JP2019022320A - 搬送プレート及びロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な搬送装置を用いることのできるロータの製造技術を提供すること。【解決手段】搬送プレート（３０）は、積層された複数の鉄芯（２０）と、これらの複数の鉄芯（２０）を貫通した磁石挿入穴（２１）に挿入された磁石（１３）と、を載置部（４０）に載置して搬送する。載置部（４０）は、磁石挿入穴（２１）の一端のうち、一部を塞ぐと共に、残部を開放可能な形状を呈している。加えて、搬送プレート（３０）は、磁石（１３）を磁石挿入穴（２１）に挿入させた際に磁石（１３）に加わりうる衝撃を和らげるクッションピン（５１ａ）が進退可能なピン進退穴（４１）を有している。【選択図】図６

Description

本発明は、ブラシレスモータに用いられるロータの製造技術に関する。

ブラシレスモータに用いられるロータは、積層された複数の鉄芯と、これらの複数の鉄芯を貫通した磁石挿入穴に挿入された磁石と、この磁石を磁石挿入穴の内部に封止する樹脂と、からなる。ロータの製造技術に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１は、搬送プレート（搬送トレイ）を用いた永久磁石の樹脂封止方法について開示している。特許文献１によれば、磁石挿入穴に磁石が挿入された鉄芯は、搬送プレートに載置されて樹脂を封止する封止装置まで搬送される。封止装置に搬送された鉄芯の磁石挿入穴に樹脂を充填し、硬化させることにより、ロータを得ることができる。樹脂が硬化したロータは、搬送プレートに載置されて搬送される。

特許第５０２３１２４号公報

特許文献１によれば、搬送プレートは、鉄芯を載置した状態のまま型に搬送される。このため、搬送プレートは、樹脂を封止する際に加わりうる負荷に対して十分な強度等を確保する必要がある。このため、搬送プレートを含む搬送装置が高価なものとなる。ロータの製造に必要な装置が高額であると、ロータが高額になる。

本発明は、安価な搬送装置を用いることのできるロータの製造技術の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、積層された複数の鉄芯と、これらの複数の鉄芯を貫通した磁石挿入穴に挿入された磁石と、を載置部に載置して搬送する搬送プレートにおいて、
前記載置部は、前記磁石挿入穴の一端のうち、一部を塞ぐと共に、残部を開放可能な形状を呈していることを特徴とする搬送プレートが提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記載置部は、前記残部の下方に対応する部位に空けられたピン進退穴を有し、
このピン進退穴は、前記磁石を前記磁石挿入穴に挿入させた際に前記磁石に加わりうる衝撃を和らげるクッションピンが進退可能である。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記載置部は、前記鉄芯が重なる部位に貫通した載置部貫通穴が形成されている。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記載置部貫通穴は、前記磁石挿入穴とは別に前記複数の鉄芯を貫通させた鉄芯貫通穴の下方に位置する部位に空けられている。

請求項５による発明によれば、ブラシレスモータに用いられるロータの製造方法において、
鉄芯と、磁石と、を準備する準備工程と、
前記鉄芯を搬送プレートの載置部に載置する鉄芯載置工程と、
前記載置部に載置された前記鉄芯の磁石挿入穴に前記磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記載置部に載置された前記鉄芯、及び、前記磁石挿入穴に挿入された磁石を加熱装置に搬送する搬送工程と、
前記加熱装置まで搬送された前記鉄芯及び前記磁石を加熱する加熱工程と、
前記加熱された前記鉄芯及び前記磁石を前記搬送プレートから封止装置へ載せ替える載せ替え工程と、
前記封止装置へ載せ替えられた前記鉄芯の前記磁石挿入穴に樹脂を充填し、前記磁石を封止する封止工程と、を有し、
前記鉄芯載置工程において、前記磁石挿入穴の一端は、一部が前記載置部によって塞がれていると共に、残部が開放されていることを特徴とするロータの製造方法が提供される。

