JP5560031B2 - 回転子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転子積層鉄心（ロータコア）に形成された複数の磁石挿入孔にそれぞれ永久磁石片を挿入し、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）で固定した回転子の製造方法及び製造装置に関する。

回転子積層鉄心に設けられた磁石挿入孔に永久磁石片を挿入し、樹脂で固定する技術（マグネットモールド法）は、例えば、特許文献１で知られている。このマグネットモールド法では、モールドの際に、回転子積層鉄心を金型で挟んで回転子積層鉄心の表面から永久磁石片が挿入された磁石挿入孔に樹脂を充填しているが、１）かしめ突起形成時のプレス圧力、２）回転子積層鉄心を下型及び上型で型締めした場合の圧力、３）樹脂充填時の圧力等で回転子積層鉄心の表面に変形が発生して、回転子積層鉄心と金型の間で隙間が生じ、この隙間から樹脂が漏れるという問題があった。

そこで、回転子積層鉄心において積層密度の高いかしめダボ位置を用い、この上にカル（樹脂押し込みシリンダを備えた樹脂溜めポット）を配置することで、型締め時及び樹脂充填時に発生する回転子積層鉄心の表面の変形を防止することが知られている（特許文献２）。

特許第３７８６９４６号公報 特開２００７−２１５３０１号公報（段落［００１５］〜［００１７］に記載）

しかしながら、図５、図６に示すように、カル５０の位置がかしめダボ５１に対して偏心配置された場合、かしめダボ５１の周囲の膨らみ（又は窪み）５２に対して上型５３表面が密着状態で馴染むことができず、回転子積層鉄心５４の表面と上型５３との間に僅かな隙間を生じて、樹脂封止時に樹脂漏れを起こしている。なお、５５、５６は上型５３の裏面に形成されているランナー（樹脂流路）、５７は磁石挿入孔を示す。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、回転子積層鉄心に形成されるかしめダボ（即ち、かしめ突起及びその周囲に形成される膨らみ又は窪み）によって回転子積層鉄心の表面に僅少の凹凸があっても、樹脂封止時に樹脂漏れを発生させない回転子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る回転子の製造方法は、複数の鉄心片がかしめダボを介してかしめ積層された回転子積層鉄心に形成された磁石挿入孔に永久磁石片を挿入して、上型及び下型の間に挟み、前記上型又は前記下型に形成された樹脂溜めポットから前記磁石挿入孔に樹脂を充填する回転子の製造方法において、
前記かしめダボを平面視して前記樹脂溜めポットの中心に配置して前記磁石挿入孔への樹脂封止を行う。

本発明に係る回転子の製造方法において、前記かしめダボの中心を前記樹脂溜めポットの中心に一致させるのが更に好ましい。
また、本発明に係る回転子の製造方法において、前記樹脂溜めポットと前記磁石挿入孔はランナーを介して連結されているのが好ましいが、樹脂溜めポットから直接磁石挿入孔の一部に樹脂を充填してもよい。

本発明に係る回転子の製造方法において、前記磁石挿入孔が対となった磁石挿入孔対は複数組設けられ、前記各磁石挿入孔対は、前記回転子積層鉄心に平面視して「ハ」字状になって形成され、該磁石挿入孔対の中央の半径方向内側に前記かしめダボが設けられているのが好ましい。

また、本発明に係る回転子の製造方法において、前記樹脂溜めポットの直径は、前記かしめダボの最大幅の３〜１０倍の範囲にあるのが好ましい。これによって、かしめダボが形成されたことによる膨らみ又は窪みを樹脂溜めポット内に収めることができる。
そして、前記樹脂溜めポットが形成された前記上型又は前記下型に接する前記回転子積層鉄心の表面に形成されたかしめダボは窪みとなっているのがより好ましい。

前記目的に沿う本発明に係る回転子の製造装置は、個々の鉄心片がかしめダボを介してかしめ積層され、各磁石挿入孔には永久磁石片が挿入された回転子積層鉄心を上型及び下型の間に挟み、前記上型又は前記下型に形成された樹脂溜めポットから前記磁石挿入孔にランナーを介して樹脂を充填する回転子の製造装置において、
前記かしめダボの中心を前記樹脂溜めポットの中心に一致させて、前記磁石挿入孔への樹脂封止を行っている。

本発明に係る回転子の製造装置において、前記樹脂溜めポットは前記上型に設けられているのが好ましい。上型に樹脂溜めポットを形成することによって樹脂（例えば、熱硬化性樹脂）の樹脂溜めポットへの装入が容易となる。

