JP2014014271A5 - - Google Patents
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本発明は、積層鉄心に永久磁石を樹脂によって固定する(マグネットモールドによる)永久磁石の樹脂封止方法に関する。
従来、樹脂封止により永久磁石を積層鉄心(複数の鉄心片を積層して形成した積層体)に固定して回転子積層鉄心を製造する方法として、例えば、特許文献1に記載された発明が知られている。特許文献1に記載された発明では、先ず、複数の貫通孔が形成された鉄心片をプレス加工により製造し、この鉄心片をかしめ又は溶接等の固着手段により積層一体化して、貫通孔の連通により形成される磁石挿入孔を複数備えた積層体(積層鉄心)を形成している。次いで、積層体の各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入し、磁石挿入孔と挿入された永久磁石との間に形成される樹脂注入部に液状の樹脂材を注入し、硬化させて磁石挿入孔内に永久磁石を固定することで回転子積層鉄心を製造している。
しかしながら、特許文献1の樹脂封止方法においては、樹脂注入を行う樹脂注入部が閉鎖空間であることが前提であり、図11(A)に示すように、回転子積層鉄心100に形成された永久磁石101を挿入する磁石挿入孔102が閉鎖されておらず開口部103を介して外側空間に連通する場合、磁石挿入孔102が閉鎖空間になるように、回転子積層鉄心100を外側から覆って磁石挿入孔102に形成された開口部103を塞ぐための閉塞部材(図示せず)を樹脂注入封止設備(図示せず)に設ける等の周辺設備を新たに設置しなければならないという問題や、場合によっては回転子積層鉄心100の形状を変更しなければならないという問題が生じる。更に、磁石挿入孔102の開口部103を閉塞部材で塞ぐことができても、図11(B)に示すように、開口部103の外側領域まで樹脂107を充填することになって、樹脂107の注入量が増加し、回転子積層鉄心100の重量アップ及びコストアップの問題が生じる。
また、樹脂注入部が閉鎖空間であっても、図12(A)に示すように、回転子積層鉄心109に形成された永久磁石110を挿入する磁石挿入孔111の容積に占める樹脂注入部112の容積の割合が大きいと、図12(B)に示すように、永久磁石110と磁石挿入孔111との隙間(樹脂注入部112)を樹脂113で満たす場合、樹脂を余分に注入することによる回転子積層鉄心の重量アップとコストアップの問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備の大がかりな改造や導入を伴わず、本来不必要な部分への樹脂注入を行わずに、永久磁石を積層鉄心に樹脂によって固定することが可能な永久磁石の樹脂封止方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第1の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片を積層して形成され、中央の軸孔の周囲に複数の磁石挿入部と、該磁石挿入部に開口部を介して連通する内側空間部が形成された積層鉄心の前記磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
前記開口部を前記内側空間部側から閉じる閉塞部材を配置する第1工程と、
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、前記閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する第2工程とを有する。
前記開口部を前記内側空間部側から閉じる閉塞部材を配置する第1工程と、
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、前記閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する第2工程とを有する。
前記目的に沿う第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片を積層して形成され、中央の軸孔の周囲に複数の磁石挿入部と、該磁石挿入部に開口部を介して連通し一部が外側に露出する外側空間部が形成された積層鉄心の前記磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する。
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する。
第1及び第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材は前記下型に立設されると共に、該閉塞部材の先端は前記上型に設けられた掛止部に嵌入していることが好ましい。
第1及び第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、前記開口部に前記閉塞部材が当接又は近接していることが好ましい。
第1及び第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、前記開口部に前記閉塞部材が当接又は近接していることが好ましい。
