(57)【要約】【課題】最上段に積層された円盤状鋼板におけるブリッジ部の上面に薄バリが形成されるのを防止できる積層型ロータコアの製造方法を提供する。【解決手段】積層型ロータコアの製造方法は、磁石孔１２ａ，１２ｂと、磁石孔１２ａ，１２ｂと隣り合う磁束漏れ抑制孔１５ａ，１５ｂと、磁石孔１２ａ，１２ｂと磁束漏れ抑制孔１５ａ，１５ｂとの間を仕切るブリッジ部４０と、が形成された円盤状鋼板を積層し積層鋼板１１０を形成する工程と、磁石孔１２ａ，１２ｂに挿入した永久磁石２２ａ，２２ｂを樹脂封止する工程と、を備える。積層鋼板１１０を形成する工程では、最上段以外の円盤状鋼板９０には、ブリッジ部４０の上面に磁石孔と磁束漏れ抑制孔とそれぞれ接する一対の段差部４０ａが設けられたものを用い、最上段の円盤状鋼板１９０ａには、ブリッジ部４０の上面に段差部４０ａが設けられていないものを用いる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石体を挿入するための磁石孔と、前記磁石孔と隣り合う磁束漏れ抑制孔と、前記磁石孔と前記磁束漏れ抑制孔との間を仕切るブリッジ部と、が形成された円盤状鋼板を複数枚積層し積層鋼板を形成する工程と、
前記積層鋼板の前記磁石孔に前記磁石体を挿入した後、前記積層鋼板を型で挟み、前記磁石体を樹脂封止する工程と、を備えた積層型ロータコアの製造方法であって、
前記積層鋼板を形成する工程において、複数の前記円盤状鋼板のうち、最上段以外の前記円盤状鋼板には、前記ブリッジ部の上面に前記磁石孔と前記磁束漏れ抑制孔とそれぞれ接する一対の段差部が設けられたものを用い、最上段の前記円盤状鋼板には、前記ブリッジ部の上面に前記段差部が設けられていないものを用いる、積層型ロータコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層型ロータコアの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータは、一般的に、コイルが巻き付けられ内周部に突出するティースを複数有する略円筒状のステータと、ステータ内に回転可能に設けられるロータと、を備える。当該ロータは、さらに、円筒状のロータコア、ロータコアの中心部を貫通する回転軸、ロータコアの両端に接して配置されるエンドプレートなどを備えている。なお、最近では、エンドプレートを備えていないロータ（エンドプレートレスロータ）も多く存在する。
【０００３】
電気自動車やハイブリッド自動車などの電動モータには、永久磁石が挿入された積層型ロータコアが用いられている。積層型ロータコアは、円盤状にプレス打ち抜き加工された磁性鋼板（円盤状鋼板）を軸方向に複数枚積層させたものである。積層型ロータコアを用いた電動モータにおいて高速回転性能を向上させるためには、円盤状鋼板の強度を高める必要がある。
【０００４】
特許文献１には、各円盤状鋼板における磁石挿入孔の周縁部の厚さを薄くし、段差部を設けることにより強度を向上させた積層型ロータコアの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１６は、開発中の積層型ロータコア５００の概略構成を示す部分水平断面図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図であって、積層型ロータの製造方法を示している。図１６及び図１７に示すように、この積層型ロータコア５００では、永久磁石２２ａを挿入するための磁石孔１２ａに加え、磁束漏れ抑制孔１４が、積層鋼板１０に設けられている。なお、積層鋼板１０は、円盤状鋼板９０を複数枚積層させたものである。
【０００７】
磁石漏れ抑制孔１４の両端において、積層型ロータコア５００の強度を補強するために半径方向に延在するブリッジ部４０がそれぞれ設けられている。つまり、磁石漏れ抑制孔１４の一端と磁石孔１２ａの半径方向内側の端部との間、及び、磁石漏れ抑制孔１４の他端と磁石孔１２ｂの半径方向内側の端部との間には、半径方向に延在するブリッジ部４０がそれぞれ設けられている。
【０００８】
永久磁石２２ａ，２２ｂによって形成される磁束の一部はブリッジ部４０を通過する。この磁束は積層型ロータの回転運動には寄与しない、いわゆる“漏れ磁束”である。ブリッジ部４０を通過する漏れ磁束を抑制するためには、ブリッジ部１４０の断面積をできるだけ小さくする必要がある。ただし、上述したように、電動モータを高速回転させたときにも耐え得るよう、円盤状鋼板９０には十分な強度を持たせる必要がある。
