转子的制造方法及转子制造装置与流程

1.本说明书公开转子的制造方法及转子制造装置。


背景技术：

2.在日本特开2014－222964号公报中公开了向转子铁心的磁铁孔中插入磁铁的转子的制造方法。具体而言，一边卷入片状或绳状的间插构件一边将磁铁向磁铁孔内压入。


技术实现要素：

3.在将磁铁向磁铁孔压入时，存在因磁铁孔内壁与间插构件的摩擦而使间插构件卡挂在内壁上的情况。在专利文献1的制造方法中，有时会在间插构件被卡挂的状态下将磁铁进一步压入。其结果是，存在间插构件发生损伤的情况。
4.本说明书公开的转子的制造方法是向转子铁心的磁铁孔插入磁铁的方法。制造方法包括向具有第一开口部及第二开口部的磁铁孔插入间插构件的间插构件插入工序。制造方法包括将磁铁固定于从第二开口部向外部伸出的间插构件的固定工序。制造方法包括通过将从第一开口部向外部伸出的间插构件向远离转子铁心的方向拉拽而将固定于间插构件的磁铁从第二开口部向磁铁孔的内部插入的磁铁插入工序。制造方法包括将从第一开口部向外部伸出的间插构件切断的切断工序。
5.在该转子的制造方法中，通过拉拽固定于磁铁的间插构件而将磁铁及间插构件向磁铁孔插入。通过不是向磁铁直接施加力而是经由间插构件向磁铁施加力，必然能够将两者一体地插入。因而，能够在插入中间插构件因卡挂到磁铁孔的内壁上而停止了移动的情况下使磁铁的移动也停止。不会发生在间插构件卡挂的状态下仅磁铁被进一步压入这样的事态，因此间插构件不会发生损伤。
6.本说明书公开的转子制造装置具备用于固定转子铁心的转子铁心固定机构。转子制造装置具备向转子铁心上设置的磁铁孔、即具有第一开口部及第二开口部的磁铁孔插入间插构件的间插构件插入机构。转子制造装置具备将磁铁固定于从第二开口部向外部伸出的间插构件的磁铁固定机构。转子制造装置具备通过将从第一开口部向外部伸出的间插构件向远离转子铁心的方向拉拽而将固定于间插构件的磁铁从第二开口部向磁铁孔的内部插入的磁铁插入机构。转子制造装置具备将从第一开口部向外部伸出的间插构件切断的切断机构。
7.由此，不会发生在间插构件卡挂的状态下仅磁铁被进一步压入这样的事态，因此间插构件不会发生损伤。
附图说明
8.图1是转子铁心10的简要俯视图。
9.图2是图1的ii－ii线处的剖视图。
10.图3是转子制造装置1的简要侧视图。
11.图4是说明转子制造装置1的动作的流程图。
12.图5是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
13.图6是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
14.图7是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
15.图8是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
16.图9是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
17.图10是用于说明转子制造装置1的动作的局部放大图。
18.图11是说明课题的图。
19.图12是表示磁铁插入工序的变形例的图。
20.图13是表示切断机构的变形例的图。
具体实施方式
21.在本技术的一实施方式中，磁铁孔的中心轴方向可以相对于铅垂方向具有角度。磁铁孔可以具有对置的两个内壁面中的相对于铅垂方向位于下侧的下侧内壁面。磁铁插入工序可以在磁铁的下表面经由间插构件与下侧内壁面接触的状态下进行。由此，能够利用重力将配置于磁铁的下表面的间插构件的下表面压靠到下侧内壁面上。能够以使间插构件的下表面的位置与下侧内壁面的位置一致的方式自对准地进行对位。
