JP2017085872A - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の磁石収容孔に対してそれぞれ磁石を固定する工程において積層鉄心の変形を十分に抑制できる積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る積層鉄心の製造方法は、複数の極が周方向に並ぶように設けられ且つそれぞれの極が三つ以上の磁石収容孔５と、磁石収容孔５内に収容された磁石とを有する積層鉄心の製造方法であって、磁石収容孔５を有する積層体１０を準備する工程と、積層体１０の径方向に延びる直線ＶＳを基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙの中にそれぞれ磁石を配置した状態において、磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂を注入する工程と、他の磁石収容孔５ｚの中に磁石を配置した状態において、当該他の磁石収容孔５ｚに封止用樹脂を注入する工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、積層鉄心の製造方法に関する。

積層鉄心はモータの部品であり、所定の形状に加工された複数の鉄心片を積み重ね、これらを締結することによって形成される。モータは積層鉄心からなる回転子（ロータ）及び固定子（ステータ）を備え、固定子にコイルを巻きつける工程、回転子にシャフトを取り付ける工程などを経て完成する。積層鉄心が採用されたモータは、従来、冷蔵庫、エアコン、ハードディスクドライブ、電動工具等の駆動源として使用され、近年ではハイブリッドカーの駆動源としても使用されている。

回転子は複数の極を有し、各極は１つ又は複数の永久磁石をそれぞれ有する。永久磁石は回転子が備える磁石収容孔（スロット）に収容されている。かかる構成の回転子を具備するモータはＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータと称される。特許文献１は、鉄心本体の磁石収容孔内に永久磁石を挿入し、当該永久磁石を樹脂部材で封止する方法を開示する。特許文献１の図１（Ａ）に示されたとおり、上型１５及び下型１６により鉄心本体１３を挟んだ状態で磁石挿入孔１２（磁石収容孔）に永久磁石１４を挿入し、上型１５に設けられた樹脂溜りポット１７（樹脂ポット）から磁石挿入孔１２に対して封止用樹脂を供給する。これにより、磁石挿入孔１２の内面と永久磁石１４の外面との隙間に樹脂部材１８が充填される。

特開２００８−５４３７６号公報

特許文献１に記載の積層鉄心は、１極あたり１つの磁石挿入孔１２と、その中に封止された永久磁石１４とを備え、１極あたり１つの樹脂溜りポット１７から１つの磁石挿入孔１２に封止用樹脂を供給する工程を経て製造される（特許文献１の図１（Ｂ）参照）。近年、磁気特性向上の観点から、１極あたり複数の磁石収容孔と、これらの中にそれぞれ封止された磁石とを備える積層鉄心の開発がなされている（例えば、特開２０１３−１０２６２２号公報の図１参照）。

本発明者らは、１極あたり複数の磁石を有する積層鉄心の量産化について検討したところ、以下の課題があることを見出した。すなわち、鉄心本体（積層体）の１極あたりの磁石収容孔の数が増えるにしたがって磁石の封止に必要な樹脂の量が増大する傾向にある。このことにより、１極あたりの複数の樹脂収容孔に供給すべき樹脂量が１つの樹脂ポットから供給できる樹脂量を上回ってしまうおそれがある。その対策として、例えば、樹脂ポットの容量を増やす、樹脂ポットの数を増やすことが考えられる。しかし、これらの対策は金型を大幅に改修するか、あるいは、新たな金型を準備する必要があり、コストの増大を招来する。

そこで、本発明者らは、１極あたり１つの樹脂ポットから複数回に分けて複数の樹脂収容孔に封止用樹脂を供給することを検討した。すなわち、まず、各極の複数の磁石収容孔のうち、一部の磁石収容孔に対してのみ先行して封止用樹脂を注入し、樹脂ポットに樹脂を補充した後、残りの樹脂収容孔に対して封止用樹脂を注入することによって積層鉄心を試作した。その結果、１つの樹脂ポットから１回で樹脂収容孔に封止用樹脂を供給する場合には生じない積層鉄心の変形が認められた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の磁石収容孔に対してそれぞれ磁石を固定する工程において積層鉄心の変形を十分に抑制できる積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、複数の樹脂収容孔に対して複数回に分けて封止用樹脂の注入を行った場合、積層鉄心が変形する原因について検討した。その結果、この変形は封止用樹脂の注入に伴って鉄心本体に加わる力によって各極にアンバランスな内部応力が生じることが主因であるとの知見が得られた（図１０参照）。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。

本発明の一態様に係る積層鉄心の製造方法は、複数の極が周方向に並ぶように設けられ且つそれぞれの極が三つ以上の磁石収容孔と、磁石収容孔内に収容された磁石とを有する積層鉄心の製造方法であって、（Ａ）磁石収容孔を有する積層体を準備する工程と、（Ｂ）三つ以上の磁石収容孔のうち、積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔の中にそれぞれ磁石を配置した状態において、当該一対の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する工程と、（Ｃ）三つ以上の磁石収容孔のうち、一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔の中に磁石を配置した状態において、当該他の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する工程と、を含む。

当該積層鉄心の製造方法では、樹脂注入の際、各極にアンバランスな内部応力が生じないように、換言すれば、各極において内部応力が釣り合うように、同時に樹脂注入をすべき２つの磁石収容孔（一対の磁石収容孔）を選択する。すなわち、上述のとおり、（Ｂ）工程において、積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に形成された一対の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する。このことで、一方の工程においては、径方向に延びる直線を基準に対称に注入荷重が加わり、注入荷重による内部応力が釣り合うこととなる。したがって、注入荷重によって積層鉄心が変形することを十分に抑制することができる。（Ｃ）工程において、上記一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する。（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程を経ることで積層鉄心が製造される。なお、（Ａ）工程後であれば、（Ｂ）工程を実施した後に（Ｃ）工程を実施してもよく、あるいは、（Ｃ）工程を実施した後に（Ｂ）工程を実施してもよい。

