WO2019172264A1 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a method of manufacturing a laminated core.
- the rotor laminated iron core is usually obtained by laminating a plurality of punched members obtained by punching a metal plate (for example, an electromagnetic steel plate) into a predetermined shape.
- a metal plate for example, an electromagnetic steel plate
- the thickness of a metal plate is not completely uniform, and a slight difference occurs. Therefore, when punching members are punched out of a metal plate in a predetermined shape and laminated one by one to obtain a rotor laminated core, the thickness of the rotor laminated core (the height of the rotor laminated core in the stacking direction) varies. May occur. If there is a variation in the stack thickness for each rotor laminated core, when the motor is configured using the rotor laminated core, the motor torque may vary and affect the motor performance.
- stacking iron core disclosed by patent document 1 obtains a temporary laminated body by laminating
- the stack thickness of the laminate may change between the stack thickness measurement process for measuring the stack thickness and the processing for further processing the stack. Since the processing is performed on the basis of the thickness measured in the stack thickness measurement processing, the quality of the processing may be affected by the change in the thickness.
- the present disclosure describes a method of manufacturing a laminated iron core that can satisfactorily perform subsequent processing after obtaining the laminated body.
- a method for manufacturing a laminated core includes forming a temporary laminate by laminating a plurality of punched members, and obtaining a laminate by pressing the temporary laminate with a first load. And processing the laminate while pressing the laminate with a second load that is equal to or lower than the first load.
- FIG. 1 is a perspective view showing an example of a rotor laminated iron core.
- 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
- FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of a manufacturing apparatus for a rotor laminated core.
- FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining how a permanent magnet is attached to a magnet insertion hole of a rotor laminated iron core by a magnet attachment device.
- FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a method for producing a rotor laminated core.
- the rotor laminated core 1 is a part of a rotor (rotor).
- the rotor is configured by attaching an end face plate and a shaft (not shown) to the rotor laminated core 1.
- An electric motor (motor) is configured by combining the rotor with the stator (stator).
- the rotor laminated core 1 in this embodiment is used for an interior magnet type (IPM) motor.
- the rotor laminated core 1 includes a laminated body 10, a plurality of permanent magnets 12, and a plurality of solidified resins 14 as shown in FIG.
- the laminate 10 has a cylindrical shape as shown in FIG.
- a shaft hole 10a penetrating the stacked body 10 is provided at the center of the stacked body 10 so as to extend along the central axis Ax. That is, the shaft hole 10a extends in the stacking direction of the stacked body 10 (hereinafter simply referred to as “stacking direction”).
- the stacking direction is also the extending direction of the central axis Ax.
- the laminated body 10 rotates around the central axis Ax, so the central axis Ax is also a rotational axis.
- a shaft is inserted into the shaft hole 10a.
- the laminated body 10 is formed with a plurality of magnet insertion holes 16. As shown in FIG. 1, the magnet insertion holes 16 are arranged at predetermined intervals along the outer peripheral edge of the laminated body 10. As shown in FIG. 2, the magnet insertion hole 16 penetrates the stacked body 10 so as to extend along the central axis Ax. That is, the magnet insertion hole 16 extends in the stacking direction.
- the shape of the magnet insertion hole 16 is a long hole extending along the outer peripheral edge of the laminate 10 in the present embodiment.
- the number of magnet insertion holes 16 is six in this embodiment.
- the magnet insertion holes 16 are arranged on the same circumference when viewed from above. The position, shape, and number of the magnet insertion holes 16 may be changed according to the use of the motor, required performance, and the like.
- the laminated body 10 is configured by stacking a plurality of punching members W.
- the punching member W is a plate-like body in which a later-described electromagnetic steel plate ES is punched into a predetermined shape, and has a shape corresponding to the laminated body 10.
- the laminated body 10 may be configured by so-called inversion. “Rolling” refers to stacking a plurality of punching members W while relatively shifting the angle between the punching members W. Rolling is performed mainly for the purpose of offsetting the thickness deviation of the punching member W. You may set the angle of inversion to arbitrary magnitude
- the punching members W adjacent in the stacking direction may be fastened by a crimping portion 18 as shown in FIGS. 1 and 2. These punching members W may be fastened by various known methods in place of the caulking portion 18.
- the plurality of punching members W may be joined together using an adhesive or a resin material, or may be joined together by welding.
- provisional caulking may be provided on the punching member W, and the plurality of punching members W may be fastened via the temporary caulking to obtain the laminate 10, and then the temporary caulking may be removed from the laminate 10.
- the “temporary caulking” means caulking that is used to temporarily integrate a plurality of punching members W and is removed in the process of manufacturing a product (rotor laminated core 1).
- the permanent magnet 12 is inserted into each magnet insertion hole 16 one by one as shown in FIGS.
- the shape of the permanent magnet 12 is not particularly limited, but has a rectangular parallelepiped shape in the present embodiment.
- the type of the permanent magnet 12 may be determined according to the use of the motor, required performance, and the like.
- the permanent magnet 12 may be a sintered magnet or a bonded magnet.
- the solidified resin 14 is obtained by solidifying a molten resin material (molten resin) filled in the magnet insertion hole 16. The filling of the molten resin is performed, for example, after the permanent magnet 12 is inserted into the magnet insertion hole 16.
- the solidified resin 14 has a function of fixing the permanent magnet 12 in the magnet insertion hole 16 and a function of joining adjacent punching members W in the stacking direction (vertical direction).
- the resin material constituting the solidified resin 14 include a thermosetting resin and a thermoplastic resin.
- Specific examples of the thermosetting resin include a resin composition including an epoxy resin, a curing initiator, and an additive.
- the additive include a filler, a flame retardant, and a stress reducing agent.
- the manufacturing apparatus 100 is an apparatus for manufacturing the rotor lamination
- the manufacturing apparatus 100 includes an uncoiler 110, a delivery device 120, a punching device 130, a pressurizing device 200, a stack thickness measuring device 300, a magnet mounting device 400, and a controller Ctr (control unit).
- the uncoiler 110 holds the coil material 111 rotatably with the coil material 111 attached.
- the coil material 111 is obtained by winding a strip-shaped electromagnetic steel sheet ES in a coil shape.
- the feeding device 120 includes a pair of rollers 121 and 122 that sandwich the electromagnetic steel plate ES from above and below. The pair of rollers 121 and 122 rotate and stop based on an instruction signal from the controller Ctr, and intermittently sequentially feed the electromagnetic steel sheet ES toward the punching device 130.
- the punching device 130 operates based on an instruction signal from the controller Ctr.
- the punching device 130 sequentially stacks the punching member W obtained by the punching process and the function of forming the punching member W by sequentially punching the electromagnetic steel plates ES that are intermittently delivered by the delivery device 120. And a function of manufacturing the laminate 11.
- the temporary laminate 11 is a state in which a plurality of punching members W are stacked and fastened to each other by the crimping portion 18 as in the laminate 10, but the punching members W are in close contact with each other. In other words, it refers to a state in which a certain gap exists between the punching members W.
- the temporary laminate 11 When the temporary laminate 11 is discharged from the punching device 130, it is placed on a conveyor Cv provided so as to extend between the punching device 130 and the pressurizing device 200.
- the conveyor Cv operates based on an instruction signal from the controller Ctr, and sends the temporary laminate 11 to the pressure device 200.
- the temporary laminated body 11 may be conveyed by means other than the conveyor Cv.
- the temporary laminate 11 may be manually transported while being placed in a container.
- the pressurizing device 200 operates based on an instruction signal from the controller Ctr.
