(57)【要約】【課題】渦電流による電気エネルギーの損失を抑制し、モータのいっそうの高効率化を図る。【解決手段】回転子積層鉄心１は、６つのブロック体Ｂと、２つのブロック体Ｃとが積層された積層体１０と、永久磁石１２とを備える。ブロック体Ｂには、積層体１０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１２の外形よりも大きい貫通孔Ｂｂが設けられている。ブロック体Ｃには、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１２の外形よりも大きい貫通孔Ｃｂと、貫通孔Ｃｂの内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具１８とが設けられている。積層体１０には、貫通孔Ｂｂ，Ｃｂが積層方向において連通して構成された磁石挿入孔１０ｂが設けられている。永久磁石１２は、絶縁保持具１８によって保持された状態で磁石挿入孔１０ｂ内に挿通されている。【選択図】図２
2018121503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の鉄心部材と、少なくとも一つの第２の鉄心部材とが積層された積層体と、
永久磁石とを備え、
前記第１の鉄心部材には、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前記永久磁石の外形よりも大きい第１の貫通孔が設けられており、
前記第２の鉄心部材には、前記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前記永久磁石の外形よりも大きい第２の貫通孔と、前記第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具とが設けられており、
前記積層体には、前記第１及び第２の貫通孔が前記積層方向において連通して構成された磁石挿入孔が設けられており、
前記永久磁石は、前記絶縁保持具によって保持された状態で前記磁石挿入孔内に挿通されている、回転子積層鉄心。
【請求項２】
前記第２の鉄心部材は、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が積層されたブロック体である、請求項１に記載の回転子積層鉄心。
【請求項３】
前記絶縁保持具は、前記積層方向において前記積層体の一方の端面から他方の端面に向かうにつれて内側に突出するテーパ形状を呈している、請求項１又は２に記載の回転子積層鉄心。
【請求項４】
前記積層体は、前記第２の鉄心部材が前記第１の鉄心部材によって挟まれるように構成されており、
前記第２の貫通孔の外形は前記第１の貫通孔の外形よりも大きく、
前記絶縁保持具の内周面のうち少なくとも一部は、前記第１の貫通孔の内周面よりも内側に突出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心。
【請求項５】
前記第２の貫通孔の周縁には、前記第２の貫通孔の外方に向けて窪む凹部が設けられており、
前記絶縁保持具は前記凹部と嵌合している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心。
【請求項６】
前記凹部は、前記積層方向から見て、前記積層体の径方向に対して交差する方向に窪んでいる、請求項５に記載の回転子積層鉄心。
【請求項７】
前記永久磁石と前記絶縁保持具との間は部分的に離間している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心。
【請求項８】
永久磁石の外形よりも大きい第１の貫通孔が設けられた第１の鉄心部材と、前記永久磁石の外形よりも大きい第２の貫通孔が設けられた第２の鉄心部材とを用意する第１の工程と、
前記第２の貫通孔の内周面と接しないように、前記第２の貫通孔内に中子を配置する第２の工程と、
前記第２の貫通孔の内周面と前記中子との間に絶縁材料を充填した後に前記中子を除去して、前記第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具を形成する第３の工程と、
前記第１及び第２の貫通孔が連通して磁石挿入孔を構成するように前記第１の鉄心部材と前記第２の鉄心部材とを積層して、積層体を構成する第４の工程と、
前記磁石挿入孔内に前記永久磁石を挿通して、前記永久磁石を前記絶縁保持具に保持させる第５の工程とを含む、回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項９】
前記中子が先細り形状を呈していることにより、前記中子の周側面はテーパ面であり、
前記第２の工程では、前記中子の周側面と前記第２の貫通孔の内周面とが対向するように、前記第２の貫通孔内に中子を配置する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転子積層鉄心及びその製造方法に関する。
【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が積層された積層体と、積層体の積層方向に延びる磁石挿入孔内に挿通された永久磁石と、磁石挿入孔と永久磁石との隙間に充填された樹脂材料とで構成されている。永久磁石と金属板とが接していると接触箇所において渦電流が生じ、当該渦電流が金属板に流れることにより電気エネルギーの損失が生じうる。
【０００３】
