JP4875655B2 - ロータ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ及び発電機等の回転電機に用いられるロータの製造装置であって、該ロータのヨークに形成された収納孔に磁石を収納した後に、該収納孔に樹脂を注入して前記磁石を固定するロータ製造装置に関する。

従来より、ヨークに形成された収納孔に磁石を組み込んだ磁石埋込型ロータが知られている。このロータを用いたインナロータ型の回転電機においては、インナロータの外周にステータが配置されるので、前記磁石と前記ステータとの間の距離をできる限り小さくして磁力を有効に利用するために、該磁石は、前記収納孔の前記外周側に寄せて固定されることが望ましい。

通常、前記ロータにおいては、樹脂又は接着剤を前記収納孔に充填することにより前記収納孔内に前記磁石が固定される。特許文献１には、上型及び下型によってロータコア（ヨーク）を保持し、前記上型に設けられたシリンダから前記収納孔に溶融樹脂を加圧注入して、前記収納孔内の前記磁石を前記ロータコアの内径側から外径側に押圧することにより樹脂モールドを行う技術が開示されている。

特開２００７−２１５３０１号公報

前述した回転電機に用いられるロータにおいて、ロータコア（ヨーク）は、一般に、薄板（鋼板）を積層して構成される積層体であるので、単に、樹脂を加圧注入しながら磁石を収納孔内の一方側に寄せて樹脂モールドを行う方法では、前記樹脂が前記積層体の隙間（各薄板間の隙間）から外部に漏出するおそれがある。特に、粘性が比較的低い樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂）を前記収納孔に充填した場合には、外部に漏出するおそれが一層大きくなる。

そのため、特許文献１の技術では、前記ロータコアを上型及び下型で保持した状態で、前記上型から前記磁石が収納された前記収納孔に前記樹脂を注入するようにしている。この場合、前記下型の凸部に形成された凹状キーに前記ロータコアに形成された凸状キーを合わせた状態で、前記下型の凸部と前記ロータコアの中空部とを嵌合し、前記ロータコアの上面に円板状の前記上型を配置することにより、前記ロータコアに対して前記上型及び前記下型が配設される。従って、特許文献１の技術では、前記ロータコアに対する前記上型及び前記下型の配設（セッティング）に長時間を要することになるので、前記配設に係る前記上型及び前記下型の移動制御（ハンドリング）を含めたロータの生産効率の向上を図ることができない。

本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、ロータの生産効率を向上することができるロータ製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係るロータ製造装置は、基本的には、磁石と、該磁石を収納する収納孔が形成されたリング状のヨークと、該ヨークの内径側に配設された回転軸と、前記ヨークの軸方向の両端面に配設された端面板とを備えるロータであって、前記端面板に形成された注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔に樹脂を注入するロータ製造装置である。

そして、このロータ製造装置は、下記の特徴を有している。

前記ロータ製造装置は、
前記ロータを載置し且つ前記回転軸に対応する部分が開口して開口部とされたパレットと、
前記パレットを搬送する搬送機構と、
前記ロータの前記回転軸を受容することにより該ロータを載置する受台と、
前記開口部を通過して前記パレットに載置された前記ロータの前記回転軸の位置にまで前記受台を移動させることにより前記ロータを前記受台に載置させ、さらに、該ロータが載置された前記受台を前記軸方向に沿って所定位置にまで移動させる受台移動手段と、
前記軸方向に前記ヨークを挟み込む一対の爪部材であって、該一対の爪部材のうち、一方の爪部材に孔部が形成された一対の爪部材と、
前記孔部と前記注入孔とが略同軸となるように、前記所定位置にまで移動した前記ロータに前記一対の爪部材を進行させて前記ヨークを把持させる爪部材進退手段と、
前記孔部と前記注入孔とが略同軸となり且つ前記一対の爪部材により前記ヨークが把持された状態で前記孔部に挿通し、前記注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔に前記樹脂を注入する樹脂注入ノズルとを備えている。

上記の構成によれば、先ず、前記受台移動手段は、前記パレットに載置された前記ロータの前記回転軸の位置にまで前記受台を移動させる。前記ロータが前記受台に載置されると、前記受台移動手段は、前記受台を前記所定位置にまで移動させる。前記受台が前記所定位置にまで到達したら、前記爪部材進退手段は、前記一対の爪部材を移動させて、前記孔部と前記注入孔とが略同軸となるように位置合わせを行い、該位置合わせが完了した状態（前記孔部と前記注入孔とが略同軸となった状態）で前記一対の爪部材により前記ヨークを把持させる。その後、前記孔部に前記樹脂注入ノズルを挿通し、前記注入孔を介して前記収納孔に前記樹脂を注入する。

従って、前記所定位置にまで前記受台を移動させたときに、前記一対の爪部材により前記ヨークが把持され、この状態で前記収納孔に前記樹脂が注入される。これにより、前記パレットに載置された前記ロータを前記所定位置にまで移動させて前記収納孔に前記樹脂を注入するまでの時間を短縮化することが可能となるので、該ロータの生産効率を大幅に向上させることができる。

また、前記パレットに載置された前記ロータ（前記ヨーク）に対して加圧把持を行うことが不要となるので、前記パレットや前記搬送機構を軽量化することが可能となり、この結果、ロータ製造装置全体の生産設備を簡素化することができる。

ここで、前記ロータ製造装置は、前記回転軸を中心として前記一対の爪部材と軸対称の位置に配置された他の一対の爪部材をさらに具備することが好ましい。

これにより、前記ヨーク全体を略均一に加圧保持することができるので、前記ロータを良好なバランスで把持することが可能となる。

また、前記ロータ製造装置は、前記注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔にエアを注入する容量測定ノズルと、前記収納孔に注入した前記エアに基づいて前記磁石が収納された前記収納孔内の容量を測定し、測定した前記容量に基づいて前記磁石が収納された前記収納孔内の空間の容量を算出する容量測定手段とをさらに備えることが好ましい。

これにより、前記磁石が収納された前記収納孔内の空間の容量を予め測定し、測定した前記容量に応じた量の前記樹脂を前記収納孔に注入することにより、前記樹脂の注入量が不足したり、あるいは、前記ヨークから前記樹脂が漏出することを確実に防止することができる。

