JP4137962B2 - 回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法 - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石を樹脂材によって固定する回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法に関する。

従来、モータに使用する回転子積層鉄心への永久磁石の固定方法として、永久磁石を樹脂材で固定する方法が提案されている。この具体的な方法として、例えば、特許文献１には、複数の鉄心片を積層し、中央の軸孔の周囲に永久磁石を挿入するための複数の磁石挿入孔が形成された回転子積層鉄心を、上型と下型を有する樹脂封止装置（又は樹脂充填装置ともいう）にセットした後、上型に設けられた樹脂溜ポットから永久磁石が挿入された磁石挿入孔内に液状の樹脂材を充填し、この積層鉄心を加熱することにより、樹脂材を加熱硬化させる方法が開示されている。
また、特許文献２には回転子軸を装入した回転子積層鉄心にセグメント磁石を入れ、これらを予熱した後、上型及び下型に装着し、溶融樹脂を注入することが開示されている。

特開２００２−３４１８７号公報 実用新案登録第２５２７６５６号公報

ところが、特許文献１の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心は、電磁鋼板を打抜いた鉄心片を積層したものであるため、加熱により溶融させた液状の樹脂材を磁石挿入孔に充填する際に、樹脂材の温度が低下して流動性が落ちて充填しにくくなり、また充填されても硬化しにくくなる問題がある。
そこで、回転子積層鉄心を、上型と下型を有する樹脂封止装置にセットし、上型及び下型に組み込まれたヒータにより、回転子積層鉄心を樹脂材の溶融温度まで昇温した後、磁石挿入孔内に液状となった流動性が良好な状態の樹脂材を供給し硬化させており、これによって磁石挿入孔に入れた永久磁石を樹脂材によって堅固に保持できる。

しかしながら、樹脂材（例えば、エポキシ樹脂）の溶融温度は、例えば１７０℃程度と高温であるため、回転子積層鉄心が樹脂材の溶融温度に達するまで数十分の時間を要し、その間、磁石挿入孔内への樹脂材の充填を行うことができなかった。そのため、樹脂材の充填作業が、上型及び下型のヒータによる回転子積層鉄心の予熱作業に大きく影響され、樹脂材を充填する作業効率（樹脂封止装置の生産性）が大幅に低下していた。

一方、特許文献２には上型及び下型に装着する回転子積層鉄心を予熱することが提案されているが回転子積層鉄心に樹脂封止を行う時間より、回転子積層鉄心を予熱する時間の方が長いことは開示されていないし、作業効率を高めるため、樹脂封止時間の複数倍の時間予熱された回転子積層鉄心を順次用意して、全体の作業効率を高めることについては開示されていない。
また、特許文献２（特許文献１においても同様）においては、回転子積層鉄心内に樹脂を注入する樹脂圧送手段は、上型及び下型以外に設けられており、上型及び下型にはこの樹脂圧送手段から送られる樹脂通路が形成されているのみであるので、封止樹脂に熱硬化性樹脂を使用した場合、回転子積層鉄心に樹脂を注入した後、金型内に残った樹脂も固まり、次の樹脂封止作業を円滑に行うためには、金型を分割する等して金型内の残った樹脂を取り除く処理が必要となるという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、回転子積層鉄心の予熱作業に影響されることなく、樹脂材の充填作業を直ちに実施でき、更に、金型内に樹脂材が残らないようにして、その作業効率を従来よりも向上できる回転子積層鉄心への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の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片が積層され、中央の軸孔の周囲に永久磁石を挿入する複数の磁石挿入孔が形成された回転子積層鉄心を予熱装置に入れ、該回転子積層鉄心を予熱する第１工程と、
予熱が終了した前記回転子積層鉄心を前記予熱装置から取り出し、樹脂封止装置を形成する上型と下型との間に、前記永久磁石が挿入されている前記回転子積層鉄心を配置する第２工程と、
前記上型と前記下型で前記回転子積層鉄心を押圧し、前記上型に前記回転子積層鉄心に接する面まで延在して形成された複数の樹脂溜ポット内の樹脂材を加熱して液状にする第３工程と、
それぞれの前記樹脂溜ポットに挿入されて昇降するプランジャで、液状となった前記樹脂材を前記樹脂溜ポットから押し出し、それぞれの前記樹脂溜ポットに対応する前記磁石挿入孔に充填し、該樹脂材を硬化させる第４工程とを有する。

