(57)【要約】【課題】製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができるロータ製造方法を提供する。【解決手段】磁石挿入用の第一スロット３１、第二スロットおよび第三スロットの各スロットを複数備えたロータコア３０を有するロータ３の製造方法であって、ロータコア３０の各スロットに磁石３６を挿入する磁石挿入工程と、各スロットの内壁と磁石３６の外面との間に熱可塑性樹脂材料を射出して充填する充填工程と、を含み、充填工程は、ロータコア３０の径方向の外側からロータコア３０の外周面に対して加熱型７０を接触させて、加熱型７０によりロータコア３０を加熱する加熱工程と、加熱型７０をロータコア３０に接触させた状態で、加熱型７０によりロータコア３０を加熱しつつ、熱可塑性樹脂材料を射出する射出工程と、を含むことを特徴としている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石挿入用のスロットを複数備えたロータコアを有するロータを製造するためのロータ製造方法であって、
前記ロータコアの前記スロットに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記スロットの内壁と前記磁石の外面との間に熱可塑性樹脂材料を射出して充填する充填工程と、
を含み、
前記充填工程は、
前記ロータコアの径方向の外側から前記ロータコアの外周面に対して加熱装置を接触させて、前記加熱装置により前記ロータコアを加熱する加熱工程と、
前記加熱装置を前記ロータコアに接触させた状態で、前記加熱装置により前記ロータコアを加熱しつつ、前記熱可塑性樹脂材料を射出する射出工程と、
を含むことを特徴とするロータ製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のロータ製造方法であって、
前記射出工程では、前記スロットの前記内壁と前記磁石の前記外面との間であって、前記磁石よりも前記径方向の外側の位置から、前記熱可塑性樹脂材料を射出することを特徴とするロータ製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータ製造方法であって、
前記射出工程では、複数の前記スロットの全てに対して、同一のタイミングで前記熱可塑性樹脂材料を射出することを特徴とするロータ製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ製造方法であって、
前記加熱工程では、前記ロータコアの外周面の全面に対して前記加熱装置を接触させることを特徴とするロータ製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のロータ製造方法であって、
前記射出工程では、前記加熱装置が前記ロータコアを前記径方向の外側から内側に向かって、所定の押圧力により押圧した状態で行うことを特徴とするロータ製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ製造方法であって、
前記充填工程で充填される前記熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーであることを特徴とするロータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池自動車、ハイブリッド自動車、電気自動車など車両駆動用の電動機（モータ）を搭載した車両が次々と開発されている。電動機としては、コイルが配されたステータと、ステータの内周側において軸線周りに回転自在に支持され、磁石が配設されたロータと、を備えたものが一般的である。ロータとしては、ロータコアにスロットを形成し、スロットに磁石を挿入してロータに磁石を埋め込む、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータが広く知られている。
【０００３】
通常、ロータコアのスロットに挿入された磁石は、スロットの内壁と磁石の外面との間に樹脂材料を充填した後、固化することにより固定される。
ここで、樹脂材料は、熱硬化性樹脂材料と熱可塑性樹脂材料とに大別されるが、一般に熱硬化性樹脂材料のほうが熱可塑性樹脂材料よりも粘性が低い。したがって、ＩＰＭロータの磁石の固定には、粘性が低く、スロットの内壁と磁石の外面との間に浸透しやすい熱硬化性樹脂材料が広く採用されている。
しかしながら、熱硬化性樹脂材料を固化させるためには、スロットに樹脂材料を充填した後、ロータを例えば恒温槽等の加熱器に投入して、所定温度になるまで所定時間加熱する必要がある。したがって、製造工程の時間の短縮という点で改善の余地があった。
【０００４】
これに対して、熱可塑性樹脂材料は、自然冷却により固化することができる。したがって、ＩＰＭロータの磁石の固定に熱可塑性樹脂材料を採用した場合、スロットに樹脂材料を充填した後に加熱する必要がないため、固化時間の短縮という点では優位性がある。しかしながら、熱可塑性樹脂材料は、粘性が高くかつ固化しやすいため、高い射出速度および高い射出圧力で充填する必要がある。したがって、スロットに充填された樹脂材料の圧力によりロータコアが変形し、製造不良が発生するおそれがあった。