さらに、前記一対の爪部材のうち前記孔部が形成された爪部材を、前記樹脂注入ノズルが挿通する爪部材とし、前記他の一対の爪部材のうち、前記孔部が形成された爪部材に対応する爪部材には、前記容量測定ノズルが挿通する他の孔部が形成されていることが好ましい。

これにより、前記所定位置において、前記磁石が収納された前記収納孔内の空間の容積の測定と、前記樹脂の注入とを連続して行うことが可能となるので、前記ロータの生産効率をさらに向上させることができる。

さらにまた、前記ヨークに複数の前記収納孔が形成され且つ前記端面板に複数の前記注入孔が形成されている場合に、前記受台移動手段は、前記受台を回転可能に構成されることが好ましい。

これにより、前記ヨークに複数の前記収納孔が形成され且つ前記端面板に複数の前記注入孔が形成されている場合であっても、効率よく前記樹脂を充填することができる。また、前記受台を回転させることが可能であるため、前記孔部と前記注入孔との位置合わせが一層容易となる。

さらにまた、前記爪部材進退手段は、前記一対の爪部材を前記ヨークの径方向に進退させ且つ前記軸方向に進退させることが好ましい。

これにより、前記一対の爪部材を前記径方向及び前記軸方向に進退させることで、前記一対の爪部材による前記ヨークの把持状態の設定及び解除（前記ヨークに対する前記一対の爪部材の開閉）を容易に行うことができる。また、前記一対の爪部材による前記径方向及び前記軸方向への進退と、前記受台の移動及び回転とによって、前記孔部と前記注入孔との位置合わせや、前記収納孔及び前記注入孔が複数形成されている場合での前記樹脂の注入を、効率よく行うことが可能となる。

また、前記ロータ製造装置は、前記収納孔に前記樹脂が充填された前記ヨークの周囲に配置され、充填された前記樹脂を加熱して硬化させる加熱手段をさらに備えることが好ましい。

これにより、短時間で前記ロータを製造することができる。

本発明によれば、先ず、受台移動手段は、パレットに載置されたロータの回転軸の位置にまで受台を移動させる。前記ロータが前記受台に載置されると、前記受台移動手段は、前記受台を所定位置にまで移動させる。前記受台が前記所定位置にまで到達したら、爪部材進退手段は、一対の爪部材を移動させて、孔部と注入孔とが略同軸となるように位置合わせを行い、該位置合わせが完了した状態（前記孔部と前記注入孔とが略同軸となった状態）で前記一対の爪部材によりヨークを把持させる。その後、前記孔部に樹脂注入ノズルを挿通し、前記注入孔を介して前記収納孔に樹脂を注入する。

従って、前記所定位置にまで前記受台を移動させたときに、前記一対の爪部材により前記ヨークが把持され、この状態で前記収納孔に前記樹脂が注入される。これにより、前記パレットに載置された前記ロータを前記所定位置にまで移動させて前記収納孔に前記樹脂を注入するまでの時間を短縮化することが可能となるので、該ロータの生産効率を大幅に向上させることができる。

また、前記パレットに載置された前記ロータ（前記ヨーク）に対して加圧把持を行うことが不要となるので、前記パレットや搬送機構を軽量化することが可能となり、この結果、ロータ製造装置全体の生産設備を簡素化することができる。

本発明に係るロータ製造装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下詳細に説明する。

先ず、この実施形態に係るロータ製造装置を説明する前に、該ロータ製造装置により製造されるロータ１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。

ロータ１０は、モータ及び発電機等の回転電機に用いられるインナロータであって、円筒状のロータコア（リング状のヨーク）１２と、該ロータコア１２の内径側に設けられた有底筒状のボス部（回転軸）１４と、該ボス部１４の底部１６の中心部に形成された孔１８とを備える。該底部１６には、孔１８からボス部１４の径方向に離間して６つの筒状のカラー２０が装着されている。各カラー２０にボルトがそれぞれ挿通することにより図示しないシャフトがボス部１４に固定される。なお、図１及び図２に示すように、ロータコア１２及びボス部１４は略同軸に配置されているので、ロータコア１２の軸方向とボス部１４の軸方向とは略一致する。

ロータコア１２は、その軸方向（図１、図７及び図８の上下方向）に薄板鋼板２８を積層して構成され、積層された薄板鋼板２８は、リング状の上抑え板（端面板）３４及び下抑え板（端面板）３６で狭持された状態でボス部１４の外周側に装着される。すなわち、ロータコア１２は、ボス部１４の下端部側の突出部３２と、ボス部１４の上端部側の突出部２６との間のボス部１４の外周側に装着され、ロータコア１２を構成する前記積層された薄板鋼板２８及び上抑え板３４は、ボス部１４の外周面に対して、しめ代を有し、突出部３２側に配置された下抑え板３６の上方で該ボス部１４の外周側に圧入保持される。なお、上抑え板３４及び下抑え板３６は、積層された薄板鋼板２８を上下方向から略覆うようにロータ１０にそれぞれ配設されている。また、上抑え板３４及び下抑え板３６は、例えば、ステンレス鋼板により構成される。

ロータコア１２の外周側には、所定角度間隔で、凹部４４が前記軸方向に沿って形成され、ロータコア１２における２つの凹部４４間には、２つの収納孔３８が前記軸方向に沿って形成されている。収納孔３８は、図２の平面視で、長方形状に形成されている。

そして、各収納孔３８内には、磁石４０がそれぞれ収納され、各収納孔３８及び磁石４０により形成される空間にはシリコーン樹脂等の樹脂４２が充填されている。

なお、このロータ１０を回転電機に適用する場合には、その外周にステータが配置されるので、磁石４０と前記ステータとの間の距離をできる限り小さくして磁力を有効に利用するために、該磁石４０は、収納孔３８の前記外周側に寄せて固定されている。この場合、収納孔３８の内径方向には、平面視で、円弧状の凹部５０が形成され、一方で、上抑え板３４には、収納孔３８の円弧状の凹部５０に対向して２４個の注入孔４８が形成されているので、注入孔４８を介して凹部５０に樹脂４２を加圧注入（圧送充填）することにより、収納孔３８内において、磁石４０は、ロータコア１２の外周側に寄せられるように固定される。また、上抑え板３４には、ロータコア１２の凹部４４に対応して１２個の凹部４６がさらに形成されている。