なお、回転子積層鉄心の予熱温度は、樹脂の溶融温度（例えば１５０℃〜１８０℃）と同等か、もしくは±２０℃の範囲で高い温度又は低い温度であってもよい。回転子積層鉄心の予熱温度を高くすると回転子積層鉄心内の樹脂材の流動性が増して充填時間が短くなって生産性を向上させることができる。また、回転子積層鉄心の予熱温度を低くすることによって温度に起因する回転子積層鉄心の変形が少なくなるが、回転子積層鉄心の構造によっては樹脂材の未充填部分が発生するので、回転子積層鉄心の形状や高さに応じて適当な予熱温度を設定するのが好ましい。
また、第２の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１の発明に係る回転子積層鉄心へ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搬送トレイに載置された状態で、前記第１工程〜第４工程での処理が行われる。

第３の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第２の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記搬送トレイは、前記回転子積層鉄心を載せる載置板部と、該載置板部の中央にあって前記回転子積層鉄心の中央の軸孔に挿通するガイド軸部を有している。

第４の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１〜第３の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記樹脂溜ポットは、前記磁石挿入孔に対して半径方向内側又は外側の領域に形成され、前記樹脂材は、前記樹脂溜ポットから前記上型が前記回転子積層鉄心に接する面又は前記回転子積層鉄心に形成された樹脂流路を介して前記磁石挿入孔内に充填される。

第５の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１〜第４の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記樹脂溜ポットは前記上型を貫通して形成されている。

第６の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１〜第５の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、予め前記磁石挿入孔内に前記永久磁石を挿入した状態で行う。

第７の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１〜第５の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、前記磁石挿入孔内に前記永久磁石が挿入されていない状態で行い、該予熱が終了した後に、前記磁石挿入孔内に前記永久磁石を挿入する。

第８の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１〜第７の発明に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、電熱ヒータによる加熱、誘導加熱、及び熱風による加熱のいずれか１又は２以上で行う。

請求項１〜８記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、各磁石挿入孔内へ樹脂材を充填するために使用する樹脂封止装置の上型と下型の間に回転子積層鉄心を配置する前に、回転子積層鉄心を予熱装置に入れて予熱しておくので、予熱が終了した回転子積層鉄心を予熱装置から取り出し上型と下型との間に配置することにより、樹脂材の充填を直ちに行うことができる。これにより、従来のように、回転子積層鉄心の予熱と樹脂材の充填作業とを、同じ装置を使用して行う場合と比較して、樹脂材の充填作業が回転子積層鉄心の予熱の進行状況に影響されにくくなり、回転子積層鉄心に樹脂材を充填する作業の効率を大幅に向上できる。
そして、上型に形成された樹脂溜ポットは、回転子積層鉄心に接する面まで延在し、昇降するプランジャによって押し出すようにしているので、硬化した樹脂が上型に残ることがなく、掃除が極めてし易いという利点を有する。

そして、請求項２記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心は搬送トレイに載置された状態で、第１工程〜第４工程での処理が行われるので、回転子積層鉄心の搬送が容易であり、更には、搬送過程で回転子積層鉄心に疵が付いたり変形を生じることが極めて少ない。
請求項３記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、搬送トレイの中央に回転子積層鉄心の中央の軸孔に挿通するガイド軸部が設けられているので、このガイド軸部で搬送トレイに載った回転子積層鉄心の位置決めを正確に行うことができる。

請求項４記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、樹脂溜ポットは、磁石挿入孔に対して半径方向内側又は外側の領域に形成され、樹脂材は、樹脂溜ポットから上型が前記回転子積層鉄心に接する面又は回転子積層鉄心に形成された樹脂流路を介して磁石挿入孔内に充填されるので、装置の簡略化が可能となる。