（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程において所望の磁石収容孔に容易に封止用樹脂を充填する観点から、以下の構成を採用してもよい。すなわち、（Ｂ）工程において、上型及び下型を有し該上型及び下型の少なくとも一方に樹脂ポットが設けられた金型の上型及び下型間に積層体を配置し、樹脂ポットと一対の磁石収容孔とを連通する第１の樹脂流路を通じて、一対の磁石収容孔に封止用樹脂を注入し、（Ｃ）工程において、上型及び下型間に積層体を配置し、樹脂ポットと他の磁石収容孔とを連通する第２の樹脂流路を通じて、他の磁石収容孔に封止用樹脂を注入してもよい。また、（Ｂ）工程において、封止用樹脂を注入する前に、樹脂ポットが設けられた金型と積層体との間に、第１の樹脂流路が形成された第１プレートを配置し、（Ｃ）工程において、封止用樹脂を注入する前に、樹脂ポットが設けられた金型と積層体との間に、第２の樹脂流路が形成された第２プレートを配置してもよい。

一対の磁石収容孔は、各極の領域における周方向中央を通るように径方向に延びる直線を基準として対称の位置に配置されていてもよい。これにより、（Ｂ）工程では、周方向中央を通る直線を基準として対称の位置に配置された一対の磁石収容孔に封止用樹脂が注入されることとなる。このことで、各極における注入荷重をより均一化することができる。

上述した各磁石収容孔が以下のように配置されている場合においても、注入荷重による内部応力が釣り合うように封止用樹脂を注入することができる。すなわち、他の磁石収容孔は、平面視において、一対の磁石収容孔に挟まれるように配置されていてもよい。また、一対の磁石収容孔は、平面視において、積層体の径方向に延びて形成されており、他の磁石収容孔は、周方向において一対の磁石収容孔に挟まれるように配置されており、平面視において、積層体の周方向に延びて形成されていてもよい。

更に、本発明の他の態様に係る積層鉄心の製造方法は、複数の極が周方向に並ぶように設けられ且つそれぞれの極が三つ以上の磁石収容孔と、磁石収容孔内に収容された磁石とを有する積層鉄心の製造方法であって、（Ｘ）磁石収容孔を有する積層体を準備する工程と、（Ｙ）三つ以上の磁石収容孔のうち、積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔に磁石を圧入する工程と、（Ｚ）三つ以上の磁石収容孔のうち、一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔に磁石を圧入する工程と、を含む。

当該積層鉄心の製造方法では、（Ｙ）工程において径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔に磁石が圧入され、また、（Ｚ）工程において一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔に磁石が圧入される。このように、磁石収容孔に磁石を固定するための磁石の圧入が複数工程に分けて行われる場合（例えば装置の構造上、複数工程に分けて磁石の圧入を行わざるを得ない場合）において、一方の工程では、対称の位置に配置された一対の磁石収容孔に磁石が圧入されている。このことで、一方の工程においては、径方向に延びる直線を基準に対称に圧入荷重が加わり、圧入荷重による内部応力が釣り合うこととなる。これにより圧入荷重によって積層鉄心が変形することを抑制することができる。なお、上記（Ｙ）工程及び（Ｚ）工程はいずれが先に実施されてもよい。

本発明によれば、複数の磁石収容孔に対してそれぞれ磁石を固定する工程において積層鉄心の変形を十分に抑制することができる。

図１（ａ）は積層鉄心からなる回転子（ロータ）を示す斜視図であり、図１（ｂ）は積層鉄心からなる固定子（ステータ）を示す斜視図である。 図２は図１（ａ）に示す回転子の平面図である。 図３（ａ）は図２のＩＩＩ（ａ）‐ＩＩＩ（ａ）線に沿った断面図であり、図３（ｂ）は図２のＩＩＩ（ｂ）‐ＩＩＩ（ｂ）線に沿った断面図である。 図４（ａ）は図３（ａ）の積層体を下型にセットした状態を模式的に示す断面図であり、図４（ｂ）は図３（ｂ）の積層体を下型にセットした状態を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は積層体に載置されるカルプレートの平面図である。 図６（ａ）は積層体に図５（ａ）のカルプレートを載置した状態の平面図であり、図６（ｂ）は積層体に図５（ａ）のカルプレートを載置し、更に、図５（ａ）のカルプレートに図５（ｂ）のカルプレートを載置した状態の平面図であり、図６（ｃ）は積層体に図５（ｃ）のカルプレートを載置した状態の平面図である。 図７（ａ）は図６（ｂ）の積層体を上型及び下型にセットした状態を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は図６（ｃ）の積層体を上型及び下型にセットした状態を模式的に示す断面図である。 図８は図５（ａ）及び図５（ｂ）のカルプレートを用いて磁石収容孔に樹脂を注入する際の樹脂ポット近傍を模式的に示す一部破断斜視図である。 図９は図５（ｃ）のカルプレートを用いて磁石収容孔に樹脂を注入する際の樹脂ポット近傍を模式的に示す一部破断斜視図である。 図１０は比較例に係る製造方法において積層体に生じた変形を誇張して示す図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は変形例に係る回転子の平面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は変形例に係るカルプレートの平面図である。 図１３（ａ）は一の極における一対の磁石収容孔に樹脂が先に注入された状態を示す平面図であり、図１３（ｂ）は一の極における１つの磁石収容孔に樹脂が先に注入された状態を示す平面図であり、図１３（ｃ）は全ての磁石収容孔に樹脂が注入された状態を示す平面図である。 図１４（ａ）は（Ｙ）工程における磁石収容孔への磁石の圧入を説明するための図であり、図１４（ｂ）は（Ｚ）工程における磁石収容孔への磁石の圧入を説明するための図である。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。ここでは封止用樹脂を注入する際の積層体の向きに基づいて構成の位置を表記するものとする。例えば、封止用樹脂注入時に上を向いている積層体の面を「上面」と表記する。