22.在本技术的一实施方式中，具备与下侧内壁面平行的基准面的作业台可以配置于第二开口部的附近。可以在间插构件插入工序中形成间插构件与基准面接触且间插构件与下侧内壁面接触的状态。可以在固定工序中形成磁铁的下表面经由间插构件与基准面接触的状态。可以在磁铁插入工序中一边维持间插构件与下侧内壁面接触的状态一边拉拽间插构件。由此，能够在间插构件的下表面的位置与下侧内壁面的位置被自对准地对位了的状态下将磁铁插入磁铁孔。
23.在本技术的一实施方式中，磁铁可以具有大致长方体的形状。磁铁可以具备下表面、第一侧面及作为与下表面相反侧的面的上表面，其中，第一侧面是与磁铁孔的中心轴垂直的面且配置于更远离磁铁孔的位置。在固定工序中，间插构件可以以覆盖磁铁的上表面、第一侧面及下表面的方式固定于磁铁。由此，能够形成间插构件与基准面及下侧内壁面接触的状态。
24.在本技术的一实施方式中，在固定工序中，可以利用粘接剂将间插构件粘接于上表面、第一侧面及下表面的至少一部分。由此，能够将磁铁固定于间插构件。
25.在本技术的一实施方式中，转子铁心固定机构可以通过以使磁铁孔的中心轴方向相对于铅垂方向具有角度的方式固定转子铁心，由此以使磁铁孔具有对置的两个内壁面中的相对于铅垂方向位于下侧的下侧内壁面的方式固定转子铁心。转子制造装置可以还具备作业台，作业台配置于第二开口部的附近且具备与下侧内壁面平行的基准面。间插构件插入机构可以以形成间插构件与基准面接触且间插构件与下侧内壁面接触的状态的方式插入间插构件。磁铁固定机构可以以形成磁铁的下表面经由间插构件与基准面接触的状态的方式将磁铁固定于间插构件。磁铁插入机构可以以一边维持间插构件与下侧内壁面接触的状态一边拉拽间插构件的方式拉拽间插构件。由此，能够在间插构件的下表面的位置与下侧内壁面的位置被自对准地对位了的状态下将磁铁插入磁铁孔。
26.在本技术的一实施方式中，磁铁可以具有大致长方体的形状。磁铁可以具备下表面、第一侧面及作为与下表面相反侧的面的上表面，其中，第一侧面是与磁铁孔的中心轴垂直的面且配置于更远离磁铁孔的位置。磁铁固定机构可以以间插构件覆盖磁铁的上表面、第一侧面及下表面的方式将磁铁固定于间插构件。由此，能够形成间插构件与基准面及下侧内壁面接触的状态。
27.在本技术的一实施方式中，磁铁固定机构可以利用粘接剂将间插构件粘接于上表面、第一侧面及下表面的至少一部分。由此，能够将磁铁固定于间插构件。
28.以下，参照附图对本公开的代表性且非限定性的具体例详细进行说明。该详细的说明仅意在向本领域技术人员示出用于实施本公开的优选示例的详情，并不意在限定本公开的范围。另外，以下所公开的追加的特征及公开是为了提供进一步改善了的转子的制造方法及转子制造装置，可以与其他的特征、技术分开使用或共同使用。
29.另外，在以下的详细的说明中公开的特征、工序的组合从最广泛的意思来说并不是在实施本公开时所必须的，仅是为了特意说明本公开的代表性的具体例而记载的。进而，就上述及下述的代表性的具体例中的各种特征以及独立及从属权利要求所记载的各种特征而言，在要提供本公开的追加且有用的实施方式时，并不是必须按照这里所记载的具体例那样或者列举的顺序那样进行组合。
30.就本说明书及/或权利要求书所记载的全部的特征而言，与实施例及/或权利要求所记载的特征的结构不同，意在作为对申请最初公开及请求的特定事项的限定而分别且相互独立地公开。进而，与数值范围及组或集团相关的全部记载作为对申请最初公开及请求的特定事项的限定而带有公开了它们中间的结构的意思。
31.[实施例]
[0032]
(转子的结构)
[0033]