【０００９】
円盤状鋼板９０の強度を落とさずにブリッジ部４０の断面積を減らすため、ブリッジ部４０の上面はプレス加工などで圧下される。図１６及び図１７に示すように、ブリッジ部４０は、長手方向に延びる段差部４０ａを有している。ブリッジ部４０の断面形状は凸形状になる。上面の圧下により段差部４０ａが形成された（加工硬化された）ブリッジ部４０は、強度が高まるとともに断面積も減少する。これにより、円盤状鋼板９０の半径方向の強度を落とさずにブリッジ部を通過する漏れ磁束量を低減させることができる。
【００１０】
図１７に示すように、積層型ロータコア５００を製造する際、ブリッジ部材４０が挿入された積層鋼板１０を下型７０上に載置し、磁石孔１２ａに永久磁石２２ａを挿入した後、上型６０を降下させる。そして、プランジャ８０によって磁石孔１２ａと永久磁石２２ａとの隙間に溶融樹脂３０を送り込み樹脂層３２ａを形成する。これにより、永久磁石２２ａが樹脂封止される。
【００１１】
プレス加工などによって圧下されたブリッジ部４０の上面には段差部４０ａが形成される。磁石孔１２ａと永久磁石２２ａとの隙間に溶融樹脂３０を送り込むと、溶融樹脂３０はブリッジ部４０の上面に形成された段差部４０ａにも流れ込む。積層鋼板１０の最上段に積層された円盤状鋼板９０ａにおいて、ブリッジ部４０の上面に形成された段差部４０ａに流れ込んだ溶融樹脂３０はそこで固まって薄い層（薄バリ）をなす。この薄バリは、非常に剥離しやすい。エンドプレートレスロータの場合、積層型ロータコアのブリッジ部の上面にこのような薄バリが形成されていると、ロータの回転中に薄バリが脱落して電動モータを破損する恐れがあった。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、最上段の円盤状鋼板におけるブリッジ部の上面に薄バリが形成されるのを防止できる積層型ロータコア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】
【００１３】
本発明は、磁石体を挿入するための磁石孔と、前記磁石孔と隣り合う磁束漏れ抑制孔と、前記磁石孔と前記磁束漏れ抑制孔との間を仕切るブリッジ部と、が形成された円盤状鋼板を複数枚積層し積層鋼板を形成する工程と、前記積層鋼板の前記磁石孔に前記磁石体を挿入した後、前記積層鋼板を型で挟み、前記磁石体を樹脂封止する工程と、を備えた積層型ロータコアの製造方法であって、前記積層鋼板を形成する工程において、複数の前記円盤状鋼板のうち、最上段以外の前記円盤状鋼板には、前記ブリッジ部の上面に前記磁石孔と前記磁束漏れ抑制孔とそれぞれ接する一対の段差部が設けられたものを用い、最上段の前記円盤状鋼板には、前記ブリッジ部の上面に前記段差部が設けられていないものを用いるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、最上段の円盤状鋼板におけるブリッジ部の上面に薄バリが形成されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア１００の水平断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア１００の部分水平断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図（垂直断面図）である。
【図４】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図５】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図６】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図７】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図８】実施の形態１にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図９】実施の形態２にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコアの部分水平断面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図（垂直断面図）である。
