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公開番号2021182835
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211125
出願番号2020087995
出願日20200520
発明の名称積層鉄心の製造方法および製造装置
出願人株式会社三井ハイテック
代理人個人,個人
主分類H02K 15/03 20060101AFI20211029BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】積層鉄心を寸法精度よく製造する。
【解決手段】積層鉄心の製造方法は、分離プレートと、中心孔を有する金属板を積層方向に積層した積層体と、を下治具に対して取り付けた状態で積層体に対する樹脂固定を行うことと、積層体を下治具から分離することと、を含み、下治具は、ベース部と、ベース部から突出し、積層体の中心孔に対して挿入可能なポスト部と、を有し、樹脂固定を行うことにおいて、分離プレートがベース部と積層体との間に配置されるとともに、積層体の中心孔と分離プレートに設けられた貫通孔とに対してポスト部が挿通された状態で樹脂固定を行い、分離することにおいて、分離プレートを支持した状態で、分離プレートまたは下治具のいずれか一方について積層方向のうちの一方向に沿った移動を規制しながら、他方を一方向に沿って移動させる。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項1】
分離プレートと、中心孔を有する金属板を積層方向に積層した積層体と、を下治具に対して取り付けた状態で前記積層体に対する樹脂固定を行うことと、
前記積層体を前記下治具から分離することと、を含み、
前記下治具は、ベース部と、前記ベース部から突出し、前記積層体の前記中心孔に対して挿入可能なポスト部と、を有し、
前記樹脂固定を行うことにおいて、前記分離プレートが前記ベース部と前記積層体との間に配置されるとともに、前記積層体の前記中心孔と前記分離プレートに設けられた貫通孔とに対して前記ポスト部が挿通された状態で樹脂固定を行い、
前記分離することにおいて、前記分離プレートを支持した状態で、前記分離プレートまたは前記下治具のいずれか一方について前記積層方向のうちの一方向に沿った移動を規制しながら、他方を前記一方向に沿って移動させる、積層鉄心の製造方法。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
平面視において、前記下治具の前記ポスト部は、前記積層体の前記中心孔より小さく、前記分離プレートの前記貫通孔は、前記積層体の前記中心孔より大きい、請求項1に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項3】
平面視において、前記分離プレートの前記貫通孔は、前記積層体の前記中心孔と相似形状である、請求項2に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項4】
前記分離することにおいて、前記下治具の移動を規制した状態で、前記分離プレートを前記一方向へ移動させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項5】
前記分離プレートは、外周部分に切り欠きを有し、
前記分離プレートを支持するプレート支持部は、前記切り欠きに対して係止する係止部を有し、
前記分離することにおいて、前記係止部が前記切り欠きに対して係止した状態で、前記分離プレートを前記一方向へ移動させる、請求項4に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項6】
前記分離することにおいて、前記分離プレートの移動を規制した状態で、前記下治具を前記一方向へ移動させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項7】
前記下治具を支持する下治具支持部は、前記下治具の前記ポスト部と対向し、前記積層方向から見たときに前記ポスト部と重なる位置に設けられた押圧具を有し、
前記分離することにおいて、前記押圧具が前記ポスト部を前記積層方向に沿って押圧した状態で、前記下治具支持部を前記一方向へ移動させる、請求項6に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項8】
前記下治具は、外周部分に切り欠きを有し、
前記下治具を支持する下治具支持部は、前記切り欠きに対して係止する係止部を有し、
前記分離することにおいて、前記係止部が前記切り欠きに対して係止した状態で、前記下治具支持部を前記一方向へ移動させる、請求項6に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項9】
