JP6626934B1 - 鉄心製品の製造方法及び鉄心製品 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、鉄心本体における溶接ビードの状態を良好に維持することが可能な鉄心製品の製造方法及び鉄心製品を説明する。【解決手段】鉄心製品の製造方法は、高さ方向に延びるように鉄心本体に設けられた樹脂注入部に溶融樹脂を注入することと、鉄心本体を溶接して鉄心製品を構成することとを含む。鉄心製品を構成することは、溶接によって形成される溶接ビードが、溶接ビードと樹脂注入部との間に設定されるバッファ領域に到達しないように、鉄心本体を溶接することを含む。【選択図】図８

Description

本開示は、鉄心製品の製造方法及び鉄心製品に関する。

特許文献１は、埋込磁石型（ＩＰＭ：Interior Permanent Magnet）モータに用いられる回転子鉄心を開示している。当該回転子鉄心は、回転軸の延在方向に貫通して延びる複数の磁石挿入孔が回転軸周りに所定間隔をもって設けられた鉄心本体と、各磁石挿入孔にそれぞれ配置された永久磁石と、各磁石挿入孔に充填及び固化された固化樹脂とを含む。

特開２０１１−０６７０９４号公報

本開示は、鉄心本体における溶接ビードの状態を良好に維持することが可能な鉄心製品の製造方法及び鉄心製品を説明する。

本開示の一つの観点に係る鉄心製品の製造方法は、高さ方向に延びるように鉄心本体に設けられた樹脂注入部に溶融樹脂を注入することと、鉄心本体を溶接して鉄心製品を構成することとを含む。鉄心製品を構成することは、溶接によって形成される溶接ビードが、溶接ビードと樹脂注入部との間に設定されるバッファ領域に到達しないように、鉄心本体を溶接することを含む。

本開示の他の観点に係る鉄心製品は、高さ方向に延びる樹脂注入部が設けられた鉄心本体と、樹脂注入部に形成された樹脂部と、鉄心本体の周面に形成された溶接ビードとを備える。溶接ビードは、溶接ビードと樹脂注入部との間に設定されるバッファ領域に到達していない。

本開示に係る鉄心製品の製造方法及び鉄心製品によれば、鉄心本体における溶接ビードの状態を良好に維持することが可能となる。

図１は、回転子の一例を示す分解斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、回転子の製造装置の一例を示す概略図である。 図４は、樹脂注入装置により回転子積層鉄心の磁石挿入孔に溶融樹脂を注入する様子を説明するための断面図である。 図５は、溶接装置により各端面板を積層体に溶接する様子を説明するための断面図である。 図６は、位置決め部材により各端面板と積層体とを位置決めする様子を説明するための上面図である。 図７は、回転子の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図８は、溶接ビードと磁石挿入孔のバッファ領域との関係の一例を説明するための上面図である。 図９は、溶接ビードと磁石挿入孔のバッファ領域との関係の他の例を説明するための上面図である。

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。

［回転子の構成］
まず、図１及び図２を参照して、回転子１（ロータ）の構成について説明する。回転子１は、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）を構成する。本実施形態において、回転子１は埋込磁石型（ＩＰＭ）モータを構成する。

回転子１は、回転子積層鉄心２（回転子鉄心）と、一対の端面板３，４と、シャフト５とを含む。

回転子積層鉄心２は、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（樹脂部）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。すなわち、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（第２の軸孔）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（以下、単に「積層方向」という。）に延びている。積層方向は、積層体１０の高さ方向でもあり、中心軸Ａｘの延在方向でもある。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の内周面には、一対の突条１０ｂと、複数の凹溝１０ｃとが形成されている。突条１０ｂ及び凹溝１０ｃは共に、積層体１０の上端面Ｓ１（第１の端面）から下端面Ｓ２（第２の端面）に至るまで積層方向に延びている。一対の突条１０ｂは、中心軸Ａｘを間において対向しており、軸孔１０ａの内周面から中心軸Ａｘに向けて突出している。一つの突条１０ｂの両側には、凹溝１０ｃが一つずつ位置している。凹溝１０ｃの一つの側面（突条１０ｂから離れて位置する側面）は、積層体１０の径方向に対して斜めに交差する傾斜面Ｓ３（第２の傾斜面）となっている。すなわち、軸孔１０ａの内周面は傾斜面Ｓ３を含んでいる。

