JP2019176622A - 鉄心製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示の課題は、鉄心製品を極めて効率的に製造することが可能な鉄心製品の製造方法を提供することにある。【解決手段】鉄心製品の製造方法は、治具に取り付けられている鉄心製品を治具と共に加熱することと、治具及び鉄心製品が加熱されて第１の温度を示すときに、鉄心製品を治具から取り外すことと、鉄心製品を治具から取り外すことの後に、鉄心製品が第１の温度よりも低い第２の温度となり且つ治具が第１の温度よりも低い第３の温度となるように、鉄心製品と治具とを別々に冷却することとを含む。【選択図】図３

Description

本開示は、鉄心製品の製造方法に関する。

特許文献１は、回転子鉄心の製造方法を開示している。具体的には、当該方法は、回転子鉄心となる鉄心本体を予熱することと、予熱された鉄心本体の軸孔を搬送トレイのガイド部材に嵌入して、鉄心本体を搬送トレイに取り付けることと、搬送トレイに載置されている鉄心本体の磁石挿入孔に永久磁石を挿入することと、鉄心本体を加熱した後に、永久磁石が収容された磁石挿入孔内に溶融樹脂を注入することと、鉄心本体を搬送トレイと共に冷却した後に、鉄心本体を搬送トレイから分離することとを含む。

特開２０１４−１３８４４８号公報

本開示は、鉄心製品を極めて効率的に製造することが可能な鉄心製品の製造方法を説明する。

本開示の一つの観点に係る鉄心製品の製造方法は、鉄心製品の製造方法は、治具に取り付けられている鉄心製品を治具と共に加熱することと、治具及び鉄心製品が加熱されて第１の温度を示すときに、鉄心製品を治具から取り外すことと、鉄心製品を治具から取り外すことの後に、鉄心製品が第１の温度よりも低い第２の温度となり且つ治具が第１の温度よりも低い第３の温度となるように、鉄心製品と治具とを別々に冷却することとを含む。

本開示に係る鉄心製品の製造方法によれば、鉄心製品を極めて効率的に製造することが可能となる。

図１は、鉄心製品の一例である回転子積層鉄心を示す斜視図である。 図２は、鉄心製品の製造装置の一例を示す概略図である。 図３は、図２において打抜装置よりも下流側を概略的に示す上面図である。 図４は、積層体を治具に取り付ける様子と、永久磁石を積層体の磁石挿入孔に取り付ける様子とを説明するための斜視図である。 図５は、樹脂注入装置により積層体の磁石挿入孔に溶融樹脂を充填する様子を説明するための概略断面図である。 図６は、治具の冷却装置の一例を概略的に示す断面図である。 図７は、鉄心製品の他の例である固定子積層鉄心を示す斜視図である。 図８（ａ）は、図７のＶＩＩＩ部分を拡大して示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のティース部の近傍を拡大して示す上面図である。 図９は、樹脂注入装置により、中子部材とスロットとの間の注入空間に溶融樹脂を充填する様子を説明するための概略断面図である。

以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。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。

［回転子積層鉄心の構成］
まず、図１を参照して、回転子積層鉄心１（鉄心製品）の構成について説明する。回転子積層鉄心１は、回転子（ロータ）の一部である。回転子は、図示しない端面板及びシャフトが回転子積層鉄心１に取り付けられることにより構成される。回転子が固定子（ステータ）と組み合わせられることにより、電動機（モータ）が構成される。本実施形態における回転子積層鉄心１は、埋込磁石型（ＩＰＭ）モータに用いられる。

回転子積層鉄心１は、図１に示されるように、積層体１０（鉄心本体）と、複数の永久磁石１２と、複数の固化樹脂１４とを備える。

積層体１０は、図１に示されるように、円筒状を呈している。積層体１０の中央部には、中心軸Ａｘに沿って延びるように積層体１０を貫通する軸孔１０ａ（貫通孔）が設けられている。すなわち、軸孔１０ａは、積層体１０の積層方向に延びている。積層方向は、積層体１０の高さ方向（以下、単に「高さ方向」という。）でもある。本実施形態において積層体１０は中心軸Ａｘ周りに回転するので、中心軸Ａｘは回転軸でもある。軸孔１０ａ内には、シャフト（図示せず）が挿通される。

積層体１０には、複数の磁石挿入孔１６が形成されている。磁石挿入孔１６は、積層体１０の外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。磁石挿入孔１６は、中心軸Ａｘに沿って延びるように積層体１０を貫通している。すなわち、磁石挿入孔１６は高さ方向に延びている。

磁石挿入孔１６の形状は、本実施形態では、上方から見て積層体１０の外周縁に沿って延びる長孔である。磁石挿入孔１６の数は、本実施形態では６個である。磁石挿入孔１６は、上方から見て時計回りにこの順に並んでいる。磁石挿入孔１６の位置、形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。

積層体１０は、複数の打抜部材Ｗが積み重ねられて構成されている。打抜部材Ｗは、後述する電磁鋼板ＥＳが所定形状に打ち抜かれた板状体であり、積層体１０に対応する形状を呈している。積層体１０は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。「転積」とは、打抜部材Ｗ同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の打抜部材Ｗを積層することをいう。転積は、主に積層体１０の板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

