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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor, der einen laminierten bzw. geschichteten oder mehrschichtigen Eisenkern und eine Drehwelle enthält.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Als ein Verfahren zum Fixieren einer Drehwelle an einem laminierten Eisenkern in einem Elektromotorrotor zur Verwendung in einem Elektromotor wird oft ein Warmschrumpfen verwendet, bei dem der laminierte Eisenkern erwärmt wird, um den Innendurchmesser eines Drehwelleneinführungslochs zu vergrößern, die Drehwelle in das Drehwelleneinführungsloch eingesetzt wird, und der laminierte Eisenkern gekühlt wird, um den Innendurchmesser des Drehwelleneinführungslochs zu reduzieren. Bekannte Beispiele eines Verfahrens zum Erwärmen des laminierten Eisenkerns während des Warmschrumpfens enthalten ein Verfahren, das ein Erwärmen durch elektromagnetische Induktion durch eine Heizspule verwendet, wie in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben, und ein Verfahren, bei dem der laminierte Eisenkern in erhitztes Öl untergetaucht wird, wie in dem Patentdokument 3 beschrieben.
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Betreffende Dokumente zum Stand der Technik
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Patentdokumente
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- [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nummer 3-82349 ( JP 3-82349 A )
- [Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nummer 2007-152517 ( JP 2007-152517 A )
- [Patentdokument 3] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nummer 2001-87949 ( JP 2001-87949 A )
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das durch die Erfindung zu lösende Problem
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Jedes der in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschriebenen Verfahren benötigt eine Erwärmungsvorrichtung, die zum Warmschrumpfen geeignet ist, und es ist erforderlich, eine Erwärmungsvorrichtung, die zum Warmschrumpfen geeignet ist, einer Fertigungsstrecke zum Herstellen der Elektromotorrotoren hinzuzufügen. In einem Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor kann indessen der laminierte Eisenkern in Prozessen erwärmt werden, die andere sind als Warmschrumpfen. Beispielsweise kann das Verfahren einen Harzfüllprozess enthalten, bei dem ein Dauermagnet an dem laminierten Eisenkern fixiert wird, und den oben diskutierten Warmschrumpfprozess. In diesem Fall wird ein Erwärmungsprozess für jeden von dem Harzfüllprozess und dem Warmschrumpfprozess bereitgestellt. Gemäß jüngster Sachlage, wonach eine zunehmende Tendenz zum Energiesparen und Kostenreduzieren besteht, ist es notwendig, eine Technologie zu entwickeln zum Verbessern der Produktionseffizienz und zum Fördern des Energiesparens, indem die Zeit zum Erwärmen und zum Kühlen und das Ausmaß an Energieverbrauch, wie beispielsweise elektrische Leistung für eine Mehrzahl von Erwärmungs- und Abkühlzeiten reduziert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts derartiger Belange gemacht worden, und folglich liegt ihre Aufgabe darin, ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor zu schaffen, das die Produktionseffizienz verbessern und zum Energiesparen beitragen kann.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es enthält:
einen Stapelprozess zum Stapeln einer Mehrzahl von Eisenkernteilen, die in einer gewünschten Form ausgebildet sind, um einen laminierten bzw. mehrschichtigen Eisenkern zu bilden;
einen Magneteinführungsprozess zum Einführen eines Magneten in ein Magneteinführungsloch, das in dem laminierten Eisenkern bereitgestellt ist;
einen Harzfüllprozess des Erwärmens des laminierten Eisenkerns, um zur Magnetfixierung das Magneteinführungsloch mit einem geschmolzenen Harz zu füllen; und
einen Drehwellenmontageprozess zum Warmschrumpfen einer Drehwelle in ein Drehwelleneinführungsloch des laminierten Eisenkerns unter Verwendung von Restwärme von dem Erwärmen des laminierten Eisenkerns in dem Harzfüllprozess. Wirkungen der Erfindung
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Das Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor enthält einen Drehwellenmontageprozess, bei dem eine Drehwelle in ein Drehwelleneinführungsloch eines laminierten Eisenkerns warmgeschrumpft wird unter Verwendung der Restwärme von dem Erwärmen des laminierten Eisenkerns in dem Harzfüllprozess. Folglich ist es nicht notwendig, eine Vorrichtung zum Warmschrumpfen in der Fertigungsstrecke zum Durchführen des Herstellungsverfahrens für einen Elektromotorrotor vorzusehen, die den laminierten Eisenkern erwärmt. Während es ursprünglich notwendig war, einen geeigneten Erwärmungsprozess für jeden der zwei Prozesse vorzusehen, also für den Harzfüllprozess und den Drehwellenmontageprozess, ist es jetzt nur notwendig, einen Erwärmungsprozess als einen einzelnen Prozess in dem Harzfüllprozess vorzusehen. Folglich ist es möglich, nicht nur die Einrichtungskosten für die Erwärmungsvorrichtungen zu reduzieren, sondern auch die Zeit zum Erwärmen und zum Kühlen und den Energieverbrauch, wie beispielsweise elektrische Leistung, während der Produktion der Elektromotorrotoren zu reduzieren. Dies verbessert weiter die Produktionseffizienz für Elektromotorrotoren und fördert das Energiesparen.
