JP7091970B2 - 電磁鋼板積層体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造する製造方法及び製造装置に関する。

従来、電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体が、例えば電動モータのロータあるいはステータとして用いられている。特許文献１には、電磁鋼板積層体からなるロータコア（回転子積層鉄心）の製造方法が記載されている。

特許文献１に記載の製造方法では、電磁鋼板を打ち抜いて形成された薄板材からなる鉄心片をかしめ積層して基準ブロックコアを形成し、さらに複数の基準ブロックコアを所定角度（９０°）ずつ回転させながら積層する。特許文献１の図２には、４つの基準ブロックコアを積層した例が記載されている。

基準ブロックコアには、鉄心片を積層方向に貫通する貫通孔が設けられている。複数の基準ブロックコアは、貫通孔どうしの連通により形成される連結孔に嵌入された連結ピンによって連結され、かつ溶接されて一体の積層体となる。この積層体は、搬送トレイに載置され、樹脂封止装置まで搬送される。樹脂封止装置では、積層体の磁石挿入孔に挿入された硬磁性体（磁石）が樹脂の注入により封止される。搬送トレイは、積層体の下面が当接する平板状の載置部と、載置部の中央部に立設されたガイド部材とを有しており、積層体の中心部の軸孔にガイド部材が嵌入する。

特開２００７－２８２３９２号公報

特許文献１に記載の製造方法では、複数の基準ブロックコアを連結ピンによって連結して積層し、積層体の中心部の軸孔にガイド部材を嵌入させる。ここで、複数の基準ブロックコアを連結ピンによって連結することなく、例えば複数の基準ブロックコアのそれぞれを搬送トレイに載置しながら積層すれば、製造時の工数を削減することが可能となる。しかし、この場合には、基準ブロックコアが搬送トレイに対して僅かでも傾いていると、軸孔にガイド部材を嵌入させる際などに引っ掛かりが生じてしまい、搬送トレイ上に複数の基準ブロックコアを積み重ねることが困難となるおそれがある。

そこで、本発明は、電磁鋼板を打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造するにあたり、複数の板材の水平方向の位置をガイド芯によって合わせながら、複数の板材を鉛直方向に沿って載置台に容易に積み重ねることが可能な電磁鋼板積層体の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造する製造方法であって、前記複数の板材が鉛直方向に順次積み重ねられる載置台と、前記複数の板材の積層方向に延在して前記複数の板材の水平方向の位置を合わせるガイド芯と、前記載置台を前記ガイド芯に対して前記積層方向に相対移動させるアクチュエータとを用い、前記電磁鋼板積層体は、複数枚の前記板材を板厚方向に連結したブロックごとに前記複数の板材が積層され、前記ガイド芯は、前記積層方向に直交する断面における外形寸法が一定の胴部と、前記胴部よりも上方に設けられた先細り形状の肩部とを有し、１つの前記ブロックが新たに積み重ねられたとき、当該ブロックの下端部が前記胴部と水平方向に並び、当該ブロックの上端部が前記胴部よりも上方に位置し、その後に前記アクチュエータによって前記載置台を下降させることにより、当該ブロックの全体を前記胴部に外嵌させる、電磁鋼板積層体の製造方法を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造する製造装置であって、前記複数の板材の積層方向に延在して前記複数の板材の水平方向の位置を合わせるガイド芯と、前記複数の板材が鉛直方向に順次積み重ねられる載置台と、前記載置台を前記ガイド芯に対して前記積層方向に移動させることが可能なアクチュエータとを備え、前記電磁鋼板積層体は、複数枚の前記板材を板厚方向に連結したブロックごとに前記複数の板材が積層され、前記ガイド芯は、前記積層方向に直交する断面における外形寸法が一定の胴部と、前記胴部よりも上方に設けられた先細り形状の肩部とを有し、１つの前記ブロックが新たに積み重ねられたとき、当該ブロックの下端部が前記胴部と水平方向に並び、当該ブロックの上端部が前記胴部よりも上方に位置し、その後に前記アクチュエータによって前記載置台を下降させることにより、当該ブロックの全体を前記胴部に外嵌させる、電磁鋼板積層体の製造装置を提供する。

