特開 2022-184567 永久磁石ロータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184567

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】永久磁石ロータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/03 20060101AFI20221206BHJP

   H02K 1/27 20220101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H02K15/03 Z

H02K1/27 501G

H02K1/27 501M

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092505

(22)【出願日】2021-06-01

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-11-09

(71)【出願人】

【識別番号】000195959

【氏名又は名称】西芝電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174104

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 康一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 広基

(72)【発明者】

【氏名】末長 良輔

(72)【発明者】

【氏名】中根 優人

【テーマコード（参考）】

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H622AA04

5H622CA02

5H622CA07

5H622CB03

5H622PP03

5H622PP18

5H622PP19

(57)【要約】

【課題】永久磁石の不可逆減磁を防止しつつ、永久磁石の外側に巻き付けられた熱硬化テープを短時間で効率よく加熱して硬化させることができるようにする。
【解決手段】円柱形状に製作された回転子２と、当該回転子２の外周面に接着された事前に着磁された永久磁石３と、当該永久磁石３の外周面に巻き付けられたＰＧテープ４で構成される永久磁石ロータ６を、強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周に、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２を設けた磁性体ケース１０の内側に収容し、コイル１１に高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で永久磁石３を加熱させることで、ＰＧテープ４を硬化させるようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱形状に製作された回転子と、当該回転子の外周面を覆うように当該外周面に接着された事前に着磁された永久磁石と、当該永久磁石の外周面に巻き付けられた熱硬化テープとを有する永久磁石ロータを、強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周に、コイルを巻き付けた鉄心が設けられた磁性体ケースの内側に収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
永久磁石ロータの製造方法。

【請求項2】

前記円筒状部材の内周に当該円筒状部材の軸方向に延びる凹部が形成され、当該凹部に収まるように、前記コイルを巻き付けた前記軸方向に延びる前記鉄心が設けられた前記磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータを収容し、
当該永久磁石ロータを前記回転子の回転軸を中心に回転させながら、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項3】

前記コイルを巻き付けた、前記円筒状部材の軸方向に延びる複数の前記鉄心が、前記円筒状部材の内周面の周方向に一定間隔で配置された前記磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータを収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項4】

複数の前記永久磁石が前記回転子の外周面の周方向に並べて配置された前記永久磁石ロータを、前記コイルを巻き付けた複数の前記鉄心が前記永久磁石の配置に合わせて前記円筒状部材の内周面の周方向に一定間隔で配置された前記磁性体ケースの内側に収容し、
複数の前記永久磁石のそれぞれと複数の前記鉄心のそれぞれとを対向させた状態で、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項３に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項5】

前記熱硬化テープの外側が鋼材を含んだ円筒状の被覆部材で覆われた前記永久磁石ロータを、前記磁性体ケースの内側に収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記被覆部材を加熱させることで、前記被覆部材を介して前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、永久磁石ロータの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

永久磁石ロータの従来の製造方法について、図５（Ａ）～（Ｆ）を用いて説明する。まず図５（Ａ）に示すように、中心に回転軸１が貫通して固着された円柱形状の回転子２を製作する。この回転子２が、永久磁石ロータの主要部となる。その後、この回転子２の外周面に接着剤を塗布し、図５（Ｂ）に示すように、事前に着磁された複数の薄板状の永久磁石３を、回転子２の外周面を互いに重ならずに覆うように配置して当該外周面に接着させる。その後、図５（Ｃ）に示すように、回転子２の外周面に張り付けられた永久磁石３の外側に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含有したＰＧ（プリプレグガラスクロス）テープ４を幅方向に重ね合わせながら螺旋状に巻き付ける。このＰＧテープ４は、ガラスクロスに熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含浸後、半硬化した状態でテープ状に切断したものであり、加熱乾燥することで硬化する所謂熱硬化テープである。

【0003】

次に、図５（Ｄ）に示すように、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４（図５（Ｃ）参照）の外側を、強磁性体材料で形成された円筒状の磁性体ケース５で覆う。磁性体ケース５は、内径（穴の直径）が、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２の外径（つまり永久磁石３の厚さとＰＧテープ４の厚さを含んだ回転子２の外径）よりも大きく、且つ軸方向の長さが回転子２の軸方向の長さ以上となっている。この為、磁性体ケース５の内側にＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２を収容することで、回転子２の外周全体を磁性体ケース５で覆うことができる。

