以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1~図9を参照して、第1実施形態による治具20およびロータコア4の製造方法について説明する。
本願明細書では、「軸方向」とは、ロータ1(ロータコア4)の回転軸線C1に沿った方向を意味し、図中のZ方向を意味する。また、「積層方向」とは、ロータコア4の電磁鋼板4a(図3参照)が積層する方向を意味し、図中のZ方向を意味する。また、「径方向」とは、ロータ1(ロータコア4)の径方向(R1方向またはR2方向)を意味し、「周方向」は、ロータ1(ロータコア4)の周方向(E1方向またはE2方向)を意味する。
(ロータの構造)
まず、図1を参照して、第1実施形態のロータ1の構造について説明する。
図1に示すように、回転電機100は、ロータ1とステータ2とを備える。また、ロータ1およびステータ2は、それぞれ、円環状に形成されている。そして、ロータ1は、ステータ2の径方向内側に対向して配置されている。すなわち、第1実施形態では、回転電機100は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。また、ロータ1の径方向内側(ロータコア4のシャフト挿入孔4b)には、シャフト3が配置されている。シャフト3は、ギア等の回転力伝達部材を介して、エンジンや車軸等に接続されている。たとえば、回転電機100は、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成されており、車両に搭載されるように構成されている。
また、ロータコア4は、複数の電磁鋼板4a(図3参照)が積層され、電磁鋼板4aの積層方向に延びる磁石収容部10を有する積層コア4iを備える。また、ロータコア4は、積層コア4iの磁石収容部10に挿入される永久磁石5を備える。磁石収容部10は、積層コア4iに複数(第1実施形態では32個)設けられている。すなわち、回転電機100は、埋込永久磁石型モータ(IPMモータ:Interior Permanent Magnet Motor)として構成されている。また、磁石収容部10は、積層コア4i(ロータコア4)のうちの径方向外側の部分に配置されている。すなわち、磁石収容部10と積層コア4i(ロータコア4)の外周面40との距離は、磁石収容部10と積層コア4i(ロータコア4)の後述する内周面4fとの距離よりも小さい。なお、互いに隣接する2つの磁石収容部10は、V字状に配置されている。なお、磁石収容部10の配置は、これに限られない。
また、ステータ2は、ステータコア2aと、ステータコア2aに配置されたコイル2bとを含む。ステータコア2aは、たとえば、複数の電磁鋼板(珪素鋼板)が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。コイル2bは、外部の電源部に接続されており、電力(たとえば、3相交流の電力)が供給されるように構成されている。そして、コイル2bは、電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。また、ロータ1およびシャフト3は、コイル2bに電力が供給されない場合でも、エンジン等の駆動に伴って、ステータ2に対して回転するように構成されている。なお、図1では、コイル2bの一部のみを図示しているが、コイル2bは、ステータコア2aの全周に亘って配置されている。
永久磁石5は、積層コア4i(ロータコア4)の軸方向に直交する断面が長方形形状を有している。たとえば、永久磁石5は、磁化方向(着磁方向)が短手方向となるように構成されている。
また、ロータコア4は、磁石収容部10に充填されている樹脂材6(図3参照)を備える。樹脂材6は、磁石収容部10に配置されている永久磁石5を固定するように設けられている。樹脂材6は、第1温度T1において溶融するとともに第1温度T1よりも高い第2温度T2において硬化する材料(熱硬化性樹脂)により構成されている。詳細には、樹脂材6は、第1温度T1よりも低い常温において固形(フレーク状、ペレット状、または、粉状など)であり、常温から加熱されて、樹脂材6の温度が第1温度T1以上になると溶融する。そして、樹脂材6は、第1温度T1以上でかつ第2温度T2未満の状態では、溶融状態を維持する(硬化しない)ように構成されている。そして、樹脂材6は、第2温度T2以上の温度に加熱されることにより、硬化するように構成されている。なお、図1では、簡略化のため、樹脂材6の図示を省略している。
たとえば、樹脂材6として、特開2000-239642号公報に記載されているような合成樹脂材を用いることが可能である。すなわち、樹脂材6は、ウレトジオン環を100eq/T以上有する第1化合物を10%以上100%以下と、分子末端に活性水素基を有する第2化合物を0%以上90%以下と、グリシジル基を有する第3化合物を0%以上90%以下とを含有し、かつ、第1~第3化合物のいずれにも分子末端にイソシアネート基を含まないことを特徴とする反応性ホットメルト接着剤組成物を含む。
(治具の構造)
次に、図2~図4を参照して、第1実施形態の治具20の構造について説明する。なお、以下の説明では、治具20に積層コア4iが配置された状態についての治具20の構造について説明する。また、治具20は、特許請求の範囲の「ロータコア押圧用治具」の一例である。
