JP2006204068A - 永久磁石の樹脂封止方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる永久磁石の樹脂封止装置及びその方法を提供する。
【解決手段】 回転子積層鉄心１２を搭載する搬送トレイ１６と、搬送トレイ１６に搭載された回転子積層鉄心１２を載置し、回転子積層鉄心１２を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段が設けられた下型１７と、回転子積層鉄心１２を上から加熱する第２の加熱手段及び樹脂部材１５の原料１８を入れる複数のポット１９を有し、樹脂部材１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を備え下型１７の上昇に伴って上昇する上型２１と、上型２１の上方にあって下降限位置にある上型２１とは隙間Ｇを有して配置される固定架台２２と、固定架台２２を貫通しポット１９に投入された樹脂部材１５を加圧する複数のプランジャー２３と、上型２１を上昇限位置に保持するストッパー２４とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止装置及びその方法に関する。
従来、永久磁石を積層鉄心に樹脂封止により固定する方法として、例えば、特許文献１に記載の形態のものが知られている。
特許文献１に記載された永久磁石の樹脂封止方法においては、複数枚の鉄心片が打抜きかしめ等により固着一体化して積層され、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が外周部に複数形成されると共に、封止樹脂を注入するための注入用穴部が複数形成された積層鉄心を、下型の有底穴部に嵌挿し、磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、注入用穴部に符合する位置に注入穴部が形成された上型を、注入穴部が注入用穴部に一致するように下型の上端に載置し、下型と上型を締結手段により固定した状態で、上型の注入穴部に連通する樹脂供給穴部から所定の圧力で樹脂部材を供給して樹脂部材を磁石挿入孔に充填して、その後、加熱手段により積層鉄心を加熱することにより、樹脂部材を硬化させて永久磁石を積層鉄心に固定するようになっている。
特開２００２−３４１８７号公報（図１〜図６）
しかしながら、前記従来の永久磁石の樹脂封止方法は未だ解決すべき以下のような問題があった。
また、樹脂部材を磁石挿入孔に充填する際、上型に形成された樹脂供給穴部及び該樹脂供給穴部より分岐した複数の注入穴部を介して、積層鉄心の注入用穴部を経由して磁石挿入孔に注入されるので、樹脂部材を各磁石挿入孔に均等に充填することが困難であり、信頼性に劣っていた。しかも、樹脂部材を供給するポンプは大きな供給圧力を必要とし、装置が高価なものとなった。
更に、積層鉄心を下型の有底穴部に嵌挿し、加熱後、積層鉄心を下型の有底穴部から取り出す作業は、人手又は機械によっても、時間を要するもので、作業性が極めて悪い。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる永久磁石の樹脂封止装置及びその方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う本発明に係る永久磁石の樹脂封止装置は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止装置であって、前記回転子積層鉄心を搭載する搬送トレイと、前記搬送トレイに搭載された前記回転子積層鉄心を載置し該回転子積層鉄心を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段が設けられた下型と、前記回転子積層鉄心の上に搭載されて該回転子積層鉄心を上から加熱する第２の加熱手段及び前記樹脂部材の原料を入れる複数のポットを有し、更に底部には前記ポットからの樹脂部材を前記磁石挿入孔に導く流路を備え、前記下型の上昇に伴って上昇する上型と、前記上型の上方にあって下降限位置にある前記上型との間に作業空間となる隙間を有して固定配置される固定架台と、前記固定架台を貫通し、上昇した前記上型のポットに投入された前記樹脂部材を加圧する複数のプランジャーと、前記上型を上昇限位置に保持するストッパーとを有する。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止装置において、前記搬送トレイには、前記回転子積層鉄心の軸孔に嵌入する直径固定型又は直径拡縮型のガイド部材を有してもよい。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止装置において、前記搬送トレイの前記回転子積層鉄心の搭載面及び前記上型の前記回転子積層鉄心の押圧面には前記磁石挿入孔からの空気を外部に逃がすベント溝が設けられてもよい。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止装置において、前記固定架台の周囲には前記上型の摺動ガイド部材を備え、しかも前記複数のプランジャーの上端はプランジャーホルダーに固定され、しかも、該プランジャーホルダーはプランジャーガイドによってガイドされてもよい。
前記目的に沿う本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法であって、前記回転子積層鉄心を押圧し更に加熱する上型及び下型を備え、更に、前記上型に、前記磁石挿入孔に符合する位置又は別位置にポットを設け、前記ポットに挿入された前記樹脂部材の原料を前記上型で加熱した後、昇降するプランジャーで前記樹脂部材を前記ポットから押し出して前記磁石挿入孔に充填する。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記回転子積層鉄心は中央に軸孔を有し、前記回転子積層鉄心を前記軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、前記上型及び前記下型の間に配置してもよい。
請求項１〜４記載の永久磁石の樹脂封止装置及び請求項５、６記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する際、複数のポットに挿入された樹脂部材の原料を上型で加熱した後、上型及び下型により回転子積層鉄心を押圧し、昇降する複数のプランジャーで溶けた樹脂部材をポットから押し出して、磁石挿入孔に充填することによって、樹脂封止が確実に行われると共に、簡単な工程で、短時間に行うことができ、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる。
特に、請求項２記載の永久磁石の樹脂封止装置においては、搬送トレイには、回転子積層鉄心の軸孔に嵌入する直径固定型又は直径拡縮型のガイド部材を有しているので、積層された複数の鉄心片の芯出しが容易にできる。特に、直径拡縮型のガイド部材を使用した搬送トレイは、かしめや接着材が使用されていないバラの鉄心片が積層されたもの、或いは、かしめ力の弱い厚みが０．５ｍｍ以下の薄板鉄心片が積層されたものに対し、芯出しが容易にできる。
請求項３記載の永久磁石の樹脂封止装置においては、搬送トレイの回転子積層鉄心の搭載面及び上型の回転子積層鉄心の押圧面には磁石挿入孔からの空気を外部に逃がすベント溝が設けられているので、樹脂部材を磁石挿入孔に確実に充填することができる。
請求項４記載の永久磁石の樹脂封止装置においては、固定架台の周囲には上型の摺動ガイド部材を備え、しかも複数のプランジャーの上端はプランジャーホルダーに固定され、しかも、プランジャーホルダーはプランジャーガイドによってガイドされているので、プランジャーの先端の振れが抑制されてプランジャーとポットの摺動が円滑になり、樹脂部材を磁石挿入孔に確実に押し出すことができる。
特に、請求項６記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心を軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、上型及び下型の間に配置するので、回転子積層鉄心のハンドリングが容易となり、作業性が向上する。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置の概念図、図２は同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図、図３は同永久磁石の樹脂封止装置の正面図、図４は同永久磁石の樹脂封止装置の側面図、図５は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図、図６は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図、図７は同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図、図１０は同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。
図１及び図２に模式的に示すように、本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置１０は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔１１を備えた回転子積層鉄心１２に形成された複数（本実施の形態では８個）の磁石挿入孔１３に挿入された永久磁石１４を、樹脂部材の一例である熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に注入して固定する装置である。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、回転子積層鉄心１２を搭載する搬送トレイ１６と、搬送トレイ１６に搭載された回転子積層鉄心１２を載置し、回転子積層鉄心１２を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段（図示せず）が設けられた下型１７と、回転子積層鉄心１２の上に搭載されて回転子積層鉄心１２を上から加熱する第２の加熱手段（図示せず）及び熱硬化性樹脂１５の原料（タブレットと呼ぶ）１８を入れる複数（本実施の形態では８個）のポット１９を有し、更に底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を備え、下型１７の上昇に伴って上昇する上型２１とを備えている。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、更に、上型２１の上方にあって下降限位置にある上型２１とは、原料１８を挿入するための作業空間Ｓとなる隙間Ｇ（図５参照）を有して固定配置される固定架台２２と、固定架台２２を貫通し、上昇した上型２１のポット１９に投入された熱硬化性樹脂１５を加圧する複数（本実施の形態では８個）のプランジャー２３と、上昇時の上型２１を上昇限位置に保持するストッパー２４とを有する。搬送トレイ１６は、回転子積層鉄心１２の下面２５が当接する矩形板状のトレイ部２６と、トレイ部２６の中心部に立設され、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型で棒状のガイド部材２７とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。なお、各部品は組立て及び交換を考慮して、基本的にねじ締結されている。
