(57)【要約】【課題】重量バランスに優れた回転子積層鉄心を効率的に生産する。【解決手段】回転子積層鉄心１の製造方法は、仮積層体を形成する第１の工程と、仮積層体の重量アンバランスを取得する第２の工程と、一の調節プレートにおける各位置調節孔の形状と他の調節プレートにおける各位置調節孔の形状とが一致しない複数の調節プレートを用意する第３の工程と、第２の工程での取得結果に基づいて一種類の調節プレートを選択する第４の工程と、第４の工程で選択された調節プレートと仮積層体とを積層することで積層体を得る第５の工程と、各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持されるように積層体の各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入する第６の工程とを含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板が所定形状に沿って打ち抜かれて構成されており、厚さ方向において貫通すると共に当該厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられた複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成する第１の工程と、
前記仮積層体の重量アンバランスを取得する第２の工程と、
厚さ方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられた第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の調節部材であって、前記第ｍ（ｍは１〜Ｎのいずれかの自然数）の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と前記第ｎ（ｎは１〜Ｎのいずれかで且つｎ≠ｍを満たす自然数）の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、前記第ｍの調節部材における前記各位置調節孔の形状と前記第ｎの調節部材における前記各位置調節孔の形状とが一致しない、第１〜第Ｎの調節部材を用意する第３の工程と、
前記第２の工程における取得結果に基づいて前記第１〜第Ｎの調節部材のうちからいずれか一種類を選択する第４の工程と、
前記第４の工程で選択された前記調節部材における前記各位置調節孔と前記複数の打抜部材における前記各貫通孔とがそれぞれ対応するように前記第４の工程で選択された前記調節部材と前記複数の打抜部材とを積層することで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第５の工程と、
前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持されるように前記各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入する第６の工程とを含む、回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記第４の工程では、前記第２の工程における取得結果に基づいて前記第１〜第Ｎの調節部材のうちから前記第ｍの調節部材及び前記第ｎの調節部材を選択し、
前記第５の工程では、前記第ｍの調節部材における前記各位置調節孔と前記第ｎの調節部材における前記各位置調節孔と前記複数の打抜部材における前記各貫通孔とがそれぞれ対応するように前記第ｍの調節部材と前記第ｎの調節部材と前記複数の打抜部材とを積層することで、前記第ｍの調節部材における前記各位置調節孔と前記第ｎの調節部材における前記各位置調節孔と前記複数の打抜部材における前記各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得て、
前記第６の工程では、前記第ｍの調節部材における前記各位置調節孔に第１の永久磁石がそれぞれ保持されると共に前記第ｎの調節部材における前記各位置調節孔に第２の永久磁石がそれぞれ保持されるように、前記各磁石挿入孔に前記第１及び第２の永久磁石をそれぞれ挿入する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各位置調節孔のうち少なくとも前記永久磁石が接触する部分が、絶縁体又は前記金属板よりも電気抵抗率の高い金属材料で構成されている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記調節部材は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれることによって構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
金属板が所定形状に沿って打ち抜かれると共に厚さ方向において貫通する貫通孔が設けられた複数の打抜部材と、厚さ方向に貫通する位置調節孔が設けられた第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の調節部材とを積層するように構成された積層部と、
前記複数の打抜部材の重量アンバランスを取得するように構成された測定部と、
永久磁石の挿入作業を行う作業部と、
制御部とを備え、
前記各貫通孔は、前記各打抜部材の厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きく、
前記各位置調節孔は、その内部の所定位置で永久磁石を保持可能に構成されており、
前記第ｍ（ｍは１〜Ｎのいずれかの自然数）の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と前記第ｎ（ｎは１〜Ｎのいずれかで且つｎ≠ｍを満たす自然数）の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、前記第ｍの調節部材における前記各位置調節孔の形状と前記第ｎの調節部材における前記各位置調節孔の形状とは一致しておらず、
前記制御部は、
前記測定部を制御して、前記複数の打抜部材が積層された前記複数の打抜部材の重量アンバランスを取得する第１の処理と、
前記第１の処理における取得結果に基づいて前記第１〜第Ｎの調節部材のうちからいずれか一種類を選択する第２の処理と、
前記積層部を制御して、前記第２の処理で選択された前記調節部材における前記各位置調節孔と前記複数の打抜部材における前記各貫通孔とがそれぞれ対応するように前記第２の処理で選択された前記調節部材と前記複数の打抜部材とを積層させることで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第３の処理と、
前記作業部を制御して、前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持されるように前記各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入させる第４の処理とを実行する、回転子積層鉄心の製造装置。
【請求項６】
金属板が所定形状に沿って打ち抜かれた複数の打抜部材と調節部材とが積層された積層体と、
永久磁石とを備え、
前記複数の打抜部材には、前記積層体の積層方向において貫通すると共に前記積層方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられており、
前記調節部材には、前記積層方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられており、
前記積層体においては前記各貫通孔と前記各位置調節孔とがそれぞれ対応しており、これにより前記積層体は、前記各位置調節孔と前記各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有しており、
前記永久磁石は、前記各磁石挿入孔にそれぞれ挿通されていると共に、前記各位置調節孔内おいて前記複数の打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように前記各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されている、回転子積層鉄心。
【請求項７】
金属板が所定形状に沿って打ち抜かれた複数の打抜部材と、第１の調節部材と、第２の調節部材とが積層された積層体と、
第１及び第２の永久磁石とを備え、
前記第１及び第２の調節部材は、前記積層体の積層方向において互いに離間しており、
前記複数の打抜部材には、前記積層体の積層方向において貫通すると共に前記積層方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられており、
前記第１及び第２の調節部材には、前記積層方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられており、
前記積層体においては前記各貫通孔と前記第１の調節部材の前記各位置調節孔と前記第２の調節部材の前記各位置調節孔とがそれぞれ対応しており、これにより前記積層体は、前記第１の調節部材の前記各位置調節孔と前記第２の調節部材の前記各位置調節孔と前記各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有しており、
