JPWO2020075324A1 - 磁石埋込み型コアの製造装置及び製造方法 - Google Patents

磁石埋込み型コアの製造装置及び製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動が許容され、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造することができるようにすること。
【解決手段】ロータコア２の両端面に当接する下プレート１２及び上プレート１４に、磁石挿入孔４に進入し、樹脂が充填されていない状態下における磁石片５の、磁石挿入孔４の対向する二つの内面４Ｃと４Ｄの離間方向である第１の方向の移動を許容し、磁石挿入孔４の軸線方向で見て第１の方向に直交する第２の方向の移動を規制するピン部材３７、３９を設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は磁石埋込み型コアの製造装置及び製造方法に関する。
電動機等の回転電機に用いられる磁石埋込み型コアとして、ロータコアに軸線方向に沿って形成された両端開口の複数の磁石挿入孔の各々に長方体形状の磁石片が挿入され、各磁石片が磁石挿入孔に充填された樹脂によってロータコアに固定されたものが知られている。
この種の磁石埋込み型コアの製造装置として、ロータコアを軸線方向に挟む上型及び下型に位置決めピンが設けられ、磁石挿入孔に充填された樹脂によって磁石片をロータコアに固定する際に、位置決めピンが磁石片の外面に当接することにより、磁石挿入孔における磁石片の位置決めを行うものが知られている（例えば、特許文献１、２）。
特開２０１４−４６５５３号公報 特開２０１８−１０７９２５号公報
磁石挿入孔に対する樹脂の充填方法には、溶融した樹脂を外部から磁石挿入孔に加圧充填する方法と、磁石片に貼り付けられた未発泡の発泡樹脂シートを磁石挿入孔において加熱等によって発泡膨張させる方法とがある。
上述の磁石埋込み型コアにおいて、所要の磁気特性、回転バランスや耐久性を得るために、樹脂の加圧充填の場合には樹脂の充填圧や樹脂の発泡により生じる圧力によって、磁石挿入孔における磁石片の一つの外面が対向する磁石挿入孔の内面に接触するように磁石片を移動させることがある。
このような仕様の場合に、磁石片の外面に当接する位置決めピンによって磁石片の位置決めが行われると、磁石片と位置決めピンとの摩擦抵抗によって磁石挿入孔における磁石片の移動が阻害され、磁石片の一つの外面が対向する磁石挿入孔の内面に設計通りに接触しないことにより、所要の性能が得られない虞がある。
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動を許容し、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造できるようにすることを目的としている。
本発明の一つの実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、ロータコアに軸線方向に沿って形成された両端開口の磁石挿入孔に挿入された磁石片が樹脂によって前記ロータコアに固定された磁石埋込み型コアの製造装置であって、前記磁石片は互い相反する方向を向いた少なくとも二つの外面及び当該二つの外面の両側端に設けられた二つの端面を含み、前記磁石挿入孔は前記磁石片の前記二つの外面の離間寸法より大きい離間寸法を有して前記磁石片の各外面に対向する二つの内面を含み、前記製造装置は、前記ロータコアの両端面に当接する第１プレート及び第２プレートと、前記第１プレート及び前記第２プレートの少なくとも一方に設けられた規制部材とを有し、前記規制部材は、前記磁石挿入孔に進入可能で、前記磁石片の各端面に対向する位置に設けられ、前記磁石片の、前記磁石挿入孔の前記二つの内面の離間方向である第１の方向の移動を許容し、前記磁石挿入孔の軸線方向で見て前記第１の方向に直交する第２の方向の移動を規制する。
この構成によれば、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動が許容され、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造することができる。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記磁石片の各端面は前記第１の方向に延在する平面である。
この構成によれば、磁石挿入孔内の磁石片の移動が、移動途中で障害を受けることなく、円滑に行われる。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記規制部材は、一対のピン部材により構成され、前記一対のピン部材間の内寸が前記磁石片の前記第２の方向と同方向の外寸より大きい。
