对构成在旋转电机中配置的场磁极用磁石体的磁石片进行制造的割断方法及割断装置

摘要

作为将具有涂覆膜的磁石体割断的割断方法以及割断装置，对于沿着割断预定位置在下表面具有作为薄弱部的切槽的磁石体，将磁石体输送至在从下方利用作为2个支点的模具对该磁石体进行支撑的状态下使得薄弱部配置于两支点间的位置为止，通过从与两支点间的薄弱部相比向输送方向后方偏移的位置的上方对磁石体进行按压，从而将磁石体割断而形成割断后磁石体以及比割断后磁石体小的磁石片，并将涂覆膜切断。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对构成在旋转电机上配置的场磁极用磁石体的 磁石片进行制造的割断方法以及割断装置。

背景技术

以往，作为在旋转电机上配置的场磁极用磁石体，已知如下场 磁极用磁石体，即，将板状的磁石体(下面，简单地表示为“磁石体”) 割断而形成多个磁石片，通过将该多个磁石片彼此粘接而形成该场磁 极用磁石体。这种场磁极用磁石体由多个磁石片形成，因此能够减小 每一个磁石片的体积，能够降低因转子的旋转所引起的磁场变动而在 磁石片产生的涡电流。由此，能够抑制伴随着涡电流的产生而在场磁 极用磁石体产生的热，能够防止不可逆的热减磁。

JP2009-142081A公开有如下内容，即，对于沿着割断预定线设 置有切口的磁石体，将其载置于在与割断预定线垂直的方向上的两端 部对磁石体进行支撑的模具上，利用刃具向下方对割断预定线的上部 进行按压，由此沿着割断预定线将磁石体割断而制造多个磁石片。

发明内容

在模具上沿长边方向输送磁石体，利用刃具从输送方向的前端部 按顺序1个1个地将磁石体割断。在利用模具对磁石体的割断预定线 的两侧进行支撑的状态下，从割断预定线的上部将刃具向下方压入而 将该磁石体割断。即，通过3点弯曲的方式而将磁石体割断。

但是，磁石体具有容易生锈的性质，利用具有防锈效果的原料对 磁石体表面进行涂覆。该涂覆膜的原料是延展性材料，因此在磁石体 的割断时，涂覆膜有时会在割断预定线的部分直至切断为止都未延展 而使得涂覆膜未断开。在涂覆膜未断开的情况下，形成为割断后的磁 石片和仍未割断的磁石体由未断开的涂覆膜连结的状态。其结果，在 将割断后的磁石片向下道工序输送时，相伴地产生同时对仍未割断的 磁石体也进行输送的问题。

因此，本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一 种适合于通过将具有涂覆膜的磁石体割断而制造出构成在旋转电机 上配置的场磁极用磁石体的磁石片的割断方法以及割断装置。

根据本发明的某个方式，提供一种通过将永久磁石体割断而制 造出构成在旋转电机上配置的场磁极用磁石体的磁石片的割断方法。 该割断方法具有如下工序：对于沿着割断预定位置在下表面具有薄弱 部的磁石体，将磁石体输送至在从下方以2个支点对该磁石体进行支 撑的状态下使得薄弱部配置于两支点间的位置为止；以及通过从与两 支点间的薄弱部相比向输送方向后方偏移的位置的上方对磁石体进 行按压，而将磁石体割断而形成割断后磁石体以及比割断后磁石体小 的磁石片，并将涂覆膜切断。