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Folglich kann das Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor die Produktionseffizienz verbessern und zum Energiesparen beitragen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 verdeutlicht eine Fertigungsstrecke zum Durchführen eines Herstellungsverfahrens für einen Elektromotorrotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt eine Draufsicht eines laminierten Eisenkerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt eine Draufsicht einer Verladeplatte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht geschnitten entlang der Linie A-A von 3, mit dem laminierten Eisenkern, der auf der Verladeplatte platziert ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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5 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht geschnitten entlang der Linie B-B von 3, mit dem laminierten Eisenkern, der auf der Verladeplatte platziert ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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6 verdeutlicht eine Harzfüllvorrichtung, die mit der Verladeplatte gekoppelt ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht, die einen Drehwellenmontageprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verdeutlicht.
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8 zeigt einen Zeit-Temperatur-Graphen, der die Erwärmungs- und Abkühlungsbedingungen für einen Harzfüllprozess und den Drehwellenmontageprozess gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt, unter Bezugnahme auf ein Vergleichsbeispiel 1.
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9 zeigt einen Zeit-Temperatur-Graphen, der die Erwärmungs- und Abkühlungsbedingungen für einen Harzfüllprozess eines Vergleichsbeispiels zeigt, unter Berufung auf das Vergleichsbeispiel 1.
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10 zeigt einen Zeit-Temperatur-Graphen, der die Erwärmungs- und Abkühlungsbedingungen für einen Drehwellenmontageprozess des Vergleichsbeispiels zeigt, unter Berufung auf das Vergleichsbeispiel 1.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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In dem Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor wird vorzugsweise der Harzfüllprozess durchgeführt, wobei der laminierte Eisenkern auf einen Temperaturbereich von 150°C bis 200°C erwärmt wird, und der Drehwellenmontageprozess wird durchgeführt, während der laminierte Eisenkern sich innerhalb eines Temperaturbereichs von 140°C bis 180°C befindet, aufgrund der Restwärme von dem Harzfüllprozess. In diesem Fall kann der Harzfüllvorgang in dem Harzfüllprozess und der Warmschrumpfvorgang in dem Drehwellenmontageprozess zuverlässig durchgeführt werden.
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In dem Fall, bei dem die Erwärmungstemperatur in dem Harzfüllprozess gleich oder kleiner als 150°C ist, kann das geschmolzene Harz nicht gut fließen und kann nicht gut in dem Harzfüllvorgang geformt werden. Wenn der laminierte Eisenkern auf einen Temperaturbereich von mehr als 200°C erhitzt wird, kann hingegen die zulässige Temperatur des Harzes überschritten werden.
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In dem Fall, bei dem die Temperatur des laminierten Eisenkerns in dem Drehwellenmontageprozess gleich oder kleiner als 140°C ist, kann der Innendurchmesser des Drehwelleneinführungslochs nicht ausreichend vergrößert werden, was bei der Montage hinderlich sein kann. Wenn der laminierte Eisenkern in einem Temperaturbereich von mehr als 180°C ist, kann hingegen die Restwärme von dem Harzfüllprozess nicht ausreichend sein, und es kann notwendig sein, den laminierten Eisenkern erneut zu erhitzen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor gemäß einem Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt enthält das Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor gemäß dem Ausführungsbeispiel: einen Stapelprozess 2, in dem eine Mehrzahl von Eisenkernteilen 11, die in einer gewünschten Form ausgebildet sind, gestapelt werden, um einen laminierten bzw. mehrschichtigen Eisenkern 10 zu bilden; einen Magneteinführungsprozess 3, in dem ein Dauermagnet 16 in ein Magneteinführungsloch 13 eingeführt wird, das in dem laminierten Eisenkern 10 bereitgestellt ist; einen Harzfüllprozess 4, in dem der laminierte Eisenkern 10 erhitzt wird, um das Magneteinführungsloch 13 mit einem geschmolzenen Harz 14 zu befüllen zur Magnetfixierung; und einen Drehwellenmontageprozess 5, in dem eine Drehwelle 15 in das Drehwelleneinführungsloch 12 des laminierten Eisenkerns 10 unter Verwendung der Restwärme von dem Erhitzen des laminierten Eisenkerns 10 in dem Harzfüllprozess 4 warmgeschrumpft wird.
