JP7519235B2 - ロータコアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータコアの製造方法に関する。

従来、永久磁石が挿入される磁石収容部に樹脂材を注入するロータコアの製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載のロータでは、ロータコアの孔部に磁石が挿入されている。また、孔部と磁石との間の離間部には固定部材が設けられている。この固定部材は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）と、硬化剤と、無機充填剤とを含む固定用樹脂組成物により構成されている。また、固定用樹脂組成物には、これらの物質に加えて、ステアリン酸亜鉛等の離型剤およびそれらを含む添加剤由来の揮発性有機化合物が含有されている。

また、磁石は、ロータコアが予熱された後、ロータコアの孔部に挿入される。その後、ロータコアは、上型および下型により挟み込まれ、上型に設けられた流路を介して、孔部と磁石との間の離間部に樹脂が充填される。樹脂が充填される間、ロータコアは、上型および下型からの熱伝導により、樹脂材の硬化に適した温度に加熱されている。これにより、固定用樹脂組成物が硬化し、固定部材が形成される。

特許第６２４９４６８号公報

ここで、上記特許文献１に記載のロータコアの製造方法では、上記のように熱硬化性樹脂に揮発性有機化合物が含まれているため、ロータコアの孔部に注入された熱硬化性樹脂が、加熱により熱硬化されている間に、熱硬化性樹脂に含まれる揮発性有機化合物が揮発する場合がある。この場合、揮発した揮発性有機化合物が熱硬化性樹脂の外部に逃げず、熱硬化性樹脂の内部に気泡として残る場合がある。この気泡を除去することで磁石（永久磁石）の固定力を高めることができる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、揮発性有機化合物が含まれる樹脂材が積層コアに注入されているロータコアにおいて、永久磁石の固定力を高めることが可能なロータコアの製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるロータコアの製造方法は、複数の電磁鋼板が積層され、電磁鋼板の積層方向に延びる磁石収容部を有する積層コアと、磁石収容部に配置される永久磁石と、磁石収容部内において永久磁石を固定する、常温において固形であるとともに常温よりも高い第１温度で溶融が開始され、かつ、第１温度よりも高い第２温度で硬化が開始される熱硬化性の樹脂材と、を備えるロータコアの製造方法であって、積層コアの温度が、樹脂材に含まれる離型剤としての揮発性有機化合物の揮発温度以上の第３温度になるように、積層コアを予備加熱する予熱工程と、予熱工程により第３温度に加熱された積層コアの磁石収容部に、溶融した樹脂材を注入する注入工程と、磁石収容部に注入された樹脂材を第３温度よりも高い第４温度で加熱することにより、樹脂材を熱硬化させるとともに永久磁石を磁石収容部内に固定する固定工程と、を備え、注入工程は、第３温度に加熱された積層コアに樹脂材を接触させて加熱させることによって揮発性有機化合物を揮発させるとともに揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部外に逃がしながら、磁石収容部に樹脂材を注入する工程である。

この発明の一の局面によるロータコアの製造方法では、上記のように、揮発性有機化合物の揮発温度以上の第３温度に加熱された積層コアに樹脂材を接触させて加熱させることによって、揮発性有機化合物を揮発させるとともに揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部外に逃がしながら、磁石収容部に樹脂材を注入する工程が行われる。このように構成することによって、固定工程において樹脂材を加熱する前に、注入工程において樹脂材に含まれる揮発性有機化合物を揮発させて磁石収容部の外部に逃がすことができる。その結果、注入工程の後の固定工程において揮発性有機化合物が逃がされている状態になっているので、樹脂材を加熱した際に揮発性有機化合物が揮発するのを防止することができる。これにより、揮発した揮発性有機化合物が樹脂材の外部に逃げずに樹脂材の内部に気泡として残るのを防止することができる。その結果、揮発性有機化合物が含まれる樹脂材が積層コアに注入されているロータコアにおいて、永久磁石の固定力を高めることができる。

また、樹脂材の内部に揮発性有機化合物が気泡として残るのを防止することができるので、揮発性有機化合物の揮発に伴って樹脂材の体積が膨張することに起因して、積層コアの間（電磁鋼板同士の間）から樹脂材が漏れるのを防止することができる。また、積層コアを押圧するための治具（金型）が用いられている場合は治具（金型）と積層コアとの間から樹脂材が漏れるのを防止することができる。これにより、漏れた樹脂材を除去する手間を省くことができる。