高さ方向において隣り合う打抜部材Ｗ同士は、カシメ部１８によって締結されていてもよい。これらの打抜部材Ｗ同士は、カシメ部１８に代えて、種々の公知の方法にて締結されてもよい。例えば、複数の打抜部材Ｗ同士は、接着剤又は樹脂材料を用いて互いに接合されてもよいし、溶接によって互いに接合されてもよい。あるいは、打抜部材Ｗに仮カシメを設け、仮カシメを介して複数の打抜部材Ｗを締結して積層体１０を得た後、仮カシメを当該積層体から除去してもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の打抜部材Ｗを一時的に一体化させるのに使用され且つ製品（回転子積層鉄心１）を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。

永久磁石１２は、図１及び図２に示されるように、各磁石挿入孔１６内に一つずつ挿入されている。永久磁石１２の形状は、特に限定されないが、本実施形態では直方体形状を呈している。永久磁石１２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、例えば、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。

固化樹脂１４は、永久磁石１２が挿入された後の磁石挿入孔１６内に溶融状態の樹脂材料（溶融樹脂）が充填された後に当該溶融樹脂が固化したものである。固化樹脂１４は、永久磁石１２を磁石挿入孔１６内に固定する機能と、高さ方向で隣り合う打抜部材Ｗ同士を接合する機能とを有する。固化樹脂１４を構成する樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、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、難燃剤、応力低下剤などが挙げられる。

［回転子積層鉄心の製造装置］
続いて、図２〜図６を参照して、回転子積層鉄心１の製造装置１００について説明する。

図２に示されるように、製造装置１００は、帯状の金属板である電磁鋼板ＥＳ（被加工板）から回転子積層鉄心１を製造するための装置である。製造装置１００は、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、打抜装置１３０と、治具取付装置１４０と、樹脂注入装置１５０と、分離装置１６０と、冷却装置１７０，１８０と、積厚測定装置１９０と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。

アンコイラー１１０は、コイル状に巻回された帯状の電磁鋼板ＥＳであるコイル材１１１が装着された状態で、コイル材１１１を回転自在に保持する。送出装置１２０は、電磁鋼板ＥＳを上下から挟み込む一対のローラ１２１，１２２を有する。一対のローラ１２１，１２２は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて回転及び停止し、電磁鋼板ＥＳを打抜装置１３０に向けて間欠的に順次送り出す。

打抜装置１３０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。打抜装置１３０は、送出装置１２０によって間欠的に送り出される電磁鋼板ＥＳを順次打ち抜き加工して打抜部材Ｗを形成する機能と、打ち抜き加工によって得られた打抜部材Ｗを順次積層して積層体１０を製造する機能とを有する。

積層体１０は、打抜装置１３０から排出されると、打抜装置１３０と治具取付装置１４０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ１に載置される。コンベアＣｖ１は、コントローラＣｔｒからの指示に基づいて動作し、積層体１０を治具取付装置１４０に送り出す。

治具取付装置１４０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。治具取付装置１４０は、積層体１０を後述する治具Ｊに取り付ける機能を有する。治具取付装置１４０は、図３に示されるように、載置台１４１と、取付機構１４２とを含む。

載置台１４１は、コンベアＣｖ１の下流端側で且つ後述のコンベアＣｖ２の下流端側に位置している。載置台１４１には、コンベアＣｖ２によって搬送された治具Ｊが載置される。取付機構１４２は、例えばロボットハンドであってもよい。取付機構１４２は、コンベアＣｖ１の下流端まで搬送された積層体１０を把持し、載置台１４１上の治具Ｊに取り付けるように構成されている。

ここで、治具Ｊは、図４に示されるように、ベースＪａと、挿通ポストＪｂ（ポスト）とを含む。ベースＪａは、金属製の板状体であり、積層体１０を載置可能に構成されている。挿通ポストＪｂは、金属製の円柱状体であり、ベースＪａの上面から上方に向けて略鉛直に延びている。挿通ポストＪｂは、ベースＪａに対して固定されている。挿通ポストＪｂの外径は軸孔１０ａと同程度であってもよい。

樹脂注入装置１５０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。樹脂注入装置１５０は、各磁石挿入孔１６に永久磁石１２を挿通する機能と、永久磁石１２が挿通された磁石挿入孔１６内に溶融樹脂を充填する機能とを有する。樹脂注入装置１５０は、図５に詳しく示されるように、上型１５１と、内蔵熱源１５２（加熱源）と、複数のプランジャ１５３とを含む。

上型１５１は、治具ＪのベースＪａと共に積層体１０を高さ方向において挟持可能に構成されている。上型１５１がベースＪａと共に積層体１０を挟持する際、積層体１０には積層方向から所定の荷重が付与される。

上型１５１は、矩形状を呈する板状部材である。上型１５１には、一つの貫通孔１５１ａと、複数の収容孔１５１ｂとが設けられている。貫通孔１５１ａは、上型１５１の略中央部に位置している。貫通孔１５１ａは、挿通ポストＪｂに対応する形状（略円形状）を呈しており、挿通ポストＪｂが挿通可能である。

複数の収容孔１５１ｂは、上型１５１を貫通しており、貫通孔１５１ａの周囲に沿って所定間隔で並んでいる。各収容孔１５１ｂは、ベースＪａ及び上型１５１が積層体１０を挟持した際に、積層体１０の磁石挿入孔１６に対応する箇所にそれぞれ位置している。各収容孔１５１ｂは、円柱形状を呈しており、少なくとも一つの樹脂ペレットＰを収容する機能を有する。

