JP7312880B1 - 積層鉄心、及び積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石挿入部に対して磁石片を片側に寄せて位置決めした状態で固定することができる積層鉄心を提供することを目的とする。【解決手段】板状の鉄心片４１を複数積層して形成される、磁石挿入部５５を有する積層鉄心本体２０と、磁石挿入部５５に挿入される磁石片２５と、磁石挿入部５５の内面に磁石片２５が押付状態となるように磁石挿入部５５と磁石片２５との間に介在される接着部３０と、磁石挿入部５５に磁石片２５を固定するように磁石挿入部５５と磁石片２５との間に充填される樹脂３５とを備えるものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、モータのロータコアとして用いられる積層鉄心、及び当該積層鉄心の製造方法に関する。

産業機器や自動車用のモータとして、例えば、永久磁石等の磁性部材が埋め込まれたロータを用いたものがある。この種のモータは、ロータに永久磁石が埋め込まれる構成であるため、高速回転が可能であり、磁石形状や磁束の通り道によってリラクタンストルクを発生する。このリラクタンストルクが永久磁石のトルクに加わることにより、高出力で高効率のモータを得ることができる。

ロータは、主として、積層鉄心（ロータコア）と、積層鉄心の中心部に貫通状態で挿入・固定されるロータシャフトとにより構成されている。積層鉄心は、板状の鉄心片を複数積層して形成される積層鉄心本体と、積層鉄心本体に設けられた磁石挿入部に挿入・固定される磁石片（永久磁石）とにより構成されている。

磁石挿入部に磁石片を固定する方法として、磁石挿入部と当該磁石挿入部に挿入された磁石片との間の隙間に熱硬化性樹脂を充填して磁石片を固定するトランスファーモールド成形法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

上記トランスファーモールド成形法において、例えば、磁石挿入部が断面長方形状の孔によって形成され、この孔の輪郭における対向する二つの長辺のうち、一方の長辺側に位置するように樹脂注入孔を設けている場合、この樹脂注入孔から磁石挿入部に熱硬化性樹脂を注入すれば、磁石挿入部における他方の長辺側に寄せて磁石片を固定することができる。これにより、ロータコアのバランスが良くなるとともに、磁束位置のばらつきがなくなり、騒音、損失、振動等を低減したモータを製造することができるという利点がある。

特開２００２－３４１８７号公報

しかしながら、上記特許文献１に代表されるトランスファーモールド成形法において、熱硬化性樹脂を注入する段階では、磁石挿入部に対して磁石片の位置決めがなされておらず、磁石挿入部に対する磁石片の姿勢が、注入される熱硬化性樹脂の流れによって成り行きで定まってしまい、磁石片が傾いた状態で固定される場合がある。このため、ロータコアのバランスが悪くなったり、磁束位置にばらつきが生じたりするという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁石挿入部に対して磁石片を片側に寄せて位置決めした状態で固定することができる積層鉄心、及び当該積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る積層鉄心の特徴構成は、
板状の鉄心片を複数積層して形成される、磁石挿入部を有する積層鉄心本体と、
前記磁石挿入部に挿入される磁石片と、
前記磁石挿入部の内面に前記磁石片が押付状態となるように前記磁石挿入部と前記磁石片との間に介在される接着部と、
前記磁石挿入部に前記磁石片を固定するように前記磁石挿入部と前記磁石片との間に充填される樹脂と、
を備えることにある。

本構成の積層鉄心によれば、磁石挿入部の内面に磁石片が押付状態となるように磁石挿入部と磁石片との間に接着部が介在されるので、磁石挿入部に対して磁石片が片側に寄せられた状態で接着部により位置決めされる。また、磁石挿入部と磁石片との間に樹脂が充填されるので、磁石挿入部に磁石片が樹脂により固定される。こうして、接着部は、磁石挿入部に対して磁石片を片側に寄せた状態で位置決めする位置決め手段として機能し、樹脂は、接着部によって位置決めされた磁石片を磁石挿入部に固定する固定手段として機能する。従って、磁石挿入部に対して磁石片を片側に寄せて位置決めした状態で固定することができる。

本発明に係る積層鉄心において、
前記接着部は、接着性を有する加熱発泡樹脂により形成されることが好ましい。

本構成の積層鉄心によれば、加熱発泡樹脂が発泡する前では、磁石挿入部に対して磁石片を容易に挿入することができるとともに、磁石挿入部に対して磁石片の相対位置を容易に調整することができる。そして、加熱発泡樹脂が発泡状態になると、磁石挿入部の内面に磁石片が押付状態となり、磁石挿入部に対して磁石片が片側に寄せられた状態で接着部により位置決めされる。従って、磁石挿入部に対する磁石片の位置決めを容易、且つ確実に行うことができる。

本発明に係る積層鉄心において、
積層された前記鉄心片の間から前記磁石挿入部の内面にはみ出した前記加熱発泡樹脂によって前記接着部が形成されることが好ましい。

本構成の積層鉄心によれば、積層された鉄心片のうち、接着部を形成したい高さ位置に対応する鉄心片と当該鉄心片に隣接する鉄心片との間に加熱発泡樹脂を配置することにより、磁石挿入部に対する磁石片の位置決めをより正確且つ確実に行うことができる。