本発明によれば、揮発性有機化合物が含まれる樹脂材が積層コアに注入されているロータコアにおいて、永久磁石の固定力を高めることができる。

本実施形態によるロータ（回転電機）の構成を示す平面図である。 本実施形態による積層コアを押圧する治具、および、治具に配置された完成後のロータコアを示す断面図である。 本実施形態によるロータコアを押圧する治具の下方プレートの構成を示す平面図である。 本実施形態による下方プレートの気体逃がし溝を示す平面図である。 図４の部分拡大図である。 図５の２０００－２０００線に沿った断面図である。 本実施形態によるロータコアの製造システムの構成を示す概略図である。 本実施形態による誘導加熱コイルおよび樹脂注入装置を示す断面図である。 本実施形態によるロータコアの製造方法を示すフロー図である。 本実施形態による各工程と樹脂材の温度との関係を示した図である。 本実施形態による樹脂材を加熱することにより発生する揮発ガスの成分を示した図である。 本実施形態による時間経過に対する樹脂材の加熱温度および重量変化の関係を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［本実施形態］
図１～図１０を参照して、本実施形態によるロータコア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２参照）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。

（ロータコアの構造）
まず、図１を参照して、本実施形態のロータコア４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、本実施形態では、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２参照）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４ｄを備える。また、ロータコア４は、積層コア４ｄ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４ｄに複数（本実施形態では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４ｄ（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。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４ｄ（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２参照）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、温度Ｔ１（たとえば６０℃）において溶融が開始されるとともに温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２（たとえば１２０℃）において硬化が開始される材料（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、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の温度が温度Ｔ１以上になると溶融する。そして、樹脂材６は、温度Ｔ１以上でかつ温度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、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。なお、温度Ｔ１および温度Ｔ２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１温度」および「第２温度」の一例である。

樹脂材６として、たとえば、特開２０１９－８９８７１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、たとえば、ウレタンアクリレート、モノマーとしてのアクリル酸エステル等のラジカル重合性単量体、無機充填剤（フィラー）、シランカップリング剤、反応開始剤、反応禁止剤、離型剤（滑剤）としてのステアリン酸化合物等を含む。また、前述の樹脂材６の成分は、揮発性有機化合物を含んでいる。また、樹脂材６は熱硬化性樹脂である。樹脂材６は、加熱による硬化反応促進時に、揮発性有機化合物そのもの、または熱分解されて生成した揮発性有機化合物が揮発する。なお、用いられる樹脂材はこれに限られず、たとえばエポキシ樹脂等を用いてもよい。

（治具の構造）
次に、図２～図６を参照して、本実施形態の治具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４ｄ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。なお、治具２０は、特許請求の範囲の「押圧部」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と、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、クランプ部材２７と、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、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「一方側プレート」および「他方側プレート」の一例である。

上方プレート２１は、中心部に貫通孔２１ａを有し、円環状に形成されている。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（本実施形態では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。

なお、後述する予熱用加熱装置１０２（図７参照）の誘導加熱コイル１０２ａ（図８参照）は、上方プレート２１の貫通孔２１ａ、および、後述する押圧プレート２３の貫通孔２３ａの各々を介して、積層コア４ｄの径方向内側に挿入される。また、硬化用加熱装置１０４（図７参照）に設けられる図示しない誘導加熱コイルも、同様に、上方プレート２１の貫通孔２１ａ、および、後述する押圧プレート２３の貫通孔２３ａの各々を介して、積層コア４ｄの径方向内側に挿入される。

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、本実施形態では、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４ｄが配置された状態で、上方（Ｚ１方向側）から見て、積層コア４ｄとオーバラップする位置に設けられている。

また、押圧プレート２３は、積層コア４ｄの上端面４ｂに配置されている。押圧プレート２３は、積層コア４ｄを、軸方向の一方側（Ｚ１側）から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、押圧ばね２２の付勢力により、積層コア４ｄの上端面４ｂ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、中心部に貫通孔２３ａを有し、円環状に形成されている。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の先端が挿入可能（図８参照）に設けられている。

また、下方プレート２４は、積層コア４ｄを、軸方向の他方側（Ｚ２側）から支持するように設けられている。すなわち、積層コア４ｄは、下方プレート２４に配置（載置）されている。下方プレート２４は、積層コア４ｄの下端面４ｃと接触している。下方プレート２４は、中心部に貫通孔２４ａを有し、円環状に形成されている。また、下方プレート２４は、複数（本実施形態では３つ）の切り欠き部２４ｂを含む。複数の切り欠き部２４ｂは、貫通孔２４ａの内周縁において、略等角度間隔（図３参照）で設けられている。

