JP2014138448A - 回転子積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送トレイのガイド部材の軸孔への嵌入をスムーズに行い、得られる回転子積層鉄心の品質低下を抑制し、生産性を高めることができる回転子積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の鉄心片が積層され、中央に形成された軸孔１２と軸孔１２の周囲に形成された複数の磁石挿入孔１３とを有する鉄心本体１０を、載置板材４１と載置板材４１の表面側に立設された柱状のガイド部材４２とを有する搬送トレイ４０に、軸孔１２へガイド部材４２を嵌入することにより載置する載置工程、各磁石挿入孔１３に永久磁石１５を挿入する挿入工程、及び液状の樹脂材１６を各磁石挿入孔１３へ充填する充填工程をこの順に有し、挿入工程及び充填工程を搬送トレイ４０に鉄心本体１０が載置された状態で行う回転子積層鉄心の製造方法において、載置工程の前に、鉄心本体１０を加熱する第１予備加熱工程をさらに有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石が挿入され、樹脂材により封止された回転子積層鉄心の製造方法に関する。

電動機に用いられる回転子として、複数の鉄心片が積層されてなる鉄心本体の磁石挿入孔に永久磁石が挿入され、この永久磁石を樹脂材により固定（封止）した回転子積層鉄心が普及している。この永久磁石の固定は、鉄心本体を積層方向に加圧しつつ、永久磁石が挿入された磁石挿入孔に液状の熱硬化性樹脂（樹脂材）を充填し、この樹脂材を加熱により硬化させることで行われている。この際、作業性、取扱性等の向上のために、搬送トレイ上に鉄心本体を載置した状態で磁石挿入孔に永久磁石を挿入し、これを樹脂封止金型内にセットして樹脂材の充填を行う方法が知られている。図８に示すように、搬送トレイ４０は、載置板材４１とこの載置板材４１の表面側に立設された柱状のガイド部材４２とを有する。搬送トレイ４０上への鉄心本体１０の載置は、ガイド部材４２を鉄心本体１０の軸孔１２へ嵌入することにより行われる（特許文献１参照）。このように、搬送トレイ４０上に鉄心本体１０を載置する際にガイド部材４２を軸孔１２へ嵌入することで、複数の鉄心片の芯出しが容易になり、生産性等を高めることができるとされている。

特開２０１２−１０５９５号公報

前述のようにガイド部材４２を軸孔１２へ嵌入する場合、ガイド部材４２と軸孔１２との間に微小のギャップ（例えば１０μｍ程度）を設定することで、この嵌入がスムーズに行われるようになっている。しかし、鉄心本体１０に用いる材料の板厚偏差や鉄心片の打抜き精度、かしめ結合などに起因して、軸孔１２の真直度や直角度の精度が出ず、前記ギャップが設定値に満たないことがある。この場合、図８に示されるように、搬送トレイ４０のガイド部材４２が、鉄心本体１０の軸孔１２に入り難い、あるいは入らないことが生じる。

また、搬送トレイ４０は、樹脂材の充填後、この樹脂材の硬化のために鉄心本体１０と共に加熱され、次いで冷却された後に、鉄心本体１０を取り外し、次の鉄心本体１０の載置へ供される。このように搬送トレイ４０は加熱及び冷却の工程を経て繰り返し利用されるが、製造ラインのサイクルタイムによっては、冷却を経ても搬送トレイ４０の温度が常温にまで戻らず、ガイド部材４２が熱膨張で拡径した状態にある場合がある。この場合、軸孔１２とガイド部材４２とのギャップが小さくなり、さらにはガイド部材４２が軸孔１２径より大きい状態となることもあるため、よりガイド部材４２が軸孔１２に入り難い、あるいは入らないことが生じやすくなる。

