JP2006180679A - Heating device and heating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置及び加熱方法に関し、より詳しくは、ワークを加熱することにより、該ワークを介した熱伝達によって、該ワークに付着した熱硬化型の接着剤を硬化させる加熱装置及び加熱方法に関する。 The present invention relates to a heating device and a heating method, and more specifically, a heating device and a heating method for heating a work to cure a thermosetting adhesive attached to the work by heat transfer through the work. About.
一般に、高出力が要求されるモータには、永久磁石を埋設したロータコア(ワーク)が使用される。このロータコアは、複数枚のロータ用層板が積層されてなり、各ロータ用層板の積層方向に沿って延びる磁石用穴が複数箇所に形成されている。すなわち、各ロータ用層板には複数のスリットが所定位置に形成されており、各ロータ用層板にてロータコアが積層形成された場合に、各ロータ用層板の前記各スリットがロータコアの軸方向に連なって前記磁石用穴を形成するようになっている。そして、各磁石用穴に対して永久磁石が所定の硬化温度(例えば略120℃)で硬化する熱硬化型の接着剤(熱硬化性樹脂)を媒介としてそれぞれ接着固定されている。従来、こうした熱硬化型の接着剤を硬化させる際には、ロータコア(ワーク)を加熱することにより、該ロータコアを介した熱伝達によって、前記接着剤を硬化させる方法が知られており、その際に用いる加熱装置として、例えば特許文献1に記載の加熱装置が提案されている。
Generally, a rotor core (workpiece) in which a permanent magnet is embedded is used for a motor that requires high output. The rotor core is formed by laminating a plurality of rotor layer plates, and magnet holes extending along the lamination direction of the rotor layer plates are formed at a plurality of locations. That is, each rotor layer plate is formed with a plurality of slits at predetermined positions, and when the rotor core is laminated on each rotor layer plate, each of the slits on each rotor layer plate is the axis of the rotor core. The magnet holes are formed in a row in the direction. A permanent magnet is adhered and fixed to each magnet hole through a thermosetting adhesive (thermosetting resin) that cures at a predetermined curing temperature (for example, approximately 120 ° C.). Conventionally, when curing such a thermosetting adhesive, a method of curing the adhesive by heating the rotor core (workpiece) and transferring heat through the rotor core is known. For example, a heating device described in
特許文献1に記載の加熱装置は、前記接着剤を硬化させるための加熱用ユニット(特許文献1では「保持体」と記載されている)を備えており、該加熱用ユニットには、ロータコアを積層形成するロータ用層板の外周形状に対応した断面形状を有する収容孔が形成されている。また、加熱用ユニットには、外部からの給電に基づき発熱するヒータ(発熱手段)が前記収容孔を取り囲むように内装されており、ヒータの発熱に伴い加熱用ユニット自体の温度が上昇されるようになっている。そして、収容孔内に複数のロータ用層板が各層板間に熱硬化型の接着剤を介在させつつ積層収容された状態において、温度上昇した加熱用ユニットからロータコア(ロータ用層板)を介して前記接着剤に熱が伝達され、その熱伝達の温度が前記接着剤の硬化温度を越えた場合に当該接着剤を硬化させて各ロータ用層板同士を接着固定するようになっている。
ところで、前記ロータコアを形成するべく前記加熱用ユニットの収容孔内に積層される各ロータ用層板の外径には公差の許容範囲内でのばらつきがあることから、前記収容孔の内径は、前記公差の許容範囲の上限に見合った大きさを有するように形成されている。そのため、前記ロータコアを積層形成するように各ロータ用層板が前記収容孔内に積層状態で収容された場合、前記収容孔の内側面とロータコア(具体的には、各ロータ用層板)の外側面との間には、各ロータ用層板の外径のばらつきにより隙間が形成されることもあり得る。そうした場合、前記加熱用ユニット(ヒータ)は、収容孔内の前記ロータコア(各ロータ用層板)を前記隙間の空気を媒介させて加熱することになる。従って、前記ヒータからの熱をロータコア(各ロータ用層板)に効率良く伝達できなくなるため、接着剤の硬化に時間がかかるという問題があった。また、前記収容孔の内側面とロータコア(各ロータ用層板)の外側面との間の隙間が一律でない場合には、その隙間の狭い部分と広い部分とで前記加熱用ユニット(ヒータ)からロータコアへの熱伝達の効率が異なってしまい、ロータコア内で温度むらが発生する可能性があった。そして、このようにロータコア内で温度むらが発生した場合は、充分に熱伝達されなかった部分で前記接着剤の硬化不良が発生するという問題もあった。 By the way, since the outer diameter of each rotor layer plate laminated in the accommodation hole of the heating unit to form the rotor core has a variation within an allowable range of tolerance, the inner diameter of the accommodation hole is It is formed to have a size commensurate with the upper limit of the tolerance range. Therefore, when each rotor layer plate is accommodated in the accommodation hole in a laminated state so as to form the rotor core in a stacked manner, the inner surface of the accommodation hole and the rotor core (specifically, each rotor layer plate) A gap may be formed between the outer side surfaces due to variations in the outer diameter of each rotor layer plate. In such a case, the heating unit (heater) heats the rotor core (each rotor layer plate) in the accommodation hole through the air in the gap. Therefore, heat from the heater cannot be efficiently transferred to the rotor core (each rotor layer plate), and there is a problem that it takes time to cure the adhesive. In addition, when the gap between the inner side surface of the accommodation hole and the outer side surface of the rotor core (layer plate for each rotor) is not uniform, the heating unit (heater) is separated by a narrow part and a wide part of the gap. The efficiency of heat transfer to the rotor core is different, and temperature unevenness may occur in the rotor core. When the temperature unevenness occurs in the rotor core as described above, there is a problem that the adhesive is hardened at a portion where heat is not sufficiently transferred.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークに付着した熱硬化型の接着剤を、ワークを介した熱伝達により硬化させる硬化時間を短縮できると共に、ワーク内での温度むらの発生を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is to shorten the curing time for curing the thermosetting adhesive attached to the workpiece by heat transfer through the workpiece, It is providing the heating apparatus and heating method which can suppress generation | occurrence | production of the temperature nonuniformity in the inside.