複数の切り欠き部２４ｂの各々には、Ｌ字状の位置決め部２４ｃが設けられている。複数の位置決め部２４ｃにより、下方プレート２４に対する積層コア４ｄの径方向および周方向の位置が決められる。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。

また、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。断熱部材２５は、中心部に貫通孔２５ａを有し、円環状に形成されている。また、断熱部材２５は、樹脂製である。

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、後述する各装置（１０１～１０４）における治具２０の位置決めに用いられる。

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、上方プレート２１と下方プレート２４とが、積層コア４ｄを挟むとともに押圧した状態となる。すなわち、治具２０に積層コア４ｄが固定される。クランプ部材２７は、複数（本実施形態では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４に示すように、下方プレート２４には、磁石収容部１０内の気体を磁石収容部１０外に逃がす（排出する）気体逃がし溝２４ｅが設けられている。気体逃がし溝２４ｅは、下方プレート２４に積層コア４ｄが配置されている状態で、磁石収容部１０に接続（図６参照）されている。気体逃がし溝２４ｅは、平面視において、複数の磁石収容部１０の各々と交差（図５参照）するように複数設けられている。また、気体逃がし溝２４ｅは、磁石収容部１０の径方向内側および径方向外側の両方に延びるように設けられている。

図６に示すように、磁石収容部１０の径方向外側に設けられる気体逃がし溝２４ｅの径方向外側の端部２４ｆは、積層コア４ｄの外周縁４ｅよりも径方向外側に位置している。また、磁石収容部１０の径方向内側に設けられる気体逃がし溝２４ｅの径方向内側の端部２４ｇは、積層コア４ｄの内周縁４ｆよりも径方向内側に位置している。これにより、磁石収容部１０からの揮発した揮発性有機化合物は、気体逃がし溝２４ｅを介して積層コア４ｄの外部に逃がされる。なお、上記の気体逃がし溝２４ｅの構成は一例であって、気体逃がし溝２４ｅを介して積層コア４ｄの外部に揮発した揮発性有機化合物を逃がすことが可能な構成であれば、上記の構成に限られない。

また、図６に示すように、気体逃がし溝２４ｅは、軸方向の深さＤを有する。深さＤは、たとえば数十μｍである。気体逃がし溝２４ｅの深さＤは、気体（揮発した揮発性有機化合物および空気）を排出可能であるとともに樹脂材６が流出しない程度の深さである。

なお、押圧プレート２３には、気体逃がし溝２３ｃが設けられている。気体逃がし溝２３ｃの構成および軸方向から見た配置は、下方プレート２４の気体逃がし溝２４ｅと同様であるので、詳細な説明は省略する。

（ロータコアの製造システム）
次に、図７および図８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７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４ｄを搬送する搬送用コンベア１０５を備える。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４ｄ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４ｄ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４ｄ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の誘導加熱コイル１０２ａ（図８参照）による加熱によって、積層コア４ｄおよび治具２０（押圧プレート２３および下方プレート２４）が予備加熱される。予熱の詳細については後述する。

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４ｄが配置された状態で、かつ、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、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。詳細には、樹脂注入装置１０３のノズル１０３ａ（図８参照）の先端が押圧プレート２３の樹脂注入孔２３ｂに挿入された状態で、ノズル１０３ａから射出された溶融した樹脂材６が、磁石収容部１０に注入される。

硬化用加熱装置１０４は、積層コア４ｄ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に配置された状態で、かつ、磁石収容部１０に樹脂材６が注入された状態の積層コア４ｄを、樹脂材６が硬化する温度である温度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。

（ロータの製造方法）
次に、図９および図１０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９に示すように、ステップＳ１において、積層コア４ｄ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（図２参照）が積層されることによって、積層コア４ｄ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４ｄに形成される。

次に、ステップＳ２において、組立装置１０１において、治具２０に積層コア４ｄを配置する工程が行われる。具体的には、まず、下方プレート２４に積層コア４ｄが配置（載置）される。次に、下方プレート２４に積層コア４ｄが配置された状態で、磁石収容部１０に永久磁石５が配置される。そして、下方プレート２４と上方プレート２１とがクランプ部材２７によりクランプ（連結）されるとともに、押圧プレート２３により積層コア４ｄの上端面４ｂが押圧される。