積層体１０には、複数の磁石挿入孔１６（樹脂注入部）が形成されている。磁石挿入孔１６は、図１に示されるように、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、図２に示されるように、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は積層方向に延びている。

磁石挿入孔１６の形状は、本実施形態では、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、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の外周面には、複数の凹溝１８が形成されている。凹溝１８は、積層体１０の上端面Ｓ１から下端面Ｓ２にかけて積層方向に延びている。本実施形態では、８つの凹溝１８が、中心軸Ａｘ周りに略４５°間隔で積層体１０の外周面に形成されている。

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。

積層方向において隣り合う打抜部材Ｗ同士は、図１及び図２に示されるように、カシメ部２０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２０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回転子積層鉄心２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、積層方向（上下方向）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。

端面板３，４は、図１に示されるように、円環状を呈している。すなわち、端面板３，４の中央部にはそれぞれ、端面板３，４を貫通する軸孔３ａ，４ａ（第１の軸孔）が設けられている。

軸孔３ａの内周面には、一対の突起３ｂと、複数の切欠３ｃとが形成されている。一対の突起３ｂは、中心軸Ａｘを間において対向しており、軸孔３ａの内周面から中心軸Ａｘに向けて突出している。一つの突起３ｂの両側には、切欠３ｃが一つずつ位置している。切欠３ｃの一つの側面（突起３ｂから離れて位置する側面）は、端面板３の径方向に対して斜めに交差する傾斜面Ｓ４（第２の傾斜面）となっている。すなわち、軸孔３ａの内周面は傾斜面Ｓ４を含んでいる。

軸孔４ａの内周面にも、軸孔３ａと同様に、一対の突起４ｂと、複数の切欠４ｃとが形成されている。突起４ｂ及び切欠４ｃの構成は突起３ｂ及び切欠３ｃと同様であるので、説明を省略する。すなわち、軸孔４ａの内周面も、端面板４の径方向に対して斜めに交差する傾斜面Ｓ５（第２の傾斜面）を含んでいる。

端面板３の外周面には、複数の切欠２２が形成されている。本実施形態では、８つの切欠２２が、中心軸Ａｘ周りに略４５°間隔で端面板３の外周面に形成されている。端面板４の外周面にも、端面板３と同様に、複数の切欠２４が形成されている。本実施形態では、８つの切欠２４が、中心軸Ａｘ周りに略４５°間隔で端面板４の外周面に形成されている。

端面板３，４はそれぞれ、積層体１０の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ２に配置されており、積層体１０と溶接により接合されている。具体的には、端面板３は、図２に示されるように、凹溝１８及び切欠２２を跨がるように設けられた溶接ビードＢ１を介して、積層体１０の上端近傍に位置する打抜部材Ｗと接合されている。同様に、端面板４は、凹溝１８及び切欠２４を跨がるように設けられた溶接ビードＢ２によって、積層体１０の下端近傍に位置する打抜部材Ｗと接合されている。このように、回転子積層鉄心２と端面板３，４とは、溶接によって一体化されているので、一つの回転体６（鉄心製品）として機能する。

端面板３，４は、ステンレス鋼によって構成されていてもよい。当該ステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）が挙げられる。端面板３，４は、非磁性材料によって構成されていてもよい。端面板３，４の熱膨張係数は、通常、電磁鋼板の熱膨張係数よりも高いが、電磁鋼板の熱膨張係数と同程度であってもよいし、電磁鋼板の熱膨張係数よりも小さくてもよい。

