JPH10136619A - モータ用ロータの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱硬化性樹脂が含浸された繊維束を回転子に
巻き付ける際に、繊維束の切れを可及的に抑制できるモ
ータ用ロータの製造装置を提供する。 【解決手段】 ガラス繊維束にエポキシ樹脂を含浸させ
る含浸装置と、磁石が取り付けられたロータを保持し、
かつ、エポキシ樹脂が含浸されたガラス繊維束記を磁石
またはロータに巻き付けて磁石とロータとを固定する巻
付装置とを備えたモータ用ロータの製造装置において、
ガラス繊維束にエポキシ樹脂が含浸されてから繊維束が
磁石またはロータに巻き付けられるまでの工程の温度
を、予め定めた所定の温度範囲に制御する温度制御手段
（ステップ３，４，５，６）が備えられていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータ用ロータ
に固定された磁石の外周に繊維束を巻き付けることによ
り、磁石の固定力を増大させることのできるモータ用ロ
ータの製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種の産業機械に用いられる永
久磁石形同期モータは、磁石が取り付けられたロータ
と、ロータの周囲に配置されるステータと備えている。
ステータには巻線が巻き付けられており、巻線に通電す
ることで回転磁界が形成されてロータが回転する。

【０００３】一方、各種の産業機械は、その稼働効率を
高めるために永久磁石形同期モータが高速回転状態で長
時間連続的に使用される場合が多い。このため、高速回
転により遠心力が生じた場合でも磁石の振動や脱落が生
じないように、ロータに対する磁石の固定力を可及的に
高め、ロータの耐久性を向上させる必要がある。

【０００４】このように、永久磁石同期モータ用ロータ
の耐久性を向上させる技術の一例が特開昭６１−１２４
６号公報に記載されている。この公報に記載された永久
磁石回転子は、円筒形ヨークと、円筒形ヨークの外周に
接着剤により固定された複数個の永久磁石と、永久磁石
の外周面に巻き付けられたガラス繊維とを備えている。
ガラス繊維には熱硬化性樹脂が含浸されており、ガラス
繊維が回転子に巻き付けられてから加熱硬化させるもの
である。

【０００５】上記構成の永久磁石同期モータの回転子に
よれば、ガラス繊維が永久磁石の回転子の外周面に複数
層巻き回されているため、高速回転時の遠心力によって
永久磁石の振動や脱落が抑制されて耐久性を向上するこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報のよ
うにガラス繊維を強化している熱硬化性樹脂は、低温に
なるほど粘度が高まるという特性を備えている。このた
め、ガラス繊維に含浸された熱硬化性樹脂が硬化される
までの過程でその温度が低下して粘度が可及的に高ま
り、熱硬化性樹脂の含浸性が低下する可能性がある。そ
の結果、ガラス繊維の強度が不十分になってガラス繊維
を回転子の外周に巻き付ける際の張力によりガラス繊維
の切れが生じ、回転子の固定力、回転特性、耐久性が低
下する問題があった。

【０００７】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、熱硬化性樹脂が含浸された繊維束を回転子に巻
き付ける際に、繊維束の切れを可及的に抑制することの
できるモータ用ロータの製造装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するため請求項１の発明は、繊維束に熱硬化性樹
脂を含浸させる含浸装置と、磁石が取り付けられたロー
タを保持し、かつ、前記熱硬化性樹脂が含浸された前記
繊維束を前記磁石または前記ロータに巻き付けて前記磁
石と前記ロータとを固定する巻付装置とを備えたモータ
用ロータの製造装置において、前記繊維束に熱硬化性樹
脂が含浸されてから前記繊維束が前記磁石または前記ロ
ータに巻き付けられるまでの工程の温度を、予め定めた
所定の温度範囲に制御する温度制御手段が備えられてい
ることを特徴とする。

【０００９】請求項１の発明によれば、繊維束に熱硬化
性樹脂が含浸されてから繊維束が磁石または磁石に巻き
付けられるまでの工程の温度が、予め定めた所定の温度
範囲に制御され、工程内での熱硬化性樹脂の粘度が所定
値に維持される。したがって、繊維束に対する熱硬化性
樹脂の含浸性が可及的に向上して繊維束の強度を高める
ことができる。その結果、繊維束を磁石またはロータに
巻き付ける際の張力により繊維束が切れることを抑制で
き、磁石の固定力が高められてロータの回転特性やロー
タの耐久性を向上させることができる。また、繊維束の
切れが抑制されるため、繊維束をロータまたは磁石に巻
き付ける速度を可及的に高速化することが可能になり、
ロータの生産性を向上することができる。

【００１０】請求項２の発明は、前記熱硬化性樹脂の粘
度を検出する第１粘度検出手段を備え、前記温度制御手
段が前記熱硬化性樹脂の粘度に基づいて前記工程の温度
を制御することを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用を得られるほか、熱硬化性樹脂の粘度に基づいて
工程の温度が制御されるため、熱硬化性樹脂の粘度を、
繊維束に対する含浸性の良好な状態に制御することが可
能になり、熱硬化性樹脂の含浸性が一層向上する。

【００１２】請求項３の発明は、繊維束に熱硬化性樹脂
を含浸させる含浸装置と、磁石が取り付けられたロータ
を保持し、かつ、前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊
維束を前記磁石または前記ロータに巻き付けて前記磁石
と前記ロータとを固定する巻付装置とを備えたモータ用
ロータの製造装置において、前記熱硬化性樹脂の粘度を
検出する第２粘度検出手段と、前記熱硬化性樹脂の粘度
が所定値以上の場合には、前記熱硬化性樹脂が含浸され
た前記繊維束を前記磁石または前記ロータに巻き付ける
動作を停止させる第１巻付停止手段とが備えられている
ことを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明によれば、熱硬化性樹脂の
粘度が所定値以上になり、繊維束に対する熱硬化性樹脂
の含浸性が低下した場合には、繊維束を磁石またはロー
タに巻き付ける動作が停止される。したがって、繊維束
を磁石またはロータに巻き付ける際の張力により繊維束
が切れることを抑制でき、磁石の固定力が高められてロ
ータ回転特性や耐久性を向上させることができる。