- the pressurizing apparatus 200 has a function of applying a predetermined load P1 (first load) to the temporary laminate 11 from the stacking direction.
- the load P1 applied to the temporary laminate 11 can vary depending on the size of the laminate 10, but may be, for example, about 0.1 to 50 tons, or 0.5 to 30 tons. Or about 1 to 10 tons.
- the load P1 is 0.1 ton or more, there is a tendency that springback hardly occurs.
- the formed laminate 10 may be deformed, but such a laminate when the load P ⁇ b> 1 is 50 tons or less. Ten deformation tends to be difficult to occur.
- the pressurizing device 200 includes a pair of clamping members 201 and 202 and an elevating mechanism 203.
- the pair of clamping members 201 and 202 are flat plates having a rectangular shape.
- the pair of clamping members 201 and 202 are positioned so as to be aligned in the vertical direction.
- a plurality of guide shafts (not shown) extending upward may be provided on the upper surface of the clamping member 201 located on the lower side. Each guide shaft is located at each corner of the clamping member 201.
- a through hole (not shown) through which a corresponding guide shaft can be inserted may be provided at each corner of the holding member 202 located on the upper side.
- the elevating mechanism 203 is connected to the clamping member 202.
- the elevating mechanism 203 operates based on an instruction signal from the controller Ctr, and reciprocates the clamping member 202 in the vertical direction. That is, the elevating mechanism 203 is configured such that the holding members 201 and 202 can be moved closer to and away from each other by moving the holding member 202 up and down along the guide shaft.
- the lifting mechanism 203 is not particularly limited as long as it moves the pinching member 202 up and down, and may be an actuator, an air cylinder, or the like, for example.
- the stacked thickness measuring device 300 operates based on an instruction signal from the controller Ctr.
- the stack thickness measuring apparatus 300 has a function of measuring the stack thickness of the stacked body 10 (height of the stacked body 10 in the stacking direction).
- the stack thickness measuring apparatus 300 measures the stack thickness of the stacked body 10 with a predetermined load P2 applied to the stacked body 10 from the stacking direction.
- the load P2 applied to the laminate 10 is set to be equal to or less than the load P1.
- the load P2 can be various sizes depending on the size of the laminated body 10.
- the thickness T of the laminated body 10 after pressing is 99.9% or more of the thickness T0 of the laminated body 10 before pressing.
- a size satisfying a thickness less than T0 (0.999T0 ⁇ T ⁇ T0).
- the thickness measuring apparatus 300 includes a pair of clamping members 301 and 302, an elevating mechanism 303, and a distance sensor 304.
- the pair of clamping members 301 and 302 are flat plates having a rectangular shape.
- the pair of clamping members 301 and 302 are positioned so as to be aligned in the up-down direction.
- a plurality of guide shafts (not shown) extending upward may be provided on the upper surface of the holding member 301 located on the lower side. Each guide shaft is located at each corner of the clamping member 301.
- a through hole (not shown) through which a corresponding guide shaft can be inserted may be provided at each corner of the holding member 302 located on the upper side.
- the elevating mechanism 303 is connected to the clamping member 302.
- the elevating mechanism 303 operates based on an instruction signal from the controller Ctr, and reciprocates the clamping member 302 in the vertical direction. That is, the elevating mechanism 303 is configured so that the holding members 301 and 302 can be moved closer to each other and moved apart by moving the holding member 302 up and down.
- the lifting mechanism 303 is not particularly limited as long as it moves the clamping member 302 up and down, and may be an actuator, an air cylinder, or the like, for example.
- the distance sensor 304 is provided on the clamping member 302 as shown in FIG. 3, for example.
- the distance sensor 304 is configured to measure a separation distance between the sandwiching member 301 and the sandwiching member 302 in a state where the sandwiching members 301 and 302 sandwich the stacked body 10. That is, the distance sensor 304 indirectly measures the stack thickness of the stacked body 10. Data on the thickness of the stacked body 10 measured by the distance sensor 304 is transmitted to the controller Ctr.
- the laminated body 10 in which the stack thickness is measured may be transported by a conveyor between the stack thickness measuring apparatus 300 and the magnet mounting apparatus 400, or may be transported manually while being placed on a container. .
- the magnet mounting device 400 operates based on an instruction signal from the controller Ctr.
- the magnet attachment device 400 has a function of inserting the permanent magnets 12 into the respective magnet insertion holes 16 and a function of filling molten resin into the magnet insertion holes 16 through which the permanent magnets 12 are inserted.
- the magnet attachment device 400 includes a lower die 410, an upper die 420, and a plurality of plungers 430.
- the lower mold 410 includes a base member 411 and an insertion post 412 provided on the base member 411.
- the base member 411 is a plate-like member having a rectangular shape.
- the base member 411 is configured so that the stacked body 10 can be placed thereon.
- the insertion post 412 is located substantially at the center of the base member 411 and protrudes upward from the upper surface of the base member 411.
- the insertion post 412 has a cylindrical shape and has an outer shape corresponding to the axial hole 10 a of the stacked body 10.
- the upper mold 420 is configured to be able to hold the stacked body 10 together with the lower mold 410 in the stacking direction (the height direction of the stacked body 10).
- a predetermined load P3 (second load) is applied to the stacked body 10 from the stacking direction.
- the load P3 applied to the laminate 10 is set to be equal to or less than the load P1.
- the load P3 can have various sizes depending on the size of the laminate 10, but may be, for example, about 0.1 to 10 tons.
- the upper mold 420 includes a base member 421 and a built-in heat source 422.
- the base member 421 is a plate-like member having a rectangular shape.
- the base member 421 is provided with one through hole 421a and a plurality of accommodation holes 421b.
- the through hole 421a is located at a substantially central portion of the base member 421.
- the through-hole 421a has a shape (substantially circular) corresponding to the insertion post 412 and the insertion post 412 can be inserted therethrough.
- the plurality of accommodation holes 421b penetrate the base member 421 and are arranged at predetermined intervals along the periphery of the through-hole 421a.
- Each accommodation hole 421b is located at a location corresponding to each of the magnet insertion holes 16 of the laminate 10 when the lower die 410 and the upper die 420 sandwich the laminate 10.
- Each accommodation hole 421b has a cylindrical shape and has a function of accommodating at least one resin pellet P.
- the built-in heat source 422 is, for example, a heater built in the base member 421.
- the built-in heat source 422 operates, the base member 421 is heated, the laminate 10 in contact with the base member 421 is heated, and the resin pellets P accommodated in the respective accommodation holes 421b are heated. Thereby, the resin pellet P melts and changes to a molten resin.
- the plurality of plungers 430 are positioned above the upper mold 420. Each plunger 430 is configured such that it can be inserted into and removed from the corresponding accommodation hole 421b by a drive source (not shown).
- the controller Ctr is, for example, based on a program recorded on a recording medium (not shown) or an operation input from an operator, and the like, a feeding device 120, a punching device 130, a pressurizing device 200, a stack thickness measuring device 300, and Instruction signals for operating the magnet mounting devices 400 are generated, and the instruction signals are transmitted to these devices.
- the controller Ctr has a function of determining whether or not the data on the thickness measured by the thickness measuring apparatus 300 is within the standard.
- the laminated body 10 having a stacking thickness within the standard is determined to be a non-defective product by the controller Ctr, and is conveyed to the magnet mounting device 400.
- the laminated body 10 having a non-standard thickness is determined as a defective product by the controller Ctr and is excluded from the production line.
- the temporary laminate 11 is conveyed to the pressure device 200 and the temporary laminate 11 is placed on the clamping member 201.