第1の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法においては、内側空間部を挿通して磁石挿入部と内側空間部とを連通する開口部を内側空間部側から閉じる閉塞部材を配置するので、第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法においては、各磁石挿入部と外側空間部とを連通する開口部を外側空間部側から閉じる閉塞部材を配置するので、磁石挿入部が閉鎖空間となって、本来不必要な部分への樹脂の注入を防止することができ、樹脂使用量が削減できる。その結果、積層鉄心の軽量化が図れると共に、製造コストの低減が可能になる。
第1及び第2の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、閉塞部材による開口部の閉塞時に、開口部に閉塞部材が当接している場合、開口部を確実に閉塞させて樹脂漏れを起こすことがなく、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填することができる。また、閉塞部材による開口部の閉塞時に、開口部に閉塞部材が近接している場合、閉塞部材と開口部が互いに接触することにより生じる磨耗損傷を回避すると共に、樹脂漏れを起こすことがなく、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填することができる。
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。
図1、図2に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された積層鉄心の一例である回転子積層鉄心10は、複数の鉄心片11を積層して形成され、中央の軸孔12の周囲に永久磁石13を挿入する複数の磁石挿入部14が形成され、磁石挿入部14の一方には、開口部15を介して内側空間部16が形成されている。そして、磁石挿入部14に永久磁石13を封入するために使用した樹脂17が、開口部15の位置で内側空間部16に向けて露出している。回転子積層鉄心10内に、内側空間部16を形成することにより、回転子積層鉄心10の重量を軽くでき、回転子積層鉄心10の回転、停止の応答性を高めることができると同時に、突極比の向上によりリラクタンストルクを高めることができる。また、磁石挿入部14に永久磁石13を封入するために使用した樹脂17が、開口部15の位置で内側空間部16に向けて露出し、内側空間部16内への樹脂17の注入が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、回転子積層鉄心10の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。
図1、図2に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された積層鉄心の一例である回転子積層鉄心10は、複数の鉄心片11を積層して形成され、中央の軸孔12の周囲に永久磁石13を挿入する複数の磁石挿入部14が形成され、磁石挿入部14の一方には、開口部15を介して内側空間部16が形成されている。そして、磁石挿入部14に永久磁石13を封入するために使用した樹脂17が、開口部15の位置で内側空間部16に向けて露出している。回転子積層鉄心10内に、内側空間部16を形成することにより、回転子積層鉄心10の重量を軽くでき、回転子積層鉄心10の回転、停止の応答性を高めることができると同時に、突極比の向上によりリラクタンストルクを高めることができる。また、磁石挿入部14に永久磁石13を封入するために使用した樹脂17が、開口部15の位置で内側空間部16に向けて露出し、内側空間部16内への樹脂17の注入が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、回転子積層鉄心10の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。
本発明の第1の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図3〜図5に示すように、複数の鉄心片11を積層して形成され、中央の軸孔12の周囲に複数の磁石挿入部14が形成され、しかも、近接して配置された対となる磁石挿入部14の間には内側空間部16が設けられ、磁石挿入部14の一方側(内側空間部16側)にそれぞれ設けられた開口部15を介して、磁石挿入部14が内側空間部16に連通している回転子積層鉄心10において、各磁石挿入部14に入れた永久磁石13を、樹脂封止装置18を用いて樹脂封止する方法である。そして、第1の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、樹脂封止装置18に設けられた昇降プレート19に取付けられた下型20に回転子積層鉄心10を載置して、回転子積層鉄心10の内側空間部16に、下型20に立設されている閉塞部材の一例であるピン部材21をそれぞれ挿通させ、開口部15が内側空間部16側から閉じられるようにピン部材21を配置する第1工程を有している。