本発明に係る電磁鋼板積層体の製造方法及び製造装置によれば、電磁鋼板を打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造するにあたり、複数の板材の水平方向の位置をガイド芯によって合わせながら、複数の板材を鉛直方向に沿って載置台に容易に積み重ねることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る製造方法及び製造装置により製造された回転電機ロータを有する回転電機を示す構成図である。 （ａ）は、回転電機ロータを示す斜視図である。（ｂ）は、回転電機ロータを回転軸線Ｏに沿った軸方向断面で示す断面図である。 １枚のコアプレートを示す平面図である。 製造装置のパレット及びアクチュエータを示す断面図である。 パレットの分解斜視図である。 （ａ）～（ｅ）は、第１乃至第５のブロックを載置台上に順次積み重ねる工程を示している。（ｆ）は、第１のブロックの一部を拡大して示す断面図である。 製造装置及び搬送装置を上方から見た概略構成図である。 製造装置及び搬送装置を斜め上方から見た概略構成図である。 ロータコアの収容穴に硬磁性体を固定する固定工程を示す説明図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（回転電機の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る製造方法及び製造装置により製造された回転電機ロータ（以下、単に「ロータ」という。）を有する回転電機を示す構成図である。

この回転電機１００は、ステータ１と、ロータ２とを有している。ステータ１は、図略のハウジングに非回転に固定される。ロータ２は、中心部にシャフト１０が挿通されたロータコア２１を有し、シャフト１０と一体に回転する。回転電機１００は、駆動力を発生するモータとして、あるいはシャフト１０の回転力を電気エネルギーに変換する発電機として、もしくはその両方の機能を有するモータジェネレータとして、例えば電気自動車や所謂ハイブリッド車両に搭載される。

ステータ１は、ステータコア１１と、複数のコイル１２とを有して構成されている。ステータコア１１は、円筒状の基体部１１１と、基体部１１１から径方向内方に突出した複数のティース１１２と、基体部１１１から径方向外方に突出した複数の被固定部１１３とを一体に有している。図１の図示例では、ステータコア１１が１５個のティース１１２を有しており、それぞれのティース１１２にコイル１２が巻き回されている。被固定部１１３には、ステータコア１１をハウジングに固定するためのボルトを挿通させるボルト挿通穴１１３ａが形成されている。

ステータコア１１及びロータコア２１は、電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体である。以下、ロータコア２１の製造方法、及びロータコア２１を製造するための製造装置について詳細に説明するが、ステータコア１１も同様にして製造することが可能である。

図２（ａ）は、ロータ２を示す斜視図である。図２（ｂ）は、ロータ２を回転軸線Ｏに沿った軸方向断面で示す断面図である。ロータ２は、ロータコア２１と、ロータコア２１に保持された複数の磁石２２とを有している。ロータコア２１は、複数枚のコアプレート３を回転軸線Ｏに平行な積層方向に積層して構成されている。本実施の形態では、ロータコア２１が一例として５０枚のコアプレート３からなるが、コアプレート３の枚数は、必要なロータコア２１の厚みに応じて適宜変更可能である。コアプレート３は、電磁鋼板をプレス加工により打ち抜いて形成された平板状の板材である。

ロータコア２１には、シャフト１０が挿通される中心穴２１０と、複数の磁石２２をそれぞれ収容する複数の収容穴２１１と、磁石２２を冷却する冷却液を流通されるための複数の冷却穴２１２とが形成されている。中心穴２１０、複数の収容穴２１１、及び複数の冷却穴２１２は、ロータコア２１を軸方向（複数枚のコアプレート３の積層方向）に貫通している。なお、本実施の形態では、収容穴２１１及び冷却穴２１２が回転軸線Ｏと平行に延在しているが、収容穴２１１及び冷却穴２１２は、回転軸線Ｏに対して傾斜して複数枚のコアプレート３の積層方向に延在していてもよい。

また、ロータコア２１は、シャフト１０の一対のキー溝１０ａ（図１参照）にそれぞれ嵌合する一対の突起２１ａを有している。シャフト１０は、キー溝１０ａに突起２１ａが嵌合することにより、ロータコア２１との相対回転が規制されている。

図３は、１枚のコアプレート３を示す平面図である。コアプレート３には、中心穴３０と、複数の磁石挿通用の貫通穴３１と、複数の冷却液流通用の貫通穴３２とが形成されている。磁石挿通用の貫通穴３１は、長穴状に形成されており、その長軸方向がコアプレート３の径方向及び周方向に対して傾斜している。冷却液流通用の貫通穴３２は、長穴状であり、複数の磁石挿通用の貫通穴３１よりもコアプレート３の径方向の内側に形成されている。また、コアプレート３は、一対の舌片３ａを有している。ロータコア２１の突起２１ａは、複数枚のコアプレート３のそれぞれの舌片３ａにより形成されている。

