DE112019001623T5

DE112019001623T5 - Herstellverfahren eines eisenkernprodukts

Info

Publication number: DE112019001623T5
Application number: DE112019001623.7T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Nagasugi; Takashi Fukumoto; Jin Oda
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-12-17
Also published as: CN111801879B; US11258339B2; JP7042666B2; WO2019188048A1; CN111801879A; US20210091645A1; JP2019176622A

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Herstellverfahren eines Eisenkernproduktes vorzusehen, das in der Lage ist, das Eisenkernprodukt äußerst effizient herzustellen.Ein Herstellverfahren eines Eisenkernproduktes 1, 2 umfasst: Erwärmen eines Eisenkernkörpers 10, 20, der an einer Spannvorrichtung J befestigt ist, zusammen mit der Spannvorrichtung J; Entfernen des Eisenkernkörpers 10, 20 von der Spannvorrichtung J, wenn die Spannvorrichtung J und der Eisenkernkörper 10, 20 erwärmt werden, um eine erste Temperatur T1 anzuzeigen; und getrenntes Abkühlen des Eisenkernkörpers 10, 20 und der Spannvorrichtung J nach dem Entfernen des Eisenkernkörpers 10, 20 von der Spannvorrichtung J, sodass der Eisenkernkörper 10, 20 eine zweite Temperatur T3 aufweist, die kleiner als die erste Temperatur T1 ist, und die Spannvorrichtung J eine dritte Temperatur T2 aufweist, die kleiner als die erste Temperatur T1 ist.

Description

Anwendungsgebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Herstellverfahren eines Eisenkernprodukts.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 offenbart ein Herstellverfahren eines Rotoreisenkerns. Insbesondere umfasst das Verfahren: Vorwärmen eines Eisenkernkörpers, der als Rotoreisenkern dient; Einpassen eines Wellenlochs des vorgewärmten Eisenkernkörpers in ein Führungselement einer Trägerschale, um den Eisenkernkörper an der Trägerschale zu befestigen; Einsetzen eines Permanentmagneten in ein Magneteinsetzloch des Eisenkernkörpers, das auf der Trägerschale angeordnet ist; Injizieren von geschmolzenem Harz in das Magneteinsetzloch, das den Permanentmagneten nach dem Erwärmen des Eisenkernkörpers aufnimmt; Trennen des Eisenkernkörpers von der Trägerschale nach dem Abkühlen des Eisenkernkörpers zusammen mit der Trägerschale.
Zitierliste.
Patentliteratur.
Patentliteratur 1] JP2014-138448A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Herstellverfahren eines Eisenkernprodukts, das ist der Lage ist, das Eisenkernprodukt äußerst effizient herzustellen.
Lösung des Problems
Gemäß einem veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Herstellverfahren eines Eisenkernprodukts: Erwärmen eines Eisenkernkörpers, der an einer Spannvorrichtung zusammen mit der Spannvorrichtung befestigt ist; Entfernen des Eisenkernkörpers von der Spannvorrichtung, wenn die Spannvorrichtung und der Eisenkernkörper eine erste Temperatur durch Erwärmen anzeigen; und getrenntes Abkühlen, nachdem der Eisenkernkörper von der Spannvorrichtung entfernt ist, des Eisenkernkörpers und der Spannvorrichtung, sodass der Eisenkernkörper eine zweite Temperatur aufweist, die kleiner als die erste Temperatur ist, und die Spannvorrichtung eine dritte Temperatur aufweist, die kleiner als die erste Temperatur ist.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung.
Gemäß dem Herstellverfahren des Eisenkernprodukts gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Eisenkernprodukt äußerst effizient hergestellt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen laminierten Rotoreisenkern darstellt, der ein Beispiel eines Eisenkernprodukts ist.
[2] 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Herstellvorrichtung des Eisenkernprodukts darstellt.
[3] 3 ist eine Draufsicht, die schematisch eine stromabwärts liegende Seite einer Stanzvorrichtung von 2 darstellt.
[4] 4 ist eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem ein Laminat an einer Spannvorrichtung befestigt ist, und eines Zustands, in dem ein Permanentmagnet an einem Magneteinsetzloch des Laminats befestigt ist.
[5] 5 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem geschmolzenes Harz in das Magneteinsetzloch des Laminats durch eine Harzinjektionsvorrichtung gefüllt wird.
[6] 6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer Spannvorrichtungs-Kühlvorrichtung darstellt.
[7] 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen laminierten Statoreisenkern als weiteres Beispiel des Eisenkernprodukts darstellt.
[8] 8A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Bereichs VIII von 7, und 8B ist eine vergrößerte Draufsicht einer Umgebung eines Zahnbereichs von 8A.
[9] 9 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem geschmolzenes Harz in einen Injektionsraum zwischen einem Kernelement und einem Schlitz durch die Harzinjektionsvorrichtung gefüllt wird.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend wird ein Beispiel einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung detaillierter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Elemente oder Elemente mit denselben Funktionen mit denselben Bezugsziffern bezeichnet und sich wiederholende Beschreibungen davon weggelassen.
[Konfiguration eines laminierten Rotoreisenkerns]
Zuerst wird eine Konfiguration eines laminierten Rotoreisenkerns 1 (Eisenkernprodukt) unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Der laminierte Rotoreisenkern 1 ist ein Teil eines Rotors. Der Rotor wird durch Befestigen einer Endflächenplatte (nicht dargestellt) und einer Welle am laminierten Rotoreisenkern 1 ausgebildet. Der Rotor wird mit dem Stator kombiniert, um einen Motor zu bilden. Der laminierte Rotoreisenkern 1 wird in der vorliegenden Ausführungsform in einem inneren Permanentmagnetmotor (IPM) verwendet.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der laminierte Rotoreisenkern 1: ein Laminat 10 (Eisenkernkörper); eine Mehrzahl von Permanentmagneten 12; und eine Mehrzahl von erstarrten Harzen 14.
Wie in 1 dargestellt, weist das Laminat 10 eine zylindrische Form auf. Ein Wellenloch 10a (Durchgangsloch), das das Laminat 10 durchdringt, ist in einem zentralen Bereich des Laminats 10 vorgesehen. Das Wellenloch 10a erstreckt sich entlang einer zentralen Achse Ax. Das heißt, das Wellenloch 10a erstreckt sich in eine Laminierungsrichtung des Laminats 10. Die Laminierungsrichtung kann auch als Höhenrichtung des Laminats 10 bezeichnet werden (hier im Folgenden einfach als „Höhenrichtung“ bezeichnet). In der vorliegenden Ausführungsform ist die zentrale Achse Ax auch eine Drehachse, da sich das Laminat 10 um die zentrale Achse Ax dreht. Die Welle (nicht dargestellt) wird in das Wellenloch 10a eingesetzt.
Eine Mehrzahl von Magneteinsetzlöchern 16 ist im Laminat 10 ausgebildet. Die Magneteinsetzlöcher 16 sind in vorbestimmten Intervallen entlang einer äußeren Umfangskante des Laminats 10 angeordnet. Die Magneteinsetzlöcher 16 durchdringen das Laminat 10 in einer Weise, indem sie sich entlang der zentralen Achse Ax erstrecken. Das heißt, die Magneteinsetzlöcher 16 erstrecken sich in die Höhenrichtung.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Formen der Magneteinsetzlöcher 16 Langlöcher, die sich von oben gesehen entlang der äußeren Umfangskante des Laminats 10 erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der Magneteinsetzlöcher 16 sechs. Die Magneteinsetzlöcher 16 sind von oben gesehen auf dem gleichen Umfang angeordnet. Die Positionen, Formen und die Anzahl der Magneteinsetzlöcher 16 können je nach Verwendung, erforderlicher Leistung und dergleichen des Motors geändert werden.
