JP2018061411A - ロータ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の注入工程に起因して発生する後工程の品質不良と、外周部の軸方向の高さの増加を抑制する。【解決手段】平板部３１と、平板部３１の略中央部を上下方向に貫通し、シャフトを挿入可能なシャフト挿入孔と、シャフト挿入孔の周囲に形成され、平板部を上下方向に貫通する磁石挿入孔３３と、を有する積層鋼板１１に対して、押圧しながら、樹脂を用いて磁石挿入孔３３に挿入された磁石１２のモールド成形を行うロータの製造装置であって、磁石１２を磁石挿入孔３３に挿入した後に、積層された鋼板１１を上下方向から押圧するプレート２１を備え、プレート２１には、磁石挿入孔３３より外周側において、鋼板１１に当接する凸部２１ｂが形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ロータの製造装置に関する。

近年、複数の鋼板が積層されて形成されるロータが使用されている。このロータは、上下方向に積層された複数の鋼板を貫通するように永久磁石が配置され、樹脂により封止される。

従来、このような分野の技術として、特開２０１３−２４３８６３号公報がある。この公報に記載された樹脂封止方法は、鉄心に当接する密閉突出部によって樹脂溜め部から注入口の周辺領域を選択的に押圧するものである。

特開２０１３−２４３８６３号公報

しかしながら、前述した従来の樹脂封止方法では、磁石を封止するために注入された樹脂が、積層された鋼板間に漏れ出してしまう場合がある。そのため、後工程での品質不良が発生することや、外周部の軸方向の高さが増加することにより固定子と干渉するおそれがある。
本発明は、樹脂の注入工程に起因して発生する後工程の品質不良と、外周部の軸方向の高さの増加を抑制したロータ製造装置を提供するものである。

本発明にかかるロータ製造装置は、平板部と、前記平板部の略中央部を上下方向に貫通し、シャフトを挿入可能なシャフト挿入孔と、前記シャフト挿入孔の周囲に形成され、前記平板部を上下方向に貫通する磁石挿入孔と、を有する積層鋼板に対して、押圧しながら、樹脂を用いて前記磁石挿入孔に挿入された磁石のモールド成形を行うロータの製造装置であって、前記磁石を前記磁石挿入孔に挿入した後に、積層された前記鋼板を上下方向から押圧するプレートを備え、前記プレートには、前記磁石挿入孔より外周側において、前記鋼板に当接する凸部が形成されている。
これにより、積層鋼板間への樹脂の漏れ出しを抑制することができる。

これにより、樹脂の注入工程に起因して発生する後工程の品質不良と、外周部の軸方向の高さの増加を抑制することができる。

ロータとロータ製造装置を示す図である。 ロータとプレートの断面図である。 下側プレートに凸部が形成されていない場合の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、ロータ１は、上下方向に複数枚が積層される鋼板１１と、積層された鋼板１１に挿入されるシャフト（図示せず）と、永久磁石１２と、を備える。

鋼板１１は円形状である。鋼板１１は、上下面が略平坦に形成された平板部３１と、平板部３１の略中央において上下方向に貫通し、シャフトが挿入されるシャフト挿入孔３２と、シャフト挿入孔３２の周囲において、平板部３１を上下方向に貫通し、永久磁石１２が挿入される複数の磁石挿入孔３３を備える。例えば鋼板１１は、薄く形成された珪素鋼板である。

典型的には、複数の磁石挿入孔３３は、鋼板１１の中央に形成されたシャフト挿入孔３２の周囲に、略同心円状に所定の間隔をあけて形成されている。

永久磁石１２は、鋼板１１が積層された際の上下方向の厚さと略同一の長さである。磁石挿入孔３３には、永久磁石１２が挿入された後に、樹脂が注入される。これにより、永久磁石１２は封入された状態になる。

ロータ製造装置２は、ロータ１の積層された鋼板１１を挟むように配置されるプレート２１と、熱硬化樹脂（以下、樹脂）を射出する樹脂射出部（図示せず）と、樹脂を加熱する加熱部（図示せず）と、成形機（図示せず）と、を備える。

プレート２１は、積層された鋼板１１の上下を挟むように配置される。より具体的には、積層鋼板のうち最上部に配置された鋼板１１に接触するように配置された上側プレート２１Ａと、積層鋼板のうち最下部に配置された鋼板１１に接触するように配置された下側プレート２１Ｂが設けられている。例えば、プレート２１は金型である。

プレート２１は、平板部２１ａと、平板部２１ａから積層鋼板１１に接する方向に突出した凸部２１ｂが形成されている。すなわち凸部２１ｂは、上側プレート２１Ａでは、下面側から下方に突出することで形成されており、下側プレート２１Ｂでは上面側から上方に突出することで形成されている。

例えば、凸部２１ｂは、鋼板１１の磁石挿入孔３３より外周であって、鋼板１１の平板部３１に接触するように形成されている。より具体的には凸部２１ｂは、プレート２１上において、鋼板１１に対向する方向に３０μｍ以上、好適には５０μｍ突出するように形成されている。なお凸部２１ｂの突出量は、プレート２１の基準水平面に対して少なくとも１０μｍ以上とする。また凸部２１ｂは、樹脂と接する鋼板１１の鋼板間において、樹脂が侵入してはいけない箇所に対応するように、該箇所の真上及び真下に配置されるように形成されている。なお凸部２１ｂの形状は特に指定されず、必要とされる形状に形成される。積層された鋼板１１は、プレート２１により挟み込まれるようにセットされる。