前記第１の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と前記第２の調節部材における前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、前記第１の調節部材における前記各位置調節孔の形状と前記第２の調節部材における前記各位置調節孔の形状とが一致しておらず、
前記第１及び第２の永久磁石は共に、前記各磁石挿通孔内に挿通されており、
前記第１の永久磁石は、前記第１の調節部材の前記各位置調節孔内おいて前記複数の打抜部材のうち前記第１の調節部材の近傍に位置する少なくとも一つの打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように前記第１の調節部材の前記各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されており、
前記第２の永久磁石は、前記第２の調節部材の前記各位置調節孔内おいて前記複数の打抜部材のうち前記第２の調節部材の近傍に位置する少なくとも一つの打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように前記第２の調節部材の前記各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されている、回転子積層鉄心。
【請求項８】
金属板が所定形状に沿って打ち抜かれて構成されており、厚さ方向において貫通すると共に当該厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられた複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成する第１の工程と、
前記仮積層体の重量アンバランスを取得する第２の工程と、
厚さ方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられた調節部材であって、前記各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置が所定方向に偏るように前記各位置調節孔に対する永久磁石の保持位置が設定された調節部材を用意する第３の工程と、
前記第２の工程における取得結果に基づいて前記調節部材を前記仮積層体に対して位置決めしつつ、前記調節部材における前記各位置調節孔と前記複数の打抜部材における前記各貫通孔とがそれぞれ対応するように前記調節部材と前記複数の打抜部材とを積層することで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第４の工程と、
前記各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入して前記各位置調節孔に永久磁石をそれぞれ保持させる第５の工程とを含み、
前記第５の工程において前記各位置調節孔に挿入された各永久磁石は、前記各位置調節孔内おいて前記仮積層体の重量アンバランスを打ち消す側に位置している、回転子積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転子積層鉄心の製造方法、回転子積層鉄心の製造装置及び回転子積層鉄心に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転子積層鉄心は、通常、金属板（例えば、電磁鋼板）を所定形状に打ち抜いて得られる複数の打抜部材を積層することにより得られる。一般に、金属板（例えば、電磁鋼板）の厚さは、完全に均一ではなく、僅かに変動している。そのため、金属板から打抜部材を所定形状で打ち抜いて１枚ずつ積層し、回転子積層鉄心を得た場合、回転子積層鉄心の積厚（積層方向における回転子積層鉄心の高さ）に偏りが生ずる場合がある。積厚の偏り（以下、「積厚偏差」という。）と回転子積層鉄心の重量バランスの偏り（以下、「重量アンバランス」という。）との間には正の相関が存在することが知られている。回転子積層鉄心に重量アンバランスが存在すると、当該回転子積層鉄心を用いてモータを構成した場合、モータのトルクにばらつき等が生じ、モータ性能に影響を及ぼすことがある。
【０００３】
そこで、特許文献１は、重量バランスが良好な回転子（ロータ）を製造する方法を開示している。当該製造方法は、金属板から打抜部材を打ち抜いて１枚ずつ積層することにより積層体を得る工程と、積層体の重量アンバランスを取得する工程と、取得した重量アンバランスに対応した重量差を有する複数の磁石を選択する工程と、選択した複数の磁石のうち比較的軽い磁石を積層体のうち重量が重い側の外周面に取り付けると共に、選択した複数の磁石のうち比較的重い磁石を積層体のうち重量が軽い側の外周面に取り付ける工程とを含む。当該製造方法によれば、重量の異なる複数の磁石が積層体の重量アンバランスに従って所定位置に取り付けられるので、複数の磁石が積層体に取り付けられた後の組立体の重量アンバランスを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の製造方法によって重量アンバランスを抑制するためには、重量の異なる複数の磁石のうちから一の磁石を選択し、積層体の外周面のうちから当該一の磁石の重量によって重量アンバランスを抑制できる最適な領域を決定しなければならない。そのため、磁石と、当該磁石が配置される積層体の外周面の領域との対応関係を、回転子を製造するごとに求めなければならない。特に、重量アンバランスのさらなる抑制を目指す場合には、磁石の種類及び積層体の外周面のうち磁石が配置される領域の数をそれぞれ増やす必要があるので、当該対応関係がさらに複雑になる。従って、回転子の生産性に影響を与える可能性が懸念される。
【０００６】
そこで、本開示は、重量バランスに優れた回転子積層鉄心を効率的に生産することが可能な回転子積層鉄心の製造方法及び回転子積層鉄心の製造装置を説明すると共に、重量バランス及び生産効率に優れた回転子積層鉄心を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本開示の一つの観点に係る回転子積層鉄心の製造方法は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれて構成されており、厚さ方向において貫通すると共に当該厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられた複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成する第１の工程と、仮積層体の重量アンバランスを取得する第２の工程と、厚さ方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられた第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の調節部材であって、第ｍ（ｍは１〜Ｎのいずれかの自然数）の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と第ｎ（ｎは１〜Ｎのいずれかで且つｎ≠ｍを満たす自然数）の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、第ｍの調節部材における各位置調節孔の形状と第ｎの調節部材における各位置調節孔の形状とが一致しない、第１〜第Ｎの調節部材を用意する第３の工程と、第２の工程における取得結果に基づいて第１〜第Ｎの調節部材のうちからいずれか一種類を選択する第４の工程と、第４の工程で選択された調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とがそれぞれ対応するように第４の工程で選択された調節部材と複数の打抜部材とを積層することで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第５の工程と、各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持されるように各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入する第６の工程とを含む。
【０００８】
