JP5794848B2

JP5794848B2 - 積層鉄心の製造方法

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Publication number: JP5794848B2
Application number: JP2011158063A
Authority: JP
Inventors: 巌明神
Original assignee: Mitsui High Tech Inc
Current assignee: Mitsui High Tech Inc
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: JP2013027104A

Description

本発明は、環状の鉄心片を積層した積層鉄心本体又は帯状鉄心片を螺旋状に巻いて積層した積層鉄心本体の磁石挿入孔に永久磁石(未磁化のものを含む)を樹脂封止する積層鉄心の製造方法に関する。

環状の鉄心片をかしめ積層して形成した積層鉄心本体の磁石挿入孔に永久磁石を入れて、樹脂封止することについて、特許文献１に開示されている。この特許文献１には、積層鉄心本体の上にダミー板（カルプレート）を配置して、上型に設けた樹脂溜め部からの溶融樹脂を、ダミー板を介して磁石挿入孔に充填している。

また、特許文献２には、複数の磁極片部を有するセグメント鉄心片を連結部で連結した帯状鉄心片を螺旋状に巻いて積層鉄心本体を製造することが開示されている。この積層鉄心本体には半径方向外側領域に複数の磁石挿入孔が形成され、この磁石挿入孔に永久磁石を入れて樹脂封止することが記載されている。

特開２００８−５４３７６号公報特開２００９−１００５１６号公報

特許文献２に記載のような積層鉄心本体の磁石挿入孔の全部に対してその中の永久磁石を樹脂封止する場合、図１２に示すように、帯状鉄心片７０の巻き始めと巻き終わりに段差７１があり、更に積層鉄心本体７２は、上下面が外周に対して直角ではなく、円周方向に一周（一条巻きの場合）した螺旋状の傾きを有し、樹脂溜めポットが設けられた金型（通常、上型）で押圧しても金型と積層鉄心本体との間に形成された隙間から樹脂漏れを起こすので、適当な段差７３を有する治具（ダミー板）７５、７６を必要とする。ここで、７８は樹脂溜めポットを、７９は磁石挿入孔を示す。
また、環状の鉄心片を積層した積層鉄心本体においても、鉄心片の厚みが均一でないので、上型又は下型の積層鉄心本体への押圧面が平面であっても、樹脂漏れを起こす場合があるという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、積層鉄心本体又は積層鉄心本体の上下面に、磁石挿入孔の位置によって高さの相違又は多少の傾きがあっても、樹脂漏れを生じることなく、樹脂封止が可能な積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の製造方法は、円周方向に並べて形成された磁石挿入孔に永久磁石が挿入された積層鉄心本体を、加圧プレートと保持プレートの間に配置し、前記加圧プレートに設けた樹脂吐出手段によって融けた樹脂を前記磁石挿入孔に充填する積層鉄心の製造方法において、
前記樹脂吐出手段は、前記加圧プレートから前記積層鉄心本体側にスプリングを介して設けられた樹脂ポットブロックと、該樹脂ポットブロックからプランジャによって押し出された前記樹脂を前記磁石挿入孔に導くカルプレートとを有し、前記積層鉄心本体の樹脂注入側面に前記カルプレートの一面が密着した状態で前記樹脂を充填し、しかも、前記カルプレートは１又は複数の隣接する前記磁石挿入孔毎に分割されている。

第２の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第１の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記樹脂ポットブロックには、前記加圧プレートまで貫通する樹脂ポットスリーブが設けられ、前記プランジャは前記樹脂ポットスリーブ内を昇降する。

第３の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第１、第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記樹脂ポットブロックは前記カルプレートと共に分割されている。

第４の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第１〜第３の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心本体は、１又は複数の磁極片を有するセグメント鉄心片を連結部で連結した帯状鉄心片を前記連結部で折り曲げて形成する巻鉄心本体である。

第５の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第４の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記巻鉄心本体は、主軸を中央に有する下型プレートに前記帯状鉄心片を巻き付けて製造する。

そして、第６の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第５の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記主軸の周囲には所定ピッチで線状突起を有し、前記帯状鉄心片の内側に形成される位置決め凹部に噛合させながら、前記巻鉄心本体を製造する。

第１〜第６の発明に係る積層鉄心の製造方法において、樹脂吐出手段は、加圧プレートから積層鉄心本体側にスプリングを介して設けられた樹脂ポットブロックと、樹脂ポットブロックからプランジャによって押し出された樹脂を磁石挿入孔に導くカルプレートとを有しているので、積層鉄心本体の樹脂注入側面にカルプレートが密着し、樹脂漏れを防止することができる。