【００１４】請求項４の発明は、前記熱硬化性樹脂の放
置時間を検出する放置時間検出手段を備え、前記熱硬化
性樹脂の粘度および放置時間に基づいて前記第１巻付停
止手段が前記繊維束の巻き付け動作を停止させることを
特徴とする。

【００１５】請求項４の発明によれば、請求項３と同様
の作用を得られるほか、熱硬化性樹脂は放置時間が長く
なるにともなって粘度が高まる物性を備えているため、
粘度自体および放置時間に基づいて繊維束の巻き付け動
作を停止すれば、熱硬化性樹脂の粘度を検出する精度が
一層高められる。

【００１６】請求項５の発明は、繊維束に熱硬化性樹脂
を含浸させる含浸装置と、磁石が取り付けられたロータ
を保持し、かつ、前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊
維束を前記磁石または前記ロータに巻き付けて前記磁石
と前記ロータとを固定する巻付装置とを備えたモータ用
ロータの製造装置において、前記繊維束に熱硬化性樹脂
が含浸されてから前記繊維束が前記磁石または前記磁石
に巻き付けられるまでの工程の温度を検出する温度検出
手段と、前記工程の温度が所定値以下の場合には、前記
熱硬化性樹脂が含浸された前記繊維束を前記磁石または
前記ロータに巻き付ける動作を停止させる第２巻付停止
手段とが備えられていることを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明によれば、繊維束に熱硬化
性樹脂が含浸されてから繊維束が磁石または磁石に巻き
付けられるまでの工程で、その工程の温度が所定値以下
になった場合には、繊維束を磁石またはロータに巻き付
ける動作が停止される。つまり、熱硬化性樹脂の粘度が
高まって繊維束に対する熱硬化性樹脂の含浸性が低下す
る状態での繊維束の巻き付け動作が回避される。したが
って、繊維束を磁石またはロータに巻き付ける際の張力
により繊維束が切れることを抑制でき、磁石の固定力が
高められて、ロータの回転特性や耐久性を向上させるこ
とができる。

【００１８】請求項６の発明は、前記熱硬化性樹脂の放
置時間を検出する放置時間検出手段を備え、前記工程の
温度および放置時間に基づいて前記第２巻付停止手段が
前記繊維束の巻き付け動作を停止させることを特徴とす
る。

【００１９】請求項６の発明によれば、請求項５と同様
の作用を得られるほか、熱硬化性樹脂は放置時間が長く
なるにともなって粘度が高まる物性を備えているため、
工程の温度および熱硬化性樹脂の放置時間に基づいて繊
維束の巻き付け動作を停止すれば、熱硬化性樹脂の粘度
を管理する精度が一層高められる。

【００２０】なお、請求項１ないし請求項４に記載され
た工程の温度には、工程の熱硬化性樹脂自体の温度、工
程の構成部品の温度、工程の空間温度などが含まれる。
また、請求項２または請求項３で検出される熱硬化性樹
脂の粘度は、熱硬化性樹脂の粘度を直接検出したもので
もよいし、ほかのデータから間接的に算出されたもので
もよい。

【００２１】また、請求項４または請求項６に記載され
た放置時間は、熱硬化性樹脂の主剤、硬化剤、触媒、希
釈剤などが混合された時点を基準として検出される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を添付図面に基づ
いて説明する。図２は、この発明の請求項１ないし請求
項４に適用されるモータ用ロータの製造装置を示す概略
構成図である。図２において、１はボビンであり、ボビ
ン１は張力付与モータ２により図中反時計方向に回転さ
れる。ボビン１の外周にはガラス繊維束３が巻き付けら
れている。

【００２３】ガラス繊維束３の素材となるガラス繊維と
しては（ＳｉＯ₂ ）６０〜７０重量％、アルミナ（Ａｌ
Ｏ₂ ）５〜３０重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）５
〜１５重量％、その他数％を成分としたガラスが使用さ
れている。また、ガラス繊維の１本の繊維太さは直径２
０ミクロン以下で、１束の繊維本数が１０００本以下の
糸状の繊維束に調製されている。

【００２４】ボビン１よりもガラス繊維束３の移送方向
の下流にはガイドローラ４が配置されている。また、ガ
イドローラ４はボビン１から繰り出されたガラス繊維束
３の移送を案内するためのものである。

【００２５】ガイドローラ４よりも移送方向の下流には
恒温室５が配置されている。恒温室５は、内部を所定温
度に維持可能に構成されており、その内部が以下のよう
に構成されている。恒温室５の内部にはエポキシ樹脂貯
溜槽６が設けられており、エポキシ樹脂貯溜槽６には、
ガラス繊維束３に含浸させる熱硬化性樹脂、例えばエポ
キシ樹脂７が貯溜されている。このエポキシ樹脂７は、
主剤、硬化剤、触媒、希釈剤などを成分とするものであ
る。また、エポキシ樹脂貯溜槽６の下部には、エポキシ
樹脂貯溜槽６内のエポキシ樹脂７を所定温度に加熱する
ヒータ８が設けられている。

【００２６】さらに、エポキシ樹脂貯溜槽６の内部に
は、エポキシ樹脂７の温度を検出する温度検出センサ９
と、エポキシ樹脂７の粘度を検出する粘度検出センサ１
０とが設けられている。さらにまた、エポキシ樹脂貯溜
槽６の内部には、ガイドローラ４により案内されたガラ
ス繊維束３をエポキシ樹脂７内に浸漬させる浸漬ローラ
１１が設けられている。

