WO2022091390A1 - ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

積層鋼板により形成されたロータコアの孔部に磁石を配置し、熱硬化性の樹脂を注入して硬化させ、磁石をロータコアに固定することで、回転電機のロータを製造するロータの製造方法において、ロータコアを硬化開始温度（Ｔ３）以上に昇温する昇温工程と、硬化開始温度（Ｔ３）以上であるロータコアの孔部に、樹脂注入装置によって溶融開始温度（Ｔ１）以上かつ液体状である樹脂を注入する樹脂注入工程と、ロータコアを硬化開始温度（Ｔ３）以上に維持して樹脂を硬化させる磁石固定工程と、を備える。

Description

ロータの製造方法

　この技術は、回転電機のロータを製造するロータの製造方法に関する。

　一般に、例えばハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載される回転電機は、磁石埋込型モータ（ＩＰＭ）が用いられている。このような回転電機のロータを製造する際に、孔が形成された積層鋼板を積層してロータコア（積層鉄心）を構成し、孔に磁石を挿入して、ロータコアを予熱しておき、ロータコアの孔に熱硬化性の樹脂を注入し、その後にロータコアを本加熱することで、ロータコアに磁石を固定して、磁石がロータコアに埋め込まれたロータを得るものが提案されている（特許文献１参照）。

特許第５３７３２６９号公報

　ところで、上述のようにロータコアは、積層鋼板が積層されることで形成されているので、治具等でロータコアを挟持するように付勢しておいたとしても、溶融した樹脂をロータコアの孔に注入した後、本加熱で樹脂を硬化させるまでの溶融樹脂の滞留時間が長いと、積層鋼板同士の隙間から樹脂が漏れ出す虞があるという問題があった。

　そこで、ロータコアの孔部に樹脂を注入した際に、樹脂が積層鋼板同士の間から漏れ出すことの防止を図ることが可能なロータの製造方法を提供することを目的とするものである。

　本ロータの製造方法は、
　常温において固体であり、溶融開始温度以上に加熱することで液体となり、硬化開始温度以上に加熱することで硬化する特性を有する熱硬化性の樹脂を用い、積層鋼板により形成されたロータコアの孔部に磁石部材を配置し、樹脂を注入して硬化させ、前記磁石部材をロータコアに固定することで、回転電機のロータを製造するロータの製造方法において、
　前記ロータコアを前記硬化開始温度以上に昇温する昇温工程と、
　前記硬化開始温度以上である前記ロータコアの孔部に、樹脂注入装置によって前記溶融開始温度以上かつ液体状である樹脂を注入する樹脂注入工程と、
　前記ロータコアを前記硬化開始温度以上に維持して樹脂を硬化させる磁石固定工程と、を備える。

　これにより、ロータコアの孔部に樹脂を注入した際に、孔部に触れた樹脂が硬化開始温度以上となって硬化するため、樹脂が積層鋼板同士の間から漏れ出すことの防止を図ることができる。

第１の実施の形態に係るロータの製造方法の各工程を示すフローチャート。 ロータコアと保持治具の下方プレートとを示す斜視図。 保持治具の下方プレートにロータコアを設置した状態を示す斜視図。 ロータコアに保持治具を取付けた状態を示す斜視図。 注入装置においてロータ設置部から注入機を離間させた状態を示す断面図。 注入装置においてロータ設置部に注入ノズルを取付けた状態を示す断面図。 加熱装置においてロータコア及び保持治具を加熱する状態を示す断面図。 注入装置においてロータコアをロータ設置部に設置した状態を示す断面図。 注入装置においてロータコアに樹脂を注入する状態を示す断面図。 注入装置において樹脂を注入したロータコアをロータ設置部から取外した状態を示す断面図。 注入装置における注入機を示す断面図。 注入ノズルを示す上方視図。 注入ノズルを示す断面図。 ロータコアと注入ノズルとの位置関係を示す上方視図。 ロータコアの孔部と注入ノズルのノズルとゲートとの位置関係、及び注入後の樹脂の状態を示す拡大上方視図。 ロータコアの孔部と注入ノズルのノズルとゲートとを示す拡大断面図。 樹脂注入後のロータコア及び樹脂の状態を示す拡大断面図。 ロータコアの孔部と注入ノズルのノズルとゲートとの形状及び位置関係を説明する断面模式図。 樹脂注入後においてゲートにおける樹脂の切離しを説明する断面模式図。 ロータコアの孔部に注入された樹脂の状態を説明する説明図。 第１の実施の形態に係る各工程でのロータコアの温度と樹脂の温度との遷移を示すタイムチャート。 従来の各工程でのロータコアの温度と樹脂の温度との遷移を示すタイムチャート。 第２の実施の形態に係る樹脂注入装置を示す模式断面図。 第３の実施の形態に係る各工程でのロータコアの温度と樹脂の温度との遷移を示すタイムチャート。

　＜第１の実施の形態＞
　以下、本第１の実施の形態を図に沿って説明する。

　［ロータの概略構成］
　まず、例えばハイブリッド駆動装置や電気自動車の駆動モータ（回転電機）におけるロータの構造を簡単に説明する。駆動モータは、大まかにステータ（固定子）とロータ１（回転子）とで構成されている。そのうちのロータ１は、図２に示すように、プレス加工等で複数の孔１ｂが形成された積層鋼板１ａが積層されることで構成されるロータコア１Ａを有している。ロータコア１Ａには、上記孔１ｂが位相を合わせられた状態で積層鋼板１ａが積層方向に積層されることで、複数の孔部１Ｂが形成されており、図３に示すように、それら孔部１Ｂのそれぞれに磁石部材としての磁石１Ｍが挿入されて設置され、その状態で樹脂によって磁石１Ｍが孔部１Ｂに固定されることで、磁石１Ｍがロータコア１Ａに埋設されたロータ１が構成される。

　［ロータの製造方法の概略］
　続いて、第１の実施の形態に係るロータの製造方法の概略について説明する。図１に示すように、本ロータの製造方法においては、積層鋼板１ａを積層してロータコア１Ａを構成する鋼板積層工程Ｓ１と、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに磁石１Ｍを挿入して設置する磁石設置工程Ｓ２と、ロータコア１Ａに保持治具１０を取付ける治具取付け工程Ｓ３と、を備えている。また、本ロータの製造方法においては、ロータコア１Ａを昇温する昇温工程Ｓ４と、樹脂を注入する樹脂注入装置３０にロータコア１Ａを設置する注入装置設置工程Ｓ５と、樹脂注入装置３０によりロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入する樹脂注入工程Ｓ６と、を備えている。さらに、本ロータの製造方法においては、注入された樹脂を硬化させてロータコア１Ａに磁石１Ｍを固定する磁石固定工程Ｓ７と、保持治具１０をロータコア１Ａから取外す治具取外し工程Ｓ８と、ロータコア１Ａを冷却する冷却工程Ｓ９と、を備えている。これらの各工程は、工場のラインにおいて、例えばベルトコンベア等でロータコア１Ａを移動させつつ順次行われる。また、後述の鋼板積層工程Ｓ１において積層鋼板１ａを積層する際は、作業者による調整を行うが、その他の工程で、ロータコア１Ａの搬送、保持治具１０の取付けや取外し等は、例えば多関節ロボット等の工場設備によって行う。

　［鋼板積層工程の詳細］
　まず、鋼板積層工程Ｓ１の詳細について図２を用いて説明する。図２に示すように、ロータコア１Ａは、例えばプレス加工等で中心を点対称とした中空円板状に形成され、かつ複数の孔１ｂが形成された積層鋼板１ａが、詳しくは後述する保持治具１０の下板１１の上面１１ｂに順次重ねられて積層されることで構成される。各積層鋼板１ａには、僅かながら公差があるため、作業者が中空円板状における周方向に位相を調整しつつ積層することで、最上位となる積層鋼板１ａが積層方向と直交する平面（つまり水平方向）に対して傾斜が少なくなるように積層される。なお、積層鋼板１ａを積層する際は、上述のように保持治具１０の下板１１の上面１１ｂに積層しても良いし、別の場所で積層してロータコア１Ａを構成した後、保持治具１０の下板１１の上面１１ｂに設置してもよい。

　保持治具１０の下板１１は、中心に孔１１ａが形成された中空板状の部材であり、孔１１ａにはロータコア１Ａを位置決め支持する支持板１６が固定されている。また、下板１１には、第１軸１４と、第１軸１４よりも短い第２軸１５とがそれぞれ例えば４か所に立設されている。これにより、下板１１の上面１１ｂにロータコア１Ａが設置される際は、支持板１６がロータコア１Ａの内周面の一部に当接すると共に、第２軸１５が外周面の一部に当接することで、水平方向の移動が規制されて、下板１１とロータコア１Ａとの相対位置が位置決めされつつ下板１１に対して支持される。また、下板１１には、ロータコア１Ａが設置された際に孔部１Ｂの位置に積層方向で重なる位置に下板１１を貫通するように形成され、後述の樹脂注入時における空気抜き用の孔となる空気孔１１ｃが複数個所に形成されている。