図2に示すように、治具20は、上方プレート21を備える。また、図3に示すように、治具20は、押圧ばね22と、押圧プレート23と、下方プレート24と、断熱部材25と、位置決めプレート26と、を備える。また、治具20は、クランプ部材27を含む。なお、上方プレート21、押圧プレート23、下方プレート24、および位置決めプレート26の各々は、SUS(ステンレス)製である。なお、上方プレート21および押圧ばね22は、それぞれ、特許請求の範囲の「上方治具部」および「弾性部材」の一例である。また、押圧プレート23および下方プレート24は、それぞれ、特許請求の範囲の「押圧治具部」および「下方治具部」の一例である。また、位置決めプレート26は、特許請求の範囲の「位置決め用治具部」の一例である。
ここで、第1実施形態では、図2に示すように、上方プレート21および押圧プレート23(図3参照)の各々は、円環形状を有している。上方プレート21は、積層コア4iを加熱するための誘導加熱コイル102aを上方側(Z1方向側)から挿入するための上方プレート側貫通孔21aが中心部に設けられている。また、図3に示すように、押圧プレート23は、積層コア4iを加熱するための誘導加熱コイル102aを挿入するための押圧プレート側貫通孔23aが中心部に設けられている。具体的には、後述する予熱用加熱装置102(図6参照)の誘導加熱コイル102a(図8参照)は、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21a、および、押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aの各々を介して、積層コア4iの径方向内側(シャフト挿入孔4b)に挿入(図8参照)される。また、図示は省略するが、後述する硬化用加熱装置104に設けられる誘導加熱コイルも、同様に、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21a、および、後述する押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aの各々を介して、積層コア4iの径方向内側(シャフト挿入孔4b)に挿入される。なお、誘導加熱コイル102aは、特許請求の範囲の「加熱器」の一例である。また、上方プレート側貫通孔21aおよび押圧プレート側貫通孔23aは、特許請求の範囲の「貫通孔」の一例である。
また、図3に示すように、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21aの直径r1、および、押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aの直径r2は、互いに略等しい大きさである。また、上記直径r1および上記直径r2は、積層コア4iのシャフト挿入孔4bの直径r3よりも小さい。これにより、誘導加熱コイル102aを、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21a、および、押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aを介して積層コア4iのシャフト挿入孔4bに挿入する際に、誘導加熱コイル102aと積層コア4iとが接触するのを防止することが可能である。
また、上方プレート21は、複数の樹脂注入孔21bを含む。樹脂注入孔21bは、後述する樹脂注入装置103のノズル103a(図8参照)が挿入可能に設けられている。なお、樹脂注入孔21bは、複数(第1実施形態では32個)の磁石収容部10の各々とオーバラップするように設けられている。
押圧ばね22は、上方プレート21と、押圧プレート23との間に設けられている。また、押圧ばね22は、回転軸線C1方向から見て、周方向に沿って、等角度間隔に複数設けられている。なお、第1実施形態では、押圧ばね22は、4つ設けられている。複数の押圧ばね22の各々は、治具20に積層コア4iが配置された状態で、上方(Z1方向側)から見て、積層コア4iとオーバラップする位置に設けられている。
ここで、第1実施形態では、押圧ばね22は、上方から見て磁石収容部10とはオーバラップしない位置に配置されている。すなわち、押圧ばね22は、上方から見て、上方プレート21の樹脂注入孔21b(押圧プレート23の後述する樹脂注入孔23b)とオーバラップしない位置に配置されている。
また、押圧プレート23は、上方プレート21と下方プレート24との間に設けられている。具体的には、押圧プレート23は、積層コア4iの上端面4cに配置されている。
ここで、第1実施形態では、押圧プレート23は、下方プレート24と押圧プレート23との間に積層コア4iが配置されている状態で、押圧ばね22の弾性力(付勢力)により積層コア4iを押圧するように設けられている。具体的には、押圧ばね22は、上方プレート21と押圧プレート23とによって挟まれることによって、所定の長さだけ縮められた状態で保持されている。すなわち、積層コア4iの上端面4cは、押圧プレート23を介して、押圧ばね22が縮められている長さに相当する力(押圧ばね22が元の長さに戻ろうとする力)だけ押圧されている。
また、押圧プレート23は、下方プレート24と押圧プレート23との間に積層コア4iが配置されている状態で、積層コア4iの上端面4cの少なくとも外周縁4e近傍を押圧するように設けられている。具体的には、押圧プレート23は、積層コア4iの上端面4cのうちの、磁石収容部10に対応する部分以外の全面を押圧するように設けられている。