請求項５記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、樹脂溜ポットは上型を貫通して形成されているので、樹脂溜ポットに嵌入するプランジャの出し入れが容易となり、装置の保守点検が容易となる。

請求項６記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、第１工程で行う回転子積層鉄心の予熱を、予め磁石挿入孔内に永久磁石を挿入した状態で行うので、これによって、回転子積層鉄心の予熱と永久磁石の予熱を同時に行える。

なお、請求項７記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法のように、第１工程で行う回転子積層鉄心の予熱は、磁石挿入孔内に永久磁石が挿入されていない状態で行い、該予熱が終了した後に、磁石挿入孔内に永久磁石を挿入することもできる。即ち、永久磁石の種類によっては熱によって磁性が減少するものがあり、この場合、積層鉄心と永久磁石を別々に加熱し、永久磁石を適当温度に加熱（例えば、１００〜１６０℃）した後、更に高温に加熱された回転子積層鉄心の磁石挿入孔に入れてもよい。

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。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法で使用する樹脂封止装置の説明図、図２は同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図、図３は同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図、図４は同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法で使用する予熱装置の説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図、図６は同部分側断面図、図７は本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図、図８、図９は本発明の第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図（なお、上型は省略されている）、図１０は図８における矢視Ａ−Ａ断面図、図１１は本発明の第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図である。

本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、図１〜図４に示すように、回転子積層鉄心（ローターともいう）１３の周囲に形成された複数の磁石挿入孔１２にそれぞれ永久磁石１１を樹脂封止する前に、回転子積層鉄心１３を所定温度近傍に予熱して、その後の樹脂封止作業の効率を高める。ここで、永久磁石１１の樹脂封止は、それぞれ永久磁石１１が挿入された複数の磁石挿入孔１２を有する回転子積層鉄心１３を、樹脂封止装置２９の上型１４と下型１５（これらを総称して金型という）とで挟み、上型１４に磁石挿入孔１２に対応して設けられた樹脂溜ポット（以下、単にポットともいう）１６から磁石挿入孔１２内に樹脂材１７を充填して永久磁石１１を固定して行う。以下、この回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の全体について詳細に説明する。

まず、予熱装置１８に入れる回転子積層鉄心（以下、単に積層鉄心ともいう）１３を準備する準備工程を行う。
積層鉄心１３は、厚みが、例えば、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の電磁鋼板を環状に打抜き、この打ち抜かれた複数の鉄心片を順次積層して構成されるものである。なお、積層された複数の鉄心片の固定は、例えば、かしめ結合及び溶接接合のいずれか一方又は双方を使用できる。

この積層鉄心１３を、予めほこり等を除去した搬送トレイ１９上に載置し、積層鉄心１３の中央の軸孔１０の周囲に形成された各磁石挿入孔１２内に、磁石挿入孔１２の深さより少し高さの低い永久磁石１１を挿入する。なお、この作業後、各磁石挿入孔１２内に永久磁石１１が挿入されたか否かの確認は、磁石検出器（図示しない）によって行う。搬送トレイ１９は、積層鉄心１３の下面２０が当接する矩形板状の載置板部２１と、載置板部２１の中心部に立設され、積層鉄心１３の軸孔１０に嵌入する棒状のガイド軸部２２とを有している。ガイド軸部２２は載置板部２１に対して取付け取り外し可能となっている。なお、図２に示す１０ａは積層鉄心１３の回り止め（突起）である。

