JP2024007080A - 回転電機用ロータ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石孔内への非磁性体の挿入に係る作業性を良好化しつつ、フラックスバリア部へのボンド磁石用の材料の回り込みを低減又は無くす。【解決手段】磁石孔を有する回転電機用ロータコアのワークを準備する工程と、磁石孔内の一部に、非磁性体を挿入する挿入工程と、挿入工程の前に又は挿入工程の後に、ワークを加熱する加熱工程と、加熱工程の後の冷却後に又は加熱工程に後続して、磁石孔内の非磁性体に隣接する部分に、磁石粉末と結合材とを混合したボンド磁石用の材料を充填する充填工程とを含む、回転電機用ロータ製造方法が開示される。【選択図】図５

Description

本開示は、回転電機用ロータ製造方法に関する。

ロータコアの磁石孔内を、非磁性材（樹脂等）からなるスペーサーにより２つの空間部に仕切った状態で、一方の空間部（ボンド磁石となる空間部）にボンド磁石用の材料を充填（射出）することで、他方の空間部（フラックスバリア部となる空間部）にボンド磁石用の材料が充填されないようにする技術が知られている。

特開２０１３－１４３７９１号公報

しかしながら、磁石孔内に非磁性体（スペーサ）を挿入する際、ロータコアと非磁性体間にクリアランスが生じる。かかるクリアランスが生じると、一方の空間部（ボンド磁石となる空間部）に射出したボンド磁石用の材料がクリアランスを介して他方の空間部（フラックスバリア部となる空間部）に回り込み、最終的に得られる回転電機用ロータの磁気特性が悪化するおそれがある。

そこで、１つの側面では、本開示は、磁石孔内への非磁性体の挿入に係る作業性を良好化しつつ、フラックスバリア部へのボンド磁石用の材料の回り込みを低減又は無くすことを目的とする。

１つの側面では、磁石孔を有する回転電機用ロータコアのワークを準備する工程と、
前記磁石孔内の一部に、非磁性体を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の前に又は前記挿入工程の後に、前記ワークを加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後の冷却後に又は前記加熱工程に後続して、前記磁石孔内の前記非磁性体に隣接する部分に、磁石粉末と結合材とを混合したボンド磁石用の材料を充填する充填工程とを含む、回転電機用ロータ製造方法が提供される。

１つの側面では、本開示によれば、磁石孔内への非磁性体の挿入に係る作業性を良好化しつつ、フラックスバリア部へのボンド磁石用の材料の回り込みを低減又は無くすことが可能となる。

一実施例によるモータの断面構造を概略的に示す断面図である。 ロータの断面図（軸方向に垂直な平面による断面図）である。 図２に示した一の磁極に係る部分の拡大図である。 変形例による一の磁極に係る部分の拡大図である。 本実施例のロータの製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。 準備工程で準備される初期のワークを示す平面図である。 図６のＱ１部の拡大図である。 挿入工程の直後のロータコアと非磁性体との関係を軸方向視で模式的に示す図である。 冷却工程後のロータコアと非磁性体との関係を軸方向視で模式的に示す図である。 充填工程中の状態を軸方向視で模式的に示す図である。 比較例による製造方法の説明図である。 本製造方法による加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の一例を示す図である。 本製造方法による加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の他の一例を示す図である。 本変形例による製造方法における加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の他の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。

図１は、一実施例によるモータ１の断面構造を概略的に示す断面図である。図２は、ロータ３０の断面図（軸方向に垂直な平面による断面図）である。なお、図２等では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。

図１には、モータ１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。

モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

モータ１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。ステータ２１は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるステータコア２１１を備え、ステータコア２１１の径方向内側には、コイル２２が巻回される複数のスロット（図示せず）が形成される。

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。

ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４と、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂと、ボンド磁石６１、６２とを備える。

ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側の表面に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータコア３２は、軸孔３２０（図２参照）を有し、軸孔３２０にロータシャフト３４が嵌合される。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸１２を画成する。

