(57)【要約】【課題】生産性を一層向上させることが可能な構造を有する回転電機ロータ、及び、その回転電機ロータを一層効率的に製造することが可能な回転電機ロータの製造方法を提供する。【解決手段】回転電機ロータ１０は、複数の分割コアプレート１２がリング状に配置され積層されると共に、分割コアプレート１２の積層方向に沿ってピン２２が嵌挿されることにより各層が結合されたロータコア１１と、このロータコア１１の内周側に配設された回転軸部材１３とを備える。回転軸部材１３は、ロータコア１１に嵌挿される円筒部１６と、円筒部１６の軸線方向の一端側から直径方向に延在し且つピン２２の一端を保持する凹部１７ａが穿設された鍔部１７とを有している。さらに、回転電機ロータ１０において、ロータコア１１と鍔部１７との間には、凹部１７ａに対応する位置にピン２２が嵌挿される貫通孔１５ｂを備えた端面プレート１５が介在している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割コアプレートがリング状に配置され積層されると共に、前記分割コアプレートの積層方向に沿って結合部材が嵌挿されることにより各層が結合されたロータコアと、前記ロータコアの内周側に配設された回転軸部材とを備える回転電機ロータであって、
前記回転軸部材は、前記ロータコアに嵌挿される円筒部と、該円筒部の軸線方向の一端側から直径方向に延在し且つ前記結合部材の一端を保持する凹部が穿設された鍔部とを有し、
前記ロータコアと前記鍔部との間には、前記凹部に対応する位置に前記結合部材が嵌挿される貫通孔を備えた端面プレートが介在していることを特徴とする回転電機ロータ。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機ロータにおいて、
前記分割コアプレートは、前記積層方向に沿って形成され、磁石が装着される磁石装着孔と、該磁石装着孔の周方向中央位置の内周側に設けられ、前記結合部材が嵌挿される結合孔が形成された凸部とを有し、
前記回転軸部材における前記円筒部の外周側には、前記凸部に対応する溝部が軸線方向に沿って形成されていることを特徴とする回転電機ロータ。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機ロータにおいて、
前記ロータコアは、重なり合う層間での前記各分割コアプレートの端部の位相が、隣り合う前記結合孔間の位相差と同位相だけ互いにずらされた状態で交互に積層されていることを特徴とする回転電機ロータ。
【請求項４】
請求項２記載の回転電機ロータにおいて、
前記分割コアプレートの前記凸部と、前記回転軸部材の前記溝部とが嵌合されていることを特徴とする回転電機ロータ。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機ロータにおいて、
前記円筒部における前記鍔部が設けられた軸線方向の一端側とは反対側の他端側には、該円筒部の径を縮径した段付部が設けられていることを特徴とする回転電機ロータ。
【請求項６】
複数の分割コアプレートがリング状に配置され積層されると共に、前記分割コアプレートの積層方向に沿って結合部材が嵌挿されることにより各層が結合されたロータコアと、前記ロータコアの内周側に円筒部が嵌挿された回転軸部材とを備える回転電機ロータの製造方法であって、
前記回転軸部材における前記円筒部の軸線方向の一端側から直径方向に延在する鍔部と対向するように、前記円筒部の軸線方向の他端側に形成された段付部にリング状の端面プレートを配置すると共に、前記鍔部に穿設された凹部と、前記端面プレートの前記凹部に対応する位置に形成された貫通孔とにより、前記結合部材を保持する第１ステップと、
一方から前記分割コアプレートが押し込まれることで該分割コアプレートが保持され積層される保持部の他方に、前記端面プレートが対応するように前記回転軸部材を配置する第２ステップと、
前記分割コアプレートを積層しながら前記保持部に押し込むことで積層される前記分割コアプレートにより前記端面プレートを押圧し、該端面プレートが前記鍔部に当接するまで前記円筒部に対して嵌挿させると共に、各層の各分割コアプレートに形成された結合孔に前記結合部材を嵌挿させて各層間を結合する第３ステップと、
を有することを特徴とする回転電機ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分割コアプレートがリング状に配置され積層されたロータコアと、該ロータコアの内周側に配設された回転軸部材とを備える回転電機ロータ及び該回転電機ロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動機のロータコアはリング状に成形された薄板鋼板を積層することによりリング状（円筒状）に構成されている。このため、各薄板鋼板は板部材からリング状に切り出され、その内周部分が利用されない。
【０００３】
そこで、前記板部材の利用率を向上させるため、周方向に分割された複数の扇状の薄板鋼板からなる分割コアプレートから構成するロータコアが採用されるに至っている。
【０００４】
このようなロータコアにおいて、本出願人は、分割コアプレートを交互に積層し、成形するロータコア（リングコア）の製造方法を提案している（特許文献１参照）。この製造方法によれば、板部材の利用率が向上すると共に、分割コアプレートの積層時間を短縮させることが可能となる。
【０００５】
さらに、本出願人は、複数の分割コアプレートをリング状に配置して積層した後、積層方向に結合部材を嵌挿させることにより各層を結合するロータコアの製造方法を提案している（特許文献２参照）。この製造方法では、各分割コアプレートの結合部を打ち抜き後、再び分割コアプレートに戻された打ち抜き部を結合部材により連続して排出しながら各層を結合することにより、一層容易に且つ迅速にロータコアの各層間を結合することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２３０２２号公報
【特許文献２】特願２００６−２６９６０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記の特許文献２に記載の製造方法では、ロータコアを積層する工程と、結合部材を嵌挿する工程とが別工程となっており、また、成形したロータコアを回転電機ロータとして使用する場合には、さらに別工程にて該ロータコアの内周側にボス部である回転軸部材を組み付ける必要がある。従って、このような回転電機ロータの製造においては、工程数を一層少なくし、生産性を一層向上させることが希求されている。
【０００８】
本発明は、上記従来の技術に関連してなされたものであり、生産性を一層向上させることが可能な構造からなる回転電機ロータと、この回転電機ロータを一層効率的に製造することが可能な回転電機ロータの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転電機ロータは、複数の分割コアプレートがリング状に配置され積層されると共に、前記分割コアプレートの積層方向に沿って結合部材が嵌挿されることにより各層が結合されたロータコアと、前記ロータコアの内周側に配設された回転軸部材とを備える回転電機ロータであって、前記回転軸部材は、前記ロータコアに嵌挿される円筒部と、該円筒部の軸線方向の一端側から直径方向に延在し且つ前記結合部材の一端を保持する凹部が穿設された鍔部とを有し、前記ロータコアと前記鍔部との間には、前記凹部に対応する位置に前記結合部材が嵌挿される貫通孔を備えた端面プレートが介在していることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、前記鍔部に設けられた凹部と、前記端面プレートに設けられた貫通孔との間で前記結合部材を予め保持した状態の組付体を、分割コアプレートの積層工程に組み入れることにより、当該積層工程において、分割コアプレートを積層すると同時に、前記結合部材をロータコアの各層に嵌挿させることができ、さらに、該ロータコアを回転軸部材の円筒部に嵌合させることができる。すなわち、本発明に係る回転電機ロータは、その製造工程において、各層の積層や、結合部材及び回転軸部材の嵌挿に要する工程を同時並行的に行うことができ、このため、極めて高い生産性を得ることができる。
【００１１】
この場合、前記円筒部における前記鍔部が設けられた軸線方向の一端側とは反対側の他端側に、該円筒部の径を縮径した段付部が設けられていると、前記鍔部に設けられた凹部と、前記端面プレートに設けられた貫通孔との間で前記結合部材を保持する際に、前記段付部に端面プレートを配置することができるため、その組み付け作業時に、端面プレートを円筒部に圧入する必要がなく、作業性を一層向上させることができる。
【００１２】
また、前記分割コアプレートが、前記積層方向に沿って形成され、磁石が装着される磁石装着孔と、該磁石装着孔の周方向中央位置の内周側に設けられ、前記結合部材が嵌挿される結合孔が形成された凸部とを有し、前記回転軸部材における前記円筒部の外周側に、前記凸部に対応する溝部が軸線方向に沿って形成されていると、ロータコアと回転軸部材との位置決め（位相決め）を一層容易に行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、前記ロータコアが、重なり合う層間での前記各分割コアプレートの端部の位相が、隣り合う前記結合孔間の位相差と同位相だけ互いにずらされた状態で交互に積層されていると、積層されている分割コアプレートを一層強固に保持（固定）することができ、本発明に係る回転電機ロータの高速回転運転の耐久性を向上することが可能となる。