＜モータコアを構成する回転子及び固定子＞
図１（ａ）は回転子を構成する積層鉄心Ｒの斜視図である。積層鉄心Ｒの形状は略円筒形であり、中央部に位置する開口Ｒａはシャフト（不図示）を装着するためのものである。開口Ｒａを構成する内周面Ｒｂには凸状キーＲｃが設けられている。

図１（ｂ）は固定子を構成する積層鉄心Ｓの斜視図である。積層鉄心Ｓの形状も略円筒状であり、中央部に位置する開口Ｓａは積層鉄心（回転子）Ｒを配置するためのものである。積層鉄心Ｓの内周面Ｓｂには厚さ方向に延びる多数の溝Ｓｃが形成されている。溝Ｓｃによって形成される凸部Ｓｄにコイルが巻きつけられる。

＜回転子を構成する積層鉄心＞
図２及び図３も参照しながら、図１（ａ）に示す積層鉄心（回転子）Ｒについて詳細に説明する。積層鉄心Ｒは、複数の極が周方向に並ぶように設けられており、複数の電磁鋼板１が積層された円筒状の積層体１０と、積層体１０の上面１０ａから下面１０ｂにかけて延びる複数の磁石収容孔５と、各磁石収容孔５に収容された磁石７と、各磁石収容孔５を封止する封止用樹脂９と、を備える。なお、図２においては、積層鉄心Ｒの構成のうち、磁石７及び封止用樹脂９の図示を省略している。

積層体１０は、上下方向で隣り合う複数の電磁鋼板１同士がカシメ等によって接合されることにより構成されている。積層体１０には、磁石７を収容するための貫通孔として、上記磁石収容孔５が形成されている。磁石収容孔５は、積層体１０の各極それぞれに複数形成されている。より詳細には、磁石収容孔５は、積層体１０の８個の極それぞれに３個ずつ形成されている。すなわち、積層体１０には、計２４個の磁石収容孔５が形成されている。

積層体１０の各極には、磁石収容孔５として、径方向に延びる仮想的な直線ＶＳ（図２参照）を基準として互いに対称の位置に配置された磁石収容孔５ｘ，５ｙ（一対の磁石収容孔）と、平面視において磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように配置された磁石収容孔５ｚ（一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔）とが形成されている。上記直線ＶＳは、各極の領域における周方向中央部分を通る直線である。よって、磁石収容孔５ｘ，５ｙは、各極の領域における周方向中央部分を通る直線ＶＳを基準として対称に配置されている。また、磁石収容孔５ｘ，５ｙは互いに同一の形状とされており、平面視において積層体１０の径方向に延びて形成されている。一方、磁石収容孔５ｚは、平面視において積層体１０の周方向に延びて形成されている。なお、磁石収容孔５ｘ，５ｙが積層体１０の径方向に延びて形成されているとは、磁石収容孔５ｘ，５ｙが、積層体１０の径方向から所定の角度（例えば４５度以下の角度）だけ傾いた方向に延びて形成されている場合を含んでいる。すなわち、図２に示されるように、磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）の重心Ｇを通る径方向の線分Ｒｄと、重心Ｇを通る磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）の長手方向の線分Ｌｄとがなす角αが４５度以下となる場合にも、「磁石収容孔５ｘ，５ｙが積層体１０の径方向に延びて形成されている」ものとする。同様に、磁石収容孔５ｚが積層体１０の周方向に延びて形成されているとは、磁石収容孔５ｚが、積層体１０の周方向から所定の角度（例えば４５度以下の角度）だけ傾いた方向に延びて形成されている場合を含んでいる。

なお、磁石収容孔５ｘ，５ｙは互いに同一の形状とされているとして説明したがこれに限定されず、それぞれ異なる形状とされていてもよい。また、積層体１０の各極には、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚ以外の貫通孔であって軽量化を目的とした軽量孔が設けられていてもよい。また、図２に示されるように、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚは積層体１０の外周１０ｃ近傍に設けられている。

各極の磁石収容孔５は、積層体１０の外周１０ｃに沿って等間隔に並んでいる。また、同一極の３つの磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚに対しては、１つの樹脂ポット４１を通じて封止用樹脂が注入される（図８及び図９参照。詳細は後述）。なお、磁石収容孔５の総数は２４個に限定されず、モータの用途及び要求される性能に応じて決定すればよい。また、磁石収容孔５の形状及び位置についても、モータの用途及び要求される性能に応じて決定すればよい。

各磁石収容孔５には、１つの磁石７が収容されている（図３（ａ），（ｂ）参照）。磁石７は永久磁石であり、例えばネオジム磁石などの焼結磁石を使用できる。なお、各磁石収容孔５に入れる磁石７の個数は２つ以上であってもよい。磁石７の種類はモータの用途、要求される性能などに応じて決定すればよく、焼結磁石の代わりに例えばボンド磁石を使用してもよい。

封止用樹脂９は、例えば、熱硬化性樹脂の組成物からなるマトリックス樹脂である。熱硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂と硬化開始剤と添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。添加剤としては、フィラー、難熱剤、応力低下剤などが挙げられる。

