JP4712013B2 - ロータ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ製造装置に関する。詳しくは、ハイブリッド車を駆動するモータのロータの製造装置に関する。

従来より、ハイブリッド車には、モータが用いられる。このようなモータは、例えば、円筒状のモータケースと、このモータケースの内部に回転可能に保持されたロータと、を備える。

ロータは、薄い鋼板を積層して形成されて永久磁石が内蔵された略円柱状のヨークと、このヨークの中心軸を通る棒状のシャフトと、を備える。また、モータケースには、極性を切り替え可能なステータが設けられる。このモータによれば、ヨークに内蔵された永久磁石とステータとの磁力による反発力を利用して、ロータを回転させる。

以上のロータでは、永久磁石の位置ずれを防止するため、以下のような手法が用いられる（特許文献１参照）。すなわち、シャフトに沿って延びる複数の収納部をヨークに設け、この収納部に永久磁石を挿入する。そして、ヨークの一端側に注入孔を設け、この注入孔を通して、収納部と永久磁石との間隙に樹脂を注入することで、永久磁石を固定する。
この手法では、永久磁石をより強固に固定するために、例えば、収納部に回転軸方向に沿って延在する溝部を形成し、この溝部に樹脂を射出成形する。
特開平５−８３８９２号公報

しかしながら、この提案手法では、収納部と永久磁石との樹脂を注入する隙間が狭くなり、収納部に注入する樹脂は微少量となることが多い。そのため、注入量を厳密に制御することは困難となり、注入孔からヨークの外面に樹脂が漏出することがあり、後工程において、この漏出した樹脂を除去する作業が行っていた。具体的には、樹脂を注入した直後、樹脂が硬化する前に、漏出した樹脂を柔らかいウエスで拭き取る。そのため、ウエスを高頻度で交換する必要があり、手間がかかっていた。

本発明は、ロータから漏出した樹脂を効率良く除去できるロータ製造装置を提供することを目的とする。

本発明のロータ製造装置（例えば、後述のロータ製造装置２０）は、収納部（例えば、後述の収納部１６）が設けられた略円柱形状のヨーク（例えば、後述のヨーク１１）と、当該ヨークの収納部に収納され樹脂で固定された磁石（例えば、後述の永久磁石１３）と、を有するロータ（例えば、後述のロータ１０）について、前記収納部から前記ロータの一端面側に漏出した樹脂を除去するロータ製造装置であって、回転軸を基準として前記ロータが載置される基台（例えば、後述の基台３１）と、当該基台を回転駆動する回転機構（例えば、後述のモータ３３）と、ハウジング（例えば、後述のハウジング４１）と、当該ハウジングに設けられ前記ロータの一端面上に位置する刃具（例えば、後述の刃具４２）と、前記ハウジングに回転可能に設けられて前記ロータの一端面上に位置する第１ローラ（例えば、後述の第１ローラ４３）と、前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢する第１付勢手段（例えば、後述の第１付勢部５９）と、を備え、当該第１付勢手段により、前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢して、前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させるとともに、前記回転機構により前記ロータを回転させて、漏出した樹脂を前記刃具で切除することを特徴とする。

この発明によれば、ロータの一端面上に刃具を配置し、回転機構によりロータを回転させて、漏出した樹脂を刃具で切除した。よって、回転機構を駆動するだけで、ロータの一端面側に漏出した樹脂を全面に亘って除去できるから、漏出した樹脂を効率良く除去できる。
また、第１付勢手段によりハウジングをロータの一端面に向かって付勢して、第１ローラをロータの一端面に当接させたので、ロータの一端面と刃具との間隔を一定に保持でき、刃具がロータに接触することなく、漏出した樹脂を精度良く除去できる。

この場合、前記ハウジングは、前記ロータの径方向に前記刃具を進退させる刃具進退機構（例えば、後述の進退機構４５Ｂ）を備え、前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させた後、前記刃具進退機構により前記刃具を前記ロータに向かって前進させることが好ましい。

この発明によれば、第１ローラをロータの一端面に当接させた後に、刃具の位置を調整したので、刃具がロータに接触するのを防止できる。

この場合、前記ハウジングに回転可能に設けられて前記ロータの外周面に当接する少なくとも３つの第２ローラ（例えば、後述の第２ローラ４４）をさらに備え、当該第２ローラ同士の前記ロータ外周面の周方向に沿った間隔は、不均等であることが好ましい。

