大。因此,注入到磁體插入孔61內(nèi)的樹脂材料8的量會增加。而且,在圖8的(d)所示的狀態(tài)下,填充到磁體插入孔61與永磁體9之間的y軸方向的間隙的樹脂材料8的厚度會增大。其結(jié)果是,磁體插入孔61和層疊鐵心6在y軸方向大幅擴(kuò)大。
另一方面,如果注入樹脂材料8時的層疊鐵心6的溫度為低溫,那么與高溫的情況相比,圖8的(b)所示的狀態(tài)的磁體插入孔61與永磁體9之間的間隙會減小。因此,注入到磁體插入孔61內(nèi)的樹脂材料8的量會減小。而且,在圖8的(d)所示的狀態(tài)下,填充到磁體插入孔61與永磁體9之間的y軸方向的間隙中的樹脂材料8的厚度會縮小。其結(jié)果是,磁體插入孔61和層疊鐵心6在y軸方向的尺寸的擴(kuò)大量減小。
這樣,通過對注入樹脂材料8時的層疊鐵心6的溫度進(jìn)行增減,從而能夠增減在注入的樹脂材料8固化后產(chǎn)生的磁體插入孔61和層疊鐵心6在y軸方向的尺寸的擴(kuò)大量。而且,能夠利用該現(xiàn)象來矯正層疊鐵心6的形狀不良。即,對于處于希望大幅擴(kuò)大y軸方向的尺寸的位置的磁體插入孔61,大幅提高層疊鐵心6的溫度并注入樹脂材料8,對于除此之外的磁體插入孔61,使層疊鐵心6的溫度比較低并注入樹脂材料8,從而能夠修正層疊鐵心6的形狀。
在上述第1實(shí)施例中,屬于第1組的磁體插入孔61在樹脂材料8固化后y軸方向的尺寸比較大地?cái)U(kuò)大。屬于第2組的磁體插入孔61的樹脂材料8固化后的y軸方向的尺寸的擴(kuò)大量,與屬于第1組的磁體插入孔61相比小。在上述第2實(shí)施例中,也是屬于第1組的磁體插入孔61在樹脂材料8固化后y軸方向的尺寸也比較大地?cái)U(kuò)大。屬于第2組的磁體插入孔61的樹脂材料8固化后在y軸方向的尺寸的擴(kuò)大量,與屬于第1組的磁體插入孔61相比小。屬于第3組的磁體插入孔61的樹脂材料8固化后在y軸方向的尺寸的擴(kuò)大量,與屬于第2組的磁體插入孔61相比小。即,樹脂材料8固化后的磁體插入孔61的y軸方向的尺寸擴(kuò)大量為:第1組最大,第2組次之,第3組最小。
以上,如說明的那樣,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,能夠矯正在層疊鐵心6的內(nèi)部埋入永磁體9而構(gòu)成的電樞的形狀不良。其結(jié)果是,在包括該電樞的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,力矩變動等問題的產(chǎn)生被抑制,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能提高。另外,上述實(shí)施方式所涉及的電樞的制造方法能夠不論構(gòu)成層疊鐵心的鋼板的種類來應(yīng)用。
然而,本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實(shí)施方式。本發(fā)明在權(quán)利要求書所記載的技術(shù)思想內(nèi),可以自由變形、應(yīng)用或者改良來實(shí)施。
例如,將注入樹脂材料8時的層疊鐵心6的溫度變更的單位不限于“磁體插入孔61的組”。也可以針對每個磁體插入孔61變更層疊鐵心6的溫度并注入樹脂材料8。另外,構(gòu)成“組”的磁體插入孔61的個數(shù)也是任意的。
另外,在上述第1實(shí)施方式中,作為“相對于層疊鐵心6的坯料料的軋制方向成特定角度的方向”的具體例,例舉了“與坯板10的軋制方向平行的方向”和“與坯板10的軋制方向正交的方向”。然而,“成特定角度的方向”不限于“平行的方向”、“正交的方向”??梢匀我膺x擇“特定的角度”。
在上述實(shí)施方式中,示出了在制造裝置1中與樹脂密封裝置4獨(dú)立地包括預(yù)熱裝置3的例子,但預(yù)熱裝置3也可以與樹脂密封裝置4一體地構(gòu)成。例如,也可以在樹脂密封裝置4上安裝熱源,能夠在將層疊鐵心6安裝于樹脂密封裝置4的狀態(tài)下,將層疊鐵心6加溫。