内蔵熱源１５２は、例えば、上型１５１に内蔵されたヒータである。内蔵熱源１５２が動作すると、上型１５１を介して積層体１０及び治具Ｊが加熱されると共に、各収容孔１５１ｂに収容された樹脂ペレットＰが加熱される。これにより、樹脂ペレットＰが溶融して溶融樹脂に変化する。

複数のプランジャ１５３は、上型１５１の上方に位置している。各プランジャ１５３は、図示しない駆動源によって、対応する収容孔１５１ｂに対して挿抜可能となるように構成されている。

分離装置１６０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。分離装置１６０は、治具Ｊに取り付けられている回転子積層鉄心１を治具Ｊから取り外す機能を有する。分離装置１６０は、図３に示されるように、載置台１６１と、取外機構１６２とを含む。

載置台１６１には、治具Ｊに取り付けられている回転子積層鉄心１が樹脂注入装置１５０から搬送されて載置される。取外機構１６２は、例えばロボットハンドであってもよい。取外機構１６２は、載置台１６１上の積層体１０を把持し、回転子積層鉄心１を治具Ｊから取り外すと共に、分離された治具Ｊ及び回転子積層鉄心１をそれぞれコンベアＣｖ２，Ｃｖ３の上流端側に移載するように構成されている。

冷却装置１７０（第２の冷却装置）は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。冷却装置１７０は、治具Ｊを冷却する機能を有する。冷却装置１７０は、図３に示されるように、コンベアＣｖ２と、冷却室１７１とを含む。

コンベアＣｖ２は、治具Ｊを分離装置１６０から治具取付装置１４０に搬送するように構成されている。そのため、コンベアＣｖ２の上流端側は分離装置１６０に向けて延びており、コンベアＣｖ２の下流端側は治具取付装置１４０に向けて延びている。

冷却室１７１は、コンベアＣｖ２の中間部分に配置されている。冷却室１７１内には、図６に詳しく示されるように、冷却板１７２が配置されている。冷却板１７２は、上下方向に移動可能に構成されていると共に、内部を冷媒が流通可能に構成されている。一方、冷却室１７１内においては、コンベアＣｖ２も、内部を冷媒が流通可能に構成されている。そのため、コンベアＣｖ２により治具Ｊを間欠的に移動しつつ、コンベアＣｖ２の停止時に、冷却室１７１内において、治具ＪをコンベアＣｖ２と冷却板１７２とで挟持することを繰り返すことにより、治具ＪとコンベアＣｖ２及び冷却板１７２との間で熱交換が行われ、治具Ｊが冷却される。

コンベアＣｖ２内及び冷却板１７２内を流れる冷媒の温度は、例えば、室温よりも低くてもよいし、１０℃程度以下であってもよい。なお、本明細書において、「室温」とは、１５℃〜３５℃の範囲の温度をいうものとする。

冷却装置１８０（第１の冷却装置）は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。冷却装置１８０は、回転子積層鉄心１を冷却する機能を有する。冷却装置１８０は、図３に示されるように、コンベアＣｖ３と、冷却室１８１と、ブロア１８２とを含む。

コンベアＣｖ３は、回転子積層鉄心１を分離装置１６０から積厚測定装置１９０に搬送するように構成されている。そのため、コンベアＣｖ３の上流端側は分離装置１６０に向けて延びており、コンベアＣｖ３の下流端側は積厚測定装置１９０に向けて延びている。

冷却室１８１は、コンベアＣｖ３の中間部分に配置されている。ブロア１８２は、冷却室１８１に接続されており、冷却室１８１内に室温の空気を送り込むように構成されている。そのため、コンベアＣｖ３によって冷却室１８１内を搬送される回転子積層鉄心１は、室温の空気との間で熱交換が行われ、冷却される。そのため、本実施形態では、冷却室１７１による治具Ｊの冷却速度が、冷却室１８１による回転子積層鉄心１の冷却速度よりも大きく設定されている。

積厚測定装置１９０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。積厚測定装置１９０は、積層体１０の積厚（回転子積層鉄心１の高さ）を測定する機能を有する。積厚測定装置１９０は、積層方向から所定の荷重を積層体１０に付与した状態で積層体１０の積厚を測定し、その測定結果をコントローラＣｔｒに送信するように構成されている。

コントローラＣｔｒは、例えば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、送出装置１２０、打抜装置１３０、治具取付装置１４０、樹脂注入装置１５０、分離装置１６０、冷却装置１７０，１８０及び積厚測定装置１９０をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、これらに当該指示信号をそれぞれ送信する。

コントローラＣｔｒは、積厚測定装置１９０によって測定された積厚のデータが基準内であるか否かを判断する機能を有する。積厚が基準内にある場合、コントローラＣｔｒは当該回転子積層鉄心１が良品であると判断する。これにより、所定の基準に適合した回転子積層鉄心１が得られる。一方、積厚が基準外にある場合、コントローラＣｔｒは当該回転子積層鉄心１が不良品であると判断する。不良品と判断された回転子積層鉄心１は製造ラインから除外される。

［回転子積層鉄心の製造方法］
続いて、図２〜図６を参照して、回転子積層鉄心１の製造方法について説明する。まず、コントローラＣｔｒが打抜装置１３０に指示して、電磁鋼板ＥＳを順次打ち抜きつつ打抜部材Ｗを積層して、積層体１０を形成する。