本発明に係る積層鉄心において、
前記接着部は、接着性を有する加熱発泡樹脂シートにより形成されることが好ましい。

本構成の積層鉄心によれば、加熱発泡樹脂シートが発泡する前では、磁石挿入部に対して磁石片を容易に挿入することができるとともに、磁石挿入部に対して磁石片の相対位置を容易に調整することができる。そして、加熱発泡樹脂シートが発泡状態になると、磁石挿入部の内面に磁石片が押付状態となり、磁石挿入部に対して磁石片が片側に寄せられた状態で接着部により位置決めされる。従って、磁石挿入部に対する磁石片の位置決めを容易、且つ確実に行うことができる。

次に、上記課題を解決するための本発明に係る積層鉄心の製造方法の特徴構成は、
板状の鉄心片が複数積層されて形成される積層鉄心本体に設けられた磁石挿入部の内面に接着性を有する流動性の加熱発泡樹脂が付着された状態で磁石片を前記磁石挿入部に挿入する磁石片挿入工程と、
前記積層鉄心本体を加熱する加熱工程と、
前記磁石挿入部と前記磁石片との間の空隙に樹脂を充填して前記磁石片を前記磁石挿入部に固定する磁石片固定工程と、
包含することにある。

本構成の積層鉄心の製造方法によれば、積層鉄心本体に設けられた磁石挿入部の内面に接着性を有する流動性の加熱発泡樹脂が付着された状態で磁石片が磁石挿入部に挿入される。加熱発泡樹脂が発泡する前では、磁石挿入部に対して磁石片を容易に挿入することができるとともに、磁石挿入部に対して磁石片の相対位置を容易に調整することができる。加熱工程を行うことによって加熱発泡樹脂が発泡すると、磁石挿入部の内面に磁石片が押付状態となり、磁石挿入部に対して磁石片が片側に寄せられた状態で接着部により位置決めされる。そして、磁石片固定工程を行うことにより、磁石挿入部と磁石片との間の空隙に樹脂が充填されて磁石片が磁石挿入部に固定される。こうして、磁石挿入部に対して磁石片を片側に寄せて位置決めした状態で固定することができる。

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、
前記鉄心片が複数積層されたときに前記磁石挿入部の内面側にはみ出すように前記加熱発泡樹脂が塗布された前記鉄心片を複数積層することによって前記磁石挿入部の内面に前記加熱発泡樹脂が付着されることが好ましい。

本構成の積層鉄心の製造方法によれば、流動性の加熱発泡樹脂が予め塗布された鉄心片を複数積層することにより、積層された鉄心片の間から磁石挿入部の内面にはみ出した加熱発泡樹脂によって接着部が形成される。従って、流動性の加熱発泡樹脂による接着部を容易に形成することができるとともに、積層された鉄心片に強固に固着された接着部を形成することができる。

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、
前記磁石片挿入工程の前に、前記磁石片に接着性を有する加熱発泡樹脂シートを貼り付ける貼付工程を実施することが好ましい。

本構成の積層鉄心の製造方法によれば、加熱発泡樹脂と加熱発泡樹脂シートとの組み合わせによって、磁石挿入部に対する磁石片の位置決めをより確実に行うことができる積層鉄心を製造することができる。また、本構成の積層鉄心の製造方法においては、加熱発泡樹脂シートが貼り付けられた磁石片が、磁石挿入部の内面に付着している加熱発泡樹脂との間に、加熱発泡樹脂シートを介在させた状態で、磁石挿入部に挿入される。この際、加熱発泡樹脂に加熱発泡樹脂シートが接触しながら磁石片が磁石挿入部に挿入されるため、加熱発泡樹脂が延ばされて均一な厚みになり、磁石挿入部に対する磁石片の位置決めがより正確に行われることになる。また、加熱発泡樹脂が潤滑剤として機能するため、加熱発泡樹脂シートが貼り付けられた磁石片を磁石挿入部に挿入する動作をスムーズに行うことができる。

図１は、第一実施形態の積層鉄心を具備するロータの説明図である。 図２は、ロータコア本体の説明図である。 図３は、磁石片の全体斜視図である。 図４は、第一実施形態のロータコアの内部構造を示す図である。 図５は、第一実施形態のロータコアの製造方法の説明図（１）である。 図６は、第一実施形態のロータコアの製造方法の説明図（２）である。 図７は、第一実施形態のロータコアの製造方法の説明図（３）である。 図８は、第二実施形態のロータコアの内部構造を示す図である。 図９は、加熱発泡樹脂シートが貼り付けられた状態の磁石片の全体斜視図である。 図１０は、第二実施形態の積層鉄心の製造方法の説明図である。 図１１は、第三実施形態の積層鉄心を具備するロータの説明図である。 図１２は、第三実施形態の積層鉄心の内部構造を示す図である。 図１３は、第三実施形態の積層鉄心の製造方法の説明図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。なお、図１，２，４～８，１０～１３において、後述する鉄心片４１が複数積層される状態が示されているが、各層（鉄心片）の厚み関係は適宜誇張又は簡略化しており、実際の各層の厚みの大小関係（縮尺）を厳密に反映したものではない。また、図１，２，４～８，１０～１３において、図の理解容易化のため、後述する磁石片２５、磁石挿通孔４５、磁石挿入部５５、発泡性接着剤７５、加熱発泡樹脂シート８５等について適宜に誇張して描いている。

