KR20080108415A - 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법 - Google Patents

회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 회전자 적층 코어(13)를 예열 장치(18)에 투입하여 회전자 적층 코어(13)를 예열하는 제1 공정과, 예열이 완료된 회전자 적층 코어(13)를 예열 장치(18)로부터 인출하고, 수지 밀봉 장치(29)의 상부 다이(14)와 하부 다이(15) 사이에 회전자 적층 코어(13)를 배치하는 제2 공정과, 상부 다이(14)와 하부 다이(15)에 의해 회전자 적층 코어(13)를 가압하고, 수지 저장 포트(16) 내의 수지 재료(17)를 가열하여 액상화하는 제3 공정과, 수지 저장 포트(16)에 삽입되어 승강하는 플런저(32)에 의해, 액상화된 수지 재료(17)를 수지 저장 포트(16)로부터 자석 삽입 구멍(12)으로 배출하고, 수지 재료(17)를 가열 경화시키는 제4 공정을 포함한다. 본 발명의 방법에 의하면, 회전자 적층 코어(13)에 영구 자석(11)을 수지 밀봉하는 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법{METHOD OF RESIN SEALING PERMANENT MAGNETS IN LAMINATED ROTOR CORE}
본 발명은, 영구 자석을 수지 재료에 의해 고정함으로써 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법에 관한 것이다.
종래, 모터에 사용하는 회전자 적층 코어에 대한 영구 자석의 고정 방법으로서, 영구 자석을 수지 재료로 고정하는 방법이 제안되어 있다. 이 구체적인 방법으로서, 예를 들면 일본 특허출원 공개번호 제2002-34187호 공보에는, 복수 개의 코어 편(core pieces)을 적층해서 형성하고, 영구 자석을 삽입하기 위한 복수 개의 자석 삽입 구멍이 중앙의 축 구멍의 주위에 형성된 회전자 적층 코어를, 상부 다이(upper die)와 하부 다이를 가지는 수지 밀봉 장치(또는 수지 충전 장치라고도 함)에 배치한 후, 상부 다이에 설치된 수지 저장 포트(resin reservoir pots)로부터 영구 자석이 삽입될 자석 삽입 구멍 내에 액상의 수지 재료를 충전하고, 이 회전자 적층 코어를 가열함으로써, 수지 재료를 가열 경화시키는 방법이 개시되어 있다.
회전자 적층 코어는, 전자기 강판(electromagnetic steel sheet)을 꿰뚫은 코어 편을 적층한 것이므로, 가열에 의해 용융시킨 액상의 수지 재료를 자석 삽입 구멍에 충전할 때, 수지 재료의 온도가 저하되어 유동성이 떨어진다고 하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 방법에 의하면, 수지 재료를 자석 삽입 구멍에 충전하기가 어렵고, 자석 삽입 구멍에 충전된 수지 재료를 경화시키는 것도 쉽지 않다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 회전자 적층 코어를, 상부 다이와 하부 다이를 가지는 수지 밀봉 장치에 배치하고, 상부 다이 및 하부 다이에 내장된 히터에 의해 회전자 적층 코어를 수지 재료의 용융 온도까지 가열시킨 후, 자석 삽입 구멍 내에 액상으로 된 유동성이 양호한 상태의 수지 재료를 공급해서 경화시킨다. 이에 의하여, 자석 삽입 구멍에 삽입된 영구 자석을 수지 재료에 의해 견고하게 유지할 수 있다.