分離プレートと、中心孔を有する金属板を積層方向に積層した積層体と、を下治具に対して取り付けた状態で前記積層体に対する樹脂固定を行った後に、前記積層体を下治具から分離するための積層鉄心の製造装置であって、
前記下治具は、ベース部と、前記ベース部から突出し、前記積層体の前記中心孔に対して挿入可能なポスト部と、を含み、
前記分離プレートが前記ベース部と前記積層体との間に配置されるとともに、前記積層体の前記中心孔と前記分離プレートに設けられた貫通孔とに対して前記ポスト部が挿通された状態で樹脂固定が行われ、
前記分離プレートを支持するプレート支持部と、
前記下治具を支持する下治具支持部と、
前記プレート支持部および前記下治具支持部のいずれか一方について前記積層方向のうちの一方向に沿った移動を規制しながら、他方を前記一方向に沿って移動させる駆動部と、を有する、積層鉄心の製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、積層鉄心の製造方法および製造装置に関する。
続きを表示(約 6,100 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1では、複数の鉄心片を積層して製造される積層鉄心からなるロータコアの製造装置として、コア本体の磁石挿入孔に永久磁石を挿入し、磁石挿入孔に樹脂を注入して固化する装置が示されている。また、特許文献1では、搬送パレットに対する積層鉄心の位置決めを行う中心ガイドが設けられている。積層鉄心は、搬送パレットに載置された状態で搬送され、磁石配置穴に配置される磁石は搬送パレットによって受け止められる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−134967号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1記載の技術では、中心ガイドを積層鉄心から取り外す際に、中心ガイドと積層鉄心とが干渉する可能性がある。
【0005】
本開示は、積層鉄心を寸法精度よく製造するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
積層鉄心の製造方法の一例は、分離プレートと、中心孔を有する金属板を積層方向に積層した積層体と、を下治具に対して取り付けた状態で前記積層体に対する樹脂固定を行うことと、前記積層体を前記下治具から分離することと、を含み、前記下治具は、ベース部と、前記ベース部から突出し、前記積層体の前記中心孔に対して挿入可能なポスト部と、を有し、前記樹脂固定を行うことにおいて、前記分離プレートが前記ベース部と前記積層体との間に配置されるとともに、前記積層体の前記中心孔と前記分離プレートに設けられた貫通孔とに対して前記ポスト部が挿通された状態で樹脂固定を行い、前記分離することにおいて、前記分離プレートを支持した状態で、前記分離プレートまたは前記下治具のいずれか一方について前記積層方向のうちの一方向に沿った移動を規制しながら、他方を前記一方向に沿って移動させてもよい。
【0007】
積層鉄心の製造装置の一例は、分離プレートと、中心孔を有する金属板を積層方向に積層した積層体と、を下治具に対して取り付けた状態で前記積層体に対する樹脂固定を行った後に、前記積層体を下治具から分離するための積層鉄心の製造装置であって、前記下治具は、ベース部と、前記ベース部から突出し、前記積層体の前記中心孔に対して挿入可能なポスト部と、を含み、前記分離プレートが前記ベース部と前記積層体との間に配置されるとともに、前記積層体の前記中心孔と前記分離プレートに設けられた貫通孔とに対して前記ポスト部が挿通された状態で樹脂固定が行われ、前記分離プレートを支持するプレート支持部と、前記下治具を支持する下治具支持部と、前記プレート支持部および前記下治具支持部のいずれか一方について前記積層方向のうちの一方向に沿った移動を規制しながら、他方を前記一方向に沿って移動させる駆動部と、を有してもよい。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、積層鉄心を寸法精度よく製造するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、積層鉄心の一例を示す斜視図である。
図2は、樹脂注入装置の一例を概略的に示す断面図である。
図3(a)は、下治具の構成を説明する上面図であり、図3(b)は、分離プレートの構成を説明する上面図である。
図4は、樹脂注入装置における樹脂固定後の各部の分離状態を説明する図である。
図5(a)は、第1の構成例に係る分離装置に用いられる下治具および分離プレートを説明する図であり、図5(b)は、第1の構成例に係る分離装置に用いられる分離プレートを説明する図である。
図6(a)は、第1の構成例に係る分離装置を説明する図であり、図6(b)は、第1の構成例に係る分離装置の動作を説明する図である。