シャフト５は、全体として円柱状を呈している。シャフト５には、一対の凹溝５ａが形成されている。凹溝５ａは、シャフト５の一端から他端にかけてシャフト５の延在方向に延びている。シャフト５は、軸孔３ａ，４ａ，１０ａ内に挿通されている。このとき、凹溝５ａには、突起３ｂ，４ｂ及び突条１０ｂが係合する。これにより、シャフト５と回転子積層鉄心２との間で回転力が伝達する。

［回転子の製造装置］
続いて、図３〜図６を参照して、回転子１の製造装置１００について説明する。

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、樹脂注入装置１４０と、溶接装置１５０と、シャフト取付装置１６０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と樹脂注入装置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を樹脂注入装置１４０に送り出す。

樹脂注入装置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。樹脂注入装置１４０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１４０は、図４に詳しく示されるように、下型１４１と、上型１４２と、複数のプランジャ１４３とを含む。

下型１４１は、ベース部材１４１ａと、ベース部材１４１ａに設けられた挿通ポスト１４１ｂとを含む。ベース部材１４１ａは、矩形状を呈する板状部材である。ベース部材１４１ａは、積層体１０を載置可能に構成されている。挿通ポスト１４１ｂは、ベース部材１４１ａの略中央部に位置しており、ベース部材１４１ａの上面から上方に向けて突出している。挿通ポスト１４１ｂは、円柱形状を呈しており、積層体１０の軸孔１０ａに対応する外形を有する。

上型１４２は、下型１４１と共に積層体１０を積層方向（積層体１０の高さ方向）において挟持可能に構成されている。上型１４２は、ベース部材１４２ａと、内蔵熱源１４２ｂとを含む。

ベース部材１４２ａは、矩形状を呈する板状部材である。ベース部材１４２ａには、一つの貫通孔１４２ｃと、複数の収容孔１４２ｄとが設けられている。貫通孔１４２ｃは、ベース部材１４２ａの略中央部に位置している。貫通孔１４２ｃは、挿通ポスト１４１ｂに対応する形状（略円形状）を呈しており、挿通ポスト１４１ｂが挿通可能である。

複数の収容孔１４２ｄは、ベース部材１４２ａを貫通しており、貫通孔１４２ｃの周囲に沿って所定間隔で並んでいる。各収容孔１４２ｄは、下型１４１及び上型１４２が積層体１０を挟持した際に、積層体１０の磁石挿入孔１６にそれぞれ対応する箇所に位置している。各収容孔１４２ｄ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１４２ｂは、例えば、ベース部材１４２ａに内蔵されたヒータである。内蔵熱源１４２ｂが動作すると、ベース部材１４２ａが加熱され、ベース部材１４２ａに接触している積層体１０が加熱されると共に、各収容孔１４２ｄ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１４３は、上型１４２の上方に位置している。各プランジャ１４３は、図示しない駆動源によって、対応する収容孔１４２ｄに対して挿抜可能となるように構成されている。

積層体１０は、樹脂注入装置１４０から排出されると、樹脂注入装置１４０と溶接装置１５０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ２に載置される。コンベアＣｖ２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を溶接装置１５０に送り出す。

溶接装置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。溶接装置１５０は、回転子積層鉄心２と端面板３，４とを溶接する機能を有する。溶接装置１５０は、図５に詳しく示されるように、一対の溶接機Ｍ１０，Ｍ２０を含む。溶接機Ｍ１０は、回転子積層鉄心２及び端面板３，４の下方に位置しており、溶接機Ｍ２０は、回転子積層鉄心２及び端面板３，４の上方に位置している。

溶接機Ｍ１０は、フレームＭ１１（第２の挟持部材）と、回転台Ｍ１２と、一対の位置決め部材Ｍ１３と、押子部材Ｍ１４と、複数の溶接トーチＭ１５（第２の溶接トーチ）とを含む。フレームＭ１１は、回転台Ｍ１２、位置決め部材Ｍ１３及び押子部材Ｍ１４を支持する。回転台Ｍ１２は、フレームＭ１１に対して回転可能に取り付けられている。回転台Ｍ１２の内部には、内蔵熱源Ｍ１６（加熱源）が設けられている。内蔵熱源Ｍ１６は、例えばヒータであってもよい。