Das Laminat 10 wird durch Laminieren einer Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W eingerichtet. Die ausgestanzten Elemente W sind plattenförmige Körper, die durch Ausstanzen einer elektromagnetischen Stahlplatte ES in vorbestimmten Formen ausgebildet werden, wie nachstehend beschrieben, und weisen Formen auf, die dem Laminat 10 entsprechen. Das Laminat 10 kann durch eine sogenannte Rollenlaminierung konfiguriert werden. Der Ausdruck „Rollenlaminierung“ bezieht sich auf relativ versetzte Winkel zwischen den ausgestanzten Elementen W und ein Laminieren einer Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W. Die Rollenlaminierung wird hauptsächlich ausgeführt, um eine Plattendickenabweichung der ausgestanzten Elemente W aufzuheben. Die Winkel der Rollenlaminierung können auf eine beliebige Größe festgelegt werden.
Die ausgestanzten Elemente W, die in der Höhenrichtung nebeneinander liegen, können durch einen Verstemmungsbereich 18 verbunden werden. Die ausgestanzten Elemente W können auch miteinander durch verschiedene bekannte Verfahren anstelle des Verstemmungsbereichs 18 verbunden werden. Beispielsweise kann die Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W durch Verwendung eines Klebstoffs oder eines Harzmaterials miteinander verbunden werden oder durch Schweißen miteinander verbunden werden. Alternativ kann ein temporäres Verstemmen an jedem ausgestanzten Element W vorgesehen werden, und die Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W kann miteinander über das temporäre Verstemmen verbunden werden, um das Laminat 10 zu erhalten, und danach kann die temporäre Stemmverbindung vom Laminat 10 entfernt werden. Der Begriff „temporäres Verstemmen“ bezieht sich auf eine Stemmverbindung, die verwendet wird, um die Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W temporär zu integrieren, und wird in einem Herstellprozess eines Produkts (laminierter Rotoreisenkern 1) entfernt.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Permanentmagnet 12 in jedes Magneteinsetzloch 16 eingesetzt. Eine Form des Permanentmagneten 12 ist nicht besonders begrenzt, und der Permanentmagnet 12 weist eine rechteckige Parallelepiped-Form in der vorliegenden Ausführungsform auf. Ein Typ des Permanentmagneten 12 kann gemäß der Verwendung, der erforderlichen Leistung und dergleichen des Motors bestimmt werden und kann beispielsweise ein Sintermagnet oder ein Verbundmagnet sein.
Das erstarrte Harz 14 wird durch Verfestigen eines geschmolzenen Harzmaterials (geschmolzenes Harz) erhalten, das in das Magneteinsetzloch 16 gefüllt wird. Das Füllen des geschmolzenen Harzes wird beispielsweise ausgeführt, nachdem der Permanentmagnet 12 in das Magneteinsetzloch 16 eingesetzt ist. Das erstarrte Harz 14 weist eine Funktion zum Fixieren des Permanentmagneten 12 im Magneteinsetzloch 16 und eine Funktion zum Verbinden der benachbarten ausgestanzten Elemente W in Höhenrichtung auf. Beispiele des Harzmaterials, aus dem das erstarrte Harz 14 besteht, umfassen ein wärmehärtbares Harz, ein thermoplastisches Harz oder dergleichen. Ein spezifisches Beispiel des wärmehärtbaren Harzes umfasst eine Harzzusammensetzung, die ein Epoxidharz, einen Härtungsinitiator und ein Additiv enthält. Beispiele für das Additiv umfassen einen Füllstoff, ein Flammschutzmittel, ein Spannungsreduziermittel oder dergleichen.
[Herstellvorrichtung des laminierten Rotoreisenkerns]
Als Nächstes wird eine Herstellvorrichtung 100 des laminierten Rotoreisenkerns 1 unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, ist die Herstellvorrichtung 100 eine Spannvorrichtung zum Herstellen des laminierten Rotoreisenkerns 1 aus einer elektromagnetischen Stahlplatte ES (einer zu verarbeitenden Platte), die eine streifenartige Metallplatte ist. Die Herstellvorrichtung 100 umfasst eine Abwickelvorrichtung 110, eine Zuführvorrichtung 120, eine Stanzvorrichtung 130, eine Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140, eine Harzinjektionsvorrichtung 150, eine Trennvorrichtung 160, Kühlvorrichtungen 170, 180, eine Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 und eine Steuerung Ctr (Steuereinheit).
Die Abwickelvorrichtung 110 hält Spulenmaterial 111 drehbar in einem Zustand, in dem das Spulenmaterial 111 montiert ist. Das Spulenmaterial 111 wird durch Wickeln der streifenförmigen elektromagnetischen Stahlplatte ES in einer Spulenform erhalten. Die Zuführvorrichtung 120 umfasst ein Paar von Rollen 121, 122, die die elektromagnetische Stahlpatte ES zwischen einer oberen Seite und einer unteren Seite einschließen. Das Paar von Rollen 121, 122 dreht sich und stoppt auf der Basis eines Anweisungssignals von der Steuerung Ctr und führt die elektromagnetische Stahlplatte ES intermittierend und nacheinander der Ausstanzvorrichtung 130 zu.
Die Ausstanzvorrichtung 130 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Ausstanzvorrichtung 130 weist die Funktion auf, die elektromagnetische Stahlplatte ES, die intermittierend durch die Zuführvorrichtung 120 zugeführt wird, nacheinander auszustanzen, um die ausgestanzten Elemente W zu bilden, und eine Funktion auf, um die die durch das Stanzen erhaltenen ausgestanzten Elemente W nacheinander zu laminieren, um so das Laminat 10 herzustellen.
Wenn das Laminat 10 von der Stanzvorrichtung 130 entladen wird, wird das Laminat 10 auf einen Förderer Cv1 angeordnet, der sich zwischen der Stanzvorrichtung 130 und der Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 erstreckt. Der Förderer Cv1 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr und führt das Laminat 10 der Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 zu.
Die Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 weist eine Funktion zum Befestigen des Laminats 10 an einer Spannvorrichtung J auf, die nachstehend beschrieben wird. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 einen Anordnungstisch 141 und einen Befestigungsmechanismus 142.
Der Anordnungstisch 141 ist auf der Seite eines stromabwärts liegenden Endes des Förderers Cv1 und auf der Seite eines stromabwärts liegenden Endes eines Förderers Cv2 angeordnet, wie nachstehend beschrieben wird. Die Spannvorrichtung J, die durch den Förderer Cv2 gefördert wird, ist auf dem Anordnungstisch 141 angeordnet. Der Befestigungsmechanismus 142 kann zum Beispiel eine Roboterhand sein. Der Befestigungsmechanismus 142 ist eingerichtet, um das Laminat 10 zu greifen, das zum stromabwärts liegenden Ende des Förderers Cv1 gefördert wird, und befestigt das Laminat 10 an der Spannvorrichtung J auf dem Anordnungstisch 141.
Wie hier in 4 dargestellt, umfasst die Spannvorrichtung J eine Basis Ja und einen Einsetzpfosten Jb (Pfosten). Die Basis Ja ist ein plattenförmiger Metallkörper und ist eingerichtet, sodass das Laminat 10 darauf angeordnet werden kann. Der Einsetzpfosten Jb ist ein säulenförmiger Metallkörper und erstreckt sich im Wesentlichen vertikal nach oben von einer oberen Fläche der Basis Ja. Der Einsetzpfosten Jb ist an der Basis Ja fixiert. Ein Außendurchmesser des Einsetzpfosten Jb kann der gleiche wie ein Innendurchmesser des Wellenlochs 10a sein.
Die Harzinjektionsvorrichtung 150 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Harzinjektionsvorrichtung 150 weist eine Funktion zum Einsetzen des Permanentmagneten 12 in jedes Magneteinsetzloch 16 und eine Funktion zum Einfüllen des geschmolzenen Harzes in das Magneteinsetzloch 16 auf, durch das der Permanentmagnet 12 eingesetzt wird. Wie detailliert in 5 dargestellt, umfasst die Harzinjektionsvorrichtung 150 einen oberen Stempel 151, eine eingebaute Wärmequelle 152 (Wärmequelle) und eine Mehrzahl von Kolben 153.