本発明の積層鉄心は、基本的に、後述する積層鉄心本体（ロータコア本体）２０に設けられたシャフト挿通部５３の軸中心線Ｓを鉛直方向に向けた状態で製造される。以下の説明においては、積層鉄心の製造段階での状態を基準とし、特に断りのない限り、後述するシャフト挿通部５３の軸中心線Ｓ（図６（ａ）参照）が延びる方向を上下方向とする。

〔第一実施形態〕
＜ロータの概略構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る積層鉄心１０Ａを具備するロータ１の説明図である。図１（ａ）は、ロータ１の平面図であり、図１（ｂ）は、ロータ１の側面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロータ１は、積層鉄心（以下、「ロータコア」と称する。）１０Ａと、ロータシャフト１３とを備えている。ロータ１においては、円筒状のロータコア１０Ａの中心部にロータシャフト１３が貫通状態で固定されている。ロータ１を具備するモータにおいては、ロータコア１０Ａの外周側に微少間隔を存してステータコア１５が円環状に配設され、ステータコア１５の図示しない電磁コイルから発生する磁束がロータコア１０Ａの外周部に流れるように構成されている。なお、図１（ａ）において、後述する磁石片２５及び接着部３０は、実際には樹脂３５によって覆われて平面視で見ることができないが（底面視も同様）、後述する磁石挿入部５５の内部での磁石片２５、接着部３０及び樹脂３５の配置を分かり易くするため、磁石片２５及び接着部３０が平面視で見えるものとして描いている。

＜ロータコア（積層鉄心）＞
図１（ａ）の右側の部分拡大図に示すように、ロータコア１０Ａは、主として、ロータコア本体２０、磁石片２５、接着部３０及び樹脂３５を備えている。

＜ロータコア本体＞
図２は、ロータコア本体２０の説明図である。図２（ａ）は、ロータコア本体２０の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロータコア本体２０は、例えば、電磁鋼板の打抜き加工によって得られる、中心部が開口された円板状の鉄心片４１を複数積層して形成される。鉄心片４１は、中心部に形成されたシャフト挿通孔４３を有するとともに、外周寄りの部分に周方向に所定の配置で形成された複数の磁石挿通孔４５を有している。なお、図２（ａ）及び（ｂ）において、後述する磁石挿入部５５の内面に存する発泡性接着剤７５については図示省略している。

ロータコア本体２０においては、鉄心片４１が複数積層されることで円筒状に形成されており、シャフト挿通孔４３によって上下方向に貫通したシャフト挿通部５３が形成されるとともに、磁石挿通孔４５によって上下方向に貫通した磁石挿入部５５が形成される。シャフト挿通部５３には、ロータシャフト１３（図１（ａ）及び（ｂ）参照）が挿通・固定され、磁石挿入部５５には、磁石片２５（図１（ａ）参照）が挿入・固定される。

ここで、ロータコア本体２０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、鉄心片４１どうしの角度を周方向に相対的にずらしつつ、複数の鉄心片４１を積層することをいう。転積は、鉄心片４１の板厚偏差を相殺して、ロータコア本体２０の平面度、平行度及び直角度を高めることを目的に実施される。積層方向（上下方向）において隣接する鉄心片４１どうしは、カシメによって締結されていてもよい。また、鉄心片４１どうしは、カシメに代えて、例えば、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。また、これらの締結・接合手段を適宜に組み合わせてもよい。

＜磁石挿入部＞
図２（ａ）に示すように、複数の磁石挿入部５５は、ロータコア本体２０の外周寄りの部分に周方向に所定の配置で貫設されている。磁石挿入部５５は、平面視の輪郭が矩形状（本例では長方形状）の孔によって形成されている。複数の磁石挿入部５５において、ロータコア本体２０の周方向に隣り合って対をなす磁石挿入部５５（図２（ａ）中記号Ｃで示す一点鎖線の囲み枠で囲まれる二つの磁石挿入部５５）を一組として、複数組の磁石挿入部５５が周方向に一定間隔を存して円環状に配置されている。囲み枠Ｃで囲まれる対をなす一組の磁石挿入部５５は、その平面視形状がロータコア本体２０の径方向外側に向かって広がるような略Ｖの字状をなすように傾斜配置され、複数組の磁石挿入部５５の全体がロータコア本体２０の周方向においてジグザグ状に配置されている。

図２（ａ）の右側の部分拡大図に示すように、磁石挿入部５５は、平面視長方形状の輪郭における対向する二つの長辺４７ａ，４７ｂ、及び二つの短辺４９ａ，４９ｂを有している。また、磁石挿入部５５は、第一内面６１、第二内面６２、第三内面６３及び第四内面６４を有している。第一内面６１は、磁石挿入部５５の二つの長辺４７ａ，４７ｂのうち、ロータコア本体２０の外周に近い一方側の長辺４７ａを含んで上下方向に延在している。第二内面６２は、ロータコア本体２０のシャフト挿通部５３に近い他方側の長辺４７ｂを含んで上下方向に延在している。第三内面６３は、磁石挿入部５５の二つの短辺４９ａ，４９ｂのうち、ロータコア本体２０の周方向の一方側の短辺４９ａを含んで上下方向に延在している。第四内面６４は、他方側の短辺４９ｂを含んで上下方向に延在している。