　［磁石設置工程の詳細］
　次に、磁石設置工程Ｓ２の詳細について図３を用いて説明する。図３に示すように、保持治具１０の下板１１に設置されたロータコア１Ａには、積層鋼板１ａの孔１ｂが積層されて形成された複数の孔部１Ｂが形成されており、各孔部１Ｂに対してそれぞれ磁石１Ｍが挿入されて設置される。なお、図３に示すロータコア１Ａにおいては、磁石１Ｍの長手方向が周方向に向いた形で設置されるものを説明しているが、本実施の形態においては、図１２Ｃに示すように、磁石１Ｍの長手方向が周方向に対して傾斜し、２つの磁石１Ｍで上方から見てＶ字状となるように設置されるものを想定している。また、一般的に磁石は加熱されると減磁されてしまうため、この段階での磁石１Ｍは磁化される前の磁石の材料である。

　［治具取付け工程の詳細］
　続いて、治具取付け工程Ｓ３の詳細について図４を用いて説明する。まず、保持治具１０の構成について説明する。

　図４に示すように、保持治具１０は、大まかに、第１板としての下板１１、第２板としての押圧板１２、上板１３が上下方向に順に略平行に配置されるように備えられている。上述したように、下板１１の上面１１ｂにはロータコア１Ａが設置され、そのロータコア１Ａの上方に、押圧板１２の下面１２ｂが当接するように押圧板１２が設置される。押圧板１２は、中心に孔１２ａが形成された中空板状の部材であり、詳しくは後述するように樹脂を注入するための複数の樹脂注入孔である注入孔１２ｃがロータコア１Ａの孔部１Ｂの上方に位置するように貫通形成されている。また、押圧板１２には、上述した第２軸１５が貫通可能となる複数の貫通孔１２ｄが形成されている。

　上板１３は、中心に孔１３ａが形成された中空板状の部材であり、第２軸１５の上端に対してボルト２１によって締結される。また、押圧板１２と上板１３との間にはコイルスプリング２３が縮設され、コイルスプリング２３の内部に図示を省略した支持軸が配置され、その支持軸がボルト２２で上板１３に固定されることでコイルスプリング２３が位置決め支持されている。このように構成された保持治具１０は、ロータコア１Ａが、下板１１と、上板１３からコイルスプリング２３によって押圧される押圧板１２とによって押圧されて挟持される。これにより、ロータコア１Ａの複数の積層鋼板１ａは、積層方向に押圧されて積層方向に極力隙間なく接した状態で保持される。なお、第１軸１４の上端は、押圧板１２の下面に対向するように形成され、押圧板１２がコイルスプリング２３により下方に押圧された状態で当接して、ロータコア１Ａを積層方向に潰さないよう構成されている。

　以上のように構成された保持治具１０を、治具取付け工程Ｓ３においてロータコア１Ａに取付ける際は、下板１１の上面１１ｂにロータコア１Ａを設置し（積層鋼板１ａを配置し）、貫通孔１５ｄを第２軸１５に貫通させつつ押圧板１２をロータコア１Ａの上方に設置し、コイルスプリング２３を押圧板１２との間に挟持しつつ上板１３を設置して、ボルト２１により第２軸１５と上板１３とを締結する。これにより、積層方向（上下方向）の両端にある積層鋼板１ａに下板１１と押圧板１２とが面接触し、孔部１Ｂを除いた孔部１Ｂの周りを含めて各積層鋼板１ａが押圧された状態となるように、ロータコア１Ａを積層方向に押圧しつつ保持する保持治具１０がロータコア１Ａに取付けられる。

　［昇温工程の詳細］
　次に、昇温工程Ｓ４の詳細について説明する。本第１の実施の形態において、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに磁石１Ｍを固定するための樹脂としては、例えば溶融開始温度が６０度、硬化開始温度が１２０度の、常温では固体である熱硬化性材の樹脂材料を用いる。ロータコア１Ａが溶融開始温度よりも低いと、後述の樹脂注入工程Ｓ６において樹脂を注入した際に、樹脂が途中で凝固し、孔部１Ｂに対する樹脂の充填が不十分となる虞がある。さらに、詳しくは後述するように、樹脂を孔部１Ｂに注入した際に、積層鋼板１ａ同士の僅かな隙間から樹脂が漏出する可能性があるため、樹脂の注入時にロータコア１Ａの少なくとも孔部１Ｂを硬化開始温度以上にしておくことで、孔部１Ｂに接した樹脂から硬化を開始させ、樹脂が積層鋼板１ａ同士の間から漏れ出すことを防止させるものである。

　以上のような背景から、昇温工程Ｓ４において、図７に示すように、保持治具１０に保持されている（保持治具１０が取付けられた）ロータコア１Ａを、保持治具１０ごと加熱装置２００により加熱して昇温する。加熱装置２００は、樹脂注入装置３０の外に別の装置として存在しており、保持治具１０を取付けたロータコア１Ａを入れる加熱室２０１を有している。さらに、加熱装置２００は、ロータコア１Ａの外径側からロータコア１Ａを加熱する熱付与部としての誘導加熱器２１０と、ロータコア１Ａの内径側からロータコア１Ａを加熱する熱付与部としての誘導加熱器２２０とを有しており、誘導加熱器２１０の誘導加熱を行うコイル２１１は、ロータコア１Ａの外周面に対向して周回するように配置され、一方の誘導加熱器２２０の誘導加熱を行うコイル２２１は、ロータコア１Ａの内周面に対向して周回するように配置されている。昇温工程Ｓ４では、このような加熱装置２００によって、ロータコア１Ａの少なくとも孔部１Ｂを樹脂の硬化開始温度以上に加熱して昇温する。本第１の実施の形態においては、昇温工程Ｓ４において、ロータコア１Ａの孔部１Ｂが例えば１５０度程度になるように昇温する。

　なお、本実施の形態においては、ロータコア１Ａの外径側から加熱する誘導加熱器２１０と、ロータコア１Ａの内径側から加熱する誘導加熱器２２０と、を備えたものを説明しているが、何れか一方だけを備えたものであってもよい。また、本実施の形態では、ロータコア１Ａを誘導加熱によって加熱して昇温するものを説明しているが、これに限らず、加熱室の雰囲気温度を上昇して加熱室内部に設置されたロータコア１Ａを加熱して昇温する、所謂雰囲気路を用いる手法であっても構わない。

　［注入装置設置工程の詳細］
　続いて、樹脂を注入する樹脂注入装置３０に、保持治具１０に保持されたロータコア１Ａを設置する注入装置設置工程Ｓ５の詳細について図５、図６、図８、図９、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃを用いて説明する。まず、樹脂注入装置３０の構造について説明する。

　図６に示すように、樹脂注入装置３０は、狭義として、樹脂注入機４０とテーブル部５０とを備えており、テーブル部５０にランナ６０が設置されることで、広義として、樹脂をロータコア１Ａに注入する樹脂注入装置３０が構成される。樹脂注入機４０は、図１１に示すように、上端が固形の樹脂を投入する樹脂材投入口４０Ｂとなる樹脂投入孔４８が形成された投入部４７と、樹脂材投入口４０Ｂから投入された樹脂を溶融しつつかつ攪拌しつつ流路４９に送出するスクリュ４６と、流路４９に導通する流路４４が形成された筒部４１と、筒部４１の下端に固定され、下端が樹脂を射出する射出口４０Ａを形成するノズル部４２と、流路４９から流路４４への樹脂の流れを開閉弁４３ａによって開閉するストップバルブ４３と、流路４４の樹脂を射出口４０Ａから射出させるプランジャ４５と、を備えて構成されている。この樹脂注入機４０には、図９に示すように、例えば樹脂注入装置３０内にある熱付与部としての電熱線や冷媒の供給により加熱又は冷却が可能な温調装置８１（Ｔｅｍｐ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄｅｖｉｃｅ）が取付けられており、温調装置８１は、樹脂材投入口４０Ｂから射出口４０Ａまでの間にある樹脂を溶融した状態に維持するため、樹脂の温度を溶融開始温度以上かつ硬化開始温度未満の例えば８０度程度に調温する。特に温調装置８１は、スクリュ４６を加熱することで樹脂材投入口４０Ｂに投入された常温で固体の樹脂を溶融し、樹脂が溶融した状態を維持する。

　一方、テーブル部５０は、図６に示すように、下方側に配置された下方板５１と、下方板５１の側方端部に固定された側壁５３と、側壁５３に支持されて下方板５１の上方に平行に対向配置された上方板５２とを備えている。また、下方板５１には中央部分に孔５１ａが形成されており、テーブル部５０には、その孔５１ａの形状に合わせて形成され、上面５５ａが保持治具１０の下板１１を設置する台座となる設置台５５と、その設置台５５を昇降駆動自在にかつ回転駆動自在に制御する駆動装置５９とが備えられている。なお、図示を省略したが、設置台５５の上面５５ａには、凸部が設けられ、保持治具１０の下板１１の下面には凹部が設けられ、設置台５５に保持治具１０が設置された際に、それら凸部と凹部とが嵌合されることで、設置台５５に対して保持治具１０が回転方向に位置規制され、つまり設置台５５の回転で保持治具１０及びロータコア１Ａの回転方向の位置が制御される。