本発明に係る回転子の製造方法及びその製造装置においては、かしめダボを樹脂溜めポットの中心に配置することで、ダボ周囲の膨らみ又は窪みは樹脂溜めポットのエリア内に位置させることができ、樹脂溜めポットが形成された上型又は下型は回転子積層鉄心の表面の平行度の高い領域（即ち、より高低差のない平面に近い領域）を押圧できるので、回転子積層鉄心と樹脂溜めポットが形成された上型又は下型との間に発生していた隙間が無くなり、樹脂漏れを防止することができる。
更に、かしめダボの中心と樹脂溜めポットの中心とを一致させるように樹脂溜めポットを配置することで、より確実にかしめダボ周囲の膨らみ又は窪みを樹脂溜めポット内に位置させることができる。

仮に、樹脂充填時の圧力で、かしめダボ周囲が多少窪んでも、かしめダボの中心と樹脂溜めポットの中心が一致しているため、かしめダボ周囲の窪みは樹脂溜めポットのエリア内に位置させることができ、樹脂溜めポットが形成されている上型又は下型は、回転子積層鉄心の表面の平行度の高い領域を押圧することができるので、樹脂漏れを防止することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る回転子の製造装置の一部縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る回転子の製造方法を説明する部分平面図である。 図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る回転子の製造装置の一部縦断面図である。 従来例に係る回転子の製造方法を示す部分平面図である。 図５における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転子の製造装置１０は、回転子積層鉄心１１の中央の軸孔の周囲に設けられた複数の磁石挿入孔１２に入れた無励磁の永久磁石片１３を樹脂封止するための装置である。なお、この実施の形態では、上下の鉄心片１４を連結するかしめダボ（かしめ突起）１５が上を向いて、回転子積層鉄心１１が配置されている。

回転子積層鉄心１１は複数の鉄心片１４がかしめダボ１５を介してかしめ積層され、樹脂封止にあっては、上型１７及び下型１８で挟まれた状態で、上型１７に形成されている樹脂溜めポット（カル）１９から上型１７に形成されているランナー２０、２０ａを介して封止樹脂の一例であるエポキシ樹脂２１が磁石挿入孔１２に充填そして封止される。

ここで、上型１７に形成された断面円形の樹脂溜めポット１９の中心は、回転子積層鉄心１１のそれぞれの磁石挿入孔対２２の中央の半径方向内側に形成されており、かしめダボ１５の中心と一致している。なお、磁石挿入孔対２２は２つの磁石挿入孔１２が平面視して「ハ」字状となって形成される。また、かしめダボ１５とは、平面視して矩形のＶ字かしめ、又は平面視して円形の半抜きかしめによって形成される膨らみ（場合によっては、凹んでいる場合もある）をいう。

樹脂溜めポット１９の直径は、かしめダボ１５の最大幅の３〜１０倍（更に好ましくは、４〜８倍）となっている。図３に示すように、かしめダボ１５が形成されることによって、かしめダボ１５の周囲の回転子積層鉄心１１の表面が上に膨らんでいる。そして、かしめダボ１５の周囲の膨らみは、樹脂溜めポット１９の中で、しかも樹脂溜めポット１９の中心を基準にして対称に膨らんでいるので、かしめダボ１５の周囲の膨らみは、樹脂溜めポット１９のエリア内に位置させることができ、樹脂溜めポット１９の周囲と回転子積層鉄心１１の表面との間には樹脂が漏れる隙間が生じないことになる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る回転子の製造方法について説明する。
この回転子の製造装置１０を用いて回転子積層鉄心１１の樹脂封止を行う場合には、回転子積層鉄心１１の各磁石挿入孔１２に所定の永久磁石片１３を入れ、上型１７と下型１８の間の所定位置に配置する。

この実施の形態では、回転子積層鉄心１１を各鉄心片１４のかしめダボ１５が上を向くようにして、上型１７と下型１８の間に入れているが、回転子積層鉄心１１を搬送トレイ（例えば、特許第３７８６９４６号公報に記載）に載せたまま、上型１７と下型１８の間に配置することもできる。なお、搬送トレイは回転子積層鉄心１１の位置決め手段を有している。

上型１７と下型１８で回転子積層鉄心１１を挟持した後、上型１７の樹脂溜めポット１９にエポキシ樹脂を入れて溶解させ、上からプランジャー２３で押して溶けたエポキシ樹脂２１をランナー２０、２０ａを介して磁石挿入孔１２内に入れる。

この場合、樹脂溜めポット１９の中心と回転子積層鉄心１１に形成されたかしめダボ１５の中心位置が一致しているので、かしめダボ１５による膨らみに樹脂溜めポット１９が被さることになって、上型１７と回転子積層鉄心１１の表面の隙間が無くなり、樹脂漏れの発生が無くなる。