また、押圧プレート23は、複数の樹脂注入孔23bを含む。複数の樹脂注入孔23bは、上方(Z1方向側)から見て、上方プレート21の複数の樹脂注入孔21bとオーバラップする位置に設けられている。なお、複数の樹脂注入孔23bは、後述する樹脂注入装置103のノズル103a(図8参照)が挿入可能に設けられている。
また、下方プレート24は、上方プレート21の下方(Z2方向側)に設けられ、上方プレート21と(後述するクランプ部材27により)連結されている。積層コア4iは、下方プレート24に配置(載置)されている。すなわち、下方プレート24は、積層コア4iの下端面4dと接触している。下方プレート24は、中心部に下方プレート側貫通孔24aを有し、円環状に形成されている。下方プレート側貫通孔24aの直径r4(図8参照)は、誘導加熱コイル102aの直径r5(図8参照)よりも大きい。これにより、誘導加熱コイル102aをシャフト挿入孔4bに挿入する際に、誘導加熱コイル102aが下方プレート24に接触するのを防止することが可能である。
また、下方プレート24は、複数(第1実施形態では3つ)の切り欠き部24bを含む。複数の切り欠き部24bは、下方プレート側貫通孔24aの内周縁において、回転軸線C1方向から見て、周方向に沿って、略等角度間隔(図4参照)で設けられている。
ここで、第1実施形態では、図3に示すように、下方プレート24は、下方プレート24と押圧プレート23との間に積層コア4iが配置されている状態で、環状の積層コア4iの径方向内側の面である内周面4fと接触するように設けられる位置決め部24cを含む。位置決め部24cは、積層コア4iの周方向への移動を規制する。なお、位置決め部24cおよび内周面4fは、それぞれ、特許請求の範囲の「規制部材」および「面」の一例である。
具体的には、位置決め部24cは、複数(第1実施形態では3つ)の切り欠き部24bの各々に設けられている。すなわち、複数の位置決め部24cは、切り欠き部24bと同様に略等角度間隔で設けられている。これにより、積層コア4iは、周方向だけでなく径方向における移動も規制されている。また、位置決め部24cは、L字形状を有している。複数の位置決め部24cは、締結ボルト24dにより、下方プレート24に固定(締結)されている。
3つの位置決め部24cのうちの1つは、積層コア4iの内周面4fから径方向内側に突出するキー4g(図4参照)を周方向に挟む(キー4gと係合する)ように設けられている。また、3つの位置決め部24cのうちの残りの2つは、積層コア4iの内周面4f側に突出する突起部24eを有する。突起部24eは、積層コア4iの内周面4fと接触している。
また、第1実施形態では、断熱部材25は、下方プレート24と押圧プレート23との間に積層コア4iが配置されている状態で、積層コア4iの下方側(Z2方向側)に設けられている。具体的には、断熱部材25は、下方プレート24と押圧プレート23との間に積層コア4iが配置されている状態で、下方プレート24に対して積層コア4iとは反対側に設けられている。断熱部材25は、積層コア4iの径方向内側に設けられた誘導加熱コイル102a(図8参照)(および硬化用加熱装置104(図6参照)内の図示しない誘導加熱コイル)により側方から加熱された積層コア4iからの熱を断熱するために設けられている。
具体的には、断熱部材25は、下方プレート24と、位置決めプレート26との間に挟まれるように設けられている。すなわち、断熱部材25は、積層コア4iから下方プレート24に伝わった積層コア4iの熱が、位置決めプレート26に伝わるのを防止する役割を有している。なお、断熱部材25は、樹脂製である。
また、断熱部材25は、中心部に断熱部材側貫通孔25aを有し、円環状に形成されている。断熱部材側貫通孔25aの直径r6(図8参照)は、誘導加熱コイル102aの直径r5(図8参照)よりも大きい。これにより、誘導加熱コイル102aをシャフト挿入孔4bに挿入する際に、誘導加熱コイル102aが断熱部材25に接触するのを防止することが可能である。なお、誘導加熱コイル102aの直径r5は、シャフト挿入孔4bの直径r3(図3参照)よりも小さい。
また、位置決めプレート26は、下方プレート24の下方側(Z2方向側)に設けられている。位置決めプレート26は、積層コア4i(治具20)の位置決めに用いられる。具体的には、位置決めプレート26には、後述する各装置(101~104:図6参照)に設けられる図示しない係合部(たとえばピン)と係合する図示しない係合部(たとえばピンが挿入される孔)が設けられている。
また、クランプ部材27は、U字形状を有しており、上方プレート21と下方プレート24とを挟み込むように設けられている。これにより、治具20に積層コア4iが固定される。クランプ部材27は、複数(第1実施形態では4つ)設けられている。複数のクランプ部材27は、回転軸線C1方向から見て、周方向に沿って、略等角度間隔(すなわち90度間隔)に設けられている。
また、図5に示すように、上方プレート21および押圧プレート23には、それぞれ、上方側の接触式センサ221を挿入するための貫通孔21cおよび貫通孔23cが設けられている。また、下方プレート24、断熱部材25および位置決めプレート26には、それぞれ、下方側の接触式センサ222を挿入するための貫通孔24f、貫通孔25bおよび貫通孔26aが設けられている。接触式センサ221および接触式センサ222が、それぞれ、積層コア4iの上端面4cおよび下端面4dに接触することにより、積層コア4iの積層方向の長さLを検査することが可能である。貫通孔21c、貫通孔23c、貫通孔24f、貫通孔25bおよび貫通孔26aは、上方から見て互いにオーバラップするとともに、積層コア4iのうちの外周側に寄った位置に設けられている。
