(57)【要約】【課題】より生産性が高い、モーターコアの製造装置を提供する。【解決手段】磁性材料を積層して形成される磁性体層６ａと、絶縁材料を積層して形成される絶縁体層６ｂと、を交互に重ねて所定の厚みのモーターコアを製造する、モーターコアの製造装置であって、不活性ガスが供給される不活性ガスパージ部２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇと、前記磁性材料を積層する磁性材料積層部２ｂ、２ｆと、前記絶縁材料を積層する絶縁材料積層部２ｄ、２ｈと、を有する、環状の反応炉２と、環状の反応炉２内に配置されると共に、環状の反応炉２の周方向に移動して環状の反応炉２内を循環する基板５と、を備え、基板５を環状の反応炉２内において循環させることによって、前記不活性ガスパージ部、前記磁性材料積層部、前記不活性ガスパージ部、前記絶縁材料積層部、の順に基板５を繰り返し移送可能である、モーターコアの製造装置。【選択図】図２
2020129876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料を積層して形成される磁性体層と、絶縁材料を積層して形成される絶縁体層と、を交互に重ねて所定の厚みのモーターコアを製造する、モーターコアの製造装置であって、
不活性ガスが供給される不活性ガスパージ部と、前記磁性材料を積層する磁性材料積層部と、前記絶縁材料を積層する絶縁材料積層部と、を有する、環状の反応炉と、
前記環状の反応炉内に配置されると共に、前記環状の反応炉の周方向に移動して前記環状の反応炉内を循環する基板と、を備え、
前記基板を前記環状の反応炉内において循環させることによって、前記不活性ガスパージ部、前記磁性材料積層部、前記不活性ガスパージ部、前記絶縁材料積層部、の順に前記基板を繰り返し移送可能である、
モーターコアの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターコアの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性材料を積層して形成される磁性体層と、絶縁材料を積層して形成される絶縁体層と、を交互に重ねて所定の厚みのモーターコアを基板上に製造する装置が知られている。
例えば特許文献１には、磁性材料を積層する磁性材料積層部と、絶縁材料を積層する絶縁材料積層部と、当該磁性材料積層部と当該絶縁材料積層部とを連通すると共に不活性ガス雰囲気である不活性ガスパージ部と、を備える、モーターコアの製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２３１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、モーターコアの製造装置に関し、下記の課題を見出した。
特許文献１に開示されている技術では、不活性ガスパージ部を介して、磁性材料積層部及び絶縁材料積層部に基板を交互に移送することによって、基板上にモーターコアを形成する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、磁性材料積層部、絶縁材料積層部、及び不活性ガスパージ部が同時に動作しておらず、いずれか１つが作動している際には、残りの２つは停止している。したがって、モーターコアの生産性を高める余地があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、より生産性が高い、モーターコアの製造装置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】
【０００７】
上記目的を達成するための一態様は、磁性材料を積層して形成される磁性体層と、絶縁材料を積層して形成される絶縁体層と、を交互に重ねて所定の厚みのモーターコアを製造する、モーターコアの製造装置であって、不活性ガスが供給される不活性ガスパージ部と、前記磁性材料を積層する磁性材料積層部と、前記絶縁材料を積層する絶縁材料積層部と、を有する、環状の反応炉と、前記環状の反応炉内に配置されると共に、前記環状の反応炉の周方向に移動して前記環状の反応炉内を循環する基板と、を備え、前記基板を前記環状の反応炉内において循環させることによって、前記不活性ガスパージ部、前記磁性材料積層部、前記不活性ガスパージ部、前記絶縁材料積層部、の順に前記基板を繰り返し移送可能である。
【０００８】
本発明に係るモーターコアの製造装置は、不活性ガスが供給される不活性ガスパージ部と、磁性材料を積層する磁性材料積層部と、絶縁材料を積層する絶縁材料積層部と、を有する、環状の反応炉と、環状の反応炉内に配置されると共に、環状の反応炉の周方向に移動して環状の反応炉内を循環する基板と、を備える。
【０００９】