附图说明

图1A是表示应用了由通过本实施方式所涉及的割断方法及割断 装置而制造的磁石片构成的场磁极用磁石体的永磁石体型旋转电机的 主要部分的结构的概略结构图。

图1B是表示图1A的永磁石体型旋转电机的I-I剖面的剖面图。

图2是表示场磁极用磁石体的结构的结构图。

图3A是用于对磁石体的开槽工序进行说明的图。

图3B是用于对磁石体的毛刺去除工序进行说明的图。

图3C是用于对磁石体的割断工序进行说明的图。

图4A是表示作为对比例1的割断装置的割断工序的图。

图4B是表示作为对比例1的割断装置的割断工序的图。

图5A是表示作为对比例2的割断装置的割断工序的图。

图5B是表示作为对比例2的割断装置的割断工序的图。

图5C是表示作为对比例2的割断装置的割断工序的图。

图6A是表示第1实施方式所涉及的割断装置的割断工序的图。

图6B是表示第1实施方式所涉及的割断装置的割断工序的图。

图6C是表示第1实施方式所涉及的割断装置的割断工序的图。

图6D是表示第1实施方式所涉及的割断装置的割断工序的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1A以及表示图1A中的I-I剖面的图1B，示出应用了由通过 本实施方式所涉及的割断方法及割断装置而制造的磁石片构成的场 磁极用磁石体80的永磁石体埋设型旋转电机A(下面，简称为“旋 转电机A”)。

旋转电机A构成为具有：圆环形的定子10，其构成壳体的一部 分；以及圆柱形的转子20，其与上述定子10同轴配置。

定子10由定子芯11、以及多个线圈12构成。多个线圈12收纳 设置于狭槽13中，该狭槽13在定子芯11上以相等角度的间隔形成 于以轴心O为中心的同一圆周上。

转子20构成为具有：转子芯21；旋转轴23，其与转子芯21一 体地旋转；以及多个场磁极用磁石体80。多个场磁极用磁石体80收 容设置于狭槽22中，该狭槽22以相等角度的间隔形成于以轴心O 为中心的同一圆周上。

如图2所示，在转子20的狭槽22中收容设置的场磁极用磁石 体80，作为使多个磁石片31排列成一列而得到的磁石片31的集合 体而构成。磁石片31是通过将板状的磁石体30沿长方形的短边方向 割断而分割出的，该磁石体30利用具有防锈效果的涂覆膜将整周表 面覆盖，并具有长方形的上下表面。场磁极用磁石体80是利用树脂 32将分割出的多个磁石片31的割断面彼此粘接而构成的。对于所使 用的树脂32，使用具有例如200℃左右的耐热性能的树脂，该树脂使 得相邻的磁石片31彼此电绝缘。由此，通过将因起作用的磁场的变 动而在磁石片31产生的涡电流保留于每一个磁石片31内而降低该涡 电流，能够抑制伴随着涡电流而在场磁极用磁石体80产生的热，能 够防止不可逆的热减磁。

下面，参照图3A-图3C，对由利用具有防锈效果的涂覆膜35 将整周表面覆盖的板状的磁石体30制造多个磁石片31的过程进行说 明。

为了将磁石体30割断为多个磁石片31，在要将磁石体30割断 的部位(割断预定线)，如图3A所示，预先形成由切槽33等构成 的薄弱部较为有效。作为薄弱部而设置的切槽33，距表面的深度越 深，另外，切槽33的前端的尖部越尖锐，作为磁石片31而割断的情 况下的割断面的平面度越得到提高。

作为切槽33的形成方法，存在利用在磁石体30的成型模具上 设置的槽形成用的突条并在磁石体30的成型工序中进行设置的方 法、利用切块机、切片机等的机械加工的方法、利用激光束照射的方 法、线切割放电加工等。在通过机械加工、激光束照射以及线切割放 电加工而形成切槽33的情况下，在磁石体30的表面的涂覆膜35处 也同时形成切口。

在通过激光束照射、线切割放电加工而形成切槽33的情况下， 会沿着切槽33而产生毛刺34，因此如图3B所示，在毛刺去除工序 中将该毛刺34除去。

接着，在割断工序中，在使切槽33向下的状态下从不具有切槽 33的一侧利用后述的作为割断单元的刃具对与槽33对应的位置进行 按压，从而如图3C所示，沿着切槽33将磁石体30割断而形成多个 磁石片31。