图1中示出转子铁心10的简要俯视图。图2示出图1的ii－ii线处的剖视图。转子铁心10具备磁铁孔12、磁铁13、片材14和轴孔15。轴孔15是供未图示的轴安装的部位。转子铁心10是以旋转轴ra为中心进行旋转的构件。如图2所示，转子铁心10通过将多个电磁钢板11沿着旋转轴ra方向层叠来形成。转子铁心10在+x方向侧具备第一面10a且在－x方向侧具备第二面10b。
[0034]
磁铁孔12是插入磁铁13的空间。磁铁孔12在以旋转轴ra为中心的圆周方向上等间隔地排列而配置多个。磁铁孔12在从x轴方向观察时的俯视观察(图1)下形成为大致矩形。磁铁孔12以沿x方向贯通转子铁心10的方式形成。磁铁孔12在第一面10a具备第一开口部ap1且在第二面10b具备第二开口部ap2。磁铁孔12具备上侧内壁面12u和下侧内壁面12l。上侧内壁面12u是对置的两个内壁面中的接近转子铁心10的外周这侧的内壁面。下侧内壁面12l是接近旋转轴ra这侧的内壁面。
[0035]
下侧内壁面12l、上侧内壁面12u的摩擦系数大。这是由于转子铁心10通过冲压制造并重叠电磁钢板11而在板间存在凹凸所导致的。因而，期望除去在上侧内壁面12u及下侧内壁面12l露出的多个电磁钢板11的端面的毛刺。或者，优选毛刺的突出方向是与后述的磁铁插入工序(s60)的插入方向(+x方向)相同的方向。
[0036]
磁铁13是永磁铁。磁铁13具有大致长方体的形状。如图2所示，磁铁13在卷绕有片材14的状态下分别收容于多个磁铁孔12。磁铁13具备下表面13l、上表面13u、第一侧面13s1
和第二侧面13s2。下表面13l是在磁铁13收容于磁铁孔12的情况下与下侧内壁面12l对置的面。上表面13u是与下表面13l相反侧的面。第一侧面13s1是在磁铁13收容于磁铁孔12的情况下位于第二开口部ap2侧的面。第二侧面13s2是与第一侧面13s1相反侧的面。第二侧面13s2通过粘接剂54粘接于片材14。
[0037]
片材14是配置在磁铁孔12的内壁面与磁铁13之间的间插构件。就片材14而言，为了避免因与转子铁心10的导通而导致的铁损恶化，优选是绝缘体。另外，片材14优选具有耐热性。另外，为了降低后述的片材插入工序(s20)、磁铁插入工序(s60)中的插入阻力，优选片材14的摩擦系数小。片材14具有会因加热、化学变化等而发泡(膨胀)的性质。片材14例如是含有会因加热而发泡的胶囊在内的热塑性树脂片。片材14也可以是热固化性树脂，还可以含有玻璃纤维等填料。如后所述，在由发泡前的片材14覆盖磁铁13的状态下将磁铁13向磁铁孔12插入。之后，通过使片材14发泡，从而能够在磁铁孔12的内壁与磁铁13之间产生摩擦力。能够将磁铁13可靠地保持在磁铁孔12内。
[0038]
(转子制造装置1的结构)
[0039]
图3示出转子制造装置1的简要侧视图。在图3中，示出在转子制造装置1中配置有转子铁心10、磁铁13、片材14的状态。转子制造装置1具备作业台20、固定轴30、片材移动机构40、固定机构50和切割器60。
[0040]
固定轴30是将转子铁心10固定于作业台20的构件。固定轴30插入到转子铁心10的轴孔15中。固定轴30以转子铁心10能够绕旋转轴ra进行旋转的方式固定转子铁心10。另外，固定轴30以使磁铁孔12的中心轴ca相对于铅垂方向(－z方向)具有角度的方式固定转子铁心10。在本实施例中，中心轴ca相对于铅垂方向呈直角。即，下侧内壁面12l及基准面20r为水平面。
[0041]
作业台20具备基准面20r。在将转子铁心10固定于固定轴30的状态下，基准面20r位于第二开口部ap2的附近。另外，基准面20r是与下侧内壁面12l大致平行的面。在本实施例中，对下侧内壁面12l和基准面20r位于同一平面内的情况进行说明。