上記目標を達成するために、請求項1に記載の発明は、ワークを加熱することにより、該ワークを介した熱伝達によって、該ワークに付着した熱硬化型の接着剤を硬化させる加熱装置において、前記ワークの表面と面接触可能な当接面を有する加熱用ユニットを備え、該加熱用ユニットには外部からの給電に基づき発熱する発熱手段を設けると共に、前記各加熱用ユニットを前記当接面が前記ワークの表面に当接する加熱位置と前記当接面が前記ワークの表面から離間する非加熱位置との間で移動させる移動手段を設けたことを要旨とする。
In order to achieve the above-mentioned target, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の加熱装置において、前記加熱用ユニットは、前記発熱手段による加熱に基づき熱膨張した場合に、前記当接面が前記ワークの表面の面形状と対応した面形状をなすように形成されていることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the heating apparatus according to the first aspect, when the heating unit is thermally expanded based on the heating by the heating means, the contact surface is a surface shape of the surface of the workpiece. The gist is that it is formed to have a surface shape corresponding to the above.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の加熱装置において、前記加熱用ユニットは、前記加熱位置に配置された場合に、前記発熱手段が前記ワークにおける前記接着剤の付着部位と前記当接面を挟んで対峙した位置関係となるように構成されていることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the heating apparatus according to the first or second aspect, when the heating unit is disposed at the heating position, the heat generating means is used for the adhesive of the workpiece. The gist is that it is configured to be in a positional relationship in which the attachment site and the abutting surface are opposed to each other.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記加熱用ユニットの温度を計測するユニット温度計測手段と、該ユニット温度計測手段によって計測された温度が予め定められた設定温度であるか否かを判定するユニット温度判定手段と、該ユニット温度判定手段による判定結果が肯定判定である場合に、前記加熱用ユニットが前記非加熱位置から前記加熱位置に向けて移動するように前記移動手段を駆動させる制御手段とを備えたことを要旨とする。 Invention of Claim 4 is the heating apparatus as described in any one of Claims 1-3. By the unit temperature measurement means which measures the temperature of the said unit for a heating, By this unit temperature measurement means A unit temperature determining means for determining whether or not the measured temperature is a predetermined set temperature; and when the determination result by the unit temperature determining means is an affirmative determination, the heating unit is in the non-heating position. And a control means for driving the moving means so as to move toward the heating position.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記移動手段は、所定軸を支点として揺動する揺動部材から構成されており、前記揺動部材の作用点側に前記加熱用ユニットが連結されていることを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the heating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the moving means is composed of a swinging member that swings about a predetermined axis. The gist of the invention is that the heating unit is connected to the operating point side of the swing member.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記加熱用ユニットが前記加熱位置まで移動した際に前記加熱用ユニットを前記ワークに向けて付勢する付勢手段を備えたことを要旨とする。 Invention of Claim 6 is a heating apparatus as described in any one of Claims 1-5. WHEREIN: When the said heating unit moves to the said heating position, the said heating unit is made into the said workpiece | work. The gist is that an urging means for urging the urging is provided.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記移動手段と加熱用ユニットとの間には、断熱部材が介在されていることを要旨とする。 A seventh aspect of the present invention is the heating apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein a heat insulating member is interposed between the moving means and the heating unit. Is the gist.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記ワークは、モータ用のロータコアである要旨とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載の加熱装置において、前記加熱用ユニットは、前記ワークの表面に当接する加熱位置がそれぞれ異なる複数の加熱用ユニットにて構成されている要旨とする。
The invention according to claim 8 is the heating device according to any one of
A ninth aspect of the present invention is the heating apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the heating unit has a plurality of different heating positions that contact the surface of the workpiece. The gist is composed of units.
また、請求項10に記載の発明は、ワークを加熱することにより、該ワークを介した熱伝達によって、該ワークに付着した熱硬化型の接着剤を硬化させる加熱方法において、前記ワークの表面と面接触可能な当接面を有する加熱用ユニットを、前記当接面が前記ワークの表面と離間した非加熱位置から前記当接面が前記ワークの表面に当接する加熱位置まで移動させる往動工程と、前記加熱位置にあって昇温された前記加熱用ユニットにより前記ワークを加熱する加熱工程と、前記加熱用ユニットを前記加熱位置から非加熱位置まで移動させる復動工程とを備えたことを要旨とする。
The invention according to
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の加熱方法において、前記加熱工程において、前記加熱用ユニットの当接面と前記ワークの表面との当接及び離間が繰り返されるように、前記加熱用ユニットを移動させることを要旨とする。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、請求項10又は請求項11に記載の加熱方法において、前記加熱工程において、前記加熱用ユニットは、その温度が前記接着剤の硬化温度よりも高温となるように設定されることを要旨とする。
The invention according to
本発明によれば、ワークに付着した熱硬化型の接着剤を、ワークを介した熱伝達により硬化させる硬化時間を短縮できると共に、ワーク内での温度むらの発生を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to shorten the hardening time which hardens the thermosetting adhesive adhering to a workpiece | work by heat transfer through a workpiece | work, generation | occurrence | production of the temperature nonuniformity in a workpiece | work can be suppressed.
