JP5469481B2 - モータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、マグネット材をロータコアのマグネット孔へ挿入する際の衝撃によってマグネット材に割れや欠けが発生することを防止することができるモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法及び装置に関する。

近年、例えばモータの回転子を構成するロータコアにおいては、そのマグネット孔にマグネット材を挿入し、その後モールド樹脂をマグネット孔とマグネット材との間の隙間に充填してマグネット材をロータコアに固定する方法が採用されている。この方法は、従来の接着剤を使用する方法に比べてロータコアの品質や生産性に優れている。

マグネット材は粉末状のフェライトを焼結して形成され、脆いという性質を有することから、衝撃を受けたときに弱いという欠点がある。このため、マグネット材をマグネット孔に挿入する場合、挿入の際に他の部品に当るとその衝撃によってマグネット材の一部に割れや欠けが生じるおそれがある。

そして、マグネット孔へのマグネット材の挿入方法としては、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。すなわち、その方法は、ロータコアをテーブルとともにマグネット材がマグネット孔から滑り落ちない角度まで傾斜させる第１工程と、ロータコアを傾斜させた状態でマグネット材をマグネット孔に挿入する第２工程と、傾斜させたロータコア及びテーブルを水平に戻す第３工程とを有するものである。この方法によれば、マグネット材に与える衝撃を低減させてマグネット材の割れや欠けの発生を抑制することができる。

特開２００８−１１３５３０号公報

ところで、ロータコアは多数の薄い電磁鋼板が積層されて構成され、そのロータコアの軸線に対して平行にマグネット孔が穿設されている。従って、特許文献１に記載されている方法のようにロータコアを傾けると、ロータコアの自重で各電磁鋼板が位置ずれを生じてロータコアが崩れ、各鋼板のマグネット孔が位置ずれを起こす。

特許文献１に記載の方法では、ロータコアを支持するテーブルの傾斜角すなわちロータコアの傾斜角が水平に対して６０〜８５度という高い傾斜角であることから、マグネット孔へのマグネット材の挿入時にマグネット材が損傷を受けるおそれは依然として解消されていない。

そこで、本発明の目的とするところは、ロータコア等のモータコアの電磁鋼板の整列状態を維持することができるとともに、マグネット孔へのマグネット材の挿入時における衝撃によってマグネット材に割れや欠けが発生することを防止することができるモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法は、マグネット材挿入用のマグネット孔が形成されたモータコアをその軸線が鉛直方向となるように設置するとともに、モータコア上にはマグネット孔に連通する連通孔を有するテンプレートを設け、該テンプレートに設けられた保持手段によりマグネット材を連通孔の周壁方向に押圧して保持しながらマグネット孔へ挿入するとともに、プッシャーのエア吸引部でマグネット材を上方へ吸引して吸着しながら、前記プッシャーによりマグネット材をマグネット孔に挿入することを特徴とする。

請求項２に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法は、請求項１に係る発明において、前記マグネット材が保持手段に対向する位置にあるときにはマグネット材を保持手段で保持し、その後マグネット材がマグネット孔に挿入されたときにはエア吸引部によってマグネット材を上方へ吸引して吸着保持することを特徴とする。

請求項４に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置は、請求項１又は請求項２に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法に用いられる装置であって、モータコアをその軸線が鉛直方向となるように設置する基台と、該基台上のモータコアに形成された複数のマグネット孔に連通する連通孔を有するテンプレートと、該テンプレートに設けられマグネット材を連通孔の周壁方向に押圧して保持する保持手段と、マグネット材を連通孔を介してマグネット孔に挿入するためのプッシャーと、該プッシャーに設けられてマグネット材を上方に吸引して吸着保持するエア吸引部と
を備えることを特徴とするモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置。

請求項４に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置は、請求項３に係る発明において、前記プッシャーに設けられマグネット材を吸着するエア吸引部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置は、請求項３又は請求項４に係る発明において、前記保持手段はボールプランジャであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明のロータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置は、請求項３から請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記連通孔のマグネット材挿入側端部には、開口側ほど拡幅するテーパ面が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のマグネット材の挿入方法では、マグネット材がマグネット孔に挿入完了されるまでモータコアの軸線が鉛直方向に維持されることから、モータコアの形状は崩れることがない。また、マグネット材が連通孔に挿入され、さらにマグネット孔に挿入されるときには保持手段で保持されることから、落下が防止される。