＜磁石片＞
図３は、磁石片２５の全体斜視図である。図３に示すように、磁石片２５は、幅（Ｗ）に対して厚み（Ｔ）が相対的に小さく、幅（Ｗ）に対して上下方向の長さ（Ｌ）が相対的に大きいような四角柱状に形成されている。磁石片２５は、磁石挿入部５５に挿入されたときに、磁石挿入部５５との間に所定の隙間が存するように断面形状（本例では長方形状）の大きさが設定されている。磁石片２５の長さ（Ｌ）は、ロータコア本体２０（磁石挿入部５５）の上下方向の長さよりも若干小さく設定されている。本例の磁石片２５としては、例えば、ネオジム焼結磁石等の焼結磁石が用いられており、未着磁状態で磁石挿入部５５に挿入・固定された後に着磁（磁化）される。

磁石片２５は、第一側面７１、第二側面７２、第三側面７３及び第四側面７４を有している。第一側面７１及び第二側面７２は、幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）とで規定され、第一側面７１が厚み（Ｔ）方向の一方側に配され、第二側面７２が厚み（Ｔ）方向の他方側に配されている。第三側面７３及び第四側面７４は、厚み（Ｔ）と長さ（Ｌ）とで規定され、第三側面７３が幅（Ｗ）方向の一方側に配され、第四側面７４が幅（Ｗ）方向の他方側に配されている。

図１（ａ）の左側の部分拡大図に示すように、磁石片２５は、第一側面７１及び第二側面７２を、磁石挿入部５５における第一内面６１及び第二内面６２にそれぞれ対向させるとともに、第三側面７３及び第四側面７４を、磁石挿入部５５における第三内面６３及び第四内面６４にそれぞれ対向させるようにして磁石挿入部５５に挿入されている。

＜接着部＞
図１（ａ）の左側の部分拡大図に示すように、磁石片２５と磁石挿入部５５との間には、接着部３０が介在されている。本例において、接着部３０は、磁石挿入部５５の第一内面６１に、磁石片２５の第一側面７１が押付状態となるように、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に介在されている。接着部３０は、接着性を有する流動性の発泡性接着剤（本発明の「加熱発泡樹脂」に対応する。）７５が発泡状態で硬化することによって形成されている。

発泡性接着剤７５としては、例えば、エポキシ樹脂又はエチレン系ポリマーに発泡剤及び硬化剤が配合されてなり、加熱前は適度な流動性を有するが、加熱により発泡し硬化する典型的な発泡性接着剤を用いることができる。

発泡性接着剤７５が発泡・硬化する前では、磁石挿入部５５に対し磁石片２５を容易に挿入することができるとともに、磁石挿入部５５に対し磁石片２５の相対位置を容易に調整することができる。そして、発泡性接着剤７５が発泡・硬化すると、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５が押付状態となり、磁石挿入部５５に対し磁石片２５を第一内面６１に寄せて位置決めした状態で固定することができる。このように、接着部３０は、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を片側に寄せた状態で位置決めする位置決め手段として機能する。

図４は、第一実施形態のロータコア１０Ａの内部構造を示す図である。図４（ａ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＤ部拡大図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロータコア１０Ａにおいては、複数積層される鉄心片４１のうち、上段、中段及び下段の適所に位置する鉄心片４１に塗布された発泡性接着剤７５が、鉄心片４１が積層されることによって磁石挿入部５５の第二内面６２側から当該磁石挿入部５５の内部へとはみ出し、はみ出した発泡性接着剤７５が第二内面６２に付着し、第二内面６２に付着した発泡性接着剤７５が発泡状態で硬化することによって接着部３０が形成されている。接着部３０は、積層方向に隣接する鉄心片４１に挟まれる皮膜部３０ａと、磁石挿入部５５の第二内面６２に付着する発泡状態で硬化した発泡硬化部３０ｂとからなる。このように、接着部３０においては、皮膜部３０ａと発泡硬化部３０ｂとが一体化した構成であるため、磁石挿入部５５における積層した鉄心片４１に強固に固着されたものとすることができ、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の位置決めをより正確且つ確実に行うことができる。

＜樹脂＞
図１（ａ）の右側の部分拡大図に示すように、磁石挿入部５５と磁石片２５との間には、磁石挿入部５５に磁石片２５を固定するように樹脂（モールド樹脂）３５が充填されている。具体的には、図１（ａ）の左側の部分拡大図に示すように、樹脂３５は、磁石挿入部５５の第三内面６３と磁石片２５の第三側面７３との間に充填されるとともに、磁石挿入部５５の第四内面６４と磁石片２５の第四側面７４との間に充填されている。樹脂３５としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。樹脂３５の充填は、磁石挿入部５５と磁石片２５との間に溶融状態で注入した後に、加熱硬化させることにより行われる。このように、樹脂３５は、接着部３０によって位置決めされた磁石片２５を磁石挿入部５５に固定する固定手段として機能する。