このようにガイド部材４２が軸孔１２に入り難い又は入らない場合は、ガイド部材４２を軸孔１２に押し込んで入れようとして余分な作業時間を要することとなる。また、無理に押し込む又は押し込もうとした結果、鉄心本体１０に傷がついたり、変形を引き起こすなどして、得られる回転子積層鉄心の品質を低下させる要因ともなっている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、搬送トレイのガイド部材の軸孔への嵌入をスムーズに行い、得られる回転子積層鉄心の品質低下を抑制し、生産性を高めることができる回転子積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法は、複数の鉄心片が積層され、中央に形成された軸孔と該軸孔の周囲に形成された複数の磁石挿入孔とを有する鉄心本体を、載置板材と該載置板材の表面側に立設された柱状のガイド部材とを有する搬送トレイに、前記軸孔へ前記ガイド部材を嵌入することにより載置する載置工程、
前記各磁石挿入孔に永久磁石を挿入する挿入工程、及び
液状の樹脂材を前記各磁石挿入孔へ充填する充填工程
をこの順に有し、
前記挿入工程及び前記充填工程を前記搬送トレイに前記鉄心本体が載置された状態で行う回転子積層鉄心の製造方法において、
前記載置工程の前に、前記鉄心本体を加熱する第１予備加熱工程をさらに有する。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法によれば、載置工程の前に鉄心本体を加熱する第１予備加熱工程を有するため、載置工程の際に軸孔が拡径しており、軸孔へのガイド部材の嵌入をスムーズに行うことができる。従って、本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法によれば、得られる回転子積層鉄心の品質低下を抑制し、生産性を高めることができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記載置工程の際、前記鉄心本体の温度が前記搬送トレイの温度以上であることが好ましい。このように載置工程の際の鉄心本体の温度を搬送トレイの温度以上とすると、鉄心本体の軸孔の拡径が十分になされ、ガイド部材の嵌入をよりスムーズに行うことができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記挿入工程の際、前記鉄心本体の温度が前記永久磁石の温度以上であることが好ましい。このように挿入工程の際の鉄心本体の温度を挿入する永久磁石の温度以上とすることで、磁石挿入孔も拡径されたままとなり、永久磁石の挿入もスムーズに行うことができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記挿入工程と前記充填工程との間に、前記鉄心本体を加熱する第２予備加熱工程をさらに有することが好ましい。充填工程の際に鉄心本体の温度が低いと、樹脂材の流動性が低下し、充填しにくくなり、充填後の硬化性も低下する。そこで、このように第２予備加熱工程において挿入された永久磁石と共に鉄心本体を加熱することにより、充填工程における樹脂材の流動性の低下を抑制し、効率的に充填を行うことができる。また、本発明に係る回転子製造方法の製造方法においては、第１予備加熱工程により鉄心本体が既にある程度温まっているので、この第２予備加熱工程の時間短縮化又は省エネルギー化も図られる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記磁石挿入孔へ充填された前記樹脂材の加熱により、該樹脂材を硬化させる硬化工程、及び前記硬化工程の後に、前記搬送トレイを冷却させる冷却工程をさらに有し、前記冷却工程により冷却された前記搬送トレイを繰り返し用いることが好ましい。このように冷却工程を経て搬送トレイを繰り返し用いる場合、製造ラインのサイクルタイムが短く搬送トレイが常温にまで戻らないことがあっても、鉄心本体を加熱して拡径させるため載置（嵌入）をスムーズに行うことができ、生産性等を高めることができる。また、製造ラインのサイクルタイムを短縮することができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記鉄心本体が積層方向に分割された複数のブロック体から構成されることが好ましい。鉄心本体が複数のブロック体から構成されている場合、そのブロック体の直角度が低くても、ガイド部材を嵌入することができ、かつ充填工程において加圧する際に矯正され、直角度を改善することができる。また、複数のブロック体をガイド部材で内径基準で積層できることにより、回転子積層鉄心として軸孔の精度に優れ、回転軸（シャフト）の取り付け精度が向上する。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記第１予備加熱工程における加熱に、加熱炉、バンドヒーター、ラバーヒーター又はホットプレートを用いることが好ましい。これらの加熱装置を用いることで、効率的に鉄心本体の加熱を行うことができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記第１予備加熱工程における加熱に、前記ホットプレートと、該ホットプレートに載置される予備加熱用治具とを用い、該予備加熱用治具は、前記鉄心本体を載置する載置台、及び該載置台の表面よりも上方に延出し、前記鉄心本体の前記軸孔に挿通される円柱部を備え、前記鉄心本体が円柱形状を有し、前記載置台の表面における前記円柱部中央から外縁までの距離が、前記鉄心本体の半径より小さいことが好ましい。第１予備加熱工程において、ホットプレートにこのような構造を有する予備加熱用治具を載置し、この予備加熱用治具に鉄心本体を載置することで、鉄心本体の予備加熱用治具への載置及び予備加熱用治具からの取り外しを容易にし、生産性等をより高めることができる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記搬送トレイの前記ガイド部材と前記載置板材とが分離可能に構成されていることが好ましい。このようにガイド部材と載置板材とを分離可能に搬送トレイを構成することで、例えばガイド部材を抜かずにそのまま回転子積層鉄心のシャフトとして用いることなども可能となる。