複数枚のコアプレート３が積層されることにより、それぞれのコアプレート３の中心穴３０が連通して中心穴２１０になり、それぞれのコアプレート３の複数の磁石挿通用の貫通穴３１が積層方向に連通して複数の収容穴２１１になり、それぞれのコアプレート３の複数の冷却液流通用の貫通穴３２が積層方向に連通して複数の冷却穴２１２になる。なお、冷却液によって磁石２２を冷却する必要がない場合には、コアプレート３に冷却液流通用の貫通穴３２を設けなくともよい。

磁石２２は、長手方向に直交する断面が長方形の四角柱状であり、収容穴２１１に充填された樹脂２３によってロータコア２１に固定されている。磁石２２の長手方向の端面は樹脂２３に覆われている。磁石２２は、例えばフェライトやネオジム等の粉末を焼結した棒状の硬磁性体であり、収容穴２１１に収容される前の段階では着磁されておらず、ロータコア２１に固定された後に着磁される。

（ロータの製造方法）
次に、ロータ２の製造方法、及びこの製造方法によりロータ２を製造する製造装置について説明する。ロータ２は、プレス加工により得られた複数枚のコアプレート３を積層してロータコア２１を構成し、ロータコア２１の複数の収容穴２１１のそれぞれに棒状の硬磁性体を挿入し、収容穴２１１内で硬磁性体を樹脂２３で固定した後に着磁して磁石２２とすることにより製造される。

図４は、ロータ２を製造する製造装置を構成するパレット４及びアクチュエータ５を示す断面図である。図５は、パレット４の分解斜視図である。コアプレート３の積層は、パレット４を用いて複数枚のコアプレート３を順次鉛直方向に積み上げることにより行われる。図４は、図面下方が鉛直方向の下側にあたり、図面上方が鉛直方向の上側にあたる。以下、「上」及び「下」とは、鉛直方向の上下をいうものとする。

パレット４は、平板状のベース部材４１と、ベース部材４１に立設されて複数枚のコアプレート３の水平方向の位置を合わせる円筒状のガイド芯４２と、ロアプレート４３及びアッパプレート４４からなり、複数枚のコアプレート３が順次積み重ねられる載置台４５と、載置台４５に取り付けられた複数の突き当てピン４６と、収容穴２１１に樹脂２３を注入するための後述するカルプレートを位置決めする複数の位置決めピン４７と、ガイド芯４２をベース部材４１に固定するための複数の固定ピン４８とを有して構成されている。

ガイド芯４２は、その軸方向がベース部材４１の上面４１ａに対して垂直になるように、複数枚のコアプレート３の積層方向に延在している。ガイド芯４２の外面には、コアプレート３の一対の舌片３ａが係合する一対の凹溝４２０が軸方向に沿って形成されている。複数の位置決めピン４７は、ガイド芯４２の上端面４２ａから上方に突出している。

また、ガイド芯４２は、複数枚のコアプレート３の積層方向に直交する断面における外形寸法が一定の胴部４２１と、胴部４２１よりも上方に設けられた先細り形状の肩部４２２とを有している。胴部４２１は、凹溝４２０が形成された部分を除いて外周面４２１ａの断面形状が円形であり、この外周面４２１ａの直径が鉛直方向（複数枚のコアプレート３の積層方向）の全体にわたって一定である。外周面４２１ａの直径は、コアプレート３の中心穴３０の内径よりも僅かに小さく形成されている。

肩部４２２は、胴部４２１側から上端面４２ａ側に向かうにつれて徐々に外形寸法が小さくなるように、その外周面４２２ａが鉛直方向に対して傾斜している。コアプレート３は、中心穴３０の周縁部が肩部４２２の外周面４２２ａに案内されて、胴部４２１の外周に積層される。複数枚のコアプレート３は、ガイド芯４２に外嵌されることによって水平方向に位置決めされる。

ロアプレート４３及びアッパプレート４４は平板状であり、鉛直方向から見た形状が矩形状である。ロアプレート４３は、その上面４３ａがアッパプレート４４の下面４４ｂに接触して、アッパプレート４４の下側に固定されている。この固定は、例えばアッパプレート４４の四隅に設けられたボルト孔４４２（図５参照）に挿通された図略のボルトがロアプレート４３のねじ孔４３１に螺合することにより行われる。ただし、溶接あるいは接着によってロアプレート４３とアッパプレート４４とを固定してもよい。