次に、コントローラＣｔｒがコンベアＣｖ１に指示して、積層体１０を治具取付装置１４０に向けて搬送する。次に、治具Ｊが載置台１４１に載置されている状態において、コントローラＣｔｒが取付機構１４２に指示して、コンベアＣｖ１の下流端側に位置する積層体１０を治具Ｊに取り付ける。具体的には、挿通ポストＪｂを軸孔１０ａに嵌入して、積層体１０をベースＪａに載置する。積層体１０の治具Ｊへの取付に際して、積層体１０及び治具Ｊは、予熱されていなくてもよいし、予熱されていてもよい。

次に、治具Ｊに取り付けられている積層体１０を樹脂注入装置１５０に搬送して、図４に示されるように、各磁石挿入孔１６内に永久磁石１２を挿入する。各磁石挿入孔１６内への永久磁石１２の挿入は、人手で行われてもよいし、コントローラＣｔｒの指示に基づいて、樹脂注入装置１５０が備えるロボットハンド（図示せず）等により行われてもよい。

次に、図５に示されるように、上型１５１を積層体１０上に載置する。その後、積層体１０は、ベースＪａと上型１５１とで高さ方向から挟持され、積層体１０が所定の荷重にて加圧される。次に、各収容孔１５１ｂに樹脂ペレットＰを投入する。内蔵熱源１５２が作動して樹脂ペレットＰが溶融状態となると、溶融樹脂をプランジャ１５３によって各磁石挿入孔１６内に注入する。このとき、積層体１０は、内蔵熱源１５２により、例えば６０℃〜２２０℃程度に加熱される。その後、溶融樹脂が固化すると、磁石挿入孔１６内に固化樹脂１４が形成される。こうして、積層体１０に永久磁石１２が固化樹脂１４と共に取り付けられる。上型１５１が積層体１０から取り外されると、回転子積層鉄心１が完成する。

次に、治具Ｊに取り付けられている回転子積層鉄心１を分離装置１６０に搬送して、載置台１６１に載置する。次に、コントローラＣｔｒが取外機構１６２に指示して、治具Ｊから回転子積層鉄心１を取り外す。具体的には、治具Ｊが載置台１６１に固定された状態で、取外機構１６２が回転子積層鉄心１を把持し、挿通ポストＪｂの高さ方向（略鉛直方向）に回転子積層鉄心１を引き上げる。前の工程で内蔵熱源１５２により積層体１０及び治具Ｊが加熱されているので、分離時の回転子積層鉄心１及び治具Ｊの温度Ｔ１（第１の温度）は、例えば６０℃〜２００℃程度であってもよい。

取外機構１６２は、挿通ポストＪｂから回転子積層鉄心１を引き抜くと、回転子積層鉄心１をコンベアＣｖ３の上流端側に載置する。一方、回転子積層鉄心１が引き抜かれた後の治具Ｊは、コンベアＣｖ２の上流端側に載置される。

次に、治具Ｊは、コンベアＣｖ２により搬送されて、冷却装置１７０に投入される。冷却装置１７０内では、治具ＪがコンベアＣｖ２及び冷却板１７２によって冷却される。冷却装置１７０から出た後の治具Ｊの温度Ｔ２（第３の温度）は、温度Ｔ１よりも低く、例えば室温以下であってもよい。冷却された治具Ｊは、コンベアＣｖ２により治具取付装置１４０へと搬送される。すなわち、治具Ｊは、治具取付装置１４０、樹脂注入装置１５０、分離装置１６０及び冷却装置１７０の順に循環している。

一方、回転子積層鉄心１は、コンベアＣｖ３により搬送されて、冷却装置１８０に投入される。冷却装置１８０内では、ブロア１８２からの送風により回転子積層鉄心１が冷却される。冷却装置１８０から出た後の回転子積層鉄心１の温度Ｔ３（第２の温度）は、温度Ｔ１よりも低く、例えば室温以下であってもよい。冷却された回転子積層鉄心１は、コンベアＣｖ３により積厚測定装置１９０へと搬送される。

次に、コントローラＣｔｒが積厚測定装置１９０に指示して、積層体１０の積厚（回転子積層鉄心１の高さ）を測定する。積厚測定装置１９０は、測定されたデータをコントローラＣｔｒに送信する。コントローラＣｔｒは、積厚測定装置１９０から送信されたデータが所定の基準内であるか否かを判断する。基準外であるとコントローラＣｔｒが判断すると、不良品として、当該回転子積層鉄心１を製造ラインから除外する。一方、基準内であるとコントローラＣｔｒが判断すると、基準に適合した回転子積層鉄心１が得られる。

［作用］
以上の実施形態では、回転子積層鉄心１（積層体１０）及び治具Ｊが冷却される前の高い温度Ｔ１の状態で回転子積層鉄心１（積層体１０）と治具Ｊとを分離し、その後、これらをそれぞれ別々に冷却している。そのため、回転子積層鉄心１が治具Ｊに取り付けられている状態の組物と比較して、それぞれの熱容量が小さくなると共に、外部に露出する表面積が増加する。従って、回転子積層鉄心１及び治具Ｊがより効率的に冷却されるので、急冷でなくとも、回転子積層鉄心１における寸法への影響や錆の発生を抑制しつつ、回転子積層鉄心１及び治具Ｊの冷却が短時間で完了する。従って、回転子積層鉄心１を極めて効率的に製造することが可能となる。