【０００５】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１には、積層鉄心（ロータコア）の外周の一部または全部と当接する当接部材を備え、上型および下型により当接部材を挟持し固定した状態で穴部（スロット）と磁石の間に樹脂部材（熱可塑性樹脂材料）を充填させる射出成型用金型装置が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、磁石をバランス良く確実に固定するとともに、樹脂部材の充填時に積層鉄心に樹脂の成型圧力が加わった場合にも積層鉄心の破損を防止し、信頼性の向上を図ることができるとされている。
【０００６】
また、一般に、熱可塑性樹脂材料をスロットに充填する前に、ロータコアを恒温槽等の加熱器に投入して予熱を行う。これにより、ロータコアが高温の状態で樹脂材料を充填することができるので、熱可塑性樹脂材料が充填時に固化するのを抑制するとともに、熱可塑性樹脂材料の流動性を確保して、スロットの内壁と磁石の外面との間に熱可塑性樹脂材料を充填することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１８９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術にあっては、ロータコアを予熱するのに数十分程度の時間を要する。したがって、製造時間の短縮という点で課題が残されている。
このように、従来技術にあっては、ロータの製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填するという点で改善の余地がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができるロータ製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るロータ製造方法は、磁石挿入用のスロット（例えば、後述の実施形態における第一スロット３１、第二スロット３２、第三スロット３３）を複数備えたロータコア（例えば、後述の実施形態におけるロータコア３０）を有するロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ３）を製造するためのロータ製造方法であって、前記ロータコアの前記スロットに磁石（例えば、後述の実施形態における磁石３６）を挿入する磁石挿入工程（例えば、後述の実施形態における磁石挿入工程Ｓ１１）と、前記スロットの内壁と前記磁石の外面との間に熱可塑性樹脂材料を射出して充填する充填工程（例えば、後述の実施形態における充填工程Ｓ１３）と、を含み、前記充填工程は、前記ロータコアの径方向の外側から前記ロータコアの外周面に対して加熱装置（例えば、後述の実施形態における加熱型７０）を接触させて、前記加熱装置により前記ロータコアを加熱する加熱工程（例えば、後述の実施形態における加熱工程Ｓ１３Ｂ）と、前記加熱装置を前記ロータコアに接触させた状態で、前記加熱装置により前記ロータコアを加熱しつつ、前記熱可塑性樹脂材料を射出する射出工程（例えば、後述の実施形態における射出工程Ｓ１３Ｃ）と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、加熱工程は、ロータコアの径方向の外側からロータコアの外周面に対して加熱装置を接触させて加熱装置によりロータコアを加熱するので、ロータコアを短時間で高温にすることができる。また、射出工程では、加熱装置をロータコアに接触させた状態で、加熱装置によりロータコアを加熱しつつ、熱可塑性樹脂材料を射出するので、熱可塑性樹脂材料が固化することなく速やかに流動して、短時間で確実にスロットの内壁と磁石の外面との間に充填される。したがって、ロータの製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができる。とりわけ、ロータの高効率化の要求にともない、スロットの内壁と磁石の外面との間隙が狭小となる傾向にある。これに対して本発明によれば、狭小な間隙に対しても、従来技術よりも低い射出圧力で熱可塑性樹脂材料を確実に充填でき、かつロータコアの変形を防止することができる。
また、恒温槽等の加熱器が必要ないので、従来技術と比較して、製造設備の小型化および低コスト化ができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明に係るロータ製造方法は、前記射出工程では、前記スロットの前記内壁と前記磁石の前記外面との間であって、前記磁石よりも前記径方向の外側の位置から、前記熱可塑性樹脂材料を射出することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、磁石よりも径方向の外側の位置から、熱可塑性樹脂材料を射出するので、射出圧力によりスロットの径方向における内側の内壁に磁石を当接させた状態で、スロットの径方向における外側の内壁と磁石との間に熱可塑性樹脂材料を充填することができる。これにより、完成したロータが回転し、磁石からロータに対して遠心力による荷重が発生した場合であっても、熱可塑性樹脂材料により荷重を分散して、ロータに対する応力集中を防止できる。