＜製造方法＞
次に、上記のように構成されるロータコア１０Ａの製造方法について説明する。図５は、第一実施形態のロータコア１０Ａの製造方法の説明図（１）である。図５（ａ）は、液体の発泡性接着剤７５が塗布された鉄心片４１を含む複数の鉄心片４１の積層前の状態を示す平面図である。図５（ｂ）は、同鉄心片４１の積層後の状態を示す平面図である。図５（ｃ）は、発泡性接着剤７５が塗布された鉄心片４１を含む複数の鉄心片４１の積層前の状態を示す縦断面図である。図５（ｄ）は、同鉄心片４１の積層後の状態を示す縦断面図である。

＜加熱発泡樹脂塗布工程＞
図５（ｄ）に示すように、鉄心片４１が複数積層されて構成されるロータコア本体２０の上段、中段及び下段の適所にそれぞれ位置することになる所定の鉄心片４１に、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、発泡性接着剤７５を塗布する。この際、鉄心片４１が複数積層されたときに、発泡性接着剤７５が磁石挿入部５５の第二内面６２（図２（ａ）参照）側から磁石挿入部５５の内部へとはみ出すようにするため、図５（ａ）の部分拡大図に示すように、磁石挿通孔４５における対向する二つの長辺のうち、鉄心片４１のシャフト挿通孔４３に近い側の長辺の近傍に発泡性接着剤７５を塗布する。

＜鉄心片積層工程＞
図５（ｂ）及び（ｄ）に示すように、発泡性接着剤７５が塗布された鉄心片４１を含む複数の鉄心片４１を積層すると、塗布された発泡性接着剤７５が磁石挿入部５５の内面側にはみ出し、はみ出した発泡性接着剤７５が鉄心片４１の外周面に付着し、磁石挿入部５５の第二内面６２の複数個所に発泡性接着剤７５が付着された状態となる。

図６は、第一実施形態のロータコア１０Ａの製造方法の説明図（２）である。図６（ａ）は、搬送プレート１００上にロータコア本体２０を載置した状態図である。図６（ｂ）は、磁石挿入部５５に磁石片２５を挿入した状態図である。図６（ｃ）は、加熱工程の実施によって磁石片２５が位置決めされた状態図である。

＜ロータコア本体載置工程＞
図６（ａ）に示すように、シャフト挿通部５３の軸中心線Ｓを鉛直方向に向けた状態でロータコア本体２０を搬送プレート１００上に載置する。ここで、搬送プレート１００は、その本体部分を構成する板状の搬送プレート本体１０１と、ロータコア本体２０のシャフト挿通部５３に対応するように搬送プレート本体１０１上に突設される主突起部１０３と、ロータコア本体２０の磁石挿入部５５に対応するように搬送プレート本体１０１上に突設される副突起部１０５とを備えている。主突起部１０３は、シャフト挿通部５３に嵌合可能な突起であり、シャフト挿通部５３に嵌合することにより、搬送プレート本体１０１に対するロータコア本体２０の載置位置を定める位置決め手段として機能する。副突起部１０５は、磁石挿入部５５に挿入された磁石片２５の下面に当接可能な突起であり、磁石挿入部５５に挿入される磁石片２５の上下方向位置を定める位置決め手段として機能する。本例の副突起部１０５においては、磁石挿入部５５に磁石片２５が挿入されたときにその磁石片２５の下面に当接して、磁石挿入部５５に対して磁石片２５が上下方向に片寄ることなく、磁石挿入部５５と磁石片２５との互いの上下方向中央位置が同じ高さ位置となるように、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の上下方向位置を定めることができるようにその突出高さが設定されている。

＜磁石片挿入工程＞
次いで、図６（ｂ）に示すように、ロータコア本体２０における磁石挿入部５５の第二内面６２に付着している発泡性接着剤７５と第一内面６１との間に、未着磁の磁石片２５を挿入する。挿入された磁石片２５は、その下面が搬送プレート１００の副突起部１０５に当接し、磁石挿入部５５に対して上下方向に片寄ることなく、磁石挿入部５５と当該磁石片２５との互いの上下方向中央位置が同じ高さ位置となるように、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の上下方向位置が定められる。

＜加熱工程＞
次いで、図示されない予熱装置を用いて、磁石片挿入済のロータコア本体２０の全体を約１７０℃程度に加熱する。これにより、発泡性接着剤７５は、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に配された状態で加熱され、加熱されることによって発泡し発泡性接着剤７５の厚みが増大する。発泡によって発泡性接着剤７５の厚みが増大すると、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５の第一側面７１が押付状態となる。その後、図６（ｃ）に示すように、発泡性接着剤７５が発泡状態で硬化して接着部３０となり、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５を寄せて位置決めした状態が接着部３０によって保持される。なお、ここでの加熱工程は、トランスファーモールド成形法における予熱工程を兼ねるものである。こうして、製造工程の合理化を図ることができる。

図７は、第一実施形態のロータコア１０Ａの製造方法の説明図（３）である。図７（ａ）は、トランスファーモールド成形機３００による樹脂注入前の状態図である。図７（ｂ）は、同成形機３００による樹脂注入中の状態図である。

