JP5560138B2 - 永久磁石の樹脂封止方法及び同方法に使用する樹脂封止装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層鉄心に永久磁石を樹脂によって固定する（マグネットモールドによる）永久磁石の樹脂封止方法及び同方法に使用する樹脂封止装置に関する。

従来、樹脂封止により永久磁石を積層鉄心（複数の鉄心片を積層して形成した積層体）に固定して回転子積層鉄心を製造する方法として、例えば、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された発明では、先ず、複数の貫通孔が形成された鉄心片をプレス加工により製造し、この鉄心片をかしめ又は溶接等の固着手段により積層一体化して、貫通孔の連通により形成される磁石挿入孔を複数備えた積層体（積層鉄心）を形成している。次いで、積層体の各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入し、磁石挿入孔と挿入された永久磁石との間に形成される樹脂注入部に液状の樹脂を注入し、硬化させて磁石挿入孔内に永久磁石を固定することで回転子積層鉄心を製造している。

特開２００２−３４１８７号公報

しかしながら、特許文献１の樹脂封止方法においては、樹脂注入を行う樹脂注入部が閉鎖空間であることが前提であり、図１５（Ａ）に示すように、回転子積層鉄心１００に形成された永久磁石１０１を挿入する磁石挿入孔１０２が閉鎖されておらず開口部１０３を介して外側空間に連通する場合、また、図１６（Ａ）に示すように、回転子積層鉄心１０４に形成された永久磁石１０６（図１６（Ｂ）参照）を挿入する磁石挿入孔１０５の一部に設けられた開口部１０５ａを介して外側空間に連通する場合は、磁石挿入孔１０２、１０５が閉鎖空間になるように、回転子積層鉄心１００、１０４を外側から覆って磁石挿入孔１０２、１０５に形成された開口部１０３、１０５ａを塞ぐための閉塞部材（図示せず）を樹脂注入封止設備（図示せず）に設ける等の周辺設備を新たに設置しなければならないという問題や、場合によっては回転子積層鉄心１００、１０４の形状を変更しなければならないという問題が生じる。更に、磁石挿入孔１０２、１０５の開口部１０３、１０５ａを閉塞部材でそれぞれ塞ぐことができても、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）に示すように、開口部１０３、１０５ａの外側領域まで樹脂１０７、１０８を充填することになって、樹脂１０７、１０８の注入量が増加し、回転子積層鉄心１００、１０４の重量アップ及びコストアップの問題が生じる。

また、樹脂注入部が閉鎖空間であっても、図１７（Ａ）に示すように、回転子積層鉄心１０９に形成された永久磁石１１０を挿入する磁石挿入孔１１１の容積に占める樹脂注入部１１２の容積の割合が大きいと、図１７（Ｂ）に示すように、永久磁石１１０と磁石挿入孔１１１との隙間（樹脂注入部１１２）を樹脂１１３で満たす場合、樹脂を余分に注入することによる回転子積層鉄心の重量アップとコストアップの問題が生じる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設備の大がかりな改造や導入を伴わず、本来不必要な部分への樹脂注入を行わずに、永久磁石を積層鉄心に樹脂によって固定することが可能な永久磁石の樹脂封止方法及び同方法に使用する樹脂封止装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法は、複数の鉄心片を積層した積層鉄心に複数の磁石挿入部と該磁石挿入部に開口部を介して連通する空間部が形成され、前記各磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
前記積層鉄心を軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぐ上型又は下型のいずれか一方に立設されて、前記空間部を挿通して、前記開口部を前記空間部側から閉じる閉塞部材を配置する第１工程と、
前記永久磁石が挿入され、前記閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する第２工程とを有し、
前記閉塞部材の突出寸法は、前記積層鉄心の最大積層厚より大きく、前記開口部を閉じた状態の前記閉塞部材の先端は、該閉塞部材が立設する前記上型又は前記下型のいずれか一方に対向する前記上型又は前記下型に設けられた掛止部に嵌入している。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることが好ましい。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材は可動であって、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることが好ましい。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、前記開口部に前記閉塞部材が近接した際に、該閉塞部材と該開口部との間には、樹脂に添加する充填粒子の最小粒径以下の隙間が存在してもよい。

前記目的に沿う第２の発明に係る永久磁石の樹脂封止装置は、複数の鉄心片を積層した積層鉄心に複数の磁石挿入部と該磁石挿入部に開口部を介して連通する空間部が形成され、前記各磁石挿入部に永久磁石を挿入し、前記積層鉄心を軸方向両側から上型及び下型を用いて挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を前記磁石挿入部に注入して前記永久磁石を該磁石挿入部に固定する永久磁石の樹脂封止装置であって、
前記上型又は前記下型のいずれか一方には、前記空間部を挿通して、前記開口部を前記空間部側から閉じる閉塞部材が立設され、
前記閉塞部材の突出寸法は、前記積層鉄心の最大積層厚より大きく、前記開口部を閉じた状態の前記閉塞部材の先端は、該閉塞部材が立設する前記上型又は前記下型のいずれか一方に対向する前記上型又は前記下型に設けられた掛止部に嵌入している。