本発明に係る回転子積層鉄心の製造方法によれば、搬送トレイのガイド部材の軸孔への嵌入をスムーズに行い、得られる回転子積層鉄心の品質低下を抑制し、生産性を高めることができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法の第１予備加熱工程における鉄心本体及び予備加熱装置を示す模式的断面図であり、（Ｂ）はその模式的平面図である。 （Ａ−１）及び（Ｂ−１）は、同回転子積層鉄心の製造方法における第1予備加熱工程前の各鉄心本体を示す模式的断面図であり、（Ａ−２）及び（Ｂ−２）は、第1予備加熱工程後の各鉄心本体を示す模式的断面図であり、（Ａ−３）及び（Ｂ−３）は、載置工程後の各鉄心本体及び搬送トレイを示す模式的断面図であり、（Ａ−４）及び（Ｂ−４）は、挿入工程後の各鉄心本体及び搬送トレイを示す模式的断面図である。 同回転子積層鉄心の製造方法における第２予備加熱工程から充填工程までの流れを示す説明図である。 同回転子積層鉄心の製造方法の第２予備加熱工程で使用する予熱装置を示す説明図である。 同回転子積層鉄心の製造方法の充填工程等で使用する樹脂封止装置を示す説明図である。 同回転子積層鉄心の製造方法を適用する鉄心本体を示す平面図である。 （Ａ）は同回転子積層鉄心の製造方法における載置工程後の図２とは異なる形状の鉄心本体及び搬送トレイを示す模式的断面図であり、（Ｂ）は挿入工程後のその鉄心本体及び搬送トレイを示す模式的断面図であり、（Ｃ）は充填工程におけるその鉄心本体及び搬送トレイを示す模式的断面図である。 従来の回転子積層鉄心の製造方法における載置工程を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら本発明を具体化した実施の形態について説明する。
本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法は、第１予備加熱工程、載置工程、挿入工程、第２予備加熱工程、充填工程、硬化工程及び冷却工程を有する。以下、各工程を順に説明する。

（第１予備加熱工程）
本工程においては、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ホットプレート２０及び予備加熱用治具３０を用いて鉄心本体１０を加熱（予熱）する。ホットプレート２０及び予備加熱用治具３０で予備加熱装置を構成する。

鉄心本体１０は、複数の鉄心片の積層により構成されている。この鉄心本体１０は、積層方向に分割された複数の（ここでは２つの）ブロック体１１a、１１ｂから構成されており、すなわち各ブロック体１１a、１１ｂも複数の鉄心片の積層体である。なお、積層された複数の鉄心片の固定は、例えばかしめ結合や溶接結合によりなされている。

鉄心本体１０は円柱形状であり、中央に軸方向に形成された円柱状の軸孔１２と、軸孔１２の周囲に形成された複数の（ここでは８つの）四角柱状の磁石挿入孔１３とを有している。８つの磁石挿入孔１３は略等間隔に同一円周上に配置されている。

ホットプレート２０は、所望する温度に加熱可能なものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。ホットプレート２０は、予備加熱用治具３０を介して鉄心本体１０を加熱する。なお、予備加熱用治具に加熱機能を持たせて、予備加熱用治具のみで加熱することもできる。

予備加熱用治具３０は、ホットプレート２０上に載置された状態で使用される。予備加熱用治具３０は、金属製であり、鉄心本体１０を載置する載置台３１及び円柱部３２を備える。載置台３１は、円盤状部３３と円盤状部３３を裏面側から支持する複数の脚部３４とを有している。円柱部３２は、円盤状部３３の中央を貫通し、円盤状部３３（載置台３１）の表面よりも上方に延出するように立設されている。円柱部３２の高さは、鉄心本体１０を載置した際に、鉄心本体１０の高さ（表面位置）より高くなるように設けられている。また、円柱部３２の側面には、鉄心本体１０の軸孔１２に軸方向に形成されている一対の突条状の回り止め１４に対応し、高さ方向に一対の溝状構造３５が形成されている。

この予備加熱用治具３０をホットプレート２０上に載置した状態で、この予備加熱用治具３０の円柱部３２に鉄心本体１０の軸孔１２を挿通することにより、鉄心本体１０を予備加熱用治具３０上（載置台３１上）に載置する。この際、載置台３１（円盤状部３３）の表面における円柱部３２中央から外縁までの距離、すなわち円盤状部３３の半径は、鉄心本体１０の半径より小さくなっている。このように、半径が鉄心本体１０より小さい載置台３１を有する予備加熱用治具３０を用いることで、鉄心本体１０の予備加熱用治具３０への載置及びこの予備加熱用治具３０からの取り外しを容易にすることができる。すなわち、鉄心本体１０をホットプレート２０上に直接載置すると、ホットプレート２０に触れずに鉄心本体１０を把持しようとするためには、鉄心本体１０の側面のみを把持する必要があり作業性が悪い。しかし、このように予備加熱用治具３０に鉄心本体１０を載置しておけば、鉄心本体１０の底面の端部に指をかけることができるため、容易に把持することができる。