次に、図３に示すように、積層鉄心１３を載置した搬送トレイ１９を、搬送レール２３に沿って予熱装置１８まで搬送し、積層鉄心１３を搬送トレイ１９と共に予熱装置１８に入れ、積層鉄心１３を樹脂材１７の溶融温度まで予熱する（第１工程）。
搬送レール２３で搬送してきた積層鉄心１３は、搬送レール２３の側方に複数台（ここでは３台）配置された各予熱装置１８にそれぞれ入れられる。そして、積層鉄心１３を予熱装置１８内で樹脂材１７の溶融温度まで予熱した後、予熱が終了した積層鉄心１３を搬送トレイ１９と共に予熱装置１８からそれぞれ取り出し、次工程へ搬送する。この樹脂材としては、例えば、従来半導体の製造に使用されているエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を使用できる。このように、樹脂材としてエポキシ樹脂を使用する場合は、溶融温度が例えば１７０℃程度であるため、積層鉄心１３の予熱温度を１７０℃程度、又はこれより±１０〜２０℃の範囲で高い温度又は低い温度とする。なお、予熱装置（正確には回転子積層鉄心を予熱するステージ）の数ｎは、樹脂封止装置の全体処理時間をＴ１とし、予熱装置の全体処理時間をＴ２とすると、ｎは（Ｔ２／Ｔ１）を超えない整数（例えば、２〜６）とするのがよく、これによって、効率的に予熱装置及び樹脂封止装置を運転することができる。

予熱装置１８は、例えば、図４に示すように、搬送トレイ１９を載置する下部加熱部２４と、下部加熱部２４を上下動するため固定架台２５に設けられた昇降手段（例えば、ジャッキ）２６とを有している。また、予熱装置１８は、昇降手段２６により上限位置まで上昇させた積層鉄心１３の上方に位置する上部加熱部２７と、この積層鉄心１３を側方から取り囲む側部加熱部２８とを有している。この側部加熱部２８は、横方向に二分割され、それぞれ分割された部分を積層鉄心１３を中心として水平方向に移動することで開閉可能な構成になっており、積層鉄心１３のセッティング及び取り出しを容易にしている。
なお、予熱装置１８が備える各加熱部２４、２７、２８には電熱ヒータが設けられ、この電熱ヒータにより積層鉄心１３を加熱しているが、積層鉄心１３は誘導加熱又は熱風による加熱でもよく、また電熱ヒータによる加熱、誘導加熱、及び熱風による加熱のいずれか２以上を組み合わせて行ってもよい。

この予熱装置は、積層鉄心を搬送トレイと共に予熱する構成となっているが、積層鉄心のみを予熱する構成にしてもよい。また、複数台の予熱装置を設置した場合について説明したが、１台でもよく、この場合、予熱装置を複数の積層鉄心を入れる容量を備えた大きさとすることが好ましい。更に、搬送レールにトンネル型の予熱装置を設け、積層鉄心を載置した搬送トレイを搬送レール上で搬送しながら、積層鉄心を予熱装置内で予熱することも可能である。
ここで、積層鉄心の予熱は、予め各磁石挿入孔内に永久磁石を挿入した状態で行っているが、各磁石挿入孔内に永久磁石が挿入されていない状態で行い、予熱が終了した後に、磁石挿入孔内に永久磁石を挿入することもできる。

次に、予熱が終了し予熱装置１８から取り出された積層鉄心１３を、搬送トレイ１９と共に搬送レール２３によって樹脂封止装置２９まで搬送し、この樹脂封止装置２９に積層鉄心１３を配置する（第２工程）。
図１に示すように、樹脂封止装置２９は、例えば、積層鉄心１３が載置された搬送トレイ１９を載置し、昇降可能な構成となった下型１５と、積層鉄心１３の上に搭載され、下型１５の上昇に伴って上昇する構成となった上型１４とを備えている。この上型１４は、積層鉄心１３の磁石挿入孔１２に対して半径方向内側の領域に、樹脂材１７の原料（タブレットともいう）を入れる複数の樹脂溜ポット１６を有し、その底部に、溶融させた液状の樹脂材１７を磁石挿入孔１２内に導く樹脂流路（ランナーともいう）３０を備えている。図２にこの樹脂溜ポット１６と樹脂流路３０を仮想線（２点鎖線）で示している。なお、樹脂溜ポット１６はそれぞれ上型１４を上下に貫通して設けられている。即ち、樹脂溜ポット１６は上型１４の底面（回転子積層鉄心１３に接する面）まで延在している。