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Das Ausführungsbeispiel wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
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Eine Fertigungsstrecke zum Durchführen des Herstellungsverfahrens für einen Elektromotorrotor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält eine Vorrichtung zum Durchführen des Stapelprozesses 2, eine Vorrichtung zum Durchführen des Magneteinführungsprozesses 3, eine Vorrichtung zum Durchführen des Harzfüllprozesses 4 und eine Vorrichtung zum Durchführen des Drehwellenmontageprozesses 5, die in einem Arbeitsablauf bzw. einer Reihenfolge angeordnet sind. In der Fertigungsstrecke ist eine Transferschiene (nicht gezeigt) angeordnet, um sich mindestens von dem Terminalendbereich des Stapelprozesses 2 zu dem Startbereich des Drehwellenmontageprozesses 5 zu erstrecken, so dass eine Gateplatte bzw. Verladeplatte 6, die später diskutiert wird, auf der Transferschiene bewegbar ist.
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In dem Stapelprozess 2 werden eine Mehrzahl von Eisenkernteilen 11, die wie in 2 gezeigt geformt sind, nacheinander aus einem bandähnlichen Stahlblech ausgestanzt und aufeinander gestapelt und gecrimpt bzw. gequetscht, um einen laminierten Eisenkern 10 zu bilden. Der Stapelprozess 2 wird durchgeführt, indem eine Pressvorrichtung (nicht gezeigt) verwendet wird. Wie in 2 gezeigt, enthält der laminierte Eisenkern 10 ein Drehwelleneinführungsloch 12 zum Einführen einer Drehwelle 15 (7) und sechzehn Magneteinführungslöcher 13 zum Einführen von Dauermagneten 16 (7), wobei die Löcher gebildet sind, um den laminierten Eisenkern 10 in der axialen Richtung zu durchdringen. Vorstehende Bereiche 121 sind an der inneren Umfangsfläche des Drehwelleneinführungslochs 12 an Positionen gebildet, die einander gegenüberliegen. Die vorstehenden Bereiche 121 sind vorgesehen, um an Passformrillen (nicht gezeigt) der Drehwelle 15 angepasst zu sein, und werden auch verwendet zum Positionieren in Bezug auf die Verladeplatte 6, wie später diskutiert.
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Die Vorrichtung zum Durchführen des Magneteinführungsprozesses 3 enthält einen Magneteinführungsroboter (nicht gezeigt), der automatisch arbeitet zum Einführen bzw. Einsetzen der Dauermagnete 16 in die Magneteinführungslöcher 13 des laminierten Eisenkerns 10.
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Der Harzfüllprozess 4 enthält eine Erwärmungsvorrichtung (nicht gezeigt), die vorübergehend den laminierten Eisenkern 10 erhitzt, und eine Harzfüllvorrichtung 40 (6), die die Magneteinführungslöcher 13 mit geschmolzenem Harz 14 zur Magnetfixierung füllt und das geschmolzene Harz 14 thermisch aushärtet. Das geschmolzene Harz 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird erhalten, indem ein thermisch abbindendes Harz erhitzt wird, um eine Zustandsänderung in eine flüssige Form zu erreichen. Das thermisch abbindende Harz in einer flüssigen Form härtet aus, indem es erhitzt wird und wird nicht in eine flüssige Form geändert, selbst wenn das thermisch abbindende Harz nach dem Aushärten erhitzt wird.
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Die Erwärmungsvorrichtung, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, hat eine Tunnelform und enthält einen Elektroheizer, der im Inneren vorgesehen ist. Die Transferschiene ist auch innerhalb der Heizvorrichtung angeordnet, so dass die später diskutierte Verladeplatte 6, auf der der laminierte Eisenkern 10 platziert ist, auf der Transferschiene bewegbar ist.
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Wie in 6 gezeigt, enthält die Harzfüllvorrichtung 40 eine Harzzuführungsform 41, die unterhalb des laminierten Eisenkerns 10 angeordnet ist, um das geschmolzene Harz 14 in die Magneteinführungslöcher 13 zu füllen, und eine Deckelform 42, die über dem laminierten Eisenkern 10 angeordnet ist, um in der senkrechten Richtung bzw. hoch und runter bewegbar zu sein.