第２の発明に係る永久磁石の樹脂封止装置において、前記閉塞部材は可動であって、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることが好ましい。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法及び第２の発明に係る永久磁石の樹脂封止装置においては、積層鉄心を軸方向両側から挟持する上型又は下型のいずれか一方に、空間部を挿通して磁石挿入部と空間部とを連通する開口部を空間部側から閉じる閉塞部材を配置するので、磁石挿入部が閉鎖空間となって、本来不必要な部分への樹脂の注入を防止することができ、樹脂使用量が削減できる。その結果、積層鉄心の軽量化が図れると共に、製造コストの低減が可能になる。
また、閉塞部材は、例えば、従来使用している樹脂封止装置の上型又は下型のいずれか一方に設けることができるので、大がかりな設備の導入や改造が不必要になって、設備コストの上昇を防ぐことができると共に、樹脂封止に要する時間が短縮されて作業性（生産性）が向上する。
そして、閉塞部材の突出寸法が、積層鉄心の鉄心本体の最大積層厚より大きく、開口部を閉じた状態の閉塞部材の先端が、閉塞部材が立設する上型又は下型のいずれか一方に対向する上型又は下型に設けられた掛止部に嵌入しているので、上型及び下型により、閉塞部材の長手方向の両側が位置決めされて、樹脂の充填時における閉塞部材の大きな位置ずれを防止して、樹脂漏れを防ぐことができる。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、閉塞部材による開口部の閉塞時に、開口部に閉塞部材が当接している場合、開口部を確実に閉塞させて樹脂漏れを起こすことなく、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填することができる。また、閉塞部材による開口部の閉塞時に、開口部に閉塞部材が近接している場合、閉塞部材と開口部が互いに接触することにより生じる磨耗損傷を回避すると共に、樹脂漏れを起こすことなく、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填することができる。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法及び第２の発明に係る永久磁石の樹脂封止装置において、閉塞部材が可動の場合、開口部と閉塞部材との距離を任意に調整することが可能となる。このため、開口部を確実に閉塞させて、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填したい場合は、閉塞部材を開口部に当接させる。閉塞部材と開口部の磨耗損傷を回避しながら、樹脂漏れを起こすことなく、永久磁石の外側に形成される樹脂注入部に必要量の樹脂を充填したい場合は、閉塞部材が開口部に近接するように位置調整する。

第１の発明に係る永久磁石の樹脂封止方法において、開口部に閉塞部材が近接した際に、閉塞部材と開口部との間に、樹脂に添加する充填粒子の最小粒径以下の隙間が存在する場合、磁石挿入部に樹脂を押し出して充填する際に、樹脂中の充填粒子は隙間に侵入することができず、隙間は磁石挿入部側から充填粒子で閉塞されるため、樹脂漏れを確実に防止することができる。これによって、はみ出した樹脂のトリミングの必要がなくなり、永久磁石の樹脂封止作業の生産性が向上すると共に、製造コストを低減できる。

本発明の第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法で製造された積層鉄心の平面図である。 同永久磁石の樹脂封止方法で製造された積層鉄心の一部を切欠いた部分斜視図である。 同永久磁石の樹脂封止方法で使用する樹脂封止装置の側断面図である。 図３のＰ−Ｐ矢視断面図である。 図３のＱ−Ｑ矢視断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法で製造された積層鉄心の部分斜視図である。 同永久磁石の樹脂封止方法で製造された積層鉄心の部分平面図である。 同永久磁石の樹脂封止方法で使用する樹脂封止装置の側断面図である。 図８のＲ−Ｒ矢視断面図である。 図８のＳ−Ｓ矢視断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法で製造された積層鉄心の部分斜視図である。 同永久磁石の樹脂封止方法で使用する樹脂封止装置の部分側断面図である。 図１２のＴ−Ｔ矢視断面図である。 図１２のＵ−Ｕ矢視断面図である。 従来例に係る回転子積層鉄心において、（Ａ）は磁石挿入孔に永久磁石を挿入したときの説明図、（Ｂ）は磁石挿入孔に挿入した永久磁石を樹脂封止したときの説明図である。 従来例に係る回転子積層鉄心において、（Ａ）は磁石挿入孔に永久磁石を挿入する前の説明図、（Ｂ）は磁石挿入孔に挿入した永久磁石を樹脂封止したときの説明図である。 従来例に係る回転子積層鉄心において、（Ａ）は磁石挿入孔に永久磁石を挿入したときの説明図、（Ｂ）は磁石挿入孔に挿入した永久磁石を樹脂封止したとき説明図である。