位置決め部材Ｍ１３は、回転子積層鉄心２の中心軸Ａｘの径方向（図５の左右方向）に移動可能となるように回転台Ｍ１２に取り付けられている。位置決め部材Ｍ１３は、載置された回転子積層鉄心２及び端面板３，４を支持可能である。

位置決め部材Ｍ１３の内側面は、下方に向かうにつれて外側に拡がる傾斜面を呈している。図６に示されるように、位置決め部材Ｍ１３の先端は二叉に分岐しており、各先端が切欠３ｃ，４ｃ及び凹溝１０ｃの内周面に対応する形状を呈している。すなわち、位置決め部材Ｍ１３の各先端は、位置決め部材Ｍ１３の移動方向に対して斜めに交差すると共に傾斜面Ｓ３〜Ｓ５に対応する形状の傾斜面Ｓ６（第１の傾斜面）を含んでいる。

押子部材Ｍ１４は、一対の位置決め部材Ｍ１３の間に位置している。押子部材Ｍ１４は、先端（上端）に向かうにつれて縮径する断面台形状を呈している。押子部材Ｍ１４の側面は、位置決め部材Ｍ１３の内側面と対応する傾斜面を呈している。そのため、押子部材Ｍ１４が上方に押されると（図５の矢印Ａｒ１参照）、一対の位置決め部材Ｍ１３は互いに離れるように外方（図５の左右方向；図６の矢印Ａｒ２参照）に押し出される。一方、押子部材Ｍ１４が下方に引かれると、一対の位置決め部材Ｍ１３は互いに近づくように内方（図５の左右方向）に移動する。

溶接トーチＭ１５は、端面板４と積層体１０とを溶接するように構成されている。溶接トーチＭ１５は、例えばレーザ溶接用のトーチである。複数の溶接トーチＭ１５は、回転台Ｍ１２の周囲に沿って並んでいる。

溶接機Ｍ２０も、溶接機Ｍ１０と同様に、フレームＭ２１（第１の挟持部材）と、内蔵熱源Ｍ２６（加熱源）を含む回転台Ｍ２２と、一対の位置決め部材Ｍ２３と、押子部材Ｍ２４と、端面板３と積層体１０とを溶接するように構成された複数の溶接トーチＭ２５（第１の溶接トーチ）とを含む。溶接機Ｍ２０の構成は溶接機Ｍ１０と同様であるので、説明を省略する。

積層体１０は、溶接装置１５０から排出されると、溶接装置１５０とシャフト取付装置１６０との間を延びるように設けられたコンベアＣｖ３に載置される。コンベアＣｖ３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をシャフト取付装置１６０に送り出す。

シャフト取付装置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。シャフト取付装置１６０は、回転子積層鉄心２と端面板３，４とが溶接により一体化された回転体６に対してシャフト５を取り付ける機能を有する。具体的には、シャフト取付装置１６０は、回転子積層鉄心２、端面板３，４及びシャフト５を加熱しながら、軸孔３ａ，４ａ，１０ａに対してシャフト５を焼き嵌めする。このときの加熱温度は、例えば、１５０℃〜３００℃程度であってもよい。

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、樹脂注入装置１４０、溶接装置１５０及びシャフト取付装置１６０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。

［回転子の製造方法］
続いて、図３〜図８を参照して、回転子１の製造方法について説明する。まず、図３に示されるように、打抜装置１３０により電磁鋼板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（図７のステップＳ１１参照）。

次に、積層体１０を樹脂注入装置１４０に搬送して、図４に示されるように、樹脂注入装置１４０の下型１４１に積層体１０を載置する。次に、各磁石挿入孔１６内に永久磁石１２を挿入する（図７のステップＳ１２を参照）。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１４０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、上型１４２を積層体１０上に載置する。そのため、積層体１０は、下型１４１及び上型１４２で積層方向から挟持された状態となる。次に、各収容孔１４２ｄに樹脂ペレットＰを投入する。上型１４２の内蔵熱源１４２ｂにより樹脂ペレットＰが溶融状態となると、溶融樹脂をプランジャ１４３によって各磁石挿入孔１６内に注入する（図７のステップＳ１３を参照）。このとき、積層体１０は、内蔵熱源１４２ｂにより、例えば１５０℃〜１８０℃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。下型１４１及び上型１４２が積層体１０から取り外されると、回転子積層鉄心２が完成する。

