轉子疊片鐵心的製造方法與流程
2023-05-11 03:08:41 3
技術領域
本發明涉及轉子疊片鐵心的製造方法，所述轉子疊片鐵心是將多個鐵心片疊層而形成的，將永久磁鐵用樹脂密封到在中央配備有軸孔的疊片鐵心本體的磁鐵插入孔中。
背景技術：
過去，在電機中使用的轉子疊片鐵心(也稱為轉子鐵心)，通過將多個鐵心片疊層，將永久磁鐵插入到在中央的軸孔(也稱為軸孔)的周圍形成的多個磁鐵插入孔中之後，注入樹脂並使之硬化來進行製造。
這種樹脂的注入，例如，如專利文獻1所述，通過用具有上模和下模的金屬模夾入插入了永久磁鐵之後的轉子疊片鐵心，從設置在該上模中的樹脂儲存腔向下推壓柱塞來進行。但是，在將樹脂從永久磁鐵的上方注入到各個磁鐵插入孔內的情況下，存在著以下的問題。
由於轉子疊片鐵心的高度比永久磁鐵的高度高，所以，在轉子疊片鐵心的上表面與永久磁鐵的上表面之間，產生微小的階梯差(0.5～1mm的程度)。因此，被注入到磁鐵插入孔內的樹脂經由該階梯差部向所有的方向流動，從截面面積大的流路(間隙)被優先地注入，因而，由於樹脂的流動，各個磁鐵插入孔內的永久磁鐵的姿勢變得不能控制(變得不能通過在目標流路、例如永久磁鐵的半徑方向內側的流路中流動，在外周側將永久磁鐵固定)。其結果是，永久磁鐵的配置位置在各個磁鐵插入孔內產生偏差(例如，靠內、靠外、傾斜等)，會增加電機運轉時的損失和噪音，進而，會增加振動。
另外，在專利文獻2中公開了具有圖10的(A)～(K)的工序的轉子疊片鐵心的製造方法。即，包括：將疊片鐵心本體81設置於輸送託盤80的(A)工序；將疊層鐵心本體81相對於輸送託盤80傾斜，將永久磁鐵82插入到疊片鐵心本體81的各個磁鐵插入孔82中的(B)工序；在使輸送託盤80水平之後，將弧形導板83設置於疊片鐵心本體81之上的(C)工序；使輸送託盤80和弧形導板83在與疊片鐵心本體81接觸的狀態下反轉的(D)工序；將被安裝了輸送託盤80和弧形導板83的疊片鐵心本體81載置到下模84上的(E)工序；以及用上模85和下模84夾持載置於弧形導板83、進而輸送託盤80覆蓋的疊片鐵心本體81，從下模84向疊片鐵心本體81的磁鐵插入孔注入樹脂的(F)工序。
並且，進而，包括：從上模85和下模84取出被樹脂密封、且弧形導板83在下輸送託盤80在上地被載置的疊片鐵心本體81的(G)、(H)工序，在(H)工序，殘留在樹脂儲存腔中而硬化了的樹脂，附著到弧形導板83的底部。接著，在(I)工序，將疊片鐵心本體81反轉，經由將位於疊片鐵心本體81的上部的弧形導板83剝離的(J)工序、以及為了再次利用弧形導板83而用銷釘86除去附著在弧形導板83上的樹脂的(K)工序，製造出樹脂密封的轉子疊片鐵心。另外，在弧形導板83上，具有從樹脂儲存腔將樹脂導向疊片鐵心本體81的磁鐵插入孔的樹脂流路及成為朝向磁鐵插入孔的樹脂的插入口的澆口。
這樣，由於通過從下模84注入樹脂，可以使永久磁鐵82的底面貼緊弧形導板83，所以，在注入樹脂時，永久磁鐵82在磁鐵插入孔內不會偏向內側、偏向外側或者傾斜，與從上模注入樹脂的方法相比，具有可以製造減輕噪音、損失、進而減輕振動的轉子疊片鐵心的優點。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2007－336718號公報
專利文獻2：日本2011－55687號公報
技術實現要素：
發明所要解決的課題
但是，專利文獻2中記載的將樹脂從下模注入疊片鐵心本體的磁鐵插入孔的技術，在模塑樹脂注入之前的模具配置時和在模塑注入後的模具取出時，有必要將載置在輸送託盤上的疊片鐵心本體反轉180度，以這種狀態將疊片鐵心本體和輸送託盤反轉，作業是煩雜的。
進而，由於利用弧形導板保持已經插入到疊片鐵心本體的磁鐵插入孔中的永久磁鐵以防止下落，所以，在反轉作業時，不得不利用弧形導板和輸送託盤進行夾持以保持疊片鐵心本體。
在該反轉作業中，在輸送託盤下落的情況下，存在著作業者受傷的擔憂，另外，在有的情況下，會使疊片鐵心本體破損。這裡，可以利用螺栓等將輸送託盤和弧形導板固定並使其反轉，但是，作業性必定會變差，製造設備變得複雜、高價，會導致製造成本上升。