(ロータコアの製造システム)
次に、図6を参照して、ロータコア4の製造システム200について説明する。
図6に示すように、ロータコア4の製造システム200は、組立装置101と、予熱用加熱装置102と、樹脂注入装置103と、硬化用加熱装置104と、を備える。また、ロータコア4の製造システム200は、積層コア4iを搬送する搬送用コンベア105を備える。搬送用コンベア105は、積層コア4iを、組立装置101、予熱用加熱装置102、樹脂注入装置103および硬化用加熱装置104の順で搬送する。なお、組立装置101、予熱用加熱装置102、樹脂注入装置103および硬化用加熱装置104は、互いに別個の装置である。
組立装置101は、治具20に積層コア4iを配置する(組み付ける)ように構成されている。具体的には、組立装置101は、治具20に積層コア4iを配置するとともに、永久磁石5を磁石収容部10に配置(挿入)するように構成されている。
予熱用加熱装置102は、積層コア4iを加熱することにより予熱するように構成されている。具体的には、予熱用加熱装置102は、治具20に配置された状態の積層コア4iを、第1温度T1(たとえば50℃)以上第2温度T2(たとえば120℃)未満で加熱することにより予熱するように構成されている。なお、第1温度T1とは、樹脂材6が溶融する温度(溶融が開始される温度)である。また、第2温度T2とは、樹脂材6が硬化(熱硬化)する温度(硬化(熱硬化)が開始される温度)であるとともに第1温度T1よりも大きい温度である。
樹脂注入装置103は、磁石収容部10に樹脂材6を注入するように構成されている。具体的には、樹脂注入装置103は、治具20に積層コア4iが配置された状態において、磁石収容部10に永久磁石5が挿入された状態で、磁石収容部10に、第1温度T1以上で溶融した樹脂材6を注入するように構成されている。
硬化用加熱装置104は、積層コア4iを加熱することによって、磁石収容部10内の樹脂材6を硬化させるように構成されている。具体的には、硬化用加熱装置104は、治具20に配置された状態において、磁石収容部10に樹脂材6が注入された状態の積層コア4iを、樹脂材6が硬化する温度である第2温度T2以上で加熱することによって、磁石収容部10内の樹脂材6を硬化させるように構成されている。
搬送用コンベア105は、治具20に配置された状態のロータコア4を、組立装置101、予熱用加熱装置102、樹脂注入装置103および硬化用加熱装置104の順で搬送するように構成されている。
搬送用コンベア105は、各装置において製造工程が実行されている間は停止するとともに、各装置において製造工程が完了した場合は稼働を再開し、次の工程の装置にロータコア4を搬送するように構成されている。
また、ロータコア4の製造システム200は、搬送用コンベア105により、列状に並んだ複数のロータコア4を同時に搬送するように構成されている。これにより、たとえば1つのロータコア4が硬化用加熱装置104に配置されている場合、後続のロータコア4は樹脂注入装置103内に配置されている。すなわち、列状に並んで配置される複数のロータコア4は、互いに異なる装置内に設けられている。
(ロータコアの製造方法)
次に、図7を参照して、ロータコア4の製造方法について説明する。
まず、図7に示すように、ステップS1において、積層コア4iを準備する工程が行われる。具体的には、複数の電磁鋼板4aが積層されることによって、積層コア4iが形成される。この際、プレス加工によって、電磁鋼板4aの積層方向に延びる磁石収容部10が積層コア4iに形成される。
次に、ステップS2では、組立装置101において、治具20に積層コア4iを配置する工程が行われる。言い換えると、ステップS2では、治具20に積層コア4iを配置することによって、押圧プレート23を介して押圧ばね22の弾性力(付勢力)により積層コア4iを積層方向に押圧する工程が行われる。
具体的には、図9に示すように、組立装置101は、治具20の下方プレート24の上面に積層コア4iを載置するとともに、永久磁石5を磁石収容部10に配置するように構成されている。そして、組立装置101は、積層コア4iの上端面4cに押圧プレート23を配置するとともに、押圧プレート23の上方に上方プレート21と押圧ばね22とを配置するように構成されている。そして、組立装置101は、クランプ部材27を上方プレート21と下方プレート24とに取り付けるように構成されている。
次に、図7に示すように、ステップS3において、積層コア4iを予熱する工程が行われる。具体的には、予熱用加熱装置102において、治具20に配置された状態の積層コア4iを、第1温度T1以上第2温度T2未満で加熱することにより予熱する工程が行われる。具体的には、予熱用加熱装置102に備えられる誘導加熱コイル102a(図8参照)が、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21aと、押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aとを介して、積層コア4iの径方向内側(シャフト挿入孔4b)に挿入される。そして、誘導加熱コイル102aにより、積層コア4iが(予備)加熱される。