基板を環状の反応炉内において循環させることによって、不活性ガスパージ部、磁性材料積層部、不活性ガスパージ部、絶縁材料積層部、の順に基板を繰り返し移送可能である。したがって、環状の反応炉内の各部分にそれぞれ基板を配置して同時にモーターコアを製造することができる。そのため、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置は、より生産性が高い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より生産性が高い、モーターコアの製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るモーターコアの製造装置の上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本実施の形態に係るモーターコアの上面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本実施の形態に係るモーターコアの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１３】
まず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置の上面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１に示すように、モーターコアの製造装置１は、環状の反応炉２を備える。
【００１４】
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１５】
環状の反応炉２は、不活性ガスパージ部２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇ、磁性材料積層部２ｂ、２ｆ、及び絶縁材料積層部２ｄ、２ｈを備える。図２に示すように、モーターコアの製造装置１は、図１に示した構成に加えて、支持部３、駆動部４、及び基板５を備える。なお、図２には、モーターコアの製造装置１に加えて、モーターコア６を図示している。
【００１６】
図１に示すように、環状の反応炉２は、環状の構造体である。環状の反応炉２は、内部に空間を有する、環状の反応炉２内の空間には、不活性ガスパージ部２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｇ、磁性材料積層部２ｂ、２ｆ、及び絶縁材料積層部２ｄ、２ｈが形成されている。環状の反応炉２の形状は、内部に形成された空間が環状であれば、特に限定されない。環状の反応炉２は、例えば図１に示すように、円形状である。環状の反応炉２は、楕円形状等であってもよい。環状の反応炉２は、石英管に保温材とヒーターとを巻き付けたものである。
【００１７】
図２は、不活性ガスパージ部２ａの断面図である。図２に示すように、不活性ガスパージ部２ａは、環状の反応炉２内に形成された空間の一部である。環状の反応炉２内に形成された空間の断面形状は、特に限定されない。環状の反応炉２内に形成された空間の断面形状は、例えば図２に示すように円形状である。環状の反応炉２内に形成された空間の断面形状は、矩形状等であってもよい。
【００１８】
図２に示すように、環状の反応炉２内には、支持部３及び基板５が配置されている。支持部３は、環状の反応炉２内の空間を移動可能であり、かつ、上面を有する構造体である。支持部３には、磁石３ａが埋め込まれている。基板５は、支持部３の上面に載置される板状部材である。詳細は後述するが、図２に示すように、支持部３の上面においてモーターコア６が形成される。
【００１９】
図２に示すように、環状の反応炉２の下方には、駆動部４が配置されている。駆動部４は、環状の反応炉２内に形成された空間に沿うように移動可能である。駆動部４には、磁石４ａが埋め込まれている。磁石３ａと磁石４ａとは、互いに引き付け合う。したがって、磁石３ａが埋め込まれた支持部３と、磁石４ａが埋め込まれた駆動部４と、は、互いに引き付け合う。そのため、支持部３は、駆動部４の移動に伴って、環状の反応炉２内を移動する。
【００２０】
次に、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置を用いて製造されたモーターコア（本実施の形態に係るモーターコア）の構成について説明する。図３は、本実施の形態に係るモーターコアの上面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図４に示すように、モーターコア６は、複数の磁性体層６ａ、及び複数の絶縁体層６ｂを備える。
【００２１】
図３に示すように、モーターコア６は、中央部に貫通孔を有する円柱状の部材である。モーターコア６には、中央部に形成された貫通孔を中心として放射状に配置された複数のスロットが形成されている。モーターコア６は、複数のスロットのそれぞれに図示しないコイルを組付けられてステータとして使用される。また、モーターコア６は、複数のスロットのそれぞれに図示しない永久磁石を組付けられてロータとして使用される。
