(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の珪素鋼板を積層させた積層鉄心の軸孔にシャフトを貫通状態で固着することにより回転子等が形成される小型モータの製造装置であって、
熱硬化性樹脂からなる接着剤を介して複数枚の珪素鋼板が積層された積層鉄心を圧力付与状態で支持する鉄心支持手段と、該鉄心支持手段で支持された積層鉄心の軸孔にシャフトを圧入するシャフト圧入手段と、前記積層鉄心の周囲に配置された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給して積層鉄心を誘導加熱するトランジスタインバータと、噴射ノズルから積層鉄心に向けて熱硬化性樹脂を噴射して積層鉄心の外周全域にカバーを形成する樹脂噴射装置と、前記加熱コイルによる誘導加熱と略同時に前記樹脂噴射装置と前記シャフト圧入手段を作動させる制御装置と、を備えることを特徴とする小型モータの製造装置。
【請求項２】
前記鉄心支持手段もしくは前記シャフト圧入手段は、前記積層鉄心をシャフトを中心に回転させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の小型モータの製造装置。
【請求項３】
前記積層鉄心を覆うケースを有し、該ケース内がガス供給装置により無酸化状態とされることを特徴とする請求項１または２に記載の小型モータの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば携帯電話のバイブレータモータ等のような小型モータの特に回転子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バイブレータモータの回転子においては、珪素鋼板からなる鉄心を数十枚積層し、これをヒータやドライヤー等の加熱手段で加熱しつつ、鉄心の軸孔にシャフトを圧入し、かつ鉄心間に介在されている接着剤を介して各鉄心を積層固着することによって製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような製造装置にあっては、加熱手段としてヒータやドライヤーを使用しているため、加熱効率が劣ったり、鉄心の軸孔へのシャフトの圧入作業が面倒で、これらの作業時間が長くなって回転子の製造コストがアップし易いという問題点を有し、特に携帯電話の普及と低コスト化が急速に進む中で、製造コストの低減化が大きな課題となっている。
【０００４】
また、ヒータやドライヤーによる加熱では、加熱状態にバラツキが発生し易く均一加熱が困難で、シャフトに対する各鉄心の精度良い積層固着状態が得られ難く、高品質で安定した性能の回転子を容易に製造することが難しいという問題点も有している。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、積層鉄心の積層固着作業等を容易に行えて製造コストの低減化を図り得ると共に、高品質で安定した性能の回転子等が容易に得られる小型モータの製造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、複数枚の珪素鋼板を積層させた積層鉄心の軸孔にシャフトを貫通状態で固着することにより回転子等が形成される小型モータの製造装置であって、熱硬化性樹脂からなる接着剤を介して複数枚の珪素鋼板が積層された積層鉄心を圧力付与状態で支持する鉄心支持手段と、該鉄心支持手段で支持された積層鉄心の軸孔にシャフトを圧入するシャフト圧入手段と、前記積層鉄心の周囲に配置された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給して積層鉄心を誘導加熱するトランジスタインバータと、噴射ノズルから積層鉄心に向けて熱硬化性樹脂を噴射して積層鉄心の外周全域にカバーを形成する樹脂噴射装置と、前記加熱コイルによる誘導加熱と略同時に前記樹脂噴射装置と前記シャフト圧入手段を作動させる制御装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記鉄心支持手段もしくは前記シャフト圧入手段が、前記積層鉄心をシャフトを中心に回転させる機能を有することを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記積層鉄心を覆うケースを有し、該ケース内がガス供給装置により無酸化状態とされることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、小型モータの製造装置１は、積層された数十枚の珪素鋼板からなる積層鉄心２を圧力付与状態で支持する鉄心支持装置３と、積層鉄心２の軸孔２ａ（図３参照）にその一方側からシャフト８を押し込むシャフト圧入装置４と、積層鉄心２の周囲に所定の間隙を有して配置された加熱コイル５と、この加熱コイル５に所定の高周波電流を供給するトランジスタインバータ６と、これらを制御する制御装置７を有している。