次に、ステップS4において、磁石収容部10に樹脂材6が注入される工程が行われる。具体的には、治具20に積層コア4iが配置された状態において、磁石収容部10に永久磁石5が挿入された状態で、樹脂注入装置103において、磁石収容部10に、第1温度T1以上で溶融した樹脂材6を注入する工程が行われる。
詳細には、治具20に配置された状態において、磁石収容部10に永久磁石5が挿入された状態の積層コア4iの磁石収容部10に、上方プレート21に設けられる樹脂注入孔21bを介して、樹脂注入装置103のノズル103a(図8参照)により第1温度T1以上で溶融した樹脂材6が注入される。この際、樹脂注入装置103のノズル103aは、上方プレート21の樹脂注入孔21bに挿入されて、ノズル103aの先端部103b(図8参照)が押圧プレート23の樹脂注入孔23bにセット(挿入)された状態(図8参照)で、磁石収容部10に樹脂材6を注入するように構成されている。
また、樹脂注入装置103において磁石収容部10に樹脂材6を注入する工程(ステップS4の工程)は、樹脂注入装置103において第1温度T1以上第2温度T2未満で加熱されることによって固体状態から液体状態に溶融された樹脂材6を、樹脂注入装置103によって磁石収容部10に注入する工程である。すなわち、樹脂注入装置103は、樹脂注入装置103内において固体状態で保持されている樹脂材6を、樹脂注入装置103に設けられる加熱ヒータ等により溶融して液体状態に変化させることが可能に構成されている。
次に、ステップS5において、積層コア4iを加熱することによって、磁石収容部10の樹脂材6を熱硬化する工程が行われる。具体的には、治具20に配置された状態において磁石収容部10に永久磁石5が挿入された状態(磁石収容部10に樹脂材6が注入された状態)の積層コア4iを、硬化用加熱装置104において第2温度T2以上で加熱することによって、磁石収容部10内の樹脂材6を硬化させる工程が行われる。具体的には、予熱用加熱装置102と同様に構成された硬化用加熱装置104(図6参照)の図示しない誘導加熱コイルが、上方プレート21の上方プレート側貫通孔21aと、押圧プレート23の押圧プレート側貫通孔23aとを介して、積層コア4iの径方向内側(シャフト挿入孔4b)に挿入される。そして、硬化用加熱装置104の誘導加熱コイルにより、積層コア4iが径方向内側から加熱される。
[第2実施形態]
次に、図10を参照して、第2実施形態による治具120について説明する。第2実施形態の治具120は、押圧プレート23が積層コア4iの上端面4cを押圧する上記第1実施形態の構成とは異なり、押圧プレート123が積層コア4iの下端面4dを押圧するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
(治具の構造)
図10を参照して、第2実施形態の治具120の構造について説明する。なお、治具120は、特許請求の範囲の「ロータコア押圧用治具」の一例である。
図10に示すように、治具120は、上方プレート21と押圧プレート23とを備える上記第1実施形態の治具20と異なり、上方プレート121と押圧プレート123とを備えている。上方プレート121および押圧プレート123の各々は、SUS(ステンレス)製である。なお、上方プレート121および押圧プレート123は、それぞれ、特許請求の範囲の「上方治具部」および「押圧治具部」の一例である。
上方プレート121には、樹脂注入孔21bが設けられる上記第1実施形態の上方プレート21の構成と異なり、樹脂注入孔121bが設けられている。樹脂注入孔121bは、樹脂注入装置103(図6参照)のノズル103aの先端部103b(図8参照)がセット(挿入)されるように構成されている。上方プレート121の上記以外の構成は、上記第1実施形態の上方プレート21と同様である。
押圧プレート123には、樹脂注入孔23bが設けられる上記第1実施形態の押圧プレート23の構成と異なり、樹脂注入孔が設けられていない。押圧プレート123の上記以外の構成は、上記第1実施形態の押圧プレート23と同様である。
押圧プレート123は、積層コア4iが治具120に配置されている状態で、積層コア4iの下端面4dと接触している。具体的には、積層コア4iは、押圧プレート123に配置(載置)される。
ここで、第2実施形態では、押圧ばね22は、下方プレート24と押圧プレート123との間に設けられている。押圧プレート123は、上方プレート121と押圧プレート123との間に積層コア4iが配置されている状態で、押圧ばね22の弾性力(付勢力)により、積層コア4iの下端面4dを押圧するように設けられている。
また、押圧プレート123は、上方プレート121と押圧プレート123との間に積層コア4iが配置されている状態で、積層コア4iの下端面4dの少なくとも外周縁4h近傍を押圧するように設けられている。具体的には、押圧プレート123は、積層コア4iの下端面4dのうちの、磁石収容部10に対応する部分以外の全面を押圧するように設けられている。
また、下方プレート24は、上方プレート121と押圧プレート123との間に積層コア4iが配置されている状態で、環状の積層コア4iの内周面4fと接触するように設けられる複数の位置決め部124cを含む。複数の位置決め部124cの各々は、押圧プレート123の押圧プレート側貫通孔23aを通って、積層コア4iの内周面4fに沿って延びるように設けられている。なお、位置決め部124cは、特許請求の範囲の「規制部材」の一例である。