図7(a)は、第2の構成例に係る分離装置を説明する図であり、図7(b)は、第2の構成例に係る分離装置の動作を説明する図である。
図8(a)は、第3の構成例に係る分離装置を説明する図であり、図8(b)は、第3の構成例に係る分離装置の動作を説明する図である。
図9(a)は、第4の構成例に係る分離装置を説明する図であり、図9(b)は、第4の構成例に係る分離装置の動作を説明する図である。
図10は、積層体を下治具に対して取り付けた状態での積層体の中心孔、下治具のポスト部及び分離プレートの貫通孔の位置関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本開示を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0011】
[固定子積層鉄心の構成]
まず、図1を参照して、積層鉄心1の構成について説明する。積層鉄心1は、回転子(ロータ)の一部である。回転子は、積層鉄心1に設けられる磁石挿入孔16が設けられ、磁石挿入孔16に永久磁石12が挿入されたものと、シャフト(不図示)等を組み合わせることにより構成される。回転子が固定子(ステータ)と組み合わされることにより、電動機(モータ)が構成される。回転子は、例えば、埋込磁石型(IPM)モータを構成してもよいし、他の種類のモータの一部を構成してもよい。
【0012】
積層鉄心1は、積層体10(鉄心本体)と、複数の永久磁石12と、複数の固化樹脂14とを備える。
【0013】
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を貫通する中心孔10aが設けられている。中心孔10aは、積層体10の高さ方向(上下方向)に延びている。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。
【0014】
中心孔10aの内周面には、4つの突条10b(キー)が形成されている。突条10bは、積層体10の上端面S1から下端面S2に至るまで高さ方向に延びている。中心軸Axを挟んで径方向において互いに対向する一対の突条10bが2組設けられることによって、4つの突条10bが設けられ得る。一対の突条10bは、中心軸Axを間において対向しており、中心孔10aの内周面から中心軸Axに向けて突出している。なお、積層体10に設けられるキー部の一例として突条10bを示しているが、キー部としては突条10bに限定されず、凸部または凹部等の係止部が設けられてもよいし、キー部の個数は4つに限定されず、1つ以上の係止部が設けられていてもよい。係止部(突条10b)がない場合、中心孔10aは、円や楕円等の形状でもよい。
【0015】
積層体10には、複数の磁石挿入孔16(樹脂注入部)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は高さ方向に延びている。
【0016】
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、金属板(例えば、電磁鋼板)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の板厚偏差を相殺して、積層体10の平面度、平行度および直角度を高め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。
【0017】
積層方向において隣り合う打抜部材W同士は、カシメによって締結されていてもよい。また、打抜部材W同士は、カシメに代えて、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、接着剤また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を締結して積層体10を得た後、仮カシメを当該積層体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。
【0018】
永久磁石12は、図1および図2に示されるように、各磁石挿入孔16内に例えば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、例えば直方体形状を呈していてもよい。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。また、一つの磁石挿入孔16には複数の永久磁石12が挿入されてもよい。
【0019】
固化樹脂14は、永久磁石12を収容する磁石挿入孔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。固化樹脂14は、永久磁石12を磁石挿入孔16内に固定するように構成されていてもよい。固化樹脂14は、高さ方向で隣り合う打抜部材W同士を接合するように構成されていてもよい。
【0020】