【図１１】実施の形態２にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図１２】実施の形態２にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図１３】実施の形態３にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコアの部分水平断面図である。
【図１４】図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図（垂直断面図）である。
【図１５】実施の形態３にかかる、積層型ロータコアの製造方法について説明する図である。
【図１６】開発中の積層型ロータコアの概略構成を示す部分水平断面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア１００の水平断面図である。図２は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア１００の部分水平断面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図（垂直断面図）である。
【００１７】
図１に示すように、積層型ロータコア１００は、回転軸を挿入する軸孔１、積層鋼板１１０、永久磁石（磁石体）２１、２２ａ、２２ｂを備えている。さらに、本実施形態に係る積層型ロータは、図２などに示す磁石孔１２ａ、１２ｂと磁束漏れ抑制孔１４との間を仕切るブリッジ部材１４０を備えている。なお、図示の便宜上、図１では、積層鋼板１０には斜線を付していない。
【００１８】
図３に示すように、積層鋼板１１０は、円環状にプレス打抜加工された磁性鋼板である円盤状鋼板１９０ａ，９０を複数枚積層したものである。なお、図３において、積層鋼板１１０における円盤状鋼板の積層数を３枚としているが、これは便宜上そのように図示したに過ぎず、円盤状鋼板の実際の積層数を表すものではない。上述したように、実際の円盤状鋼板の積層数は数百枚程度である。一枚の磁性鋼板の厚さ寸法は、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度である。また、積層鋼板１１０の積層厚さ寸法は一例として６０ｍｍ程度である。
【００１９】
図１に示すように、永久磁石２１は、積層鋼板１１０の外縁部において円周方向に延設されている。また、１対の永久磁石２２ａ、２２ｂが、永久磁石２１の両側において半径方向に延設されている。図１において一点鎖線の扇形で囲って示したように、この３の永久磁石２１、２２ａ、２２ｂからなる構成が、円周方向に沿って、４５°ピッチで８回繰り返されている。なお、以下の説明においては、「半径方向」とは、円環状の積層鋼板１０の半径方向、「円周方向」とは、円環状の積層鋼板１１０の円周方向を意味する。
【００２０】
図２は、図１において一点鎖線の扇形で囲われた領域を拡大して示している。図２に示すように、積層鋼板１１０の外縁部において円周方向に延設された磁石孔１１に、永久磁石２１が挿入され、樹脂層３１により封止されている。また、磁石孔１１の両側において半径方向に延設された１対の磁石孔１２ａ、１２ｂに、永久磁石２２ａ、２２ｂが挿入され、樹脂層３２ａ、３２ｂにより封止されている。
【００２１】
図２の例では、永久磁石２１において、半径方向外側（ｙ軸方向プラス側）の面がＮ極、半径方向内側（ｙ軸方向マイナス側）の面がＳ極となっている。また、永久磁石２２ａ、２２ｂにおいて、永久磁石２１に近い側の面がＮ極、遠い側の面がＳ極となっている。図２には、太い破線矢印で磁力線が示されている。
【００２２】
図２に示すように、１対の磁石孔１２ａ、１２ｂの間には、永久磁石２１、２２ａ、２２ｂからの磁束の漏れを抑制するために、磁束漏れ抑制孔１４が円周方向（ｘ軸方向）に延設されている。つまり、磁束漏れ抑制孔１４は、磁石孔１２ａ，１２ｂのそれぞれと隣り合う。磁束漏れ抑制孔１４は、磁石孔１１と略平行に延設されている。さらに、磁石孔１１の両端に隣接して、１対の磁束漏れ抑制孔１５ａ、１５ｂが形成されている。磁束漏れ抑制孔１５ａ、１５ｂは、磁石孔１１と離間して形成されている。
【００２３】