そこで、特許文献１は、磁石挿入孔をなす第１の貫通孔が設けられた多数の第１の金属板と、磁石挿入孔をなす第２の貫通孔が設けられた少なくとも一つの第２の金属板とを用いて回転子積層鉄心の積層体を構成することを開示している。第１の貫通孔の大きさは永久磁石の外形よりも大きい。第２の貫通孔の周縁には、永久磁石の外周面を保持する複数の突起が設けられている。このような積層体の磁石挿入孔内に永久磁石を挿入すると、永久磁石は、少数の第２の金属板における第２の貫通孔の突起によって保持され、多数の第１の金属板と接触し難くなる。そのため、金属板と永久磁石との接触面積が最小限となり、渦電流による電気エネルギーの損失が大きく低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１０８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、渦電流による電気エネルギーの損失を抑制し、モータのいっそうの高効率化を図ることが可能な回転子積層鉄心及びその製造方法を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一つの観点に係る回転子積層鉄心は、複数の第１の鉄心部材と、少なくとも一つの第２の鉄心部材とが積層された積層体と、永久磁石とを備える。第１の鉄心部材には、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第１の貫通孔が設けられている。第２の鉄心部材には、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第２の貫通孔と、第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具とが設けられている。積層体には、第１及び第２の貫通孔が積層方向において連通して構成された磁石挿入孔が設けられている。永久磁石は、絶縁保持具によって保持された状態で磁石挿入孔内に挿通されている。
【０００７】
本開示の他の観点に係る回転子積層鉄心の製造方法は、永久磁石の外形よりも大きい第１の貫通孔が設けられた第１の鉄心部材と、永久磁石の外形よりも大きい第２の貫通孔が設けられた第２の鉄心部材とを用意する第１の工程と、第２の貫通孔の内周面と接しないように、第２の貫通孔内に中子を配置する第２の工程と、第２の貫通孔の内周面と中子との間に絶縁材料を充填した後に中子を除去して、第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具を形成する第３の工程と、第１及び第２の貫通孔が連通して磁石挿入孔を構成するように第１の鉄心部材と第２の鉄心部材とを積層して、積層体を構成する第４の工程と、磁石挿入孔内に永久磁石を挿通して、永久磁石を絶縁保持具に保持させる第５の工程とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る回転子積層鉄心及びその製造方法によれば、渦電流による電気エネルギーの損失を抑制し、モータのいっそうの高効率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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（ａ）は絶縁保持具が設けられたブロック体を示す平面図であり、図５（ｂ）は当該ブロック体のうち貫通孔（磁石挿入孔）を拡大して示す平面図である。
【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、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８】図８は、回転子積層鉄心の製造過程を説明するための図である。
【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。
【図１０】図１０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】
【００１０】
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。
【００１１】
≪実施形態の概要≫
［１］本実施形態の一つの例に係る回転子積層鉄心は、複数の第１の鉄心部材と、少なくとも一つの第２の鉄心部材とが積層された積層体と、永久磁石とを備える。第１の鉄心部材には、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第１の貫通孔が設けられている。第２の鉄心部材には、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第２の貫通孔と、第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具とが設けられている。積層体には、第１及び第２の貫通孔が積層方向において連通して構成された磁石挿入孔が設けられている。永久磁石は、絶縁保持具によって保持された状態で磁石挿入孔内に挿通されている。
【００１２】
本実施形態の一つの例に係る回転子積層鉄心では、第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具が設けられている。永久磁石は、絶縁保持具によって保持された状態で磁石挿入孔内に挿通されている。そのため、永久磁石が磁石挿入孔内（第２の貫通孔内）において揺動しても、永久磁石は、第１及び第２の鉄心部材に接触しない。従って、永久磁石と第１及び第２の鉄心部材との間で渦電流が発生しないので、渦電流による電気エネルギーの損失が抑制される。その結果、本実施形態の一つの例に係る回転子積層鉄心を用いてモータを構成した場合、モータのいっそうの高効率化を図ることが可能となる。また、第１の貫通孔の大きさは、永久磁石が第１の貫通孔に接触しない程度に永久磁石の外形よりも大きければよい。そのため、第１の貫通孔と永久磁石との間に生ずる隙間を最小限に設定できる。従って、第１の鉄心部材の体積の減少を抑制できるので、モータ性能の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