図１、図３及び図４に示すように、矩形板状の固定架台２２は取付けフレーム２８の上部に設けられた上固定プレート２９に取付けられており、下型１７は取付けフレーム２８の下部に設けられた下固定プレート３０と上固定プレート２９とを連結する４本のガイドポスト３１に沿って上下動する昇降プレート３２に載置されている。なお、固定架台２２の内部には加熱手段が設けられており、プランジャー２３を予め加熱して熱硬化性樹脂１５の押し出しを容易にすると共に、固定架台２２と下型１７との熱膨張差を無くして、プランジャー２３とポット１９との合口のずれを無くすようにしている。
昇降プレート３２は下固定プレート３０に設けられた下型昇降手段３３により上下動するようになっている。複数のプランジャー２３は上固定プレート２９に設けられたプランジャー駆動手段３４により同時に上下動するようになっている。
図３及び図４を参照して、永久磁石の樹脂封止装置１０について更に詳細に説明する。
型鋼等で構成された取付けフレーム２８の上部、下部にはそれぞれ、矩形状の上固定プレート２９、下固定プレート３０が垂直間隔をあけて水平に配置されている。上固定プレート２９及び下固定プレート３０は、それぞれの４隅を４本のガイドポスト３１により連結されている。
４本のガイドポスト３１の上下方向中間位置には、ガイドポスト３１に沿って上下に摺動し、下型１７が搭載された矩形状の昇降プレート３２が水平に配置されている。昇降プレート３２を駆動する下型昇降手段３３は、下固定プレート３０上に取付けられたサーボモータ３４ａと、サーボモータ３４ａにより駆動され、下固定プレート３０上に取付けられた減速機付きウォームジャッキ３５と、減速機付きウォームジャッキ３５の上側に突出した出力軸３５ａに継手を介して設けられた皿バネ３５ｂと、皿バネ３５ｂの上端に設けられ、昇降プレート３２の下面に当接して配置されたロードセル３６とを備えている。ロードセル３６により、上型２１に対する下型１７の押圧を計測することができる。
複数のプランジャー２３を駆動するプランジャー駆動手段３４は、上固定プレート２９上に固定された取付けブラケット３７に設けられたサーボモータ３８と、サーボモータ３８により駆動される減速機付きウォームジャッキ３９と、減速機付きウォームジャッキ３９の下側に突出した出力軸に継手を介して設けられたロードセル３９ａと、ロードセル３９ａの下面に、皿バネ３９ｂを介して当接して上下動するプッシュロッド４０とを備えている。ロードセル３９ａによりプランジャー２３の押し込み圧を測定している。
図５〜図７に示すように、ウォームジャッキ３９のプッシュロッド４０は上固定プレート２９の中央部を貫通して設けられており、貫通部には摺動メタル４１、４１ａが取付けられている。上昇限位置のプッシュロッド４０は、上固定プレート２９の下面にねじ締結された矩形状の断熱プレート４２を貫通し、更に、断熱プレート４２の下面にねじ締結された矩形状の取付けプレート４３も貫通して配置されている。
上固定プレート２９の下面で、断熱プレート４２の左右方向両側には、細長矩形状の断熱プレート４４、４５を介して吊り金具４６、４７がねじ締結によって垂下されている。対向して配置された吊り金具４６、４７の内側には対向する凹状の掛止溝４８、４９が水平に形成されており、掛止溝４８、４９にそれぞれ、固定架台２２の両端部が嵌入している。吊り金具４６、４７の外側には、断熱ボード４６ａ、４７ａが取り付けられている。
取付けプレート４３の下面には、左右方向にスライド可能で、金型の段取りの際に使用される対となるシャタープレート５０、５１が設けられている。プッシュロッド４０の先端の掛止部４０ａには、掛止部４０ａに掛止可能な馬蹄形（Ｕ字形）のシャンクホルダー５２を介してシャンクバッキングプレート５３が取付けられている。更に、シャンクバッキングプレート５３の下面にはプランジャーホルダー５４が設けられている。
シャタープレート５０、５１の下面と固定架台２２の上面との間には、プランジャーホルダー５４の昇降をガイドするプランジャーガイド５５が固定架台２２に固定して設けられている。なお、シャンクバッキングプレート５３及びプランジャーホルダー５４には、８本のプランジャー２３を接続金具５４ａを介して下方に付勢するバネ５４ｂが設けられている。
図８（Ａ）に示すように、外形断面が略正方形に形成されたプランジャーガイド５５は、内形が略円形に形成され、しかも、内周には、断面Ｕ字状で放射状に配置された突起部５８が円周方向に等ピッチで形成されている。一方、図８（Ｂ）に示すように、外形断面が略円形に形成されたプランジャーホルダー５４の外周には、突起部５８が上下に挿通する８個の断面Ｕ字状で放射状に配置された切欠き５７が円周方向に等ピッチで形成されており、隣り合う切欠き５７間にはプランジャー２３が摺動する円孔５６が円周方向に等ピッチで８個形成されている。かかる構成により、プランジャーホルダー５４及びプランジャーガイド５５の熱膨張を吸収して、製品の品質及び金型（上型２１及び下型１７）の動きに不具合が生じないようにしている。また、プランジャーガイド５５の突起部５８とプランジャーホルダー５４の切欠き５７を放射状に形成しているので、型締め時に、プランジャーガイド５５の撓みを抑えることができる。
図５及び図６に示すように、固定架台２２と上型２１とは、４組設けられ、上端部にリング状の掛止部５９を備えたパイプ状のスペーサー６０及びスペーサー６０内に配置され下端部に雄ねじ部６１が形成されたボルト６２によって連結されている。
固定架台２２の上面でプランジャーガイド５５の左右方向両側にはそれぞれ、バネ受けブロック６３がねじ締結されており、各バネ受けブロック６３内部に形成された２個の受け座６４と上型２１の上面との間にはコイルバネ６５が配置されている。
図８（Ｃ）に示すように、外形断面が略正方形状の固定架台２２には、中央部に８本のプランジャー２３が摺動する８個の円孔６７が円周方向に等ピッチで形成されており、４隅付近には、スペーサー６０が貫通する４個の円形の貫通孔６８が形成され、更に、前後方向に配置された２個の貫通孔６８間には、コイルバネ６５が挿通する２個の円形の挿通孔６９が間隔をあけて形成されている。固定架台２２の４隅には、摺動ガイド部材の一例である、凹状の切欠き７０が形成されたガイド部７１が設けられている。
図９（Ａ）に示すように、上型２１の上面の４隅には、固定架台２２のガイド部７１の切欠き７０に挿通する外形断面が略矩形状のガイドポスト７２がねじ締結により立設されている。上型２１の中央部には、８個のプランジャー２３が嵌入する８個のポット１９が円周方向に等ピッチで設けられている。なお、ポット１９は下端部にリング状の掛止部７３を備えたパイプ状に形成されており、上型２１に下方から着脱可能に取付けられている。
図５〜図７及び図９（Ｂ）に示すように、上型２１の下面には、矩形板状のキャビティブロック７４がねじ締結されており、キャビティブロック７４の中央部には８本のプランジャー２３が摺動する８個の下部ポット１９ａ（図５及び図６参照）が装着可能な円孔７５が円周方向に等ピッチで形成されている。キャビティブロック７４の下面で円孔７５の半径方向内側には、深さの浅い円形溝７６が形成され、これによって、搬送トレイ１６のガイド部材２７の先端部が入り込むための空間が形成されている。
キャビティブロック７４の回転子積層鉄心１２の押圧面１２ａには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。一方、搬送トレイ１６のトレイ部２６の回転子積層鉄心１２の搭載面１２ｂには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。ベント溝の深さは、例えば、３０〜５０μｍとしている。なお、ポット１９は磁石挿入孔１３に符合する位置とは別位置に設けられており、ポット１９の底部には磁石挿入孔１３に連通する流路２０が設けられている（図２参照）。
図７に示すように、取付けプレート４３と固定架台２２との間には、プランジャーガイド５５を挟んで前後方向両側に、対向して断熱プレート７７、７８が図示しないブラケットを介して取り外し可能に設けられている。
図５及び図６に示すように、断熱ボード４６ａ及び吊り金具４６と、断熱ボード４７ａ及び吊り金具４７の左右方向外側には、ストッパー２４を取付けるためのエアシリンダー７９、８０がブラケット８１を介して設けられており、エアシリンダー７９、８０によりストッパー２４が左右方向水平に進退するようになっている。従って、図５及び図６を比較して分かるように、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面に４本のストッパー２４が当接して、上型２１の下方への移動が拘束される。
図５及び図６に示すように、固定架台２２の中央下部及び上型２１の中央上部には、固定架台２２の下面と上型２１の上面とが当接して、プランジャー２３とポット１９との芯が一致するように、対となる矩形状のガイドブロック８２、８３がそれぞれ、ねじ締結されている。ガイドブロック８２の下面中央部には、上側に沿って縮径する円錐台状の溝部８４が形成されており、一方、ガイドブロック８３の上面中央部には、上側に沿って縮径し、溝部８４に嵌入される突起部８５が形成されている。位置決めは対応するテーパー面により行われる。
図５及び図６に示すように、シャンクバッキングプレート５３の下面とプランジャーホルダー５４により上部が保持され、固定架台２２及び上型２１を挿通可能な突き出しピン８６が合計１６本、プランジャー２３の外側に設けられている。
図７に示すように、昇降プレート３２上には矩形板状の断熱プレート８７を介して下型１７が載置されており、下型１７内には搬送トレイ１６のトレイ部２６の下面に当接するローラ８８が前後方向に間隔をあけて３個、しかも、左右方向に２組配置されている。各ローラ８８は、ローラ８８直下に配置されたバネ８９を介して上方に付勢されている。下型１７は前後に設けられたＬ形のクランプ部材９０によって、上型２１との位置合わせが行え、図示しない締め付けボルトにより昇降プレート３２に固定されるようになっている。
図３、図５及び図６に示すように、昇降プレート３２、断熱プレート８７及び下型１７を貫通して、上下動する４本の進退ロッド９１が配置されており、各進退ロッド９１には、ガイド機構を介して駆動用のエアシリンダー９２が設けられている。昇降プレート３２の４隅部は、軸受メタル９３、９４を備えた軸受部９５により、ガイドポスト３１に摺動可能に取付けられている。なお、図３中の符号９９、１００はエリアセンサーを、図４中の符号１０１はエリアセンサーを、符号１０２は操作ボックスを、符号１０３は制御盤を表している。
次に、永久磁石の樹脂封止装置１０を用いた本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法について、主として図１０を参照しながら説明する。
