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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158834
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】ロータの製造方法
(51)【国際特許分類】
   H02K 15/02 20060101AFI20241031BHJP
   H02K 15/12 20060101ALI20241031BHJP
【FI】
H02K15/02 K
H02K15/12 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023074394
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000241500
【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】竹本 雅昭
【テーマコード(参考)】
5H615
【Fターム(参考)】
5H615AA01
5H615BB07
5H615BB14
5H615PP02
5H615SS05
5H615SS09
5H615SS10
5H615SS13
5H615SS44
5H615TT32
(57)【要約】
【課題】ロータの生産性を向上させることができるロータの製造方法を提供する。
【解決手段】ロータの製造方法は、第1型20と第2型21との間に複数の磁石収容孔15を有するコア13を配置するとともに各磁石収容孔15に磁石17を収容して熱可塑性の樹脂材を充填する。コア13は、中心孔14を有するとともに、中心孔14に挿入されるポスト部29とコア13における第1型20側の面を覆うベース部28とを有した支持部材22によって支持される。ベース部28における各磁石収容孔15と対応する位置には、磁石収容孔15に樹脂材を充填するための充填孔31が形成される。ロータの製造方法は、各磁石収容孔15に磁石17が収容されるとともに支持部材22によって支持された状態のコア13を第1型20と第2型21とで型締めする型締め工程と、コア13の各磁石収容孔15に充填孔31から樹脂材を充填する充填工程とを備える。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向して配置された第1型と第2型との間に複数の磁石収容孔を有するコアを配置するとともに複数の前記磁石収容孔の各々に磁石を収容した状態で、複数の前記磁石収容孔の各々に熱可塑性の樹脂材を充填して前記磁石を固定することによりロータを製造するロータの製造方法であって、
前記コアは、前記第1型と前記第2型とが対向する方向である対向方向に延びる中心孔を有するとともに、前記中心孔に挿入されるポスト部と前記コアにおける前記第1型側の面を覆うベース部とを有した支持部材によって支持され、
前記ベース部における複数の前記磁石収容孔とそれぞれ対応する位置には、前記磁石収容孔に前記樹脂材を充填するための充填孔が形成され、
前記磁石収容孔に前記磁石が収容されるとともに前記支持部材によって支持された状態の前記コアを前記第1型と前記第2型とで型締めする型締め工程と、
前記型締め工程において型締めされた前記コアの前記磁石収容孔に前記充填孔から前記樹脂材を充填する充填工程と、
を備えることを特徴とするロータの製造方法。
【請求項2】
前記支持部材は、前記コアを搬送するためのパレットであることを特徴とする請求項1に記載のロータの製造方法。
【請求項3】
前記第2型は、前記コアにおける前記第2型側の面に接触する接触部を有し、
前記接触部における複数の前記磁石収容孔とそれぞれ対応する位置には、前記磁石収容孔で前記磁石の位置決めをするための突出部が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロータの製造方法。
【請求項4】
前記第1型と第2型とは、水平方向において対向して配置されていることを特徴とする請求項3に記載のロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば磁石埋込型モータのロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
磁石埋込型モータのロータは、複数の鉄心片が積層された構造のコアを有する。コアは、鉄心片の積層方向において貫通する複数の磁石収容孔を有している。磁石収容孔の各々には、磁石を収容した状態で樹脂材を充填することにより、磁石が固定されている。
【0003】
このようなロータの製造方法としては、従来、例えば特許文献1に示すものが知られている。この特許文献1に示すロータを製造するための製造装置は、コアを間に挟む態様で対向して配置される第1型及び第2型を備えている。第1型は、型本体と、コアを支持する支持部材とを備えている。第2型は、型本体と、樹脂材を磁石収容孔に充填するための充填ポットを有したカルプレートとを備えている。
【0004】