図７（ａ）に示すように、加熱工程を経た磁石片組込済のロータコア本体２０を、樹脂充填用の金型２００にセットする。この際、磁石片２５は接着部３０を介してロータコア本体２０に接着されているので、搬送プレート１００上から取り外して運んでも磁石挿入部５５から磁石片２５が脱落することがなく、金型２００へのセット作業をスムーズに行うことができる。

ここで、金型２００は、磁石片組込済のロータコア本体２０が位置決め状態で載置される下型２０１と、下型２０１の上方に配される上型２０３と、下型２０１と上型２０３との間に介在されるように上型２０３に一体的に設けられるピラー２０５とを備えている。上型２０３には、ロータコア本体２０の磁石挿入部５５に連通する樹脂流路２１０が形成されている。このように構成される金型２００は、トランスファーモールド成形機３００にセットされる。トランスファーモールド成形機３００は、上型２０３の樹脂流路２１０に連通する収容部３０１ａを有するヒータ機能を備えた加熱上板３０１と、収容部３０１ａにおいて往復動可能なプランジャ３０３と、下型２０１を下側から支持するヒータ機能を備えた加熱下板３０５とを備えている。

＜磁石片固定工程＞
図７（ａ）に示すように、トランスファーモールド成形機３００を用いたトランスファーモールド成形では、熱硬化性樹脂（例えば、熱硬化性エポキシ樹脂）からなる樹脂タブレット３１０を８５℃程度に予熱した後に加熱上板３０１の収容部３０１ａに投入する。投入された樹脂タブレット３１０は、加熱上板３０１の熱によって溶融し、溶融樹脂となる。

図７（ｂ）に示すように、プランジャ３０３の押込作動により、収容部３０１ａ内の溶融樹脂３２０を押し出し、樹脂流路２１０（図７（ａ）参照）を介して磁石挿入部５５と磁石片２５との間の空隙に溶融樹脂３２０を注入・充填する。次いで、加熱上板３０１及び加熱下板３０５をさらに加熱することにより、充填された溶融樹脂３２０を硬化温度まで加熱して硬化させる。これにより、磁石挿入部５５と磁石片２５との間の空隙に充填された樹脂３５（図１（ａ）参照）によって磁石片２５が磁石挿入部５５に固定される。

＜着磁工程＞
そして、磁石片固定工程を経たロータコア本体２０を金型２００から取り出し、図示されない着磁装置を用いて磁石片２５を着磁することにより、ロータコア１０Ａが製造される。

上記の製造方法によれば、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を第一内面６１に寄せて位置決めした状態で固定することができ、磁石挿入部５５におけるロータコア本体２０の径方向外側に寄せて磁石片２５が固定されたロータコア１０Ａを製造することができる。このようなロータコア１０Ａによれば、高速回転時のバランスが良くなるとともに、磁束位置のばらつきがなくなり、モータの構成部品として優れたものとなる。

〔第二実施形態〕
＜ロータの概略構成＞
図８は、第二実施形態のロータコア１０Ｂの内部構造を示す図である。図８（ａ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＥ部拡大図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。

＜接着部＞
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二実施形態のロータコア１０Ｂにおいて、磁石片２５と磁石挿入部５５との間には、接着部８０が介在されている。本例において、接着部８０は、磁石挿入部５５の第一内面６１に、磁石片２５の第一側面７１が押付状態となるように、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に介在されている。接着部８０は、発泡状態で硬化した接着性を有する加熱発泡樹脂シート８５により形成されている。

図９は、加熱発泡樹脂シート８５が貼り付けられた状態の磁石片２５の全体斜視図である。図９に示すように、加熱発泡樹脂シート８５は、磁石片２５の幅（Ｗ）及び長さ（Ｌ）よりも小さい幅及び長さに設定され、磁石片２５の幅方向及び長さ方向のそれぞれの中央位置において上下方向に細長く延在するように磁石片２５に貼着されている。加熱発泡樹脂シート８５は、磁石片２５の第二側面７２に貼着される第一側面８７を有するとともに、磁石挿入部５５に挿入されたときに磁石挿入部５５の第二内面６２と対向する第二側面８９とを有している。なお、図９に示すように、一つの細長い長方形状の加熱発泡樹脂シート８５を磁石片２５に上下方向に貼着する態様に限定されるものではなく、正方形状の複数の加熱発泡樹脂シート８５を、磁石片２５の上下方向の複数箇所に貼着する態様もある。

図８（ｂ）に示すように、加熱発泡樹脂シート８５が貼り付けられた磁石片２５が磁石挿入部５５に挿入されて、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に配された状態でロータコア本体が加熱されると、加熱発泡樹脂シート８５が発泡してその厚みが増大することにより、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５の第一側面７１が押付状態となる一方で、加熱発泡樹脂シート８５の第二側面８９が磁石挿入部５５の第二内面６２に圧着される。こうして、磁石挿入部５５と磁石片２５との間に介在される接着部８０が発泡状態で硬化した加熱発泡樹脂シート８５によって形成される。