また、樹脂封止装置２９は、下降限位置にある上型１４に対し、樹脂材１７を挿入するための作業空間となる隙間を有して固定配置される固定架台３１と、固定架台３１を貫通し、上昇した上型１４のポット１６に投入された樹脂材１７を加圧する複数のプランジャ３２と、上昇時の上型１４を上昇限位置に保持するストッパー３３とを有する。
この固定架台３１は、上固定プレート３４に取付けられており、下型１５は、この上固定プレート３４と下固定プレート３５とを連結する４本のガイドポスト３６に沿って上下動する昇降プレート３７に載置されている。なお、固定架台３１の内部には、加熱手段（図示しない）が設けられており、プランジャ３２を予め加熱して樹脂材１７の押出しを容易にすると共に、固定架台３１と上型１４との熱膨張差を無くして、プランジャ３２とポット１６との合口のずれを無くすようにしている。

なお、昇降プレート３７は、下固定プレート３５に設けられた下型昇降手段（例えば、ジャッキ）３８により上下動するようになっている。また、各ポット１６内にそれぞれ挿入されたプランジャ３２は、上固定プレート３４に設けられたプランジャ駆動手段３９により、同じタイミングでポット１６内を昇降する構成になっている。
このような構成となった樹脂封止装置２９の上型１４と下型１５の間に配置された積層鉄心１３を、上型１４と下型１５で押圧し、ポット１６内の樹脂材１７の原料を上型１４で加熱して液状にする（第３工程)。
そして、プランジャ３２で、液状となった樹脂材１７をポット１６から押し出し、樹脂流路３０を介して対応する磁石挿入孔１２に充填し、樹脂材１７を加熱硬化させる。（第４工程)このとき、ポット１６から押し出された液状の樹脂材１７は、樹脂流路３０を介して、即ち上型１４の底部と積層鉄心１３の表面との間を通って、磁石挿入孔１２に充填される。

なお、樹脂材１７の充填の際の積層鉄心１３の温度は、予熱装置１８による積層鉄心１３の予熱時の温度と同等か又は±２０℃の範囲で高温又は低温とするのがよい。これにより、例えば、樹脂材の液状化、充填、及び硬化を、効率良く実施でき、更には、回転子積層鉄心の変形も防止できる。
以上に示したように、積層鉄心１３は予熱されているので、樹脂封止装置２９の上型１４と下型１５にそれぞれ設けられた加熱手段により、樹脂材が充填された積層鉄心１３を更に加熱することで、樹脂材をより短時間に充填し硬化させることができる。また、この樹脂材の加熱は、樹脂封止装置２９とは別の加熱装置を使用して行ってもよい。

このように、磁石挿入孔１２内に樹脂材１７が充填され硬化された積層鉄心１３を、搬送トレイ１９と共に搬送レール２３によって搬送し、積層鉄心１３を冷却装置（例えば、スポットクーラ）で冷却して、加熱された積層鉄心１３の温度を低下させる。そして、磁石挿入孔１２内からはみ出し、積層鉄心１３の表面で硬化した樹脂材１７を除去し、この樹脂材１７が除去された積層鉄心１３の面を必要に応じて更に研磨処理した後、製造した積層鉄心１３の全体厚みを測定する。積層鉄心１３の積層厚みが、目標とする厚みになっていれば、積層鉄心１３の表面に防錆油を吹き付け、製品として出荷する。
このように、樹脂材１７の充填作業とは別工程（異なる装置）で、積層鉄心１３の予熱を行うので、積層鉄心１３の予熱作業に影響されることなく、樹脂封止装置２９で樹脂材１７の充填作業を直ちに実施でき、その作業効率を従来よりも向上できる。