図４には、本発明の他の実施の形態に係る回転子の製造装置２６を示すが、図１と同一の構成要素は同一の番号を付して説明を省略する。この実施の形態においては、回転子積層鉄心２７を構成する各鉄心片１４のかしめダボ２８は下側を向いて、回転子積層鉄心２７の上面のかしめダボ２８の周囲には窪み（場合によって膨らみとなる場合もある）が形成されている。

この実施の形態においても、かしめダボ２８は、樹脂溜めポット１９の中心に配置されているので、上型１７で回転子積層鉄心２７を型締めした場合、樹脂溜めポット１９の周囲は平面となって、型締め後、樹脂封止する場合にも樹脂漏れが発生しない。
図４に示すように、かしめダボ２８による窪みが形成された側の回転子積層鉄心２７の面（この図では上面）に樹脂溜めポット１９を配置することで、上型１７の底面と回転子積層鉄心２７の表面が馴染み易く、樹脂漏れを起こす隙間が発生し難い。

一方、図１に示すように、かしめダボ１５による膨らみは剛性が高いが、その分、上型１７との馴染みも悪く、樹脂溜めポット１９を大きくしてかしめダボ１５の周囲に発生する膨らみを略完全に樹脂溜めポット１９の領域内に位置させないと、樹脂漏れが発生し易いので、かしめダボの方向を樹脂封止側とは反対方向に向けて、かしめダボによって発生する窪みを樹脂溜めポット１９内に位置させるのが好ましい。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、磁石挿入孔の数、形状又は配置を変更した場合、ランナーを設けないで直接樹脂溜めポットから磁石挿入孔に樹脂を充填する場合であっても本発明は適用される。
また、前記実施の形態においては、上型に樹脂溜めポット（カル）を設けたが、下型に樹脂溜めポットを設け、磁石挿入孔の下側から樹脂を充填する場合も本発明は適用される。

１０：回転子の製造装置、１１：回転子積層鉄心、１２：磁石挿入孔、１３：永久磁石片、１４：鉄心片、１５：かしめダボ、１７：上型、１８：下型、１９：樹脂溜めポット（カル）、２０、２０ａ：ランナー、２１：エポキシ樹脂、２２：磁石挿入孔対、２３：プランジャー、２６：回転子の製造装置、２７：回転子積層鉄心、２８：かしめダボ

Claims (8)

1. 複数の鉄心片がかしめダボを介してかしめ積層された回転子積層鉄心に形成された磁石挿入孔に永久磁石片を挿入して、上型及び下型の間に挟み、前記上型又は前記下型に形成された樹脂溜めポットから前記磁石挿入孔に樹脂を充填する回転子の製造方法において、
   前記かしめダボを平面視して前記樹脂溜めポットの中心に配置して前記磁石挿入孔への樹脂封止を行うことを特徴とする回転子の製造方法。
2. 請求項１記載の回転子の製造方法において、前記かしめダボの中心を前記樹脂溜めポットの中心に一致させることを特徴とする回転子の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の回転子の製造方法において、前記樹脂溜めポットと前記磁石挿入孔はランナーを介して連結されていることを特徴とする回転子の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１記載の回転子の製造方法において、前記磁石挿入孔が対となった磁石挿入孔対は複数組設けられ、前記各磁石挿入孔対は、前記回転子積層鉄心に平面視して「ハ」字状になって形成され、該磁石挿入孔対の中央の半径方向内側に前記かしめダボが設けられていることを特徴とする回転子の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１記載の回転子の製造方法において、前記樹脂溜めポットの直径は、前記かしめダボの最大幅の３〜１０倍の範囲にあることを特徴とする回転子の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１記載の回転子の製造方法において、前記樹脂溜めポットが形成された前記上型又は前記下型に接する前記回転子積層鉄心の表面に形成されたかしめダボは窪みとなっていることを特徴とする回転子の製造方法。
7. 個々の鉄心片がかしめダボを介してかしめ積層され、各磁石挿入孔には永久磁石片が挿入された回転子積層鉄心を上型及び下型の間に挟み、前記上型又は前記下型に形成された樹脂溜めポットから前記磁石挿入孔にランナーを介して樹脂を充填する回転子の製造装置において、
   前記かしめダボの中心を前記樹脂溜めポットの中心に一致させて、前記磁石挿入孔への樹脂封止を行うことを特徴とする回転子の製造装置。
8. 請求項７記載の回転子の製造装置において、前記樹脂溜めポットは前記上型に設けられていることを特徴とする回転子の製造装置。

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