[0042]
片材移动机构40是能够将从片材辊14r供给的片材14插入磁铁孔12或者从磁铁孔12拉出的机构。在本实施例中，片材移动机构40具有将片材14夹入的一对辊结构。
[0043]
固定机构50是用于将磁铁13固定于从第二开口部ap2向－x方向侧的外部伸出的片材14的机构。固定机构50具备粘接剂供给机构51及机器人52。粘接剂供给机构51是向片材14表面上的安置磁铁13的区域滴下粘接剂的机构。机器人52具备臂部53。机器人52进行将磁铁13配置于图3所示的初始位置的操作、使磁铁13旋转的操作等。切割器60是用于将从第一开口部ap1向+x方向侧的外部伸出的片材14切断的机构。
[0044]
(动作)
[0045]
使用图4的流程图及图5～图10的局部放大图来说明转子制造装置1的动作。图5～图10示出转子铁心10安置于转子制造装置1的状态。另外，图5～图10是与图2同样的剖视图。以下，将“步骤10”简记为“s10”。
[0046]
在s10中，将尚未插入有磁铁13的磁铁孔12安置于初始位置。初始位置是使磁铁孔12的下侧内壁面12l与基准面20r平行的位置。例如，可以通过利用固定轴30使转子铁心10旋转而将尚未插入有磁铁13的磁铁孔12安置于初始位置。
[0047]
在s20中，进行片材插入工序(参照图5)。发泡前的片材14被片材移动机构40插入
到磁铁孔12中。片材14从第一开口部ap1侧向－x方向插入(箭头y1)。在片材插入工序中，形成片材14与基准面20r接触且片材14与下侧内壁面12l接触的状态。
[0048]
在s30～s50中，进行将磁铁13固定于片材14的固定工序。说明详细的工序。在s30中，使用粘接剂供给机构51向安置位置ip处的片材14的表面滴下粘接剂54(参照图6)。
[0049]
在s40中，向安置位置ip安置磁铁13(参照图7)。具体而言，利用臂部53抓住配置于未图示的保存场所的磁铁13而将其搬运到安置位置ip。然后，以使第二侧面13s2与片材14表面的粘接剂54接触的方式将磁铁13配置于安置位置ip。由此，片材14固定于第二侧面13s2。
[0050]
在s50中，磁铁13被片材14覆盖(参照图8)。具体而言，利用臂部53来旋转磁铁13以使磁铁13向+x方向移动。由此，上表面13u、第一侧面13s1、下表面13l按顺序被片材14覆盖。
[0051]
通过完成s30～s50的固定工序，形成磁铁13的下表面13l经由片材14与基准面20r接触的状态。另外，第一侧面13s1及第二侧面13s2成为与磁铁孔12的中心轴ca垂直的状态。第一侧面13s1配置在比第二侧面13s2更远离磁铁孔12的位置。
[0052]
在s60中，进行将固定于片材14的磁铁13向磁铁孔12的内部插入的磁铁插入工序(参照图9)。具体而言，利用片材移动机构40将从第一开口部ap1向+x方向的外部伸出的片材14向远离转子铁心10的方向(+x方向)拉拽。由此，磁铁13向箭头y2方向移动。
[0053]
将配置于磁铁13的上表面13u的片材14的上表面定义为上表面14u。另外，将配置于下表面13l的片材14的下表面定义为下表面14l。在磁铁13的前端部e1向第二开口部ap2侵入时，需要以使上表面14u位于比上侧内壁面12u靠下侧(－z方向侧)的位置且下表面14l位于比下侧内壁面12l靠上侧(+z方向侧)的位置的方式进行z方向对位。
[0054]