加熱発泡樹脂シート８５は、発泡剤を含有した樹脂組成物を用いてシート状に形成されている。樹脂組成物のベース樹脂は、接着性及び耐熱性の観点から、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。モータの発熱量に耐えられる材料であれば、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂組成物に配合される発泡剤は、樹脂組成物のベース樹脂の軟化点近傍の温度でガスを発生させるものが好ましい。発泡剤は、無機系発泡剤であってもよいし、有機系発泡剤であってもよいし、熱膨張マイクロカプセルであってもよい。樹脂組成物には必要に応じて種々の添加剤、安定剤等を添加してもよい。

ロータコア１０Ｂにおいて、加熱発泡樹脂シート８５が発泡する前では、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を容易に挿入することができるとともに、磁石挿入部５５に対して磁石片２５の相対位置を容易に調整することができる。そして、加熱発泡樹脂シート８５が発泡状態になると、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５が押付状態となり、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を第一内面６１に寄せて位置決めした状態で固定することができる。このように、接着部８０は、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を片側に寄せた状態で位置決めする位置決め手段として機能する。

＜製造方法＞
次に、上記のように構成されるロータコア１０Ｂの製造方法について説明する。図１０は、第二実施形態のロータコア１０Ｂの製造方法の説明図である。図１０（ａ）は、搬送プレート１００上にロータコア本体２０を載置した状態図である。図１０（ｂ）は、加熱発泡樹脂シート８５が貼り付けられた磁石片２５を磁石挿入部５５に挿入した状態図である。図１０（ｃ）は、加熱工程の実施によって磁石片２５が位置決めされた状態図である。

＜磁石片挿入工程＞
図１０（ａ）～（ｂ）に示すように、加熱発泡樹脂シート８５が予め貼り付けられた未着磁の磁石片２５を、搬送プレート１００上に載置されたロータコア本体２０における磁石挿入部５５の第二内面６２との間に、加熱発泡樹脂シート８５が介在するような状態となる向きで、磁石挿入部５５に挿入する。挿入された磁石片２５は、その下面が搬送プレート１００の副突起部１０５に当接し、磁石挿入部５５に対して上下方向に片寄ることなく、磁石挿入部５５と当該磁石片２５との互いの上下方向中央位置が同じ高さ位置となるように、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の上下方向位置が定められる。

＜加熱工程＞
次いで、図示されない予熱装置を用いて、加熱発泡樹脂シート８５及び磁石片２５が組み込まれた状態のロータコア本体２０の全体を約１７０℃程度に加熱する。これにより、加熱発泡樹脂シート８５は、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に配された状態で加熱され、加熱されることによって発泡してその厚みが増大する。発泡によって加熱発泡樹脂シート８５の厚みが増大すると、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５の第一側面７１が押付状態となり、加熱発泡樹脂シート８５の第二側面８９が磁石挿入部５５の第二内面６２に圧着される。こうして、図１０（ｃ）に示すように、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５を寄せた状態で位置決めすることができ、磁石挿入部５５と磁石片２５との間に介在するように発泡状態で硬化した加熱発泡樹脂シート８５によって形成される接着部８０により、磁石片２５の位置決め状態が保持される。

＜磁石片固定工程、着磁工程＞
次いで、第一実施形態で行われた磁石片固定工程及び着磁工程と同様の磁石片固定工程及び着磁工程を行うことにより、ロータコア１０Ｂが製造される。

上記の製造方法によっても第一実施形態と同様に、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を第一内面６１に寄せて位置決めした状態で固定することができ、磁石挿入部５５におけるロータコア本体２０の径方向外側に寄せて磁石片２５が固定されたロータコア１０Ｂを製造することができる。

〔第三実施形態〕
＜ロータの概略構成＞
図１１は、本発明の第三実施形態に係るロータコア１０Ｃを具備するロータ１の説明図である。図１２は、第三実施形態のロータコア１０Ｃの内部構造を示す図である。図１２（ａ）は、図１１（ａ）のＦ－Ｆ矢視断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＧ部拡大図である。第三実施形態において、第一実施形態及び第二実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第三実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。

＜接着部＞
図１１（ａ）並びに図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第三実施形態のロータコア１０Ｃにおいて、磁石片２５と磁石挿入部５５との間には、接着部３０及び接着部８０の両方が介在されている。本例において、接着部３０及び接着部８０は、磁石挿入部５５の第一内面６１に、磁石片２５の第一側面７１が押付状態となるように、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に接着部３０及び接着部８０の当該記載順で介在されている。接着部３０は、発泡状態で硬化した発泡性接着剤７５によって形成されている。接着部８０は、発泡状態で硬化した加熱発泡樹脂シート８５によって形成されている。このように、接着部３０及び接着部８０は、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を片側に寄せた状態で位置決めする位置決め手段として機能する。

＜製造方法＞
次に、上記のように構成されるロータコア１０Ｃの製造方法について説明する。図１３は、第三実施形態のロータコア１０Ｃの製造方法の説明図である。図１３（ａ）は、搬送プレート１００上にロータコア本体２０を載置した状態図である。図１３（ｂ）は、加熱発泡樹脂シート８５が貼り付けられた磁石片２５を磁石挿入部５５に挿入した状態図である。図１３（ｃ）は、加熱工程の実施によって磁石片２５が位置決めされた状態図である。