また、載置台３１の円盤状部３３には、一又は複数の貫通孔が形成されていたり、外縁から中心側に切り欠かれた湾曲部分が形成されていてもよい。このような構造であることで、載置台３１から鉄心本体１０を取り外す際、貫通孔や湾曲部分に指を入れて鉄心本体１０を下から押し上げることができ、取り外し性（作業性）を高めることができる。

このようにこの第1予備加熱工程においては、ホットプレート２０により予備加熱用治具３０を介して、鉄心本体１０を加熱する。本工程により、鉄心本体１０の軸孔１２及び磁石挿入孔１３が拡径する（図２（Ａ−１）、（Ａ−２）参照）。

また、２つのブロック体１１ａ、１１ｂからなる鉄心本体１０を予備加熱用治具３０を用いてこのように予備加熱すると、円柱部３２により芯出しされ、次の載置工程における搬送トレイ４０への載置（ガイド部材４２の軸孔１２への嵌入）を容易に行うことができる。また、真直度や直角度の悪い鉄心本体１０（ブロック体１１ａ、１１ｂ）の矯正も行うことができる。

第１予備加熱工程における鉄心本体１０の加熱温度としては、鉄心本体の軸孔１２が十分に拡径する温度であれば特に制限されないが、例えば５０℃以上２００℃以下とすることができる。５０℃未満の場合は十分に拡径されないおそれがあり、２００℃を超えると加熱に要する時間やエネルギーが増大し、生産性が低下するおそれがある。また、後述するように、好適には鉄心本体１０の加熱温度は、搬送トレイ４０との相対的な温度によって定めることができる。

なお、第１予備加熱工程における加熱は、ホットプレート２０に直接鉄心本体１０を載置して行うこともできる。このように直接載置することで加熱効率を高めることができる。また、ホットプレート２０に直接又は予備加熱用治具３０等を用いて、鉄心本体１０の一方の面側（下面側）から加熱することで、搬送トレイ４０のガイド部材４２（図２（Ａ−３）参照）に挿入する側の面（下面）側の軸孔１２を優先的に拡径させることができる。このようにすることで、鉄心本体１０全体が一様に十分に加温していなくとも、挿入する側の軸孔１２をある程度拡径させているため、嵌入をスムーズにすることができる。また、このようにすることで、加熱時間等を短縮させることができる。

さらには、第１予備加熱工程における加熱は、ホットプレート以外の加熱装置を用いることもできる。この他の加熱装置としては、加熱炉、バンドヒーター、ラバーヒーター等を挙げることができる。この加熱炉、バンドヒーター及びラバーヒーターは、公知のものを用いることができる。

（載置工程）
本工程においては、図２（Ａ−３）に示すように、第１予備加熱工程を経て加熱された鉄心本体１０を搬送トレイ４０に載置する。搬送トレイ４０は、載置板材４１と、載置板材４１の表面側に中央に立設された円柱状又はパイプ状のガイド部材４２とを有する。ガイド部材４２と載置板材４１とは、分離可能に構成されている。鉄心本体１０の搬送トレイ４０への載置は、軸孔１２へガイド部材４２を嵌入することにより行われ、鉄心本体１０の底面が載置板材４１の表面に接触する状態で載置される。

ガイド部材４２の直径は、同一の温度（例えば２０℃）において、鉄心本体１０の軸孔１２の直径との微小な差（ギャップ）が生じるように形成されている。このガイド部材４２の直径と軸孔１２の直径との差としては、例えば０．１μｍ以上３０μｍ以下程度であり、好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下程度である。なお、この差が小さすぎると嵌入及び取り外しの際の作業性が低下し、逆に大きすぎるとガタツキが生じ充填工程等における作業性が低下するおそれがある。

この載置の際、鉄心本体１０の軸孔１２は第１予備加熱工程での加熱により拡径しているため、前記ギャップが大きくなっており（図２（Ａ−２）参照）、軸孔１２へのガイド部材４２の嵌入をスムーズに行うことができる（図２（Ａ−３）参照）。また、搬送トレイ４０は、後に詳述するように加熱及び冷却の工程を経た後に繰り返し使用されるが、冷却が不十分であるとガイド部材４２が拡径したままの状態で使用され、前記ギャップが小さくなる又は無くなり、軸孔１２への嵌入がスムーズに行われない場合がある。しかし、本実施の形態のように載置工程の前に第１予備加熱工程を行うことで、搬送トレイ４０のガイド部材４２がある程度拡径した状態であっても十分なギャップを確保し、スムーズな嵌入を行うことができる。