【００２７】浸漬ローラ１１の下流には、ガラス繊維束
３に対するエポキシ樹脂７の含浸量が一定になるように
調整する一対の絞りローラ１２が設けられている。そし
て、絞りローラ１２の間をガラス繊維束３が通過する過
程で、ガラス繊維束３から余分なエポキシ樹脂７が絞り
出されてエポキシ樹脂貯溜槽６内に回収される。

【００２８】一対の絞りローラ１２のうちの一方にはヒ
ータ１３が内蔵されており、ヒータ１３の熱が絞りロー
ラ１２を介してガラス繊維束３に伝達されるように構成
されている。また、ヒータ１３が内蔵された絞りローラ
１２には、絞りローラ１２の温度を検出する温度検出セ
ンサ１４が取り付けられている。

【００２９】さらに、絞りローラ１２の下流には、ガラ
ス繊維束３を案内する一対のガイド板１５が立設されて
いる。さらに、ガイド板１５の下流には図中時計方向に
回転する巻付モータ１６が設けられており、巻付モータ
１６の主軸１６Ａには円筒状のロータ１７が保持されて
いる。

【００３０】ロータ１７の外周には図示しない永久磁石
が複数個固定されており、ロータ１７はボックス１８内
に配置されている。このボックス１８内には、ボックス
１８内を加熱するヒータ１９と、ボックス１８内の温度
を検出する温度検出センサ２０とが設けられている。ま
た、ボックス１８は、恒温室５の外部に設けられた真空
ポンプ２１に接続され、かつ、ボックス１８の内部と恒
温室５の外部とを接続する通気路２２にはバルブ２３が
設けられている。このように構成されたボックス１８は
気密性が維持されている。

【００３１】真空ポンプ２１は、ボックス１８の内部を
真空脱気してガラス繊維束３に対するエポキシ樹脂７の
浸透を促進するためのものである。バルブ２３は真空ポ
ンプ２１によりボックス１８の内部を真空脱気する際に
は閉じられており、真空脱気終了後に開かれる。バルブ
２３が開かれるとボックス１８の内部が大気圧に復帰さ
れる。

【００３２】前記巻付モータ１６およびロータ１７は可
動台２４に取り付けられており、モータ２５の回転がサ
ーボ機構２６により可動台２４に伝達され、可動台２４
がロータ１７の軸線方向に往復移動する構成になってい
る。

【００３３】上記のように、ガラス繊維束３に熱硬化性
樹脂７を含浸させるエポキシ樹脂貯溜槽６から、ガラス
繊維束３をロータ１７または磁石に巻き付けるボックス
１８に至る全ての工程が恒温室５の内部に配置されてい
る。

【００３４】一方、恒温室５の外部には、モータ用ロー
タの製造装置の動作を制御する中央制御装置２７が配置
されている。この中央制御装置２７は、中央演算処理装
置、記憶装置、入出力インタフェースを主体とするマイ
クロコンピュータにより構成されている。中央制御装置
２７は、エポキシ樹脂貯溜槽６にエポキシ樹脂７が供給
された時点から作動し、エポキシ樹脂７の放置時間を検
出するタイマー機能を備えている。エポキシ樹脂７の放
置時間は、主剤、硬化剤、触媒、希釈剤などが混合され
てからの時間を基準として検出される。

【００３５】エポキシ樹脂貯溜槽６に対するエポキシ樹
脂７の供給を検出するためには、作業者の手動により操
作されるスイッチの信号が中央制御装置２７に転送され
る構成を採用することが可能である。また、エポキシ樹
脂貯溜槽６の底部に重量を検出するセンサを設けてお
り、エポキシ樹脂７の重量検出信号が中央制御装置２７
に転送される構成を採用することも可能である。さら
に、中央制御装置２７には、エポキシ樹脂７の放置時間
と温度と粘度とを対応させたデータが予め記憶されてい
る。

【００３６】そして、モータ用ロータの製造装置の稼働
時には、温度検出センサ９，１４，２０の検出信号、お
よび粘度検出センサ１０の検出信号が中央制御装置２７
に入力される。中央制御装置２７は、検出されたエポキ
シ樹脂７の放置時間、温度、粘度および予め記憶された
データに基づいて、張力付与モータ２、巻付モータ１
６、モータ２５の制御、およびヒータ８，１３，１９の
制御を行うように構成されている。なお、バルブ２３の
開閉および真空ポンプ２１の起動・停止は、中央制御装
置２７による制御または手動による制御の両方を選択可
能に構成されている。

【００３７】ここで、図１のモータ用ロータ製造装置の
構成と各請求項との対応関係を説明すれば、エポキシ樹
脂貯溜槽６または浸漬ローラ１１の少なくとも一方が、
請求項１、請求項３、請求項５の含浸装置に相当し、巻
付モータ１６または主軸１６Ａの少なくとも一方が請求
項１、請求項３、請求項５の巻付装置に相当する。ま
た、請求項１、請求項２、請求項５の工程の温度には、
恒温室５の内部空間の温度、または恒温室５内に設けら
れた構成部品の温度、エポキシ樹脂７自体の温度の少な
くとも一つが含まれる。

【００３８】つぎに、図１に示されたモータ用ロータの
製造装置によりロータを製造する動作を説明する。ま
ず、ボビン１から繰り出されたガラス繊維束３はガイド
ローラ４によりガイドされて恒温室５の内部に移送され
る。恒温室５の内部に移送されたガラス繊維束３は、浸
漬ローラ１１によりエポキシ樹脂貯溜槽６のエポキシ樹
脂７内に浸漬される。ここで、ヒータ８により加熱され
ているエポキシ樹脂７がガラス繊維束３に付着する。

