(57)【要約】【課題】生産性及び形状精度に優れた回転子積層鉄心及びその製造方法を提供する。【解決手段】回転子積層鉄心１０は、鉄心片１１のかしめ積層により製造された基準ブロックコア１２を複数積層して形成され、中央に軸孔１３、軸孔１３の周囲に複数の磁石挿入孔１４を備えた積層体１５と、磁石挿入孔１４に挿入された永久磁石１６と、磁石挿入孔１４内の永久磁石１６の周囲に充填された樹脂部材１７とを有し、その製造方法は、鉄心片１１をかしめ積層して基準ブロックコア１２を形成する第１工程と、基準ブロックコア１２を積層して中央に軸孔１３、軸孔１３の周囲に複数の磁石挿入孔１４を備えた積層体１５を形成する第２工程と、各磁石挿入孔１４に永久磁石１６を挿入し永久磁石１６の周囲に樹脂部材１７を充填し永久磁石１６及び積層体１５を一体化して回転子積層鉄心１０を形成する第３工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心片のかしめ積層により製造された基準ブロックコアを複数積層して形成され、中央に軸孔、該軸孔の周囲に複数の磁石挿入孔を備えた積層体と、
前記積層体の前記磁石挿入孔にそれぞれ挿入された永久磁石と、
前記磁石挿入孔内に挿入された前記永久磁石の周囲に充填された樹脂部材とを有することを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項２】
鉄心片のかしめ積層により形成され、中央に軸孔、該軸孔の周囲に複数の磁石挿入孔を備え、該磁石挿入孔にはその長さが該磁石挿入孔の深さより短い永久磁石が挿入され該磁石挿入孔の下端部に設けられた掛止部で掛止されている基準ブロックコアを、該基準ブロックコアの軸心を実質的に一致させながら順次積層して形成された積層体と、
前記磁石挿入孔内に挿入された前記永久磁石の周囲に充填された樹脂部材とを有することを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項３】
請求項２記載の回転子積層鉄心において、前記基準ブロックコアは、前記磁石挿入孔の中心位置を実質的に一致させながら順次積層されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項４】
請求項２記載の回転子積層鉄心において、前記基準ブロックコアは、該基準ブロックコアの軸心回りに回転して前記磁石挿入孔の一部を連通させながら順次積層されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記基準ブロックコア同士は溶接部により部分的に固着されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記積層体には上下に貫通する連結孔が形成され、該連結孔には該積層体の上部と下部を連結する連結ピンが嵌入されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記積層体には上下に貫通する連結孔が形成され、該連結孔には該積層体の上部と下部を連結する樹脂部材が充填されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
【請求項８】
薄板材の打ち抜きにより形成され、中央に第１の開口部、該第１の開口部の周囲に複数の第２の開口部を備えた鉄心片をかしめ積層して、該第１、第２の開口部の連通によりそれぞれ形成される第１、第２の貫通孔を備えた基準ブロックコアを形成する第１工程と、
前記基準ブロックコアを順次積層し、前記第１の貫通孔の連通により中央に形成される軸孔、該軸孔の周囲に前記第２の貫通孔の連通により形成される複数の磁石挿入孔をそれぞれ備えた所望高さの積層体を形成する第２工程と、
前記磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入し、該磁石挿入孔と該永久磁石の隙間に樹脂部材を充填し該永久磁石及び該積層体を一体化して回転子積層鉄心を形成する第３工程とを有することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記積層体は、前記基準ブロックコアを該基準ブロックコアの軸心回りに回転させながら順次積層して形成されることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１０】
薄板材の打ち抜きにより形成され、中央に第１の開口部、該第１の開口部の周囲に複数の第２の開口部を備えた鉄心片をかしめ積層し、該第２の開口部の連通により形成される磁石挿入孔にその長さが該磁石挿入孔の深さより短い永久磁石を挿入し該磁石挿入孔の下端部に設けられた掛止部で掛止させ、中央に該第１の開口部の連通により形成される軸孔を備えた基準ブロックコアを形成する第１工程と、
前記基準ブロックコアの前記軸孔の軸心を実質的に一致させながら順次積層し所望高さの積層体を形成する第２工程と、