　また、テーブル部５０の上方板５２には、図５に示すように、装着孔５２ａが形成されており、その装着孔５２ａにランナ６０の上軸部６２が嵌合されることで、ランナ６０が着脱自在に装着される。ランナ６０は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、円板状の本体６１と、本体６１の中心から上方に延びる軸状の上軸部６２と、本体６１の下方の外周側から下方に延びる複数の分岐ノズル６３と、を備えて構成されている。本第１の実施の形態において、分岐ノズル６３は、ロータコア１Ａの孔部１Ｂの半数となる本数となるように設けられており、つまりロータコア１Ａの孔部１Ｂ（即ち磁石１Ｍ）の数が３２箇所である場合、分岐ノズル６３は１６本となるように構成されている。

　ランナ６０の内部においては、図１２Ｂに示すように、上端が樹脂の投入口６０Ａとなる投入流路６７が上軸部６２及び本体６１の円板状の中心軸に沿って上下方向に形成されている。また、図１２Ｃに示すように、本体６１の内部において、投入流路６７から分岐ノズル６３に向けて分岐する分岐流路６８が形成されており、分岐流路６８は、投入流路６７から放射状に中心軸と直交する方向の水平方向へ８本に分岐する放射流路６８Ａと、放射流路６８Ａの外周側で周方向の両側に分岐する周方向流路６８Ｂとを有するように形成されている。さらに、図１２Ｂに示すように、本体６１及び各分岐ノズル６３の内部において、分岐流路６８の周方向流路６８Ｂの周方向の端部のそれぞれから下方に向けて注入流路６９が形成され、その注入流路６９の下端が射出口６０Ｂとして形成されている。また、注入流路６９のそれぞれの内部には、射出口６０Ｂを開閉するストップバルブ６４が設けられている。

　また、このランナ６０には、周方向に周回するように配置された電熱線６５と、同じく周方向に周回するように配置された冷媒流路６６とが設けられており、これら電熱線６５と冷媒流路６６とは、図９に示す温調装置８２（Ｔｅｍｐ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄｅｖｉｃｅ）に接続されている。この温調装置８２は、ランナ６０が保持治具１０の押圧板１２に対して切離されるため、ランナ６０が熱の外乱として保持治具１０及びロータコア１Ａの温度から影響を受けるので、電熱線６５に電流を供給して加熱したり、或いは冷媒流路６６に冷媒を供給して冷却したりすることで、投入口６０Ａから射出口６０Ｂまでの間にある樹脂の温度を溶融開始温度以上かつ硬化開始温度未満の例えば８０度程度に維持するように調温する。このようにランナ６０には、温調装置８２が接続されているため、上下方向或いは回転方向に移動させることは難しいが、後述するように設置台５５が駆動装置５９によって昇降駆動或いは回転駆動されるため、樹脂注入工程Ｓ６でランナ６０を移動させることが無いように構成されている。

　以上のように構成された樹脂注入装置３０に、保持治具１０が取付けられたロータコア１Ａを設置する注入装置設置工程Ｓ５では、まず、図５に示すように、テーブル部５０から樹脂注入機４０を離間させ、かつ設置台５５を上面５５ａが下方板５１と同じ位置となるように下げた状態で、図６に示すように、ランナ６０を、上方板５２の装着孔５２ａに上軸部６２を嵌合させることで上方板５２に装着する。この状態から、図８に示すように、保持治具１０が取付けられたロータコア１Ａを設置台５５に設置する。この際、上述したように設置台５５の上面５５ａに設けられた凸部（不図示）と、保持治具１０の下板１１に設けられた凹部（不図示）とを嵌合させ、回転方向に移動不能に固定する。そして、図９に示すように、設置台５５を駆動装置５９により上昇させ、保持治具１０に形成された上板１３の貫通孔１３ｃと押圧板１２の注入孔１２ｃとに分岐ノズル６３が挿入され、注入孔１２ｃに分岐ノズル６３の先端が圧接された状態にセットされることで、樹脂注入装置３０に対するロータコア１Ａが設置される。

　［樹脂注入工程の詳細］
　ついで、樹脂注入工程Ｓ６の詳細について図９、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１５を用いて説明する。まず、保持治具１０の押圧板１２の注入孔１２ｃとロータコア１Ａの孔部１Ｂとの位置関係と、注入孔１２ｃの形状とについて説明する。なお、図１３Ｂは図１３ＡのＡ－Ａ矢視断面を示しており、図１３Ｃは図１３Ｂと同じ位置でロータコア１Ａから保持治具１０を取外した状態を示している。

　図１３Ａに示すように、保持治具１０をロータコア１Ａに取付けた状態では、押圧板１２の注入孔１２ｃがロータコア１Ａの孔部１Ｂの上方に少なくとも一部が重なる位置となる。詳細には、注入孔１２ｃの中心は、孔部１Ｂに対してロータコア１Ａの内径側に位置するように配置され、樹脂を孔部１Ｂに注入した際に、樹脂の圧力によって磁石１Ｍを外周側に押付ける。これにより、磁石１Ｍはロータコア１Ａの外径側に寄せられ、つまり回転電機としてステータに組付けられた際に磁石１Ｍがなるべくステータに近づけられ、磁力を強めて回転電機の出力や効率の向上が図られている。

　保持治具１０の押圧板１２の注入孔１２ｃは、図１３Ｂに示すように、分岐ノズル６３の先端にある円錐形状の傾斜面６３ａが圧接されて嵌合可能であるように内径が徐々に小さくなる傾斜形状であり、嵌合されるとシールされた状態となる第１傾斜面１２ｃａと、第１傾斜面１２ｃａよりも下方（ロータコア１Ａの側）に配置され、注入孔１２ｃの中心に対して鋭角となる角度θで傾斜することで、注入孔１２ｃの貫通方向においてロータコア１Ａに向けて内径が小さくなる先細り形状となる第２傾斜面１２ｃｂと、第１傾斜面１２ｃａと第２傾斜面１２ｃｂとの間に形成され、分岐ノズル６３が第２傾斜面１２ｃｂまで入り込むことを防止する段差部１２ｃｃと、第２傾斜面１２ｃｂの下方の先端に形成され、最も孔径が小さくなって絞り部として機能する小径部１２ｃｅと、小径部１２ｃｅの下方で小径部１２ｃｅよりも水平方向（貫通方向に直交する方向）に広がり、かつ注入孔１２ｃの開口部となる拡大開口部１２ｃｄと、を有するように形成されている。

　なお、本第１の実施の形態において上記第２傾斜面１２ｃｂの角度θは例えば３０度に形成されているが、鋭角であればよく、つまり０度よりも大きく４５度未満であればよい。また、拡大開口部１２ｃｄは、本第１の実施の形態では、図１３Ａに示すように、上下方向から見て小径部１２ｃｅを包含する位置で水平方向に広がる矩形状に形成されているが、これに限らず、断面視で円形状、楕円形状、長孔形状等でも、どのような形状でも小径部１２ｃｅより水平方向の断面積が広くなるように形成されていればよい。この拡大開口部１２ｃｄは、押圧板１２がロータコア１Ａの上面１Ａａに当接された状態で、ロータコア１Ａの上面１Ａａと孔部１Ｂとに跨る位置となるように形成されている。また、小径部１２ｃｅは、例えば直径１ｍｍ～５ｍｍ程度に形成されており、また、拡大開口部１２ｃｄの上下方向の厚みは、例えば０．５ｍｍ程度に形成されている。

　このように構成された保持治具１０の押圧板１２の注入孔１２ｃからロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入する樹脂注入工程Ｓ６では、図９に示すように、樹脂注入装置３０の樹脂注入機４０において、ストップバルブ４３が開かれると共にプランジャ４５により流路４４の樹脂が押圧されることで（図１１参照）、射出口４０Ａからランナ６０の投入口６０Ａに樹脂が射出され、樹脂がランナ６０の投入流路６７から８本の放射流路６８Ａに分岐して流れ、さらにそれぞれの放射流路６８Ａから周方向流路６８Ｂによって１６本の分岐ノズル６３の射出口６０Ｂに流れ、各ストップバルブ６４が開かれることで１６箇所の射出口６０Ｂから各注入孔１２ｃに樹脂が射出され、それら注入孔１２ｃからロータコア１Ａの１６箇所の孔部１Ｂに樹脂が注入される。これにより、各孔部１Ｂにおいて、樹脂が磁石１Ｍをロータコア１Ａの外径側に向けて押圧しつつ磁石１Ｍの周囲に樹脂が充填されていく。