この構成によれば、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動を許容することが確実に行われる。一対のピン部材間の内寸は磁石片の第２の方向と同方向の外寸より０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度大きいことが好ましい。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記第２プレートは、プレート本体と、前記プレート本体に圧縮ばね部材を介して軸線方向に移動可能に設けられ、前記磁石挿入孔の開口を閉塞する閉塞部材とを有し、前記閉塞部材に前記規制部材が設けられている。
この構成によれば、閉塞部材によって磁石挿入孔の開口を閉塞することが確実に行われると共に規制部材による作用も確実になる。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記圧縮ばね部材のばね力が所定値となるように、前記第１プレートと前記第２プレートとを互いに連結する連結部材を有する。
この構成によれば、閉塞部材による磁石挿入孔の開口の閉塞が確実に行われる。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記第１プレートは、前記磁石挿入孔に対して前記第１の方向の一方の側に偏倚して連通する樹脂充填用のゲートを有する。
この構成によれば、ゲートから磁石挿入孔に充填される樹脂の充填圧によって磁石片が磁石挿入孔を移動することが確実に行われる。
上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置は、好ましくは、前記磁石挿入孔の前記二つの内面のうちの一方の内面と当該内面に対向する前記磁石片の外面との間に配置された加熱発泡性の前記樹脂を加熱する加熱装置を有する。
この構成によれば、樹脂の発泡によって生じる圧力によって磁石片が磁石挿入孔を移動することが確実に行われる。
本発明の一つの実施形態による磁石埋込み型コアの製造方法は、上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置を用いた磁石埋込み型コアの製造方法であって、前記磁石挿入孔に前記磁石片が挿入された状態において溶融した前記樹脂を外部から磁石挿入孔に加圧充填し、当該樹脂の充填圧によって前記磁石片を前記規制部材による案内のもとに前記第１の方向に移動させ、前記磁石片の一つの外面を対向する前記磁石挿入孔の一つの内面に接触させる。
この製造方法によれば、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動が許容され、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造することができる。
本発明の一つの実施形態による磁石埋込み型コアの製造方法は、上述の実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置を用いた磁石埋込み型コアの製造方法であって、一方の外面に未発泡の加熱発泡性の樹脂シートが装着された前記磁石片を前記磁石挿入孔に挿入し、前記磁石挿入孔において前記樹脂シートを発泡させ、発泡により生じる圧力によって前記磁石片を前記規制部材による案内のもとに前記第１の方向に移動させ、前記磁石片の一つの外面を対向する前記磁石挿入孔の一つの内面に接触させる。
この製造方法によれば、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動が許容され、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造することができる。
このように本実施形態によれば、製造過程における磁石挿入孔内の磁石片の必要な移動が許容され、磁石片の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コアを効率よく製造することができる。
本発明の一つの実施形態に係る磁石埋込み型コアの製造方法及び製造装置によって製造される磁石埋込み型コアの一例を示す斜視図 同磁石埋込み型コアの縦断面図 本発明による一つの実施形態による磁石埋込み型コアの製造装置（ロータコア保持治具）の平面図 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図 図３の線Ｖ−Ｖに沿った拡大断面図 同実施形態による磁石埋込み型コア及びロータコア保持治具の要部の拡大平面図 本実施形態によるロータコア保持治具の使用に用いられるセッティング装置の正面図 本実施形態によるロータコア保持治具の製造装置（樹脂充填装置）の下部可動部材が降下した状態を示す縦断面図 同製造装置の下部可動部材が上昇した状態を示す縦断面図 同製造装置の樹脂充填状態を示す縦断面図 他の実施形態によるロータコア保持治具の縦断面図 他の実施形態による磁石埋込み型コア及びロータコア保持治具の要部の拡大平面図 他の実施形態による磁石埋込み型コア及びロータコア保持治具の要部の拡大平面図 他の実施形態による磁石埋込み型コア及びロータコア保持治具の要部の拡大平面図 他の実施形態による磁石埋込み型コア及びロータコア保持治具の要部の拡大平面図