請求項６に記載のごとく、好ましくは、前記磁石挿入工程において、前記磁石挿入穴にクッションピンが臨んでいる。

請求項７に記載のごとく、好ましくは、前記鉄芯載置工程において、前記鉄芯を貫通した鉄芯貫通穴の少なくとも一部は、前記載置部を貫通した載置部貫通穴に重ねられる。

請求項１に係る発明では、載置部は、磁石挿入穴の一端のうち、一部を塞ぐと共に、残部を開放可能な形状を呈している。磁石を樹脂によって封止する場合、封止に先立って鉄芯及び磁石を加熱することが一般的である。加熱した鉄芯及び磁石を封止装置に載置して、樹脂を磁石挿入穴に充填する。載置部が磁石挿入穴の一部のみを塞いでいるため、残部に載せ替えのためのフォーク等を臨ませることができる。残部に臨ませたフォークを上昇させることにより、鉄芯及び磁石のみを持ち上げ、封止装置に載せ替えることができる。搬送プレートを封止装置内まで移動させる必要がないため、簡便な搬送装置を用いることができる。

一方、磁石を落下させることなく搬送プレートから封止装置への載せ替えも簡単に行うことができるため、安価な搬送装置でありながらロータの製造時間を長時間化させることも抑制できる。

請求項２に係る発明では、載置部は、クッションピンが進退可能なピン進退穴を有している。磁石を磁石挿入穴に挿入させる際にクッションピンを進出させておくことにより、磁石は、クッションピンに当接する。これにより、磁石に加わりうる衝撃を和らげることができる。磁石を適切に保護することができる。

請求項３に係る発明では、載置部は、鉄芯が重なる部位に貫通した載置部貫通穴が形成されている。鉄芯を加熱する際に、搬送プレートに吸収される熱エネルギの量を減少させ、より効率的に鉄芯を加熱することができる。

請求項４に係る発明では、載置部貫通穴は、鉄芯貫通穴の下方に位置する部位に空けられている。熱の対流を促し、より効率的に鉄芯の全体を加熱することができる。

請求項５に係る発明では、鉄芯載置工程において、磁石挿入穴の一端は、一部が載置部によって塞がれていると共に、残部が開放されている。磁石を樹脂によって封止する際、封止に先立って鉄芯及び磁石を加熱する。加熱した鉄芯及び磁石を封止装置に載置して、樹脂を磁石挿入穴に充填する。載置部が磁石挿入穴の一部のみを塞いでいるため、残部に載せ替えのためのフォーク等を臨ませることができる。残部に臨ませたフォークを上昇させることにより、鉄芯及び磁石のみを持ち上げ、封止装置に載せ替えることができる。搬送プレートを封止装置内まで移動させる必要がないため、簡便な搬送装置を用いることができる。

一方、磁石を落下させることなく搬送プレートから封止装置への載せ替えも簡単に行うことができるため、安価な搬送装置でありながらロータの製造時間を長時間化させることも抑制できる。

請求項６に係る発明では、磁石挿入工程において、磁石挿入穴にクッションピンが臨んでいる。磁石を磁石挿入穴に挿入させた際に、磁石は、クッションピンに当接する。これにより、磁石に加わりうる衝撃を和らげることができる。磁石を適切に保護することができる。

請求項７に係る発明では、鉄芯載置工程において、少なくとも一部の鉄芯貫通穴は、載置部を貫通した載置部貫通穴に重ねられる。熱の対流を促し、より効率的に鉄芯の全体を加熱することができる。

本発明の実施例によるロータの製造技術により製造されたロータについて説明する図である。 図１に示された鉄芯及び磁石の分解斜視図である。 図１に示されたロータの製造方法について準備工程から磁石挿入工程までを説明する図である。 図３に示された鉄芯載置工程及び磁石挿入工程を詳細に説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について搬送工程から加熱工程までを説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について載せ替え工程を説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について下型へのセットを説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について上型の下降を説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について封止工程を説明する図である。 図１に示されたロータの製造方法について取り出し工程を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
＜実施例＞

図１及び図２を参照する。図１（ａ）は、ロータ１０の正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の１ｂ部拡大図である。ロータ１０は、積層された複数の鉄芯２０と、これらの複数の鉄芯２０を貫通した磁石挿入穴２１に挿入された磁石１３と、これらの磁石１３を磁石挿入穴２１の内部に封止する樹脂１４と、からなる。

鉄芯２０は、円盤状に形成された電磁鋼板が用いられている。それぞれの鉄芯２０は、互いに接着又はかしめによる締結により変位不能に重ねられている。鉄芯２０は、磁石挿入穴２１の他に、中心に空けられた円形状の円形穴２２と、軽量化のために空けられた鉄芯貫通穴２３〜２５と、が形成されている。

