JP2015126671A

JP2015126671A - 回転子積層鉄心の製造方法

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Publication number: JP2015126671A
Application number: JP2013271533A
Authority: JP
Inventors: 文夫野溝; Fumio Nomizo; 裕介沼田; Yusuke Numata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP6037133B2

Abstract

【課題】工数および設備コストを削減することが可能な回転子積層鉄心の製造方法を提供する。【解決手段】搬送トレイ２０をエジェクタ１９によって押し上げて積層鉄心２を磁石受けプレート８とともにランナプレート１４から離間させると、樹脂残滓７Ａが積層鉄心２から切り離されてランナプレート１４に付着し、この樹脂残滓７Ａは、プランジャ１７によって下型１２から押し出して排出することができるので、搬送トレイから積層鉄心を取り外すための工程およびその装置、ならびに、搬送トレイに付着した樹脂残滓を除去するための工程およびその装置を無くすことが可能であり、工数および設備コストを削減することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、回転子積層鉄心の製造方法に関し、特に、磁石挿入孔に充填された樹脂によって積層鉄心に永久磁石が固定される回転子積層鉄心の製造方法に関する。

従来、電磁鋼板をかしめ積層して積層鉄心を製造する工程と、搬送トレイに載置された積層鉄心の各磁石挿入孔に永久磁石を挿入する工程と、積層鉄心を載せた搬送トレイを一対の型間にセットする工程と、型締め後、樹脂ポットの樹脂をプランジャによって各磁石挿入孔に注入する工程と、樹脂残滓（カル）が付着した搬送トレイを上型によって引き上げる工程と、上型から搬送トレイを取り外す工程と、を含む回転子積層鉄心の製造方法が知られている（例えば「特許文献１」参照）。

前述した製造方法では、積層鉄心が樹脂残滓（カル）が付着した搬送トレイとともに上型によって引き上げられるため、搬送トレイを上型から取り外す工程とは別に、積層鉄心（回転子積層鉄心）を搬送トレイから取り外すための工程およびその装置、さらには、搬送トレイに付着した樹脂残滓（カル）を除去するための工程およびその装置が必要であり、工数および設備コストの増大を余儀なくされていた。

特開２０１３−２１５０５８号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、工数および設備コストを削減することが可能な回転子積層鉄心の製造方法を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明の回転子積層鉄心の製造方法は、磁石挿入孔に充填された樹脂によって積層鉄心に永久磁石が固定される回転子積層鉄心の製造方法であって、一対の型によって前記積層鉄心を積層方向に加圧する積層鉄心加圧工程と、一方の型に形成された樹脂ポット内の樹脂をプランジャによって前記磁石挿入孔に注入する樹脂注入工程と、前記積層鉄心を前記一方の型から離間させて前記積層鉄心から樹脂残滓を切り離して前記一方の型に付着させる樹脂残滓切り離し工程と、前記一方の型に付着させた樹脂残滓を前記プランジャによって押し出して前記一方の型から離型させる樹脂残滓排出工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、一方の型に付着した樹脂残滓をプランジャによって型から排出するようにしたので、回転子積層鉄心の製造の工数および設備コストを削減することができる。

第１実施形態の説明図であって、特に、準備段階を説明するための図である。第１実施形態の説明図であって、特に、各磁石挿入孔に永久磁石が挿入された積層鉄心が磁石受けプレートとともに搬送トレイに載置された状態を示す図である。第１実施形態の説明図であって、特に、樹脂が下型の樹脂ポットに装填される工程を説明するための図である。第１実施形態の説明図であって、特に、積層鉄心加圧工程の説明図である。第１実施形態の説明図であって、特に、樹脂注入工程の説明図である。第１実施形態の説明図であって、特に、樹脂残滓切り離し工程の説明図である。第１実施形態の説明図であって、特に、樹脂残滓をプランジャから離型させた状態を示す図である。第１実施形態の説明図であって、特に、樹脂残滓排出工程の説明図である。第１実施形態の説明図であって、特に、一対の型から磁石受けプレートとともに搬出された積層鉄心が磁石受けプレートから取り外された状態を示す図である。第２実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図５に対応する図である。第２実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図６に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図１に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、（Ａ）は図１２における矢視Ａの拡大図であり、（Ｂ）は図１２におけるＢ矢視の拡大図である。第３実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図５に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図６に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図７に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、特に、第１実施形態における図８に対応する図である。第３実施形態の説明図であって、特に、一対の型から搬出された積層鉄心（回転子積層鉄心）を示す図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
ここでは、磁石挿入孔４に充填された樹脂７によって積層鉄心２に永久磁石６が固定される回転子積層鉄心１（図９参照）の製造方法を説明する。なお、積層鉄心２は、磁石挿入孔４および軸孔５が形成された複数枚の電磁鋼板３を積層してかしめることで製造される周知の積層鉄心（コア）が使用される。