Der obere Stempel 151 ist eingerichtet, um in der Lage zu sein, das Laminat 10 in der Höhenrichtung zusammen mit der Basis Ja der Spannvorrichtung J einzuspannen. Wenn der obere Stempel 151 und die Basis Ja das Laminat 10 zusammen einspannen, wird eine vorbestimmte Last auf das Laminat 10 aus der Laminierungsrichtung aufgebracht.
Der obere Stempel 151 ist ein plattenförmiges Element mit einer recht eckigen Form. Der obere Stempel 151 ist mit einem Durchgangsloch 151a und einer Mehrzahl von Aufnahmelöchern 151b versehen. Das Durchgangsloch 151a ist an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des oberen Stempels 151 angeordnet. Das Durchgangsloch 151a weist eine Form auf, die dem Einsetzpfosten Jb entspricht (im Wesentlichen kreisförmig ist), und dadurch kann der Einsetzpfosten Jb eingesetzt werden.
Die Mehrzahl von Aufnahmelöchern 151 b durchdringt den oberen Stempel 151 und ist in vorbestimmten Intervallen entlang eines Umfangs des Durchgangslochs 151a angeordnet. Jedes Aufnahmeloch 151b ist an einer Position angeordnet, die jedem Magneteinsetzloch 16 des Laminats 10 entspricht, wenn die Basis Ja und der obere Stempel 151 das Laminat 10 einspannen. Jedes Aufnahmeloch 151b weist eine zylindrische Form und eine Funktion zum Aufnehmen von zumindest einem Harzpellet P darin auf.
Die eingebaute Wärmequelle 152 ist zum Beispiel ein Heizgerät, das im oberen Stempel 151 eingebaut ist. Wenn die eingebaute Wärmequelle 152 in Betrieb ist, werden das Laminat 10 und die Spannvorrichtung J über den oberen Stempel 151 aufgewärmt, und die Harzpellets P, die in den Aufnahmelöchern 151b aufgenommen sind, werden erwärmt. Folglich werden die Harzpellets P geschmolzen und in geschmolzenes Harz umgewandelt.
Die Mehrzahl von Kolben 153 ist oberhalb des oberen Stempels 151 angeordnet. Jeder Kolben 153 ist in der Lage, in das entsprechende Aufnahmeloch 151b durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) eingesetzt und davon entfernt zu werden.
Die Trennvorrichtung 160 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Trennvorrichtung 160 weist eine Funktion zum Entfernen des laminierten Rotoreisenkerns 1, der an der Spannvorrichtung J befestigt ist, von der Spannvorrichtung J auf. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Trennvorrichtung 160 einen Anordnungstisch 161 und einen Entfernungsmechanismus 162.
Der laminierte Rotoreisenkern 1, der an der Spannvorrichtung J befestigt ist, wird von der Harzinjektionsvorrichtung 150 befördert und auf dem Anordnungstisch 161 angeordnet. Der Entfernungsmechanismus 162 kann zum Beispiel eine Roboterhand sein. Der Entfernungsmechanismus 162 ist eingerichtet, um das Laminat 10 auf dem Anordnungstisch 161 zu greifen, den laminierten Rotoreisenkern 1 von der Spannvorrichtung J zu entfernen und die getrennte Spannvorrichtung J und den laminierten Rotoreisenkern 1 zu den Seiten der stromaufwärts liegenden Enden der Förderer Cv2, Cv3 zu übertragen.
Die Kühlvorrichtung 170 (zweite Kühlvorrichtung) arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Kühlvorrichtung 170 weist eine Funktion zum Kühlen der Spannvorrichtung J auf. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Kühlvorrichtung 170 einen Förderer CV2 und eine Kühlkammer 171.
Der Förderer Cv2 ist eingerichtet, um die Spannvorrichtung J von der Trennvorrichtung 160 zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 zu fördern. Dadurch erstreckt sich die Seite des stromaufwärts liegenden Endes des Förderers Cv2 zur Trennvorrichtung 160 und die Seite des stromabwärts liegenden Endes des Förderers Cv2 erstreckt sich zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140.
Die Kühlkammer 171 ist an einem Zwischenbereich des Förderers Cv2 angeordnet. Wie detailliert in 6 dargestellt, ist eine Kühlplatte 172 in der Kühlkammer 171 angeordnet. Die Kühlplatte 172 ist eingerichtet, um in einer Auf-Ab-Richtung beweglich zu sein, und ist auch eingerichtet, damit darin ein Kältemittel fließen kann. Währenddessen ist in der Kühlkammer 171 der Förderer Cv2 auch eingerichtet, damit das Kühlmittel darin fließen kann. Wenn der Förderer Cv2 gestoppt wird, während die Spannvorrichtung J intermittierend durch den Förderer Cv2 bewegt wird, wird dadurch die Spannvorrichtung J wiederholt zwischen dem Förderer Cv2 und der Kühlplatte 172 in der Kühlkammer 171 eingespannt, sodass ein Wärmeaustausch zwischen der Spannvorrichtung J, dem Förderer Cv2 und der Kühlplatte 172 ausgeführt und die Spannvorrichtung J gekühlt wird.
Eine Temperatur des Kältemittels, das im Förderer Cv2 und der Kühlplatte 172 fließt, kann gleich oder niedriger als eine Raumtemperatur sein und kann beispielsweise auch etwa 10 °C oder weniger betragen. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Begriff „Raumtemperatur“ auf eine Temperatur in einem Bereich von 15 °C bis 35 °C.
Die Kühlvorrichtung 180 (erste Kühlvorrichtung) arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Kühlvorrichtung 180 weist eine Funktion zum Kühlen des laminierten Rotoreisenkerns 1 auf. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Kühlvorrichtung 180 den Förderer Cv3, eine Kühlkammer 181 und ein Gebläse 182.
Der Förderer Cv3 ist eingerichtet, um den laminierten Rotoreisenkern 1 von der Trennvorrichtung 160 zur Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 zu fördern. Daher erstreckt sich die Seite des stromaufwärts liegenden Endes des Förderers Cv3 zur Trennvorrichtung 160 und die Seite des stromabwärts liegenden Endes des Förderers Cv3 erstreckt sich zur Laminierungsdickenmessvorrichtung 190.
Die Kühlkammer 181 ist an einem Zwischenbereich des Förderers Cv3 angeordnet. Das Gebläse 182 ist mit der Kühlkammer 181 verbunden und eingerichtet, um Luft mit Raumtemperatur der Kühlkammer 181 zuzuführen. Dadurch wird der laminierte Rotoreisenkern 1, der durch den Förderer Cv3 in die Kühlkammer 181 gefördert wird, einem Wärmeaustausch mit der Raumtemperatur-Luft unterzogen und somit gekühlt. Dadurch wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Kühlrate der Spannvorrichtung J durch die Kühlkammer 171 eingestellt, um größer als eine Kühlrate des laminierten Rotoreisenkerns 1 durch die Kühlkammer 181 zu sein.
Die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 arbeitet auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr. Die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 weist eine Funktion zum Messen einer Laminierungsdicke des Laminats 10 auf (eine Höhe des laminierten Rotoreisenkerns 1). Die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 ist eingerichtet, um die Laminierungsdicke des Laminats 10 in einem Zustand zu messen, indem eine vorbestimmte Last auf das Laminat 10 aus der Laminierungsrichtung aufgebracht wird, und um ein Messergebnis davon an die Steuerung Ctr zu übertragen.
Die Steuerung Ctr erzeugt das Anweisungssignal zum Betreiben der Zuführvorrichtung 120, der Stanzvorrichtung 130, der Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140, der Harzinjektionsvorrichtung 150, der Trennvorrichtung 160, den Kühlvorrichtungen 170, 180 und der Laminierungsdickenmessvorrichtung 190, zum Beispiel auf der Basis eines Programms, das in einem Aufzeichnungsmedium (nicht dargestellt) aufgezeichnet ist oder einer Betriebseingabe von einem Bediener, und überträgt das Anweisungssignal jeweils an diese Spannvorrichtungen
Die Steuerung Ctr weist eine Funktion zum Bestimmen auf, ob Daten der Laminierungsdicke, die durch die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 gemessen wird, innerhalb eines Standards liegt. Wenn die Laminierungsdicke innerhalb des Standards liegt, bestimmt die Steuerung Ctr, dass der laminierte Rotoreisenkern 1 kein fehlerhaftes Produkt ist. Folglich kann der laminierte Rotoreisenkern 1, der den vorbestimmten Standard erfüllt, erhalten werden. Wenn andererseits die Laminierungsdicke außerhalb des Standards liegt, bestimmt die Steuerung Ctr, dass der laminierte Rotoreisenkern 1 ein fehlerhaftes Produkt ist. Der laminierte Rotoreisenkern 1, der als fehlerhaftes Produkt bestimmt ist, wird von einer Fertigungslinie ausgeschlossen.