以上のように構成されるロータ１０の製造装置（ロータ製造装置）６０について、図３〜図８を参照しながら説明する。

ロータ製造装置６０は、樹脂注入装置１２０（図３〜図７参照）と、高周波加熱装置（図８参照）と、容積算出機構１００（図１４参照）とを有する。

先ず、樹脂注入装置１２０について、図３〜図７を参照しながら説明する。

樹脂注入装置１２０は、図３及び図４に示すように、ベース１２２上に配設された立設部１２４に取り付けられ且つ樹脂注入ノズル１２６を移動可能な樹脂注入ノズル移動機構１２８と、水平方向に配置されたコンベア（搬送機構）１３０と、コンベア１３０により搬送され且つロータ１０を載置するパレット１３２と、コンベア１３０の途中に配置されたテーブル１３４と、該テーブル１３４直下のベース１４２上に配置された受台移動手段１４０と、受台移動手段１４０から上方に延在する回転軸１３８の先端部に装着された受台１３６と、テーブル１３４の天板上に配置された２つの爪部材進退手段１４８と、各爪部材進退手段１４８に装着された一対の爪部材１４４、１４６とを有する。

ここで、樹脂注入ノズル移動機構１２８は、下記のように構成されている。

立設部１２４の上端に配設された支持板１５０上に駆動モータ１５２が配設されている。駆動モータ１５２から垂下する駆動軸１５３は、カップリング１５４を介してボールねじ１６０と連結されている。該ボールねじ１６０は、立設部１２４の側面に設けられた支持部材１５６、１５８により上下方向に支持されている。

ボールねじ１６０には、軸受ブロック１６２を介してテーブル１６４が配設されており、駆動モータ１５２の駆動作用下に駆動軸１５３及びカップリング１５４を介してボールねじ１６０が回転すると、軸受ブロック１６２及びテーブル１６４は、ボールねじ１６０の案内作用下に、支持部材１５６、１５８間の距離の範囲内で昇降可能である。

テーブル１６４には、略三角形状の支持板１６６を介して水平方向（図４の左右方向）に延在するテーブル１６８が取り付けられ、このテーブル１６８には、駆動モータ１７０が装着されている。この駆動モータ１７０から前記水平方向に延在する駆動軸１７１は、カップリング１７２を介してボールねじ１７８に連結されている。該ボールねじ１７８は、テーブル１６８の底面に装着された支持部材１７４、１７６により前記水平方向に支持されている。

ボールねじ１７８には、軸受ブロック１８０を介してテーブル１８２が配設されており、駆動モータ１７０の駆動作用下に駆動軸１７１及びカップリング１７２を介してボールねじ１７８が回転すると、軸受ブロック１８０及びテーブル１８２は、ボールねじ１７８の案内作用下に、支持部材１７４、１７６間の距離の範囲内で前記水平方向に移動可能である。

テーブル１８２の底面に配設された略台形状の支持板１８４及び該テーブル１８２に対してテーブル１８６が上下方向に装着されている。テーブル１８６における樹脂注入ノズル１２６側の表面には水平方向（図３の左右方向）に延在する一対のスライドレール２０４が該テーブル１８６の上端側及び下端側にそれぞれ設けられ、駆動モータ１８８がさらに配置されている。該駆動モータ１８８から前記水平方向に延在する駆動軸１８９は、カップリング１９０を介してボールねじ１９８に連結されている。各スライドレール２０４間で前記水平方向に延在するボールねじ１９８は、テーブル１８６の前記表面に装着された支持部材１９２、１９６により前記水平方向に支持されている。

なお、ボールねじ１９８は、図３に示すように、支持部材１９２側（基端部側）と、支持部材１９６側（先端部側）とにねじ部分がそれぞれ形成され、中央部分には形成されていない。また、前記先端部側のねじ部分は、前記基端部側のねじ部分に対して逆ねじとなっている。

ボールねじ１９８には、一対の軸受ブロック２００（図４では１つのスライドブロック２００のみ図示）を介してテーブル２０２が配設されている。各テーブル２０２のテーブル１８６側の底面には、一対のスライドブロック２０６が一対のスライドレール２０４に配置されている。従って、駆動モータ１８８の駆動作用下に駆動軸１８９及びカップリング１９０を介してボールねじ１９８が回転すると、軸受ブロック２００、スライドブロック２０６及びテーブル２０２は、各スライドレール２０４の案内作用下に前記水平方向に移動可能である。

上述したように、ボールねじ１９８の先端部側のねじ部分は、基端部側のねじ部分に対して逆ねじとなっているので、該ボールねじ１９８が回転したときに、図３の右側のテーブル２０２と、左側のテーブル２０２とは、前記水平方向に沿って互いに接近するように移動するか、あるいは、前記水平方向に沿って互いに離間するように移動する。

また、図３に示すように、ロータ１０及び回転軸１３８を中心として、左右対称にテーブル２０２が配置され、各テーブル２０２には樹脂注入ノズル１２６がそれぞれ取り付けられている。前述したように、前記水平方向（左右方向）に沿って互いに接近又は離間するように各テーブル２０２を移動可能とすることで、外径寸法の異なるロータ１０が図３及び図４の位置に配置されても、前記外径寸法の異なるロータ１０に応じた所定位置に、各樹脂注入ノズル１２６を短時間で移動させることが可能となる。

すなわち、図３に示すように、ロータ製造装置６０は、２つの樹脂注入ノズル１２６を採用し、且つ、各樹脂注入ノズル１２６は、左右方向に所定距離離間して配置されており、樹脂注入ノズル移動機構１２８は、各樹脂注入ノズル１２６を支持するために、左右対称に下記の構成要素を具備している。