ロータコア３２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板により形成される。なお、変形例では、ロータコア３２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。ロータコア３２の内部には、ボンド磁石６１、６２（図２参照）が配置される。すなわち、ロータコア３２は、軸方向に貫通する磁石孔３２１、３２２（図２参照）を有し、磁石孔３２１、３２２内にボンド磁石６１、６２が形成される。複数のボンド磁石６１、６２のそれぞれは、磁石粉末と結合材とを混合したボンド磁石用の材料（以下、単に「ボンド磁石材料」とも称する）を射出成形して形成される。射出成形の方法は任意であり、例えば、トランスファ成形や、シリンダを使用した圧縮成形による樹脂注入等を含んでよい。ボンド磁石の形成方法の詳細は、後述する製造方法に関連して説明する。

ロータコア３２は、図２に示すように、軸方向に視て、回転軸１２を中心とした回転対称の形態を有する。図２に示す例では、ロータコア３２は、回転軸１２を中心として４５度回転するごとに、各組のボンド磁石６１、６２が重なる形態である。

図２に示す例では、複数のボンド磁石６１、６２は、軸方向に視て、２種類のボンド磁石６１、６２がそれぞれ対をなして略Ｖ字状（径方向外側が開く態様の略Ｖ字状）に配置されている。この場合、対のボンド磁石６１の間及び対のボンド磁石６２の間に、共通の磁極が形成される。なお、複数のボンド磁石６１、６２は、周方向でＳ極とＮ極とが交互に現れる態様で配置される。なお、本実施例では、磁極数が８つであるが、磁極数は任意である。

なお、図１には、特定の構造を有するモータ１が示されるが、モータ１の構造は、かかる特定の構造に限定されない。例えば、図１では、ロータシャフト３４は、中空であるが、中実であってもよい。

次に、図３以降を参照して、ロータコア３２及びボンド磁石６１、６２を更に説明する。以下では、ある一の磁極に係る構成について説明するが、他の磁極に係る構成についても同様であってよい。

図３は、図２に示した一の磁極に係る部分の拡大図である。一の磁極に係る構成は、基本的に、ｄ軸に関して対称である。以下では、周方向外側とは、ｄ軸から離れる側を指す。

ロータコア３２には、径方向外側の磁石孔３２１（以下、「第１磁石孔３２１」とも称する）と、径方向内側の磁石孔３２２（以下、「第２磁石孔３２２」とも称する）とが、形成される。

第１磁石孔３２１は、２つが対となって略Ｖ字状（径方向外側が開く態様の略Ｖ字状）に形成される。ただし、変形例では、第１磁石孔３２１は、２つが対となって直線状に形成されてもよいし、１つだけが直線状（ｄ軸に垂直な直線状）に形成されてもよい。第１磁石孔３２１のそれぞれには、ボンド磁石６１が設けられる。なお、第１磁石孔３２１には、ボンド磁石６１の長手方向両端部において隙間（空洞）が形成される。この隙間は、フラックスバリア部として機能する。本実施例では、フラックスバリア部に係る隙間には、非磁性体７１が配置される。非磁性体７１は、ボンド磁石６１に隣接する態様で設けられる。例えば、ボンド磁石６１の両側の非磁性体７１のうちの、径方向外側の非磁性体７１は、ボンド磁石６１の径方向外側の端面に当接（この場合、面接触）する。非磁性体７１は、フラックスバリア部全体を埋める態様で設けられてもよいし、フラックスバリア部の一部に空洞が残る態様で設けられてもよい。非磁性体７１の更なる詳細は、後述する製造方法に関連して説明する。なお、変形例では、非磁性体７１は、後述の製造方法で説明するように、最終製品に至る前に（製造工程中の適切な段階で）除去されてもよい。