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。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された積層鉄心の一例である回転子積層鉄心１０は、複数の鉄心片１１を積層して形成され、中央の軸孔１２の周囲に永久磁石１３を挿入する複数の磁石挿入部１４が形成され、磁石挿入部１４の一方には、開口部１５を介して磁石挿入部１４に連通する空間部１６が形成されている。そして、磁石挿入部１４に永久磁石１３を封入するために使用した樹脂１７が空間部１６に向けて露出している。回転子積層鉄心１０内に、空間部１６を形成することにより、回転子積層鉄心１０の重量を軽くでき、回転子積層鉄心１０の回転、停止の応答性を高めることができる。また、磁石挿入部１４に永久磁石１３を封入するために使用した樹脂１７が、開口部１５の位置で空間部１６に向けて露出し、空間部１６内への樹脂１７の注入が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、回転子積層鉄心１０の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法に使用する樹脂封止装置１８は、図３〜図５に示すように、複数の鉄心片１１を積層した回転子積層鉄心１０に複数の磁石挿入部１４と磁石挿入部１４に開口部１５を介して連通する空間部１６が形成され、各磁石挿入部１４に永久磁石１３を挿入し、回転子積層鉄心１０を軸方向両側から上型２４及び下型２０を用いて挟持して磁石挿入部１４を塞ぎ、上型２４に設けた樹脂溜め部２５から押し出した液状の樹脂１７を磁石挿入部１４に注入して永久磁石１３を磁石挿入部１４に固定する装置である。ここで、下型２０は、樹脂封止装置１８の図示しないフレームに支持されて上下動する昇降プレート１９に載置されている。また、上型２４は、下型２０の上方に下型２０と対向するように、フレームの上部に取付けられた図示しない上固定プレートに固定部材２３を介して取付けられている。

樹脂溜め部２５は上型２４を上下に貫通して設けられ、上型２４の底部（回転子積層鉄心１０の鉄心本体に接する上型２４の下面側）には、樹脂溜め部２５の底部と、上型２４及び下型２０で挟持された回転子積層鉄心１０の磁石挿入部１４の上端部とを連通して液状の樹脂１７を磁石挿入部１４内に導く樹脂流路２６が形成されている。また、樹脂溜め部２５内には、プランジャー２５ａがそれぞれ挿入され、各プランジャー２５ａは、上固定プレートに設けられた図示しないプランジャー駆動手段（例えば、流体圧シリンダ）と連結部材２５ｂを介して接続している。これによって、各プランジャー２５ａを樹脂溜め部２５内で同じタイミングで昇降させることができる。
なお、上型２４には、図示しない加熱手段（例えば、電気ヒータ）が設けられ、樹脂溜め部２５に装入した樹脂１７を溶融させて液状にすると共に、プランジャー２５ａを予熱して、樹脂１７の押し出しを容易にしている。

下型２０には、空間部１６を挿通して、開口部１５を空間部１６側から閉じる閉塞部材の一例であるピン部材２１を下型２０に立設するために、ピン部材２１の基端部が嵌入して固定される立設部２１ａが設けられている。そして、ピン部材２１の突出寸法は、回転子積層鉄心１０の最大積層厚より大きく、開口部１５を閉じた状態のピン部材２１の先端は、下型２０に対向する上型２４に貫通して設けられた掛止部２８に嵌入している。更に、下型２０の中央部には、回転子積層鉄心１０の軸孔１２に嵌入して、下型２０に載置された回転子積層鉄心１０の下型２０に対する位置決め（下型２０の軸心位置と回転子積層鉄心１０の軸心位置の一致、及び下型２０の軸心回りにおける回転子積層鉄心１０の周方向角度位置の設定）を行うガイド軸２２が設けられている。

ここで、下型２０に設けた立設部２１ａにピン部材２１の基端部を嵌入した際にピン部材２１の側部と立設部２１ａの内周面との間に形成される隙間、下型２０に立設したピン部材２１の先端を掛止部２８に嵌入した際に、ピン部材２１の側部と掛止部２８の内周面との間に形成される隙間は、それぞれ樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下になるように調整されている。
これによって、ピン部材２１が空間部１６を挿通した際に、ピン部材２１の側部が開口部１５に当接もしくは僅少の隙間を有して近接し、開口部１５がピン部材２１により閉じられる（閉塞される）。なお、閉塞時のピン部材２１の側部と開口部１５との間に形成される隙間は、樹脂１７に添加する充填粒子（フィラー）の最小粒径以下にすることができる。また、ピン部材２１の長手方向の両側が、下型２０及び上型２４により位置決めされているので、樹脂１７の充填時におけるピン部材２１の大きな位置ずれが防止でき、樹脂１７の漏れを防ぐことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図３〜図５に示すように、 複数の鉄心片１１を積層して形成され、中央の軸孔１２の周囲に複数の磁石挿入部１４が形成され、しかも、近接して配置された対となる磁石挿入部１４の間には空間部１６が設けられ、磁石挿入部１４の一方側（空間部１６側）にそれぞれ設けられた開口部１５を介して、磁石挿入部１４は空間部１６に連通している回転子積層鉄心１０において、各磁石挿入部１４に入れた永久磁石１３を、樹脂封止装置１８を用いて樹脂封止する際の方法である。そして、第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、樹脂封止装置１８に設けられた昇降プレート１９に取付けられた下型２０に回転子積層鉄心１０を載置して、下型２０の中央部のガイド軸２２を回転子積層鉄心１０の軸孔１２に嵌入させ、回転子積層鉄心１０の下型２０に対する位置決めを行うと共に、回転子積層鉄心１０の空間部１６に、下型２０の立設部２１ａに立設されているピン部材２１をそれぞれ挿通させ、開口部１５が空間部１６側から閉じられるようにピン部材２１を配置する第１工程を有している。