本開示の一つの観点に係る回転子積層鉄心の製造方法では、調節部材に複数の位置調節孔が設けられており、各位置調節孔がその内部の所定位置で永久磁石を保持可能である。加えて、第ｍの調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と第ｎの調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、第ｍの調節部材における各位置調節孔の形状と第ｎの調節部材における各位置調節孔の形状とが一致していない。そのため、第２の工程で取得した仮積層体の重量アンバランスに基づいて、当該重量アンバランスを抑制するのに適した調節部材を選択する第４の工程と、当該調節部材と複数の打抜部材とを積層して積層体を得る第５の工程と、積層体が有する各磁石挿入孔に永久磁石を挿入する第６の工程とを経て回転子積層鉄心が製造されることにより、各磁石挿入孔に挿入された各永久磁石が当該調節部材の各位置調節孔によって保持される。このとき、各永久磁石は、各位置調節孔内において、仮積層体のうち重量が軽い領域に近づく側に偏在する。従って、各位置調節孔によって位置決めされた各永久磁石によって仮積層体の重量アンバランスが矯正される。その結果、永久磁石をどの位置調節孔に挿入すべきかといった永久磁石と位置調節孔との対応関係を考慮することなく、仮積層体の重量アンバランスに基づいて選択された調節部材の各位置調節孔に永久磁石を単に挿入するだけで、優れた重量バランスを有する回転子積層鉄心を効率的に生産することができる。ところで、一般に、金属板の厚さは完全に均一ではなく僅かに変動しているので、金属板を打ち抜いて得られる複数の打抜部材が積層された仮積層体の重量アンバランスは個々に異なっている。しかしながら、各位置調節孔の形状が全体として互いに異なる第１〜第Ｎの調節部材を用意しておくことにより、仮積層体の重量アンバランスを抑制するための各位置調節孔による永久磁石の保持位置を仮積層体ごとにきめ細かく設定することができる。なお、重量アンバランスとは、着目する部材の重量バランスの偏りを意味する。例えば、仮積層体の重量アンバランスは、仮積層体の中心軸周りにおける重量分布、又は仮積層体の重心位置の当該中心軸からのずれ量をいう。
【０００９】
［２］上記第１項に記載の方法において、第４の工程では、第２の工程における取得結果に基づいて第１〜第Ｎの調節部材のうちから第ｍの調節部材及び第ｎの調節部材を選択し、第５の工程では、第ｍの調節部材における各位置調節孔と第ｎの調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とがそれぞれ対応するように第ｍの調節部材と第ｎの調節部材と複数の打抜部材とを積層することで、第ｍの調節部材における各位置調節孔と第ｎの調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得て、第６の工程では、第ｍの調節部材における各位置調節孔に第１の永久磁石がそれぞれ保持されると共に第ｎの調節部材における各位置調節孔に第２の永久磁石がそれぞれ保持されるように、各磁石挿入孔に第１及び第２の永久磁石をそれぞれ挿入してもよい。この場合、一つの磁石挿入孔に着目した場合、同じ磁石挿入孔内に２つの永久磁石が挿入されており、第１の永久磁石が第ｍの調節部材の位置調節孔に保持され、第２の永久磁石が第ｎの調節部材の位置調節孔に保持される。そのため、第１の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正と、第２の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正とが行われる。換言すれば、積層体の積層方向において異なる態様で仮積層体の重量アンバランスが矯正される。従って、仮積層体の重量アンバランスをよりきめ細やかに抑制することが可能となる。
【００１０】
［３］上記第１項又は第２項に記載の方法において、各位置調節孔のうち少なくとも永久磁石が接触する部分が、絶縁体又は金属板よりも電気抵抗率の高い金属材料で構成されていてもよい。
【００１１】
［４］上記第１項〜第３項のいずれか一項に記載の方法において、調節部材は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれることによって構成されていてもよい。ところで、各位置調節孔はその内部の所定位置において永久磁石を保持するため、各位置調節孔の形状によっては調節部材自体に重量アンバランスが生ずることも考えられる。しかしながら、上記の場合、金属板が打ち抜かれた複数の部材が積層されたブロック状ではなく、一枚の金属板によって構成される。そのため、仮に調節部材自体に重量アンバランスが生じたとしても、回転子積層鉄心全体として見たときに調節部材の重量アンバランスによる影響を極めて低減することが可能となる。
【００１２】
［５］本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心の製造装置は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれると共に厚さ方向において貫通する貫通孔が設けられた複数の打抜部材と、厚さ方向に貫通する位置調節孔が設けられた第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の調節部材とを積層するように構成された積層部と、複数の打抜部材の重量アンバランスを取得するように構成された測定部と、永久磁石の挿入作業を行う作業部と、制御部とを備える。各貫通孔は、各打抜部材の厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きい。各位置調節孔は、その内部の所定位置で永久磁石を保持可能に構成されている。第ｍ（ｍは１〜Ｎのいずれかの自然数）の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と第ｎ（ｎは１〜Ｎのいずれかで且つｎ≠ｍを満たす自然数）の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、第ｍの調節部材における各位置調節孔の形状と第ｎの調節部材における各位置調節孔の形状とは一致していない。制御部は、測定部を制御して、複数の打抜部材が積層された複数の打抜部材の重量アンバランスを取得する第１の処理と、第１の処理における取得結果に基づいて第１〜第Ｎの調節部材のうちからいずれか一種類を選択する第２の処理と、積層部を制御して、第２の処理で選択された調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とがそれぞれ対応するように第２の処理で選択された調節部材と複数の打抜部材とを積層させることで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第３の処理と、作業部を制御して、各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持されるように各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入させる第４の処理とを実行する。
【００１３】
本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心の製造装置では、調節部材に複数の位置調節孔が設けられており、各位置調節孔がその内部の所定位置で永久磁石を保持可能である。加えて、第ｍの調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と第ｎの調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、第ｍの調節部材における各位置調節孔の形状と第ｎの調節部材における各位置調節孔の形状とが一致していない。そのため、第１の処理において取得した仮積層体の重量アンバランスに基づいて、当該重量アンバランスを抑制するのに適した調節部材を制御部が選択する第２の処理と、制御部が積層部を制御して当該調節部材と複数の打抜部材とを積層させて積層体を得る第３の処理と、制御部が作業部を制御して積層体が有する各磁石挿入孔に永久磁石を挿入させる第４の処理とが実行されると、各磁石挿入孔に挿入された各永久磁石が当該調節部材の各位置調節孔によって保持される。このとき、各永久磁石は、各位置調節孔内において、仮積層体のうち重量が軽い領域に近づく側に偏在する。従って、各位置調節孔によって位置決めされた各永久磁石によって仮積層体の重量アンバランスが矯正される。その結果、永久磁石をどの位置調節孔に挿入すべきかといった永久磁石と位置調節孔との対応関係を考慮することなく、仮積層体の重量アンバランスに基づいて選択された調節部材の各位置調節孔に永久磁石を単に挿入するだけで、優れた重量バランスを有する回転子積層鉄心を効率的に生産することができる。ところで、一般に、金属板の厚さは完全に均一ではなく僅かに変動しているので、金属板を打ち抜いて得られる複数の打抜部材が積層された仮積層体の重量アンバランスは個々に異なっている。しかしながら、各位置調節孔の形状が全体として互いに異なる第１〜第Ｎの調節部材を用意しておくことにより、仮積層体の重量アンバランスを抑制するための各位置調節孔による永久磁石の保持位置を仮積層体ごとにきめ細かく設定することができる。
【００１４】