前記磁石挿入孔と前記永久磁石の隙間に樹脂部材を充填し該永久磁石及び該積層体を一体化して回転子積層鉄心を形成する第３工程とを有することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記基準ブロックコアを、前記磁石挿入孔の中心位置を実質的に一致させながら順次積層することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記基準ブロックコアを、該基準ブロックコアの該軸心回りに回転させて前記磁石挿入孔の一部を連通させながら順次積層することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記掛止部は、前記基準ブロックコアの最下層に配置される前記鉄心片の前記第２の開口部内に形成されていることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記鉄心片を該鉄心片の軸心回りに回転させながら、しかも、前記第１、第２の開口部の軸心を実質的に一致させて積層することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記積層体を構成する前記基準ブロックコア同士を溶接により部分的に固着することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記基準ブロックコアに第３の貫通孔を予め設け、該第３の貫通孔を連通させて前記積層体内に連結孔を形成して、該連結孔に該積層体の上部と下部を連結する連結ピンを嵌入することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
【請求項１７】
請求項８〜１５のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記基準ブロックコアに第３の貫通孔を予め設け、該第３の貫通孔を連通させて前記積層体内に連結孔を形成して、該連結孔に該積層体の上部と下部を連結する樹脂部材を充填することを特徴とす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】
本発明は、永久磁石を樹脂封止により積層体に固定して製造する回転子積層鉄心及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂封止により永久磁石を積層体に固定して回転子積層鉄心を製造する方法として、例えば、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された発明では、先ず、複数の開口部が形成された鉄心片をプレス加工により製造し、この鉄心片をかしめ又は溶接等の固着手段により積層一体化して、開口部の連通により形成される磁石挿入孔を複数備えた積層体を形成している。次いで、積層体の各磁石挿入孔に、例えば、複数個に分割した永久磁石を挿入し、永久磁石と磁石挿入孔との隙間に樹脂部材を注入し硬化させて磁石挿入孔内に永久磁石を固定することで回転子積層鉄心を製造している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、回転子積層鉄心（積層体）の高さが高くなると、積層に必要な鉄心片の積層枚数が多くなり、金型を用いた鉄心片の打ち抜き積層に長時間を要するという問題がある。また、鉄心片の積層枚数が多くなると、鉄心片の打ち抜きに使用した薄板材の板厚偏差の影響で回転子積層鉄心全体の高さに変動が生じるようになるので、これを解消するため、金型内で鉄心片を転積する必要が生じるが、金型に設けられた転積装置は鉄心片の径が大きくなる程大型化して回転速度も遅くなり、しかも転積中は鉄心片の打ち抜き作業は停止するため、生産性が著しく低下するという問題も生じる。更に、形状及び鉄心片の径が同一でも、回転子積層鉄心の高さが異なるとそれぞれ個別に生産する必要が生じ、製造ラインの効率的な運用の妨げになっていた。
【０００５】
本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、生産性及び形状精度に優れた回転子積層鉄心及びそ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】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る回転子積層鉄心は、鉄心片のかしめ積層により製造された基準ブロックコアを複数積層して形成され、中央に軸孔、該軸孔の周囲に複数の磁石挿入孔を備えた積層体と、
前記積層体の前記磁石挿入孔にそれぞれ挿入された永久磁石と、
前記磁石挿入孔内に挿入された前記永久磁石の周囲に充填された樹脂部材とを有する。
前記目的に沿う第２の発明に係る回転子積層鉄心は、鉄心片のかしめ積層により形成され、中央に軸孔、該軸孔の周囲に複数の磁石挿入孔を備え、該磁石挿入孔にはその長さが該磁石挿入孔の深さより短い永久磁石が挿入され該磁石挿入孔の下端部に設けられた掛止部で掛止されている基準ブロックコアを、該基準ブロックコアの軸心を実質的に一致させながら順次積層して形成された積層体と、
前記磁石挿入孔内に挿入された前記永久磁石の周囲に充填された樹脂部材とを有する。
【０００７】
第２の発明に係る回転子積層鉄心において、前記基準ブロックコアは、前記磁石挿入孔の中心位置を実質的に一致させながら順次積層することができる。また、前記基準ブロックコアは、該基準ブロックコアの軸心回りに回転して前記磁石挿入孔の一部を連通させながら順次積層することもできる。