従って、ロータコア等のモータコアの電磁鋼板の整列状態を維持することができるとともに、マグネット孔へのマグネット材の挿入時における衝撃によってマグネット材に割れや欠けが発生することを防止することができる。

本発明の実施形態におけるマグネット材をロータコアのマグネット孔に挿入したとき、ボールプランジャに保持されながら挿入される状態を示す断面図。 テンプレート内に埋設されたボールプランジャが連通孔に挿入されたマグネット材を押圧、保持する状態を拡大して示す部分拡大断面図。 ロータコアの複数のマグネット孔にマグネット材を挿入した状態を示す平断面図。 ロータコアのマグネット孔にマグネット材を挿入する状態を示す斜視図。 マグネット材を自動挿入機でテンプレートの連通孔に挿入する状態を示す断面図。 図５の状態からマグネット材をさらに挿入したとき、エア吸引部でエアが吸引されてマグネット材が吸着され、落下することなく挿入が完了した状態を示す断面図。 保持手段の別例として、テンプレート内にエア吹き出し通路を設け、そのエア吹き出し通路からエアを吹き出してマグネット材を保持する状態を拡大して示す部分拡大断面図。

以下、本発明のマグネット材の挿入方法を具体化した実施形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
まず、マグネット材及びその挿入方法を実施するための装置について説明する。図１及び図４に示すように、水平な型の基台１１上には多数枚の磁性体（電磁鋼板）製のコア板１２が積層されて円筒状に形成されたロータコア１３が支持され、該ロータコア１３の軸線３０が鉛直方向となるように設定される。ロータコア１３の中心部には軸孔１４が貫設され、その軸孔１４には図示しない出力軸が嵌合され固定されるようになっている。

ロータコア１３には、複数のマグネット孔１５が前記軸孔１４の延びる方向に貫通形成されている。マグネット孔１５は平面長円状に形成され、ハの字状の連続となるように配置されたマグネット孔１５が周方向に一定間隔をおいて円環状に配列されている。

図２〜図４に示すように、各マグネット孔１５には永久磁石よりなる四角柱状のマグネット材１６が挿入されている。マグネット材１６としての例えばフェライト磁石は、酸化鉄にバリウムやストロンチウムを微量添加したものを焼いて１μｍ程度の微粒子に粉砕したものを所定形状に成形し、焼結したものが用いられる。従って、マグネット材１６は脆く、特に端縁や側縁が脆いという性質を有している。このようなマグネット材１６が埋設されたロータコア１３は、永久磁石埋設型の回転子となる。

図１に示すように、ロータコア１３上には前記マグネット孔１５に連通する複数の連通孔１７を有するテンプレート１８が設置される。図２に示すように、連通孔１７のマグネット材１６挿入側端部には、開口側ほど拡幅するテーパ面１９が形成され、連通孔１７へのマグネット材１６の挿入が容易に行われるように構成されている。

テンプレート１８内にはその外端面から連通孔１７まで水平に延びる支持孔２０が設けられ、該支持孔２０には保持手段としてのボールプランジャ２１が支持されている。そして、ボールプランジャ２１のボール２１ａが連通孔１７に臨み、このボール２１ａがスプリング２１ｂにより付勢されて、連通孔１７を通るマグネット材１６を連通孔１７の周壁１７ａ方向に押圧してマグネット材１６がその自重で落下しないように保持している。ボールプランジャ２１のボール２１ａは回転するため、マグネット材１６を連通孔１７からマグネット孔１５へと円滑に挿入させることができる。

テンプレート１８の上方位置には、マグネット材１６を連通孔１７からマグネット孔１５へ挿入するためのプッシャー２２が配置されている。プッシャー２２の下面には、テンプレート１８の連通孔１７に対応する位置にマグネット材１６と相似の形状を有する複数の押圧体２３が垂下されている。この押圧体２３の下端部には、エア吸引部を構成するエア吸引通路２４が設けられ、エア吸引配管２５を介してエアが吸引され、マグネット材１６を吸着してその落下を防止するようになっている。特に、マグネット材１６がマグネット孔１５の下端近傍まで挿入され、ボールプランジャ２１でマグネット材１６を保持できなくなったときにマグネット材１６を吸着して落下しないようにする。