［２］上記第１項に記載の回転子積層鉄心において、第２の鉄心部材は、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が積層されたブロック体であってもよい。この場合、第２の鉄心部材が一枚の打抜部材で構成されている場合と比較して、第２の貫通孔の内周面の面積が大きくなる。そのため、絶縁保持具を第２の貫通孔の内周面にしっかりと固定することができる。
【００１４】
［３］上記第１項又は第２項に記載の回転子積層鉄心において、絶縁保持具は、積層方向において積層体の一方の端面から他方の端面に向かうにつれて内側に突出するテーパ形状を呈していてもよい。この場合、磁石挿入孔内に永久磁石を挿通する際に、テーパ形状を呈する絶縁保持具に対して永久磁石を順方向（積層体の一方の端面から他方の端面に向かう方向）に挿入することで、永久磁石を絶縁保持具に対してスムーズに取り付けることができる。
【００１５】
［４］上記第１項〜第３項のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心において、積層体は、第２の鉄心部材が第１の鉄心部材によって挟まれるように構成されており、第２の貫通孔の外形は第１の貫通孔の外形よりも大きく、絶縁保持具の内周面のうち少なくとも一部は、第１の貫通孔の内周面よりも内側に突出していてもよい。この場合、絶縁保持具の外周面は第１の貫通孔の内周面よりも外方に位置している。そのため、絶縁保持具の基端部（絶縁保持具のうち第２の貫通孔の内周面と当接する側の部分）は、一対の第１の鉄心部材によって挟まれている。従って、絶縁保持具が一対の第１の鉄心部材によって保持されるので、絶縁保持具が第２の貫通孔からより脱落し難くなる。また、絶縁保持具の内周面のうち少なくとも一部が第１の貫通孔の内周面よりも内方に位置しているので、当該一部において永久磁石を保持することができる。
【００１６】
［５］上記第１項〜第４項のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心において、第２の貫通孔の周縁には、第２の貫通孔の外方に向けて窪む凹部が設けられており、絶縁保持具は凹部と嵌合していてもよい。この場合、絶縁保持具と凹部との間に生ずるアンカー効果により、絶縁保持具が第２の貫通孔からさらに脱落し難くなる。
【００１７】
［６］上記第５項に記載の回転子積層鉄心において、凹部は、積層方向から見て、積層体の径方向に対して交差する方向に窪んでいてもよい。この場合、回転子積層鉄心の回転時に絶縁保持具に対して遠心力が積層体の径方向に作用しても、当該遠心力に抗して絶縁保持具が第２の貫通孔に保持される。そのため、絶縁保持具が第２の貫通孔からいっそう脱落し難くなる。
【００１８】
［７］上記第１項〜第６項のいずれか一項に記載の回転子積層鉄心において、永久磁石と絶縁保持具との間は部分的に離間していてもよい。この場合、永久磁石と絶縁保持具との間に部分的に隙間が生ずる。そのため、永久磁石が磁石挿入孔内に挿通されて絶縁保持具によって保持された後、磁石挿入孔内に溶融樹脂を充填して永久磁石を磁石挿入孔内において樹脂封止する際に、当該隙間が溶融樹脂の流通路として機能する。従って、溶融樹脂を磁石挿入孔内に効率的に充填することができる。
【００１９】
［８］本実施形態の他の例に係る回転子積層鉄心の製造方法は、永久磁石の外形よりも大きい第１の貫通孔が設けられた第１の鉄心部材と、永久磁石の外形よりも大きい第２の貫通孔が設けられた第２の鉄心部材とを用意する第１の工程と、第２の貫通孔の内周面と接しないように、第２の貫通孔内に中子を配置する第２の工程と、第２の貫通孔の内周面と中子との間に絶縁材料を充填した後に中子を除去して、第２の貫通孔の内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆う絶縁保持具を形成する第３の工程と、第１及び第２の貫通孔が連通して磁石挿入孔を構成するように第１の鉄心部材と第２の鉄心部材とを積層して、積層体を構成する第４の工程と、磁石挿入孔内に永久磁石を挿通して、永久磁石を絶縁保持具に保持させる第５の工程とを含む。この場合、上記第１項と同様の作用効果を奏する。
【００２０】
［９］上記第８項に記載の方法において、中子が先細り形状を呈していることにより、中子の周側面はテーパ面であり、第２の工程では、中子の周側面と第２の貫通孔の内周面とが対向するように、第２の貫通孔内に中子を配置してもよい。この場合、上記第３項と同様の作用効果を奏する。
【００２１】
≪実施形態の例示≫
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。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。
【００２２】
［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。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ることにより、回転子が構成される。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。