したがって、高回転時においても耐久性に優れたロータとすることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明に係るロータ製造方法は、前記射出工程では、複数の前記スロットの全てに対して、同一のタイミングで前記熱可塑性樹脂材料を射出することを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、一度に複数のスロットに対して熱可塑性樹脂材料を充填することができるので、ロータの製造時間をさらに短縮できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明に係るロータ製造方法は、前記加熱工程では、前記ロータコアの外周面の全面に対して前記加熱装置を接触させることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、ロータコアの外周面の全面に対して加熱装置を接触させることにより、短時間でロータコアを高温にすることができるので、ロータの製造時間をさらに短縮できる。また、ロータコアの全てのスロットを径方向の外側から加熱できるので、全てのスロットの内壁と磁石の外面との間に熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明に係るロータ製造方法は、前記射出工程では、前記加熱装置が前記ロータコアを前記径方向の外側から内側に向かって、所定の押圧力により押圧した状態で行うことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、射出工程では、加熱装置がロータコアを径方向の外側から内側に向かって、所定の押圧力により押圧した状態で行うので、スロット内に熱可塑性樹脂材料を充填するときに熱可塑性樹脂材料の内部圧力が上昇した場合であっても、ロータコアが径方向の外側に膨出して変形するのを防止できる。したがって、ロータの製造工程において、製造不良が発生するのを防止できる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明に係るロータ製造方法は、前記充填工程で充填される前記熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーであることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、充填工程でスロットに充填される熱可塑性樹脂材料として、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）を好適に採用できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、加熱工程は、ロータコアの径方向の外側からロータコアの外周面に対して加熱装置を接触させて加熱装置によりロータコアを加熱するので、ロータコアを短時間で高温にすることができる。また、射出工程では、加熱装置をロータコアに接触させた状態で、加熱装置によりロータコアを加熱しつつ、熱可塑性樹脂材料を射出するので、熱可塑性樹脂材料が固化することなく速やかに流動して、短時間で確実にスロットの内壁と磁石の外面との間に充填される。したがって、ロータの製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができる。とりわけ、ロータの高効率化の要求にともない、スロットの内壁と磁石の外面との間隙が狭小となる傾向にある。これに対して本発明によれば、狭小な間隙に対しても、従来技術よりも低い射出圧力で熱可塑性樹脂材料を確実に充填でき、かつロータコアの変形を防止することができる。
また、恒温槽等の加熱器が必要ないので、従来技術と比較して、製造設備の小型化および低コスト化ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】モータユニットの概略断面図である。
【図２】ロータの斜視図である。
【図３】ロータの平面図であって、磁極部の拡大図である。
【図４】ロータの製造工程のフローチャートである。
【図５】磁石挿入工程の説明図である。
【図６】インジェクション装置の側面断面模式図である。
【図７】インジェクション装置をロータコアの軸方向から見たときの模式図である。
【図８】型締め工程の説明図である。
【図９】射出工程の説明図である。
【図１０】他の実施形態に係るインジェクション装置の側面断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、モータユニット１の概略断面図である。
図１に示すように、モータユニット１は、モータ４と、モータ４を収容するハウジング５と、を備えている。なお、以下の説明では、モータ４の中心軸Ｏに沿う方向を軸方向といい、中心軸Ｏと直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ周りに周回する方向を周方向という。
【００２５】
モータ４は、いわゆるインナーロータ型のモータであって、筒状のステータ２と、ステータ２の内側に配置されたロータ３と、ロータ３と同軸に圧入固定され回転可能に支持されたシャフト６と、を備えている。
ステータ２は、電磁鋼板が軸方向に沿って複数積層されることにより形成されたステータコア２０を有している。ステータコア２０は、径方向の内側に向かって延びるティース２１を備えている。ティース２１には、インシュレータ２２を介してコイル２３が巻装されている。
【００２６】
図２は、ロータ３の斜視図である。
図２に示すように、ロータ３は、電磁鋼板が軸方向に沿って複数積層されることにより形成されたロータコア３０を有している。
ロータコア３０の中央部には、貫通孔３０ａが形成されている。ロータコア３０の中央部には、貫通孔３０ａにシャフト６（図１参照）が挿入されて圧入固定される。また、ロータコア３０は、貫通孔３０ａの周囲に複数の肉抜き部３０ｂを有している。