次に、回転子積層鉄心２を溶接装置１５０に搬送して、図５に示されるように、積層体１０の上端面Ｓ１に端面板３を配置すると共に、積層体１０の下端面Ｓ２に端面板４を配置する。具体的には、溶接機Ｍ１０の位置決め部材Ｍ１３上に端面板４を載置し、端面板４上に回転子積層鉄心２を載置し、回転子積層鉄心２上に端面板３を載置し、位置決め部材Ｍ２３が端面板３に対面するように端面板３上に溶接機Ｍ２０を載置する。これにより、回転子積層鉄心２及び端面板３，４は、一対の溶接機Ｍ１０，Ｍ２０によって挟持され、所定の圧力で加圧される。このとき、コントローラＣｔｒが内蔵熱源Ｍ１６，Ｍ２６に指示して、回転子積層鉄心２及び端面板３，４を加熱する。

次に、押子部材Ｍ１４を上方に移動させて一対の位置決め部材Ｍ１３を左右に拡げると共に、押子部材Ｍ２４を下方に移動させて一対の位置決め部材Ｍ２３を左右に拡げる（図６の矢印Ａｒ２参照）。これにより、位置決め部材Ｍ１３の傾斜面Ｓ６が端面板４の傾斜面Ｓ５及び積層体１０の傾斜面Ｓ３と当接してこれらを径方向外方に押圧し、端面板４が積層体１０に位置決めされる。同様に、位置決め部材Ｍ２３の傾斜面Ｓ６が端面板３の傾斜面Ｓ４及び積層体１０の傾斜面Ｓ３と当接してこれらを径方向外方に押圧し、端面板３が積層体１０に位置決めされる。

次に、コントローラＣｔｒが溶接トーチＭ１５に指示して、端面板４及び積層体１０に跨がるように切欠２４及び凹溝１８内に向けて溶接トーチＭ１５がレーザを照射する。同様に、コントローラＣｔｒが溶接トーチＭ２５に指示して、端面板３及び積層体１０に跨がるように切欠２２及び凹溝１８内に向けて溶接トーチＭ２５がレーザを照射する。これにより、溶接ビードＢ１を介して端面板３と積層体１０とが溶接されると共に、溶接ビードＢ２を介して端面板４と積層体１０とが溶接される（図７のステップＳ１４参照）。その結果、端面板３，４が回転子積層鉄心２に接合された回転体６が構成される。

ここで、図８に示されるように、溶接ビードＢ１，Ｂ２が、磁石挿入孔１６を囲むように設定されるバッファ領域Ｒ１と重ならないように、溶接トーチＭ１５，Ｍ２５から照射されるレーザの方向、当該レーザが照射される位置、当該レーザの強度等が設定されてもよい。バッファ領域Ｒ１は、少なくとも０．５ｍｍ以上、磁石挿入孔１６から離間していてもよい。

次に、コントローラＣｔｒが回転台Ｍ２２に指示して、回転台Ｍ２２を駆動する。上記のとおり、回転子積層鉄心２及び端面板３，４は一対の溶接機Ｍ１０，Ｍ２０によって挟持されているので、回転台Ｍ２２の回転力が回転子積層鉄心２、端面板３，４及び回転台Ｍ１２に伝達され、これらも回転する。このように、回転台Ｍ２２により回転子積層鉄心２及び端面板３，４を間欠的に回転させつつ、各切欠３ｃ，４ｃ及び凹溝１０ｃ内に対して順次溶接トーチＭ１５，Ｍ２５からレーザを照射する。各切欠３ｃ，４ｃ及び凹溝１０ｃ内に対するレーザの照射順は、特に限定されないが、中心軸Ａｘの周方向において隣り合わない切欠３ｃ，４ｃ及び凹溝１０ｃ内に順次レーザを照射してもよく、中心軸Ａｘに関して向かい合う切欠３ｃ，４ｃ及び凹溝１０ｃ内に順次レーザを照射してもよい。この場合、溶接部位同士の間での熱の影響が低減されるので、回転子積層鉄心２及び端面板３，４の熱による変形を抑制することが可能となる。