特に、第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、樹脂ポットブロックには、加圧プレートまで貫通する樹脂ポットスリーブが設けられ、プランジャは樹脂ポットスリーブ内を昇降するので、加圧プレートと樹脂ポットブロックとの間で樹脂漏れを生じることがない。

更に、第１の発明に係る積層鉄心の製造方法において、カルプレートは１又は複数の隣接する磁石挿入孔毎に分割されているので、より正確に高さや傾きの異なる積層鉄心本体の面にカルプレートを個々に合わせ、樹脂漏れ防止を図ることができる。

第３の発明に係る積層鉄心の製造方法においては、樹脂ポットブロックはカルプレートと共に分割されているので、積層鉄心本体の表面、カルプレート及び樹脂ポットブロックの面を合わせてることができて、樹脂漏れの防止をより確実に行える。

第４の発明に係る積層鉄心の製造方法においては、積層鉄心本体が１又は複数の磁極片部を有するセグメント鉄心片を連結部で連結した帯状鉄心片を連結部で折り曲げて形成される巻鉄心本体であるので、積層鉄心本体の上下面には段差を有していることになり、第１、第３の発明に係る積層鉄心の製造方法に特に適している。

第５の発明に係る積層鉄心の製造方法においては、巻鉄心本体が主軸を中央に有する下型プレートに帯状鉄心片を巻き付けて製造されるので、巻鉄心本体の製造が容易となる。

そして、第６の発明に係る積層鉄心の製造方法において、主軸の周囲には所定ピッチで線状突起を有し、帯状鉄心片の内側に形成される位置決め凹部に噛合させながら、巻鉄心本体を製造するので、確実に帯状鉄心片を巻き取りながら巻鉄心本体の製造が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を示す一部省略断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は同積層鉄心の製造方法を示す斜視図、（Ｃ）は同積層鉄心の製造方法を適用する積層鉄心本体の斜視図である。（Ａ）、（Ｂ）は同積層鉄心の製造方法を示す正面図である。同積層鉄心の製造方法に使用する樹脂ポットブロックの平面図である。同積層鉄心の製造方法に使用するカルプレートの平面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層鉄心の製造方法の説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ積層鉄心本体の製造方法を示す斜視図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ別例に係る積層鉄心本体の製造方法を示す平面図である。（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を示す正面図である。同積層鉄心の製造方法に使用する樹脂ポットブロックの平面図である。同積層鉄心の製造方法に使用するカルプレートの平面図である。本発明の基礎となる積層鉄心の製造方法を示す斜視図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法に適用される積層鉄心本体２３、２９（図２、図８参照）の製造方法について、図７（Ａ）、（Ｂ）、図８（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
図７（Ｂ）に示すように、磁性鋼板からなる薄板条材から、１又は複数の磁極片部１１を有するセグメント鉄心片１２が折り曲げ可能な連結部１３を介して直線状に連結された帯状鉄心片１４、１５を打ち抜き形成する。

この帯状鉄心片１４、１５の巻き出し端部を、中央に主軸１７を有する下型プレート１８に設けられている段差１９、２０に一致させて、下型プレート１８上に載せる。この状態で、連結部１３で折り曲げられた環状となった鉄心片の内側に形成された位置決め凹部２２を、主軸１７の周囲に所定ピッチで設けられた線状突起２３ａに噛合させながら、下型プレート１８ごと主軸１７を回転させる。なお、帯状鉄心片１４、１５の巻き始めの段階では、帯状鉄心片１４、１５を下型プレート１８に仮クランプするのが好ましい。

主軸１７を徐々に回転させることによって、主軸１７に対して接線逆方向から帯状鉄心片１４、１５を徐々に２条に巻いて、積層鉄心本体（巻鉄心本体）２３を製造する。この場合、帯状鉄心片１４、１５の各セグメント鉄心片１２を全く同一位相で重ねると、帯状鉄心片１４、１５の連結部１３の位置も重なるので、各セグメント鉄心片１２を１磁極片部ピッチだけずらす。これによって、積層鉄心本体２３の上下の鉄心片の連結部１３の位置が重ならず、強固な積層鉄心本体２３を形成できる。なお、主軸１７の中央には貫通孔２４が設けられ、この主軸１７を回転させる図示しない回転駆動源に連結されている。