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Wie in 6 gezeigt, ist die Harzzuführungsform 41 gebildet durch Integrieren der Verladeplatte 6, die auch als eine Palette dient, auf der der laminierte Eisenkern 10 platziert ist, wie oben diskutiert, mit einem Formkörperbereich 410. Die Verladeplatte 6 ist an den Formkörperbereich 41 gekoppelt, wobei ihre untere Fläche an die obere Fläche des Formkörperbereichs 410 anstößt. Wie in 6 gezeigt, ist ein Zuführungsmechanismusbereich 411, der das geschmolzene Harz 14 zu einer Ausgabeöffnung 62 der Verladeplatte 6 liefert, in dem Formkörperbereich 410 an einer Position bereitgestellt, die der Ausgabeöffnung 62 entspricht. Der Zuführungsmechanismusbereich 411 enthält einen zylindrischen inneren Röhrenbereich 412, der angeordnet ist, um sich in einer Richtung von oben nach unten bzw. unten nach oben zu erstrecken, und einen Kolben 413, der konfiguriert ist, um in dem inneren Röhrenbereich 412 entlang dessen axialer Richtung vor und zurück bewegbar zu sein. Der innere Röhrenbereich 412 wird durch eine Liefervorrichtung für geschmolzenes Harz (nicht gezeigt) mit dem geschmolzenen Harz beliefert. Der Kolben 413 wird angehoben, um das geschmolzene Harz von dem inneren Röhrenbereich 412 zu der Ausgabeöffnung 62 zu transportieren.
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Wie in 6 gezeigt, ist die Deckelform 42 über dem laminierten Eisenkern 10 angeordnet, um über Führungsstangen 45 nach oben und unten bewegbar zu sein, die angeordnet sind, um sich von einem Basisbereich 44, der die Harzzuführungsform abstützt, nach oben bzw. aufrecht zu erstrecken. Die Deckelform 42 ist entlang der Führungsstangen 45 nach oben und unten bewegbar und in der Lage durch einen Pressmechanismusbereich (nicht gezeigt) eine Kompressionskraft anzulegen, wobei der laminierte Eisenkern 10 zwischen der Harzzuführungsform 41 und der Deckelform 42 gehalten wird.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Verladeplatte 6 aus einer flachen rechteckigen Platte gebildet und enthält einen Eisenkernpositionierungsbereich 64, der auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt ist. Der laminierte Eisenkern 10 kann auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 platziert sein, wobei der Eisenkernpositionierungsbereich 64 in dem Drehwelleneinführungsloch 12 in dem laminierten Eisenkern 10 untergebracht ist. Zusätzlich sind Vorrichtungspositionierungsbereiche 65 auf der unteren Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt und konfiguriert, um mit vorbestimmten Positionen auf der oberen Fläche des Formkörperbereichs 410 der Harzzuführungsform 41 gekoppelt zu werden.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Verladeplatte 6 mit Ausgabeöffnungen 62 versehen, die derart angeordnet sind, dass sie zu Öffnungsbereichen 131 der Magneteinführungslöcher 13 des laminierten Eisenkerns 10 weisen, der auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 platziert ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 3 gezeigt, zwei Ausgabeöffnungen 62 für den Öffnungsbereich 131 von jedem von den Magneteinführungslöchern 13 bereitgestellt. Wie in den 4 und 5 gezeigt, sind die Ausgabeöffnungen 62 gebildet, um die Verladeplatte 6 von der unteren Fläche zu der oberen Fläche zu durchdringen. Ein Durchmesserreduzierungsbereich 621, der einen Innendurchmesser aufweist, der allmählich entlang der Ausgaberichtung kleiner wird, ist auf der inneren Umfangsfläche von jeder der Ausgabeöffnungen 62 bereitgestellt. Der Innenwinkel, der gebildet ist zwischen dem Durchmesserreduzierungsbereich 621 und der Achse der Ausgabeöffnung 62, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 15° bis 60°. In diesem Fall kann das in der Ausgabeöffnung 62 verbleibende und ausgehärtete Harz einfach an dem Durchmesserreduzierungsbereich 621 geteilt werden. In dem Fall, dass der Innenwinkel kleiner als 15° ist, kann die Wirkung des Durchmesserreduzierungsbereichs 621 nicht erhalten werden. In dem Fall, dass der Innenwinkel größer als 60° ist, kann indes die Festigkeit der Ausgabeöffnung 62 an dem distalen Endbereich reduziert werden, was eine Beschädigung der Ausgabeöffnung 62 zur Folge hat.