本発明に係る好適な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
先ず、図１及び図２を参照して本発明の実施形態に係る製造方法及び製造装置によって製造される磁石埋込み型コア１について説明する。
磁石埋込み型コア１は、モータ等の回転電機の構成部品であり、ロータコア２を含む。ロータコア２は、複数枚の電磁鋼板が公知の結合方法（かしめ結合、溶接、接着等）により互いに結合された状態で積層された積層鉄心であり、軸線方向で見て（平面視において）略円環状をなし、中央に軸方向に貫通した軸孔３を有する。
ロータコア２には複数の磁石挿入孔４が形成されている。各磁石挿入孔４は、略直方体状の空間をなし、ロータコア２を軸線方向に貫通してロータコア２の両端面をなす下端面２Ａ及び上端面２Ｂに開口している。つまり、各磁石挿入孔４はロータコア２に軸線方向に沿って形成された両端開口の貫通孔である。各磁石挿入孔４は、ロータコア２の軸線方向において形状及び寸法が変化しないストレート孔であり、図６に示されているように、ロータコア２の半径方向に所定の間隔Ａを互い平行に対向してロータコア２の接線方向（弦方向）に延在する平面による内面４Ｃ及び４Ｄと、内面４Ｃと４Ｄとを両端部において互い接続する半円筒内面４Ｅ及び４Ｆとを含み、ロータコア２の軸線方向で見て長円形をしている。内面４Ｃ及び４Ｄは、後述の磁石片５の外面５Ａ及び５Ｂに対向する。
ここで、磁石挿入孔４の二つの内面４Ｃ及び４Ｄの離間方向を第１の方向とし、磁石挿入孔４の軸線方向で見て第１の方向に直交する方向を第２の方向と定義する。図示の実施形態では、第１の方向がロータコア２の半径方向になり、第２の方向がロータコア２の接線方向（弦方向）になる。
各磁石挿入孔４には磁石片５が収容（挿入）されている。各磁石片５は、図６に示されているように、互いに相反する方向を向いて互いに平行な二つの外面（主面）５Ａ、５Ｂ及び二つの外面５Ａ、５Ｂの両側端に設けられた二つの端面５Ｃ、５Ｄを含む長方体形状をなし、フェライト系の焼結磁石片や、ネオジム磁石片等の永久磁石（着磁前のものを含む）によって構成されている。各磁石挿入孔４の内面４Ｃ及び４Ｄは対応する各磁石片５の外面５Ａ及び５Ｂに正対している。各磁石片５の二つの外面５Ａ及び５Ｂは各々第２の方向と同方向に延在する平面である。
磁石挿入孔４及び磁石片５の各部の寸法について図６を参照して説明する。磁石挿入孔４の内面４Ｃと４Ｄとの第１の方向の離間寸法Ａは磁石片５の外面５Ａと５Ｂとの同方向の離間寸法Ｂより大きい。磁石挿入孔４の内面４Ｃ及び４Ｄの第２の方向の寸法Ｄは磁石片５の外面５Ａ及び５Ｂの方向の寸法（外寸）Ｃより大きい。
これにより、各磁石挿入孔４において、ロータコア２と磁石片５との間に隙間ができる。この隙間には樹脂６が充填される。各磁石片５は隙間に充填された樹脂６によってロータコア２に対して固定される。樹脂６としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
各磁石片５は、図示の実施形態では、対応する磁石挿入孔４において内側（ロータコア２の中心側）に偏倚して配置されており、ロータコア２の中心側に向いた外面５Ａは当該外面５Ａに対向する磁石挿入孔４の内面４Ｃに当接している。これにより、各磁石挿入孔４における磁石片５のロータコア２の径方向の配置位置が一様に決まり、磁石挿入孔４がロータコア２の周方向に等間隔に設けられることと相まって、磁石片５がロータコア２の回転方向のアンバランス要因になることがない。
尚、各磁石片５の外面５Ａは、その全面が対応する磁石挿入孔４の内面４Ｃに面接触していることが、磁石挿入孔４における磁石片５の配置位置の安定性の面から好ましい。
次に、図３〜図６を参照して磁石埋込み型コアの製造に用いられるロータコア保持治具１０について説明する。
ロータコア保持治具１０は互いに対向する下プレート（第１プレート）１２及び上プレート（第２プレート）１４を有する。
下プレート１２は、矩形の平板によるものであり、平らな上面１２Ａに平らな下端面２Ａが接触するように、ロータコア２が所定の位置に載置される。下プレート１２に対するロータコア２の配置は、下プレート１２に設けられた位置決めピン（不図示）等により一義的に決められればよい。
下プレート１２は各磁石挿入孔４の下側の開口（一方の開口）４Ａに個別に連通する樹脂充填用のゲート２０及び各ゲート２０と後述する樹脂モールド装置６０の各樹脂ポット８０とに連通するカル開口２２を有する。ゲート２０は、磁石挿入孔４に対してロータ半径方向（第１の方向）の一方の側、つまりロータコア２の半径方向外方に偏倚して連通する。