第２磁石孔３２２は、第１磁石孔３２１よりも径方向内側に設けられる。第２磁石孔３２２は、２つが対となって略Ｖ字状（径方向外側が開く態様の略Ｖ字状）に形成される。なお、対の第２磁石孔３２２は、対の第１磁石孔３２１よりも周方向の延在範囲が広い。第２磁石孔３２２のそれぞれには、ボンド磁石６２が設けられる。なお、第２磁石孔３２２には、ボンド磁石６２の長手方向両端部において隙間（空洞）が形成される。この隙間は、フラックスバリア部として機能する。本実施例では、フラックスバリア部に係る隙間には、非磁性体７２が配置される。非磁性体７２は、ボンド磁石６２に隣接する態様で設けられる。非磁性体７２の構成自体は、上述した非磁性体７１と同様であってよい。なお、変形例では、非磁性体７２は、最終製品に至る前に（製造工程中の適切な段階で）除去されてもよい。

ロータコア３２は、このような第１磁石孔３２１及び第２磁石孔３２２を有することで、径方向にブリッジ部を介してのみ接続される３つの部位３２１１、３２１２、３２１３（以下、第１部位３２１１、第２部位３２１２、第３部位３２１３とも称する）を有する。

具体的には、第１部位３２１１は、第１磁石孔３２１よりも径方向外側に延在する。第１部位３２１１は、ロータコア３２の外周面３２８の一部を形成する。

第２部位３２１２は、第２磁石孔３２２と第１磁石孔３２１との間を通って周方向両側がロータコア３２の外周面３２８まで延在する。第２部位３２１２は、第１部位３２１１の周方向両側において、ロータコア３２の外周面３２８の一部を形成する。第２部位３２１２は、ｑ軸磁束の磁路を形成する。具体的には、ｑ軸磁束は、第２部位３２１２の一端から他端に向けて第２磁石孔３２２と第１磁石孔３２１との間を通って流れる。

第３部位３２１３は、第２磁石孔３２２よりも径方向内側を通って周方向両側がロータコア３２の外周面３２８まで延在する。第３部位３２１３は、第２部位３２１２の周方向両側において、ロータコア３２の外周面３２８の一部を形成する。

また、ロータコア３２は、このような３つの部位３２１１、３２１２、３２１３を有することで、３つの部位３２１１、３２１２、３２１３を繋ぐ複数のブリッジ部４１、４２、４３、４４を有する。

ブリッジ部４１（以下、「第１ブリッジ部４１」とも称する）は、第２部位３２１２に対して第１部位３２１１を径方向外側で支持する。第１ブリッジ部４１は、第１部位３２１１の周方向両側（周方向外側）に対で設けられる。第１ブリッジ部４１は、ロータコア３２の外周面３２８と第１磁石孔３２１の間に延在する。

ブリッジ部４２（以下、「第２ブリッジ部４２」とも称する）は、第３部位３２１３に対して第２部位３２１２を径方向外側で支持する。第２ブリッジ部４２は、第２部位３２１２の周方向両側（周方向外側）に対で設けられる。第２ブリッジ部４２は、ロータコア３２の外周面３２８と第２磁石孔３２２の間に延在する。

ブリッジ部４３は、第２部位３２１２に対して第１部位３２１１をｄ軸上で支持する。

ブリッジ部４４は、第３部位３２１３に対して第２部位３２１２をｄ軸上で支持する。

なお、ロータコア３２におけるボンド磁石６１、６２に関連した構成は、任意であり、図２及び図３に示した構成に限られない。例えば、図２及び図３に示す例ではボンド磁石６１が設けられるが、図４に示す変形例によるロータ３０Ａ（ロータコア３２Ａ）のように、ボンド磁石６１は省略されてもよい。この場合、第１部位３２１１と第２部位３２１２とは一体化され、第１ブリッジ部４１は実質的に存在しなくなる。あるいは、第３部位３２１３がｑ軸磁束の磁路となる態様で、更なるボンド磁石がボンド磁石６２よりも径方向内側に配置されてもよい。

次に、上述したロータコア３２（ロータコア３２Ａについても同様）の製造方法について詳説する。

図５は、本実施例のロータ３０の製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。図６から図９は、図５に示す製造方法における特定の工程の説明図である。

本製造方法は、まず、ロータコア３２のワークＷを準備する準備工程（ステップＳ５００）を含む。なお、ロータコア３２は、上述したように、磁石孔３２１、３２２を有する。図６Ａは、図６のＱ１部の拡大図である。図６は、準備工程で準備される初期のワーク（ロータコア３２）を示す平面図である。準備工程の段階では、図６に示すように、磁石孔３２１、３２２には、何も配置されていない。