（ａ）前工程から送られてきた、永久磁石１４が磁石挿入孔１３に挿入され搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を別途搬送手段等を用いて下型１７上に搬送し、上型２１（以下、キャビティブロック７４も含む）に対して位置決めして固定する（回転子積層鉄心の供給作業）。
（ｂ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を少し上昇し、回転子積層鉄心１２とキャビティブロック７４とを密着させる。次いで、熱硬化性樹脂１５の原料１８を固定架台２２と上型２１との隙間Ｇ（実施の形態では８０ｍｍ）から上型２１のポット１９に供給し、原料１８を第２の加熱手段により約１７０℃近傍に加熱する（タブレットの供給作業）。
（ｃ）原料１８が加熱されて粘度が下がると、更に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇して、搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を上型２１に押し付ける（この際、対となるガイドブロック８２、８３により芯出しされ、隙間Ｇ＝０となる）と共に、プランジャ駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して８本のプランジャー２３を下降することによって、流動化した原料１８、即ち熱硬化性樹脂１５をポット１９から押し出し、ポット１９と磁石挿入孔１３を連結する流路２０を介して熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に充填する。
上型２１の第２の加熱手段及び下型１７の第１の加熱手段により、熱硬化性樹脂１５を、約１７０℃近傍を保持して約３分間加熱し続けることにより、熱硬化性樹脂１５を硬化させることができ、永久磁石１４を磁石挿入孔１３に固定することができる。この際、永久磁石１４は下面基準で積層されるため、回転子積層鉄心１２の上端面と永久磁石１４の上端面との間には僅かな段差が生じるようになっている。また、磁石挿入孔１３内の空気はキャビティブロック７４の押圧面１２ａ及び搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂに形成されたベント溝を介して外部に逃がすことができる。（型締め及び樹脂注入作業）。
このように、熱硬化性樹脂１５の原料１８を加熱して（約１７０℃近傍）、溶かして回転子積層鉄心１２の上面から磁石挿入孔１３内に充填するので、熱硬化性樹脂１５が磁石挿入孔１３内に容易に入る。
（ｄ）図６に示すように、４本のストッパー２４を突出させて、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面にストッパー２４を当接させて、上型２１の下方への移動を拘束した後、プランジャー駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して突き出しピン８６を僅かのストローク（５ｍｍ程度）下降させると共に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させる（型開き作業）。その後、搬送トレイ１６を回転子積層鉄心１２と共に、下型１７から取り外し、回転子積層鉄心１２が搬送トレイ１６から取り外され、搬送トレイ１６は別途搬送手段により後工程に送られる。
（ｅ）クリーナー９６により、プランジャー２３及びポット１９のクリーニングを行う（プランジャーのクリーニング作業）。
（ｆ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇すると共に、エアシリンダー９２を駆動し、進退ロッド９１を上昇して、４本の進退ロッド９１の上端により上型２１を支持する（上型開き準備作業）。
（ｇ）４本のストッパー２４を後退させた後、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させ、上型２１を元の位置まで下降させ、更に、下型１７を下降させる（上型開き作業）。
（ｈ）４本の進退ロッド９１を後退させ、固定架台２２と上型２１との隙間Ｇの原料１８の挿入部を、クリーナー９７によりクリーニングする（タブレット投入部のクリーニング作業）。
（ｉ）クリーナー９８により、上型２１及び下型１７をクリーニングする（金型のクリーニング作業）。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の永久磁石の樹脂封止装置及びその方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
キャビティブロック７４を上型２１の下面に着脱可能に設けたが、これに限定されず、必要に応じて、上型とキャビティブロックとを一体的に構成することもできる。
搬送トレイ１６には、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型のガイド部材２７を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、種々の回転子積層鉄心の軸孔のサイズに応じて直径が拡縮可能な直径拡縮型のガイド部材を用いることもできる。
搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂ及びキャビティブロック７４の押圧面１２ａにベント溝を形成したが、これに限定されず、必要に応じて、ベント溝を省略することもできる。
固定架台２２の周囲には上型２１の摺動ガイド部材を備え、しかも、プランジャーホルダー５４はプランジャーガイド５５によってガイドされるように構成したが、これに限定されず、必要に応じて、別の方法でガイドすることもできる。
各プランジャー２３の上端にバネ５４ｂを設けたが、これに限定されず、必要に応じて、バネを省略することもできる。
樹脂部材として熱硬化性樹脂１５を用いたが、これに限定されず、例えば、モータ製品として発熱温度が低い場合には、熱可塑性樹脂を用いることもできる。
上型２１の底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、ポットを磁石挿入孔に符合する位置に設けることもできる。この場合には、熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路が不要となる他、熱硬化性樹脂１５の使用量を減らすことができる。
本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置の概念図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の正面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。である。
符号の説明
１０：永久磁石の樹脂封止装置、１１：軸孔、１２：回転子積層鉄心、１２ａ：押圧面、１２ｂ：搭載面、１３：磁石挿入孔、１４：永久磁石、１５：熱硬化性樹脂、１６：搬送トレイ、１７：下型、１８：原料、１９：ポット、１９ａ：下部ポット、２０：流路、２１：上型、２２：固定架台、２３：プランジャー、２４：ストッパー、２５：下面、２６：トレイ部、２７：ガイド部材、２８：取付けフレーム、２９：上固定プレート、３０：下固定プレート、３１：ガイドポスト、３２：昇降プレート、３３：下型昇降手段、３４：プランジャ駆動手段、３４ａ：サーボモータ、３５：ウォームジャッキ、３５ａ：出力軸、３５ｂ：皿バネ、３６：ロードセル、３７：取付けブラケット、３８：サーボモータ、３９：ウォームジャッキ、３９ａ：ロードセル、３９ｂ：皿バネ、４０：プッシュロッド、４０ａ：掛止部、４１、４１ａ：摺動メタル、４２：断熱プレート、４３：取付けプレート、４４、４５：断熱プレート、４６：吊り金具、４６ａ：断熱ボード、４７：吊り金具、４７ａ：断熱ボード、４８、４９：掛止溝、５０、５１：シャタープレート、５２：シャンクホルダー、５３：シャンクバッキングプレート、５４：プランジャーホルダー、５４ａ：接続金具、５４ｂ：バネ、５５：プランジャーガイド、５６：円孔、５７：切欠き、５８：突起部、５９：掛止部、６０：スペーサー、６１：雄ねじ部、６２：ボルト、６３：バネ受けブロック、６４：受け座、６５：コイルバネ、６７：円孔、６８：貫通孔、６９：挿通孔、７０：切欠き、７１：ガイド部、７２：ガイドポスト、７３：掛止部、７４：キャビティブロック、７５：円孔、７６：円形溝、７７、７８：断熱プレート、７９、８０：エアシリンダー、８１：ブラケット、８２、８３：ガイドブロック、８４：溝部、８５：突起部、８６：突き出しピン、８７：断熱プレート、８８：ローラ、８９：バネ、９０：クランプ部材、９１：進退ロッド、９２：エアシリンダー、９３、９４：軸受メタル、９５：軸受部、９６、９７、９８：クリーナー、９９、１００：エリアセンサー、１０１：エリアセンサー、１０２：操作ボックス、１０３：制御盤
本発明は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法に関する。
従来、永久磁石を積層鉄心に樹脂封止により固定する方法として、例えば、特許文献１に記載の形態のものが知られている。
特許文献１に記載された永久磁石の樹脂封止方法においては、複数枚の鉄心片が打抜きかしめ等により固着一体化して積層され、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が外周部に複数形成されると共に、封止樹脂を注入するための注入用穴部が複数形成された積層鉄心を、下型の有底穴部に嵌挿し、磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、注入用穴部に符合する位置に注入穴部が形成された上型を、注入穴部が注入用穴部に一致するように下型の上端に載置し、下型と上型を締結手段により固定した状態で、上型の注入穴部に連通する樹脂供給穴部から所定の圧力で樹脂部材を供給して樹脂部材を磁石挿入孔に充填して、その後、加熱手段により積層鉄心を加熱することにより、樹脂部材を硬化させて永久磁石を積層鉄心に固定するようになっている。
特開２００２−３４１８７号公報（図１〜図６）
しかしながら、前記従来の永久磁石の樹脂封止方法は未だ解決すべき以下のような問題があった。
樹脂部材を磁石挿入孔に充填する際、上型に形成された樹脂供給穴部及び該樹脂供給穴部より分岐した複数の注入穴部を介して、積層鉄心の注入用穴部を経由して磁石挿入孔に注入されるので、樹脂部材を各磁石挿入孔に均等に充填することが困難であり、信頼性に劣っていた。しかも、樹脂部材を供給するポンプは大きな供給圧力を必要とし、装置が高価なものとなった。