【0004】

次に、図５（Ｅ）に示すように、磁性体ケース５で覆われた回転子２を、磁性体ケース５の外側からオーブン等を用いて加熱する。この工程を熱処理工程という。このときの加熱温度と加熱時間は、ＰＧテープ４の十分な熱硬化と、永久磁石３の不可逆減磁の防止を両立するように設定される。尚、不可逆減磁とは、磁石に高温の熱を加えることで磁石が減磁し、冷却後も元の状態に戻らず磁力が弱まる現象である。公知されている対策として、磁石のまわりを磁性体で覆う（すなわち永久磁石３のまわりを磁性体ケース５で覆う）ことで減磁を抑制することができる。

【0005】

熱処理工程によって、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４に含まれる熱硬化性樹脂が熱硬化する。このとき、回転子２に張り付けられた永久磁石３については、強磁性体材料で形成された磁性体ケース５に覆われた状態で加熱されるため、不可逆減磁は生じない。

【0006】

熱処理工程完了後、図５（Ｆ）に示すように、磁性体ケース５を、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２から取り外す。ここまでの工程によって、外周面に永久磁石３が強固に固定され、不可逆減磁が抑制された回転子２を有する永久磁石ロータ６が完成する。従来は、このような製造方法で永久磁石ロータ６を製造するようになっていた。

【0007】

尚、従来の製造方法で述べた、熱硬化性樹脂を含有するテープを巻き付けて磁石を回転子に固定する方法については、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】実開平９－１３１０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従来の製造方法では、磁性体ケース５に覆われた回転子２の外周面に固定されている永久磁石３の不可逆減磁を防止するとともに、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４が硬化するよう、加熱温度と加熱時間を設定して、オーブン等で加熱するようになっている。しかしながら、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を硬化させるには、磁性体ケース５に回転子２が覆われた状態で加熱する必要があることから、短時間で加熱するのは難しい。また従来の製造方法では、オーブン等の温風で加熱させるため、効率が悪く、加えて、磁性体ケース５を収納できる大きさのオーブン等が必要となる。

【0010】

このように、従来の製造方法では、永久磁石３の不可逆減磁を防止しつつ、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させることが困難であった。

【0011】

本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、永久磁石の不可逆減磁を防止しつつ、永久磁石の外側に巻き付けられた熱硬化テープを短時間で効率よく加熱して硬化させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために本発明による永久磁石ロータの製造方法は、円柱形状に製作された回転子と、当該回転子の外周面を覆うように当該外周面に接着された事前に着磁された永久磁石と、当該永久磁石の外周面に巻き付けられた熱硬化テープとを有する永久磁石ロータを、強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周に、コイルを巻き付けた鉄心が設けられた磁性体ケースの内側に収容し、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる。

【0013】

このように、磁性体ケースの内周にコイルを巻き付けた鉄心を設け、当該コイルに高周波の電流を流して、高周波誘導加熱の原理で永久磁石を加熱させることで、磁性体ケースの内側に収容された回転子の外周面を覆う永久磁石に巻き付けられている熱硬化テープを硬化させるようにしたことにより、従来の製造方法と同様に永久磁石の不可逆減磁を防止することができ、そのうえで従来の製造方法よりも短時間で効率よく、熱硬化テープを加熱して硬化させることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、永久磁石の不可逆減磁を防止しつつ、永久磁石の外側に巻き付けられた熱硬化テープを短時間で効率よく加熱して硬化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施の形態による、磁性体ケースに収容された状態の回転子を示す図である。