【００２３】
積層体１０は、複数のブロック体Ｂ（第１の鉄心部材）と、複数のブロック体Ｃ（第２の鉄心部材；保持ブロック）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つのブロック体Ｃ１，Ｃ２とを有する。具体的には、ブロック体Ｂ１，Ｃ１，Ｂ２〜Ｂ５，Ｃ２，Ｂ６が、図１、図２及び図４における上側から下側に向けてこの順に積層されている。換言すれば、本実施形態では、一対のブロック体Ｂがブロック体Ｃを挟持している。積層体１０の積層方向（以下、単に「積層方向」という。）においてなお、積層体１０は、複数のブロック体Ｂと、少なくとも一つのブロック体Ｃとを有していてもよい。
【００２４】
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３０Ａが積み重ねられた積層体である。打抜部材３０Ａの積層枚数は、本実施形態では図２〜図４に示されるように６枚であるが、２枚以上であってもよい。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、中心軸Ａｘに沿って延びる円筒状を呈している。打抜部材３０Ａ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。
【００２５】
ブロック体Ｃは、図２及び図４に示されるように、複数の打抜部材３０Ｂが積み重ねられた積層体である。打抜部材３０Ｂの積層枚数は、本実施形態では図２〜図４に示されるように３枚であるが、２枚以上であってもよい。ブロック体Ｃ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Ｃａが設けられている。そのため、ブロック体Ｃは、中心軸Ａｘに沿って延びる円筒状を呈している。打抜部材３０Ｂ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。
【００２６】
ブロック体Ｂ，Ｃ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とブロック体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。
【００２７】
積層方向において隣り合う打抜部材３０Ａ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打抜部材３０Ｂ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，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，Ｃの最下層以外をなす打抜部材３０Ａ，３０Ｂに形成されたカシメ１６ａと、ブロック体Ｂ，Ｃの最下層をなす打抜部材３０Ａ，３０Ｂに形成された貫通孔１６ｂとを有する。カシメ１６ａは、打抜部材３０Ａ，３０Ｂの表面側に形成された凹部と、打抜部材３０Ａ，３０Ｂの裏面側に形成された凸部とで構成されている。
【００２８】
一の打抜部材３０Ａ，３０Ｂのカシメ１６ａの凹部は、当該一の打抜部材３０Ａ，３０Ｂの表面側に隣り合う他の打抜部材３０Ａ，３０Ｂのカシメ１６ａの凸部と接合される。一の打抜部材３０Ａ，３０Ｂのカシメ１６ａの凸部は、当該一の打抜部材３０Ａ，３０Ｂの裏面側において隣り合う更に他の打抜部材３０Ａ，３０Ｂのカシメ１６ａの凹部と接合される。貫通孔１６ｂには、ブロック体Ｂ，Ｃの最下層に隣接する打抜部材３０Ａ，３０Ｂ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，Ｃを連続して製造する際に既に製造されたブロック体Ｂ，Ｃに対して次に製造するブロック体Ｂ，Ｃがカシメ１６ａによって締結されるのを防ぐ機能と、隣り合うブロック体Ｂ，Ｃ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。
【００２９】
ブロック体Ｂ，Ｃにはそれぞれ、複数の貫通孔Ｂｂ，Ｃｂが形成されている。本実施形態では、図４及び図５（ａ）に示されるように、ブロック体Ｂには１６個の貫通孔Ｂｂ（第１の貫通孔）が形成されており、ブロック体Ｃには１６個の貫通孔Ｃｂ（第２の貫通孔）が形成されている。これらの貫通孔Ｂｂ，Ｃｂは、図４に示されるように、ブロック体Ｂ，Ｃの外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。具体的には、ブロック体Ｂ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。同様に、ブロック体Ｃには、２つの貫通孔Ｃｂがブロック体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組の貫通孔Ｃｂが中心軸Ａｘ周りにおいて略４５°ごとに配置されている。
【００３０】
貫通孔Ｂｂ，Ｃｂ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，Ｃを貫通している。図１〜図３に示されるように、中心軸Ａｘ方向から見たとき、貫通孔Ｂｂ，Ｃｂの大きさは永久磁石１２の外形よりも大きい。図２〜図４に示されるように、中心軸Ａｘ方向から見たとき、貫通孔Ｃｂの外形は貫通孔Ｂｂの外形よりも大きい。
【００３１】
貫通孔Ｂｂの形状は、図１に示されるように、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】