(第1の実施形態)
以下、本発明を、モータ用のロータコアに永久磁石を熱硬化型の接着剤を介して接着固定する際に用いられる加熱装置及び加熱方法に具体化した第1の実施形態を図1〜図6に従って説明する。
(First embodiment)
1 to 6 show a first embodiment in which the present invention is embodied in a heating device and a heating method used when a permanent magnet is bonded and fixed to a rotor core for a motor via a thermosetting adhesive. It explains according to.
図1及び図4に示すように、本実施形態のロータコア(ワーク)10は、平面視略円形状をなす複数枚のロータ用層板10Aが積層されてなり、その径方向の中心には、各ロータ用層板10Aの積層方向(軸方向)に沿って延びる貫通孔11が形成されている。ロータコア10の径方向外側寄り部分には、該ロータコア10の軸方向に延びる複数(本実施形態では8つ)のスリット12が磁石用穴としてロータコア10の周方向へ等間隔をおいて形成されている。また、前記各スリット12内には永久磁石13がそれぞれ挿入され、永久磁石13と各スリット12の内側面12aとの間には熱硬化型の接着剤Jが介在されている。すなわち、前記各永久磁石13は、前記ロータコア10が加熱された場合の該ロータコア10を介した熱伝達によって前記接着剤Jが硬化することによりロータコア10に接着固定されるようになっている。なお、本実施形態における前記接着剤Jには、略120℃以上に昇温された場合に硬化する熱硬化性樹脂が用いられている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the rotor core (workpiece) 10 of the present embodiment is formed by laminating a plurality of
次に、本実施形態の加熱装置について説明する。
図1及び図4に示すように、本実施形態の加熱装置14は、複数(本実施形態では2つ)の加熱用ユニット15と、該各加熱用ユニット15を各別に移動させるための複数(2つ)のシリンダ(例えば油圧シリンダ)16とを備えている。加熱用ユニット15とシリンダ16との間には、ガラス繊維をケイ酸系バインダで固めてなる断熱部材17が介在されており、この断熱部材17を介して加熱用ユニット15とシリンダ16とは連結されている。
Next, the heating apparatus of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 4, the
前記加熱用ユニット15は、円筒体を軸方向に沿う平面で複数に分割(本実施形態では2分割)したような形状をなすユニット本体18を備えており、該ユニット本体18は、その熱伝導率が比較的高い材料(例えば、クロム銅)にて構成されている。前記各ユニット本体18は、その径方向内側となる表面部分が前記ロータコア10の円弧面状をなす外側面(表面)10aと対応した円弧面状をなすように形成されており、当該径方向内側となる表面部分が前記ロータコア10の外側面10aと面接触可能な当接面18aとされている。そして、各ユニット本体18には、ユニット本体18の高さ方向(図4の(a)では紙面と直交する方向、(b)では上下方向)に沿って延びる複数(本実施形態では4つ)のヒータ用穴18bが周方向へ等間隔をおいて形成されている。
The
また、各ユニット本体18において、前記各ヒータ用穴18bの周方向両側位置には、ユニット本体18の高さ方向に沿って延びる複数の熱電対用穴18cがそれぞれ形成されている。ただし、各ユニット本体18のうち一方側(図1では右側)に配置されたユニット本体18において、図1において最も上側のヒータ用穴18bの近傍には、周方向一方側(図1では周方向右側)にのみ熱電対用穴18cが形成されている。同様に、各ユニット本体18のうち他方側(図1では左側)に配置されたユニット本体18において、図1において最も下側のヒータ用穴18bの近傍には、周方向他方側(図1では周方向左側)にのみ熱電対用穴18cが形成されている。
Further, in each unit
また、各ユニット本体18において、各ヒータ用穴18b及び各熱電対用穴18cは、図2に示すように、ユニット本体18における径方向内側(当接面18a側)寄り部分に形成されている。本実施形態の場合、前記ヒータ用穴18bが形成された部分でのヒータ用穴18bの内側面と前記当接面18aとの間の距離d1は、略0.5mmに設定されている。同様に、前記熱電対用穴18cが形成された部分での熱電対用穴18cの内側面と前記当接面18aとの間の距離d2についても、本実施形態では、略0.5mmに設定されている。すなわち、ユニット本体18に対して前記各ヒータ用穴18b及び各熱電対用穴18cを形成した際に、ユニット本体18の当接面18a側が破損しない範囲内で可能な限り各ヒータ用穴18b及び各熱電対用穴18cはユニット本体18における径方向内側寄り部分に形成されている。
Further, in each unit
前記ユニット本体18の各ヒータ用穴18b内には、外部からの給電に基づき発熱するカートリッジヒータ(発熱手段)19がそれぞれ設けられており、各カートリッジヒータ19の発熱に伴いユニット本体18は加熱されるようになっている。ここで、前述したように、前記各カートリッジヒータ19はユニット本体18内の径方向内側寄り部分に配置されているため、ユニット本体18は、径方向内側寄り部分の方が径方向外側寄り部分よりも昇温されやすい構成とされている。なお、前記ユニット本体18の各熱電対用穴18c内には熱電対20がそれぞれ設けられている。
Each
また、前述したように、前記各ユニット本体18は、熱伝導率が比較的高い材料で構成されている。すなわち、ユニット本体18は、カートリッジヒータ19の発熱に伴い加熱された場合には熱膨張する構成とされている。そのため、本実施形態の場合、各ユニット本体18は、前記カートリッジヒータ19の発熱に伴い加熱されて熱膨張した場合に、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aの面形状に対応した面形状をなす(つまり面接触する)ように形成されている。具体的には、前記接着剤Jの硬化温度(略120℃)よりも充分に高い設定温度(本実施形態では、280℃〜320℃の範囲内の温度)まで加熱されて熱膨張した場合に、ユニット本体18は、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aと面接触するように形成されている。
Further, as described above, each