この発明によれば、ロータの外周面に当接する第２ローラを設けたので、刃具のロータの径方向の位置を一定に保持できる。
ここで、ロータの外周面には、周方向に沿って所定間隔おきに凹部が形成される場合がある。しかしながら、このようなロータに対して、仮に１つの第２ローラが凹部に嵌っても、残る少なくとも２つの第２ローラがロータ外周面の滑らかな円弧状の部分に当接するため、刃具のロータの径方向の位置ずれが生じるのを防止できる。

この場合、前記ハウジングの前記刃具の近傍に接続され、前記刃具で切除した樹脂を前記ロータの一端面上から排除する排除機構（例えば、後述のバキューム機構４６）をさらに備えることが好ましい。

この発明によれば、排除機構により刃具で切除した樹脂を排除したので、切除した樹脂がロータ上に残留するのを防止できる。

この場合、前記第１ローラは、少なくとも３つであり、これら第１ローラのうち互いに隣り合うもの同士は、前記ロータの周方向および径方向に離れて設けられ、前記第１付勢手段により、前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢して、前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させることが好ましい。

この発明によれば、ロータの一端面に凹凸があっても、第１付勢手段により、この一端面に少なくとも３つの第１ローラを当接させる。よって、前記ロータの一端面に対する前記刃具の姿勢を一定に保持できるので、除去斑が生じるのを防止して、漏出した樹脂を確実に除去できる。

本発明によれば、ロータの一端面上に刃具を配置し、回転機構によりロータを回転させて、漏出した樹脂を刃具で切除した。よって、回転機構を駆動するだけで、ロータの一端面側に漏出した樹脂を全面に亘って除去できるから、漏出した樹脂を効率良く除去できる。また、第１付勢手段によりハウジングをロータの一端面に向かって付勢して、第１ローラをロータの一端面に当接させたので、ロータの一端面と刃具との間隔を一定に保持でき、刃具がロータに接触することなく、漏出した樹脂を精度良く除去できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るロータ製造装置２０により製造されるロータ１０の平面図である。図２は、ロータ１０の縦断面図および側面図である。
ロータ１０は、図示しない円筒状のモータケースに収納され、このモータケースの内部に回転可能に保持される。このモータケースには、極性を切り替え可能なステータが設けられる。

ロータ１０は、永久磁石１３と、この永久磁石１３が内蔵された略円柱状のヨーク１１と、このヨーク１１の中心軸に沿って設けられた棒状のシャフト１２と、ヨーク１１の両端面に取り付けられた上蓋１４および底蓋１５と、を備える。

このモータによれば、ヨーク１１に内蔵された永久磁石１３とステータとの磁力による反発力を利用して、ロータ１０を回転させることができる。

ヨーク１１は、複数の電磁鋼板１１１が積層されて形成される。
ヨーク１１には、中心軸に沿って延びる収納部１６が設けられ、永久磁石１３は、この収納部１６に収納されて、樹脂で固定されている。
このヨーク１１の外周面のうち収納部１６同士の間には、凹部１１２が形成されている。これにより、ヨーク１１の外周面には、周方向に沿って所定間隔おきに凹部１１２が形成されることとなる。

上蓋１４および底蓋１５は、収納部１６の上下端を塞いでいる。上蓋１４には、収納部１６に連通する注入孔１４１が形成されている。
シャフト１２の上端には、上蓋１４を押さえるためのカラー部１７が取り付けられている。

以上のロータ１０では、図示しない注入ノズルを上蓋１４の注入孔１４１に接続して、熱硬化性樹脂を注入孔１４１に注入することで、永久磁石１３と収納部１６との隙間に樹脂を充填することで、永久磁石１３を収納部１６内に固定する。よって、樹脂を注入した後、注入ノズルを上蓋１４から退避させると、注入孔１４１からロータ１０の上端面側に樹脂１４２が漏出する。

図３および図４は、ロータ製造装置２０の平面図および側面図である。
ロータ製造装置２０は、ロータ１０の注入孔１４１から漏出した樹脂１４２を切除するものである。このロータ製造装置２０は、ベース２１と、このベース２１に設けられてロータ１０を回転させるロータ回転部３０と、刃具４２が設けられたヘッド部４０と、このヘッド部４０をロータ１０の上端面に配置するヘッド部支持機構５０と、を備える。