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Wie in 5 gezeigt, ist ein Vorsprungsbereich 622, der um die Ausgabeöffnung 62 herum vorsteht, auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 vorgesehen. Der Durchmesserreduzierungsbereich 621, der auf der inneren Umfangsfläche der Ausgabeöffnung 62 bereitgestellt ist, ist derart ausgebildet, dass der Innendurchmesser des Durchmesserreduzierungsbereichs 621 ein Minimum wird an der Innenseite des distalen Endes des Vorsprungsbereichs 622. Darüber hinaus ist die äußere Umfangsfläche des Vorsprungsbereichs 622 verjüngt, so dass er einen kleineren Durchmesser in Richtung seines distalen Endes aufweist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Öffnungsdurchmesser des distalen Endes der Ausgabeöffnung 62 gleich 1 mm und die Vorsprungshöhe des Vorsprungsbereichs 622 beträgt 0,5 mm. Der Innenwinkel, der gebildet ist zwischen dem Durchmesserreduzierungsbereich 621 und der Achse der Ausgabeöffnung 62 beträgt 30° und der Innenwinkel, der gebildet ist zwischen der oberen Fläche der Verladeplatte 6 und der verjüngten Fläche beträgt 45°.
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Wie in 5 gezeigt, ist eine Harzflusspassage 63, die als eine Flusspassage zwischen dem Zuführungsmechanismusbereich 411 und der Ausgabeöffnung 62 dient, in der unteren Fläche der Verladeplatte 6 an einer Position gebildet, die dem Zuführungsmechanismusbereich 411 des Formkörperbereichs 410 (6) entspricht, wenn die Verladeplatte 6 an den Formkörperbereich 410 gekoppelt ist. Wie in 3 gezeigt, ist die Harzflusspassage 63 ausgebildet, um einen Einlaufbereich 631 zu enthalten, der gebildet ist von einem im Allgemeinen zylindrisch ausgenommenen Bereich, und einen Abzweigungsbereich 632, der gebildet ist von zwei ausgenommenen Rillen, die das geschmolzene Harz 14, das in den Einlaufbereich 631 fließt, in die Ausgabeöffnungen 62 trennen, die in Übereinstimmung mit den Öffnungsbereichen 131 der zwei benachbarten Magneteinführungslöcher 13 gebildet sind.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, hat der Eisenkernpositionierungsbereich 64, der auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt ist, eine im Allgemeinen zylindrische Form und wird durch das Drehwelleneinführungsloch 12 des laminierten Eisenkerns 10 eingeführt, um den laminierten Eisenkern 10, der auf der Verladeplatte 6 platziert ist, zu positionieren. Positionierungsausnehmungsrillenbereiche 641 sind in der äußeren Umfangsfläche des Eisenkernpositionierungsbereichs 64 an Positionen gebildet, die den vorstehenden Bereichen 121 entsprechen, die auf der inneren Umfangsfläche des Drehwelleneinführungslochs 12 des laminierten Eisenkerns 10 gebildet sind.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, sind Vorrichtungspositionierungsbereiche 65, die auf der unteren Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt sind, aus vier flachen, im Allgemeinen rechteckigen Platten gebildet und an Positionen bereitgestellt, die vier Stufenbereichen 414 entsprechen, die entlang der Außenlinie einer Fläche des Formkörperbereichs 410 an die Verladeplatte 6 anstoßend gebildet sind.
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Eine Kopplung zwischen der Verladeplatte 6 und dem Formkörperbereich 410 kann in der folgenden Art und Weise durchgeführt werden. Die Verladeplatte 6 wird also über den Formkörperbereich 410 bewegt, während sie relativ angehoben ist. Dann wird die Verladeplatte 6 relativ derart abgesenkt, dass die Vorrichtungspositionierungsbereiche 65, die auf der unteren Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt sind, mit den Stufenbereichen 414 eingreifen bzw. in Eingriff kommen, die in der oberen Fläche des Formkörperbereichs 410 bereitgestellt sind. Um die Verladeplatte 6 und den Formkörperbereich 410 voneinander zu entkoppeln, wird umgekehrt die Verladeplatte 6 relativ angehoben, um die Vorrichtungspositionierungsbereiche 65 und die gestuften Bereiche 414 voneinander zu lösen.
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Wie in 7 gezeigt, enthält die Vorrichtung zum Durchführen des Drehwellenmontageprozesses 5 einen Eisenkernmontageroboter, der den laminierten Eisenkern 10 hält und automatisch den laminierten Eisenkern 10 an die Drehwelle 15 montiert, und ein Drehwellenhaltewerkzeug 51, das die Drehwelle 15 in einem aufrechten Zustand hält.