【０００９】
前記鉄心支持装置３は、シャフト支持孔９ａを有する固定支持板９と、この固定支持板９に対して接近もしくは離間し得る可動支持板１０を付帯して有している。そして、制御装置７の制御信号により、可動支持板１０が前進することで積層鉄心２に所定の圧力が付与され、可動支持板１０が後退することで両支持板９、１０に積層鉄心２がセットされたり積層鉄心２が取り出しできるように構成されている。
【００１０】
前記シャフト圧入装置４は、シャフト圧入板１１を付帯して有し、制御装置７の制御信号により、シャフト圧入板１１が前進することで積層鉄心２の軸孔２ａにシャフト８が圧入され、シャフト圧入板１１が後退することで該圧入板１１にシャフト８がセットされたりシャフト８が圧入された積層鉄心２が取り出しできるように構成されている。
【００１１】
前記加熱コイル５は、例えば銅パイプを積層鉄心２の外形形状に対応するように巻回することにより形成されて、その両端部がトランジスタインバータ６に水冷ケーブル１２を介して電気的に接続されると共に、該インバータ６に付帯して設けた図示しない冷却水供給装置により、水冷ケーブル１２を介してその銅パイプ内に冷却水が循環供給されるように構成されている。なお、加熱コイル５の形状は、円形のコイル式であっても良いし馬蹄形であっても良い。
【００１２】
この加熱コイル５が接続されるトランジスタインバータ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を用いた図示しないインバータ回路と、出力トランス（変流器）等を有し、数ＫＨｚ〜数ＭＨｚの所定出力の高周波電流を、前記水冷ケーブル１２を介して加熱コイル５に出力し得るように構成されている。また、制御装置７は、マイコンやシーケンサー等によって構成され、各装置を所定の手順にしたがって制御するように構成されている。
【００１３】
次に、上記製造装置１を使用した小型モータの回転子の製造方法の基本例を図２及び図３等に基づいて説明する。先ず、プレス加工で製造された珪素鋼板の少なくとも接合面に例えば熱硬化性樹脂等の接着剤１３を塗布（Ｋ１０１）して、珪素鋼板を所定枚数、図３（ａ）の矢印イの如く積層して積層鉄心２とし、固定支持板９と可動支持１０板間にセットすると共に、シャフト８をセット（Ｋ１０２）する。この時、積層鉄心２は図示しない位置決め治具でその軸孔２ａが一致されると共に、シャフト８はその一端部が積層鉄心２の軸孔２ａに臨みかつ他端部がシャフト圧入板１１に支持された状態に設定される。
【００１４】
積層鉄心２とシャフト８がセットされると、トランジスタインバータ６がオン（Ｋ１０３）して、水冷ケーブル１２を介して加熱コイル５に高周波電流が供給され、この加熱コイル５から発生する磁束により積層鉄心２が誘導加熱される。この誘導加熱と略同時にシャフト圧入装置４を作動させてシャフト圧入板１１を前進（Ｋ１０４）させ、誘導加熱により拡開（もしくは一部溶融）している軸孔２ａに、図３（ａ）の矢印ロの如くシャフト８を圧入する。
【００１５】
また、誘導加熱と略同時に鉄心支持装置３を作動させて、可動支持板１０を前進させて積層鉄心２に所定の圧力を付与（Ｋ１０５）する。この圧力付与により、誘導加熱で溶融している接着剤１３が隣接する珪素鋼板間に密状態で介在し、この状態でトランジスタインバータ６をオフ（Ｋ１０６）させて、例えば自然冷却（もしくは冷却媒体による強制冷却）する。これにより、溶融した接着剤１３が硬化してその接着性により積層鉄心２の各珪素鋼板が接着固定されると共に、図３（ｂ）に示すように、その軸孔２ａにシャフト８が焼き嵌め状態で強固に嵌挿配置された回転子１４が得られる。
【００１６】
そして、シャフト圧入装置４のシャフト圧入板１１を後退させると共に、鉄心支持装置３の可動支持板１０を後退させることにより、回転子１４が製造装置１から取り外されてアンセット（Ｋ１０７）される。これにより、回転子１４が製造される。なお、この工程において、鉄心支持装置３かシャフト圧入装置４に積層鉄心２をシャフト８を中心に回転させる機能を付加し、誘導加熱時に積層鉄心２を回転させて、加熱状態の均一化を促進させることもできる。また、トランジスタインバータ６のオン・オフと、シャフト８の前進・後退や可動支持板１０の前進・後退は、略同時であっても良いし所定の時間差を持って行うこともでき、その順序も上記工程に限定されるものでもない。
【００１７】
このように上記実施例の回転子１４の製造方法においては、接着剤１３が塗布された珪素鋼板を積層させて積層鉄心２とし、これに圧力を付与しつつ誘導加熱して積層接着するため、各珪素鋼板の加熱状態を均一化することができて、強固に固着された積層鉄心２を得ることができる。また、誘導加熱と略同時にシャフト８を積層鉄心２の軸孔２ａに圧入するため、シャフト８が軸孔２ａに焼き嵌めされた回転子１４が得られて、該回転子１４に安定した回転動作を得ることができる。これらのことから、品質的に優れた回転子１４を容易に得ることが可能になる。