【図2】第２の実施の形態による、磁性体ケースに収容された状態の回転子を示す図である。

【図3】第３の実施の形態による、磁性体ケースに収容された状態の回転子を示す図である。

【図4】第４の実施の形態による、磁性体ケースに収容された状態の回転子を示す図である。

【図5】従来の永久磁石ロータの製造方法を示す遷移図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。

【0017】

［１．第１の実施の形態］
まず本発明による第１の実施の形態について図１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は、本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法の説明に用いる図である。図１（Ａ）は、磁性体ケース１０に収容された回転子２を軸方向から見た図であり、図１（Ｂ）は、磁性体ケース１０に収容された回転子２を軸方向と直交する方向から見た図であり、磁性体ケース１０のみ断面となっている。尚、図１（Ａ）、（Ｂ）では、図５（Ａ）～（Ｆ）と同一部分には同一符号を付与している。

【0018】

本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法が、従来の製造方法と異なる点は、熱処理工程で磁性体ケース５の代わりに磁性体ケース１０を用いる点である。磁性体ケース１０は、強磁性体材料で形成された円筒状部材であり、内径（穴の直径）が、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２の外径（つまり永久磁石３の厚さとＰＧテープ４の厚さを含んだ回転子２の外径）よりも大きく、且つ軸方向の長さが回転子２の軸方向の長さ以上となっている。この為、図示しない治具を用い、磁性体ケース１０の穴の中心軸Ｐ１と回転子２の中心軸Ｐ２とを合わせるようにして、磁性体ケース１０の内側に回転子２（外周面に永久磁石３が張り付けられ、さらに永久磁石３の外側にＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２）を収容することにより、磁性体ケース１０の内周面と、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４との間に数ミリメートル程度の隙間が空いた状態で、回転子２の外周全体を磁性体ケース１０で覆うことができる。

【0019】

さらにこの磁性体ケース１０には、内周に、軸方向（中心軸Ｐ１と平行な方向）の一端から他端まで直線状に延びる凹部１０ｃが形成されている。図１（Ａ）に示すように、この凹部１０ｃの幅は、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２の外径と比べて十分小さい。さらにこの凹部１０ｃの幅方向の中央部分に、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２が固着されている。鉄心１２は、図１（Ｂ）に示すように、凹部１０ｃに沿って延びる角棒状であり、軸方向の長さが磁性体ケース１０と同程度であり、外周にコイル１１が巻き付けられている。

【0020】

コイル１１が巻き付けられた鉄心１２は、中心軸Ｐ１からの距離Ｄ１が、中心軸Ｐ１から磁性体ケース１０の内周面までの距離Ｄ２と同程度になっている。この為、磁性体ケース１０の内側に、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２を収容すると、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２と回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４との間に数ミリメートル程度の隙間が空いた状態となる。

【0021】

このように磁性体ケース１０の内側に、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２を収容した状態で、熱処理工程を行う。本実施の形態の熱処理工程では、鉄心１２に巻き付けられているコイル１１に高周波の電流を流す。すると、高周波誘導加熱の原理により鉄心１２と対向する永久磁石３（つまり回転子２の外周面に接着された永久磁石３）が加熱され、加熱された永久磁石３から生じる熱により、永久磁石３に巻き付けられたＰＧテープ４に含まれる熱硬化性樹脂が熱硬化する。またここで、図１（Ａ）に示すように、磁性体ケース１０に収納された回転子２を、回転軸１を中心に矢印Ａｒ１で示す方向に回転させる。こうすることで、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４全体が均一に加熱されて硬化する。このような熱処理工程により、ＰＧテープ４が硬化して回転子２の外周面に永久磁石３が強固に固定される。

【0022】

尚、熱処理工程でコイル１１に流す電流の値、及びコイル１１に電流を流す時間は、ＰＧテープ４の十分な熱硬化と永久磁石３の不可逆減磁の防止とを両立するような加熱温度及び加熱時間が得られる値及び時間に設定される。

【0023】

またこの熱処理工程では、従来と同様、回転子２に張り付けられた永久磁石３が、強磁性体材料で形成された磁性体ケース１０に覆われた状態で加熱されるため、不可逆減磁は生じない。

【0024】

熱処理工程完了後、磁性体ケース１０を、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２から取り外す。ここまでの工程によって、外周面に永久磁石３が強固に固定され、不可逆減磁が抑制された回転子２を有する永久磁石ロータ６が完成する。本実施の形態では、このような製造方法で永久磁石ロータ６を製造するようになっている。