更に、積層鉄心を下型の有底穴部に嵌挿し、加熱後、積層鉄心を下型の有底穴部から取り出す作業は、人手又は機械によっても、時間を要するもので、作業性が極めて悪い。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる永久磁石の樹脂封止方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法であって、前記回転子積層鉄心を押圧し更に加熱する上型及び下型を備え、更に、前記上型に、前記磁石挿入孔に符合する位置又は別位置にポットを設け、前記ポットに挿入された前記樹脂部材の原料を前記上型で加熱した後、昇降するプランジャーで前記樹脂部材を前記ポットから押し出して前記磁石挿入孔に充填する。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記回転子積層鉄心は中央に軸孔を有し、前記回転子積層鉄心を前記軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、前記上型及び前記下型の間に配置してもよい。
請求項１〜５記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する際、複数のポットに挿入された樹脂部材の原料を上型で加熱した後、上型及び下型により回転子積層鉄心を押圧し、昇降する複数のプランジャーで溶けた樹脂部材をポットから押し出して、磁石挿入孔に充填することによって、樹脂封止が確実に行われると共に、簡単な工程で、短時間に行うことができ、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる。
特に、請求項２記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心を軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、上型及び下型の間に配置するので、回転子積層鉄心のハンドリングが容易となり、作業性が向上する。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置の概念図、図２は同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図、図３は同永久磁石の樹脂封止装置の正面図、図４は同永久磁石の樹脂封止装置の側面図、図５は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図、図６は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図、図７は同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図、図１０は同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。
図１及び図２に模式的に示すように、本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置１０は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔１１を備えた回転子積層鉄心１２に形成された複数（本実施の形態では８個）の磁石挿入孔１３に挿入された永久磁石１４を、樹脂部材の一例である熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に注入して固定する装置である。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、回転子積層鉄心１２を搭載する搬送トレイ１６と、搬送トレイ１６に搭載された回転子積層鉄心１２を載置し、回転子積層鉄心１２を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段（図示せず）が設けられた下型１７と、回転子積層鉄心１２の上に搭載されて回転子積層鉄心１２を上から加熱する第２の加熱手段（図示せず）及び熱硬化性樹脂１５の原料（タブレットと呼ぶ）１８を入れる複数（本実施の形態では８個）のポット１９を有し、更に底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を備え、下型１７の上昇に伴って上昇する上型２１とを備えている。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、更に、上型２１の上方にあって下降限位置にある上型２１とは、原料１８を挿入するための作業空間Ｓとなる隙間Ｇ（図５参照）を有して固定配置される固定架台２２と、固定架台２２を貫通し、上昇した上型２１のポット１９に投入された熱硬化性樹脂１５を加圧する複数（本実施の形態では８個）のプランジャー２３と、上昇時の上型２１を上昇限位置に保持するストッパー２４とを有する。搬送トレイ１６は、回転子積層鉄心１２の下面２５が当接する矩形板状のトレイ部２６と、トレイ部２６の中心部に立設され、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型で棒状のガイド部材２７とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。なお、各部品は組立て及び交換を考慮して、基本的にねじ締結されている。
図１、図３及び図４に示すように、矩形板状の固定架台２２は取付けフレーム２８の上部に設けられた上固定プレート２９に取付けられており、下型１７は取付けフレーム２８の下部に設けられた下固定プレート３０と上固定プレート２９とを連結する４本のガイドポスト３１に沿って上下動する昇降プレート３２に載置されている。なお、固定架台２２の内部には加熱手段が設けられており、プランジャー２３を予め加熱して熱硬化性樹脂１５の押し出しを容易にすると共に、固定架台２２と下型１７との熱膨張差を無くして、プランジャー２３とポット１９との合口のずれを無くすようにしている。
昇降プレート３２は下固定プレート３０に設けられた下型昇降手段３３により上下動するようになっている。複数のプランジャー２３は上固定プレート２９に設けられたプランジャー駆動手段３４により同時に上下動するようになっている。
図３及び図４を参照して、永久磁石の樹脂封止装置１０について更に詳細に説明する。
型鋼等で構成された取付けフレーム２８の上部、下部にはそれぞれ、矩形状の上固定プレート２９、下固定プレート３０が垂直間隔をあけて水平に配置されている。上固定プレート２９及び下固定プレート３０は、それぞれの４隅を４本のガイドポスト３１により連結されている。
４本のガイドポスト３１の上下方向中間位置には、ガイドポスト３１に沿って上下に摺動し、下型１７が搭載された矩形状の昇降プレート３２が水平に配置されている。昇降プレート３２を駆動する下型昇降手段３３は、下固定プレート３０上に取付けられたサーボモータ３４ａと、サーボモータ３４ａにより駆動され、下固定プレート３０上に取付けられた減速機付きウォームジャッキ３５と、減速機付きウォームジャッキ３５の上側に突出した出力軸３５ａに継手を介して設けられた皿バネ３５ｂと、皿バネ３５ｂの上端に設けられ、昇降プレート３２の下面に当接して配置されたロードセル３６とを備えている。ロードセル３６により、上型２１に対する下型１７の押圧を計測することができる。
複数のプランジャー２３を駆動するプランジャー駆動手段３４は、上固定プレート２９上に固定された取付けブラケット３７に設けられたサーボモータ３８と、サーボモータ３８により駆動される減速機付きウォームジャッキ３９と、減速機付きウォームジャッキ３９の下側に突出した出力軸に継手を介して設けられたロードセル３９ａと、ロードセル３９ａの下面に、皿バネ３９ｂを介して当接して上下動するプッシュロッド４０とを備えている。ロードセル３９ａによりプランジャー２３の押し込み圧を測定している。
図５〜図７に示すように、ウォームジャッキ３９のプッシュロッド４０は上固定プレート２９の中央部を貫通して設けられており、貫通部には摺動メタル４１、４１ａが取付けられている。上昇限位置のプッシュロッド４０は、上固定プレート２９の下面にねじ締結された矩形状の断熱プレート４２を貫通し、更に、断熱プレート４２の下面にねじ締結された矩形状の取付けプレート４３も貫通して配置されている。
上固定プレート２９の下面で、断熱プレート４２の左右方向両側には、細長矩形状の断熱プレート４４、４５を介して吊り金具４６、４７がねじ締結によって垂下されている。対向して配置された吊り金具４６、４７の内側には対向する凹状の掛止溝４８、４９が水平に形成されており、掛止溝４８、４９にそれぞれ、固定架台２２の両端部が嵌入している。吊り金具４６、４７の外側には、断熱ボード４６ａ、４７ａが取り付けられている。
取付けプレート４３の下面には、左右方向にスライド可能で、金型の段取りの際に使用される対となるシャタープレート５０、５１が設けられている。プッシュロッド４０の先端の掛止部４０ａには、掛止部４０ａに掛止可能な馬蹄形（Ｕ字形）のシャンクホルダー５２を介してシャンクバッキングプレート５３が取付けられている。更に、シャンクバッキングプレート５３の下面にはプランジャーホルダー５４が設けられている。
シャタープレート５０、５１の下面と固定架台２２の上面との間には、プランジャーホルダー５４の昇降をガイドするプランジャーガイド５５が固定架台２２に固定して設けられている。なお、シャンクバッキングプレート５３及びプランジャーホルダー５４には、８本のプランジャー２３を接続金具５４ａを介して下方に付勢するバネ５４ｂが設けられている。
図８（Ａ）に示すように、外形断面が略正方形に形成されたプランジャーガイド５５は、内形が略円形に形成され、しかも、内周には、断面Ｕ字状で放射状に配置された突起部５８が円周方向に等ピッチで形成されている。一方、図８（Ｂ）に示すように、外形断面が略円形に形成されたプランジャーホルダー５４の外周には、突起部５８が上下に挿通する８個の断面Ｕ字状で放射状に配置された切欠き５７が円周方向に等ピッチで形成されており、隣り合う切欠き５７間にはプランジャー２３が摺動する円孔５６が円周方向に等ピッチで８個形成されている。かかる構成により、プランジャーホルダー５４及びプランジャーガイド５５の熱膨張を吸収して、製品の品質及び金型（上型２１及び下型１７）の動きに不具合が生じないようにしている。また、プランジャーガイド５５の突起部５８とプランジャーホルダー５４の切欠き５７を放射状に形成しているので、型締め時に、プランジャーガイド５５の撓みを抑えることができる。
図５及び図６に示すように、固定架台２２と上型２１とは、４組設けられ、上端部にリング状の掛止部５９を備えたパイプ状のスペーサー６０及びスペーサー６０内に配置され下端部に雄ねじ部６１が形成されたボルト６２によって連結されている。
固定架台２２の上面でプランジャーガイド５５の左右方向両側にはそれぞれ、バネ受けブロック６３がねじ締結されており、各バネ受けブロック６３内部に形成された２個の受け座６４と上型２１の上面との間にはコイルバネ６５が配置されている。
図８（Ｃ）に示すように、外形断面が略正方形状の固定架台２２には、中央部に８本のプランジャー２３が摺動する８個の円孔６７が円周方向に等ピッチで形成されており、４隅付近には、スペーサー６０が貫通する４個の円形の貫通孔６８が形成され、更に、前後方向に配置された２個の貫通孔６８間には、コイルバネ６５が挿通する２個の円形の挿通孔６９が間隔をあけて形成されている。固定架台２２の４隅には、摺動ガイド部材の一例である、凹状の切欠き７０が形成されたガイド部７１が設けられている。