[Herstellverfahren eines laminierten Rotoreisenkerns]
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des laminierten Rotoreisenkerns 1 mit Bezug auf 2 bis 6 beschrieben. Zuerst weist die Steuerung Ctr die Stanzvorrichtung 130 an, die elektromagnetische Stahlplatte ES nacheinander zu stanzen, und die erhaltenen ausgestanzten Elemente W werden laminiert, um das Laminat 10 zu bilden.
Als Nächstes weist die Steuerung Ctr den Förderer Cv1 an, das Laminat 10 zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 zu fördern. In einem Zustand, in dem die Spannvorrichtung J auf dem Anordnungstisch 141 angeordnet ist, weist das Steuergerät Ctr als Nächstes den Befestigungsmechanismus 142 an, das Laminat 10, das auf der Seite des stromabwärts liegenden Endes des Förderers Cv1 angeordnet ist, an der Spannvorrichtung J zu befestigen. Insbesondere wird der Einsetzpfosten Jb in das Wellenloch 10a eingepasst und das Laminat 10 auf der Basis Ja angeordnet. Wenn das Laminat 10 an der Spannvorrichtung J befestigt ist, können das Laminat 10 und die Spannvorrichtung J nicht vorgewärmt oder vorgewärmt werden.
Als Nächstes wird das Laminat 10, das an der Stanzvorrichtung J befestigt ist, zur Harzinjektionsvorrichtung 150 gefördert und der Permanentmagnet 12 in jedes Magneteinsetzloch 16 eingesetzt, wie in 4 dargestellt. Das Einsetzen des Permanentmagnets 12 in jedes Magneteinsetzloch 16 kann manuell oder durch eine Roboterhand (nicht dargestellt) oder dergleichen, die in der Harzinjektionsvorrichtung 150 enthalten ist, auf der Basis des Anweisungssignals der Steuerung Ctr ausgeführt werden.
Als Nächstes wird, wie in 5 dargestellt, der obere Stempel 151 auf dem Laminat 10 angeordnet. Danach wird das Laminat 10 zwischen der Basis Ja und dem oberen Stempel 151 aus der Höhenrichtung eingespannt und das Laminat 10 durch eine vorher bestimmte Last zusammengedrückt. Als Nächstes werden die Harzpellets P in jedes Aufnahmeloch 151b eingegeben. Wenn die eingebaute Wärmequelle 152 betrieben wird, um die Harzpellets P zu schmelzen, wird das geschmolzene Harz in jedes Magneteinsetzloch 16 durch den Kolben 153 injiziert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Laminat 10 zum Beispiel auf ungefähr 60 °C bis 220 °C durch die eingebaute Wärmequelle 152 erwärmt. Wenn das geschmolzene Harz verfestigt ist, wird dann das erstarrte Harz 14 im Magneteinsetzloch 16 ausgebildet. Dadruch wird der Permanentmagnet 12 am Laminat 10 zusammen mit dem erstarrten Harz 14 befestigt. Wenn der obere Stempel 520 vom Laminat 10 entfernt wird, ist der laminierte Rotoreisenkern 1 vollendet.
Als nächstes wird der laminierte Rotoreisenkern 1, der an der Spannvorrichtung J befestigt ist, zur Trennvorrichtung 160 gefördert und auf dem Anordnungstisch 161 angeordnet. Als nächstes weist die Steuerung Ctr den Entfernungsmechanismus 162 an, den laminierten Rotoreisenkern 1 von der Spannvorrichtung J zu entfernen. Insbesondere in einem Zustand, in dem die Spannvorrichtung J am Anordnungstisch 161 fixiert ist, greift der Entfernungsmechanismus 162 den laminierten Rotoreisenkern 1 und zieht den laminierten Rotoreisenkern 1 in die Höhenrichtung des Einsetzpfostens Jb hoch (im Wesentlichen in die vertikale Richtung). Da das Laminat 10 und die Spannvorrichtung J durch die eingebaute Wärmequelle 152 in vorherigen Verfahren erwärmt wurden, kann eine Temperatur T1 (erste Temperatur) des laminierte Rotoreisenkerns 1 und der Spannvorrichtung J zum Zeitpunkt der Trennung ungefähr 60°C bis 200°C zum Beispiel betragen.
Wenn der laminierte Rotoreisenkern 1 durch den Einsetzpfosten Jb herausgezogen wird, ordnet der Entfernungsmechanismus 162 den laminierten Rotoreisenkern 1 auf der Seite des stromaufwärts liegenden Endes des Förderers Cv3 an. Währenddessen wird die Spannvorrichtung J auf der Seite des stromaufwärts liegenden Endes des Förderers Cv2 angeordnet, nachdem der laminierte Rotoreisenkern 1 herausgezogen wurde.
Als nächstes wird die Spannvorrichtung J durch den Förderer Cv2 gefördert und in die Kühlvorrichtung 170 eingegeben. In der Kühlvorrichtung 170 wird die Spannvorrichtung J durch den Förderer Cv2 und die Kühlplatte 172 gekühlt. Eine Temperatur T2 (dritte Temperatur) der Spannvorrichtung J kann nach Verlassen der Kühlvorrichtung 170 kleiner als die Temperatur T1 sein, z. B. gleich oder kleiner als die Raumtemperatur. Die gekühlte Spannvorrichtung J wird zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 durch den Förderer Cv2 gefördert. Das heißt, die Spannvorrichtung J wird in einer derartigen Reihenfolge zwischen der Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140, der Harzinjektionsvorrichtung 150, der Trennvorrichtung 160 und der Kühlvorrichtung 170 zirkuliert.
Währenddessen wird der laminierte Rotoreisenkern 1 durch den Förderer Cv3 gefördert und in die Kühlvorrichtung 180 eingegeben. In der Kühlvorrichtung 180 wird der laminierte Rotoreisenkern 101 durch die vom Gebläse 182 geblasene Luft gekühlt. Eine Temperatur-T3 (zweite Temperatur) des laminierten Rotoreisenkerns 1 kann nach Verlassen der Kühlvorrichtung 180 kleiner als die Temperatur T1 sein, z. B. gleich oder kleiner als die Raumtemperatur. Der gekühlte laminierte Rotoreisenkern 1 wird zur Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 durch den Förderer Cv3 gefördert.
Als nächstes weist die Steuerung Ctr die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 an, die Laminierungsdicke des Laminats 10 (Höhe des laminierten Rotoreisenkerns 1) zu messen. Die Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 überträgt die gemessenen Daten an die Steuerung Ctr. Die Steuerung Ctr bestimmt, ob die von der Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 übertragenen Daten innerhalb des vorbestimmten Standards liegen. Wenn die Steuerung Ctr bestimmt, dass die Daten außerhalb des Standards liegen, wird der laminierte Rotoreisenkern 1 als fehlerhaftes Produkt von der Fertigungslinie ausgeschlossen. Andererseits, wenn die Steuerung Ctr bestimmt, dass die Daten innerhalb des Standards liegen, wird der laminierte Rotoreisenkern 1, der den Standard erfüllt, erhalten.