ロアプレート４３及びアッパプレート４４には、その中心部に貫通孔４３０，４４０がそれぞれ形成されている。これらの貫通孔４３０，４４０は、互いに連通し、ガイド芯４２の胴部４２１を挿通させることが可能な載置台４５の挿通孔４５０となる。また、アッパプレート４４は、貫通孔４４０の内方に向かって突出する一対の突部４４１を有しており、この一対の突部４４１がガイド芯４２の一対の凹溝４２０にそれぞれ係合することにより、載置台４５がガイド芯４２に対して回り止めされている。載置台４５は、ガイド芯４２に対して回り止めされた状態で、ガイド芯４２に対して鉛直方向に相対移動可能である。

アッパプレート４４には、ロータコア２１の複数の収容穴２１１のそれぞれに対応して、突き当てピン４６を保持するための複数の保持穴４４３が設けられている。保持穴４４３は、１つの収容穴２１１に対して２つ設けられ、アッパプレート４４を貫通している。突き当てピン４６は、保持穴４４３に収容された大径部４６１と、アッパプレート４４の上面４４ａよりも上方に突出した小径部４６２とを有し、ロアプレート４３によって保持穴４４３から下方に抜け止めされている。

ベース部材４１には、複数の挿通孔４１０がベース部材４１を上下方向に貫通して形成されている。それぞれの挿通孔４１０には、載置台４５を昇降させるアクチュエータ５の支持部材としてのボールねじシャフト５１が挿通されている。本実施の形態では、製造装置が１つのパレットのパレット４に対して４つのアクチュエータ５を有しており、図４では、このうち２つのアクチュエータ５を図示している。アクチュエータ５は、ベース部材４１及びガイド芯４２に対して載置台４５を複数枚のコアプレート３の積層方向に相対移動させることが可能である。

ベース部材４１には、アクチュエータ５の数と同数の挿通孔４１０が形成されており、本実施の形態では、４つの挿通孔４１０がベース部材４１に形成されている。なお、アクチュエータ５及び挿通孔４１０の数は、４つに限らず、例えば３つあるいは５つ以上であってもよい。ただし、ベース部材４１を鉛直方向から見た場合に、複数の挿通孔４１０の中心を結んで出来る多角形にガイド芯４２が囲まれるように、複数の挿通孔４１０が形成されていることが望ましい。

アクチュエータ５は、ボールねじシャフト５１と、ボールねじシャフト５１を上下方向に駆動する駆動部５２とを有している。駆動部５２は、電動モータ５２１と、電動モータ５２１が発生するトルクによって回転するボールねじナット５２２とを有している。電動モータ５２１は、図略のコントローラにより制御され、順回転及び逆回転が可能である。ボールねじシャフト５１には、ボールねじ溝が螺旋状に形成されており、電動モータ５２１が順回転するとボールねじシャフト５１が上昇し、電動モータ５２１が逆回転するとボールねじシャフト５１が下降する。電動モータ５２１は、ベース部材４１の下面４１ｂよりも下方に配置され、例えば製造装置のフレームに固定されている。

電動モータ５２１が順回転したとき、ボールねじシャフト５１の上端部がロアプレート４３の下面４３ｂに当接し、載置台４５を支持して上昇させる。また、電動モータ５２１が逆回転すると、載置台４５が下降する。ボールねじシャフト５１がベース部材４１よりも下方に移動すると、ロアプレート４３の下面４３ｂがベース部材４１の上面４１ａに接触する。このように、載置台４５は、ボールねじシャフト５１によって支持され、ボールねじシャフト５１の上下動にともなってベース部材４１に対して接離する。

複数枚のコアプレート３は、板厚方向に連結したブロックごとに積層され、ロータコア２１となる。また、複数のブロックのうち少なくとも一部のブロックは、その上側又は下側にあたる他のブロックに対して周方向に所定角度回転した状態で積み重ねる。この所定角度は、コアプレート３の回転対称性に基づいて定められる。本実施の形態では、コアプレート３が一対の舌片３ａを有しており、２回回転対称であることから、所定角度が１８０°である。また、コアプレート３がｎ回回転対称の形状を有している場合には、この所定角度が３６０／ｎ（°）もしくはその整数倍となる。なお、ｎ回回転対称とは、３６０／ｎ（°）だけ回転させた場合に回転前と同じ形状となることをいう。