従って、本実施形態の場合、各ユニット本体18の前記当接面18aは、前記カートリッジヒータ19によりユニット本体18が十分に加熱されておらず前記設定温度まで温度上昇していない場合、図3に示すように、前記ロータコア10の外側面10aの面形状とは対応していない。すなわち、この加熱不十分の状態において、前記各シリンダ16を駆動させることにより各ユニット本体18をロータコア10側に移動させたとしても、前記当接面18aとロータコア10の外側面10aとが面接触することはなく、両者の間には隙間Sが形成されることになる。
Therefore, in the case of the present embodiment, the
また、前記加熱用ユニット15は、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aに面接触した場合、ユニット本体18内の各カートリッジヒータ19が前記ロータコア10のスリット12の近傍に位置するように構成されている。すなわち、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aに面接触した状態において、各カートリッジヒータ19は、ロータコア10の中心からスリット12内の永久磁石13における極の中心を通って径方向に延びる直線(図4(a)において一点鎖線で示す直線であり、ロータコア10における法線に相当する)SL上に位置するようになっている。換言すると、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aに面接触した状態において、各カートリッジヒータ19は、前記ロータコア10におけるスリット12の形成された部位と前記当接面18aを挟んで対峙した位置関係となる。なお、本実施形態では、前記直線SLはロータコア10の中心とスリット12の周方向中心(すなわち、スリット12内の永久磁石13における長手方向の中心)を通るようになっている。
Further, the
一方、前記各シリンダ16には、先端が前記断熱部材17に連結されたロッド16aが伸縮動作可能に設けられている。そして、各シリンダ16は、ロッド16aを伸張させることにより、各カートリッジヒータ19によって加熱された加熱用ユニット15(ユニット本体18)を、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aに圧接(当接)する加熱位置(図4(a)に示す位置)まで移動させるようになっている。この場合、各加熱用ユニット15は、各シリンダ16によって、前記ロータコア10の外側面(表面)10aに当接する加熱位置がそれぞれ異なる配置態様となるように移動させられる。また、各シリンダ16は、ロッド16aを収縮させることにより、前記加熱用ユニット15(ユニット本体18)を、前記当接面18aがロータコア10の外側面10aから離間した非加熱位置(図1に示す位置)まで移動させるようになっている。すなわち、本実施形態では、シリンダ16が、各加熱用ユニット15を加熱位置と非加熱位置との間で移動させる移動手段、及び加熱位置において各加熱用ユニット15をロータコア10側に向けて付勢する付勢手段として機能するようになっている。
On the other hand, each
また、本実施形態の加熱装置14は、図5に示すように、入力側に前記熱電対20を接続すると共に、出力側に前記各カートリッジヒータ19とシリンダ16とを接続した制御部21を備えている。すなわち、この制御部21は、前記各熱電対20からの信号に基づき前記各ユニット本体18の温度を検出するようになっている。従って、本実施形態では、各熱電対20と制御部21とにより加熱用ユニット15(ユニット本体18)の温度を計測するユニット温度計測手段が構成されている。
Further, as shown in FIG. 5, the
また、制御部21は、検出したユニット本体18の温度に基づき各カートリッジヒータ19に対する給電を制御するようになっている。すなわち、制御部21は、ユニット本体18の温度が前記接着剤Jにおける硬化温度(略120℃)よりも充分に高い温度範囲内の温度である前記設定温度となるように、各カートリッジヒータ19に対する給電を制御するようになっている。そして、このカートリッジヒータ19に対する給電制御に加えて、制御部21は、前記各シリンダ16の駆動状態(ロッド16aの伸縮動作)をも制御するようになっている。
The
次に、本実施形態の前記加熱装置14を用いた加熱方法について説明する。
まず、図1に示すように、前記各シリンダ16のロッド16aが収縮した状態にあって各加熱用ユニット15が前記非加熱位置にある加熱装置14内に加熱対象とされるロータコア10が設置される。この場合、ロータコア10の各スリット12内には永久磁石13が未だ熱硬化していない前記接着剤Jを介在させて挿入されている。そして次に、制御部21が前記熱電対20からの信号入力に基づきカートリッジヒータ19を発熱させる給電制御を実行する。すると、各カートリッジヒータ19の発熱に伴い加熱用ユニット15のユニット本体18が加熱され、該加熱用ユニット15(ユニット本体18)の温度が前記設定温度に向けて上昇する。
Next, a heating method using the
First, as shown in FIG. 1, the
すると以後、前記加熱用ユニット15を非加熱位置から加熱位置へ向けて移動させる往動工程、前記加熱用ユニット15によりロータコア10を加熱する加熱工程、前記加熱用ユニット15を加熱位置から非加熱位置へ向けて移動させる復動工程が、前記制御部21の制御に基づき順次実行される。まず、往動工程において制御部21が実行する往動制御ルーチンについて図6に示すフローチャートに基づき説明し、以後、加熱工程、復動工程の順に説明することとする。
Then, the forward movement process of moving the
さて、往動制御ルーチンが開始されると、まず、制御部21は、各加熱用ユニット15(ユニット本体18)の温度が予め設定された前記設定温度STになっているか否かを判定する(ステップS10)。この点で、制御部21は、前記ユニット温度計測手段(制御部21及び熱電対20)によって計測された温度が予め定められた設定温度STであるか否かを判定するユニット温度判定手段として機能することになる。そして、このステップS10の判定結果が否定判定である場合、制御部21は、ステップS10の判定結果が肯定判定となるまで該ステップS10の判定処理を繰り返す。
When the forward movement control routine is started, first, the
一方、前記ステップS10の判定結果が肯定判定である場合、制御部21は、前記各シリンダ16を駆動(具体的には、ロッド16aを伸張動作)させることにより、各加熱用ユニット15を前記非加熱位置から加熱位置に向けて移動させる(ステップS11)。この点で、制御部21は、ステップS10の判定結果が肯定判定である場合に加熱用ユニット15が前記非加熱位置から加熱位置に向けて移動するようにシリンダ(移動手段)16を駆動させる制御手段としても機能することになる。