なお、下型20の中央部には、回転子積層鉄心10の軸孔12に嵌入して、下型20に載置された回転子積層鉄心10の下型20に対する位置決め(下型20の軸心位置と回転子積層鉄心10の軸心位置の一致、及び下型20の軸心回りにおける回転子積層鉄心10の周方向角度位置の設定)を行うガイド軸22が設けられている。これによって、ピン部材21が内側空間部16を挿通した際に、ピン部材21の側部が開口部15に当接もしくは僅少の隙間を有して近接し、開口部15がピン部材21により閉じられる(閉塞される)。
更に、第1の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図3〜図5に示すように、下型20に載置された回転子積層鉄心10の磁石挿入部14に永久磁石13を挿入する処理1と、昇降プレート19を上昇させて、昇降プレート19の上方に昇降プレート19と対向して樹脂封止装置18に設けられた上固定プレート(図示せず)に固定部材23を介して取付けられた上型24と下型20とで回転子積層鉄心10を軸方向(上下方向)両側から挟持する処理2と、ピン部材21で開口部15が閉塞されると共に、上型24と下型20で上下がそれぞれ閉塞された状態の磁石挿入部14に、上型24に設けた樹脂溜め部25内に充填した樹脂17をプランジャー25aを用いて押し出し、樹脂流路26を介して磁石挿入部14に(すなわち、永久磁石13と磁石挿入部14との間の隙間)に樹脂17を充填する処理3とを備えた第2工程を有する。
なお、下型20に立設されたピン部材21の突出寸法は、回転子積層鉄心10の最大積層厚より大きく形成されている。そして、開口部15を閉じた状態のピン部材21の先端は、上型24に貫通して設けられた掛止部(貫通孔)28に嵌入している。
なお、下型20に立設されたピン部材21の突出寸法は、回転子積層鉄心10の最大積層厚より大きく形成されている。そして、開口部15を閉じた状態のピン部材21の先端は、上型24に貫通して設けられた掛止部(貫通孔)28に嵌入している。
図6、図7に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された積層鉄心の一例である回転子積層鉄心29は、複数の鉄心片30を積層して形成され、中央の軸孔31の周囲に永久磁石32を挿入する複数の磁石挿入部33が形成され、磁石挿入部33は、開口部34を介して一部が外側に露出する外側空間部35に連通している。そして、磁石挿入部33に永久磁石32を封入するために使用した樹脂17が、開口部34の位置で外側空間部35に向けて露出している。回転子積層鉄心29の外周側に、外側空間部35を形成することにより、回転子積層鉄心29の重量を軽くでき、回転子積層鉄心29の回転、停止の応答性を高めることができると同時に、突極比の向上によりリラクタンストルクを高めることができる。また、磁石挿入部33に永久磁石32を封入するために使用した樹脂17が、開口部34の位置で外側空間部35に向けて露出し、外側空間部35への樹脂17の流出が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、回転子積層鉄心29の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。
本発明の第2の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図8〜図10に示すように、 複数の鉄心片30を積層して形成され、中央の軸孔31の周囲に複数の磁石挿入部33が形成された回転子積層鉄心29において、各磁石挿入部33に入れた永久磁石32を、樹脂封止装置36を用いて樹脂封止する方法である。ここで、各磁石挿入部33の一方側(回転子積層鉄心29の外周側)には開口部34が設けられ、各磁石挿入部33は、開口部34を介して、回転子積層鉄心29の外側の外部空間に開口するように回転子積層鉄心29の外周部に設けられた外側空間部35と連通している。そして、第2の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、樹脂封止装置36に設けられた昇降プレート37に取付けられた下型38に回転子積層鉄心29を載置して、回転子積層鉄心29の外側空間部35の外側に隙間を設けて立設されている閉塞部材の一例であるピン部材39を、下型38に形成された長孔からなるガイド部40内を図示しない駆動機構を介して移動させて、開口部34が外側空間部35側から閉じられるようにピン部材39を配置する第1工程を有している。
なお、下型38の中央部には、回転子積層鉄心29の軸孔31に嵌入して、下型38に載置された回転子積層鉄心29の下型38に対する位置決め(下型38の軸心位置と回転子積層鉄心29の軸心位置の一致、及び下型38の軸心回りにおける回転子積層鉄心29の周方向角度位置の設定)を行うガイド軸41が設けられている。これによって、ピン部材39がガイド部40内を移動することにより、ピン部材39の側部が開口部34に当接もしくは僅少の隙間を有して近接し、開口部34がピン部材39により閉じられる(閉塞される)。