上プレート１４は、ロータコア２の上端面２Ｂに対向する矩形の平板によるプレート本体１５と、プレート本体１５から磁石挿入孔４毎にボルト２４によって上下方向（ロータコア２の軸線方向）に移動可能に吊り下げ支持された略直方体形状の閉塞部材２６を有する。
各閉塞部材２６は、磁石挿入孔４の上側の開口（他方の開口）４Ｂより大きい面積を有してロータコア２の平らな上端面２Ｂに当接可能な平らな下面２６Ａを含む。各閉塞部材２６は、ボルト２４の頭部２４Ａがプレート本体１５に形成されているボルト通し孔１５Ａの肩状の底部に当接することにより下限位置を決められる。
プレート本体１５と各閉塞部材２６との間には圧縮コイルばね２８が取り付けられている。圧縮コイルばね２８は、閉塞部材２６毎に個別に設けられ、各々、閉塞部材２６を下プレート１２に向けて付勢している。尚、図示の実施形態では、閉塞部材２６及び圧縮コイルばね２８は磁石挿入孔４毎に個別に設けられているが、これらは、互いに隣接する複数の磁石挿入孔４毎に設けられていてもよい。
下プレート１２とプレート本体１５とは、下プレート１２と閉塞部材２６との間にロータコア２を挟み込んだ状態で、前後左右の４箇所の各々において垂直に延在する連結部材をなす連結ロッド３０によって互いに連結されている。
連結ロッド３０による下プレート１２とプレート本体１５との連結構造の詳細を説明する。各連結ロッド３０は、棒状部３０Ａ及び棒状部３０Ａの上下両端に設けられたフランジ部３０Ｂ、３０Ｃを含む。
下プレート１２及びプレート本体１５の各々には、左右方向に直線状に延在して、これらプレート１２、１４の互いに平行な左右の外縁（周縁）に開口した切欠状の係合溝３２、３４が形成されている。係合溝３２、３４は、下プレート１２及びプレート本体１５の互いに平行な２辺（左辺及び右辺）の各々に対応し、且つ上下に整合するように設けられており、図３中の部分拡大斜視図（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、各々、連結ロッド３０のフランジ部３０Ｂ、３０Ｃが係合可能な凹溝３２Ａ及び凹溝３４Ａの底部に設けられて棒状部３０Ａが貫通可能なスリット状の開口３２Ｂ、３４Ｂを含み、開口３２Ｂ、３４Ｂの両側に残された凹溝３２Ａ、凹溝３４Ａの底部がなす肩部３２Ｃ、３４Ｃにフランジ部３０Ｂ、３０Ｃが当接する。
このように、各連結ロッド３０が下プレート１２及びプレート本体１５に係合することにより、各連結ロッド３０は、各圧縮コイルばね２８のばね力が所定値となるように、下プレート１２とプレート本体１５とを互いに連結する。この連結状態において生じる圧縮コイルばね２８のばね力（圧縮コイルばね２８の撓み量）は、棒状部３０Ａの軸長によって適正値に設定される。
これにより、下プレート１２とプレート本体１５とが所定の位置関係（一義的に決まる位置関係）をもって結合されると共に、各閉塞部材２６は、圧縮コイルばね２８のばね力によりロータコア２の上端面２Ｂに押し付けられ、対応する磁石挿入孔４の上側の開口４Ｂを閉塞する。下プレート１２とプレート本体１５とが所定の位置関係をもって結合されることにより、下プレート１２上のロータコア２に対する各閉塞部材２６の位置が一義的に決まる。
下プレート１２には左右及び前後に離れた２箇所にプレート押付ロッド３６の基部（下端）３６Ａが固定されている。プレート押付ロッド３６は、下プレート１２から上方に向けて垂直に延在し、プレート本体１５に形成されている貫通孔３８を遊嵌合状態で貫通し、プレート本体１５の上方に位置する遊端（上端）３６Ｂを含む。尚、プレート押付ロッド３６の配置箇所は、２箇所に限られることなく、それ以上の個数の複数箇所であってもよい。
下プレート１２及び上プレート１４の閉塞部材２６の各々には、各磁石挿入孔４に対応して規制部材をなす一対のピン部材３７及び３９が固定されている。各ピン部材３７は、下プレート１２より上方に突出して対応する磁石挿入孔４に下側から進入可能であり、磁石挿入孔４内の磁石片５の対応する側の端面５Ｃ或いは５Ｄに対向する。各ピン部材３９は閉塞部材２６より下方に突出して対応する磁石挿入孔４に上側から進入可能であり、磁石挿入孔４内の磁石片５の対応する側の端面５Ｃ或いは５Ｄに対向する。
図６に示されているように、一対のピン部材３７間の内寸（一対のピン部材３７の第２の方向の離間寸法）Ｅと一対のピン部材３９間の内寸（一対のピン部材３９の第２の方向の離間寸法）Ｅとは、互いに等しく、磁石片５の第２の方向と同方向の外寸Ｃより大きい。これにより、樹脂６が充填されていない状態下において、各ピン部材３７及び３９は、磁石挿入孔４における磁石片５の第１の方向（ロータ半径方向）の移動を阻害することがなく、磁石挿入孔４における磁石片５の磁石挿入孔４の第１の方向の移動を許容し、磁石挿入孔４における磁石片５の第２の方向（ロータ接線方向）の移動を（内寸Ｅ−外寸Ｃ）の範囲に規制する。