第１及び第２の発明に係る回転子積層鉄心において、前記基準ブロックコア同士は溶接部により部分的に固着することができる。また、前記積層体には上下に貫通する連結孔が形成され、該連結孔には該積層体の上部と下部を連結する連結ピンを嵌入することもできる。更に、該連結孔には該積層体の上部と下部を連結する樹脂部材を充填してもよい。
【０００８】
前記目的に沿う第３の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法は、薄板材の打ち抜きにより形成され、中央に第１の開口部、該第１の開口部の周囲に複数の第２の開口部を備えた鉄心片をかしめ積層して、該第１、第２の開口部の連通によりそれぞれ形成される第１、第２の貫通孔を備えた基準ブロックコアを形成する第１工程と、
前記基準ブロックコアを順次積層し、前記第１の貫通孔の連通により中央に形成される軸孔、該軸孔の周囲に前記第２の貫通孔の連通により形成される複数の磁石挿入孔をそれぞれ備えた所望高さの積層体を形成する第２工程と、
前記磁石挿入孔に永久磁石をそれぞれ挿入し、該磁石挿入孔と該永久磁石の隙間に樹脂部材を充填し該永久磁石及び該積層体を一体化して回転子積層鉄心を形成する第３工程とを有する。ここで、前記積層体は、基準ブロックコアを該基準ブロックコアの軸心回りに回転させながら順次積層して形成することができる。
【０００９】
前記目的に沿う第４の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法は、薄板材の打ち抜きにより形成され、中央に第１の開口部、該第１の開口部の周囲に複数の第２の開口部を備えた鉄心片をかしめ積層し、該第２の開口部の連通により形成される磁石挿入孔にその長さが該磁石挿入孔の深さより短い永久磁石を挿入し該磁石挿入孔の下端部に設けられた掛止部で掛止させ、中央に該第１の開口部の連通により形成される軸孔を備えた基準ブロックコアを形成する第１工程と、
前記基準ブロックコアの前記軸孔の軸心を実質的に一致させながら順次積層し所望高さの積層体を形成する第２工程と、
前記磁石挿入孔と前記永久磁石の隙間に樹脂部材を充填し該永久磁石及び該積層体を一体化して回転子積層鉄心を形成する第３工程とを有する。ここで、前記基準ブロックコアを、前記磁石挿入孔の中心位置を実質的に一致させながら順次積層することができる。また、前記基準ブロックコアを、該基準ブロックコアの該軸心回りに回転させて前記磁石挿入孔の一部を連通させながら順次積層することもできる。そして、前記掛止部は、前記基準ブロックコアの最下層に配置される前記鉄心片の前記第２の開口部内に形成することができる。
【００１０】
第３及び第４の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記基準ブロックコアは、前記鉄心片を該鉄心片の軸心回りに回転させながら、しかも、前記第１、第２の開口部の軸心を実質的に一致させて積層してもよい。また、前記積層体を構成する前記基準ブロックコア同士は溶接により部分的に固着することができる。更に、前記基準ブロックコアに第３の貫通孔を予め設け、該第３の貫通孔を連通させて前記積層体内に連結孔を形成して、該連結孔に該積層体の上部と下部を連結する連結ピンを嵌入することもでき、該連結孔に該積層体の上部と下部を連結する樹脂部材を充填してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜７記載の回転子積層鉄心においては、基準ブロックコアは積層体に比べて高さが低く鉄心片の積層枚数が少ないため、鉄心片を打ち抜き積層するのに要する時間を短縮することができ、例えば、複数の製造ラインで並行して基準ブロックコアを製造することにより、基準ブロックコアを積層して形成される積層体を短時間で製造することが可能になる。その結果、回転子積層鉄心の生産性を向上させることができる。また、基準ブロックコアの積層個数を変えることで高さの異なる回転子積層鉄心を容易に得ることができ、製造ラインの効率的な運用が可能になる。
特に、請求項２記載の回転子積層鉄心においては、永久磁石は基準ブロックコア毎に挿入されているため、各永久磁石は回転子積層鉄心内で分散配置されることになり、磁石鉄損（渦電流損）を低減することが可能になる。
請求項３記載の回転子積層鉄心においては、磁石挿入孔に挿入された永久磁石の上部には樹脂部材が充填されるため、永久磁石同士が直接接触することが防止され、磁石鉄損を更に低減することが可能になる。
請求項４記載の回転子積層鉄心においては、回転子積層鉄心にスキューをかけることができ、回転子積層鉄心の回転効率を向上させることが可能になる。
【００１２】
請求項８〜１７記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、基準ブロックコアの積層個数を変えることで高さの異なる回転子積層鉄心を容易に製造することが可能になる。その結果、回転子積層鉄心の生産性を向上させることが可能になる。
特に、請求項９記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、基準ブロックコアは積層体に比べて高さが低く鉄心片の積層枚数が少ないので、基準ブロックコア全体の高さの変動が小さくなる。このため、基準ブロックコアをその軸心回りに回転させながら積層（転積）することで、薄板材の板厚が変動しても、積層体全体の高さ変動が防止され形状精度が高く、磁気特性の均一な回転子積層鉄心を製造することが可能になる。