【００１４】
またさらに、前記分割コアプレートの前記凸部と、前記回転軸部材の前記溝部とが嵌合されていると、ロータコアと回転軸部材との間をより強固に結合することができ、本発明に係る回転電機ロータの回転時に発生する回転トルクによる周方向の位相ずれを一層確実に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る回転電機ロータの製造方法は、複数の分割コアプレートがリング状に配置され積層されると共に、前記分割コアプレートの積層方向に沿って結合部材が嵌挿されることにより各層が結合されたロータコアと、前記ロータコアの内周側に円筒部が嵌挿された回転軸部材とを備える回転電機ロータの製造方法であって、前記回転軸部材における前記円筒部の軸線方向の一端側から直径方向に延在する鍔部と対向するように、前記円筒部の軸線方向の他端側に形成された段付部にリング状の端面プレートを配置すると共に、前記鍔部に穿設された凹部と、前記端面プレートの前記凹部に対応する位置に形成された貫通孔とにより、前記結合部材を保持する第１ステップと、一方から前記分割コアプレートが押し込まれることで該分割コアプレートが保持され積層される保持部の他方に、前記端面プレートが対応するように前記回転軸部材を配置する第２ステップと、前記分割コアプレートを積層しながら前記保持部に押し込むことで積層される前記分割コアプレートにより前記端面プレートを押圧し、該端面プレートが前記鍔部に当接するまで前記円筒部に対して嵌挿させると共に、各層の各分割コアプレートに形成された結合孔に前記結合部材を嵌挿させて各層間を結合する第３ステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
このような方法によれば、第１ステップにおいて組み付けられる結合部材を保持した回転軸部材及び端面プレートの組付体を、第２ステップにおいて、分割コアプレートの積層を行う装置にセットする。これにより、分割コアプレートの積層工程である第３ステップにおいて、分割コアプレートを積層すると同時に、前記結合部材をロータコアの各層に嵌挿させることができ、さらに、該ロータコアに回転軸部材の円筒部を嵌挿させることができる。すなわち、本発明に係る回転電機ロータの製造方法によれば、各層の積層や、結合部材及び回転軸部材の嵌挿に要する工程を同時並行的に行うことができるため、一層効率的に回転電機ロータを製造することが可能となり、その生産性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ロータコアを構成する各層の積層や、各層を結合する結合部材の嵌挿、さらに前記ロータコアへの回転軸部材の嵌挿に要する工程を同時並行的に行うことができる。このため、回転電機ロータの製造効率を一層向上させることが可能となり、しかも、生産性の高い回転電機ロータが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る回転電機ロータについて、その回転電機ロータを製造する製造方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機ロータの製造方法により製造された回転電機ロータ１０の斜視図であり、図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。本実施形態に係る回転電機ロータ１０は、図示しないステータ（固定子）等と共に回転電機（電動機）を構成するものである。
【００２０】
回転電機ロータ１０は、薄板扇状の分割コアプレートをリング状に配置して積層したロータコア１１と、該ロータコア１１の内周側に配設された回転軸部材（ボス部）１３と、該回転軸部材１３の下端側に形成された鍔部１７と前記ロータコア１１との間に介在した端面プレート１５とから構成されている。
【００２１】
図３に示すように、ロータコア１１は、薄板扇状の電磁鋼板からなる分割コアプレート（ロータコアピース）１２を周方向に複数枚（本実施形態では３枚）配置してリング状に形成したコアプレート１４を複数枚（本実施形態では５０枚）積層して構成されている。
【００２２】
このようなロータコア１１では、各分割コアプレート１２に４個ずつ、つまり、各層に１２個ずつ設けられた孔部（結合孔）２０に、非磁性材料（非磁性体）からなるピン（結合部材）２２が積層方向（軸方向）に沿って嵌挿され、各層間が結合されている。なお、ロータコア１１の積層枚数は、その使用条件等に応じて適宜変更可能である。
【００２３】
前記ピン２２を構成する非磁性材料としては、アルミニウム、真鍮、オーステナイト系ステンレス鋼等が挙げられ、本実施形態の場合、強度や入手の容易さ等を考慮してオーステナイト系ステンレス鋼を用いている。なお、前記アルミニウムの場合には強度が低いため、ピン２２の径を太くする必要があり、真鍮の場合には強度的には十分であるが、入手が難しくコストが増加する可能性がある。
【００２４】
このようなロータコア１１では、重なり合う層間、例えば、最下層である第１層と、その上層である第２層との間では、各層を構成する分割コアプレート１２同士が当接する端部（突き当て面）の位相（周方向での角度位置）が、隣り合う孔部２０間の位相差と同位相だけ互いにずらされた状態で積層されている。
【００２５】
すなわち、第１層のコアプレート１４を構成するうちの所定の２枚の分割コアプレート１２同士の端部の当接位置を図３中に矢印Ａ１で示した場合、第２層のコアプレート１４を構成するうちの所定の２枚の分割コアプレート１２同士の端部の当接位置は矢印Ａ２で示される。同様に、第３層のコアプレート１４では矢印Ａ３で示され、第４層のコアプレート１４では矢印Ａ４で示され、第５層のコアプレート１４では矢印Ａ１で示され、その上層でも同様な順序で積層される。この場合、各矢印Ａ１〜Ａ４の位相は、それぞれ６０°ずつずれている。一方、各層、例えば、第１層における前記端部の当接位置は、矢印Ａ１で示す位置を基準として１２０°刻みで合計３箇所に位置しており、第２層における前記端部の当接位置は、矢印Ａ２で示す位置を基準として１２０°刻みで合計３箇所に位置しており、他の層でも同様である。
【００２６】
具体的には、図４に示すように、例えば、第１層（最下層）を構成するコアプレート１４では、分割コアプレート１２同士が当接する端部（突き当て面）の位置Ａ１が、所定角度θ１（本実施形態では１２０°）刻みで合計３箇所に配置されている。そして、第２層を構成するコアプレート１４では、分割コアプレート１２同士が当接する端部の位置Ａ２が、前記位置Ａ１から所定角度θ２（本実施形態では３０°）ずれた位置とされている。さらに、第３層を構成するコアプレート１４では、端部の位置Ａ３が、前記位置Ａ２からさらに所定角度θ２（本実施形態では３０°）ずれた位置とされ、その上層でも同様である。このように、ロータコア１１では、各層が前記所定角度θ２（３０°）ずつずらされた状態で積層されている。そして、このような所定角度θ２は、隣り合う２つの孔部２０間の位相差と同一となっている（図４参照）。
【００２７】
図４に示すように、前記分割コアプレート１２には、その内周側の円弧状縁部に略半円状の凸部（突出部）２４が４個形成され、各凸部２４は分割コアプレート１２が３枚配置されたコアプレート１４において等間隔に配置される。前記凸部２４の略中央部には、ピン２２が嵌挿される孔部２０が形成されている。さらに、分割コアプレート１２には、その外周側の円弧状縁部に沿って略等間隔に、矩形状からなる４個のマグネット孔（磁石装着孔）２８が形成されている。該マグネット孔２８には、コアプレート１４が層状に積層された状態で、図示しないマグネット（磁石）が嵌挿される。この場合、前記の各凸部２４は、各マグネット孔２８の中心と同一位相位置とされている。
【００２８】
図５に示すように、回転軸部材１３は、前記ロータコア１１の内周側に嵌挿される円筒部１６と、該円筒部１６の軸線方向の一端側（下端側）から直径方向に延在する鍔部（フランジ部）１７とから構成され、前記ロータコア１１が嵌挿され回転電機ロータ１０として成形された状態では、前記鍔部１７の上面に端面プレート１５を挟んでロータコア１１が配置される（図２参照）。
【００２９】
前記円筒部１６の外周面には、前記ロータコア１１の凸部２４に対応して軸線方向に延在する溝部１６ａが周方向に１２個形成されており、各溝部１６ａの位置に対応した前記鍔部１７の上面側には、ピン２２が位置決め保持される凹部１７ａが穿設されている（図５、図６Ａ及び図６Ｂ参照）。従って、ロータコア１１の凸部２４に、前記溝部１６ａと嵌合させるための圧入代を設けておくことで、ロータコア１１と回転軸部材１３とを強固に結合することができる。
【００３０】
このような円筒部１６において、鍔部１７が設けられた軸線方向の一端側とは反対側の他端側（上端側）の縁部には、該円筒部１６をやや縮径したの段付部１６ｂが形成されている。該段付部１６ｂは、先端側に向けて縮径するテーパ状に形成してもよい。
【００３１】
回転軸部材１３の底面側には、円筒部１６よりも小径で高さの低い円筒突起部１８が突出しており（図６Ｂ及び図６Ｃ参照）、これら円筒部１６及び円筒突起部１８の軸線方向には、３段に内径が変化した軸孔１９ａ〜１９ｃが貫通している。
【００３２】
前記端面プレート１５は、図５に示すように、コアプレート１４と略同形状に形成されたリング状の薄板であり、回転軸部材１３を構成する円筒部１６に嵌挿可能とされる。従って、該端面プレート１５の内周側には、略半円状で前記溝部１６ａに対応する凸部１５ａが周方向に１２個形成されており、各凸部１５ａにおいて、前記鍔部１７の凹部１７ａに対応する略中央部には、貫通孔１５ｂが形成されている。該貫通孔１５ｂは、後述する回転電機ロータ１０の成形工程時、前記鍔部１７の凹部１７ａと共に、ピン２２を位置決め保持する機能を果たす。