以上の実施形態では、治具Ｊが温度Ｔ１から温度Ｔ２に冷却される際の冷却速度は、回転子積層鉄心１が温度Ｔ１から温度Ｔ３に冷却される際の冷却速度よりも大きい。治具Ｊについては、回転子積層鉄心１と比較して、寸法への影響や錆の発生をあまり考慮しなくてもよいので、治具Ｊの冷却がより短時間で完了する。そのため、より少ない数の治具Ｊで回転子積層鉄心１を製造することができる。その結果、回転子積層鉄心１の製造コストを低減することが可能となる。

以上の実施形態では、樹脂注入装置１５０の内蔵熱源１５２により積層体１０を治具Ｊと共に加熱しつつ、永久磁石１２が挿入された状態の磁石挿入孔１６に溶融樹脂を注入している。そのため、磁石挿入孔１６に溶融樹脂を注入する過程で鉄心本体に付与される熱が、積層体１０の加熱に利用される。従って、回転子積層鉄心１を加熱するための熱源を別個用意する必要がなくなる。その結果、回転子積層鉄心１の製造コストを低減することが可能となる。

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

（１）例えば、上記の実施形態では、複数の打抜部材Ｗが積層されてなる積層体１０が鉄心本体として機能していたが、鉄心本体が積層体１０以外で構成されていてもよい。具体的には、鉄心本体は、例えば、強磁性体粉末が圧縮成形されたものであってもよいし、強磁性体粉末を含有する樹脂材料が射出成形されたものであってもよい。

（２）上記の実施形態では、積層体１０は、複数の打抜部材Ｗが積層されて構成されていたが、複数の打抜部材Ｗが積層されたブロック体が複数積み重ねられて構成されていてもよい。このときも、複数のブロック体が転積によって積層されてもよい。

（３）２つ以上の永久磁石１２が組み合わされた一組の磁石組が、一つの磁石挿入孔１６内にそれぞれ挿入されていてもよい。この場合、一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が磁石挿入孔１６の長手方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が磁石挿入孔１６の延在方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が当該長手方向に並ぶと共に複数の永久磁石１２が当該延在方向において並んでいてもよい。

（４）上記の実施形態では、上型１５１の収容孔１５１ｂ内に収容されている樹脂ペレットＰを内蔵熱源１５２により溶融し、永久磁石１２が挿入されている磁石挿入孔１６内に溶融樹脂を注入していたが、他の種々の方法によって永久磁石１２を磁石挿入孔１６内に保持させてもよい。例えば、磁石挿入孔１６内に永久磁石１２及び樹脂ペレットＰが投入された状態で積層体１０を加熱し、樹脂ペレットＰを溶融させることにより、磁石挿入孔１６内に樹脂を充填してもよい。また例えば、磁石挿入孔１６内に樹脂ペレットＰが投入された状態で、加熱された永久磁石１２を磁石挿入孔１６に挿入して、永久磁石１２の熱で樹脂ペレットＰを溶融させることにより、磁石挿入孔１６内に樹脂を充填してもよい。

（５）治具取付装置１４０から樹脂注入装置１５０への、治具Ｊ及び積層体１０の組物の搬送は、人手で行われてもよいし、コントローラＣｔｒの指示に基づいて取付機構１４２により行われてもよいし、コントローラＣｔｒの指示に基づいて、製造装置１００が備える他の搬送機構（例えば、ロボットハンド）により行われてもよい。コンベアＣｖ１から治具取付装置１４０への積層体１０の搬送、樹脂注入装置１５０から分離装置１６０への、治具Ｊ及び回転子積層鉄心１の組物の搬送、分離装置１６０からコンベアＣｖ２への治具Ｊの搬送、分離装置１６０からコンベアＣｖ３への回転子積層鉄心１の搬送、及び、コンベアＣｖ３から積厚測定装置１９０への回転子積層鉄心１の搬送についても、同様に、人手で行われてもよいし、製造装置１００が備える搬送機構により行われてもよい。

（６）上記の実施形態では、樹脂注入装置１５０の内蔵熱源１５２により積層体１０及び治具Ｊを加熱していたが、他の加熱源を用いて、積層体１０（回転子積層鉄心１）及び治具Ｊを加熱してもよい。例えば、樹脂注入装置１５０の内蔵熱源１５２による加熱後、一定期間が経過して、積層体１０及び治具Ｊの温度が低下した場合、他の加熱源により積層体１０（回転子積層鉄心１）及び治具Ｊを再加熱してもよい。

（７）回転子積層鉄心１及び治具Ｊが温度Ｔ１であるときには、回転子積層鉄心１の軸孔１０ａの内径が挿通ポストＪｂの外径よりも大きく、挿通ポストＪｂが軸孔１０ａから離間していてもよい。この場合、冷却に伴い挿通ポストＪｂが軸孔１０ａと嵌合し、挿通ポストＪｂから回転子積層鉄心１を抜き出すことが困難となる前の温度Ｔ１において、回転子積層鉄心１及び治具Ｊの分離が行われる。そのため、回転子積層鉄心１をより容易に治具から取り外すことが可能となる。

（８）回転子積層鉄心１の熱膨張率は治具Ｊの熱膨張率よりも大きくてもよい。この場合、温度Ｔ１にある回転子積層鉄心１及び治具Ｊにおいて、挿通ポストＪｂと回転子積層鉄心１との間に隙間が生じやすくなる。そのため、加熱状態での回転子積層鉄心１と治具Ｊとの分離を容易に行うことが可能となる。