ついで、本製造方法は、非磁性体７１、７２を準備する準備工程（ステップＳ５０２）を含む。非磁性体７１、７２は、挿入対象の磁石孔３２１、３２２におけるフラックスバリア部に挿入可能なサイズを有する。本製造方法では、一例として、非磁性体７１、７２は、挿入対象の磁石孔３２１、３２２におけるフラックスバリア部と同じサイズ又はフラックスバリア部よりもわずかに大きいサイズを有する。図６Ａには、磁石孔３２２内のうちの、上述したボンド磁石６２となる空間部ＳＣ０と、その両側の他の空間部（フラックスバリア部となる空間部）ＳＣ１、ＳＣ２とが示されている。なお、図６Ａでは、図示の都合上、磁石孔３２２の孔縁部３２２１よりもわずかに内側に空間部ＳＣ０、ＳＣ１、ＳＣ２が図示されているが、孔縁部３２２１は、空間部ＳＣ０、ＳＣ１、ＳＣ２を境界付ける。
なお、空間部ＳＣ０の位置（境界等）は、設計上、決まる。この場合、例えば、空間部ＳＣ１に係るフラックスバリア部に配置される非磁性体７２は、常温範囲（例えば２０℃±１５℃）内の特定温度（例えば２０℃）の環境下で、空間部ＳＣ１の断面形状と同じサイズ又は空間部ＳＣ１の断面形状よりもわずかに大きい断面形状を有する。なお、断面形状とは、軸方向に垂直な平面で切断した際の断面形状をいう（以下も同様）。この際、空間部ＳＣ１に係るフラックスバリア部に配置される非磁性体７２は、軸方向に視て、空間部ＳＣ１の断面形状と実質的に相似となる断面形状を有してよい。これは、他のフラックスバリア部に配置される各非磁性体７１、７２も同様である。

また、非磁性体７１、７２は、ロータコア３２よりも線膨張係数が有意に大きい。非磁性体７１、７２は、例えば、熱硬化性の樹脂材料やゴム材料（例えばシリコンゴムやフッ素ゴム）等により形成されてよい。また、非磁性体７１、７２は、有意な弾性を有してもよいし、有さなくてもよい。例えば、非磁性体７１、７２は、ステンレスやマンガン鋼を含んでもよい。

以下では、主に、空間部ＳＣ１に挿入される非磁性体７２について説明するが、空間部ＳＣ２に挿入される非磁性体７２や、磁石孔３２１の同様の空間部に挿入される非磁性体７１についても同様である。

ついで、本製造方法は、ロータコア３２のワークを加熱する加熱工程（ステップＳ５０４）を含む。加熱工程は、ロータコア３２を熱膨張させるための工程である。ロータコア３２が熱膨張すると、それに伴い磁石孔３２２内の断面形状も拡大する。加熱工程は、磁石孔３２２内の空間部ＳＣ１の断面形状が、非磁性体７２の断面形状と同じ又は非磁性体７２の断面形状よりも大きくなるような加熱条件で実行される。本製造方法では、一例として、加熱工程は、磁石孔３２２内の空間部ＳＣ１の断面形状が、非磁性体７２の断面形状よりも有意に大きくなるような加熱条件で実行される。

なお、加熱工程（ステップＳ５０４）は、ロータコア３２のワークに対して適用され、非磁性体７１、７２には適用されない。従って、次の挿入工程（ステップＳ５０６）の直前における非磁性体７１、７２のサイズは、準備工程（ステップＳ５０２）の時点（すなわち常温の環境下の時点）から実質的に変わらない。

ついで、本製造方法は、加熱工程（ステップＳ５０４）により高温化したロータコア３２のワークに対して、磁石孔３２１、３２２のそれぞれの一部であるフラックスバリア部に係る空間部ＳＣ１、ＳＣ２に、非磁性体７１、７２をそれぞれ挿入する挿入工程（ステップＳ５０６）を含む。