ロータ回転部３０は、ロータ１０が載置される基台３１と、ベース２１に設けられてこの基台３１を回転可能に支持する基台支持部３２と、ベース２１に設けられて基台３１を回転駆動する回転機構としてのモータ３３と、を備える。
ロータ１０は、回転軸を基準として基台３１に載置される。具体的には、ロータ１０の中心軸と基台３１の回転中心とが一致するように、基台３１上に載置される。
ロータ回転部３０によれば、モータ３３を駆動することにより、ロータ１０の中心軸を回転中心として、ロータ１０を回転する。

ヘッド部支持機構５０は、ロータ１０の中心軸方向に沿って上下にヘッド部４０を移動させる第１移動機構５０Ａと、ベース２１に設けられてこの第１移動機構５０Ａをロータ１０の径方向に沿って水平に移動させる第２移動機構５０Ｂと、を備える。

第２移動機構５０Ｂは、ベース２１に設けられたアーム部５１と、このアーム部５１に設けられてロータ１０の中心に向かって水平に延びる第１スライドレール５２と、この第１スライドレール５２に沿ってスライド可能なスライド部５３と、このスライド部５３からロータ１０の中心に向かって水平に延びて第１移動機構５０Ａをスライド可能に支持する第２スライドレール５４と、スライド部５３に設けられ第１移動機構５０Ａを前進方向に付勢する第２付勢部５５と、を備える。

第２移動機構５０Ｂによれば、第１スライドレール５２に沿って第１移動機構５０Ａをスライドさせることにより、ヘッド部４０のロータ１０の径方向の位置を調整できる。

第１移動機構５０Ａは、第２移動機構５０Ｂの第１スライドレール５２にスライド可能に支持される基部５６と、図示しないシリンダ機構により基部５６に対して上下に移動可能なヘッド部支持部５７と、ヘッド部支持部５７からロータ１０の軸方向に沿って下方に延びてヘッド部４０を上下にスライド可能に支持するスライドレール５８と、ヘッド部支持部５７に設けられヘッド部４０を下方に付勢する第１付勢手段としての第１付勢部５９と、を備える。

第１移動機構５０Ａによれば、図示しないシリンダ機構を駆動することで、ヘッド部４０のロータ１０の中心軸方向の位置を調整できる。

図５および図６は、ヘッド部４０の平面図および側面図である。
ヘッド部４０は、第１移動機構５０Ａにスライド可能に支持されるハウジング４１と、刃具４２と、ハウジング４１に回転可能に設けられた２つの第１ローラ４３および３つの第２ローラ４４と、ハウジング４１に設けられて刃具４２のロータ１０に対する位置や姿勢を変化させる刃具調整機構４５と、ハウジング４１に接続された排除機構としてのバキューム機構４６と、を備える。

ハウジング４１は、ロータ１０の上面の一部を覆う平板な円弧形状の蓋部４１１と、この蓋部４１１に設けられてロータ１０の外周面に沿って延びる外側壁部４１２と、蓋部４１１に設けられてロータ１０の内周側に設けられた内側壁部４１３と、を備える。

刃具４２の先端には、刃４２１が形成されており、この刃４２１は、刃具４２の長さ方向に対して傾斜して延びている。この刃具４２は、ロータ１０の上端面の上方に位置している。

２つの第１ローラ４３は、ハウジング４１の外側壁部４１２に設けられて、ロータ１０の上端面の上方に位置している。これら第１ローラ４３は、上述の第１移動機構５０Ａの第１付勢部５９により、ロータ１０の上端面に向かって付勢されており、これにより、ロータ１０の上端面に当接し、刃具４２の刃４２１とロータ１０の上端面との間隔を一定に保持する。

３つの第２ローラ４４は、ハウジング４１の外側壁部４１２の下端に設けられて、ロータ１０の側方に位置する。これら第２ローラ４４同士のロータ１０の外周面の周方向に沿った間隔は、不均等になっている。
これら第１ローラ４３は、上述の第２移動機構５０Ｂの第２付勢部５５により、ロータ１０の側面に向かって付勢されている。これにより、第２ローラ４４は、ロータ１０の外周面に当接し、刃具４２の刃４２１のロータ１０の径方向の位置を一定に保持する。