更に、第１の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図３〜図５に示すように、下型２０に載置された回転子積層鉄心１０の磁石挿入部１４に永久磁石１３を挿入する処理１と、昇降プレート１９を上昇させて、上型２４及び下型２０で回転子積層鉄心１０を軸方向（上下方向）両側から挟持する処理２と、ピン部材２１で開口部１５が閉塞されると共に、上型２４及び下型２０で上下がそれぞれ閉塞された状態の磁石挿入部１４に、上型２４に設けた樹脂溜め部２５内に充填された液状の樹脂１７をプランジャー２５ａを用いて押し出し、樹脂流路２６を介して磁石挿入部１４に（すなわち、永久磁石１３と磁石挿入部１４との間の隙間）に樹脂１７を充填する処理３とを備えた第２工程を有する。

ここで、ピン部材２１の側部と立設部２１ａの内周面との間に形成される隙間、ピン部材２１の側部と掛止部２８の内周面との間に形成される隙間は、いずれも樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下なので、ガイド軸２２を介して回転子積層鉄心１０を下型２０に位置決めして載置し、回転子積層鉄心１０の空間部１６に下型２０に立設したピン部材２１をそれぞれ挿通して開口部１５を空間部１６側から閉じると共に、回転子積層鉄心１０を軸方向両側から上型２４及び下型２０で挟持すると、ピン部材２１の位置ずれを防止してピン部材２１の側部と開口部１５との間の隙間を樹脂１７に添加する充填粒子の最小粒径以下にすることができる。このため、充填粒子を含んだ樹脂１７が、上記の各隙間内に侵入しようとすると、樹脂１７内の充填粒子は各隙間を通過することができないため、各隙間の磁石挿入部１４側に充填粒子が堆積する。このため、各隙間が充填粒子により閉塞されて、樹脂１７の漏れが防止される。
なお、充填粒子としては、例えば、粒径が２０〜７０μｍのシリカ粒子が使用される。この場合、ピン部材２１の側部と開口部１５との隙間、ピン部材２１の側部と掛止部２８の内周面との間の隙間、ピン部材２１の側部と立設部２１ａの内周面との間の隙間は、それぞれ２０μｍ以下にする。

図６、図７に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された積層鉄心の一例である回転子積層鉄心２９は、複数の鉄心片３０を積層して形成され、中央の軸孔３１の周囲に永久磁石３２を挿入する複数の磁石挿入部３３が形成され、磁石挿入部３３は、開口部３４を介して空間部３５（回転子積層鉄心２９の半径方向外側の外部空間に開口するように回転子積層鉄心２９の外周部に設けられている）に連通している。そして、磁石挿入部３３に永久磁石３２を封入するために使用した樹脂１７が開口部３４で空間部３５に向けて露出している。回転子積層鉄心２９の外周側に、空間部３５を形成することにより、回転子積層鉄心２９の重量を軽くでき、回転子積層鉄心２９の回転、停止の応答性を高めることができる。また、磁石挿入部３３に永久磁石３２を封入するために使用した樹脂１７が、開口部３４の位置で空間部３５に向けて露出し、空間部３５への樹脂１７の流出が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、回転子積層鉄心２９の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。

本発明の第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法に使用する樹脂封止装置３６は、図８〜図１０に示すように、複数の鉄心片３０を積層した回転子積層鉄心２９に複数の磁石挿入部３３と磁石挿入部３３に開口部３４を介して連通する空間部３５が形成され、各磁石挿入部３３に永久磁石３２を挿入し、回転子積層鉄心２９を軸方向両側から上型４３及び下型３８を用いて挟持して磁石挿入部３３を塞ぎ、上型４３に設けた樹脂溜め部４４から押し出した液状の樹脂１７を磁石挿入部３３に注入して永久磁石３２を磁石挿入部３３に固定する装置である。ここで、下型３８は、樹脂封止装置３６の図示しないフレームに支持されて上下動する昇降プレート３７に載置されている。また、上型４３は、下型３８の上方に下型３８と対向するように、フレームの上部に取付けられた図示しない上固定プレートに固定部材４２を介して取付けられている。

