CN108702069B - 磁体嵌入式芯的制造装置和制造方法 - Google Patents

磁体嵌入式芯的制造装置和制造方法 Download PDF

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Abstract

[课题]为了在利用树脂固定磁片时抑制多余树脂的出现。[解决手段]磁体嵌入式芯的制造装置，该磁体嵌入式芯包括通过将树脂填充到沿着轴向方向形成在电机芯中的磁体插入孔中而嵌入的磁片，该制造装置设置有：树脂注入装置(80)，其将固态树脂(114)注入到磁体插入孔(104)中；磁片插入装置(90)，其将磁片(110)注入到磁体插入孔(104)中；以及加热装置(70)，其通过加热电机芯(101)来使磁体插入孔(104)中的固态树脂(114)熔融。

Description

磁体嵌入式芯的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造嵌入有磁体的磁体嵌入式芯的方法和装置。
背景技术
传统上，已知这样制造磁体嵌入式芯：将磁体插入到转子芯中轴向延伸的多个磁体插入孔中的每一个中，将液体形式的树脂材料充入到磁体插入孔中，并使所充入的树脂材料固化以将磁体固定在转子芯中。通过利用树脂将磁体固定在各个磁体插入孔中，可使转子芯的磁性质稳定，并且使转子芯能够以稳定的方式跟随由定子产生的旋转磁场。
结合这种制造磁体嵌入式芯的方法，已知例如将转子芯连同中间模一起放置在具有上模和下模的模具组件中，下模设置有筒状罐以及可在罐中垂直移动的柱塞，并且通过使柱塞向上移动来对罐中熔融的树脂进行压力灌注成型，使得成型树脂经由形成在中间模与下模之间的流道和浇口充入到转子芯的磁体插入孔中，然后被热固化。例如，参见专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2014-79056号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
根据诸如专利文献1中所公开的现有技术，当在树脂成型之后模具组件被打开并且成型的转子芯被取出时，固化的树脂不可避免地留在流道等中，这种剩余的树脂(不必要的树脂)最终与转子芯分离并被丢弃。因此，考虑到使树脂材料的材料成本最小化或出于其它观点，可取的是防止产生这种不必要的树脂。
鉴于现有技术的这种问题而作出本发明，本发明的主要目的在于防止从用于固定磁体的树脂材料产生这种不必要的树脂。
技术问题的解决手段
本发明的一个实施方式提供了一种磁体嵌入式芯的制造装置，所述磁体嵌入式芯包括嵌入在电机芯中沿轴向延伸的磁体插入孔中所填充的树脂中的磁体，所述装置包括：树脂充入装置，其被配置为将固体形式的树脂充入磁体插入孔中；磁体插入装置，其被配置为将磁体插入磁体插入孔中；以及加热装置，其被配置为加热电机芯以使磁体插入孔中的固体形式的树脂熔融。
由于这种布置方式，由于固体树脂被充入磁体插入孔中并在磁体插入孔中熔融，与在压力下经由模具组件中提供的流道和浇口将熔融树脂填充到磁体插入孔中的注入成型的情况相比，防止树脂材料留在诸如流道和浇口的地方。由此，可避免在将磁体固定在磁体插入孔中的步骤中产生不必要的树脂。
优选地，用于制造磁体嵌入式芯的该装置还包括加压装置，其被配置为对磁体插入孔中的熔融树脂加压。
由于这种布置方式，排出或收缩了可能留在熔融树脂中的空隙，从而可按照可靠的方式通过相对无空隙的树脂固定磁体。
优选地，该制造装置还包括上模和下模，其被配置为将电机芯夹持在上模和下模之间。
因此，电机芯可被夹持在上模和下模之间。
优选地，该制造装置还包括加压装置，其被配置为经由上模和下模对磁体插入孔中的熔融树脂加压。
因此，在电机芯被夹持在上模和下模之间的同时对磁体插入孔中的熔融树脂加压，可按照可靠的方式执行加压步骤，并且可按照更可靠的方式通过相对无空隙的树脂来固定磁体。
在该制造装置中，优选地，树脂充入装置被配置为将树脂充入放置在下模上的电机芯中的磁体插入孔中。
因此，不需要留出额外的位置以用于充入树脂。
在该制造装置中，优选地，树脂充入装置被配置为在上模和下模外部将树脂充入电机芯中的磁体插入孔中。
由此，上模和下模的使用效率可改进，并且制造成本可降低。
在该制造装置中，优选地，磁体插入装置被配置为将磁体插入放置在下模上的电机芯中的磁体插入孔中。
因此，不需要留出额外的位置以用于插入磁体。
在该制造装置中，优选地，磁体插入装置被配置为在上模和下模的外部将磁体插入电机芯中的磁体插入孔中。
由此，上模和下模的使用效率可改进，并且制造成本可降低。
优选地，该制造装置还包括加热烘箱，其被配置为在上模和下模的外部对电机芯加热。
由此，上模和下模的使用效率可改进，并且制造成本可降低。