- the controller Ctr instructs the lifting mechanism 203 to lower the clamping member 202.
- the temporary laminated body 11 is clamped by the clamping members 201 and 202, and the temporary laminated body 11 is pressurized with the load P1.
- the gap between the punching members W is reduced, and the laminate 10 is formed (see step S12 in FIG. 5).
- the laminate 10 is transported to the stack thickness measuring device 300 and the laminate 10 is placed on the clamping member 301.
- the controller Ctr instructs the lifting mechanism 303 to lower the clamping member 302.
- the laminated body 10 is clamped by the clamping members 301 and 302, and the laminated body 10 is pressurized with the load P2.
- the controller Ctr instructs the distance sensor 304 to measure the separation distance between the clamping members 301 and 302.
- the distance sensor 304 transmits the measured data to the controller Ctr as data on the thickness of the stacked body 10.
- the stack thickness of the laminated body 10 is measured (refer step S13 of FIG. 5).
- the thickness T0 of the laminate 10 before being pressed with the load P2 can be measured by various known methods. For example, using a distance sensor using an ultrasonic wave, a scale, or the like, It can be measured.
- the controller Ctr determines whether or not the thickness data transmitted from the distance sensor 304 is within a predetermined standard (see step S14 in FIG. 5). If the controller Ctr determines that the stack thickness of the laminated body 10 is outside the predetermined standard (NO in step S14 in FIG. 5), the laminated body 10 is likely to be defective, and thus the laminated body 10 is manufactured. Excluded from the line (see step S15 in FIG. 5). When the stack thickness of the laminate 10 is larger than a predetermined reference, at least one punching member W is removed from the stack 10 so that the stack thickness of the stack 10 is within the predetermined reference. You may return to the production line.
- the controller Ctr determines that the stack thickness of the stacked body 10 is within a predetermined standard (YES in step S14 in FIG. 5)
- the stacked body 10 is conveyed to the magnet mounting device 400 and is shown in FIG.
- the laminate 10 is placed on the lower mold 410 of the magnet attachment device 400.
- the permanent magnet 12 is inserted into each magnet insertion hole 16. Insertion of the permanent magnet 12 into each magnet insertion hole 16 may be performed manually or by a robot hand (not shown) included in the magnet mounting device 400 based on an instruction signal from the controller Ctr. May be.
- the upper mold 420 is placed on the laminate 10. Thereafter, the stacked body 10 is sandwiched between the lower mold 410 and the upper mold 420 from the stacking direction, and is pressurized with a load P3. Next, the resin pellet P is put into each accommodation hole 421b. When the resin pellet P is melted by the built-in heat source 422 of the upper mold 420, the molten resin is injected into each magnet insertion hole 16 by the plunger 430. At this time, the laminate 10 is heated to, for example, about 150 ° C. to 180 ° C. by the built-in heat source 422. Thereafter, when the molten resin is solidified, a solidified resin 14 is formed in the magnet insertion hole 16. Thus, the permanent magnet 12 is attached to the laminate 10 together with the solidified resin 14 (see step S16 in FIG. 5). When the lower mold 410 and the upper mold 420 are removed from the laminated body 10, the rotor laminated core 1 is completed.
- the load P1 to which the temporary laminate 11 is pressed is set to be equal to or higher than the load P3 at the time of molding the laminate 10 (for example, injection of molten resin into the magnet insertion hole 16). ing. For this reason, the temporary laminate 11 is sufficiently pressurized, so that spring back is suppressed when the laminate 10 is molded.
- the load P1 at the time of pressurization of the temporary laminate 11 is set to be equal to or greater than the load P3 at the time of molding of the laminate 10, the stack thickness of the laminate 10 changes before and after the molding of the laminate 10. It becomes difficult to do. Therefore, it is possible to satisfactorily perform the mold processing subsequent to the pressurizing process.
- the gap between the plurality of punching members W is reduced to some extent.
- the plurality of punching members W are joined together by the solidified resin 14.
- damage such as cracks
- the solidified resin 14 is hardly damaged.
- the stack thickness of the laminate 10 is measured. Therefore, it becomes possible to measure the stack thickness of the laminated body 10 more accurately. Further, in this case, since the stack thickness of the stacked body 10 is measured before the processing of the stacked body 10, it can be determined before the processing whether the stacked thickness of the stacked body 10 satisfies the standard. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of defective products after processing and waste of materials and processing costs.
- the stack thickness of the stacked body 10 is measured after the stacked body 10 is formed and before the mold processing is performed on the stacked body 10. It may be performed at any time after the formation of 10.
- the thickness of the laminated body 10 may be measured after the mold processing on the laminated body 10.
- the stack thickness of the stacked body 10 is measured (first stacked thickness measurement), and then the stacked body 10 is molded, and then the stacked body 10 is The stack thickness may be measured (second stack thickness measurement).
- the stack thickness of the laminate 10 is measured after the temporary laminate 11 is pressurized with the load P1 and the stack thickness of the laminate 10 is difficult to change. Can be measured more accurately.
- mold processing is performed on the stacked body 10, but other processing may be performed on the stacked body 10.
- welding may be performed on the peripheral surface of the laminated body 10, and an identification code may be formed on the surface of the laminated body 10 (engraving process).
- a plurality of punched members W are joined by welding beads. If the pressure treatment of the temporary laminate 11 is not performed, when the welding process is performed while applying pressure with the load P3, the plurality of punching members W are in a state where the gaps between the plurality of punching members W are reduced to some extent. Are joined by a weld bead. However, since the plurality of punched members W try to expand in the stacking direction due to the spring back, damage (cracks, etc.) may occur in the weld bead. However, since the stack thickness of the laminated body 10 of the present disclosure hardly changes before and after the processing of the laminated body 10, damage to the weld bead is less likely to occur.
- an identification code is formed by irradiating the surface (for example, an upper end surface, a lower end surface, etc.) of the laminate 10 with a laser beam. If the temporary laminate 11 is not subjected to pressure treatment, the thickness of the laminate 10 is not stable when the laminate is irradiated with a laser beam so as to form an identification code on the surface of the laminate 10. And the distance between the laminate 10 may fluctuate. Therefore, the quality of the identification code may vary. However, since the stack thickness of the laminate 10 according to the present disclosure hardly changes before and after the processing of the laminate 10, the quality of the identification code formed on the surface of the laminate 10 can be maintained well. It should be noted that the laminate 10 is preferably pressed with a predetermined load (for example, a load P3) during the stamping process of the laminate 10.
- a predetermined load for example, a load P3
- the identification code has a function of holding individual information for identifying an individual (for example, product type, production date, material used, production line, etc.) of the rotor laminated core 1 having the identification code.
- the identification code is not particularly limited as long as the individual information can be held by a combination of a bright pattern and a dark pattern.
- the identification code may be a barcode or a two-dimensional code.
- the two-dimensional code for example, a QR code (registered trademark), DataMatrix, Vericode, or the like may be used.
- the identification code may be configured by combining other various colors in addition to white and black as long as the contrast can be increased.
- the identification code may be a hierarchical two-dimensional code (a two-dimensional shape code formed by multilayering color information).
- the hierarchical two-dimensional code may be, for example, a PM code (registered trademark).
- One set of magnets in which two or more permanent magnets 12 are combined may be inserted into one magnet insertion hole 16, respectively.
- a plurality of permanent magnets 12 may be arranged in the longitudinal direction of the magnet insertion hole 16 in one magnet insertion hole 16.
- a plurality of permanent magnets 12 may be arranged in the extending direction of the magnet insertion hole 16.
