向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置以及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將磁體向轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔插入的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，已知一種作為向電動機的轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔插入的磁體，使用將分割為多個的磁體片進行一體化而形成的長板狀磁體的技術(shù)(參照W02001/095460A)。如上述所示，以多個磁體片的形式形成向轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔插入的磁體，減小各個磁體片的體積，從而能夠減小由于所作用的磁場變動而產(chǎn)生的渦流。
[0003]在此，由于將多個磁體片進行接合而形成長板狀時產(chǎn)生較大的制造成本，所以為了減小成本，考慮廢除將多個磁體片進行接合的工序，將多個磁體片直接向轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔插入的方法。
[0004]但是，由于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔與磁體片之間的間隙非常小，所以存在如果不以高精度將磁體片定位至磁體插入孔的正上方則無法進行插入的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種不需要進行高精度的定位而能夠?qū)⒋朋w片向轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔插入的技術(shù)。
[0006]本發(fā)明的一個實施方式的向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置，向設置在電動機的轉(zhuǎn)子鐵芯上的磁體插入孔中插入多個磁體片，該向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置具備引導單元，該引導單元具有磁體投入口以及磁體出口，將向磁體投入口投入的多個磁體片在直至從磁體出口出來為止的期間進行排列，將排列后的多個磁體片引導為經(jīng)過磁體出口而向磁體插入孔插入。引導單元的磁體投入口的大小大于磁體插入孔的大小，并且磁體出口的大小小于或等于磁體插入孔的大小，從磁體投入口起至朝向磁體出口的中途為止的形狀是錐形形狀。
[0007]下面，與附圖一起對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示具備轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機的主要部分的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖，該轉(zhuǎn)子是利用本實施方式的向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置插入磁體而成的。
[0009]圖2是表示向磁體插入孔插入的多個磁體片的圖。
[0010]圖3是用于說明在磁體下端定位工具上設置轉(zhuǎn)子鐵芯，并檢測磁體插入孔的位置的工序的圖。
[0011]圖4是用于說明在轉(zhuǎn)子鐵芯上設置引導工具的工序的圖。
[0012]圖5是用于說明從轉(zhuǎn)子鐵芯的下方向轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔內(nèi)插入下側(cè)推桿，并在引導工具的下端的位置處使下側(cè)推桿停止的工序的圖。
[0013]圖6是用于說明從引導工具的上方逐一投入磁體片的工序的圖。
[0014]圖7是用于說明利用上側(cè)推桿和下側(cè)推桿夾持多個磁體片的工序的圖。
[0015]圖8是用于說明使夾持有多個磁體片的上側(cè)推桿和下側(cè)推桿下降的工序的圖。
[0016]圖9是用于說明使引導工具、下側(cè)推桿和上側(cè)推桿返回至初始位置的工序的圖。
[0017]圖10是用于說明從轉(zhuǎn)子鐵芯的下方向磁體插入孔插入多個磁體片的方法的圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1是表示具備轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機的主要部分的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖，該轉(zhuǎn)子是利用本實施方式的向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置插入磁體而成的。在圖1中，左側(cè)的圖是旋轉(zhuǎn)電機的剖視圖，右側(cè)的圖是側(cè)視圖。旋轉(zhuǎn)電機AA具備:圓環(huán)形的定子10，其構(gòu)成未圖示的外殼的一部分；以及圓柱形的轉(zhuǎn)子20，其與該定子10同軸地配置。該旋轉(zhuǎn)電機AA例如是電動機，作為電動汽車或混合動力汽車的驅(qū)動源使用。但是，旋轉(zhuǎn)電機也可以是發(fā)電機，用途并不限定于汽車。
[0019]定子10具備定子鐵芯11和多個線圈12。多個線圈12收納設置于槽13中，該槽13在定子鐵芯11中以軸心O為中心的同一圓周上以等角度間隔形成。
[0020]轉(zhuǎn)子20具備:轉(zhuǎn)子鐵芯21 ;與轉(zhuǎn)子鐵芯21 —體地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸23 ;以及多個磁極用磁體30。多個磁極用磁體30收納設置于磁體插入孔(槽)22中，該磁體插入孔(槽)22在轉(zhuǎn)子鐵芯21中以軸心O為中心的同一圓周上以等角度間隔形成。
[0021 ] 收納設置在轉(zhuǎn)子20的磁體插入孔22中的磁極用磁體30如圖2所示，是將對長板狀的磁體30進行切斷分割而得到的多個磁體片31使用樹脂進行接合，從而作為排列為一列的磁體片31的集合體而構(gòu)成的。但是，如后所述，在向磁體插入孔22插入時，以進行切斷分割而得到的磁體片的狀態(tài)插入。然后，在將全部的磁體片31插入至磁體插入孔22的狀態(tài)下，使用樹脂在磁體插入孔22內(nèi)將全部磁體片31 —體化。
[0022]下面，使用圖3?圖10，說明使用本實施方式的向轉(zhuǎn)子鐵芯磁體插入孔的磁體插入裝置，將多個磁體片31向磁體插入孔22插入的方法。多個磁體片31向在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸方向上設置的轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22逐一插入。但是，一次插入的磁體的數(shù)量也可以大于或等于2個。