そして、ロータを製造する場合には、まず、支持部材に支持されるとともに複数の磁石収容孔の各々に磁石が収容されたコアにカルプレートを取り付けた状態にする。この状態のコアを第1型の型本体と第2型の型本体とで挟んだ後、複数の磁石収容孔の各々にカルプレートの充填ポットから樹脂材を充填することにより磁石を固定する。これにより、ロータが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2019-140841号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上述のようなロータの製造方法では、カルプレートを使用しているため、コアにカルプレートを取り付けるための工程が必要となる。このため、ロータの生産性を向上させる上では、改善の余地を残すものとなっている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するロータの製造方法は、対向して配置された第1型と第2型との間に複数の磁石収容孔を有するコアを配置するとともに複数の前記磁石収容孔の各々に磁石を収容した状態で、複数の前記磁石収容孔の各々に熱可塑性の樹脂材を充填して前記磁石を固定することによりロータを製造するロータの製造方法であって、前記コアは、前記第1型と前記第2型とが対向する方向である対向方向に延びる中心孔を有するとともに、前記中心孔に挿入されるポスト部と前記コアにおける前記第1型側の面を覆うベース部とを有した支持部材によって支持され、前記ベース部における複数の前記磁石収容孔とそれぞれ対応する位置には、前記磁石収容孔に前記樹脂材を充填するための充填孔が形成され、前記磁石収容孔に前記磁石が収容されるとともに前記支持部材によって支持された状態の前記コアを前記第1型と前記第2型とで型締めする型締め工程と、前記型締め工程において型締めされた前記コアの前記磁石収容孔に前記充填孔から前記樹脂材を充填する充填工程と、を備えることを特徴とするロータの製造方法。
【0008】
上記方法によれば、コアを支持する支持部材のベース部に形成された充填孔から磁石収容孔に樹脂材が充填される。このため、コアにおけるベース部側とは反対側の位置に磁石収容孔に樹脂材を充填するためのゲートプレートを配置する必要がなくなる。すなわち、コアにゲートプレートを取り付けるための工程が不要となる。したがって、ゲートプレートを用いてロータを製造する場合に比べて、ロータの生産性を向上させることができる。なお、ゲートプレートとは、熱可塑性の樹脂材を磁石収容孔に充填するためのものであって樹脂材が熱硬化性樹脂である場合のカルプレートに相当するものである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】一実施形態の製造方法によって製造されるロータの斜視図である。
図2図1のロータの断面図である。
図3】コアを型開きされた第1型と第2型との間に配置したときの状態を示す断面図である。
図4】コアを第1型と第2型とで型締めしたときの状態を示す断面図である。
図5】コアを支持部材によって支持したときの状態を示す正面図である。
図6】第2型の接触部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、ロータの製造方法の一実施形態を図面に従って説明する。
<ロータ11>
図1及び図2に示すように、ロータ11は、円形の電磁鋼板からなる複数枚の鉄心片12を積層してなるコア13を備えている。すなわち、コア13は、複数枚の鉄心片12を積層してなる積層体によって構成されている。コア13は、中心孔14と、中心孔14の外周側に位置するとともに周方向に互いに間隔をおいて設けられた複数(本実施形態では、20個)の磁石収容孔15とを有している。
【0011】
中心孔14及び各磁石収容孔15は、コア13を貫通する態様でコア13の軸線Cに沿って延びている。中心孔14の内周面には、コア13の径方向において互いに対向する一対の突条16が軸線Cに沿って延びるように設けられている。各磁石収容孔15の軸線Cの延びる方向から見たときの形状は、長手方向の両端部が丸みを帯びた略矩形状をなしている。
【0012】
各磁石収容孔15には、磁石17が収容されている。磁石17は、軸線Cに沿って延びる直方体状をなしている。各磁石収容孔15の内部には、磁石17を固定するための熱可塑性の樹脂材18が充填されている。樹脂材18は、例えばポリプロピレンなどによって構成される。
【0013】
<ロータ11の製造装置19>
図3に示すように、ロータ11の製造装置19は、ロータ11の製造ライン上に配置される。ロータ11の製造装置19は、水平方向において対向して配置された第1型20と第2型21とを備えている。ロータ11は、支持部材22によって支持された状態で製造ライン上を搬送される。すなわち、支持部材22は、ロータ11の製造ライン上においてコア13を搬送するためのパレットによって構成される。
【0014】