［６］上記第５項に記載の装置において、制御部は、第２の処理では、第１の処理における取得結果に基づいて第１〜第Ｎの調節部材のうちから第ｍの調節部材及び第ｎの調節部材を選択し、第３の処理では、積層部を制御して、第ｍの調節部材における各位置調節孔と第ｎの調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とがそれぞれ対応するように第ｍの調節部材と第ｎの調節部材と複数の打抜部材とを積層させることで、第ｍの調節部材における各位置調節孔と第ｎの調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得て、第４の処理では、作業部を制御して、第ｍの調節部材における各位置調節孔に第１の永久磁石がそれぞれ保持されると共に第ｎの調節部材における各位置調節孔に第２の永久磁石がそれぞれ保持されるように、各磁石挿入孔に第１及び第２の永久磁石をそれぞれ挿入させてもよい。この場合、一つの磁石挿入孔に着目した場合、同じ磁石挿入孔内に２つの永久磁石が挿入されており、第１の永久磁石が第ｍの調節部材の位置調節孔に保持され、第２の永久磁石が第ｎの調節部材の位置調節孔に保持される。そのため、第１の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正と、第２の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正とが行われる。換言すれば、積層体の積層方向において異なる態様で仮積層体の重量アンバランスが矯正される。従って、仮積層体の重量アンバランスをよりきめ細やかに抑制することが可能となる。
【００１５】
［７］上記第５項又は第６項に記載の装置において、各位置調節孔のうち少なくとも永久磁石が接触する部分が、絶縁体又は金属板よりも電気抵抗率の高い金属材料で構成されていてもよい。
【００１６】
［８］上記第５項〜第７項のいずれか一項に記載の装置において、調節部材は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれることによって構成されていてもよい。ところで、各位置調節孔はその内部の所定位置において永久磁石を保持するため、各位置調節孔の形状によっては調節部材自体に重量アンバランスが生ずることも考えられる。しかしながら、上記の場合、金属板が打ち抜かれた複数の部材が積層されたブロック状ではなく、一枚の金属板によって構成される。そのため、仮に調節部材自体に重量アンバランスが生じたとしても、回転子積層鉄心全体として見たときに調節部材の重量アンバランスによる影響を極めて低減することが可能となる。
【００１７】
［９］本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれた複数の打抜部材と調節部材とが積層された積層体と、永久磁石とを備える。複数の打抜部材には、積層体の積層方向において貫通すると共に積層方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられている。調節部材には、積層方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられている。積層体においては各貫通孔と各位置調節孔とがそれぞれ対応しており、これにより積層体は、各位置調節孔と各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有している。永久磁石は、各磁石挿入孔にそれぞれ挿通されていると共に、各位置調節孔内おいて複数の打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されている。
【００１８】
本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心では、調節部材に複数の位置調節孔が設けられており、各位置調節孔がその内部の所定位置で永久磁石を保持可能である。このとき、積層体のうち複数の打抜部材の重量アンバランスとの関係で適切な調節部材を選択しておくことにより、各永久磁石は、各位置調節孔内において、仮積層体のうち重量が軽い領域に近づく側に偏在する。従って、各位置調節孔によって位置決めされた各永久磁石によって複数の打抜部材の重量アンバランスが矯正される。その結果、永久磁石をどの位置調節孔に挿入すべきかといった永久磁石と位置調節孔との対応関係を考慮することなく、複数の打抜部材の重量アンバランスに基づいて選択された調節部材の各位置調節孔に永久磁石を単に挿入するだけで、優れた重量バランスを有する回転子積層鉄心を効率的に生産することができる。すなわち、本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心は、重量バランス及び生産効率に優れている。
【００１９】
［１０］本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれた複数の打抜部材と、第１の調節部材と、第２の調節部材とが積層された積層体と、第１及び第２の永久磁石とを備える。第１及び第２の調節部材は、積層体の積層方向において互いに離間している。複数の打抜部材には、積層体の積層方向において貫通すると共に積層方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられている。第１及び第２の調節部材には、積層方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられている。積層体においては各貫通孔と第１の調節部材の各位置調節孔と第２の調節部材の各位置調節孔とがそれぞれ対応しており、これにより積層体は、第１の調節部材の各位置調節孔と第２の調節部材の各位置調節孔と各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有している。第１の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置と第２の調節部材における各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、第１の調節部材における各位置調節孔の形状と第２の調節部材における各位置調節孔の形状とが一致していない。第１及び第２の永久磁石は共に、各磁石挿通孔内に挿通されている。第１の永久磁石は、第１の調節部材の各位置調節孔内おいて複数の打抜部材のうち第１の調節部材の近傍に位置する少なくとも一つの打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように第１の調節部材の各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されている。第２の永久磁石は、第２の調節部材の各位置調節孔内おいて複数の打抜部材のうち第２の調節部材の近傍に位置する少なくとも一つの打抜部材の重量アンバランスを打ち消す側に位置するように第２の調節部材の各位置調節孔によって位置決めされつつ保持されている。
【００２０】
本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心は、上記の回転子積層鉄心と同様、重量バランス及び生産効率に優れている。また、本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心では、一つの磁石挿入孔に着目した場合、同じ磁石挿入孔内に２つの永久磁石が挿入されており、第１の永久磁石が第ｍの調節部材の位置調節孔に保持され、第２の永久磁石が第ｎの調節部材の位置調節孔に保持される。そのため、第１の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正と、第２の永久磁石による仮積層体の重量アンバランスの矯正とが行われる。換言すれば、積層体の積層方向において異なる態様で仮積層体の重量アンバランスが矯正される。従って、仮積層体の重量アンバランスをよりきめ細やかに抑制することが可能となる。
【００２１】
［１１］上記第９項又は第１０項に記載の回転子積層鉄心において、各位置調節孔のうち少なくとも永久磁石が接触する部分が絶縁体で構成されていてもよい。
【００２２】
［１２］上記第９項〜第１１項のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心において、調節部材は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれることによって構成されていてもよい。ところで、各位置調節孔はその内部の所定位置において永久磁石を保持するため、各位置調節孔の形状によっては調節部材自体に重量アンバランスが生ずることも考えられる。しかしながら、上記の場合、金属板が打ち抜かれた複数の部材が積層されたブロック状ではなく、一枚の金属板によって構成される。そのため、仮に調節部材自体に重量アンバランスが生じたとしても、回転子積層鉄心全体として見たときに調節部材の重量アンバランスによる影響を極めて低減することが可能となる。
【００２３】
