JP2011193723A - 回転子積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各鉄心片が積層されている回転子積層鉄心において、磁石挿入孔への永久磁石の樹脂封止を行う回転子積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の鉄心片３９、３９ａが積層された回転子積層鉄心２２の複数の磁石挿入孔３０に挿入する永久磁石３７を、樹脂を磁石挿入孔３０に注入して固定する回転子積層鉄心の製造方法であって、回転子積層鉄心２２の上下に、いずれか一方には磁石挿入孔３０に樹脂を注入する樹脂ポット２９を備えた上板部材１５及び下板部材１６を配置し、上板部材１５及び下板部材１６とで回転子積層鉄心２２を上下から押圧して永久磁石３７の樹脂封止を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転子積層鉄心の外側部分に設けられた複数の磁石挿入孔に永久磁石を挿入し、更に、この永久磁石を樹脂によって封止固定する装置及び方法に関する。

例えば、特許文献１に記載されている磁石埋め込み型回転子においては、磁石挿入孔に挿入される永久磁石を、磁石挿入孔内に樹脂を封入して固定することが開示されている。この特許文献１においては、それぞれの磁石挿入孔の半径方向内側位置に更に樹脂注入孔部を設けると共に、磁石挿入孔と樹脂注入孔部とを連通溝部で連通させておき、回転子積層鉄心を上下から上型及び下型で押圧した後、前記樹脂注入孔部から樹脂を所定の圧力によって注入し、磁石挿入孔内の永久磁石を固定するものであった。

特開２００２−３４１８７号公報

しかしながら、この特許文献１記載の技術においては、回転子積層鉄心を形成する各鉄心片がかしめ積層された特に鉄心片の板厚が０．５ｍｍ以下の薄いものでは、かしめ部の一部が回転子積層鉄心の上下いずれかの面から少しの範囲で突出してしまう。これを上型又は下型で押圧しながら磁石挿入孔を閉塞しようとすると、前記の突出したかしめ部が上型又は下型の押圧面と回転子積層鉄心との間に微小な隙間を生じさせて封止樹脂の漏れを引き起こす原因となるため、押圧時に非常に大きな荷重をかけて押し潰す必要があった。しかし、この突出したかしめ部を押し潰すための荷重をかけることにより、かしめ部の強度が不安定になったり、設備が大型化する等の問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、各鉄心片がかしめ部を介して積層されている回転子積層鉄心において、樹脂漏れのない磁石挿入孔への永久磁石の樹脂封止が可能な回転子積層鉄心の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る回転子積層鉄心の製造装置は、複数の鉄心片がかしめ部を介してかしめ積層された回転子積層鉄心の複数の磁石挿入孔に挿入する永久磁石を、樹脂を前記磁石挿入孔に注入して固定する回転子積層鉄心の製造装置であって、
前記磁石挿入孔の樹脂注入時に、前記回転子積層鉄心の上下に前記磁石挿入孔を実質的に閉塞する上板部材及び下板部材を備えると共に、前記上板部材及び前記下板部材のいずれか一方に前記磁石挿入孔に前記樹脂を注入する樹脂ポットを備え、
しかも、前記回転子積層鉄心の表面から突出する前記かしめ部が当接する側に位置する前記上板部材又は前記下板部材には、前記かしめ部の逃げ空間が設けられている。

ここで、第１の発明に係る回転子積層鉄心の製造装置において、前記樹脂は熱硬化性樹脂であって、前記上板部材及び前記下板部材にはそれぞれ、これらを加熱する第１、第２の熱源を備え、更に、前記樹脂ポットの樹脂排出口と前記磁石挿入孔との間は樹脂溝によって連結され、かつ、前記上板部材及び前記下板部材のいずれか一方又は双方には、樹脂封入時に前記磁石挿入孔内の空気を外部に逃がすベントが設けられているのが好ましい。

また、第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法は、複数の鉄心片がかしめ部を介してかしめ積層された回転子積層鉄心の複数の磁石挿入孔に挿入する永久磁石を、熱硬化性樹脂を前記磁石挿入孔に注入して固定する回転子積層鉄心の製造方法であって、
前記回転子積層鉄心の上下に、いずれか一方には前記磁石挿入孔に前記熱硬化性樹脂を注入する樹脂ポットを備え、それぞれ加熱源によって加熱された上板部材及び下板部材を配置し、更に、前記回転子積層鉄心の前記かしめ部が突出する側に位置する前記上板部材又は前記下板部材には、前記かしめ部の逃げ空間を形成して、前記上板部材及び前記下板部材とで前記回転子積層鉄心を上下から押圧して樹脂封止する際に、封止される前記熱硬化性樹脂の漏洩を防止している。