貫通孔Ｃｂの形状は、図４及び図５に示されるように、本実施形態では全体として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Ｃｂ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。貫通孔Ｃｂの周縁には、貫通孔Ｃｂの外方に向けて窪む少なくとも一つの凹部Ｃｃが設けられている。本実施形態では、凹部Ｃｃは、図４及び図５（ａ）に示されるように、貫通孔Ｃｂの一対の長辺にそれぞれ２つずつ配置されている。すなわち、凹部Ｃｃは、積層方向から見て、積層体１０（ブロック体Ｃ）の径方向に対して交差する方向に窪んでいる。凹部Ｃｃの形状は、図４及び図５（ａ）に示されるように半円形状であってもよいし、矩形状、三角形状、台形状等の種々の形状であってもよい。
【００３３】
ブロック体Ｂ，Ｃ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とブロック体Ｃの各貫通孔Ｃｂとは、それぞれ対応している。これにより、各貫通孔Ｂｂと各貫通孔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。
【００３４】
図２〜図５に示されるように、貫通孔Ｃｂの内周面には、絶縁保持具１８が設けられている。絶縁保持具１８は、貫通孔Ｃｂの内周面に沿って延び且つ当該内周面全体を覆っている。そのため、絶縁保持具１８は、本実施形態において環状を呈している。すなわち、絶縁保持具１８の中央部には、図４及び図５に示されるように、積層方向に延びる貫通孔１８ａが設けられている。
【００３５】
貫通孔１８ａは、貫通孔１８ａ内に挿入された永久磁石１２を保持する機能を有する。貫通孔１８ａの内周面のうち少なくとも一部は、永久磁石１２の外周面と接触する。本実施形態では、図５に示されるように、貫通孔１８ａと永久磁石１２との間は部分的に離間している。貫通孔１８ａと永久磁石１２との間には、間隙Ｖが設けられている。
【００３６】
絶縁保持具１８の基端部（絶縁保持具１８のうち貫通孔Ｃｂの内周面と当接する側の部分）は、図４及び図５に示されるように、凹部Ｃｃ内に充填されている。絶縁保持具１８は凹部Ｃｃと嵌合している。本実施形態では、一対のブロック体Ｂがブロック体Ｃを挟持しているので、貫通孔Ｃｂの内周面は貫通孔Ｂｂの内周面に対して窪んでいる。貫通孔Ｃｂの内周面と当接している絶縁保持具１８の基端部は、図２及び図３に示されるように、一対のブロック体Ｂによって挟持されている。
【００３７】
絶縁保持具１８の先端部（絶縁保持具１８のうち貫通孔Ｃｂの内側の部分）は、図２及び図３に示されるように、積層方向において積層体１０の上面（一方の端面）から下面（他方の端面）に向かうにつれて内側に突出するテーパ形状を呈している。絶縁保持具１８（貫通孔１８ａ）の内周面は、下方に向かうにつれて窄まるテーパ面である。絶縁保持具１８（貫通孔１８ａ）の内周面のうち少なくとも一部（テーパ面の下部）は、貫通孔Ｂｂの内周面よりも内側に突出している。図２及び図３に示されるように、中心軸Ａｘ方向から見たとき、貫通孔１８ａの外形は貫通孔Ｂｂの外形よりも小さい。
【００３８】
絶縁保持具１８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、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又はガラス等が挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、主剤と添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。主剤としては、例えば、エポキシ樹脂、硬化開始剤、フィラーが挙げられる。添加剤としては、例えば、難燃剤、応力低下剤、着色剤などが挙げられる。絶縁保持具１８は、打抜部材３０Ａ，３０Ｂ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。
【００３９】
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、図２及び図３に示されるように、磁石挿入孔１０ｂ内において、絶縁保持具１８によって保持されている。より詳しくは、永久磁石１２の外周面は、絶縁保持具１８の貫通孔１８ａの内周面のうちの一部（テーパ面の下部）と当接している。永久磁石１２は、積層方向において離間した少なくとも２つのブロック体Ｃの絶縁保持具１８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。
【００４０】
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３０Ａ，３０Ｂ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又は熱可塑性樹脂が挙げられる。絶縁保持具１８が樹脂で構成されている場合、樹脂材料１４の成分は絶縁保持具１８と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４１】
［回転子積層鉄心の製造装置］
続いて、図６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。
【００４２】
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、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、打抜装置１３０と、加工装置１４０と、積層装置１５０と、磁石取付装置１６０と、コントローラ１７０（制御部）とを備える。
【００４３】