樹脂溜め部４４は上型４３を上下に貫通して設けられ、上型４３の底部（回転子積層鉄心２９に接する上型２４の下面側）には、樹脂溜め部４４の底部と、上型４３及び下型３８で挟持された回転子積層鉄心２９の磁石挿入部３３の上端部とを連通して液状の樹脂１７を磁石挿入部３３内に導く樹脂流路４６が形成されている。また、樹脂溜め部４４内には、プランジャー４５がそれぞれ挿入され、各プランジャー４５は、上固定プレートに設けられた図示しないプランジャー駆動手段（例えば、流体圧シリンダ）と連結部材（図示せず）を介して接続している。これによって、各プランジャー４５を樹脂溜め部４４内で同じタイミングで昇降させることができる。
なお、上型４３には、図示しない加熱手段（例えば、電気ヒータ）が設けられ、樹脂溜め部４４に装入した樹脂１７を溶融させて液状にすると共に、プランジャー４５を予熱して、樹脂１７の押し出しを容易にしている。

下型３８の中央部には、回転子積層鉄心２９の軸孔３１に嵌入して、下型３８に載置された回転子積層鉄心２９の下型３８に対する位置決め（下型３８の軸心位置と回転子積層鉄心２９の軸心位置の一致、及び下型３８の軸心回りにおける回転子積層鉄心２９の周方向角度位置の設定）を行うガイド軸４１が設けられている。更に、下型３８には、下型３８に載置された回転子積層鉄心２９の空間部３５を挿通し、開口部３４の閉塞時には、下型３８に形成された長孔からなるガイド部４０に沿って、図示しない駆動機構により開口部３４との間に僅少の隙間が形成されるまで近接することにより、開口部３４を空間部３５側から閉じる閉塞部材の一例であるピン部材３９が立設されている。なお、ピン部材３９の突出寸法は、回転子積層鉄心２９の最大積層厚より大きく、開口部３４を閉じた状態のピン部材３９の先端は、下型３８に対向する上型４３に貫通して設けられた掛止部４８に嵌入している。

ここで、ピン部材３９を下型３８に対して立設状態で移動させる駆動機構の位置決め精度は、樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下であり、ピン部材３９が掛止部４８に嵌入した際に、ピン部材３９の側部と掛止部４８の内周面との間に形成される隙間は樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下になるように調整されている。
これによって、ピン部材３９が空間部３５を挿通した際に、ピン部材３９の側部が開口部３４に当接もしくは僅少の隙間を有して近接し、開口部３４がピン部材３９により閉じられる（閉塞される）。なお、閉塞時のピン部材３９の側部と開口部３４との間に形成される隙間は、樹脂１７に添加する充填粒子の最小粒径以下にすることができる。また、ピン部材３９の長手方向の両側が、下型３８（駆動機構）及び上型４３により位置決めされているので、樹脂１７の充填時におけるピン部材３９の大きな位置ずれが防止でき、樹脂１７の漏れを防ぐことができる。

本発明の第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図８〜図１０に示すように、 複数の鉄心片３０を積層して形成され、中央の軸孔３１の周囲に複数の磁石挿入部３３が形成された回転子積層鉄心２９において、各磁石挿入部３３に入れた永久磁石３２を、樹脂封止装置３６を用いて樹脂封止する方法である。ここで、各磁石挿入部３３の一方側（回転子積層鉄心２９の外周側）には開口部３４が設けられ、各磁石挿入部３３は、開口部３４を介して、回転子積層鉄心２９の外側の外部空間に開口するように回転子積層鉄心２９の外周部に設けられた空間部３５と連通している。そして、第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、樹脂封止装置３６に設けられた昇降プレート３７に取付けられた下型３８の中央部のガイド軸４１を回転子積層鉄心２９の軸孔３１に嵌入させ、回転子積層鉄心２９の下型３８に対する位置決めを行うと共に、回転子積層鉄心２９の空間部３５に、下型３８に立設されているピン部材３９をそれぞれ挿通させ、開口部３４が空間部３５側から閉じられるようにピン部材３９を配置する第１工程を有している。

更に、第２の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図８〜図１０に示すように、下型３８に載置された回転子積層鉄心２９の磁石挿入部３３に永久磁石３２を挿入する処理１と、昇降プレート３７を上昇させて、上型４３及び下型３８で回転子積層鉄心２９を軸方向（上下方向）両側から挟持する処理２と、ピン部材３９で開口部３４が閉塞されると共に、上型４３及び下型３８で上下がそれぞれ閉塞された状態の磁石挿入部３３に、上型４３に設けた樹脂溜め部４４内に充填した液状の樹脂１７をプランジャー４５を用いて押し出し、樹脂流路４６を介して磁石挿入部３３（すなわち、永久磁石３２と磁石挿入部３３との間の隙間）に樹脂１７を充填する処理３とを備えた第２工程を有する。