図９（Ａ）に示すように、上型２１の上面の４隅には、固定架台２２のガイド部７１の切欠き７０に挿通する外形断面が略矩形状のガイドポスト７２がねじ締結により立設されている。上型２１の中央部には、８個のプランジャー２３が嵌入する８個のポット１９が円周方向に等ピッチで設けられている。なお、ポット１９は下端部にリング状の掛止部７３を備えたパイプ状に形成されており、上型２１に下方から着脱可能に取付けられている。
図５〜図７及び図９（Ｂ）に示すように、上型２１の下面には、矩形板状のキャビティブロック７４がねじ締結されており、キャビティブロック７４の中央部には８本のプランジャー２３が摺動する８個の下部ポット１９ａ（図５及び図６参照）が装着可能な円孔７５が円周方向に等ピッチで形成されている。キャビティブロック７４の下面で円孔７５の半径方向内側には、深さの浅い円形溝７６が形成され、これによって、搬送トレイ１６のガイド部材２７の先端部が入り込むための空間が形成されている。
キャビティブロック７４の回転子積層鉄心１２の押圧面１２ａには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。一方、搬送トレイ１６のトレイ部２６の回転子積層鉄心１２の搭載面１２ｂには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。ベント溝の深さは、例えば、３０〜５０μｍとしている。なお、ポット１９は磁石挿入孔１３に符合する位置とは別位置に設けられており、ポット１９の底部には磁石挿入孔１３に連通する流路２０が設けられている（図２参照）。
図７に示すように、取付けプレート４３と固定架台２２との間には、プランジャーガイド５５を挟んで前後方向両側に、対向して断熱プレート７７、７８が図示しないブラケットを介して取り外し可能に設けられている。
図５及び図６に示すように、断熱ボード４６ａ及び吊り金具４６と、断熱ボード４７ａ及び吊り金具４７の左右方向外側には、ストッパー２４を取付けるためのエアシリンダー７９、８０がブラケット８１を介して設けられており、エアシリンダー７９、８０によりストッパー２４が左右方向水平に進退するようになっている。従って、図５及び図６を比較して分かるように、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面に４本のストッパー２４が当接して、上型２１の下方への移動が拘束される。
図５及び図６に示すように、固定架台２２の中央下部及び上型２１の中央上部には、固定架台２２の下面と上型２１の上面とが当接して、プランジャー２３とポット１９との芯が一致するように、対となる矩形状のガイドブロック８２、８３がそれぞれ、ねじ締結されている。ガイドブロック８２の下面中央部には、上側に沿って縮径する円錐台状の溝部８４が形成されており、一方、ガイドブロック８３の上面中央部には、上側に沿って縮径し、溝部８４に嵌入される突起部８５が形成されている。位置決めは対応するテーパー面により行われる。
図５及び図６に示すように、シャンクバッキングプレート５３の下面とプランジャーホルダー５４により上部が保持され、固定架台２２及び上型２１を挿通可能な突き出しピン８６が合計１６本、プランジャー２３の外側に設けられている。
図７に示すように、昇降プレート３２上には矩形板状の断熱プレート８７を介して下型１７が載置されており、下型１７内には搬送トレイ１６のトレイ部２６の下面に当接するローラ８８が前後方向に間隔をあけて３個、しかも、左右方向に２組配置されている。各ローラ８８は、ローラ８８直下に配置されたバネ８９を介して上方に付勢されている。下型１７は前後に設けられたＬ形のクランプ部材９０によって、上型２１との位置合わせが行え、図示しない締め付けボルトにより昇降プレート３２に固定されるようになっている。
図３、図５及び図６に示すように、昇降プレート３２、断熱プレート８７及び下型１７を貫通して、上下動する４本の進退ロッド９１が配置されており、各進退ロッド９１には、ガイド機構を介して駆動用のエアシリンダー９２が設けられている。昇降プレート３２の４隅部は、軸受メタル９３、９４を備えた軸受部９５により、ガイドポスト３１に摺動可能に取付けられている。なお、図３中の符号９９、１００はエリアセンサーを、図４中の符号１０１はエリアセンサーを、符号１０２は操作ボックスを、符号１０３は制御盤を表している。
次に、永久磁石の樹脂封止装置１０を用いた本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法について、主として図１０を参照しながら説明する。
（ａ）前工程から送られてきた、永久磁石１４が磁石挿入孔１３に挿入され搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を別途搬送手段等を用いて下型１７上に搬送し、上型２１（以下、キャビティブロック７４も含む）に対して位置決めして固定する（回転子積層鉄心の供給作業）。
（ｂ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を少し上昇し、回転子積層鉄心１２とキャビティブロック７４とを密着させる。次いで、熱硬化性樹脂１５の原料１８を固定架台２２と上型２１との隙間Ｇ（実施の形態では８０ｍｍ）から上型２１のポット１９に供給し、原料１８を第２の加熱手段により約１７０℃近傍に加熱する（タブレットの供給作業）。
（ｃ）原料１８が加熱されて粘度が下がると、更に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇して、搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を上型２１に押し付ける（この際、対となるガイドブロック８２、８３により芯出しされ、隙間Ｇ＝０となる）と共に、プランジャ駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して８本のプランジャー２３を下降することによって、流動化した原料１８、即ち熱硬化性樹脂１５をポット１９から押し出し、ポット１９と磁石挿入孔１３を連結する流路２０を介して熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に充填する。
上型２１の第２の加熱手段及び下型１７の第１の加熱手段により、熱硬化性樹脂１５を、約１７０℃近傍を保持して約３分間加熱し続けることにより、熱硬化性樹脂１５を硬化させることができ、永久磁石１４を磁石挿入孔１３に固定することができる。この際、永久磁石１４は下面基準で積層されるため、回転子積層鉄心１２の上端面と永久磁石１４の上端面との間には僅かな段差が生じるようになっている。また、磁石挿入孔１３内の空気はキャビティブロック７４の押圧面１２ａ及び搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂに形成されたベント溝を介して外部に逃がすことができる（型締め及び樹脂注入作業）。
このように、熱硬化性樹脂１５の原料１８を加熱して（約１７０℃近傍）、溶かして回転子積層鉄心１２の上面から磁石挿入孔１３内に充填するので、熱硬化性樹脂１５が磁石挿入孔１３内に容易に入る。
（ｄ）図６に示すように、４本のストッパー２４を突出させて、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面にストッパー２４を当接させて、上型２１の下方への移動を拘束した後、プランジャー駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して突き出しピン８６を僅かのストローク（５ｍｍ程度）下降させると共に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させる（型開き作業）。その後、搬送トレイ１６を回転子積層鉄心１２と共に、下型１７から取り外し、回転子積層鉄心１２が搬送トレイ１６から取り外され、搬送トレイ１６は別途搬送手段により後工程に送られる。
（ｅ）クリーナー９６により、プランジャー２３及びポット１９のクリーニングを行う（プランジャーのクリーニング作業）。
（ｆ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇すると共に、エアシリンダー９２を駆動し、進退ロッド９１を上昇して、４本の進退ロッド９１の上端により上型２１を支持する（上型開き準備作業）。
（ｇ）４本のストッパー２４を後退させた後、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させ、上型２１を元の位置まで下降させ、更に、下型１７を下降させる（上型開き作業）。
（ｈ）４本の進退ロッド９１を後退させ、固定架台２２と上型２１との隙間Ｇの原料１８の挿入部を、クリーナー９７によりクリーニングする（タブレット投入部のクリーニング作業）。
（ｉ）クリーナー９８により、上型２１及び下型１７をクリーニングする（金型のクリーニング作業）。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の永久磁石の樹脂封止装置及びその方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
キャビティブロック７４を上型２１の下面に着脱可能に設けたが、これに限定されず、必要に応じて、上型とキャビティブロックとを一体的に構成することもできる。
搬送トレイ１６には、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型のガイド部材２７を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、種々の回転子積層鉄心の軸孔のサイズに応じて直径が拡縮可能な直径拡縮型のガイド部材を用いることもできる。
搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂ及びキャビティブロック７４の押圧面１２ａにベント溝を形成したが、これに限定されず、必要に応じて、ベント溝を省略することもできる。
固定架台２２の周囲には上型２１の摺動ガイド部材を備え、しかも、プランジャーホルダー５４はプランジャーガイド５５によってガイドされるように構成したが、これに限定されず、必要に応じて、別の方法でガイドすることもできる。
各プランジャー２３の上端にバネ５４ｂを設けたが、これに限定されず、必要に応じて、バネを省略することもできる。
樹脂部材として熱硬化性樹脂１５を用いたが、これに限定されず、例えば、モータ製品として発熱温度が低い場合には、熱可塑性樹脂を用いることもできる。
上型２１の底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、ポットを磁石挿入孔に符合する位置に設けることもできる。この場合には、熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路が不要となる他、熱硬化性樹脂１５の使用量を減らすことができる。