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１７０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。
【００４４】
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。
【００４５】
打抜装置１３０は、コントローラ１７０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３０Ａ，３０Ｂ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３０Ａ，３０Ｂを順次積層しつつ重ね合わせて複数のブロック体Ｂ，Ｃを製造する機能と、複数のブロック体Ｂ，Ｃを仮積みして仮積層体１１を構成する機能とを有する。
【００４６】
仮積層体１１は、打抜装置１３０から排出されると、打抜装置１３０と加工装置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１７０からの指示に基づいて動作し、仮積層体１１を加工装置１４０に送り出す。
【００４７】
加工装置１４０は、仮積層体１１のうちからブロック体Ｃを取り出し、ブロック体Ｃの各貫通孔Ｃｂに絶縁保持具１８を設ける機能を有する。加工装置１４０は、絶縁保持具１８が設けられたブロック体Ｃをブロック体Ｂに再び積み重ねて、仮積層体１１を再構成する。加工装置１４０から排出された仮積層体１１は、加工装置１４０と積層装置１５０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ２に載置される。コンベアＣｖ２は、コントローラ１７０からの指示に基づいて動作し、仮積層体１１を積層装置１５０に送り出す。
【００４８】
積層装置１５０は、コンベアＣｖ２から送られた仮積層体１１のブロック体Ｂ，Ｃを所定の順序に基づいて積層しなおして、積層体１０とする機能を有する。積層装置１５０から排出された積層体１０は、積層装置１５０と磁石取付装置１６０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ３に載置される。コンベアＣｖ３は、コントローラ１７０からの指示に基づいて動作し、積層体１０を磁石取付装置１６０に送り出す。
【００４９】
磁石取付装置１６０は、コントローラ１７０からの指示信号に基づいて動作する。磁石取付装置１６０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。
【００５０】
コントローラ１７０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、加工装置１４０、積層装置１５０及び磁石取付装置１６０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、加工装置１４０、積層装置１５０及び磁石取付装置１６０に当該指示信号をそれぞれ送信する。
【００５１】
［回転子積層鉄心の製造方法］
続いて、図７及び図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。
【００５２】
まず、仮積層体１１を形成する（図７のステップＳ１参照）。具体的には、コントローラ１７０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３０Ａ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３０Ａ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（第１の工程）。同様に、電磁鋼板Ｗから打抜部材３０Ｂが形成され、複数の打抜部材３０Ｂ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Ｃが製造される（第１の工程）。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，Ｃ１，Ｃ２を積層して、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，Ｃ１，Ｃ２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。
【００５３】
続いて、コントローラ１７０の指示に基づいて、打抜装置１３０から排出された仮積層体１１をコンベアＣｖ１が加工装置１４０まで搬送する。加工装置１４０は、まず図８（ａ）に示されるように、仮積層体１１のうちからブロック体Ｃを取り出す。次に、加工装置１４０は、図８（ｂ）に示されるように、ブロック体Ｃの各貫通孔Ｃｂ内に中子４０を配置する（第２の工程）。このとき、中子４０は、貫通孔Ｃｂの内周面と接触しない。中子４０は、本実施形態において、図８に示されるように、先細り形状を呈している。より詳しくは、中子４０の周側面はテーパ面を呈している。貫通孔Ｃｂ内に配置された中子４０の周側面は、貫通孔Ｃｂの内周面と対向している。
【００５４】
次に、加工装置１４０は、図８（ｃ）に示されるように、中子４０と貫通孔Ｃｂとの間に絶縁材料を充填する。次に、加工装置１４０は、図８（ｄ）に示されるように、中子４０を絶縁保持具１８から取り出す。これにより、貫通孔Ｃｂ内に絶縁保持具１８が設けられる（第３の工程；図７のステップＳ２参照）。次に、加工装置１４０は、絶縁保持具１８が設けられたブロック体Ｃをブロック体Ｂに再び積み重ねて、仮積層体１１を再構成する。
【００５５】