　この際、孔部１Ｂの内部にあった空気は、保持治具１０の下板１１の空気孔１１ｃから抜けていき、樹脂が孔部１Ｂに隙間なく充填される。また、ロータコア１Ａは（特に孔部１Ｂの内周面は）、上述したように樹脂の硬化開始温度よりも高く加熱されているため、図１５に示すように、孔部１Ｂに充填された樹脂９９のうち、内側の部分９９Ｂは液体のままであるが、孔部１Ｂの側面に触れた部分９９Ａから硬化を開始し、これにより、孔部１Ｂにおいて積層鋼板１ａ同士の隙間から樹脂が漏れ出ることが防止される。このように充填された樹脂９９は、図１３Ｃに示すように、孔部１Ｂの開口部分まで充填され、さらに、拡大開口部１２ｃｄに僅かに空気を逃がしながら拡大開口部１２ｃｄにも充填され、矩形の板状である樹脂の板部９９ａが、孔部１Ｂとロータコア１Ａの上面１Ａａとに跨るように形成される。なお、この板部９９ａの機能については、後述の治具取外し工程Ｓ８の詳細で説明する。

　このように、ロータコア１Ａの８箇所の孔部１Ｂに対する樹脂の充填が終わると、図８に示すように、設置台５５を駆動装置５９により下降して保持治具１０が取付けられたロータコア１Ａを分岐ノズル６３から離反させる。その後、駆動装置５９により設置台５５を回転して、樹脂が充填されていない孔部１Ｂの上方に分岐ノズル６３が位置するように位相合わせを行い、さらに設置台５５を上昇して、樹脂の注入を行っていない注入孔１２ｃに対して分岐ノズル６３を挿入してセットする。そして、上述と同様に樹脂の注入を行って、３２箇所の孔部１Ｂのうちの残りの１６箇所の孔部１Ｂに対しても同様に樹脂の充填を行い、以上で樹脂注入工程Ｓ６を終了する。

　［磁石固定工程の詳細］
　次に、磁石固定工程Ｓ７の詳細について説明する。上述の樹脂注入工程Ｓ６が終了すると、図１０に示すように、樹脂注入装置３０から保持治具１０が取付けられたロータコア１Ａを設置台５５から取外して、つまり樹脂注入装置３０からロータコア１Ａを取り出す。この状態で、保持治具１０を取付けたままロータコア１Ａの温度を上記昇温工程Ｓ４で用いた同じ加熱装置２００によって樹脂の硬化開始温度以上の例えば１７０度程度に昇温する。即ち、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに充填された樹脂は、上述のように注入時にロータコア１Ａに触れた部分から硬化が開始されるが、孔部１Ｂの内部で完全に硬化していない部位もあるため、この磁石固定工程Ｓ７においては、さらに昇温し、樹脂注入工程Ｓ６で樹脂の注入を終了してから所定時間（例えば１分間）以内に孔部１Ｂの樹脂が完全に硬化するようにする。本実施の形態では、孔部１Ｂの樹脂が完全に硬化しているように、所定時間が経過するまでの間、硬化開始温度Ｔ３以上の固定温度Ｔ５に維持することで、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂によって磁石１Ｍが完全に固定される。なお、本第１の実施の形態では、磁石固定工程Ｓ７で加熱装置２００によりロータコア１Ａの温度を例えば１７０度程度となるように加熱しているものを説明しているが、昇温工程Ｓ４で既にロータコア１Ａが樹脂の硬化開始温度以上の例えば１５０度程度に加熱されているため、そのまま樹脂が硬化して磁石が固定されるまで硬化開始温度以上に維持されるように保温するだけでもよい。勿論、本第１の実施の形態のように、さらにロータコア１Ａを加熱した方が、その後の冷却時間を考慮しても、確実に樹脂が硬化するまでの時間は早い。

　以上のように、磁石固定工程Ｓ７で樹脂の硬化が完了すると、ロータコア１Ａは、ロータ１として完成したことになる。なお、その後、ロータ１にはロータ軸等が取付けられて軸付きロータとなり、回転電機の部品としての広義のロータを構成することになる。

　なお、本第１の実施の形態では、昇温工程Ｓ４と磁石固定工程Ｓ７とを分けて記載しているが、上述したように、昇温工程Ｓ４においてロータコア１Ａの加熱を開始し、磁石固定工程Ｓ７までロータコア１Ａの温度を樹脂の硬化開始温度以上に維持しているため、広義としての昇温工程は、昇温工程Ｓ４、注入装置設置工程Ｓ５、樹脂注入工程Ｓ６、磁石固定工程Ｓ７まで継続していることになる。また、換言すると、昇温工程Ｓ４も、樹脂の注入前であるが、樹脂を硬化させるために加熱しているので、磁石１Ｍをロータコア１Ａに固定する工程であると言える。また、昇温とは、広義として、通常の環境温度に対してロータコア１Ａや樹脂の温度が上昇される状態にすることをいうものであり、必ずしも温度が上昇し続けるものに限定するものではない。

　［治具取外し工程の詳細］
　続いて、治具取外し工程Ｓ８の詳細について説明する。上述の磁石固定工程Ｓ７において磁石１Ｍがロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂の硬化によって完全に固定されると、保持治具１０をロータコア１Ａ（ロータ１）から取外す。即ち、治具取付け工程Ｓ３でロータコア１Ａに対する保持治具１０の取付け順と逆の順で保持治具１０をロータコア１Ａから取外す。具体的には、図４に示すボルト２１の締結を解除して上板１３及びコイルスプリング２３を取外し、続いて、押圧板１２を第２軸１５から抜くことで下板１１から取外して図３に示す状態にし、最後に、下板１１からロータコア１Ａを上方に向けて取出すことで治具取外し工程Ｓ８が終了する。

　ここで、保持治具１０の押圧板１２の注入孔１２ｃによる樹脂の切離しについて、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。なお、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す図は、説明を容易にするために模式的に示した図であり、注入孔１２ｃの詳細な形状は図１３Ｂに示す形状が正確である。

　一般に、樹脂をノズルから充填した後、ノズルを離間させると、硬化していない樹脂が糸状に延びて、所謂バリを生じてしまうことがあり、そのバリが回転電機の内部で周辺の部品と接触しないように、或いは回転電機の内部に脱落しないようにするため、そのバリを綺麗に除去するバリ取り処理を行う必要がある。しかしながら、このようなバリ取り処理する工程は、専用設備が必要であり、また、バリ取り処理の自動化が困難であることから作業者を配する必要があり、コストが増大する虞がある。そのため、本第１の実施の形態においては、バリ取り処理が不要となるように、注入孔１２ｃの形状に特徴を有するものである。

　上述した樹脂注入工程Ｓ６においては、図１４Ａに示すように、ランナ６０の分岐ノズル６３が押圧板１２の注入孔１２ｃに挿入されて圧接された状態でロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂の注入が行われる。この際、射出口６０Ｂの位置は、段差部１２ｃｃによって分岐ノズル６３が第２傾斜面１２ｃｂに入り込まないため、注入孔１２ｃの小径部１２ｃｅよりも貫通方向における第２傾斜面１２ｃｂの側の位置にあり、分岐ノズル６３の射出口６０Ｂよりも下方にあって、特に第２傾斜面１２ｃｂに囲まれた部分と、拡大開口部１２ｃｄに囲まれた部分とに、樹脂９９が充填され、図１４Ｂに示すように、拡大開口部１２ｃｄによって板部９９ａ（図１３Ｃ参照）が形成されると共に、板部９９ａに繋がる形で第２傾斜面１２ｃｂによって円錐状の円錐部９９ｂが形成される。この際、小径部１２ｃｅによって、樹脂の板部９９ａと円錐部９９ｂとの間に水平方向に絞られた括れが形成される。なお、本第１の実施の形態においては、射出口６０Ｂが第１傾斜面１２ｃａの端部の位置にあるが、第２傾斜面１２ｃｂの途中まで入り込んでいてもよい。

　そして、治具取外し工程Ｓ８において、押圧板１２がロータコア１Ａの上面１Ａａから取外される際、押圧板１２をロータコア１Ａから離反させると、第２傾斜面１２ｃｂが円錐部９９ｂを咥え込んだ形で上方に引っ張り、剛性が弱い括れ部分にせん断応力を集中させて破断させることができる。また、押圧板１２を上方に引張る際、円錐部９９ｂが板部９９ａを引張ることになるが、板部９９ａは、図１３Ａに示すように、孔部１Ｂとロータコア１Ａの上面１Ａａとに跨り、かつ小径部１２ｃｅの断面積以上の面積で板部９９ａがロータコア１Ａに貼付くように形成されているため、引張り応力の大部分がロータコア１Ａの上面１Ａａで受けられ、孔部１Ｂの樹脂９９を介して磁石１Ｍを引張って磁石１Ｍの位置精度に影響を与えることを防止することができている。なお、図１４Ｂで示す円錐部９９ｂの破断部位９９ｂｘと板部９９ａの破断部位９９ａｘとは、破断部位９９ａｘが凹状で破断部位９９ｂｘが凸状となるものを示しているが、温度や引っ張り強さの加減により、略平滑となったり、凹凸が逆となったりすることもある。また、分岐ノズル６３が注入孔１２ｃから離反する際、射出口６０Ｂから樹脂が糸状に延びてバリを生じることもあるが、そのバリが生じる部分は円錐部９９ｂの上部であり、円錐部９９ｂは最終的に破棄されるため、その部分でバリが生じてもロータコア１Ａにバリが残ることはない。

