芯体的制造装置以及芯体的制造方法
【专利说明】芯体的制造装置以及芯体的制造方法
[0001]本申请主张于2014年I月21日提出的日本专利申请第2014-008533号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。
技术领域
[0002]本发明涉及芯体的制造装置以及芯体的制造方法。
【背景技术】
[0003]已知有一种由在转子的内部埋入有励磁用的永久磁铁的构造构成的IPM马达(Inter1r Permanent Magnet Motor:内置永磁式马达)。作为该IPM马达中所使用的转子芯体的制造方法，已知有日本专利第4726105号公报所记载的制造方法。在日本专利第4726105号公报所记载的制造方法中，首先，在成形出形成有多个磁铁插入孔的圆筒状的转子芯体之后，通过注射成形向该磁铁插入孔填充磁化前的磁铁材料。然后，以覆盖转子芯体的外周的方式配置磁化装置，从磁化装置向转子芯体供给磁通，由此磁化配置于磁铁插入孔的磁铁材料。由此，磁铁材料被磁化而变为永久磁铁，从而完成埋入有永久磁铁的转子芯体的制造。
[0004]另外，马达的励磁所使用的永久磁铁(例如钕磁铁(Nd-Fe-B类磁铁))具有如下特性:其温度越高，即便是较弱的外部磁场，也越能够磁化。因此，在磁化工序中，使转子芯体处于高温状态下是有效的。
[0005]然而，在将转子芯体维持在高温状态下来进行磁化工序的情况下，根据从磁化装置卸下转子芯体的时刻，有可能在转子芯体的永久磁铁产生不可逆退磁。
[0006]钕磁铁等永久磁铁的磁化特性根据其温度例如如图20所示地变化。图20分别用Cl表示钕磁铁等永久磁铁的初始磁化曲线，用C2表示常温时的B-H曲线，另外用C3表示高温时的B-H曲线。对图20的常温时B-H曲线C2和高温时B-H曲线C3进行比较可知，钕磁铁等永久磁铁具有如下特性:其温度越上升，矫顽力的绝对值变越小，并且与弯曲点对应的磁场的绝对值变越小。因此，在将转子芯体在磁化装置内冷却之后从磁化装置卸下转子芯体的情况下和在将磁化工序完成了的转子芯体保持高温状态不变地从磁化装置卸下的情况下，转子芯体的制造完成之后的永久磁铁的磁通密度有如下不同。
[0007]在转子芯体被安装于磁化装置时，通过由磁化装置所形成的磁场，转子芯体的磁铁材料的磁通密度沿着初始磁化曲线Cl从O开始增加。在该过程中，磁铁材料被磁化而变为永久磁铁。若永久磁铁的磁化大致饱和从而永久磁铁的磁化完成，则永久磁铁的磁通密度达到磁通密度Bs I。然后，在将转子芯体在磁化装置内暂时冷却的情况下，如图中箭头al所示，永久磁铁的B-H曲线从高温时B-H曲线C3转移至常温时B-H曲线C2。S卩，永久磁铁的磁通密度从与高温时B-H曲线C3对应的磁通密度Bsl向与常温时B-H曲线C2对应的磁通密度Bs2增加。然后，若从磁化装置卸下冷却完成了的转子芯体，则由于从磁化装置施加至永久磁铁的磁场消失，因此如图中箭头a2所示，永久磁铁的磁通密度变化至常温时B-H曲线C2与磁导直线LI的交点即动作点Pl上的磁通密度Bdl。此时的动作点Pl位于常温时B-H曲线C2的直线上，所以在永久磁铁不产生不可逆退磁。
[0008]相对于此，在不在磁化装置内冷却磁化工序完成了的转子芯体就从磁化装置将其卸下的情况下，转子芯体在高温状态下被从磁化装置卸下。如图中箭头b所示，永久磁铁的磁通密度沿着高温时B-H曲线C3变化。即，永久磁铁的磁通密度变化至高温时B-H曲线C3与磁导直线LI的交点即动作点P2上的磁通密度Bd2。此时的动作点P2位于比高温时B-H曲线C3的弯曲点Pcn低的位置。在该情况下，在将永久磁铁冷却至常温时，永久磁铁的动作点从P2向P3变化并停止。即，对永久磁铁的磁通密度而言，若与在磁化装置内冷却转子芯体的情况相比较，则退磁与动作点Pl对应的磁通密度Bdl和与动作点P3对应的磁通密度Bd3之间的差ABd的量。若在永久磁铁产生这样的不可逆退磁，则导致与定子线圈链接的有效磁通量的减少，马达的输出转矩降低。
[0009]为了避免这样的不可逆退磁，在将转子芯体安装在磁化装置的状态下进行永久磁铁的冷却是有效的。然而，在使用这样的方法的情况下，在进行永久磁铁的冷却的期间，无法使用磁化装置，因此磁化装置的循环时间大幅度增加。其结果是生产率恶化。