［１３］本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心の製造方法は、金属板が所定形状に沿って打ち抜かれて構成されており、厚さ方向において貫通すると共に当該厚さ方向から見て永久磁石の外形よりも大きい複数の貫通孔が設けられた複数の打抜部材を積層して仮積層体を形成する第１の工程と、仮積層体の重量アンバランスを取得する第２の工程と、厚さ方向に貫通すると共に内部の所定位置で永久磁石を保持可能な複数の位置調節孔が設けられた調節部材であって、各位置調節孔に永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置が所定方向に偏るように各位置調節孔に対する永久磁石の保持位置が設定された調節部材を用意する第３の工程と、第２の工程における取得結果に基づいて調節部材を仮積層体に対して位置決めしつつ、調節部材における各位置調節孔と複数の打抜部材における各貫通孔とがそれぞれ対応するように調節部材と複数の打抜部材とを積層することで、当該各位置調節孔と当該各貫通孔とが連通した複数の磁石挿通孔を有する積層体を得る第４の工程と、各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入して各位置調節孔に永久磁石をそれぞれ保持させる第５の工程とを含む。第５の工程において各位置調節孔に挿入された各永久磁石は、各位置調節孔内おいて仮積層体の重量アンバランスを打ち消す側に位置している。
【００２４】
本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心の製造方法では、調節部材に複数の位置調節孔が設けられており、各位置調節孔がその内部の所定位置で永久磁石を保持可能である。加えて、第４の工程では、仮積層体の重量アンバランスに基づいて調節部材が仮積層体に対して位置決めされるので、第５の工程において各磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入する処理が実行されると、各永久磁石は各位置調節孔内おいて仮積層体の重量アンバランスを打ち消す側に位置する。すなわち、各永久磁石は、各位置調節孔内において、仮積層体のうち重量が軽い領域に近づく側に偏在する。従って、各位置調節孔によって位置決めされた各永久磁石によって仮積層体の重量アンバランスが矯正される。その結果、永久磁石をどの位置調節孔に挿入すべきかといった永久磁石と位置調節孔との対応関係を考慮することなく、仮積層体の重量アンバランスに基づいて選択された調節部材の各位置調節孔に永久磁石を単に挿入するだけで、優れた重量バランスを有する回転子積層鉄心を効率的に生産することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本開示に係る回転子積層鉄心の製造方法及び回転子積層鉄心の製造装置によれば、重量バランスに優れた回転子積層鉄心を効率的に生産することが可能となる。本開示に係る回転子積層鉄心は、重量バランス及び生産効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、回転子積層鉄心の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図２において一点鎖線の円で囲まれるＩＩＩ部を拡大して示す図である。
【図４】図４は、積層体の分解斜視図である。
【図５】図５は、種類の異なる調節プレートをそれぞれ示す平面図である。
【図６】図６は、回転子積層鉄心の製造装置の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、積層装置の一例を示す概略斜視図である。
【図８】図８は、回転子積層鉄心の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、回転子積層鉄心の他の例を、図２と同様に切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２８】
［回転子積層鉄心の構成］
まず、図１〜図４を参照して、回転子積層鉄心１の構成について説明する。回転子積層鉄心１は、回転子（ロータ）の一部である。すなわち、回転子は、回転子積層鉄心１に端面板及びシャフトが取り付けられたものである。回転子が固定子（ステータ）と組み合わせられることにより、電動機（モータ）が構成される。回転子積層鉄心１は、図１に示されるように、積層体１０と、複数の永久磁石１２と、複数の樹脂材料１４とを備える。
【００２９】
積層体１０は、複数のブロック体Ｂ（鉄心部材）と、複数の調節プレートＣ（調節部材）とを有する。図１〜図４に示される例では、積層体１０は、６つのブロック体Ｂ１〜Ｂ６と、２つの調節プレートＣ１，Ｃ２とを有する。具体的には、ブロック体Ｂ１、調節プレートＣ１、ブロック体Ｂ２〜Ｂ５、調節プレートＣ２及びブロック体Ｂ６が、上側から下側に向けてこの順に積層されている。積層体１０の積層方向（以下、単に「積層方向」という。）において隣り合うブロック体Ｂ及び調節プレートＣ同士は、例えば溶接等（図示せず）によって接合されて一体化されている。
【００３０】
ブロック体Ｂは、図２及び図４に示されるように、複数の打抜部材３０が積み重ねられた積層体である。ブロック体Ｂの中央部には、図４に示されるように、積層方向（厚さ方向）に延びる貫通孔Ｂａが設けられている。そのため、ブロック体Ｂは円筒状を呈している。打抜部材３０は、金属板である電磁鋼板Ｗ（後述する）が所定形状に打ち抜かれた板状体（打抜部材）である。積層方向において隣り合う打抜部材３０同士は、カシメ部１６によって締結されている。積層方向において隣り合うブロック体Ｂ及び調節プレートＣ同士は、カシメ部１６によって締結されていない。具体的には、カシメ部１６は、図２に示されるように、ブロック体Ｂの最下層以外をなす打抜部材３０に形成されたカシメ１６ａと、ブロック体Ｂの最下層をなす打抜部材３０に形成された貫通孔１６ｂとを有する。カシメ１６ａは、打抜部材３０の表面側に形成された凹部と、打抜部材３０の裏面側に形成された凸部とで構成されている。一の打抜部材３０のカシメ１６ａの凹部は、当該一の打抜部材３０の表面側に隣り合う他の打抜部材３０のカシメ１６ａの凸部と接合される。一の打抜部材３０のカシメ１６ａの凸部は、当該一の打抜部材３０の裏面側において隣り合う更に他の打抜部材３０のカシメ１６ａの凹部と接合される。貫通孔１６ｂには、回転子積層鉄心１の最下層に隣接する打抜部材３０のカシメ１６ａの凸部が接合される。貫通孔１６ｂは、ブロック体Ｂを連続して製造する際、既に製造されたブロック体Ｂに対して次に製造するブロック体Ｂがカシメ１６ａによって締結されるのを防ぐ機能と、隣り合う調節プレートＣに対してブロック体Ｂがカシメ１６ａによって締結されるのを防ぐ機能とを有する。
【００３１】
ブロック体Ｂには、複数の貫通孔Ｂｂ及び複数の凹部Ｂｃが形成されている。図１及び図４に示される形態では、ブロック体Ｂには１６個の貫通孔Ｂｂが形成されている。これらの貫通孔Ｂｂは、図１及び図４に示されるように、ブロック体Ｂの外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。具体的には、２つの貫通孔Ｂｂがブロック体Ｂの外周縁側に向けて広がるＶ字状を呈するように組をなしており、８組の貫通孔Ｂｂが中心軸Ａｘ周りにおいて略４５°ごとに配置されている。貫通孔Ｂｂは、図４に示されるように、中心軸Ａｘ（積層方向）に沿って延びると共にブロック体Ｂを貫通している。図１及び図２に示されるように、中心軸Ａｘ方向から見たとき、貫通孔Ｂｂの大きさは永久磁石１２の外形よりも大きい。貫通孔Ｂｂの形状は、本実施形態では矩形状を呈しているが、その他の形状（例えば、円形状、楕円形状、長円形状（角が丸い四角形状）、多角形状等）であってもよい。貫通孔Ｂｂの位置、形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。
【００３２】
凹部Ｂｃは、貫通孔Ｂａ内に配置されている。凹部Ｂｃは、図１、図２及び図４に示されるように、貫通孔Ｂａの内周面から径方向外方に向けて窪んでいる。本実施形態では、一対の凹部Ｂｃが中心軸Ａｘに対して対向している。すなわち、２つの凹部Ｂｃは、中心軸Ａｘに関して１８０°おきに貫通孔Ｂａ内に配置されている。凹部Ｂｃの形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。
【００３３】
調節プレートＣは円環状を呈する板状体である。すなわち、調節プレートＣの中央部には、図４及び図５に示されるように、厚さ方向に延びる貫通孔Ｃａが設けられている。中心軸Ａｘ方向から見て、貫通孔Ｃａは、円形状を呈しており、ブロック体Ｂの貫通孔Ｂａ及び凹部Ｂｃを取り囲んでいる。そのため、ブロック体Ｂ１〜Ｂ６及び調節プレートＣ１，Ｃ２が積層された積層体１０の状態において、ブロック体Ｂの貫通孔Ｂａと調節プレートＣの貫通孔Ｃａとは積層方向において連通しており、積層体１０の中央部分において積層方向に延びる軸孔１０ａを構成している。軸孔１０ａ内には、シャフト（図示せず）が挿通される。
【００３４】
調節プレートＣには、図４及び図５に示されるように、複数の位置調節孔Ｃｂが設けられている。図４及び図５に示される形態では、調節プレートＣには１６個の位置調節孔Ｃｂが形成されている。これらの位置調節孔Ｃｂは、図４及び図５に示されるように、調節プレートＣの外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。具体的には、２つの位置調節孔Ｃｂが調節プレートＣの外周縁側に向けて広がるＶ字状を呈するように組をなしており、８組の位置調節孔Ｃｂが中心軸Ａｘ周りにおいて略４５°ごとに配置されている。位置調節孔Ｃｂは、図２、図４及び図５に示されるように、調節プレートＣの厚さ方向（積層方向）において調節プレートＣを貫通している。