【００３９】エポキシ樹脂７が付着されたガラス繊維束
３は、一対の絞りローラ１２の間に移送され、一対の絞
りローラ１２によりガラス繊維束３に付着されている余
分なエポキシ樹脂７が絞り出される。一対の絞りローラ
１２の間を通過したガラス繊維３は、一対のガイド板１
５により案内されてボックス１８の内部に移送される。

【００４０】ボックス１８の内部に移送されたガラス繊
維束３の端部は、ロータ１７の外周に固定されている。
そして、モータ１６が時計方向に回転し、ロータ１７が
同方向に回転してガラス繊維束３がロータ１７または永
久磁石の外周に巻き付けられ、永久磁石がロータ１７に
固定される。なお、上記動作中、張力付与モータ２によ
りボビン１が図中反時計方向に回転され、ガラス繊維束
３に所定の張力が付与される。

【００４１】ガラス繊維束３をロータ１７または永久磁
石の外周に巻き付ける際には、モータ２５の駆動により
稼働台２４がロータ１７の軸線方向に移動され、ガラス
繊維束３がロータ１７の軸線方向に万遍なく巻き付けら
れる。ガラス繊維束３が巻き付けられたロータ１７は所
定時間放置され、時間の経過に伴ってエポキシ樹脂７が
硬化しガラス繊維３の強度が確保される。

【００４２】（第１制御例）つぎに、上記構成のモータ
ローラの製造装置を稼働させるにあたり、請求項１、請
求項２に対応する第１制御例を図１のフローチャートに
基づいて説明する。まず、エポキシ樹脂貯溜槽６内のエ
ポキシ樹脂７の温度が温度検出センサ９により検出され
るとともに、温度検出センサ１４により、絞りローラ１
２の温度が検出される（ステップ１）。

【００４３】ついで、温度検出センサ９，１４の検出信
号に基づいて温度が判断され（ステップ２）、検出され
た温度と中央制御装置２７に記憶されているデータとの
比較が行われ、エポキシ樹脂貯溜槽６内のエポキシ樹脂
７の温度、および絞りローラ１２の温度が、予め定めら
れた温度範囲に維持されているか否かの判断が行われる
（ステップ３）。

【００４４】すなわち、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹
脂７は、温度が高まるほど粘度が低下する特性を備えて
いるため、検出される温度からエポキシ樹脂７の粘度を
算出し、粘度に基づいてガラス繊維束３に対するエポキ
シ樹脂７の含浸性を良好に維持できるか否かが判断され
る。

【００４５】この第１制御例では、温度から算出される
エポキシ樹脂７の粘度が適正である場合にはステップ３
で肯定判断される。そして、ヒータ８の状態がそのまま
維持され、ガラス繊維束３の高張力巻き付け動作が継続
され（ステップ４）、この制御ルーチンを終了する。

【００４６】一方、ステップ３で否定判断される状況に
は、検出される温度が所定の温度範囲よりも低い場合と
高い場合とがある。例えば、製造装置の稼働開始時にヒ
ータ１３による加熱が不足していて所定の温度範囲未満
の場合には、絞りローラ１２の温度が低いためエポキシ
樹脂７の粘度が高く、ガラス繊維束３に含浸されたエポ
キシ樹脂７が絞りローラ１３に巻き付く可能性がある。
この条件下ではヒータ１３をオンするか、またはヒータ
１３が既にオンされている場合には加熱温度を高める制
御が行われ（ステップ５）、ステップ１に戻る。

【００４７】また、検出された温度が所定の温度範囲を
超えている場合には、温度の検出時点ではエポキシ樹脂
７の粘度は含浸性の良好な状態であると考えられる。し
かし、時間の経過とともにエポキシ樹脂７の成分である
主剤と硬化剤とが急激に反応して高分子化する。その結
果、エポキシ樹脂７の粘度が高められて絞りローラ１２
に巻き付いたり、ガラス繊維束３に対する含浸性が低下
する可能性がある。そこで、ヒータ８，１３をオフする
か、またはヒータ８，１３の温度を低下させる制御が行
われ（ステップ６）、ステップ１に戻る。

【００４８】なお、上記ステップ１では、エポキシ樹脂
７の粘度を粘度検出センサ１０により直接検出し、検出
された粘度をステップ２で判断し、かつ、ステップ３で
この粘度が適正か否かを判断する制御を行うことも可能
である。この場合、ステップ３で粘度が適正であると判
断された場合にはステップ４に進む制御が行われる。ま
た、ステップ３で粘度が所定値以上であると判断された
場合はステップ６に進み、ステップ３で粘度が所定値以
下であると判断された場合は、ステップ５に進む。上記
ステップ３，４，５，６が請求項１，２の温度制御手段
に相当し、ステップ１が請求項２の第１粘度検出手段に
相当する。

【００４９】このように、図１の制御例によれば、エポ
キシ樹脂貯溜槽６および絞りローラ１２の温度を所定温
度に制御することが可能になり、エポキシ樹脂７の粘度
を所定値に維持することができる。したがって、エポキ
シ樹脂７が絞りローラ１２に巻き付くことを抑制できる
うえ、ガラス繊維束３に対するエポキシ樹脂７の含浸性
が可及的に向上してガラス繊維束３の強度を高めること
ができる。

【００５０】このため、ガラス繊維束３をロータ１７の
外周に巻き付ける際の張力によりガラス繊維束３が切れ
ることを抑制できる。その結果、ロータ１７の製品時に
おける永久磁石の固定力が向上して、ロータ１７の回転
時に永久磁石の振動や脱落を防止でき、ロータ１７の回
転特性および耐久性を向上させることができる。