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Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
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In dem Stapelprozess 2 werden eine Mehrzahl von Eisenkernteilen 11, die wie in 2 gezeigt geformt sind, nacheinander aus einem bandähnlichem Stahlblech ausgestanzt und gestapelt und miteinander gecrimpt bzw. gequetscht, um einen laminierten bzw. mehrschichtigen Eisenkern 10 zu bilden. Der laminierte Eisenkern 10 ist auf der Verladeplatte 6 an einem Transferstartpunkt platziert, der an dem Terminalendbereich des Stapelprozesses 2 positioniert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der laminierte Eisenkern 10 mit dem Eisenkernpositionierungsbereich 64 platziert, der auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 angeordnet ist, in dem Drehwelleneinführungsloch 12 untergebracht. Die Magneteinführungslöcher 13 des laminierten Eisenkerns 10 und die Ausgabeöffnungen 62 der Verladeplatte 6 sind zueinander ausgerichtet durch Einpassen der vorstehenden Bereiche 121, die bereitgestellt sind auf der inneren Umfangsfläche des Drehwelleneinführungslochs 12, und der Positionierungsausnehmungsrillenbereiche 641, die bereitgestellt sind in der äußeren Fläche des Eisenkernpositionierungsbereichs 64. Dann wird die Verladeplatte 6, auf der der laminierte Eisenkern 10 platziert ist, auf der Transferschiene bewegt, um zu dem Magneteinführungsprozess 3 transferiert zu werden. Der laminierte Eisenkern 10 auf der Transferschiene wird bewegt, während er auf der Verladeplatte 6 platziert ist, bis er einen Transferendpunkt erreicht, der an dem Terminalendbereich des Harzfüllprozesses 4 positioniert ist.
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Nachdem die Dauermagnete 16 in die Magneteinführungslöcher 13 durch den Magneteinführungsroboter in dem Magneteinführungsprozess eingeführt worden sind, wie in 1 gezeigt, wird der laminierte Eisenkern 10 zu dem Harzeinfüllprozess 4 bewegt.
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Der laminierte Eisenkern 10 und die Verladeplatte 6 verlaufen innerhalb der tunnelförmigen Heizvorrichtung, die in dem Harzfüllprozess 4 vorgesehen ist, um auf einen Temperaturbereich einer Erwärmungstemperatur zwischen 150°C und 200°C erhitzt zu werden, und werden in die Harzfüllvorrichtung 40 transferiert. In der Harzfüllvorrichtung 40 wird die Verladeplatte 6, auf der der laminierte Eisenkern 10 platziert ist, an den Formkörperbereich 410, wie in 6 gezeigt, gekoppelt.
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Nachdem die Verladeplatte 6, auf der der laminierte Eisenkern 10 platziert ist, auf dem Formkörperbereich 410 angeordnet ist, und die Verladeplatte 6 und die Zuführungsform vollständig miteinander gekoppelt sind, wird die Deckelform 42 abgesenkt, um eine Kompressionskraft auf die obere Fläche des laminierten Eisenkerns 10 wirken zu lassen. Dies erlaubt jeweilige anstoßenden Flächen der Deckelform 42, des laminierten Eisenkerns 10, der Verladeplatte 6 und der Harzzuführungsform 41, die sequenziell angeordnet sind, um gestapelt zu sein, fest miteinander in Kontakt zu sein.
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Der Druckstempel 413 des Zuführungsmechanismusbereichs 411, wie in 6 gezeigt, wird dann angehoben, um das geschmolzene Harz 14 zuzuführen, das in dem inneren röhrenförmigen Bereich 412 geschmolzen ist, in Richtung des Einlaufbereichs 631 der Harzflusspassage 63 der Verladeplatte 6. Das geschmolzene Harz 14, das in die Harzflusspassage 63 fließt, wird über den Verzweigungsbereich 632 an die zwei Ausgabeöffnungen 62 geliefert, um in die Magneteinführungslöcher 13 des laminierten Eisenkerns 10 ausgegeben zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druckstempel 413 kontinuierlich angehoben, bis die Magneteinführungslöcher 13 mit dem geschmolzenen Harz 14 gefüllt sind. Nachdem die Magneteinführungslöcher 13 mit dem geschmolzenen Harz 14 gefüllt sind, hört der Druckstempel 413 auf, angehoben zu werden, legt jedoch weiter Druck an das geschmolzene Harz 14 in einem Druckhaltezustand an. Während der Druckhaltezustand für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten bleibt, wird das geschmolzene Harz 14 erhitzt, um auszuhärten. Nachdem das Harz ausgehärtet ist, wird der Druckstempel 413 in die Ausgangsposition zurück gebracht, um den Vorgang in dem Harzfüllprozess 4 zu beenden. Der laminierte Eisenkern 10 wird dann von dem Harzfüllprozess 4 zu dem Drehwellenmontageprozess 5 transferiert.