図では、（内寸Ｅ−外寸Ｃ）は大きく誇張して示されているが、実際には、（内寸Ｅ−外寸Ｃ）は１ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度であってよい。尚、前述の磁石挿入孔４の内面４Ｃ及び４Ｄの第２の方向の寸法Ｄは、磁石片５が内寸Ｅの範囲内で第２の方向に移動しても、磁石片５が半円筒内面４Ｅ或いは４Ｆに乗り上げて傾斜した姿勢にならないように、内寸Ｅに等しいか、内寸Ｅより大きくてよい。
コアセッティング装置４０を用いたロータコア保持治具１０に対するロータコア２のセッティングは、先ず基台４２上に下プレート１２を載置し、各磁石挿入孔４に磁石片５を投入し、その後に各閉塞部材２６が磁石挿入孔４に整合するように、ロータコア２上に上プレート１４を載置する。各磁石挿入孔４に対する磁石片５の投入は、図６（Ａ）に示されているように、磁石片５が磁石挿入孔４の略中央部に配置されるように行われる。
次に、加圧装置４８を駆動して加圧プレート５２を上プレート１４に押し付け、各圧縮コイルばね２８を圧縮変形させる。この状態で、左右両側から各係合溝３２、３４に連結ロッド３０のフランジ部３０Ｂ、３０Ｃを挿入する。この後に加圧プレート５２による上プレート１４の押し付けを解除すると、圧縮コイルばね２８のばね力により各フランジ部３０Ｂ、３０Ｃが肩部３２Ｃ、３４Ｃに押し付けられる。
かくして、下プレート１２と上プレート１４のプレート本体１５とは、連結ロッド３０によって各圧縮コイルばね２８のばね力が所定値になった状態で互いに連結される。これにより、ロータコア２は、図３に示されているように、ロータコア保持治具１０と共に、圧縮コイルばね２８のばね力による押圧力をもって各磁石挿入孔４の開口４Ｂが対応する閉塞部材２６によって閉塞され、且つ各ピン部材３７及び３９が対応する磁石挿入孔４に進入しているサブアッセンブリとして取り扱われる。
次に、図８〜図１０を参照して樹脂モールド装置６０及び磁石埋込み型コア１の製造方向の一つの他の実施形態について説明する。
樹脂モールド装置６０は、上下方向に延在する複数のポスト部材６２と、ポスト部材６２の上端に固定された固定プラテン６４と、ポスト部材６２に案内されて上下移動可能な可動プラテン６６とを有する。可動プラテン６６は、流体圧等による駆動装置（不図示）により上下方向に駆動され、固定プラテン６４に対して近接離反可能である。
可動プラテン６６上には下側基部部材７０が取り付けられている。下側基部部材７０は、下部部材７２と中間部材７４と上部部材７６とが重ねられた組立体によって構成されている。上部部材７６上には、図８に示されているように、可動プラテン６６が降下した状態下で、ロータコア保持治具１０と共にロータコア２のサブアッセンブリが載置される。
上部部材７６には、ロータコア２の各磁石挿入孔４に対応する複数の樹脂ポット８０が形成されている。各樹脂ポット８０は、上部部材７６の上面に開口し、対応するカル開口２２に連通する。中間部材７４には各樹脂ポット８０に連通するプランジャ室８２及びプッシュロッド室８４が形成されている。樹脂ポット８０からゲート２０を介して磁石挿入孔４に溶融樹脂を導入するための樹脂導入装置として、プランジャ室８２には、プランジャ８６が、各プッシュロッド室８４にはプッシュロッド８８が各々上下移動可能に設けられている。樹脂ポット８０とプランジャ室８２とカル開口２２とは互いに同一内径のボアであり、プランジャ８６はプランジャ室８２からカル開口２２にまで進入可能になっている。
各樹脂ポット８０のプランジャ８６上にはブロック形状の固形状態の樹脂６が載置される。
各プッシュロッド８８は、上端にて対応するプランジャ８６に当接し、プランジャ８６を上昇移動させる。各プッシュロッド８８は下端に受圧フランジ９０を有し、各受圧フランジ９０には中間部材７４に形成されたマニホールド油路９２の作動油によって油圧を及ぼされる。下部部材７２にはシリンダ室９４が形成されている。シリンダ室９４にはピストン９６が上下移動可能に設けられている。ピストン９６は、上側にマニホールド油路９２に連通する上部油室９８を画定し、下側に下部油室１００を画定している。上部油室９８及び下部油室１００は下部部材７２に形成された油路１０２、１０４等によって油圧源（不図示）に接続されている。
下側基部部材７０には下側基部部材７０を加熱するためのヒータ１０６が埋設されている。
固定プラテン６４の下部には上側対向部材１０８が取り付けられている。上側対向部材１０８は、下側基部部材７０に対して下側基部部材７０上のロータコア保持治具１０を介して対向し、可動プラテン６６が固定プラテン６４に対して近接離反可能であることにより、下側基部部材７０に対して相対的に近接離反可能である。
各プレート押付ロッド３６は、図９に示されているように、可動プラテン６６の上昇移動によって上側対向部材１０８の下面に当接し、上側対向部材１０８から下プレート１２に伝達される加圧力により、下プレート１２が下側基部部材７０に押し付けられる。