このように、複数のブロックのうち一部のブロックを所定角度回転した状態で積み重ねることにより、仮に素材としての電磁鋼板の厚みが部位によってばらついていたとしても、コアプレート３の厚い部分又は薄い部分がロータコア２１の軸方向の全体にわたって積層されてしまうことが抑制され、ロータコア２１の厚みの部位によるばらつきが緩和される。

本実施の形態では、１０枚のコアプレート３が積層されて１つのブロックを構成し、５つのブロックが積層されてロータコア２１となる場合について説明する。ただし、１つのブロックに含まれるコアプレート３の枚数ならびに積層されるブロックの数は、コアプレート３の厚みやロータコア２１の厚み等に応じて適宜変更可能である。また、本実施の形態では、各ブロックに含まれるコアプレート３の枚数が同じである場合について説明するが、含まれるコアプレート３の枚数がブロックごとに異なっていてもよい。

図６（ａ）～（ｅ）は、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを載置台４５上に順次積み重ねる工程を示している。図６（ｆ）は、第１のブロック３Ａの一部を拡大して示す断面図である。第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅは、各コアプレート３の一対の舌片３ａがガイド芯４２の一対の凹溝４２０にそれぞれ係合するように積み重ねられる。

図６（ｆ）に示すように、第１のブロック３Ａを構成する複数（１０枚）のコアプレート３は、加締めによって板厚方向に相互に連結され、一体化されている。本実施の形態では、第１のブロック３Ａの最下部に位置するコアプレート３に貫通孔３３０が形成されており、その上側に位置するコアプレート３の加締めによって形成された凸部３３１が貫通孔３３０に嵌入している。また、コアプレート３が加締められることにより凸部３３１の上方に凹部３３２が形成され、この凹部３３２に、さらにその上側に位置するコアプレート３の凸部３３１が嵌入している。このような加締め方法は、ダボ加締めと称される。ただし、コアプレート３の連結手段としては、ダボ加締めに限らず、例えばＶ突起カシメでもよい。なお、第２乃至第５のブロック３Ｂ～３Ｅの複数のコアプレート３も、同様に連結されている。

第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅは、第１のブロック３Ａが最も下側に、また第５のブロック３Ｅが最も上側になるように順次積層される。第１のブロック３Ａは、その上側にあたる第２のブロック３Ｂに対して、また、第５のブロック３Ｅは、その下側にあたる第４のブロック３Ｄに対して、それぞれ１８０°回転した状態で積層される。また、第３のブロック３Ｃは、下側の第２のブロック３Ｂ及び上側の第４のブロック３Ｄに対して１８０°回転した状態で積層される。第１のブロック３Ａ、第３のブロック３Ｃ、及び第５のブロック３Ｅを回転させる回転機構については後述する。

図６（ａ）は、載置台４５に第１のブロック３Ａが載置されたときの状態を示している。第１のブロック３Ａが載置されるときには、載置台４５がその上下方向の移動範囲内において最も高い位置に支持される。第１のブロック３Ａが載置台４５に載置されたとき、第１のブロック３Ａの下端部がガイド芯４２の胴部４２１と水平方向に並び、第１のブロック３Ａの上端部が胴部４２１よりも上方に位置する。

図６（ｂ）は、第１のブロック３Ａの上に第２のブロック３Ｂが積み重ねられる直前の状態を示している。図６（ｃ）は、第１のブロック３Ａの上に第２のブロック３Ｂが積み重ねられたときの状態を示している。第２のブロック３Ｂが第１のブロック３Ａに積み重ねられたとき、第２のブロック３Ｂの下端部がガイド芯４２の胴部４２１と水平方向に並び、第２のブロック３Ｂの上端部が胴部４２１よりも上方に位置する。すなわち、第２のブロック３Ｂが積み重ねられたとき、第２のブロック３Ｂは一部のみがガイド芯４２の胴部４２１の外周側に配置され、胴部４２１に対して不完全な嵌合状態となっている。そして、その後アクチュエータ５によって載置台４５が下降すると、第２のブロック３Ｂの全体がガイド芯４２の胴部４２１に外嵌される。

載置台４５は、その上方に積み重ねられたコアプレート３の枚数が増えるにつれて、アクチュエータ５により、ガイド芯４２に対して下方に移動する。本実施の形態では、複数枚のコアプレート３が第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅごとに積層されるので、載置台４５に積み重ねられたブロック（第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅ）の数が増えるごとに、新たに積み重ねられたブロックの厚みに応じた距離だけ、載置台４５がガイド芯４２に対して下方に移動する。そして、１つのブロックが新たに積み上げられたとき、当該ブロックの下端部がガイド芯４２の胴部４２１と水平方向に並び、当該ブロックの上端部が胴部４２１よりも上方に位置する。