積層鉄心1は、シャフトと組み合わせることで回転子として機能する。この際に、積層鉄心1の上端および下端を挟み込むように端面板を配置してもよい。端面板は積層体10と溶接によって接合されていてもよい。
【0021】
[樹脂注入装置]
図2,図3を参照して、積層鉄心1を製造する際に用いられる樹脂注入装置100について説明する。樹脂注入装置100は、帯状の金属板を打ち抜き加工して形成された複数の打抜部材Wが積層された積層体10の磁石挿入孔16に対して永久磁石12を配置するとともに、永久磁石12を収容する磁石挿入孔16内に溶融樹脂を充填するように構成されている。すなわち、樹脂注入装置100は、積層鉄心1の製造に係る一連の装置に含まれ得る。
【0022】
樹脂注入装置100は、下型110と、上型120と、下治具130と、分離プレート140と、制御部150と、を含む。
【0023】
下型110は、上型120と共に積層体10を高さ方向において挟持可能に構成されている。図2に示すように、下型110は、ベース部材111を含む。なお、ベース部材111の内部に、後述する熱源122と同様の熱源が配置されていてもよい。
【0024】
上型120は、下型110と共に積層体10を高さ方向において挟持可能に構成されている。上型120は、ベース部材121と、熱源122とを含む。
【0025】
ベース部材121は、一つの凹部123と、複数の収容孔124とを含む。凹部123は、後述のポスト部132(挿通ポスト)が入り込むことが可能となる位置に設けられ、例えば、ベース部材121の略中央部に位置している。凹部123は、ポスト部132に対応する形状である。積層体10に設けられるキー部に対応するように凹部123を設けることで、積層体10と上型120との位置決めを行っている。
【0026】
複数の収容孔124は、ベース部材121を貫通しており、凹部123の周囲に沿って所定間隔で並んでいる。各収容孔124は、下型110および上型120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。なお、収容孔124と磁石挿入孔16とは1対1である必要はなく、各磁石挿入孔16に対して樹脂タブレットPによる溶融樹脂が供給可能とされていればその配置は適宜変更される。各収容孔124は、円柱形状を呈しており、少なくとも一つの樹脂タブレットPを収容可能である。また、複数の収容孔124は、積層体10と上型120との間に位置する別体に設けられていてもよい。
【0027】
熱源122は、例えば、ベース部材121に内蔵されたヒータである。熱源122が動作すると、ベース部材121が加熱され、ベース部材121に接触している積層体10が加熱されると共に、各収容孔124に収容された樹脂タブレットPが加熱される。これにより、樹脂タブレットPが溶融して溶融樹脂に変化する。
【0028】
上型120には、複数のプランジャ125が取り付けられる。プランジャ125は、収容孔124の上方に設けられる。各プランジャ125は、図示しない駆動源によって、対応する収容孔124に対して挿抜可能となるように構成されている。また、複数の収容孔124および熱源122は、積層体10と上型120との間に位置する別体に設けられていてもよく、このとき、複数の収容孔124は、複数のプランジャ125が対応する収容孔124に対して挿抜可能となるように構成されていてもよい。
【0029】
下治具130は、下型110のベース部材111上に載置されて、積層体10を支持する部材である。図3に示すように、下治具130は、ベース部131と、ベース部131に設けられたポスト部132とを含む。ベース部131は、積層体10を載置可能に構成されている。ポスト部132は、ベース部131の略中央部に位置しており、ベース部131の上面から上方に向けて突出している。ポスト部132は、柱形状を呈しており、積層体10の中心孔10aに対応する外形を有する。したがって、ポスト部132には、積層体10の突条10bに対応する4つの凹部133が形成されている。下治具130を積層体10に取り付けたときのポスト部132(凹部133を含む)と積層体10との距離は、例えば、15μm〜35μm程度とすることができる。また、ポスト部132(凹部133を含む)と積層体10との距離は、基本的に全周において等しくされていてもよい。この場合、積層鉄心1(樹脂固定後の積層体10)を取り外す際に下治具130と接触した場合の軸ずれ等を防ぐことができる。
【0030】
分離プレート140は、下治具130のベース部131上に載置される板状の部材である。一例として、分離プレート140は平面視においては正方形とすることができるが、この形状には限定されない。分離プレート140は、下治具130とは独立して移動させることが可能とされている。
(【0031】以降は省略されています)

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