【００１３】
請求項１０記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、永久磁石は基準ブロックコア毎に挿入されているため、各永久磁石は回転子積層鉄心内で分散配置されることになり、磁石鉄損（渦電流損）を低減することが可能になる。
請求項１１記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、磁石挿入孔に挿入された永久磁石の上部には樹脂部材が充填されるため、永久磁石同士が直接接触することが防止され、磁石鉄損を更に低減することが可能になる。
請求項１２記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、回転子積層鉄心にスキューをかけることができ、回転子積層鉄心の回転効率を向上させることが可能になる。
請求項１３記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、上下の基準ブロックコアの磁石挿入孔同士は、掛止部を除いた部分で連通することができ、上下に配置される磁石挿入孔内に一括して樹脂部材を充填することが可能になると共に、製造工程を簡略化して作業時間の短縮化も図ることが可能になる。
【００１４】
請求項５〜７記載の回転子積層鉄心及び請求項１５〜１７記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、基準ブロックコア同士の一体化を強固にすることができ、形状精度の優れた大型の回転子積層鉄心の製造が可能になる。
【００１５】
請求項１４記載の回転子積層鉄心の製造方法においては、基準ブロックコアは高さが低く鉄心片の積層枚数が少ないので、鉄心片をその軸心回りに回転させながら積層（転積）しても基準ブロックコアを短時間で製造することができる。このため、薄板材の板厚が変動しても高さ変動が防止された形状精度の高い基準ブロックコアを製造することが可能になり、基準ブロックコアを順次積層するだけで形状精度が高く磁気特性の均一な回転子積層鉄心を製造することが可能になる。そして、鉄心片を転積して形成した基準ブロックコアをその軸心回りに転積することにより、形状精度が更に高く磁気特性のより均一な回転子積層鉄心を容易に製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図、図２（Ａ）は同回転子積層鉄心に使用する基準ブロックコアの説明図、図２（Ｂ）は基準ブロックコアの積層により形成した積層体の説明図、図２（Ｃ）は積層体の磁石挿入孔に永久磁石を挿入した状態を示す説明図、図２（Ｄ）は積層体の磁石挿入孔と磁石挿入孔に挿入した永久磁石との隙間に樹脂部材を充填した状態を示す説明図、図３は同回転子積層鉄心を構成する積層体の磁石挿入孔と磁石挿入孔に挿入した永久磁石との隙間に樹脂部材を注入する樹脂封止装置の説明図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図、図５は同回転子積層鉄心の最下層の基準ブロックコアの部分拡大図で、図６は本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０は、鉄心片１１のかしめ積層により製造された基準ブロックコア１２を複数積層して形成され、中央に軸孔１３、軸孔１３の周囲に複数の磁石挿入孔１４を備えた積層体１５と、積層体１５の磁石挿入孔１４にそれぞれ挿入された永久磁石１６と、磁石挿入孔１４内に挿入された永久磁石１６の周囲に充填された樹脂部材１７とを有している。以下詳細に説明する。
【００１８】
図２（Ａ）に示すように、鉄心片１１は、薄板材の一例である厚みが０．５ｍｍ以下の電磁鋼板を環状に打ち抜いて形成され、中央に第１の開口部１８、第１の開口部１８の周囲に複数の第２の開口部１９、第１の開口部１８の半径方向外側で第２の開口部１９より半径方向内側の位置に第３の開口部２０を備えている。なお、第３の開口部２０は、第２の開口部１９より半径方向外側の位置に形成することもできる。
更に、鉄心片１１には、図示しない複数のかしめ突起が設けられている。また、基準ブロックコア１２は、予め設定した枚数の鉄心片１１を、第１、第２、第３の開口部の中心位置をそれぞれ実質的に一致させながら順次かしめ積層することにより形成されている。その結果、基準ブロックコア１２には、中央に第１の開口部１８の連通により第１の貫通孔２１が、第１の貫通孔２１の周囲に第２の開口部１９の連通により複数の第２の貫通孔２２が、第１の貫通孔２１の半径方向外側で第２の貫通孔２２より半径方向内側の位置に第３の貫通孔２３がそれぞれ形成されている。
【００１９】