次に、ステップＳ３において、積層コア４ｄを予備加熱する予熱工程が行われる。具体的には、予熱工程は、積層コア４ｄの温度が、樹脂材６に含まれる揮発性有機化合物の揮発温度以上である温度Ｔ３になるように、積層コア４ｄを加熱する工程である。これにより、後述する注入工程において、温度Ｔ３に加熱された積層コア４ｄに樹脂材６が注入されることによって、樹脂材６は溶融状態が維持されるとともに樹脂材６に含まれる揮発性有機化合物が揮発する。たとえば、本実施形態では、揮発性有機化合物の揮発温度は約１２５℃で、温度Ｔ３は１４０℃である。なお、温度Ｔ３は、特許請求の範囲の「第３温度」の一例である。

ここで、本実施形態では、予熱工程は、積層コア４ｄの温度が、樹脂材６の溶融が開始される温度Ｔ１（６０℃）よりも高く、かつ、後述する固定工程（Ｓ６）における加熱温度である温度Ｔ４（たとえば１７５℃）よりも低い温度Ｔ３になるように、積層コア４ｄを予備加熱する工程である。

これにより、積層コア４ｄが、樹脂材６の溶融が開始される温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ３で予備加熱されるので、固定工程において比較的速やかに積層コア４ｄの温度を上昇させることが可能となるとともに樹脂材６の熱硬化を速やかに行うことが可能となる。したがって、樹脂材６の注入中に樹脂材６が硬化するのを極力防止しながら、固定工程において樹脂材６を比較的速やかに硬化させることが可能となる。なお、温度Ｔ４は、特許請求の範囲の「第４温度」の一例である。

また、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３は、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２（１２０℃）よりも高い。

これにより、積層コア４ｄが、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２よりも高い温度Ｔ３で予備加熱されるので、固定工程においてより速やかに積層コア４ｄの温度を上昇させることが可能となるとともに樹脂材６をより速やかに熱硬化させることが可能となる。なお、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３は、樹脂材６の熱硬化に適した温度範囲よりも低い温度である。すなわち、樹脂材６が注入される間は、樹脂材６の硬化を抑制することが可能である。

詳細には、予熱工程は、積層コア４ｄの温度が、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２と後述する固定工程において積層コア４ｄが加熱される温度である温度Ｔ４との中央の温度（（Ｔ２＋Ｔ４）／２）に対して温度Ｔ２寄り（図１０参照）の温度Ｔ３になるように、積層コア４ｄを予備加熱する工程である。たとえば、上記のように温度Ｔ４が１７５℃である場合、温度Ｔ２（１２０℃）と温度Ｔ４との中央の温度は１４７．５℃であるので、温度Ｔ３（１４０℃）は、上記中央の温度（１４７．５℃）と温度Ｔ２（１２０℃）との間の温度となる。

これにより、予熱工程における加熱温度（Ｔ３）が温度Ｔ２と温度Ｔ４との中央の温度に対して温度Ｔ４寄りの場合に比べて、樹脂材６の注入中に樹脂材６が硬化するのをより確実に防止することが可能となる。

また、本実施形態では、予熱工程は、積層コア４ｄおよび治具２０の各々の温度が温度Ｔ３になるように、治具２０に取り付けられた状態の積層コア４ｄを、治具２０と共に予備加熱する工程である。具体的には、少なくとも押圧プレート２３および下方プレート２４が温度Ｔ３になるように予備加熱が行われる。

これにより、積層コア４ｄに加えて治具２０も温度Ｔ３に加熱されているので、治具２０に接触した樹脂材６に含まれる揮発性有機化合物を容易に揮発させることが可能となる。

次に、ステップＳ４において、樹脂材６を樹脂注入装置１０３において溶融させる溶融工程が行われる。具体的には、常温において固形状態の樹脂材６が樹脂注入装置１０３内において温度Ｔ１で加熱されることによって溶融される。なお、溶融工程は、たとえば予熱工程（Ｓ３）の前に行われてもよい。

次に、ステップＳ５において、積層コア４ｄの磁石収容部１０に樹脂材６を注入する注入工程が行われる。具体的には、注入工程は、予熱工程により温度Ｔ３に加熱された積層コア４ｄの磁石収容部１０に、溶融した樹脂材６を注入する工程である。また、注入工程は、治具２０により、積層コア４ｄを軸方向に押圧した状態で、磁石収容部１０に樹脂材６を注入する工程である。

ここで、本実施形態では、注入工程は、温度Ｔ３に加熱された積層コア４ｄに樹脂材６を接触させて加熱させることによって揮発性有機化合物を揮発させるとともに揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部１０外に逃がしながら、磁石収容部１０に樹脂材６を注入する工程である。具体的には、樹脂注入装置１０３（図８参照）から射出された樹脂材６が、温度Ｔ３に加熱された積層コア４ｄ、押圧プレート２３、および、下方プレート２４に接触することによって温度Ｔ３に加熱される。その結果、樹脂材６に含まれる揮発性有機化合物が揮発する。そして、揮発した揮発性有機化合物は、磁石収容部１０内の空気と共に磁石収容部１０外に排出される。