続いて、本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法について、前記第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法と相違する部分についてのみ説明する。樹脂封止装置としては、図５、図６に示すように、樹脂流路が形成されていない上型４０を有するものを使用することもできる。
この場合、回転子積層鉄心４１の上端部に、上型４０に設けられた樹脂溜ポット４２から、回転子積層鉄心４１の磁石挿入孔４３内へ液状の樹脂材１７を導く樹脂流路（ランナーともいう）４４を形成する。この樹脂流路は、回転子積層鉄心４１の上端部に位置する鉄心片のみ、又は該鉄心片を含む複数枚の鉄心片に形成することができ、鉄心片の板厚に応じて適宜設定することが可能である。なお、本実施の形態では、回転子積層鉄心４１の上端部に位置する鉄心片と、これに隣接する鉄心片の２枚で、樹脂流路４４を形成している。
ここで、図５中の４５は、回転子積層鉄心４１の回り止め（突起）である。
以上の実施の形態では、上型及び下型に、加熱手段がそれぞれ設けられているが、上型のみに加熱手段を設けてもよい。また、複数の樹脂溜ポットは、積層鉄心の磁石挿入孔に対して半径方向内側の領域に設けているが、半径方向外側の領域に設けてもよい。そして、樹脂溜ポットが樹脂封止装置の上型に設けられた場合について説明したが、樹脂封止装置の他の部分、例えば下型に設けてもよい。この場合、少なくとも下型に、樹脂材の原料を液状にする加熱手段を設ける。

続いて、図７を参照しながら本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法について、前記第１及び第２の実施の形態と相違する部分についてのみ説明する。
この実施の形態においては、回転子積層鉄心４６の中央の軸孔１０の周囲に設けられているそれぞれ永久磁石１１が挿入された８個の磁石挿入孔４７に対して、上型に設けた４つの樹脂溜ポット４８から樹脂流路４９、５０を介して樹脂材を供給している。即ち、一つの樹脂溜ポット４８から複数（２又は３以上）の磁石挿入孔４７に樹脂材を供給している。この場合の樹脂流路４９、５０は上型内に設けてもよいし、回転子積層鉄心４６の上面に設けてもよい。このように樹脂溜ポットの数を減らすことによって、樹脂封止装置の簡略化を行うことができる。

次に、図８〜図１０を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法について説明する。まず、この方法に使用する樹脂封止装置５２について説明すると、下固定プレート５３の角部に４本のガイドポスト５４が設けられ、このガイドポスト５４には、昇降プレート５５が昇降可能に取付けられている。そして、昇降プレート５５は、下固定プレート５３に取付けられて、下型昇降手段の一例である左右対となる油圧シリンダー５６（図８、図９においては左側のみに記載されている）によって支持されて、ガイドポスト５４に沿って昇降し、昇降プレート５５に取付けられている下型５７を上下動できるようになっている。

昇降プレート５５の底部には、下固定プレート５３を貫通する４本のガイドロッド５８が設けられ、この４本のガイドロッド５８によって、補助昇降テーブル５９を昇降可能に支持している。補助昇降テーブル５９には前後（図８、図９では右側に記載されている）に２本の昇降手段を構成する油圧シリンダー６０が設けられ、補助昇降テーブル５９を昇降プレート５５に対して上下移動させている。

補助昇降テーブル５９の中央には拡縮機能を有する昇降軸６１が設けられている。この昇降軸６１は下型５７の上に搬送トレイ無しで直接搭載された回転子積層鉄心１３の軸孔１０に下から入り込んで、回転子積層鉄心１３を直接位置決めする構造となっている。昇降軸６１の拡縮機能は周方向に複数に分割されて内部の上側に拡径するテーパー部を有する外筒６２と、外筒６２のテーパー部に一致するテーパー部を外側に有する中芯部６３と中芯部６３を昇降する油圧シリンダー６４とを有してなり、中芯部６３の昇降によって外筒６２が拡径又は縮径するようになっている。なお、外筒６２には軸孔１０内に突出形成されている回り止め１０ａ（図２参照、図８〜図１０では図示していない）が嵌入する図示しない位置決め溝（以下の実施の形態においても同じ）が設けられられている。また、下型５７、昇降プレート５５の中央には、回転子積層鉄心１３の軸孔１０の直径より少し大きい（例えば、１〜５ｍｍ程度大きい）挿通孔６５、６６が設けられ、昇降軸６１が円滑に昇降できるようになっている。