磁石漏れ抑制孔１４の両端において、積層型ロータコア１００の強度を補強するために半径方向に延在するブリッジ部１４０がそれぞれ設けられている。つまり、磁石漏れ抑制孔１４の一端と磁石孔１２ａの半径方向内側の端部との間、及び、磁石漏れ抑制孔１４の他端と磁石孔１２ｂの半径方向内側の端部との間には、半径方向に延在するブリッジ部４０がそれぞれ設けられている。
【００２４】
最上段以外の円盤状鋼板９０は、強度を落とさずにブリッジ部４０の断面積を減らすため、ブリッジ部４０の上面はプレス加工などで圧下される。これにより、ブリッジ部４０の上面には段差部４０ａが形成される。一方、最上段に積層される円盤状鋼板１９０ａ（最上段の円盤状鋼板１９０ａ）については、ブリッジ部１４０の上面を圧下しない。つまり、最上段に積層される円盤状鋼板１９０ａにおけるブリッジ部１４０は段差を有しない。
【００２５】
次に、図４、図５、図６、図７及び図８を参照して、本実施の形態にかかる、積層型ロータコア１００の製造方法について説明する。図４、図５、図６、図７及び図８は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコア１００の製造方法について説明する図（いずれも垂直断面図）である。
【００２６】
まず、図４に示すように、円盤状鋼板を積層させて積層鋼板１１０を構成する。最上段の円盤状鋼板１９０ａには、ブリッジ部１４０の上面が圧下されていないものを用いる。そして、図５に示すように、積層鋼板１１０を樹脂成型装置の下型７０上に載置する。下型７０は、ポットプレート７１、ランナプレート７２、ゲートプレート７３から構成されている。ゲートプレート７３上に、永久磁石２２ａを載置するための突起７３ａが、所定の位置に形成されている。なお、突起７３ａを形成する所定の位置とは、例えば、永久磁石２２ａの下面の長手方向両端部の位置である。
【００２７】
次に、図６に示すように、磁石孔１２ａに永久磁石２２ａを挿入する。この際、永久磁石２２ａの下端面は、突起７３ａにより支持される。そして、図７に示すように、上型６０を降下させ、積層鋼板１１０を上型６０及び下型７０の型面により挟む（上型６０の型面を積層鋼板１０の上端面に圧接する）。この際、永久磁石２２ａの上端面は、上型５０に設けられた突起６２ａにより押さえられる。すなわち、永久磁石２２ａは、下型７０のゲートプレート７３に設けられた突起７３ａにより下側から支持されるとともに、上型６０に設けられた突起６２ａにより押さえられる。そのため、永久磁石２２ａは、所定の位置に固定される。
【００２８】
次に、図８に示すように、積層鋼板１１０の下端面側からプランジャ８０により磁石孔１２ａに溶融樹脂３０を注入する。これにより、永久磁石２２ａが樹脂層３２ａによって封止される。永久磁石２２ａは、突起７３ａにより下側から支持されるとともに、突起６２ａにより上側から押さえられるので、上端面及び下端面が樹脂層３２ａによって覆われる。なお、樹脂成型方法は特に限定されないが、例えばトランスファー成形が好ましい。樹脂は、熱硬化性樹脂であることが好ましいが、熱可塑性樹脂であってもよい。
【００２９】
最上段に積層される円盤状鋼板１９０ａのブリッジ部１４０の上面には段差がない。すなわち、積層鋼板１１０を形成する工程において、複数の円盤状鋼板のうち、最上段以外の円盤状鋼板９０には、ブリッジ部４０の上面に磁石孔１２ａ（または磁石孔１２ｂ）と磁束漏れ抑制孔１４とそれぞれ接する一対の段差部４０ａが設けられたものを用い、最上段の円盤状鋼板１９０ａには、ブリッジ部１４０の上面に段差部が設けられていないものを用いる。このため、永久磁石２２ａ，２２ｂと磁石孔１２ａ，１２ｂとの隙間に溶融樹脂３０を流し込んだ際に、最上段に積層される円盤状鋼板１９０ａのブリッジ部１４０の上面に薄バリが生じるのを抑制できる。
【００３０】
[実施の形態２]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と共通の部分には共通の符号を付してその説明を省略する。
図９は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア２００の部分水平断面図である。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図（垂直断面図）である。なお、図１０において、積層鋼板２１０における円盤状鋼板の積層数を３枚としているが、これは便宜上そのように図示したに過ぎず、円盤状鋼板の実際の積層数を表すものではない。
【００３１】