これにより、後述する固定工程において樹脂材６を加熱する前に、注入工程において樹脂材６に含まれる揮発性有機化合物を揮発させて磁石収容部１０の外部に逃がすことが可能である。その結果、注入工程の後の固定工程において揮発性有機化合物が逃がされているので、樹脂材６をした際に揮発性有機化合物が揮発するのが防止することが可能である。これにより、揮発した揮発性有機化合物が樹脂材６の外部に逃げずに樹脂材６の内部に気泡として残るのを防止することが可能である。その結果、揮発性有機化合物が含まれる樹脂材６が積層コア４ｄに注入されているロータコア４において、永久磁石５の固定力を高めることが可能である。

また、樹脂材６の内部に揮発性有機化合物が気泡として残るのを防止することができるので、揮発性有機化合物の揮発に伴って樹脂材６の体積が膨張することに起因して、積層コア４ｄの間（電磁鋼板４ａ同士の間）、および、積層コア４ｄと治具２０との間から樹脂材６が漏れるのを防止することが可能である。これにより、漏れた樹脂材６を除去する手間を省くことが可能である。

また、積層コア４ｄが、固定工程における樹脂材６の加熱温度である温度Ｔ４よりも低い温度で予備加熱されるので、樹脂材６の注入中に樹脂材６が硬化するのを極力防止することが可能である。

また、本実施形態では、注入工程は、治具２０（押圧プレート２３および下方プレート２４）により、積層コア４ｄを軸方向に押圧した状態で、押圧プレート２３に設けられた気体逃がし溝２３ｃ（図６参照）および下方プレート２４に設けられた気体逃がし溝２４ｅ（図６参照）の各々を介して、揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部１０外に逃がしながら、磁石収容部１０に樹脂材６を注入する工程である。

これにより、気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）が押圧プレート２３および下方プレート２４の両方に設けられているので、揮発した揮発性有機化合物を、気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）を介してより容易に磁石収容部１０外に逃がすことが可能である。

また、揮発した揮発性有機化合物の一部は、押圧プレート２３の樹脂注入孔２３ｂから排出される。また、揮発した揮発性有機化合物の一部は、電磁鋼板４ａ同士の間からも積層コア４ｄの外部に排出される。なお、積層コア４ｄが治具２０により押圧されていることによって電磁鋼板４ａ同士の間の隙間が小さくされているので、磁石収容部１０に注入された樹脂材６は電磁鋼板４ａ同士の間からは漏れない。また、上述したように、磁石収容部１０に注入された樹脂材６は、気体逃がし溝２３ｃ（２４ｅ）の深さＤ（図６参照）が小さいので気体逃がし溝２３ｃ（２４ｅ）からは漏れない。

そして、ステップＳ６において、磁石収容部１０に注入された樹脂材６を温度Ｔ２（樹脂材６の硬化が開始される温度）以上で加熱するとともに樹脂材６を硬化させることによって、永久磁石５を磁石収容部１０内に固定する固定工程が行われる。具体的には、磁石収容部１０に樹脂材６が注入された状態の積層コア４ｄを、治具２０と共に、樹脂注入装置１０３とは別個に設けられた硬化用加熱装置１０４に移動させる。その後、硬化用加熱装置１０４において、積層コア４ｄと治具２０とを、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３（および温度Ｔ２）よりも高い温度Ｔ４で加熱する。これにより、磁石収容部１０内に注入された樹脂材６が熱硬化する。

（実験結果１）
図１１を参照して、樹脂材６の加熱温度と揮発した揮発性有機化合物との関係について調べた実験した結果を説明する。

図１１に示すように、実験では、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃の各温度で樹脂材６を２０分加熱した場合に検出された揮発ガスを、ガスクロマトグラフ質量分析計により計測した。計測の結果、揮発ガスの成分（揮発性有機化合物）には、樹脂成分由来の成分として、未反応モノマー、ウレタンアクリレート、多官能アクリルエステルが含まれていることが検知された。また、揮発ガスの成分には、添加物由来の成分として、反応開始剤、反応禁止剤、滑剤（離型剤）（ステアリン酸系）が含まれていることが検知された。