図５に示すように、テンプレート１８の上方位置には、自動挿入機（ローダ）２６が配置され、複数のマグネット材１６を同時に把持してテンプレート１８の各連通孔１７に挿入するように構成されている。マグネット材１６が連通孔１７に挿入されてボール２１ａに支持された後には、自動挿入機２６はマグネット材１６を離して退避するようになっている。その後、図１に示すように、テンプレート１８の上方位置にプッシャー２２が配置され、マグネット材１６はそのプッシャー２２によりボール２１ａを押し退けてマグネット孔１５に押し込まれるようになっている。

次に、上記装置を用いたマグネット材１６の挿入方法について説明する。
さて、図５に示すように、自動挿入機２６はマグネット材１６を把持し、その状態でマグネット材１６がテンプレート１８の連通孔１７の直上位置に到るまで移動し、その位置でマグネット材１６を下降させて連通孔１７に挿入する。マグネット材１６の挿入時には、ロータコア１３の軸線３０が鉛直方向に設定され、ロータコア１３及びテンプレート１８は図示しない支持体で保持される。マグネット材１６が連通孔１７に挿入されると、ボールプランジャ２１のボール２１ａによって連通孔１７内における直立状態に支持されるため、自動挿入機２６はマグネット材１６を離してその位置から退避する。続いて、図１に示すように、テンプレート１８の上方位置にプッシャー２２を配置し、その押圧体２３の下端面がマグネット材１６の上端面に当たるようにして、その状態でプッシャー２２を下降させる。プッシャー２２の下降により、マグネット材１６は連通孔１７を通ってマグネット孔１５へと押し込まれる。

このとき、連通孔１７を通過するマグネット材１６の側壁１６ａはボールプランジャ２１のスプリング２１ｂで付勢されたボール２１ａによって連通孔１７の周壁１７ａ方向に押圧され、マグネット材１６はその押圧力で保持されながらボール２１ａの回転によって滑らかに挿入される。その後、エア吸引通路２４からエアが吸引されると、マグネット材１６の上端面は押圧体２３の下端面に吸着保持される。このエア吸引部による吸引の開始時期は、プッシャー２２でマグネット材１６の押圧を開始するときから、マグネット材１６がボールプランジャ２１で保持されなくなる直前までのいずれであってもよい。このエア吸引部での吸引動作により、図６に示すようにマグネット材１６の急な落下が防止されながらマグネット材１６が基台１１の上面に達し、これによってマグネット材１６の挿入を完了することができる。

その後、テンプレート１８はロータコア１３から離間され、樹脂成形用の上型に入れ替えられる。前記基台１１はそのまま樹脂成形用の下型となる。そして、マグネット材１６が挿入されたマグネット孔１５の内周面とマグネット材１６の外周面との間の隙間２７に熱硬化性樹脂例えばエポキシ樹脂が注入され、トランスファ成形法により例えば２００℃に加熱されて成形され、封止部２８が形成される。図３に示すように、この成形によって特にマグネット孔１５の両端とマグネット材１６の両端との間の隙間２７が封止部２８で満たされて封止される。

以上のように構成された実施形態により発揮される効果について以下にまとめて説明する。
(1) 本実施形態におけるマグネット材１６の挿入方法では、ロータコア１３の軸線３０が鉛直方向となるように維持し、マグネット材１６を連通孔１７に挿入し、ボールプランジャ２１で保持しながらさらにマグネット孔１５へと挿入する。その後、プッシャー２２のエア吸引部でエアを吸引しながらマグネット材１６を挿入し、マグネット材１６の挿入を完了するものである。

また、マグネット材１６が連通孔１７に挿入されるときにはボールプランジャ２１で保持されると同時に、ボールプランジャ２１のボール２１ａの回転によってマグネット材１６が円滑かつ速やかに挿入される。さらに、マグネット材１６がマグネット孔１５に挿入されるときにはエア吸引部でエアが吸引されてマグネット材１６が吸着保持され、落下が防止される。

従って、ロータコア１３のコア板１２の整列状態を維持することができるとともに、マグネット孔１５へのマグネット材１６の挿入時における衝撃によってマグネット材１６に割れや欠けが発生することを防止することができ、マグネット材１６の性能、延いてはロータコア１３の性能を保持することができる。

(2) マグネット材１６がテンプレート１８のボールプランジャ２１に対向する位置にあるときにはマグネット材１６をボールプランジャ２１で保持した後、マグネット材１６がマグネット孔１５に挿入されたときにはエア吸引部によってエアを吸引してマグネット材１６を保持するように構成されている。このため、マグネット孔１５へのマグネット材１６の挿入を有効かつ円滑に進めることができる。