また、図２（Ｂ−１）〜（Ｂ−２）に示すように、鉄心本体１０の軸孔１２（及び磁石挿入孔１３）の真直度や直角度の精度が悪い場合も、予備加熱用治具３０を用いた第１予備加熱工程により各孔１２、１３を拡径させ、図２（Ｂ−３）に示すように、ガイド部材４２の嵌入を行うことができる。

この載置工程の際、鉄心本体１０の温度が搬送トレイ４０の温度以上であることが好ましい。このように載置工程の際の鉄心本体１０の温度を搬送トレイ４０の温度以上とすると、鉄心本体１０の軸孔１２の拡径が十分になされ、ガイド部材４２の嵌入をよりスムーズに行うことができる。この温度差（鉄心本体１０の温度−搬送トレイ４０の温度）としては、０℃以上であればよく、２０℃以下が好ましい。鉄心本体１０（鉄）の線膨張係数は、１１．７６×１０^−６／℃とされている。そこで、温度差１０℃となる加熱を行うと、例えば直径１０ｃｍの軸孔１２は約１２μｍと十分に拡径がされることとなる。なお、温度差をつけるほど拡径され、ガイド部材４２の嵌入は容易になるものの、ギャップが大きすぎると鉄心本体１０ががたついて生産ラインへ投入する前に待機することとなる。従って、温度差は小さいほど生産性へ与える影響も小さくなる。

（挿入工程）
本工程においては、図２（Ａ−４）、（Ｂ−４）に示すように、搬送トレイ４０に載置された状態の鉄心本体１０の各磁石挿入孔１３内に永久磁石１５を挿入する。挿入される永久磁石１５は、磁石挿入孔１３の形状よりも一回り小さい略角柱状である。また、この永久磁石１５の長さは、磁石挿入孔１３の深さよりもやや短く、磁石挿入孔１３内に収まるように形成されている。なお、この作業後、各磁石挿入孔１３内に永久磁石が挿入されたか否かの確認は、磁石検出器によって行うことができる。

この挿入工程の際も、鉄心本体１０の温度が永久磁石１５の温度以上であることが好ましい。このように挿入工程の際の鉄心本体１０の温度を挿入する永久磁石１５の温度以上とすることで、磁石挿入孔１３も拡径状態が維持され、永久磁石１５の挿入もスムーズに行うことができる。この温度差（鉄心本体１０の温度−永久磁石１５の温度）としては、０℃以上であればよく、２０℃以下が好ましい。

なお、挿入する永久磁石１５は、常温であってもよいが、常温以下に冷却されたものを用い挿入性を高めることができる。また、逆に挿入する永久磁石１５は、常温以上に加熱されたものを用いることで、次の第２予備加熱工程における加熱時間を短縮又は省略できたり、樹脂材１６の充填性を高めることができる。

（第２予備加熱工程）
本工程においては、永久磁石１５が挿入された鉄心本体１０を再度加熱する。例えば、図３に示すように、鉄心本体１０を載置した搬送トレイ４０を、搬送レール５０に沿って予熱装置５１近傍まで搬送し、鉄心本体１０を搬送トレイ４０と共に予熱装置５１に入れ、充填する樹脂材１６（図５参照）の溶融温度まで鉄心本体１０を加熱（予熱）する。

具体的には、搬送レール５０で搬送されてきた鉄心本体１０は、搬送レール５０の側方に複数台（ここでは３台）配置された各予熱装置５１にそれぞれ入れられる。そして、鉄心本体１０を予熱装置５１内で樹脂材１６の溶融温度まで予熱した後、予熱が終了した鉄心本体１０を搬送トレイ４０と共に予熱装置５１からそれぞれ取り出して、次工程へ搬送する。

樹脂材１６としては、例えば、従来半導体の封止材等として使用されているエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を使用できる。このように、樹脂材１６としてエポキシ樹脂を使用する場合、硬化（架橋）前のエポキシ樹脂の溶融温度は例えば１７０℃程度であるため、鉄心本体１０の予熱温度を１７０℃程度（例えば１７０±１０〜２０℃）とすることができる。なお、この予熱温度は、樹脂材１６の溶融温度等に応じて適宜調整することができる。また、予熱装置５１（鉄心本体１０を予熱するステージ）の数ｎは、後述する樹脂封止装置６０の全体処理時間をＴ１とし、予熱装置５１の全体処理時間をＴ２とすると、ｎは（Ｔ２／Ｔ１）を超えない整数（例えば、２〜６）とするのがよく、これによって、効率的に予熱装置５１及び樹脂封止装置６０を運転することができる。