本发明的另一方面提供一种用于制造磁体嵌入式芯的方法，所述磁体嵌入式芯包括嵌入在电机芯中沿轴向延伸的磁体插入孔中所填充的树脂中的磁体，所述方法包括以下步骤：将固体形式的树脂充入磁体插入孔中的树脂充入步骤；在树脂充入步骤之前或之后插入磁体的磁体插入步骤；使磁体插入孔中的树脂熔融的熔融步骤；以及使熔融树脂固化的固化步骤。
由于这种布置方式，由于固体树脂被充入磁体插入孔中并在磁体插入孔中熔融，与在压力下经由模具组件中提供的流道和浇口将熔融树脂填充到磁体插入孔中的注入成型的情况相比，防止树脂材料留在诸如流道和浇口的地方。由此，可避免在将磁体固定在磁体插入孔中的步骤中产生不必要的树脂。
优选地，该制造方法还包括对熔融树脂加压的树脂加压步骤。
根据此方法，排出或收缩了可能留在熔融树脂中的空隙，从而可按照可靠的方式通过相对无空隙的树脂来固定磁体。
在该制造方法中，优选地，熔融步骤包括通过在树脂充入步骤之前预热的电机芯使固体树脂至少部分地熔融。
由此，在熔融步骤中电机芯达到使固体热固性树脂熔融所需的温度所需的时间段可减小，从而制造效率可改进。
在该制造方法中，优选地，通过将粉末或颗粒形式的未固化原料树脂成型为规定形状来形成固体树脂。被成型为规定形状的固体树脂可包括被成型以符合磁体插入孔的形状的固体树脂。
由此，要充入磁体插入孔中的固体树脂的量可被事先设定为正确的量。另外，固体树脂的处理可改进，并且树脂充入步骤的工作效率可改进。
在该制造方法中，优选地，固体树脂的至少一个外表面与电机芯的限定磁体插入孔的内表面接触。
由此，以有效的方式执行从电机芯到固体树脂的热传递，从而使磁体插入孔中的固体树脂熔融所需的时间段可减小，并且制造效率可改进。
在该制造方法中，优选地，固体树脂为未固化的颗粒形式。为未固化的颗粒形式的固体树脂可以包括平板。
由此，不考虑磁体插入孔的形状和树脂的所需量，可正确地且容易地将固体树脂充入磁体插入孔中。
在该制造方法中，磁体可在被插入磁体插入孔中之前被预热。在这种情况下，插入磁体插入孔中的磁体的热有效地促使固体树脂熔融，从而在熔融步骤中使固体树脂熔融所需的时间段可减小，并且制造效率可改进。
发明的效果
根据本发明的用于制造磁体嵌入式芯的装置和方法能够防止从用于固定磁体的树脂产生不必要的树脂。
附图说明
图1是通过根据本发明的制造方法制造的磁体嵌入式芯的示例的立体图；
图2是图1所示的磁体嵌入式芯的垂直剖视图；
图3是根据本发明的实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置的局部剖视正视图；
图4是树脂充入步骤中的制造装置的局部剖视正视图；
图5是磁体插入步骤中的制造装置的局部剖视正视图；
图6是当磁体已经被插入时制造装置的局部剖视正视图；
图7是树脂熔融步骤中的制造装置的局部剖视正视图；
图8是就在完全闭合模具组件之前制造装置的局部剖视正视图；
图9是加压步骤中的制造装置的局部剖视正视图；
图10是根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置的局部剖视正视图；
图11是根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置的垂直剖视图；
图12是根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置的垂直剖视图；以及
图13是根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置的垂直剖视图。
具体实施方式
在下文中参照附图描述本发明的优选实施方式。
在下文中参照图1和图2描述通过根据本发明的制造方法制造的磁体嵌入式芯的示例。
磁体嵌入式芯100具有：电机芯101，其包括多个磁体插入孔104；以及磁体110，其被定位在各个磁体插入孔104中。电机芯101通过层叠多个铁芯层压物106来形成，各个铁芯层压物106通过冲压形成并且由形成有用于限定中心孔102和磁体插入孔104的开口的盘状物组成。
磁体插入孔104围绕中心孔102布置，并且在平面图(横截面形状)中各自以基本上矩形形状设置。各个磁体插入孔104在层叠方向(轴向方向)上轴向延伸穿过电机芯101，并且限定在电机芯101的上端面108上具有上开口105的基本上矩形空间。在所示实施方式中，各个磁体插入孔104轴向穿过电机芯101，但是也可通过省略最下面的铁芯层压物106中用于限定磁体插入孔104的开口而设置有封闭的底部。
各个磁体110具有基本上长方体形状，并且通过填充在磁体插入孔104中的树脂112来相对于电机芯101固定就位。树脂112可由可通过被加热到比规定的固化温度高的温度而被固化的热固性树脂(例如，环氧树脂)组成。