＜回転子を構成する積層鉄心の製造方法＞
図４〜図９を参照しながら、回転子を構成する積層鉄心Ｒの製造方法について説明する。積層鉄心Ｒは以下の工程を経て製造される。
（Ａ）磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚを有する積層体１０を準備する工程
（Ｂ）直線ＶＳを基準として互いに対称の位置に設けられた磁石収容孔５ｘ，５ｙの中にそれぞれ磁石７を配置した状態において、磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９を注入する工程
（Ｃ）磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように配置された磁石収容孔５ｚの中に磁石７を配置した状態において、磁石収容孔５ｚに封止用樹脂９を注入する工程
（Ｄ）上記（Ｂ）,（Ｃ）工程において磁石収容孔５に注入された封止用樹脂９を、熱によって硬化させる工程。

なお、上記（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程についてはいずれを先に実施してもよいが、本実施形態では、（Ｂ）工程を（Ｃ）工程よりも先に実施する例を説明する。

まず、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚを有する積層体１０を準備する（（Ａ）工程）。これら３つの磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚは、積層体１０を貫通するように上面１０ａから下面１０ｂにかけて延びている。

次に、下型３０及び上型４０を有する金型６０を備えた樹脂封止装置５０（図７（ａ）（ｂ）参照）を使用して磁石収容孔５内に磁石７を固定する作業を実施する。まず、図４（ａ）（ｂ）に示すように、下型３０に積層体１０を配置する。下型３０は、積層体１０を載置する積層体載置プレート３０ｙと、当該積層体載置プレート３０ｙが載置される下型プレート３０ｘとを有している。また、下型３０は、積層体載置プレート３０ｙの上面３０ａに柱状部３２を有する。柱状部３２は上下方向に延びる凹状キー（不図示）を表面に有し、柱状部３２に積層体１０を装着した状態にあってはこの凹状キーと上述の凸状キーＲｃが嵌り合い、これによって積層体１０の回転が防止される。下型３０においては、積層体１０の下面１０ｂとの当接面を含んだ積層体載置プレート３０ｙと、柱状部３２とが下型プレート３０ｘから分離可能とされており、当該分離可能なパーツにより、積層体１０用の搬送トレイが構成されている。下型３０に積層体１０を配置するとはすなわち、積層体１０を上述の搬送トレイに載せ、当該搬送トレイを上型４０及び下型３０の間に配置することをいう。なお、搬送トレイを構成する積層体載置プレート３０ｙを用いずに、下型プレート３０ｘに積層体１０を配置してもよい。つづいて、下型３０に積層体１０を配置した状態において、各極それぞれの複数の磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚに磁石７を挿入する。

そして、各極それぞれにおいて、直線ＶＳを基準として互いに対称の位置に設けられた磁石収容孔５ｘ，５ｙの中にそれぞれ磁石７を配置した状態で、磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９を注入する（（Ｂ）工程）。当該（Ｂ）工程の詳細について、図５（ａ）（ｂ）、図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）、及び図８を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図６（ａ）（ｂ）においては、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚのうち磁石収容孔５ｚの図示を省略し、磁石収容孔５ｘ，５ｙのみ図示している。

（Ｂ）工程では、まず、上型４０及び下型３０間に積層体１０を配置する。上型４０は封止用の封止用樹脂９となるペレットＰ（図８参照。ペレットはタブレットと称されることもある）を収容可能な複数の樹脂ポット４１を有する。当該樹脂ポット４１は、各極に１つずつ設けられている。すなわち、１つの樹脂ポット４１は、１つの極の３つの磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚに対応して設けられている。つづいて、樹脂ポット４１が設けられた上型４０と積層体１０との間に、カルプレート７０ａ，７０ｂ（第１プレート）を配置する（図７（ａ）参照）。より詳細には、積層体１０の上面１０ａにカルプレート７０ａを載置し（図６（ａ）参照）、更に、カルプレート７０ａ上にカルプレート７０ｂを載置する（図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）。

図５（ａ）に示されるように、カルプレート７０ａには、カルプレート７０ａを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。当該貫通孔は、カルプレート７０ａが積層体１０に載置された状態において、磁石収容孔５ｘ，５ｙに連通する樹脂流路７０ｘである（図６（ａ）及び図７（ａ）参照）。樹脂流路７０ｘは、平面視略円形状であり（図５（ａ）参照）、１つの磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）に対して２つ形成されている（図６（ａ）参照）。なお、１つの磁石挿入孔に対する貫通孔の数は２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。貫通孔の数は、磁石挿入孔の大きさ、樹脂の注入量等に応じて、適宜設定される。

また、図５（ｂ）に示されるように、カルプレート７０ｂには、カルプレート７０ｂを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。当該貫通孔は、カルプレート７０ａと上型４０との間にカルプレート７０ｂが配置された状態において、上型４０の樹脂ポット４１と樹脂流路７０ｘとを連通する樹脂流路７０ｙである（図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）。上述した樹脂流路７０ｘ及び樹脂流路７０ｙによって、樹脂ポット４１と一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙとを連通する第１の樹脂流路が構成されている。樹脂流路７０ｙは、平面視略ハート型形状であり（図５（ｂ）参照）、１つの磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）に対して１つ形成されている（図６（ｂ）参照）。平面視ハート型形状の樹脂流路７０ｙの先端部分７０ｐは、カルプレート７０ａ上にカルプレート７０ｂが載置された状態において、平面視略円形状の樹脂流路７０ｘの外縁を囲うように形成されている（図６（ｂ）参照）。一方で、樹脂流路７０ｙの基端部分７０ｒは、カルプレート７０ａ上にカルプレート７０ｂが載置された状態において、樹脂流路７０ｘよりも内側（対となる、磁石収容孔５ｘ又は磁石収容孔５ｙ側）に張り出している（図６（ｂ）参照）。なお、ここではカルプレート７０ａ，７０ｂを２枚重ねて使用する例を説明しているが、カルプレートは１枚であってもよい。この場合、樹脂流路７０ｘとなる貫通孔と、樹脂流路７０ｙとなる流路との両方が形成されたカルプレートを用いればよい。