図７に示す積層鉄心本体２３は帯状鉄心片１４、１５を２条巻きしているので、積層鉄心本体２３の上表面に２つの段差２６、２７（図２（Ｃ）参照）が形成される。この例においては、２条（複数条）の帯状鉄心片１４、１５を用いて積層鉄心本体２３を形成したが、図８に示すように１条の帯状鉄心片１４のみを用いて積層鉄心本体２９を形成することもできる。この場合においても、主軸１７を有する下型プレート１８を用いて積層鉄心本体２９を製造することは同一である。この場合は、積層鉄心本体２９の上下にはそれぞれ１つの段差しか形成されず、下型プレート１８にはこれに符合する１つの段差が形成されている。また、１条又は２条巻きのいずれであっても、帯状鉄心片１４、１５の端部は必ず連結部１３の位置に形成されている。

なお、これらの積層鉄心本体２３、２９において、中央に貫通孔３０を、その周囲に円周方向に並べて形成された複数の磁石挿入孔３１を、その内側に抜き孔３２を有していることは共通している。そして、図８（Ａ）に示すように、隣り合うセグメント鉄心片１２の端部には凹部３３と凸部３４が形成され、組み立て時に凹部３３内に凸部３４が嵌入し、隣り合うセグメント鉄心片１２には連結部１３に向かう分離線３５が形成されている。この分離線３５の記載は図２においては省略されている。

続いて、図１、図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４〜図６を参照しながら、積層鉄心本体２３（積層鉄心本体２９においても同じ）の磁石挿入孔３１に永久磁石３７を入れて樹脂封止を行う本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
搬送治具として機能する下型プレート１８の上に載った積層鉄心本体２３を、保持プレート３６の上に位置決めして載せる。なお、この積層鉄心本体２３の磁石挿入孔３１には永久磁石（未磁化のものを含む）３７が挿入されている。この場合、積層鉄心本体２３の上にカルプレート３８が載せられている。そして、この状態で、カルプレート３８の上に位置決めして載置され、加圧プレート３９にコイルスプリング（スプリングの一例）４０を介して取付けられた樹脂ポットブロック４１を載せる。なお、下型プレート１８は積層鉄心本体２３の磁石挿入孔３１の下部を塞いでいる。

カルプレート３８は、磁極部となる磁石挿入孔３１毎に複数に分割され、樹脂ポットブロック４１もカルプレート３８に対応して複数に分割されている。平面視して円形の加圧プレート３９には、それぞれ樹脂ポットブロック４１を貫通する短管からなる樹脂ポットスリーブ４２を貫通状態で有している。コイルスプリング４０は一つの樹脂ポットスリーブ４２の周囲に複数配置され、それぞれのコイルスプリング４０の中央には、位置決めボルト４３が設けられ、樹脂ポットブロック４１が落下しないようにこれで保持している。なお、加圧プレート３９に形成されているボルト挿通孔４４は位置決めボルト４３の直径より０．５〜２ｍｍ程度大きくガタ孔となって、樹脂ポットブロック４１及びこの直下にあるカルプレート３８が積層鉄心本体２３の磁石挿入孔３１の周囲の表面に合わせて傾斜できる構造となっている。なお、図４において４４ａは雌ねじ穴を示す。図８（Ｂ）に一点鎖線で示すように、カルプレート３８ａは複数（２又は３以上）の隣接する磁石挿入孔３１毎に分割してもよい。この場合、帯状鉄心片の巻き終わりの段差に位置するカルプレートは段差に符合するように切断されている。

樹脂ポットスリーブ４２は加圧プレート３９の上表面から突出し、内部には昇降可能なプランジャ４６を有し、樹脂ポットスリーブ４２内にある溶けた樹脂４７をカルプレート３８の樹脂注入孔４８を介して磁石挿入孔３１に充填できる構造となっている。これによって、積層鉄心本体２３の表面に、段差や傾きがあっても、カルプレート３８が柔軟に対応し、更には、樹脂ポットブロック４１もこれに対応し、結果としてカルプレート３８の下面が積層鉄心本体２３の上面に密着して、漏れが発生することなく、樹脂封止ができる。なお、以上の加圧プレート３９の下部にコイルスプリング４０を介して設けられた樹脂ポットブロック４１、カルプレート３８、樹脂ポットスリーブ４２及び樹脂ポットスリーブ４２内の樹脂を押し出すプランジャ４６を有して、樹脂吐出手段が構成されている。