[0010]这样的课题并不局限于埋入有永久磁铁的转子芯体的制造，在制造设置有永久磁铁的定子芯体等适宜芯体时，也存在共同的课题。
【发明内容】
[0011]本发明的目的之一在于提供既能够抑制设置于芯体的永久磁铁的不可逆退磁，又能够确保生产率的芯体的制造装置以及制造方法。
[0012]本发明的一方式的芯体的制造装置具有:磁化装置，其通过磁化设置于上述芯体的磁化前的磁铁材料来使上述磁化前的磁铁材料成为永久磁铁；卸下装置，其从上述磁化装置卸下上述芯体；以及安装装置，其将由磁性体或者电磁铁构成的夹具安装于上述芯体。在通过上述卸下装置从上述磁化装置卸下上述芯体时，在卸下的上述芯体的周围安装有上述夹具。
[0013]本发明的其他方式的芯体的制造方法具有:
[0014]为了使设置于上述芯体的磁化前的磁铁材料成为永久磁铁而使用磁化装置来进行磁化的工序；
[0015]从上述磁化装置卸下被磁化了的上述芯体的工序；
[0016]将由磁性体或者电磁铁构成的夹具安装于上述芯体的工序；以及
[0017]按照利用安装于上述芯体的上述夹具来维持从上述磁化装置卸下的上述芯体的周围的相对磁导率比I大的状态不变的方式对上述芯体进行冷却的工序。
[0018]根据上述芯体的制造装置以及制造方法，在从磁化装置卸下芯体时，能够按照利用安装于芯体的夹具来维持芯体的周围的相对磁导率比I大的状态不变的方式，来对芯体进行冷却。由此，与不安装夹具而在大气中冷却芯体的情况相比，在芯体中由永久磁铁形成的磁路的磁阻降低，所以能够使永久磁铁的磁导系数增加。如图20所示，冷却时的永久磁铁的磁导直线变为比与不安装夹具地冷却芯体的情况对应的直线LI的斜率的绝对值大的直线L2。由此，能够在使永久磁铁的动作点位于比高温时B-H曲线C3的弯曲点Pcn高的点P4的状态下冷却永久磁铁，因此能够抑制在永久磁铁产生的不可逆退磁。
[0019]根据上述那样的芯体的制造装置以及制造方法，在从磁化装置卸下芯体之后进行芯体的冷却，因此在进行芯体的冷却期间也能够使用磁化装置。由此，与在芯体被安装于磁化装置的状态下进行芯体的冷却的情况相比，能够缩短磁化装置的循环时间，因此能够确保生产率。
[0020]对于上述方式的芯体的制造装置而言，上述安装装置也可以构成为将上述夹具安装于由上述卸下装置从上述磁化装置卸下的上述芯体。
[0021]或者，对于上述方式的芯体的制造装置而言，也可以:上述夹具由软磁性体构成，上述安装装置构成为将上述夹具安装于进行上述磁铁材料的磁化之前的上述芯体，上述卸下装置构成为将上述芯体与上述夹具一起从上述磁化装置卸下。
[0022]根据上述结构，能够容易地进行夹具向芯体的安装。
[0023]另外，在将夹具安装于进行磁铁材料的磁化之前的芯体的情况下，磁化工序是针对安装有夹具的芯体而进行的。在芯体安装有夹具的情况下，在磁化装置中，经由夹具形成将不同的磁极间短路那样的磁路。这样的磁路成为在从磁化装置向磁铁材料供给磁通时产生漏磁通的重要因素，从而有可能永久磁铁的磁化率降低。
[0024]因此，对于上述方式的芯体的制造装置而言，也可以:上述芯体形成为圆筒状，并且因上述永久磁铁而在上述芯体的外周部分沿周向隔开等角度间隔地交替具有不同的磁极，上述夹具在上述周向上隔开上述等角度间隔地具有磁屏障，上述安装装置按照在与上述芯体的沿周向相邻的不同的磁极间的分界线上对应的位置配置上述磁屏障的方式将上述夹具安装于上述芯体，上述卸下装置构成为在将上述磁屏障从与上述磁极间的分界线上对应的位置除去之后，将上述芯体与上述夹具一起从上述磁化装置卸下。
[0025]如果像该结构那样，在将夹具安装于芯体时，使磁屏障位于与芯体的磁极间的分界线上对应的位置，则能够抑制上述那样的磁化装置中的经由夹具形成将不同的磁极间短路那样的磁路的情况。由此，能够抑制磁化磁铁材料时的漏磁通，从而能够提高磁铁材料(永久磁铁)的磁化率。
[0026]另外，在从磁化装置卸下芯体时，从与芯体的磁极间的分界线上对应的位置除去磁屏障，因此在上述那样的芯体中容易形成将沿周向相邻的不同的磁极间短路那样的磁路。其结果是，能够准确地确保芯体的周围的相对磁导率比I大的状态。
[0027]对于上述方式的芯体的制造装置而言，上述卸下装置也可