（９）上記の実施形態では、回転子積層鉄心１について説明したが、特許請求の範囲及びその要旨を固定子積層鉄心（鉄心製品）に適用してもよい。この場合、複数の鉄心片が組み合わされてなる分割型の固定子積層鉄心であってもよいし、非分割型の固定子積層鉄心であってもよい。

ここで、図７及び図８を参照して、固定子積層鉄心２の一例を説明する。固定子積層鉄心２は、固定子（ステータ）の一部である。固定子は、固定子積層鉄心２に巻線が取り付けられたものである。固定子が回転子（ロータ）と組み合わせられることにより、電動機（モータ）が構成される。

固定子積層鉄心２は、積層体２０（鉄心本体）と、複数の樹脂部２１とを備える。積層体２０は、円筒形状を呈している。すなわち、積層体２０の中央部分には、中心軸Ａｘに沿って延びる貫通孔２０ａが設けられている。貫通孔２０ａ内には、回転子が配置可能である。

積層体２０は、複数の打抜部材Ｗが積み重ねられて構成されている。積層体２０は、ヨーク部２２と、複数のティース部２３とを有する。ヨーク部２２は、円環状を呈しており、中心軸Ａｘを囲むように延びている。ヨーク部２２の径方向（以下、単に「径方向」という。）における幅、内径、外径及び厚さはそれぞれ、モータの用途及び性能に応じて種々の大きさに設定しうる。

各ティース部２３は、ヨーク部２２の内縁から中心軸Ａｘ側に向かうように径方向（ヨーク部２２に対して交差する方向）に沿って延びている。すなわち、各ティース部２３は、ヨーク部２２の内縁から中心軸Ａｘ側に向けて突出している。各ティース部２３は、周方向において、略等間隔で並んでいる。隣り合うティース部２３の間には、巻線（図示せず）を配置するための空間であるスロット２４が画定されている。周方向において隣り合うティース部２３の先端部同士の間には、高さ方向に延びるスリット状の開口（スロット開口）２５が画定されている。開口２５は、スロット２４と連通している。

複数の樹脂部２１はそれぞれ、スロット２４内に一つずつ設けられている。具体的には、樹脂部２１は、図８に示されるように、主部２１ａと、端部２１ｂとを含む。主部２１ａは、スロット２４の先端部よりも内側（ヨーク部２２側）に位置するスロット２４の内壁面を覆うように配置されている。

端部２１ｂは、高さ方向において主部２１ａの上端及び下端にそれぞれ一体的に設けられており、スロット２４の内壁面から積層体２０の上端面及び下端面に回り込んでいる。端部２１ｂは、高さ方向において上端面及び下端面よりも外方に突出していると共に、各端面を部分的に覆っている。

続いて、固定子積層鉄心２の製造装置１００について説明する。固定子積層鉄心２の製造装置１００は、治具Ｊ及び樹脂注入装置１５０を除いて回転子積層鉄心１の製造装置１００と同等であるので、以下では、主として治具Ｊ及び樹脂注入装置１５０について説明する。

治具Ｊは、図９に示されるように、ベースＪａと、挿通ポストＪｂと、複数の中子３０（ポスト）とを含む。複数の中子３０は、スロット２４に対応する外形を有している。中子３０の外形は、スロット２４よりも一回り小さい。複数の中子３０は、ベースＪａに対して着脱自在に取り付けられている。複数の中子３０は、挿通ポストＪｂを囲むように略等間隔で円状に並んでおり、積層体２０が治具Ｊに取り付けられる際に、対応するスロット２４と重なり合うように位置している。

樹脂注入装置１５０は、充填空間Ｖに溶融状態の樹脂を充填し、積層体２０を構成する打抜部材Ｗ同士を接続する機能を有する。樹脂注入装置１５０は、図９に示されるように、一対のオーバーフロープレート４０と、上型１５１とを備える。

オーバーフロープレート４０（以下では、単に「プレート４０」と表記する。）は、円環状を呈する薄板である。プレート４０には、治具Ｊの挿通ポストＪｂに対応する外径を有する一つの貫通孔と、各中子３０に対応する外径を有する複数の貫通孔とが設けられている。

続いて、図９を参照して、固定子積層鉄心２の製造方法について説明する。まず、コントローラＣｔｒが打抜装置１３０に指示して、積層体２０を形成する。

次に、コントローラＣｔｒがコンベアＣｖ１に指示して、積層体２０を治具取付装置１４０に向けて搬送する。次に、治具Ｊが載置台１４１に載置されている状態において、コントローラＣｔｒが取付機構１４２に指示して、一対のプレート４０と、コンベアＣｖ１の下流端側に位置する積層体２０とを、治具Ｊに取り付ける。具体的には、プレート４０と、積層体２０と、プレート４０とをこの順に、治具Ｊに取り付ける。積層体２０を治具Ｊに取り付ける際には、ベースＪａに複数の中子３０が取り付けられた状態で、挿通ポストＪｂを貫通孔２０ａに嵌入しつつ、複数の中子３０を対応するスロット２４に挿入して、積層体２０をベースＪａに載置する。