- a plurality of permanent magnets 12 may be arranged in the longitudinal direction and a plurality of permanent magnets 12 may be arranged in the extending direction.
- the resin pellet P accommodated in the accommodation hole 421b of the upper mold 420 is melted by the built-in heat source 422, and is melted in the magnet insertion hole 16 in which the permanent magnet 12 is inserted.
- resin molten resin
- the permanent magnet 12 may be held in the magnet insertion hole 16 by various other methods.
- the magnet insertion hole 16 may be filled with resin by heating the laminated body 10 in a state where the permanent magnet 12 and the resin pellet P are put into the magnet insertion hole 16 and melting the resin pellet P. .
- the magnet insertion hole 16 may be filled with resin.
- the rotor laminated core 1 has been described.
- the present invention may be applied to a stator laminated iron core.
- a split-type stator laminated core formed by combining a plurality of core pieces may be used, or a non-split-type stator laminated core may be used.
- Example 1 In the method of manufacturing a laminated core (1) according to an example of the present disclosure, a plurality of punched members (W) are laminated to form a temporary laminate (11), and a first load (P1) The temporary laminate (11) is pressurized to obtain the laminate (10), and the laminate (10) is pressurized with the second load (P3) equal to or lower than the first load (P1). ).
- the first load (P1) to which the temporary laminate (11) is pressed is equal to or greater than the second load (P3) when the laminate (10) is processed. Therefore, since the temporary laminate (11) is sufficiently pressurized, spring back is suppressed when the laminate (10) is processed.
- Patent Document 1 neither describes nor suggests a load during processing of the laminated body. Therefore, even if it contacts the patent document 1, those skilled in the art will come to the relationship between the load (P1) at the time of pressurization of a temporary laminated body (11), and the load (P3) at the time of a process of a laminated body (10). Not reached.
- processing the laminate (10) includes molding the laminate (10), welding the laminate (10), or laminate (10). Irradiating a laser beam on the surface of the laminate (10) to form an identification code. If the pressure treatment of the temporary laminate (11) is not performed, a state in which the gaps between the plurality of punching members (W) are reduced to some extent when molding or welding is performed while applying pressure with the second load (P3). A plurality of punching members (W) are joined together by a resin or a weld bead. However, since the plurality of punching members (W) try to expand in the stacking direction due to the spring back, damage (cracks or the like) may occur in the resin or the weld bead.
- Example 2 since the stack thickness of the laminate (10) is difficult to change before and after the processing of the laminate (10), the resin or the weld bead is hardly damaged.
- the temporary laminate (11) is not subjected to pressure treatment, the laminate (10) is irradiated with a laser beam to irradiate the laminate (10) to form an identification code on the surface of the laminate (10).
- the distance between the laser light source and the laminate (10) may vary. Therefore, the quality of the identification code may vary.
- the stack thickness of the laminate (10) hardly changes before and after the processing of the laminate (10), so that the quality of the identification code formed on the surface of the laminate (10) is improved. Can be maintained.
- Example 3 The method of Example 1 or 2 may further include measuring the stack thickness of the laminate (10) after obtaining the laminate (10). In this case, after the temporary laminate (11) is pressurized with the first load (P1) and the stack thickness of the laminate (10) becomes difficult to change, the stack thickness of the laminate (10) is measured. The Therefore, it becomes possible to measure the stack thickness of the laminate (10) more accurately.
- the method of Example 1 or 2 may further comprise measuring the stack thickness of the laminate (10) after obtaining the laminate (10) and before processing the laminate (10). .