【００２７】
ロータコア３０は、周方向にわたって等間隔に配される複数のスロット群３５を有している。スロット群３５は、肉抜き部３０ｂよりも径方向の外側において、周方向に約４５°ピッチとなるように８か所に設けられている。
スロット群３５は、第一スロット３１、第二スロット３２および第三スロット３３（いずれも請求項における「スロット」に相当。）により構成されている。第一スロット３１、第二スロット３２および第三スロット３３には、それぞれ後述の磁石３６が挿入される。
【００２８】
ロータコア３０には、スロット群３５の周辺部分が磁石３６により磁化されることにより磁極部３７が形成されている。本実施形態のロータ３は、スロット群３５が８か所に設けられており、８極（４極対）の磁極部３７を有している。周方向に隣り合う磁極部３７は、磁石３６によりそれぞれ異なる極に磁化されている。すなわち、ロータ３の磁極部３７は、周方向にＮ極３７ＡとＳ極３７Ｂとが交互に並ぶように形成される。
【００２９】
図３は、ロータ３の平面図であって、磁極部３７の拡大図である。
図３に示すように、スロット群３５は、第一スロット３１と、第一スロット３１を挟んで周方向の両側に形成された第二スロット３２および第三スロット３３と、により形成されている。
第一スロット３１は、平面視で等脚台形状をしており、長手方向が径方向と直交するように設けられている。
第一スロット３１の径方向の外側における内壁（以下、「外側壁３１ａ」という。）には、長手方向の中間部において径方向の外側に窪むとともに、軸方向に沿うように充填溝３１Ａが形成されている。充填溝３１Ａに対応する位置には、後述のロータ３の製造工程において第一スロット３１に熱可塑性樹脂材料を充填するときに、充填用金型５３の充填孔５３ａ（図６参照）が配置される。
【００３０】
第一スロット３１の内部には、磁石３６が挿入配置されている。磁石３６は、例えばネオジム磁石等の永久磁石であって、矩形板状に形成されている。なお、磁石３６は、後述の第二スロット３２および第三スロット３３にも挿入される。
磁石３６の径方向に沿う厚さは、第一スロット３１の径方向に沿う幅よりも薄くなっている。磁石３６は、第一スロット３１の径方向における内側の内壁（以下、「内側壁３１ｂ」という。）に当接した状態で配されている。これにより、磁石３６の径方向の外側面と第一スロット３１の外側壁３１ａとの間には、間隙３１ｃが形成される。
【００３１】
また、磁石３６の周方向の両側には、対称形状の空洞部３１ｄ，３１ｅが形成される。空洞部３１ｄ，３１ｅの体積は、略同一となっている。空洞部３１ｄ，３１ｅは、第一スロット３１に挿入された磁石３６の磁束が漏洩するのを防止する、いわゆるフラックスバリアとして機能している。
【００３２】
間隙３１ｃおよび空洞部３１ｄ，３１ｅを含む第一スロット３１の内壁と磁石３６の外面との間には、熱可塑性樹脂材料が充填されて第一モールド部３８Ａが形成されている。第一モールド部３８Ａは、後述のロータ３の製造工程において、熱可塑性樹脂材料が充填されて固化することにより形成される。第一モールド部３８Ａは、第一スロット３１に対して磁石３６を保持している。なお、第一モールド部３８Ａを形成する熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）が好適である。
【００３３】
第二スロット３２および第三スロット３３は、それぞれ平面視で台形状をしており、径方向の内側から外側に向かって、互いに漸次広がるように配置されている。第二スロット３２と第三スロット３３とは、第一スロット３１を挟んで互いに対称形状に形成されている。
【００３４】
第二スロット３２の外側壁３２ａには、長手方向の中間部よりも第一スロット３１側において、径方向の外側に窪むとともに、軸方向に沿うように充填溝３２Ａが形成されている。充填溝３２Ａに対応する位置には、後述のロータ３の製造工程において第二スロット３２に熱可塑性樹脂材料を充填するときに、充填用金型５３の充填孔５３ａ（図６参照）が配置される。
【００３５】
第二スロット３２の内部には磁石３６が挿入配置されている。磁石３６は、第二スロット３２の内側壁３２ｂに当接した状態で配されている。これにより、磁石３６の径方向の外側面と第二スロット３２の外側壁３２ａとの間には、間隙３２ｃが形成される。
【００３６】
また、磁石３６の周方向の両側には、非対称形状の空洞部３２ｄ，３２ｅが形成される。本実施形態では、磁石３６を挟んで第一スロット３１側（図３における右側）の空洞部３２ｄの体積は、磁石３６を挟んで第一スロット３１とは反対側（図３における左側）の空洞部３２ｅの体積よりも小さくなっている。空洞部３２ｄ，３２ｅは、第二スロット３２に挿入された磁石３６の磁束が漏洩するのを防止する、いわゆるフラックスバリアとして機能している。
【００３７】
間隙３２ｃおよび空洞部３２ｄ，３２ｅを含む第二スロット３２の内壁と磁石３６の外面との間には、熱可塑性樹脂材料が充填されて第二モールド部３８Ｂが形成されている。第二モールド部３８Ｂは、後述のロータ３の製造工程において、熱可塑性樹脂材料が充填されて固化することにより形成される。第二モールド部３８Ｂは、第二スロット３２に対して磁石３６を保持している。なお、第二モールド部３８Ｂを形成する熱可塑性樹脂としては、第一モールド部３８Ａと同様に、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）が好適である。