これにより、下プレート１２を下側基部部材７０に押し付ける力が、ロータコア保持治具１０において、閉塞部材２６を圧縮コイルばね２８のばね力によってロータコア２に押し付ける力とは別に、可動プラテン６６の上昇力（型締め力）によって決まり、カル開口２２と樹脂ポット８０との接続が下プレート１２を下側基部部材７０に押し付ける力のもとに隙間なく行われる。
各樹脂ポット８０の固形状態の樹脂６は加熱装置をなす電気ヒータ１０６等による加熱によって溶融する。この状態下で、図９に示されているように、油圧源（不図示）から下部油室１００に油圧が供給され、ピストン９６が上昇移動することにより、マニホールド油路９２の作動油を圧力媒体として圧力が各受圧フランジ９０及び各プッシュロッド８８に一様に伝達される。これにより、各プランジャ８６が上昇移動し、各樹脂ポット８０の溶融状態の樹脂６が対応するカル開口２２、ゲート２０を通過して各磁石挿入孔４に圧送、充填される。
各磁石挿入孔４に対する溶融状態の樹脂６の加圧充填は、ピン部材３７及び３９によって磁石片５の磁石挿入孔４におけるロータ半径方向の移動が許容され、磁石挿入孔４のロータ接線方向の移動が（内寸Ｅ−外寸Ｃ）の範囲に規制された状態で行われる。ゲート２０は、磁石挿入孔４に対してロータコア２の半径方向外方に偏倚して連通しているから、ゲート２０から磁石挿入孔４に加圧充填された樹脂の充填圧が磁石片５に対して半径方向内方に向かう力として作用する。
これにより、各磁石片５は、図６（Ａ）に示されている状態から、ピン部材３７及び３９による案内のもとにピン部材３７及び３９に阻害されることなくロータコア２の半径方向内方に、図６（Ｂ）に示されているように、各磁石片５の一つの外面５Ａが対向する磁石挿入孔４の一つの内面４Ｃに当接して面接触するまで移動する。又、各磁石片５の各端面５Ｃ、５Ｄは第１の方向に延在する平面であるから、磁石挿入孔４内の磁石片５の移動が、移動途中で障害を受けることなく、円滑に行われる。
これらの結果として、各磁石挿入孔４における磁石片５の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コア１が効率よく製造されるようになる。
下プレート１２を下側基部部材７０に押し付ける力は、可動プラテン６６の上昇力によって過不足のない適正値に単独で設定することができるから、カル開口２２と樹脂ポット８０との接続が、下プレート１２を下側基部部材７０に押し付ける適切な押圧力のもとに行われる。これにより、溶融状態の樹脂６を樹脂ポット８０から磁石挿入孔４へ圧送する過程において、溶融状態の樹脂６が下プレート１２と下側基部部材７０との境界部から外部へ漏洩することが抑制され、当該境界部にばりが発生することが抑制される。
閉塞部材２６は、可動プラテン６６の上昇力とは別に、圧縮コイルばね２８のばね力によってロータコア２に押し付けられているから、閉塞部材２６をロータコア２に押し付ける力を、下プレート１２を下側基部部材７０に押し付ける力とは別の過不足のない適正値に単独で設定することができる。これにより、ロータコア２に反り等の変形を招くことなく、磁石挿入孔４の開口４Ｂの閉塞及び磁石挿入孔４の開口４Ａとゲート２０との接続が、閉塞部材２６をロータコア２に押し付ける力が適切な押圧力のもとに行われる。このことにより、溶融状態の樹脂６を樹脂ポット８０から磁石挿入孔４へ圧送する過程において、溶融状態の樹脂６が磁石挿入孔４の開口４Ｂから外部に漏洩したり、磁石挿入孔４の開口４Ａとゲート２０との境界部から外部へ漏洩することが抑制され、当該境界部や開口４Ｂの周りにばりが発生することが抑制される。
次に、ロータコア保持治具１０及び磁石埋込み型コア１の製造方向の他の実施形態を、図１１を参照して説明する。尚、図１１において、図４に対応する部分は、図４に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
本実施形態でも、下プレート１２及び上プレート１４の一部をなす閉塞部材２６には、上述の実施形態と同様に、ピン部材３７及び３９が設けられている。各磁石挿入孔４には、一方の外面（ロータ半径方向外方の外面）５Ｂに未発泡の発泡樹脂シート７が貼り付け等によって装着された磁石片５が挿入されている。発泡樹脂シート７は、発泡性エポキシ樹脂等の加熱発泡性の樹脂のように、加熱によって発泡、膨張するものであってよい。
下プレート１２及び上プレート１４の一部をなすプレート本体１５の外周囲には、これらを取り囲むように、加熱装置をなす電気ヒータ１１０が設けられている。電気ヒータ１１０は下プレート１２上のロータコア２を介して各磁石挿入孔４の発泡樹脂シート７を加熱する。
尚、本実施形態では、下プレート１２の樹脂充填用のゲート２０及びカル開口２２は不要になる。
電気ヒータ１１０によってロータコア２を介して各磁石挿入孔４の発泡樹脂シート７が加熱されることにより、磁石挿入孔４において発泡樹脂シート７が発泡、膨張する。発泡樹脂シート７の発泡により生じる圧力が磁石片５に対して半径方向内方に向かう力として作用する。