テーブル２０２の上端部には支持部材２３０が取り付けられ、下端部には当接板２２６が取り付けられている。また、テーブル２０２の樹脂注入ノズル１２６側の表面には、支持部材２０８、２１０が上下方向に沿って装着され、これらの支持部材２０８、２１０は、ボールねじ２１４を上下方向に支持する。なお、ボールねじ２１４は、駆動モータ２１２の駆動軸であり、該駆動モータ２１２は、ボールねじ２１４の基端側（下端部側）に連結されている。駆動モータ２１２は、上下方向に延在するテーブル２１６に装着されている。

ここで、前述した支持部材２３０の上面にはナット２３２が装着され、底面には円筒部材２２２が装着されている。そして、円筒部材２２２、支持部材２３０及びナット２３２には、ロッド２２０が上下方向に貫通しており、このロッド２２０の上端部にはナット２２４が取り付けられて、下端部には支持部材２３４を介してテーブル２１６が取り付けられている。また、ロッド２２０における円筒部材２２２と支持部材２３４との間には、バネ部材２２８が装着されている。従って、駆動モータ２１２の駆動作用下にボールねじ２１４が回転すると、テーブル２１６は、支持部材２１０と当接板２２６との間の距離の範囲内で昇降可能となる。

すなわち、後述するように、受台１３６を回転させながら、樹脂注入ノズル１２６を用いて複数の収納孔３８に樹脂４２を注入する際に、樹脂注入ノズル移動機構１２８は、テーブル１６４を全体的に昇降させるのではなく、テーブル２１６の部分のみを昇降させることで、樹脂注入ノズル１２６の位置を上下方向に調整することが可能である。

テーブル２１６の樹脂注入ノズル１２６側の表面には、上端部から下端部に向かって支持部材２３４、２３６、２３８が所定距離離間して順に配設され、これらの支持部材２３４、２３６、２３８により樹脂注入ノズル１２６が上下方向に支持されている。

樹脂注入ノズル１２６は、樹脂供給路２４２に接続されたミキサ部２４０と、ミキサ部２４０に連結され且つ支持部材２３６、２３８により支持されるノズル本体２４４と、ノズル本体２４４の噴射部であるノズル先端部２４６と、樹脂供給路２５２に接続された樹脂貯留部２４８と、樹脂貯留部２４８とミキサ部２４０とを連結する管路２５０とから構成される。この樹脂注入ノズル１２６は、２種類の液状の樹脂を混合し、混合した樹脂４２（例えば、シリコーン樹脂）をノズル先端部２４６から外部に噴射（ロータ１０の収納孔３８に注入）するノズルであり、具体的には、樹脂供給路２４２からミキサ部２４０に供給された一方の樹脂と、樹脂供給路２５２から樹脂貯留部２４８及び管路２５０を介してミキサ部２４０に供給された他方の樹脂とを、ミキサ部２４０にて混合し、混合した樹脂４２をノズル本体２４４の孔３２０（図７参照）からノズル先端部２４６の孔３２２を介して外部に噴射する（収納孔３８に注入する）。

コンベア１３０は、図３に示すように、水平方向に配置されており、ロータ１０が載置されたパレット１３２を右方向から左方向に搬送する。また、パレット１３２には、受台１３６に対応する部分が開口して開口部１３３が形成され、一方で、テーブル１３４の天板には、該開口部１３３に対応して受台１３６よりもやや大きな開口部１３９が形成されている。さらに、受台１３６の上面には、ボス部１４のカラー２０に対応してピン３２４（図７参照）が突出形成されている。なお、受台１３６が配置される箇所においては、受台移動手段１４０の駆動作用下に該受台１３６が昇降するので、この箇所にコンベア１３０は設けられていない（図３参照）。

ここで、受台１３６がコンベア１３０よりも下方に退避しているときに、受台移動手段１４０の駆動作用下に、回転軸１３８を上方向に進行させると、受台１３６が開口部１３３を通過して上昇することでカラー２０とピン３２４とが嵌合し、該受台１３６は、ボス部１４の底面に接触する。これにより、ボス部１４（ロータ１０）は、受台１３６上に載置された状態となる（図７参照）。その状態で、受台移動手段１４０の駆動作用下に、回転軸１３８をさらに上方向に進行させると、受台１３６は、ロータ１０を載置した状態で上昇して開口部１３９を通過し、テーブル１３４上方における各樹脂注入ノズル１２６及び各爪部材１４４、１４６近傍の所定位置にまで上昇する。また、受台移動手段１４０の駆動作用下に、回転軸１３８を回転させると、受台１３６は、ロータ１０を載置した状態で該回転軸１３８を中心に回転可能である。さらに、受台移動手段１４０の駆動作用下に、回転軸１３８を下方向に退動させると、受台１３６は、ロータ１０を載置した状態で下降する。

爪部材進退手段１４８は、図３に示すように、テーブル１３４上において、前記所定位置（上昇したロータ１０の位置）に対し左右対称に配置されており、下記のように構成されている。

ベース２６０から上方に延在する支持部材２６２、２６４間にロッド２６８が水平方向に固定され、このロッド２６８に略Ｌ字状のテーブル２７０が前記水平方向に移動可能に取り付けられている。テーブル２７０上に配置されたシリンダ２７２のシリンダロッド２７４は、その先端が支持部材２６２の上端部に取り付けられた支持部材２７６に固定されている。また、図５に示すように、テーブル２７０には、一対の支持部材２８０が装着され、該テーブル２７０及び支持部材２８０のロータ１０側にテーブル２７８が上下方向に固定されている（図３参照）。

テーブル２７８には、一対のスライドレール２８２が所定距離離間して上下方向に沿って配置されている（図３、図５及び図６参照）。各スライドレール２８２には、スライドブロック２８４、２８８がそれぞれ配置され、各スライドレール２８２の上側にそれぞれ配置された各スライドブロック２８４にはテーブル２８６が取り付けられ、一方で、各スライドレール２８２の下側にそれぞれ配置された各スライドブロック２８８にはテーブル２９０が取り付けられている。

この場合、テーブル２８６の両端部にシリンダ２９２がそれぞれ取り付けられ、各シリンダ２９２から下方にそれぞれ延在するシリンダロッド２９４の先端は、支持部材２９６に固定されている。また、テーブル２９０の中央部にシリンダ２９８が取り付けられ、各シリンダ２９８から上方に延在するシリンダロッド３００の先端は、支持部材３０１に固定されている。