予熱装置５１は、例えば、図４に示すように、搬送トレイ４０を載置する下部加熱部５２と、下部加熱部５２を上下動するため固定架台５３に設けられた昇降手段（例えば、ジャッキ）５４とを有している。また、予熱装置５１は、昇降手段５４により上限位置まで上昇させた鉄心本体１０の上方に位置する上部加熱部５５と、この鉄心本体１０を側方から取り囲む側部加熱部５６とを有している。この側部加熱部５６は、横方向に二分割され、それぞれ分割された部分を鉄心本体１０を中心として水平方向に移動することで開閉可能な構成になっており、鉄心本体１０のセッティング及び取り出しを容易にしている。

なお、予熱装置５１が備える各加熱部５２、５５、５６には電熱ヒータが設けられ、この電熱ヒータにより鉄心本体１０を加熱している。但し、鉄心本体１０は誘導加熱又は熱風による加熱でもよく、また電熱ヒータによる加熱、誘導加熱、及び熱風による加熱のいずれか２以上を組み合わせて行ってもよい。

なお、複数台の予熱装置５１を設置した場合について説明したが、１台でもよく、この場合、予熱装置５１を複数の鉄心本体１０を入れる容量を備えた大きさとすることが好ましい。更に、搬送レール５０にトンネル型の予熱装置を設け、鉄心本体１０を載置した搬送トレイ４０を搬送レール５０上で搬送しながら、鉄心本体１０を予熱装置内で予熱することも可能である。また、第２予備加熱工程は、挿入工程の後（予め各磁石挿入孔１３内に永久磁石１５を挿入した状態）に行っているが、挿入工程の前（各磁石挿入孔１３内に永久磁石１５が挿入されていない状態）に行い、第２予備加熱工程後に、磁石挿入孔１３内に永久磁石１５を挿入することもできる。

（充填工程）
本工程においては、液状の樹脂材１６を各磁石挿入孔１３へ充填し、磁石挿入孔１３内に挿入された永久磁石１５を封止する。これは、例えば図３に示すように、予熱（第２予備加熱工程）が終了し予熱装置５１から取り出された鉄心本体１０を、搬送トレイ４０と共に搬送レール５０によって樹脂封止装置６０まで搬送し、この樹脂封止装置６０に搬送トレイ４０と共に鉄心本体１０を配置して行われる。

図５に示すように、樹脂封止装置６０は、例えば、鉄心本体１０が載置された搬送トレイ４０を載置し、昇降可能な構成となった下型６１と、鉄心本体１０の上に搭載され、下型６１の上昇に伴って上昇する構成となった上型６２とを備えている。この上型６２は、鉄心本体１０の磁石挿入孔１３に対して半径方向内側の領域に、樹脂材１６の原料（タブレットともいう）を入れる複数の樹脂溜ポット６３を有し、その底部に、溶融させた液状の樹脂材１６を磁石挿入孔１３内に導く樹脂流路（ランナーともいう）６４を備えている。図６にこの樹脂溜ポット６３と樹脂流路６４とを仮想線（２点鎖線）で示している。なお、樹脂溜ポット６３はそれぞれ上型６２を上下に貫通して設けられている。即ち、樹脂溜ポット６３は上型６２の底面（鉄心本体１０の上面に接する面）まで延在している。

また、樹脂封止装置６０は、下降限位置にある上型６２に対し、樹脂材１６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６５と、固定架台６５を貫通し、上昇した上型６２の樹脂溜ポット６３に投入された樹脂材１６を加圧する複数のプランジャ６６と、上昇時の上型６２を上昇限位置に保持するストッパー６７とを有する。

この固定架台６５は、上固定プレート６８に取付けられており、下型６１は、この上固定プレート６８と下固定プレート６９とを連結する４本のガイドポスト７０に沿って上下動する昇降プレート７１に載置されている。なお、固定架台６５の内部には、加熱手段（図示しない）が設けられており、プランジャ６６を予め加熱して樹脂材１６の押出しを容易にすると共に、固定架台６５と上型６２との熱膨張差を無くして、プランジャ６６と樹脂溜ポット６３との合口のずれを無くすようにしている。

なお、昇降プレート７１は、下固定プレート６９に設けられた下型昇降手段（例えば、ジャッキ）７２により上下動するようになっている。また、各樹脂溜ポット６３内にそれぞれ挿入されたプランジャ６６は、上固定プレート６８に設けられたプランジャ駆動手段７３により、同じタイミングで樹脂溜ポット６３内を昇降する構成になっている。