製造装置19によってロータ11を製造する際には、第1型20と第2型21との間に、支持部材22によって支持されるとともに複数の磁石収容孔15の各々に磁石17を収容した状態のコア13が配置される。そして、複数の磁石収容孔15の各々に樹脂材18を充填して磁石17を固定することによりロータ11が製造される。
【0015】
<第1型20>
図3に示すように、第1型20は、第1型本体23と、シリンダ24と、射出プレート25とを備えている。射出プレート25は、略矩形状をなしている。射出プレート25は、第1型本体23における第2型21との対向面に固定されている。射出プレート25は、互いに連通するスプルー26とランナー27とを有している。シリンダ24は、第1型本体23内に設けられている。シリンダ24は、スクリュー及びヒータ(いずれも図示略)を有している。シリンダ24は、ヒータによる加熱によって溶融させた樹脂材18をスクリューによってかき混ぜながらスプルー26へ送り出す。
【0016】
<支持部材22>
図3及び図5に示すように、支持部材22は、略矩形板状のベース部28と、ベース部28の中央部から突出する円柱状のポスト部29とを備えている。支持部材22は、コア13の中心孔14にポスト部29を挿入することによって、コア13を支持する。支持部材22は、コア13を支持した状態で第1型20と第2型21との間における射出プレート25上に配置される。ポスト部29の先端部は、コア13における第2型21側の面よりも第2型21側に突出している。
【0017】
ベース部28における第1型20側の面は、射出プレート25に接触する。ベース部28における第2型21側の面は、コア13における第1型20側の面に接触する。すなわち、ベース部28における第2型21側の面は、コア13における第1型20側の面を覆う。この場合、第1型20と第2型21とが対向する方向である対向方向Xは、第1型20と第2型21との間に配置されるコア13の軸線Cの延びる方向と一致する。したがって、コア13の中心孔14は、対向方向Xに延びている。
【0018】
ポスト部29の外周面には、コア13の一対の突条16とそれぞれ係合する一対の係合溝30が軸線Cに沿って延びるように設けられている。ポスト部29の一対の係合溝30に対してコア13の一対の突条16がそれぞれ挿入されることで、ポスト部29に対するコア13の周方向の位置決めがなされる。ベース部28における複数の磁石収容孔15とそれぞれ対応する位置には、磁石収容孔15に樹脂材18を充填するための充填孔31が形成されている。各充填孔31は、射出プレート25のランナー27と連通する。
【0019】
<第2型21>
図3図4及び図6に示すように、第2型21は、第2型本体32と、第2型本体32における第1型20との対向面に固定された矩形板状の接触部33とを備えている。接触部33における第1型20側の面は、コア13における第2型21側の面に接触する。すなわち、接触部33における第1型20側の面は、コア13における第2型21側の面を覆う。
【0020】
接触部33の第1型20側の面における複数の磁石収容孔15とそれぞれ対応する位置には、磁石収容孔15で磁石17の位置決めをするための突出部34が一対ずつ設けられている。各対の突出部34は、磁石収容孔15の断面における長手方向において並ぶように配置されるとともに、磁石収容孔15に挿入される。各対の突出部34の先端は、磁石収容孔15に収容された磁石17における第2型21側の端面に接触する。
【0021】
図3図5及び図6に示すように、接触部33の第1型20側の面における中央部には、ポスト部29の先端部が挿入される円形の凹部35が形成されている。凹部35の側面には、ポスト部29の一対の係合溝30とそれぞれ係合する一対の係合凸部36が設けられている。ポスト部29の一対の係合溝30に対して接触部33の一対の係合凸部36がそれぞれ挿入されることで、接触部33に対するポスト部29の周方向の位置決めがなされる。
【0022】
<ロータ11の製造方法>
ロータ11の製造方法は、支持工程と、磁石挿入工程と、型締め工程と、充填工程と、取出工程とを備える。
【0023】
<支持工程>
支持工程では、コア13の中心孔14に支持部材22のポスト部29を挿入することにより、コア13を支持部材22によって支持する。
【0024】
<磁石挿入工程>
磁石挿入工程では、支持工程で支持部材22によって支持されたコア13の各磁石収容孔15に磁石17を挿入することによって収容する。
【0025】
<型締め工程>
図3に示すように、型締め工程では、各磁石収容孔15に磁石17が収容されるとともに支持部材22によって支持された状態のコア13を第1型20と第2型21との間における射出プレート25上に配置した状態にする。この状態で、図4に示すように、支持部材22によって支持された状態のコア13を第1型20と第2型21とで型締めする。
【0026】
<充填工程>
充填工程では、シリンダ24からヒータによる加熱によって溶融させた状態の樹脂材18をスクリューによってかき混ぜながらスプルー26へ送り出す。これにより、溶融状態の樹脂材18は、スプルー26からランナー27及び充填孔31を介して磁石収容孔15に注入される。すなわち、充填工程では、型締め工程において型締めされたコア13の磁石収容孔15に充填孔31から溶融状態の樹脂材18を注入して充填する。