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Der laminierte Eisenkern 10 wird von der Verladeplatte 6 durch den Eisenkernmontageroboter bei dem Transferendpunkt getrennt, der sich an dem Startbereich des Drehwellenmontageprozesses 5 befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird das gehärtete Harz an den Durchmesserreduzierungsbereichen 621, die an den Ausgabeöffnungen 62 bereitgestellt sind, geteilt bzw. abgetrennt, was keine Grate an den Ausgabeöffnungen 62 zurück lässt.
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In dem Drehwellenmontageprozess 5 wird die Drehwelle 15 aufrecht auf dem Drehwellenhaltewerkzeug 51 angeordnet, und der Eisenkernmontageroboter bringt den laminierten Eisenkern 10 an der Drehwelle 15 an. Zu diesem Zeitpunkt ist der laminierte Eisenkern 10 auf natürliche Weise auf einen Temperaturbereich einer Restwärmetemperatur von 140°C bis 180°C abgekühlt, während der laminierte Eisenkern 10 von der Harzfüllvorrichtung 40, die in dem Harzfüllprozess 4 vorgesehen ist, auf das Drehwellenhaltewerkzeug 51 bewegt wird. Auch in diesem Temperaturbereich ist der Innendurchmesser des Drehwelleneinführungslochs 12 des laminierten Eisenkerns 10 vergrößert und ist größer als der Außendurchmesser der Drehwelle 15. Dann wird der laminierte Eisenkern 10 gekühlt, um den Innendurchmesser des Drehwelleneinführungslochs 12 zu reduzieren, so dass der laminierte Eisenkern 10 und die Drehwelle 15 durch Warmschrumpfen aneinander fixiert werden.
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Als Nächstes werden die Wirkungen des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dem Drehwellenmontageprozess 5 die Drehwelle 15 in das Drehwelleneinführungsloch 12 des laminierten Eisenkerns 10 warmgeschrumpft, indem die Restwärme von dem Erwärmen des laminierten Eisenkerns 10 in dem Harzfüllprozess 4 verwendet wird. Folglich ist es nicht notwendig, eine Vorrichtung für das Warmschrumpfen in der Fertigungsstrecke zum Durchführen des Herstellungsverfahrens für einen Elektromotorrotor anzuordnen bzw. vorzusehen, die den laminierten Eisenkern 10 erwärmt. Während es ursprünglich notwendig war, einen geeigneten Erwärmungsprozess für jeden der zwei Prozesse vorzusehen, also für den Harzfüllprozess 4 und den Drehwellenmontageprozess 5, ist es jetzt nur notwendig, einen Erwärmungsprozess als einen Prozess in dem Harzfüllprozess 4 bereitzustellen. Folglich ist es möglich, nicht nur die Ausstattungskosten für die Heizvorrichtungen zu reduzieren, sondern auch die Zeit für das Erwärmen und das Kühlen und den Energieverbrauch, beispielsweise elektrische Leistung während der Produktion der Elektromotorrotoren zu reduzieren. Dies verbessert weiter die Produktionseffizienz für Elektromotorrotoren und fördert das Energiesparen.
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Der Harzfüllprozess 4 wird mit dem laminierten Eisenkern 10 durchgeführt, der auf den Temperaturbereich von Heiztemperaturen, wie oben diskutiert, erwärmt wird, und der Drehwellenmontageprozess 5 wird durchgeführt, während der laminierte Eisenkern 10 in dem Temperaturbereich von Vorheiztemperaturen ist, wie oben diskutiert, aufgrund der Restwärme von dem Harzfüllprozess 4. Folglich können der Harzfüllvorgang in dem Harzfüllprozess 4 und der Vorgang des Warmschrumpfens in dem Drehwellenmontageprozess 5 zuverlässig durchgeführt werden.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, ein Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor bereitzustellen, das die Produktionseffizienz verbessert und zum Energiesparen beiträgt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner der Durchmesserreduzierungsbereich 621, der einen Innendurchmesser aufweist, der allmählich kleiner wird entlang der Richtung der Ausgabe des geschmolzenen Harzes 14, auf der inneren Umfangsfläche der Ausgabeöffnung 62 in dem Harzfüllprozess 40 bereitgestellt, und der Durchmesserreduzierungsbereich 621 wird ein Minimum im Durchmesser an dem distalen Ende der Ausgabeöffnung 62. Folglich kann das Harz, das in der Ausgabeöffnung 62 verbleibt und aushärtet, einfach an dem Durchmesserreduzierungsbereich 621 geteilt bzw. abgetrennt werden, um das Auftreten von Graten auf der Endfläche des laminierten Eisenkerns 10 zu verhindern.