このような構成となった樹脂封止装置６０の上型６２と下型６１の間に配置された鉄心本体１０を、上型６２と下型６１とで押圧し、樹脂溜ポット６３内の樹脂材１６の原料を上型６２で加熱して液状にする。そして、プランジャ６６で、液状となった樹脂材１６を樹脂溜ポット６３から押し出し、樹脂流路６４を介して対応する磁石挿入孔１３に充填する。このとき、樹脂溜ポット６３から押し出された液状の樹脂材１６は、樹脂流路６４を介して、即ち上型６２の底部と鉄心本体１０の表面（上面）との間を通って、磁石挿入孔１３に充填される。

このように、本工程においては、図７（Ａ）〜（Ｃ）に模式的に再度示すように、樹脂封止装置６０を用いて鉄心本体１０を上型６２と下型６１とで押圧し、樹脂材１６を磁石挿入孔１３に充填する（図７（Ｃ）参照）。従って、鉄心本体１０を構成するブロック体１１ａ、１１ｂの直角度等が悪い場合であっても、上型６２と下型６１との加圧により直角度等を改善することができる。また、ブロック体１１ａ、１１ｂの直角度等が悪い場合、ガイド部材４２の軸孔１２への嵌入、及び永久磁石１５の磁石挿入孔１３への挿入が困難になるが、本実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法によれば、鉄心本体１０を予熱して拡径させているため、ガイド部材４２の嵌入（図７（Ａ）参照）及び永久磁石１５の挿入（図７（Ｂ）参照）を行うことが可能となる。

なお、樹脂材１６の充填の際の鉄心本体１０の温度は、予熱装置５１による鉄心本体１０の予熱時の温度と同等か又は±２０℃の範囲で高温又は低温とするのがよい。これにより、例えば、樹脂材１６の液状化、充填、及び硬化を、効率良く実施でき、更には、鉄心本体１０の変形も防止できる。

（硬化工程）
本工程においては、磁石挿入孔１３へ充填された樹脂材１６の加熱により、樹脂材１６を硬化させる。この硬化は、樹脂封止装置６０の上型６２と下型６１にそれぞれ設けられた加熱手段により、前記充填工程と連続的に行われる。この際、上述したように鉄心本体１０は予熱されているので、樹脂材１６が充填された鉄心本体１０を更に加熱することで、樹脂材１６をより短時間に硬化させることができる。なお、この樹脂材１６の加熱は、樹脂封止装置６０とは別の加熱装置を使用して行ってもよい。

（冷却工程）
次いで、磁石挿入孔１３内に樹脂材１６が充填され硬化された鉄心本体１０を、搬送トレイ４０と共に搬送レール５０によって搬送し、鉄心本体１０及び搬送トレイ４０を冷却装置（例えば、スポットクーラ）で冷却する。なお、冷却装置を用いず、自然冷却であってもよい。冷却後、磁石挿入孔１３内からはみ出し、鉄心本体１０の表面で硬化した樹脂材１６を除去する。この表面の樹脂材１６が除去された鉄心本体１０の表面を必要に応じて更に研磨処理することで、回転子積層鉄心を得ることができる。この回転子積層鉄心の厚みが、目標とする厚みになっていれば、回転子積層鉄心の表面に防錆油を吹き付け、製品として出荷する。なお、磁石挿入孔１３からはみ出し、硬化した樹脂材１６の除去は、冷却の前に行うこともできる。

一方、鉄心本体１０と共に冷却された搬送トレイ４０は、鉄心本体１０と分離し、再度載置工程に供することで繰り返し使用することができる。この際、好ましくは搬送トレイは常温にまで冷却されるが、冷却が十分にされず例えば４０〜５０℃程度の場合もあり、この場合、ガイド部材４２がやや拡径した状態となっている。しかし、本実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法によれば、第１予備加熱工程により鉄心本体１０の軸孔１２等を拡径させているため、軸孔１２へのガイド部材４２の嵌入をスムーズに行い、生産性を高めることができる。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更、追加することもできる。例えば、搬送トレイの載置板材の上に鉄心本体の周囲を隙間を有して覆う断熱材を設けてもよい。この場合、断熱材は円筒状となり、これによって鉄心本体の保温を行うことができる。この断熱材は、取り外し可能に構成することができる。なお、載置板材の上にガイド部材に軸芯を合わせたガイド部を設け、前記円筒状の断熱材の位置決めをすることもできる。