請求項１、２記載の回転子積層鉄心の製造装置、及び請求項３記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、磁石挿入孔の樹脂注入時に、回転子積層鉄心の上下に磁石挿入孔を実質的に閉塞する上板部材及び下板部材を備え、回転子積層鉄心の表面から突出するかしめ部が当接する側に位置する上板部材又は下板部材には、かしめ部の逃げ空間が設けられているので、表面から突出したかしめ部が逃げ空間内に入りこみ、これによって上板部材及び下板部材によって回転子積層鉄心を押圧する力を最小にすることができる。また、これによって、設備を小型化することができる。
そして、突出したかしめ部に大きな荷重が掛からないので、かしめ部が常時安定したかしめ強度を有する。
特に、請求項２記載の回転子積層鉄心の製造装置においては、樹脂は熱硬化性樹脂であって、上板部材及び下板部材にはそれぞれ、これらを加熱する第１、第２の熱源を備え、更に、樹脂ポットの樹脂排出口と磁石挿入孔との間は樹脂溝（ランナー）によって連結され、かつ、上板部材及び下板部材のいずれか一方又は双方には、樹脂封入時に磁石挿入孔内の空気を外部に逃がすベントが設けられているので、余分な樹脂を必要とせず、確実強固に永久磁石を磁石挿入孔に固定することができる。

本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造装置の一部切欠き正面図である。 回転子積層鉄心の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ′矢視に対応する同回転子積層鉄心の製造装置の詳細正面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造装置１０は、垂直に立設された４本のガイドポスト１１の上下両端に配置される上固定台１２及び下固定台１３と、上固定台１２及び下固定台１３の中間に配置され、ガイドポスト１１に沿って昇降する昇降台１４と、上固定材１２及び昇降台１４にそれぞれ固定される上板部材１５及び下板部材１６とを有している。
上板部材１５はバッキングプレート１７、上型プレート１８及び上押圧プレート１９を備え、下板部材１６は昇降台１４上に載置される下型プレート２０及びその上に載置される下押圧プレート２１とを有している。下押圧プレート２１の中央には回転子積層鉄心２２の中央に形成される軸孔２３に装着されるガイド芯２４を有している。なお、この実施の形態においては、下押圧プレート２１とガイド芯２４によって回転子積層鉄心２２を載置状態で搬送するトレイを形成している。

下固定台１３の上部には昇降手段の一例である油圧シリンダ２５が設けられ、この油圧シリンダ２５によって上部の昇降台１４がガイドポスト１１に沿って昇降する構造となっている。なお、昇降手段として、エアシリンダ、雌ねじと雄ねじの組み合わせを用いたジャッキ機構、電動シリンダ、トグル機構等も適宜使用できる。
バッキングプレート１７の中央には開口部２８が設けられ、開口部２８に対応する上型プレート１８及び上押圧プレート１９は、複数（この実施の形態では８）の樹脂ポット（シリンダ）２９が貫通状態で形成されている。この樹脂ポット２９は、図２に示すように回転子積層鉄心２２を平面視して、その外周部に形成された８個の磁石挿入孔３０の内側位置にある。それぞれの樹脂ポット２９内の樹脂を押し出すプランジャ３２は共通ベース３３に固定され、共通ベース３３は上固定台１２に固定された油圧シリンダ３４によって昇降され、樹脂ポット２９内に投入された樹脂を底から排出するようにしている。なお、上型プレート１８には第１の熱源（加熱源）の一例である図示しない電熱ヒータが設けられ、樹脂ポット２９を約１７０℃近傍の温度に加熱している。

図２（平面的位置を示すのみ）及び図３に示すように、樹脂ポット２９の底部には樹脂ポット２９の樹脂排出口と磁石挿入孔３０との樹脂の通路となる樹脂溝（ランナー）３５が形成されている。この樹脂溝３５は回転子積層鉄心２２に当接する上押圧プレート１９（即ち、上板部材１５の底部）に形成されている。一方、回転子積層鉄心２２の底部には下板部材１６を構成する下押圧プレート２１が配置され、磁石挿入孔３０からの樹脂漏れを防止している。また、下押圧プレート２１には、樹脂封入時に磁石挿入孔３０からの空気を逃がす図示しないベントが設けられている。このベントは深さが０．０３ｍｍ程度の溝からなり、空気は逃がすが樹脂は通過しないようになっており、これを上押圧プレート１９に形成することもできる。なお、下板部材１６を構成する下型プレート２０には第２の熱源（加熱源）の一例である電熱ヒータが設けられて、下型プレート２０を約１７０℃に加熱している。従って、樹脂ポット２９から排出された樹脂は樹脂溝３５を通過し、磁石挿入孔３０内に入り、内部に配置されている永久磁石３７の周囲を覆い、それぞれの永久磁石３７を磁石挿入孔３０に固定する。

回転子積層鉄心２２は複数のプレス加工によって形成された複数枚の鉄心片３９がかしめ積層されて形成されているが、鉄心片３９の形成時にかしめ部（この実施の形態ではＶ字状かしめ）４０、４１が形成されている。そして、図３に示す回転子積層鉄心２２では最上部の鉄心片３９ａは下層の鉄心片３９のかしめ部４０、４１のかしめ突起が突出する抜き孔４２がそれぞれ形成されているが、この抜き孔４２から僅少の範囲で下層の鉄心片３９のかしめ部４０、４１（詳細にはかしめ突起）が突出している。