実験の結果、上記温度で揮発する揮発ガスの主成分は、未反応モノマー、反応開始剤、および滑剤であることが確認された。さらに、滑剤が揮発ガスの過半数（２００℃でも半数近く）を占めていることが確認された。すなわち、樹脂材６に気泡が残るのを防止するためには、滑剤を逃がす必要があることが確認された。

（実験結果２）
図１２を参照して、樹脂材６の加熱温度を変化させながら樹脂材６の重量の変化を検出する熱重量分析の実験結果について説明する。図１２において、実線は、時間の経過に対する重量変化を意味し、破線は、時間の経過に対する温度変化を意味する。

加熱温度のパターンについて説明する。まず、加熱温度を２５℃から８０℃まで（１０℃／ｍｉｎで）上昇させた後、１０分間８０℃を維持する。その後、加熱温度を８０℃から１７５℃（または２５０℃）まで上昇させた後、５分間１７５℃（２５０℃）を維持する。その後、１７５℃（２５０℃）から２５℃まで（－５℃／ｍｉｎで）下降させる。その結果、加熱温度の最高温度が１７５℃および２５０℃の各々の場合において、加熱温度が１２５℃を超えたあたりで樹脂材６の重量が減少したことが確認された。なお、簡略化のため図示は省略するが、加熱温度の最高温度が１７５℃および２５０℃以外の温度（１６５℃、１８５℃、２００℃、２７０℃）でも、加熱温度が１２５℃を超えたあたりで樹脂材６の重量が減少したことが確認された。すなわち、加熱温度が１２５℃を超えたあたりで、樹脂材６の揮発性有機化合物が揮発していることが確認された。つまり、本実施形態のように、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３を１４０℃とすることにより、揮発性有機化合物が十分に揮発することが確認された。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、注入工程は、第３温度（Ｔ３）に加熱された積層コア（４ｄ）に樹脂材（６）を接触させて加熱させることによって揮発性有機化合物を揮発させるとともに揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部（１０）外に逃がしながら、磁石収容部（１０）に樹脂材（６）を注入する工程である。

これにより、固定工程において樹脂材（６）を加熱する前に、注入工程において樹脂材（６）に含まれる揮発性有機化合物を揮発させて磁石収容部（１０）の外部に逃がすことができる。その結果、注入工程の後の固定工程において揮発性有機化合物が逃がされている状態になっているので、樹脂材（６）を加熱した際に揮発性有機化合物が揮発するのを防止することができる。これにより、揮発した揮発性有機化合物が樹脂材（６）の外部に逃げずに樹脂材（６）の内部に気泡として残るのを防止することができる。その結果、揮発性有機化合物が含まれる樹脂材（６）が積層コア（４ｄ）に注入されているロータコア（４）において、永久磁石（５）の固定力を高めることができる。

また、樹脂材（６）の内部に揮発性有機化合物が気泡として残るのを防止することができるので、揮発性有機化合物の揮発に伴って樹脂材（６）の体積が膨張することに起因して、樹脂材（６）が積層コア（４ｄ）の間（電磁鋼板（４ａ）同士の間から樹脂材（６）が漏れるのを防止することができる。また、積層コア（４ｄ）を押圧するための治具（２０）（金型）が用いられている場合は治具（２０）（金型）と積層コア（４ｄ）との間から樹脂材（６）が漏れるのを防止することができる。これにより、漏れた樹脂材（６）を除去する手間を省くことができる。

また、積層コア（４ｄ）が、固定工程における樹脂材（６）の加熱温度である第４温度（Ｔ４）よりも低い温度で予備加熱されるので、樹脂材（６）の注入中に樹脂材（６）が硬化するのを極力防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、予熱工程は、積層コア（４ｄ）の温度が、樹脂材（６）の溶融が開始される第１温度（Ｔ１）よりも高く、かつ、第４温度（Ｔ４）よりも低い第３温度（Ｔ３）になるように、積層コア（４ｄ）を予備加熱する工程である。

このように構成すれば、積層コア（４ｄ）が、樹脂材（６）の溶融が開始される第１温度（Ｔ１）よりも高い第３温度（Ｔ３）で予備加熱されるので、固定工程において比較的速やかに積層コア（４ｄ）の温度を上昇させることができるとともに樹脂材（６）の熱硬化を速やかに行うことができる。したがって、樹脂材（６）の注入中に樹脂材（６）が硬化するのを極力防止しながら、固定工程において樹脂材（６）を比較的速やかに硬化させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、予熱工程は、積層コア（４ｄ）の温度が、樹脂材（６）の溶融が開始される第１温度（Ｔ１）よりも高い温度であるとともに樹脂材（６）の硬化が開始される温度である第２温度（Ｔ２）以上で、かつ、第４温度（Ｔ４）よりも低い第３温度（Ｔ３）になるように、積層コア（４ｄ）を予備加熱する工程である。