[Wirkung]
In der obigen Ausführungsform werden der laminierte Rotoreisenkern 1 (Laminat 10) und die Spannvorrichtung J bei der hohen Temperatur T1 voneinander getrennt, bevor der laminierte Rotoreisenkern 1 (Laminat 10) und die Spannvorrichtung J gekühlt werden, und danach getrennt gekühlt. Daher wird im Vergleich zu einer Anordnung, in der der laminierte Rotoreisenkern 1 an der Spannvorrichtung 1 befestigt ist, die Wärmekapazität des laminierten Rotoreisenkerns 1 und der Spannvorrichtung J reduziert und ein nach außen freiliegender Oberflächenbereich vergrößert. Weil der laminierte Rotoreisenkern 1 und die Spannvorrichtung J effizienter gekühlt werden, ist daher ein Kühlen des laminierten Rotoreisenkerns 1 und der Spannvorrichtung J innerhalb kurzer Zeit ohne schnelles Abkühlen abgeschlossen, während die Abmessungen des laminierten Rotoreisenkerns 1 und eine Rostbildung verhindert werden. Dadurch kann der laminierte Rotoreisenkern 1 äußerst effizient hergestellt werden.
In der obigen Ausführungsform ist die Abkühlrate, wenn die Spannvorrichtung J von der Temperatur T1 auf die Temperatur T2 abgekühlt wird, höher als die Abkühlungsrate, wenn der laminierte Rotoreisenkern 1 von der Temperatur T1 auf die Temperatur T3 abgekühlt wird. Da es möglicherweise nicht erforderlich ist, den Einfluss auf die Abmessungen und die Rostbildung für die Spannvorrichtung J im Vergleich zum laminierten Rotoreisenkern 1 zu berücksichtigen, wird das Abkühlen der Spannvorrichtung J in kürzerer Zeit abgeschlossen. Daher kann der laminierte Rotoreisenkern 1 mit einer geringeren Anzahl von Spannvorrichtungen J hergestellt werden. Folglich können die Herstellkosten des laminierten Rotoreisenkerns 1 reduziert werden.
In der obigen Ausführungsform wird das geschmolzene Harz in das Magneteinsetzloch 16 in dem Zustand injiziert, in dem der Permanentmagnet 12 eingesetzt wird, während das Laminat 10 zusammen mit der Spannvorrichtung J durch die eingebaute Wärmequelle 142 der Harzinjektionsvorrichtung 150 erwärmt wird. Daher wird die Wärme, die beim Injizieren des geschmolzenen Harzes in das Magneteinsetzloch 16 auf den Eisenkernkörper aufgebracht wird, zum Erwärmen des Laminats 10 verwendet. Folglich ist es nicht erforderlich, eine Wärmequelle zum Erwärmen des laminierten Rotoreisenkerns 1 getrennt vorzubereiten. Folglich können die Herstellkosten des laminierten Rotoreisenkerns 1 reduziert werden.
[Modifikation]
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung detailliert beschrieben wird, können verschiedene Modifikationen an der oben beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen.
(1) Obwohl das Laminat 10, in dem eine Mehrzahl der ausgestanzten Elemente W laminiert sind, beispielsweise in der obigen Ausführungsform als Eisenkernkörper fungiert, kann der Eisenkernkörper auch aus etwas anderem als dem Laminat 10 ausgebildet werden. Beispielsweise kann insbesondere der Eisenkernkörper durch Formpressen von ferromagnetischem Pulver oder durch Spritzgießen eines Harzmaterials, das ferromagnetisches Pulver erhält, ausgebildet werden.
(2) Obwohl das Laminat 10 durch Laminieren der Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W in der obigen Ausführungsform eingerichtet ist, kann das Laminat 10 auch durch Stapeln einer Mehrzahl von Blockkörpern eingerichtet werden, in denen eine Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W laminiert ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Mehrzahl von Blockkörpern durch Rollenlaminierung laminiert werden.
(3) Ein Magnet 6, in dem zwei und mehrere Permanentmagnete 12 kombiniert sind, kann in jedes Magneteinsetzloch16 eingesetzt werden. In diesem Fall kann in einem Magneteinsetzloch 16 die Mehrzahl von Permanentmagneten 12 in einer Längsrichtung des Magneteinsetzlochs 16 angeordnet werden. In dem einen Magnetsetzloch 16 kann auch die Mehrzahl von Permanentmagneten 12 in die Ausdehnungsrichtung des Magneteinsetzlochs 16 angeordnet werden. In dem einen Magnetsetzloch 16 kann eine Mehrzahl von Permanentmagneten 12 in die Längsrichtung angeordnet werden, während eine Mehrzahl von Permanentmagneten 12 in der Ausdehnungsrichtung angeordnet werden kann.
(4) In der obigen Ausführungsform wir das Harzpellet P, das im Aufnahmeloch 151b des oberen Stempels 151 aufgenommen ist, durch die eingebaute Wärmequelle 152 geschmolzen und das geschmolzene Harz wird in das Magneteinsetzloch 16 injiziert, in das der Permanentmagnet 12 eingesetzt ist. Der Permanentmagnet 12 kann jedoch auch durch verschiedene andere Verfahren im Magneteinsetzloch 16 gehalten werden. Beispielsweise kann das Magneteinsetzloch 16 mit Harz gefüllt werden, indem das Laminat 10 in einem Zustand erwärmt wird, in dem der Permanentmagnet 12 und das Harzpellet P in das Magneteinsetzloch 16 eingesetzt sind und das Harzpellet P darin schmilzt. Außerdem kann z. B. das Magneteinsetzloch 16 mit Harz gefüllt werden, indem der erwärmte Permanentmagnet 12 in das Magneteinsetzloch 16 in einem Zustand eingesetzt wird, in dem das Harzpellet P in das Magneteinsetzloch 16 eingesetzt wird und das Harzpellet P durch Wärme des Permanentmagneten 12 schmilzt.
(5) Die Förderung der Anordnung der Spannvorrichtung J und des Laminats 10 von der Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 zur Harzinjektionsvorrichtung 150 kann manuell ausgeführt werden, kann durch den Befestigungsmechanismus 142 auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr ausgeführt werden oder kann durch einen anderen Förderungsmechanismus, der in der Herstellvorrichtung 100 enthalten ist (z. B. eine Roboterhand) auf der Basis des Anweisungssignals von der Steuerung Ctr ausgeführt werden. Die Förderung des Laminats 10 durch den Förderer Cv1 zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140, die Förderung der Anordnung der Spannvorrichtung J und des laminierten Rotoreisenkerns 1 von der Harzinjektionsvorrichtung 150 zur Trennvorrichtung 160, die Förderung der Spannvorrichtung J von der Trennvorrichtung 160 zum Förderer Cv2, die Förderung des laminierten Rotoreisenkerns 1 von der Trennvorrichtung 160 zum Förderer Cv3 und die Förderung des laminierten Rotoreisenkerns 1 vom Förderer Cv3 zur Laminierungsdickenmessvorrichtung 190 kann in ähnlicher Weise manuell oder durch den in der Herstellvorrichtung 100 enthaltenen Fördermechanismus ausgeführt werden.
(6) Obwohl das Laminat 10 und die Spannvorrichtung J durch die eingebaute Wärmequelle 152 der Harzinjektionsvorrichtung 150 in der obigen Ausführungsform erwärmt werden, können auch andere Wärmequellen verwendet werden, um das Laminat 10 (den laminierten Rotoreisenkern 1) und die Spannvorrichtung J zu erwärmen. Zum Beispiel in einem Fall, in dem die Temperaturen des Laminats 10 und der Spannvorrichtung J nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer nach dem Erhitzen durch die eingebaute Wärmequelle 152 der Harzinjektionsvorrichtung 150 abnehmen, können das Laminat 10 (der laminierte Rotoreisenkern 1) und die Spannvorrichtung J durch eine andere Wärmequelle erwärmt werden.
(7) Wenn der laminierte Rotoreisenkern 1 und die Spannvorrichtung J die Temperatur T1 aufweisen, kann ein Innendurchmesser des Wellenlochs 10A des laminierten Rotoreisenkerns 1 größer als ein Außendurchmesser des Einsetzpfostens Jb sein und der Einsetzpfosten Jb vom Wellenloch 10A beabstandet sein. In diesem Fall werden der laminierte Rotoreisenkern 1 und die Spannvorrichtung J bei der Temperatur T1 getrennt, bevor der Einsetzpfosten Jb in das Wellenloch 10a zusammen mit der Kühlung eingepasst wird, was es schwierig macht, den laminierten Rotoreisenkern 1 aus dem Einsetzpfosten Jb herauszuziehen. Daher kann der laminierte Rotoreisenkern 1 von der Spannvorrichtung J leichter entfernt werden.