例如，各个磁体110可由诸如钕磁体的永久磁体(磁化或没有磁化)或基于铁氧体的烧结磁体组成。各个磁体110的轴向长度小于磁体插入孔104的轴向长度，并且磁体110的端面(在这种情况下，上表面)被树脂112覆盖。
各个磁体110的宽度(电机芯101的切线方向上的尺寸以及电机芯101的径向方向上的尺寸)小于磁体插入孔104的宽度(电机芯101的切线方向上的尺寸以及电机芯101的径向方向上的尺寸)。磁体110在磁体插入孔104中向内偏移(或者朝着电机芯101的中心偏移)以使得磁体110的面向内的表面110A与磁体插入孔104的内表面104A进行表面接触(抵靠)。在附图中，为了描述方便，限定磁体插入孔104的各个表面(不包括内表面104A)与磁体110的相对应侧表面(不包括面向内的表面110A)之间的间隙被示为大于实际尺寸。要注意的是，磁体110可以被放置在磁体插入孔104中以向外偏移。
在下文中参照图3至图9描述用于所示实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置。
所示实施方式的制造装置包括装置主体1。装置主体1包括多个系杆14、固定到系杆14的下端的平坦下固定台板10、固定到系杆14的上端的平坦上固定台板12以及在轴向方向(垂直方向)上可滑动地通过系杆14接合以在下固定台板10与上固定台板12之间在垂直方向上可移动的可移动台板16。下固定台板10、上固定台板12和可移动台板16彼此正对。
形成固定模的下模18附接到下固定台板10的上表面11。形成可移动模的上模20附接到可移动台板16的下表面17。
下模18由平板组成，该平板具有支撑输送托盘21的上表面19，输送托盘21通过诸如机器人臂的输送装置(图中未示出)被输送到该位置以及离开该位置。输送托盘21由平板构成，并且若干这样的输送托盘21被设置用于单个装置主体1，以使得电机芯101在装置主体1外被放置(预设)在各个输送托盘21上(另一个放置在下模18和上模20外)。通过将各自承载电机芯101的输送托盘21一个接一个地馈送到下模18上的规定位置，包括用于一次插入一个电机芯101的上模20和下模18的装置主体1的操作效率可改进。借助设置在输送托盘21上的定位构件(图中未示出)将各个电机芯101正确地定位在对应输送托盘21上。
圆柱形加热装置70可拆卸地布置在电机芯101的外周上。加热装置70可由高频感应加热装置等组成。通过加热电机芯101，充入到磁体插入孔104中的固态的树脂114(参见图5)熔融。
上模20设置有基本上平坦的下表面22，其与放置在下模18上的电机芯101的基本上平坦的上端面108相对，以使得可通过降低可移动台板16在层压方向上(在向下方向上)对电机芯101加压。下表面22在与各个磁体插入孔104对准的部分中设置有加压突起24。各个加压突起24在平面图中以矩形形状设置，其适形于磁体插入孔104在平面图中的形状。如图9所示，当可移动台板16被降低时，加压突起24封闭磁体插入孔104的上开口105，并且对各个磁体插入孔104中的熔融树脂116进行加压。加压突起24还可由与上模20分离的构件组成，并且可由弹簧等弹性地支撑，从而可相对于上模20垂直移动。
包括肘节连杆机构42的夹持装置(加压装置)30设置在上固定台板12与可移动台板16之间。肘节连杆机构42被配置为将可移动台板16朝着下固定台板10以及离开下固定台板10(在垂直方向上)驱动，并且包括：上连杆34，其一端经由枢轴32可枢转地连接到上固定台板12的下部；以及下连杆38，其一端经由枢轴36可枢转地连接到可移动台板16的上部。上连杆34和下连杆38的另一端经由枢轴40可枢转地彼此连接。
夹持装置30包括液压缸装置46。液压缸装置46被配置为驱动肘节连杆机构42，并且包括：缸筒47，其基端经由枢轴44可枢转地连接到装置主体1的固定框架3；以及活塞杆48，其从缸筒47的自由端向外伸出。活塞杆48的前端经由枢轴40可枢转地连接到上连杆34和下连杆38的另一端。
如图3所示，当活塞杆48后退并且肘节连杆机构42处于最大折叠状态时，模具夹持装置30使得可移动台板16被定位在最上位置(模具打开位置)。如图9所示，当活塞杆48前进并且肘节连杆机构42处于最大伸展状态时，模具夹持装置30使得可移动台板16被定位在最下位置(模具闭合位置)。在图3所示的最大折叠状态下，上连杆34与下连杆38之间形成的角度被最小化。在图9所示的最大伸展状态下，上连杆34和下连杆38沿着垂直的直线伸展(上连杆34与下连杆38之间形成的角度＝180度)。可通过利用线性传感器(未示出)或任何其它本身已知的方法测量可移动台板16的垂直位置来检测最大伸展状态。
在图9所示的最大伸展状态下，上模20与可移动台板16一起位于最下位置，并且上模20的下表面22与放置在下模18上的电机芯101的上端面108表面接触，以使得电机芯101在层叠方向上被加压，并且加压突起24与各个磁体插入孔104接合以封闭其上开口105并对各个磁体插入孔104中的熔融树脂116加压。这种状态被称为夹持状态(加压状态)。