本製造方法では、上述したように加熱工程を実行することで、磁石孔３２２内の空間部ＳＣ１の断面形状が、非磁性体７２の断面形状よりも有意に大きくなるため、本挿入工程（磁石孔３２２内の空間部ＳＣ１への非磁性体７２の挿入）の作業性が良好となる。図７は、挿入工程（ステップＳ５０６）が完了した直後の状態を模式的に示す図である。図７には、図６Ａと同様に、磁石孔３２２内のうちの、上述したボンド磁石６２となる空間部ＳＣ０や空間部ＳＣ１が示されている。挿入工程（ステップＳ５０６）が完了した直後では、図７に模式的に示すように、磁石孔３２２内の空間部ＳＣ１の断面形状が、非磁性体７２の断面形状よりも有意に大きいため、非磁性体７２とロータコア３２との間にクリアランスΔが形成されている。

ついで、本製造方法は、非磁性体７１、７２が挿入されたロータコア３２のワークを冷却する冷却工程（ステップＳ５０８）を含む。冷却工程（ステップＳ５０８）は、加熱工程（ステップＳ５０６）で上昇したロータコア３２の温度を、例えば常温まで低下させることを含んでよい。なお、冷却工程（ステップＳ５０８）の実行方法は、任意であり、自然冷却であってもよいし、冷却装置（例えば送風装置）を用いた強制冷却であってもよい。図８は、冷却工程（ステップＳ５０８）が完了した直後の状態を模式的に示す図である。ロータコア３２の温度が常温まで低下すると、ロータコア３２を熱収縮し、上述したように挿入工程（ステップＳ５０６）が完了した直後に存在していたクリアランスΔが実質的に０になる。すなわち、クリアランスΔが実質的になくなる。

ついで、本製造方法は、磁石成型用治具（図示せず）に、非磁性体７１、７２が挿入された後に冷却されたロータコア３２（ワーク）をセットする工程（ステップＳ５１０）を含む。なお、磁石成型用治具は、ワークを上下で挟む上型及び下型を有する金型装置と、射出装置とを含んでよい。

ついで、本製造方法は、射出成形機（図示せず）を利用して、磁石孔３２１、３２２における非磁性体７１、７２に隣接する部分に、ボンド磁石材料を充填する充填工程（ステップＳ５１２）を含む。充填工程（ステップＳ５１２）は、配向磁場を印加した状態で実行されてよい。なお、充填工程は、射出成形前にワークを、射出成形に適した開始温度まで加熱する工程（以下、「予熱工程」とも称する）に後続して、実行されてもよい。図９は、空間部ＳＣ１内の一の非磁性体７２に隣接する部分に、ボンド磁石材料９０を充填している際の、非磁性体７２が発生する力（反力等）の状態を、軸方向視で模式的に示す図である。ボンド磁石材料９０が射出成形されると、射出圧に応じた流体圧でボンド磁石材料９０が空間部ＳＣ０に充填される。

図９は、空間部ＳＣ１内の一の非磁性体７２に隣接する部分に、ボンド磁石材料９０を充填している際の、非磁性体７２が発生する力（反力等）の状態を、軸方向視で模式的に示す図である。ボンド磁石材料９０が射出成形されると、射出圧に応じた流体圧でボンド磁石材料９０が空間部ＳＣ０に充填される。本製造方法では、充填工程（ステップＳ５１２）は、上述したように、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔが実質的にない状態で、実行されるので、空間部ＳＣ１や空間部ＳＣ２に、ボンド磁石材料が回り込む可能性を低減できる。

ここで、比較例による製造方法と対比して、上述した本製造方法に係る充填工程（ステップＳ５１２）の効果について更に説明する。

図１０は、比較例による製造方法の説明図であり、本製造方法に係る図９と同様のビューで、一の磁石孔における非磁性体７２’及びボンド磁石材料９０’の状態を示す。比較例では、空間部ＳＣ１に挿入される非磁性体７２’は、その断面形状が空間部ＳＣ１と同じである点が、本実施例の非磁性体７２（上述したように断面形状が空間部ＳＣ１よりも大きい）と異なる。