On the other hand, if the determination result in step S10 is affirmative, the
続いて、制御部21は、前記各加熱用ユニット15が加熱位置に到達したか否かを判定する(ステップS12)。そして、この判定結果が否定判定である場合(すなわち、各加熱用ユニット15が加熱位置に未だ到達していない場合)、制御部21は、ステップS12の判定結果が肯定判定となるまで該ステップS12の判定処理を繰り返す。一方、前記ステップS12の判定結果が肯定判定である場合(すなわち、各加熱用ユニット15が加熱位置に到達した場合)、制御部21は、各シリンダ16の駆動を停止させ(ステップS13)、往動処理ルーチンを終了する。
Subsequently, the
なお、前記ステップS12における各加熱用ユニット15が加熱位置に到達したか否かは、シリンダ16のロッド16aの伸張動作に伴い各加熱用ユニット15が所定位置に設けられたリミットスイッチ(図示略)に当接した場合に該リミットスイッチから出力される信号を制御部21において入力検知したか否かにより判定される。そして、ステップS13において各シリンダ16の駆動が停止された際、各加熱用ユニット15(ユニット本体18)の当接面18aが前記ロータコア10の外側面10aにそれぞれ面接触する。すなわち、図4に示す状態となる。
Whether or not each
すると次に、加熱工程が始まり、予め定められた加熱時間(1.5分〜3分)の間、各加熱用ユニット15によってロータコア10が加熱される。すなわち、制御部21は、各加熱用ユニット15の温度が前記設定温度STを維持するように、熱電対20からの信号入力に基づき各カートリッジヒータ19への給電状態を制御する。すると、前記設定温度STに加熱された加熱用ユニット15におけるユニット本体18の当接面18aから空気を介在させることなくロータコア10の外側面10aに直接的に熱伝達が行われ、その熱が次第にロータコア10全体に伝達される。
Then, the heating process starts, and the
その際において、ロータコア10側の接着剤Jが塗布(付着)された各スリット12と加熱用ユニット15側の各カートリッジヒータ19とは、前記当接面18aを挟んで対峙した位置関係にあるため、ロータコア10における各スリット12の形成部位には、前記各カートリッジヒータ19の発熱に伴う熱が伝わりやすい。また、1つのスリット12に対応して1つのカートリッジヒータ19が割当配置されるため、前記ロータコア10における各スリット12の形成部位には各々均等に熱が伝達されることになる。
At that time, each slit 12 to which the adhesive J on the
そして、面接触した前記ユニット本体18の当接面18aからの熱伝達に基づきロータコア10における各スリット12の形成部位の温度が接着剤Jの硬化温度(略120度)を超えると、接着剤Jの温度も硬化温度を越える結果、接着剤Jが熱硬化する。すると、各スリット12内に挿入された各永久磁石13は、この熱硬化した接着剤Jの接着作用によりロータコア10に対して接着不良を起こすことなく確実に接着固定される。
When the temperature of the portion where each slit 12 is formed in the
その後、加熱時間が経過すると、加熱工程が終了して復動工程に移行する。すなわち、制御部21の制御に基づき各シリンダ16のロッド16aが収縮動作することにより、前記加熱位置に配置されていた各加熱用ユニット15が非加熱位置に向けて移動する。そして、各加熱用ユニット15が非加熱位置に到達すると、各シリンダ16の駆動が停止し、復動工程が終了する(すなわち、図1に示す状態に戻る)。そして次に、加熱処理が完了したロータコア10は、加熱装置14外に搬出されて冷却される。続いて、加熱装置14内には、加熱処理前のロータコア10が新たに搬入され、再び前記各工程(往動工程、加熱工程及び復動工程)が順時実行される。
Then, when heating time passes, a heating process will be complete | finished and it will transfer to a backward movement process. That is, when the
従って、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)シリンダ(移動手段)16の駆動に基づき加熱位置まで移動した各加熱用ユニット15(ユニット本体18)は、当接面18aがロータコア10の外側面10aに面接触するため、各カートリッジヒータ(発熱手段)19の発熱に基づく熱をロータコア(ワーク)10に対して空気を介在させることなく直接的に伝達することができる。そのため、ロータコア10における各スリット12の形成部位には、各加熱用ユニット15からの熱が効率良く速やかに伝達される。従って、ロータコア10の各スリット12内に塗布された接着剤Jを硬化させるための硬化時間を短縮できると共に、ロータコア10内での温度むらの発生を抑制できる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Each heating unit 15 (unit main body 18) moved to the heating position based on driving of the cylinder (moving means) 16 has a
(2)しかも、各加熱用ユニット15(ユニット本体18)は、各カートリッジヒータ(発熱手段)19による加熱に基づき熱膨張した場合に、当接面18aがロータコア10の外側面10aの面形状と対応した面形状となるため、加熱工程において当接面18aをロータコア10の外側面10aに対して確実に面接触させることができる。
(2) Moreover, when each heating unit 15 (unit main body 18) is thermally expanded based on heating by each cartridge heater (heat generating means) 19, the
(3)各加熱用ユニット15が加熱位置に配置された場合、各カートリッジヒータ(発熱手段)19は、ロータコア(ワーク)10における各スリット12の形成部位との位置関係が、前記当接面18aを挟んで対峙した位置関係となる。そのため、各カートリッジヒータ19の発熱に基づく熱を最短距離でロータコア10における各スリット12の形成部位(すなわち、接着剤Jが塗布された部位)に伝達できる。