本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法を用いた永久磁石の樹脂封止装置の概念図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の正面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。
符号の説明
１０：永久磁石の樹脂封止装置、１１：軸孔、１２：回転子積層鉄心、１２ａ：押圧面、１２ｂ：搭載面、１３：磁石挿入孔、１４：永久磁石、１５：熱硬化性樹脂、１６：搬送トレイ、１７：下型、１８：原料、１９：ポット、１９ａ：下部ポット、２０：流路、２１：上型、２２：固定架台、２３：プランジャー、２４：ストッパー、２５：下面、２６：トレイ部、２７：ガイド部材、２８：取付けフレーム、２９：上固定プレート、３０：下固定プレート、３１：ガイドポスト、３２：昇降プレート、３３：下型昇降手段、３４：プランジャ駆動手段、３４ａ：サーボモータ、３５：ウォームジャッキ、３５ａ：出力軸、３５ｂ：皿バネ、３６：ロードセル、３７：取付けブラケット、３８：サーボモータ、３９：ウォームジャッキ、３９ａ：ロードセル、３９ｂ：皿バネ、４０：プッシュロッド、４０ａ：掛止部、４１、４１ａ：摺動メタル、４２：断熱プレート、４３：取付けプレート、４４、４５：断熱プレート、４６：吊り金具、４６ａ：断熱ボード、４７：吊り金具、４７ａ：断熱ボード、４８、４９：掛止溝、５０、５１：シャタープレート、５２：シャンクホルダー、５３：シャンクバッキングプレート、５４：プランジャーホルダー、５４ａ：接続金具、５４ｂ：バネ、５５：プランジャーガイド、５６：円孔、５７：切欠き、５８：突起部、５９：掛止部、６０：スペーサー、６１：雄ねじ部、６２：ボルト、６３：バネ受けブロック、６４：受け座、６５：コイルバネ、６７：円孔、６８：貫通孔、６９：挿通孔、７０：切欠き、７１：ガイド部、７２：ガイドポスト、７３：掛止部、７４：キャビティブロック、７５：円孔、７６：円形溝、７７、７８：断熱プレート、７９、８０：エアシリンダー、８１：ブラケット、８２、８３：ガイドブロック、８４：溝部、８５：突起部、８６：突き出しピン、８７：断熱プレート、８８：ローラ、８９：バネ、９０：クランプ部材、９１：進退ロッド、９２：エアシリンダー、９３、９４：軸受メタル、９５：軸受部、９６、９７、９８：クリーナー、９９、１００：エリアセンサー、１０１：エリアセンサー、１０２：操作ボックス、１０３：制御盤
本発明は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法に関する。
従来、永久磁石を積層鉄心に樹脂封止により固定する方法として、例えば、特許文献１に記載の形態のものが知られている。
特許文献１に記載された永久磁石の樹脂封止方法においては、複数枚の鉄心片が打抜きかしめ等により固着一体化して積層され、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔が外周部に複数形成されると共に、封止樹脂を注入するための注入用穴部が複数形成された積層鉄心を、下型の有底穴部に嵌挿し、磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、注入用穴部に符合する位置に注入穴部が形成された上型を、注入穴部が注入用穴部に一致するように下型の上端に載置し、下型と上型を締結手段により固定した状態で、上型の注入穴部に連通する樹脂供給穴部から所定の圧力で樹脂部材を供給して樹脂部材を磁石挿入孔に充填して、その後、加熱手段により積層鉄心を加熱することにより、樹脂部材を硬化させて永久磁石を積層鉄心に固定するようになっている。
特開２００２−３４１８７号公報（図１〜図６）
しかしながら、前記従来の永久磁石の樹脂封止方法は未だ解決すべき以下のような問題があった。
樹脂部材を磁石挿入孔に充填する際、上型に形成された樹脂供給穴部及び該樹脂供給穴部より分岐した複数の注入穴部を介して、積層鉄心の注入用穴部を経由して磁石挿入孔に注入されるので、樹脂部材を各磁石挿入孔に均等に充填することが困難であり、信頼性に劣っていた。しかも、樹脂部材を供給するポンプは大きな供給圧力を必要とし、装置が高価なものとなった。
更に、積層鉄心を下型の有底穴部に嵌挿し、加熱後、積層鉄心を下型の有底穴部から取り出す作業は、人手又は機械によっても、時間を要するもので、作業性が極めて悪い。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる永久磁石の樹脂封止方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法であって、
前記回転子積層鉄心を押圧し更に加熱する上型及び下型を備え、更に、前記上型に、前記磁石挿入孔に符合する位置又は別位置に該上型の底面まで延在するポットを設け、前記ポットに挿入された前記樹脂部材の原料を前記上型で加熱した後、昇降するプランジャーで前記樹脂部材を前記ポットから押し出して前記磁石挿入孔に充填する。
本発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記回転子積層鉄心は中央に軸孔を有し、前記回転子積層鉄心を前記軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、前記上型及び前記下型の間に配置してもよい。
請求項１〜５記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を磁石挿入孔に注入して固定する際、複数のポットに挿入された樹脂部材の原料を上型で加熱した後、上型及び下型により回転子積層鉄心を押圧し、昇降する複数のプランジャーで溶けた樹脂部材をポットから押し出して、磁石挿入孔に充填することによって、樹脂封止が確実に行われると共に、簡単な工程で、短時間に行うことができ、生産性及び作業性に優れており、安価に作業ができる。
特に、請求項２記載の永久磁石の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心を軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、上型及び下型の間に配置するので、回転子積層鉄心のハンドリングが容易となり、作業性が向上する。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置の概念図、図２は同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図、図３は同永久磁石の樹脂封止装置の正面図、図４は同永久磁石の樹脂封止装置の側面図、図５は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図、図６は同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図、図７は同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図、図１０は同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。
図１及び図２に模式的に示すように、本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止装置１０は、複数の鉄心片が積層され中央に軸孔１１を備えた回転子積層鉄心１２に形成された複数（本実施の形態では８個）の磁石挿入孔１３に挿入された永久磁石１４を、樹脂部材の一例である熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に注入して固定する装置である。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、回転子積層鉄心１２を搭載する搬送トレイ１６と、搬送トレイ１６に搭載された回転子積層鉄心１２を載置し、回転子積層鉄心１２を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段（図示せず）が設けられた下型１７と、回転子積層鉄心１２の上に搭載されて回転子積層鉄心１２を上から加熱する第２の加熱手段（図示せず）及び熱硬化性樹脂１５の原料（タブレットと呼ぶ）１８を入れる複数（本実施の形態では８個）のポット１９を有し、更に底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を備え、下型１７の上昇に伴って上昇する上型２１とを備えている。
永久磁石の樹脂封止装置１０は、更に、上型２１の上方にあって下降限位置にある上型２１とは、原料１８を挿入するための作業空間Ｓとなる隙間Ｇ（図５参照）を有して固定配置される固定架台２２と、固定架台２２を貫通し、上昇した上型２１のポット１９に投入された熱硬化性樹脂１５を加圧する複数（本実施の形態では８個）のプランジャー２３と、上昇時の上型２１を上昇限位置に保持するストッパー２４とを有する。搬送トレイ１６は、回転子積層鉄心１２の下面２５が当接する矩形板状のトレイ部２６と、トレイ部２６の中心部に立設され、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型で棒状のガイド部材２７とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。なお、各部品は組立て及び交換を考慮して、基本的にねじ締結されている。
図１、図３及び図４に示すように、矩形板状の固定架台２２は取付けフレーム２８の上部に設けられた上固定プレート２９に取付けられており、下型１７は取付けフレーム２８の下部に設けられた下固定プレート３０と上固定プレート２９とを連結する４本のガイドポスト３１に沿って上下動する昇降プレート３２に載置されている。なお、固定架台２２の内部には加熱手段が設けられており、プランジャー２３を予め加熱して熱硬化性樹脂１５の押し出しを容易にすると共に、固定架台２２と下型１７との熱膨張差を無くして、プランジャー２３とポット１９との合口のずれを無くすようにしている。
昇降プレート３２は下固定プレート３０に設けられた下型昇降手段３３により上下動するようになっている。複数のプランジャー２３は上固定プレート２９に設けられたプランジャー駆動手段３４により同時に上下動するようになっている。
図３及び図４を参照して、永久磁石の樹脂封止装置１０について更に詳細に説明する。
型鋼等で構成された取付けフレーム２８の上部、下部にはそれぞれ、矩形状の上固定プレート２９、下固定プレート３０が垂直間隔をあけて水平に配置されている。上固定プレート２９及び下固定プレート３０は、それぞれの４隅を４本のガイドポスト３１により連結されている。
４本のガイドポスト３１の上下方向中間位置には、ガイドポスト３１に沿って上下に摺動し、下型１７が搭載された矩形状の昇降プレート３２が水平に配置されている。昇降プレート３２を駆動する下型昇降手段３３は、下固定プレート３０上に取付けられたサーボモータ３４ａと、サーボモータ３４ａにより駆動され、下固定プレート３０上に取付けられた減速機付きウォームジャッキ３５と、減速機付きウォームジャッキ３５の上側に突出した出力軸３５ａに継手を介して設けられた皿バネ３５ｂと、皿バネ３５ｂの上端に設けられ、昇降プレート３２の下面に当接して配置されたロードセル３６とを備えている。ロードセル３６により、上型２１に対する下型１７の押圧を計測することができる。