カルプレート７０ａ，７０ｂの配置完了後、樹脂ポット４１と磁石収容孔５ｘ，５ｙとを連通する樹脂流路７０ｘ，７０ｙに樹脂ポット４１の封止用樹脂９を流すことにより、磁石収容孔５ｘ，５ｙに樹脂を注入する（図７（ａ）参照）。具体的には、図８に示すように、樹脂ポット４１内にペレットＰを入れた後、樹脂ポット４１にプランジャ４２を装着する。そして、上型４０に内蔵されたヒータ（不図示）によってペレットＰを加熱することによりペレットＰを溶融させる。樹脂ポット４１内においてペレットＰを溶融された後、熱硬化が完全には進行しないうちにプランジャ４２を下方に押し込むことにより、封止用樹脂９が、カルプレート７０ｂの樹脂流路７０ｙ及びカルプレート７０ａの樹脂流路７０ｘを通じて磁石収容孔５ｘ，５ｙに注入される（図７（ａ）及び図８参照）。磁石収容孔の大きさにもよるが、スループット向上の観点から、封止用樹脂９の注入作業の時間は好ましくは１５〜３０秒程度である。

図８に示されるように、１つの磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）に対応する２つの樹脂流路７０ｘのうち、径方向外側の樹脂流路７０ｘは、平面視において樹脂ポット４１の領域から外れた領域に位置している。この点、カルプレート７０ａに載置されたカルプレート７０ｂの樹脂流路７０ｙは、内側に張り出し樹脂ポット４１の直下に配置される基端部分７０ｒと、当該基端部分７０ｒと連続的に形成されるとともに樹脂流路７０ｘの外縁を囲う先端部分７０ｐとを有している。これにより、樹脂ポット４１から流れ出す封止用樹脂９は、樹脂流路７０ｙの基端部分７０ｒ及び先端部分７０ｐを介して、径方向外側の樹脂流路７０ｘにも確実に到達することとなる。以上が（Ｂ）工程の詳細である。

上記（Ｂ）工程後、各極において、磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように配置された磁石収容孔５ｚの中に磁石７を配置した状態において、磁石収容孔５ｚに封止用樹脂９を注入する（（Ｃ）工程）。当該（Ｃ）工程の詳細について、図５（ｃ）、図６（ｃ）、図７（ｂ）、及び図９を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図６（ｃ）においては、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚのうち磁石収容孔５ｘ，５ｙの図示を省略し、磁石収容孔５ｚのみ図示している。

（Ｃ）工程では、まず、上型４０と積層体１０との間に配置されたカルプレート７０ａ，７０ｂを取り外す。当該カルプレート７０ａ，７０ｂの表面には、磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９を注入する際に付着した不要な樹脂部材が残存している。当該カルプレート７０ａ，７０ｂを取り外すことによって、不要な樹脂部材をカルプレート７０ａ，７０ｂと共に積層体１０から除去することができる。つづいて、上型４０と積層体１０との間に、カルプレート７０ｃ（第２プレート）を配置する（図７（ｂ）参照）。すなわち、積層体１０の上面１０ａにカルプレート７０ｃを載置する（図６（ｃ）参照）。

図５（ｃ）に示されるように、カルプレート７０ｃには、カルプレート７０ｃを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。当該貫通孔は、カルプレート７０ｃが積層体１０に載置された状態において、磁石収容孔５ｚに連通する樹脂流路７０ｚである（図６（ｃ）参照）。当該樹脂流路７０ｚによって、樹脂ポット４１と磁石収容孔５ｚとを連通する第２の樹脂流路が構成されている。樹脂流路７０ｚは、平面視略円形状であり（図５（ｃ）参照）、１つの磁石収容孔５ｚに対して１つ形成されている（図６（ｃ）参照）。

カルプレート７０ｃの配置完了後、樹脂ポット４１と磁石収容孔５ｚとを連通する樹脂流路７０ｚに樹脂ポット４１の封止用樹脂９を流すことにより、磁石収容孔５ｚに封止用樹脂を注入する（図７（ｂ）参照）。具体的には、樹脂ポット４１内に新たなペレットＰを補充し、上型４０に内蔵されたヒータ（不図示）によってペレットＰを加熱することによりペレットＰを溶融させる。樹脂ポット４１内においてペレットＰを溶融された後、熱硬化が完全には進行しないうちにプランジャ４２を下方に押し込むことにより、封止用樹脂９が、カルプレート７０ｃの樹脂流路７０ｚを通じて磁石収容孔５ｚに注入される（図７（ｂ）及び図９参照）。なお、当該樹脂注入の工程のうち、新たなペレットＰを補充する工程については、（Ｃ）工程の最初に行われてもよい。以上が（Ｃ）工程の詳細である。

そして、上記（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程において磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚに注入された封止用樹脂９を、熱によって硬化させる（（Ｄ）工程）。具体的には、樹脂封止装置５０が備えるヒータ（不図示）によって積層体１０に熱を加えることにより、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚに注入された封止用樹脂９（熱硬化性樹脂）の熱硬化を進行させる。当該（Ｄ）工程における熱硬化性樹脂の加熱温度は、熱硬化性樹脂の種類にもよるが、好ましくは１５０〜１８０℃程度である。また、スループット向上の観点から、（Ｄ）工程の作業の時間は好ましくは４０〜６０秒程度である。最後に、余剰樹脂片の除去及び積層体１０表面の仕上げ加工等を経て、回転子を構成する積層鉄心Ｒが完成する。