朝着下模18轴向延伸并具有封闭的底端的多个管状构件60的上端固定到上模20。管状构件60围绕经由输送托盘21定位在下模18的规定位置上的电机芯101的中心布置，并且各自以可垂直滑动的方式接纳活塞62。各个活塞62具有前端部分66，其经由形成在管状构件60的底壁(下端)中的通孔64从对应管状构件60伸出。各个前端部分66的前端面67与下模18的上表面19正对。
在各个管状构件60中，压缩螺旋弹簧68设置在上模20与活塞62之间。各个压缩螺旋弹簧68将对应活塞62朝着管状构件60的底端(或者换言之，朝着下模18一侧)推动。各个管状构件60中的压缩螺旋弹簧68对活塞62施加的推动力可彼此相等。
如图8所示，随着上模20靠近下模18，或者更具体地，当上模20下降到略不足上模20的下表面22与电机芯101的上端面108表面接触的位置的点时，活塞62的前端面67被定位(通过适当地确定关联的部件的尺寸)以同时与下模18的上表面19接触。
此实施方式的制造装置包括树脂充入装置80(参见图4)和磁体插入装置90(参见图5)。
如图4所示，树脂充入装置80包括：基板82；多个树脂保持构件86，其设置在基板82上并限定分别与各个磁体插入孔104对应的树脂保持孔84；以及快门板88，其可旋转地附接到基板82的下底表面以选择性地遮蔽树脂保持孔84的下端开口。通过诸如机器人臂等的输送装置(图中未示出)，树脂充入装置80被放置在下模18上的电机芯101的上端面108上。
树脂保持孔84各自被配置为保持固体形式的树脂114(下文中，被称为固体树脂114)。通过在初步成型工艺中使用压片机等(图中未示出)将粉末或颗粒形式的未固化材料树脂成型为与磁体插入孔104的形状匹配的基本上长方体形状来获得固体树脂(树脂块)114。
如图5所示，磁体插入装置90包括：基板92；多个磁体保持构件96；其设置在基板92上并限定分别与各个磁体插入孔104对应的磁体保持孔94；以及快门板98，其可旋转地附接到基板92的下底表面以选择性地遮蔽磁体保持孔94的下端开口。通过诸如机器人臂等的输送装置(图中未示出)，磁体插入装置90被放置在下模18上的电机芯101的上端面108上。
接下来，在下文中参照图3至图9描述利用树脂112固定插入在各个磁体插入孔104中的磁体110的工艺。
首先，如图3所示，作为电机芯加载步骤，当可移动台板16处于最上位置，并且上模20与下模18最大程度地分离(模具打开状态)时，通过使用输送装置(图中未示出)将承载电机芯101的输送托盘21放置(加载)在下模18上的规定位置上。
接下来，如图4所示，作为树脂充入步骤，在模具打开状态下，通过使用输送装置(图中未示出)使在各个树脂保持孔84中放置有固体树脂114的树脂充入装置80移动到电机芯101的上端面108上。此后，通过快门板88的旋转将树脂保持孔84的下端开口打开，结果是各个树脂保持孔84中的固体树脂114下落并且由此被充入对应磁体插入孔104中。
当完成将固体树脂114充入树脂保持孔84中时，通过输送装置(图中未示出)将树脂充入装置80从下模18移除(拿到装置主体1的外部)。
接下来，作为熔融步骤，在各个磁体插入孔104内通过从由加热装置70加热的电机芯101传递的热对设置在各个磁体插入孔104中的固体树脂114进行加热。结果，各个固体树脂114开始在磁体插入孔104中熔融。
如图5所示，各块固体树脂114具有至少一个外表面，或者所示实施方式中与对应磁体插入孔104的内表面104A和104B表面接触的外表面114A和114B。结果，从电机芯101到各块固体树脂114的热传递与二者之间存在间隙的情况相比有效地执行，以使得可快速地并以热效率高的方式执行各个磁体插入孔104中的固体树脂114的加热。
在磁体插入步骤(在熔融步骤之前执行或与熔融步骤同时执行)中，如图5所示，在仍处于模具打开状态的同时，通过使用输送装置(图中未示出)将在各个磁体保持孔94中接纳有磁体110的磁体插入装置90输送到下模18上的电机芯的上端面108上。此后，通过快门板98的旋转使磁体保持孔94的下端开口打开，并且各个磁体保持孔94中的磁体110下落并且由此被插入对应磁体插入孔104中。如图6所示，执行各个磁体110的插入，使得磁体110的外表面110A之一与对应磁体插入孔104在中心孔102一侧的内表面104A接触，直到磁体110的下端面抵靠接纳在磁体插入孔104中的固体树脂114的上表面。
当完成将磁体110插入到各个磁体保持孔94中时，通过输送装置(图中未示出)将磁体插入装置90从下模18移除(拿出到装置主体1的外部)。
