特開 2023-147736 磁石挿入装置、磁石挿入方法、回転電機用ロータの製造装置及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147736

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】磁石挿入装置、磁石挿入方法、回転電機用ロータの製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055421

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 千尋

(72)【発明者】

【氏名】長田 浩

(72)【発明者】

【氏名】漆間 慎一

(72)【発明者】

【氏名】浅井 孝一

(72)【発明者】

【氏名】亀井 恵多

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP02

5H615SS09

5H615SS10

(57)【要約】

【課題】ワークに永久磁石を効率的に挿入する。
【解決手段】複数の軸方向孔を周方向に沿って有するワークを水平姿勢で支持する支持治具と、マガジンと、第１永久磁石を第１高さで支持する第１支持台と、第２永久磁石を第２高さで支持する第２支持台と、マガジンから払い出された第１永久磁石及び第２永久磁石を、ワークにおける挿入対象の一の軸方向孔に同時に第２方向に挿入する挿入治具と、を備え、支持治具は、挿入対象の一の軸方向孔における第１方向の一方側が他方側よりも低くなる姿勢で、ワークを挿入治具に対して位置付け、第２支持台は、第１支持台に対して第１方向の一方側から隣り合い、かつ、第２高さが第１高さよりも低い、磁石挿入装置が開示される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の軸方向孔を周方向に沿って有するワークを、複数の前記軸方向孔が水平方向に向く横向き姿勢で支持する支持治具と、
重力方向に交差する第１方向に並ぶ第１永久磁石及び第２永久磁石を、複数組、重力方向に積む態様で収容するマガジンと、
前記マガジンから払い出される前記第１永久磁石を第１高さで支持する第１支持台と、
前記マガジンから払い出される前記第２永久磁石を第２高さで支持する第２支持台と、
前記マガジンから払い出された前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石を、前記第１方向に交差する水平な第２方向に移動させることで、前記ワークにおける挿入対象の一の前記軸方向孔に同時に挿入する挿入治具と、を備え、
前記支持治具は、前記第２方向視で前記挿入対象の一の前記軸方向孔における前記第１方向の一方側が他方側よりも低くなる前記横向き姿勢で、前記ワークを前記挿入治具に対して位置付け、
前記第２支持台は、前記第１支持台に対して前記第１方向の前記一方側から隣り合い、かつ、前記第２高さが前記第１高さよりも低い、磁石挿入装置。

【請求項2】

前記挿入治具は、前記第１方向で前記第１支持台と前記第２支持台の間に配置される、請求項１に記載の磁石挿入装置。

【請求項3】

前記挿入治具、前記第１支持台、及び前記第２支持台は、前記横向き姿勢の前記ワークの中心軸を通る鉛直面に関して対称に、前記鉛直面の両側に配置される、請求項１又は２に記載の磁石挿入装置。

【請求項4】

回転電機用のロータを製造するための製造装置であって、
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の磁石挿入装置を含み、
前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石は、前記ロータに用いられる、回転電機用ロータの製造装置。

【請求項5】

複数の軸方向孔を周方向に沿って有するワークを準備する工程と、
重力方向に交差する第１方向に並ぶ第１永久磁石及び第２永久磁石を、複数組、重力方向に積む態様で収容するマガジンを準備する工程と、
挿入治具を準備する工程と、
第１支持台と、前記第１支持台に対して前記第１方向の一方側から隣り合う第２支持台とを準備する工程と、
前記第１支持台を用いて、前記マガジンから払い出される前記第１永久磁石を第１高さで支持する第１支持工程と、
前記第２支持台を用いて、前記マガジンから払い出される前記第２永久磁石を、前記第１高さよりも低い第２高さで支持する第２支持工程と、
前記ワークを支持する支持治具を用いて、複数の前記軸方向孔が水平方向に向く前記ワークの横向き姿勢であって、前記第２方向視で挿入対象の一の前記軸方向孔における前記第１方向の前記一方側が他方側よりも低くなる前記横向き姿勢で、前記ワークを前記挿入治具に対して位置付ける位置付け工程と、
前記位置付け工程により位置付けられた前記ワークの前記挿入対象の一の前記軸方向孔に対して、前記マガジンから払い出された前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石を、前記挿入治具を用いて、前記第１方向に交差する水平な第２方向に移動させることで挿入する挿入工程とを含む、磁石挿入方法。