그러나, 수지 재료(예를 들면, 에폭시 수지)의 용융 온도는, 예를 들면 170℃ 정도의 고온이므로, 회전자 적층 코어가 수지 재료의 용융 온도에 이를 때까지 수십 분의 시간을 필요로 한다. 회전자 적층 코어가 용융 온도에 이를 때까지, 자석 삽입 구멍 내에 수지 재료의 충전을 행할 수 없다. 그러므로, 수지 재료의 충전 작업이, 상부 다이 및 하부 다이의 히터에 의한 회전자 적층 코어의 예열 작업에 크게 영향을 받아, 수지 재료를 충전하는 작업의 효율(수지 밀봉 장치의 생산성)이 크게 저하된다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 회전자 적층 코어의 예열 작업에 영향을 받지 않고, 수지 재료의 충전 작업을 즉시 실시할 수 있어, 작업 효율을 종래에 비해 향상시킬 수 있는, 회전자 적층 코어에 대한 영구 자석의 수지 밀봉 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법은, 복수 개의 코어 편을 적층하여 형성하고, 영구 자석을 삽입할 복수 개의 자석 삽입 구멍이 중앙의 축 구멍의 주위에 형성된 회전자 적층 코어를 예열 장치에 투입하여 예열하는 제1 공정과; 예열이 완료된 회전자 적층 코어를 예열 장치로부터 인출하고, 영구 자석이 삽입되어 있는 회전자 적층 코어를 수지 밀봉 장치(resin sealing apparatus)의 상부 다이(upper die)와 하부 다이(lower die) 사이에 배치하는 제2 공정과; 상부 다이와 하부 다이에 의해 회전자 적층 코어를 가압하고, 상부 다이 및 하부 다이 중 하나에 회전자 적층 코어에 접하는 면까지 연장되어 형성된 복수 개의 수지 저장 포트(resin reservoir pot) 내의 수지 재료(resin material)를 가열하여 액상화(liquefy)하는 제3 공정; 및 수지 저장 포트에 각각 삽입되어 수직 방향으로 이동하는 플런저에 의해, 액상화된 수지 재료를 수지 저장 포트로부터 배출해서, 대응하는 하나 이상의 자석 삽입 구멍에 충전하고, 수지 재료를 경화시키는 제4 공정을 포함한다.
본 발명의 방법에서, 자석 삽입 구멍 내에 수지 재료를 충전하기 위해 사용하는 수지 밀봉 장치의 상부 다이와 하부 다이의 사이에 회전자 적층 코어를 배치하기 전에, 회전자 적층 코어를 예열 장치에 투입하여 예열하게 되므로, 예열이 완료된 회전자 적층 코어를 예열 장치로부터 인출해서 상부 다이와 하부 다이 사이에 배치함으로써, 수지 재료의 충전을 즉시 행할 수 있다. 그 결과, 회전자 적층 코어의 예열과 수지 재료의 충전 작업을 동일 장치를 사용하여 행하는 종래의 경우에 비해, 수지 재료의 충전 작업이, 회전자 적층 코어의 예열의 진행 상황에 영향을 덜 받기 때문에, 회전자 적층 코어에 수지 재료를 충전하는 작업의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 회전자 적층 코어를 예열해 놓기 때문에, 회전자 적층 코어를 상부 다이와 하부 다이의 사이에 배치한 후, 수지 재료의 액상화(liquefy)[수지 재료의 타블렛형의 원료(tablet-shaped raw material)의 액화], 충전, 및 경화의 작업을, 종래에 비해 양호한 효율로 실시할 수 있고, 이에 따라 제품 품질도 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 수지 밀봉 장치의 상부 다이 및 하부 다이 중 하나에 설치되어 있는 수지 저장 포트는, 자석 삽입 구멍에 대하여 반경 방향의 내측의 영역 또는 반경 방향의 외측의 영역에 형성됨으로써, 수지 재료가 수지 저장 포트로부터, 수지 밀봉 장치 및 회전자 적층 코어 중 하나에 형성된 수지 유로(resin passage)를 통해 자석 삽입 구멍 내에 충전되는 것이 바람직하다. 이 경우, 각각의 수지 저장 포트로부터 대응하는 하나 또는 2개(경우에 따라서는, 3개 이상)의 자석 삽입 구멍에 수지 유로를 통하여 액상화된 수지 재료가 공급됨으로써, 장치를 단순하게 할 수 있다. 또한, 수지 저장 포트는 상부 다이 및 하부 다이 중 하나를 관통하여 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에서, 제1 공정에서 행하는 회전자 적층 코어의 예열은, 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석을 삽입한 상태로 행하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 회전자 적층 코어의 예열과 영구 자석의 예열을 동시에 행할 수 있다. 영구 자석의 종류에 따라 영구 자석의 자성이 열에 의해 감소하는 경우가 있다. 