另外，通過使用弧形導板，樹脂(殘膠)不會直接殘留在疊片鐵心本體(轉子疊片鐵心)上，但是，增加將弧形導板安裝到疊片鐵心本體上的工序，進而，即使轉子疊片鐵心的磁鐵插入孔的樹脂密封完畢，還是會增加將弧形導板從疊片鐵心本體上除去的工序、和在再次利用弧形導板的情況下除去附著到弧形導板上的樹脂渣滓的工序，作業效率會降低。
本發明是鑑於上述情況做出的，其目的是提供一種沒有必要使輸送託盤上下反轉、作業效率也顯著提高的轉子疊片鐵心的製造方法。
解決課題的手段
根據所述目的的第一個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，是將永久磁鐵分別插入到在中央形成有軸孔、在該軸孔的周圍形成有多個磁鐵插入孔的疊片鐵心本體的所述磁鐵插入孔中、以進行樹脂密封的轉子疊片鐵心的製造方法，包括：
第一工序，在所述第一工序，將所述疊片鐵心本體定位並載置於輸送託盤；
第二工序，在所述第二工序，在將在所述磁鐵插入孔中分別插入了所述永久磁鐵的所述疊片鐵心本體載置於所述輸送託盤的狀態下，將該輸送託盤定位並配置於下模，利用上模及所述下模對載置在所述輸送託盤上的所述疊片鐵心本體合模；
第三工序，在所述第三工序，從設置於所述下模的樹脂儲存腔擠出樹脂，經由形成在所述輸送託盤上的樹脂流路，將樹脂填充到所述疊片鐵心本體對應的所述各個磁鐵插入孔中。
根據第二個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，所述樹脂流路是底部開放的，從下方接受從所述樹脂儲存腔擠出的樹脂，在所述樹脂流路的區域，從由底部向上部貫通形成的澆口，例如，向所述磁鐵插入孔的半徑方向內側區域填充樹脂。在這種情況下，在平面視圖中，澆口的一部分與磁鐵插入孔的一部分重疊。
根據第三個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第二個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，所述樹脂流路的周壁向外側開放而該樹脂流路呈向下方開放的錐形形狀。
根據第四個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第三個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，在所述樹脂流路的上部，除了所述澆口之外，還形成貫通孔，在對所述疊片鐵心本體進行樹脂密封后，藉助插入所述貫通孔的銷釘除掉殘留在所述輸送託盤上的樹脂。
根據第五個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一～第四個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，所述輸送託盤在平面視圖中為矩形，在所述上模的兩側，設置有對載置有所述疊片鐵心本體的所述輸送託盤進行定位並暫時放置的成對的支承構件。
根據第六個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一～第五個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，設置於下模的所述樹脂儲存腔為多個，從一個所述樹脂儲存腔經由所述樹脂流路向一個或者兩個以上的所述磁鐵插入孔中填充樹脂。
根據第七個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一～第六個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，所述疊片鐵心本體和所述輸送託盤的定位，經由從所述輸送託盤向上突出的至少兩個第一定位銷和上下貫通所述疊片鐵心本體地形成的衝孔來進行。
根據第八個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一～第七個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，所述輸送託盤和所述下模的定位，利用形成於所述下模並向上突出的至少兩個第二定位銷、和設置在所述輸送託盤上且所述第二定位銷嵌入其中的定位孔來進行。