図４を参照して、第１実施形態に係る製造方法に使用される金型を説明する。金型は、一対の上型１１および下型１２によって構成される。上型１１は、プレス装置（図示省略）の型駆動機構によって上下方向（図４における上下方向）へ駆動される。下型１２は、プレス装置のボルスタに固定されるダイプレート１３と、ダイプレート１３の上面に取り付けられるランナプレート１４と、を有する。

ランナプレート１４は、後述する磁石受けプレート８の各ゲート９を介して積層鉄心２の各磁石挿入孔４に連通される複数個のランナ１５（樹脂注入路）を有する。ゲート９は、先端が磁石受けプレート８の上面に開口する、すなわち、先端開口が積層鉄心２の磁石挿入孔４に臨む略円錐形（裁頭円錐形）に形成される。換言すると、ゲート９は、磁石受けプレート８の下面から上面へ断面積が漸次小さくなるように形成されている。このように構成することで、後述する樹脂残滓切り離し工程で、積層鉄心２（磁石受けプレート８）を下型１２（一方の型）から離間させると、樹脂残滓７Ａ（図６参照）が積層鉄心２から切り離されてランナプレート１４（下型１２）側に残る（付着する）。

下型１２は、ダイプレート１３に埋め込まれた複数個のスリーブ１６を有する。スリーブ１６は、ランナプレート１４の各ランナ１５、延いては、積層鉄心２の各磁石挿入孔４に対応して配置され、上端がダイプレート１３の上面に開口し、下端がダイプレート１３の下面に開口する。下型１２は、各スリーブ１６の内側に挿入される複数個のプランジャ１７を有する。プランジャ１７は、プレス装置のプランジャ駆動機構（図示省略）によって上下方向（図４における上下方向）へ駆動される。下型１２は、ランナプレート１４、スリーブ１６およびプランジャ１７によって画定される複数個の樹脂ポット１８を有する。なお、下型１２は、各樹脂ポット１８に装填された樹脂７を加熱するためのヒータを有する。

下型１２は、ダイプレート１３によって支持される複数個のエジャクタ１９（シャフト）を有する。エジェクタ１９は、プレス装置のエジェクタ駆動機構（図示省略）によって上下方向（図４における上下方向）に駆動される。このように構成することで、後述する樹脂残滓切り離し工程でエジェクタ１９を作動させると、積層鉄心２が磁石受けプレート８および搬送トレイ２０とともに押し上げられて積層鉄心２をランナプレート１４（下型１２）から離間させることができる。

次に、前述した一対の上型１１および下型１２を使用して積層鉄心２の各磁石挿入孔４に樹脂を注入する手順を説明する。

（準備段階）
図１に示されるように、搬送トレイ２０に載置された磁石受けプレート８に積層鉄心２をセットする。次に、積層鉄心２の各磁石挿入孔４に永久磁石６を挿入する。なお、磁石受けプレート８には、積層鉄心２を位置決めするためのガイド２１が設けられている。これにより、磁石受けプレート８の各ゲート９は、各磁石挿入孔４に臨む、より詳細には、磁石挿入孔４と永久磁石６との隙間に開口するように配置される（図２参照）。また、積層鉄心２がセットされた磁石受けプレート８を搬送トレイ２０に載置してもよい。

次に、図３に示されるように、一対の上型１１および下型１２が型開きされた状態で、下型１２（一方の型）の各樹脂ポット１８に樹脂７を装填する。樹脂７の装填後、下型１２に、搬送トレイ２０に磁石受けプレート８とともに載置された積層鉄心２（図２参照）をセットし、上型１１を下降させて一対の上型１１および下型１２を型閉じする。この状態では、図４に示されるように、搬送トレイ２０はダイプレート１３の上面に載置され、磁石受けプレート８は搬送トレイ２０から浮いた状態でランナプレート１４上に載置される。なお、搬送トレイ２０に磁石受けプレート８（積層鉄心２）を載置する工程と、樹脂ポット１８に樹脂７を装填する工程とを並行させることができる。

（積層鉄心加圧工程）
次に、図４に示されるように、プレス装置が発生する動力によって一対の上型１１および下型１２を型締めして、上型１１と下型１２との間の積層鉄心２を上下方向（積層方向）に一定の加圧力で加圧する。なお、各樹脂ポット１８に装填された樹脂７は、下型１２をヒータで加熱することにより軟化される。

（樹脂注入工程）
次に、各樹脂ポット１８内の軟化された樹脂７を各プランジャ１７によって加圧すると、図５に示されるように、各樹脂ポット１８内の樹脂７は、ランナプレート１４の各ランナ１５（樹脂注入路）を経由して、磁石受けプレート８の各ゲート９から積層鉄心２の各磁石挿入孔４へ注入される。なお、積層鉄心２の磁石挿入孔４と永久磁石６との隙間に充填された樹脂７が熱硬化することで、磁石挿入孔４内の永久磁石６が積層鉄心２に固定される。