【0025】

ここまで説明したように、第１の実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、円柱形状に製作された回転子２と、当該回転子２の外周面に接着された事前に着磁された永久磁石３と、当該永久磁石３の外周面に巻き付けられた熱硬化テープとしてのＰＧテープ４で構成される永久磁石ロータ６を、強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周に、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２を設けた磁性体ケース１０の内側に収容し、コイル１１に高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で鉄心１２と対向する永久磁石３を加熱させることで、ＰＧテープ４を硬化させるようにした。

【0026】

これにより、従来の製造方法と同様に永久磁石３の不可逆減磁といった磁気特性の変化を防止することができ、そのうえでオーブンなどを用いず磁性体ケース１０の内側にある熱源（永久磁石３）でＰＧテープ４を加熱することから、従来の製造方法よりも短時間で効率よく、ＰＧテープ４を加熱して硬化させることができる。かくして、本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法によれば、永久磁石３の不可逆減磁を防止しつつ、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させることができる。

【0027】

また本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、熱処理工程時に、磁性体ケース１０の内側に収容した回転子２を、回転軸１を中心に回転させるようにした。これにより、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４全体を均一に加熱して硬化させることができる。

【0028】

さらに本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、磁性体ケース１０の内周に凹部１０ｃを設け、この凹部１０ｃに、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２が収まるようにした。これにより、コイル１１を、磁性体ケース１０の内側に収容された回転子２に張り付けられている永久磁石３に近づけることができるとともに、磁性体ケース１０の内周面を、当該永久磁石３に近づけることができる。かくして、永久磁石３の不可逆減磁をより確実に防止しつつ、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させることができる。

【0029】

［２．第２の実施の形態］
次に本発明の第２の実施の形態について図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法の説明に用いる図である。図２は、磁性体ケース２０に収容された回転子２を軸方向から見た図である。尚、図２では、図１（Ａ）、（Ｂ）及び図５（Ａ）～（Ｆ）と同一部分には同一符号を付与している。

【0030】

この第２の実施の形態は、永久磁石ロータ６の製造方法が第１の実施の形態とは異なっていて、熱処理工程で磁性体ケース１０の代わりに磁性体ケース２０を用いるようになっている。

【0031】

磁性体ケース２０は、強磁性体材料で形成された円筒状部材であり、内径（穴の直径）が、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２の外径（つまり永久磁石３の厚さとＰＧテープ４の厚さを含んだ回転子２の外径）よりも大きく、且つ軸方向の長さが回転子２の軸方向の長さ以上となっている。さらにこの磁性体ケース２０は、内径が、第１の実施の形態で用いた磁性体ケース１０（図１（Ａ）参照）の内径よりも大きくなっている。具体的には、磁性体ケース２０の内径は、磁性体ケース１０の内径に、凹部１０ｃの深さ２個分の長さを足した長さとなっている。

【0032】

そしてこの磁性体ケース２０には、コイル１１が巻き付けられた複数の鉄心１２が、内周面全体を覆うように当該内周面の周方向に一定間隔で近接配置されている。尚、各鉄心１２は、第１の実施の形態と同様、磁性体ケース２０の軸方向に延びる角棒状であり、軸方向の長さが磁性体ケース２０と同程度であり、外周にコイル１１が巻き付けられている。

【0033】

ここで、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２は、それぞれ磁性体ケース２０の穴の中心軸Ｐ３からの距離Ｄ３が、図１（Ａ）に示す距離Ｄ１と同程度になっている。この為、磁性体ケース２０の内側にＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２を収容すると、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２のそれぞれと回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４との間に数ミリメートル程度の隙間が空いた状態となる。

【0034】

このように磁性体ケース２０の内側にＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２を収容した状態で、熱処理工程を行う。具体的には、鉄心１２に巻き付けられているコイル１１に高周波の電流を流すことで、高周波誘導加熱の原理により鉄心１２と対向する永久磁石３が加熱され、加熱された永久磁石３から生じる熱により、永久磁石３に巻き付けられたＰＧテープ４に含まれる熱硬化性樹脂が熱硬化する。ここで、本実施の形態では、磁性体ケース２０の内周面全体に、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２が、周方向にほぼ隙間なく並べて複数個配置されている為、回転子２を回転させることなく、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４全体を均一に加熱して硬化させることができる。このような熱処理工程により、ＰＧテープ４が硬化して回転子２の外周面に永久磁石３が強固に固定される。