図２（Ｂ）に示すように、積層体１５は、初めに載置された（最下層の）基準ブロックコア１２に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア１２をその軸心回りにそれぞれ回転させながら、しかも、第１〜第３の貫通孔２１〜２３の軸心が実質的に一致するように積層して形成されている。また、基準ブロックコア１２の第１の貫通孔２１周縁の一部には、図示しないシャフト嵌合用のキー溝が形成されており、基準ブロックコア１２を回転して積層する際に、キー溝の中心位置も上下で一致するように積層して積層体１５を形成している。なお、本実施の形態では、４つの基準ブロックコア１２で１回転するように、すなわち、９０度ずつ回転位相を変えて積層することで積層体１５を形成している。これによって、第１の貫通孔２１の連通により中央に軸孔１３が、軸孔１３の周囲に第２の貫通孔２２の連通により複数の磁石挿入孔１４が、軸孔１３の半径方向外側で磁石挿入孔１４より半径方向内側の位置に第３の貫通孔２３の連通により積層体１５を上下に貫通する連結孔２４がそれぞれ形成される。そして、連結孔２４には、積層体１５の上部と下部を連結する連結ピン２５が嵌入されている。また、基準ブロックコア１２同士は溶接部２６により部分的に固着されている。これによって、積層体１５を構成する基準ブロックコア１２同士を一体化することができ、積層体１５の取り扱いが容易になる。
【００２０】
図２（Ｃ）に示すように、永久磁石１６は、磁石挿入孔１４の長手方向に複数（実施の形態では２個）並べて挿入されている。永久磁石１６はその上端面と積層体１５の上面との間に段差が構成されるよう、磁石挿入孔１４の深さより短くなるように設定されている。なお、永久磁石は分割せずに、磁石挿入孔１４の深さに応じて調整した長さのものを挿入することもできる。図２（Ｄ）に示すように、樹脂部材１７には、例えば、熱硬化性樹脂を使用することができ、加熱して流動状態とした樹脂原料を磁石挿入孔１４と磁石挿入孔１４内に挿入された永久磁石１６との隙間に注入し硬化させることにより、磁石挿入孔１４内に挿入された永久磁石１６を積層体１５と一体化することができ、回転子積層鉄心１０が形成される。
【００２１】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０の製造方法について説明する。
図２（Ａ）に示すように、電磁鋼板の打ち抜きにより、中央に第１の開口部１８、第１の開口部１８の周囲に複数の第２の開口部１９、第１の開口部１８の外側で第２の開口部１９より内側の位置に第３の開口部２０を備え、図示しない複数のかしめ突起が設けられている鉄心片１１を形成する。そして、打ち抜いて形成した鉄心片１１をかしめ突起を介してかしめ積層し、第１〜第３の開口部１８〜２０の連通によりそれぞれ形成される第１〜第３の貫通孔２１〜２３を備えた基準ブロックコア１２を形成する（以上、第１工程）。
【００２２】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、作製された基準ブロックコア１２を図示しない組み立て基板上に載置し、この基準ブロックコア１２に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア１２をその軸心回りに回転させながら、しかも、第１〜第３の貫通孔２１〜２３の軸心が実質的に一致するように積層し、第１の貫通孔２１の連通により中央に軸孔１３が、軸孔１３の周囲に第２の貫通孔２２の連通により複数の磁石挿入孔１４が、軸孔１３の外側で磁石挿入孔１４より内側の位置に第３の貫通孔２３の連通により連結孔２４がそれぞれ形成される積層体１５を形成する。そして、連結孔２４に積層体１５の上部と下部を連結する連結ピン２５を嵌入し、基準ブロックコア１２同士を溶接（例えば、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接）により溶接部２６を介して部分的に固着する。これにより、作製しようとする回転子積層鉄心１０の高さと実質的に同一高さの積層体１５が得られる（以上、第２工程）。
【００２３】
そして、図２（Ｃ）に示すように、得られた積層体１５を搬送トレイ２７上に載置し、積層体１５に形成された各磁石挿入孔１４内に永久磁石１６を長手方向に並べて挿入する。ここで、搬送トレイ２７は、積層体１５の下面が当接する板状の載置部２８と、載置部２８の中央部に立設され積層体１５の軸孔１３に嵌入するガイド部材２９とを有している。なお、各磁石挿入孔１４内に永久磁石１６が挿入されているか否かの確認は、図示しない磁石検知器により行なう。永久磁石１６が挿入された積層体１５は搬送トレイ２７に載置された状態で、予熱装置にて樹脂部材１７が溶融する温度まで予め昇温された後、図示しない搬送路によって図３に示す樹脂封止装置３０まで搬送される。
【００２４】
樹脂封止装置３０は、例えば、積層体１５が載置された搬送トレイ２７を載せて昇降する下型３１と、積層体１５の上に搭載され、下型３１の上昇に伴って上昇する上型３２を備えている。ここで、下型３１には、載置された積層体１５を加熱する図示しない加熱手段が設けられ、上型３２は、積層体１５の磁石挿入孔１４に対して半径方向内側の領域に、樹脂部材１７の樹脂原料（タブレットともいう）３３を入れる複数の樹脂溜めポット３４と、樹脂溜めポット３４内の樹脂原料３３を加熱して溶融させる図示しない加熱手段と、底部に設けられ溶融状態の樹脂原料３３、すなわち樹脂部材１７を磁石挿入孔１４内に導く樹脂流路（ランナーともいう）３５とを有している。また、樹脂封止装置３０は、下降限位置にある上型３２に対して樹脂原料３３を挿入するための作業空間となる隙間を有して固定配置される固定架台３６と、固定架台３６を貫通し上昇した上型３２の樹脂溜めポット３４に投入された樹脂原料３３を加圧する複数のプランジャー３７と、上昇時の上型３２を上昇限位置に保持するストッパー３８とを有している。