(8) Ein Wärmeausdehnungskoeffizient des laminierten Rotoreisenkerns 1 kann größer als ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Spannvorrichtung J sein. In diesem Fall, wenn der laminierte Rotoreisenkern 1 und die Spannvorrichtung J die Temperatur T1 aufweisen, ist es wahrscheinlich, dass ein Zwischenraum zwischen dem Einsetzpfosten Jb und dem laminierten Rotoreisenkern 1 gebildet wird. Dadurch ist es möglich, den laminierten Rotoreisenkern 1 und die Spannvorrichtung J in einem Wärmezustand leicht zu trennen.
(9) Obwohl der laminierte Rotoreisenkern 1 in der obigen Ausführungsform beschrieben worden ist, kann der Umfang der Ansprüche und das Wesentliche davon auch auf einen laminierten Statoreisenkern (Eisenkernprodukt) angewendet werden. In diesem Fall kann der laminierte Statoreisenkern ein geteilter laminierter Statoreisenkern sein, in dem eine Mehrzahl von Eisenkernstücken kombiniert wird, oder ein nicht geteilter laminierter Statoreisenkern sein.
Hier wird ein Beispiel des laminierten Statoreisenkerns 2 unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. Der laminierte Statoreisenkern 2 ist ein Teil eines Stators. Der Stator ist ein Stator, bei dem eine Wicklung am laminierten Statoreisenkern 2 befestigt ist. Der Stator wird mit einem Rotor kombiniert, um einen Motor zu bilden.
Der laminierte Statoreisenkern 2 umfasst ein Laminat 20 (Eisenkernkörper) und eine Mehrzahl von Harzbereichen 21. Das Laminat 20 ist zylinderförmig. Das heißt, ein Durchgangsloch 20a, das sich entlang der zentralen Achse Ax erstreckt, ist in einem zentralen Bereich des Laminats 20 vorgesehen. Ein Rotor kann im Durchgangsloch 20a angeordnet werden.
Das Laminat 20 ist zum Laminieren einer Mehrzahl von ausgestanzten Elementen W eingerichtet. Das Laminat 20 umfasst einen Jochbereich 22 und eine Mehrzahl von Zahnbereichen 23. Der Jochbereich 22 weist eine ringförmige Form auf und erstreckt sich so, um die zentrale Achse Ax zu umgeben. Eine Breite des Jochbereichs 22 in radialer Richtung davon (nachstehend einfach als „radiale Richtung“ bezeichnet), ein Innendurchmesser, ein Außendurchmesser und eine Dicke können je nach Anwendung und Leistung des Motors auf verschiedene Größenordnungen eingestellt werden.
Jeder Zahnbereich 23 erstreckt sich in radialer Richtung (eine Richtung, die den Jochbereich 22 kreuzt), um sich von einer Innenkante des Jochbereichs 22 zur Seite der zentralen Achse Ax zu erstrecken. Das heißt, jeder Zahnbereich 23 steht von der Innenkante des Jochbereichs 22 zur Seite der zentralen Achse Ax hervor. Die Zahnbereiche 23 sind im Wesentlichen in gleichen Intervallen in eine Umfangsrichtung angeordnet. Ein Schlitz, der ein Raum zur Anordnung der Wicklung (nicht dargestellt) ist, ist zwischen den benachbarten Zahnbereichen 23 ausgebildet. Eine schlitzförmige Öffnung 25 (Schlitzöffnung), die sich in die Höhenrichtung erstreckt, ist zwischen Endspitzenbereichen der Zahnbereiche 23 ausgebildet, die benachbart zueinander in Umfangsrichtung sind. Die Öffnung 25 kommuniziert mit dem Schlitz 24.
Jeder der Mehrzahl von Harzbereichen 21 ist in jedem der Schlitze 24 vorgesehen. Wie in 8 dargestellt, umfasst der Harzbereich 21 insbesondere einen Hauptbereich 21a und einen Endbereich 21b. Der Hauptbereich 21a bedeckt eine innere Wandfläche des Schlitzes 24, die an einer Innenseite eines Endspitzenbereiches des Schlitzes 24 (der Seite des Jochbereichs 22) angeordnet ist.
Der Endbereich 21b ist einstückig mit einem oberen Ende und einem unteren Ende des Hauptbereichs 21a in Höhenrichtung versehen und erstreckt sich von der inneren Wandfläche des Schlitzes 24, um eine obere Endfläche und eine untere Endfläche des Laminats 20 zu umgeben. Der Endbereich 21b steht nach außen von der oberen Endfläche und der unteren Endfläche des Laminats 20 in Höhenrichtung hervor und bedeckt teilweise die jeweiligen Endflächen.
Als Nächstes wird die Herstellvorrichtung 100 des laminierten Statoreisenkerns 2 beschrieben. Weil die Herstellvorrichtung 100 des laminierten Statoreisenkerns 2 die gleiche wie die Herstellvorrichtung 100 des laminierten Rotoreisenkerns 1 ist, mit Ausnahme der Spannvorrichtung J und der Harzinjektionsvorrichtung 150, werden nachstehend hauptsächlich die Spannvorrichtung J und die Harzinjektionsvorrichtung 150 beschrieben.
Wie in 9 dargestellt, umfasst die Spannvorrichtung J die Basis Ja, den Einsetzpfosten Jb und eine Mehrzahl von Kernen 30. Die Mehrzahl von Kernen 30 weist eine Außenform entsprechend dem Schlitz 24 auf. Die Außenform des Kerns 30 ist etwas kleiner als der Schlitz 24. Die Mehrzahl von Kernen 30 ist entfernbar an der Basis Ja befestigt. Die Mehrzahl von Kernen 30 ist in im Wesentlichen gleichen Abständen kreisförmig angeordnet, um so den Einsetzpfosten Jb zu umgeben und überlappt sich mit den entsprechenden Schlitzen 24, wenn das Laminat 20 an der Spannvorrichtung J befestigt wird.
Die Harzinjektionsvorrichtung 150 weist eine Funktion zum Füllen eines Füllraums V mit geschmolzenem Harz auf und verbindet die ausgestanzten Elemente W miteinander, die das Laminat 20 bilden. Wie in 9 dargestellt, umfasst die Harzinjektionsvorrichtung 150 ein Paar von Überlaufplatten 40 und einen oberen Stempel 151.
Jede Überlaufplatte 40 (im Folgenden einfach als „Platte 40“ bezeichnet) ist eine dünne Platte mit einer ringförmigen Form. Die Platte 40 ist mit einem Durchgangsloch mit einem Außendurchmesser, der dem Einsetzpfosten Jb der Spannvorrichtung J entspricht, und einer Mehrzahl von Durchgangslöchern mit einem Durchmesser versehen, der jedem Kern 30 entspricht.
Als Nächstes wird ein Herstellverfahren des laminierten Statoreinsekerns 2 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Zuerst weist die Steuerung Ctr die Stanzvorrichtung 130 an, das Laminat 20 zu bilden.
Als Nächstes weist die Steuerung Ctr den Förderer Cv1 an, das Laminat 20 zur Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung 140 zu fördern. Als Nächstes weist die Steuerung Ctr, in einem Zustand, in dem die Spannvorrichtung J auf dem Anordnungstisch 141 angeordnet ist, den Befestigungsmechanismus 142 an, um das Laminat 20, das auf der Seite der stromabwärts liegenden Enden des Paars von Platten 40 und der Förderers Cv1 angeordnet ist, an der Spannvorrichtung J zu befestigen. Insbesondere werden die Platte 40, das Laminat 20 und die Platte 40 an der Spannvorrichtung in dieser Reihenfolge angeordnet. Wenn das Laminat 20 an der Spannvorrichtung J befestigt ist, wird die Mehrzahl von Kernen 30 in die entsprechenden Schlitze 24 eingesetzt, um das Laminat 20 auf der Basis Ja anzuordnen, während der Einsetzpfosten Jb in das Durchgangsloch 20a in einem Zustand eingepasst wird, in dem die Mehrzahl von Kernen an der Basis Ja befestigt ist.