回転子積層鉄心２２の上面を押圧する上板部材１５の一部である上押圧プレート１９の下面が完全平面である場合、鉄心片３９ａから突出するかしめ部４０、４１を押圧することになるので、この上押圧プレート１９の底面で、かしめ部４０、４１が突出する位置に逃げ空間４３、４４を形成し、突出したかしめ部４０、４１を上押圧プレート１９が押さえつけないようにしている。この逃げ空間は、回転子積層鉄心２２のかしめ部が、回転子積層鉄心２２の下面から突出する場合には、下押圧プレート２１に形成することになる。これによって、上板部材１５（具体的には上押圧プレート１９）と下板部材１６（具体的には下押圧プレート２１）を回転子積層鉄心２２の上面及び下面に密接させることができるので、回転子積層鉄心２２に形成された磁石挿入孔３０を確実に上板部材１５及び下板部材１６が閉塞できて樹脂漏れを防止でき、更には、突出するかしめ部４０、４１にもかしめ方向とは逆の荷重がかからないので、回転子積層鉄心２２のかしめ強度を維持できる。

続いて、この回転子積層鉄心の製造装置１０の動作及びその作用について説明する。
上板部材１５及び下板部材１６をそれぞれ電熱ヒータで加熱した状態で、油圧シリンダ２５を作動させて昇降台１４を下降させ、かつ油圧シリンダ３４を作動させてプランジャ３２を上昇させた状態で、下押圧プレート２１に搭載された回転子積層鉄心２２を下型プレート２０の所定位置（例えば、位置決めピン等を介して）に配置する。ここで、回転子積層鉄心２２は１５０〜１７０℃近傍に予め予熱されているのが好ましい。なお、下押圧プレート２１とガイド芯２４で回転子積層鉄心２２の搬送用トレイを構成する。

次に、油圧シリンダ２５を上昇させて、下板部材１６を押上げ、回転子積層鉄心２２を上板部材１５と下板部材１６とで押圧挟持する。この時、回転子積層鉄心２２の表面から突出するかしめ部４０、４１は、上板部材１５に形成された逃げ空間４３、４４内にすっぽり入りこみ、上板部材１５の上押圧プレート１９が回転子積層鉄心２２の上面に密着することになる。そして、回転子積層鉄心２２が上押圧プレート１９によってクランプされている状態で、各樹脂ポット２９には所定の熱硬化性樹脂のタブレットを投入しておくものとするが、周囲の熱によってこの樹脂は溶解している。次に油圧シリンダ３４を下げて、プランジャ３２を押し下げ、樹脂ポット２９内の樹脂を樹脂溝３５を介して磁石挿入孔３０内に注入する。なお、樹脂ポット２９又はプランジャ３２のいずれか一方には、プランジャ３２の下降時に樹脂ポット２９内に溜まる空気を逃がす図示しないベントを設けることもできる。
これによって、磁石挿入孔３０内に樹脂が封入され、内部に配置されている永久磁石３７が固定される。なお、図示していないが永久磁石３７は、磁石挿入孔３０内の所定位置に固定されるように周囲に複数の突起が形成されている。

前記実施の形態においては、磁石挿入孔３０と樹脂ポット２９の平面的位置を完全に相違させて両者を樹脂溝３５によって連結するようにしたが、樹脂ポットの一部を磁石挿入孔の一部にラップさせるようにして、樹脂溝を省略することもできる。
前記実施の形態においては、樹脂ポット２９を上板部材１５に配置したが、下板部材１６に配置することもできるし、あるいは回転子積層鉄心２２をそのトレイごと上下逆にすることもできる。
前記実施の形態においては、封止樹脂として熱硬化性樹脂を使用したが熱可塑性樹脂を使用することもできる。
また、各樹脂ポット２９又は各樹脂溝３５の一部又は全部を連結するカル（樹脂溜まり）を設けることもできる。
更には、逃げ空間４３、４４は、回転子積層鉄心２２の表面から突出したかしめ部が嵌入できるものであればその形状によって本発明が限定されるものではない。

１０：回転子積層鉄心の製造装置、１１：ガイドポスト、１２：上固定台、１３：下固定台、１４：昇降台、１５：上板部材、１６：下板部材、１７：バッキングプレート、１８：上型プレート、１９：上押圧プレート、２０：下型プレート、２１：下押圧プレート、２２：回転子積層鉄心、２３：軸孔、２４：ガイド芯、２５：油圧シリンダ、２８：開口部、２９：樹脂ポット、３０：磁石挿入孔、３２：プランジャ、３３：共通ベース、３４：油圧シリンダ、３５：樹脂溝、３７：永久磁石、３９、３９ａ：鉄心片、４０、４１：かしめ部、４２：抜き孔、４３、４４：逃げ空間

Claims (1)

1. 複数の鉄心片が積層された回転子積層鉄心の複数の磁石挿入孔に挿入する永久磁石を、樹脂を前記磁石挿入孔に注入して固定する回転子積層鉄心の製造方法であって、
   前記回転子積層鉄心の上下に、いずれか一方には前記磁石挿入孔に前記樹脂を注入する樹脂ポットを備えた上板部材及び下板部材を配置し、前記上板部材及び前記下板部材とで前記回転子積層鉄心を上下から押圧して前記永久磁石の樹脂封止を行うことを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。

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