また、前記実施の形態においては、搬送トレイ４０は、冷却工程を経て繰り返し使用するとしたが、冷却工程後、ガイド部材を軸孔に嵌入したままとし、ガイド部材と載置板材とを分離してもよい。このようにすることで、ガイド部材を回転子積層鉄心のシャフトとして用いることなどができる。この場合、常温におけるガイド部材と軸孔との直径差（ギャップ）は小さい（例えば０μｍ以上１μｍ未満程度）又はガイド部材の直径を逆に大きくしておくことが好ましい。ここで、ガイド部材が鉄心本体の上下から飛び出すことになるが、この場合、上型に鉄心本体の上から突出したガイド部材を収納する空間部を設けることが好ましい。また、ガイド部材が鉄心本体の下部から突出する場合は、１）載置板材内に下方に突出したガイド部材を収納する、２）下方に突出したガイド部材が載置板材の総厚みより長い場合は、下型に逃げ穴を設ける等の構成とすることができる。

その他、充填する樹脂材は、硬化性を有する樹脂であれば熱硬化性樹脂に限定されるものではなく、例えば二液硬化型の樹脂等を用いてもよい。この場合、樹脂材の磁石挿入孔への充填の後の加熱は必須ではなく、自然硬化させることができる。

１０：鉄心本体、１１ａ、１１ｂ：ブロック体、１２：軸孔、１３：磁石挿入孔、１４：回り止め、１５：永久磁石、１６：樹脂材、２０：ホットプレート、３０：予備加熱用治具、３１：載置台、３２：円柱部、３３：円盤状部、３４：脚部、３５：溝状構造、４０：搬送トレイ、４１：載置板材、４２：ガイド部材、５０：搬送レール、５１：予熱装置、５２：下部加熱部、５３：固定架台、５４：昇降手段、５５：上部加熱部、５６：側部加熱部、６０：樹脂封止装置、６１：下型、６２：上型、６３：樹脂溜ポット、６４：樹脂流路、６５：固定架台、６６：プランジャ、６７：ストッパー、６８：上固定プレート、６９：下固定プレート、７０：ガイドポスト、７１：昇降プレート、７２：下型昇降手段、７３：プランジャ駆動手段

Claims (9)

1. 複数の鉄心片が積層され、中央に形成された軸孔と該軸孔の周囲に形成された複数の磁石挿入孔とを有する鉄心本体を、載置板材と該載置板材の表面側に立設された柱状のガイド部材とを有する搬送トレイに、前記軸孔へ前記ガイド部材を嵌入することにより載置する載置工程、
   前記各磁石挿入孔に永久磁石を挿入する挿入工程、及び
   液状の樹脂材を前記各磁石挿入孔へ充填する充填工程
   をこの順に有し、
   前記挿入工程及び前記充填工程を前記搬送トレイに前記鉄心本体が載置された状態で行う回転子積層鉄心の製造方法において、
   前記載置工程の前に、前記鉄心本体を加熱する第１予備加熱工程をさらに有することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
2. 請求項１記載の回転子積層鉄心の製造方法において、
   前記載置工程の際、前記鉄心本体の温度が前記搬送トレイの温度以上であることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の回転子積層鉄心の製造方法において、
   前記挿入工程の際、前記鉄心本体の温度が前記永久磁石の温度以上であることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
4. 請求項１〜３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、
   前記挿入工程と前記充填工程との間に、前記鉄心本体を加熱する第２予備加熱工程をさらに有することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
5. 請求項１〜４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、
   前記磁石挿入孔へ充填された前記樹脂材の加熱により、該樹脂材を硬化させる硬化工程、及び
   前記硬化工程の後に、前記搬送トレイを冷却させる冷却工程
   をさらに有し、
   前記冷却工程により冷却された前記搬送トレイを繰り返し用いることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
6. 請求項１〜５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、
   前記鉄心本体が積層方向に分割された複数のブロック体から構成されることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
7. 請求項１〜６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、
   前記第１予備加熱工程における加熱に、加熱炉、バンドヒーター、ラバーヒーター又はホットプレートを用いることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
8. 請求項７記載の回転子積層鉄心の製造方法において、
   前記第１予備加熱工程における加熱に、前記ホットプレートと、該ホットプレートに載置される予備加熱用治具とを用い、
   該予備加熱用治具は、前記鉄心本体を載置する載置台、及び該載置台の表面よりも上方に延出し、前記鉄心本体の前記軸孔に挿通される円柱部を備え、
   前記鉄心本体が円柱形状を有し、
   前記載置台の表面における前記円柱部中央から外縁までの距離が、前記鉄心本体の半径より小さいことを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
9. 請求項１〜８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、
   前記搬送トレイの前記ガイド部材と前記載置板材とが分離可能に構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。
   

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