Als Nächstes wird das Laminat 20, das an der Spannvorrichtung J befestigt ist, zur Harzinjektionsvorrichtung 150 gefördert und der obere Stempel 151 ist auf dem Laminat 20 angeordnet, wie in 9 dargestellt. Danach wird das Laminat 20 zwischen der Basis Ja und dem oberen Stempel 151 aus der Höhenrichtung eingespannt und das Laminat 20 durch eine vorbestimmte Last zusammengedrückt. Als Nächstes werden die Harzpellets P in jedes Aufnahmeloch 151b eingegeben. Wenn die eingebaute Wärmequelle 152 betrieben wird, um die Harzpellets P zu schmelzen, wird das geschmolzene Harz in den Füllraum V durch den Kolben 153 injiziert. Wenn das geschmolzene Harz erstarrt ist, wird dann der Harzbereich 21 im Füllraum V ausgebildet. So wird der Harzbereich 21 auf dem Laminat 20 ausgebildet. Wenn der obere Stempel 151 und das Paar von Platten 40 vom Laminat 20 entfernt werden, ist der laminierte Statoreisenkern 2 vollendet. Ähnlich zur Herstellvorrichtung 100 des laminierten Rotoreisenkerns 1 werden danach der laminierte Statoreisenkern 2 und die Spannvorrichtung J mit den Kernen 30 getrennt gekühlt, und eine Laminierungsdicke des gekühlten laminierten Statoreisenkerns 2 wird gemessen, um den laminierten Statoreisenkern 2 zu erhalten, der den Standard erfüllt.
Auf diese Weise wird Wärme, die auf das Laminat 20 im Verfahren zum Formen des Harzbereichs 21 auf einer inneren Umfangsfläche des Schlitzes 24 aufgebracht wird, zum Erwärmen des Laminats 20 verwendet. Daher ist es nicht erforderlich, eine Wärmequelle zum Erwärmen des Laminats 20 getrennt vorzubereiten. Folglich können die Herstellkosten des laminierten Statoreisenkerns 2 reduziert werden.
[Beispiel]
Beispiel 1. Das Herstellverfahren des Eisenkernprodukts 1,2 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst: Erwärmen des Eisenkernkörpers 10, 20, der an der Spannvorrichtung J befestigt ist, zusammen mit der Spannvorrichtung J; Entfernen des Eisenkernkörpers 10, 20 von der Spannvorrichtung J, wenn die Spannvorrichtung J und der Eisenkernkörper 10, 20 aufgrund der Erwärmung die erste Temperatur T1 anzeigen; und getrenntes Abkühlen des Eisenkernkörpers 10, 20 und der Spannvorrichtung J, sodass der Eisenkernkörper 10, 20 die zweite Temperatur T3 aufweist, die niedriger als die erste Temperatur T1 ist, während die Spannvorrichtung J die dritte Temperatur T2 anzeigt, die kleiner als die erste Temperatur T1 ist, nachdem der Eisenkernkörper 10, 20 von der Spannvorrichtung J entfernt wurde.
Gemäß der Patentliteratur 1 wird der Eisenkernkörper, nach dem Abkühlen des Eisenkernkörpers zusammen mit der Trägerschale, von der Trägerschale getrennt. Daher ist die Wärmekapazität des Eisenkernkörpers und der Trägerschale insgesamt groß und es dauert einige Zeit, um sie abzukühlen. Es ist auch denkbar, den Eisenkernkörper und die Trägerschale schnell abzukühlen, um die Kühlzeit zu verkürzen. Es tritt jedoch eine Verformung im Eisenkernkörper zusammen mit der schnellen Abkühlung auf, was die Abmessungen des Eisenkernkörpers beeinflussen kann. Zusätzlich kann eine Kondensation auf einer Oberfläche des Eisenkernkörpers zusammen mit der schnellen Abkühlung auftreten, was zu Rost führen kann. Daher ist es schwierig, die Abkühlzeit durch das schnelle Abkühlen zu verkürzen.
Im Gegensatz dazu werden gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J in einem Hochtemperaturzustand (erste Temperatur T1) getrennt, bevor der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J gekühlt werden, und danach getrennt gekühlt. Im Vergleich zu einer Anordnung, in der der Eisenkernkörper 10, 20 an der Spannvorrichtung J befestigt ist, wird daher die Wärmekapazität des Eisenkernkörpers 10, 20 und der Spannvorrichtung J verringert und ein außen freiliegender Oberflächenbereich vergrößert. Da der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J effizienter gekühlt werden, wird folglich das Kühlen des Eisenkernkörpers 10, 20 und der Spannvorrichtung J innerhalb einer kurzen Zeitdauer ohne schnelles Abkühlen vollendet, während ein Einfluss auf die Abmessungen des Eisenkernprodukts 1 und der Rostbildung verhindert wird. Folglich kann das Eisenkernprodukt 1, 2 äußerst effizient hergestellt werden.
Beispiel 2. Im Verfahren von Beispiel 1 ist die Abkühlrate, wenn die Spannvorrichtung J von der ersten Temperatur T1 auf die dritte Temperatur T2 abgekühlt wird, höher als die Abkühlrate, wenn der Eisenkernkörper 10, 20 von der ersten Temperatur T1 auf die zweite Temperatur T3 abgekühlt wird. Es ist möglicherweise nicht erforderlich, den Einfluss auf die Abmessungen und die Rostbildung der Spannvorrichtung J im Vergleich zum Eisenkernkörper 10, 20 zu berücksichtigen. Daher wird das Abkühlen der Spannvorrichtung J gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 in einer kürzeren Zeit vollendet. Dadurch kann das Eisenkernprodukt 1, 2 mit einer kleineren Anzahl von Spannvorrichtungen J hergestellt werden. Folglich können die Herstellkosten des Eisenkernprodukts 1, 2 reduziert werden.
Beispiel 3. Im Verfahren von Beispiel 1 oder 2 beträgt die erste Temperatur T1 60°C bis 200°C und die zweite und dritte Temperatur T2, T3 sind gleich oder kleiner als die Raumtemperatur.
Beispiel 4. Im Verfahren von einem der Beispiele 1 bis 3 ist der Eisenkernkörper 10, 20 mit dem Durchgangsloch 10a, 20a versehen, das den Eisenkern 10, 20 in der Höhenrichtung durchdringt. Die Spannvorrichtung J umfasst: die Basis Ja; und den Pfosten Jb, der sich nach oben von der Basis Ja erstreckt. Das Erwärmen des Eisenkernkörpers 10, 20 zusammen mit der Spannvorrichtung J umfasst: Anordnen des Eisenkernkörpers 10, 20 auf der Basis Ja in einem Zustand, in dem der Pfosten Jb in das Durchgangsloch 10a, 20a eingesetzt ist.
Beispiel 5. Im Verfahren von Beispiel 4 ist der Pfosten Jb, der im Durchgangsloch 10a, 20a angeordnet ist, vom Eisenkernkörper 10, 20 beabstandet, wenn der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J die erste Temperatur T1 aufweisen, und die Außenform des Pfostens Jb ist größer als der Raum im Durchgangsloch 10a, 20a, wenn der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J jeweils die zweite Temperatur T3 und die dritte Temperatur T2 aufweisen. In diesem Fall werden der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J bei der ersten Temperatur T1, bevor der Einsetzpfosten Jb in das Durchgangsloch 10a, 20a eingepasst wird, zusammen mit der Kühlung getrennt, wodurch es schwierig wird, den Eisenkernkörper 10, 20 vom Pfosten Jb herauszuziehen. Daher kann der Eisenkernkörper 10, 20 leichter von der Spannvorrichtung J entfernt werden.