このように構成すれば、積層コア（４ｄ）が、樹脂材（６）の硬化が開始される第２温度（Ｔ２）よりも高い第３温度（Ｔ３）で予備加熱されるので、固定工程においてより速やかに積層コア（４ｄ）の温度を上昇させることができるとともに樹脂材（６）をより速やかに熱硬化させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、予熱工程は、積層コア（４ｄ）の温度が、樹脂材（６）の硬化が開始される第２温度（Ｔ２）と第４温度（Ｔ４）との中央の温度に対して第２温度（Ｔ２）寄りの第３温度（Ｔ３）になるように、積層コア（４ｄ）を予備加熱する工程である。

このように構成すれば、予熱工程における加熱温度が第２温度（Ｔ２）と第４温度（Ｔ４）との中央の温度に対して第４温度（Ｔ４）寄りの場合に比べて、樹脂材（６）の注入中に樹脂材（６）が硬化するのをより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、注入工程は、治具（２０）または金型を含む押圧部（２０）により、積層コア（４ｄ）を積層コア（４ｄ）の軸方向に押圧した状態で、磁石収容部（１０）に樹脂材（６）を注入する工程であり、予熱工程は、積層コア（４ｄ）および押圧部（２０）の各々の温度が第３温度（Ｔ３）になるように、押圧部（２０）により押圧された状態の積層コア（４ｄ）を、押圧部（２０）と共に予備加熱する工程である。

このように構成すれば、積層コア（４ｄ）に加えて押圧部（２０）も第３温度（Ｔ３）に加熱されているので、押圧部（２０）に接触した樹脂材（６）に含まれる揮発性有機化合物を容易に揮発させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、注入工程は、押圧部（２０）に設けられるとともに磁石収容部（１０）に接続される気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）を介して、揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部（１０）外に逃がしながら、磁石収容部（１０）に樹脂材（６）を注入する工程である。

このように構成すれば、揮発した揮発性有機化合物を、気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）を介して容易に磁石収容部（１０）外に逃がすことができる。

また、本実施形態では、上記のように、注入工程は、積層コア（４ｄ）を軸方向の一方側から押圧する一方側プレート（２３）と、積層コア（４ｄ）を軸方向の他方側から支持する他方側プレート（２４）とを有する治具（２０）を含む押圧部（２０）により、積層コア（４ｄ）を軸方向に押圧した状態で、一方側プレート（２３）および他方側プレート（２４）の各々に設けられた気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）を介して、揮発した揮発性有機化合物を磁石収容部（１０）外に逃がしながら、磁石収容部（１０）に樹脂材（６）を注入する工程である。

このように構成すれば、気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）が一方側プレート（２３）および他方側プレート（２４）の両方に設けられているので、揮発した揮発性有機化合物を、気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）を介してより容易に磁石収容部（１０）外に逃がすことができる。

［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、上記実施形態では、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３（第３温度）が、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２（第２温度）よりも高い例を示したが、本発明はこれに限られない。温度Ｔ３が、温度Ｔ２以下であってもよい。

また、上記実施形態では、固定工程における加熱温度である温度Ｔ４（第４温度）が、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２（第２温度）よりも高い例を示したが、本発明はこれに限られない。温度Ｔ４が、温度Ｔ２と等しくてもよい。

また、上記実施形態では、予熱工程における加熱温度である温度Ｔ３（第３温度）が、樹脂材６の硬化が開始される温度Ｔ２（第２温度）と固定工程における加熱温度である温度Ｔ４（第４温度）との中央の温度に対して温度Ｔ２寄りである例を示したが、本発明はこれに限られない。温度Ｔ３（第３温度）が、温度Ｔ２と温度Ｔ４との中央の温度に対して温度Ｔ４寄りであってもよい。

また、上記実施形態では、治具２０（押圧部）により積層コア４ｄが押圧さ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、積層コア４ｄは、金型により押圧されていてもよい。たとえば、金型は、樹脂注入装置１０３に備えられている金型であってもよい。この場合、揮発した揮発性有機化合物を逃がすための気体逃がし溝は金型に設けられる。

また、上記実施形態では、積層コア４ｄは、治具２０により積層コア４ｄが押圧された状態で、治具２０と共に予備加熱される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、積層コア４ｄ単体で予備加熱されてもよい。