【００３３】
次に、基本的には以上のように構成される本実施形態に係る回転電機ロータ１０の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る回転電機ロータ１０を製造するための製造装置であるロータ製造ライン３０の構成を示す概略平面図である。
【００３５】
ロータ製造ライン３０は、第１成形装置３１ａと、該第１成形装置３１ａに並設された第２成形装置３１ｂとから構成される。このロータ製造ライン３０では、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂに跨る薄板帯状の電磁鋼板からなる板部材３２が、矢印Ｘ方向に１ピッチずつ（図７中の矢印１Ｐずつ）搬送される。そして、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂにより、板部材３２から分割コアプレート１２が並行して２枚ずつ連続成形され、それぞれ積層されて２個の回転電機ロータ１０が並行して製造される。
【００３６】
前記第１成形装置３１ａは、板部材３２が搬送される上流側から下流側（矢印Ｘ方向）に向かって、パイロット孔成形金型３４と、孔部成形金型３６と、外形抜き戻し金型４０と、マグネット孔成形金型４２と、ロータ成形金型４６とを備える。これら各金型は、例えば、孔部や分割コアプレートを打ち抜くためのパンチを備える上型（図示せず）と、該上型に対向配置され、その上面を板部材３２が搬送される下型（図示せず）とから構成される。
【００３７】
前記第２成形装置３１ｂは、前記第１成形装置３１ａと略同一構成であり、パイロット孔成形金型３４及び孔部成形金型３６は、第１成形装置３１ａのそれらと一体に構成される。また、孔部成形金型３６からやや離間した下流側に、外形抜き戻し金型４０、マグネット孔成形金型４２及びロータ成形金型４６が順次備えられる。該第２成形装置３１ｂにおいて、孔部成形金型３６、外形抜き戻し金型４０、マグネット孔成形金型４２及びロータ成形金型４６は、前記第１成形装置３１ａのそれらと比較して、それぞれが板部材３２の搬送方向（矢印Ｘ方向）に直交する方向で対称に構成されている。
【００３８】
図８は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第１工程を説明する一部省略平面図である。この製造方法において、各工程は前記板部材３２を１ピッチ搬送する毎に実施されるものとし、各工程で稼動される金型には図中に符号Ｏｐを記している。なお、１つの工程で複数の金型が同期した状態で同時稼動される場合には、稼動される全ての金型に符号Ｏｐを記している。
【００３９】
図８に示すように、先ず、第１工程において、図示しない搬送手段により搬送された板部材３２に対し、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂのパイロット孔成形金型３４でパイロット孔４７、４７及び４８、４８をあける。これらパイロット孔４７、４８は、工程毎に、各金型やロータ製造ライン３０上に設けられたパイロットピン（図示せず）に係合され、板部材３２を所定位置に位置決めする機能を果たす。前記パイロット孔４７は、主に第１成形装置３１ａにて使用され、前記パイロット孔４８は、主に第２成形装置３１ｂにて使用される。
【００４０】
なお、ロータ製造ライン３０では、パイロット孔成形金型３４は２工程に１回、すなわち、奇数工程時に稼動されるものとするが、これに限らず、例えば、全工程で稼動するように設定してもよい。
【００４１】
前記第１工程においてパイロット孔４７、４８をあけた後、板部材３２を２ピッチ搬送して（矢印Ｘの方向）、パイロット孔４７、４８を前記パイロットピンに係合させて板部材３２を位置決めする。なお、パイロット孔４７、４８とパイロットピンとによる位置決め作業は、通常、各工程とも同様に実施されるため、以下では説明を省略する。
【００４２】
図９は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第３工程を説明する一部省略平面図である。
【００４３】
第３工程では、パイロット孔成形金型３４で新たなパイロット孔４７、４８を、前記第１工程であけたパイロット孔４７、４８よりも２ピッチ後方（上流側）にあける。同時に、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂの孔部成形金型３６により、各成形装置３１ａ、３１ｂにおける１枚目の分割コアプレート１２に設けられることになる孔部２０をあける。
【００４４】
前記第３工程の後、板部材３２を１ピッチ搬送する。次いで、第３工程と同様に孔部成形金型３６を稼動して、前記第３工程であけた孔部２０よりも１ピッチ後方に、各成形装置３１ａ、３１ｂにおける２枚目の分割コアプレート１２に設けられることになる孔部２０をあける（第４工程）。その後、板部材３２を１ピッチ搬送する。
【００４５】
図１０は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第５工程を説明する一部省略平面図である。
【００４６】
第５工程では、パイロット孔成形金型３４で新たなパイロット孔４７、４８を、前記第３工程であけたパイロット孔４７、４８よりも２ピッチ後方にあける。同時に、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂの孔部成形金型３６により、前記第４工程であけた孔部２０よりも１ピッチ後方に、各成形装置３１ａ、３１ｂにおける３枚目の分割コアプレート１２に設けられることになる孔部２０をあける。
【００４７】
前記第５工程の後、板部材３２を３ピッチ搬送する。この間、第７工程にて、パイロット孔成形金型３４により新たなパイロット孔４７、４８があけられる。また、第６及び第７工程にて孔部成形金型３６により、４、５枚目の分割コアプレート１２に設けられることになる孔部２０をあける。
【００４８】
図１１は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第８工程を説明する一部省略平面図である。
【００４９】
第８工程では、孔部成形金型３６により新たな孔部２０を、前記第７工程であけた孔部２０よりも１ピッチ後方にあける。同時に、第１成形装置３１ａの外形抜き戻し金型４０により、該第１成形装置３１ａで成形される１枚目の分割コアプレート１２の外形（輪郭）を打ち抜き、プッシュバックを実施する。このプッシュバックとは、ワーク（この場合には、分割コアプレート１２）を打ち抜き加工する場合に、打ち抜かれたワークを再び元の位置に押し戻す加工方法である。
【００５０】
ここで、図１２Ａ〜図１２Ｃを参照して外形抜き戻し金型４０のプッシュバック機構について説明する。
【００５１】
パイロット孔４７とパイロットピンによる位置決め作用下に、先ず、図１２Ａに示すように、板部材３２を外形抜き戻し金型４０にセットする。該外形抜き戻し金型４０は、上型５０と下型５２とから構成され、下型５２はプッシュバック機構５５を備えている。
【００５２】
次いで、図１２Ｂに示すように、上型５０を矢印Ｙ１方向に下降させ、分割コアプレート１２を打ち抜く。
【００５３】
続いて、上型５０を上昇させ、プッシュバック機構５５を構成する戻し部５３を矢印Ｙ２方向へと上昇させる。
【００５４】
すなわち、図１２Ｃに示すように、前記分割コアプレート１２が打ち抜かれて形成された板部材３２の抜き孔部３２ａへと、プッシュバック機構５５により分割コアプレート１２を突き戻す。これにより、前記のように打ち抜かれた分割コアプレート１２は、自身が打ち抜かれて形成された板部材３２の抜き孔部３２ａに嵌め戻され、以降の工程へと搬送されることになる。
【００５５】
このような第８工程の後、板部材３２を４ピッチ搬送する。この間、第９及び第１１工程にて、パイロット孔成形金型３４により新たなパイロット孔４７、４８が順次あけられる。また、第９〜第１１工程にて、孔部成形金型３６により新たな孔部２０が順次形成され、さらに、第１成形装置３１ａの外形抜き戻し金型４０により２〜４枚目の分割コアプレート１２が抜き戻し成形される。
【００５６】
図１３は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第１２工程を説明する一部省略平面図である。
【００５７】
第１２工程では、孔部成形金型３６により、前記第１１工程にて形成された孔部２０の１ピッチ後方に、新たな孔部２０を形成する。同時に、第１成形装置３１ａの外形抜き戻し金型４０により、前記第１１工程にて抜き戻し成形された４枚目の分割コアプレート１２の１ピッチ後方に、５枚目の分割コアプレート１２を抜き戻し成形する。さらに、この第１２工程では、第１成形装置３１ａのマグネット孔成形金型４２により、１枚目の分割コアプレート１２にマグネット孔２８をあける。
【００５８】
前記第１２工程の後、板部材３２を１１ピッチ搬送する。この間、第１３〜第２２工程では、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂのパイロット孔成形金型３４及び孔部成形金型３６と、第１成形装置３１ａの外形抜き戻し金型４０及びマグネット孔成形金型４２とが適宜稼動され、板部材３２に対する所定の加工が実施される。
【００５９】