根據第九個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，在根據第一～第八個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，在所述輸送託盤上，形成有將在樹脂密封時使所述磁鐵插入孔內的空氣排出到外部的通氣槽。另外，通氣槽的深度比混入到密封的樹脂中的填料的粒度小。
另外，在根據以上的發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，優選地，在所述輸送託盤的中央具有貫通插入轉子疊片鐵心的軸孔中的軸，但是，該軸並不是必須的必要條件。
發明的效果
根據第一～第十個發明的轉子疊片鐵心的製造方法，象過去那樣，將輸送託盤上下反轉變成不是必要的，沒有必要設置輸送託盤反轉用的設備，作業性提高，製造成本也降低。
另外，由於輸送託盤兼用作弧形導板，所以沒有必要另外準備弧形導板。
並且，由於在輸送託盤上配備有將樹脂從形成於下模的樹脂儲存腔引導到對應的疊片鐵心本體的磁鐵插入孔中的樹脂流路，所以，可以從輸送託盤直接將樹脂注入到磁鐵插入孔。
特別是，在根據第二個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，由於樹脂流路的底部是開放的，從下方接受來自於樹脂儲存腔的樹脂，在樹脂流路的區域，從由底部向上部貫通地形成的澆口向磁鐵插入孔中填充樹脂，所以，能夠首先最初對於磁鐵插入孔與永久磁鐵的間隙區域填充樹脂，能夠將插入的永久磁鐵保持在磁鐵插入孔的半徑方向外側或者半徑方向內側並注入樹脂。
在根據第三、第四個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，由於樹脂流路的周壁向外側開放，樹脂流路形成向下方開放的錐形形狀，所以，硬化的樹脂容易向下方脫落。從而，在樹脂流路的上部形成有澆口之外的貫通孔，在對疊片鐵心本體進行樹脂密封之後，可以藉助插入貫通孔的銷釘除掉殘留在輸送託盤上的樹脂。
並且，在根據第五個發明的轉子疊片鐵心的製造方法中，由於所述輸送託盤在平面視圖中為矩形(例如，正方形)，在所述上模的兩側(例如，兩側下部)設置有成為對載置了疊片鐵心本體的輸送託盤進行定位並暫時放置的成對的支承構件，所以，可以將輸送託盤暫時放置於該支承構件，進行輸送託盤向下模的載置及取出。
附圖說明
圖1(A)～(H)是根據本發明的一個實施例的轉子疊片鐵心的製造方法的說明圖。
圖2是表示該轉子疊片鐵心的製造方法的中間工序的正視圖。
圖3是表示載置在輸送託盤上的轉子疊片鐵心的平面圖。
圖4(A)、(B)是該輸送託盤的正視圖及平面圖。
圖5是該輸送託盤的載置臺的平面圖。
圖6(A)、(B)分別是轉子疊片鐵心的製造方法的一個工序的說明圖。
圖7(A)、(B)分別是轉子疊片鐵心的製造方法的一個工序的說明圖。
圖8(A)、(B)分別是形成在輸送託盤上的樹脂流路(流道)的說明圖。
圖9(A)、(B)分別是形成在輸送託盤上的樹脂流路(流道)的變形例的說明圖。
圖10(A)～(K)是根據現有技術例的轉子疊片鐵心的製造方法的各個工序的說明圖。
具體實施方式
接著，參照附圖，對於將本發明具體化的實施例進行說明。
首先，如圖1(A)、圖2、圖3所示，將對由磁性材料構成的薄板條材壓力加工而成的鐵心片鉚接疊層，所述疊片鐵心本體14，在中央形成有軸孔10，在周圍形成有多對磁鐵插入孔11、12，在軸孔10與磁鐵插入孔11、12之間形成有減輕重量用的多個衝孔13。
另外，分別上下貫通疊片鐵心本體14的多對磁鐵插入孔11、12及多個衝孔13，分別以軸孔10為中心軸對稱地形成。另外，在樹脂密封前，永久磁鐵15被插入到磁鐵插入孔11、12中。
如圖1～圖3、圖4(A)所示，將該疊片鐵心本體14載置於輸送託盤16。輸送託盤16具有載置臺17和豎立地設置在其中央的軸18，通過將軸孔10嵌到軸18上，確定疊片鐵心本體14相對於輸送託盤16的放置位置。並且，在載置臺17上，設置從載置臺17向上方突出的兩個第一定位銷19、20，使之與被載置的疊片鐵心本體14的衝孔13相接。另外，在本實施例中，在輸送託盤的中央配備有軸，但是，有時也會省略該軸，在這種情況下，載置臺和輸送託盤成為同一個。