次に、回転体６をシャフト取付装置１６０に搬送して、シャフト５を回転体６に対して焼き嵌めする（図７のステップＳ１５参照）。こうして、回転子１が完成する。

［作用］
ところで、磁石挿入孔１６に永久磁石１２を樹脂封止する際、溶融樹脂の有機成分が磁石挿入孔１６の周囲に拡がることがある。この有機成分が拡がる領域に溶接ビードＢ１，Ｂ２が重なると、有機成分が発泡して溶接ビードＢ１，Ｂ２内に空孔が生じてしまう懸念がある。各切欠２２，２４及び凹溝１８を磁石挿入孔１６から離れた箇所に設けることで、溶接ビードＢ１，Ｂ２と有機成分との接触を抑制することも考えられる。しかしながら、各切欠２２，２４及び凹溝１８は磁石挿入孔１６の近傍に設けられることが多い。なぜならば、磁石挿入孔１６は端面板３，４及び積層体１０の外周面近傍に位置しており、磁石挿入孔１６の近傍の強度が小さくなる傾向にあるので、磁石挿入孔１６の近傍を溶接して端面板３，４及び積層体１０の接合強度を高める場合があるためである。

そこで、以上の実施形態では、溶接ビードＢ１，Ｂ２がバッファ領域Ｒ１に到達しないように、端面板３，４と積層体１０とが溶接される（図８参照）。そのため、磁石挿入孔１６の周囲に拡がった有機成分が溶接ビードＢ１，Ｂ２によって加熱され難くなるので、溶接ビードＢ１，Ｂ２内に空孔が生じ難い。従って、端面板３，４の積層体１０に対する接合状態を良好に維持することが可能となる。

以上の実施形態では、位置決め部材Ｍ１３，Ｍ２３によって各端面板３，４が積層体１０に対して位置決めされた状態で、各端面板３，４と積層体１０とが溶接される。そのため、溶接時の熱による各端面板３，４の積層体１０に対する位置ずれを抑制することが可能となる。

以上の実施形態では、位置決め部材Ｍ１３，Ｍ２３の傾斜面Ｓ６が軸孔３ａ，４ａ，１０ａの傾斜面Ｓ３〜Ｓ５に当接することにより、各端面板３，４が、積層体１０に対して、位置決め部材Ｍ１３，Ｍ２３の移動方向（図６の矢印Ａｒ２参照）のみならず当該移動方向に交差する方向においても位置決めされる。そのため、位置決め部材Ｍ１３，Ｍ２３を一方向（図６の矢印Ａｒ２参照）に移動させるだけで、各端面板３，４を積層体１０に対してより正確に位置決め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、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

（１）上記の実施形態では、磁石挿入孔１６の周囲にバッファ領域Ｒ１を設定していたが、磁石挿入孔１６と溶接ビードＢ１，Ｂ２との間にバッファ領域が設定されていればよい。例えば、図９に示されるように、溶接ビードＢ１，Ｂ２の周囲にバッファ領域Ｒ２を設定してもよい。この場合、バッファ領域Ｒ２は、少なくとも０．５ｍｍ以上、溶接ビードＢ１，Ｂ２から離間していてもよい。

（２）シャフト５を回転体６に取り付けることができれば、端面板３，４の軸孔３ａ，４ａの内周縁全体が、積層体１０の軸孔１０ａの内周縁と一致していなくてもよい。例えば、端面板３，４の軸孔３ａ，４ａの内周縁全体が積層体１０の軸孔１０ａの内周縁よりも径方向外方に位置していてもよい。