そして、テーブル２８６のロータ１０側の表面には、爪部材１４４が取り付けられ、一方で、テーブル２９０のロータ１０側の表面には、爪部材１４６が取り付けられている（図３及び図５参照）。

爪部材１４４は、テーブル２８６からロータ１０側に突出する爪部３０２と、爪部３０２を上方から支持する支持部材３０６と、該支持部材３０６をテーブル２８６に固定するための固定部材３０７とから構成される。爪部３０２は、図５に示すように、テーブル２８６からロータ１０側に向かって先細りする形状とされており、その先端部３１６は、ロータ１０の突出部２６の形状に沿った円弧状とされている。そして、該先端部３１６には、所定距離（２つの注入孔４８の間隔）離間して２つの孔部３０４がそれぞれ形成されている。すなわち、各孔部３０４は、２つの注入孔４８の位置に対応して先端部３１６に形成されている（図５参照）。

一方、爪部材１４６は、テーブル２９０からロータ１０側に突出する爪部３１０と、爪部３１０を上方から支持する支持部材３１４と、該支持部材３１４をテーブル２９０に固定するための固定部材３０８とから構成される（図３、図５及び図７参照）。爪部３１０は、爪部３０２と同様に、テーブル２９０からロータ１０側に向かって先細りする形状とされており、その先端部３１２は、ロータ１０の突出部３２の形状に沿った円弧状とされている。

そして、シリンダ２７２の駆動作用下にシリンダロッド２７４が進退すると、テーブル２７０は、ロッド２６８の案内作用下に支持部材２６２、２６４間の距離の範囲内で水平方向（図３の左右方向）に移動する。この場合、テーブル２７０には、テーブル２７８、スライドレール２８２、スライドブロック２８４及びテーブル２８６を介して爪部材１４４が配設されると共に、テーブル２７８、スライドレール２８２、スライドブロック２８８及びテーブル２９０を介して爪部材１４６が配設されているので、各爪部材１４４、１４６は、シリンダ２７２の駆動作用下に前記水平方向に移動可能、すなわち、ロータ１０に対して前記水平方向に進退可能となる。

また、シリンダ２９２の駆動作用下にシリンダロッド２９４が進退すると、テーブル２８６は、スライドレール２８２の案内作用下にテーブル２９０に対して上下方向に移動し、一方で、シリンダ２９８の駆動作用下にシリンダロッド３００が進退すると、テーブル２９０は、スライドレール２８２の案内作用下にテーブル２８６に対して上下方向に移動する。

この場合、テーブル２８６には爪部材１４４が配設され、テーブル２９０には爪部材１４６が配設されているので、各爪部材１４４、１４６は、シリンダ２９２、２９８の駆動作用下に前記上下方向に移動可能、すなわち、ロータ１０に対して前記上下方向に進退可能となる。

従って、シリンダ２７２、２９２、２９８の駆動作用下にロータ１０に対して爪部材１４４、１４６を進行させると、図３、図５及び図７に示すように、ロータ１０の突出部２６と爪部材１４４の先端部３１６とが接触し、ロータ１０の突出部３２と爪部材１４６の先端部３１２とが接触し、且つ、爪部材１４４の各孔部３０４が上抑え板３４の注入孔４８に略同軸となった状態で、上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６は、爪部材１４４、１４６により上下方向で把持される（爪部材１４４、１４６により上下方向に閉じられる）。一方、シリンダ２７２、２９２、２９８の駆動作用下にロータ１０に対して爪部材１４４、１４６を離間させると、爪部材１４４、１４６による上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６の把持状態は解除される（爪部材１４４、１４６はロータコア１２に対して上下方向に開く）。

そして、爪部材１４４、１４６により上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６が上下方向で把持された状態で、駆動モータ１５２、１７０、１８８、２１２の駆動作用下に樹脂注入ノズル１２６をロータ１０に向けて進行させ、孔部３０４にノズル先端部２４６を挿通させると、該ノズル先端部２４６の孔３２２と注入孔４８とが略同軸となった状態で、ノズル先端部２４６が上抑え板３４に当接する（図７参照）。従って、樹脂注入ノズル１２６の孔３２２から注入孔４８を介して収納孔３８に、所定量の樹脂４２を注入すると、該収納孔３８に該樹脂４２が充填される。

次に、高周波加熱装置３３０について、図８を参照しながら説明する。

高周波加熱装置３３０は、樹脂４２が充填されたロータ１０の周囲に配置された高周波加熱コイル（加熱手段）３３２と、前述した受台１３６、回転軸１３８及びピン３２４と同一構成の受台３３６、回転軸３３４及びピン３３８とを有する。

高周波加熱装置３３０は、ピン３３８とカラー２０とを嵌合し且つ受台３３６上にロータ１０を載置した状態で、高周波加熱コイル３３２に高周波通電してロータ１０を加熱することにより樹脂４２を硬化させる。

なお、高周波加熱装置３３０は、受台移動手段１４０、回転軸１３８の中心軸上、例えば、コンベア１３０と爪部材進退手段１４８との間に配設してもよい。そうすれば、ロータ１０の移動距離が短くなり、樹脂４２の注入から硬化までの時間を短縮化することができる。

次に、容積算出機構１００について、図１４を参照しながら説明する。

容積算出機構１００は、エアボリュームテスタとしてのエアリークテスタ（容積算出手段）６２、容積マスタ６４及び容積測定ノズル６６から構成される。この場合、ロータ１０は、受台１３６上に載置され、１つのカラー２０には、受台１３６から上方に突出するピン３２４が挿通している。従って、ロータ１０は、受台１３６上で位置決め固定されている。

容積測定ノズル６６は、筒状のノズル本体７６と、該ノズル本体７６の先端側に装着されたパッキン８０と、該ノズル本体７６の基端側に配設された押圧部材８２と、該押圧部材８２とノズル本体７６の径方向に形成された突出部８６との間に装着されたバネ部材８４と、該ノズル本体７６の先端側に配設された押圧部材８８と、各押圧部材８２、８８間に取り付けられた２つのねじ９０とを有する。