また、断熱部材25は、上方プレート121と押圧プレート123との間に積層コア4iが配置されている状態で、押圧プレート123および下方プレート24の両方に対して積層コア4iとは反対側(Z2方向側)に設けられている。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
[第1および第2実施形態の効果]
第1および第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1および第2実施形態では、上記のように、ロータコア押圧用治具(20、120)は、積層コア(4i)の磁石収容部(10)に樹脂材(6)を注入するための樹脂注入孔(21b、121b)を含む上方治具部(21、121)と、上方治具部(21、121)の下方に設けられ、上方治具部(21、121)と連結されている下方治具部(24)と、上方治具部(21、121)と下方治具部(24)との間に設けられる押圧治具部(23、123)と、を備える。また、ロータコア押圧用治具(20、120)は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの一方と押圧治具部(23、123)との間に設けられる弾性部材(22)を備える。そして、押圧治具部(23、123)は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの他方と押圧治具部(23、123)との間に積層コア(4i)が配置されている状態で、弾性部材(22)の弾性力により積層コア(4i)を押圧するように設けられている。これにより、樹脂注入装置(103)において樹脂材(6)の注入が行われる際に、樹脂注入装置(103)に備えられた機構を用いずに樹脂注入装置(103)とは別個のロータコア押圧用治具(20、120)により、積層コア(4i)を押圧することができる。その結果、樹脂注入装置(103)の構成を簡略化することができるので、樹脂注入装置(103)を小型化することができる。
また、樹脂注入孔(21b、121b)が上方治具部(21)に設けられていることによって、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の上方側から注入することができる。これにより、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の下方側から注入する場合に比べて、樹脂材(6)が樹脂注入孔から漏れ出ることなどを防止することができる。すなわち、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に容易に注入することができる。また、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の上方側から注入することによって、重力を利用して樹脂材(6)を磁石収容部(10)に注入することができるので、樹脂材(6)をスムーズに注入することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、押圧治具部(23、123)は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの上記他方と押圧治具部(23、123)との間に積層コア(4i)が配置されている状態で、積層コア(4i)の上端面(4c)または下端面(4d)のいずれか一方の少なくとも外周縁(4e、4h)近傍を押圧するように設けられている。ここで、磁石収容部(10)は、一般的に積層コア(4i)のうちの外周側に寄った位置に設けられている。したがって、押圧治具部(23、123)が積層コア(4i)の上端面(4c)または下端面(4d)のいずれか一方の少なくとも外周縁(4e、4h)近傍を押圧することによって、磁石収容部(10)の近傍をより確実に押圧することができる。その結果、樹脂材(6)が積層鋼板(4a)同士の間を通って磁石収容部(10)から漏れるのをより確実に防止することができる。なお、外周縁(4e、4h)の近傍とは、外周縁(4e、4h)の位置そのものと、外周縁(4e、4h)の位置の付近との両方の意味を含む。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、ロータコア押圧用治具(20、120)は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの上記他方と押圧治具部(23、123)との間に積層コア(4i)が配置されている状態で、押圧治具部(23、123)および下方治具部(24)のうちの少なくとも一方に対して積層コア(4i)とは反対側に設けられ、積層コア(4i)からの熱を断熱するための断熱部材(25)を備える。このように構成すれば、断熱部材(25)に対して積層コア(4i)とは反対側に設けられる部材に、積層コア(4i)からの熱が伝わるのを防止することができる。また、断熱部材(25)により、積層コア(4i)から熱が逃げるのを防止することができるので、積層コア(4i)の加熱効率を向上させることができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、ロータコア押圧用治具(20、120)は、下方治具部(24)の下方に設けられ、積層コア(4i)の位置決めに用いられる位置決めプレート(26)を備える。そして、断熱部材(25)は、位置決めプレート(26)と下方治具部(24)とにより挟まれるように設けられている。このように構成すれば、断熱部材(25)により、積層コア(4i)からの熱が位置決めプレート(26)に伝わるのを防止することができる。