図６（ｄ）は、第５のブロック３Ｅが第４のブロック３Ｄ上に積み重ねられたときの状態を示している。第５のブロック３Ｅが積み重ねられると、アクチュエータ５のボールねじシャフト５１がベース部材４１よりも下方に移動し、ロアプレート４３がベース部材４１に接触する。図６（ｅ）は、ロアプレート４３がベース部材４１に接触した状態を示している。このとき、第５のブロック３Ｅの上端部は、ガイド芯４２の上端面４２ａと同じ高さとなる。このように、ロータコア２１を構成する複数枚のコアプレート３が載置台４５上に積層されたパレット４は、収容穴２１１に磁石２２となる硬磁性体を挿入して固定する次工程に送られる。

図７及び図８は、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを積層する製造装置６、ならびに第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅやパレット４を搬送する搬送装置７の構成例を模式的に示す概略構成図である。図７は、製造装置６及び搬送装置７を上方から見た状態を示しており、図８は、製造装置６及び搬送装置７を斜め上方から見た状態を示している。

製造装置６は、４つのアクチュエータ５を含んでおり、図７及び図８では、それぞれのアクチュエータ５のボールねじシャフト５１を示している。製造装置６は、第１のブロック３Ａ、第３のブロック３Ｃ、及び第５のブロック３Ｅを１８０°回転させて、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅをパレット４に積み重ねる。本実施の形態では、製造装置６により、２組の第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを同時並行でパレット４に順次積み重ねる場合について説明する。

製造装置６は、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを移載する移載機６１と、第１のブロック３Ａ、第３のブロック３Ｃ、及び第５のブロック３Ｅを回転させる回転機構としての回転台６２と、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを反転させる反転機構としての反転機６３と、仮置台６４と、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅをパレット４に積み重ねる積層機６５とを有している。本実施の形態では、２組の第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを同時並行で積み重ねるため、製造装置６が、回転台６２、反転機６３、仮置台６４、及び積層機６５を２つずつ備えると共に、移載機６１が２つのハンド６１１を有している。

搬送装置７は、図略の成形機から搬出された第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを搬送する２つのブロック搬送用ベルトコンベア７０と、パレット４を搬送する第１及び第２のパレット搬送用ベルトコンベア７１，７２と、２つのブロック搬送用ベルトコンベア７０のそれぞれの後段部に配置された２つのブロック載置用ローラコンベア７３と、第１及び第２のパレット搬送用ベルトコンベア７１，７２の間に配置されたパレット載置用ローラコンベア７４とを有している。

第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅは、回転や反転されていない状態でブロック搬送用ベルトコンベア７０により搬送される。ブロック載置用ローラコンベア７３は、複数のローラ７３１を有しており、ブロック搬送用ベルトコンベア７０により搬送された第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅが複数のローラ７３１上に静置される。

第２のブロック３Ｂは、移載機６１によって第１のブロック３Ａがブロック載置用ローラコンベア７３から取り除かれた後にブロック載置用ローラコンベア７３に静置される。その後、同様にして、第３乃至第５のブロック３Ｃ～３Ｅが、順次ブロック載置用ローラコンベア７３に静置される。なお、ブロック載置用ローラコンベア７３に静置された第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅの位相（周方向の位置）を合わせるための位相合わせ機構を製造装置６に設けてもよい。

パレット載置用ローラコンベア７４は、複数のローラ７４１を有しており、第１のパレット搬送用ベルトコンベア７１によって搬送された２つのパレット４が複数のローラ７４１上に並んで静置される。ボールねじシャフト５１は、隣り合う２つのローラ７４１の間を上下方向に移動可能である。パレット４に第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅが積み重ねられると、複数のローラ７４１が図略のモータにより回転駆動され、両パレット４が第２のパレット搬送用ベルトコンベア７２に移送される。第２のパレット搬送用ベルトコンベア７２は、パレット４を次工程に搬送する。

移載機６１は、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを把持するハンド６１１と、ハンド６１１を水平方向及び鉛直方向に移動させる本体６１２とを有している。移載機６１は、ハンド６１１により、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅをブロック載置用ローラコンベア７３から回転台６２に順次移載する。また、移載機６１は、ハンド６１１により、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを回転台６２から仮置台６４に順次移載する。