【００２２】
図４に示すように、モーターコア６は、複数の磁性体層６ａと複数の絶縁体層６ｂとを交互に重ねて形成される。複数の磁性体層６ａは、磁性材料を積層して形成される。複数の絶縁体層６ｂは、絶縁材料を積層して形成される。
【００２３】
次に、図１〜２、及び図５〜７を参照して、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置のより詳細な構成と、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置を用いた、モーターコアの製造方法（本実施の形態に係るモーターコアの製造方法）と、を説明する。図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、本実施の形態に係るモーターコアの製造方法を示すフローチャートである。
【００２４】
図２に示すように、不活性ガスパージ部２ａには、不活性ガス供給機構２２ａから、不活性ガスが供給される。不活性ガスは、例えば窒素ガス（Ｎ２）である。不活性ガスパージ部２ａの排気は、排気機構２４ａから排気される。なお、不活性ガスパージ部２ｃ、２ｅ、２ｇは、図２に示す不活性ガスパージ部２ａと同様の構成である。
【００２５】
図５に示すように、磁性材料積層部２ｂには、磁性材料供給機構２１ｂ〜２３ｂから、磁性材料が供給される。磁性材料は、例えば、トリス（２，４−ペンタンジオナト）鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３）、ビス（２，４−ペンタンジオナト）亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２）、及びトリス（２，４−ペンタンジオナト）マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３）である。磁性材料積層部２ｂの排気は、排気機構２４ｂから排気される。
【００２６】
磁性材料積層部２ｂに配置される磁性材料供給機構の個数は、供給する磁性材料の種類の数に応じて、適宜変更される。図５に示す例では、３種の磁性材料を磁性材料供給機構２１ｂ〜２３ｂから供給する。なお、磁性材料積層部２ｆは、図５に示す磁性材料積層部２ｂと同様の構成である。
【００２７】
図５に示すように、絶縁材料積層部２ｄには、絶縁材料供給機構２１ｄ〜２３ｄから、絶縁材料が供給される。絶縁材料は、例えば、酸素ガス（Ｏ２）、シラン（ＳｉＨ４）、及び窒素ガス（Ｎ２）である。絶縁材料積層部２ｄの排気は、排気機構２４ｄから排気される。
【００２８】
絶縁材料積層部２ｄに配置される磁性材料供給機構の個数は、供給する磁性材料の種類の数に応じて、適宜変更される。図６に示す例では、３種の絶縁材料を絶縁材料供給機構２１ｄ〜２３ｄから供給する。なお、絶縁材料積層部２ｈは、図６に示す絶縁材料積層部２ｄと同様の構成である。
【００２９】
環状の反応炉２内には、図１に示すように、不活性ガスパージ部、磁性材料積層部、不活性ガスパージ部、絶縁材料積層部、の順に繰り返し並ぶように各部分が形成されている。基板５は支持部３に伴って移動可能であるため、駆動部４を環状の反応炉２に沿って周方向右回りに移動させることによって、基板５を環状の反応炉２内において周方向右回りに循環させることができる。したがって、基板５は、磁性材料積層部、不活性ガスパージ部、絶縁材料積層部、の順に繰り返し移送することができる。
【００３０】
図７に示すように、本実施の形態に係るモーターコアの製造方法は、不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ１）と、磁性体層６ａを形成する工程（ステップＳ２）と、不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ３）と、絶縁体層６ｂを形成する工程（ステップＳ４）と、モーターコア６が所定厚みであることを判断する工程（ステップＳ５）と、を備える。
【００３１】
本実施の形態に係るモーターコアの製造方法では、まず、不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ１）を行う。不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ１）では、支持部３及び基板５が磁性材料積層部２ｂに配置し、不活性ガスを用いて基板５の上面をパージする。基板５の上面をパージすることによって、基板５の上面から異物を除去することができる。
【００３２】