これにより、位置決めプレート(26)が熱によって膨張することに起因して、位置決めプレート(26)による積層コア(4i)の位置決めが困難になるのを防止することができる。また、断熱部材(25)により、積層コア(4i)からの熱が位置決めプレート(26)に逃げるのを防止することができるので、積層コア(4i)の加熱効率を向上させることができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、下方治具部(24)は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの上記他方と押圧治具部(23、123)との間に積層コア(4i)が配置されている状態で、環状の積層コア(4i)の径方向内側の面(4f)と接触するように設けられ、積層コア(4i)の周方向への移動を規制する規制部材(24c、124c)を含む。このように構成すれば、積層コア(4i)が、ロータコア押圧用治具(20、120)に配置されている状態で周方向に移動するのを容易に規制(防止)することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、弾性部材(22)は、上方治具部(21)と押圧治具部(23)との間に設けられているとともに、上方から見て磁石収容部(10)とはオーバラップしない位置に配置されている。このように構成すれば、磁石収容部(10)に上方から樹脂材(6)を注入する際に、弾性部材(22)が干渉するのを防止することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、上方治具部(21)および押圧治具部(23)の各々は、円環形状を有しており、積層コア(4i)を加熱するための加熱器(102a)を上方側から挿入するための貫通孔(21a、23a)が中心部に設けられている。このように構成すれば、ロータコア押圧用治具(20)に積層コア(4i)が配置されている状態で、貫通孔(21a、23a)を介して加熱器(102a)を容易に積層コア(4i)の径方向内側に配置(挿入)することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、弾性部材(22)は、下方治具部(24)と押圧治具部(123)との間に設けられている。また、押圧治具部(123)は、上方治具部(121)と押圧治具部(123)との間に積層コア(4i)が配置されている状態で、弾性部材(22)の弾性力により、積層コア(4i)の下端面(4d)を押圧するように設けられている。このように構成すれば、押圧治具部(123)が、積層コア(4i)と、樹脂注入孔(121b)が設けられる上方治具部(121)との間に設けられないので、押圧治具部(123)に樹脂材(6)を注入するための孔部を設ける必要がない。その結果、押圧治具部(123)を製造(加工)する工程を簡略化することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、ロータコア(4)の製造方法は、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)の間に設けられる押圧治具部(23、123)と、上方治具部(21、121)および下方治具部(24)のうちの一方との間に設けられる弾性部材(22)を含むロータコア押圧用治具(20、120)に、積層コア(4i)を配置することによって、押圧治具部(23、123)を介して弾性部材(22)の弾性力により積層コア(4i)を積層方向に押圧する工程を備える。また、ロータコア(4)の製造方法は、ロータコア押圧用治具(20、120)に配置された状態において、磁石収容部(10)に永久磁石(5)が挿入された状態の積層コア(4i)の磁石収容部(10)に、上方治具部(21、121)に設けられる樹脂注入孔(21b、121b)を介して、第1温度(T1)以上で溶融した樹脂材(6)を注入するとともに、樹脂材(6)が硬化する温度でかつ第1温度(T1)よりも大きい第2温度(T2)以上で加熱することによって、磁石収容部(10)内の樹脂材(6)を硬化させる工程を備える。これにより、樹脂注入装置(103)において樹脂材(6)の注入が行われる際に、樹脂注入装置(103)に備えられた機構を用いずに樹脂注入装置(103)とは別個のロータコア押圧用治具(20、120)により、積層コア(4i)を押圧することができる。その結果、樹脂注入装置(103)の構成を簡略化することができるので、樹脂注入装置(103)を小型化することが可能なロータコア(4)の製造方法を提供することができる。
また、樹脂注入孔(21b、121b)が上方治具部(21)に設けられていることによって、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の上方側から注入することができる。これにより、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の下方側から注入する場合に比べて、樹脂材(6)が樹脂注入孔から漏れ出ることなどを防止することができる。すなわち、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に容易に注入することが可能なロータコア(4)の製造方法を提供することができる。