이러한 영구 자석을 사용하는 경우에도, 회전자 적층 코어와 영구 자석을 개별적으로 가열할 수 있다. 이 경우, 영구 자석을 적당한 온도(예를 들면, 100℃~16O℃)로 가열한 후, 더 높은 온도로 가열된 회전자 적층 코어의 자석 삽입 구멍에 투입해도 된다. 회전자 적층 코어의 예열 온도는, 수지의 용융 온도(예를 들면, 150℃~180℃)와 동일하게 하거나, 이러한 용융 온도에서 ±20℃ 범위의 온도로 해도 된다. 회전자 적층 코어의 예열 온도를 높게 하면, 회전자 적층 코어 내의 수지 재료의 유동성이 증가하여 충전 시간이 짧아지게 되고, 결과적으로 생산성을 향상시킬 수 있다. 회전자 적층 코어의 예열 온도를 낮게 하면, 가열에 의해 생기는 회전자 적층 코어의 변형이 적어지지만, 회전자 적층 코어의 구조에 따라, 수지 재료의 충전이 완료되지 않은 부분이 생길 수 있다. 따라서, 회전자 적층 코어의 형상이나 높이에 따라 적당한 예열 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에서, 제1 공정에서 행하는 회전자 적층 코어의 예열은, 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석이 삽입되어 있지 않은 상태로 행할 수 있으며, 회전자 적층 코어의 예열이 완료된 후에, 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석을 삽입할 수도 있다. 이 경우, 영구 자석은 열원(heat source)에 의해 직접 가열되지 않으므로, 과도한 가열에 의한 영구 자석의 열화 등을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서는, 제1 공정에서 행하는 회전자 적층 코어의 예열이, 전열 히터에 의한 가열, 유도 가열, 및 열풍에 의한 가열 중 어느 하나 이상에 의해 행하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법에서 사용하는 수지 밀봉 장치의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 수지 밀봉 방법을 적용하는 회전자 적층 코어의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 수지 밀봉 방법의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 수지 밀봉 방법에서 사용하는 예열 장치의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 관한 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법을 적용한 회전자 적층 코어의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 회전자 적층 코어의 부분 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 관한 회전자 적층 코어에 대한 영구 자석의 수지 밀봉 방법을 적용하는 회전자 적층 코어의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 더 완전한 이해를 돕기 위해 본 발명을 구체화한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1부터 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법은, 회전자 적층 코어(간단히, "회전자"라고도 함)(13)의 주위에 형성된 복수 개의 자석 삽입 구멍(12)에 각각 영구 자석(11)을 수지 밀봉하기 전에, 회전자 적층 코어(13)를 미리 정해진 온도에 가깝게 예열하는 과정을 포함함으로써, 후속하는 수지 밀봉 작업의 효율을 높인다. 영구 자석(11)의 수지 밀봉은 다음과 같은 방식으로 이루어진다. 복수 개의 자석 삽입 구멍(12)에 각각 삽입된 영구 자석(11)을 갖는 회전자 적층 코어(13)를, 수지 밀봉 장치(29)의 상부 다이(14)와 하부 다이(15)로 고정시키고, 수지 저장 포트(resin reservoir pots)(이하, 간단히 "포트"라고도 함)(16)로부터 자석 삽입 구멍(12) 내에 수지 재료(17)를 충전하여 영구 자석(11)을 고정시킨다. 포트(16)는 상부 다이(14)에 자석 삽입 구멍(12)에 대응하도록 상부 다이(14)에 설치된다. 이하, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 예열 장치(18)에 투입할 회전자 적층 코어(이하, 간단히 "적층 코어"라고도 함)(13)를 제공하기 위한 준비 공정을 행한다.