（３）シャフト５を積層体１０に取り付けた後に、磁石挿入孔１６内に永久磁石１２を樹脂封止してもよい。あるいは、シャフト５を回転子積層鉄心２に取り付けた後に、回転子積層鉄心２に端面板３，４を溶接してもよい。これらの場合、シャフト５の焼き嵌めの際の熱を、樹脂封止処理又は溶接処理に利用できる。

（４）上記の実施形態では、位置決め部材Ｍ１３，Ｍ２３の傾斜面Ｓ６を端面板３，４及び積層体１０の傾斜面Ｓ３〜Ｓ５に当接させることにより、端面板３，４を積層体１０に対して位置決めしていたが、これらの位置決めのために傾斜面Ｓ３〜Ｓ６を利用しなくてもよい。例えば、交差する方向に移動する二対の位置決め部材を用いてもよい。

（５）溶接処理の際に、溶接トーチＭ１５，Ｍ２５を上下方向に移動させながら、積層体１０の外周面を積層方向に複数箇所溶接してもよい。

（６）上記の実施形態では、溶接装置１５０が二つの溶接機Ｍ１０，Ｍ２０を含んでいたが、溶接装置１５０が一つの溶接機を含んでいてもよい。この場合、例えば、当該溶接機の溶接トーチは、端面板３と積層体１０とをまず溶接した後、高さ方向に移動して（降下して）、端面板４と積層体１０とを溶接してもよい。あるいはこの場合、例えば、端面板３と積層体１０とをまず溶接した後、接合された端面板３と共に回転子積層鉄心２を反転させて溶接装置１５０にセットし、端面板４と積層体１０とを溶接してもよい。

（７）上記の実施形態では、凹溝１８及び切欠２２，２４内に向けて溶接トーチからレーザを照射することで端面板４及び積層体１０を接合していたが、凹溝１８及び切欠２２，２４以外の箇所に向けて溶接トーチからレーザを照射することで端面板４及び積層体１０を接合してもよい。

（８）積層体１０、回転子積層鉄心２又は回転体６の搬送に際して、コンベアＣｖ１〜Ｃｖ３を用いなくてもよい。例えば、これらがコンテナに載置された状態で、人手によって搬送されてもよい。

（９）積層体１０の少なくとも一方の端面に端面板が配置されていてもよい。あるいは、回転子１は、端面板を含んでいなくてもよい。この場合、例えば、複数の打抜部材Ｗを接合するように、積層体１０に対して溶接が行われる。具体的には、全ての打抜部材Ｗを接合するように、積層体１０の上端から下端にわたって高さ方向に延びる溶接ビードが積層体１０の周面に形成されてもよい。あるいは、積層体１０の上端部及び／又は下端部における数枚の打抜部材Ｗを接合するように、溶接ビードが積層体１０の周面に形成されていてもよい。これらの場合、上端部及び／又は下端部における打抜部材Ｗがめくれてしまうことが抑制できる。後者の場合には特に、上端部及び／又は下端部の一部に溶接ビードが形成されるので、溶接による回転子１の磁気特性の低下を抑制できる。

（１０）複数の永久磁石１２が一つの磁石挿入孔１６内に挿入されていてもよい。この場合、複数の永久磁石１２は、一つの磁石挿入孔１６内において積層方向に沿って隣り合うように並んでいてもよいし、磁石挿入孔１６の長手方向に並んでいてもよい。

（１１）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、永久磁石１２が取り付けられる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。

（１２）回転子１以外の鉄心製品（例えば、固定子積層鉄心）に本技術を適用してもよい。具体的には、固定子積層鉄心と巻線との間を絶縁するための樹脂膜を固定子積層鉄心のスロットの内周面（樹脂柱入部）に設ける際に、本技術を適用してもよい。固定子積層鉄心としては、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。これらの積層鉄心において、高さ方向に貫通する貫通孔（樹脂柱入部）内に溶融樹脂を充填することで複数の打抜部材を接合する際に、本技術を適用してもよい。