【００３５】
ブロック体Ｂ１〜Ｂ６及び調節プレートＣ１，Ｃ２が積層された積層体１０の状態において、ブロック体Ｂの各貫通孔Ｂｂと調節プレートＣの各位置調節孔Ｃｂとは、それぞれ対応している。これにより、各貫通孔Ｂｂと各位置調節孔Ｃｂとは、積層方向において連通しており、積層方向に延びる磁石挿入孔１０ｂをそれぞれ構成している。すなわち、積層体１０には、その外周縁に沿って所定間隔で並ぶ複数の磁石挿入孔１０ｂが設けられている。
【００３６】
位置調節孔Ｃｂは、図４及び図５に示されるように、全体として矩形状を呈している。位置調節孔Ｃｂの周縁には、内側に向けて突出する突起Ｐが設けられている。突起Ｐは、位置調節孔Ｃｂ内に挿入された永久磁石１２を、位置調節孔Ｃｂ内の所定位置に保持する機能を有する。すなわち、位置調節孔Ｃｂ内に挿入された永久磁石１２は、位置調節孔Ｃｂ内での移動が突起Ｐによって規制されている。図４及び図５に示される形態では、突起Ｐは位置調節孔Ｃｂをなす各辺にそれぞれ一つずつ設けられている。しかしながら、位置調節孔Ｃｂの周縁と突起Ｐとで永久磁石１２を位置調節孔Ｃｂの所定位置に保持することができれば、位置調節孔Ｃｂのうち少なくとも一箇所に突起Ｐが設けられていてもよいし、位置調節孔Ｃｂをなす辺に２つ以上の突起Ｐが設けられていてもよい。突起Ｐの形状は特に限定されず、例えば、図４及び図５に示されるように矩形状、三角形状、半円形状、弓形状、台形状等の種々の形状であってもよい。突起Ｐの先端部は、図３に示されるように、先端側に向かうにつれて窄まるテーパ形状であってもよい。この場合、永久磁石１２が位置調節孔Ｃｂ内に挿通される際、永久磁石１２が突起Ｐの先端部によって案内されやすくなる。なお、突起Ｐの先端部におけるテーパ面は、図３に示されるように調節プレートＣの両面側に設けられていてもよいし、調節プレートＣの片面側に設けられていてもよい。
【００３７】
調節プレートＣには、図２、図４及び図５に示されるように、複数の凹部Ｃｃが設けられている。凹部Ｃｃは、貫通孔Ｃａの内周面から径方向外方に向けて窪んでいる。図２、図４及び図５に示される形態では、調節プレートＣには６個の凹部Ｃｃが設けられている。これらの凹部Ｃｃは、貫通孔Ｃａの外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。具体的には、各凹部Ｃｃは、中心軸Ａｘ周りにおいて略４５°ごとに配置されている。凹部Ｂｃと凹部Ｃｃとによって後述のキー溝を構成する場合においては、凹部Ｃｃの形状は、凹部Ｂｃの形状と同等であると好ましい。
【００３８】
ブロック体Ｂ１〜Ｂ６及び調節プレートＣ１，Ｃ２が積層された積層体１０の状態において、ブロック体Ｂの各凹部Ｂｃと調節プレートＣの各凹部Ｃｃのうち中心軸Ａｘに関して対向する一対の凹部Ｃｃとは、それぞれ対応している。積層方向において対応している凹部Ｂｃ及び凹部Ｃｃは、積層方向に延びる凹溝１０ｃを構成している。凹溝１０ｃは、例えば、回転子積層鉄心１とシャフトとを結合するキー部材（図示せず）が挿通されるキー溝として機能する。
【００３９】
調節プレートＣは、金属板である電磁鋼板Ｗ（後述する）が所定形状に打ち抜かれた板状体（打抜部材）であってもよい。調節プレートＣは、打抜部材３０をなす金属板（電磁鋼板Ｗ）よりも電気抵抗率の高い金属材料で構成されていてもよい。電磁鋼板Ｗよりも電気抵抗率の高い金属材料としては、例えば、ステンレス等が挙げられる。調節プレートＣは、絶縁体で構成されていてもよい。絶縁体としては、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等が挙げられる。調節プレートＣのうち永久磁石１２と接触する部分（本実施形態において突起Ｐ）が少なくとも絶縁材料で構成されていてもよい。ここでいう「絶縁材料で構成」とは、調節プレートＣのうち永久磁石１２と接触する部分全体が絶縁材料である場合と、当該部分の表面が絶縁材料で覆われている場合との双方を含む。
【００４０】
永久磁石１２は、図１及び図２に示されるように、磁石挿入孔１０ｂ内に配置されている。本実施形態においては、一つの磁石挿入孔１０ｂ内には一つの永久磁石１２が挿通されている。永久磁石１２は、積層方向において離間した少なくとも２つの調節プレートＣの位置調節孔Ｃｂによって保持されていてもよい。この場合、永久磁石１２が磁石挿入孔１０ｂ内において傾き難くなる。永久磁石１２の種類は、モータの用途、要求される性能などに応じて決定すればよく、例えば、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。
【００４１】
樹脂材料１４は、永久磁石１２が挿入された後の磁石挿入孔１０ｂ内に充填されている。樹脂材料１４は、永久磁石１２を磁石挿入孔１０ｂ内に固定する機能と、上下方向で隣り合う打抜部材３０及び調節プレートＣ同士を接合する機能とを有する。樹脂材料１４としては、例えば熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂と、硬化開始剤と、添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。添加剤としては、フィラー、難燃剤、応力低下剤などが挙げられる。なお、樹脂材料１４として熱可塑性樹脂を使用してもよい。
【００４２】
［回転子積層鉄心の製造装置］
続いて、図６及び図７を参照して、回転子積層鉄心１の製造装置１００について説明する。なお、図７では、ブロック体Ｂを簡略化して示している。
【００４３】
製造装置１００は、帯状の金属板である電磁鋼板Ｗ（被加工板）から回転子積層鉄心１を製造するための装置である。製造装置１００は、図６に示されるように、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、打抜装置１３０と、積層装置１４０と、磁石取付装置１５０（作業部）と、コントローラ１６０（制御部）とを備える。
【００４４】
アンコイラー１１０は、コイル状に巻回された帯状の電磁鋼板Ｗであるコイル材１１１が装着された状態で、コイル材１１１を回転自在に保持する。送出装置１２０は、電磁鋼板Ｗを上下から挟み込む一対のローラ１２１，１２２を有する。一対のローラ１２１，１２２は、コントローラ１６０からの指示信号に基づいて回転及び停止し、電磁鋼板Ｗを打抜装置１３０に向けて間欠的に順次送り出す。
【００４５】
コイル材１１１を構成する電磁鋼板Ｗの長さは、例えば５００ｍ〜１００００ｍ程度であってもよい。電磁鋼板Ｗの厚さは、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であってもよい。電磁鋼板Ｗの厚さは、より優れた磁気的特性を有する回転子積層鉄心１を得る観点から、例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であってもよい。電磁鋼板Ｗの幅は、例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度であってもよい。
【００４６】
打抜装置１３０は、コントローラ１６０からの指示信号に基づいて動作する。打抜装置１３０は、送出装置１２０によって間欠的に送り出される電磁鋼板Ｗを順次打ち抜き加工して打抜部材３０を形成する機能と、打ち抜き加工によって得られた打抜部材３０を順次積層しつつ重ね合わせて複数のブロック体Ｂを製造する機能と、複数のブロック体Ｂを仮積みして仮積層体１１を構成する機能とを有する。仮積層体１１は、打抜装置１３０から排出されると、打抜装置１３０と積層装置１４０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ１に載置される。コンベアＣｖ１は、コントローラ１６０からの指示に基づいて動作し、仮積層体１１を積層装置１４０に送り出す。
【００４７】
積層装置１４０は、打抜装置１３０によって製造されたブロック体Ｂを所定の積層条件に基づいて積層する機能を有する。積層装置１４０は、図７に示されるように、格納テーブル１４１（格納部）と、搬送アーム１４２と、積厚測定機１４３（測定部）とを有する。
【００４８】
格納テーブル１４１は、複数の種類の調節プレートＣを格納（載置）可能に構成されている。すなわち、格納テーブル１４１上には、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）種類の調節プレートＣが存在している。以下では、異なる種類の調節プレートＣごとに、調節プレート１Ｃ，２Ｃ，・・・，Ｎ−１Ｃ，ＮＣということとする。格納テーブル１４１上の調節プレート１Ｃ〜ＮＣは、互いの位置調節孔Ｃｂの形状が全体として異なっている。具体的には、調節プレートｍＣ（ｍは１〜Ｎのいずれかの自然数）における各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置と調節プレートｎＣ（ｎは１〜Ｎのいずれかで且つｎ≠ｍを満たす自然数）における各位置調節孔Ｃｂに永久磁石がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、調節プレートｍＣにおける各位置調節孔Ｃｂの形状と調節プレートｎＣにおける各位置調節孔Ｃｂの形状とが一致していない。