적층 코어(13)는 각각 전자기 강판(electromagnetic steel sheet)을 환형으로 펀칭함으로써 제공되는 복수 개의 코어 편(core pieces)을 순차적으로 적층하여 형성된다. 전자기 강판은, 예를 들면 0.2mm 이상 0.5mm 이하의 두께를 갖는다. 적층된 코어 편은, 예를 들면 코킹 결합(caulking joint) 및 용접 접합(welding joint) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 모두 사용하여 고정된다.
적층 코어(13)는 먼지 등을 미리 제거한 반송 트레이(carrier tray)(19) 상에 탑재된다. 적층 코어(13)의 중앙의 축 구멍(10)의 주위에 형성된 자석 삽입 구멍(12) 내에, 자석 삽입 구멍(12)의 깊이보다 약간 짧은 길이의 영구 자석(11)을 삽입한다. 영구 자석(11)을 삽입한 후, 자석 삽입 구멍(12) 내에 영구 자석(11)이 삽입되어 있는지 여부를, 자석 검출기(도시 안 됨)에 의해 확인한다. 반송 트레 이(19)는 직사각형 판형(rectangular plate-shaped)의 탑재부(21)와 봉형(rod-shaped)의 가이드 부재(22)를 포함한다. 적층 코어(13)의 하면(20)이 직사각형 판형의 탑재부(21)와 접한다. 봉형의 가이드 부재(22)는 탑재부(21)의 중심부에 직립 형태로 설치되고, 적층 코어(13)의 축 구멍(10)에 체결된다. 도 2의 회전 스토퍼(rotation stoppers)(22)(돌기부)는, 적층 코어(13)가 회전하는 것을 방지하기 위한 것이다.
다음에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 적층 코어(13)가 탑재된 반송 트레이(19)를, 반송 레일(23)에 의해 예열 장치(18)까지 반송한다. 적층 코어(13)를 반송 트레이(19)와 함께 예열 장치(18)에 투입하고, 수지 재료(17)의 용융 온도까지 예열한다(제1 공정).
반송 레일(23)에 의해 반송된 적층 코어(13)를, 반송 레일(23)의 측면에 배치된 복수 개(본 실시예에서는, 3개)의 예열 장치(18)에 각각 투입한다. 적층 코어(13)를 예열 장치(18) 내에서 수지 재료(17)의 용융 온도까지 예열한 후, 예열이 종료된 적층 코어(13)를 반송 트레이(19)와 함께, 예열 장치(18)로부터 각각 반출하여, 다음 공정으로 반송한다. 수지 재료로서는, 예를 들면 종래 반도체의 제조 공정에 사용되는 에폭시 수지 등과 같은 열경화성 수지(thermosetting resin)를 사용할 수 있다. 에폭시 수지의 용융 온도는 대략 170℃이므로, 에폭시 수지를 수지 재료로서 사용하는 경우, 적층 코어(13)의 예열 온도를, 대략 170℃로 설정하거나, 170℃를 기준으로 ±20℃의 범위의 온도, 바람직하게는 170℃를 기준으로 ±10℃의 범위의 온도로 설정한다. 또한, "n"으로 나타낸 예열 장치의 수(정확하게는, 회전 자 적층 코어를 예열하는 스테이지의 수)는, 수지 밀봉 장치의 전체 처리 시간을 T1로 하며, 예열 장치의 전체 처리 시간을 T2로 한 경우, (T2/T1)를 넘지 않는 정수로 하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 예열 장치 및 수지 밀봉 장치를 효율적으로 동작시킬 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 예열 장치(18)는, 반송 트레이(19)를 탑재하기 위한 하부 가열부(24)와, 고정 마운트(fixed mount)(25)에 설치되어 하부 가열부(24)를 위아래로 이동시키기 위한 승강 수단(예를 들면, 잭)(26)을 포함한다. 또한, 예열 장치(18)는, 승강 수단(26)에 의해 상한 위치까지 상승시킨 적층 코어(13)의 위쪽에 위치하는 상부 가열부(27)와, 적층 코어(13)를 측면으로부터 둘러싸는 측면 가열부(28)를 포함한다. 측면 가열부(28)는, 수직 방향으로 2개의 부분으로 분할되고, 분할된 부분을 적층 코어(13)를 중심으로 하여 수평 방향으로 이동시키는 것에 의해 개폐가 가능한 구성으로 되어 있다. 이에 의하면, 적층 코어(13)의 세팅과 예열 장치(18)로부터의 반출을 용이하게 할 수 있다.