图4A及图4B示出进行图3C所示的割断工序的、作为对比例1 的割断装置40的概略。

割断装置40是如下装置，即，以架设的状态将磁石体30载置 于一对模具41、42之间，在架设的部分从上部使刃具43下降，通过 3点弯曲的方式而将磁石体30割断。割断装置40具有：作为下模的 一对模具41、42，其用于对磁石体30进行架设载置；刃具43，其通 过对磁石体30的架设的部分进行按压而将磁石体30割断；以及未图 示的磁石体输送装置，其将磁石体30从一端部按顺序输送至刃具43 的正下方(图4A)。

刃具43对在一对模具41、42上架设的磁石体30的上表面向下 方进行按压，由此将磁石体30割断。以使得前端位于一对模具41、 42之间的中间的方式对刃具43进行定位，例如利用伺服冲压机、机 械冲压机、液压冲压机等对刃具43进行驱动。

割断装置40以上述方式构成，将设置有切槽33的磁石体30架 设载置于一对模具41、42的上表面。此外，在一对模具41、42上将 磁石体30载置于想要将其割断的期望位置，即，使得预先沿割断预 定线设置的切槽33位于与模具41、42侧对置的一侧。

并且，利用未图示的磁石体输送装置，在以使得作为割断预定 线的切槽33位于一对模具41、42之间的中间的方式进行对位的状态 下，使刃具43下降。如果使刃具43下降，则刃具43对切槽33的里 侧向下方进行按压，通过刃具43以及一对模具41、42的彼此相邻的 缘部41a、42a的3点弯曲的方式而沿着切槽33将磁石体30割断(图 4B)。

此时，产生如下状态，即，将磁石体30的表面覆盖的涂覆膜35， 随着因切槽33而产生的割断面的发展而在磁石体30的侧面侧被切 断，但在与刃具43抵接的磁石体30的上表面侧未被切断。即，形成 为割断后的磁石片31和仍未割断的磁石体30由未断开的上表面侧的 涂覆膜35连结的状态。

能够想到其原因在于，涂覆膜35由延展性材料形成，并且，在 磁石体30的割断时，磁石体30的上表面侧的涂覆膜35在割断预定 线的部分与刃具43抵接，仅仅变为被向下侧下压而折弯。因此，产 生的使磁石片31的割断后的上表面侧的涂覆膜35和仍未割断的涂覆 膜35分开的拉伸力保持较弱的状态，涂覆膜35直至切断为止都未延 展，从而未被切断。

在图5A-图5C所示对磁石体按压件45进行按压并使其与磁石 体30抵接而抑制磁石片31的移动，且通过割断的瞬间的应力释放而 防止磁石片31飞散的对比例2的割断装置40中，上述问题更加显著。 即，在对比例2的割断装置40中，在对比例1的割断装置40的基础 上，还具备与刃具43一起上下移动的磁石体按压件45。

而且，利用未图示的磁石体输送装置，在以使得作为割断预定 线的切槽33位于一对模具41、42之间的中间的方式进行对位的状态 下，使刃具43下降。伴随着刃具43的下降，首先磁石体按压件45 与磁石体30的上表面接触而抑制磁石体30的移动(图5A)。如果 进一步使刃具43下降，则刃具43对切槽33的里侧向下方进行按压， 通过刃具43以及一对模具41、42的彼此相邻的缘部41a、42a的3 点弯曲的方式而沿着切槽33将磁石体30割断(图5B)。

此时，磁石体30的上表面侧的涂覆膜35在割断预定线的部分 与刃具43抵接，仅仅变为被向下侧下压而折弯。利用磁石体按压件 45从上侧对磁石体30以及磁石片31进行按压，因此与对比例1相 比，该折弯量更小。因此，产生的使割断的磁石片31的上表面侧的 涂覆膜35和仍未割断的磁石体30的上表面侧的涂覆膜35分开的拉 伸力变得更弱，涂覆膜35直至切断为止都未延展，从而未被切断。