【００３８】
第三スロット３３は、第二スロット３２と対称形状に形成されている。したがって、第三スロット３３の充填溝３３Ａや、外側壁３３ａ、内側壁３３ｂ、間隙３３ｃ、空洞部３３ｄ，３３ｅ、第三モールド部３８Ｃの構成は、上述した第二スロット３２の充填溝３２Ａや、外側壁３２ａ、内側壁３２ｂ、間隙３２ｃ、空洞部３２ｄ，３２ｅ、第二モールド部３８Ｂと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図１に示すように、ハウジング５は、略筒状に形成されてモータ４を覆うモータハウジング５Ａと、モータハウジング５Ａの軸方向の一端側に設けられた不図示のセンサハウジングと、を備えている。
モータハウジング５Ａには、ステータ２のステータコア２０が例えば不図示のボルト等により固定されている。
センサハウジングには、ロータ３の回転角度を検出可能な例えばレゾルバ等の不図示の回転センサが、ロータ３と同軸となるように取り付けられている。また、センサハウジングには、ロータ３のシャフト６の一端を回転自在に支持する不図示のベアリングが設けられている。なお、ロータ３のシャフト６の他端は、不図示のミッションハウジング等に設けられたベアリングにより回転自在に支持されている。これにより、ロータ３は、ステータ２の内側において回転可能となっている。
【００４０】
（ロータの製造工程）
続いて、上述したロータ３の製造工程（請求項の「ロータ製造方法」に相当。）について説明する。なお、以下の説明において、各部品の符号については、必要に応じて図１から図３を参照されたい。
図４は、ロータ３の製造工程Ｓ１０のフローチャートである。
図４に示すように、本実施形態のロータ３の製造工程Ｓ１０は、主に、磁石挿入工程Ｓ１１と、充填工程Ｓ１３と、固化工程Ｓ１５と、を含む。以下に、各工程の詳細について、図面を用いて説明をする。なお、以下で述べる工程は、ロータコア３０の第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットに対して、それぞれ同様に同一のタイミングで行われる。したがって、以下では、ロータコア３０の第一スロット３１に対して磁石３６を挿入して固定する工程について説明をし、第二スロット３２および第三スロット３３に対して磁石３６を挿入して固定する工程については説明を省略する。
【００４１】
（磁石挿入工程Ｓ１１）
図５は、磁石挿入工程Ｓ１１の説明図であって、ロータコア３０の第一スロット３１を含む側面断面模式図である。
図５に示すように、本実施形態のロータ３の製造工程では、まず磁石挿入工程Ｓ１１を行う。
磁石挿入工程Ｓ１１では、ロータコア３０の貫通孔３０ａに台座治具５１の位置決め部５１ａを挿通し、台座治具５１の台座部５１ｂにロータコア３０の軸方向端面を当接させることにより、ロータコア３０を軸方向および径方向に位置決めした状態でセットする。続いて、ロータコア３０の第一スロット３１に対して、磁石３６を軸方向に沿って挿入して配置する。以上で、磁石挿入工程Ｓ１１が終了する。
【００４２】
（充填工程Ｓ１３）
続いて、充填工程Ｓ１３を行う。以下では、充填工程Ｓ１３で使用されるインジェクション装置５０の概要について図面を用いて説明をした後、充填工程Ｓ１３の詳細について説明をする。
【００４３】
図６は、インジェクション装置５０の側面断面模式図である。
図６に示すように、充填工程Ｓ１３は、主に前述の台座治具５１と、充填孔５３ａが形成された充填用金型５３と、シリンダ６１およびピストン６２を有するインジェクションノズル６０と、加熱型７０（請求項の「加熱装置」に相当。）と、を備えたインジェクション装置５０を用いて行われる。
【００４４】
充填用金型５３は、台座治具５１の台座部５１ｂとは反対側において、例えば不図示の油圧アクチュエータによりロータコア３０の軸方向に沿って移動可能となっている。充填用金型５３は、熱可塑性樹脂材料の充填時において、ロータコア３０の軸方向端面と当接するとともに、ロータコア３０から離反しないように、ロータコア３０の軸方向端面に向かって所定の押圧力により押圧する（いわゆる型締め）。
充填用金型５３の充填孔５３ａは、ロータコア３０の第一スロット３１に形成された充填溝３１Ａに対応する位置に形成されている。
また、充填用金型５３の外面における中央には、インジェクションノズル６０が接続される接続孔５３ｂが設けられている。接続孔５３ｂと充填孔５３ａとは、熱可塑性樹脂材料が通流する通流路５３ｃを通じて連通している。
【００４５】
インジェクションノズル６０は、熱可塑性樹脂材料を射出してロータコア３０の第一スロット３１内に充填するためのものである。インジェクションノズル６０は、ロータコア３０の軸方向に沿って移動可能となっており、熱可塑性樹脂材料の充填時において、先端の射出口６０ａが充填用金型５３の接続孔５３ｂに挿入配置される。
シリンダ６１は、筒状の形状を成して所定の容積を有しており、不図示の供給路を通じて内部に熱可塑性樹脂材料が供給される。
ピストン６２は、例えば不図示の油圧アクチュエータ等によりシリンダ６１の内部をシリンダ６１の軸方向に沿ってスライド移動可能とされる。
インジェクションノズル６０は、ピストン６２がシリンダ６１内をロータコア３０側に向かってスライド移動することにより、熱可塑性樹脂材料を射出する。
【００４６】