예열 장치(18)가 구비하는 가열부(24, 27, 28)에는 전열 히터(electric heaters)가 설치되고, 이 전열 히터에 의해 적층 코어(13)를 가열한다. 하지만, 적층 코어(13)는, 유도 가열(induction heating) 또는 열풍(hot air)에 의한 가열도 가능하고, 전열 히터에 의한 가열, 유도 가열, 및 열풍에 의한 가열 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합해서 가열해도 된다.
본 실시예의 예열 장치는, 적층 코어를 반송 트레이와 함께 예열하는 구성으로 되어 있지만, 적층 코어만 예열하도록 예열 장치를 구성으로 해도 된다. 또한, 복수 개의 예열 장치를 설치한 경우에 대하여 설명하였으나, 예열 장치는 1개라도 가능하다. 이 경우, 예열 장치에 대하여 복수 개의 적층 코어를 처리할 수 있는 용량을 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 반송 레일에 터널형의 예열 장치를 설치해서, 적층 코어를 탑재한 반송 트레이를 반송 레일에 의해 반송하면서, 적층 코어를 예열 장치 내에서 예열하도록 할 수도 있다.
적층 코어는, 각 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석을 미리 삽입한 상태에서 예열하고 있지만, 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석이 삽입되어 있지 않은 상태로 적층 코어를 예열하고, 적층 코어의 예열이 종료한 후에, 자석 삽입 구멍 내에 영구 자석을 삽입하는 구성도 가능하다.
다음에, 예열 장치(18)로부터 반출되는 예열이 완료된 적층 코어(13)를, 반송 트레이(19)와 함께, 반송 레일(23)에 의해 수지 밀봉 장치(29)까지 반송하고, 수지 밀봉 장치(29)에 적층 코어(13)를 배치한다(제2 공정).
도 1에 나타낸 바와 같이, 수지 밀봉 장치(29)는, 예를 들면 적층 코어(13)가 탑재된 반송 트레이(19)를 유지하기 위한 하부 다이(15)와, 적층 코어(13) 상에 장착된 상부 다이(14)를 포함한다. 하부 다이(15)는 승강 가능하게 되어 있으며, 상부 다이(14)는 하부 다이(15)의 상승에 따라 상승하는 구성으로 되어 있다. 상부 다이(14)는, 수지 재료(17)의 원료[테블릿(tablets)이라고도 함]를 넣기 위한 복수 개의 포트(16)를 갖는다. 상부 다이(14)는 적층 코어(13)의 자석 삽입 구멍(12)에 대하여 반경 방향으로 내측의 영역에 포트(16)를 구비한다. 또한, 상부 다이(14)는, 용융시킨 액상의 수지 재료(17)를 자석 삽입 구멍(12)으로 안내하는 수지 유로(resin passages)[러너(runnersd)라고도 함](30)를 바닥부에 구비하고 있다.
도 2에는, 포트(16)와 수지 유로(30)를 가상의 선(2점 쇄선)으로 나타내고 있다. 포트(16)는 상부 다이(14)를 상하로 관통하여 설치되어 있다. 즉, 포트(16)는 상부 다이(14)의 바닥까지 연장되어 있다.
