(57)【要約】【課題】  安全でかつ簡便な作業によって、ローターの各構成部材を所定の温度まで加熱昇温した高温状態のうちに充填材の射出成形が行えるようにすることであり、これにより、射出された充填材の流動性及び硬化性を向上させて良好な成形精度が安定的に得られるようにする。【解決手段】  モーター用ローター１０の構成部材を射出成形機４０の固定型４１内に組付けセットした状態で、型締めして形成されるキャビティ内に溶融状態の樹脂５０を射出することにより、構成部材間の組付け隙間を充填してモーター用ローター１０を一体的に形成する製造法であって、樹脂５０を射出するに先立って、射出成形機４０の固定型４１内に組付けセットされた状態の構成部材を、射出成形機４０に配設された電磁誘導加熱装置によって溶融状態の樹脂５０の流動性を維持可能な温度まで加熱昇温する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター用ローターの構成部材を射出成形機の型内に組付けセットした状態で、型締めして形成されるキャビティ内に溶融状態の充填材を射出することにより、前記構成部材間の組付け隙間を充填して前記モーター用ローターを一体的に形成する製造法であって、
前記充填材を射出するに先立って、前記射出成形機の型内に組付けセットされた状態の構成部材を、該射出成形機に配設された加熱手段によって前記溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温することを特徴とするモーター用ローターの製造法。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター用ローターの製造法であって、
前記加熱手段は前記射出成形機の型内に加熱コイルが配設された電磁誘導加熱装置であり、該型内に組付けセットされた状態の構成部材を電磁誘導加熱によって前記溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温することを特徴とするモーター用ローターの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター用ローターの製造法に関する。詳しくは、モーター用ローターを容易でかつ高精度に製造するためのモーター用ローターの製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、モーターに使用されるローターは、例えば円板状の電磁鋼板（プレス加工によって打抜き形成されたもの）が複数枚積層されて円柱状に構成されたローターコアに対して、その軸心位置や周縁に沿った位置に形成された各スロット形状（電磁鋼板各層に形成された各貫通孔が積層方向に整列した連通形状）内にシャフトや永久磁石（ローターの界磁源となる磁石）等の組付部材が組付けられて構成されている。また、電磁鋼板の積層端面には、エンドプレートが配設されており、シャフトにカシメ固定されるなどして一体的に形成されている。
また、上記したローターの各構成部材は、射出成形機の型内に組付けセットされた状態で、その組付けにより形成された構成部材間の隙間内に、例えば接着の機能を兼ね備えたポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が射出成形によって充填されることにより、各構成部材が固定された状態となって一体的に形成される。したがって、例えばロータコアの各スロット形状に対してシャフトや永久磁石等の組付部材が隙間を有して組付けられた場合であっても、この隙間が樹脂によって充填されるため、ガタツキのない一体的な組付け状態とすることができる。
ここで、従来は、上記射出成形時において射出される樹脂の流動性や硬化性を良好にするために、射出成形をするに先立って、ローターの各構成部材を予め高温炉等の加熱装置に投入して所定の温度まで加熱昇温するという処理が行われていた。そして、加熱昇温された高温状態の各構成部材を射出成形機の型内にセットして射出成形を行うようにしていた。
なお、この種の関連技術は、例えば後記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２１２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、インサート部材たるローターの各構成部材を加熱昇温するために高温炉等の別途の設備が必要であったため、かかる設置スペースを余計に確保する必要があった。また、高温炉で加熱昇温されたローターの各構成部材は、高温状態となっているため、これら構成部材を高温炉内から取出して射出成形機の型内に組付けセットするという作業を行うことは、組付け作業性や作業安全性の点から好ましいものとはいえない。また、作業工数の増加に伴なうコストアップの要因ともなっていた。
更に、高温炉内から取出されて射出成形機の型内にセットされたローターの各構成部材は、上記した加熱昇温処理が行われたにも拘わらず、充填材（樹脂）の射出時までの待機時間の経過に伴なって温度低下を生じてしまうことがあった。しかも、この温度変化の割合は、処理毎にバラツキがあるため、充填材の流動性や硬化性を一定に制御することが困難であった。したがって、良好でかつ一定の成形精度を得ることができなかった。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、安全でかつ簡便な作業によって、ローターの各構成部材を所定の温度まで加熱昇温した高温状態のうちに充填材の射出成形が行えるようにすることであり、これにより、射出された充填材の流動性及び硬化性を向上させて良好な成形精度が安定的に得られるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のモーター用ローターの製造法は次の手段をとる。