在本实施例的技术中，如前所述，磁铁孔12的中心轴ca相对于铅垂方向(－z方向)具有角度。因而，能够一边通过重力维持片材14与下侧内壁面12l接触的状态一边拉拽片材14。即，能够在重力的作用下将配置于下表面13l的片材14的下表面14l压靠到下侧内壁面12l上。由此，能够自对准地进行z方向对位，以使下表面14l的z方向位置与下侧内壁面12l的z方向位置一致。其结果是，能够在配置于上表面13u的片材14的上表面14u与磁铁孔12的上侧内壁面12u之间形成间隙g1。通过形成间隙g1，在前端部e1向第二开口部ap2侵入时前端部e1不会与转子铁心10的第二面10b发生冲撞。
[0055]
在s70中，进行将从第一开口部ap1向+x方向的外部伸出的片材14切断的切断工序(参照图10)。切断由切割器60进行。在s80中，判断是否在转子铁心10的全部的磁铁孔12中都插入有磁铁13。在进行了否定判断的情况下(在s80中为否)，向s10返回，开始对下一磁铁孔12的作业。由于切断了的片材14能够直接用于接下来的片材插入工序(s20)，因此材料成品率高。另一方面，在进行了肯定判断的情况下(在s80中为是)，结束流程。在图4的处理结束之后，对转子铁心10进行加热而使片材14发泡。片材14膨胀而将磁铁13固定于磁铁孔12。这样，完成在转子铁心10的磁铁孔12中固定有磁铁13的转子。
[0056]
(第一效果)
[0057]
对课题进行说明。如图11所示，假定通过将被片材14覆盖的磁铁13的第一侧面13s1向箭头y3方向(+x方向)按压来向磁铁孔12插入的情况。在磁铁13插入时，存在因下侧内壁面12l、上侧内壁面12u与片材14的摩擦而导致片材14卡挂在内壁上的情况。这种情况下，有时会因按压磁铁13而使得仅磁铁13被进一步插入。于是，在片材14停止移动的状态下
仅磁铁13移动，导致两者的位置关系错开。其结果是，可能会导致片材14发生塞堵(区域r1)、破裂(区域r2)等损伤。
[0058]
在本说明书的技术中，通过对固定于磁铁13的片材14进行拉拽，将磁铁13及片材14向磁铁孔12插入(s60)。通过不是向磁铁13直接施加力而是经由片材14向磁铁13施加力，必然能够将两者一体地插入。不会发生在片材14停止移动的状态下仅磁铁13移动这样的事态，因此两者的位置关系不会错开。片材14不会发生损伤。
[0059]
(第二效果)
[0060]
如在磁铁插入工序(s60)中说明的那样，能够通过使用了重力的自对准的z方向对位来形成间隙g1。由于不需要考虑z方向定位，因此无需具备用于定位的特别的机构。能够降低转子制造装置1的成本并提高维护性。
[0061]
对间隙g1进行说明。在图9中，将磁铁孔12的z方向的内径定义为id。将被片材14覆盖的磁铁13的z方向厚度定义为tt。厚度tt是片材14的厚度t2的两倍的值与磁铁13的厚度t1的值合计所得的值。由于下表面14l与下侧内壁面12l的z方向位置通过自对准而一致，因此间隙g1的值成为内径id与厚度tt的差量。即，能够将间隙g1设为在理论上能得到的最大的值。因而，能够尽量减小用于使磁铁插入工序中的插入顺畅进行的间隙富余值。能够将磁铁孔12的内壁与磁铁13的间隙减小至设计上的临界值的附近。能够在不增加马达的制造的难易度的情况下提高马达的性能。
[0062]
以上，对本发明的具体例详细进行了说明，但这些不过是例示，并不限定权利要求书。在权利要求书所记载的技术中包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的方案。在本说明书或附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合来发挥技术的有用性，并不限定于申请时权利要求中记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术是能够同时实现多个目的的技术，实现其中一个目的的技术本身是具有技术的有用性的。
