CN111555569A - 转子芯的制造装置和转子芯的制造方法 - Google Patents

转子芯的制造装置和转子芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种转子芯的制造装置和转子芯的制造方法，能够在将层叠铁芯嵌合在第1模具的嵌合凹部来设置之际将圆柱状的芯棒适当地嵌入层叠铁芯的中心孔。包括：第1模具；第2模具，其与第1模具接合，并与第1模具一起对层叠铁芯合模并对该层叠铁芯进行密封；树脂注入部，其设于第2模具，使用成形机向层叠铁芯的插入有磁体的磁体插入孔注入树脂材料；以及引导板，其具有供设于第1模具的芯棒贯穿的贯通孔，以使层叠铁芯的中心孔和贯通孔连通的方式安装在层叠铁芯的一端部，对于引导板，贯通孔的位于层叠铁芯的一端部侧的、一表面侧的开口直径与中心孔的直径大致相同，贯通孔的位于第1模具侧的、另一表面侧的开口直径大于一表面侧的开口直径。

Description

转子芯的制造装置和转子芯的制造方法
技术领域
本发明涉及一种转子芯的制造装置和转子芯的制造方法。
背景技术
例如，如图1所示，对于IPM型转子芯(嵌入磁体型转子芯)1而言，其构成为包括：将对电磁钢板进行冲裁加工而形成的多个芯构件(薄板状构件)层叠而获得的层叠铁芯2、插入并且容纳于从层叠铁芯2的轴线O1方向一端部2a贯通至另一端部2b而形成的磁体插入孔2c的永磁体3、以及向磁体插入孔2c注入而将永磁体3埋设固定的树脂材料4。
例如，如图2所示，对于SPM型转子芯(表面磁体型转子芯)5而言，其构成为包括：层叠铁芯2、在层叠铁芯2的外周面侧沿着周向以等间隔配置的永磁体3、与永磁体3一起围绕并且覆盖层叠铁芯2的圆筒状的外壳构件6、以及向外壳构件6与层叠铁芯2之间注入而将永磁体3埋设固定的树脂材料4。
另外，在层叠铁芯2设有从其轴线O1上的一端部2a贯通至另一端部2b而形成的、用于嵌入转子的轴的中心孔(轴孔)2d。
另一方面，例如，如图4所示，作为转子芯1、5的制造装置，其构成为包括：第1模具7，其具有使在磁体插入孔2c插入并且安装有永磁体3的层叠铁芯2(或者安装有永磁体3和外壳构件6的层叠铁芯5)在轴线O1方向上嵌合并且对该层叠铁芯进行保持的嵌合凹部7a；第2模具8，其与第1模具7接合，并且与第1模具7一起在模腔内对层叠铁芯2进行合模/密封；以及树脂注入部9，其设于第2模具8(或者第1模具7)，用于向模腔内的层叠铁芯2的磁体插入孔2c(或者外壳构件6与层叠铁芯2之间)注入树脂材料4(例如，参照专利文献1)。第1模具7一体地具备在使层叠铁芯2嵌合于嵌合凹部7a时用于向层叠铁芯2的中心孔(轴孔)2d嵌入而对层叠铁芯2进行定位保持的芯棒10。
如图4、图5所示，制造转子芯1、5时，在将第1模具7与第2模具8合模而对层叠铁芯2进行了密封之后，如图6所示，使用注射成型机，自树脂注入部9向磁体插入孔2c(或者外壳构件6与层叠铁芯2之间)注入树脂材料4。如图7所示，在适当时刻对第1模具7、第2模具8进行开模，而将转子芯1(5)脱模并且取出。由此，制造利用树脂材料4将永磁体3埋设固定而成的转子芯1(5)。