- the stack thickness of the laminate (10) is measured. The Therefore, it becomes possible to measure the stack thickness of the laminate (10) more accurately.
- the stack thickness of the laminate (10) is measured before the processing of the laminate (10)
- whether or not the stack thickness of the laminate (10) satisfies the standard is determined. Can be determined before. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of defective products after processing and waste of materials and processing costs.
- the first load (P1) may be 0.1 ton or more.
- springback tends to be difficult to occur.
- the first load (P1) may be 50 tons or less.
- the laminate (10) may be deformed, but when the first load (P1) is 50 tons or less, There exists a tendency for such a deformation
- SYMBOLS 1 Rotor laminated iron core (laminated iron core), 10 ... Laminated body, 11 ... Temporary laminated body, 100 ... Manufacturing apparatus of rotor laminated iron core, 130 ... Punching device, 200 ... Pressurizing device, 300 ... Thickness measuring device , 400 ... magnet mounting device, P1 ... load (first load), P3 ... load (second load), W ... punching member.
Landscapes
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Abstract
本開示の課題は、積層体を得た後に続く加工処理を良好に実施することが可能な積層鉄心の製造方法を提供することにある。 積層鉄心(1)の製造方法は、複数の打抜部材(W)を積層して仮積層体(11)を形成することと、第1の荷重(P1)で仮積層体(11)を加圧して積層体(10)を得ることと、第1の荷重(P1)以下の第2の荷重(P3)で積層体(10)を加圧しつつ積層体(10)を加工することとを含む。
Description
本開示は、積層鉄心の製造方法に関する。
回転子積層鉄心は、通常、金属板(例えば、電磁鋼板)を所定形状に打ち抜いて得られる複数の打抜部材を積層することにより得られる。一般に、金属板(例えば、電磁鋼板)の厚さは、完全に均一ではなく、僅かな違いが生じている。そのため、金属板から打抜部材を所定形状で打ち抜いて1枚ずつ積層し、回転子積層鉄心を得た場合、回転子積層鉄心の積厚(積層方向における回転子積層鉄心の高さ)にばらつきが生ずることがある。回転子積層鉄心ごとに積厚のばらつきが存在すると、当該回転子積層鉄心を用いてモータを構成した場合、モータのトルクにばらつき等が生じ、モータ性能に影響を及ぼすことがある。
そこで、特許文献1に開示される回転子積層鉄心の製造方法は、金属板から打ち抜かれた打抜部材を1枚ずつ積層することにより仮積層体を得ることと、仮積層体を加圧して積層体を得ることと、積層体の積厚を測定することとを含む。仮積層体が加圧されることにより、打抜部材同士の間にある隙間が低減される。そのため、積厚測定時において積層体の積厚が安定する。従って、より正確な積厚が得られるので、積厚測定後に打抜部材の積層枚数を調節(増減)することにより、回転子積層鉄心ごとの積厚のばらつきが抑制される。
ところで、仮積層体から荷重を除荷すると、積層体を構成する打抜部材が積層方向において拡がろうとする現象(「スプリングバック」とも呼ばれる)が生ずることがある。この場合、積層体の積厚を測定する積厚測定処理の後から、積層体をさらに加工する加工処理までの間に、積層体の積厚が変化してしまいうる。加工処理は、積厚測定処理において測定された積厚を基準に実施されるので、積厚の変化によって加工処理の良否に影響が生ずる可能性がある。
そこで、本開示は、積層体を得た後に続く加工処理を良好に実施することが可能な積層鉄心の製造方法を説明する。
本開示の一つの観点に係る積層鉄心の製造方法は、複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成することと、第1の荷重で仮積層体を加圧して積層体を得ることと、第1の荷重以下の第2の荷重で積層体を加圧しつつ積層体を加工することとを含む。
本開示に係る積層鉄心の製造方法によれば、積層体を得た後に続く加工処理を良好に実施することが可能となる。
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
[回転子積層鉄心の構成]
まず、図1及び図2を参照して、回転子積層鉄心1(積層鉄心)の構成について説明する。回転子積層鉄心1は、回転子(ロータ)の一部である。回転子は、図示しない端面板及びシャフトが回転子積層鉄心1に取り付けられることにより構成される。回転子が固定子(ステータ)と組み合わせられることにより、電動機(モータ)が構成される。本実施形態における回転子積層鉄心1は、埋込磁石型(IPM)モータに用いられる。
まず、図1及び図2を参照して、回転子積層鉄心1(積層鉄心)の構成について説明する。回転子積層鉄心1は、回転子(ロータ)の一部である。回転子は、図示しない端面板及びシャフトが回転子積層鉄心1に取り付けられることにより構成される。回転子が固定子(ステータ)と組み合わせられることにより、電動機(モータ)が構成される。本実施形態における回転子積層鉄心1は、埋込磁石型(IPM)モータに用いられる。
回転子積層鉄心1は、図1に示されるように、積層体10と、複数の永久磁石12と、複数の固化樹脂14とを備える。
積層体10は、図1に示されるように、円筒状を呈している。積層体10の中央部には、中心軸Axに沿って延びるように積層体10を貫通する軸孔10aが設けられている。すなわち、軸孔10aは、積層体10の積層方向(以下、単に「積層方向」という。)に延びている。積層方向は、中心軸Axの延在方向でもある。本実施形態において積層体10は中心軸Ax周りに回転するので、中心軸Axは回転軸でもある。軸孔10a内には、シャフトが挿通される。
積層体10には、複数の磁石挿入孔16が形成されている。磁石挿入孔16は、図1に示されるように、積層体10の外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。磁石挿入孔16は、図2に示されるように、中心軸Axに沿って延びるように積層体10を貫通している。すなわち、磁石挿入孔16は積層方向に延びている。
磁石挿入孔16の形状は、本実施形態では、積層体10の外周縁に沿って延びる長孔である。磁石挿入孔16の数は、本実施形態では6個である。各磁石挿入孔16は、上方から見て同一円周上に並んでいる。磁石挿入孔16の位置、形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。
積層体10は、複数の打抜部材Wが積み重ねられて構成されている。打抜部材Wは、後述する電磁鋼板ESが所定形状に打ち抜かれた板状体であり、積層体10に対応する形状を呈している。積層体10は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。「転積」とは、打抜部材W同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の打抜部材Wを積層することをいう。転積は、主に打抜部材Wの板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。
積層方向において隣り合う打抜部材W同士は、図1及び図2に示されるように、カシメ部18によって締結されていてもよい。これらの打抜部材W同士は、カシメ部18に代えて、種々の公知の方法にて締結されてもよい。例えば、複数の打抜部材W同士は、接着剤又は樹脂材料を用いて互いに接合されてもよいし、溶接によって互いに接合されてもよい。あるいは、打抜部材Wに仮カシメを設け、仮カシメを介して複数の打抜部材W同士を締結して積層体10を得た後、仮カシメを当該積層体10から除去してもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の打抜部材Wを一時的に一体化させるのに使用され且つ製品(回転子積層鉄心1)を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。
永久磁石12は、図1及び図2に示されるように、各磁石挿入孔16内に一つずつ挿入されている。永久磁石12の形状は、特に限定されないが、本実施形態では直方体形状を呈している。永久磁石12の種類は、モータの用途、要求される性能などに応じて決定すればよく、例えば、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。