先ず、本発明の第１の発明は、モーター用ローターの構成部材を射出成形機の型内に組付けセットした状態で、型締めして形成されるキャビティ内に溶融状態の充填材を射出することにより、構成部材間の組付け隙間を充填してモーター用ローターを一体的に形成する製造法であって、充填材を射出するに先立って、射出成形機の型内に組付けセットされた状態の構成部材を、射出成形機に配設された加熱手段によって溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温するものである。
この第１の発明によれば、モーター用ローターの構成部材は、射出成形機の型内に組付けセットされた状態で、加熱手段によって、溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温される。したがって、これら構成部材を予め高温炉等の別途の加熱装置に投入して加熱昇温し、その後に、高温状態となった構成部材を炉内から取出して射出成形機の型内に組付けセットする、といった従来行われていた処理作業が省略される。更に、この加熱手段によれば、型内に組付けセットされた構成部材を、溶融状態の充填材を射出する段階の直前まで型内で加熱処理することが可能となる。したがって、溶融状態の充填材は、構成部材が所定の温度まで昇温された状態のうちにキャビティ内に射出される。これにより、溶融状態の充填材は、良好な流動性を伴なって構成部材間の組付け隙間に充填される。なお、充填材が熱硬化性樹脂より成る場合には、充填後の硬化が良好に行われる温度にまで加熱昇温されることが好ましい。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明は、上述した第１の発明において、加熱手段は射出成形機の型内に加熱コイルが配設された電磁誘導加熱装置であり、型内に組付けセットされた状態の構成部材を電磁誘導加熱によって溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温するものである。
ここで、電磁誘導加熱装置は、渦巻状の磁力発生用の加熱コイルに高周波電流を供給することにより、加熱コイル周辺に高周波磁界を発生させる周知の構成を備えるものである。そして、発生した磁界により構成部材内には渦電流（誘導電流）が流れる。この際、抵抗熱として発生するジュール熱によって構成部材の加熱が行われる。
この第２の発明によれば、射出成形機の型内に加熱コイルが配設された電磁誘導加熱装置によって、モーター用ローターの構成部材が溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで昇温される。詳しくは、電磁誘導加熱によって、型内にセットされた構成部材自体に直接ジュール熱が発生する。これにより、構成部材は、速やかに上記所定の温度まで加熱昇温される。また、供給電流の周波数を変化させることにより、狙いとする温度制御が高精度に行える。すなわち、構成部材を短時間でかつ高精度に上記所定の温度まで昇温することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は上述した手段をとることにより、次の効果を得ることができる。
先ず、本発明の第１の発明によれば、インサート部材たるモーター用ローターの構成部材を射出成形機の型内で加熱処理することができる。すなわち、従来の如く、高温炉等の別途の設備によって構成部材を予め溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温しておく、という処理が不要となる。したがって、かかる設備全体の省スペース化が図れる。更に、構成部材を高温炉に投入したり取出したりする作業を省略することができる。更に、加熱昇温された高温状態の構成部材を取扱うことがなくなるため、組付け作業性や作業安全性を向上させることができる。更に、溶融状態の充填材を射出する段階の直前まで、射出成形機の型内で構成部材を加熱処理することができる。したがって、構成部材を溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度まで加熱昇温した高温状態のうちに充填材の射出成形を行うことができ、高精度な成形品が安定的に得られる。
更に、本発明の第２の発明によれば、電磁誘導加熱によって、モーター用ローターの構成部材を効率的に加熱昇温することができる。また、構成部材の温度制御をより高精度に行うことができ、溶融状態の充填材の流動性を維持可能な所定の温度に制御することが簡単に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態の実施例について、図面を用いて説明する。図１はモーター用ローター１０の構成部材を射出成形機４０の型内で加熱昇温する処理状態を示した工程図である。
【００１０】