続いて、コントローラ１７０の指示に基づいて、加工装置１４０から排出された仮積層体１１をコンベアＣｖ２が積層装置１５０まで搬送する。積層装置１５０は、仮積層体１１をなすブロック体Ｂ１〜Ｂ６，Ｃ１，Ｃ２を所定の順序で積み替える。具体的には、ブロック体Ｂ，Ｃをブロック体Ｂ１，Ｃ１，Ｂ２〜Ｂ５，Ｃ２，Ｂ６の順に再積層して、積層体１０を構成する（第４の工程；図７のステップＳ３参照）。
【００５６】
次に、コントローラ１７０の指示に基づいて、得られた積層体１０をコンベアＣｖ３が磁石取付装置１６０まで搬送する。積層体１０が磁石取付装置１６０に到達すると、コントローラ１７０が磁石取付装置１６０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５の工程；図７のステップＳ４）。これにより、永久磁石１２が絶縁保持具１８の貫通孔１８ａにて保持される。
【００５７】
次に、コントローラ１７０が磁石取付装置１６０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７のステップＳ５参照）。この際、貫通孔１８ａと永久磁石１２との間に間隙Ｖが設けられているので、溶融樹脂は当該間隙Ｖを流通して磁石挿入孔１０ｂ内全体に充填される。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内に固定されると共に、各ブロック体Ｂ１〜Ｂ６，Ｃ１，Ｃ２が一体化される。以上により、回転子積層鉄心１が得られる。
【００５８】
その後、軸孔１０ａにシャフトを挿通し、キー等によりシャフトを回転子積層鉄心１に固定する（図７のステップＳ６参照）。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（図７のステップＳ６参照）。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。
【００５９】
［作用］
以上のような本実施形態では、貫通孔Ｃｂの内周面に沿って当該内周面全体に延びるように絶縁保持具１８が設けられている。永久磁石１２は、絶縁保持具１８によって保持された状態で磁石挿入孔１０ｂ内に挿通されている。そのため、永久磁石１２が磁石挿入孔１０ｂ内（貫通孔Ｃｂ内）において揺動しても、永久磁石１２は、ブロック体Ｂ，Ｃに接触しない。従って、永久磁石１２とブロック体Ｂ，Ｃとの間で渦電流が発生しないので、渦電流による電気エネルギーの損失が抑制される。その結果、回転子積層鉄心１を用いてモータを構成した場合、モータのいっそうの高効率化を図ることが可能となる。また、貫通孔Ｂｂの大きさは、永久磁石１２が貫通孔Ｂｂに接触しない程度に永久磁石１２の外形よりも大きければよい。そのため、貫通孔Ｂｂと永久磁石１２との間に生ずる隙間を最小限に設定できる。従って、ブロック体Ｂの体積の減少を抑制できるので、モータ性能の向上を図ることが可能となる。
【００６０】
本実施形態では、ブロック体Ｃは、電磁鋼板Ｗが所定形状に沿って打ち抜かれた複数の打抜部材３０Ｂが積層されて構成されている。そのため、一枚の打抜部材３０Ｂと比較して、貫通孔Ｃｂの内周面の面積が大きくなる。従って、絶縁保持具１８を貫通孔Ｃｂの内周面にしっかりと固定することができる。
【００６１】
本実施形態では、絶縁保持具１８は、積層方向において積層体１０の上面（一方の端面）から下面（他方の端面）に向かうにつれて内側に突出するテーパ形状を呈している。そのため、磁石挿入孔１０ｂ内に永久磁石１２を挿通する際に、テーパ形状を呈する絶縁保持具１８に対して永久磁石１２を順方向（積層体１０の上面から下面に向かう方向）に挿入することで、永久磁石１２を絶縁保持具１８に対してスムーズに取り付けることができる。
【００６２】
本実施形態では、積層体１０は、ブロック体Ｃが一対のブロック体Ｂによって挟まれるように構成されており、貫通孔Ｃｂの外形は貫通孔Ｂｂの外形よりも大きい。そのため、絶縁保持具１８の外周面は貫通孔Ｂｂの内周面よりも外方に位置する。従って、絶縁保持具１８の基端部（絶縁保持具１８のうち貫通孔Ｃｂの内周面と当接する側の部分）は、一対のブロック体Ｂによって挟まれている。その結果、絶縁保持具１８の基端部が一対のブロック体Ｂによって保持されるので、絶縁保持具１８が貫通孔Ｃｂからより脱落し難くなる。このとき、絶縁保持具１８の内周面のうち少なくとも一部が貫通孔Ｂｂの内周面よりも内方に位置しているので、当該一部において永久磁石１２を保持することができる。
【００６３】
本実施形態では、貫通孔Ｃｂの周縁には、貫通孔Ｃｂの外方に向けて窪む凹部Ｃｃが設けられており、絶縁保持具１８は凹部Ｃｃと嵌合している。そのため、絶縁保持具１８と凹部Ｃｃとの間に生ずるアンカー効果により、絶縁保持具１８が貫通孔Ｃｂからさらに脱落し難い。
【００６４】
本実施形態では、凹部Ｃｃは、積層方向から見て、積層体１０の径方向に対して交差する方向に窪んでいる。そのため、回転子積層鉄心１の回転時に絶縁保持具１８に対して遠心力が積層体１０の径方向に作用しても、当該遠心力に抗して絶縁保持具１８が貫通孔Ｃｂに保持される。従って、絶縁保持具１８が貫通孔Ｃｂからいっそう脱落し難い。