　以上のように、治具取外し工程Ｓ８において、ロータコア１Ａから保持治具１０の押圧板１２を取外す際に、樹脂の板部９９ａから綺麗に円錐部９９ｂを破断させることができ、例えばバリ取り処理を行う工程を不要とすることができる。また、後述の冷却工程Ｓ９で冷却する前に保持治具１０を取外すので、下板１１とロータコア１Ａの孔部１Ｂの樹脂との間、押圧板１２と上記樹脂の板部９９ａや孔部１Ｂとの間、の切離しを樹脂が冷却されずに高温の状態で行うことができ、つまり樹脂の冷却によって固着が強まる前に切離すことができるので、保持治具１０の取外しも容易にできる。なお、押圧板１２の注入孔１２ｃに残った円錐部９９ｂは、例えばピン等で押し出すことで除去されて破棄される。その後、保持治具１０は、下板１１の空気孔１１ｃも含めて、それぞれの部品がブラシ等で清掃され、次のロータコア１Ａの製造に再び用いられる。

　［冷却工程の詳細］
　最後に、冷却工程Ｓ９の詳細について説明する。上述したように治具取外し工程Ｓ８において、保持治具１０がロータコア１Ａ（ロータ１）から取外された後、保持治具１０が取外されたロータコア１Ａと、ロータコア１Ａから取外した保持治具１０とを、冷却装置に共に投入して、ロータコア１Ａ及び保持治具１０とをそれぞれ冷却装置の内部で個別に冷却する。即ち、ロータコア１Ａに保持治具１０を取付けた状態であると、特に下板１１と押圧板１２とがロータコア１Ａの上下方向の両面に接して覆った状態となるため、保持治具１０を取外すことで、ロータコア１Ａにおいて露出する表面積が取外す前よりも大きくなり、冷却効率が上昇する。また、保持治具１０も熱容量が大きいため、ロータコア１Ａに保持治具１０を取付けた状態では、熱容量が大きくて冷え難いが、それらを分離することでそれぞれの熱容量が小さくなり、冷却効率が上昇する。これにより、ロータコア１Ａの冷却時間を短縮することが可能となり、また、保持治具１０の冷却時間も短縮することが可能となる。

　［各工程におけるロータコアの温度と樹脂の温度との遷移について］
　ついで、上述した各工程におけるロータコアの温度と樹脂の温度との遷移について図１６及び図１７を用いて説明する。まず、図１７を用いて従来のロータコアの加熱手法について説明する。図１７に示すように、時点ｔ１１にロータコア１Ａを加熱して予熱する予熱工程を開始する際は、ロータコア１Ａの温度（以下、「ロータコア温度」という）Ｔｃは常温であり、一方で、樹脂注入機４０で加熱されている樹脂の温度（以下、「樹脂温度」という）Ｔｒは溶融開始温度Ｔ１（例えば６０度）よりも高い温度（例えば８０度）で溶融されている。なお、常温とは、工場等における樹脂注入装置３０が設置されている環境の温度であり、例えば１５度～３０度程度を想定している。また、樹脂注入機で溶融されている樹脂温度Ｔｒは、そのままロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入される温度であるため、以下、注入温度Ｔ２という。

　この予熱工程では、時点ｔ１２にロータコア温度Ｔｃが溶融開始温度Ｔ１を超え、時点ｔ１３までに注入温度Ｔ２に加熱される。そして、時点ｔ１３にロータコア１Ａが樹脂注入装置３０に設置され、樹脂注入工程に進んで、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂注入機４０から樹脂が注入される。その後、時点ｔ１４に樹脂注入工程が終了すると、ロータコア１Ａは樹脂注入装置３０から取外されて本昇温工程に進み、不図示の加熱装置で樹脂が注入されたロータコア１Ａを再加熱し、時点ｔ１５に樹脂が硬化する硬化開始温度Ｔ３（例えば１２０度）を超えて、時点ｔ１６に目標となる例えば１５０度まで昇温される。そのまま時点ｔ１６から磁石固定工程に進み、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入された樹脂が硬化されるまで待機し、時点ｔ１７に樹脂の硬化が確実に終了している時間となると冷却工程に進み、ロータコア１Ａの冷却を時点ｔ１８まで行って、以上でロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入して磁石１Ｍを固定する各工程を終了する。

　以上説明した従来のロータコア１Ａの加熱手法では、時点ｔ１３からロータコア１Ａの孔部１Ｂに対する樹脂の注入を開始した後、時点ｔ１５にロータコア１Ａの温度が樹脂の硬化開始温度Ｔ３を超えるまでの間が、孔部１Ｂにおいて溶融された樹脂が滞留している時間（以下、「溶融樹脂の滞留時間」という）ＴＳとなり、特にこの溶融樹脂の滞留時間ＴＳが長いため、途中の「×」印で示すように積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出す虞がある。そこで本第１の実施の形態においては、以下に説明するようにロータコア１Ａの加熱手法を変えて、積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出すことの防止を図るものである。

　続いて、図１６を用いて本第１の実施の形態におけるロータコアの加熱手法について説明する。図１６に示すように、時点ｔ１にロータコア１Ａを加熱する昇温工程Ｓ４（図１参照）を開始する際は、本第１の実施の形態でも従来と同様に、ロータコア温度Ｔｃは常温であり、一方で、樹脂注入機４０で加熱（昇温）されている樹脂温度Ｔｒは、溶融開始温度Ｔ１（例えば６０度）よりも高くかつ硬化開始温度Ｔ３よりも低い温度（例えば８０度）で溶融されていて、常温では固定の樹脂をロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入することが可能な状態となっている。

　本第１の実施の形態における昇温工程Ｓ４においては、ロータコア１Ａを樹脂の硬化開始温度Ｔ３（例えば１２０度）よりも高い第１温度としての加熱温度Ｔ４（例えば１５０度）まで昇温する。そのため、時点ｔ２にロータコア温度Ｔｃが溶融開始温度Ｔ１を超え、時点ｔ３に第２温度としての注入温度Ｔ２を超える。そして、時点ｔ４にロータコア１Ａが樹脂注入装置３０に設置され（注入装置設置工程Ｓ５）、樹脂注入工程Ｓ６に進んで、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂注入機４０から樹脂が注入される。すると、孔部１Ｂに注入された樹脂の特に孔部１Ｂに触れた部分の樹脂温度Ｔｒは、ロータコア１Ａの熱量によって加熱されて昇温され、時点ｔ５に硬化開始温度Ｔ３を超えて概ね加熱温度Ｔ４まで上昇する。

　なお、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入される樹脂の熱容量に対して、金属製のロータコア１Ａの熱容量が遙かに大きいため、ロータコア温度Ｔｃは下降したとしても僅かである（例えば０．１度程度である）。また、ロータコア１Ａを加熱する際は、例えば誘導加熱器２１０，２２０等で加熱するため、全体に均等に加熱されるとは限らないが、少なくとも孔部１Ｂの部分が樹脂注入工程Ｓ６で樹脂を注入する際に加熱温度Ｔ４となっていればよい。具体的には、加熱装置からロータコア１Ａを取り出し、樹脂注入装置３０に設置する注入装置設置工程Ｓ５を経て、樹脂注入工程Ｓ６で樹脂が注入されるまでの経過時間でロータコア１Ａが僅かに冷えることを考慮して、特に孔部１Ｂの部分を加熱温度Ｔ４よりも僅かに高くなるように加熱しておくことが考えられる。

　その後、時点ｔ６に樹脂注入工程Ｓ６が終了すると、ロータコア１Ａは樹脂注入装置３０から取外されて磁石固定工程Ｓ７に進み、加熱装置２００でロータコア１Ａを再加熱し、加熱温度Ｔ４（例えば１５０度）よりも高い第３温度としての固定温度Ｔ５まで加熱され、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入された樹脂が確実に硬化されるように所定時間が経過するまで待機し、時点ｔ７に樹脂の硬化が確実に終了している時間となると、冷却工程Ｓ９に進み、保持治具１０を取外してロータコア１Ａの冷却を時点ｔ８まで行って、以上で本第１の実施の形態における、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入して磁石１Ｍを固定する各工程を終了する。