次に、磁性体層６ａを形成する工程（ステップＳ２）を行う。磁性体層６ａを形成する工程（ステップＳ２）を行う際には、駆動部４を駆動して、支持部３及び基板５を磁性材料積層部２ｂに移送させる。そして、基板５上に磁性材料を積層し、磁性体層６ａを形成する。基板５上には、通常、モーターコア６の側面に対応した形状、及びモーターコア６に形成される貫通孔及びスロットに対応した形状、の型が配置されている。基板５上に配置された型内に磁性材料を積層し、モーターコア６に対応した形状の磁性体層６ａを形成する。
【００３３】
次に、不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ３）を行う。不活性ガスを用いてパージする工程（ステップＳ３）を行う際には、駆動部４を駆動して、支持部３及び基板５を不活性ガスパージ部２ｃに移送させる。そして、不活性ガスを用いてステップＳ２において形成された磁性体層６ａをパージする。磁性体層６ａをパージすることによって、磁性体層６ａの上面から異物を除去することができる。また、磁性体層６ａをパージすることによって、磁性体層６ａの表面拡散を促進することができる。
【００３４】
次に、絶縁体層６ｂを形成する工程（ステップＳ４）を行う。絶縁体層６ｂを形成する工程（ステップＳ４）を行う際には、駆動部４を駆動して、支持部３及び基板５を絶縁材料積層部２ｄに移送させる。そして、ステップＳ２において形成した磁性体層６ａの上面に絶縁材料を積層し、絶縁体層６ｂを形成する。
【００３５】
磁性体層６ａを形成する工程（ステップＳ２）、及び、絶縁体層６ｂを形成する工程（ステップＳ４）は、原料の供給濃度や供給時間を変えることで、膜厚を自由に調整可能なものである。
【００３６】
次に、モーターコア６が所定厚みであることを判断する工程（ステップＳ５）を行う。モーターコア６が所定厚みであることを判断する工程（ステップＳ５）において、モーターコア６が所定の厚みを有すると判断した場合、モーターコア６の製造を終了する。モーターコア６が所定厚みであることを判断する工程（ステップＳ５）において、モーターコア６が所定の厚み以下を有さないと判断した場合、再度ステップＳ１〜Ｓ４を行う。
【００３７】
ステップＳ５を行った後にステップＳ１を行う際には、駆動部４を駆動して、支持部３及び基板５を不活性ガスパージ部２ｇに移送させる。そして、不活性ガスを用いてステップＳ４において形成された絶縁体層６ｂをパージする、絶縁体層６ｂをパージすることによって、絶縁体層６ｂの上面から異物を除去することができる。また、絶縁体層６ｂをパージすることによって、絶縁体層６ｂの表面拡散を促進することができる。
【００３８】
このように、ステップＳ１〜Ｓ５を行うことによって、所定の厚みを有するモーターコア６を製造することができる。上記で説明したように、磁性材料積層部と絶縁材料積層部との間には、不活性ガスパージ部が形成されている。したがって、磁性材料積層部内に供給された磁性材料と、絶縁材料積層部に供給された絶縁材料と、は、混ざり合うことが抑制される。
【００３９】
本実施の形態に係るモーターコアの製造方法を実施する際には、環状の反応炉２内の各部分のそれぞれに基板を配置することができる。そのため、環状の反応炉２内の各部分を同時に動作させて複数のモーターコア６を同時に製造することができる。したがって、本実施の形態に係るモーターコアの製造装置は、生産性が高い。
【００４０】
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、より生産性が高い、モーターコアの製造装置を提供することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  モーターコアの製造装置
２  環状の反応炉
２ａ  不活性ガスパージ部
２２ａ  不活性ガス供給機構
２４ａ  排気機構
２ｂ  磁性材料積層部
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ  磁性材料供給機構
２４ｂ  排気機構
２ｃ  不活性ガスパージ部
２ｄ  絶縁材料積層部
２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ  絶縁材料供給機構
２４ｄ  排気機構
２ｅ  不活性ガスパージ部
２ｆ  磁性材料積層部
２ｇ  不活性ガスパージ部
２ｈ  絶縁材料積層部
３  支持部
３ａ  磁石
４  駆動部
４ａ  磁石
５  基板
６  モーターコア
６ａ  磁性体層
６ｂ  絶縁体層
【図１】
2020129876.tif 000003
【図２】
2020129876.tif 000004
【図３】
2020129876.tif 000005
【図４】
2020129876.tif 000006
【図５】
2020129876.tif 000007
【図６】
2020129876.tif 000008
【図７】
2020129876.tif 000009