これにより、各磁石片５はピン部材３７及び３９による案内のもとにピン部材３７及び３９に阻害されることなくロータコア２の半径方向内方に、各磁石片５の一つの外面５Ａが対向する磁石挿入孔４の一つの内面４Ｃに接触するまで移動する。このことにより、各磁石挿入孔４における磁石片５の配置位置が設計通りの磁石埋込み型コア１が効率よく製造されるようになる。
図１２〜図１４は、本発明による製造装置及び製造方法が適用可能な磁石挿入孔４及び磁石片５の形状のバリエーションを示している。
図１２に示されている実施形態では、磁石片５の外面５Ｂの第２の方向の両側が面取りのように傾斜した形状になっている。外面５Ｂと対向する磁石挿入孔４の内面４Ｄは外面５Ｂと正対すべく外面５Ｂと同様に傾斜した形状になっている。
図１３に示されている実施形態では、磁石片５は、外面５Ａが凹の円弧面で、外面５Ｂが凸の円弧面である、ロータコア２の軸線方向で見て凹レンズ形状をしている。磁石挿入孔４の内面４Ｃは凸の円弧面で外面５Ａに正対し、内面４Ｄは凹の円弧面で外面５Ｂに正対している。
図１４に示されている実施形態では、磁石片５は、外面５Ａ及び５Ｂが凸の円弧面である、ロータコア２の軸線方向で見て凸レンズ形状をしている。磁石挿入孔４の内面４Ｃ及び４Ｄは、凹の円弧面になっており、各々外面５Ａ及び５Ｂに正対している。
図１２〜図１４の何れの実施形態でも、一対のピン部材３７間及び一対のピン部材３９間の内寸Ｅは、磁石片５の第２の方向と同方向の外寸Ｃより大きい。これにより、樹脂６が充填されていない状態下において、各ピン部材３７及び３９は、磁石挿入孔４における磁石片５の第１の方向の移動を阻害することがなく、磁石挿入孔４における磁石片５の磁石挿入孔４の第１の方向の移動を許容し、磁石挿入孔４における磁石片５の第２の方向（ロータ接線方向）の移動を（内寸Ｅ−外寸Ｃ）の範囲に規制する。
これにより、図１２〜図１４の何れの実施形態においても、前述の実施形態と同様の効果が得られる。
図１２〜図１４の実施形態では、ゲート２０が磁石挿入孔４に対してロータコア２の半径方向内方に偏倚して連通していることにより、ゲート２０から磁石挿入孔４に加圧充填された樹脂の充填圧が磁石片５に対して半径方向内方に向かう力として作用する。
これにより、各磁石片５は、ピン部材３７及び３９による案内のもとにピン部材３７及び３９に阻害されることなくロータコア２の半径方向外方に、各磁石片５の一つの外面５Ｂが対向する磁石挿入孔４の一つの内面４Ｄに当接して面接触するまで移動する。
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。
例えば、規制部材であるピン部材３７、３９は、下プレート１２及びプレート１４の一部をなす閉塞部材２６の何れか一方にのみ設けられていてもよい。規制部材はピン部材３７、３９に限られず、下プレート１２や閉塞部材２６に形成された突起のようなものであってもよい。
閉塞部材２６はプレート本体１５から圧縮コイルばね２８を介してフローティング支持されているもの以外に、閉塞部材２６がプレート本体１５と一体の構造ものであってもよい。
各磁石片５の外面５Ａは、必ずしも、その全面が磁石挿入孔４の内面４Ｃに面接触していなくてもよい。磁石挿入孔４は、磁石片５の外面５Ａ或いは５Ｂが当接する側の内面４Ｃ或いは４Ｄのみが対応する磁石片５の外面５Ａ或いは５Ｂにする形状をしていればよい。磁石挿入孔４は、ストレート孔でなく、テーパ孔であってもよい。
図示例では、磁石挿入孔４がロータコア２の周方向の４箇所に等間隔に配置された例を示しているが、又、磁石挿入孔４及び磁石片５の形状及び配置を、説明の簡素化のために単純化しているが、磁石挿入孔４及び磁石片５の形状、数及び配置等については、これに限らず、種々の変更が可能である。例えば、図１５に示されているように、磁石挿入孔４及び磁石片５がロータコア２の半径線に対して傾斜した配置であってもよい。又、樹脂モールド装置６０は上下反転した配置であってもよい。
上記実施形態に示した本発明に係る磁石埋込み型コアの製造方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
１ ：磁石埋込み型コア
２ ：ロータコア
２Ａ ：下端面
２Ｂ ：上端面（一方の端面）
３ ：軸孔
４ ：磁石挿入孔
４Ａ ：開口（一方の開口）
４Ｂ ：開口（他方の開口）
４Ｃ ：内面
４Ｄ ：内面
４Ｅ ：半円筒内面
４Ｆ ：半円筒内面
５ ：磁石片
５Ａ ：外面
５Ｂ ：外面
５Ｃ ：端面
５Ｄ ：端面
７ ：発泡樹脂シート
１０ ：ロータコア保持治具
１２ ：下プレート（第１プレート）
１２Ａ ：上面
１４ ：上プレート（第２プレート）
１５ ：プレート本体
１５Ａ ：ボルト通し孔
２０ ：ゲート
２２ ：カル開口
２４ ：ボルト
２４Ａ ：頭部
２６ ：閉塞部材
２６Ａ ：下面
２８ ：圧縮コイルばね
３０ ：連結ロッド（連結部材）
３０Ａ ：棒状部
３０Ｂ ：フランジ部
３０Ｃ ：フランジ部
３２ ：係合溝
３２Ａ ：凹溝
３２Ｂ ：開口