また、上記実施形態では、押圧プレート２３（一方側プレート）および下方プレート２４（他方側プレート）の両方に気体逃がし溝（２３ｃ、２４ｅ）が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、押圧プレート２３（一方側プレート）および下方プレート２４（他方側プレート）の一方にのみ気体逃がし溝が設けられていてもよい。

４…ロータコア、４ａ…電磁鋼板、４ｄ…積層コア、５…永久磁石、６…樹脂材、１０…磁石収容部、２０…治具（押圧部）、２３…押圧プレート（一方側プレート）、２４…下方プレート（他方側プレート）、２３ｃ、２４ｅ…気体逃がし溝、Ｔ１…温度（第１温度）、Ｔ２…温度（第２温度）、Ｔ３…温度（第３温度）、Ｔ４…温度（第４温度）

Claims (7)

1. 複数の電磁鋼板が積層され、前記電磁鋼板の積層方向に延びる磁石収容部を有する積層コアと、前記磁石収容部に配置される永久磁石と、前記磁石収容部内において前記永久磁石を固定する、常温において固形であるとともに常温よりも高い第１温度で溶融が開始され、かつ、前記第１温度よりも高い第２温度で硬化が開始される熱硬化性の樹脂材と、を備えるロータコアの製造方法であって、
   前記積層コアの温度が、前記樹脂材に含まれる離型剤としての揮発性有機化合物の揮発温度以上の第３温度になるように、前記積層コアを予備加熱する予熱工程と、
   前記予熱工程により前記第３温度に加熱された前記積層コアの前記磁石収容部に、溶融した前記樹脂材を注入する注入工程と、
   前記磁石収容部に注入された前記樹脂材を前記第３温度よりも高い第４温度で加熱することにより、前記樹脂材を熱硬化させるとともに前記永久磁石を前記磁石収容部内に固定する固定工程と、を備え、
   前記注入工程は、前記第３温度に加熱された前記積層コアに前記樹脂材を接触させて加熱させることによって前記揮発性有機化合物を揮発させるとともに揮発した前記揮発性有機化合物を前記磁石収容部外に逃がしながら、前記磁石収容部に前記樹脂材を注入する工程である、ロータコアの製造方法。
2. 前記予熱工程は、前記積層コアの温度が、前記樹脂材の溶融が開始される前記第１温度よりも高く、かつ、前記第４温度よりも低い前記第３温度になるように、前記積層コアを予備加熱する工程である、請求項１に記載のロータコアの製造方法。
3. 前記予熱工程は、前記積層コアの温度が、前記樹脂材の溶融が開始される前記第１温度よりも高い温度であるとともに前記樹脂材の硬化が開始される温度である前記第２温度以上で、かつ、前記第４温度よりも低い前記第３温度になるように、前記積層コアを予備加熱する工程である、請求項２に記載のロータコアの製造方法。
4. 前記予熱工程は、前記積層コアの温度が、前記樹脂材の硬化が開始される前記第２温度と前記第４温度との中央の温度に対して前記第２温度寄りの前記第３温度になるように、前記積層コアを予備加熱する工程である、請求項３に記載のロータコアの製造方法。
5. 前記注入工程は、治具または金型を含む押圧部により、前記積層コアを前記積層コアの軸方向に押圧した状態で、前記磁石収容部に前記樹脂材を注入する工程であり、
   前記予熱工程は、前記積層コアおよび前記押圧部の各々の温度が前記第３温度になるように、前記押圧部により押圧された状態の前記積層コアを、前記押圧部と共に予備加熱する工程である、請求項１～４のいずれか１項に記載のロータコアの製造方法。
6. 前記注入工程は、前記押圧部に設けられるとともに前記磁石収容部に接続される気体逃がし溝を介して、揮発した前記揮発性有機化合物を前記磁石収容部外に逃がしながら、前記磁石収容部に前記樹脂材を注入する工程である、請求項５に記載のロータコアの製造方法。
7. 前記注入工程は、前記積層コアを前記軸方向の一方側から押圧する一方側プレートと、前記積層コアを前記軸方向の他方側から支持する他方側プレートとを有する前記治具を含む前記押圧部により、前記積層コアを前記軸方向に押圧した状態で、前記一方側プレートおよび前記他方側プレートの各々に設けられた前記気体逃がし溝を介して、揮発した前記揮発性有機化合物を前記磁石収容部外に逃がしながら、前記磁石収容部に前記樹脂材を注入する工程である、請求項６に記載のロータコアの製造方法。

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