【００４９】
本実施形態では、図７に示されるように、格納テーブル１４１には、２種類の調節プレート１Ｃ，２Ｃが格納されている。調節プレート１Ｃにおいては、図５（ａ）の矢印Ｇ１で示されるように、各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置が、中心軸Ａｘに位置する原点Ｏから左下に位置する位置調節孔Ｃｂの組に向かう側にずれている。同様に、調節プレート２Ｃにおいては、図５（ｂ）の矢印Ｇ２で示されるように、各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置が、原点Ｏから上方及び左上にそれぞれ位置する位置調節孔Ｃｂの組の間に向かう側にずれている。換言すれば、矢印Ｇ１，Ｇ２で示される重心位置のずれが生ずるように、各位置調節孔Ｃｂ内における永久磁石１２の位置が突起Ｐによって位置調節孔Ｃｂごとに調節されている。
【００５０】
搬送アーム１４２は、コントローラ１６０からの指示信号に基づいて動作する。搬送アーム１４２は、一つのブロック体Ｂ又は一つの調節プレートＣを把持及び搬送可能に構成されている。具体的には、搬送アーム１４２は、コンベアＣｖ１によって搬送された仮積層体１１のうちから一つのブロック体Ｂを把持し、当該ブロック体Ｂを積層装置１４０の下流側のコンベアＣｖ２上に搬送する機能を有する。同様に、搬送アーム１４２は、格納テーブル１４１に格納されている調節プレートＣのうちから一つの調節プレートＣを把持し、当該調節プレートＣを積層装置１４０の下流側のコンベアＣｖ２上に搬送する機能を有する。コンベアＣｖ２は、コントローラ１６０からの指示に基づいて動作し、複数のブロック体Ｂ及び複数の調節プレートＣが積層された積層体１０を磁石取付装置１５０に送り出す。
【００５１】
積厚測定機１４３は、コントローラ１６０からの指示信号に基づいて動作する。積厚測定機１４３は、コンベアＣｖ１の下流側の端部の上方に位置している。積厚測定機１４３は、仮積層体１１の積厚（積層方向における仮積層体１１の高さ）を測定する機能を有する。積厚測定機１４３は、積層方向から所定の荷重を仮積層体１１に付与した状態で仮積層体１１の積厚を測定する。仮積層体１１に付与される荷重は、仮積層体１１のサイズによって種々の大きさとなりうるが、例えば、加圧後の仮積層体１１の厚さＴが、加圧前の仮積層体１１の厚さＴ０の９９．９％以上で且つ厚さＴ０未満（０．９９９Ｔ０≦Ｔ＜Ｔ０）を満たす大きさであってもよい。積厚測定機１４３によって測定された仮積層体１１の積厚のデータは、コントローラ１６０に送信される。
【００５２】
図６に戻って、磁石取付装置１５０は、コントローラ１６０からの指示信号に基づいて動作する。磁石取付装置１５０は、各磁石挿入孔１０ｂ内に少なくとも一つの永久磁石１２を挿通する作業を行う機能と、永久磁石１２が挿通された各磁石挿入孔１０ｂ内に樹脂材料１４を充填する作業を行う機能とを有する。
【００５３】
コントローラ１６０は、例えば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、送出装置１２０、打抜装置１３０、積層装置１４０及び磁石取付装置１５０をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、送出装置１２０、打抜装置１３０、積層装置１４０及び磁石取付装置１５０に当該指示信号をそれぞれ送信する。コントローラ１６０は、積厚測定機１４３において測定された仮積層体１１の積厚のデータを受信し、当該データに基づいて当該仮積層体１１の重量アンバランスを算出する。重量アンバランスとは、着目する部材の重量バランスの偏りを意味する。例えば、仮積層体１１の重量アンバランスとは、仮積層体１１の中心軸Ａｘ周りにおける重量分布、又は仮積層体１１の重心位置の中心軸Ａｘからのずれ量をいう。コントローラ１６０は、格納テーブル１４１における調節プレート１Ｃ〜ＮＣの位置情報と、それぞれの重心位置のずれとを対応づけて記憶している。
【００５４】
［回転子積層鉄心の製造方法］
続いて、図８を参照して、回転子積層鉄心１の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、仮積層体１１を形成する（第１の工程；図８のステップＳ１参照）。具体的には、コントローラ１６０の指示に基づいて、送出装置１２０によって電磁鋼板Ｗを打抜装置１３０に送り出し、打抜装置１３０によって電磁鋼板Ｗの被加工部位を所定形状に打ち抜く。これにより、打抜部材３０が形成される。この打ち抜き加工を繰り返すことにより、複数の打抜部材３０が互いにカシメ部１６によって締結されながら所定枚数積層されて、一つのブロック体Ｂが製造される。その後、打抜装置１３０は、当該ブロック体Ｂ上に複数の打抜部材３０をさらに積み重ね、当該ブロック体Ｂ上に他のブロック体Ｂを積層する。打抜装置１３０は、この繰り返しにより、複数のブロック体Ｂ１〜Ｂ６を積層して、ブロック体Ｂ１〜Ｂ６が下方から上方に向けてこの順に積層された仮積層体１１を形成する（図７参照）。このとき、仮積層体１１を構成するブロック体Ｂ１〜Ｂ６同士は、互いに締結されておらず、移動や取り外しが自由に行える状態である。
【００５６】
続いて、コントローラ１６０の指示に基づいて、打抜装置１３０において形成された仮積層体１１をコンベアＣｖ１が積層装置１４０まで搬送する。積層体１０がコンベアＣｖ１の先端部（下流側の端部）に到達して積厚測定機１４３の下方に位置した状態になると、積厚測定機１４３は、コントローラ１６０の指示に基づいて仮積層体１１の積厚を測定する（図８のステップＳ２参照）。積厚測定機１４３は、例えば、積層体１０の外周縁部分における積厚を４箇所測定する。当該測定箇所は、仮積層体１１の中心軸Ａｘ周りに９０°おきに設定されている。これにより、仮積層体１１の４箇所の積厚が得られる。なお、測定箇所の数は、４箇所に限られず、２箇所以上であってもよい。測定位置は、中心軸Ａｘ周りに等間隔であってもよいし、任意の間隔であってもよい。
【００５７】
ところで、打抜部材３０はいずれも同じ金型から打ち抜かれているので、いずれの打抜部材３０の大きさも略同一である。また、打抜部材３０が打ち抜かれる電磁鋼板Ｗの密度も、いずれの打抜部材３０においても略同一である。そのため、仮積層体１１の４箇所の積厚の大きさは、それぞれの測定箇所における重量と正の相関がある。従って、各積厚を測定することにより、仮積層体１１の重量アンバランスが得られる。
【００５８】
コントローラ１６０は、積厚測定機１４３から仮積層体１１の積厚のデータを受信すると、仮積層体１１の重量アンバランスを算出する（第２の工程；第１の処理；図８のステップＳ３参照）。続いて、コントローラ１６０は、算出した重量アンバランスに基づいて、当該重量アンバランスを抑制するのに最も適した一種類の調節プレートＣを、各調節プレート１Ｃ〜ＮＣの重心位置のずれを参照して選択する（第４の工程；第２の処理；図８のステップＳ４参照）。このとき、ブロック体Ｂの各凹部Ｂｃと調節プレートＣの各凹部Ｃｃのうち中心軸Ａｘに関して対向する一対の凹部Ｃｃとが重なり合うように、仮積層体１１及び調節プレートＣの少なくとも一方を回転させてもよい。この場合、重量アンバランスを抑制するために用意すべき調節プレートＣの種類を抑制することができる。
【００５９】
続いて、コントローラ１６０は、搬送アーム１４２に指示し、コンベアＣｖ２の基端部（上流側の端部）上において、ブロック体Ｂ１〜Ｂ６と選択された調節プレートＣとを所定の順序で積層する（第５の工程；第３の処理；図８のステップＳ５参照）。本実施形態では、ブロック体Ｂ６、調節プレートＣ２、ブロック体Ｂ５〜Ｂ２、調節プレートＣ１及びブロック体Ｂ１が、下側から上側に向けてこの順に積層され、積層体１０が得られる。
【００６０】
次に、コントローラ１６０の指示に基づいて、得られた積層体１０をコンベアＣｖ２が磁石取付装置１５０まで搬送する。積層体１０が磁石取付装置１５０に到達すると、コントローラ１６０が磁石取付装置１５０に指示して、積層体１０の各磁石挿入孔１０ｂ内に永久磁石１２を一つずつ挿入させる（第６の工程；第４の処理；図８のステップＳ６）。次に、コントローラ１６０が磁石取付装置１５０に指示して、各磁石挿入孔１０ｂ内に溶融状態の樹脂材料１４を充填及び固化させる（図８のステップＳ７参照）。こうして、固化した樹脂材料１４によって、各永久磁石１２が各磁石挿入孔１０ｂ内に固定される。次に、各ブロック体Ｂ１〜Ｂ６及び各調節プレートＣ１，Ｃ２を溶接等によって一体化する（図８のステップＳ８参照）。これにより、回転子積層鉄心１が得られる。
【００６１】
その後、軸孔１０ａにシャフトを挿通し、シャフトと凹溝１０ｃとの間にキー（図示せず）を圧入することにより、シャフトを回転子積層鉄心１に固定する。次に、回転子積層鉄心１の両端面に対して端面板をそれぞれ配置する。端面板は、例えば、回転子積層鉄心１の端面とカシメにより固定されてもよいし、ナットをシャフトに螺合することにより回転子積層鉄心１に対して固定されてもよいし、キー等によりシャフトに対して固定されてもよい。こうして、回転子積層鉄心１と、シャフトと、端面板とを備える回転子が得られる。
【００６２】
［作用］