（樹脂残滓切り離し工程）
次に、上型１１を上昇させて一対の上型１１および下型１２を型開きした後、エジェクタ１９を作動（上昇）させる。これにより、図６に示されるように、搬送トレイ２０が押し上げられて積層鉄心２が磁石受けプレート８とともに下型１２から離間される。このとき、ゲート９内の樹脂７は、先端で積層鉄心２から切り離されて下型１２に付着する。換言すると、ゲート９内の樹脂７は、応力が集中する積層鉄心２と磁石受けプレート８との界面部分で磁石挿入孔４内に充填された樹脂７から切り離されてゲート９から離型し、ランナプレート１４（ランナ１５）内の樹脂７とともに樹脂残滓７Ａ（カル）として下型１２側に残される。なお、ゲート９の形状は、積層鉄心２が下型１２から離間されるときに、内部の樹脂７（樹脂残滓７Ａ）が積層鉄心２から切り離される条件を満たすことができれば、略円錐形以外の形状とすることができる。

（樹脂残滓排出工程）
次に、図７に示されるように、プランジャ１７を一定の距離だけ下降させて樹脂残滓７Ａをプランジャ１７から離型させる。なお、樹脂残滓７Ａをプランジャ１７から離型させる工程は省略することが可能である。次に、プランジャ１７を、例えば、図８に示されるように、少なくとも先端がランナプレート１４の上面と面一になる位置まで上昇させる。これにより、下型１２（ランナプレート１４）に付着した樹脂残滓７Ａがプランジャ１７によって押し出されて下型１２から離型（排出）される。なお、下型１２から離型された樹脂残滓７Ａ、すなわち、ランナプレート１４上に残された樹脂残滓７Ａは、エアブロー等によって下型１２から除去することができる。

次に、積層鉄心２を磁石受けプレート８とともに一対の上型１１および下型１２間から搬出して、その搬出後、積層鉄心２（回転子積層鉄心１）を磁石受けプレート８から取り出す。なお、積層鉄心２を一対の上型１１および下型１２間から搬出する工程は、樹脂残滓７Ａを下型１２（ランナプレート１４）から離型（排出）させる工程と並行させることができる。

第１実施形態では以下の効果を奏する。
従来の製造方法では、積層鉄心（従来の製造方法に関する説明においては符号を省略する）を磁石受けプレートとともに下型から離間させると、樹脂残滓が積層鉄心（磁石受けプレート）に付着するため、型から搬送トレイを外す工程とは別に、搬送トレイから積層鉄心を取り外すための工程およびその装置、さらには、搬送トレイに付着した樹脂残滓を除去するための工程およびその装置が必要であり、工数および設備コストの増大を余儀なくされていた。

第１実施形態によれば、搬送トレイ２０をエジェクタ１９によって押し上げて磁石受けプレート８をランナプレート１４から離間させると、樹脂残滓７Ａ（カル）が積層鉄心２から切り離されてランナプレート１４に付着する、換言すると、樹脂残滓７Ａが磁石受けプレート８のゲート９から離型されて下型１２側に残る。そして、樹脂残滓７Ａは、プランジャ１７によって下型１２から押し出して排出する（離型させる）ことができるので、前述した従来の製造方法における、搬送トレイから積層鉄心を取り外すための工程およびその装置、ならびに、搬送トレイに付着した樹脂残滓を除去するための工程およびその装置を無くすことが可能であり、その結果、回転子積層鉄心１を製造するために要する工数および設備コストを大幅に削減することができる。

実施形態は前述した第１実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。なお、第１実施形態と同一または相当する要素に、同一の名称および符号を付与し、重複する説明を省略する。

（第２実施形態）
図１０に示されるように、第１実施形態における一対の上型１１および下型１２の上下を入れ替える、すなわち、ランナプレート１４、スリーブ１６、プランジャ１７、樹脂ポット１８、およびエジェクタ１９を上型１１に構成することができる。この場合、ゲート９は、積層鉄心２と上型１１（ランナプレート１４）との間に配置されるプレート２３に形成される。また、積層鉄心２の下端には永久磁石６を受けるためのエンドプレート２４が取り付けられる。

第２実施形態では、エジェクタ１９を一対の上型１１および下型１２の型開き動作と同期させるように作動させると、図１１に示されるように、プレート２３がランナプレート１４から離間される。これにより、樹脂残滓７Ａ（カル）は、積層鉄心２から切り離されてランナプレート１４に付着する。換言すると、積層鉄心２が上型１１から離間されると、樹脂残滓７Ａは、プレート２３のゲート９から離型されて上型１２側に残る。