【００５１】また、図１の制御例によれば、エポキシ樹
脂７の粘度を検出または演算し、エポキシ樹脂７の粘度
に基づいて、エポキシ樹脂貯溜槽６および絞りローラ１
２の温度が制御され、エポキシ樹脂７の粘度が所定値に
維持される。したがって、絞りローラ１２に対するエポ
キシ樹脂７の巻き付き防止機能、およびガラス繊維束３
に対するエポキシ樹脂７の含浸性が一層向上する。

【００５２】さらに、図２の実施例では、エポキシ樹脂
貯溜槽６からボックス１８に至る工程が恒温室５の内部
に配置されているため、恒温室５の内部温度がほぼ均一
に維持される。したがって、工程のどの箇所でもエポキ
シ樹脂７の粘度がほぼ均一に維持され、エポキシ樹脂７
に対する粘度の制御機能が一層向上する。

【００５３】図３は第１制御例により製造したロータの
ガラス繊維束の張力および寿命と、比較例により製造し
たロータのガラス繊維束の張力および寿命とを比較する
線図である。なお、比較例のガラス繊維束は、エポキシ
樹脂の含浸から巻き付けまでの工程の温度制御が行われ
ていない場合を示す。図３により明らかなように、実施
例のガラス繊維束は比較例のガラス繊維束に比べて、ロ
ータに巻き付ける際の切れを抑制できるため、実施例で
は比較例に比べて高い張力でガラス繊維束をロータに巻
き付けることが可能である。また、実施例のロータは、
回転中にガラス繊維束の切れが生じにくく、ロータの製
品寿命は比較例のロータの製品寿命よりも長く維持でき
た。

【００５４】図４は第１制御例によりロータを製造する
場合のサイクルタイムと、比較例によりロータを製造す
る場合のサイクルタイムとを比較するグラフ図である。
実施例のガラス繊維束は比較例のガラス繊維束に比べ
て、ロータに巻き付ける際に切れが生じにくい。このた
め、ロータにガラス繊維束を巻き付ける際に、実施例で
行う巻き付け速度を、比較例の巻き付け速度よりも高速
化することが可能である。したがって、ロータの１個あ
たりの生産に要するサイクルタイムが約５０％以上減少
され、大幅な生産性の向上が可能である。

【００５５】図５は第１制御例により製造したロータの
ガラス繊維束の耐久性と、比較例により製造したロータ
のガラス繊維束の耐久性とを比較するグラフ図である。
このグラフ図は、ロータを所定の回転数で回転させて永
久磁石に作用する遠心力をガラス繊維束に荷重として与
えた場合の実験結果である。上記のように、実施例のガ
ラス繊維束は比較例のガラス繊維束に比べて、エポキシ
樹脂の含浸性およびガラス繊維束の強度が高い。このた
め、実施例のガラス繊維束は比較例のガラス繊維束に比
べて約２０％以上耐久性、言い換えれば疲労強度が向上
していた。

【００５６】（第２制御例）図６は、この発明の請求項
３，４，５，６に対応する第２制御例を示すフローチャ
ートである。この第２制御例では、工程中の温度、また
はエポキシ樹脂７の粘度、工程中の温度およびエポキシ
樹脂７の粘度、またはエポキシ樹脂７の粘度および放置
時間の両方、または工程中の温度およびエポキシ樹脂７
の放置時間、のいずれかを基準にしてガラス繊維束３の
巻き付けを停止させる制御が行われる。

【００５７】まず、図１に示すモータ用ロータの製造装
置の稼働前、または稼働中に、中央制御装置２７により
温度検出センサ９および粘度検出センサ１０を作動させ
（ステップ１１）、エポキシ樹脂７の温度および粘度を
検出する（ステップ１２）。そして、中央制御装置２７
により、エポキシ樹脂７の温度および粘度および放置時
間が適正か否かが判断される（ステップ１３）。

【００５８】ステップ１３で行われる判断は、図７に示
すようなエポキシ樹脂７の粘度ｃＰと、エポキシ樹脂７
の放置時間との関係に基づいて行われる。この第２実施
例では、エポキシ樹脂７がガラス繊維束３に含浸されて
から硬化するまでの過程で、６時間程度の放置時間を想
定している。そして、この放置時間内において、エポキ
シ樹脂７の粘度が２５０ｃＰ以下であるか否かを判断基
準にしている。

【００５９】例えば、エポキシ樹脂７の粘度が２５０ｃ
Ｐ以下、温度が４５℃であることが検出された場合に
は、６時間程度の間、エポキシ樹脂７の粘度が巻き付け
領域に維持されるため、ステップ１３で肯定判断され
る。したがって、巻付モータ１６が駆動されてエポキシ
樹脂７が含浸されたガラス繊維束３がロータ１７に巻き
付けられる動作が開始または継続される（ステップ１
４）。なお、エポキシ樹脂７が混合されてから２ないし
３時間程度で巻き付け動作を完了させることが好まし
い。

【００６０】一方、ステップ１３において、エポキシ樹
脂７の粘度が２５０ｃＰ以下であっても、温度が４０℃
以下の場合には、エポキシ樹脂７の粘度が、短時間のう
ちにガラス繊維束３に含浸しにくい値に高まる可能性が
あるため否定判断される。そして、ヒータ８をオンさせ
るかまたはヒータ８の加熱温度を高める制御と、巻付モ
ータ１６を停止してガラス繊維束３をロータ１７に巻き
付ける動作を停止する制御とが並行して行われ（ステッ
プ１５）、ステップ１２に戻る。