樹脂射出部は、鋼板１１の磁石挿入孔３３に永久磁石１２が挿入された後に、磁石挿入孔３３に樹脂を射出する。

加熱部は、樹脂射出部から磁石挿入孔３３に樹脂を射出する際に加熱を行い、樹脂を硬化させる。

成形機は、プレート２１から積層された鋼板１１に圧力を加え、型締めを行う。

次に、ロータ製造装置２を用いてロータ１を形成する場合の成形プロセスについて説明する。

最初に、鋼板１１をあらかじめ指定の形状に打ち抜きプレスを行う。これにより、鋼板１１の平板部３１に対して、シャフト挿入孔３２と、磁石挿入孔３３が形成される。その後鋼板１１は、指定された枚数が上下方向に積層される。このとき、積層された鋼板１１は、シャフト挿入孔３２に貫通可能であり、かつ、磁石挿入孔３３に永久磁石１２が貫通可能な状態となるように積層される。

積層された鋼板１１の磁石挿入孔３３に、永久磁石１２を挿入する。

プレート２１を積層された鋼板１１の上下を挟み込むように配置する。このとき、プレート２１に形成された凸部２１ｂの位置を調整して挟み込む。

プレート２１は、上下面が高い平行度（０．０１mm以下）となるようにセットされている。また、上側プレート２１Ａの凸部２１ｂ及び下側プレート２１Ｂの凸部２１ｂは、それぞれが平板部２１ａから１００μｍ突出し、８ｍｍの正方形の形状とする。また、上側プレート２１Ａの凸部２１ｂと下側プレート２１Ｂの凸部２１ｂの位置は、共に同じ位置であり、面圧が確実に狙った位置に印加されるように配置されている。なお上記の凸部２１ｂの突出量及び形状は一例であり、この形状に限られるものではない。

次に、樹脂によるモールド成形を行う。まず、加熱部は、鋼板１１が１３０℃になるまで加熱する。その後、成形機は、プレート２１に型締め圧力を加える。具体的には、成形機は、凸部２１ｂの面圧が１０ＭＰａ以上となるように型締めを行う。

樹脂射出部は、磁石挿入孔３３に樹脂を射出する。例えば、樹脂射出部から射出される樹脂は、ポリエステル、スチレン、無機粒子の混合物とし、射出圧力７．０ＭＰａ、型内温度１３０℃、硬化時間は１ｍｉｎを標準として、任意に微調整を行う。

このとき、プレート２１の凸部２１ｂによって積層された鋼板１１が押圧され、押圧されることによって鋼板１１同士の面圧が高くなった箇所では、鋼板１１の間への樹脂の侵入が抑制される。

樹脂の硬化後、ロータ製造装置２からロータ１を取り出す。これにより、ロータ１の成形を終了する。

このようにして、凸部２１ｂを設けたプレート２１を用いることにより、凸部２１ｂに対応する位置において積層鋼板１１の面圧を高め、積層鋼板間に樹脂が漏れ出ることを抑制できる。そのため、後工程での品質不良や外周部の径が増加することを抑制することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

樹脂として、エポキシ樹脂を用いる場合であっても、同様に鋼板１１間への樹脂の漏れ出しを抑制することができる。またこれに限られず、樹脂成形を行う際に用いられる幅広いタイプの樹脂について適用できる。

また上記では、上側プレート２１Ａの凸部２１ｂと下側プレート２１Ｂの凸部２１ｂが、それぞれ平板部２１ａから１００μｍ突出しているものとして説明したが、これに限られず、上下のプレートで凸部２１ｂの突出量が異なってもよい。例えば、上側プレート２１Ａの凸部２１ｂの突出量を４０μｍとし、下側プレート２１Ｂの凸部２１ｂの突出量を１００μｍとすることもできる。ただし、この場合には上側プレート２１Ａに近い鋼板１１間への樹脂の漏れ出しが発生しやすくなるため、適切に凸部２１ｂの突出量を決定する必要がある。

また上記では、上側プレート２１Ａと下側プレート２１Ｂの両方に凸部２１ｂが形成されているものとして説明したが、どちらか一方にのみ凸部２１ｂが形成されていてもよい。例えば図３に示すように、上側プレート２１Ａにのみ突出量が１００μｍの凸部２１ｂが形成されており、下側プレート２１Ｂには凸部２１ｂが形成されていない状態のプレート２１を用いて、ロータ１を形成することができる。ただし、この場合には、上側プレート２１Ａと下側プレート２１Ｂの両方に凸部２１ｂが設けられている場合に比べ、鋼板１１間への樹脂の漏れ出しが発生しやすくなる。

１ ロータ
２ ロータ製造装置
１１ 鋼板
１２ 永久磁石
２１ プレート
２１Ａ 上側プレート
２１Ｂ 下側プレート
２１ａ 平板部
２１ｂ 凸部
３１ 平板部
３２ シャフト挿入孔
３３ 磁石挿入孔

Claims (1)

1. 平板部と、前記平板部の略中央部を上下方向に貫通し、シャフトを挿入可能なシャフト挿入孔と、前記シャフト挿入孔の周囲に形成され、前記平板部を上下方向に貫通する磁石挿入孔と、を有する積層鋼板に対して、押圧しながら、樹脂を用いて前記磁石挿入孔に挿入された磁石のモールド成形を行うロータの製造装置であって、
   前記磁石を前記磁石挿入孔に挿入した後に、積層された前記鋼板を上下方向から押圧するプレートを備え、
   前記プレートには、前記磁石挿入孔より外周側において、前記鋼板に当接する凸部が形成されている、
   ロータ製造装置。

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