本実施例の製造法により得られるモーター用ローター１０は、次のような構成とされている。すなわち、図１に良く示されるように、円板状の電磁鋼板２１が複数枚積層されて円柱状に構成されるロータコア２０に対して、シャフト３０、永久磁石３１、及びエンドプレート３２，３３がそれぞれ組付けられて構成されている。そして、ロータコア２０と上記各組付部材との間に形成される組付け隙間には、樹脂５０が充填される。なお、本実施例で使用される樹脂５０は、耐油性、耐熱性等に優れ、モーターの使用環境下においても劣化しない固定部材として機能する熱硬化性のポリエステル樹脂が用いられる。ここで、樹脂５０が本発明の充填材に相当する。これにより、ロータコア２０と上記各組付部材とが一体的となって得られる。以下、モーター用ローター１０の各構成についての詳細を説明する。
【００１１】
先ず、ロータコア２０は、図１に良く示されるように、プレス加工によって円板状に打抜き形成された電磁鋼板２１が複数枚積層されて円柱状に構成されている。また、これら電磁鋼板２１各層の軸心位置や周縁に沿った位置には、貫通孔が形成されている。したがって、電磁鋼板２１を複数枚積層して円柱状にすることにより、これら貫通孔が積層方向に整列されて形成される。これにより、シャフト３０を貫通して配置可能なシャフト用スロット２３、モーターの界磁源となる永久磁石３１を埋込み配置可能な磁石用スロット２４、及び樹脂５０を充填可能な充填用スロット２５が形成される。
ここで、上記したシャフト用スロット２３及び磁石用スロット２４の大きさ形状は、その積層時のバラツキや貫通して配置されるシャフト３０及び永久磁石３１の組付け作業性を良好にするために、これらシャフト３０や永久磁石３１の大きさ形状よりも若干大きく設定されている（図示しない）。
【００１２】
次に、シャフト３０は、図１に良く示されるように、前述したロータコア２０の軸心に形成されるシャフト用スロット２３に貫通して配置される。これにより、ロータコア２０を構成する電磁鋼板２１各層の径方向及び周方向の予めの位置決めを行うことができる。なお、上述もしたように、シャフト３０とシャフト用スロット２３との嵌合いには、一定の隙間が形成されている。したがって、最終的には、射出成形によって、この組付け隙間内に樹脂５０が充填されることにより、シャフト３０とロータコア２０とが一体的に位置固定される。
次に、永久磁石３１は、使用時にモーター用ローター１０の界磁源として機能するものであり、図１に良く示されるように、ロータコア２０の周縁部位に沿って形成された複数の磁石用スロット２４に埋込まれて配置される。また、永久磁石３１は、磁石用スロット２４との嵌合いに一定の隙間が形成されるように設定されている。したがって、最終的には、射出成形によって、この組付け隙間内に樹脂５０が充填されることにより、永久磁石３１とロータコア２０とが一体的に位置固定される。
次に、エンドプレート３２，３３は、図１に良く示されるように、ロータコア２０を構成する電磁鋼板２１の積層端面２２にそれぞれ配設される。詳しくは、図１に示された右側のエンドプレート３２は、鋼板からなるものであり、シャフト３０に挿し込んでカシメ固定することによってシャフト３０と一体的とすることができる。また、図１に示された左側のエンドプレート３３は、射出成形によって形成されるものであり、他の隙間に充填される樹脂５０と連続的に一体成形されて形成されるものである。この両者のエンドプレート３２，３３によってロータコア２０及びシャフト３０の飛出しが防止される。
【００１３】
次に、射出成形機４０の構成について説明する。前述した固定部材たる樹脂５０の射出成形を行う射出成形機４０は、図１に良く示されるように、組付けセットされたモーター用ローター１０の構成部材（ロータコア２０、シャフト３０、永久磁石３１、及びエンドプレート３２）の軸線方向に開閉可能に配置された固定型４１（図１で示された右側の型）及び可動型４２（図１で示された左側の型）を有して構成されている。なお、固定型４１及び可動型４２自体の加熱は、周知の電気ヒータや金型温度調整機が用いられて行われる。すなわち、前者のものでは、固定型４１や可動型４２内に電気ヒータを内蔵して、ヒーター通電により加熱が行われる。また、後者のものでは、加熱媒体に水や油を使用してこれを加熱し、ポンプにより固定型４１や可動型４２まわりを循環させることによって、温度の加熱調整又は保持が行われる。
【００１４】
また、図１に良く示されるように、射出成形機４０には、型内に組付けセットされた構成部材を加熱するための電磁誘導加熱装置４３が配設されている。この電磁誘導加熱装置４３は、固定型４１及び可動型４２の型内に配設された加熱コイル４４と、加熱コイル４４に高周波電流を供給するための周波数変換制御部（図示しない）と、を有して構成されている。したがって、周波数変換制御部から高周波電流が供給されると、加熱コイル４４の周辺には高周波磁界が発生する。そして、この磁界の作用によって、型内に組付けセットされた構成部材内に渦電流（誘導電流）が流れる。これにより、構成部材自体に抵抗熱としてのジュール熱が発生し、構成部材が効率的に加熱昇温される。ここで、構成部材が加熱昇温される設定温度は、周波数変換制御部より供給する電流の周波数を適宜調整することによって容易に制御することができる。したがって、構成部材は、後述する射出成形時における溶融状態の樹脂５０（熱硬化性のポリエステル樹脂）の流動性や硬化性を維持可能な温度（例えば１５０℃）まで効率的でかつ高精度に加熱昇温される。
更に、固定型４１及び可動型４２の型締めにより封止状態とされたキャビティ内に樹脂５０を射出するプランジャ又はスクリュー（共に図示しない）が配設されており、樹脂５０は、計量されて加熱された溶融状態でキャビティ内に射出され、前述した構成部材の組付け隙間等の空間に充填される。