次に、治具Ｊに取り付けられている積層体２０を樹脂注入装置１５０に搬送して、図９に示されるように、上型１５１を積層体２０上に載置する。その後、積層体２０は、ベースＪａと上型１５１とで高さ方向から挟持され、積層体２０が所定の荷重にて加圧される。次に、各収容孔１５１ｂに樹脂ペレットＰを投入する。内蔵熱源１５２が作動して樹脂ペレットＰが溶融状態となると、溶融樹脂をプランジャ１５３によって充填空間Ｖ内に注入する。その後、溶融樹脂が固化すると、充填空間Ｖ内に樹脂部２１が形成される。こうして、積層体２０に樹脂部２１が設けられる。上型１５１及び一対のプレート４０が積層体２０から取り外されると、固定子積層鉄心２が完成する。その後は、回転子積層鉄心１の製造装置１００と同様に、固定子積層鉄心２及び中子３０を含む治具Ｊをそれぞれ別々に冷却し、冷却後の固定子積層鉄心２の積厚を測定することにより、基準に適合した固定子積層鉄心２が得られる。

このように、積層体２０の加熱に、スロット２４の内周面に樹脂部２１を設ける過程で積層体２０に付与される熱が利用される。そのため、積層体２０を加熱するための熱源を別個用意する必要がなくなる。従って、固定子積層鉄心２の製造コストを低減することが可能となる。

［例示］
例１．本開示の一つの例に係る鉄心製品（１）の製造方法は、治具（Ｊ）に取り付けられている鉄心本体（１０）を治具（Ｊ）と共に加熱することと、加熱により治具（Ｊ）及び鉄心本体（１０）が第１の温度（Ｔ１）を示すときに、鉄心本体（１０）を治具（Ｊ）から取り外すことと、鉄心本体（１０）を治具（Ｊ）から取り外すことの後に、鉄心本体（１０）が第１の温度（Ｔ１）よりも低い第２の温度（Ｔ３）となり且つ治具（Ｊ）が第１の温度（Ｔ１）よりも低い第３の温度（Ｔ２）となるように、鉄心本体（１０）と治具（Ｊ）とを別々に冷却することとを含む。

ところで、特許文献１によれば、鉄心本体を搬送トレイと共に冷却した後に、鉄心本体を搬送トレイから分離している。そのため、鉄心本体及び搬送トレイの全体としての熱容量が大きくなり、冷却に時間を要していた。鉄心本体及び搬送トレイを急冷して冷却時間の短縮を図ることも考えられる。しかしながら、急冷に伴い鉄心本体に歪みが発生し、鉄心本体の寸法に影響を与える懸念がある。加えて、急冷に伴い鉄心本体の表面に結露が生じ、錆の発生に繋がる懸念もある。急冷による冷却時間の短縮化が困難であった。

これに対し、例１の方法によれば、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）が冷却される前の高い温度（第１の温度）（Ｔ１）の状態で鉄心本体（１０）と治具（Ｊ）とを分離し、その後、これらをそれぞれ別々に冷却している。そのため、鉄心本体（１０）が治具（Ｊ）に取り付けられている状態の組物と比較して、それぞれの熱容量が小さくなると共に、外部に露出する表面積が増加する。従って、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）がより効率的に冷却されるので、急冷でなくとも、鉄心製品（１）における寸法への影響や錆の発生を抑制しつつ、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）の冷却が短時間で完了する。その結果、鉄心製品（１）を極めて効率的に製造することが可能となる。

例２．例１の方法において、治具（Ｊ）が第１の温度（Ｔ１）から第３の温度（Ｔ２）に冷却される際の冷却速度は、鉄心本体（１０）が第１の温度（Ｔ１）から第２の温度（Ｔ３）に冷却される際の冷却速度よりも大きくてもよい。鉄心本体（１０）と比較して、治具（Ｊ）については、寸法への影響や錆の発生をあまり考慮しなくてもよい。そのため、例２の方法によれば、治具（Ｊ）の冷却がより短時間で完了する。従って、より少ない数の治具（Ｊ）で鉄心製品（１）を製造することができる。その結果、鉄心製品（１）の製造コストを低減することが可能となる。

例３．例１又は例２の方法において、第１の温度（Ｔ１）は６０℃〜２００℃であり、第２及び第３の温度（Ｔ２，Ｔ３）は室温以下であってもよい。

例４．例１〜例３のいずれかの方法において、鉄心本体（１０）には高さ方向に貫通する貫通孔（１０ａ）が設けられており、治具（Ｊ）は、ベース（Ｊａ）と、ベース（Ｊａ）から上方に向けて延びるポスト（Ｊｂ）とを含み、鉄心本体を加熱することは、ポスト（Ｊｂ）が貫通孔（１０ａ）に挿通された状態で鉄心本体（１０）がベース（Ｊａ）に載置されていることを含んでいてもよい。

例５．例４の方法において、鉄心本体（１０）には、高さ方向に貫通する磁石挿入孔（１６）が設けられており、鉄心本体（１０）を治具（Ｊ）と共に加熱することは、加熱源（１５２）により鉄心本体（１０）を治具（Ｊ）と共に加熱しつつ、永久磁石（１２）が挿入された状態の磁石挿入孔（１６）に溶融樹脂を注入することを含んでいてもよい。この場合、磁石挿入孔（１６）に溶融樹脂を注入する過程で鉄心本体（１０）に付与される熱が、鉄心本体（１０）の加熱に利用される。そのため、鉄心本体（１０）を加熱するための熱源を別個用意する必要がなくなる。従って、鉄心製品（回転子鉄心）（１）の製造コストを低減することが可能となる。