可使用加热烘箱(图中未示出)等将要插入到磁体插入孔104中的磁体110预先加热(预热)到预定温度。在这种情况下，除了通过来自由加热装置70加热的电机芯101的热加热之外，各个磁体插入孔104中的固体树脂114直接通过对应磁体110的热加热。由此，在熔融步骤中使固体树脂114熔融所需的时间被缩短，并且磁体嵌入式芯100的制造效率被改进。固体树脂114的熔融意指使构成固体树脂114的原料树脂成液态或软化以具有一定流动性。
接下来，一旦固体树脂114熔融，朝着磁体插入孔104的底部推动各个磁体110。此时，随着磁体110被向下进一步推动，熔融树脂116的液面(参见图7)在磁体插入孔104中逐渐上升。
如图7所示，当磁体110被完全推到规定放置位置中或者磁体插入孔104的底部时，熔融树脂116填充磁体插入孔104的远离中心孔102的内表面与磁体110的对应外侧表面之间的间隙，并且树脂112的液面上升到高于磁体110的上表面。
接下来，通过向液压缸装置46供应液压来使得活塞杆48向前移动。随着活塞杆48前进，由上连杆34和下连杆38形成的角度增大，并且肘节连杆机构42变得逐步伸展，以使得上模20连同可移动台板16一起向下移动。
如图8所示，当上模20下降到其下表面22略不足电机芯101的上端面108的位置时，活塞62的前端面67抵靠在下模18的上表面19上。
随着肘节连杆机构42进一步伸展，并且上连杆34和下连杆38如图9所示成直线伸展(或者换言之，肘节连杆机构42完全伸展)，上模20的下表面22与电机芯101的上端面108表面接触以在层叠方向上对电机芯101加压，并且作为树脂加压步骤，加压突起24与对应磁体插入孔104接合以封闭上开口105并且对磁体插入孔104中的熔融树脂116加压(夹持并加压状态)。
通过该夹持动作，减小或消除了相邻铁芯层压物106之间的间隙，以使得熔融树脂116向相邻铁芯层压物106之间的间隙的泄漏被减少或避免。另外，通过对磁体插入孔104中的熔融树脂116加压，以有利的方式排出或收缩了可能留在熔融树脂116中的空隙。
在该夹持状态下的同时，作为固化步骤，通过加热装置70将电机芯101加热到比熔融步骤中的温度更高的温度。结果，通过来自电机芯101的热对熔融树脂116进一步加热，以使得熔融树脂116化学反应并不可逆地固化。磁体插入孔104中的磁体110由此通过固化的树脂112固定到电机芯101(参见图2)，并且磁体嵌入式芯100完成。通过输送装置(图中未示出)将完成的磁体嵌入式芯100与输送托盘21一起输送到装置主体1之外。
由于在通过上模20对电机芯101加压并且上开口105被封闭的夹持状态下执行熔融树脂116的固化工艺，所以在树脂112向相邻铁芯层压物106之间的间隙的泄漏轻微或没有泄漏的情况下，树脂112固定磁体110。由此，可以获得磁性能优良的具有稳定质量的磁体嵌入式芯100。
另外，由于在作为树脂加压步骤通过加压突起24对磁体插入孔104中的树脂112加压的同时执行固化工艺，在熔融树脂116完全固化之前以有利的方式排出或收缩可能留在熔融树脂116中的空隙，以使得可通过具有很少空隙的树脂112以可靠的方式来固定磁体110。
作为用于固定磁体110的树脂112，固体树脂114被充入到磁体插入孔104中，并且固体树脂114在磁体插入孔104中熔融。因此，与在压力下经由形成在模具组件中的流道和浇口将熔融树脂填充到磁体插入孔104中的注入成型工艺相反，可避免留在流道和浇口中的树脂的浪费，并且材料成本降低。另外，通过使用固体树脂114，可正确地设定要充入到磁体插入孔104中的固体树脂114的量而不会有任何过量或短缺，并且材料树脂的处理可改进以使得树脂充入步骤的工作效率可改进。
在上模20从活塞62的前端面67与下模18的上表面19接触的状态下降到夹持状态的过程中，压缩螺旋弹簧68通过上模20连同管状构件60一起相对于活塞62的向下移动被压缩，并且提供推动下模18和上模20离开彼此的弹簧力。
结果，在肘节连杆机构42的最大伸展状态下，作用于电机芯101上的加压力减少了通过压缩螺旋弹簧68的压缩变形提供的弹簧力之和。即，在最伸展状态下，由肘节连杆机构42提供的夹持力被部分地抵消，并且在层叠方向上作用在电机芯101上的加压力相对于肘节连杆机构42所提供的额定夹持力减小。
结果，即使使用能够获得最高达几十吨的重复的稳定夹持力(树脂加压力)的便宜的通用肘节型夹持装置30，也可按照稳定的方式获得适当的加压力而不会在模具组件闭合时对电机芯101施加过大的加压力，从而防止电机芯101在层叠方向上过度变形，并且熔融树脂116不被过度加压。结果，即使在夹持状态下固化熔融树脂116，在模具组件打开之后电机芯101的平面性不受损，并且防止熔融树脂116从磁体插入孔104泄漏到外部。