積層鉄心本体２３から樹脂ポットブロック４１を除去する場合は、加圧プレート３９を上昇させることによって行う。この場合、カルプレート３８は加圧プレート３９の上昇初期には、樹脂ポットブロック４１に設けられているコイルスプリング４０によって積層鉄心本体２３側に押圧されているので、カルプレート３８を積層鉄心本体２３の上に残した状態で、加圧プレート３９及び樹脂ポットブロック４１及び樹脂ポットブロック４１に固着されている樹脂ポットスリーブ４２が上昇する。

積層鉄心本体２３の上に残ったカルプレート３８は、硬化した樹脂滓が残った状態で、下型プレート１８ごと、保持プレート３６から別位置に搬送されて図示しない作業台上に搬送される。そして、図１、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カルプレート除去部材４９、５０によって除去される。このカルプレート除去部材４９、５０はそれぞれ半径方向に進退する（図６（Ａ）に矢視ａ、ｂで示す）図示しない進退機構と、カルプレート除去部材４９、５０が積層鉄心本体２３から遠ざかった状態でカルプレート除去部材４９、５０を昇降させる（図６（Ａ）に矢視ｃ、ｄで示す）図示しない昇降機構を有している。なお、図１に示すように、主軸１７にはカルプレート除去部材４９が挿入可能な切欠き５２が設けられている。

カルプレート除去部材４９、５０は断面Ｌ字状となって、下部に掛止部を有し、図６（Ａ）に示すように、この掛止部が各カルプレート３８の半径方向内側及び半径方向外側からカルプレート３８に掛止して、樹脂封止が完了した積層鉄心本体２３（即ち、製品となる積層鉄心５１）から、カルプレート３８を外している。この後、下型プレート１８から積層鉄心５１を外すことになる。

なお、この実施の形態では、カルプレート除去部材４９、５０を用いてカルプレート３８を除去したが、手動又はその他、ロボットハンドや真空吸着機構によってカルプレート３８を除去することもできる。
付着した樹脂を除去するクリーニング後のカルプレート３８を積層鉄心本体２３の所定位置に載せる場合は、各カルプレート３８を積層鉄心本体２３の上にカルプレート除去部材４９、５０を用いて装着してもよいし、別のハンドリング機構又は手動によって行ってもよい。

また、樹脂ポットブロック４１の底部に真空吸引孔を設けて、図３（Ａ）に示すようにカルプレート３８を真空吸引して、樹脂ポットブロック４１の底部に配置してもよい。
なお、各カルプレート３８には、樹脂ポットブロック４１及び積層鉄心本体２３の所定位置に正確に符合するように、図示しないパイロットピンや案内部材を設けるのが好ましい。

いずれの場合であっても、図３（Ｂ）に示すように、積層鉄心本体２３の上にカルプレート３８、樹脂ポットブロック４１を載せ、加圧プレート３９で積層鉄心本体２３を押圧した状態で、樹脂ポットスリーブ４２内に樹脂４７を入れて加熱し、樹脂４７を溶融させた後、プランジャ４６を樹脂ポットスリーブ４２内に入れて、溶けた樹脂４７をカルプレート３８の樹脂注入孔４８を介して磁石挿入孔３１内に充填し、内部の永久磁石３７を樹脂封止する。

この後、加圧プレート３９を上昇させて、カルプレート３８を積層鉄心本体２３上に残した状態で、樹脂ポットブロック４１を外すことになる。そして、下型プレート１８に載った状態で、積層鉄心本体２３を保持プレート（下型）３６から図示しない搬送手段で取り出し、カルプレート３８を除去し、下型プレート１８も外して積層鉄心５１を得る。

続いて、図９（Ａ）、（Ｂ）、図１０、図１１を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。この実施の形態においては、積層鉄心本体５５は帯状鉄心片１４、１５を螺旋巻した積層鉄心本体２３、２９ではなく、平面視してドーナツ状の環状鉄心片５６を所定枚数かしめ積層して形成されている。この積層鉄心本体５５においても、各環状鉄心片５６の板厚偏差によって、積層鉄心本体５５の上面及び下面が完全に平行ではなく、多少傾いており、下型プレートの上面と上型プレートの下面が完全に平行な樹脂封止装置を用いて、磁石挿入孔の樹脂封止を行うと、多少樹脂漏れが生じる。