专利文献1：再公表WO2016/147211号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于现有的转子芯1、5的制造装置(和转子芯的制造方法)，在将层叠铁芯2嵌合设置在第1模具7的嵌合凹部7a之际，难以将圆柱状的芯棒10嵌入具有与该芯棒10的形状大致相同的形状的层叠铁芯2的中心孔2d，并且由于情况不同层叠铁芯2的一端部2a有时与芯棒10碰撞，而有可能发生制造不良(参照图4)。
用于解决问题的方案
本公开的转子芯的制造装置的一技术方案包括：第1模具，其具有：嵌合凹部，该嵌合凹部供在磁体插入孔插入有磁体的层叠铁芯、或者在外周侧安装有磁体和外壳构件的层叠铁芯嵌合并且对所述层叠铁芯进行保持；以及圆柱状的芯棒，该圆柱状的芯棒用于与所述层叠铁芯的沿着轴线方向贯通而形成的中心孔嵌合；第2模具，其与所述第1模具接合，并与所述第1模具一起对所述层叠铁芯合模并且对所述层叠铁芯进行密封；树脂注入部，其设于所述第1模具或者所述第2模具，使用成形机向所述磁体插入孔、或者所述外壳构件与所述层叠铁芯之间注入树脂材料；以及引导板，其在轴线中心具有供所述芯棒贯穿的贯通孔，以使所述贯通孔和所述中心孔连通的方式可装卸地安装在所述层叠铁芯的位于所述第1模具侧的轴线方向一端部，对于所述引导板而言，所述贯通孔的位于所述层叠铁芯的一端部侧的、一表面侧的开口直径与所述中心孔的直径大致相同，所述贯通孔的位于所述第1模具侧的、另一表面侧的开口直径大于所述一表面侧的开口直径。
本公开的转子芯的制造方法的一技术方案包括：引导板安装工序，将在轴线中心具有贯通孔的引导板以使所述贯通孔和在层叠铁芯的轴线方向上贯通而形成的中心孔连通的方式可装卸地安装于在磁体插入孔插入有磁体的所述层叠铁芯的轴线方向一端部、或者安装于在外周侧安装有磁体和外壳构件的所述层叠铁芯的轴线方向一端部；第1模具安装工序，将设于所述第1模具的圆柱棒状的芯棒从所述引导板的贯通孔向所述层叠铁芯的中心孔贯穿并且将所述层叠铁芯嵌合在第1模具的嵌合凹部来配置；第2模具安装工序，使第2模具与所述第1模具接合，并与所述第1模具一起对所述层叠铁芯合模并且对所述层叠铁芯进行密封；以及树脂注入工序，经由设于所述第1模具或者所述第2模具的树脂注入部向所述磁体插入孔、或者所述外壳构件与所述层叠铁芯之间注入树脂材料；对于所述引导板而言，所述贯通孔的位于所述层叠铁芯的一端部侧的、一表面侧的开口直径与所述中心孔的直径大致相同，所述贯通孔的位于所述第1模具侧的、另一表面侧的开口直径大于所述一表面侧的开口直径，在所述第1模具安装工序中，一边利用位于所述贯通孔的内表面的引导面对所述芯棒进行引导一边将所述芯棒插入所述贯通孔。
发明的效果
在上述一技术方案中，在将引导板安装在层叠铁芯的位于第1模具侧的一端部的状态下，将层叠铁芯嵌合于第1模具的嵌合凹部，该引导板的贯通孔的靠层叠铁芯的一端部侧的一表面侧的开口直径与中心孔的直径大致相同，且其贯通孔的靠第1模具侧的另一表面侧的开口直径大于一表面侧的开口直径。
由此，能够从引导板的、贯通孔的开口直径较大的一侧插入第1模具的芯棒，并且一边用引导板的贯通孔的内表面对芯棒进行引导一边将芯棒嵌入层叠铁芯的中心孔。因此，在将层叠铁芯嵌合于第1模具时，能够比以往更加容易、可靠且精度良好地将芯棒贯穿并嵌入层叠铁芯的中心孔，而能够谋求提高转子芯的制造效率、提高转子芯的品质。
附图说明
图1是表示一实施方式的转子芯(IPM型转子芯)的立体图。
图2是表示一实施方式的转子芯(SPM型转子芯)的立体图。