比較例では、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間に、わずかなクリアランスΔが存在する状態で、ボンド磁石材料９０が射出成形される。この場合、「発明が解決しようとする課題」の欄で上述したように、わずかなクリアランスΔを介して、空間部ＳＣ１や空間部ＳＣ２に、ボンド磁石材料９０’が回り込むおそれがある。このようなボンド磁石材料９０’の回り込みは、最終的に得られる回転電機用ロータの磁気特性の悪化の原因となりうる。

この点、本製造方法によれば、上述したように、加熱工程（ステップＳ５０４）等を有することで、充填工程（ステップＳ５１２）は、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔが実質的にない状態で、実行される。これにより、空間部ＳＣ１や空間部ＳＣ２に、ボンド磁石材料９０が回り込む可能性を低減できる。

非磁性体７１、７２が弾性を有する場合は、充填工程（ステップＳ５１２）の際にボンド磁石材料９０から非磁性体７２が圧力を受けることで、非磁性体７１、７２が弾性力を発生しうる。この弾性力は、クリアランスΔがなくなる方向の反力（図９の圧力ｐ９１参照）として機能する。すなわち、非磁性体７２は、ボンド磁石材料９０の射出圧に応じた反力（図９の圧力ｐ９１参照）を発生でき、空間部ＳＣ１へとボンド磁石材料が広がることはない。非磁性体７２は、わずかに弾性変形した状態で空間部ＳＣ１、ＳＣ２に収容されるので、非磁性体７２と磁石孔３２２の孔縁部３２２１との間の密着性が非常に高くなる。これにより、上述した比較例で生じる不都合（ボンド磁石材料９０’の回り込み及びそれに起因したモータ１の磁気特性の劣化）を防止できる。

なお、本実施例では、ロータコア３２と非磁性体７２（非磁性体７１についても同様）との間のクリアランスΔは、軸方向に視て非磁性体７２の全周のうちの、空間部ＳＣ０に対向する範囲を除く全体範囲にわたって０とされているが、これに限られない。例えば、非磁性体７２は、軸方向に視て非磁性体７２の全周のうちの、空間部ＳＣ０に対向する範囲の両端部を含む一部の範囲だけ、ロータコア３２に対するクリアランスΔが０になるように構成されてもよい。

このようにして充填工程（ステップＳ５１２）が終了すると、本製造方法は、その他の後工程（ステップＳ５２０）を含む。後工程は、例えば、ステップＳ５１２で充填したボンド磁石材料９０を硬化させることでボンド磁石６１、６２を形成する工程や、ロータシャフト３４等を組み付ける工程等を含む。

このようにして、本製造方法によれば、あらかじめ準備した非磁性体７１、７２を利用することで、射出成形により空間部ＳＣ１、ＳＣ２に同様の非磁性体を形成する場合に比べて、射出成形機の数や種類を低減できる。すなわち、非磁性体用の射出成形と、ボンド磁石材料の射出成形との２種類の射出成形を行う場合とは異なり、製造装置の構造の簡易化（及び低コスト化）を図ることができる。

なお、本製造方法では、挿入工程（ステップＳ５０６）及び冷却工程（ステップＳ５０８）は、セット工程（ステップＳ５１０）の前に実行されているが、セット工程（ステップＳ５１０）の後に実行されてもよい。すなわち、挿入工程（ステップＳ５０６）及び冷却工程（ステップＳ５０８）は、磁石成型用治具（図示せず）にセットされた状態のロータコア３２（ワーク）に対して実行されてもよい。この場合、加熱工程（ステップＳ５０４）についても、セット工程（ステップＳ５１０）の後に実行されてもよい。

次に、図１１及び図１２を参照して、上述した本製造方法による加熱工程等に伴うワークの温度変化態様のいくつかの例について説明する。

図１１は、上述した本製造方法による加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の一例を示す図である。図１１には、横軸に時間を取り、縦軸に温度を取り、ロータコア３２の温度（図１１では、“コア温度”と表記）の時系列とともに、非磁性体７１、７２の温度（図１１では、“非磁性体温度”と表記）の時系列が概略的に示されている。図１１では、常温範囲（例えば２０℃±１５℃）内の特定温度（例えば２０℃）の環境下で、非磁性体７２は、空間部ＳＣ１の断面形状と同じ断面形状を有するものとする。