【００６１】また、ステップ１３において、エポキシ樹
脂７の粘度が２５０ｃＰ以下であっても、温度が５０℃
以上の場合にも否定判断される。その理由は、この条件
下では放置時間が長くなるにともなってエポキシ樹脂７
の成分である主剤と硬化剤とが急激に反応して高分子化
し、エポキシ樹脂７の粘度が高められて絞りローラ１２
に巻き付いたり、ガラス繊維束３に対する含浸性が低下
する可能性があるためである。そこで、ヒータ８をオフ
するか、またはヒータ８の加熱温度を低下させ、かつ、
巻付モータ１６を停止してガラス繊維束３をロータ１７
に巻き付ける動作を停止する制御が行われ（ステップ１
６）、ステップ１２に戻る。

【００６２】なお、第２制御例では、ステップ１１にお
いて温度検出センサ９のみを動作させ、ステップ１２に
おいてエポキシ樹脂７の温度のみを検出し、ステップ１
３において、温度に基づくエポキシ樹脂７の粘度の算出
と、エポキシ樹脂７の粘度が適正であるか否かの判断と
を行なうことも可能である。

【００６３】また、ステップ１１において粘度検出セン
サ１０のみを作動させ、ステップ１２において粘度のみ
を検出し、ステップ１３において粘度のみが適正か否か
の判断を行うことも可能である。

【００６４】さらに、温度を検出する場合には、温度検
出センサ９，１４，２０のうちの少なくとも一つの温度
検出センサを作動させたり、複数の温度検出センサを組
み合わせて作動させることも可能である。

【００６５】ここで、第２制御例と請求項３，４，５，
６との対応関係を説明すれば、ステップ１１，１２が請
求項３の第２粘度検出手段に相当し、ステップ１３が請
求項５，６の放置時間検出手段に相当し、ステップ１
５，１６が請求項３，４の第１巻付停止手段に相当す
る。また、ステップ１１，１２が請求項５の温度検出手
段に相当し、ステップ１５，ステップ１６が請求項５，
６の第２巻付停止手段に相当する。

【００６６】このように、第２制御例によれば、ガラス
繊維束３にエポキシ樹脂７が含浸されてからガラス繊維
束３が磁石またはロータ１７に巻き付けられるまでの工
程で、エポキシ樹脂７の温度または粘度の少なくとも一
方が所定値を外れた場合には、巻付モータ１６が停止さ
れてガラス繊維束３を磁石またはロータ１７に巻き付け
る動作が停止される。

【００６７】このため、エポキシ樹脂７の粘度が高まっ
てガラス繊維束３に対するエポキシ樹脂７の含浸性が低
下する状態での巻き付け動作が回避される。したがっ
て、ガラス繊維束３を磁石またはロータ１７に巻き付け
る際の張力によりガラス繊維束３が切れることを抑制で
き、磁石の固定力およびロータ１７の耐久性を向上させ
ることができる。

【００６８】また、エポキシ樹脂７の粘度および温度の
両方を基準としてガラス繊維束３の巻き付け動作を実行
・停止させる制御を行った場合には、ガラス繊維束３に
対するエポキシ樹脂７の含浸時の温度のみならず、所定
の放置時間内におけるエポキシ樹脂７の粘度を所定値に
維持することが可能になり、ガラス繊維束３に対するエ
ポキシ樹脂７の含浸性が一層良好に維持される。

【００６９】さらにまた、エポキシ樹脂７の温度と放置
時間、またはエポキシ樹脂７の粘度と放置時間のいずれ
か一方を基準にして巻付モータ１６を停止させ、ガラス
繊維束３を磁石またはロータ１７に巻き付ける動作を停
止させる制御を行えば、エポキシ樹脂７の粘度の管理精
度が一層高められる。

【００７０】（第３制御例）図８は、請求項１ないし請
求項６に対応する第３制御例を示すフローチャートであ
り、この第３制御例は第１制御例と第２制御例とを組み
合わせ、さらにほかの制御内容が付加されている。この
第３制御例が適用されるモータ用ロータの製造装置は、
図２の温度検出センサ１４に代えて粘度検出センサ１４
（Ａ）が用いられ、温度検出センサ２０に代えて粘度検
出センサ２０（Ａ）が用いられる。

【００７１】この第３制御例においては、まず、粘度検
出センサ１０によりエポキシ樹脂７の粘度が検出され
（ステップ２１）、中央制御装置２７により粘度が適正
であるか否かが判断される（ステップ２２）。ステップ
２２の判断を行う場合には、第２制御例のステップ１３
と同様の基準が適用される。

【００７２】ステップ２２で肯定判断された場合には、
ガラス繊維束３をロータ１７または永久磁石に巻き付け
る動作が継続される（ステップ２３）。また、エポキシ
樹脂７の粘度が所定値未満でありステップ２２で否定判
断された場合は、第１制御例のステップ６または第２制
御例のステップ１６と同様の制御が行われ（ステップ２
４）、ステップ２１に戻る。一方、エポキシ樹脂７の粘
度が所定値を超えていてステップ２２で否定判断された
場合は、第１制御例のステップ５または第２制御例のス
テップ１５と同様の制御が行われ（ステップ２５）、ス
テップ２１に戻る。

【００７３】ステップ２３についで、絞りローラ１２付
近でのエポキシ樹脂７の粘度が粘度検出センサ１４
（Ａ）により検出される（ステップ２６）。そして、こ
の粘度が適正であるか否かが判断される（ステップ２
７）。ステップ２７の判断を行う場合には、第２制御例
のステップ１３と同様の基準が適用される。ステップ２
７で肯定判断された場合は、ガラス繊維束３をロータ１
７または永久磁石に巻き付ける動作が継続されるととも
に、巻付モータ１６が停止されてガラス繊維束３の巻き
付けが終了する（ステップ２８）。