実施の形態１では、最上段の円盤状鋼板１９０ａには、ブリッジ部の上面を圧下しないものを用いた。これに対し、本実施の形態では、図９及び図１０に示すように、最上段の円盤状鋼板９０ａは、最上段以外の円盤状鋼板９０と同じものである。積層型ロータコア２００では、最上段の円盤状鋼板９０ａの上下を反転させている。
【００３２】
次に、積層型ロータコア２００の製造方法について以下で説明する。
図１１及び図１２は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコア２００の製造方法について説明する図である。図１１に示すように、まず、円盤状鋼板９０を積層して積層鋼板１０を構成する。最上段に積層される円盤状鋼板９０ａについては、積層する際に上下を反転させる。つまり、円盤状鋼板９０ａのブリッジ部４０の下面に段差部４０ａがくる。
【００３３】
積層鋼板１０を樹脂成型装置の下型７０上に載置し磁石２２ａを挿入する工程と、上面を上型６０で押圧しつつ磁石孔１２ａに溶融樹脂３０を注入する工程と、は、実施の形態１において図５、図６、図７及び図８を用いてそれぞれ説明したものと基本的には同じである。
【００３４】
図１２は、磁石孔１２ａへの溶融樹脂３０の注入が完了した直後の状態を示す図である。図１０に示すように、最上段の円盤状鋼板９０ａのブリッジ部４０の上面には段差がない。このため、永久磁石２２ａ，２２ｂと磁石孔１２ａ，１２ｂとの隙間に溶融樹脂３０を流し込んだ際に、最上段の円盤状鋼板９０ａのブリッジ部４０の上面に薄バリが生じるのを抑制できる。また、実施の形態１では、最上段の円盤状鋼板は、最上段以外に積層される円盤状鋼板とはブリッジ部の形状が異なるものである。これに対し、本実施の形態では、積層される全ての円盤状鋼板に共通の部品を使用することができる。
【００３５】
[参考形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と共通の部分には共通の符号を付してその説明を省略する。
図１３は、本実施の形態にかかる、積層型ロータコアの製造方法によって製造される積層型ロータコア３００の部分水平断面図である。図１４は、図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図（垂直断面図）である。なお、図１４において、積層鋼板３１０における円盤状鋼板の積層数を３枚としているが、これは便宜上そのように図示したに過ぎず、円盤状鋼板の実際の積層数を表すものではない。
【００３６】
図１３及び図１４に示すように、最上段の円盤状鋼板３９０ａは、最上段以外の円盤状鋼板３９０と同じものである。円盤状鋼板３９０ａ，３９０は、段差部３４０ａの磁石孔１２ａと対向する側の縁にヘリ３４０ｂが形成されている。
【００３７】
本実施の形態にかかる、積層型ロータコア３００の製造方法では、積層鋼板３１０を構成する円盤状鋼板３９０ａ，３９０において、段差部３４０ａの磁石孔１２ａに面している側の外縁部にヘリ３４０ｂが形成されるようにブリッジ部３４０を圧下する。このようにして形成した円盤状鋼板３９０ａ，３９０をブリッジ部３４０の段差部３４０ａが上面になるよう順々に積層していくことで積層鋼板３１０を構成する。積層鋼板３１０を樹脂成型装置の下型７０上に載置し磁石２２ａを挿入する工程と、上面を上型６０で押圧しつつ磁石孔１２ａに溶融樹脂３０を注入する工程と、は、実施の形態１において図５、図６、図７及び図８を用いてそれぞれ説明したものと基本的には同じである。
【００３８】
図１５に示すように、段差部３４０ａの磁石孔１２ａに面している側の外縁部にヘリ３４０ｂがあると、永久磁石２２ａ，２２ｂと磁石孔１２ａ，１２ｂとの隙間に溶融樹脂３０を流し込む際に、最上段に積層される円盤状鋼板３９０ａのブリッジ部３４０の上面に薄バリが生じるのを抑制できる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１１，１２ａ，１２ｂ  磁石孔
１４，１５ａ，１５ｂ  磁束漏れ抑制孔
２１，２２ａ，２２ｂ  永久磁石
４０  ブリッジ部
４０ａ  段差部
１００  積層型ロータコア
１１０  積層鋼板
９０  最上段以外の円盤状鋼板
１９０ａ  最上段の円盤状鋼板
【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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