図１１では、原点に対応する時点から、加熱工程が開始され、ロータコア３２の温度が上昇している。ロータコア３２の温度があらかじめ規定された温度（例えば２００度付近）まで上昇すると、加熱工程が終了する。そして、時点ｔ１にて、挿入工程が実行される。なお、非磁性体７１、７２は、加熱工程を受けないため、時点ｔ１では、当初の温度のままである。ついで、時点ｔ２にて、ロータコア３２の温度（≒非磁性体７１、７２の温度）が常温となることで冷却工程が完了すると、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔ（図７参照）が０となる。ついで、時点ｔ３から、ワーク（非磁性体７１、７２が組み付けられたロータコア３２）を、射出成形に適した開始温度まで加熱し、開始温度に達した後の時点ｔ４にて、充填工程（射出成形）が実行される。射出成形に適した開始温度は、例えば６０℃～９０℃であってよい。なお、上述したように、非磁性体７１、７２の線膨張係数は、ロータコア３２の線膨張係数よりも大きいため、予熱工程中や充填工程中（射出成形中）の温度に起因して、０よりも有意に大きいクリアランスが発生することはない。

図１２は、上述した本製造方法による加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の他の一例を示す図である。図１２には、横軸に時間を取り、縦軸に温度を取り、ロータコア３２の温度（図１２では、“コア温度”と表記）の時系列とともに、非磁性体７１、７２の温度（図１２では、“非磁性体温度”と表記）の時系列が概略的に示されている。

図１２に示す例では、図１１に示す例に対して、非磁性体７１、７２の温度が冷却工程中に、ロータコア３２からの受熱により増加する点が異なる。この場合、ロータコア３２の温度（≒非磁性体７１、７２の温度）が常温となる前の時点ｔ１２にて、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔ（図７参照）が０となることで冷却工程が完了する。従って、冷却工程を短縮し、射出成形の開始時点ｔ１４を早めることができる。すなわち、図１１に示す例で実行する予熱工程が不要となるので、図１１に示す例に比べて、工程時間の短縮とともにエネルギ効率の向上を図ることができる。

なお、図１２に示す例では、冷却工程に後続して充填工程（射出成形）が実行されるので、上述したセット工程（ステップＳ５１０）の後に、加熱工程（ステップＳ５０４）、挿入工程（ステップＳ５０６）及び冷却工程（ステップＳ５０８）が実行されてもよい。

次に、図１３を参照して、上述した実施例に対する変形例について説明する。

上述した実施例では、前提として、常温範囲（例えば２０℃±１５℃）内の特定温度（例えば２０℃）の環境下で、非磁性体７２（非磁性体７１も同様）は、空間部ＳＣ１の断面形状と同じ又は空間部ＳＣ１の断面形状よりもわずかに大きい断面形状を有するが、これに限られない。

本変形例では、常温範囲（例えば２０℃±１５℃）内の特定温度（例えば２０℃）の環境下で、非磁性体７２（非磁性体７１も同様）は、空間部ＳＣ１の断面形状と同じ又はそれよりもわずかに小さい断面形状を有する。

図１３は、本変形例による製造方法における加熱工程等に伴うワークの温度変化態様の他の一例を示す図である。図１３には、横軸に時間を取り、縦軸に温度をとり、ロータコア３２の温度（図１３では、“コア温度”と表記）の時系列とともに、非磁性体７１、７２の温度（図１３では、“非磁性体温度”と表記）の時系列が概略的に示されている。