(3) When each
(4)各加熱用ユニット15(ユニット本体18)の温度が設定温度(280℃〜320℃の範囲内の温度)STでない場合には、ロータコア(ワーク)10に対する加熱処理が実行されないようになっている。そのため、ロータコア10における各スリット12の形成部位に熱が充分に伝達されないことに起因した各永久磁石13とロータコア10との接着不良が発生することを抑制できる。
(4) When the temperature of each heating unit 15 (unit main body 18) is not the set temperature (temperature in the range of 280 ° C. to 320 ° C.) ST, the heat treatment for the rotor core (work) 10 is not executed. ing. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of poor adhesion between the
(5)各カートリッジヒータ(発熱手段)19の発熱に基づく熱は、シリンダ16側に伝達されることが断熱部材17によって抑制されるため、移動手段としてのシリンダ16が無用な加熱により作動不良となるような虞を回避できる。
(5) Since heat based on the heat generated by each cartridge heater (heat generating means) 19 is suppressed by the
(6)各加熱用ユニット15(ユニット本体18)は、各カートリッジヒータ(発熱手段)19の発熱によって接着剤Jの硬化温度(略120℃)よりも充分に高温となる設定温度(280℃〜320℃の範囲内の温度)STに設定される。そのため、前記接着剤Jを硬化させるために必要な熱量をロータコア(ワーク)10側に速やかに供給できることから、接着剤Jの硬化時間を良好に短縮できる。
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を図7に従って説明する。なお、第2の実施形態は、各加熱用ユニット15を移動させる移動手段の構成が第1の実施形態と異なっている。従って、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(6) Each heating unit 15 (unit body 18) has a set temperature (280 ° C. to 280 ° C.) that is sufficiently higher than the curing temperature (approximately 120 ° C.) of the adhesive J by the heat generated by each cartridge heater (heat generating means) 19. (Temperature within the range of 320 ° C.) ST. Therefore, the amount of heat necessary to cure the adhesive J can be quickly supplied to the rotor core (workpiece) 10 side, so that the curing time of the adhesive J can be shortened favorably.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of moving means for moving each
図7に示すように、本実施形態の加熱装置14は、ロータコア10を加熱するための複数(本実施形態では2つ)の加熱用ユニット15と、該各加熱用ユニット15を各別に移動させる移動装置(移動手段)30とを備えており、ロータコア10は、載置ブロック31の載置面(図7では上面)31aに載置されている。
As shown in FIG. 7, the
前記移動装置30は、トグル機構を有する所謂トグルクランプであり、その基部32が載置ブロック31の側壁31bに複数(図7では2つのみ図示)のボルト32aによって締付け固定されている。前記移動装置30には、クランプハンドル33とクランプアーム34とが設けられており、該クランプハンドル33は、その基端部33aが第1支点ピン35を介して基部32に回動可能(揺動可能)に支持されている。そして、このクランプハンドル33の先端部33bは、該クランプハンドル33を揺動させる際に作業者が手動操作するための操作部とされている。
The moving
一方、前記クランプアーム(揺動部材)34は、その基端部34aが第2支点ピン(所定軸)36を介して基部32に回動可能(揺動可能)に支持されており、前記第2支点ピン36を支点として揺動するように構成されている。そして、このクランプアーム34の先端部34b側(作用点側)には、付勢手段としてのばねBが設けられており、該ばねB及び断熱部材17を介して加熱用ユニット15(ユニット本体18)が連結されている。
On the other hand, the clamp arm (swing member) 34 has a base end portion 34a supported by the
また、前記クランプハンドル33とクランプアーム34との間には、リンク部材37が介装されている。このリンク部材37は、一端が第1ピン38を介してクランプハンドル33における長さ方向中途よりも先端部33b寄り位置に回動可能に支持されると共に、他端が第2ピン39を介してクランプアーム34における長さ方向中途よりも基端部34a寄り位置に回動可能に支持されている。そのため、前記第1支点ピン35を支点としてクランプハンドル33を揺動させた場合、クランプアーム34は、リンク部材37からの押し上げ力を受けることにより、クランプハンドル33に連動して揺動するようになっている。
A
すなわち、前記移動装置30は、前記クランプハンドル33を図7にて2点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで揺動させた場合、該クランプハンドル33に連動して揺動するクランプアーム34によって加熱用ユニット15が非加熱位置(図7では2点鎖線で示す位置)から加熱位置(図7では実線で示す位置)に向けて移動するようになっている。ここで、加熱用ユニット15が加熱位置に配置された場合の前記ばねBの長さL1は、加熱用ユニット15が非加熱位置に配置された場合のばねBの長さL2よりも短くなる。すなわち、加熱位置において、前記ばねBは、加熱用ユニット15をロータコア10に向けて付勢するようになっている。また、加熱用ユニット15が加熱位置に配置された場合、クランプアーム34には、前記リンク部材37の前記他端側に形成されたストッパ部37aが当接するようになっている。そのため、加熱位置においては、前記クランプハンドル33を手動操作により非加熱位置方向へ揺動させないかぎり、クランプアーム34は、ロータコア10から離間する方向に揺動できないようになっている。