図１４は、ロータ製造ライン３０による回転電機ロータ１０の製造方法の第２３工程を説明する一部省略平面図である。
【００６０】
第２３工程では、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂのパイロット孔成形金型３４及び孔部成形金型３６により、新たなパイロット孔４７、４８及び孔部２０を成形する。同時に、第１成形装置３１ａの外形抜き戻し金型４０により、新たな分割コアプレート１２を抜き戻し成形すると共に、マグネット孔成形金型４２により、新たな分割コアプレート１２にマグネット孔２８をあける。
【００６１】
そして、この第２３工程では、１枚目の分割コアプレート１２がロータ成形金型４６の抜き落とし位置Ｄ（図１５中に点線で囲む範囲）に達することになる。そこで、該ロータ成形金型４６を稼動して、前記外形抜き戻し金型４０にて打ち抜き後、プッシュバックにより戻された分割コアプレート１２を抜き落とす。このロータ成形金型４６は、その後の各工程（第２４工程以降）においても順次稼動され、分割コアプレート１２をリング状に配置しながら積層してロータコア１１を成形すると共に、該成形したロータコア１１と回転軸部材１３とを嵌合させて回転電機ロータ１０を成形するものである。
【００６２】
そこで、次に、ロータ成形金型４６により分割コアプレート１２を板部材３２から抜き落として積層し、回転電機ロータ１０を成形する方法について、図面を参照しながら説明する。
【００６３】
図１５〜図１７に示すように、ロータ成形金型４６は、内周側に環状溝部５４ｂを有する段部５４ａが周設された略円筒形状の上部枠体５４と、前記上部枠体５４の下面を支持する略円筒形状の下部枠体６０とを有する。さらに、上部枠体５４の前記段部５４ａに配設され、内周側及び外周側にそれぞれ段部５６ａ及び環状溝部５６ｂが周設された略円筒形状の可動枠体５６と、該可動枠体５６の前記段部５６ａに固着されたリング部材（アウターガイド部材、カシメリング）５８とから構成されるアウターガイド部材５７を有する。該アウターガイド部材５７は、サーボモータ（回転駆動源）５９の回転駆動力により回転可能に構成されている。なお、リング部材５８と可動枠体５６とは一体に構成してもよい。
【００６４】
また、図１７に示すように、前記上部枠体５４における下部枠体６０と当接する下面側には、板部材３２の搬送方向である矢印Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向に沿う第１通路５４ｃと、該第１通路５４ｃよりもやや大きな第２通路５４ｄとが連通しており、第１通路５４ｃ内には、矢印Ｙ方向に進退可能な搬出部材６３が配置されている。
【００６５】
さらに、ロータ成形金型４６において、前記リング部材５８の内周側には、油圧シリンダ機構（背圧付与機構）６１を構成する段付き円柱形状のロッド部６２の先端側でバックアップされることで所定位置（高さ）に保持されたインナーガイド部材（ガイド部材）６４が配置されている。
【００６６】
油圧シリンダ機構６１は、可動枠体５６、上部枠体５４及び下部枠体６０の内周側を挿通する前記ロッド部６２を昇降自在に且つ所定位置で停止自在に構成されており、ロッド部６２の下端側にはフランジ部６２ａが設けられている。該フランジ部６２ａは、前記下部枠体６０の内周部に形成されたフランジ部６０ａに当接することにより、前記ロッド部６２が所定位置（高さ）以上に上昇しないための位置決め部として機能する。また、ロッド部６２の先端側（上端側）には、軸受６６とテーブル６８とが順に挿通された先端ロッド６２ｂを形成する段部６２ｃが設けられている。前記軸受６６は、その下面側が段部６２ｃの底面に固着され、その上面側にはテーブル６８が固着されている。すなわち、テーブル６８は、先端ロッド６２ｂを軸中心として軸受６６により回転自在に支承されている。
【００６７】
図１６及び図１７に示すように、前記ロッド部６２の先端側には、端面プレート１５と共にピン２２を位置決め保持した回転軸部材１３が取り付けられる。
【００６８】
ここで、図１８は、ロッド部６２の先端側に取り付けられる際の、回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２の組み付け状態を説明するための図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。図１８に示すように、回転軸部材１３及び端面プレート１５がロッド部６２の先端側に取り付けられる際には、回転軸部材１３の円筒部１６に形成された溝部１６ａと、端面プレート１５の凸部１５ａとが互いに係合された状態で、該端面プレート１５が円筒部１６の段付部１６ｂに位置決め載置される。この際、端面プレート１５の各貫通孔１５ｂに、ピン２２の一端（上端）が嵌められる一方、これら各貫通孔１５ｂに対応する鍔部１７の各凹部１７ａに、ピン２２の他端（下端）が嵌められる。これにより、端面プレート１５と鍔部１７との間で、ロータコア１１を結合するための１２本のピン２２が確実に保持される。
【００６９】
従って、図１８に示すように組み付けられた回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２の組付体をロッド部６２の先端側に取り付ける際には、回転軸部材１３の２段目の軸孔１９ｂにロッド部６２を構成する先端ロッド６２ｂを挿通させると共に、該回転軸部材１３の底面側の円筒突起部１８をテーブル６８の上面に着座させる（図１６及び図１７参照）。そうすると、テーブル６８上に着座した回転軸部材１３の円筒部１６の上面及び端面プレート１５の上面が、実質的にロッド部６２の先端面を構成することになる。また、回転軸部材１３の軸孔１９ａが、インナーガイド部材６４の下面に設けられた凸部（後述するボルト６９の頭部）の逃げ部として機能する。
【００７０】
一方、前記インナーガイド部材６４は、その外周面により、順次積層されるコアプレート１４の内周側の環状縁部を支持及びガイドする機能を果たす。このようなインナーガイド部材６４は、コアプレート１４の内周側に当接する第１ガイド部材（駒部材）７６と、該第１ガイド部材７６の内側に板ばね７８を介して配置された第２ガイド部材（駒部材）８０とからなる組（セット）が、リング状に複数組（本実施形態の場合、１２組）並べられた外郭部材８２と、該外郭部材８２の内周側に配置された中央部材８４とから構成されている。
【００７１】
第２ガイド部材８０の内周側には、高さ方向略中央部から上下方向に向かって拡径しながら傾斜する傾斜面８０ａ及び８０ｂが形成されており、中央部材８４は、これら傾斜面８０ａ及び８０ｂに対応した円錐台形状からなる一対の楔部材８６ａ及び８６ｂを有する。これら楔部材８６ａ、８６ｂの軸中心にはねじ孔８７が貫通しており、該ねじ孔８７にはボルト６９が螺合されている。また、楔部材８６ａ及び８６ｂにより挟まれる部分には、スペーサ（シム）８８が挿入されている。該スペーサ８８は、ボルト６９がねじ孔８７に螺入され、楔部材８６ａ及び８６ｂが互いに締結された際に、これら楔部材８６ａ及び８６ｂの軸線方向（上下方向）での位置を規定するものである。
【００７２】
従って、インナーガイド部材６４では、楔部材８６ａ及び８６ｂ間に挿入されるスペーサ８８の板厚を変更することで、ボルト６９を締結した際の楔部材８６ａ及び８６ｂの軸線方向での位置（楔部材８６ａ及び８６ｂの間隔）を適宜設定可能である。これにより、第２ガイド部材８０の直径方向での位置が、傾斜面８０ａ及び８０ｂと、楔部材８６ａ及び８６ｂとの間の摺接作用によって適宜調整される。すなわち、スペーサ８８の板厚を薄くすると、楔部材８６ａと楔部材８６ｂとが互いに近接する。このため、第２ガイド部材８０が直径方向に拡がる方向で押圧されることにより、外郭部材８２が直径方向（放射方向）に拡径され、第１ガイド部材７６とリング部材５８との間の隙間８９の寸法Ｒ１（図１５参照）が収縮される。反対に、スペーサ８８の板厚を厚くすると、楔部材８６ａと楔部材８６ｂとが互いに離間する。このため、外郭部材８２が直径方向（放射方向）に縮径され、第１ガイド部材７６とリング部材５８との間の隙間８９の寸法Ｒ１が拡大される。
【００７３】
また、第２ガイド部材８０の外周側には環状溝部８０ｃが周設されており、該環状溝部８０ｃには、第１ガイド部材７６の内周側に周設された環状凸部７６ｂが係合している。従って、第１ガイド部材７６と第２ガイド部材８０とは、上下方向に対して互いに一体に構成される。
【００７４】
以上のように構成されるインナーガイド部材６４において、外郭部材８２の外周面、すなわち、リング状に配置された各第１ガイド部材７６で構成される外周面は、順次積層されるコアプレート１４の内周側の環状縁部に対応する形状とされている。従って、リング状に配置された各第１ガイド部材７６で構成される外周面には、軸線方向に延在する複数の溝部７６ａが形成され、これら溝部７６ａは、コアプレート１４の内周側に形成された凸部２４と係合可能とされている。
【００７５】
図１６及び図１７に示すように、サーボモータ５９は、上部枠体５４の環状溝部５４ｂに固着されたロータ５９ａと、アウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６の環状溝部５６ｂに固着されたステータ５９ｂとから構成される。この場合、ロータ５９ａは、可動枠体５６の外周面を帯状に囲繞するように周設されており、ステータ５９ｂは、このようなロータ５９ａと対向するように配設されている。すなわち、サーボモータ５９は、回転駆動対象であるアウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６にロータ５９ａが直接配設された、いわゆるダイレクトドライブモータとして構成されている。