　以上説明した本実施の形態に係るロータコア１Ａの加熱手法では、時点ｔ４からロータコア１Ａの孔部１Ｂに対する樹脂の注入を開始した後、時点ｔ５にロータコア１Ａの温度が樹脂の硬化開始温度Ｔ３を超えるまでの間が、溶融樹脂の滞留時間ＴＳとなり、従来の溶融樹脂の滞留時間ＴＳに比して短く、さらに、孔部１Ｂに注入された樹脂が加熱温度Ｔ４まで加熱されている孔部１Ｂに触れた部分から硬化を開始するので、積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出すことの防止が図られる。

　また、本第１の実施の形態では、樹脂注入工程Ｓ６を行う際に、ロータコア温度Ｔｃが硬化開始温度Ｔ３（例えば１２０度）よりも高い加熱温度Ｔ４（例えば１５０度）となっているため、樹脂温度Ｔｒもロータコア１Ａの熱量で加熱されて硬化開始温度Ｔ３を超えて概ね加熱温度Ｔ４となるので、そのままでも樹脂の硬化は進むが、時点ｔ６から時点ｔ７における磁石固定工程Ｓ７を設けることで、樹脂を確実に硬化させ、樹脂によってロータコア１Ａの孔部１Ｂに磁石１Ｍを確実に固定することができている。さらに、磁石固定工程Ｓ７において、ロータコア１Ａを加熱温度Ｔ４（例えば１５０度）よりも高い固定温度Ｔ５（例えば１７０度）に加熱して昇温することで、確実に樹脂を硬化させる時間を短縮することができ、その後の冷却工程Ｓ９におけるロータコア１Ａの冷却時間を考慮しても、総じて時間の短縮化を図ることができている。

　＜第２の実施の形態＞
　ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図１８を用いて説明する。本第２の実施の形態においては、トランスファ成型の樹脂注入装置１３０を用いてロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入するものである。

　詳細には、樹脂注入装置１３０は、大まかに、樹脂注入機１４０、ランナ１６０、設置台１５０を備えている。樹脂注入機１４０は、所謂トランスファ成型機であり、本体１４１が複数の軸１４２によって上下に移動可能であり、ランナ１６０を介してロータコア１Ａを設置台１５０に押圧可能に構成されている。本体１４１には、樹脂タブレット１９９が投入口１４０Ａから投入される樹脂ポッド１４３（トランスファ室）が設けられており、また、樹脂ポッド１４３で溶融された樹脂を高圧で押圧して樹脂を射出口１４０Ｂから射出するプランジャ１４４が備えられている。また、本体１４１には、熱付与部としての電熱線１４５が内蔵されており（樹脂注入装置１３０内に配置されており）、不図示の加熱装置から供給される電力によって本体１４１及びプランジャ１４４を加熱して昇温することが可能となっている。

　上記ランナ１６０は、樹脂注入機１４０の射出口１４０Ｂに接続される投入口１６０Ａと、投入口１６０Ａから流路が分岐してロータコア１Ａの各孔部１Ｂに対向するように配置された複数の射出口１６０Ｂと、を有して構成されている。また、上記設置台１５０には、熱付与部としての電熱線１５５が内蔵されており（樹脂注入装置１３０内に配置されており）、不図示の加熱装置から供給される電力によってロータコア１Ａを下方から加熱して昇温することが可能となっている。さらに、ロータコア１Ａの外周には、ＩＨコイル１８１が配置されており、不図示の加熱装置から供給される高周波の電磁波によってロータコア１Ａを側方から加熱することが可能となっている。なお、ランナ１６０がロータコア１Ａの上方にある上金型となり、設置台１５０がロータコア１Ａの下方になる下金型となるとも言える。

　ついで、このように構成された樹脂注入装置１３０によってロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入して硬化させるまでの工程について説明する。まず、昇温工程によって樹脂注入装置１３０の外部の加熱装置（不図示）によってロータコア１Ａを樹脂の硬化開始温度以上に昇温する。一方で、樹脂ポッド１４３に樹脂タブレット１９９が投入される前に、樹脂注入機１４０の本体１４１も電熱線１４５によって硬化開始温度以上に加熱して昇温しておく。

　次に、注入装置設置工程において、硬化開始温度以上であるロータコア１Ａを樹脂注入装置１３０の設置台１５０に設置し、ランナ１６０を本体１４１に取付け、本体１４１を下降させて、ランナ１６０と設置台１５０とでロータコア１Ａを積層鋼板の積層方向に押圧した状態にする。この状態でも、樹脂注入装置１３０の電熱線１５５やＩＨコイル１８１によってロータコア１Ａを昇温することで、ロータコア１Ａが樹脂の硬化開始温度以上に維持され、電熱線１４５によって本体１４１を加熱して昇温することで、本体１４１（樹脂注入機１４０）も樹脂の硬化開始温度以上に維持される。なお、昇温工程でロータコア１Ａを硬化開始温度以上に昇温しておくことが好ましいが、注入装置設置工程の後に、ロータコア１Ａを樹脂注入装置１３０で硬化開始温度以上に昇温するようにしてもよい。

　ついで、樹脂注入工程において、樹脂注入機１４０の投入口１４０Ａに、常温で固体の樹脂タブレット１９９を投入し、樹脂ポッド１４３及びプランジャ１４４の熱によって樹脂タブレット１９９を溶融して液体にしつつプランジャ１４４によって高圧でランナ１６０に樹脂を射出し、ランナ１６０の射出口１６０Ｂからロータコア１Ａの孔部１Ｂのそれぞれに液体の樹脂を射出する。この際、本体１４１は樹脂の硬化開始温度以上に昇温されているが、樹脂が溶融し、かつ硬化する前のタイミングで樹脂の射出を行うため、基本的に樹脂注入機１４０に樹脂が硬化して残ることはない。

　そして、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに射出されて注入された樹脂は、硬化開始温度付近まで昇温しており（半硬化状態であり）、硬化開始温度以上に加熱されているロータコア１Ａの孔部１Ｂの側面に樹脂が触れることで樹脂の硬化が開始されるので、積層鋼板同士の間から樹脂が漏れ出ることの防止が図られる。

　その後、本第２の実施の形態における磁石固定工程では、ロータコア１Ａを樹脂注入装置１３０に設置したまま、電熱線１５５やＩＨコイル１８１によってロータコア１Ａを硬化開始温度以上に維持し、孔部１Ｂに注入された樹脂の硬化を完了して、つまり磁石１Ｍをロータコア１Ａに固定させる。なお、樹脂がある程度硬化した後、ロータコア１Ａを樹脂注入装置１３０から取外して、樹脂注入装置１３０外にある加熱装置（熱付与部）によってロータコア１Ａを加熱して硬化開始温度以上に維持してもよく、つまり磁石固定工程を、ロータコア１Ａを樹脂注入装置１３０の外部で行ってもよい。

　なお、本第２の実施の形態では、樹脂タブレット１９９の投入前に、樹脂注入機１４０の本体１４１及びプランジャ１４４を硬化開始温度以上に昇温しておくものを説明しているが、溶融開始温度以上かつ硬化開始温度未満に昇温しておくものでもよい。この場合でも、樹脂タブレット１９９は樹脂ポッド１４３で溶融して液体となり、ロータコア１Ａの孔部１Ｂで側面に触れることで樹脂の硬化が開始されることになる。

　なお、本第２の実施の形態における、これ以外の構成、作用、効果は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

　＜第３の実施の形態＞
　ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について図１９を用いて説明する。上記第１の実施の形態においては、昇温工程Ｓ４で加熱温度Ｔ４まで加熱して昇温し、樹脂注入工程Ｓ６が終了して磁石固定工程Ｓ７を行うときにさらに固定温度Ｔ５に加熱して昇温するもの（図１６参照）を説明したが、本第３の実施の形態においては、昇温工程Ｓ４で、樹脂の硬化を樹脂注入工程Ｓ６で樹脂の注入を終了してから所定時間（例えば１分間）以内に終了することが可能となる固定温度Ｔ５まで加熱して昇温し、樹脂注入工程Ｓ６及び磁石固定工程Ｓ７では加熱しないものである。

　詳細には、図１９に示すように、時点ｔ２１にロータコア１Ａを昇温する昇温工程Ｓ４（図１参照）を開始する際は、ロータコア温度Ｔｃは常温であり、一方で、樹脂注入機４０で昇温されている樹脂温度Ｔｒは、溶融開始温度Ｔ１（例えば６０度）よりも高くかつ硬化開始温度Ｔ３よりも低い温度（例えば８０度）で溶融されていて、常温では固定の樹脂をロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入することが可能な状態となっている。