それぞれの鉄芯２０は、磁石挿入穴２１、円形穴２２、及び、鉄芯貫通穴２３〜２５が重なるよう、位置を合わせて積層されている。換言すれば、磁石挿入穴２１、円形穴２２、及び、鉄芯貫通穴２３〜２５は、複数の鉄芯を貫通するように形成されている。

鉄芯貫通穴２３〜２５は、それぞれ形状が異なる。ロータ１０の製造時において、それぞれ異なる目的のために利用される。

磁石１３は、直方体状の永久磁石が採用されている。このようなロータ１０の製造方法を次図以降説明する。

図３を参照する。まず、積層された鉄芯２０と、磁石１３と、を準備する（準備工程）。次に、鉄芯２０を搬送プレート３０の載置部４０に載置する（鉄芯載置工程）。搬送プレート３０を載置したら、鉄芯２０の磁石挿入穴２１に磁石１３を挿入する（磁石挿入工程）。次図も併せて参照し、鉄芯載置工程及び磁石挿入工程について詳細に説明する。

図４も併せて参照する。図４（ａ）は、搬送プレート３０に載置され磁石が挿入された状態の鉄芯が示されている。図４（ｂ）は、図４（ａ）の４ｂ−４ｂ線断面図である。

作業台５０に載置された搬送プレート３０は、矩形板状のベース板３１と、ベース板３１の上面に固定され鉄芯２０が載置される載置部４０と、からなる。

ベース板３１の各辺３１ａは、鉄芯２０の直径よりも長く形成されている。これにより、搬送中の鉄芯２０が他の装置等に接触することを抑制している。

載置部４０の縁は、略星形状に形成されている。載置部４０の縁は、磁石挿入穴２１が形成された部位に対応した形状とされている。載置部４０の縁に沿って、複数のピン進退穴４１が空けられている。ピン進退穴４１は、ベース板３１も貫通している。

載置部４０は、鉄芯２０の円形穴２２、及び、一部の鉄芯貫通穴２３，２４に対応した位置に載置部貫通穴４２，４３が貫通している。載置部貫通穴４２，４３は、ベース板３１も貫通している。鉄芯載置工程において、円形穴２２は、載置部貫通穴４２に重ねられる。鉄芯載置工程において、一部の鉄芯貫通穴２３，２４は、載置部貫通穴４３に重ねられる。

載置部４０の上面から鉄芯２０の位置決めを行うための位置決めピン４５が立ち上げられている。鉄芯載置工程において、鉄芯２０に形成された鉄芯貫通穴２５に位置決めピン４５が挿入されるよう、鉄芯２０を載置部４０に載置する。磁石挿入穴２１の一端は、一部が載置部４０によって塞がれていると共に、残部が開放されている。詳細については、後述する。

特に図４（ｂ）を参照する。作業台５０の下面には、シリンダ５１が設けられている。このシリンダ５１は、上下動可能なロッド５１ａを有している。ロッド５１ａは、磁石１３が磁石挿入穴２１に挿入された際に、磁石１３に接触して磁石１３に加わりうる衝撃を和らげる。即ち、ロッド５１ａは、クッションピン５１ａと言うことができる。以下、ロッド５１ａをクッションピン５１ａという。

クッションピン５１ａは、磁石挿入穴２１に挿入された磁石１３に加わりうる衝撃を和らげることができるよう、少なくとも磁石１３と接触する部位が柔軟性に富む素材によって形成されている。クッションピン５１ａは、磁石挿入工程に先立って、磁石挿入穴２１に臨ませておく。

磁石１３を磁石挿入穴２１に挿入し、磁石１３がクッションピン５１ａに接触したら、クッションピン５１ａを下降（後退）させる。クッションピン５１ａは、磁石１３が載置部４０に当接するまで下降する。

図５を参照する。搬送プレート３０（載置部４０（図３参照））に載置された鉄芯２０（磁石１３（図３参照）を含む。）を加熱装置６０に搬送する（搬送工程）。加熱装置６０は、搬送装置７０上に設けられている。加熱装置６０まで搬送された鉄芯２０及び磁石１３を加熱する（加熱工程）。