【００１８】
また、誘導加熱を利用するため、積層鉄心２の加熱時間を短縮することができると共に、接着時間やシャフト圧入時間を短縮することができて、回転子１４の製造時間の大幅な短縮化が可能となり、その製造コストの低減化を図ることができる。その結果、この回転子１４を、急速に普及しつつありかつコスト低減化が要求される携帯電話のバイブレータモータ等に使用することにより大きな効果が期待できる。さらに、加熱手段として従来のヒータやドライヤーに代えて誘導加熱を利用しているため、安定した加熱が可能になって加熱バラツキの発生を押さえることができると共に、作業環境の悪化防止や作業の安全性向上を図ることが可能になる。
【００１９】
図４及び図５は、本発明に係わる回転子の具体的な製造方法を示しており、この製造方法の特徴は、ガス置換しつつ誘導加熱すると共に、回転子のカバーを樹脂で形成する点にある。すなわち、図４に示すように、鉄心２とシャフト８を図２の工程Ｋ１０２と同様にセット（Ｋ２０１）した後に、積層鉄心２を覆うように設けたケース１５（図１参照）内にガス供給装置１６からアルゴンガスや窒素ガスを供給（Ｋ２０２）して、ケース１５内を無酸素状態とする。
【００２０】
そして、この状態で、トランジスタインバータ６をオン（Ｋ２０３）させると共に、樹脂噴射装置１７を作動させてケース１５に設けた噴射ノズルから、ケース１５内の積層鉄心２に向けて熱硬化性の樹脂１８を噴射（Ｋ２０４）する。また、樹脂噴射と略同時にシャフト８を前進（Ｋ２０５）させると共に鉄心２を押圧（Ｋ２０６）し、その後、トランジスタインバータ６をオフ（Ｋ２０７）させる。これにより、誘導加熱と略同時に噴射される樹脂１８により積層鉄心２の外面が、図５に示すように樹脂カバーで覆われた回転子１４が得られて、別部材としてのカバーが不要になる。なお、この例の場合、噴射させる樹脂１８に単なるカバーの機能を持たせることもできるが、例えば接着性を持たせることもできる。
【００２１】
この実施例においても、上記基本例と略同様の作用効果が得られる他に、次のような作用効果が得られる。すなわち、誘導加熱時に積層鉄心２の雰囲気が無酸化状態とされるため、スケールの発生がなくなり、各珪素鋼板の接着強度を十分に高めることができて、より高品質の回転子１４を得ることができると共に、積層鉄心２の接着とシャフト８の圧入及びカバー形成が略同時に行われるため、カバー組み付け工程が不要となる等、回転子１４の製造コストの一層の低減化を図ることができる。
【００２２】
なお、上記各実施例においては、小型モータの回転子１４を製造する場合について説明したが、本発明は積層鉄心２を有する固定子にも適用することができるし、上記各実施例における積層鉄心２の積層枚数や積層鉄心２の形状、製造装置１の構成等も一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１ないし３記載の発明によれば、鉄心支持手段で複数枚の珪素鋼板を接着剤を介して圧力付与状態で支持し、これをトランジスタインバータからの加熱コイルへの高周波電流の供給で誘導加熱しつつ、シャフト圧入手段で積層鉄心の軸孔にシャフトを圧入するため、積層鉄心の積層作業やシャフトの圧入作業を安全かつ容易に行うことができて、製造コストの低減化を図ることができると共に、各珪素鋼板の均一かつ急速加熱が可能となって、高品質で安定した性能を有する回転子等を容易に得ることができる。また、積層鉄心の接着とシャフトの圧入及びカバー形成が略同時に行われるため、カバー組み付け工程が不要となる等、回転子等の製造コストの一層の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる小型モータの製造装置の基本的構成図
【図２】  同その製造方法の基本例を示す工程図
【図３】  同その説明図
【図４】  同具体的な製造方法を示す工程図
【図５】  同その説明図
【符号の説明】
１  製造装置
２  積層鉄心
２ａ  軸孔
３  鉄心支持装置
４  シャフト圧入装置
５  加熱コイル
６  トランジスタインバータ
７  制御装置
８  シャフト
９  固定支持板
１０  可動支持板
１１  シャフト圧入板
１２  水冷ケーブル
１３  接着剤
１４  回転子
１５  ケース
１６  ガス供給装置
１７  樹脂噴射装置
１８  樹脂
【図１】
0004756566.tif 000002
【図２】
0004756566.tif 000003
【図３】
0004756566.tif 000004
【図４】
0004756566.tif 000005
【図５】
0004756566.tif 000006