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Der Vorsprungsbereich 622, der um die Ausgabeöffnung 62 herum vorsteht, ist auf der oberen Fläche der Verladeplatte 6 bereitgestellt, und der Durchmesserreduzierungsbereich 621 ist in dem vorstehenden Bereich 622 bereitgestellt. Selbst wenn das Harz, das in der Ausgabeöffnung 62 verbleibt, auf der Seite des laminierten Eisenkerns 10 verbleibt, um Grate zu bilden, verbleiben derartige Grate innerhalb der End- bzw. Stirnfläche des laminierten Eisenkerns, so dass kein nachteiliger Effekt erzeugt wird.
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Da das Auftreten von Graten zuverlässig in dieser Art und Weise verhindert werden kann, ist es nicht notwendig, einen Entgratungsprozess bereitzustellen für die Fertigungsstrecke für Elektromotorrotoren. Folglich kann der Drehwellenmontageprozess 5 unmittelbar nach dem Harzfüllprozess 4 vorgesehen werden. Folglich kann der Drehwellenmontageprozess 5, bei dem der laminierte Eisenkern 10 und die Drehwelle 15 aneinander warmgeschrumpft werden, indem die Restwärme von dem Harzfüllprozess 4 verwendet wird, relativ einfach implementiert werden.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Ein Vergleich wurde hier durchgeführt für die Zeit zum Erwärmen und Kühlen und den Energieverbrauch zwischen einem Ausführungsbeispiel, das dem Herstellungsverfahren für einen Elektromotorrotor entspricht, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, und einem Vergleichsbeispiel, bei dem eine geeignete Heizvorrichtung bereitgestellt ist für jeden Prozess von dem Harzfüllprozess 4 und dem Drehwellenmontageprozess 5.
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8 zeigt Änderungen in der Temperatur des laminierten Eisenkerns 10 und die Zeit bei dem Harzfüllprozess 4 und dem Drehwellenmontageprozess 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel durch eine durchgezogene Linie A. In dem Graph von 8 gibt die vertikale Achse die Temperatur des laminierten Eisenkerns 10 an, und die horizontale Achse gibt die Zeit an. 9 zeigt Änderungen in der Temperatur des laminierten Eisenkerns 10 und die Zeit bei dem Harzfüllprozess 4 gemäß dem Vergleichsbeispiel mit einer durchgezogenen Linie X. 10 zeigt Änderungen in der Temperatur des laminierten Eisenkerns 10 und die Zeit in dem Drehwellenmontageprozess 5 gemäß dem Vergleichsbeispiel mit einer durchgezogenen Linie Y.
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In dem Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt, werden das Erwärmen und Kühlen einmal für zwei Prozesse nämlich für den Harzfüllprozess 4 und den Drehwellenmontageprozess 5 durchgeführt. Dies erfordert eine Heizzeit A1 und eine Kühlzeit A2. In dem Ausführungsbeispiel wird darüber hinaus Energie für das Erwärmen auf eine Harzfülltemperatur a verbraucht. Die Kühlzeit A2 wird erhalten, indem von A2', wie in der Zeichnung gezeigt, eine Betriebszeit t für das Warmschrumpfen in dem Drehwellenmontageprozess 5 abgezogen wird.
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In dem Vergleichsbeispiel wird dagegen das Erwärmen und Kühlen in jedem von dem Harzfüllprozess 4 und dem Drehwellenmontageprozess 5 durchgeführt. Dies erfordert eine Heizzeit X1 und eine Kühlzeit X2 in dem Harzfüllprozess 4, wie in 9 gezeigt, und erfordert ferner eine Heizzeit Y1 und eine Kühlzeit Y2 in dem Drehwellenmontageprozess 5, wie in 10 gezeigt. In dem Vergleichsbeispiel wird darüber hinaus Energie zum Aufheizen auf die Harzfülltemperatur a verbraucht, wie in dem Ausführungsbeispiel, und Energie für das Aufheizen auf eine Warmschrumpftemperatur b wird ferner verbraucht. Die Heizzeit A1 in dem Ausführungsbeispiel und die Heizzeit X1 in dem Harzfüllprozess 4 in dem Vergleichsbeispiel sind im Allgemeinen gleich zueinander. Die Kühlzeit A2 in dem Ausführungsbeispiel und die Kühlzeit X2 in dem Harzfüllprozess 4 in dem Vergleichsbeispiel sind im Wesentlichen gleich zueinander.
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In dem Ausführungsbeispiel sind folglich die Heizzeit Y1 und die Kühlzeit Y2 in dem Drehwellenmontageprozess 5 in dem Vergleichsbeispiel nicht erforderlich, und der Energieverbrauch, der erforderlich ist für das Aufheizen auf die Warmschrumpftemperatur b kann eingespart werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3-82349 A [0003]
- JP 2007-152517 A [0003]
- JP 2001-87949 A [0003]