图3是表示一实施方式的转子芯(IPM型转子芯)的制造装置、制造方法的剖视图。
图4是表示现有的转子芯(IPM型转子芯)的制造装置、制造方法的剖视图。
图5是表示现有的转子芯(IPM型转子芯)的制造装置、制造方法的剖视图。
图6是表示现有的转子芯(IPM型转子芯)的制造装置、制造方法的剖视图。
图7是表示现有的转子芯(IPM型转子芯)的制造装置、制造方法的剖视图。
附图标记说明
1、IPM型转子芯(转子芯)；2、层叠铁芯；2a、一端部；2b、另一端部；2c、磁体插入孔；2d、中心孔(轴孔)；3、永磁体(磁体)；4、树脂材料；5、SPM型转子芯(转子芯)；6、外壳构件；7、第1模具；7a、嵌合凹部；8、第2模具；9、树脂注入部；10、芯棒；11、贯通孔；11a、引导面；12、引导板；A、转子芯的制造装置；d1、贯通孔的开口直径；d2、贯通孔的开口直径；O1、轴线。
具体实施方式
以下，参照图1～图3对一实施方式的转子芯的制造装置和转子芯的制造方法进行说明。
在此，如图1、图2所示，通过将轴贯穿沿着本实施方式的转子芯1、5的轴线O1中心贯通而形成的中心孔(轴孔)2d来将本实施方式的转子芯1、5与轴在同轴上安装为一体，来构成例如机床、工业用机器人以及其他工业用机械的电动机等电动旋转机械的转子。
在本实施方式中，以转子芯1为IPM型转子芯(嵌入磁体型转子芯)的结构来进行说明。
例如，如图1、图3所示，对于本实施方式的转子芯1而言，其构成为包括：将对电磁钢板进行冲裁加工而形成的多个芯构件(薄板状构件)层叠而成的层叠铁芯(芯)2、分别插入于自层叠铁芯2的轴线O1方向一端部2a贯通至另一端部2b而形成的多个磁体插入孔2c来配置的永磁体(磁体)3、以及向磁体插入孔2c注入而将永磁体3固定并且埋设于层叠铁芯2的树脂材料4。
如图3所示，用于制造由上述结构构成的本实施方式的转子芯1的装置(转子芯的制造装置)A包括：第1模具7，其具有嵌合凹部7a和圆柱状的芯棒10，所述嵌合凹部7a使在磁体插入孔2c插入有永磁体3的层叠铁芯2嵌合并且对层叠铁芯2进行保持，所述芯棒10嵌合于层叠铁芯2在轴线O1方向上贯通而形成的中心孔2d；第2模具8，其与第1模具7接合，并与第1模具7一起对层叠铁芯2合模并且对层叠铁芯2进行密封；树脂注入部9，其设于第2模具8，使用注射成型机向磁体插入孔2c注入树脂材料4；以及引导板12，其在轴线O1中心具有供芯棒10贯穿的贯通孔11，并且该引导板12以使贯通孔11和中心孔2d连通的方式可装卸地安装在层叠铁芯2的位于第1模具7侧的轴线O1方向一端部2a。
引导板12例如形成为呈圆板状的环状，贯通其中心而形成的贯通孔11的位于层叠铁芯2的一端部2a侧的一表面12a侧的开口直径d1与中心孔2d的直径大致相同，贯通孔11的位于第1模具7侧的另一表面12b侧的开口直径d2大于其一表面12a侧的开口直径d1。
另外，本实施方式的引导板12形成为在贯通孔11的内表面具有引导面11a，该引导面11a随着从轴线O1方向上的一表面12a侧朝向另一表面12b侧而直径逐渐变大。该引导面11a例如对另一表面12b侧的周缘部进行倒角而形成、对上述周缘部实施R加工、或者实施锥形加工等而形成。