図７は、インジェクション装置５０をロータコア３０の軸方向から見たときの模式図であって、図７（ａ）は型締め後の状態を図示しており、図７（ｂ）は型締め前の状態を図示している。なお、図７では、充填用金型５３を二点鎖線で図示するとともに、インジェクションノズル６０（図６参照）の図示を省略している。
図７に示すように、加熱型７０は、全体として平面視で略矩形状に形成されたブロック状の部材であり、中央部にロータコア３０を配置可能となっている。本実施形態の加熱型７０は、同一形状をした４個のスライドコア型７１により４分割されて構成されている。
【００４７】
スライドコア型７１は、それぞれ平面視で略台形状をした部材であり、ロータコア３０の周方向に９０°ピッチで隣接して設けられている。各スライドコア型７１は、ロータコア３０の外周面と対向するように弧状部７２を有している。弧状部７２の曲率半径は、ロータコア３０の外周面の曲率半径と同一となるように設定されている。これにより、スライドコア型７１の弧状部７２は、全面にわたってロータコア３０の外周面に接触可能となっている。
【００４８】
各スライドコア型７１は、ロータコア３０の径方向に沿ってスライド移動可能に設けられている。本実施形態では、各スライドコア型７１の外側に、油圧アクチュエータ７５が設けられている。各スライドコア型７１は、油圧アクチュエータ７５のピストン部７６がロータコア３０の径方向に沿ってスライド移動することにより、ロータコア３０に対して接近離反するように移動するとともに、ロータコア３０の外周面を径方向の外側から内側に向かって押圧可能となっている。
【００４９】
ここで、各スライドコア型７１の内部には、熱源７３が設けられている。熱源７３は、例えば電熱用ニッケルクロム線等の抵抗発熱体であり、通電することにより発熱する。本実施形態のスライドコア型７１は、熱源７３により例えば１２０℃〜２４０℃程度まで発熱可能となっている。スライドコア型７１は、弧状部７２がロータコア３０の外周面に接触した状態で発熱することにより、ロータコア３０を加熱する。
【００５０】
本実施形態の充填工程Ｓ１３は、上述のように構成されたインジェクション装置５０により行われる工程である。充填工程Ｓ１３は、第一スロット３１の内壁と磁石３６の外面との間に熱可塑性樹脂材料である液晶ポリマーを射出して充填する工程であって、型締め工程Ｓ１３Ａと、加熱工程Ｓ１３Ｂと、射出工程Ｓ１３Ｃと、含む。
【００５１】
図８は、型締め工程Ｓ１３Ａの説明図であって、ロータコア３０の第一スロット３１を含む側面断面模式図である。
充填工程Ｓ１３では、まず型締め工程Ｓ１３Ａを行う。図８に示すように、型締め工程Ｓ１３Ａでは、不図示の油圧アクチュエータを駆動して充填用金型５３をロータコア３０に向かって移動させ、ロータコア３０の軸方向端面に接触させる。また、油圧アクチュエータ７５を駆動して各スライドコア型７１をロータコア３０に向かって移動させ、ロータコア３０の外周面に接触させる。そして、充填用金型５３および各スライドコア型７１を所定の押圧力でロータコア３０に対して押圧することにより、いわゆる型締めを行う。これにより、ロータコア３０は、軸方向において、台座治具５１の台座部５１ｂと充填用金型５３とにより挟持される。また、ロータコア３０は、ロータコア３０の外周面の全面に対して加熱型７０のスライドコア型７１が接触した状態で、各スライドコア型７１により囲繞される。
【００５２】
ここで、充填用金型５３の押圧力は、熱可塑性樹脂材料の充填時において、熱可塑性樹脂材料の充填時の内部圧力により充填用金型５３がロータコア３０から離反しないような大きさに設定される。また、各スライドコア型７１の押圧力は、熱可塑性樹脂材料の充填時における内部圧力によりロータコア３０が変形しないように、径方向の外側から保持できる大きさに設定される。
以上で、型締め工程Ｓ１３Ａが終了する。
【００５３】
続いて、充填工程Ｓ１３では、加熱工程Ｓ１３Ｂを行う。
加熱工程Ｓ１３Ｂでは、ロータコア３０の径方向の外側からロータコア３０の外周面に対して加熱型７０の各スライドコア型７１を接触させた状態で、ロータコア３０を加熱する。ロータコア３０の加熱は、各スライドコア型７１の内部に設けられた熱源７３に電流を通電し、各スライドコア型７１を発熱させることで行う。ここで、加熱型７０の各スライドコア型７１は、ロータコア３０の外周面に対して接触していることから、ロータコア３０の温度が瞬時に上昇して目標温度（例えば１２０℃）に到達する。
【００５４】
図９は、射出工程Ｓ１３Ｃの説明図である。
続いて、充填工程Ｓ１３では、射出工程Ｓ１３Ｃを行う。射出工程Ｓ１３Ｃでは、加熱型７０をロータコア３０に接触させた状態で、加熱型７０によりロータコア３０を加熱しつつ、熱可塑性樹脂材料を射出する。
具体的には、図９に示すように、まず、インジェクションノズル６０を充填用金型５３に向かって移動させて、インジェクションノズル６０の先端の射出口６０ａを充填用金型５３の接続孔５３ｂに挿入する。
【００５５】
続いて、インジェクションノズル６０のピストン６２を射出口６０ａに向かって移動させ、第一スロット３１に対して熱可塑性樹脂材料を射出し充填する。ここで、ロータコア３０の第一スロット３１に形成された充填溝３１Ａに対応した位置には、充填用金型５３の充填孔５３ａが配置される。したがって、第一スロット３１内に配置された磁石３６は、第一スロット３１の充填溝３１Ａに充填された熱可塑性樹脂材料の内部圧力により径方向の内側に押圧されて、第一スロット３１の内側壁３１ｂに当接する。
【００５６】