[0023]首先，在轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41上設置轉(zhuǎn)子鐵芯21 (參照圖3)。在轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41中，設置有比轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22小的孔41a。
[0024]磁體插入孔位置檢測裝置42是高精度地檢測轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22的位置的裝置，例如是非接觸激光檢測器、接觸探頭式坐標測定器、利用圖像處理檢測位置的裝置。
[0025]然后，基于由磁體插入孔位置檢測裝置42檢測出的磁體插入孔22的位置，在轉(zhuǎn)子鐵芯21上設置引導工具43 (參照圖4)。引導工具43的設置例如能夠使用簡易機器人進行。
[0026]在引導工具43中，設置有用于將磁體片31排列并向轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22引導的磁體排列孔43a。磁體排列孔43a的上部為了容易插入磁體片31而成為錐形形狀。即，作為磁體片31的投入口的、引導工具43的上端的孔的大小，大于作為磁體片31的出口的、引導工具43的下端的孔(磁體排列孔43a)的大小，并且也大于轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22的大小。另外，為了使通過了引導工具43的磁體排列孔43a的磁體片31進入轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22時不會卡在磁體插入孔22的入口處，引導工具43的下端的孔(磁體排列孔43a)的大小，小于或等于轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22的大小。
[0027]如果引導工具43的磁體排列孔43a與轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22為相同的大小，則設置為磁體排列孔43a和轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22的側(cè)壁的位置一致。另外，在磁體排列孔43a小于轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22的情況下，將引導工具43設置為使磁體排列孔43a的側(cè)壁位于磁體插入孔22的側(cè)壁的內(nèi)側(cè)。
[0028]在引導工具43的內(nèi)側(cè)，即形成有磁體排列孔43a的側(cè)壁43b，以減小摩擦力和提高耐磨損性為目的，施以DLC涂層(類金剛石涂層)或CrN涂層(氮化鉻涂層)等表面涂層。
[0029]接著，從轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41以及轉(zhuǎn)子鐵芯21的下方，向轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22內(nèi)插入下側(cè)推桿44，并在引導工具43的下端的位置處使下側(cè)推桿44停止(參照圖5)。此外，下側(cè)推桿44的動作能夠使用未圖示的致動器進行。
[0030]然后，從引導工具43的上方逐一投入磁體片31 (參照圖6)。引導工具43的上部(磁體投入口 )大于轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22，并且具有錐形形狀，因而在投入磁體片時不需要進行高精度的定位。最初投入的磁體片31向引導工具43的磁體排列孔43a內(nèi)落下，落在下側(cè)推桿44上而停止。隨后投入的磁體片31堆疊在之前投入并堆疊的磁體片31上。由此，投入的多個磁體片31在引導工具43的磁體排列孔43a內(nèi)無橫向錯位而高精度地被排列。
[0031 ] 接著，從引導工具43的上方朝向引導工具43的磁體排列孔43a插入上側(cè)推桿45，利用上側(cè)推桿45和下側(cè)推桿44對多個磁體片31進行夾持(參照圖7)。由此，多個磁體片31由上側(cè)推桿45和下側(cè)推桿44在上下進行夾持而成為不橫向錯位的狀態(tài)。此外，上側(cè)推桿45的動作能夠使用未圖示的致動器進行。
[0032]接著，在夾持多個磁體片31的狀態(tài)下使上側(cè)推桿45和下側(cè)推桿44下降，直至位于最下方的磁體片31與轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41的上端抵接為止。由此，多個磁體片31以不橫向錯位的狀態(tài)向轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22內(nèi)插入(參照圖8)。
[0033]最后，使引導工具43、下側(cè)推桿44、上側(cè)推桿45返回至初始位置(參照圖9)。即，將引導工具43從轉(zhuǎn)子鐵芯21取下，并且使下側(cè)推桿44向下方移動，使上側(cè)推桿45向上方移動。
[0034]如果將全部磁體片31插入至轉(zhuǎn)子鐵芯21的磁體插入孔22，則在作為下一工序的磁體樹脂模塑工序中，進行通過樹脂模塑將多個磁體片31固定在磁體插入孔22內(nèi)的處理。此外，為了防止插入磁體插入孔22中的磁體片落下，在將轉(zhuǎn)子鐵芯21向磁體樹脂模塑工序輸送時，也將轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41與轉(zhuǎn)子鐵芯21 —起進行輸送。
[0035]<變形例>
[0036]在上述說明中，將多個磁體片31從轉(zhuǎn)子鐵芯21的上方向磁體插入孔22插入，但也能夠從轉(zhuǎn)子鐵芯21的下方向磁體插入孔22插入。
[0037]圖10是用于說明將多個磁體片31從轉(zhuǎn)子鐵芯21的下方向磁體插入孔22插入的方法的圖。
[0038]首先，在轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41上設置轉(zhuǎn)子鐵芯21。在轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41中，如后所述，設置有用于在轉(zhuǎn)子鐵芯支撐盤41的內(nèi)側(cè)設置引導工具43的孔。另外，通過未圖示的磁體插入孔位置檢測裝置，檢測磁體插入孔22的位置。
[0039]然后，基于由磁體插入孔