另外，由于电机芯101在夹持的时候不会在层压方向上过度变形，所以当模具组件被打开时不会在电机芯101的磁体插入孔104中固化的树脂112中产生过大的应力，从而可避免磁体插入孔104中的树脂112的剥离和开裂。
因此，可避免熔融树脂116泄漏到磁体插入孔104外部，并且可同时确保电机芯101的形状精度和尺寸精度。因此，可有效地制造具有稳定的质量的磁体嵌入式芯100。
在夹持模具组件的时候或者当肘节连杆机构42最大程度地伸展时实际作用在电机芯101上的加压力取决于夹持装置30的额定夹持力以及诸如压缩螺旋弹簧68的弹簧常数、压缩变形和预载这样的弹簧性质。因此，可通过改变弹簧性质来自由地调节当模具组件闭合时作用在电机芯101上的实际加压力。因此，即使夹持装置30的额定夹持力为固定值，也可自由地选择当模具组件闭合时实际施加于电机芯101的加压力。
在利用树脂填充磁体嵌入式芯100时的适当加压力根据诸如电机芯101的尺寸和铁芯层压物的数量之类的规格而变化。在本实施方式中，即使使用相同的装置主体1、下模18和上模20，也可仅通过改变压缩螺旋弹簧68的弹簧性质来以用于规格变化的宽范围的磁体嵌入式芯100中的每一个的最佳加压力执行针对所述宽范围的磁体嵌入式芯100的树脂填充。因此，对用于为宽范围的磁体嵌入式芯100填充树脂的制造装置的投资可减小。换言之，以制造装置中的最小投资，制造装置可容易地适配成为宽范围的磁体嵌入式芯100填充树脂的工艺。
由于压缩螺旋弹簧68围绕经由输送托盘21定位在下模18上的电机芯101的中心孔102的中心布置，所以防止了通过压缩螺旋弹簧68的弹簧力对肘节连杆机构42的夹持力的部分抵消围绕电机芯101的中心变得不均匀。
结果，防止了在完全夹持状态下在层叠方向上作用在电机芯101上的加压力由于压缩螺旋弹簧68而围绕电机芯101的中心变得不均匀，从而可避免电机芯101的不期望的扭曲。
另外，由对应管状构件60引导各个压缩螺旋弹簧68的压缩变形而不经历弯曲变形。另外，因为在上模20朝着下模18移动期间，活塞62与下模18接合，所以压缩螺旋弹簧68可以相对短的长度设置，而不考虑模具组件的开模行程。
下模18被固定到下固定台板10，而上模20被固定到可移动台板16，并且压缩螺旋弹簧68彼此平行地布置在下模18与上模20之间，以使得压缩螺旋弹簧68的弹簧力直接作用在下模18和上模20上。具体地，下模18和上模20不按照浮动方式经由压缩螺旋弹簧68由下固定台板10或可移动台板16支撑或从下固定台板10或可移动台板16悬挂。因此，防止下模18和上模20倾斜或者说变得不稳定。由于这样的布置方式，可始终确保适当的夹持动作。
接下来，在下文中参照图10描述根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置。在图10中，利用相似的标号来表示与图4中的那些对应的部分，并且这些部分的描述可被省略。
在此实施方式中，在包括下模18和上模20的装置主体1外部的位置，树脂充入装置80被放置在安装在输送托盘21上的电机芯101上，并且将固体树脂114充入电机芯101的磁体插入孔104中。
在此实施方式中，消除了由树脂充入步骤占据装置主体1的时间段，从而装置主体1的操作效率改进。另外，制造各个磁体嵌入式芯100所需的时间段减小，并且制造磁体嵌入式芯100的效率可改进。
接下来，在下文中参照图11描述根据本发明的另一实施方式的磁体嵌入式芯的制造装置。在图11中，利用相似的标号来表示与图5中的那些对应的部分，并且这些部分的描述可被省略。
在此实施方式中，在包括下模18和上模20的装置主体1外部的位置，磁体插入装置90被放置在安装在输送托盘21上的电机芯101上，并且将磁体110插入电机芯101的各个磁体插入孔104中。
在此实施方式中，消除了由磁体插入步骤占据装置主体1的时间段，从而装置主体1的操作效率改进。另外，制造各个磁体嵌入式芯100所需的时间段减小，并且制造磁体嵌入式芯100的效率可改进。
接下来，在下文中参照图12描述根据另一实施方式的用于制造磁体嵌入式芯的装置。
在此实施方式中，用于加热电机芯101的加热烘箱120与包括下模18和上模20的装置主体1分开设置。加热烘箱120具有用于升高烘箱内部122的温度的加热器124。
在此实施方式中，电机芯101在位于装置主体1外部的加热烘箱120中被加热。结果，电机芯101被预热，并且在装置主体1的下模18上将电机芯101加热到使固体树脂114熔融的温度所需的时间段减小。
结果，由树脂熔融步骤占据装置主体1的时间段减小，从而装置主体1的操作效率改进。另外，制造各个磁体嵌入式芯100所需的时间段减小，并且制造磁体嵌入式芯100的效率可改进。
接下来，在下文中参照图13描述根据另一实施方式的用于制造磁体嵌入式芯的装置。
在此实施方式中，未固化颗粒原料树脂118用作固体树脂。