固化樹脂14は、磁石挿入孔16内に充填された溶融状態の樹脂材料(溶融樹脂)が固化したものである。溶融樹脂の充填は、例えば、磁石挿入孔16内に永久磁石12が挿入された後に行われる。固化樹脂14は、永久磁石12を磁石挿入孔16内に固定する機能と、積層方向(上下方向)で隣り合う打抜部材W同士を接合する機能とを有する。固化樹脂14を構成する樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂と、硬化開始剤と、添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。添加剤としては、フィラー、難燃剤、応力低下剤などが挙げられる。
[回転子積層鉄心の製造装置]
続いて、図3及び図4を参照して、回転子積層鉄心1の製造装置100について説明する。
続いて、図3及び図4を参照して、回転子積層鉄心1の製造装置100について説明する。
製造装置100は、帯状の金属板である電磁鋼板ES(被加工板)から回転子積層鉄心1を製造するための装置である。製造装置100は、アンコイラー110と、送出装置120と、打抜装置130と、加圧装置200と、積厚測定装置300と、磁石取付装置400と、コントローラCtr(制御部)とを備える。
アンコイラー110は、コイル材111が装着された状態で、コイル材111を回転自在に保持する。コイル材111は、帯状の電磁鋼板ESがコイル状に巻回されたものである。送出装置120は、電磁鋼板ESを上下から挟み込む一対のローラ121,122を有する。一対のローラ121,122は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて回転及び停止し、電磁鋼板ESを打抜装置130に向けて間欠的に順次送り出す。
打抜装置130は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作する。打抜装置130は、送出装置120によって間欠的に送り出される電磁鋼板ESを順次打ち抜き加工して打抜部材Wを形成する機能と、打ち抜き加工によって得られた打抜部材Wを順次積層して仮積層体11を製造する機能とを有する。本明細書において、仮積層体11とは、積層体10と同様に複数の打抜部材Wが積層され且つカシメ部18により互いに締結された状態ではあるが、打抜部材W同士が密着しておらず、打抜部材W同士の間にある程度の隙間が存在している状態のものをいう。
仮積層体11は、打抜装置130から排出されると、打抜装置130と加圧装置200との間を延びるように設けられたコンベアCvに載置される。コンベアCvは、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作し、仮積層体11を加圧装置200に送り出す。なお、打抜装置130と加圧装置200との間において、仮積層体11はコンベアCv以外によって搬送されてもよい。例えば、仮積層体11は、コンテナに載置された状態で、人手によって搬送されてもよい。
加圧装置200は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作する。加圧装置200は、積層方向から所定の荷重P1(第1の荷重)を仮積層体11に付与する機能を有する。仮積層体11に付与される荷重P1は、積層体10のサイズによって種々の大きさとなりうるが、例えば、0.1トン~50トン程度であってもよいし、0.5トン~30トン程度であってもよいし、1トン~10トン程度であってもよい。荷重P1が0.1トン以上であると、スプリングバックが生じ難くなる傾向にある。一方、仮積層体11に必要以上の大きな荷重が付与されると、形成された積層体10が変形してしまうことがありうるが、荷重P1が50トン以下であると、そのような積層体10の変形が生じ難くなる傾向にある。
加圧装置200は、一対の挟持部材201,202と、昇降機構203とを含む。一対の挟持部材201,202は、矩形状を呈する平板である。一対の挟持部材201,202は、上下方向に並ぶように位置している。下側に位置する挟持部材201の上面には、上方に向けて延びる複数の案内シャフト(図示せず)が設けられていてもよい。各案内シャフトは、挟持部材201の各角部にそれぞれ位置している。上側に位置する挟持部材202の各角部には、対応する案内シャフトが挿通可能な貫通孔(図示せず)が設けられていてもよい。
昇降機構203は、挟持部材202に接続されている。昇降機構203は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作し、挟持部材202を上下方向において往復動させる。すなわち、昇降機構203は、案内シャフトに沿って挟持部材202を上下動させることにより、挟持部材201,202を互いに接近させること及び離間させることが可能なように構成されている。なお、昇降機構203は、挟持部材202を上下動させるのであれば、特に限定されるものではなく、例えば、アクチュエータ、エアシリンダ等であってもよい。
積厚測定装置300は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作する。積厚測定装置300は、積層体10の積厚(積層方向における積層体10の高さ)を測定する機能を有する。積厚測定装置300は、積層方向から所定の荷重P2を積層体10に付与した状態で積層体10の積厚を測定する。
積層体10に付与される荷重P2は、荷重P1以下に設定されている。荷重P2は、積層体10のサイズによって種々の大きさとなりうるが、例えば、加圧後の積層体10の厚さTが、加圧前の積層体10の厚さT0の99.9%以上で且つ厚さT0未満(0.999T0≦T<T0)を満たす大きさであってもよい。
積厚測定装置300は、一対の挟持部材301,302と、昇降機構303と、距離センサ304とを含む。一対の挟持部材301,302は、矩形状を呈する平板である。一対の挟持部材301,302は、上下方向に並ぶように位置している。下側に位置する挟持部材301の上面には、上方に向けて延びる複数の案内シャフト(図示せず)が設けられていてもよい。各案内シャフトは、挟持部材301の各角部にそれぞれ位置している。上側に位置する挟持部材302の各角部には、対応する案内シャフトが挿通可能な貫通孔(図示せず)が設けられていてもよい。
昇降機構303は、挟持部材302に接続されている。昇降機構303は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作し、挟持部材302を上下方向において往復動させる。すなわち、昇降機構303は、挟持部材302を上下動させることにより、挟持部材301,302を互いに接近させること及び離間させることが可能なように構成されている。なお、昇降機構303は、挟持部材302を上下動させるのであれば、特に限定されるものではなく、例えば、アクチュエータ、エアシリンダ等であってもよい。
距離センサ304は、例えば、図3に示されるように挟持部材302に設けられている。距離センサ304は、挟持部材301,302が積層体10を挟持した状態で、挟持部材301と挟持部材302との離間距離を測定するように構成されている。すなわち、距離センサ304は、積層体10の積厚を間接的に測定する。距離センサ304によって測定された積層体10の積厚のデータは、コントローラCtrに送信される。積厚が測定された積層体10は、積厚測定装置300と磁石取付装置400との間において、コンベアによって搬送されてもよいし、コンテナに載置された状態で人手によって搬送されてもよい。
磁石取付装置400は、コントローラCtrからの指示信号に基づいて動作する。磁石取付装置400は、各磁石挿入孔16に永久磁石12を挿通する機能と、永久磁石12が挿通された磁石挿入孔16内に溶融樹脂を充填する機能とを有する。磁石取付装置400は、図4に詳しく示されるように、下型410と、上型420と、複数のプランジャ430とを含む。
下型410は、ベース部材411と、ベース部材411に設けられた挿通ポスト412とを含む。ベース部材411は、矩形状を呈する板状部材である。ベース部材411は、積層体10を載置可能に構成されている。挿通ポスト412は、ベース部材411の略中央部に位置しており、ベース部材411の上面から上方に向けて突出している。挿通ポスト412は、円柱形状を呈しており、積層体10の軸孔10aに対応する外形を有する。
上型420は、下型410と共に積層体10を積層方向(積層体10の高さ方向)において挟持可能に構成されている。上型420が下型410と共に積層体10を挟持する際、積層体10には積層方向から所定の荷重P3(第2の荷重)が付与される。積層体10に付与される荷重P3は、荷重P1以下に設定されている。荷重P3は、積層体10のサイズによって種々の大きさとなりうるが、例えば、0.1トン~10トン程度であってもよい。
上型420は、ベース部材421と、内蔵熱源422とを含む。ベース部材421は、矩形状を呈する板状部材である。ベース部材421には、一つの貫通孔421aと、複数の収容孔421bとが設けられている。貫通孔421aは、ベース部材421の略中央部に位置している。貫通孔421aは、挿通ポスト412に対応する形状(略円形状)を呈しており、挿通ポスト412が挿通可能である。
複数の収容孔421bは、ベース部材421を貫通しており、貫通孔421aの周囲に沿って所定間隔で並んでいる。各収容孔421bは、下型410及び上型420が積層体10を挟持した際に、積層体10の磁石挿入孔16にそれぞれ対応する箇所に位置している。各収容孔421bは、円柱形状を呈しており、少なくとも一つの樹脂ペレットPを収容する機能を有する。
内蔵熱源422は、例えば、ベース部材421に内蔵されたヒータである。内蔵熱源422が動作すると、ベース部材421が加熱され、ベース部材421に接触している積層体10が加熱されると共に、各収容孔421bに収容された樹脂ペレットPが加熱される。これにより、樹脂ペレットPが溶融して溶融樹脂に変化する。