而且，伴随着此后的刃具43的上升，在磁石体30以及磁石片 31由未切断的上表面侧的涂覆膜35连结的状态下，从被磁石体按压 件45折弯的状态复位(图5C)。

因此，在本实施方式中，以下述方式进行磁石体30的割断工序。

图6A-图6D是表示本实施方式所涉及的割断装置60的割断工 序的图。其中，记载有如下内容，即，本实施方式所涉及的割断装置 60与对比例2相同，具备防止因割断的瞬间的应力释放而使得磁石 片31飞散的磁石体按压件65。但是，如后所述，该磁石体按压件65 对于涂覆膜35的切断有效地起作用，但对于本实施方式的割断装置 60未必是必需的结构。

在本实施方式中，首先，以如下方式对磁石体30的进给量进行 调节，即，使在作为支撑部的一对模具61、62上载置的磁石体30 的输送方向位置变为使得切槽33比刃具63的抵接部位73向磁石体 30的输送方向前端侧(图中右侧)偏移的位置(图6A)。即，在磁 石体30的割断时，并非将切槽33配置于刃具63的抵接部位73的正 下方，而是在磁石体30的输送方向上挪动规定的偏移量而配置。

利用作为输送单元的磁石体输送装置64在输送方向上将磁石体 30推出，由此进行磁石体30的输送。磁石体输送装置64例如由将 AC伺服电动机和滚珠丝杠组合而成的LM引导件等构成，能够在输 送方向上以规定量对磁石体30进行进给，并能够使其在任意位置停 止。

在本实施方式中，以使得磁石体30的切槽33比刃具63的抵接 部位73向图中右侧偏移的方式对磁石体30进行配置。对于规定的偏 移量，将1[mm]设为上限。通过将1[mm]设为偏移量的上限，能够防 止因使切槽的位置和刃具位置偏移而引起的割断面的位置精度·表面 性状的恶化。具体而言，规定的偏移量例如设为0.6[mm]左右。以根 据在割断后的磁石片31和磁石体30之间形成的割断面的位置精度、 表面性状而使该偏移量增加或减少的方式对该偏移量进行调整。龟裂 的开始位置为薄弱部即切槽33。

在以上述方式对磁石体30进行了定位的状态下使刃具63下降。 伴随着刃具63的下降，首先磁石体按压件65与磁石体30的上表面 接触而抑制磁石体30的移动。并且，如果使刃具63下降，则如图 6B所示，刃具63对从磁石体30的里侧的切槽33偏移的部分向下方 进行按压，通过刃具63以及一对模具61、62的彼此相邻的缘部61a、 62a的3点弯曲的方式而沿着切槽33将磁石体30割断(图6B)。 并且，使刃具63在下降端停止。刃具63的下降速度优选例如大于或 等于30[mm/sec]。

刚割断之后的磁石体30在与下降的刃具63接触的状态下以使 得输送方向前端侧向下方倾斜的方式倾斜，在磁石体30的前端被割 断的磁石片31以使得输送方向后端侧向下方倾斜的方式倾斜。另外， 磁石体30的输送方向前端侧位于比刃具63的抵接位置靠输送方向前 方的位置，因此与对比例1、2相比，磁石体30的前端及磁石片31 的后端的上下方向位置位于更靠下方的位置。因此，使磁石片31的 输送方向后端侧向下方倾斜的倾斜角度也变大。在该状态下，磁石体 30与其前端侧的磁石片31的涂覆膜35，由于因切槽33产生的割断 面而在磁石体30以及磁石片31的侧面侧被割断，但在磁石体30的 上表面侧未被割断。

此时，从磁石体30割断的前端侧的磁石片31，其后端仅通过割 断面部位的上表面的涂覆膜35而与前端被刃具63下压的磁石体30 连结，并未与刃具63接触，其移动未被限制。并且，在前端侧的磁 石片31，因其自身的自重而作用有使该磁石片31从倾斜的姿态向以 模具62的缘部62a为支点的箭头方向旋转复位的力矩。该旋转复位 力矩使磁石片31沿着模具62从其倾斜姿态复位(图6C)。该磁石 片31从倾斜姿态的复位动作，因其位置相对于割断前向输送方向前 方挪动而变得更加可靠。另外，利用磁石体按压件65的按压力，能 够增强磁石片31从倾斜姿态的复位动作。