藉此，可以將疊片鐵心本體14以規定的角度載置在具有在角部形成倒角21的平面視圖呈正方形的載置臺17的輸送託盤16的規定位置。另外，軸18的長度比疊片鐵心本體14的高度高(約5～20％)，在軸18及第一定位銷19、20的前部形成倒角，可以容易地嵌入軸孔10及衝孔13。另外，軸18的突出長度也可以形成得比疊片鐵心本體14的高度低，在這種情況下，只要將形成在後面描述的上模29上的導向孔30變更成導向突起即可。
如圖3所示，在載置臺17的對角位置形成定位孔23、24，如圖2所示，在下模28上突出地設置有嵌入到該定位孔23、24中的第二定位銷25、26。另外，在上模29上形成軸18的上側部嵌入其中的導向孔30，進而，在上模29的兩側設置有對載置了疊片鐵心本體14的輸送託盤16進行定位並暫時放置的成對的支承構件32、33。
該支承構件32、33在正面視圖中成L字形，在下側具有向內側水平地延伸的鉤掛部34、35，成為輸送託盤16的載置臺17的兩側可以向一個方向(即，從正面側向背面側)滑動安裝的結構。另外，在鉤掛部34、35的背面側，分別設置圖中未示出的止動件，在載置臺17的兩側後端部與止動件接觸的位置上，輸送託盤16容納(即，被定位)在上模29的中心位置。
如圖2所示，鉤掛部34、35的上表面與上模29的間隙(即，距離)c與將載置臺17的厚度t和軸18的高度(h+a)相加的長度相比稍大一點，例如大(0.1～3％)×(t+h+a)，在將疊片鐵心本體14載置在輸送託盤16上的狀態下，可以從水平方向插入。另外，這裡，h為疊片鐵心本體14的高度，a為從疊片鐵心本體14的上端突出的軸18的長度。設置在上模29的中央的導向孔30的深度b，比從疊片鐵心本體14的上端突出的軸18的長度a大。
另一方面，製成在下模28的上側兩端部設置切口37、38、且支承構件32、33的下端不與下模28接觸的結構。另外，如圖3～圖5所示，在載置臺17上設置有貫通孔39、40，圖中未示出的輸送夾具可以進行鉤掛。
如圖5，圖6(A)、(B)所示，在構成輸送託盤16的載置臺17上形成樹脂流路43，所述樹脂流路43將樹脂從形成在下模28上的截面為圓形的各個樹脂儲存腔42引導到疊片鐵心本體14的磁鐵插入孔11、12內。在本實施例中，製成這樣的結構，即，樹脂儲存腔42為八個，經由樹脂流路43、以及在樹脂流路43區域的上部(即，載置臺17的上表面側)從底部(即載置臺17的下表面側)向上部貫通形成的澆口44、45，將樹脂分別填充到兩個磁鐵插入孔11、12內。
當參照圖5、圖8(A)、(B)詳細地說明形成在載置臺17上的樹脂流路43時，在形成於下模28的截面為圓形的樹脂儲存腔42的正上方形成有樹脂流路43。該樹脂流路43將來自於樹脂儲存腔42的樹脂分支成兩個，從設置在兩端部的澆口44、45將樹脂分流，填充到成對的磁鐵插入孔11、12中。
如圖4(B)所示，澆口44、45在平面視圖中在各個磁鐵插入孔11、12的中央，與疊片鐵心本體14的半徑方向內側的一部分重疊，從磁鐵插入孔11、12的內側向半徑方向內側區域填充樹脂，將被插入於磁鐵插入孔11、12的永久磁鐵15向半徑方向外側推壓。另外，也可以使澆口44、45與磁鐵插入孔11、12的半徑方向外側的一部分重疊，將永久磁鐵15向半徑方向內側推壓。
該樹脂流路43向載置臺17的下側開口地形成(底部開放)，其周壁形成向下側(即，外側)開放並傾斜的錐形形狀。藉此，在除掉硬化的樹脂的情況下，容易從載置臺17上除去。
另外，在載置臺17的上表面，從疊片鐵心本體14的外周延長到外側地形成通氣槽17a，該通氣槽17a在樹脂密封時將多餘的空氣從磁鐵插入孔11、12引導到外部。優選地，該通氣槽17a的深度比包含在密封樹脂中的填料的粒徑小。另外，也可以省略該通氣槽17a。
接著，參照圖1(A)～(H)及其它附圖，對於根據本發明的一個實施例的轉子疊片鐵心的製造方法詳細地進行說明。
如圖1(A)所示，製造將鐵心片鉚接疊層的疊片鐵心本體14，將其載置到輸送託盤16上。在這種情況下，分別使疊片鐵心本體14的軸孔10及衝孔13與輸送託盤16的軸18及第一定位銷19、20嵌合，將疊片鐵心本體14安裝到輸送託盤16的規定位置(參照圖3)。另外，也可以將輸送託盤16配置在模具裝置，在模具裝置內依次疊層鐵心片。