また、樹脂材(6)を磁石収容部(10)に積層コア(4i)の上方側から注入することによって、重力を利用して樹脂材(6)を磁石収容部(10)に注入することができるので、樹脂材(6)をスムーズに注入することが可能なロータコア(4)の製造方法を提供することができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、治具に設けられた断熱部材の上方に積層コアが位置するように、治具に積層コアを配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図11に示すように、断熱部材25の上方に積層コア4iが位置するとともに、断熱部材125の下方に積層コア4iが位置するように、治具220に積層コア4iを配置してもよい。すなわち、治具220に、下方側の断熱部材25と上方側の断熱部材125とが設けられている。この場合、断熱部材25は、押圧プレート23と下方プレート24との間に積層コア4iが配置されている状態で、下方プレート24に対して積層コア4iとは反対側(Z2方向側)に設けられている。また、断熱部材125は、押圧プレート23と下方プレート24との間に積層コア4iが配置されている状態で、押圧プレート23に対して積層コア4iとは反対側(Z1方向側)に設けられている。なお、図11では、簡略化のため弾性部材22の図示を省略している。この場合、弾性部材22と、弾性部材125とが周方向に沿って交互に配置されてもよい。また、上記の例に限られず、治具に、下方側の断熱部材25を設けずに、上方側の断熱部材125を設けてもよい。なお、治具220は、特許請求の範囲の「ロータコア押圧用治具」の一例である。
また、上記第1実施形態では、押圧プレート23(押圧治具部)は、積層コア4iの上端面4cの全面を押圧する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、押圧プレート23は、積層コア4iの上端面4cの外周縁4e近傍を押圧していれば、上端面4cの内周縁側を押圧していなくてもよい。同様に、上記第2実施形態でも、押圧プレート123は、積層コア4iの下端面4dの外周縁4h近傍を押圧していれば、下端面4dの内周縁側を押圧していなくてもよい。また、磁石収容部10が積層コア4iのうちの内周側に寄った位置に設けられている場合は、押圧プレート23(123)は、積層コア4iの上端面4cの内周縁(下端面4dの内周縁)のみを押圧してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、治具20(120)(ロータコア押圧用治具)に誘導加熱コイル102a(加熱器)を上方側から挿入する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、治具20(120)(ロータコア押圧用治具)に誘導加熱コイル102a(加熱器)を下方側から挿入してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、複数の位置決め部24c(124c)(規制部材)のうちの1つは、積層コア4iの内周面4f(面)から径方向内側に突出するキー4gを周方向に挟む(キー4gと係合する)ように設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置決め部24c(124c)(規制部材)が、積層コア4iの内周面4f側に突出する突起部を有しており、上記突起部が積層コア4iの内周面4fに設けられた孔部と係合するように設けられていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、複数の位置決め部24c(124c)(規制部材)の各々は、下方プレート24(下方治具部)と別個に設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の位置決め部24c(124c)(規制部材)の各々が、下方プレート24と一体的に設けられていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、位置決め部24c(124c)(規制部材)を下方プレート24(下方治具部)に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、位置決め部24c(124c)(規制部材)を、下方プレート24ではなく、断熱部材25に設けてもよいし、位置決めプレート26に設けてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、弾性部材として押圧ばね22が用いられる例を示したが、本発明はこれに限られない。ばね以外の弾性部材(たとえばゴム)が用いられていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、積層コア4iは、誘導加熱コイルにより加熱される例を示したが、本発明はこれに限られない。積層コア4iは、誘導加熱コイル以外(たとえばヒータ)により加熱されてもよい。また、積層コア4iを加熱炉に投入して加熱してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、組立装置、予熱用加熱装置、樹脂注入装置、硬化用加熱装置を、互いに別個の装置(ステーション)として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、組立装置、予熱用加熱装置、樹脂注入装置、および硬化用加熱装置の一部またはすべてを同一のステーションにおいて構成してもよい。