本実施形態では、調節プレートＣに複数の位置調節孔Ｃｂが設けられており、各位置調節孔Ｃｂがその内部の所定位置で永久磁石１２を保持可能である。加えて、調節プレートｍＣにおける各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置と調節プレートｎＣにおける各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置とが異なるように、調節プレートｍＣにおける各位置調節孔Ｃｂの形状と調節プレートｎＣにおける各位置調節孔Ｃｂの形状とが一致していない。そのため、取得した仮積層体１１の重量アンバランスに基づいて、当該重量アンバランスを抑制するのに適した調節プレートＣを選択することと、当該調節プレートＣと複数のブロック体Ｂとを積層して積層体１０を得ることと、積層体１０が有する各磁石挿入孔１０ｂに永久磁石１２を挿入することとを経て回転子積層鉄心１が製造されることにより、各磁石挿入孔１０ｂに挿入された各永久磁石１２が当該調節プレートＣの各位置調節孔Ｃｂによって保持される。このとき、各永久磁石１２は、各位置調節孔Ｃｂ内において、仮積層体１１のうち重量が軽い領域に近づく側に偏在する。従って、各位置調節孔Ｃｂによって位置決めされた各永久磁石１２によって仮積層体１１の重量アンバランスが矯正される。その結果、永久磁石１２をどの位置調節孔Ｃｂに挿入すべきかといった永久磁石１２と位置調節孔Ｃｂとの対応関係を考慮することなく、仮積層体１１の重量アンバランスに基づいて選択された調節プレートＣの各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２を単に挿入するだけで、優れた重量バランスを有する回転子積層鉄心１を効率的に生産することができる。
【００６３】
ところで、一般に、電磁鋼板Ｗの厚さは完全に均一ではなく僅かに変動しているので、電磁鋼板Ｗを打ち抜いて得られる複数の打抜部材３０によって構成される仮積層体１１の重量アンバランスは個々に異なっている。しかしながら、各位置調節孔Ｃｂの形状が全体として互いに異なる調節プレート１Ｃ〜ＮＣを用意しておくことにより、仮積層体１１の重量アンバランスを抑制するための各位置調節孔Ｃｂによる永久磁石１２の保持位置を仮積層体１１ごとにきめ細かく設定することができる。
【００６４】
本実施形態では、積層体１０を構成する調節部材として、一枚の調節プレートＣを採用した。そのため、調節プレートＣ自体に重量アンバランスが生じたとしても、回転子積層鉄心１全体として見たときに調節プレートＣの重量アンバランスによる影響を極めて低減することが可能となる。
【００６５】
［他の実施形態］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、積層体１０を構成する複数の調節プレートＣの種類が異なっていてもよい。具体的には、図９に示されるように、積層体１０は、ブロック体Ｂ１、調節プレート１Ｃ１、ブロック体Ｂ２、調節プレート１Ｃ１、ブロック体Ｂ３，Ｂ４、調節プレート２Ｃ２、ブロック体Ｂ５、調節プレート２Ｃ２及びブロック体Ｂ６が、上側から下側に向けてこの順に積層されて構成されている。この場合、一つの磁石挿入孔１０ｂ内には、２つの永久磁石１２Ａ，１２Ｂが積層方向において並ぶように挿通される。永久磁石１２Ａは、２つの調節プレート１Ｃ１の位置調節孔Ｃｂによって保持されている。永久磁石１２Ｂは、２つの調節プレート２Ｃ２の位置調節孔Ｃｂによって保持されている。そのため、永久磁石１２Ａによって、仮積層体１１のうち調節プレート１Ｃ１近傍の部分（ブロック体Ｂ１〜Ｂ３）の重量アンバランスの矯正が行われる。永久磁石１２Ｂによって、仮積層体１１のうち調節プレート２Ｃ２近傍の部分（ブロック体Ｂ４〜Ｂ６）の重量アンバランスの矯正が行われる。換言すれば、積層方向において異なる態様で仮積層体１１の重量アンバランスが矯正される。従って、仮積層体１１の重量アンバランスをよりきめ細やかに抑制することが可能となる。
【００６６】
磁石挿入孔１０ｂ内に挿入される永久磁石１２の数は、一つであってもよいし、複数であってもよい。永久磁石１２は、磁石挿入孔１０ｂ内において、積層方向に複数並んでいてもよいし、積層体１０の周方向に複数並んでいてもよいし、径方向に複数並んでいてもよい。
【００６７】
積層体１０を構成する調節プレートＣの数は、少なくとも一枚であってもよい。あるいは、調節プレートＣに代えて、複数の調節プレートＣが積層された調節ブロック（調節部材）を用い、当該調節ブロックと、複数のブロック体Ｂ又は複数の打抜部材３０とを積層することで積層体１０を構成してもよい。
【００６８】
調節プレートＣの位置調節孔Ｃｂによって永久磁石１２が保持可能であれば、積層体１０における調節プレートＣの積層位置は特に限定されない。
【００６９】
仮積層体１１の重量アンバランスを矯正することができれば、調節プレートＣの位置調節孔Ｃｂに対する永久磁石１２の保持位置は特に限定されない。すなわち、仮積層体１１に重量アンバランスが存在していない場合又は仮積層体１１の重量アンバランスがごく僅かである場合には、各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ保持された場合の重心位置が中心軸Ａｘと略一致していてもよい（各位置調節孔Ｃｂにそれぞれ保持された永久磁石１２が中心軸Ａｘに関して偏在していなくてもよい）。
【００７０】
仮積層体１１の重量アンバランスの矯正を、１種類の調節プレートＣを用いて行ってもよい。この場合、コントローラ１６０において算出された仮積層体１１の重量アンバランス（図８のステップＳ３参照）に基づいて、調節プレートＣを仮積層体１１に対して位置決めしてもよい（調節プレートＣの仮積層体１１に対する向きを決定してもよい）。当該位置決めにあたっては、調節プレートＣ及び仮積層体１１の少なくとも一方を他方に対して中心軸Ａｘ周りに回転させることにより、調節プレートＣが仮積層体１１に対して所定の回転位置となるようにしてもよい。従って、調節プレートＣの各位置調節孔Ｃｂに永久磁石１２がそれぞれ挿入されると、上記の実施形態と同様、各永久磁石１２は仮積層体１１の重量アンバランスを打ち消す側に位置する。
【００７１】
上記の実施形態では、磁石挿入孔１０ｂ内に対して永久磁石１２の挿入と樹脂材料１４の充填とを行っていたが、各磁石挿入孔１０ｂ内への樹脂材料１４の充填は行わなくてもよい。
【００７２】
上記の実施形態では、仮積層体１１の積厚に基づいて重量アンバランスを計算していたが、仮積層体１１の重量アンバランスを直接測定してもよい。重量アンバランスを直接測定する装置としては、例えば、回転式アンバランス測定機、静荷重測定式アンバランス測定機等が挙げられる。
【００７３】
上記の実施形態では、複数のブロック体Ｂを積層して仮積層体１１を得たが、複数の打抜部材３０を積層して仮積層体１１を得てもよい。
【００７４】
仮積層体１１及び積層体１０は、コンベアＣｖ１，Ｃｖ２等の搬送装置で自動的に次の工程に搬送されてもよいし、作業者によって次の工程に搬送されてもよい。作業者が仮積層体１１及び積層体１０を搬送する際には、台車等を利用してもよいし、手で抱えてもよい。
【００７５】
積厚測定機１４３による仮積層体１１の積厚測定の前に、各ブロック体Ｂに対してバリ除去処理を実行してもよい。この際、バリ除去装置によってバリを除去してもよいし、人手によってバリを除去してもよい。バリ除去装置によるバリ除去方法としては、例えば、ショトブラスト、ベルト研磨などが挙げられる。この場合、各ブロック体Ｂの上下が反転された後に各ブロック体Ｂが順に積層されるので、仮積層体１１と積層体１０とで各ブロック体Ｂの積層順を同じにすることができる。また、各ブロック体Ｂのバリが除去されることにより、ブロック体Ｂからのバリの脱落が抑制されるので、脱落したバリによって電動機が影響を受け難い。
【００７６】
各ブロック体Ｂが中心軸Ａｘに対して互いに回転対称であるような場合には、各ブロック体Ｂの積層順は特に限定されず、各ブロック体Ｂが任意の順で積層されることにより積層体１０が構成されてもよい。一方、各ブロック体Ｂのうち少なくとも一つの形状が他と異なる場合には、各ブロック体Ｂは任意の順ではなく特定の順で積層されてもよい。
【００７７】
回転子積層鉄心１のみならず固定子積層鉄心に対しても、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…回転子積層鉄心、１０…積層体、１０ｂ…磁石挿入孔、１２…永久磁石、１４…樹脂材料、３０…打抜部材（鉄心部材）、１００…製造装置、１４０…積層装置、１４１…格納テーブル（格納部）、１４２…搬送アーム（積層部）、１４３…積厚測定機（測定部）、１５０…磁石取付装置（作業部）、１６０…コントローラ（制御部）、Ｂ，Ｂ１〜Ｂ６…ブロック体（鉄心部材）、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，１Ｃ，２Ｃ…調節プレート（調節部材）、Ｃｂ…位置調節孔、Ｐ…突起。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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