　本第３の実施の形態における昇温工程Ｓ４においては、ロータコア１Ａを樹脂の硬化開始温度Ｔ３（例えば１２０度）よりも高く、上記加熱温度Ｔ４（例えば１５０度）（図１６参照）よりも高い固定温度Ｔ５（例えば１７０度）まで昇温する。そのため、時点ｔ２２にロータコア温度Ｔｃが溶融開始温度Ｔ１を超え、時点ｔ２３に第２温度としての注入温度Ｔ２を超える。そして、時点ｔ２４にロータコア１Ａが樹脂注入装置３０に設置され（注入装置設置工程Ｓ５）、樹脂注入工程Ｓ６に進んで、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂注入機４０から樹脂が注入される。すると、孔部１Ｂに注入された樹脂の特に孔部１Ｂに触れた部分の樹脂温度Ｔｒは、ロータコア１Ａの熱量によって加熱され、時点ｔ２５に硬化開始温度Ｔ３を超えて概ね固定温度Ｔ５まで昇温する。

　その後、時点ｔ２６に樹脂注入工程Ｓ６が終了すると、ロータコア１Ａは樹脂注入装置３０から取外されて磁石固定工程Ｓ７に進み、樹脂注入工程Ｓ６で樹脂の注入が終了してから所定時間（例えば１分間）が経過するまで、ロータコア１Ａを加熱せずに固定温度Ｔ５に維持し、つまりロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入された樹脂が確実に硬化されるように所定時間が経過するまで待機する。そして、時点ｔ２７に樹脂の硬化が確実に終了している時間となると、冷却工程Ｓ９に進み、保持治具１０を取外してロータコア１Ａの冷却を時点ｔ２８まで行って、以上で本第３の実施の形態における、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入して磁石１Ｍを固定する各工程を終了する。

　このように本第３の実施の形態では、磁石固定工程Ｓ７でロータコア１Ａを昇温することを省略することができ、例えば磁石固定工程Ｓ７を行うためにロータコア１Ａを、昇温工程Ｓ４を行った加熱装置２００に製造ラインを逆行して戻すことを不要とし、生産性の向上を図ることができる。

　なお、本第３の実施の形態における、これ以外の構成、作用、効果は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

　＜本実施の形態のまとめ＞
　以上説明した本ロータの製造方法は、
　常温において固体であり、溶融開始温度（Ｔ１）以上に加熱することで液体となり、硬化開始温度（Ｔ３）以上に加熱することで硬化する特性を有する熱硬化性の樹脂を用い、積層鋼板（１ａ）により形成されたロータコア（１Ａ）の孔部（１Ｂ）に磁石部材（１Ｍ）を配置し、樹脂を注入して硬化させ、前記磁石部材（１Ｍ）をロータコア（１Ａ）に固定することで、回転電機のロータ（１）を製造するロータの製造方法において、
　前記ロータコア（１Ａ）を前記硬化開始温度（Ｔ３）以上に昇温する昇温工程（Ｓ４）と、
　前記硬化開始温度（Ｔ３）以上である前記ロータコア（１Ａ）の孔部（１Ｂ）に、樹脂注入装置（３０，１３０）によって前記溶融開始温度（Ｔ１）以上かつ液体状である樹脂を注入する樹脂注入工程（Ｓ６）と、
　前記ロータコア（１Ａ）を前記硬化開始温度（Ｔ３）以上に維持して樹脂を硬化させる磁石固定工程（Ｓ７）と、を備える。

　これにより、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入した際に、孔部１Ｂに触れた樹脂が硬化開始温度Ｔ３以上となって硬化するため、樹脂が積層鋼板１ａ同士の間から漏れ出すことの防止を図ることができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）において、前記ロータコア（１Ａ）を前記硬化開始温度（Ｔ３）以上である加熱温度（Ｔ４）に昇温し、
　前記磁石固定工程（Ｓ７）において、前記ロータコア（１Ａ）を、樹脂の硬化を前記樹脂注入工程（Ｓ６）で樹脂の注入を終了してから所定時間以内に終了することが可能な前記加熱温度（Ｔ４）よりも高い固定温度（Ｔ５）に昇温する。

　これにより、樹脂注入工程Ｓ６でロータコア１Ａの温度を、加熱温度Ｔ４に設定することができ、例えばロータコア１Ａの温度を固定温度Ｔ５に昇温しておく場合に比して、樹脂の硬化の進行を遅くでき、例えば孔部１Ｂの長さが長い場合でも樹脂の注入を行い易くすることができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）及び前記磁石固定工程（Ｓ７）において、前記ロータコア（１Ａ）を加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置（３０，１３０）外に設けられ、
　前記樹脂注入工程（Ｓ６）において、樹脂を前記溶融開始温度（Ｔ１）以上に加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置（３０，１３０）内に設けられている。

　これにより、樹脂注入装置３０（１３０）が硬化開始温度Ｔ３以上とならないため、樹脂注入機４０（１４０）の内部で樹脂が硬化することがなく、樹脂材の歩留まりを向上することができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）及び前記磁石固定工程（Ｓ７）において、前記ロータコア（１Ａ）を加熱するための熱付与部は、同じ熱付与部である。

　これにより、ロータコア１Ａを加熱するための設備を簡略化することができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）において、前記ロータコア（１Ａ）を、樹脂の硬化を前記樹脂注入工程（Ｓ６）で樹脂の注入を終了してから所定時間以内に終了することが可能な固定温度（Ｔ５）に昇温し、
　前記磁石固定工程（Ｓ７）において、前記ロータコア（１Ａ）を加熱しない。

　これにより、磁石固定工程Ｓ７でロータコア１Ａを加熱することを省略することができ、例えば磁石固定工程Ｓ７を行うためにロータコア１Ａを、昇温工程Ｓ４を行った加熱装置に製造ラインを逆行して戻すことを不要とし、生産性の向上を図ることができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）において、前記ロータコア（１Ａ）を加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置（３０，１３０）外に設けられ、
　前記樹脂注入工程（Ｓ６）において、樹脂を前記溶融開始温度（Ｔ１）以上に加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置（３０，１３０）内に設けられている。

　これにより、樹脂注入装置３０（１３０）が硬化開始温度Ｔ３以上とならないため、樹脂注入機４０（１４０）の内部で樹脂が硬化することがなく、樹脂材の歩留まりを向上することができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記樹脂注入工程（Ｓ６）において、前記ロータコア（１Ａ）が前記積層鋼板（１ａ）の積層方向に押圧された状態で樹脂の注入を行う。

　これにより、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに樹脂を注入した際に、樹脂が孔部１Ｂに触れて硬化することと相俟って、孔部１Ｂにおいて積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出すことをさらに発生し難くすることができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）の前に、保持治具（１０）内に前記積層鋼板（１ａ）を配置し、前記ロータコア（１Ａ）の孔部（１Ｂ）に前記磁石部材（１Ｍ）を配置する治具取付け工程（Ｓ３）を備える。

　これにより、ロータコア１Ａを加熱する前に保持治具１０を取付けるので、ロータコア１Ａの積層方向への熱膨張を加味した押圧力を付与した状態を保持治具１０によって設定することができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記保持治具（１０）は、第１板（１１）と、樹脂注入孔（１２ｃ）が形成された第２板（１２）と、を有し、前記第１板（１１）及び前記第２板（１２）によって前記積層方向における両端にある積層鋼板（１ａ）に面接触して前記ロータコア（１Ａ）を押圧する。

　これにより、ロータコア１Ａの孔部１Ｂの周囲を押圧することができ、孔部１Ｂにおいて積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出すことの防止効果をさらに増すことができる。

　また、本ロータの製造方法は、
　前記樹脂注入工程（Ｓ６）において、前記硬化開始温度（Ｔ３）以上である前記樹脂注入装置（１３０）に固体の樹脂を投入し、その樹脂を溶融しつつ通過させて、前記硬化開始温度（Ｔ３）以上である前記ロータコア（１Ａ）の孔部（１Ｂ）に注入する。

　これにより、樹脂の注入から樹脂を硬化させるまでを短時間で行うことができ、孔部１Ｂにおいて積層鋼板１ａ同士の間から樹脂が漏れ出す前に樹脂の硬化を完了させることができる。

　そして、本ロータの製造方法は、
　前記昇温工程（Ｓ４）において、前記ロータコア（１Ａ）を加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置（１３０）外に設けられる。

　これにより、昇温工程Ｓ４におけるロータコア１Ａの温度管理を安定的に行うことができる。

　＜他の実施の形態の可能性＞
　なお、以上説明した本第１及び第２の実施の形態においては、昇温工程Ｓ４でロータコア１Ａを加熱温度Ｔ４として例えば１５０度に加熱して昇温するものを一例として説明したが、この値は適宜変更可能である。即ち、昇温工程Ｓ４でロータコア１Ａを昇温した後の加熱温度Ｔ４は、樹脂の硬化開始温度Ｔ３よりも高ければ、樹脂を注入した際に孔部１Ｂに触れて硬化が開始される点で目的を達成できる。しかしながら、樹脂を孔部１Ｂに注入した際に樹脂の硬化が早いと孔部１Ｂに樹脂が完全に充填される前に硬化した樹脂が邪魔することになるため、加熱温度Ｔ４は、高すぎても良好ではなく、例えば１６０度以下程度に設定することが好ましい。