此实施方式的树脂充入装置80的树脂保持构件86具有漏斗形状，以使得可容易地将颗粒原料树脂118倾倒到其中，并且各个树脂保持构件86也可用作颗粒原料树脂118的量杯。
尽管根据其优选实施方式描述了本发明，本领域技术人员可容易地理解，本发明不由这些实施方式限制，可在不脱离本发明的精神的情况下适当地修改。
例如，可在树脂充入步骤之前执行磁体插入步骤。在这种情况下，由于固体树脂被充入到已经包含磁体110的磁体插入孔104中，从容易向磁体插入孔104中馈送树脂的角度，树脂优选由未固化颗粒原料树脂118组成。磁体插入孔104和磁体110的形状不限于基本上长方体形状，而是可根据所需的磁特性以及其它因素为任何其它适当的形状。
树脂112不限于热固性树脂，而是可由热塑性树脂组成。当热塑性树脂用作树脂112时，执行通过冷却的固化步骤，代替用于热固性树脂的热固化步骤。
磁体插入孔104未必需要是各自具有两个开放端的通孔，而是也可以是各自仅在电机芯101的一个端面处开口的有底的孔。可使用片形式等的固体树脂来执行树脂向磁体插入孔104中的填充，代替块形式的固体树脂114或者颗粒原料树脂118。当使用固体树脂时，因为在树脂充入步骤期间由于树脂的注入压力而引起的模具打开方向上的载荷没有作用在模具组件上，所以夹持力可较小。在模具夹持步骤的时候电机芯101的加压未必需要，可能仅需要达到从磁体插入孔104中的熔融树脂116去除空隙所需的程度。此外，可通过单独的加压装置或加压构件来执行磁体插入孔104中的熔融树脂116的加压，而非依赖于上模20的加压突起24。
肘节连杆机构42可通过使用滚珠丝杠和伺服电机的电驱动单元代替液压缸装置46来驱动。在这种情况下，可通过任何本身已知的装置(例如，用于检测伺服电机的旋转角度的旋转编码器)来检测肘节连杆机构42的最大伸展状态。此外，模具夹持装置30可由彼此平行布置的多个肘节连杆机构驱动。
夹持装置30不限于使用肘节连杆机构的夹持装置，而是也可由直接通过液压或电动机致动的夹持装置组成。
上述实施方式的组成元件对于本发明而言并非全部必要的，而是可在不脱离本发明的范围的情况下适当地省略或替代。
符号说明
1 装置主体
3 固定框架
10 下固定台板
11 上表面
12 上固定台板
14 系杆
16 可移动台板
17 下表面
18 下模
19 上表面
20 上模
21 输送托盘
22 下表面
24 加压突起
30 夹持装置
32 枢轴
34 上连杆
36 枢轴
38 下连杆
40 枢轴
42 肘节连杆机构
44 枢轴
46 液压缸装置
47 缸筒
48 活塞杆
60 管状构件
62 活塞
64 通孔
66 前端部分
67 前端面
68 压缩螺旋弹簧
70 加热装置
80 树脂充入装置
82 基板
84 树脂保持孔
86 树脂保持构件
88 快门板
90 磁体插入装置
92 基板
94 磁体保持孔
96 磁体保持构件
98 快门板
100 磁体嵌入式芯
101 电机芯
102 中心孔
104 磁体插入孔
104A 内表面
105 上开口
106 铁芯层压物
108 上端面
110 磁体
110A 外表面
112 树脂
114 固体树脂
114A 面向外的表面
116 熔融树脂
118 材料树脂
120 加热烘箱
122 烘箱内部
124 加热器

Claims (20)

1.一种磁体嵌入式芯的制造装置，所述磁体嵌入式芯包括嵌入在电机芯中沿轴向延伸的磁体插入孔中所填充的树脂中的磁体，所述制造装置包括：
树脂充入装置，该树脂充入装置被配置为将固体形式的所述树脂充入所述磁体插入孔中；
磁体插入装置，该磁体插入装置被配置为将所述磁体插入所述磁体插入孔中；
加热装置，该加热装置被配置为加热所述电机芯以使所述磁体插入孔中的固体形式的所述树脂熔融；
上模和下模，所述上模和所述下模被配置为将所述电机芯夹持在所述上模和所述下模之间；以及
加压装置，所述加压装置被配置为经由所述上模和所述下模对所述磁体插入孔中的熔融树脂加压，
其特征在于，所述磁体嵌入式芯的制造装置包括加压突起，所述加压突起由与所述上模分离的部件构成且被弹性地支撑于所述上模，并且被配置为在与所述磁体插入孔对准的位置处相对于所述上模能够上下移动，并且所述加压突起具有适形于所述磁体插入孔在平面图中的形状的形状。
2.根据权利要求1所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述树脂充入装置被配置为将所述树脂充入放置在所述下模上的所述电机芯中的所述磁体插入孔中。
3.根据权利要求1所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述树脂充入装置被配置为在所述上模和所述下模的外部将所述树脂充入所述电机芯中的所述磁体插入孔中。