[0063]
(变形例)
[0064]
在本实施例中，对磁铁孔12的中心轴ca相对于铅垂方向(－z方向)呈直角的情况进行了说明，但并不局限于该方案。只要中心轴ca相对于铅垂方向具有角度，就能够进行基于重力的自对准的z方向对位。因而，该角度能够自由地设定。
[0065]
在本实施例中，对下侧内壁面12l与基准面20r位于同一平面内的情况进行了说明，但并不局限于该方案。也可以如图12所示，以下侧内壁面12l比基准面20r低的方式使z方向位置存在错开量d1。这种情况下，也能够通过重力来维持片材14被压靠到下侧内壁面12l上的状态。由此，如图12所示，由于能够进行自对准的z方向对位，因此无需考虑z方向定位。需要说明的是，即便在以下侧内壁面12l比基准面20r高的方式使z方向位置错开的情况下，也同样能够进行自对准的z方向对位。
[0066]
对利用切割器60来实施切断工序(s70)的示例进行了说明，但并不局限于该方案。例如，也可以使用激光等来切断片材14。另外，还可以例如如图13所示那样利用未图示的切断机构使从第一开口部ap1向外部伸出的片材14向下方侧移动(箭头y4)。通过将片材14压靠到第一开口部ap1的角部c1，能够使角部c1发挥切割器的功能而切断片材14。由此，能够省略切割器60。
[0067]
在本实施例中，对片材14与磁铁孔12的固定部位是第二侧面13s2(图7)的情况进行了说明，但并不局限于该方案。只要在第二侧面13s2、上表面13u、第一侧面13s1及下表面
13l中的至少一个面的至少一部分进行固定即可。另外，粘接剂54只要涂敷于磁铁13和片材14中的至少一方即可。
[0068]
只要是片材14至少覆盖上表面13u、第一侧面13s1、下表面13l的方案即可。另外，只要是片材14覆盖上表面13u、第一侧面13s1、下表面13l的表面的至少一部分的方案即可。
[0069]
在本实施例中，对间插构件是片材14的情况进行了说明，但并不局限于该方案。间插构件可以是片、绳、带、条(band)中的一种。间插构件也可以是其他形状的构件。
[0070]
片材移动机构40不局限于辊，可以使用各种机构。
[0071]
安置磁铁13的工序(s40)、用片材14覆盖磁铁13的工序(s50)不局限于通过机器人52来进行的方案，也可以通过人手来进行。
[0072]
在片材插入工序(s20)中，片材14的插入方向可以自由地设定。例如，也可以将片材辊14r配置于第二开口部ap2侧且将片材14从第二开口部ap2侧向+x方向插入。这种情况下，也可以具备在安置位置ip(图6)处切断片材14的机构。
[0073]
磁铁孔12不局限于在图1的俯视观察下为矩形，可以是各种形状。
[0074]
片材14是间插构件的一例。固定轴30是转子铁心固定机构的一例。片材移动机构40是间插构件插入机构及磁铁插入机构的一例。固定机构50是磁铁固定机构的一例。切割器60是切断机构的一例。
[0075]
例举实施例的制造方法的其他几个特征。转子铁心10以磁铁孔12的中心轴ca相对于铅垂方向倾斜的方式被支承。在磁铁插入工序中，片材14(间插构件)一边与磁铁13的下表面13l和磁铁孔12的下侧内壁面12l相接一边将磁铁13向磁铁孔12引导。通过在第一开口部ap1侧拉拽片材14，由此将磁铁13向磁铁孔12拉入。在拉入磁铁13时，在片材14上始终产生有张力，能够防止片材14卡挂到磁铁孔12上。
[0076]
在固定工序中，在磁铁孔12的附近(第二开口部ap2的附近)配置具有与磁铁孔12的下侧内壁面12l平行的基准面20r的作业台20。通过了磁铁孔12的片材14搭载到基准面20r上，在该片材14上载置磁铁13。