ここで、ピン部材３９を下型３８に対して立設状態で移動させる駆動機構の位置決め精度（隙間）、ピン部材３９の側部と掛止部４８の内周面との間に形成される隙間は、いずれも樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下なので、ガイド軸４１を介して回転子積層鉄心２９を下型３８に位置決めして載置し、回転子積層鉄心２９の空間部３５に下型３８に立設したピン部材３９をそれぞれ挿通して開口部３４を空間部３５側から閉じると共に、回転子積層鉄心２９を軸方向両側から上型４３及び下型３８で挟持すると、ピン部材３９の位置ずれを防止してピン部材３９の側部と開口部３４との間の隙間を樹脂１７に添加する充填粒子の最小粒径以下にすることができる。このため、充填粒子を含んだ樹脂１７が、上記の各隙間内に侵入しようとすると、樹脂１７内の充填粒子は各隙間を通過することができないため、各隙間の磁石挿入部３３側に充填粒子が堆積する。このため、各隙間が充填粒子により閉塞されて、樹脂１７の漏れが防止される。
なお、充填粒子としては、例えば、粒径が２０〜７０μｍのシリカ粒子が使用される。この場合、ピン部材３９の側部と開口部３４との隙間、ピン部材３９の側部と掛止部４８の内周面との間の隙間は、それぞれ２０μｍ以下にする。

本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法により製造された環状の積層鉄心４９は、図１１にその一部を直線状に展開して示すように、複数の鉄心片５０を積層して形成され、積層鉄心４９の内部に永久磁石５１を挿入する複数の磁石挿入部５２が形成され、磁石挿入部５２の外側には空間部５３、５４、５５が形成され、磁石挿入部５２と空間部５３、５４、５５を仕切る壁部の一部に、磁石挿入部５２と空間部５３、５４、５５を連通する開口部５６、５７がそれぞれ設けられている。そして、磁石挿入部５２に永久磁石５１を封入するために使用した樹脂１７が、開口部５６、５７の位置で空間部５３、５４、５５に向けてそれぞれ露出している。磁石挿入部５２と空間部５３、５４、５５を仕切る壁部の一部に磁石挿入部５２と空間部５３、５４、５５を連通する開口部５６、５７を形成することにより、積層鉄心４９の剛性の減少を抑制しながら積層鉄心４９の重量を軽くでき、積層鉄心４９の応答性を高めることができる。また、磁石挿入部５２に永久磁石５１を封入するために使用した樹脂１７が、開口部５６、５７の位置で空間部５３、５４、５５に向けてそれぞれ露出し、空間部５３、５４、５５への樹脂の流出が防止されているので、樹脂使用量が削減されて、積層鉄心４９の軽量化及び製造コストの低減が可能になる。

本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法に使用する樹脂封止装置５８は、図１２〜図１４に示すように、複数の鉄心片５０を積層した積層鉄心４９に複数の磁石挿入部５２と磁石挿入部５２に開口部５６、５７を介して連通する空間部５３、５４、５５が形成され、各磁石挿入部５２に永久磁石５１を挿入し、積層鉄心４９を軸方向両側から上型６５及び下型６０を用いて挟持して磁石挿入部５２を塞ぎ、上型６５に設けた樹脂溜め部６６から押し出した液状の樹脂１７を磁石挿入部５２に注入して永久磁石５１を磁石挿入部５２に固定する装置である。ここで、下型６０は、樹脂封止装置５８の図示しないフレームに支持されて上下動する昇降プレート５９に載置されている。また、上型６５は、下型６０の上方に下型６０と対向するように、フレームの上部に取付けられた図示しない上固定プレートに固定部材６４を介して取付けられている。

樹脂溜め部６６は上型６５を上下に貫通して設けられ、上型６５の底部（積層鉄心４９に接する上型６５の下面側）には、樹脂溜め部６６の底部と、上型６５及び下型６０で挟持された積層鉄心４９の磁石挿入部５２の上端部とを連通して液状の樹脂１７を磁石挿入部５２内に導く樹脂流路６８が形成されている。また、樹脂溜め部６６内には、プランジャー６７がそれぞれ挿入され、各プランジャー６７は、上固定プレートに設けられた図示しないプランジャー駆動手段（例えば、流体圧シリンダ）と図示しない連結部材を介して接続している。これによって、各プランジャー６７を樹脂溜め部６６内で同じタイミングで昇降させることができる。
なお、上型６５には、図示しない加熱手段（例えば、電気ヒータ）が設けられ、樹脂溜め部６６に装入した樹脂１７を溶融させて液状にすると共に、プランジャー６７を予熱して、樹脂１７の押し出しを容易にしている。

下型６０には、空間部５３、５４、５５をそれぞれ挿通して、開口部５６、５７を空間部５３、５４、５５側から閉じる閉塞部材の一例であるピン部材６１、６２、６３を下型６０に立設するために、ピン部材６１、６２、６３の基端部が嵌入して固定される立設部６１ａ、６２ａ、６３ａが設けられている。そして、ピン部材６１、６２、６３の突出寸法は、積層鉄心４９の最大積層厚より大きく、開口部５６、５７を閉じた状態のピン部材６１、６２、６３の先端は、下型６０に対向する上型６５に貫通して設けられた掛止部７０、７１、７２にそれぞれ嵌入している。更に、下型６０には、下型２０に載置された積層鉄心４９の位置決めを行うガイド部材（図示せず）が設けられている。