　また、本第１及び第２の実施の形態においては、樹脂注入機４０，１４０で樹脂の温度を注入温度Ｔ２として例えば８０度に昇温するものを一例として説明したが、この値も適宜変更可能である。即ち、樹脂を孔部１Ｂに注入することを可能にする点では、樹脂が溶融して液体となる溶融開始温度Ｔ１（例えば６０度）以上に設定する必要があり、かつ樹脂が硬化しないように硬化開始温度Ｔ３未満にする必要がある。また、ロータコア１Ａの孔部１Ｂに注入された樹脂は、昇温されているロータコア１Ａの熱量で昇温され、つまり樹脂温度Ｔｒが急上昇することになるため、それを考慮した注入温度Ｔ２を設定することが好ましい。この注入温度Ｔ２は、ロータコア１Ａの加熱温度Ｔ４が低いほど注入された樹脂が昇温され難いので高く設定することになり、反対にロータコア１Ａの加熱温度Ｔ４が高いほど注入された樹脂が昇温され易いので低く設定することになる。

　また、本第１及び第２の実施の形態においては、磁石固定工程Ｓ７でロータコア１Ａを固定温度Ｔ５として例えば１７０度に昇温するものを一例として説明したが、この値も適宜変更可能である。即ち、固定温度Ｔ５を加熱温度Ｔ４よりも高くすることによって、樹脂の硬化を早める効果がある点で目的を達成できる。しかしながら、ロータコア１Ａの温度が高くなり過ぎると、熱歪み等が生じる虞もあり、また、加熱時間がかかって時間短縮の効果が薄れるので、例えば１８５度以下程度に設定することが好ましい。

　また、本第１の実施の形態においては、保持治具１０が大まかに下板１１、押圧板１２、上板１３、及びコイルスプリング２３で構成されたものを説明したが、これに限らず、ロータコア１Ａを積層方向に挟持して保持できるものであれば、どのような構成であってもよい。

　また、本第１の実施の形態においては、冷却工程Ｓ９で保持治具１０も冷却装置で冷却する場合を説明したが、これに限らず、保持治具１０を自然冷却してもよく、特に保持治具１０を再利用するとしても自然冷却で足りるように保持治具１０を多数準備しておけばよい。

　また、本第１の実施の形態においては、冷却工程Ｓ９でロータコア１Ａ（ロータ１）を冷却装置で冷却する場合を説明したが、これに限らず、ロータコア１Ａを自然冷却するとしても、保持治具１０を取外す方が冷却時間を短縮できることは勿論のことである。

　また、本第１の実施の形態においては、樹脂の板部９９ａ及び円錐部９９ｂを形成する注入孔１２ｃを、当接部材としての保持治具１０の押圧板１２に形成したものを説明したが、これに限らず、例えばロータコア１Ａを保持治具１０で保持せず、別の手法で保持して樹脂注入を行う場合等、保持治具１０を用いない場合も考えられる。この場合、樹脂の板部９９ａ及び円錐部９９ｂを形成する注入孔は、ロータコア１Ａに当接させる別のプレート等に形成することが考えられる。

　また、本第１の実施の形態においては、注入孔１２ｃにより樹脂の板部９９ａ及び円錐部９９ｂを形成するものを説明したが、これらの形状はどのようなものでもよい。即ち、拡大開口部でロータコア１Ａの上面よりも突出するように形成される形状は、板状でなく、例えば三角錐状、四角錐状、円錐状、半球状等でもよく、また、先細り部で形成される形状は、円錐状でなく、例えば三角錐状、四角錐状、円錐状、半球状等でもよい。

　また、本第１の実施の形態においては、ランナ６０をテーブル部５０に着脱自在に支持したものを説明したが、ランナ６０を樹脂注入機４０のノズル部４２等に直接的に固定して支持させてもよく、さらには、テーブル部５０以外の他の部材に支持させるようにしてもよい。

　また、本第１の実施の形態においては、設置台５５にロータコア１Ａを設置し、ランナ６０に向けてロータコア１Ａを上昇させて射出口６０Ｂを注入孔１２ｃを介してロータコア１Ａの孔部１Ｂに対向させるものを説明したが、これに限らず、樹脂注入機４０やランナ６０の向きによっては、ロータコア１Ａをどの方向に向けて移動してもよく、つまり少なくとも樹脂注入工程Ｓ６で樹脂注入機４０やランナ６０を移動させないように構成できれば、どのような構成でもよい。

　また、本第１の実施の形態においては、温調装置８１が樹脂注入機４０の温度管理を行い、温調装置８２がランナ６０の温度管理を行うものについて説明したが、これに限らず、例えば１つの温調装置で温度管理を行うようにしてもよく、反対に、さらに多くの温調装置を用いて樹脂注入機４０やランナ６０の温度管理を細分化するようにしてもよい。

　本ロータの製造方法は、回転電機のロータの製造時に用いることが可能であり、特にロータコアの孔部に樹脂を注入した際に、樹脂が積層鋼板同士の間から漏れ出すことの防止を図ることが求められるものに用いて好適である。

１…ロータ
１ａ…積層鋼板
１Ａ…ロータコア
１Ｂ…孔部
１Ｍ…磁石部材（磁石）
１０…保持治具
１１…第１板（下板）
１２…第２板（押圧板）
１２ｃ…樹脂注入孔（注入孔）
３０…樹脂注入装置
１３０…樹脂注入装置
Ｓ３…治具取付け工程
Ｓ４…昇温工程
Ｓ６…樹脂注入工程
Ｓ７…磁石固定工程
Ｔ１…溶融開始温度
Ｔ３…硬化開始温度
Ｔ４…加熱温度
Ｔ５…固定温度

Claims (11)

1. 　常温において固体であり、溶融開始温度以上に加熱することで液体となり、硬化開始温度以上に加熱することで硬化する特性を有する熱硬化性の樹脂を用い、積層鋼板により形成されたロータコアの孔部に磁石部材を配置し、樹脂を注入して硬化させ、前記磁石部材をロータコアに固定することで、回転電機のロータを製造するロータの製造方法において、
   　前記ロータコアを前記硬化開始温度以上に昇温する昇温工程と、
   　前記硬化開始温度以上である前記ロータコアの孔部に、樹脂注入装置によって前記溶融開始温度以上かつ液体状である樹脂を注入する樹脂注入工程と、
   　前記ロータコアを前記硬化開始温度以上に維持して樹脂を硬化させる磁石固定工程と、を備える、
   　ロータの製造方法。
2. 　前記昇温工程において、前記ロータコアを前記硬化開始温度以上である加熱温度に昇温し、
   　前記磁石固定工程において、前記ロータコアを、樹脂の硬化を前記樹脂注入工程で樹脂の注入を終了してから所定時間以内に終了することが可能な前記加熱温度よりも高い固定温度に昇温する、
   　請求項１に記載のロータの製造方法。
3. 　前記昇温工程及び前記磁石固定工程において、前記ロータコアを加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置外に設けられ、
   　前記樹脂注入工程において、樹脂を前記溶融開始温度以上に加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置内に設けられている、
   　請求項２に記載のロータの製造方法。
4. 　前記昇温工程及び前記磁石固定工程において、前記ロータコアを加熱するための熱付与部は、同じ熱付与部である、
   　請求項３に記載のロータの製造方法。
5. 　前記昇温工程において、前記ロータコアを、樹脂の硬化を前記樹脂注入工程で樹脂の注入を終了してから所定時間以内に終了することが可能な固定温度に昇温し、
   　前記磁石固定工程において、前記ロータコアを加熱しない、
   　請求項１に記載のロータの製造方法。
6. 　前記昇温工程において、前記ロータコアを加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置外に設けられ、
   　前記樹脂注入工程において、樹脂を前記溶融開始温度以上に加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置内に設けられている、
   　請求項５に記載のロータの製造方法。
7. 　前記樹脂注入工程において、前記ロータコアが前記積層鋼板の積層方向に押圧された状態で樹脂の注入を行う、
   　請求項１乃至６の何れか１項に記載のロータの製造方法。
8. 　前記昇温工程の前に、保持治具内に前記積層鋼板を配置し、前記ロータコアの孔部に前記磁石部材を配置する治具取付け工程を備える、
   　請求項７に記載のロータの製造方法。
9. 　前記保持治具は、第１板と、樹脂注入孔が形成された第２板と、を有し、前記第１板及び前記第２板によって前記積層方向における両端にある積層鋼板に面接触して前記ロータコアを押圧する、
   　請求項８に記載のロータの製造方法。
10. 　前記樹脂注入工程において、前記硬化開始温度以上である前記樹脂注入装置に固体の樹脂を投入し、その樹脂を溶融しつつ通過させて、前記硬化開始温度以上である前記ロータコアの孔部に注入する、
    　請求項１に記載のロータの製造方法。
11. 　前記昇温工程において、前記ロータコアを加熱するための熱付与部は、前記樹脂注入装置外に設けられる、
    　請求項１０に記載のロータの製造方法。

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