そこで、図１０に示すような樹脂ポットブロック５７と図１１に示すようなカルプレート５８を用いる。この樹脂ポットブロック５７は、第１の実施の形態における各磁極部ごとに分割された樹脂ポットブロック４１を環状に一体化したもの（環状板）である。また、カルプレート５８は第１の実施の形態に係る分割されたカルプレート３８を環状に一体化したものである。樹脂ポットスリーブ４２及びコイルスプリング４０はそのまま用いられている。

従って、この実施の形態に使用するカルプレート５８及び樹脂ポットブロック５７は積層鉄心本体５５の傾きに応じて傾き、積層鉄心本体５５の下面と下型プレート１８との隙間、及び積層鉄心本体５５の上面とカルプレート５８との隙間が無くなり、樹脂漏れが生じない。なお、その他の構成及び積層鉄心の製造方法については、第１の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法と同一であるので、詳しい説明は省略する。なお、この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に分割された樹脂ポットブロック、及びカルプレートを使用してもよい。

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その構成を変更することもできる。例えば、前記実施の形態においては、カルプレートに形成される樹脂注入孔から直接積層鉄心本体の磁石挿入孔に樹脂を注入したが、カルプレートに樹脂流路（ランナー）を設け、樹脂ポットスリーブから押し出される樹脂を樹脂流路を介して１又は２の磁石挿入孔に充填するようにもできる。
また、前記実施の形態では上型となる加圧プレートに樹脂ポットスリーブを設けたが、保持プレート、下型プレートに樹脂ポットスリーブを設けることもできる。

１１：磁極片部、１２：セグメント鉄心片、１３：連結部、１４、１５：帯状鉄心片、１７：主軸、１８：下型プレート、１９、２０：段差、２２：位置決め凹部、２３ａ：線状突起、２３：積層鉄心本体、２４：貫通孔、２６、２７：段差、２９：積層鉄心本体、３０：貫通孔、３１：磁石挿入孔、３２：抜き孔、３３：凹部、３４：凸部、３５：分離線、３６：保持プレート、３７：永久磁石、３８、３８ａ：カルプレート、３９：加圧プレート、４０：コイルスプリング、４１：樹脂ポットブロック、４２：樹脂ポットスリーブ、４３：位置決めボルト、４４：ボルト挿通孔、４４ａ：雌ねじ穴、４６：プランジャ、４７：樹脂、４８：樹脂注入孔、４９、５０：カルプレート除去部材、５１：積層鉄心、５２：切欠き、５５：積層鉄心本体、５６：環状鉄心片、５７：樹脂ポットブロック、５８：カルプレート

Claims

円周方向に並べて形成された磁石挿入孔に永久磁石が挿入された積層鉄心本体を、加圧プレートと保持プレートの間に配置し、前記加圧プレートに設けた樹脂吐出手段によって融けた樹脂を前記磁石挿入孔に充填する積層鉄心の製造方法において、
前記樹脂吐出手段は、前記加圧プレートから前記積層鉄心本体側にスプリングを介して設けられた樹脂ポットブロックと、該樹脂ポットブロックからプランジャによって押し出された前記樹脂を前記磁石挿入孔に導くカルプレートとを有し、前記積層鉄心本体の樹脂注入側面に前記カルプレートの一面が密着した状態で前記樹脂を充填し、しかも、前記カルプレートは１又は複数の隣接する前記磁石挿入孔毎に分割されていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、前記樹脂ポットブロックには、前記加圧プレートまで貫通する樹脂ポットスリーブが設けられ、前記プランジャは前記樹脂ポットスリーブ内を昇降することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項１又は２記載の積層鉄心の製造方法において、前記樹脂ポットブロックは前記カルプレートと共に分割されていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心本体は、１又は複数の磁極片部を有するセグメント鉄心片を連結部で連結した帯状鉄心片を前記連結部で折り曲げて形成する巻鉄心本体であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項４記載の積層鉄心の製造方法において、前記巻鉄心本体は、主軸を中央に有する下型プレートに前記帯状鉄心片を巻き付けて製造することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項５記載の積層鉄心の製造方法において、前記主軸の周囲には所定ピッチで線状突起を有し、前記帯状鉄心片の内側に形成される位置決め凹部に噛合させながら、前記巻鉄心本体を製造することを特徴とする積層鉄心の製造方法。