【0035】

尚、熱処理工程でコイル１１に流す電流の値、及びコイル１１に電流を流す時間は、ＰＧテープ４の十分な熱硬化と永久磁石３の不可逆減磁の防止とを両立するような加熱温度及び加熱時間が得られる値及び時間に設定される。

【0036】

またこの熱処理工程では、回転子２に張り付けられた永久磁石３が、強磁性体材料で形成された磁性体ケース２０に覆われた状態で加熱されるため、不可逆減磁は生じない。熱処理工程完了後の工程については、第１の実施の形態と同様の為、説明は省略する。本実施の形態では、このような製造方法で永久磁石ロータ６を製造するようになっている。

【0037】

ここまで説明したように、第２の実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、磁性体ケース２０の内周面に、コイル１１が巻き付けられた複数の鉄心１２を当該内周面の周方向に一定間隔で近接配置し、当該磁性体ケース２０の内側に、永久磁石ロータ６を収容し、コイル１１に高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で鉄心１２と対向する永久磁石３を加熱させることで、ＰＧテープ４を硬化させるようにした。

【0038】

これにより、第１の実施の形態と同様に、永久磁石３の不可逆減磁といった磁気特性の変化を防止しつつ、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させることができる。

【0039】

また本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、熱処理工程時に、回転子２を回転させる必要がない為、第１の実施の形態と比較して、熱処理工程時の作業を簡略化できるとともに、ＰＧテープ４をより短時間で硬化させることができる。

【0040】

［３．第３の実施の形態］
次に本発明の第３の実施の形態について図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）は、本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法の説明に用いる図である。図３（Ａ）は、磁性体ケース３０に収容された回転子２を軸方向から見た図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の一部分を拡大した図である。尚、図３（Ａ）、（Ｂ）では、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２及び図５（Ａ）～（Ｆ）と同一部分には同一符号を付与している。

【0041】

この第３の実施の形態は、永久磁石ロータ６の製造方法が第１及び第２の実施の形態とは異なっていて、熱処理工程で磁性体ケース１０、２０の代わりに磁性体ケース３０を用いるようになっている。

【0042】

図３（Ａ）、（Ｂ）に示す磁性体ケース３０は、図２に示す磁性体ケース２０の内周面に周方向に並べて配置されている、コイル１１を巻き付けた鉄心１２の幅を大きくして数を減らしたものであり、それ以外の構成は、磁性体ケース２０と同様となっている。具体的には、磁性体ケース３０の内周面には、磁性体ケース３０の内側に収容される回転子２の外周面に張り付けられている永久磁石３の周方向の配置に合わせて、コイル１１を巻き付けた鉄心１２が配置されている。

【0043】

図３（Ａ）の例では、回転子２の外周面に、永久磁石３が周方向に１２個配置されている。これに合わせて、磁性体ケース３０の内周面にも、コイル１１を巻き付けた鉄心１２が周方向に一定間隔で１２個配置されている。ここで、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２の幅（つまりコイル１１の径を含んだ鉄心１２の幅）は、例えば永久磁石３の幅と同程度になっている。

【0044】

こうすることで、磁性体ケース３０の内側に回転子２を収容した際に、回転子２の外周面に張り付けられた永久磁石３と、磁性体ケース３０の内周面に設けられた、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２とを、対向配置させることができ、対向配置させた状態で、熱処理工程を行う。熱処理工程、及び熱処理工程完了後の工程については、第２の実施の形態と同様の為、説明は省略する。本実施の形態では、このような製造方法で永久磁石ロータ６を製造するようになっている。

【0045】

ここまで説明したように、第３の実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、回転子２の外周面に張り付けられている永久磁石３の周方向の配置に合わせて、磁性体ケース３０の内周面に、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２を当該内周面の周方向に一定間隔で配置し、この磁性体ケース３０を用いて熱処理工程を行うようにした。