従って、この第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、予熱装置で予め所定温度に予熱された回転子積層鉄心１３を、図示しない搬送手段（例えば、ロボットハンド）で、下型５７の所定位置に搭載し、縮径した状態の昇降軸６１を上昇させ、これを拡径して回転子積層鉄心１３の位置決めを行う。

次に、図示しない上型を下降させると共に、下型５７を上昇させて、上下から回転子積層鉄心１３をクランプし、上型及び下型５７に配置されている図示しないヒータによって回転子積層鉄心１３を加熱し、上型内に設けられられている樹脂溜めポット内にある溶融状態の樹脂材を樹脂流路を介して回転子積層鉄心１３の磁石挿入孔１２に充填し、樹脂材が硬化した時点で、上型を上昇し、下型５７を必要によって下降して回転子積層鉄心１３を取り出す。なお、回転子積層鉄心１３の磁石挿入孔１２への樹脂封止については、前述した第１〜第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の樹脂封止処理が適用できる。
このようにすることによって、搬送トレイを省略することができ、回転子積層鉄心の製造にかかるコストを抑えることができる。

続いて、図１１を参照しながら、本発明の第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法について説明するが、回転子積層鉄心１３を載せる載置板部７０を設けている点以外は、基本的には第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法と同じであるので、同一の番号を付して詳しい説明は省略する。
即ち、第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、回転子積層鉄心１３を載置板部７０に載せて搬送するようにしている。この載置板部７０には下型５７に設けられている挿通孔６５と同一形状の補助挿通孔７１が設けられている。これによって、昇降軸６１を昇降プレート５５の挿通孔６６、下型５７の挿通孔６５及び載置板部７０の補助挿通孔７１を介して回転子積層鉄心１３の軸孔１０に挿通でき、挿通後は拡縮して回転子積層鉄心１３の位置決めができる。

なお、前記第４、第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法においては、下型５７を貫通して昇降軸６１を上下させたが、上型の中央に挿通孔を設けて上型から昇降軸を上下させ、回転子積層鉄心の軸孔に拡縮機能を有する昇降軸を入れて回転子積層鉄心の位置決めをすることもできる。
この場合、回転子積層鉄心は下型に直接載置してもよいし、載置板部の上に載せてもよい。この場合の載置板部には昇降軸が嵌入する補助挿通孔は設けても設けなくてもよい。
また、第４、第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、挿通孔６５、６６、補助挿通孔７１の内径は、回転子積層鉄心１３に設けられた軸孔１０より１〜５ｍｍ程度大きいことが好ましい。

以上に本発明を、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の構成に限定されるものではなく、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、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合せて本発明の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、下型を昇降させない場合や、一つの樹脂溜めポットから３本以上の樹脂流路を介して３つ以上の磁石挿入孔に樹脂を充填する場合も本発明は適用される。また、上型に昇降軸が嵌入する挿通孔を設けてもよい。

本発明の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法は、各磁石挿入孔内へ樹脂材を充填するために使用する樹脂封止装置の上型と下型の間に回転子積層鉄心を配置する前に、十分な時間をかけて回転子積層鉄心を予熱できるので、回転子積層鉄心に熱変形などを生じさせることなく処理が可能となる。
また、一つの樹脂封止装置に対して回転子積層鉄心の処理時間の長い予熱装置を複数設けることによって、処理時間の短い樹脂封止装置を連続的に稼働させて、回転子積層鉄心の樹脂封止作業の効率を高めることができる。
更には、回転子積層鉄心に直接接する上型に樹脂溜ポットを設け、樹脂溜ポットに嵌入するプランジャによって樹脂材を押し出すようにしているので、樹脂溜ポットの掃除などが簡略化され作業性が向上する。