次に、上述した積層鉄心Ｒの製造方法の作用効果について記載する。

例えば、図１０に示されるように、比較例に係る製造方法においては、積層体１０に変形が生じている。より詳細には、各磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚの形状、及び、積層体１０の外表面１０ｏの形状が変形している。当該比較例に係る製造方法では、封止用樹脂９を注入する一方の工程において、対称の位置に配置された磁石収容孔５ｘ，５ｙではなく、磁石収容孔５ｘと磁石収容孔５ｚとに封止用樹脂９が注入されている。すなわち、１つの極における周方向の偏った領域の磁石収容孔（磁石収容孔５ｘ，５ｚ）に対して同時に（同一工程で）封止用樹脂９が注入されている。このことにより、各極において注入荷重が偏った領域に加わり内部応力が釣り合わなくなる。その結果、各磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚの形状、及び、積層体１０の外表面１０ｏの形状が変形している。磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚ及び外表面１０ｏの形状の変形は、磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚが積層体１０の外周１０ｃ近傍に設けられ磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚと外周１０ｃとの間が肉薄部となっていることによってより顕著となる。なお、図１０において、各磁石収容孔５ｘ，５ｙ，５ｚの形状、及び積層体１０の外表面１０ｏの形状を示す一点鎖線は、上記変形前の元の形状を示すものである。また、図１０においては、変形量を１００倍程度に誇張して示している。

これに対して、本実施形態における積層鉄心Ｒの製造方法では、（Ｂ）工程において、径方向に延びる直線ＶＳを基準として対称の位置に設けられた磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９が注入され、（Ｃ）工程において、磁石収容孔５ｘ，５ｙ以外の他の磁石収容孔である磁石収容孔５ｚに封止用樹脂が注入される。このように、磁石収容孔への封止用樹脂の注入が複数工程に分けて行われる場合において、一方の工程では、対称の位置に配置された磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂が注入されている。このことで、一方の工程においては、径方向に延びる直線ＶＳを基準に対称に注入荷重が加わり、注入荷重による内部応力が釣り合うこととなる。これにより、注入荷重によって積層鉄心Ｒが変形することを抑制することができる。

また、所望の磁石収容孔に、より確実且つ容易に封止用樹脂９を充填する観点から、以下の構成を採用する。すなわち、（Ｂ）工程において、上型４０及び下型３０を有し該上型４０に樹脂ポット４１が設けられた金型６０の上型４０及び下型３０間に積層体１０を配置し、樹脂ポット４１と一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙとを連通する樹脂流路７０ｘ，７０ｙを通じて、一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９を注入し、（Ｃ）工程において、上型４０及び下型３０間に積層体１０を配置し、樹脂ポット４１と磁石収容孔５ｚとを連通する樹脂流路７０ｚを通じて、磁石収容孔５ｚに樹脂を注入する。更に、（Ｂ）工程において、封止用樹脂９を注入する前に、樹脂ポット４１が設けられた上型４０と積層体１０との間に、樹脂流路７０ｘが形成されたカルプレート７０ａ、及び、樹脂流路７０ｙが形成されたカルプレート７０ｂを配置し、（Ｃ）工程において、封止用樹脂９を注入する前に、樹脂ポット４１が設けられた上型４０と積層体１０との間に、樹脂流路７０ｚが形成されたカルプレート７０ｃを配置する。

また、本実施形態の積層鉄心Ｒの製造方法では、一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙは、各極の領域における周方向中央を通るように径方向に延びる直線ＶＳを基準として対称の位置に配置されている。これにより、一方の工程では、周方向中央を通る直線ＶＳを基準として対称に配置された一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに封止用樹脂９が注入されることとなる。このことで、各極において生じる封止用樹脂９の注入荷重をより均一化することができる。

また、各磁石収容孔が以下のように配置されている場合においても、内部応力が釣り合うように封止用樹脂を注入することができる。すなわち、本実施形態の積層鉄心Ｒの製造方法では、磁石収容孔５ｚは、平面視において、一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように配置されている。更に、磁石収容孔５ｘ，５ｙは、平面視において、積層体１０の径方向に延びて形成されており、磁石収容孔５ｚは、周方向において一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように配置されており、平面視において、積層体１０の周方向に延びて形成されている。

以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、積層体の上面から下面にかけて延びる複数の磁石収容孔の形状は、上記実施形態に限定されない。具体的には、図１１（ａ）に示す積層体１０Ｘのように、径方向に延びる一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように、周方向に延びる磁石収容孔５ｏ,５ｐが形成されていてもよい。磁石収容孔５ｏ,５ｐは、径方向において隣り合っている。また、図１１（ｂ）に示す積層体１０Ｙのように、径方向に延びる一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように、周方向に延びる磁石収容孔５ｑ,５ｒが形成されていてもよい。磁石収容孔５ｑ,５ｒは、周方向において隣り合っている。また、図１１（ｃ）に示す積層体１０Ｚのように、径方向に延びる一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに挟まれるように、径方向に延びる磁石収容孔５ｓ,５ｔが形成されていてもよい。磁石収容孔５ｓは、磁石収容孔５ｘと同じ方向に延びており、磁石収容孔５ｘと隣り合っている。また、磁石収容孔５ｔは、磁石収容孔５ｙと同じ方向に延びており、磁石収容孔５ｙと隣り合っている。

また、上型と積層体との間にカルプレートを配置することにより、上型に設けられた樹脂ポットと磁石収容孔とを連通する樹脂流路を形成する例を説明したが、これに限定されない。例えば、樹脂ポット及びプランジャを下型に設け、当該下型と積層体との間にカルプレートを配置することにより、下型に設けられた樹脂ポットと磁石収容孔とを連通する樹脂流路を形成してもよい。また、下型が積層体載置プレートと下型プレートとを有する構成において、搬送トレイを構成する積層体載置プレートがカルプレートの用途を兼ねて用いられてもよい。