【００２５】
ここで、固定架台３６は、樹脂封止装置３０の上部に設けられた上固定プレート３９に取付けられ、下型３１は、樹脂封止装置３０の下部に設けられた下固定プレート４０と上固定プレート３９とを連結する４本のガイドポスト４１に沿って上下動する昇降プレート４２に載置されている。なお、固定架台３６の内部には、図示しない加熱手段が設けられており、プランジャー３７を予め加熱して樹脂原料３３の押し出しを容易にすると共に、固定架台３６と上型３２との熱膨張差を除去して、プランジャー３７と樹脂溜めポット３４との合口のずれを防止するようにしている。また、昇降プレート４２は、下固定プレート４０に設けられた下型昇降手段（例えば、サーボモータ）４３により上下動するようになっており、各樹脂溜めポット３４内に挿入される複数のプランジャー３７は、上固定プレート３９に設けられた駆動手段（例えば、流体シリンダ）４４により、昇降プレート４２と同じタイミングで樹脂溜めポット３４内を昇降するようになっている。
【００２６】
このような構成とすることにより、積層体１５が載置された搬送トレイ２７を樹脂封止装置３０の下型３１に載置し、上型３２と下型３１の間に配置された積層体１５を、上型３２及び下型３１で上下方向から押圧して、上型３２の下面４５及び下型３１上の載置部２８の上面４６をそれぞれ積層体１５の上面及び下面に密着させることができる。これにより、樹脂溜めポット３４内で溶融している樹脂原料３３をプランジャー３７で押し出し、樹脂流路３５及び永久磁石１６の上端面と積層体１５の上面との間の段差を介して磁石挿入孔１４内に注入させることができる。そして、磁石挿入孔１４と永久磁石１６の隙間に注入された樹脂部材１７は、下型３１の加熱手段で加熱して硬化させることができる。その結果、磁石挿入孔１４と永久磁石１６の隙間が樹脂部材１７で充填され、図２（Ｄ）に示すように、永久磁石１６と積層体１５が一体化されて回転子積層鉄心１０が形成される（以上、第３工程）。
なお、得られた回転子積層鉄心１０は、搬送トレイ２７に載置された状態で、樹脂封止装置３０から排出されるので、回転子積層鉄心１０を冷却した後、磁石挿入孔１４内からはみ出し硬化した樹脂部材１７を除去し、必要に応じて表面の研磨処理を行ない、厚みの検査を行なって製品として出荷される。
【００２７】
図４、図５に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心４７は、最下層に配置される鉄心片４８とその上にかしめ積層される鉄心片４８ａにより形成され、中央に軸孔４９、軸孔４９の周囲に複数の磁石挿入孔５０を備え、磁石挿入孔５０にはその長さが磁石挿入孔５０の深さより短い永久磁石５１が挿入され磁石挿入孔５０の下端部に設けられた掛止部５２で掛止されている基準ブロックコア５３を、基準ブロックコア５３の軸心を実質的に一致させながら順次積層して形成された積層体５４と、磁石挿入孔５０内に挿入された永久磁石５１の周囲に充填された樹脂部材５５とを有する。
【００２８】
最下層に配置される鉄心片４８は、薄板材の一例である厚みが０．５ｍｍ以下の電磁鋼板を環状に打ち抜いて形成され、中央に第１の開口部５６、第１の開口部５６の周囲に複数の第２の開口部５７、第２の開口部５７内に、例えば、対向する縁を連結するように形成された掛止部５２を備えている。更に、鉄心片４８には、図示しない複数のかしめ突起が設けられている。一方、鉄心片４８の上にかしめ積層される鉄心片４８ａは、薄板材の一例である厚みが０．５ｍｍ以下の電磁鋼板を環状に打ち抜いて形成され、第１の開口部５６、第２の開口部５７、かしめ突起が形成されている。これによって、鉄心片４８に対して予め設定した枚数の鉄心片４８ａを、第１、第２の開口部５６、５７の中心位置をそれぞれ実質的に一致させながら順次かしめ積層することにより、中央に第１の開口部５６の連通により軸孔４９を、軸孔４９の周囲に第２の開口部５７の連通により複数の磁石挿入孔５０を、磁石挿入孔５０の下端部に掛止部５２を設けることができ、磁石挿入孔５０に長さが磁石挿入孔５０の深さより短い永久磁石５１を挿入し下端を掛止部５２で掛止することにより、基準ブロックコア５３を形成することができる。
【００２９】
積層体５４は、初めに載置された（最下層の）基準ブロックコア５３に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア５３を、基準ブロックコア５３の軸心を実質的に一致させながら、しかも、磁石挿入孔５０の中心位置を実質的に一致させて順次積層して形成されている。また、基準ブロックコア５３の軸孔４９周縁の一部には、図示しないシャフト嵌合用のキー溝が形成されており、基準ブロックコア５３を回転して積層する際に、キー溝の中心位置も上下で一致するように積層して積層体５４を形成している。樹脂部材５５には、例えば、熱硬化性樹脂を使用することができ、加熱して流動状態とした樹脂原料を、例えば、最上層の基準ブロックコア５３の磁石挿入孔５０に注入すると、上下の磁石挿入孔５０は掛止部５２を除いた部分で連通しているので、全磁石挿入孔５０内に一括して流動状態とした樹脂原料を注入することができる。その結果、注入した樹脂原料を硬化させることにより、磁石挿入孔５０内に挿入された永久磁石５１を積層体１５と一体化することができ、回転子積層鉄心４７が形成される