複数のプランジャー２３を駆動するプランジャー駆動手段３４は、上固定プレート２９上に固定された取付けブラケット３７に設けられたサーボモータ３８と、サーボモータ３８により駆動される減速機付きウォームジャッキ３９と、減速機付きウォームジャッキ３９の下側に突出した出力軸に継手を介して設けられたロードセル３９ａと、ロードセル３９ａの下面に、皿バネ３９ｂを介して当接して上下動するプッシュロッド４０とを備えている。ロードセル３９ａによりプランジャー２３の押し込み圧を測定している。
図５〜図７に示すように、ウォームジャッキ３９のプッシュロッド４０は上固定プレート２９の中央部を貫通して設けられており、貫通部には摺動メタル４１、４１ａが取付けられている。上昇限位置のプッシュロッド４０は、上固定プレート２９の下面にねじ締結された矩形状の断熱プレート４２を貫通し、更に、断熱プレート４２の下面にねじ締結された矩形状の取付けプレート４３も貫通して配置されている。
上固定プレート２９の下面で、断熱プレート４２の左右方向両側には、細長矩形状の断熱プレート４４、４５を介して吊り金具４６、４７がねじ締結によって垂下されている。対向して配置された吊り金具４６、４７の内側には対向する凹状の掛止溝４８、４９が水平に形成されており、掛止溝４８、４９にそれぞれ、固定架台２２の両端部が嵌入している。吊り金具４６、４７の外側には、断熱ボード４６ａ、４７ａが取り付けられている。
取付けプレート４３の下面には、左右方向にスライド可能で、金型の段取りの際に使用される対となるシャタープレート５０、５１が設けられている。プッシュロッド４０の先端の掛止部４０ａには、掛止部４０ａに掛止可能な馬蹄形（Ｕ字形）のシャンクホルダー５２を介してシャンクバッキングプレート５３が取付けられている。更に、シャンクバッキングプレート５３の下面にはプランジャーホルダー５４が設けられている。
シャタープレート５０、５１の下面と固定架台２２の上面との間には、プランジャーホルダー５４の昇降をガイドするプランジャーガイド５５が固定架台２２に固定して設けられている。なお、シャンクバッキングプレート５３及びプランジャーホルダー５４には、８本のプランジャー２３を接続金具５４ａを介して下方に付勢するバネ５４ｂが設けられている。
図８（Ａ）に示すように、外形断面が略正方形に形成されたプランジャーガイド５５は、内形が略円形に形成され、しかも、内周には、断面Ｕ字状で放射状に配置された突起部５８が円周方向に等ピッチで形成されている。一方、図８（Ｂ）に示すように、外形断面が略円形に形成されたプランジャーホルダー５４の外周には、突起部５８が上下に挿通する８個の断面Ｕ字状で放射状に配置された切欠き５７が円周方向に等ピッチで形成されており、隣り合う切欠き５７間にはプランジャー２３が摺動する円孔５６が円周方向に等ピッチで８個形成されている。かかる構成により、プランジャーホルダー５４及びプランジャーガイド５５の熱膨張を吸収して、製品の品質及び金型（上型２１及び下型１７）の動きに不具合が生じないようにしている。また、プランジャーガイド５５の突起部５８とプランジャーホルダー５４の切欠き５７を放射状に形成しているので、型締め時に、プランジャーガイド５５の撓みを抑えることができる。
図５及び図６に示すように、固定架台２２と上型２１とは、４組設けられ、上端部にリング状の掛止部５９を備えたパイプ状のスペーサー６０及びスペーサー６０内に配置され下端部に雄ねじ部６１が形成されたボルト６２によって連結されている。
固定架台２２の上面でプランジャーガイド５５の左右方向両側にはそれぞれ、バネ受けブロック６３がねじ締結されており、各バネ受けブロック６３内部に形成された２個の受け座６４と上型２１の上面との間にはコイルバネ６５が配置されている。
図８（Ｃ）に示すように、外形断面が略正方形状の固定架台２２には、中央部に８本のプランジャー２３が摺動する８個の円孔６７が円周方向に等ピッチで形成されており、４隅付近には、スペーサー６０が貫通する４個の円形の貫通孔６８が形成され、更に、前後方向に配置された２個の貫通孔６８間には、コイルバネ６５が挿通する２個の円形の挿通孔６９が間隔をあけて形成されている。固定架台２２の４隅には、摺動ガイド部材の一例である、凹状の切欠き７０が形成されたガイド部７１が設けられている。
図９（Ａ）に示すように、上型２１の上面の４隅には、固定架台２２のガイド部７１の切欠き７０に挿通する外形断面が略矩形状のガイドポスト７２がねじ締結により立設されている。上型２１の中央部には、８個のプランジャー２３が嵌入する８個のポット１９が円周方向に等ピッチで設けられている。なお、ポット１９は下端部にリング状の掛止部７３を備えたパイプ状に形成されており、上型２１に下方から着脱可能に取付けられている。
図５〜図７及び図９（Ｂ）に示すように、上型２１の下面には、矩形板状のキャビティブロック７４がねじ締結されており、キャビティブロック７４の中央部には８本のプランジャー２３が摺動する８個の下部ポット１９ａ（図５及び図６参照）が装着可能な円孔７５が円周方向に等ピッチで形成されている。キャビティブロック７４の下面で円孔７５の半径方向内側には、深さの浅い円形溝７６が形成され、これによって、搬送トレイ１６のガイド部材２７の先端部が入り込むための空間が形成されている。
キャビティブロック７４の回転子積層鉄心１２の押圧面１２ａには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。一方、搬送トレイ１６のトレイ部２６の回転子積層鉄心１２の搭載面１２ｂには磁石挿入孔１３からの空気を外部に逃がすベント溝（図示せず）が設けられている。ベント溝の深さは、例えば、３０〜５０μｍとしている。なお、ポット１９は磁石挿入孔１３に符合する位置とは別位置に設けられており、ポット１９の底部には磁石挿入孔１３に連通する流路２０が設けられている（図２参照）。
図７に示すように、取付けプレート４３と固定架台２２との間には、プランジャーガイド５５を挟んで前後方向両側に、対向して断熱プレート７７、７８が図示しないブラケットを介して取り外し可能に設けられている。
図５及び図６に示すように、断熱ボード４６ａ及び吊り金具４６と、断熱ボード４７ａ及び吊り金具４７の左右方向外側には、ストッパー２４を取付けるためのエアシリンダー７９、８０がブラケット８１を介して設けられており、エアシリンダー７９、８０によりストッパー２４が左右方向水平に進退するようになっている。従って、図５及び図６を比較して分かるように、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面に４本のストッパー２４が当接して、上型２１の下方への移動が拘束される。
図５及び図６に示すように、固定架台２２の中央下部及び上型２１の中央上部には、固定架台２２の下面と上型２１の上面とが当接して、プランジャー２３とポット１９との芯が一致するように、対となる矩形状のガイドブロック８２、８３がそれぞれ、ねじ締結されている。ガイドブロック８２の下面中央部には、上側に沿って縮径する円錐台状の溝部８４が形成されており、一方、ガイドブロック８３の上面中央部には、上側に沿って縮径し、溝部８４に嵌入される突起部８５が形成されている。位置決めは対応するテーパー面により行われる。
図５及び図６に示すように、シャンクバッキングプレート５３の下面とプランジャーホルダー５４により上部が保持され、固定架台２２及び上型２１を挿通可能な突き出しピン８６が合計１６本、プランジャー２３の外側に設けられている。
図７に示すように、昇降プレート３２上には矩形板状の断熱プレート８７を介して下型１７が載置されており、下型１７内には搬送トレイ１６のトレイ部２６の下面に当接するローラ８８が前後方向に間隔をあけて３個、しかも、左右方向に２組配置されている。各ローラ８８は、ローラ８８直下に配置されたバネ８９を介して上方に付勢されている。下型１７は前後に設けられたＬ形のクランプ部材９０によって、上型２１との位置合わせが行え、図示しない締め付けボルトにより昇降プレート３２に固定されるようになっている。
図３、図５及び図６に示すように、昇降プレート３２、断熱プレート８７及び下型１７を貫通して、上下動する４本の進退ロッド９１が配置されており、各進退ロッド９１には、ガイド機構を介して駆動用のエアシリンダー９２が設けられている。昇降プレート３２の４隅部は、軸受メタル９３、９４を備えた軸受部９５により、ガイドポスト３１に摺動可能に取付けられている。なお、図３中の符号９９、１００はエリアセンサーを、図４中の符号１０１はエリアセンサーを、符号１０２は操作ボックスを、符号１０３は制御盤を表している。
次に、永久磁石の樹脂封止装置１０を用いた本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法について、主として図１０を参照しながら説明する。
（ａ）前工程から送られてきた、永久磁石１４が磁石挿入孔１３に挿入され搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を別途搬送手段等を用いて下型１７上に搬送し、上型２１（以下、キャビティブロック７４も含む）に対して位置決めして固定する（回転子積層鉄心の供給作業）。
（ｂ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を少し上昇し、回転子積層鉄心１２とキャビティブロック７４とを密着させる。次いで、熱硬化性樹脂１５の原料１８を固定架台２２と上型２１との隙間Ｇ（実施の形態では８０ｍｍ）から上型２１のポット１９に供給し、原料１８を第２の加熱手段により約１７０℃近傍に加熱する（タブレットの供給作業）。
（ｃ）原料１８が加熱されて粘度が下がると、更に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇して、搬送トレイ１６にセットされた回転子積層鉄心１２を上型２１に押し付ける（この際、対となるガイドブロック８２、８３により芯出しされ、隙間Ｇ＝０となる）と共に、プランジャ駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して８本のプランジャー２３を下降することによって、流動化した原料１８、即ち熱硬化性樹脂１５をポット１９から押し出し、ポット１９と磁石挿入孔１３を連結する流路２０を介して熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に充填する。
上型２１の第２の加熱手段及び下型１７の第１の加熱手段により、熱硬化性樹脂１５を、約１７０℃近傍を保持して約３分間加熱し続けることにより、熱硬化性樹脂１５を硬化させることができ、永久磁石１４を磁石挿入孔１３に固定することができる。この際、永久磁石１４は下面基準で積層されるため、回転子積層鉄心１２の上端面と永久磁石１４の上端面との間には僅かな段差が生じるようになっている。また、磁石挿入孔１３内の空気はキャビティブロック７４の押圧面１２ａ及び搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂに形成されたベント溝を介して外部に逃がすことができる（型締め及び樹脂注入作業）。