수지 밀봉 장치(29)는, 고정 마운트(31), 복수 개의 플런저(32), 및 스토퍼(33)를 포함한다. 복수 개의 플런저(32)는 상승한 상부 다이(14)의 포트(16)에 투입된 수지 재료(17)를 가압하기 위한 것이다. 스토퍼(33)는, 상승한 상부 다이(14)를 상한 위치(upper limit position)에 유지하기 위한 것이다. 플런저(32)는 고정 마운트(31)를 관통하도록 되어 있다. 고정 마운트(31)는, 수지 재료(17)를 삽입하기 위한 작업 공간이 되는 간극이, 하한 위치에 있는 상부 다이(14)와 고정 마운트(31) 사이에 형성되도록, 고정되어 배치된다.
고정 마운트(31)는 상부 고정 플레이트(34)에 장착된다. 하부 다이(15)는, 상부 고정 플레이트(34)와 하부 고정 플레이트(35)를 연결하는 4개의 가이드 포스트(guideposts)(36)를 따라 위아래로 이동하는 승강 플레이트(elevating plate)(37)에 탑재되어 있다. 고정 마운트(31)의 내부에는, 가열 수단(도시하지 않음)이 형성되어, 플런저(32)를 예열하여 수지 재료(17)의 포트(16)로부터의 압출을 용이하게 하는 동시에, 고정 마운트(31)와 상부 다이(14) 간의 열팽창 차이를 제거하여, 플런저(32)와 포트(16) 간의 어긋남을 방지하도록 하고 있다.
승강 플레이트(37)는, 하부 고정 플레이트(35)에 설치된 하부 다이 승강 수 단(예를 들면, 잭)(38)에 의해 위아래로 이동하도록 되어 있다. 포트(16) 내에 각각 삽입된 플런저(32)는, 상부 고정 플레이트(34)에 설치된 플런저 구동 수단(39)에 의해, 동일한 타이밍에서 포트(16) 내를 승강하는 구성으로 되어 있다.
이와 같은 구성으로 된 수지 밀봉 장치(29)의 상부 다이(14)와 하부 다이(15) 사이에 배치된 적층 코어(13)를 상부 다이(14)와 하부 다이(15)로 가압하고, 포트(16) 내의 수지 재료(17)의 원료를 상부 다이(14)로 가열하여 액상으로 만든다(제3 공정).
다음으로, 플런저(32)에 의해, 액상으로 된 수지 재료(17)를 포트(16)로부터 수지 유로(30)를 통하여 대응하는 자석 삽입 구멍(12)으로 배출하고, 수지 재료(17)를 가열 경화시킨다(제4 공정). 이 경우, 포트(16)로부터 배출된 액상의 수지 재료(17)는 수지 유로(30)를 통하여, 즉 상부 다이(14)의 바닥부와 적층 코어(13)의 표면 사이를 통하여 자석 삽입 구멍(12) 내에 충전된다.
수지 재료(17)를 충전할 때의 적층 코어(13)의 온도는, 예열 장치(18)에 의한 적층 코어(13)의 예열 온도와 동일하게 하거나, 예열 온도에서 ±20℃ 범위의 온도로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 예를 들면 수지 재료의 액상화, 충전, 및 경화를 양호한 효율로 실시할 수 있고, 또한 회전자 적층 코어의 변형도 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 적층 코어(13)가 예열되어 있기 때문에, 상부 다이(14)와 하부 다이(15)에 각각 설치된 가열 수단에 의해 수지 재료가 충전된 적층 코어(13)를 더 가열함으로써, 수지 재료를 더 짧은 시간에 충전하고 경화시키는 것 이 가능하다. 수지 재료는, 수지 밀봉 장치(29) 외의 다른 가열 장치를 사용하여 가열될 수 있다.