【0027】
このとき、充填孔31から磁石収容孔15に注入される溶融状態の樹脂材18の圧力によって、磁石収容孔15の磁石17における第2型21側の端面が突出部34の先端に当接する。これにより、磁石収容孔15での磁石17の位置決めがなされる。すなわち、磁石収容孔15の両端の開口から磁石17が露出しないように磁石収容孔15に磁石17が配置される。その後、磁石収容孔15で樹脂材18が冷えて固化することにより、磁石収容孔15にて磁石17が固定される。これにより、図1に示すロータ11が製造される。
【0028】
<取出工程>
取出工程では、製造装置19からロータ11を取り出すべく、第1型20と第2型21との型開きを行う。そして、支持部材22によって支持された状態のロータ11を第1型20と第2型21との間から取り出した後、支持部材22からロータ11を取り外す。これにより、図1に示すロータ11が得られる。
【0029】
<実施形態の作用>
上記したロータ11の製造方法によれば、コア13を支持する支持部材22のベース部28に形成された充填孔31から磁石収容孔15に樹脂材18が充填される。このため、コア13におけるベース部28側とは反対側の位置に磁石収容孔15に樹脂材18を充填するためのゲートプレートを配置する必要がなくなる。すなわち、コア13にゲートプレートを取り付けるための工程が不要となる。したがって、ゲートプレートを用いてロータ11を製造する場合に比べて、ロータ11の生産性が向上される。
【0030】
<実施形態の効果>
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)ロータ11の製造方法は、磁石収容孔15に磁石17が収容されるとともに支持部材22によって支持された状態のコア13を第1型20と第2型21とで型締めする型締め工程と、型締め工程において型締めされたコア13の磁石収容孔15に充填孔31から樹脂材18を充填する充填工程と、を備える。
【0031】
上記方法によれば、上述した実施形態の作用により、ロータ11の生産性を向上させることができる。
(2)ロータ11の製造方法において、支持部材22は、コア13を搬送するためのパレットである。
【0032】
上記方法によれば、支持部材22が製造ライン上においてコア13を搬送するためのパレットと兼用であるため、製造ラインでのコア13の搬送を効率よく行うことができる。
(3)ロータ11の製造方法において、第2型21は、コア13における第2型21側の面に接触する接触部33を有する。接触部33における複数の磁石収容孔15とそれぞれ対応する位置には、磁石収容孔15で磁石17の位置決めをするための突出部34が設けられている。
【0033】
上記方法によれば、突出部34を支持部材22に設けなくても磁石収容孔15で磁石17の位置決めをすることができる。したがって、支持部材22に上記突出部34を設ける場合に比べて支持部材22の構成を簡単にできる。
【0034】
(4)ロータ11の製造方法において、第1型20と第2型21とは、水平方向において対向して配置されている。
上記方法によれば、接触部33に突出部34を設けることによって磁石収容孔15で磁石17の位置決めをする場合に都合がよい。因みに、第1型20と第2型21とが鉛直方向において対向して配置されている場合に接触部33に突出部34を設けることによって磁石収容孔15で磁石17の位置決めをしようとすると、支持部材22に支持された状態のコア13を支持部材22のベース部28が上側に位置する姿勢にする必要がある。このため、支持部材22のポスト部29からコア13が抜け落ちないようにするための対策が別途必要となるため、ロータ11の製造設備が複雑化してしまう。
【0035】
<変更例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0036】
・第1型20と第2型21とは、鉛直方向において対向して配置してもよい。
・接触部33における突出部34は、省略してもよい。
・支持部材22は、必ずしもコア13を搬送するためのパレットである必要はない。すなわち、支持部材22は、コア13を搬送するためのパレットと兼用でなくてもよい。
【0037】
・ベース部28にランナー27を設けてもよい。
・ベース部28にランナー27及びスプルー26を設けてもよい。このようにすれば、射出プレート25を省略できる。
【符号の説明】
【0038】
11…ロータ
12…鉄心片
13…コア
14…中心孔
15…磁石収容孔
16…突条
17…磁石
18…樹脂材
19…製造装置
20…第1型
21…第2型
22…支持部材
23…第1型本体
24…シリンダ
25…射出プレート
26…スプルー
27…ランナー
28…ベース部
29…ポスト部
30…係合溝
31…充填孔
32…第2型本体
33…接触部
34…突出部
35…凹部
36…係合凸部
C…軸線
X…対向方向
図1
図2
図3
図4
図5
図6