以上の第１ローラ４３および第２ローラ４４がロータ１０の上端面および外周面に当接することにより、刃具４２の刃４２１がロータ１０に対する倒れを防止する。

刃具調整機構４５は、刃具４２のロータ１０の上端面に対する角度を調整する姿勢調整機構４５Ａと、この姿勢調整機構４５Ａをロータ１０に対して進退させる刃具進退機構としての進退機構４５Ｂと、を備える。
進退機構４５Ｂは、ハウジング４１の外側壁部４１２からロータ１０の径方向に延びるスライドレール４５１と、このスライドレール４５１に沿って進退可能なスライド部４５２と、を備える。
進退機構４５Ｂによれば、スライド部４５２をスライドレール４５１に沿って進退させることにより、刃具４２のロータ１０の径方向に進退させることができる。

図７は、姿勢調整機構４５Ａの正面図である。
姿勢調整機構４５Ａは、スライド部４５２に立設された壁部４５３と、刃具４２が固定されて壁部４５３にスライド可能に保持された刃具支持部４５４と、を備える。
壁部４５３には、円弧状に延びる長孔４５５が形成される。刃具支持部４５４には、長孔４５５に挿入される突起４５６が形成される。
姿勢調整機構４５Ａによれば、突起４５６を長孔４５５に沿ってスライドさせることにより、刃具支持部４５４の一端縁を回転中心として回転させて、刃具４２のロータ１０の上端面に対する角度を調整できる。

以上の刃具調整機構４５により、刃具４２の姿勢は、以下のように設定される。
図８に示すように、平面視で、ロータ１０の回転中心から径方向に延びる直線を直線Ａとすると、刃具４２は、刃４２１が直線Ａに対して所定角度Ｘだけ傾斜するように配置される。これは、図８中矢印方向にロータ１０を回転させた場合に、刃４２１で切除した樹脂が外側に向かって流れるようにするためである。

また、図９に示すように、側面視で、ロータ１０の上端面を構成する直線Ｂとすると、刃具４２は、刃４２１が直線Ｂに対して平行となり、かつ、刃具４２の中心軸が直線Ｂに対して所定角度Ｙだけ傾斜するように、配置される。さらに、刃４２１とロータ１０の上端面との間隔は、所定寸法Ｚとなっている。
これは、刃４２１を立たせ過ぎたり、刃４２１を寝かせ過ぎたり、刃４２１とロータ１０の上端面との間隔が広過ぎたりすると、刃４２１の下に樹脂が入り込んでしまうからである。特に、刃４２１を立たせ過ぎると、刃４２１がロータ１０の表面に刻設された文字に接触するおそれもあるからである。

図５に戻って、バキューム機構４６は、ハウジング４１の外側壁部４１２のうち刃具４２の近傍に接続されたバキュームホース４６１と、このバキュームホース４６１を通して、刃具４２で切除された樹脂を吸引する図示しない吸引装置と、を備える。
バキュームホース４６１は、具体的には、ロータ１０の回転方向に対して、刃具４２の後方に設けられている。
このバキューム機構４６によれば、吸引装置を駆動することで、切除された樹脂を回収し、ロータ１０の上端面の上から排除する。

以上のロータ製造装置２０の動作について、図１０を参照しながら説明する。なお、図１０では、内側壁部４１３を省略してある。
まず、ロータ１０の中心軸と基台３１の回転中心とが一致するように、ロータ１０を基台３１の上に載置する。
次に、第１移動機構５０Ａおよび第２移動機構５０Ｂにより、ヘッド部４０のロータ１０に対する相対位置を調整して、ヘッド部４０の第１ローラ４３および第２ローラ４４をロータ１０に当接させる。
次に、刃具調整機構４５により、刃具４２の姿勢および刃具４２のロータ１０に対する位置を調整する。

その後、モータ３３を駆動するとともに、バキューム４６の吸引装置を駆動する。すると、ロータ１０は、図１０中矢印方向に回転し、このロータ１０の上蓋１４から露出した樹脂１４２は、刃具４２の刃４２１により切除され、この切除された樹脂は、バキューム４６により回収される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ロータ１０の上端面の上に刃具４２を配置し、モータ３３によりロータ１０を回転させて、漏出した樹脂を刃具４２で切除した。よって、モータ３３を駆動するだけで、ロータ１０の上端面側に漏出した樹脂を全面に亘って除去できるから、漏出した樹脂を効率良く除去できる。
また、第１付勢部５９によりハウジング４１をロータ１０の上端面に向かって付勢して、第１ローラ４３をロータ１０の上端面に当接させたので、ロータ１０の上端面と刃具４２との間隔を一定に保持でき、刃具４２がロータ１０に接触することなく、漏出した樹脂を精度良く除去できる。