図１３に示す例では、ロータコア３２への非磁性体７１、７２の挿入工程が、ロータコア３２の加熱工程の前に実行される。本変形例では、ロータコア３２の加熱工程の前であっても、非磁性体７２（非磁性体７１も同様）は、空間部ＳＣ１の断面形状と同じ又はそれよりもわずかに小さい断面形状を有するので、挿入工程が容易である。具体的には、時点ｔ３１でロータコア３２への非磁性体７１、７２の挿入工程が実行された後、時点ｔ３２から、ワークの加熱工程が開始される。この場合、加熱工程は、予熱工程と同様の態様で実行されてよい。なお、加熱工程は、ワークに対して実行されるので、ロータコア３２の温度とともに非磁性体７１、７２の温度も上昇する。非磁性体７１、７２の線膨張係数は、ロータコア３２の線膨張係数よりも大きいため、時点ｔ３３で、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔ（図７参照）が０となる。従って、クリアランスΔが０になった後の時点ｔ３４にて、充填工程（射出成形）が実行される。

このような変形例によっても、射出成形の際の温度範囲でクリアランスΔを０に維持できるので、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。このように、非磁性体７２は、ロータコア３２の磁石孔３２２に挿入される前の状態（配置工程の際）において、空間部ＳＣ１の断面形状と同じ又はそれよりもわずかに小さい断面形状を有し、かつ、ロータコア３２の磁石孔３２２に挿入された状態において射出成形の際の温度範囲で、空間部ＳＣ１の断面形状よりもわずかに大きい断面形状を有すればよい。これは、非磁性体７１についても同様である。

なお、図１３に示す例では、充填工程後にワークの温度が常温まで低下すると、ロータコア３２と非磁性体７１、７２との間のクリアランスΔ（図７参照）が０又はわずかに０より大きくなりうる。従って、この場合、充填工程後に、非磁性体７１、７２は、磁石孔３２１、３２２から除去されてもよい。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、非磁性体７２（非磁性体７１も同様）は、空間部ＳＣ１全体を埋めるような形態を有するが、これに限られない。非磁性体７２は、空間部ＳＣ１のうちの、空間部ＳＣ０に隣接する部分（空間部ＳＣ０を境界付けることができる部分）だけを埋めるような形態を有してもよい。この場合、上述した実施例における「非磁性体７２の断面形状と空間部ＳＣ１の断面形状との関係」は、「非磁性体７２の断面形状と、空間部ＳＣ１のうちの空間部ＳＣ０に隣接する部分の断面形状との関係」で読み替えることで、同様に適用可能である。

１・・・モータ（回転電機）、３０・・・ロータ（回転電機用ロータ）、３２、３２Ａ・・・ロータコア（回転電機用ロータコア）、３２１、３２２・・・磁石孔、７１、７２・・・非磁性体、６１、６２・・・ボンド磁石

Claims (4)

1. 磁石孔を有する回転電機用ロータコアのワークを準備する工程と、
   前記磁石孔内の一部に、非磁性体を挿入する挿入工程と、
   前記挿入工程の前に又は前記挿入工程の後に、前記ワークを加熱する加熱工程と、
   前記加熱工程の後の冷却後に又は前記加熱工程に後続して、前記磁石孔内の前記非磁性体に隣接する部分に、磁石粉末と結合材とを混合したボンド磁石用の材料を充填する充填工程とを含む、回転電機用ロータ製造方法。
2. 前記非磁性体は、前記回転電機用ロータコアを形成する材料よりも線膨張係数が高く、かつ、前記挿入工程の際の前記回転電機用ロータコアにおける前記磁石孔に挿入可能なサイズを有する、請求項１に記載の回転電機用ロータ製造方法。
3. 前記加熱工程は、前記挿入工程の前に実行され、前記挿入工程の際に前記磁石孔に前記非磁性体を挿入可能とする隙間が形成されるように、前記磁石孔のサイズを大きくすることを含み、
   前記充填工程は、前記加熱工程の後の冷却に伴って前記隙間が無くなった後に、実行される、請求項１又は２に記載の回転電機用ロータ製造方法。
4. 前記加熱工程は、前記挿入工程の後に実行され、前記挿入工程の際に前記磁石孔に前記非磁性体を挿入可能とした隙間を無くならせることを含み、
   前記充填工程は、前記加熱工程に後続して、前記加熱工程に伴って前記隙間が無くなった後に、実行される、請求項２に記載の回転電機用ロータ製造方法。