ここで、容積算出機構１００により収納孔３８の容積を測定する場合には、先ず、エアリークテスタ６２に接続されたノズル本体７６のエア通過孔７８と、１つの注入孔４８とが略同軸となるように、爪部３０２の先端部３１６に形成された孔部３０４及び上抑え板３４の注入孔４８に対する容積測定ノズル６６の位置合わせを行った後に、図示しない駆動機構により押圧部材８２を下方に押圧する。

この場合、２つのねじ９０の先端側は、押圧部材８８にねじ止めされているので、ねじ９０に沿って押圧部材８２が下方に移動すると、バネ部材８４を介してノズル本体７６が押圧され、該ノズル本体７６の先端部と上抑え板３４の上面との間は、パッキン８０により外部へのエア漏れが確実に阻止される。

この状態で、エアリークテスタ６２は、エア通過孔７８及び注入孔４８を介して収納孔３８にエアを注入すると共に、容積マスタ６４にも前記エアを注入し、図示しない差圧センサを用いて、収納孔３８に注入されたエアと、容積マスタ６４に注入されたエアとの圧力差を検出し、検出した圧力差（収納孔３８内の圧力変化）に基づいて磁石４０が収納された収納孔３８内の空間の容積を求める。

以上のように構成されるロータ製造装置６０でのロータ１０の製造工程について、図９〜図１３を参照しながら説明する。

図９は、ロータ１０の製造工程を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ１において、ロータコア１２を形成する。ロータコア１２の形成方法は、例えば、板部材（例えば、珪素鋼板）からプレス加工により中空状の薄板を切り取り、切り取った薄板を一枚ずつかしめながら積層して、ロータコア１２を形成する。また、前記プレス加工においては、収納孔３８及び凹部４４、５０となる箇所の加工も併せて行うことが望ましいことは勿論である。

次に、ステップＳ２において、ボス部１４の突出部３２上に下抑え板３６を配置した後に、下抑え板３６の上方で薄板鋼板２８をボス部１４の外周側に圧入し、薄板鋼板２８を該ボス部１４に保持する。その後、収納孔３８内に磁石４０を収納し、該磁石４０を収納した状態で上抑え板３４をボス部１４の外周側に圧入して、該薄板鋼板２８をボス部１４に保持する。

次に、ステップＳ３において、上抑え板３４、収納孔３８、磁石４０及び下抑え板３６により形成される収納孔３８内の空間の容積（容量）を算出する。

この場合、エアリークテスタ６２に接続されたノズル本体７６のエア通過孔７８と、１つの注入孔４８とが略同軸となるように、上抑え板３４に対して容積測定ノズル６６の位置合わせを行い、その後、容積測定ノズル６６を上抑え板３４上面に押し付ける（図１４参照）。

この状態で、エアリークテスタ６２からエア通過孔７８及び注入孔４８を介して収納孔３８に所定圧力のエアを注入すると共に、同一圧力のエアを容積マスタ６４に注入する。そして、差圧センサを用いて、収納孔３８に注入されたエアと、容積マスタ６４に注入されたエアとの圧力差を検出し、検出した圧力差（収納孔３８内の圧力変化）に基づいて磁石４０が収納された収納孔３８内の空間の容積を求める。

そして、１つの収納孔３８についての上記の算出処理が完了すると、容積算出機構１００では、該収納孔３８に対するエア抜きを行った後に、押圧部材８２に対する押圧状態を解除する。これにより、容積測定ノズル６６は、ロータコア１２から離間可能となる。

なお、上抑え板３４には、２４個の注入孔４８が形成されているので、容積算出機構１００は、各注入孔４８に対してステップＳ３の処理を実行する。この場合、受台移動手段１４０の駆動作用下に、回転軸１３８を中心として受台１３６を回転させることで、各注入孔４８に対して上記のステップＳ３の処理が可能となる。

次に、ステップＳ４において、樹脂注入装置１２０は、収納孔３８に前記容積に応じた所定量（前記容積と同量）の樹脂４２を樹脂注入ノズル１２６から注入孔４８を介して収納孔３８に注入し、該収納孔３８内に樹脂４２を充填する。

図１０Ａ〜図１３は、ステップＳ４における樹脂注入装置１２０の動作を説明するための要部構成図又は要部断面図である。なお、図１０Ａ〜図１３では、説明の容易化のために、樹脂注入ノズル移動機構１２８及び爪部材進退手段１４８の詳細な構成については図示を省略している。

先ず、コンベア１３０によりロータ１０を載置したパレット１３２が図１０Ａの右側から受台移動手段１４０の上方にまで搬送されたときに、該受台移動手段１４０は、回転軸１３８を上方向に進行させる。これにより、受台１３６は、コンベア１３０及び開口部１３３を通過するので、カラー２０とピン３２４とが嵌合し、受台１３６は、ボス部１４の底面に接触する。これにより、ボス部１４（ロータ１０）は、受台１３６上に載置（受容）された状態となる。

この状態で、受台移動手段１４０が回転軸１３８をさらに上方向に進行させると、受台１３６は、ロータ１０を載置した状態で上昇し、開口部１３９を通過して、テーブル１３４上方の各樹脂注入ノズル１２６及び各爪部材１４４、１４６近傍の所定位置にまで上昇する（図１０Ｂ参照）。

次に、前記所定位置にまで上昇したロータ１０に対して、シリンダ２７２、２９２、２９８の駆動作用下に爪部材１４４、１４６を進行させる。ロータ１０の突出部２６と爪部材１４４の先端部３１６とが接触し、且つロータ１０の突出部３２と爪部材１４６の先端部３１２とが接触し、さらに、爪部材１４４の各孔部３０４が上抑え板３４の注入孔４８に略同軸となることで、上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６は、爪部材１４４、１４６により上下方向で把持される。すなわち、上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６は、爪部材１４４、１４６により上下方向に閉じられた状態となる（図１１Ａ参照）。

この状態で、駆動モータ１５２、１７０、１８８、２１２の駆動作用下に樹脂注入ノズル１２６をロータ１０に進行（下降）させて、孔部３０４にノズル先端部２４６を挿通させる。これにより、ノズル先端部２４６の孔３２２と注入孔４８とが略同軸となって、ノズル先端部２４６が上抑え板３４に当接するに至る（図１１Ｂ参照）。