【００３０】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心４７の製造方法について説明する。
回転子積層鉄心４７の製造方法は、中央に軸孔４９を、軸孔４９の周囲に複数の磁石挿入孔５０を備え、磁石挿入孔５０には永久磁石５１が挿入されその下端が掛止部５２で掛止されている基準ブロックコア５３を形成する第１工程と、基準ブロックコア５３を順次積層し所望高さの積層体５４を形成する第２工程と、磁石挿入孔５０と永久磁石５１の隙間に樹脂部材５５を充填し永久磁石５１及び積層体５４を一体化して回転子積層鉄心４７を形成する第３工程とを有している。ここで、磁石挿入孔５０と永久磁石５１の隙間に樹脂部材５５を充填する第３工程は、第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０の製造方法において磁石挿入孔１４と永久磁石１６の隙間に樹脂部材１７を充填する第３工程と実質的に同一の方法で行なうことができるので、第１及び第２工程についてのみ説明する。
【００３１】
先ず、電磁鋼板の打ち抜きにより、中央に第１の開口部５６、第１の開口部５６の周囲に複数の第２の開口部５７、第２の開口部５７内に形成された掛止部５２、及び複数のかしめ突起を備えた鉄心片４８を形成する。また、電磁鋼板の打ち抜きにより、中央に第１の開口部５６、第１の開口部５６の周囲に複数の第２の開口部５７、及び複数のかしめ突起を備えた鉄心片４８ａを形成する。そして、図４に示すように、鉄心片４８を最下層に配置し、その上に予め設定した枚数の鉄心片４８ａをかしめ突起を介してかしめ積層し、第１の開口部５６の連通により軸孔４９を、第２の開口部５７の連通により下端部に掛止部５２を備えた磁石挿入孔５０をそれぞれ形成し、磁石挿入孔５０にその長さが磁石挿入孔５０の深さより短い永久磁石５１を挿入しその下端を掛止部５２で掛止させて基準ブロックコア５３を形成する（以上、第１工程）。
【００３２】
次いで、作製された基準ブロックコア５３を図示しない組み立て基板上に載置し、この基準ブロックコア５３に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア５３をその軸心を実質的に一致させながら、磁石挿入孔５０の中心位置を実質的に一致させると共に軸孔４９周縁の一部に形成したシャフト嵌合用のキー溝の中心位置も上下で一致するように積層する。これによって、作製しようとする回転子積層鉄心４７の高さと実質的に同一高さを有し、軸孔４９の連通により中央に回転子積層鉄心４７用のシャフトが嵌入するシャフト孔５８が、シャフト孔５８内にシャフト嵌合用のキー溝がそれぞれ形成される積層体５４が得られる（以上、第２工程）。
【００３３】
図６に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心５９は、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心４７で使用した基準ブロックコア５３を、基準ブロックコア５３の軸心回りに回転させながら磁石挿入孔５０の一部を連通させて順次積層して形成された積層体６０と、磁石挿入孔５０内に挿入された永久磁石５１の周囲に充填された樹脂部材５５とを有する。ここで、積層体６０は、初めに載置された（最下層の）基準ブロックコア５３に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア５３をその軸心回りにそれぞれ回転させると共に、軸孔４９周縁の一部に形成された図示しないシャフト嵌合用のキー溝の中心位置を上下で一致させ、しかも、磁石挿入孔５０の一部を連通させながら順次積層して形成されている。樹脂部材５５には、例えば、熱硬化性樹脂を使用することができ、加熱して流動状態とした樹脂原料を、例えば、最上層の基準ブロックコア５３の磁石挿入孔５０に注入すると、上下の磁石挿入孔５０は一部が連通しているので、全磁石挿入孔５０内に一括して流動状態とした樹脂原料を注入することができる。その結果、注入した樹脂原料を硬化させることにより、磁石挿入孔５０内に挿入された永久磁石５１を積層体６０と一体化することができ、スキューのかかった回転子積層鉄心５９が形成される
【００３４】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心５９の製造方法について説明するが、回転子積層鉄心５９の製造方法は、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心４７の製造方法と比較して、基準ブロックコア５３を順次積層し所望高さの積層体６０を形成する第２工程が異なっており、第１及び第３工程は第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心４７の製造方法における第１及び第３工程と実質的に同一にすることができる。このため、第２工程についてのみ説明する。