このとき、加熱型７０によりロータコア３０を径方向の外側から加熱しているので、第一スロット３１において最も径方向の外側に位置する充填溝３１Ａの周辺の外側壁３１ａは、第一スロット３１において最も径方向の内側に位置する内側壁３１ｂに比べて、高温となっている。したがって、インジェクションノズル６０から充填溝３１Ａに射出された熱可塑性樹脂材料は、第一スロット３１の外側壁３１ａと磁石３６の外面との間に形成される狭小な間隙３１ｃを固化することなく良好に流動して、第一スロット３１内に確実に充填される。
射出工程Ｓ１３Ｃにより、第一スロット３１内に熱可塑性樹脂材料を充填した時点で、充填工程Ｓ１３が終了する。
【００５７】
続いて、固化工程Ｓ１５を行う。固化工程Ｓ１５では、第一スロット３１内に充填された熱可塑性樹脂材料を自然冷却により固化させる。ここで、従来技術において第一スロット３１内に熱硬化性樹脂材料を充填していた場合には、例えば恒温槽等の加熱器にロータ３を投入して所定温度になるまで所定時間加熱する必要があった。これに対して、本実施形態では、第一スロット３１内に熱可塑性樹脂材料を充填しているので、所定時間加熱することなく自然冷却にて素早く固化することができる。したがって、ロータ３を製造する際の製造工程の簡素化および製造時間の短縮化をすることができる。
第一スロット３１から第三スロット３３の各スロット内に充填された熱可塑性樹脂材料が固化した時点で固化工程Ｓ１５が終了するとともに、ロータ３の製造工程Ｓ１０が終了する。
【００５８】
本実施形態によれば、加熱工程Ｓ１３Ｂは、ロータコア３０の径方向の外側からロータコア３０の外周面に対して加熱型７０を接触させて加熱型７０によりロータコア３０を加熱するので、ロータコア３０を短時間で高温にすることができる。また、射出工程Ｓ１３Ｃでは、加熱型７０をロータコア３０に接触させた状態で、加熱型７０によりロータコア３０を加熱しつつ、熱可塑性樹脂材料を射出するので、熱可塑性樹脂材料が固化することなく速やかに流動して、短時間で確実に第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットの内壁と磁石３６の外面との間に充填される。したがって、ロータ３の製造時間を短縮しつつ熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができる。とりわけ、ロータ３の高効率化の要求にともない、第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットの内壁と磁石３６の外面との間隙が狭小となる傾向にある。これに対して本実施形態によれば、狭小な間隙に対しても、従来技術よりも低い射出圧力で熱可塑性樹脂材料を確実に充填でき、かつロータコア３０の変形を防止することができる。
また、恒温槽等の加熱器が必要ないので、従来技術と比較して、製造設備の小型化および低コスト化ができる。
【００５９】
また、磁石３６よりも径方向の外側の位置から、熱可塑性樹脂材料を射出するので、射出圧力により第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットの内側壁３１ｂ，３２ｂ，３３ｂに磁石を当接させた状態で、第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットの外側壁３１ａと磁石３６との間に熱可塑性樹脂材料を充填することができる。これにより、完成したロータ３が回転し、磁石３６からロータ３に対して遠心力による荷重が発生した場合であっても、熱可塑性樹脂材料（すなわち第一モールド部３８Ａ、第二モールド部３８Ｂ、第三モールド部３８Ｃ）により荷重を分散して、ロータ３に対する応力集中を防止できる。したがって、高回転時においても耐久性に優れたロータ３とすることができる。
【００６０】
また、射出工程Ｓ１３Ｃでは、第一スロット３１から第三スロット３３の複数の各スロットの全てに対して、同一のタイミングで熱可塑性樹脂材料を射出するので、一度に第一スロット３１から第三スロット３３の複数の各スロットに対して熱可塑性樹脂材料を充填することができる。したがって、ロータ３の製造時間をさらに短縮できる。
【００６１】
また、ロータコア３０の外周面の全面に対して加熱型７０のスライドコア型７１を接触させることにより、短時間でロータコア３０を高温にすることができるので、ロータ３の製造時間をさらに短縮できる。また、ロータコア３０の全ての第一スロット３１から第三スロット３３を径方向の外側から加熱できるので、全ての第一スロット３１から第三スロット３３の内壁と磁石３６の外面との間に熱可塑性樹脂材料を確実に充填することができる。
【００６２】
また、射出工程Ｓ１３Ｃでは、加熱型７０がロータコア３０を径方向の外側から内側に向かって、所定の押圧力により押圧した状態で行うので、第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットに熱可塑性樹脂材料を充填するときに、熱可塑性樹脂材料の内部圧力が上昇した場合であっても、ロータコア３０が径方向の外側に膨出して変形するのを防止できる。したがって、ロータ３の製造工程において、製造不良が発生するのを防止できる。
【００６３】
また、充填工程Ｓ１３で第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットに充填される熱可塑性樹脂材料として、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）を好適に採用できる。