次に、樹脂注入ノズル１２６の孔３２２から注入孔４８を介して収納孔３８に、磁石４０が収納された収納孔３８の空間の容積に応じた所定量の樹脂４２を注入し、該収納孔３８に該樹脂４２を充填する。

樹脂４２の充填後、駆動モータ１５２、１７０、１８８、２１２の駆動作用下に樹脂注入ノズル１２６を上昇（ロータ１０から退避）させる（図１２Ａ参照）。そして、シリンダ２７２、２９２、２９８の駆動作用下にロータ１０に対して爪部材１４４、１４６を離間させる。これにより、爪部材１４４、１４６による上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６の把持状態は解除され、爪部材１４４、１４６は、上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６に対して上下方向に開く（図１２Ｂ参照）。

以上により、２つの注入孔４８を介して２つの収納孔３８に樹脂４２を充填する工程が完了するが、ロータ１０の上抑え板３４には２４個の注入孔４８が形成され、これらの注入孔４８に対応してロータコア１２には２４個の収納孔３８が形成されている。

そこで、樹脂注入装置１２０は、図１３に示す状態において、樹脂４２がまだ注入されていない収納孔３８に樹脂４２が注入されるように、該収納孔３８に連通する注入孔４８と樹脂注入ノズル１２６とが対向するように、受台移動手段１４０によって回転軸１３８及び受台１３６を回転させる。これにより、樹脂４２が注入されていない収納孔３８に対して、上述した動作により樹脂４２を注入することが可能となり、従って、全ての収納孔３８に対して樹脂４２を注入することが可能となる。

そして、全ての収納孔３８に対する樹脂４２の充填が完了した段階で、受台移動手段１４０は、図１０Ｂ〜図１３に示す所定位置から図１０Ａに示す位置にまでロータ１０、受台１３６及び回転軸１３８を下方に退避させる。これにより、樹脂４２の充填が完了したロータ１０がパレット１３２に載置され、該ロータ１０を載置したパレット１３２をコンベア１３０の搬送作用下に次の工程に搬送することが可能となる。

次に、ステップＳ５において、高周波加熱装置３３０は、樹脂４２が充填されたロータ１０に対して、ピン３３８とカラー２０とを嵌合し且つ受台３３６上にロータ１０を載置した状態で、高周波加熱コイル３３２に高周波通電してロータ１０を加熱する。これにより、樹脂４２が硬化されてロータ１０が製造される。

以上説明したように、本実施形態に係るロータ製造装置６０によれば、先ず、受台移動手段１４０は、パレット１３２に載置されたロータ１０のボス部１４の位置にまで受台１３６を上昇させる。ロータ１０が受台１３６に載置されると、受台移動手段１４０は、受台１３６をテーブル１３４上方の所定位置にまで移動させる。受台１３６が前記所定位置にまで到達したら、爪部材進退手段１４８は、ロータ１０に対して一対の爪部材１４４、１４６を進行させて、爪部材１４４の孔部３０４と注入孔４８とが略同軸となるように位置合わせを行い、該位置合わせが完了した状態（孔部３０４と注入孔４８とが略同軸となった状態）で一対の爪部材１４４、１４６により上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６を把持させる。その後、孔部３０４に樹脂注入ノズル１２６のノズル先端部２４６を挿通し、ノズル先端部２４６から注入孔４８を介して収納孔３８に樹脂４２を注入する。

従って、前記所定位置にまで受台１３６を移動させたときに、一対の爪部材１４４、１４６により上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６が把持され、この状態で収納孔３８に樹脂４２が注入される。これにより、パレット１３２に載置されたロータ１０を前記所定位置にまで移動させて収納孔３８に樹脂４２を注入するまでの時間を短縮化することが可能となるので、該ロータ１０の生産効率を大幅に向上させることができる。

また、パレット１３２に載置されたロータ１０（ロータコア１２）に対して加圧把持を行うことが不要となるので、パレット１３２やコンベア１３０を軽量化することが可能となり、この結果、ロータ製造装置６０全体の生産設備を簡素化することができる。

また、ロータ１０（ボス部１４）及び回転軸１３８を中心として軸対称に一対の爪部材１４４、１４６が配置されているので、ロータコア１２全体を略均一に加圧保持することができ、ロータ１０を良好なバランスで把持することが可能となる。

また、容積算出機構１００により磁石４０が収納された収納孔３８内の空間の容積（容量）を予め測定し、測定した前記容積に応じた量の樹脂４２を樹脂注入装置１２０にて収納孔３８に注入することにより、樹脂４２の注入量が不足したり、あるいは、ロータコア１２から樹脂４２が漏出することを確実に防止することができる。

さらに、受台移動手段１４０により受台１３６及び回転軸１３８が回転可能であるため、ロータコア１２に複数の収納孔３８が形成され且つ上抑え板３４に複数の注入孔４８が形成されている場合であっても、各収納孔３８に対して効率よく樹脂４２を充填することができる。また、受台１３６を回転させることが可能であるため、孔部３０４と各注入孔４８との位置合わせが一層容易となる。

さらにまた、爪部材進退手段１４８は、一対の爪部材１４４、１４６をロータ１０の径方向（水平方向）に進退させ且つ軸方向（上下方向）に進退させることができるので、一対の爪部材１４４、１４６による上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６の把持状態の設定及び解除（上抑え板３４、ロータコア１２及び下抑え板３６に対する一対の爪部材１４４、１４６の開閉）を容易に行うことができる。また、一対の爪部材１４４、１４６による前記径方向及び前記軸方向への進退と、受台１３６の昇降及び回転とによって、孔部３０４と注入孔４８との位置合わせや、収納孔３８及び注入孔４８が複数形成されている場合での樹脂４２の注入を、効率よく行うことが可能となる。

また、高周波加熱装置３３０により収納孔３８に樹脂４２が充填されたロータ１０を加熱して、該樹脂４２を硬化させることにより、短時間でロータ１０を製造することができる。