回転台６２は、第１のブロック３Ａ、第３のブロック３Ｃ、及び第５のブロック３Ｅを水平方向に１８０°回転させることが可能である。反転機６３は、ハンド６３１と、ハンド６３１を上下方向移動及び回転駆動することが可能な本体６３２とを有し、回転台６２に置かれた第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅの上下（表裏）を反転させることが可能である。なお、ハンド６３１は、移載機６１が第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを移載する際、移載機６１のハンド６１１や第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅと干渉しないように、回転台６２の上面よりも下方に移動する。

回転台６２により１８０°回転した第１のブロック３Ａ、第３のブロック３Ｃ、及び第５のブロック３Ｅは、移載機６１によって仮置台６４に移載される。第２のブロック３Ｂ及び第４のブロック３Ｄは、回転台６２により回転することなく、移載機６１によって仮置台６４に移載される。

積層機６５は、仮置台６４に置かれた第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを把持するハンド６５１と、ハンド６５１を水平方向及び鉛直方向に移動させる本体６５２とを有している。積層機６５は、仮置台６４から第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを持ち上げてパレット４の上方に移動させ、図６（ａ）～（ｅ）に示すように、第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅを載置台４５上に積み重ねる。

アクチュエータ５を制御するコントローラは、積層機６５から第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅのそれぞれの積み重ね作業が完了したことを示す信号を受け、ボールねじシャフト５１を上下動させる。アクチュエータ５は、第１のブロック３Ａが載置台４５の上に静置された後、及び第２乃至第５のブロック３Ｂ～３Ｅがその下側の他のブロックの上に静置された後に、載置台４５を下降させる。

図９は、ロータコア２１の収容穴２１１に挿入された硬磁性体２２０を固定する固定工程を示す説明図である。製造装置６によって第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅが積層されたロータコア２１は、収容穴２１１に挿入された硬磁性体２２０が樹脂２３（図２（ｂ）参照）により固定される。その後、硬磁性体２２０が着磁されて磁石２２となることにより、ロータ２が得られる。

固定工程では、硬磁性体２２０が収容穴２１１に挿入されたロータコア２１の上にカルプレート８を配置し、さらにカルプレート８の上方に上型９１を配置して、硬磁性体２２０を収容穴２１１内で固定する樹脂２３を収容穴２１１に注入する。

上型９１には、熱硬化性樹脂からなる円柱状の樹脂母材９０が挿入される挿入穴９１０が形成されている。カルプレート８には、樹脂母材９０が溶融した樹脂をロータコア２１の収容穴２１１に導入するための充填ポット８０が形成されている。カルプレート８は、位置決めピン４７が嵌合する嵌合穴８１を有しており、この嵌合穴８１に位置決めピン４７が嵌合することにより位置決めされる。

樹脂母材９０は、プランジャ９２に押圧され、熱により溶融しながら充填ポット８０を経て収容穴２１１の内面と硬磁性体２２０との隙間に導入されて、固化して固形の樹脂２３となる。充填ポット８０には、不要な樹脂の硬化物であるカルが残存するが、このカルは、カルプレート８と共にロータコア２１から取り除かれる。

その後、着磁工程において強い磁界を硬磁性体２２０に印加し、硬磁性体２２０が着磁されて磁石２２となると、ロータ２が完成する。このロータ２は、ステータ１と組み合わされて回転電機１００を構成する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、載置台４５に積み重ねられたコアプレート３の枚数が増えるにつれて、載置台４５がガイド芯４２に対して下方に移動するので、それぞれのコアプレート３の中心穴３０にガイド芯４２の胴部４２１を挿通させる距離が短縮される。つまり、仮に載置台４５がベース部材４１に対して可動ではなく、載置台４５が常にベース部材４１に接している場合、下方に位置するコアプレート３ほど、その中心穴３０にガイド芯４２の胴部４２１を挿通させる距離が長くなり、その過程でコアプレート３がガイド芯４２に引っ掛かる可能性が高くなる。しかし、本実施の形態では、載置台４５が下方に移動することによりコアプレート３の中心穴３０にガイド芯４２の胴部４２１が挿通されるので、コアプレート３がガイド芯４２に引っ掛かることが抑制され、複数のコアプレート３の積層を円滑に行うことができる。換言すれば、コアプレート３が載置されることにより、コアプレート３が載置台４５に対して平行（ガイド芯４２に対して垂直）となり、その状態で載置台４５が下降するので、円滑にコアプレート３を積層してロータコア２１を形成することができる。