（２）第１ローラ４３をロータ１０の上端面に当接させた後に、刃具４２の位置を調整したので、刃具４２がロータ１０に接触するのを防止できる。

（３）ロータ１０の外周面に当接する第２ローラ４４を設けたので、刃具４２のロータ１０の径方向の位置を一定に保持できる。
ロータ１０の外周面には、周方向に沿って所定間隔おきに凹部１１２が形成されているが、このロータ１０に対して、仮に１つの第２ローラ４４が凹部１１２に嵌っても、残る少なくとも２つの第２ローラ４４がロータ１０の外周面の滑らかな円弧状の部分に当接するため、刃具４２のロータ１０の径方向の位置ずれが生じるのを防止できる。

（４）バキューム機構４６により刃具４２で切除した樹脂を排除したので、切除した樹脂がロータ１０上に残留するのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、排除機構としてバキューム機構４６を設けたが、これに限らず、ブロー機構を設けて、切除した樹脂をエアで吹き飛ばしてもよい。

また、本実施形態では、２つの第１ローラ４３を設けたが、これに限らず、少なくとも３つの第１ローラを設け、これら第１ローラのうち互いに隣り合うもの同士を、ロータの周方向および径方向に離れて配置してもよい。この場合、第１付勢部により、ハウジングをロータの一端面に向かって付勢して、第１ローラをロータの上端面に当接させる。

このようにすれば、以下のような効果がある。
（５）ロータの上端面に凹凸があっても、第１付勢部により、この上端面に少なくとも３つの第１ローラを当接させる。よって、ロータの上端面に対する刃具の姿勢を一定に保持できるので、除去斑が生じるのを防止して、漏出した樹脂を確実に除去できる。

本発明の一実施形態に係るロータ製造装置により製造されるロータの平面図である。 前記実施形態に係るロータの縦断面図および側面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の平面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の断面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置のヘッド部の平面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置のヘッド部の側面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の姿勢調整機構の正面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の刃具の姿勢を示す平面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の刃具の姿勢を示す側面図である。 前記実施形態に係るロータ製造装置の動作を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ロータ
１１ ヨーク
１３ 永久磁石
１６ 収納部
２０ ロータ製造装置
３１ 基台
３３ モータ（回転機構）
４１ ハウジング
４２ 刃具
４３ 第１ローラ
４４ 第２ローラ
４５Ｂ 進退機構（刃具進退機構）
４６ バキューム機構（排除機構）
５９ 第１付勢部（第１付勢手段）

Claims (5)

1. 収納部が設けられた略円柱形状のヨークと、当該ヨークの収納部に収納され樹脂で固定された磁石と、を有するロータについて、前記収納部から前記ロータの一端面側に漏出した樹脂を除去するロータ製造装置であって、
   回転軸を基準として前記ロータが載置される基台と、
   当該基台を回転駆動する回転機構と、
   ハウジングと、
   当該ハウジングに設けられ前記ロータの一端面上に位置する刃具と、
   前記ハウジングに回転可能に設けられて前記ロータの一端面上に位置する第１ローラと、
   前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢する第１付勢手段と、を備え、
   当該第１付勢手段により、前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢して、前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させるとともに、前記回転機構により前記ロータを回転させて、漏出した樹脂を前記刃具で切除することを特徴とするロータ製造装置。
2. 請求項１に記載のロータ製造装置において、
   前記ハウジングは、前記ロータの径方向に前記刃具を進退させる刃具進退機構を備え、
   前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させた後、前記刃具進退機構により前記刃具を前記ロータに向かって前進させることを特徴とするロータ製造装置。
3. 請求項１または２に記載のロータ製造装置において、
   前記ハウジングに回転可能に設けられて前記ロータの外周面に当接する少なくとも３つの第２ローラをさらに備え、
   当該第２ローラ同士の前記ロータ外周面の周方向に沿った間隔は、不均等であることを特徴とするロータ製造装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のロータ製造装置において、
   前記ハウジングの前記刃具の近傍に接続され、前記刃具で切除した樹脂を前記ロータの一端面上から排除する排除機構をさらに備えることを特徴とするロータ製造装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のロータ製造装置において、
   前記第１ローラは、少なくとも３つであり、これら第１ローラのうち互いに隣り合うもの同士は、前記ロータの周方向および径方向に離れて設けられ、
   前記第１付勢手段により、前記ハウジングを前記ロータの一端面に向かって付勢して、前記第１ローラを前記ロータの一端面に当接させることを特徴とするロータ製造装置。
   

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