이러한 방식으로 자석 삽입 구멍(12) 내에 수지 재료(17)가 충전되고 경화된 적층 코어(13)를, 반송 트레이(19)와 함께 반송 레일(23)에 의해 반송하고, 냉각 장치[예를 들면, 스폿 쿨러(spot cooler)]로 냉각하여, 가열된 적층 코어(13)의 온도를 낮춘다. 다음으로, 자석 삽입 구멍(12)으로부터 범람되어 적층 코어(13)의 표면상에 경화된 수지 재료(17)를 제거한다. 범람된 수지 재료(17)를 제거한 적층 코어(13)의 면을, 필요에 따라 추가로 연마 처리한 후, 제조한 적층 코어(13)의 전체 두께를 측정한다. 적층 코어(13)의 적층 두께가 목표로 하는 두께가 되면, 적층 코어(13)의 표면에 방청 오일(rust prevention oil)을 분사하여, 제품으로서 출하한다.
이와 같이, 수지 재료(17)의 충전 작업과 적층 코어(13)의 예열 작업은 개별적으로(별도의 장치를 사용해서) 행해지기 때문에, 적층 코어(13)의 예열 작업에 의해 영향을 받지 않고, 수지 밀봉 장치(29)에 의해 수지 재료(17)의 충전 작업을 즉시 실시할 수 있다. 따라서, 수지 충전 작업의 효율을 종래보다 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법에 대하여 설명한다. 다만, 제1 실시예에 따른 방법과 다른 부분에 대해서만 설명한다. 수지 밀봉 장치로는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 수지 유로가 형성되어 있지 않은 상부 다이(40)를 구비하는 것을 사용할 수 있다.
이 경우, 회전자 적층 코어(41)의 상단부에, 상부 다이(40)에 설치된 수지 저장 포트(42)로부터 회전자 적층 코어(41)의 자석 삽입 구멍(43)으로 액상의 수지 재료(17)를 안내하는 수지 유로(resin passages)[러너(runners)라고도 함](44)를 형성한다. 수지 유로는, 회전자 적층 코어(41)의 상단부에 위치하는 코어 편에만 형성되거나, 회전자 적층 코어(41)의 상단부에 위치한 코어 편을 포함하는 복수 개의 코어 편에 형성할 수 있다. 수지 유로에 형성되는 코어 편의 수는 코어 편의 두께에 따라 적당히 설정할 수 있다. 그리고, 제2 실시예에서는, 수지 유로(44)를, 회전자 적층 코어(41)의 상단부에 위치하는 코어 편과 이에 인접하는 코어 편의 2개의 코어 편으로 형성하고 있다.
여기서, 도 5의 도면 부호 45는 회전자 적층 코어(41)의 회전 스토퍼(45)(돌기부)이다.
이상의 실시예에서, 상부 다이 및 하부 다이의 각각에 가열 수단이 설치되어 있다. 그러나, 상부 다이에만 가열 수단을 설치해도 된다. 또한, 복수 개의 수지 저장 포트는, 적층 코어의 자석 삽입 구멍에 대하여 반경 방향의 내측의 영역에 설치되어 있다. 그러나, 포트는 자석 삽입 구멍에 대하여 반경 방향의 외측의 영역에 설치해도 된다. 수지 저장 포트가 수지 밀봉 장치의 상부 다이에 설치된 경우에 대하여 설명하였으나, 포트는 수지 밀봉 장치의 다른 부분, 예를 들면 하부 다이에 설치해도 된다. 포트가 하부 다이에 설치된 경우, 적어도 하부 다이에 수지 재료의 원료를 액상으로 하기 위한 가열 수단을 설치한다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법에 대하여 설명한다. 다만, 제1 및 제2 실시예와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
제3 실시예에서는, 4개의 수지 저장 포트(48)로부터 수지 유로(49, 50)를 통하여, 영구 자석(11)이 삽입된 8개의 자석 삽입 구멍(47)에, 수지 재료가 공급된다. 포트(48)는 상부 다이에 형성되어 있고, 자석 삽입 구멍(47)은 회전자 적층 코어(46)의 중앙의 축 구멍(10)의 주위에 설치되어 있다. 즉, 각각의 수지 저장 포트(48)로부터 복수 개(둘 이상)의 자석 삽입 구멍(47)에 수지 재료가 공급된다. 이 경우의 수지 유로(49, 50)는 상부 다이 내에 설치해도 되고, 회전자 적층 코어(46)의 상면에 설치해도 된다. 이와 같이 수지 저장 포트의 개수를 감소시키는 것에 의해, 수지 밀봉 장치를 단순하게 할 수 있다.