ここで、下型６０に設けた立設部６１ａ、６２ａ、６３ａにピン部材６１、６２、６３の基端部を嵌入した際にピン部材６１、６２、６３の側部と立設部６１ａ、６２ａ、６３ａの内周面との間に形成される隙間、下型６０に立設したピン部材６１、６２、６３の先端を掛止部７０、７１、７２に嵌入した際に、ピン部材６１、６２、６３の側部と掛止部７０、７１、７２の内周面との間に形成される隙間は、それぞれ樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下になるように調整されている。これによって、ピン部材６１、６２、６３が空間部５３、５４、５５を挿通した際に、ピン部材６１、６２、６３の側部が開口部５６、５７に当接もしくは僅少の隙間を有して近接し、開口部５６、５７がピン部材６１、６２、６３により閉じられる（閉塞される）。なお、閉塞時のピン部材６１、６２、６３の側部と開口部５６、５７との間に形成される僅少の隙間は、樹脂１７に添加する充填粒子の最小粒径以下にする。
また、ピン部材６１、６２、６３の長手方向の両側が、下型６０及び上型６５により位置決めされているので、樹脂１７の充填時におけるピン部材６１、６２、６３の大きな位置ずれが防止でき、樹脂１７の漏れを防ぐことができる。なお、ピン部材６１、６２、６３が掛止部７０、７１、７２に嵌入した際に、ピン部材６１、６２、６３の側部と掛止部７０、７１、７２の内周面との間に形成される隙間が、樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下になるように、掛止部７０、７１、７２の寸法が調整されている。

本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図１２〜図１４に示すように、樹脂封止装置５８に設けられた昇降プレート５９に取付けられた下型６０に積層鉄心４９を載置し、積層鉄心４９の空間部５３、５４、５５に下型６０の立設部６１ａ、６２ａ、６３ａに立設されているピン部材６１、６２、６３をそれぞれ挿通させて、開口部５６、５７が空間部５３、５４、５５側から閉じられるようにピン部材６１、６２、６３を配置する第１工程を有している。

更に、第３の実施の形態に係る永久磁石の樹脂封止方法は、図１２〜図１４に示すように、下型６０に載置された積層鉄心４９の磁石挿入部５２に永久磁石５１を挿入する処理１と、昇降プレート５９を上昇させて、上型６５及び下型６０で積層鉄心４９を軸方向（上下方向）両側から挟持する処理２と、ピン部材６１、６２、６３で開口部５６、５７が閉塞されると共に、上型６５及び下型６０で上下がそれぞれ閉塞された状態の磁石挿入部５２に、上型６５に設けた樹脂溜め部６６内に充填された液状の樹脂１７をプランジャー６７を用いて押し出し、樹脂流路６８を介して磁石挿入部５２に（すなわち、永久磁石５１と磁石挿入部５２との間の隙間）に樹脂１７を充填する処理３とを備えた第２工程を有する。

ここで、ピン部材６１、６２、６３の側部と立設部６１ａ、６２ａ、６３ａの内周面との間に形成される隙間、ピン部材６１、６２、６３の側部と掛止部７０、７１、７２の内周面との間に形成される隙間は、いずれも樹脂１７に添加した充填粒子の最小粒径以下なので、ガイド部材を介して積層鉄心４９を下型６０に位置決めして載置し、積層鉄心４９の空間部５３、５４、５５に下型６０に立設したピン部材６１、６２、６３をそれぞれ挿通して開口部５６、５７を空間部５３、５４、５５側から閉じると共に、積層鉄心４９を軸方向両側から上型６５及び下型６０で挟持すると、ピン部材６１、６２、６３の位置ずれを防止してピン部材６１、６２、６３の側部と開口部５６、５７との間の隙間を樹脂１７に添加する充填粒子の最小粒径以下にすることができる。このため、充填粒子を含んだ樹脂１７が、上記の各隙間内に侵入しようとすると、樹脂１７内の充填粒子は各隙間を通過することができないため、各隙間の磁石挿入部５２側に充填粒子が堆積して、各隙間が充填粒子により閉塞されて、樹脂１７の漏れが防止される。
なお、充填粒子としては、例えば、粒径が２０〜７０μｍのシリカ粒子が使用される。この場合、ピン部材６１、６２、６３と開口部５６、５７との隙間、ピン部材６１、６２、６３の側部と掛止部７０、７１、７２の内周面との間の隙間、下型６０の立設部６１ａ、６２ａ、６３ａの内周面とピン部材６１、６２、６３の側部との間の隙間は、それぞれ２０μｍ以下にする。