また、樹脂流路が形成されたカルプレートを金型と積層体との間に配置することにより、樹脂ポットと磁石収容孔とを連通するとして説明したがこれに限定されず、金型（上型又は下型）に樹脂流路を形成し、当該樹脂流路が、樹脂ポットと磁石収容孔とを連通するものであってもよい。すなわち、上型に樹脂ポット及びプランジャを設け、当該樹脂ポットと磁石収容孔とが、上型に形成された樹脂流路により連通するものであってもよいし、下型に樹脂ポット及びプランジャを設け、当該樹脂ポットと磁石収容孔とが、下型に形成された樹脂流路により連通するものであってもよい。このように、金型の樹脂流路が樹脂ポットと磁石収容孔とを連通する場合には、カルプレートを用いなくてもよい。

上記実施形態においては、（Ｂ）工程と（Ｃ）工程を同一の金型で実施する例を説明したが、これらの工程を別々の金型で実施してもよい。（Ｂ）工程を実施するための金型と、（Ｃ）工程を実施するための金型とをそれぞれ準備し、これらを併用することで、待ち時間の短縮化が図られ、その結果、生産性の向上に繋がる。すなわち、（Ｂ）工程終了後、金型から外した積層鉄心を（Ｃ）工程を実施する別の金型にセットすることができ、これにより、次の積層鉄心をすぐに（Ｂ）工程を実施する金型にセットすることができる。これに加え、樹脂ポットの配置を（Ｂ）工程と（Ｃ）工程で変えることができ、樹脂流路の配置の自由度が増すという利点もある。なお、（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程を同一の金型で実施する場合、金型を作製するコスト（初期コスト）を削減できるという利点がある。

また、上記実施形態においては、同一極の磁石収容孔５ｘ、５ｙに対して、１つの樹脂ポットを通じて樹脂が注入される例を説明したが、一の極の磁石収容孔５ｙ（又は磁石収容孔５ｘ）と、一の極に隣接する他の極の磁石収容孔５ｘ（又は磁石収容孔５ｙ）に対して、１つの樹脂ポットを通じて樹脂が注入されてもよい。すなわち、図５（ｂ）に示すカルプレート７０ｂの代わりに、図１２（ａ）に示すカルプレート７０ｂ’を用いてもよい。カルプレート７０ｂ’は、樹脂流路７０ｙ’を通じて磁石収容孔５ｘに樹脂を注入すると同時に、もう一つの樹脂流路７０ｙ’を通じて隣接する極の磁石収容孔５ｙに樹脂を注入できるように構成されている。この場合、（Ｂ）工程と（Ｃ）工程で樹脂ポットの位置が変わることになるが、上記のように、これらの工程を別々の金型を用いて実施すればよい。更に、図１２（ｂ）に示すようなカルプレート７０ｄを用いることで、（Ｂ）工程と（Ｃ）工程を１つのカルプレートで実施することが可能となる。カルプレート７０ｄは、カルプレート７０ｂ’と同様に複数対の樹脂流路７０ｙ’を有し、更に、磁石収容孔５ｚに樹脂を供給するための樹脂流路７０ｚ’を有する。カルプレート７０ｄを用いることで、（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程の両方を１つのカルプレートで実施することが可能となる。

また、上記実施形態においては、（Ｂ）工程を（Ｃ）工程よりも先に実施する例を説明したが、（Ｃ）工程を先に実施してもよい。すなわち、図１３（ａ）に示すように先に磁石収容孔５ｘ，５ｙに樹脂を注入してもよいし、図１３（ｂ）に示すように先に磁石収容孔５ｚに樹脂を注入してもよい。その後、残った磁石収容孔５に樹脂を注入することで、図１３（ｃ）に示すように、全ての磁石収容孔５に樹脂が注入される。図１３（ａ）〜図１３（ｃ）におけるハッチングを付した部分は樹脂が注入された磁石収容孔５を意味する。

また、上型のみに樹脂ポット及びプランジャが設けられている例を説明したがこれに限定されず、上型及び下型の双方に、それぞれ樹脂ポット及びプランジャが設けられていてもよい。この場合、例えば、複数の磁石収容孔のうち積層体の径方向に延びる直線を基準として対称に配置された一対の磁石収容孔に対しては上型の樹脂ポットから樹脂が注入され、他の磁石収容孔に対しては下型の樹脂ポットから樹脂が注入されてもよい。あるいは、一対の磁石収容孔に対しては下型の樹脂ポットから樹脂が注入され、他の磁石収容孔に対しては上型の樹脂ポットから樹脂が注入されてもよい。このように、上型及び下型のそれぞれに樹脂ポット及びプランジャが設けられていることにより、上型及び下型のいずれか一方にのみ樹脂ポット等が設けられている場合と比較して、補充無しで磁石収容孔に注入可能な樹脂量を増やすことができる。このことで、樹脂の注入をより効率的に行うことができる。

更に、樹脂による封止以外の手段によって磁石収容孔に磁石を固定し、積層鉄心を製造してもよい。例えば、積層鉄心は、以下の工程を経て製造されてもよい。
（Ｘ）磁石収容孔を有する積層体を準備する工程
（Ｙ）積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔に磁石を圧入する工程
（Ｚ）一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔に磁石を圧入する工程