本実施形態は、上述した説明に限定されるものではなく、種々の構成に変更することが可能である。例えば、図１４に示すように、一対の爪部材１４４、１４６のうち孔部３０４が形成された爪部材１４４を、樹脂注入ノズル１２６のノズル先端部２４６が挿通する爪部材とし、他の一対の爪部材１４４、１４６のうち、爪部材１４４の孔部３０４は、容積測定ノズル６６が挿通する孔部としてもよい。これにより、前記所定位置において、磁石４０が収納された収納孔３８内の空間の容積の測定と、樹脂４２の注入とを連続して行うことが可能となるので、ロータ１０の生産効率をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。

本実施形態に係るロータ製造装置により製造されたロータの斜視図である。 図１のロータの平面図である。 ロータ製造装置を構成する樹脂注入装置の正面図である。 図３の樹脂注入装置の側面図である。 図３及び図４の樹脂注入装置の爪部材進退手段及び爪部材を示す要部平面図である。 図５の爪部材進退手段の一部の構成を示す概略構成図である。 爪部材によるロータコアの把持状態を示す断面図である。 ロータ製造装置を構成する高周波加熱装置の概略断面図である。 本実施形態に係るロータ製造装置によるロータの製造工程を示すフローチャートである。 図１０Ａは、ロータが受台に載置される前の状態を示す樹脂注入装置の要部構成図であり、図１０Ｂは、ロータが受台に載置された状態で所定位置にまで上昇した状態を示す樹脂注入装置の要部構成図である。 図１１Ａは、一対の爪部材によりロータが把持された状態を示す樹脂注入装置の要部構成図であり、図１１Ｂは、樹脂注入ノズルが下降した状態を示す樹脂注入装置の要部構成図である。 図１２Ａは、樹脂注入ノズルが上昇した状態を示す樹脂注入装置の要部構成図であり、図１２Ｂは、一対の爪部材によるロータの把持状態の解除を示す樹脂注入装置の要部構成図である。 一対の爪部材によるロータの把持状態が解除された状態でのロータの回転を示す樹脂注入装置の要部構成図である。 樹脂注入装置に容積測定ノズルを組み込んだ状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…ロータ １２…ロータコア
１４…ボス部 ２８…薄板鋼板
３２…突出部 ３４…上抑え板
３６…下抑え板 ３８…収納孔
４０…磁石 ４２…樹脂
４８…注入孔 ５０…凹部
６０…ロータ製造装置 ６２…エアリークテスタ
６４…容積マスタ ６６…容積測定ノズル
１００…容積算出機構 １２０…樹脂注入装置
１２８…樹脂注入ノズル移動機構 １３０…コンベア
１３２…パレット １３３、１３９…開口部
１３６、３３６…受台 １３８、３３４…回転軸
１４０…受台移動手段 １４４、１４６…爪部材
１４８…爪部材進退手段 ２４４…ノズル本体
２４６…ノズル先端部 ３０２、３１０…爪部
３０４…孔部 ３１２、３１６…先端部
３２２…孔 ３２４、３３８…ピン
３３０…高周波加熱装置 ３３２…高周波加熱コイル

Claims (7)

1. 磁石と、該磁石を収納する収納孔が形成されたリング状のヨークと、該ヨークの内径側に配設されたボス部と、前記ヨークの軸方向の両端面に配設された端面板とを備えるロータであって、前記端面板に形成された注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔に樹脂を注入するロータ製造装置において、
   前記ロータを載置し、前記ボス部に対応する部分が開口して開口部とされたパレットと、
   前記パレットを搬送する搬送機構と、
   前記ロータの前記ボス部を受容することにより該ロータを載置する受台と、
   前記開口部を通過して前記パレットに載置された前記ロータの前記ボス部の位置にまで前記受台を移動させることにより前記ロータを前記受台に載置させ、さらに、該ロータが載置された前記受台を前記軸方向に沿って所定位置にまで移動させる受台移動手段と、
   前記軸方向に前記ヨークを挟み込む一対の爪部材であって、該一対の爪部材のうち、一方の爪部材に孔部が形成された一対の爪部材と、
   前記孔部と前記注入孔とが略同軸となるように、前記所定位置にまで移動した前記ロータに前記一対の爪部材を進行させて前記ヨークを把持させる爪部材進退手段と、
   前記孔部と前記注入孔とが略同軸となり且つ前記一対の爪部材により前記ヨークが把持された状態で前記孔部に挿通し、前記注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔に前記樹脂を注入する樹脂注入ノズルと、
   を備える
   ことを特徴とするロータ製造装置。
2. 請求項１記載のロータ製造装置において、
   前記ボス部を中心として前記一対の爪部材と軸対称の位置に配置された他の一対の爪部材をさらに具備する
   ことを特徴とするロータ製造装置。
3. 請求項２記載のロータ製造装置において、
   前記注入孔を介して前記磁石が収納された前記収納孔にエアを注入する容量測定ノズルと、
   前記収納孔に注入した前記エアに基づいて前記磁石が収納された前記収納孔内の容量を測定し、測定した前記容量に基づいて前記磁石が収納された前記収納孔内の空間の容量を算出する容量算出手段と、
   をさらに備える
   ことを特徴とするロータ製造装置。
4. 請求項３記載のロータ製造装置において、
   前記一対の爪部材のうち前記孔部が形成された爪部材を、前記樹脂注入ノズルが挿通する爪部材とし、
   前記他の一対の爪部材のうち、前記孔部が形成された爪部材に対応する爪部材には、前記容量測定ノズルが挿通する他の孔部が形成されている
   ことを特徴とするロータ製造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータ製造装置において、
   前記ヨークに複数の前記収納孔が形成され且つ前記端面板に複数の前記注入孔が形成されている場合に、
   前記受台移動手段は、前記受台を回転可能に構成される
   ことを特徴とするロータ製造装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータ製造装置において、
   前記爪部材進退手段は、前記一対の爪部材を前記ヨークの径方向に進退させ且つ前記軸方向に進退させる
   ことを特徴とするロータ製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータ製造装置において、
   前記収納孔に前記樹脂が充填された前記ヨークの周囲に配置され、充填された前記樹脂を加熱して硬化させる加熱手段をさらに備える
   ことを特徴とするロータ製造装置。

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