(3) マグネット材１６の挿入方法に用いられる装置は、前記基台１１と、複数のマグネット孔１５に連通する連通孔１７を有するテンプレート１８と、テンプレート１８に埋設されたボールプランジャ２１と、マグネット材１６をマグネット孔１５に挿入するためのプッシャー２２と、プッシャー２２に設けられたエア吸引部とにより構成されている。このため、連通孔１７に挿入されるマグネット材１６をボールプランジャ２１により連通孔１７の周壁１７ａ方向に押圧して落下しないように保持することができると同時に、ボールプランジャ２１で保持できなくなったマグネット材１６をエア吸引部により吸着して落下しないように保持することができる。

(4) 連通孔１７のマグネット材１６挿入側端部には、開口側ほど拡幅するテーパ面１９が形成されている。このため、マグネット材１６を自動挿入機２６で連通孔１７に挿入するときの停止位置精度の厳密度を緩和することができ、自動挿入機２６によるマグネット材１６の挿入速度を速くすることができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 図７に示すように、テンプレート１８内には保持手段としてその外端面から連通孔１７まで水平に延びるガス吹き出し通路２９を設け、ブロワ３１から該ガス吹き出し通路２９を介してエアを連通孔１７に吹き出すように構成することもできる。そして、ガス吹き出し通路２９から吹き出されるガスの圧力によりマグネット材１６を連通孔１７の周壁１７ａ方向に押圧し、その落下を防止することができる。

・ 保持手段として、適度な粘性を有する接着剤や粘着剤をマグネット材１６に向けて供給するように構成したり、マグネット材１６を磁気的に吸引又は反発するマグネットを備えるように構成したりすることも可能である。

・ 保持手段として、前記ボールプランジャ２１に代え、ゴムローラ等のローラをマグネット材１６に押し当ててマグネット材１６を保持するように構成することも可能である。

・ マグネット孔１５へのマグネット材１６の挿入は、マグネット材１６を１個ずつ又は２個以上の所定個数ずつ実施することもできる。
・ マグネット孔１５の形状、個数等は適宜設定され、それに対応してマグネット材１６の形状、個数等を設定することができる。

・ 前記実施形態のエア吸引部を省略し、該エア吸引部に代えて例えばマグネット材１６を磁気的に吸着するマグネットを配置することもできる。
・ 本発明は、前記実施形態のロータコア１３に限らず、モータコア部品としてマグネット材１６が挿入される部品に適宜応用可能である。

１１…基台、１３…ロータコア、１５…マグネット孔、１６…マグネット材、１７…連通孔、１７ａ…周壁、１８…テンプレート、１９…テーパ面、２１…保持手段としてのボールプランジャ、２２…プッシャー、２４…エア吸引部としてのエア吸引通路、３０…ロータコアの軸線。

Claims (6)

1. マグネット材挿入用のマグネット孔が形成されたモータコアをその軸線が鉛直方向となるように設置するとともに、モータコア上にはマグネット孔に連通する連通孔を有するテンプレートを設け、
   該テンプレートに設けられた保持手段によりマグネット材を連通孔の周壁方向に押圧して保持しながらマグネット孔へ挿入するとともに、プッシャーのエア吸引部でマグネット材を上方へ吸引して吸着しながら、前記プッシャーによりマグネット材をマグネット孔に挿入することを特徴とするモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法。
2. 前記マグネット材が保持手段に対向する位置にあるときにはマグネット材を保持手段で保持し、その後マグネット材がマグネット孔に挿入されたときにはエア吸引部によってマグネット材を上方へ吸引して吸着保持することを特徴とする請求項２に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入方法に用いられる装置であって、
   モータコアをその軸線が鉛直方向となるように設置する基台と、
   該基台上のモータコアに形成された複数のマグネット孔に連通する連通孔を有するテンプレートと、
   該テンプレートに設けられマグネット材を連通孔の周壁方向に押圧して保持する保持手段と、
   マグネット材を連通孔を介してマグネット孔に挿入するためのプッシャーと、
   該プッシャーに設けられてマグネット材を上方に吸引して吸着保持するエア吸引部と
   を備えることを特徴とするモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置。
4. 前記プッシャーに設けられマグネット材を吸着するエア吸引部を備えることを特徴とする請求項３に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置。
5. 前記保持手段はボールプランジャであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置。
6. 前記連通孔のマグネット材挿入側端部には、開口側ほど拡幅するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のモータコアのマグネット孔へのマグネット材の挿入装置。

Images