【００７６】
従って、サーボ制御部９０の制御下に、ステータ５９ｂに設けられた図示しないコイルに電流を流すことにより、ロータ５９ａを所定角度回転させることが可能であり、該ロータ５９ａと共に、アウターガイド部材５７（可動枠体５６及びリング部材５８）を高精度に、しかも迅速に所定角度回転させることができる。この際、アウターガイド部材５７の近傍にセンサ９１を配置して、該センサ９１により検出されるアウターガイド部材５７の回転角度情報及び角度位置（位相）情報をサーボ制御部９０に入力してもよい。そうすると、サーボ制御部９０では前記回転角度情報及び角度位置情報に基づき、サーボモータ５９をフィードバック制御することができ、一層高精度な回転制御が可能となる。なお、このサーボモータ５９に代えて、例えば、空気圧で駆動させるロータリアクチュエータ等を用いてもよい。
【００７７】
アウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６と、上部枠体５４との間には、３つの軸受９２〜９４が配設されており、これにより、アウターガイド部材５７の円滑な回転動作が確保されている。これら軸受９２〜９４は、アウターガイド部材５７に対するインナーガイド部材６４や後述するパンチ９６からの押圧力を受ける受け部としての機能も有する。
【００７８】
以上のように構成されたロータ成形金型４６では、ボルト６９による楔部材８６ａ、８６ｂの位置調整下に、前記インナーガイド部材６４を構成する第１ガイド部材７６の外周面と、アウターガイド部材５７を構成するリング部材５８の内周面との間に形成された隙間８９の寸法Ｒ１が（図１５参照）、分割コアプレート１２の半径方向の幅である寸法Ｒ２（図４、図１５及び図１６等参照）よりも多少小さく設定されている（Ｒ１＜Ｒ２）。これにより、ロータ成形金型４６では、前記隙間８９を、板部材３２から抜き落とされた分割コアプレート１２を保持するための保持部８９として機能させることができる。
【００７９】
この場合、ロータ成形金型４６の稼動初期、すなわち、分割コアプレート１２の積層開始時には、コアプレート１４を所定枚数（本実施形態の場合、合計５０枚）積層した積層体であるロータコア１１（図３参照）と略同形状からなる第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂを前記保持部８９に嵌挿させておく。これにより、インナーガイド部材６４を構成する各部品（第１ガイド部材７６や第２ガイド部材８０、中央部材８４等）を一体として、所望の位置で確実に位置決め保持することができ、これら第１ガイド部材７６等が脱落することを確実に防止することができる。
【００８０】
従って、ロータ成形金型４６では、板部材３２のパイロット孔４７とパイロットピンとの位置決め作用下に、先ず、前記外形抜き戻し金型４０にて板部材３２に抜き戻された１枚目の分割コアプレート１２がインナーガイド部材６４上を通過して、前記保持部８９の上部にセットされる（図１６参照）。つまり、該１枚目の分割コアプレート１２は、図１５中の抜き落とし位置Ｄにてロータ成形金型４６にセットされる。
【００８１】
次いで、図１６に示すように、パンチ９６を下降させ板部材３２から前記１枚目の分割コアプレート１２を抜き落とす。
【００８２】
そうすると、抜き落とされた分割コアプレート１２は、前記保持部８９にて、内周側の円弧状縁部がインナーガイド部材６４の外周面に摺接すると共に内圧を付与され、外周側の円弧状縁部がリング部材５８の内周面と摺接すると共に側圧（外圧）を付与される。つまり、抜き落とされた分割コアプレート１２は、凸部２４と溝部７６ａとの位置決め作用下に、保持部８９（隙間８９）に圧入されて保持される。なお、前記凸部２４を凹部として形成し、前記溝部７６ａを凸部として形成しても同様な位置決め効果を得ることができる。
【００８３】
ここで、インナーガイド部材６４の第１ガイド部材７６は、第２ガイド部材８０に対して板ばね７８を介して直径方向に弾性支持されている。このため、分割コアプレート１２が保持部８９に圧入される際、当該分割コアプレート１２の加工誤差や加工ロットの違いによる幅寸法Ｒ２のばらつきや、インナーガイド部材６４及びアウターガイド部材５７の磨耗等による前記保持部８９の幅寸法Ｒ１のばらつきの影響をほとんど受けることなく、保持部８９により分割コアプレート１２を安定して保持することができる。さらに、分割コアプレート１２が保持部８９に対して無理に押し込まれることを防止できるため、該分割コアプレート１２や第１ガイド部材７６、リング部材５８に変形や破損を生じることを有効に防止でき、保持部８９に対する分割コアプレート１２の円滑な圧入が可能となる。
【００８４】
従って、分割コアプレート１２は、図１６の２点鎖線で示すように、保持部８９にて保持され（図１９Ａ参照）、同時に、その下面側で第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂを当該分割コアプレート１２の板厚分だけ下方に押し下げる。このため、最下部に保持された第１ダミー部材９８ａは、回転軸部材１３の段付部１６ｂにて位置決めされた端面プレート１５を下方に押圧する。これにより、端面プレート１５の貫通孔１５ｂには、分割コアプレート１２の板厚分だけピン２２が嵌挿されると共に、当該分割コアプレート１２の板厚分だけ端面プレート１５の内周側に円筒部１６が嵌挿される。換言すれば、端面プレート１５が分割コアプレート１２の板厚分だけ押し下げられて円筒部１６に圧入され、それに伴い、貫通孔１５ｂと凹部１７ａとの間で保持されたピン２２も分割コアプレート１２の板厚分だけ貫通孔１５ｂに圧入される。同時に、ロータコア１１の孔部２０と略同様に第１ダミー部材９８ａに形成された孔部２０に対して、ピン２２が分割コアプレート１２の板厚分だけ圧入される。
【００８５】
なお、このような第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂに対しては、当然、ピン２２を嵌挿する必要はないため、最初の積層体（ロータコア１１）が成形されるまでは、前記回転軸部材１３に対して端面プレート１５やピン２２を組み付けておかなくてもよい。また、第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂに対しては、回転軸部材１３を模したダミーの回転軸部材を嵌挿させることもでき、すなわち、ダミーの回転軸部材をロッド部６２にセットしておいてもよい。
【００８６】
このように第１ダミー部材９８ａが押し下げられる際、インナーガイド部材６４を構成する第２ガイド部材８０及び中央部材８４は、前記ロッド部６２により、テーブル６８及び軸受６６を介して背圧を付与されてバックアップされている。このため、パンチ９６による下方への押圧力によっても変位せず、所定の位置（原位置）に保持されることになる。さらに、第１ガイド部材７６は、環状凸部７６ｂが第２ガイド部材８０の環状溝部８０ｃに係合しているため、該第１ガイド部材７６についても、分割コアプレート１２や第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂと共に下方に押し下げられることはなく、原位置にて保持される。
【００８７】
また、このような分割コアプレート１２の保持部８９への圧入に際して、パンチ９６からの押圧力により、インナーガイド部材６４（第１ガイド部材７６）とアウターガイド部材５７（リング部材５８）には、直径方向（放射方向）及び軸線方向（鉛直下方向）への押圧力が付与される。そこで、ロータ成形金型４６では、軸受６６がインナーガイド部材６４の軸線方向への押圧力の受け部として機能すると共に、軸受９２〜９４がアウターガイド部材５７（可動枠体５６）の直径方向及び軸線方向への押圧力の受け部として機能する。このため、インナーガイド部材６４やアウターガイド部材５７（可動枠体５６）が、ロッド部６２や上部枠体５４に対して極度に押圧されて、次工程以降での円滑な回転動作が阻害されることを有効に防止することができる。さらに、軸受９２、９３は、板ばね７８の付勢力によるインナーガイド部材６４からの直径方向への押圧力の受け部としても機能する。
【００８８】
以上のようにして第２３工程が完了するが、続けて、第２４工程以降でのロータ成形金型４６の動作について説明する。
【００８９】
第２４工程においてロータ成形金型４６では、先ず、前記第２３工程により抜き落とされた１枚目の分割コアプレート１２が保持部８９にて保持された状態で（図１９Ａ参照）、サーボモータ５９を駆動させ、アウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６及びリング部材５８を所定角度θ１（本実施形態では１２０°）旋回させる（図１９Ｂ参照）。
【００９０】
この場合、上記した、寸法Ｒ１＜寸法Ｒ２、との関係に基づき、保持部８９には分割コアプレート１２や、第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂが圧入されており、しかも該分割コアプレート１２の凸部２４や第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂの図示しない凸部がインナーガイド部材６４の溝部７６ａに係合している。このため、アウターガイド部材５７の回転は、保持部８９に圧入された分割コアプレート１２等を介してインナーガイド部材６４へと伝達される。従って、インナーガイド部材６４についても油圧シリンダ機構６１によるバックアップ作用下に、アウターガイド部材５７と同期して前記所定角度θ１旋回することになる。つまり、保持部８９にて保持されている分割コアプレート１２もアウターガイド部材５７と共に所定角度θ１旋回する。