본 발명은 앞서 설명한 실시예에 기재된 구성에 한정되는 것이 아니고, 청구의 범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 앞서 설명한 각각의 실시예나 변형예의 일부 또는 전부를 조합시켜, 본 발명에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법을 구성하는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 따른, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법은, 자석 삽입 구멍에 수지 재료를 충전하기 위해 사용하는 수지 밀봉 장치의 상부 다이와 하부 다이 사이에 회전자 적층 코어를 배치하기 전에, 충분한 시간 동안 회전자 적층 코어를 예열하는 것이 가능하므로, 회전자 적층 코어에 열변형 등을 생기게 하지 않고 처리가 가능해진다.
또한, 하나의 수지 밀봉 장치에 대하여 회전자 적층 코어를 예열하는 장치를 복수 개 설치함으로써, 수지 밀봉 장치를 연속적으로 가동시켜, 회전자 적층 코어의 수지 밀봉 작업의 효율을 높일 수 있다.

Claims (6)

  1. 복수 개의 코어 편을 적층해서 형성하고 영구 자석을 삽입하기 위한 복수 개의 자석 삽입 구멍이 중앙의 축 구멍의 주위에 형성된 회전자 적층 코어(laminated rotor core)를, 예열(preheating) 장치에 투입해서 상기 회전자 적층 코어를 예열하는 제1 공정;
    예열이 완료된 상기 회전자 적층 코어를 상기 예열 장치로부터 인출하고, 상기 영구 자석이 삽입되어 있는 상기 회전자 적층 코어를, 수지 밀봉 장치(resin sealing apparatus)의 상부 다이(upper die)와 하부 다이(lower die) 사이에 배치하는 제2 공정;
    상기 상부 다이와 상기 하부 다이에 의해 상기 회전자 적층 코어를 가압하고, 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이 중 하나에 상기 회전자 적층 코어에 접하는 면까지 연장되어 형성된 복수 개의 수지 저장 포트(resin reservoir pot) 내의 수지 재료(resin material)를 가열하여 액상화(liquefy)하는 제3 공정; 및
    상기 수지 저장 포트에 각각 삽입되어 위아래 방향으로 이동하는 플런저에 의해, 액상화된 상기 수지 재료를 상기 수지 저장 포트로부터 배출해서, 대응하는 하나 이상의 상기 자석 삽입 구멍에 상기 수지 재료를 충전하며, 상기 수지 재료를 경화시키는 제4 공정
    을 포함하는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 저장 포트는, 상기 자석 삽입 구멍에 대하여 반경 방향의 내측의 영역 또는 반경 방향의 외측의 영역에 형성됨으로써, 상기 수지 재료가 상기 수지 저장 포트로부터 상기 수지 밀봉 장치 및 상기 회전자 적층 코어 중의 하나에 형성된 수지 유로(resin passages)를 통하여 상기 자석 삽입 구멍에 충전되는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수지 저장 포트는 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이 중의 하나를 관통하여 형성되어 있는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공정에서의 상기 회전자 적층 코어의 예열은, 상기 자석 삽입 구멍 내에 상기 영구 자석이 삽입되어 있는 상태에서 행하는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공정에서의 상기 회전자 적층 코어의 예열은, 상기 자석 삽입 구멍 내에 상기 영구 자석이 삽입되어 있지 않은 상태에서 행하고, 상기 회전자 적층 코어의 예열을 완료한 후에, 상기 자석 삽입 구멍 내에 상기 영구 자석을 삽입하는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공정에서의 상기 회전자 적층 코어의 예열은, 전열 히터(electric heater)에 의한 가열, 유도 가열(induction heating), 및 열풍(hot air)에 의한 가열 중 어느 하나 이상에 의해 행하는, 회전자 적층 코어에 영구 자석을 수지 밀봉하는 방법.
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