［例示］
例１．本開示の一つの例に係る鉄心製品（６）の製造方法は、高さ方向に延びるように鉄心本体（１０）に設けられた樹脂注入部（１６）に溶融樹脂を注入することと、鉄心本体（１０）を溶接して鉄心製品（６）を構成することとを含む。鉄心製品（６）を構成することは、溶接によって形成される溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）が、溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）と樹脂注入部（１６）との間に設定されるバッファ領域（Ｒ１）に到達しないように、鉄心本体（１０）を溶接することを含む。ところで、樹脂注入部に溶融樹脂を注入する際、溶融樹脂の有機成分が磁石挿入孔の周囲に拡がることがある。この有機成分が拡がる領域に溶接ビードが重なると、有機成分が発泡して溶接ビード内に空孔が生じてしまう懸念がある。しかしながら、例１によれば、溶接ビードが所定のバッファ領域に到達しないので、溶接ビード内に空孔が生じ難い。そのため、鉄心本体における溶接ビードの状態を良好に維持することが可能となる。

例２．例１の方法において、溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）と樹脂注入部（１６）との間は０．５ｍｍ以上離間していてもよい。この場合、溶接ビード内に空孔がより生じ難くなる。

例３．本開示の他の例に係る鉄心製品（６）は、高さ方向に延びる樹脂注入部（１６）が設けられた鉄心本体（１０）と、樹脂注入部（１６）に形成された樹脂部（１４）と、鉄心本体（１０）の周面に形成された溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）とを備える。溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）は、溶接ビード（Ｂ１，Ｂ２）と樹脂注入部（１６）との間に設定されるバッファ領域（Ｒ１）に到達していない。

１…回転子、２…回転子積層鉄心、３，４…端面板、３ａ，４ａ…軸孔（第１の軸孔）、５…シャフト、６…回転体（鉄心製品）、１０…積層体（鉄心本体）、１０ａ…軸孔（第２の軸孔）、１２…永久磁石、１４…固化樹脂（樹脂部）、１６…磁石挿入孔（樹脂注入部）、１００…製造装置、１４０…樹脂注入装置、１５０…溶接装置、Ｂ１，Ｂ２…溶接ビード、Ｍ１０，Ｍ２０…溶接機、Ｍ１１…フレーム（第２の挟持部材）、Ｍ２１…フレーム（第１の挟持部材）、Ｍ１３…位置決め部材、Ｍ２３…位置決め部材、Ｍ１５…溶接トーチ（第２の溶接トーチ）、Ｍ２５…溶接トーチ（第１の溶接トーチ）、Ｍ１６，Ｍ２６…内蔵熱源（加熱源）、Ｒ１，Ｒ２…バッファ領域、Ｓ１…上端面（第１の端面）、Ｓ２…下端面（第２の端面）、Ｓ３…傾斜面（第２の傾斜面）、Ｓ４…傾斜面（第２の傾斜面）、Ｓ５…傾斜面（第２の傾斜面）、Ｓ６…傾斜面（第１の傾斜面）

Claims (3)

1. 高さ方向に延びるように鉄心本体に設けられた樹脂注入部に溶融樹脂を注入することと、
   前記鉄心本体を溶接して鉄心製品を構成することとを含み、
   前記鉄心製品を構成することは、溶接によって形成される溶接ビードが、前記溶接ビードと前記樹脂注入部との間に設定されるバッファ領域に到達しないように、前記鉄心本体を溶接することを含む、鉄心製品の製造方法。
2. 前記溶接ビードと前記樹脂注入部との間は０．５ｍｍ以上離間している、請求項１に記載の方法。
3. 高さ方向に延びる樹脂注入部が設けられた鉄心本体と、
   前記樹脂注入部に形成された樹脂部と、
   前記鉄心本体の周面に形成された溶接ビードとを備え、
   前記溶接ビードは、前記溶接ビードと前記樹脂注入部との間に設定されるバッファ領域に到達していない、鉄心製品。

Images