【００９１】
このような各部材の回転動作に際して、アウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６は、その側面が軸受９２、９３により支承され、その下面が軸受９４により支承されている。また、インナーガイド部材６４は、第１ガイド部材７６及び第２ガイド部材８０の下面が回転軸部材１３及びテーブル６８を介して軸受６６により支承されている。さらに、保持部８９に圧入された第１ダミー部材９８ａの下面も端面プレート１５、回転軸部材１３及びテーブル６８を介して軸受６６により支承されている。従って、本実施形態の場合、ロータ成形金型４６では、サーボモータ５９からの回転駆動力が各部材同士の摩擦等に減衰されることがほとんどなく、円滑に且つ確実にアウターガイド部材５７の回転が分割コアプレート１２や、第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂへと伝達される。このため、分割コアプレート１２を極めて高精度に且つ迅速に所定角度θ１旋回及び位置決め可能である。
【００９２】
次いで、２枚目の分割コアプレート１２を前記１枚目の分割コアプレート１２と同様、保持部８９へと抜き落とし圧入する。そうすると、図１９Ｂに示すように、抜き落とされた２枚目の分割コアプレート１２が、１枚目の分割コアプレート１２に対して周方向に並んで配置される。
【００９３】
第２５工程においてロータ成形金型４６では、前記第２４工程と同様に、アウターガイド部材５７をさらに所定角度θ１旋回させた後、３枚目の分割コアプレート１２を保持部８９へと抜き落とし圧入する。そうすると、抜き落とされた３枚目の分割コアプレート１２は、前記１枚目及び２枚目の分割コアプレート１２と並んで同一平面上に配置され、リング状のコアプレート１４が形成される。このように形成されたコアプレート１４は、ロータコア１１の最下層（第１層）を構成する。
【００９４】
第２６工程においてロータ成形金型４６では、図１９Ｃに示すように、保持部８９に第１層目のコアプレート１４が保持された状態で、先ず、アウターガイド部材５７を所定角度θ２（本実施形態では３０°）旋回させることにより、当該第１層目のコアプレート１４を所定角度θ２旋回させる。
【００９５】
次いで、４枚目の分割コアプレート１２を前記第１層目のコアプレート１４上に積層するように抜き落とし圧入する。
【００９６】
この場合、第１層目のコアプレート１４を、予め所定角度θ２旋回させてあるので、抜き落とされた４枚目の分割コアプレート１２が、当該第１層目のコアプレート１４における２枚の分割コアプレート１２（ここでは、１枚目と３枚目の分割コアプレート１２）同士が当接した端部Ａ１上に対応して積層される（図１９Ｃ参照）。また、このように抜き落とされた分割コアプレート１２は、第１層目を構成する分割コアプレート１２の場合と同様、パンチ９６による打ち抜き荷重（押圧力）により、保持部８９に嵌合されると同時に、その下部にある分割コアプレート１２や第１及び第２ダミー部材９８ａ及び９８ｂを押し下げながら積層される。この際、前記所定角度θ２は、コアプレート１４の隣り合う孔部２０間での位相差と同位相となっているため、順次積層される各分割コアプレート１２の孔部２０は、積層方向に一致した貫通孔として形成される。
【００９７】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、ロータ成形金型４６において、分割コアプレート１２を、保持部８９により保持しながら順次積層している様子を周方向に３６０°展開した断面図である。なお、図２０Ａ及び図２０Ｂにおいて、各分割コアプレート１２に近接して付された数字［１］〜［９］は、ロータ製造ライン３０で成形された順番を示しており、例えば、［１］は、１枚目の分割コアプレート１２を示し、［４］は、４枚目の分割コアプレート１２を示している。また、図２０Ａ及び図２０Ｂ中に破線で示された基準線Ｃは、１枚目〜３枚目の分割コアプレート１２（第１層目のコアプレート１４）を最初に打ち抜き、保持部８９に保持させた位置（高さ）である。
【００９８】
すなわち、第２７及び第２８工程において、先ず、サーボモータ５９によりアウターガイド部材５７を所定角度θ１（１２０°）旋回させ、コアプレート１４及び４枚目の分割コアプレート１２を所定角度θ１旋回させる。次いで、５、６枚目の分割コアプレート１２を抜き落とす。これにより、第１層目のコアプレート１４上に、ロータコア１１の第２層目となるコアプレート１４が、前記第１層と所定角度θ２（３０°）ずれた状態で積層される。この際、第１層及び第２層のコアプレート１４の各孔部２０は一致して積層される（図２０Ａ参照）。
【００９９】
同様に、第２９工程において、先ず、アウターガイド部材５７を所定角度θ２（３０°）旋回させ、第１層及び第２層のコアプレート１４を所定角度θ２旋回させた後、７枚目の分割コアプレート１２を前記第２層の上に抜き落とす。次いで、第１層及び第２層のコアプレート１４及び７枚目の分割コアプレート１２を所定角度θ１（１２０°）旋回させて、８、９枚目の分割コアプレート１２を抜き落とす（第３０及び第３１工程）（図２０Ｂ参照）。これにより、前記第２層の上にロータコア１１の第３層目となるコアプレート１４が、該第２層と所定角度θ２（３０°）ずれた状態で積層される。
【０１００】
第３２工程以降におけるロータ成形金型４６による分割コアプレート１２の抜き落とし及び積層方法については、前記第２９工程〜第３１工程（図２０Ｂ参照）の場合と略同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、前記第２４工程以降の各工程については、ロータ成形金型４６による動作のみを説明したが、他の金型も適宜稼動され、板部材３２に対する所定の加工を実施することは言うまでもない。
【０１０１】
また、第２成形装置３１ｂにおいても、板部材３２が順次搬送され、外形抜き戻し金型４０、マグネット孔成形金型４２及びロータ成形金型４６の所定の加工位置に達した際には、第１成形装置３１ａの場合と同様に、該板部材３２に対して所定の加工を実施する。例えば、図２１に示すように、第４３工程では、第２成形装置３１ｂにおいて、１枚目の分割コアプレート１２がロータ成形金型４６により抜き落とされる。
【０１０２】
その後、第１成形装置３１ａ及び第２成形装置３１ｂのロータ成形金型４６では、プレート積層数が所定の層数（本実施形態では、５０層）まで積層動作が継続される。そして、コアプレート１４が所定の層数（第５０層）まで積層されると、合計５０層からなる積層体１１ａが保持部８９にて保持された状態で、第２ダミー部材９８ｂの上部に形成される（図２２参照）。
【０１０３】
このように積層体１１ａが成形されると、該積層体１１ａにより押し下げられた第１ダミー部材９８ａは、保持部８９から完全に離脱して、回転軸部材１３（又はダミーの回転軸部材）に完全に嵌挿された状態となる（図２２参照）。そこで、該第１ダミー部材９８ａと回転軸部材１３との結合体を装置外へと搬出するが、この場合の搬出方法は、後述する図２４Ａ〜図２４Ｃにて示される回転電機ロータ１０の搬出方法と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
ロータ成形金型４６では、第１ダミー部材９８ａが搬出されると、続けて、ロッド部６２の先端側に、新たな回転軸部材１３（図１８参照）又はダミーの回転軸部材が取り付けられる。次いで、前記成形された積層体１１ａ上に、第２回目における１枚目（前記第１工程からでは１５１枚目）の分割コアプレート１２が積層され、順次、分割コアプレート１２が上記説明した各工程と同様に、所定の層数まで積層される。
【０１０５】
そうすると、前記積層体１１ａ上に新たな積層体１１ｂが形成される。この状態において、第２ダミー部材９８ｂが、保持部８９から完全に離脱して、回転軸部材１３（又はダミーの回転軸部材）に完全に嵌挿された状態となるため、該第２ダミー部材９８ｂと回転軸部材１３との結合体を、上記した第１ダミー部材９８ａの場合と同様にして装置外へと搬出する。
【０１０６】
このように第２ダミー部材９８ｂが搬出されると、続けて、図２３Ａに示すように、ロッド部６２の先端側に新たな回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２の組付体（図１８参照）を取り付ける。
【０１０７】
次いで、前記積層体１１ｂ上に、さらに、第３回目における１枚目（前記第１工程からでは３０１枚目）の分割コアプレート１２を積層し、順次、分割コアプレート１２を上記説明した各工程と同様に積層する。そうすると、図２３Ｂに示すように、前記成形した積層体１１ｂ上に新たな積層体１１ｃの成形が開始されると同時に、最下部に位置している最初の積層体１１ａが保持部８９から次第に離脱していく。すなわち、次第に積層され成形される積層体１１ｃにより、積層体１１ａはコアプレート１４の板厚分ずつ押し下げられる。
【０１０８】
具体的には、上記した第１ダミー部材９８ａの場合と同様に、先ず、積層体１１ｃの１枚目（前記第１工程からでは３０１枚目）の分割コアプレート１２により、積層体１１ａは当該分割コアプレート１２の板厚分だけ押し下げられて、端面プレート１５を押圧する。これにより、端面プレート１５が分割コアプレート１２の板厚分だけ押し下げられて段付部１６ｂから外れて円筒部１６に圧入され、それに伴い、貫通孔１５ｂと凹部１７ａとの間で保持されたピン２２が分割コアプレート１２の板厚分だけ前記貫通孔１５ｂに圧入される。同時に、積層体１１ａの孔部２０に対して、分割コアプレート１２の板厚分だけピン２２が圧入される。