4.根据权利要求1所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述磁体插入装置被配置为将所述磁体插入放置在所述下模上的所述电机芯中的所述磁体插入孔中。
5.根据权利要求1所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述磁体插入装置被配置为在所述上模和所述下模的外部将所述磁体插入所述电机芯中的所述磁体插入孔中。
6.根据权利要求1所述的磁体嵌入式芯的制造装置，该制造装置还包括加热烘箱，该加热烘箱被配置为在所述上模和所述下模的外部对所述电机芯加热。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述树脂由形状与所述磁体插入孔的形状匹配的树脂块构成。
8.根据权利要求1到6中的任一项所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述树脂由热固性树脂构成。
9.根据权利要求1到6中的任一项所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述电机芯形成有多个磁体插入孔，每个磁体插入孔在所述电机芯中沿轴向延伸，并且
其中，所述磁体插入装置包括基板、多个磁体保持构件和快门板，所述多个磁体保持构件布置在基板上并限定分别与各个磁体插入孔对应的磁体保持孔，所述快门板可旋转地附接到所述基板的下底表面以选择性地遮蔽所述磁体保持孔的下端开口。
10.根据权利要求7所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述电机芯形成有多个磁体插入孔，每个磁体插入孔在所述电机芯中沿轴向延伸，并且
其中，所述磁体插入装置包括基板、多个磁体保持构件和快门板，所述多个磁体保持构件布置在基板上并限定分别与各个磁体插入孔对应的磁体保持孔，所述快门板可旋转地附接到所述基板的下底表面以选择性地遮蔽所述磁体保持孔的下端开口。
11.根据权利要求8所述的磁体嵌入式芯的制造装置，其中，所述电机芯形成有多个磁体插入孔，每个磁体插入孔在所述电机芯中沿轴向延伸，并且
其中，所述磁体插入装置包括基板、多个磁体保持构件和快门板，所述多个磁体保持构件布置在基板上并限定分别与各个磁体插入孔对应的磁体保持孔，所述快门板可旋转地附接到所述基板的下底表面以选择性地遮蔽所述磁体保持孔的下端开口。
12.一种磁体嵌入式芯的制造方法，所述磁体嵌入式芯包括嵌入在电机芯中沿轴向延伸的磁体插入孔中所填充的树脂中的磁体，所述方法包括以下步骤：
树脂充入步骤，将固体形式的所述树脂充入所述磁体插入孔中；
磁体插入步骤，在所述树脂充入步骤之后插入所述磁体；
熔融步骤，使所述磁体插入孔中的固体树脂熔融；以及
固化步骤，使熔融树脂固化。
13.根据权利要求12所述的磁体嵌入式芯的制造方法，该方法还包括对所述熔融树脂加压的树脂加压步骤。
14.根据权利要求12或13所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，所述熔融步骤包括通过在所述树脂充入步骤之前预热的所述电机芯使所述固体树脂至少部分地熔融。
15.根据权利要求12或13所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，通过将粉末或颗粒形式的未固化原材料树脂成型为规定形状来形成所述固体树脂。
16.根据权利要求15所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，所述固体树脂的至少一个外表面与所述电机芯的限定所述磁体插入孔的内表面接触。
17.根据权利要求12或13所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，所述固体树脂为未固化的颗粒形式。
18.根据权利要求15所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，通过将粉末或颗粒形式的未固化原材料树脂成型为与所述磁体插入孔的形状匹配的形状来形成所述固体树脂。
19.根据权利要求12或13所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，所述树脂由热固性树脂构成。
20.根据权利要求13所述的磁体嵌入式芯的制造方法，其中，在所述树脂加压步骤中，通过向液压缸装置供应液压来使得活塞杆向前移动，所述活塞杆的向前移动使得布置在上模的下表面的加压突起与放置在下模上的电机芯的磁体插入孔接合以闭合所述磁体插入孔的上开口并且对所述磁体插入孔中的所述熔融树脂加压。
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