搬送装置７０は、所定の間隔を空けて配置されたローラ７１を回転させることにより搬送プレート３０を搬送する。各ローラ７１間は隙間であるため、鉄芯２０は、加熱装置６０の内部を通過する際に上方及び下方の両方から加熱される。鉄芯２０及び磁石１３は、搬送装置７０によって搬送されながら、加熱装置６０を通過する間に加熱される。

図６を参照する。図６（ａ）は、載せ替え装置を用いた搬送トレーからの鉄芯及び磁石の載せ替えについて説明する図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の６ｂ部拡大図である。

ロボットアーム８０に支持された載せ替え装置９０を用いて、加熱された鉄芯２０及び磁石１３を搬送プレート３０から封止装置へ載せ替える（載せ替え工程）。封止装置については、後述する。

載せ替え装置９０は、鉄芯２０の外周から鉄芯２０の下面に向かって進退可能なフォーク９１を複数有している。

特に図６（ｂ）を参照する。鉄芯載置工程において、磁石挿入穴２１の下端（一端）は、約半分（一部）が載置部４０によって塞がれていると共に、約半分（残部）が開放されている。このため、フォーク９１を磁石１３の下面まで臨ませることができる。この状態でロボットアーム８０を上昇させることにより、搬送プレート３０から鉄芯２０及び磁石１３を離間させることができる。搬送時及び載せ替え時の両方において磁石１３の落下を防止できるよう、載置部４０が磁石挿入穴２１の下端を塞ぐ量は、１／３〜１／２程度であることが好ましい。

図７を参照する。加熱された鉄芯２０及び磁石１３を搬送プレート３０（図６参照）から封止装置１００へ載せ替える（載せ替え工程）。

封止装置１００は、鉄芯２０を支持可能な鉄芯支持部１０１と、共に昇降可能な下型１０２及び上型１０３と、を有している。加えて、封止装置１００は、鉄芯２０及び磁石１３を加熱・保温可能な加熱機構を備えている。

載せ替え装置９０を下型１０２の上方まで移動させ、鉄芯２０を鉄芯支持部１０１の上部に当接させた状態でフォーク９１を後退させる。次に、下型１０２を鉄芯２０の下面に密着するまで上昇させる。下型１０２が上昇する際、鉄芯支持部１０１は、変位しない。

なお、鉄芯２０が下型１０２の上面に密着するまで、鉄芯支持部１０１を下降させてもよい。鉄芯支持部１０１が下降する際、下型１０２は変位しない。

図８を参照する。上型１０３を鉄芯２０の上面に密着するまで下降させる。

図９を参照する。プランジャ１０４を上昇させる。タブレット状の樹脂１４（図８参照）が溶融され磁石挿入穴２１の内部に樹脂１４が充填される。樹脂１４の充填後に樹脂１４を硬化させる。これにより、磁石１３が封止される。即ち、磁石挿入穴２１に樹脂１４を充填し、磁石１３を封止する（封止工程樹脂）。

図１０を参照する。樹脂１４が硬化したら、下型１０２を下降させると共に上型１０３を上昇させる。次に、載せ替え装置９０によってロータ１０を封止装置１００から取り出す。

以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。

図６（ｂ）を参照する。鉄芯載置工程において、磁石挿入穴２１の一端は、一部が載置部４０によって塞がれていると共に、残部が開放されている。即ち、載置部４０は、磁石挿入穴２１の下端のうち、略半分を塞ぐと共に、略半分を開放可能な形状を呈している。磁石１３を樹脂１４（図１０参照）によって封止する際、封止に先立って鉄芯２０及び磁石１３を加熱する。加熱した鉄芯２０及び磁石１３を封止装置１００（図１０参照）に載置して、樹脂１４を磁石挿入穴２１に充填する。搬送時において載置部４０が磁石挿入穴２１の一部のみを塞いでいるため、載せ替え時に残部に載せ替えのためのフォーク９１等を臨ませることができる。残部に臨ませたフォーク９１を上昇させることにより、鉄芯２０及び磁石１３のみを持ち上げ、封止装置１００に載せ替えることができる。搬送プレート３０を封止装置１００内まで移動させる必要がないため、簡便な搬送装置７０を用いることができる。

一方、磁石１３を落下させることなく搬送プレート３０から封止装置１００への載せ替えも簡単に行うことができるため、安価な搬送装置７０でありながらロータ１０の製造時間を長時間化させることも抑制できる。