【0046】

これにより、第２の実施の形態と同様に、永久磁石３の不可逆減磁といった磁気特性の変化を防止しつつ、永久磁石３の外側に巻き付けられたＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させることができる。

【0047】

また本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、磁性体ケース３０の内側に回転子２を収容した際に、回転子２の外周面に張り付けられた永久磁石３と、磁性体ケース３０の内周面に設けられた、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２とを、対向配置させることができるので、熱処理工程時に、回転子２の外周面に張り付けられた永久磁石３に過剰に熱が加わることを防ぐことができる。これにより、第３の実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、不可逆減磁をより確実に防止することができるとともに、より短時間でより効率よくＰＧテープ４を硬化させることができる。

【0048】

［４．第４の実施の形態］
次に本発明の第４の実施の形態について図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）、（Ｂ）は、本実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法の説明に用いる図である。図４（Ａ）は、磁性体ケース３０に収容された回転子２を軸方向から見た図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部分を拡大した図である。尚、図４（Ａ）、（Ｂ）では、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）及び図５（Ａ）～（Ｆ）と同一部分には同一符号を付与している。

【0049】

この第４の実施の形態は、第１乃至第３の実施の形態の製造方法で製造した永久磁石ロータ６よりも小型の永久磁石ロータ６を製造する製造方法である。

【0050】

図４（Ａ）、（Ｂ）に示す回転子２は、第１乃至第３の実施の形態で用いた回転子２よりも小型で小径となっている。そこで、本実施の形態では、回転子２の外周面に張り付けられた永久磁石３に巻き付けられたＰＧテープ４の外側を、円筒状の鉄板４０で覆うようになっている。この鉄板４０は、第１乃至第３の実施の形態で用いた回転子２の外径と、本実施の形態で用いる回転子２の外径との差分を吸収する為の部材であり、当該差分に応じた厚さとなっている。

【0051】

一方で、磁性体ケースについては、第１乃至第３の実施の形態で用いた磁性体ケース１０、２０、３０のうちのいずれか１つを用いればよく、図４（Ａ）、（Ｂ）では、一例として、磁性体ケース３０を用いている。

【0052】

本実施の形態では、磁性体ケース３０の内側に、ＰＧテープ４の外側が鉄板４０で覆われた状態の回転子２を収容する。このとき、磁性体ケース３０の内周面に設けられた、コイル１１が巻き付けられた鉄心１２と、回転子２の最外周に位置する鉄板４０との間に数ミリメートル程度の隙間が空いた状態となる。

【0053】

このように磁性体ケース２０の内側に鉄板４０で覆われた回転子２を収容した状態で、熱処理工程を行う。このとき、高周波誘導加熱の原理により鉄心１２と対向する鉄板４０が加熱されることで、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４に含まれる熱硬化性樹脂が熱硬化する。

【0054】

熱処理工程完了後、磁性体ケース３０を、鉄板４０で覆われた回転子２から取り外す。その後、ＰＧテープ４が巻き付けられた回転子２から、鉄板４０を取り外す。ここまでの工程によって、外周面に永久磁石３が強固に固定され、不可逆減磁が抑制された回転子２を有する永久磁石ロータ６（つまり第１乃至第３の実施の形態で製造した永久磁石ロータ６よりも小型の永久磁石ロータ６）が完成する。本実施の形態では、このような製造方法で小型の永久磁石ロータ６を製造するようになっている。

【0055】

ここまで説明したように、第４の実施の形態による永久磁石ロータ６の製造方法では、ＰＧテープ４の外側が円筒状の鉄板４０で覆われた状態の永久磁石ロータ６を、磁性体ケース３０の内側に収容し、コイル１１に高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で鉄心１２と対向する鉄板４０を加熱させることで、鉄板４０を介してＰＧテープ４を硬化させるようにした。

【0056】

これにより、第１乃至第３の実施の形態で製造した永久磁石ロータ６よりも小型の永久磁石ロータ６についても、永久磁石３の不可逆減磁といった磁気特性の変化を防止しつつ、ＰＧテープ４を短時間で効率よく加熱して硬化させて、製造することができる。