在上述實(shí)施方式中,作為將層疊鐵心6加溫的熱源,示出了在預(yù)熱裝置3中包括電加熱器的例子。然而,在將預(yù)熱裝置3所包括的熱源、以及預(yù)熱裝置3和樹脂密封裝置4一體地構(gòu)成的情況下,樹脂密封裝置4所包括的熱源不限于電加熱器。該熱源也可以利用感應(yīng)加熱或者熱風(fēng)來加熱層疊鐵心6?;蛘?,該熱源也可以組合電加熱器所進(jìn)行的加熱、感應(yīng)加熱、和熱風(fēng)所進(jìn)行的加熱中的任意2種以上,將層疊鐵心6加熱。
在上述實(shí)施方式中,示出了在樹脂密封裝置4中,一邊冷卻層疊鐵心6一邊向磁體插入孔61注入樹脂材料8的例子。即,示出了如下例子:在層疊鐵心6處于特定的溫度范圍時,在向特定的磁體插入孔61注入了樹脂材料8后,冷卻層疊鐵心6,在層疊鐵心6處于比所述特定的溫度范圍低的其他溫度范圍時,向其他磁體插入孔61注入樹脂材料8。然而,本發(fā)明的技術(shù)的范圍不限于此。也可以一邊加溫層疊鐵心6,一邊向磁體插入孔61注入樹脂材料8。例如在樹脂密封裝置4包括將層疊鐵心6加溫的熱源的情況下,也可以在層疊鐵心6處于特定的溫度范圍時,在向特定的磁體插入孔61注入樹脂材料8后,加溫層疊鐵心6,在層疊鐵心6達(dá)到了比所述特定的溫度范圍高的其他溫度范圍時,向其他磁體插入孔61注入樹脂材料8。
在所述第1實(shí)施方式中,示出了如下例子:在層疊鐵心6的溫度為180℃時,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8,在層疊鐵心6的溫度為170℃時,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8。在該情況下,180℃相當(dāng)于“特定的溫度范圍”,170℃相當(dāng)于“其他溫度范圍”。另外,在所述第2實(shí)施方式中示出了如下例子:在層疊鐵心6的溫度為180℃時,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8,在層疊鐵心6的溫度為160℃時,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8,在層疊鐵心6的溫度為140℃時,向?qū)儆诘?組的磁體插入孔61注入樹脂材料8。在該情況下,180℃相當(dāng)于“特定的溫度范圍”,160℃相當(dāng)于“特定的溫度范圍”或者“其他溫度范圍”,140℃相當(dāng)于“其他溫度范圍”。然而,“特定的溫度范圍”和“其他溫度范圍”不限于此?!疤囟ǖ臏囟确秶焙汀捌渌麥囟确秶笨梢匀我膺x擇并設(shè)定。當(dāng)然,層疊鐵心6的溫度太高時,注入到磁體插入孔61的樹脂材料8有可能變質(zhì)。層疊鐵心6的溫度太低時,注入到磁體插入孔61的樹脂材料8的流動性下降,因此是不期望的。所以,優(yōu)選的是“特定的溫度范圍”和“其他溫度范圍”在120℃至200℃的范圍中選擇并設(shè)定。
在上述實(shí)施方式中,示出的例子是將“特定的溫度范圍”和“其他溫度范圍”如180℃或者170℃、140℃那樣以精確點(diǎn)設(shè)定,但本發(fā)明不限于將“溫度范圍”以精確點(diǎn)設(shè)定?!皽囟确秶笨梢杂蒙舷藁蛘呦孪迊碓O(shè)定,也可以用上限和下限來設(shè)定。
在上述實(shí)施方式中,作為“在非磁化方向具有負(fù)的熱膨脹率的永磁體”的具體例,例舉了釹磁體,但“在非磁化方向具有負(fù)的熱膨脹率的永磁體”不限于釹磁體。本發(fā)明廣泛適用于制造現(xiàn)存或者將來會出現(xiàn)的包括“在非磁化方向具有負(fù)的熱膨脹率的永磁體”的電樞。
在上述實(shí)施方式中,作為電樞的具體例,例舉了ipm馬達(dá)的轉(zhuǎn)子,但適用了本發(fā)明的電樞不限于ipm馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。適用了本發(fā)明的電樞可以是定子,也可以是ipm馬達(dá)以外的馬達(dá)所包括的轉(zhuǎn)子或者定子。另外,適用了本發(fā)明的電樞不限于構(gòu)成電動機(jī)的電樞。本發(fā)明也適用于制造構(gòu)成發(fā)電機(jī)的電樞。