【００７４】また、エポキシ樹脂７の粘度が所定値未満
であることによりステップ２７で否定判断された場合
は、ステップ２４と同様の制御が行われ（ステップ２
９）、ステップ２６に戻る。一方、エポキシ樹脂７の粘
度が所定値を超えていることによりステップ２２で否定
判断された場合は、ステップ２５と同様の制御が行われ
（ステップ３０）、ステップ２６に戻る。

【００７５】ステップ２８でガラス繊維束３の巻き付け
が終了すると、ロータ１７に巻き付けられたガラス繊維
束３のエポキシ樹脂７の粘度が粘度検出センサ２０
（Ａ）により検出され（ステップ３１）、検出された粘
度が適正であるか否かが判断される（ステップ３２）。
この判断基準は前述と同様である。

【００７６】エポキシ樹脂７の粘度が所定値未満である
ことによりステップ３２で否定判断された場合は、ステ
ップ２４と同様の制御が行われ（ステップ３３）、ステ
ップ３１に戻る。一方、エポキシ樹脂７の粘度が所定値
を超えていることによりステップ３２で否定判断された
場合は、ステップ２５と同様の制御が行われ（ステップ
３４）、ステップ３１に戻る。

【００７７】そして、ステップ３２で肯定判断された場
合は、バルブ２３が閉じられ、かつ、真空ポンプ２１が
駆動されてボックス１８内の真空脱気が行われる（ステ
ップ３５）。この真空脱気によりボックス１８内が真空
状態になってエポキシ樹脂７の含浸性が一層促進され
る。真空脱気が終了した後、真空ポンプ２１が停止さ
れ、かつバルブ２３が開放されてボックス１８の内部が
大気圧に戻され（ステップ３６）、この制御ルーチンが
終了する。

【００７８】なお、ステップ２１，２６，３１ではエポ
キシ樹脂７の粘度を粘度検出センサ１０，１４（Ａ），
２０（Ａ）により検出しているが、温度検出センサ９，
１４，２０により温度を検出し、温度から粘度を算出す
る制御を行うことも可能である。

【００７９】ここで、第３制御例と請求項１ないし請求
項６との対応関係を説明すれば、ステップ２４，２５，
２９，３０，３３，３４が請求項１の温度制御手段に相
当し、ステップ２１，２６，３１が請求項２の第１粘度
検出手段に相当する。また、ステップ２１，２６，３１
が請求項３の第２粘度検出手段に相当し、ステップ２
４，２５，２９，３０，３３，３４が請求項３，４の第
１巻付停止手段に相当する。さらに、ステップ２１，２
６，３１が請求項５の温度検出手段に相当し、ステップ
２４，２５，２９，３０，３３，３４が請求項５，６の
第２巻付停止手段に相当し、ステップ２２，２７，３２
が請求項４，６の放置時間検出手段に相当する。

【００８０】この第３制御例においても、第１制御例ま
たは第２制御例と同様の効果を得られる。また、第３制
御例では、エポキシ樹脂貯溜槽６におけるエポキシ樹脂
７の温度または粘度を検出し、かつ、絞りローラ１２付
近でのエポキシ樹脂７の温度または粘度を検出し、さら
にボックス１８内でのエポキシ樹脂７の温度または粘度
を検出している。さらにまた、エポキシ樹脂貯溜槽６に
エポキシ樹脂７が供給されてからの放置時間が検出され
ている。

【００８１】そして、複数の温度または粘度の検出セン
サのうち、少なくとも１つの検出センサにより、所定値
を外れる温度または粘度が検出された場合には、工程の
温度を所定温度に制御したりあるいは巻付モータ１６を
停止してガラス繊維束３の巻き付け動作を停止する制御
が行われるから、一層ガラス繊維束３に対するエポキシ
樹脂７の含浸性が良好に維持される。さらに、エポキシ
樹脂７の温度および放置時間、またはエポキシ樹脂７の
粘度および放置時間を基準としてガラス繊維束３の巻き
付けが停止される。

【００８２】さらに、第３制御例では、エポキシ樹脂７
の粘度が可及的に低粘度に維持された状態でボックス１
８内の真空脱気が行われるため、その含浸性が一層向上
する。さらに、第３制御例では、ボックス１８の内部が
大気圧に戻る際に、大気圧によってエポキシ樹脂７が押
圧されてガラス繊維束３の内部に浸入しやすくなり、一
層含浸性が向上する。

【００８３】なお、第１制御例または第２制御例を適用
する場合には、製造装置の構成のうち、真空ポンプ２
１、ボックス１８、通気路２２、バルブ２３は設けられ
ていなくてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、繊維束に熱硬化性樹脂が含浸されてから繊維束
が磁石または磁石に巻き付けられるまでの工程の温度が
予定めた所定の温度範囲に制御され、工程内での熱硬化
性樹脂の粘度が所定値に維持される。したがって、繊維
束に対する熱硬化性樹脂の含浸性が可及的に向上して繊
維束の強度を高めることができる。その結果、繊維束を
磁石またはロータに巻き付ける際の張力により繊維束が
切れることを抑制でき、磁石の固定力が高められて、ロ
ータの回転特性やロータの耐久性を向上させることがで
きる。また、繊維束の切れが抑制されるため、繊維束を
ロータまたは磁石に巻き付ける速度を可及的に高速化す
ることが可能になり、ロータの生産性を向上することが
できる。

【００８５】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほか、熱硬化性樹脂の粘度に基づいて
工程の温度が制御されるため、熱硬化性樹脂の粘度を、
繊維束に対する含浸性の良好な状態に制御することが可
能になり、熱硬化性樹脂の含浸性が一層向上する。