【０１０９】
次いで、積層体１１ｃを構成する分割コアプレート１２がパンチ９６により保持部８９に順次圧入されるのに伴って、積層体１１ａが端面プレート１５を押し下げながら次第に回転軸部材１３の円筒部１６に嵌挿されると共に、当該積層体１１ａの孔部２０に対してピン２２が次第に嵌挿される（図２３Ｂ参照）。
【０１１０】
そして、積層体１１ｃを構成するコアプレート１４が所定の層数（５０層）まで積層されると、図２３Ｃに示すように、積層体１１ｂ上に新たな積層体１１ｃが形成されることになる。同時に、最初の積層体１１ａは保持部８９から完全に離脱して、各層のコアプレート１４の孔部２０にはピン２２が完全に嵌挿されてロータコア１１が成形されると共に、その内周側が回転軸部材１３に完全に嵌挿されて一体となる。さらに、積層体１１ａにより押し下げられた端面プレート１５が、回転軸部材１３の鍔部１７に当接し、該鍔部１７とロータコア１１との間に狭持された状態となる（図１及び図２参照）。これにより、ロータコア１１の各層がピン２２により強固に結合されると共に、該ロータコア１１と回転軸部材１３とが上記した凸部２４と溝部１６ａとの嵌合作用により強固に結合された回転電機ロータ１０が成形される。
【０１１１】
そこで、ロータ成形金型４６では、図２３Ｃに示す状態から、油圧シリンダ機構６１のロッド部６２を下降させる。これにより、下部枠体６０のロッド部６２が挿通する孔部の上端縁部に、成形された回転電機ロータ１０を構成する回転軸部材１３の鍔部１７が引っ掛かると、該回転電機ロータ１０はロッド部６２から離脱して、該下部枠体６０の上面に載置されることになる（図２４Ａ参照）。
【０１１２】
この場合、回転電機ロータ１０の上部に形成された積層体１１ｂ、１１ｃは保持部８９、すなわち、リング部材５８とインナーガイド部材６４との間に圧入されているため、ロッド部６２が下降した際にも、インナーガイド部材６４が落下してしまうことはない。しかも、インナーガイド部材６４の外周部である第１ガイド部材７６が板ばね７８により直径方向（放射方向）に付勢されているため、インナーガイド部材６４の落下が一層確実に防止される。
【０１１３】
従って、図２４Ｂに示すように、下部枠体６０の上面上で搬出部材６３を水平方向（矢印Ｙ方向）に移動させることにより、回転電機ロータ１０をロータ成形金型４６から容易に搬出することができる。この際、回転電機ロータ１０が搬出される上部枠体５４の第２通路５４ｄに対応した下部枠体６０の上面に、前記回転軸部材１３の底面側に突出した円筒突起部１８の直径よりも大きく且つ鍔部１７の直径よりも小さな幅と、該円筒突起部１８の高さよりも深い形状からなるレール状の溝部６０ｂを設けておく。そうすると、搬出部材６３による回転電機ロータ１０の搬出時、前記円筒突起部１８が下部枠体６０のロッド部６２が挿通する孔部の上端縁部に引っ掛かることを防止でき、しかも、前記溝部６０ｂを回転電機ロータ１０の搬出用レールとして利用することができるため、円滑に且つ確実に回転電機ロータ１０をロータ成形金型４６から搬出することができる。
【０１１４】
その後、ロータ成形金型４６では、次の積層体１１ｂにより新たな回転電機ロータを成形するため、図２４Ｃに示すように下部枠体６０の上面に新たな回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２の組付体（図１８参照）を載置した後、ロッド部６２を上昇させ、図２３Ａに示す最初の積層体１１ａの場合と同様にして、前記組付体をロッド部６２の先端側にセットすればよい。これにより、ロータ製造ライン３０では、前記積層体１１ｃ上に新たな積層体を形成し、このような作業を連続して実施することで、１枚の帯状の板部材３２から、回転電機ロータ１０を連続して形成し、自動的に搬出することができる。
【０１１５】
以上のように、本実施形態によれば、図２１に示すように、１枚の板部材３２からほとんど隙間無く分割コアプレート１２を切り出すことができ、板部材３２の利用率を一層向上させることができる。さらに、前記板部材３２を連続的に搬送しながら、分割コアプレート１２を成形し、続けてこれらを迅速に積層することができる。従って、高効率且つ迅速に回転電機ロータ１０を成形することができ、製造効率が極めて高い。
【０１１６】
この場合、分割コアプレート１２をリング状に配置し積層するロータ成形金型４６では、一端側（上端側）から前記分割コアプレート１２が圧入される保持部８９の他端側（下端側）に、端面プレート１５を対応させた状態で回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２からなる組付体（図１８参照）を油圧シリンダ機構６１のロッド部６２の先端側にセットする。これにより、ロータ成形金型４６では、各分割コアプレート１２からロータコア１１を成形すると同時に、該ロータコア１１の各層をピン２２で結合することができ、さらに、当該ロータコア１１に回転軸部材１３を嵌挿させることができる。
【０１１７】
すなわち、ロータ成形金型４６では、各工程を同時並行的に行うことができ、分割コアプレート１２から回転電機ロータ１０を一挙に成形することができる。このため、本実施形態によれば、ロータコア１１にピン２２を嵌挿する工程や、ロータコア１１に回転軸部材１３を嵌挿する工程を別途設ける必要がなく、これら各嵌挿工程に用いる装置を別途用意する必要もない。従って、ロータ成形金型４６と、回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２からなる組付体（図１８参照）とを用いて製造される本実施形態に係る回転電機ロータ１０は、その生産性が極めて高く、また、本実施形態に係る回転電機ロータ１０の製造方法では、当該回転電機ロータ１０を一層効率的に製造することが可能となる。しかも、回転軸部材１３、端面プレート１５及びピン２２を組み付ける際（図１８参照）、回転軸部材１３の前記段付部１６ｂに端面プレート１５を配置するため、当該組み付け作業時に端面プレート１５を円筒部１６に圧入する必要がなく、作業性を一層向上させることができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る回転電機ロータ１０では、各分割コアプレート１２が交互にレンガ積みされるように積層されている。このため、その使用時にピンに作用するせん断荷重を有効に分散することができる。さらに、回転電機ロータ１０を構成するロータコア１１では、重なり合う層間、例えば、最下層である第１層と、その上層である第２層との間では、各層を構成する分割コアプレート１２同士が当接する端部の位相が、隣り合う孔部２０間の位相差と同位相だけ互いにずらされた状態で積層されている。このため、積層されている分割コアプレート１２を一層強固に保持（固定）することができ、当該回転電機ロータ１０の高速回転運転の耐久性を向上することが可能となる。
【０１１９】
さらに、回転電機ロータ１０では、ロータコア１１に凸部２４を設けると共に、該凸部２４に、回転軸部材１３の溝部１６ａと嵌合させるための圧入代を設けている。これにより、ロータコア１１と回転軸部材１３との位置決め（位相決め）が容易となり、しかも、これらをより強固に結合することができる。従って、回転電機ロータ１０の回転時に発生する回転トルクによる周方向の位相ずれを有効に防止することができる。この場合、回転電機ロータ１０では、各分割コアプレートの端部（突き当て面）がストレート形状とされている。このため、回転電機ロータ１０の使用時に、遠心力により前記突き当て面に隙間が発生した場合であっても、均一な隙間が確保され、部分的な接触に起因した磁束の集中や磁気飽和による誘起電圧出力波形の乱れを有効に抑制することができるため、位相角度検出感度を向上させることができる。
【０１２０】
ところで、前記ロータ成形金型４６では、アウターガイド部材５７を回転させ、分割コアプレート１２の位相を変化させるための回転機構が、サーボモータ５９やサーボ制御部９０から構成されるサーボ機構により構成されている。従って、前記位相の変化を、高精度且つ高い反応性で実行することができ、製造部品が変わった際にも容易に設定変更を行うことができる。しかも、前記サーボモータ５９では、ロータ５９ａがアウターガイド部材５７を構成する可動枠体５６に直接配設されると共に、ステータ５９ｂがアウターガイド部材５７を支承する上部枠体５４に直接配設されている。このため、例えば、モータからベルトを介してアウターガイド部材５７を回転駆動させるような構成に比べて、所望の抜き落とし位置（インデックス）の位置決めに対する精度の向上や高速化が可能となり、回転電機ロータ１０の製造時間を短縮することができる。
【０１２１】
さらに、分割コアプレートを抜き落とすパンチ９６や、前記板ばね７８の付勢力によるインナーガイド部材６４からの押圧力に対抗するために、リング部材５８を支持する可動枠体５６におけるサーボモータ５９のロータ５９ａの両脇に軸受９２、９３を配置すると共に、さらに、軸受９４を可動枠体５６の下面に配置している。これにより、リング部材５８や可動枠体５６の歪みや変形を有効に防止することができ、安定して分割コアプレートの外周側を支持することができる。また、前記各軸受９２、９３を配置したことにより、サーボモータ５９に対して不要な応力がかかることを防止することができ、サーボモータ５９の動作不良も防止することができる。
【０１２２】