本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法で使用する樹脂封止装置の説明図である。 同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図である。 同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図である。 同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法で使用する予熱装置の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図である。 同部分側断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法を適用する回転子積層鉄心の平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図である。 同回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図である。 図８における矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法の説明図である。

符号の説明

１０：軸孔、１０ａ：回り止め、１１：永久磁石、１２：磁石挿入孔、１３：回転子積層鉄心、１４：上型、１５：下型、１６：樹脂溜ポット、１７：樹脂材、１８：予熱装置、１９：搬送トレイ、２０：下面、２１：載置板部、２２：ガイド軸部、２３：搬送レール、２４：下部加熱部、２５：固定架台、２６：昇降手段、２７：上部加熱部、２８：側部加熱部、２９：樹脂封止装置、３０：樹脂流路、３１：固体架台、３２：プランジャ、３３：ストッパー、３４：上固定プレート、３５：下固定プレート、３６：ガイドポスト、３７：昇降プレート、３８：下型昇降手段、３９：プランジャ駆動手段、４０：上型、４１：回転子積層鉄心、４２：樹脂溜ポット、４３：磁石挿入孔、４４：樹脂流路、４５：回り止め、４６：回転子積層鉄心、４７：磁石挿入孔、４８：樹脂溜ポット、４９、５０：樹脂流路、５２：樹脂封止装置、５３：下固定プレート、５４：ガイドポスト、５５：昇降プレート、５６：油圧シリンダー、５７：下型、５８：ガイドロッド、５９：補助昇降テーブル、６０：油圧シリンダー、６１：昇降軸、６２：外筒、６３：中芯部、６４：油圧シリンダー、６５、６６：挿通孔、７０：載置板部（搬送トレイ）、７１：補助挿通孔

Claims (8)

1. 複数の鉄心片が積層され、中央の軸孔の周囲に永久磁石を挿入する複数の磁石挿入孔が形成された回転子積層鉄心を予熱装置に入れ、該回転子積層鉄心を予熱する第１工程と、
   予熱が終了した前記回転子積層鉄心を前記予熱装置から取り出し、樹脂封止装置を形成する上型と下型との間に、前記永久磁石が挿入されている前記回転子積層鉄心を配置する第２工程と、
   前記上型と前記下型で前記回転子積層鉄心を押圧し、前記上型に前記回転子積層鉄心に接する面まで延在して形成された複数の樹脂溜ポット内の樹脂材を加熱して液状にする第３工程と、
   それぞれの前記樹脂溜ポットに挿入されて昇降するプランジャで、液状となった前記樹脂材を前記樹脂溜ポットから押し出し、それぞれの前記樹脂溜ポットに対応する前記磁石挿入孔に充填し、該樹脂材を硬化させる第４工程とを有することを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
2. 請求項１記載の回転子積層鉄心へ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搬送トレイに載置された状態で、前記第１工程〜第４工程での処理が行われることを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
3. 請求項２記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記搬送トレイは、前記回転子積層鉄心を載せる載置板部と、該載置板部の中央にあって前記回転子積層鉄心の中央の軸孔に挿通するガイド軸部を有していることを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記樹脂溜ポットは、前記磁石挿入孔に対して半径方向内側又は外側の領域に形成され、前記樹脂材は、前記樹脂溜ポットから前記上型が前記回転子積層鉄心に接する面又は前記回転子積層鉄心に形成された樹脂流路を介して前記磁石挿入孔内に充填されることを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記樹脂溜ポットは前記上型を貫通して形成されていることを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、予め前記磁石挿入孔内に前記永久磁石を挿入した状態で行うことを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、前記磁石挿入孔内に前記永久磁石が挿入されていない状態で行い、該予熱が終了した後に、前記磁石挿入孔内に前記永久磁石を挿入することを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法において、前記第１工程で行う前記回転子積層鉄心の予熱は、電熱ヒータによる加熱、誘導加熱、及び熱風による加熱のいずれか１又は２以上で行うことを特徴とする回転子積層鉄心への永久磁石の樹脂封止方法。

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