That is, when the clamp handle 33 is swung from the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 7 to the position indicated by the solid line in FIG. The
従って、第2の実施形態によれば、さらに以下に示す効果を得ることができる。
(7)第1の実施形態のようにシリンダ16の駆動によって加熱用ユニット15を直線的に往復移動させる場合には、加熱用ユニット15が、加熱位置から非加熱位置へ移動してもロータコア10の側方に位置することになり、ロータコア10を加熱装置14内へ設置したり加熱装置14外へ搬出したりする際の邪魔になることがある。そして、そのような邪魔にならないようにするためには、シリンダ16のロッド16aのストローク長を長くする必要があり、結果として、加熱装置14全体が大型化してしまう。一方、第2の実施形態のように、揺動部材たるクランプアーム34の揺動により加熱用ユニット15が加熱位置と非加熱位置との間を移動する構成の場合には、非加熱位置において加熱用ユニット15がロータコア10の側方に位置しない。そのため、ロータコア10を加熱装置14内へ設置したり加熱装置14外へ搬出したりする際に加熱用ユニット15が邪魔になることはなく、加熱装置14全体が大型化することを抑制できる。
Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be further obtained.
(7) When the
(8)加熱位置に配置された加熱用ユニット15は、ばね(付勢手段)Bによってロータコア(ワーク)10側に付勢されるため、加熱工程では加熱用ユニット15(ユニット本体18)の当接面18aとロータコア(ワーク)10の外側面10aとの面接触状態を良好に維持することができる。
(8) Since the
なお、前記各実施形態は以下のような別の実施形態(別例)に変更してもよい。
・前記各実施形態において、各加熱用ユニット15(ユニット本体18)における設定温度STは、接着剤Jの硬化温度(略120℃)よりも高温であれば任意の温度(例えば200℃前後の温度)であってもよい。ただし、加熱工程において各加熱用ユニット15がロータコア10を加熱する加熱時間は、前記設定温度STの変化に応じて変更することが望ましい。
In addition, you may change each said embodiment into the following other embodiment (another example).
In each of the above embodiments, the set temperature ST in each heating unit 15 (unit main body 18) is an arbitrary temperature (for example, a temperature around 200 ° C.) as long as it is higher than the curing temperature (approximately 120 ° C.) of the adhesive J. ). However, it is desirable that the heating time during which each
・前記第1の実施形態において、各シリンダ16は、加熱工程中にユニット本体18(加熱用ユニット15)の当接面18aとロータコア10の外側面10aとの当接及び離間が繰り返されるように駆動してもよい。このようにした場合は、ロータコア10における各スリット12の形成部位の温度が高くなりすぎることを抑制できると共に、接着剤Jが昇温されすぎて炭化するようなことを抑制できる。
In the first embodiment, each
・前記各実施形態において、加熱装置14内に設置されたロータコア10のうち各スリット12の形成部位付近における温度を計測する温度計測手段(熱電対等)を設けてもよい。そして、加熱工程は、前記各スリット12の形成部位付近における温度が予め定めた所定温度(すなわち、接着剤Jの硬化温度に対応した温度)に達した場合に終了するようにしてもよい。このように構成した場合、必要以上の時間をかけてロータコア10を加熱することによる生産効率の低下を抑制できると共に、充分に熱が伝達されないことによる各永久磁石13とロータコア10との接着不良の発生を良好に回避できる。
In each of the above embodiments, temperature measuring means (thermocouple or the like) for measuring the temperature in the vicinity of the formation site of each slit 12 in the
・前記各実施形態において、加熱装置14は、ロータコア10を径方向から取り囲むのであれば、3つ以上の任意数の加熱用ユニットから構成されたものであってもよい。例えば、加熱装置14は、図8に示すように、8つの加熱用ユニット50から構成されたものであってもよい。すなわち、これら各加熱用ユニット50には1つのカートリッジヒータ19と2つの熱電対20とが設けられており、各加熱用ユニット50は、ロータコア10における各スリット12の形成部位に対応するようにそれぞれ配置されている。
In each of the above embodiments, the
・また、加熱装置14は、図9に示すように、4つの加熱用ユニット51から構成されたものであってもよい。すなわち、これら各加熱用ユニット51には、2つのカートリッジヒータ19と4つの熱電対20とが設けられている。この場合においても、各加熱用ユニット51が加熱位置に配置された場合、各カートリッジヒータ19は、ロータコア10における各スリット12の形成部位と当接面18aを挟んで対峙する位置関係となる。なお、図8及び図9において、説明理解の便宜上、シリンダ16や移動装置30の記載を省略している。
-Moreover, the