複数のプランジャ430は、上型420の上方に位置している。各プランジャ430は、図示しない駆動源によって、対応する収容孔421bに対して挿抜可能となるように構成されている。
コントローラCtrは、例えば、記録媒体(図示せず)に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、送出装置120、打抜装置130、加圧装置200、積厚測定装置300及び磁石取付装置400をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、これらの装置に当該指示信号をそれぞれ送信する。
コントローラCtrは、積厚測定装置300によって測定された積厚のデータが基準内であるか否かを判断する機能を有する。積厚が基準内にある積層体10は、コントローラCtrにおいて良品と判断され、磁石取付装置400に搬送される。一方、積厚が基準外にある積層体10は、コントローラCtrにおいて不良品と判断され、製造ラインから除外される。
[回転子積層鉄心の製造方法]
続いて、図3~図5を参照して、回転子積層鉄心1の製造方法について説明する。まず、打抜装置130により電磁鋼板ESを順次打ち抜きつつ、得られた打抜部材Wを積層して、仮積層体11を形成する(図5のステップS11参照)。
続いて、図3~図5を参照して、回転子積層鉄心1の製造方法について説明する。まず、打抜装置130により電磁鋼板ESを順次打ち抜きつつ、得られた打抜部材Wを積層して、仮積層体11を形成する(図5のステップS11参照)。
次に、仮積層体11を加圧装置200に搬送して、挟持部材201上に仮積層体11を載置する。次に、コントローラCtrが昇降機構203に指示して、挟持部材202を降下させる。これにより、仮積層体11が挟持部材201,202に挟持され、仮積層体11が荷重P1にて加圧される。その結果、打抜部材W同士の間の隙間が減じられて、積層体10が形成される(図5のステップS12参照)。
次に、積層体10を積厚測定装置300に搬送して、挟持部材301上に積層体10を載置する。次に、コントローラCtrが昇降機構303に指示して、挟持部材302を降下させる。これにより、積層体10が挟持部材301,302に挟持され、積層体10が荷重P2にて加圧される。この状態で、コントローラCtrが距離センサ304に指示して、挟持部材301,302間の離間距離を測定する。距離センサ304は、測定したデータを積層体10の積厚のデータとしてコントローラCtrに送信する。これにより、積層体10の積厚が測定される(図5のステップS13参照)。なお、荷重P2で加圧される前の積層体10の厚さT0は、種々の公知の方法によって測定することができ、例えば、超音波等を用いた距離センサや、スケール等を用いて、測定可能である。
次に、コントローラCtrは、距離センサ304から送信された積厚のデータが、所定の基準内であるか否かを判断する(図5のステップS14参照)。積層体10の積厚が所定の基準外であるとコントローラCtrが判断すると(図5のステップS14でNO)、当該積層体10が不良品である可能性が高いので、当該積層体10を製造ラインから除外する(図5のステップS15参照)。なお、積層体10の積厚が所定の基準よりも大きい場合には、当該積層体10の積厚が所定の基準内となるよう少なくとも1枚の打抜部材Wを当該積層体10から取り外して、製造ラインに戻してもよい。
一方、積層体10の積厚が所定の基準内であるとコントローラCtrが判断すると(図5のステップS14でYES)、当該積層体10を磁石取付装置400に搬送して、図4に示されるように、磁石取付装置400の下型410に積層体10を載置する。次に、各磁石挿入孔16内に永久磁石12を挿入する。各磁石挿入孔16内への永久磁石12の挿入は、人手で行われてもよいし、コントローラCtrの指示信号に基づいて、磁石取付装置400が備えるロボットハンド(図示せず)等により行われてもよい。
次に、上型420を積層体10上に載置する。その後、積層体10は、下型410及び上型420により積層方向から挟持され、荷重P3にて加圧される。次に、各収容孔421bに樹脂ペレットPを投入する。上型420の内蔵熱源422により樹脂ペレットPが溶融状態となると、溶融樹脂をプランジャ430によって各磁石挿入孔16内に注入する。このとき、積層体10は、内蔵熱源422により、例えば150℃~180℃程度に加熱される。その後、溶融樹脂が固化すると、磁石挿入孔16内に固化樹脂14が形成される。こうして、積層体10に永久磁石12が固化樹脂14と共に取り付けられる(図5のステップS16参照)。下型410及び上型420が積層体10から取り外されると、回転子積層鉄心1が完成する。
[作用]
以上のような本実施形態では、仮積層体11が加圧される荷重P1は、積層体10のモールド加工(例えば、溶融樹脂の磁石挿入孔16への注入)時における荷重P3以上に設定されている。そのため、仮積層体11が十分に加圧されるので、積層体10のモールド加工時においてスプリングバックが抑制される。換言すれば、仮積層体11の加圧時の荷重P1を積層体10のモールド加工時の荷重P3以上とすることで、積層体10の積厚が、積層体10のモールド加工の前後で変化し難くなる。従って、加圧処理の後続のモールド加工処理を良好に実施することが可能となる。
以上のような本実施形態では、仮積層体11が加圧される荷重P1は、積層体10のモールド加工(例えば、溶融樹脂の磁石挿入孔16への注入)時における荷重P3以上に設定されている。そのため、仮積層体11が十分に加圧されるので、積層体10のモールド加工時においてスプリングバックが抑制される。換言すれば、仮積層体11の加圧時の荷重P1を積層体10のモールド加工時の荷重P3以上とすることで、積層体10の積厚が、積層体10のモールド加工の前後で変化し難くなる。従って、加圧処理の後続のモールド加工処理を良好に実施することが可能となる。
仮に、仮積層体11に対して、荷重P1を付与する加圧処理がされずに、荷重P3で加圧しつつモールド加工が実施されると、複数の打抜部材W同士の隙間がある程度縮まった状態で複数の打抜部材W同士が固化樹脂14によって接合される。ところが、スプリングバックにより複数の打抜部材Wが積層方向において拡がろうとするので、固化樹脂14に損傷(クラック等)が生じうる。しかしながら、本実施形態では、積層体10の積厚が積層体10の加工の前後で変化し難いので、固化樹脂14の損傷が生じ難くなる。
本実施形態では、荷重P1で仮積層体11が加圧されて、積層体10の積厚が変化し難くなった後に、積層体10の積厚が測定される。そのため、積層体10の積厚をより正確に測定することが可能となる。またこの場合、積層体10の加工処理の前に積層体10の積厚が測定されるので、積層体10の積厚が基準を満たしているか否かを、加工処理の前に判定しうる。そのため、加工処理を経た後に不良品が発生して、材料と加工処理のコストとが無駄になってしまうことを抑制することが可能となる。
[変形例]
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。
(1)上記の実施形態では、積層体10の形成後で且つ積層体10に対するモールド加工前に積層体10の積厚を測定していたが、積層体10の積厚測定処理は、積層体10の形成後の任意の時点で行われてもよい。例えば、積層体10に対するモールド加工後に、積層体10の積厚が測定されてもよい。また、例えば、積層体10の形成後に積層体10の積厚が測定され(第1回目の積厚測定)、続いて積層体10に対してモールド加工が行われ、さらに続いて積層体10の積厚が測定されてもよい(第2回目の積厚測定)。これらの場合も、荷重P1で仮積層体11が加圧されて、積層体10の積厚が変化し難くなった後に、積層体10の積厚が測定されるので、積層体10の積厚をより正確に測定することが可能となる。
(2)上記の実施形態では、積層体10に対してモールド加工を行っていたが、積層体10に対して他の加工が行われてもよい。例えば、積層体10の周面に対して溶接加工が行われてもよいし、積層体10の表面に識別コードが形成されてもよい(刻印加工)。
積層体10に溶接加工が行われる場合、溶接ビードによって複数の打抜部材Wが接合される。仮に、仮積層体11の加圧処理がされない場合、荷重P3で加圧しつつ溶接加工が実施されると、複数の打抜部材W同士の隙間がある程度縮まった状態で複数の打抜部材W同士が溶接ビードによって接合される。ところが、スプリングバックにより複数の打抜部材Wが積層方向において拡がろうとするので、溶接ビードに損傷(クラック等)が生じうる。しかしながら、本開示の積層体10の積厚は積層体10の加工の前後で変化し難いので、溶接ビードの損傷が生じ難くなる。
積層体10に刻印加工が行われる場合、積層体10の表面(例えば、上端面、下端面等)にレーザビームが照射されることにより、識別コードが形成される。仮に、仮積層体11の加圧処理がされない場合、積層体10の表面に識別コードを形成しようとレーザビームを積層体に照射する際に、積層体10の積厚が安定しないので、レーザ光源と積層体10との間の距離が変動してしまいうる。そのため、識別コードの品質にばらつきが生じることがある。しかしながら、本開示の積層体10の積厚は積層体10の加工の前後で変化し難いので、積層体10の表面に形成される識別コードの品質を良好に維持することが可能となる。なお、積層体10の刻印加工に際しても、積層体10が所定の荷重(例えば、荷重P3)で加圧されていることが好ましい。