また、本実施の形態では、載置台４５に積み重ねられたブロック（第１乃至第５のブロック３Ａ～３Ｅ）の数が増えるごとに、新たに積み重ねられたブロックの厚みに応じた距離だけ載置台４５が下方に移動するので、各ブロックをガイド芯４２の胴部４２１を挿通させる距離を一定化することができる。

また、本実施の形態では、新たに積み上げられたブロックの下端部がガイド芯４２の胴部４２１と水平方向に並ぶと共に、上端部がガイド芯４２の胴部４２１よりも上方に位置するので、ブロックの厚さ方向の一部をガイド芯４２の胴部４２１に嵌め合せれば、載置台４５の下降に伴って、ブロックの厚さ方向の残部がガイド芯４２の胴部４２１に外嵌される。

また、本実施の形態では、アクチュエータ５は、駆動部５２がベース部材４１よりも下方に配置されているので、例えば載置台４５を移動させる移動機構がガイド芯４２と水平方向に並んで設けられた場合に比較して、製造装置６を小型化することができる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、回転電機１００が車両に搭載される場合について説明したが、回転電機１００の用途はこれに限らない。

１１…ステータコア（電磁鋼板積層体）
２１…ロータコア（電磁鋼板積層体）
３…コアプレート（板材）
３Ａ～３Ｅ…第１乃至第５のブロック
４２…ガイド芯
４２１…胴部
４２２…肩部
５…アクチュエータ
５１…シャフト
５２…駆動部

Claims (5)

1. 電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造する製造方法であって、
   前記複数の板材が鉛直方向に順次積み重ねられる載置台と、前記複数の板材の積層方向に延在して前記複数の板材の水平方向の位置を合わせるガイド芯と、前記載置台を前記ガイド芯に対して前記積層方向に相対移動させるアクチュエータとを用い、
   前記電磁鋼板積層体は、複数枚の前記板材を板厚方向に連結したブロックごとに前記複数の板材が積層され、
   前記ガイド芯は、前記積層方向に直交する断面における外形寸法が一定の胴部と、前記胴部よりも上方に設けられた先細り形状の肩部とを有し、
   １つの前記ブロックが新たに積み重ねられたとき、当該ブロックの下端部が前記胴部と水平方向に並び、当該ブロックの上端部が前記胴部よりも上方に位置し、その後に前記アクチュエータによって前記載置台を下降させることにより、当該ブロックの全体を前記胴部に外嵌させる、
   電磁鋼板積層体の製造方法。
2. 前記載置台に積み重ねられた前記ブロックの数が増えるごとに、新たに積み重ねられた前記ブロックの厚みに応じた距離だけ、前記アクチュエータによって前記載置台を前記ガイド芯に対して下方に移動させる、
   請求項１に記載の電磁鋼板積層体の製造方法。
3. 複数の前記ブロックのうち少なくとも一部の前記ブロックを、その上側又は下側にあたる他の前記ブロックに対して周方向に所定角度回転した状態で積み重ねる、
   請求項１又は２に記載の電磁鋼板積層体の製造方法。
4. 前記ガイド芯は、板状のベース部材に立設され、
   前記アクチュエータは、前記ベース部材よりも下方に配置された駆動部と、前記駆動部によって上下方向に移動する支持部材とを有し、
   前記載置台は、前記支持部材によって支持され、前記支持部材の上下動にともなって前記ベース部材に対して接離する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁鋼板積層体の製造方法。
5. 電磁鋼板を所定形状に打ち抜いて形成された複数の板材を積層してなる電磁鋼板積層体を製造する製造装置であって、
   前記複数の板材の積層方向に延在して前記複数の板材の水平方向の位置を合わせるガイド芯と、
   前記複数の板材が鉛直方向に順次積み重ねられる載置台と、
   前記載置台を前記ガイド芯に対して前記積層方向に移動させることが可能なアクチュエータとを備え、
   前記電磁鋼板積層体は、複数枚の前記板材を板厚方向に連結したブロックごとに前記複数の板材が積層され、
   前記ガイド芯は、前記積層方向に直交する断面における外形寸法が一定の胴部と、前記胴部よりも上方に設けられた先細り形状の肩部とを有し、
   １つの前記ブロックが新たに積み重ねられたとき、当該ブロックの下端部が前記胴部と水平方向に並び、当該ブロックの上端部が前記胴部よりも上方に位置し、その後に前記アクチュエータによって前記載置台を下降させることにより、当該ブロックの全体を前記胴部に外嵌させる、
   電磁鋼板積層体の製造装置。

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