更に、第2の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図8〜図10に示すように、下型38に載置された回転子積層鉄心29の磁石挿入部33に永久磁石32を挿入する処理1と、昇降プレート37を上昇させて、昇降プレート37の上方に昇降プレート37と対向して樹脂封止装置36に設けられた上固定プレート(図示せず)に固定部材42を介して取付けられた上型43と下型38とで回転子積層鉄心29を軸方向(上下方向)両側から挟持する処理2と、ピン部材39で開口部34が閉塞されると共に、上型43と下型38で上下がそれぞれ閉塞された状態の磁石挿入部33に、上型43に設けた樹脂溜め部44内に充填した樹脂17をプランジャー45を用いて押し出し、樹脂流路46を介して磁石挿入部33(すなわち、永久磁石32と磁石挿入部33との間の隙間)に樹脂17を充填する処理3とを備えた第2工程を有する。
なお、下型38に立設されたピン部材39の突出寸法は、回転子積層鉄心29の最大積層厚より大きく形成されている。そして、開口部34を閉じた状態のピン部材39の先端は、上型43に貫通して設けられた掛止部(貫通孔)48に嵌入している。
なお、下型38に立設されたピン部材39の突出寸法は、回転子積層鉄心29の最大積層厚より大きく形成されている。そして、開口部34を閉じた状態のピン部材39の先端は、上型43に貫通して設けられた掛止部(貫通孔)48に嵌入している。
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、第1、第2の実施の形態では、下型に閉塞部材(ピン部材)を立設させたが、上型に閉塞部材を立設させてもよいし、また、必ずしも上型又は下型に直接立設させる必要はなく、樹脂封止装置に予め内蔵させておき、樹脂封止時のみ突出して上型又は下型に立設された状態となる可動式にしてもよい。更にまた、樹脂溜め部を下型に設けてもよい。
なお、閉塞部材(ピン部材)の突出寸法は、積層鉄心(回転子積層鉄心)の最大積層厚と同じでもよい。
例えば、第1、第2の実施の形態では、下型に閉塞部材(ピン部材)を立設させたが、上型に閉塞部材を立設させてもよいし、また、必ずしも上型又は下型に直接立設させる必要はなく、樹脂封止装置に予め内蔵させておき、樹脂封止時のみ突出して上型又は下型に立設された状態となる可動式にしてもよい。更にまた、樹脂溜め部を下型に設けてもよい。
なお、閉塞部材(ピン部材)の突出寸法は、積層鉄心(回転子積層鉄心)の最大積層厚と同じでもよい。
10:回転子積層鉄心、11:鉄心片、12:軸孔、13:永久磁石、14:磁石挿入部、15:開口部、16:内側空間部、17:樹脂、18:樹脂封止装置、19:昇降プレート、20:下型、21:ピン部材、22:ガイド軸、23:固定部材、24:上型、25:樹脂溜め部、25a:プランジャー、26:樹脂流路、28:掛止部、29:回転子積層鉄心、30:鉄心片、31:軸孔、32:永久磁石、33:磁石挿入部、34:開口部、35:外側空間部、36:樹脂封止装置、37:昇降プレート、38:下型、39:ピン部材、40:ガイド部、41:ガイド軸、42:固定部材、43:上型、44:樹脂溜め部、45:プランジャー、46:樹脂流路、48:掛止部
Claims (4)
- 複数の鉄心片を積層して形成され、中央の軸孔の周囲に複数の磁石挿入部と、該磁石挿入部に開口部を介して連通する内側空間部が形成された積層鉄心の前記磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
前記開口部を前記内側空間部側から閉じる閉塞部材を配置する第1工程と、
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、前記閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する第2工程とを有することを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、中央の軸孔の周囲に複数の磁石挿入部と、該磁石挿入部に開口部を介して連通し一部が外側に露出する外側空間部が形成された積層鉄心の前記磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
前記永久磁石が予め挿入された前記積層鉄心を上型及び下型によって軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填することを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。 - 請求項1又は2記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材は前記下型に立設されると共に、該閉塞部材の先端は前記上型に設けられた掛止部に嵌入していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
- 請求項1〜3のいずれか1に記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、前記開口部に前記閉塞部材が当接又は近接していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
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