【００８６】請求項３の発明によれば、熱硬化性樹脂の
粘度が所定値以上になり、繊維束に対する熱硬化性樹脂
の含浸性が低下した場合には、繊維束を磁石またはロー
タに巻き付ける動作が停止される。したがって、繊維束
を磁石またはロータに巻き付ける際の張力により繊維束
が切れることを抑制でき、磁石の固定力が高められてロ
ータの回転特性や回転子の耐久性を向上させることがで
きる。

【００８７】請求項４の発明によれば、請求項３と同様
の効果を得られるほか、熱硬化性樹脂は放置時間が長く
なるにともなって粘度が高まる物性を備えているため、
粘度自体および放置時間に基づいて繊維束の巻き付け動
作を停止すれば、熱硬化性樹脂の粘度を管理する精度が
一層高められる。

【００８８】請求項５の発明によれば、繊維束に熱硬化
性樹脂が含浸されてから繊維束が磁石または磁石に巻き
付けられるまでの工程で、その工程の温度が所定値以下
になった場合には、繊維束を磁石またはロータに巻き付
ける動作が停止される。つまり、熱硬化性樹脂の粘度が
高まって繊維束に対する熱硬化性樹脂の含浸性が低下す
る状態での繊維束の巻き付け動作が回避される。したが
って、繊維束を磁石またはロータに巻き付ける際の張力
により繊維束が切れることを抑制でき、磁石の固定力が
高められて、ロータの回転特性および耐久性を向上させ
ることができる。

【００８９】請求項６の発明によれば、請求項５と同様
の効果を得られるほか、熱硬化性樹脂は放置時間が長く
なるにともなって粘度が高まる物性を備えているため、
工程の温度および放置時間に基づいて繊維束の巻き付け
動作を停止すれば、熱硬化性樹脂の粘度を管理する精度
が一層高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のモータ用ロータの製造装置の第１制
御例を示すフローチャートである。

【図２】この発明のモータ用ロータの製造装置を示す概
略構成図である。

【図３】第１制御例により製造されるロータのガラス繊
維束の張力および寿命と、比較例により製造されるロー
タのガラス繊維束の張力および寿命との関係を示す線図
である。

【図４】第１制御例によりロータを製造する場合のサイ
クルタイムと、比較例によりロータを製造する場合のサ
イクルタイムとを比較するグラフ図である。

【図５】第１制御例により製造したロータの耐久性と、
比較例により製造したロータの耐久性とを比較するグラ
フ図である。

【図６】この発明のモータ用ロータの製造装置の第２制
御例を示すフローチャートである。

【図７】第２制御例でガラス繊維束の巻き付け動作を停
止するか否かを判断する場合の基準になるエポキシ樹脂
の粘度と放置時間との関係を示す線図である。

【図８】この発明のモータ用ロータの製造装置の第３制
御例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３ ガラス繊維束 ６ エポキシ樹脂貯溜槽 １１ 浸漬ローラ １６ 巻付モータ １６Ａ 主軸 １７ ロータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる含浸
   装置と、磁石が取り付けられたロータを保持し、かつ、
   前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊維束を前記磁石ま
   たは前記ロータに巻き付けて前記磁石と前記ロータとを
   固定する巻付装置とを備えたモータ用ロータの製造装置
   において、 前記繊維束に熱硬化性樹脂が含浸されてから前記繊維束
   が前記磁石または前記ロータに巻き付けられるまでの工
   程の温度を、予め定めた所定の温度範囲に制御する温度
   制御手段が備えられていることを特徴とするモータ用ロ
   ータの製造装置。
2. 【請求項２】 前記熱硬化性樹脂の粘度を検出する第１
   粘度検出手段を備え、前記温度制御手段が前記熱硬化性
   樹脂の粘度に基づいて前記工程の温度を制御することを
   特徴とする請求項１に記載のモータ用ロータの製造装
   置。
3. 【請求項３】 繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる含浸
   装置と、磁石が取り付けられたロータを保持し、かつ、
   前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊維束を前記磁石ま
   たは前記ロータに巻き付けて前記磁石と前記ロータとを
   固定する巻付装置とを備えたモータ用ロータの製造装置
   において、 前記熱硬化性樹脂の粘度を検出する第２粘度検出手段
   と、前記熱硬化性樹脂の粘度が所定値以上の場合には、
   前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊維束を前記磁石ま
   たは前記ロータに巻き付ける動作を停止させる第１巻付
   停止手段とが備えられていることを特徴とするモータ用
   ロータの製造装置。
4. 【請求項４】 前記熱硬化性樹脂の放置時間を検出する
   放置時間検出手段を備え、前記熱硬化性樹脂の粘度およ
   び放置時間に基づいて前記第１巻付停止手段が前記繊維
   束の巻き付け動作を停止させることを特徴とする請求項
   ３に記載のモータ用ロータの製造装置。
5. 【請求項５】 繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる含浸
   装置と、磁石が取り付けられたロータを保持し、かつ、
   前記熱硬化性樹脂が含浸された前記繊維束を前記磁石ま
   たは前記ロータに巻き付けて前記磁石と前記ロータとを
   固定する巻付装置とを備えたモータ用ロータの製造装置
   において、 前記繊維束に熱硬化性樹脂が含浸されてから前記繊維束
   が前記磁石または前記磁石に巻き付けられるまでの工程
   の温度を検出する温度検出手段と、前記工程の温度が所
   定値以下の場合には、前記熱硬化性樹脂が含浸された前
   記繊維束を前記磁石または前記ロータに巻き付ける動作
   を停止させる第２巻付停止手段とが備えられていること
   を特徴とするモータ用ロータの製造装置。
6. 【請求項６】 前記熱硬化性樹脂の放置時間を検出する
   放置時間検出手段を備え、前記工程の温度および放置時
   間に基づいて前記第２巻付停止手段が前記繊維束の巻き
   付け動作を停止させることを特徴とする請求項５に記載
   のモータ用ロータの製造装置。