上記（Ｙ）工程及び（Ｚ）工程の詳細について、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照して説明する。これらの図に示す積層体１０Ｔには、図３（ａ）（ｂ）に示す積層体１０と同様に一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙ及び磁石収容孔５ｚが形成されている。図１４（ａ）に示されるように、（Ｙ）工程では、一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに磁石７ｘが圧入される（押し込まれる）。平面視において、磁石７ｘは磁石収容孔５ｘ，５ｙと同一かやや大きい形状とされている。すなわち、磁石７ｘは、上型（不図示）により下方向への圧力が加えられてはじめて磁石収容孔５ｘ内に挿入可能な程度に大きい形状とされている。また、図１４（ｂ）に示されるように、（Ｚ）工程では、磁石収容孔５ｚに磁石７ｙが圧入される。平面視において、磁石７ｙは磁石収容孔５ｚと同一かやや大きい形状とされている。すなわち、磁石７ｙは、上型（不図示）により下方向への圧力が加えられてはじめて磁石収容孔５ｚ内に挿入可能な程度に大きい形状とされている。

当該積層鉄心の製造方法では、（Ｙ）工程において径方向に延びる直線を基準に対称に配置された一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに磁石７ｘが圧入され、また、（Ｚ）工程において磁石収容孔５ｚに磁石７ｙが圧入される（押し込まれる）。このように、磁石収容孔に磁石を固定するための磁石収容孔への磁石の圧入が、複数工程に分けて行われる場合、例えば装置の構造上、複数工程に分けて磁石の圧入を行わざるを得ない場合）において、一方の工程では、対称に配置された一対の磁石収容孔５ｘ，５ｙに磁石７ｘが圧入されている。このことで、一方の工程においては、径方向に延びる直線を基準に対称に圧入荷重が加わり、圧入荷重による内部応力が釣り合うこととなる。これにより、圧入荷重によって積層鉄心が変形することを抑制することができる。なお、上記（Ｙ）工程及び（Ｚ）工程はいずれが先に実施されてもよい。

１…電磁鋼板、５ｘ，５ｙ…磁石収容孔（一対の磁石収容孔）、５ｏ，５ｐ，５ｑ，５ｒ，５ｓ，５ｔ，５ｚ…磁石収容孔（一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔）、７，７ｘ，７ｙ…磁石、９…封止用樹脂、１０，１０Ｔ，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ…積層体、１０ａ…上面、１０ｂ…下面、３０…下型、４０…上型、４１…樹脂ポット、６０…金型、７０ａ，７０ｂ，７０ｂ’…カルプレート（第１プレート）、７０ｃ…カルプレート（第２プレート）、７０ｄ…カルプレート、７０ｘ，７０ｙ，７０ｙ’…樹脂流路（第１の樹脂流路）、７０ｚ，７０ｚ’…樹脂流路（第２の樹脂流路）、Ｒ…積層鉄心、ＶＳ…直線。

Claims (7)

1. 複数の極が周方向に並ぶように設けられ且つそれぞれの極が三つ以上の磁石収容孔と、前記磁石収容孔内に収容された磁石とを有する積層鉄心の製造方法であって、
   （Ａ）前記磁石収容孔を有する積層体を準備する工程と、
   （Ｂ）前記三つ以上の磁石収容孔のうち、前記積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔の中にそれぞれ磁石を配置した状態において、当該一対の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する工程と、
   （Ｃ）前記三つ以上の磁石収容孔のうち、前記一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔の中に磁石を配置した状態において、当該他の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する工程と、を含む、積層鉄心の製造方法。
2. 前記（Ｂ）工程において、上型及び下型を有し該上型及び下型の少なくとも一方に樹脂ポットが設けられた金型の上型及び下型間に前記積層体を配置し、前記樹脂ポットと前記一対の磁石収容孔とを連通する第１の樹脂流路を通じて、前記一対の磁石収容孔に封止用樹脂を注入し、
   前記（Ｃ）工程において、前記上型及び下型間に前記積層体を配置し、前記樹脂ポットと前記他の磁石収容孔とを連通する第２の樹脂流路を通じて、前記他の磁石収容孔に封止用樹脂を注入する、請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
3. 前記（Ｂ）工程において、封止用樹脂を注入する前に、前記樹脂ポットが設けられた金型と前記積層体との間に、前記第１の樹脂流路が形成された第１プレートを配置し、
   前記（Ｃ）工程において、封止用樹脂を注入する前に、前記樹脂ポットが設けられた金型と前記積層体との間に、前記第２の樹脂流路が形成された第２プレートを配置する、請求項２記載の積層鉄心の製造方法。
4. 前記一対の磁石収容孔は、各極の領域における周方向中央を通るように径方向に延びる前記直線を基準として対称の位置に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。
5. 前記他の磁石収容孔は、平面視において、前記一対の磁石収容孔に挟まれるように配置されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。
6. 前記一対の磁石収容孔は、平面視において、前記積層体の径方向に延びて形成されており、
   前記他の磁石収容孔は、周方向において前記一対の磁石収容孔に挟まれるように配置されており、平面視において、前記積層体の周方向に延びて形成されている、請求項５記載の積層鉄心の製造方法。
7. 複数の極が周方向に並ぶように設けられ且つそれぞれの極が三つ以上の磁石収容孔と、前記磁石収容孔内に収容された磁石とを有する積層鉄心の製造方法であって、
   （Ｘ）前記磁石収容孔を有する積層体を準備する工程と、
   （Ｙ）前記三つ以上の磁石収容孔のうち、前記積層体の径方向に延びる直線を基準として対称の位置に設けられた一対の磁石収容孔に磁石を圧入する工程と、
   （Ｚ）前記三つ以上の磁石収容孔のうち、前記一対の磁石収容孔以外の他の磁石収容孔に磁石を圧入する工程と、を含む積層鉄心の製造方法。

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