３２Ｃ ：肩部
３４ ：係合溝
３４Ａ ：凹溝
３４Ｂ ：開口
３４Ｃ ：肩部
３６ ：プレート押付ロッド
３７ ：ピン部材（規制部材）
３８ ：貫通孔
３９ ：ピン部材（規制部材）
４０ ：コアセッティング装置
４２ ：基台
４４ ：ポスト部材
４６ ：対向台
４８ ：加圧装置
５０ ：ピストンロッド
５２ ：加圧プレート
６０ ：樹脂モールド装置
６２ ：ポスト部材
６４ ：固定プラテン
６６ ：可動プラテン
７０ ：下側基部部材
７２ ：下部部材
７４ ：中間部材
７６ ：上部部材
８０ ：樹脂ポット
８２ ：プランジャ室
８４ ：プッシュロッド室
８６ ：プランジャ
８８ ：プッシュロッド
９０ ：受圧フランジ
９２ ：マニホールド油路
９４ ：シリンダ室
９６ ：ピストン
９８ ：上部油室
１００ ：下部油室
１０２ ：油路
１０４ ：油路
１０６ ：電気ヒータ（加熱装置）
１０８ ：上側対向部材
１１０ ：電気ヒータ（加熱装置）
Ａ ：離間寸法
Ｂ ：離間寸法
Ｃ ：外寸
Ｄ ：寸法
Ｅ ：内寸

Claims (9)

  1. ロータコアに軸線方向に沿って形成された両端開口の磁石挿入孔に挿入された磁石片が樹脂によって前記ロータコアに固定された磁石埋込み型コアの製造装置であって、
    前記磁石片は互い相反する方向を向いた少なくとも二つの外面及び当該二つの外面の両側端に設けられた二つの端面を含み、
    前記磁石挿入孔は前記磁石片の前記二つの外面の離間寸法より大きい離間寸法を有して前記磁石片の各外面に対向する二つの内面を含み、
    前記製造装置は、
    前記ロータコアの両端面に当接する第１プレート及び第２プレートと、
    前記第１プレート及び前記第２プレートの少なくとも一方に設けられた規制部材とを有し、
    前記規制部材は、前記磁石挿入孔に進入可能で、前記磁石片の各端面に対向する位置に設けられ、前記磁石片の、前記磁石挿入孔の前記二つの内面の離間方向である第１の方向の移動を許容し、前記磁石挿入孔の軸線方向で見て前記第１の方向に直交する第２の方向の移動を規制する磁石埋込み型コアの製造装置。
  2. 前記磁石片の各端面は前記第１の方向と同方向に延在する平面である請求項１に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  3. 前記規制部材は、一対のピン部材により構成され、前記一対のピン部材間の内寸が前記磁石片の前記第２の方向と同方向の外寸より大きい請求項１又は２に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  4. 前記第２プレートは、プレート本体と、前記プレート本体に圧縮ばね部材を介して軸線方向に移動可能に設けられ、前記磁石挿入孔の開口を閉塞する閉塞部材とを有し、前記閉塞部材に前記規制部材が設けられている請求項１から３の何れか一項に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  5. 前記圧縮ばね部材のばね力が所定値となるように、前記第１プレートと前記第２プレートとを互いに連結する連結部材を有する請求項４に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  6. 前記第１プレートは、前記磁石挿入孔に対して前記第１の方向の一方の側に偏倚して連通する樹脂充填用のゲートを有する請求項１から５の何れか一項に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  7. 前記磁石挿入孔の前記二つの内面のうちの一方の内面と当該内面に対向する前記磁石片の外面との間に配置された加熱発泡性の前記樹脂を加熱する加熱装置を有する請求項１から５の何れか一項に記載の磁石埋込み型コアの製造装置。
  8. 請求項１から７の何れか一項に記載の磁石埋込み型コアの製造装置を用いた磁石埋込み型コアの製造方法であって、
    前記磁石挿入孔に前記磁石片が挿入された状態において溶融した前記樹脂を外部から前記磁石挿入孔に加圧充填し、当該樹脂の充填圧によって前記磁石片を前記規制部材による案内のもとに前記第１の方向に移動させ、前記磁石片の一つの外面を、対向する前記磁石挿入孔の一つの内面に接触させる磁石埋込み型コアの製造方法。
  9. 請求項１から７の何れか一項に記載の磁石埋込み型コアの製造装置を用いた磁石埋込み型コアの製造方法であって、
    一方の外面に未発泡の加熱発泡性の樹脂シートが装着された前記磁石片を前記磁石挿入孔に挿入し、前記磁石挿入孔において前記樹脂シートを発泡させ、発泡により生じる圧力によって前記磁石片を前記規制部材による案内のもとに前記第１の方向に移動させ、前記磁石片の一つの外面を、対向する前記磁石挿入孔の一つの内面に接触させる磁石埋込み型コアの製造方法。
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