其次，如圖1(B)所示，將永久磁鐵(未磁化)15裝入疊片鐵心14的各個磁鐵插入孔11、12內。在這種情況下，也可以將疊片鐵心本體14橫向傾斜而裝入永久磁鐵15。並且，如圖6(A)所示，將載置於輸送託盤16上的疊片鐵心本體14載置到上模29的支承構件32、33的鉤掛部34、35上(也參照圖2)。
之後，如圖1(C)、圖2所示，將上模19降低，將輸送託盤16載置到下模28上。這時，突出配置在下模28上的第二定位銷25、26嵌入到形成在載置臺17上的定位孔23、24內，確定輸送託盤16相對於下模28的位置。
並且，如圖1(D)、圖6(B)所示，使上模29下降，上模29和下模28對載置在輸送託盤16上的疊片鐵心本體14進行合模。藉此，磁鐵插入孔11、12的上部被上模29封閉，進而，軸18的前部嵌入導向孔30。磁鐵插入孔11、12的下部與載置臺17接觸，澆口44、45的一部分與磁鐵插入孔11、12的下部連通(參照圖4(B))。這時，可以在上模29上形成將樹脂密封時的磁鐵插入孔11、12內的空氣排出的通氣槽，也可以將形成有通氣槽的板配置在疊片鐵心本體14與上模29之間。
如圖7(A)所示，在這種狀態下，使柱塞47上升，擠壓出在樹脂儲存腔42內被加熱熔融的樹脂，從樹脂流路(流道)43經由澆口44、45填充到磁鐵插入孔11、12內。藉此，永久磁鐵15在被向磁鐵插入孔11、12內的半徑方向外側推壓的狀態下，被樹脂密封。
如圖1(E)、圖7(B)所示，樹脂(熱硬化性樹脂)硬化之後，使上模29上升。藉此，在殘留在樹脂儲存腔42內的硬化的樹脂以及殘留在樹脂流路43中的硬化的樹脂附著於輸送託盤16的狀態下，輸送託盤16、永久磁鐵15與被樹脂密封了的疊片鐵心本體14一起被提升起來。
其次，如圖1(F)所示，將輸送託盤16及載置於其上的疊片鐵心本體14從設置在上模29上的支承構件32、33上卸下，進而，如圖1(G)所示，如果將疊片鐵心本體14從輸送託盤16上卸下，則變成轉子疊片鐵心48。在這種情況下，由於澆口44、45與磁鐵插入孔11、12的連接部的截面小，所以，容易分離。
並且，在重複使用輸送託盤16的情況下，如圖1(H)所示，將夾具(銷釘)49插入到澆口44、45內，除去不需要的樹脂(卷邊)。在這種情況下，由於樹脂流路43呈向下方開放的錐形形狀，所以，樹脂容易剝離容易。另外，如圖9(A)、(B)所示，在樹脂流路43的中央部分，在其上部設置貫通孔50、51，通過除了插入澆口44、45的夾具(銷釘)49之外還藉助另外設置的銷釘夾具來使樹脂流路43內的樹脂脫落，能夠不折斷已經硬化的樹脂，而可靠地以成一體的形狀使樹脂脫落。
本發明並不被所述實施例所限定，在不變更本發明的主旨的範圍內，可以變更其結構。例如，在所述實施例中升降上模，但是，也可以升降下模。另外，輸送託盤的支承構件也可以設置於下模。另外，也可以不設置支承構件，而通過手動進行疊片鐵心本體對於下模的安裝或卸下。
進而，在所述實施例中，作為將永久磁鐵固定的樹脂，使用熱硬化性樹脂，但是，也可以是其它樹脂(例如，熱塑性的樹脂)。
另外，在以上的實施例中，將轉子疊片鐵心以軸心一致的方式載置到輸送託盤的載置臺上，但是，也可以沒有輸送託盤的軸，而直接將轉子疊片鐵心載置在載置臺上。在這種情況下，有必要利用另外的定位機構(例如，銷、凹凸)等將轉子疊片鐵心正確地定位到載置臺上。
工業上的利用可能性
由於將多個鐵心片疊層的轉子疊片鐵心載置在輸送託盤上進行輸送，並且，從下模經由輸送託盤對磁鐵插入孔進行樹脂密封，所以，可以簡化轉子疊片鐵心的輸送及向樹脂密封模具上的設置。提高生產性。
附圖標記說明
10：軸孔，11、12：磁鐵插入孔，13：衝孔，14：疊片鐵心本體，15：永久磁鐵，16：輸送託盤，17：載置臺，17a：通氣槽，18：軸，19、20：第一定位銷，21：倒角，23、24：定位孔，25、26：第二定位銷，28：下模，29：上模，30：導向孔，32、33：支承構件，34、35：鉤掛部，37、38：切口，39、40：貫通孔，42：樹脂儲存罐，43：樹脂流路，44、45：澆口，47：柱塞，48：轉子疊片鐵心，49：夾具，50、51：貫通孔。