对于引导板12而言，在位于其一表面12a侧的预定位置具备从一表面12a朝向轴线O1方向外侧突出的销(未图示)。并且，引导板12通过将销嵌合于预先在位于层叠铁芯2的一端部2a侧的预定位置沿着轴线O1方向凹陷而成的孔(未图示)，来将引导板12定位于层叠铁芯2的一端部2a的预定位置且以能够装卸的方式安装于此。
设于第2模具8的树脂注入部9构成为包括树脂流路，该树脂流路用于自注射成型机输送树脂材料4，并向将第1模具7和第2模具8进行了合模的层叠铁芯2的磁体插入孔2c供给并注入树脂材料4。
接着，对使用由上述结构构成的本实施方式的转子芯1的制造装置A来制造转子芯1的方法(注入树脂材料4而将永磁体3埋设于层叠铁芯2从而与层叠铁芯2固定为一体的方法)进行说明。
首先，以使销嵌合于孔且使贯通孔11和中心孔2d连通的方式将引导板12可装卸地安装于在磁体插入孔2c插入有永磁体3的层叠铁芯2的一端部2a(引导板安装工序)。
接着，将第1模具7的芯棒10从引导板12的贯通孔11向层叠铁芯2的中心孔2d贯穿并且将层叠铁芯2(和引导板12)嵌合在第1模具7的嵌合凹部7a来配置(第1模具安装工序)。
接着，使第2模具8与第1模具7接合，并与第1模具7一起对层叠铁芯2合模并且对所述层叠铁芯2进行密封(第2模具安装工序)。
并且，经由设于第2模具8的树脂注入部9，利用注射成型机向磁体插入孔2c注入树脂材料4(树脂注入工序)，并且在适当时刻对模具7、8进行开模，将转子芯1脱模。并且从转子芯1取下引导板12。由此，制造利用树脂材料4将插入磁体插入孔2c的永磁体3埋设固定而成的转子芯1。此外，引导板12被转用于制造其他转子芯1。
另一方面，在本实施方式的转子芯1的制造装置A和转子芯1的制造方法中，设为将贯通孔11的位于一表面12a侧的开口直径d1与中心孔2d的直径大致相同且该贯通孔11的位于另一表面12b侧的开口直径d2大于一表面12a侧的开口直径d1的引导板12、或者在贯通孔11的内表面具有引导面11a的引导板12预先安装在层叠铁芯2的一端部2a侧。
由此，能够从贯通孔11的、开口直径d2较大的、位于引导板12的一表面12a侧插入第1模具7的芯棒10，而一边利用引导板12的位于贯通孔11的内表面的引导面11a对芯棒10进行引导一边将芯棒10嵌入层叠铁芯2的中心孔2d。即，在使层叠铁芯2嵌合于第1模具7的嵌合凹部7a之际，利用引导板12的贯通孔11，进一步而言在本实施方式中利用引导面11a，能够自动对芯棒10进行引导，以使层叠铁芯2的中心孔2d和芯棒10彼此的轴线O1同轴地配置，从而能够适当地将芯棒10嵌入层叠铁芯2的中心孔2d。
因此，根据本实施方式的转子芯1的制造装置A和转子芯1的制造方法，在使层叠铁芯2嵌合于第1模具7之际，能够比以往更加容易、可靠、且精度良好地将芯棒10贯穿并嵌入层叠铁芯2的中心孔2d，从而能够谋求提高转子芯1的制造效率、提高转子芯1的品质。
以上，对转子芯的制造装置和转子芯的制造方法的一实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述一实施方式，而能够在不脱离其主旨的范围内进行适当变更。
例如，在本实施方式中，设为将树脂注入部9设于第2模具8，但也可以将树脂注入部9设于第1模具7。
另外，在本实施方式中，以转子芯为IPM型转子芯(嵌入磁体型转子芯)来进行了说明，但也可以是SPM型转子芯(表面磁体型转子芯)。