Beispiel 6. Im Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 5 wird der Eisenkernkörper 10 mit dem Magneteinsetzloch 16 vorgesehen, das den Eisenkernkörper 10 in der Höhenrichtung durchdringt. Das Erwärmen des Eisenkernkörpers 10 zusammen mit der Spannvorrichtung J umfasst: Injizieren von geschmolzenem Harz in das Magneteinsetzloch 16 in einem Zustand, in dem der Permanentmagnet darin eingesetzt ist, während der Eisenkernkörper 10 zusammen mit der Spannvorrichtung J durch die Wärmequelle 152 aufgewärmt wird. In diesem Fall wird Wärme, die auf den Eisenkernkörper 10 im Verfahren zum Einspritzen des geschmolzenen Harzes in das Magneteinsetzloch 16 aufgebracht wird, zum Erwärmen des Eisenkernkörpers 10 verwendet. Daher ist es nicht notwendig, eine Wärmequelle zum Erwärmen des Eisenkernkörpers 10 getrennt vorzubereiten. Folglich können die Herstellkosten des Eisenkernprodukts (Rotoreisenkern 1) reduziert werden.
Beispiel 7. Im Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 5 umfasst der Eisenkernkörper 20: den ringförmigen Jochbereich 22; und die Mehrzahl von Zahnbereichen 23, die sich vom Jochbereich 22 in einer Weise zum Kreuzen des Jochbereichs 22 erstrecken. Der Schlitz 24 ist zwischen zwei Zahnbereichen 23 vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Jochbereichs 22 benachbart zueinander sind. Die Spannvorrichtung J umfasst: den Kern 30, der eine Außenform gemäß dem Schlitz 24 aufweist. Das Erwärmen des Eisenkernkörpers 20 zusammen mit der Spannvorrichtung J umfasst: Injizieren des geschmolzenen Harzes in den Einfüllraum V zwischen dem Schlitz 24 und dem Kern 30, während der Eisenkernkörper 20 zusammen mit der Spannvorrichtung J durch die Wärmequelle 152 in einem Zustand erwärmt wird, in dem der Kern 30 im Schlitz 24 eingesetzt ist. In diesem Fall wird die Wärme, die auf den Eisenkernkörper 20 im Verfahren zum Formen des Harzes auf der inneren Umfangsfläche des Schlitzes 24 aufgebracht wird, zum Erwärmen des Eisenkernkörpers 20 verwendet. Daher ist es nicht notwendig, eine Wärmequelle zum Erwärmen des Eisenkernkörpers 20 getrennt vorzubereiten. Folglich können die Herstellkosten des Eisenkernprodukts (Statoreisenkern 2) reduziert werden.
Beispiel 8. Im Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 7 kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Eisenkernkörpers 10, 20 größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Spannvorrichtung J sein. Wenn in diesem Fall der Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J die erste Temperatur T1 aufweisen, wird wahrscheinlich ein Zwischenraum zwischen dem Pfosten Jb und dem Eisenkernkörper 10, 20 ausgebildet. Daher ist es möglich, den Eisenkernkörper 10, 20 und die Spannvorrichtung J in einem erwärmten Zustand einfach zu trennen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der JP2018-062388A , die am 28. März 2018 eingereicht wurde, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Herstellverfahren des Eisenkernprodukts gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Eisenkernprodukt äußerst effizient hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: laminierter Rotoreisenkern (Eisenkernprodukt)
10: Laminat (Eisenkernkörper)
10a: Wellenloch (Durchgangsloch)
12: Permanentmagnet
14: erstarrtes Harz
2: laminierter Statoreisenkern (Eisenkernprodukt)
20: Laminat (Eisenkernkörper)
20a: Durchgangsloch
21: Harzbereich
22: Jochbereich
23: Zahnbereich
24: Schlitz
30: Kern
100: Herstellvorrichtung
130: Stanzvorrichtung
140: Spannvorrichtungs-Befestigungsvorrichtung
150: Injektionsvorrichtung
152: eingebaute Wärmequelle (Wärmequelle)
160: Trennvorrichtung
170: Kühlvorrichtung (zweite Kühlvorrichtung)
180: Kühlvorrichtung (erste Kühlvorrichtung)
Ctr: Steuerung (Steuereinheit)
J: Spannvorrichtung
Ja: Basis
Jb: Einsetzpfosten (Pfosten)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014138448 A [0003]
JP 2018062388 A [0089]

Claims

Herstellverfahren eines Eisenkernproduktes, umfassend: - Erwärmen eines Eisenkernkörpers, der an einer Spannvorrichtung befestigt ist, zusammen mit der Spannvorrichtung; - Entfernen des Eisenkernkörpers von der Spannvorrichtung, wenn die Spannvorrichtung und der Eisenkernkörper eine erste Temperatur durch das Erwärmen anzeigen; und - Getrenntes Abkühlen, nachdem der Eisenkernkörper von der Spannvorrichtung entfernt ist, des Eisenkernkörpers und der Spannvorrichtung, sodass der Eisenkernkörper eine zweite Temperatur aufweist, die kleiner als die erste Temperatur ist, und die Spannvorrichtung eine dritte Temperatur aufweist, die kleiner als die erste Temperatur ist,
Herstellverfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Abkühlrate, wenn die Spannvorrichtung von der ersten Temperatur auf die dritte Temperatur abgekühlt wird, größer als eine Abkühlrate ist, wenn der Eisenkernkörper von der ersten Temperatur auf die zweite Temperatur abgekühlt wird.
Herstellverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Temperatur in einem Bereich von 60°C bis 200°C liegt, und die zweite Temperatur und die dritte Temperatur gleich oder kleiner als eine Raumtemperatur sind.
Herstellverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Eisenkernkörper mit einem Durchgangsloch versehen ist, das den Eisenkernkörper in einer Höhenrichtung durchdringt, - wobei die Spannvorrichtung umfasst: eine Basis; und einen Pfosten, der sich nach oben von der Basis aus erstreckt, und - wobei das Erwärmen des Eisenkernkörpers zusammen mit der Spannvorrichtung umfasst: Anordnen des Eisenkernkörpers auf der Basis in einem Zustand, in dem der Pfosten in das Durchgangsloch eingesetzt ist.
Herstellverfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Pfosten, der innerhalb des Durchgangsloches angeordnet ist, vom Eisenkernkörper beabstandet ist, wenn der Eisenkernkörper und die Spannvorrichtung die erste Temperatur aufweisen, und - eine Außenform des Pfostens größer als ein Raum innerhalb des Durchgangslochs ist, wenn der Eisenkernkörper und die Spannvorrichtung jeweils die zweite Temperatur und die dritte Temperatur aufweisen.
Herstellverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Eisenkernkörper mit einem Magneteinsetzloch versehen ist, das den Eisenkernkörper in der Höhenrichtung durchdringt, und - wobei das Erwärmen des Eisenkernkörpers zusammen mit der Spannvorrichtung umfasst: Injizieren von geschmolzenem Harz in das Magneteinsetzloch in einem Zustand, in dem ein Permanentmagnet im Magneteinsetzloch während des Erwärmens des Eisenkernkörpers zusammen mit der Spannvorrichtung durch eine Wärmequelle eingesetzt wird.
Herstellverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Eisenkernkörper umfasst: einen ringförmigen Jochbereich; und eine Mehrzahl von Zahnbereichen, die sich vom Jochbereich erstrecken, um den Jochbereich zu kreuzen; - einen Schlitz, der zwischen den zwei Zahnbereichen der Mehrzahl von Zahnbereichen vorgesehen ist, wobei die zwei Zahnbereiche in einer Umfangsrichtung des Jochbereiches benachbart zueinander sind, - wobei die Spannvorrichtung umfasst: einen Kern mit einer Außenform, die dem Schlitz entspricht, und - wobei das Erwärmen des Eisenkernkörpers zusammen mit der Spannvorrichtung umfasst: Injizieren von geschmolzenem Harz in einen Einspritzraum zwischen dem Schlitz und dem Kern während des Erwärmens des Eisenkernkörpers zusammen mit der Spannvorrichtung durch eine Wärmequelle in einem Zustand, in dem der Kern in den Schlitz eingesetzt wird.
Herstellverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Eisenkernkörpers größer als ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Spannvorrichtung ist.