第２工程では、作製された基準ブロックコア５３を図示しない組み立て基板上に載置し、この基準ブロックコア５３に対して、予め設定した個数の基準ブロックコア５３をその軸心を実質的に一致させると共にその軸心回りに回転させながら、しかも、磁石挿入孔５０の一部を連通させると共に、軸孔４９周縁の一部に形成したシャフト嵌合用のキー溝の中心位置も上下で一致するように積層する。これによって、作製しようとする回転子積層鉄心５９の高さと実質的に同一高さを有し、軸孔４９の連通により中央に回転子積層鉄心５９用のシャフトが嵌入するシャフト孔５８が、シャフト孔５８内にシャフト嵌合用のキー溝がそれぞれ形成される積層体６０が得られる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の回転子積層鉄心及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、第１の実施の形態では、積層体に連結孔を設け積層体の上部と下部を連結ピンで連結すると共に基準ブロックコア同士を溶接により部分的に固着したが、これに限らず、基準ブロックコア同士を樹脂部材のみで固着できることはもちろんのこと、積層体に連結孔を設けず基準ブロックコア同士を溶接のみで部分的に固着したり、基準ブロックコア同士を溶接を用いて固着せずに積層体の上部と下部を連結ピンのみで連結したり、連結ピンの替りに連結孔に樹脂部材を充填することにより、積層体を構成する基準ブロックコア同士の固着を行なうようにしてもよい。連結ピンの替りに樹脂部材を用いる場合は、永久磁石を磁石挿入孔内に固定する際に同時に（同工程で）連結孔内を樹脂部材で充填することができるため、連結ピンを用いる場合に比べ、製造工程が簡略化され作業時間も短縮することができる。
更に、鉄心片を転積させながら積層して基準ブロックコアを製造し、この基準ブロックコアを順次積層して積層体を形成することも、鉄心片を転積させながら基準ブロックコアを製造し、この基準ブロックコアを更に転積して積層体を形成することもできる。一方、薄板材の厚み変動が小さく、薄板材の長手方向及び幅方向における磁気特性の差が小さい場合は、打ち抜いた鉄心片をそのまま積層して基準ブロックコアを形成し、基準ブロックコアを順次積層するだけで積層体を形成することができる。
【００３６】
第２、第３の実施の形態では、第２の開口部内の対向する縁を連結するように掛止部を形成したが、縁部に突起を設けるようにしてもよい。また、積層体を構成する基準ブロックコア同士を、磁石挿入孔に充填した樹脂部材のみで固着したが、基準ブロックコア同士を溶接で部分的に固着したり、積層体に上下に貫通する連結孔を形成してこの連結孔に積層体の上部と下部を連結する連結ピンを嵌入させることで、あるいは、溶接と連結ピンを併用して基準ブロックコア同士の固着を行なうようにしてもよい。更に、連結ピンの替りに連結孔に樹脂部材を充填することで、基準ブロックコア同士の固着を行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図である。
【図２】（Ａ）は同回転子積層鉄心に使用する基準ブロックコアの説明図、（Ｂ）は基準ブロックコアの積層により形成した積層体の説明図、（Ｃ）は積層体の磁石挿入孔に永久磁石を挿入した状態を示す説明図、（Ｄ）は積層体の磁石挿入孔と磁石挿入孔に挿入した永久磁石との隙間に樹脂部材を充填した状態を示す説明図である。
【図３】同回転子積層鉄心を構成する積層体の磁石挿入孔と磁石挿入孔に挿入した永久磁石との隙間に樹脂部材を注入する樹脂封止装置の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図である。
【図５】同回転子積層鉄心の最下層の基準ブロックコアの部分拡大図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る回転子積層鉄心の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：回転子積層鉄心、１１：鉄心片、１２：基準ブロックコア、１３：軸孔、１４：磁石挿入孔、１５：積層体、１６：永久磁石、１７：樹脂部材、１８：第１の開口部、１９：第２の開口部、２０：第３の開口部、２１：第１の貫通孔、２２：第２の貫通孔、２３：第３の貫通孔、２４：連結孔、２５：連結ピン、２６：溶接部、２７：搬送トレイ、２８：載置部、２９：ガイド部材、３０：樹脂封止装置、３１：下型、３２：上型、３３：樹脂原料、３４：樹脂溜めポット、３５：樹脂流路、３６：固定架台、３７：プランジャー、３８：ストッパー、３９：上固定プレート、４０：下固定プレート、４１：ガイドポスト、４２：昇降プレート、４３：下型昇降手段、４４：駆動手段、４５：下面、４６：上面、４７：回転子積層鉄心、４８、４８ａ：鉄心片、４９：軸孔、５０：磁石挿入孔、５１：永久磁石、５２：掛止部、５３：基準ブロックコア、５４：積層体、５５：樹脂部材、５６：第１の開口部、５７：第２の開口部、５８：シャフト孔、５９：回転子積層鉄心、６０：積層体
【図１】
2007282392.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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