図４（ｂ）を参照する。磁石挿入工程において、磁石挿入穴２１にクッションピン５１ａが臨んでいる。磁石１３を磁石挿入穴２１に挿入させた際に、磁石１３は、クッションピン５１ａに当接する。これにより、磁石１３に加わりうる衝撃を和らげることができる。磁石１３を適切に保護することができる。

さらに、載置部４０は、鉄芯２０が重なる部位に貫通した載置部貫通穴４２，４３が形成されている。鉄芯２０を加熱する際に、搬送プレート３０に吸収される熱エネルギの量を減少させ、より効率的に鉄芯を加熱することができる。

さらに、鉄芯載置工程において、少なくとも一部の鉄芯貫通穴２３，２４は、載置部４０を貫通した載置部貫通穴４３に重ねられる。熱の対流を促し、より効率的に鉄芯２０の全体を加熱することができる。

加えて、鉄芯載置工程において、鉄芯２０の中心に空けられた円形状の円形穴２２は、載置部４０を貫通した載置部貫通穴４２に重ねられる。鉄芯２０の中央には、通常大きな円形穴２２が形成されている。この円形穴２２を用いることにより、さらに効率的に鉄芯２０を加熱することができる。

搬送時においては、円形穴２２に棒状の位置決め部材を挿入して搬送することが一般的である。この場合、位置決め部材が熱エネルギを吸収する分、鉄芯２０の加熱の効率が低下する。本発明によれば、位置決め部材による効率の低下を防ぐだけでなく、円形穴２２を用いてより効率的に鉄芯２０を加熱することができる。

尚、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明によって製造されたロータは、ハイブリッド自動車用のモータに好適である。

１０…ロータ
１３…磁石
２０…鉄芯
２１…磁石挿入穴
２３，２４…鉄芯貫通穴
３０…搬送プレート
４０…載置部
４１…ピン進退穴
４２，４３…載置部貫通穴
５１ａ…ロッド（クッションピン）
６０…加熱装置
１００…封止装置

Claims (7)

1. 積層された複数の鉄芯と、これらの複数の鉄芯を貫通した磁石挿入穴に挿入された磁石と、を載置部に載置して搬送する搬送プレートにおいて、
   前記載置部は、前記磁石挿入穴の一端のうち、一部を塞ぐと共に、残部を開放可能な形状を呈していることを特徴とする搬送プレート。
2. 前記載置部は、前記残部の下方に対応する部位に空けられたピン進退穴を有し、このピン進退穴は、前記磁石を前記磁石挿入穴に挿入させた際に前記磁石に加わりうる衝撃を和らげるクッションピンが進退可能であることを特徴とする請求項１記載の搬送プレート。
3. 前記載置部は、前記鉄芯が重なる部位に貫通した載置部貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送プレート。
4. 前記載置部貫通穴は、前記磁石挿入穴とは別に前記複数の鉄芯を貫通させた鉄芯貫通穴の下方に位置する部位に空けられていることを特徴とする請求項３記載の搬送プレート。
5. ブラシレスモータに用いられるロータの製造方法において、
   鉄芯と、磁石と、を準備する準備工程と、
   前記鉄芯を搬送プレートの載置部に載置する鉄芯載置工程と、
   前記載置部に載置された前記鉄芯の磁石挿入穴に前記磁石を挿入する磁石挿入工程と、
   前記載置部に載置された前記鉄芯、及び、前記磁石挿入穴に挿入された磁石を加熱装置に搬送する搬送工程と、
   前記加熱装置まで搬送された前記鉄芯及び前記磁石を加熱する加熱工程と、
   前記加熱された前記鉄芯及び前記磁石を前記搬送プレートから封止装置へ載せ替える載せ替え工程と、
   前記封止装置へ載せ替えられた前記鉄芯の前記磁石挿入穴に樹脂を充填し、前記磁石を封止する封止工程と、を有し、
   前記鉄芯載置工程において、前記磁石挿入穴の一端は、一部が前記載置部によって塞がれていると共に、残部が開放されていることを特徴とするロータの製造方法。
6. 前記磁石挿入工程において、前記磁石挿入穴にクッションピンが臨んでいることを特徴とする請求項５記載のロータの製造方法。
7. 前記鉄芯載置工程において、前記鉄芯を貫通した鉄芯貫通穴の少なくとも一部は、前記載置部を貫通した載置部貫通穴に重ねられることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のロータの製造方法。

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