以上、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した構成に限定されるものではなく、特許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、第１、第２の実施の形態では、下型にピン部材（閉塞部材）を立設させたが、上型にピン部材を立設させてもよい。
また、第２の実施の形態で、駆動機構を設けず、ガイド部をピン部材の形状に合わせて（ガイド部をピン部材の嵌入が可能な形状に）形成し、ピン部材が空間部内に配置された際に、開口部を空間部側から閉じるように（ピン部材が開口部に当接もしくは僅少の隙間を有して近接するように）してもよい。
更に、第２の実施の形態で、掛止部の形状をガイド部と同一の形状にすると共に、掛止部に嵌入したピン部材の先端部を保持する保持機構を設け、ピン部材が開口部に当接もしくは僅少の隙間を有して近接した際に、ピン部材の先端部の位置を掛止部内で固定できるようにしてもよい。これによって、積層鉄心を上型及び下型で軸方向両側から挟持した後、ピン部材を移動させて開口部を空間部側から閉じることができる。

１０：回転子積層鉄心、１１：鉄心片、１２：軸孔、１３：永久磁石、１４：磁石挿入部、１５：開口部、１６：空間部、１７：樹脂、１８：樹脂封止装置、１９：昇降プレート、２０：下型、２１：ピン部材、２１ａ：立設部、２２：ガイド軸、２３：固定部材、２４：上型、２５：樹脂溜め部、２５ａ：プランジャー、２５ｂ：連結部材、２６：樹脂流路、２８：掛止部、２９：回転子積層鉄心、３０：鉄心片、３１：軸孔、３２：永久磁石、３３：磁石挿入部、３４：開口部、３５：空間部、３６：樹脂封止装置、３７：昇降プレート、３８：下型、３９：ピン部材、４０：ガイド部、４１：ガイド軸、４２：固定部材、４３：上型、４４：樹脂溜め部、４５：プランジャー、４６：樹脂流路、４８：掛止部、４９：積層鉄心、５０：鉄心片、５１：永久磁石、５２：磁石挿入部、５３、５４、５５：空間部、５６、５７：開口部、５８：樹脂封止装置、５９：昇降プレート、６０：下型、６１：ピン部材、６１ａ：立設部、６２：ピン部材、６２ａ：立設部、６３：ピン部材、６３ａ：立設部、６４：固定部材、６５：上型、６６：樹脂溜め部、６７：プランジャー、６８：樹脂流路、７０、７１、７２：掛止部

Claims (6)

1. 複数の鉄心片を積層した積層鉄心に複数の磁石挿入部と該磁石挿入部に開口部を介して連通する空間部が形成され、前記各磁石挿入部に入れた永久磁石を樹脂封止する方法であって、
   前記積層鉄心を軸方向両側から挟持して前記磁石挿入部を塞ぐ上型又は下型のいずれか一方に立設されて、前記空間部を挿通して、前記開口部を前記空間部側から閉じる閉塞部材を配置する第１工程と、
   前記永久磁石が挿入され、前記閉塞部材で前記開口部が閉塞された前記磁石挿入部に前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を充填する第２工程とを有し、
   前記閉塞部材の突出寸法は、前記積層鉄心の最大積層厚より大きく、前記開口部を閉じた状態の前記閉塞部材の先端は、該閉塞部材が立設する前記上型又は前記下型のいずれか一方に対向する前記上型又は前記下型に設けられた掛止部に嵌入していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
2. 請求項１記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
3. 請求項１記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記閉塞部材は可動であって、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
4. 請求項２又は３記載の永久磁石の樹脂封止方法において、前記開口部に前記閉塞部材が近接した際に、該閉塞部材と該開口部との間には、樹脂に添加する充填粒子の最小粒径以下の隙間が存在することを特徴とする永久磁石の樹脂封止方法。
5. 複数の鉄心片を積層した積層鉄心に複数の磁石挿入部と該磁石挿入部に開口部を介して連通する空間部が形成され、前記各磁石挿入部に永久磁石を挿入し、前記積層鉄心を軸方向両側から上型及び下型を用いて挟持して前記磁石挿入部を塞ぎ、前記上型又は前記下型のいずれか一方に設けた樹脂溜め部から押し出した樹脂を前記磁石挿入部に注入して前記永久磁石を該磁石挿入部に固定する永久磁石の樹脂封止装置であって、
   前記上型又は前記下型のいずれか一方には、前記空間部を挿通して、前記開口部を前記空間部側から閉じる閉塞部材が立設され、
   前記閉塞部材の突出寸法は、前記積層鉄心の最大積層厚より大きく、前記開口部を閉じた状態の前記閉塞部材の先端は、該閉塞部材が立設する前記上型又は前記下型のいずれか一方に対向する前記上型又は前記下型に設けられた掛止部に嵌入していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。
6. 請求項６記載の永久磁石の樹脂封止装置において、前記閉塞部材は可動であって、前記閉塞部材による前記開口部の閉塞時には、該開口部に該閉塞部材が当接又は近接していることを特徴とする永久磁石の樹脂封止装置。

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