なお、第２実施形態では、一対の上型１１および下型１２を型開きするときに積層鉄心２を下型１２に保持する機構を設けることで、上型１１からエジェクタ１９を無くすることが可能であり、一対の上型１１および下型１２の構造を簡易化することができる。

（第３実施形態）
図１２に示されるように、第３実施形態は、積層鉄心２を搬送トレイ２０に直接載置する、すなわち、第１実施形態から磁石受けプレート８を無くした実施形態である。第３実施形態では、図１３（Ａ）に示されるように、積層鉄心２の上端に磁石挿入孔４が開口する。また、積層鉄心２の下端は、エンドプレート２６によって構成され、図１３（Ｂ）に示されるように、エンドプレート２６には、磁石挿入孔４と永久磁石６との隙間に臨む（開口する）樹脂注入孔２７、換言すると、磁石挿入孔４と永久磁石６との隙間とランナ１５（図１４参照）とを連通する樹脂注入孔２７が設けられる。

（樹脂注入工程）
第３実施形態では、各樹脂ポット１８（図４参照）内の軟化された樹脂７は、各プランジャ１７によって加圧されると、図１４に示されるように、ランナプレート１４の各ランナ１５（樹脂注入路）を経由して、エンドプレート２６の各樹脂注入孔２７から積層鉄心２の各磁石挿入孔４へ注入される。

（樹脂残滓切り離し工程）
次に、上型１１を上昇させて一対の上型１１および下型１２を型開きした後、エジェクタ１９を作動（上昇）させると、図１５に示されるように、積層鉄心２が押し上げられて下型１２から離間される。このとき、ランナ１５内の樹脂７は、エンドプレート２６の樹脂注入孔２７内の樹脂７から切り離されて樹脂残滓７Ａ（カル）として下型１２側に残る。

（樹脂残滓排出工程）
次に、図１６に示されるように、プランジャ１７を一定の距離だけ下降させて樹脂残滓７Ａをプランジャ１７から離型させる。なお、第１実施形態同様に、樹脂残滓７Ａをプランジャ１７から離型させる工程は省略することが可能である。次に、プランジャ１７を、例えば、図１７に示されるように、少なくとも先端がランナプレート１４の上面と面一になる位置まで上昇させる。これにより、下型１２（ランナプレート１４）に付着した樹脂残滓７Ａは、プランジャ１７によって押し出されて下型１２から離型（排出）される。なお、下型１２から離型された樹脂残滓７Ａ、すなわち、ランナプレート１４上の樹脂残滓７Ａは、エアブロー等によって下型１２から除去することができる。

次に、積層鉄心２（図１８参照）を一対の上型１１および下型１２間から搬出する。第３実施形態では、第１実施形態における磁石受けプレート８を積層鉄心２（回転子積層鉄心１）から取り外す工程を無くすことが可能であり、製造工程をより合理化することができる。

１回転子積層鉄心、２積層鉄心、４磁石挿入孔、６永久磁石、７樹脂、７Ａ樹脂残滓、１１上型、１２下型、１７プランジャ、１８樹脂ポット

Claims

磁石挿入孔に充填された樹脂によって積層鉄心に永久磁石が固定される回転子積層鉄心の製造方法であって、
一対の型によって前記積層鉄心を積層方向に加圧する積層鉄心加圧工程と、
一方の型に形成された樹脂ポット内の樹脂をプランジャによって前記磁石挿入孔に注入する樹脂注入工程と、
前記積層鉄心を前記一方の型から離間させて前記積層鉄心から樹脂残滓を切り離して前記一方の型に付着させる樹脂残滓切り離し工程と、
前記一方の型に付着させた樹脂残滓を前記プランジャによって押し出して前記一方の型から離型させる樹脂残滓排出工程と、
を含むことを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
前記一方の型は、樹脂注入路を有するランナプレートを含み、
前記積層鉄心は、前記樹脂注入路に連通されるゲートを有する磁石受けプレートにセットされ、
前記樹脂残滓切り離し工程では、
前記磁石受けプレートにセットされた積層鉄心を前記ランナプレートから離間させると、前記ゲート内の樹脂残滓が前記磁石挿入孔内に充填された樹脂から切り離されて前記ランナプレートに付着することを特徴とする請求項１に記載された回転子積層鉄心の製造方法。
前記一方の型は、樹脂注入路を有するランナプレートを含み、
前記積層鉄心は、積層方向端部に配置されて前記磁石挿入孔に開口する樹脂注入孔を有する電磁鋼板を備え、
前記樹脂残滓切り離し工程では、
前記積層鉄心を前記ランナプレートから離間させると、前記樹脂注入路内の樹脂残滓が前記樹脂注入孔内の樹脂残滓から切り離されて前記ランナプレートに付着することを特徴とする請求項１に記載された回転子積層鉄心の製造方法。