由此，磁石片31的上表面后端部以从磁石体30的上表面前端 部向上方离开的方式移动。通过该分离移动而在该分离部分对磁石体 30以及磁石片31的上表面侧的涂覆膜35进行拉伸，在该分离部分 对将磁石体30以及磁石片31连结的上表面侧的涂覆膜35进行切断 并使其分离。另外，如上所述，与对比例1、2相比，磁石片31的后 端的上下方向位置位于更靠下方的位置，因此以较大的行程执行上表 面侧的涂覆膜35的拉伸动作，可靠地执行涂覆膜35的切断分离。

而且，如果使刃具63上升，则形成为包含涂覆膜35在内完全 将磁石体30和磁石片31切断并使它们分离的状态(图6D)。而且， 为了进行下一个磁石片31的割断，利用磁石体输送装置64向输送方 向以与1个磁石片31相应的方式对磁石体30进行输送，通过同样的 步骤，包含涂覆膜35在内而将磁石片31割断，并与所需的割断数量 相应地重复上述步骤。

上述的在割断后的磁石片31所产生的旋转复位力矩，与模具62 的缘部62a和磁石片31的输送方向前端之间的长度成正比地增大。 因此，可以在使刃具63在割断动作的下降端停止的状态下，利用磁 石体输送装置64在输送方向上将磁石体30推出，使得从磁石体30 割断的前端侧的磁石片31的位置也在输送方向上挪动。这样，通过 使前端侧的磁石片31的位置在输送方向上挪动，能够增大模具62 的缘部62a和磁石片31的输送方向前端之间的长度，能够增大因其 自身的自重而使该磁石片31从倾斜的姿态以沿着进行支撑的模具62 的方式向箭头方向旋转复位的力矩。因此，能够进一步增强磁石片 31从倾斜姿态的复位动作，能够使涂覆膜35的切断更进一步可靠化。

在本实施方式中，能够实现下面记载的效果。

(1)对于沿着割断预定位置在下表面具有作为薄弱部的切槽33 的磁石体30，将磁石体30输送至在从下方利用作为2个支点的模具 61、62对其进行支撑的状态下使得薄弱部配置于两支点之间的位置， 从与两支点之间的薄弱部相比向输送方向后方偏移的位置的上方对 磁石体30进行按压，由此将磁石体30割断而形成割断后磁石体30 以及比割断后磁石体30小的磁石片31，并将涂覆膜35切断。即， 因磁石片31的自重而产生使该磁石片31以沿着对其进行支撑的支点 即模具62的方式旋转复位的力矩，能够将与割断后的磁石体30相连 的涂覆膜35切断。另外，无需将涂覆膜35切断的附加单元，能够使 割断装置60形成为简单的结构。

(2)割断工序通过利用磁石体按压件65从上方对磁石体30以 及磁石片31中的至少磁石片31进行按压而执行，能够增大以沿着割 断后的磁石片31的支点即模具62的方式旋转复位的力矩，能够使涂 覆膜35的切断更进一步可靠化。

(3)另外，施加利用磁石体输送装置64使割断后的磁石片31 在输送方向上挪动的动作，从而能够增大因其自身的自重而使该磁石 片31以沿着对其进行支撑的支点即模具62的方式旋转复位的力矩， 能够使涂覆膜35的切断更进一步可靠化。

(4)作为薄弱部的切槽33，在磁石体30的至少一面且在输送 方向上以相等间隔设置，所述偏移量在所有薄弱部处的割断工序中相 同。因此，只要在最初的割断时，将薄弱部和刃具63的位置关系设 定为能实现最佳的割断面的位置精度、表面性状，磁石体30的输送 就在每次割断动作中始终恒定，从而能够使输送动作变得简易。

(5)通过激光束照射对作为薄弱部的切槽33进行加工，因此 获得的薄弱部的位置精度得到提高。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过表 示本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限 定于上述实施方式的具体结构。

本申请主张基于2013年8月29日向日本专利厅申请的特愿 2013-177831的优先权，通过参照的方式将该申请的全部内容并入本 说明书中。