例６．例４の方法において、鉄心本体（２０）は、環状のヨーク部（２２）と、ヨーク部（２２）に交差するようにヨーク部（２２）から延びる複数のティース部（２３）とを含み、鉄心本体（２０）を治具（Ｊ）と共に加熱することは、複数のティース部（２３）のうちヨーク部（２２）の周方向において隣り合う２つのティース部（２３）の間の空間であるスロット（２４）内にポスト（３０）が挿通された状態で、加熱源（１５２）により鉄心本体（２０）を治具（Ｊ）と共に加熱しつつ、スロット（２４）とポスト（３０）との間の注入空間（Ｖ）に溶融状態の樹脂を注入することを含んでもよい。この場合、スロット（２４）の内周面に樹脂を設ける過程で鉄心本体（２０）に付与される熱が、鉄心本体（２０）の加熱に利用される。そのため、鉄心本体（２０）を加熱するための熱源を別個用意する必要がなくなる。従って、鉄心製品（固定子鉄心）（２）の製造コストを低減することが可能となる。

例７．例４〜例６のいずれかの方法において、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）が第１の温度（Ｔ１）にあるとき、貫通孔（１０ａ）内に位置しているポスト（Ｊｂ）は鉄心本体（１０）から離間しており、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）がそれぞれ第２の温度（Ｔ３）及び第３の温度（Ｔ２）にあるとき、ポスト（Ｊｂ）の外形が貫通孔（１０ａ）内の空間よりも大きくてもよい。この場合、冷却に伴いポスト（Ｊｂ）が貫通孔（１０ａ）と嵌合し、ポスト（Ｊｂ）から鉄心本体（１０）を抜き出すことが困難となる前の第１の温度（Ｔ１）において、鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）の分離が行われる。そのため、鉄心本体（１０）をより容易に治具（Ｊ）から取り外すことが可能となる。

例８．例１〜例７のいずれかの方法において、鉄心本体（１０）の熱膨張率は治具（Ｊ）の熱膨張率よりも大きくてもよい。この場合、第１の温度（Ｔ１）にある鉄心本体（１０）及び治具（Ｊ）において、ポスト（Ｊｂ）と鉄心本体（１０）との間に隙間が生じやすくなる。そのため、加熱状態での鉄心本体（１０）と治具（Ｊ）との分離を容易に行うことが可能となる。

１…回転子積層鉄心（鉄心製品）、１０…積層体（鉄心本体）、１０ａ…軸孔（貫通孔）、１２…永久磁石、１４…固化樹脂、２…固定子積層鉄心（鉄心製品）、２０…積層体（鉄心本体）、２０ａ…貫通孔、２１…樹脂部、２２…ヨーク部、２３…ティース部、２４…スロット、３０…中子（ポスト）、１００…製造装置、１３０…打抜装置、１４０…治具取付装置、１５０…樹脂注入装置、１５２…内蔵熱源（加熱源）、１６０…分離装置、１７０…冷却装置（第２の冷却装置）、１８０…冷却装置（第１の冷却装置）、Ｃｔｒ…コントローラ（制御部）、Ｊ…治具、Ｊａ…ベース、Ｊｂ…挿通ポスト（ポスト）。

Claims (8)

1. 治具に取り付けられている鉄心本体を前記治具と共に加熱することと、
   加熱により前記治具及び前記鉄心本体が第１の温度を示すときに、前記鉄心本体を前記治具から取り外すことと、
   前記鉄心本体を前記治具から取り外すことの後に、前記鉄心本体が前記第１の温度よりも低い第２の温度となり且つ前記治具が前記第１の温度よりも低い第３の温度となるように、前記鉄心本体と前記治具とを別々に冷却することとを含む、鉄心製品の製造方法。
2. 前記治具が前記第１の温度から前記第３の温度に冷却される際の冷却速度は、前記鉄心本体が前記第１の温度から前記第２の温度に冷却される際の冷却速度よりも大きい、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の温度は６０℃〜２００℃であり、前記第２及び第３の温度は室温以下である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記鉄心本体には高さ方向に貫通する貫通孔が設けられており、
   前記治具は、ベースと、前記ベースから上方に向けて延びるポストとを含み、
   前記鉄心本体を加熱することは、前記ポストが前記貫通孔に挿通された状態で前記鉄心本体が前記ベースに載置されていることを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記鉄心本体には、前記高さ方向に貫通する磁石挿入孔が設けられており、
   前記鉄心本体を前記治具と共に加熱することは、加熱源により前記鉄心本体を前記治具と共に加熱しつつ、永久磁石が挿入された状態の前記磁石挿入孔に溶融樹脂を注入することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記鉄心本体は、環状のヨーク部と、前記ヨーク部に交差するように前記ヨーク部から延びる複数のティース部とを含み、
   前記鉄心本体を前記治具と共に加熱することは、前記複数のティース部のうち前記ヨーク部の周方向において隣り合う２つのティース部の間の空間であるスロット内に前記ポストが挿通された状態で、加熱源により前記鉄心本体を前記治具と共に加熱しつつ、前記スロットと前記ポストとの間の注入空間に溶融状態の樹脂を注入することを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記鉄心本体及び前記治具が前記第１の温度にあるとき、前記貫通孔内に位置している前記ポストは前記鉄心本体から離間しており、前記鉄心本体及び前記治具がそれぞれ前記第２の温度及び前記第３の温度にあるとき、前記ポストの外形が前記貫通孔内の空間よりも大きい、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記鉄心本体の熱膨張率は前記治具の熱膨張率よりも大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

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