【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、図９に示されるように、積層体１０は、ブロック体Ｂ１，１Ｃ１，Ｂ２，１Ｃ２，Ｂ３，Ｂ４，２Ｃ１，Ｂ５，２Ｃ２，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てもよい。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。詳しくは、永久磁石１２Ａは、２つのブロック体１Ｃ１，１Ｃ２の貫通孔Ｃｂ内に挿通されており、ブロック体１Ｃ１，１Ｃ２の各貫通孔Ｃｂに設けられた２つの絶縁保持具１８Ａによって保持されている。永久磁石１２Ｂは、２つのブロック体２Ｃ１，２Ｃ２の貫通孔Ｃｂ内に挿通されており、ブロック体２Ｃ１，２Ｃ２の各貫通孔Ｃｂに設けられた２つの絶縁保持具１８Ｂによって保持されている。ブロック体１Ｃ１，１Ｃ２とブロック体２Ｃ１，２Ｃ２とで絶縁保持具１８の貫通孔１８ａの形状が異なっているので、永久磁石１２Ａと永久磁石１２Ｂとは、同じ磁石挿入孔１０ｂ内において異なる位置で保持されている。この場合、永久磁石１２Ａ，１２Ｂによって積層体１０の重量アンバランスの調節を行うことが可能となる。
【００６６】
図９に示されるように、永久磁石１２Ａを保持する絶縁保持具１８Ａは、永久磁石１２Ｂを保持する絶縁保持具１８Ｂ側に向けて窄まるテーパ形状を呈していてもよい。同様に、永久磁石１２Ｂを保持する絶縁保持具１８Ｂは、永久磁石１２Ａを保持する絶縁保持具１８Ａ側に向けて窄まるテーパ形状を呈していてもよい。この場合、永久磁石１２Ａを図９の上側から絶縁保持具１８Ａの貫通孔１８ａ内に挿入し、永久磁石１２Ｂを図９の下側から絶縁保持具１８Ｂの貫通孔１８ａ内に挿入することで、２つの永久磁石１２Ａ，１２Ｂをいっそうスムーズに積層体１０に取り付けることが可能となる。
【００６７】
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、積層方向から見て磁石挿入孔１０ｂの長手方向に複数並んでいてもよいし、図１０に示されるように積層方向から見て磁石挿入孔１０ｂの短手方向に複数並んでいてもよいし、積層方向から見て所定の方向に複数並んでいてもよい。あるいは、３つ以上の永久磁石１２が、磁石挿入孔１０ｂ内において、積層方向から見て環状を呈するように並んでいてもよい。
【００６８】
図９及び図１０に示されるように、隣り合う永久磁石１２同士の間に絶縁体２０が介在していてもよい。この場合、隣り合う永久磁石１２同士が接触することによる磁気の低下を防ぐことができる。複数の永久磁石１２及び絶縁体２０は、個別に貫通孔１８ａ内に挿入されてもよい。あるいは、隣り合う永久磁石１２同士の間に絶縁体２０（例えば、絶縁テープ、発泡シートなど）を接合してひとまとまりのブロック体とした状態で、当該ブロック体を貫通孔１８ａ内に挿入してもよい。絶縁体２０に代えて、隣り合う永久磁石１２の間に樹脂材料１４が満たされていてもよい。この場合、複数の永久磁石１２が接触しないように貫通孔１８ａ内に挿通した後、隣り合う永久磁石１２の間に溶融樹脂を充填すればよい。
【００６９】
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。
【００７０】
ブロック体Ｃに設けられた絶縁保持具１８の貫通孔１８ａによって永久磁石１２が保持可能であれば、積層体１０におけるブロック体Ｃの積層位置は特に限定されない。
【００７１】
ブロック体Ｃに代えて、一枚の打抜部材３０Ｂ（第２の鉄心部材）を用いてもよい。
【００７２】
絶縁保持具１８の貫通孔１８ａの内周面は、貫通孔１８ａの両端側から中央部に向かうにつれて窄まっていてもよい。すなわち、貫通孔１８ａの内周面の断面形状が、貫通孔１８ａの延在方向における中央部において内側に向けて突出した山型状を呈していてもよい。この場合、貫通孔１８ａの山型状を呈する内周面のうち各傾斜面がテーパ面である。
【００７３】
絶縁保持具１８の貫通孔１８ａの内周面は、テーパ面ではなくてもよい。例えば、当該内周面は、積層方向に沿って真っ直ぐに延びていてもよいし、積層方向又は周方向において凹凸が繰り返し現れる凹凸面であってもよいし、積層方向又は周方向において波状を呈する波状面であってもよい。
【００７４】
絶縁保持具１８の貫通孔１８ａの内周面全体（テーパ面全体）が、貫通孔Ｂｂの内周面よりも内側に突出していてもよい。
【００７５】
凹部Ｃｃは、貫通孔Ｃｂの周縁のいずれの位置に設けられていてもよい。
【００７６】
凹部Ｃｃに代えて、貫通孔Ｃｂの内周面が粗面化されていてもよい。この場合も、絶縁保持具１８と貫通孔Ｃｂの内周面との間にアンカー効果が生じ、絶縁保持具１８が貫通孔Ｃｂから脱落し難くなる。なお、微視的に見れば粗面は凹凸面であるので、粗面を構成する凹部が、上記の実施形態の凹部Ｃｃに対応しているともいえる。
【００７７】
貫通孔Ｃｂに凹部Ｃｃが設けられていなくてもよい。
【００７８】
貫通孔１８ａと永久磁石１２との間に間隙Ｖが設けられていなくてもよい。
【００７９】
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】
【００８０】
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、１８…絶縁保持具、４０…中子、Ｂ…ブロック体（第１の鉄心部材）、Ｂｂ…貫通孔（第１の貫通孔）、Ｃ…ブロック体（第２の鉄心部材）、Ｃｂ…貫通孔（第２の貫通孔）、Ｃｃ…凹部、Ｖ…間隙。
【図１】
2018121503.tif 000003
【図２】
2018121503.tif 000004
【図３】
2018121503.tif 000005
【図４】
2018121503.tif 000006
【図５】
2018121503.tif 000007
【図６】
2018121503.tif 000008
【図７】
2018121503.tif 000009
【図８】
2018121503.tif 000010
【図９】
2018121503.tif 000011
【図１０】
2018121503.tif 000012