【0057】

［５．他の実施の形態］

【0058】

尚、上述した第１乃至第４の実施の形態では、回転子２の外周面に永久磁石３を強固に固定する為の熱硬化テープとして、ＰＧテープ４を用いた。これに限らず、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含有した他の熱硬化テープを用いてもよい。

【0059】

また上述した第４の実施の形態では、回転子２に巻き付けられたＰＧテープ４の外側を覆う被覆部材として鉄板４０を用いたが、鉄板４０は一例であり、被覆部材については、鉄などの鋼材が含まれたものであればよい。

【0060】

さらに上述した第１乃至第４の実施の形態では、鉄心１２の外周にコイル１１を巻き付けるようにしたが、コイル１２の巻き付け方や形状などについては、高周波誘導加熱の原理で、永久磁石３又は鉄板４０を加熱させることができるものであれば、上述した第１乃至第４の実施の形態とは異なっていてもよい。

【0061】

さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明は、永久磁石ロータの製造方法として広く利用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１……回転軸、２……回転子、３……永久磁石、４……ＰＧテープ、５、１０、２０、３０……磁性体ケース、６……永久磁石ロータ、１０ｃ……凹部、４０……鉄板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-06

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱形状に製作された回転子と、当該回転子の外周面を覆うように当該外周面に接着された事前に着磁された永久磁石と、当該永久磁石の外周面に巻き付けられた熱硬化テープとを有する永久磁石ロータを、前記永久磁石ロータの外径よりも大きな内径を有する強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周にコイルを巻き付けた鉄心が設けられた磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータの外周と前記円筒状部材の内周及び前記鉄心との間に隙間が空くようにして収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
永久磁石ロータの製造方法。

【請求項2】

前記円筒状部材の内周に当該円筒状部材の軸方向に延びる凹部が形成され、当該凹部に収まるように、前記コイルを巻き付けた前記軸方向に延びる前記鉄心が設けられた前記磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータの外周と前記円筒状部材の内周及び前記鉄心との間に隙間が空くようにして前記永久磁石ロータを収容し、
当該永久磁石ロータを前記回転子の回転軸を中心に回転させながら、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項3】

前記コイルを巻き付けた、前記円筒状部材の軸方向に延びる複数の前記鉄心が、前記円筒状部材の内周面の周方向に一定間隔で配置された前記磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータの外周と前記鉄心との間に隙間が空くようにして前記永久磁石ロータを収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項4】

複数の前記永久磁石が前記回転子の外周面の周方向に並べて配置された前記永久磁石ロータを、前記コイルを巻き付けた複数の前記鉄心が前記永久磁石の配置に合わせて前記円筒状部材の内周面の周方向に一定間隔で配置された前記磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータの外周と前記鉄心との間に隙間が空くようにして収容し、
複数の前記永久磁石のそれぞれと複数の前記鉄心のそれぞれとを対向させた状態で、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる
請求項３に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【請求項5】

前記円筒状部材の内径よりも小さい外径を有する、鋼材を含んだ円筒状の被覆部材により前記熱硬化テープの外側が覆われた前記永久磁石ロータを、前記磁性体ケースの内側に、前記被覆部材の外周と前記円筒状部材の内周及び前記鉄心との間に隙間が空くようにして収容し、
前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記被覆部材を加熱させることで、前記被覆部材を介して前記熱硬化テープを硬化させる
請求項１に記載の永久磁石ロータの製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

上記目的を達成するために本発明による永久磁石ロータの製造方法は、円柱形状に製作された回転子と、当該回転子の外周面を覆うように当該外周面に接着された事前に着磁された永久磁石と、当該永久磁石の外周面に巻き付けられた熱硬化テープとを有する永久磁石ロータを、前記永久磁石ロータの外径よりも大きな内径を有する強磁性体材料で形成された円筒状部材の内周にコイルを巻き付けた鉄心が設けられた磁性体ケースの内側に、前記永久磁石ロータの外周と前記円筒状部材の内周及び前記鉄心との間に隙間が空くようにして収容し、前記コイルに高周波の電流を流し、高周波誘導加熱の原理で前記永久磁石を加熱させることで、前記熱硬化テープを硬化させる。