＜加熱発泡樹脂シート貼付工程、磁石片挿入工程＞
図９に示すように、磁石片（未着磁）２５に加熱発泡樹脂シート８５を貼り付ける加熱発泡樹脂シート貼付工程の実施により、加熱発泡樹脂シート８５が予め貼り付けられた所要の磁石片２５を用意しておく。そして、図１３（ａ）～（ｂ）に示すように、加熱発泡樹脂シート８５が予め貼り付けられた未着磁の磁石片２５を、ロータコア本体２０における磁石挿入部５５の第二内面６２に付着している発泡性接着剤７５との間に、加熱発泡樹脂シート８５が介在するような状態となる向きで、磁石挿入部５５に挿入する。この際、発泡性接着剤７５に加熱発泡樹脂シート８５が接触しながら磁石片２５が磁石挿入部５５に挿入されるため、発泡性接着剤７５が上下方向に延ばされて均一な厚みになり、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の位置決めがより正確に行われることになる。また、発泡性接着剤７５が潤滑剤として機能するため、加熱発泡樹脂シート８５が付設された磁石片２５を磁石挿入部５５に挿入する動作をスムーズに行うことができる。こうして、発泡性接着剤７５と加熱発泡樹脂シート８５との組み合わせによって、磁石挿入部５５に対する磁石片２５の位置決めをより確実に行うことができる。

＜加熱工程＞
次いで、図示されない予熱装置を用いて、ロータコア本体２０の全体を約１７０℃程度に加熱する。これにより、発泡性接着剤７５及び加熱発泡樹脂シート８５は、磁石挿入部５５の第二内面６２と磁石片２５の第二側面７２との間に配された状態で加熱され、加熱されることによって発泡してその厚みが増大する。発泡によって発泡性接着剤７５及び加熱発泡樹脂シート８５の厚みが増大すると、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５の第一側面７１が押付状態となる。こうして、磁石挿入部５５の第一内面６１に磁石片２５を寄せた状態で位置決めすることができ、磁石挿入部５５と磁石片２５との間に介在するように発泡状態で硬化した発泡性接着剤７５及び加熱発泡樹脂シート８５によって形成される接着部３０，８０により、磁石片２５の位置決め状態が保持される。

＜磁石片固定工程、着磁工程＞
次いで、第一実施形態及び第二実施形態で行われた磁石片固定工程及び着磁工程と同様の磁石片固定工程及び着磁工程を行うことにより、ロータコア１０Ｃが製造される。

上記の製造方法によっても第一実施形態及び第二実施形態と同様に、磁石挿入部５５に対して磁石片２５を第一内面６１に寄せて位置決めした状態で固定することができ、磁石挿入部５５におけるロータコア本体２０の径方向外側に寄せて磁石片２５が固定されたロータコア１０Ｃを製造することができる。

以上、本発明の積層鉄心、及び積層鉄心の製造方法について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の積層鉄心、及び積層鉄心の製造方法は、産業機器や自動車用のモータの構成部品として、また、当該構成部品を製造する用途において利用可能である。

１０Ａ～１０Ｃ ロータコア（積層鉄心）
２０ ロータコア本体（積層鉄心本体）
２５ 磁石片
３０ 接着部
３５ 樹脂
４１ 鉄心片
５５ 磁石挿入部
７５ 発泡性接着剤（加熱発泡樹脂）
８０ 接着部
８５ 加熱発泡樹脂シート

Claims (4)

1. 板状の鉄心片を複数積層して形成される、磁石挿入部を有する積層鉄心本体と、
   前記磁石挿入部に挿入される磁石片と、
   前記磁石挿入部の内面に前記磁石片が押付状態となるように前記磁石挿入部と前記磁石片との間に介在される接着部と、
   前記磁石挿入部に前記磁石片を固定するように前記磁石挿入部と前記磁石片との間に充填される樹脂と、
   を備え、
   前記接着部は、接着性を有する加熱発泡樹脂により形成され、
   積層された前記鉄心片の間から前記磁石挿入部の内面にはみ出した前記加熱発泡樹脂によって前記接着部が形成される積層鉄心。
2. 前記接着部は、接着性を有する加熱発泡樹脂シートにより形成される請求項１に記載の積層鉄心。
3. 板状の鉄心片が複数積層されて形成される積層鉄心本体に設けられた磁石挿入部の内面に接着性を有する流動性の加熱発泡樹脂が付着された状態で磁石片を前記磁石挿入部に挿入する磁石片挿入工程と、
   前記積層鉄心本体を加熱する加熱工程と、
   前記磁石挿入部と前記磁石片との間の空隙に樹脂を充填して前記磁石片を前記磁石挿入部に固定する磁石片固定工程と、
   包含し、
   前記鉄心片が複数積層されたときに前記磁石挿入部の内面側にはみ出すように前記加熱発泡樹脂が塗布された前記鉄心片を複数積層することによって前記磁石挿入部の内面に前記加熱発泡樹脂が付着される積層鉄心の製造方法。
4. 前記磁石片挿入工程の前に、前記磁石片に接着性を有する加熱発泡樹脂シートを貼り付ける貼付工程を実施する請求項３に記載の積層鉄心の製造方法。

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