【００１５】
続いて、本実施例のモーター用ローター１０の製造法について、図１により作業工程順に説明する。
先ず、モーター用ローター１０の構成部材（ロータコア２０、シャフト３０、永久磁石３１、及びエンドプレート３２）を射出成形機４０の固定型４１に組付けセットする。このとき、各構成部材を固定型４１にセットするに際しては、ロータコア２０に各組付部材が組付けられた状態のものをセットする場合と、固定型４１にセットされた状態のロータコア２０に対して各組付部材が組付けられる場合とがあるが、これらは、その組付け作業性を考慮して適宜選択されるものとし、詳細な説明は省略する。
次に、構成部材が固定型４１に組付けセットされた状態で、可動型４２を閉移動させて型締めし、構成部材全体を封止状態にする。そして、電磁誘導加熱装置４３の周波数変換制御部により加熱コイル４４に高周波電流を供給する。これにより、構成部材は、加熱コイル４４からの電磁誘導作用によって効率的に加熱昇温され、樹脂５０の流動性を維持可能な高温状態となる。
次いで、型締めにより形成されたキャビティ内に、溶融状態の樹脂５０を射出する。これにより、射出された溶融状態の樹脂５０は、図１に良く示されるように、樹脂５０の流動性を維持可能な温度まで加熱昇温された状態の各構成部材間の組付け隙間等の空間内に充填される。詳しくは、溶融状態の樹脂５０は、シャフト用スロット２３とシャフト３０との間に形成された隙間（図示しない）、磁石用スロット２４と永久磁石３１との間に形成された隙間（図示しない）、充填用スロット２５内、ロータコア２０の積層端面２２とエンドプレート３２との間に形成された隙間、及びエンドプレート３３の形成される空間形状内を流動して充填される。
そして、その後に樹脂５０を硬化させて脱型することにより、一体化された構成のモーター用ローター１０が得られる。
【００１６】
このように、本実施例のモーター用ローター１０の製造法によれば、インサート部材たるモーター用ローター１０の構成部材を射出成形機４０の型内で加熱処理することができる。したがって、従来の如く、高温炉等の別途の設備によって構成部材を予め溶融状態の樹脂５０の流動性を維持可能な温度まで加熱昇温しておく、という処理が不要となる。よって、かかる設備全体の省スペース化が図れる。更に、構成部材を高温炉に投入したり取出したりする作業を省略することができる。
更に、作業上、加熱昇温された高温状態の構成部材を取扱うことがなくなるため、組付け作業性や作業安全性を向上させることができる。更に、溶融状態の樹脂５０を射出する段階の直前まで、射出成形機４０の型内で構成部材を加熱処理することができる。したがって、構成部材を溶融状態の樹脂５０の流動性を維持可能な温度まで加熱昇温した高温状態のうちに樹脂５０の射出成形を行うことができ、高精度かつ安定的に成形が行える。
また、構成部材の加熱は電磁誘導によって行われるため、モーター用ローター１０の構成部材を効率的に加熱昇温することができ、成形サイクルタイムを短縮することができる。加えて、構成部材の温度制御を高精度に行うことができるため、狙いとする温度（溶融状態の樹脂５０の流動性を維持可能な温度）に制御することが簡単に行える。
【００１７】
以上、本発明の実施形態を１つの実施例について説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施できるものである。
すなわち、射出成形機４０の固定型４１及び可動型４２自体を加熱する手段として、周知の電気ヒータや金型温度調整機を用いるようにしたものを示したが、モーター用ローター１０の構成部材と同様に、電磁誘導によって加熱を行うようにしたものであっても良い。
また、構成部材の加熱手段として電磁誘導加熱装置４３を用いたものを示したが、上記した電気ヒータや金型温度調整機が構成部材を所定の温度（射出成形時における溶融状態の樹脂５０の流動性や硬化性を維持可能な温度）まで加熱可能な構成を備えるようにしたものであれば、これらの装置を用いたものでも構わない。すなわち、上記した射出成形機４０の固定型４１及び可動型４２自体を加熱するための従来の手段をそのまま構成部材を加熱するための手段として用いた場合には、構成部材の加熱が十分に行われないためである。
更に、構成部材を射出成形機４０の固定型４１と可動型４２とで型締めした状態で加熱昇温処理するものを示したが、例えば、構成部材を固定型４１に組付けセットした型開き状態で加熱昇温するようにしたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施例のモーター用ローターの構成部材を射出成形機の型内で加熱昇温する処理状態を示した工程図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０    モーター用ローター
２０    ロータコア
２１    電磁鋼板
２２    積層端面
２３    シャフト用スロット
２４    磁石用スロット
２５    充填用スロット
３０    シャフト
３１    永久磁石
３２    エンドプレート
３３    エンドプレート
４０    射出成形機
４１    固定型
４２    可動型
４３    電磁誘導加熱装置
４４    加熱コイル
５０    樹脂（充填材）
【図１】
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