また、本実施形態に係る回転電機ロータ１０では、ピン２２に非磁性材料を用い、該ピン２２を嵌挿する孔部２０（凸部２４）をマグネット孔２８中心と同一位相位置にレイアウトしている。この際、前記凸部２４によりピン２２は、ロータコア１１の内径よりも該ロータコア１１の中心軸寄りの位置にオフセットされている。なお、ロータコア１１の内径と同一ピッチでもよい。これにより、ピン２２が前記マグネット孔に嵌め込まれるマグネット等による磁路の妨げとなることを有効に防止することができる。
【０１２３】
具体的には、ピン２２が非磁性材料により形成されているため、回転電機ロータ１０を構成するロータコア１１を通る磁気の流れである磁束が該ピン２２を避けて通るため、渦電流の発生による発熱が抑えられ、燃費や出力の低下を抑えることが可能となる。磁束は非磁性体を通らないからである。この場合、仮にピン２２がＳ５０Ｃのような金属の場合には、磁束はピン２２の中を通るため発熱し、損失を生じることになる。
【０１２４】
しかも、ピン２２を上記各条件（例えば、マグネット孔２８中心と同一位相位置やロータコア１１の中心軸寄りの位置への配置）、すなわち、磁束密度の低い位置にレイアウトしていることにより燃費や出力の低下を一層抑えることが可能となっている。すなわち、このような各条件で磁場解析を行ったところ、誘起電圧曲線のピーク値が、ピン２２を用いたもの（例えば、回転電機ロータ１０を構成するロータコア１１）と、ピン２２を用いていないものとで略同様となる結果が得られ、これらの間にピン２２の有無による出力等での性能差がほとんどないことがわかった。
【０１２５】
なお、各層を構成する分割コアプレートの枚数は、上記各実施形態では３枚としたが、これに限られないのは言うまでもなく、その枚数を変更した場合には前記角度θ１及びθ２等も合わせて変更すればよい。同様に、凸部２４の設置数やピン２２の設置数も適宜変更可能である。
【０１２６】
また、ロータ製造ライン３０を構成する各金型の配置等は変更可能であり、該各金型の構成も製造される回転電機ロータの形状等に応じて変更可能である。
【０１２７】
上記ロータ製造ライン３０では板部材３２から同時に２つの回転電機ロータを製造できるものとして説明したが、これらは１つのみ又は３つ以上のものとしてもよい。
【０１２８】
さらに、上記各実施形態において、分割コアプレート１２は、例えば、マグネット孔が６個形成されたものとして形成することも可能である。
【０１２９】
なお、本発明は上記各実施形態に限らず、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当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機ロータの製造方法により製造された回転電機ロータの斜視図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す回転電機ロータを構成するロータコアの斜視図である。
【図４】図３に示すロータコアの一部を分解した分解斜視図である。
【図５】図１に示す回転電機ロータを構成する回転軸部材及び端面プレートの斜視図である。
【図６】図６Ａは、図５に示す回転軸部材の平面図であり、図６Ｂは、図６Ａ中のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う断面図であり、図６Ｃは、図５に示す回転軸部材の低面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る回転電機ロータを製造するための製造装置であるロータ製造ラインの構成を示す概略平面図である。
【図８】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第１工程を説明する一部省略平面図である。
【図９】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第３工程を説明する一部省略平面図である。
【図１０】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第５工程を説明する一部省略平面図である。
【図１１】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第８工程を説明する一部省略平面図である。
【図１２】図１２Ａは、外形抜き戻し金型に板部材をセットした状態を示す概略断面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す外形抜き戻し金型の上型により分割コアプレートを打ち抜いた状態を示す概略断面図であり、図１２Ｃは、図１２Ｂに示す外形抜き戻し金型により打ち抜いた分割コアプレートをプッシュバックした状態を示す概略断面図である。
【図１３】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第１２工程を説明する一部省略平面図である。
【図１４】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第２３工程を説明する一部省略平面図である。
【図１５】図７に示すロータ製造ラインのロータ成形金型を拡大した一部省略平面図である。
【図１６】図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図１７】図１５中のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う概略断面図である。
【図１８】ロータ成形金型のロッド部の先端側に取り付けられる際の、回転軸部材、端面プレート及びピンの組み付け状態を説明するための図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１９】図１９Ａは、ロータ成形金型により１枚目の分割コアプレートを抜き落とした状態を示す一部省略平面図であり、図１９Ｂは、図１９Ａに示すロータ成形金型により２枚目の分割コアプレートを抜き落とした状態を示す一部省略平面図であり、図１９Ｃは、図１９Ｂに示すロータ成形金型により３枚目の分割コアプレートを抜き落とした後、コアプレートを所定角度旋回させた状態を示す一部省略平面図である。
【図２０】図２０Ａは、ロータ成形金型により分割コアプレートを順次積層している様子を周方向に３６０°展開した概略断面図であり、図２０Ｂは、図２０Ａに示す状態からさらに分割コアプレートを積層している様子を周方向に３６０°展開した概略断面図である。
【図２１】図７に示すロータ製造ラインによる回転電機ロータの製造方法の第４３工程を説明する一部省略平面図である。
【図２２】ロータ成形金型により積層体を形成した状態を示す概略断面図である。
【図２３】図２３Ａは、ロータ成形金型を構成するロッド部の先端側に、回転軸部材、端面プレート及びピンの組付体をセットした状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図であり、図２３Ｂは、図２３Ａに示す状態から新たな積層体を成形している状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図であり、図２３Ｃは、ロータ成形金型において回転電機ロータが成形された状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図である。
【図２４】図２４Ａは、成形された回転電機ロータを下部枠体の上面に載置した状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図であり、図２４Ｂは、図２４Ｂに示す回転電機ロータを搬出している状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図であり、図２４Ｃは、下部枠体の上面に新たな回転軸部材、端面プレート及びピンの組付体を載置した状態を示す図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う一部省略概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…回転電機ロータ                  １１…ロータコア
１２…分割コアプレート                １３…回転軸部材
１４…コアプレート                    １５…端面プレート
１５ａ、２４…凸部                    １５ｂ…貫通孔
１６…円筒部                          １６ａ、６０ｂ、７６ａ…溝部
１６ｂ…段付部                        １７…鍔部
１７ａ…凹部                          ２０…孔部
２２…ピン                            ２８…マグネット孔
３０…ロータ製造ライン                ３２…板部材
４６…ロータ成形金型                  ５４…上部枠体
５７…アウターガイド部材              ５９…サーボモータ
６０…下部枠体                        ６１…油圧シリンダ機構
６２…ロッド部                        ６４…インナーガイド部材
８９…隙間、保持部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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