具体而言，例如，如图2所示，SPM型转子芯5构成为包括：层叠铁芯2、在层叠铁芯2的外周面侧沿着周向等间隔地配置的永磁体3、与永磁体3一起围绕并且覆盖层叠铁芯2的圆筒状的外壳构件6、以及向外壳构件6与层叠铁芯2之间注入而将永磁体3埋设固定的树脂材料4。
在制造该SPM型转子芯5之际，相对于安装有磁体3和外壳构件6的层叠铁芯2来安装引导板12，并在该状态下嵌合于第1模具7的嵌合凹部7a，将第2模具8接合并进行合模。并且，使用成形机自树脂注入部9向外壳构件6与层叠铁芯2之间注入树脂材料而将永磁体3埋设固定。
即使在该情况下，通过使用与本实施方式同样的引导板12，能够获得与本实施方式同样的作用效果。

Claims (4)

1.一种转子芯的制造装置，其中，
该转子芯的制造装置包括：
第1模具，其具有：嵌合凹部，该嵌合凹部供在磁体插入孔插入有磁体的层叠铁芯、或者在外周侧安装有磁体和外壳构件的层叠铁芯嵌合并且对所述层叠铁芯进行保持；以及圆柱状的芯棒，该圆柱状的芯棒用于与所述层叠铁芯的沿着轴线方向贯通而形成的中心孔嵌合；
第2模具，其与所述第1模具接合，并与所述第1模具一起对所述层叠铁芯合模并且对所述层叠铁芯进行密封；
树脂注入部，其设于所述第1模具或者所述第2模具，使用成形机向所述磁体插入孔、或者所述外壳构件与所述层叠铁芯之间注入树脂材料；以及
引导板，其在轴线中心具有供所述芯棒贯穿的贯通孔，以使所述贯通孔和所述中心孔连通的方式可装卸地安装在所述层叠铁芯的位于所述第1模具侧的轴线方向一端部，
对于所述引导板而言，所述贯通孔的位于所述层叠铁芯的一端部侧的、一表面侧的开口直径与所述中心孔的直径大致相同，所述贯通孔的位于所述第1模具侧的、另一表面侧的开口直径大于所述一表面侧的开口直径。
2.根据权利要求1所述的转子芯的制造装置，其中，
所述引导板的贯通孔形成为在内表面具有引导面，该引导面随着从所述轴线方向上的所述一表面侧朝向所述另一表面侧而直径逐渐变大。
3.根据权利要求1或2所述的转子芯的制造装置，其中，
所述引导板的贯通孔是对所述另一表面侧的周缘部进行倒角而形成的。
4.一种转子芯的制造方法，其中，
该转子芯的制造方法包括：
引导板安装工序，将在轴线中心具有贯通孔的引导板以使所述贯通孔和在层叠铁芯的轴线方向上贯通而形成的中心孔连通的方式可装卸地安装于在磁体插入孔插入有磁体的所述层叠铁芯的轴线方向一端部、或者安装于在外周侧安装有磁体和外壳构件的所述层叠铁芯的轴线方向一端部；
第1模具安装工序，将设于所述第1模具的圆柱棒状的芯棒从所述引导板的贯通孔向所述层叠铁芯的中心孔贯穿并且将所述层叠铁芯嵌合在第1模具的嵌合凹部来配置；
第2模具安装工序，使第2模具与所述第1模具接合，并与所述第1模具一起对所述层叠铁芯合模并且对所述层叠铁芯进行密封；以及
树脂注入工序，经由设于所述第1模具或者所述第2模具的树脂注入部向所述磁体插入孔、或者所述外壳构件与所述层叠铁芯之间注入树脂材料，
对于所述引导板而言，所述贯通孔的位于所述层叠铁芯的一端部侧的、一表面侧的开口直径与所述中心孔的直径大致相同，所述贯通孔的位于所述第1模具侧的、另一表面侧的开口直径大于所述一表面侧的开口直径，
在所述第1模具安装工序中，一边利用位于所述贯通孔的内表面的引导面对所述芯棒进行引导一边将所述芯棒插入所述贯通孔。
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