識別コードは、当該識別コードを備える回転子積層鉄心1の個体(例えば、品種、製造日時、使用材料、製造ライン等)を識別するための個体情報を保持する機能を有する。識別コードは、明模様と暗模様との組み合わせにより当該個体情報を保持することができれば特に限定されず、例えば、バーコードであってもよいし、二次元コードであってもよい。二次元コードとしては、例えば、QRコード(登録商標)、DataMatrix、Vericode等であってもよい。あるいは、識別コードは、コントラストを高めることができれば、白色及び黒色の他に、他の種々の色を組み合わせて構成されていてもよい。例えば、識別コードは、階層化二次元コード(色情報を多層化してなる二次元形状コード)であってもよい。階層化二次元コードとしては、例えば、PMコード(登録商標)等であってもよい。
(3)2つ以上の永久磁石12が組み合わされた一組の磁石組が、一つの磁石挿入孔16内にそれぞれ挿入されていてもよい。この場合、一つの磁石挿入孔16内において、複数の永久磁石12が磁石挿入孔16の長手方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔16内において、複数の永久磁石12が磁石挿入孔16の延在方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔16内において、複数の永久磁石12が当該長手方向に並ぶと共に複数の永久磁石12が当該延在方向において並んでいてもよい。
(4)上記の実施形態では、上型420の収容孔421b内に収容されている樹脂ペレットPを内蔵熱源422により溶融し、永久磁石12が挿入されている磁石挿入孔16内に溶融状態の樹脂(溶融樹脂)を注入していたが、他の種々の方法によって永久磁石12を磁石挿入孔16内に保持させてもよい。例えば、磁石挿入孔16内に永久磁石12及び樹脂ペレットPが投入された状態で積層体10を加熱し、樹脂ペレットPを溶融させることにより、磁石挿入孔16内に樹脂を充填してもよい。また例えば、磁石挿入孔16内に樹脂ペレットPが投入された状態で、加熱された永久磁石12を磁石挿入孔16に挿入して、永久磁石12の熱で樹脂ペレットPを溶融させることにより、磁石挿入孔16内に樹脂を充填してもよい。
(5)上記の実施形態では、回転子積層鉄心1について説明したが、固定子積層鉄心に本発明を適用してもよい。この場合、複数の鉄心片が組み合わされてなる分割型の固定子積層鉄心であってもよいし、非分割型の固定子積層鉄心であってもよい。
[摘記]
例1.本開示の一つの例に係る積層鉄心(1)の製造方法は、複数の打抜部材(W)を積層して仮積層体(11)を形成することと、第1の荷重(P1)で仮積層体(11)を加圧して積層体(10)を得ることと、第1の荷重(P1)以下の第2の荷重(P3)で積層体(10)を加圧しつつ積層体(10)を加工することとを含む。この場合、仮積層体(11)が加圧される第1の荷重(P1)は、積層体(10)の加工時における第2の荷重(P3)以上である。そのため、仮積層体(11)が十分に加圧されるので、積層体(10)の加工時においてスプリングバックが抑制される。換言すれば、仮積層体(11)の加圧時の荷重(第1の荷重)(P1)を積層体(10)の加工時の荷重(第2の荷重)(P3)以上とすることで、積層体(10)の積厚が、積層体(10)の加工の前後で変化し難くなる。従って、加圧処理の後続の加工処理を良好に実施することが可能となる。なお、特許文献1には、積層体の加工時の荷重について記載も示唆もされていない。そのため、当業者は、特許文献1に接したとしても、仮積層体(11)の加圧時の荷重(P1)と積層体(10)の加工時の荷重(P3)との関係に想到するに至らない。
例1.本開示の一つの例に係る積層鉄心(1)の製造方法は、複数の打抜部材(W)を積層して仮積層体(11)を形成することと、第1の荷重(P1)で仮積層体(11)を加圧して積層体(10)を得ることと、第1の荷重(P1)以下の第2の荷重(P3)で積層体(10)を加圧しつつ積層体(10)を加工することとを含む。この場合、仮積層体(11)が加圧される第1の荷重(P1)は、積層体(10)の加工時における第2の荷重(P3)以上である。そのため、仮積層体(11)が十分に加圧されるので、積層体(10)の加工時においてスプリングバックが抑制される。換言すれば、仮積層体(11)の加圧時の荷重(第1の荷重)(P1)を積層体(10)の加工時の荷重(第2の荷重)(P3)以上とすることで、積層体(10)の積厚が、積層体(10)の加工の前後で変化し難くなる。従って、加圧処理の後続の加工処理を良好に実施することが可能となる。なお、特許文献1には、積層体の加工時の荷重について記載も示唆もされていない。そのため、当業者は、特許文献1に接したとしても、仮積層体(11)の加圧時の荷重(P1)と積層体(10)の加工時の荷重(P3)との関係に想到するに至らない。
例2.例1の方法において、積層体(10)を加工することは、積層体(10)に対してモールド加工すること、積層体(10)に対して溶接加工すること、又は、積層体(10)にレーザビームを照射して積層体(10)の表面に識別コードを形成することを含んでもよい。仮に、仮積層体(11)の加圧処理がされない場合、第2の荷重(P3)で加圧しつつモールド加工または溶接加工すると、複数の打抜部材(W)同士の隙間がある程度縮まった状態で複数の打抜部材(W)同士が樹脂又は溶接ビードによって接合される。ところが、スプリングバックにより複数の打抜部材(W)が積層方向において拡がろうとするので、樹脂または溶接ビードに損傷(クラック等)が生じうる。しかしながら、例2によれば、積層体(10)の積厚が積層体(10)の加工の前後で変化し難いので、樹脂又は溶接ビードの損傷が生じ難くなる。一方、仮に、仮積層体(11)の加圧処理がされない場合、積層体(10)の表面に識別コードを形成しようとレーザビームを積層体(10)に照射する際に、積層体(10)の積厚が安定しないので、レーザ光源と積層体(10)との間の距離が変動してしまいうる。そのため、識別コードの品質にばらつきが生じることがある。しかしながら、例2によれば、積層体(10)の積厚が積層体(10)の加工の前後で変化し難いので、積層体(10)の表面に形成される識別コードの品質を良好に維持することが可能となる。
例3.例1又は2の方法は、積層体(10)を得ることの後に、積層体(10)の積厚を測定することをさらに含んでもよい。この場合、第1の荷重(P1)で仮積層体(11)が加圧されて、積層体(10)の積厚が変化し難くなった後に、積層体(10)の積厚が測定される。そのため、積層体(10)の積厚をより正確に測定することが可能となる。
例4.例1又は2の方法は、積層体(10)を得ることの後で且つ積層体(10)を加工することの前に、積層体(10)の積厚を測定することをさらに含んでもよい。この場合、第1の荷重(P1)で仮積層体(11)が加圧されて、積層体(10)の積厚が変化し難くなった後に、積層体(10)の積厚が測定される。そのため、積層体(10)の積厚をより正確に測定することが可能となる。またこの場合、積層体(10)の加工処理の前に積層体(10)の積厚が測定されるので、積層体(10)の積厚が基準を満たしているか否かを、加工処理の前に判定しうる。そのため、加工処理を経た後に不良品が発生して、材料と加工処理のコストとが無駄になってしまうことを抑制することが可能となる。
例5.例1~4のいずれかの方法において、第1の荷重(P1)は0.1トン以上であってもよい。第1の荷重(P1)が0.1トン以上であると、スプリングバックが生じ難くなる傾向にある。
例6.例1~5のいずれかの方法において、第1の荷重(P1)は50トン以下であってもよい。仮積層体(11)に必要以上の大きな荷重が付与されると、積層体(10)が変形してしまうことがありうるが、第1の荷重(P1)が50トン以下であると、そのような積層体(10)の変形が生じ難くなる傾向にある。
本出願は、2018年3月7日出願の日本特許出願(特願2018-040949)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本開示に係る積層鉄心の製造方法によれば、積層体を得た後に続く加工処理を良好に実施することが可能である。
1…回転子積層鉄心(積層鉄心)、10…積層体、11…仮積層体、100…回転子積層鉄心の製造装置、130…打抜装置、200…加圧装置、300…積厚測定装置、400…磁石取付装置、P1…荷重(第1の荷重)、P3…荷重(第2の荷重)、W…打抜部材。
Claims (6)
- 複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成することと、
第1の荷重で前記仮積層体を加圧して積層体を得ることと、
前記第1の荷重以下の第2の荷重で前記積層体を加圧しつつ前記積層体を加工することとを含む、積層鉄心の製造方法。 - 前記積層体を加工することは、前記積層体に対してモールド加工すること、前記積層体に対して溶接加工すること、又は、前記積層体にレーザビームを照射して前記積層体の表面に識別コードを形成することを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記積層体を得ることの後に、前記積層体の積厚を測定することをさらに含む、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記積層体を得ることの後で且つ前記積層体を加工することの前に、前記積層体の積厚を測定することをさらに含む、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記第1の荷重は0.1トン以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記第1の荷重は50トン以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の製造方法。
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