このように、熱硬化性樹脂１５の原料１８を加熱して（約１７０℃近傍）、溶かして回転子積層鉄心１２の上面から磁石挿入孔１３内に充填するので、熱硬化性樹脂１５が磁石挿入孔１３内に容易に入る。
（ｄ）図６に示すように、４本のストッパー２４を突出させて、上昇限位置にある上型２１の左右方向の両端部の下面にストッパー２４を当接させて、上型２１の下方への移動を拘束した後、プランジャー駆動手段３４によりプランジャーホルダー５４を介して突き出しピン８６を僅かのストローク（５ｍｍ程度）下降させると共に、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させる（型開き作業）。その後、搬送トレイ１６を回転子積層鉄心１２と共に、下型１７から取り外し、回転子積層鉄心１２が搬送トレイ１６から取り外され、搬送トレイ１６は別途搬送手段により後工程に送られる。
（ｅ）クリーナー９６により、プランジャー２３及びポット１９のクリーニングを行う（プランジャーのクリーニング作業）。
（ｆ）下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を上昇すると共に、エアシリンダー９２を駆動し、進退ロッド９１を上昇して、４本の進退ロッド９１の上端により上型２１を支持する（上型開き準備作業）。
（ｇ）４本のストッパー２４を後退させた後、下型昇降手段３３により昇降プレート３２を介して下型１７を下降させ、上型２１を元の位置まで下降させ、更に、下型１７を下降させる（上型開き作業）。
（ｈ）４本の進退ロッド９１を後退させ、固定架台２２と上型２１との隙間Ｇの原料１８の挿入部を、クリーナー９７によりクリーニングする（タブレット投入部のクリーニング作業）。
（ｉ）クリーナー９８により、上型２１及び下型１７をクリーニングする（金型のクリーニング作業）。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の永久磁石の樹脂封止装置及びその方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
キャビティブロック７４を上型２１の下面に着脱可能に設けたが、これに限定されず、必要に応じて、上型とキャビティブロックとを一体的に構成することもできる。
搬送トレイ１６には、回転子積層鉄心１２の軸孔１１に嵌入する直径固定型のガイド部材２７を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、種々の回転子積層鉄心の軸孔のサイズに応じて直径が拡縮可能な直径拡縮型のガイド部材を用いることもできる。
搬送トレイ１６のトレイ部２６の搭載面１２ｂ及びキャビティブロック７４の押圧面１２ａにベント溝を形成したが、これに限定されず、必要に応じて、ベント溝を省略することもできる。
固定架台２２の周囲には上型２１の摺動ガイド部材を備え、しかも、プランジャーホルダー５４はプランジャーガイド５５によってガイドされるように構成したが、これに限定されず、必要に応じて、別の方法でガイドすることもできる。
各プランジャー２３の上端にバネ５４ｂを設けたが、これに限定されず、必要に応じて、バネを省略することもできる。
樹脂部材として熱硬化性樹脂１５を用いたが、これに限定されず、例えば、モータ製品として発熱温度が低い場合には、熱可塑性樹脂を用いることもできる。
上型２１の底部にはポット１９からの熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路２０を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、ポットを磁石挿入孔に符合する位置に設けることもできる。この場合には、熱硬化性樹脂１５を磁石挿入孔１３に導く流路が不要となる他、熱硬化性樹脂１５の使用量を減らすことができる。
本発明の一実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法を用いた永久磁石の樹脂封止装置の概念図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いて永久磁石が樹脂封止された回転子積層鉄心の平面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の正面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側面図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が下降限位置でプランジャーが上昇限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の下型が上昇限位置でプランジャーが下降限位置にある場合の要部拡大図である。 同永久磁石の樹脂封止装置の側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置のプランジャーガイド、プランジャーホルダー、固定架台の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同永久磁石の樹脂封止装置の上型、キャビティブロックの説明図である。 同永久磁石の樹脂封止装置を用いた永久磁石の樹脂封止方法の工程図である。
符号の説明
１０：永久磁石の樹脂封止装置、１１：軸孔、１２：回転子積層鉄心、１２ａ：押圧面、１２ｂ：搭載面、１３：磁石挿入孔、１４：永久磁石、１５：熱硬化性樹脂、１６：搬送トレイ、１７：下型、１８：原料、１９：ポット、１９ａ：下部ポット、２０：流路、２１：上型、２２：固定架台、２３：プランジャー、２４：ストッパー、２５：下面、２６：トレイ部、２７：ガイド部材、２８：取付けフレーム、２９：上固定プレート、３０：下固定プレート、３１：ガイドポスト、３２：昇降プレート、３３：下型昇降手段、３４：プランジャ駆動手段、３４ａ：サーボモータ、３５：ウォームジャッキ、３５ａ：出力軸、３５ｂ：皿バネ、３６：ロードセル、３７：取付けブラケット、３８：サーボモータ、３９：ウォームジャッキ、３９ａ：ロードセル、３９ｂ：皿バネ、４０：プッシュロッド、４０ａ：掛止部、４１、４１ａ：摺動メタル、４２：断熱プレート、４３：取付けプレート、４４、４５：断熱プレート、４６：吊り金具、４６ａ：断熱ボード、４７：吊り金具、４７ａ：断熱ボード、４８、４９：掛止溝、５０、５１：シャタープレート、５２：シャンクホルダー、５３：シャンクバッキングプレート、５４：プランジャーホルダー、５４ａ：接続金具、５４ｂ：バネ、５５：プランジャーガイド、５６：円孔、５７：切欠き、５８：突起部、５９：掛止部、６０：スペーサー、６１：雄ねじ部、６２：ボルト、６３：バネ受けブロック、６４：受け座、６５：コイルバネ、６７：円孔、６８：貫通孔、６９：挿通孔、７０：切欠き、７１：ガイド部、７２：ガイドポスト、７３：掛止部、７４：キャビティブロック、７５：円孔、７６：円形溝、７７、７８：断熱プレート、７９、８０：エアシリンダー、８１：ブラケット、８２、８３：ガイドブロック、８４：溝部、８５：突起部、８６：突き出しピン、８７：断熱プレート、８８：ローラ、８９：バネ、９０：クランプ部材、９１：進退ロッド、９２：エアシリンダー、９３、９４：軸受メタル、９５：軸受部、９６、９７、９８：クリーナー、９９、１００：エリアセンサー、１０１：エリアセンサー、１０２：操作ボックス、１０３：制御盤

Claims (6)

  1. 複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止装置であって、
    前記回転子積層鉄心を搭載する搬送トレイと、
    前記搬送トレイに搭載された前記回転子積層鉄心を載置し、該回転子積層鉄心を下から加熱すると共に昇降する第１の加熱手段が設けられた下型と、
    前記回転子積層鉄心の上に搭載されて該回転子積層鉄心を上から加熱する第２の加熱手段及び前記樹脂部材の原料を入れる複数のポットを有し、更に底部には前記ポットからの樹脂部材を前記磁石挿入孔に導く流路を備え、前記下型の上昇に伴って上昇する上型と、
    前記上型の上方にあって下降限位置にある前記上型との間に作業空間となる隙間を有して固定配置される固定架台と、
    前記固定架台を貫通し、上昇した前記上型のポットに投入された前記樹脂部材を加圧する複数のプランジャーと、
    前記上型を上昇限位置に保持するストッパーとを有することを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。
  2. 請求項１記載の永久磁石の樹脂封止装置において、前記搬送トレイには、前記回転子積層鉄心の軸孔に嵌入する直径固定型又は直径拡縮型のガイド部材を有することを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。
  3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の永久磁石の樹脂封止装置において、前記搬送トレイの前記回転子積層鉄心の搭載面及び前記上型の前記回転子積層鉄心の押圧面には前記磁石挿入孔からの空気を外部に逃がすベント溝が設けられていることを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の永久磁石の樹脂封止装置において、前記固定架台の周囲には前記上型の摺動ガイド部材を備え、しかも前記複数のプランジャーの上端はプランジャーホルダーに固定され、しかも、該プランジャーホルダーはプランジャーガイドによってガイドされていることを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。
  5. 複数の鉄心片が積層され中央に軸孔を備えた回転子積層鉄心に形成された複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石を、樹脂部材を前記磁石挿入孔に注入して固定する永久磁石の樹脂封止方法であって、
    前記回転子積層鉄心を押圧し更に加熱する上型及び下型を備え、更に、前記上型に、前記磁石挿入孔に符合する位置又は別位置にポットを設け、前記ポットに挿入された前記樹脂部材の原料を前記上型で加熱した後、昇降するプランジャーで前記樹脂部材を前記ポットから押し出して前記磁石挿入孔に充填することを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
  6. 請求項５記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記回転子積層鉄心は中央に軸孔を有し、前記回転子積層鉄心を前記軸孔に嵌入するガイド部材を備えた搬送トレイに載せて、前記上型及び前記下型の間に配置することを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
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