・前記各実施形態において、加熱装置14は、ロータコア10における各スリット12の形成部位を加熱できる構成であれば、該各スリット12の形成部位付近のみを加熱するようにしてもよい。例えば、図10に示すように、ロータコア10に2つのスリット53Aからなるスリット形成部位53が4箇所に形成されている場合、加熱装置14には、各スリット形成部位53付近のみを加熱するために4つの加熱用ユニット52が設けられることになる。このように構成した場合、ロータコア10内において、各加熱用ユニット52に位置対応する部分(スリット形成部位53)は充分に昇温されるものの、各加熱用ユニット52に位置対応していない部分は、各加熱用ユニット52に位置対応する部分と比較してあまり昇温されない。そのため、加熱処理後にロータコア10を充分に冷却させるためにかかる時間が、前記各実施形態の場合に比して短縮される。なお、図10において、説明理解の便宜上、シリンダ16や移動装置30の記載を省略している。
In each of the above embodiments, the
・また、前記各スリット形成部位53には2つのスリット53Aが略V字状をなすように形成されており、該各スリット53A内に永久磁石13Aがそれぞれ挿入されている。この場合、各スリット形成部位53には2つのスリット53Aの中間に永久磁石13Aの極の中心が形成され、この永久磁石13Aの中心と前記ロータコア10の中心とを通る直線SL上に、前記カートリッジヒータ19は、各加熱用ユニット52が加熱位置に配置された場合に位置するようになっている。
Further, two
・前記各実施形態において、加熱用ユニット15は、加熱位置に配置された場合に、各カートリッジヒータ19が各スリット12の形成部位との位置関係において必ずしも当接面18aを挟んで対峙する位置関係になっていなくてもよい。
In each of the above-described embodiments, when the
・前記各実施形態において、加熱装置14は、ロータコア10に永久磁石13を固定させるための接着剤Jを硬化させるのではなく、ロータコア10を形成するロータ用層板同士を固定するための接着剤Jを硬化させる場合に用いられてもよい。
In each of the above embodiments, the
・前記各実施形態において、加熱装置14は、任意の形状(例えば楕円形状)をなすロータコア(ワーク)に付着した熱硬化型の接着剤を硬化させる場合に使用されてもよい。また、加熱装置14は、熱硬化型の接着剤が付着されるロータコア(ワーク)の形状及び該ロータコアに対する接着剤の付着位置などにより加熱用ユニットが1つの場合もあり得る。
In each of the above embodiments, the
10…ロータコア(ワーク)、10a…外側面(表面)、14…加熱装置、15,50,51,52…加熱用ユニット、16…シリンダ(移動手段)17…断熱部材、18a…当接面、19…カートリッジヒータ(発熱手段)、20…熱電対(ユニット温度計測手段)、21…制御部(ユニット温度計測手段、ユニット温度判定手段、制御手段)、30…移動装置(移動手段)、34…クランプアーム(揺動部材)、36…第2支点ピン(所定軸)、B…ばね(付勢手段)、J…接着剤、ST…設定温度。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ワークの表面と面接触可能な当接面を有する加熱用ユニットを備え、該加熱用ユニットには外部からの給電に基づき発熱する発熱手段を設けると共に、前記加熱用ユニットを前記当接面が前記ワークの表面に当接する加熱位置と前記当接面が前記ワークの表面から離間する非加熱位置との間で移動させる移動手段を設けた加熱装置。 In the heating device that cures the thermosetting adhesive attached to the workpiece by heating the workpiece by heat transfer through the workpiece,
A heating unit having a contact surface that can come into surface contact with the surface of the workpiece; the heating unit is provided with heat generating means for generating heat based on external power supply; and the heating unit is mounted on the contact surface. A heating apparatus provided with a moving means for moving between a heating position that contacts the surface of the workpiece and a non-heating position where the contact surface separates from the surface of the workpiece.
前記ワークの表面と面接触可能な当接面を有する加熱用ユニットを、前記当接面が前記ワークの表面と離間した非加熱位置から前記当接面が前記ワークの表面に当接する加熱位置まで移動させる往動工程と、前記加熱位置にあって昇温された前記加熱用ユニットにより前記ワークを加熱する加熱工程と、前記各加熱用ユニットを前記加熱位置から非加熱位置まで移動させる復動工程とを備えた加熱方法。 In a heating method in which the work is heated to cure the thermosetting adhesive attached to the work by heat transfer through the work,
A heating unit having a contact surface that can come into surface contact with the surface of the workpiece, from a non-heating position where the contact surface is separated from the surface of the workpiece to a heating position where the contact surface contacts the surface of the workpiece. A forward movement step of moving, a heating step of heating the workpiece by the heating unit heated at the heating position, and a backward movement step of moving the heating units from the heating position to the non-heating position. And a heating method.
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