【００６４】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００６５】
例えば、実施形態では、第一スロット３１、第二スロット３２および第三スロット３３により構成されたスロット群３５を有するロータ３の製造方法について説明をしたが、スロットの個数や形状等は実施形態に限定されない。
【００６６】
例えば、実施形態では、第一スロット３１、第二スロット３２および第三スロット３３の各スロットに挿入される磁石３６として、ネオジムを主成分とするいわゆるネオジム磁石を採用していたが、磁石３６の種類は実施形態に限定されない。したがって、磁石３６は、例えば、サマリウム（Ｓｍ）やコバルト（Ｃｏ）等を主原料とするいわゆるサマリウムコバルト磁石や、アルミニウム（Ａｌ）やニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等を主原料とするいわゆるアルニコ磁石であってもよい。
【００６７】
また、実施形態では、第一スロット３１から第三スロット３３の各スロットに対して充填される熱可塑性樹脂材料として、液晶ポリマーを採用した場合について説明をしたが、各スロットに対して充填される熱可塑性樹脂材料は、液晶ポリマーに限定されない。したがって、例えば、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ  Ｒｅｓｉｎ：ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ：ＰＥＥＫ）等、液晶ポリマー以外の熱可塑性樹脂材料であってもよい。
【００６８】
また、実施形態における加熱型７０は、同一形状をした４個のスライドコア型７１により４分割されていた。これに対して、加熱型７０の分割数は実施形態に限定されない。したがって、加熱型７０は、例えば６個のスライドコア型により６分割されていてもよいし、８個のスライドコア型により８分割されていてもよい。
【００６９】
（他の実施形態）
図１０は、他の実施形態に係るインジェクション装置１５０の側面断面模式図である。
インジェクション装置５０は、上述の実施形態に限定されることはなく、図１０に示すようなインジェクション装置１５０を採用してもよい。なお、上述の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００７０】
図１０に示すように、他の実施形態に係るインジェクション装置１５０は、台座治具５１と、充填用金型５３と、インジェクションノズル６０と、加熱型７０とにより構成されている。
充填用金型５３は、例えば不図示の油圧アクチュエータにより、ロータコア３０の軸方向に沿って移動可能となっている。充填用金型５３は、テーパブロック５６と、テーパピン５８と、を備えている。
テーパブロック５６は、加熱型７０に向かって突出するように設けられている。テーパブロック５６の端部には、上方から下方に向かって、径方向の内側から外側に傾斜するようにテーパ面５６ａが設けられている。
テーパピン５８は、テーパブロック５６よりも径方向の外側において、加熱型７０に向かって突出するように設けられている。テーパピン５８は、上方から下方に向かって、径方向の内側から外側に傾斜するように設けられている。
【００７１】
加熱型７０は、複数のスライドコア型７１により構成されている。
スライドコア型７１には、テーパブロック５６のテーパ面５６ａと当接可能なテーパ面７１ａが形成されている。スライドコア型７１のテーパ面７１ａは、テーパブロック５６のテーパ面５６ａに対応するように、上方から下方に向かって、径方向の内側から外側に傾斜するように設けられている。
また、スライドコア型７１には、テーパピン５８が挿通可能な挿通孔７１ｂが形成されている。スライドコア型７１の挿通孔７１ｂは、テーパピン５８に対応するように、径方向の内側から外側に傾斜するように設けられている。
【００７２】
充填用金型５３がロータコア３０に向かって移動すると、スライドコア型７１は、テーパブロック５６のテーパ面５６ａおよびテーパピン５８に沿うように、径方向の内側に向かって移動する。そして、充填用金型５３およびスライドコア型７１は、ロータコア３０に対して接触するとともに所定の押圧力で押圧することにより、いわゆる型締めを行う。
上述の他の実施形態によれば、一個の油圧アクチュエータで充填用金型５３を移動させることにより、スライドコア型７１を連動させ、ロータコア３０に対して接近離反させることができる。したがって、スライドコア型７１を駆動するための油圧アクチュエータが不要となるので、低コストなインジェクション装置１５０とすることができる。
【００７３】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００７４】
３  ロータ
３０  ロータコア
３１  第一スロット（スロット）
３２  第二スロット（スロット）
３３  第三スロット（スロット）
３６  磁石
７０  加熱型（加熱装置）
Ｓ１３  充填工程
Ｓ１３Ｂ  加熱工程
Ｓ１３Ｃ  射出工程
【図１】
2015192575.tif 000003
【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】
2015192575.tif 000010
【図９】
2015192575.tif 000011
【図１０】
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