【請求項6】

前記位置付け工程は、前記ワークの中心軸を通る鉛直面に関して２つの前記挿入対象の前記軸方向孔が対称に位置する前記横向き姿勢で、前記ワークを前記挿入治具に対して位置付けることを含み、
前記鉛直面に関して対称に前記鉛直面の両側に配置される前記挿入治具、前記第１支持台、及び前記第２支持台を用いて、２つの前記挿入対象の前記軸方向孔に対する前記第１支持工程、前記第２支持工程及び前記挿入工程が実行される、請求項５に記載の磁石挿入方法。

【請求項7】

前記ワークは、前記軸方向孔の入り口側にテーパ形状を有する、請求項５又は６に記載の磁石挿入方法。

【請求項8】

回転電機用のロータを製造するための製造方法であって、
請求項５から７のうちのいずれか１項に記載の磁石挿入方法の各工程を含み、
前記ワークに挿入された前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石を、前記ロータの磁石孔内に挿入する工程を更に含む、回転電機用ロータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、磁石挿入装置、磁石挿入方法、回転電機用ロータの製造装置、及び回転電機用ロータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の軸方向孔を周方向に沿って有する円環状のワークを、複数の軸方向孔が水平方向に向く横向き姿勢で支持し、一の軸方向孔に対して１つずつ永久磁石を挿入する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】２０１７－０５１０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような従来技術では、ワークに永久磁石を効率的に挿入することが難しい。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、ワークに永久磁石を効率的に挿入することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの側面では、複数の軸方向孔を周方向に沿って有するワークを、複数の前記軸方向孔が水平方向に向く横向き姿勢で支持する支持治具と、
重力方向に交差する第１方向に並ぶ第１永久磁石及び第２永久磁石を、複数組、重力方向に積む態様で収容するマガジンと、
前記マガジンから払い出される前記第１永久磁石を第１高さで支持する第１支持台と、
前記マガジンから払い出される前記第２永久磁石を第２高さで支持する第２支持台と、
前記マガジンから払い出された前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石を、前記第１方向に交差する水平な第２方向に移動させることで、前記ワークにおける挿入対象の一の前記軸方向孔に同時に挿入する挿入治具と、を備え、
前記支持治具は、前記第２方向視で前記挿入対象の一の前記軸方向孔における前記第１方向の一方側が他方側よりも低くなる前記横向き姿勢で、前記ワークを前記挿入治具に対して位置付け、
前記第２支持台は、前記第１支持台に対して前記第１方向の前記一方側から隣り合い、かつ、前記第２高さが前記第１高さよりも低い、磁石挿入装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面では、本開示によれば、ワークに永久磁石を効率的に挿入することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】製造対象の回転電機用ロータの一例を示す平面図である。

【図2】本実施例による回転電機用ロータの製造装置（永久磁石挿入前の状態）の一例を概略的に示す側面図である。

【図3】本実施例による回転電機用ロータの製造装置（永久磁石挿入中の状態）の一例を概略的に示す側面図である。

【図4】ワークを概略的に示す平面図である。

【図5】マガジン及び永久磁石と支持台との関係を示す側面図（Ｘ方向に視た側面図）である。

【図6】挿入治具の単品状態を示す斜視図である。

【図7】挿入治具により挿入されている２つの永久磁石の先端部とともに、ワークの一部を示す側面図である。

【図8】図７のラインＡ－Ａに沿った概略的な断面図である。

【図9】図７のラインＢ－Ｂに沿った概略的な断面図である。

【図10】支持台の段差形成機能を備えていない第１比較例の問題点の説明図である。

【図11】支持台の段差形成機能を備えない代わりにマガジンを傾斜させる第２比較例の問題点の説明図である。

【図12】水平面に対して傾斜した支持面を有する支持台を備える第２比較例の問題点の説明図である。

【図13】支持台の段差形成機能を備えていない第１比較例の問題点の説明図である。

【図14】本実施例の更なる効果の説明図であり、ワークを軸方向視で示す概略図である。

【図14A】Ｘ２側から視た製造装置の一部を示すＸ方向視の正面図である。

【図15】回転電機用ロータの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図16】変形例による製造装置を概略的に示す側面図（Ｙ方向に視た側面図）である

【図17】変形例によるマガジン及び永久磁石と支持台との関係を示す側面図（Ｘ方向に視た側面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。

【0010】

以下で説明する回転電機用ロータの製造装置及び回転電機用ステータ製造方法は、任意の回転電機用ステータに適用可能である。以下では、好適な適用例として、車両の推進力を発生する動力源として機能できる回転電機用のステータ製造方法について説明する。この場合、回転電機は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用されてよい。

【0011】

図１は、本実施例による回転電機用ロータの製造装置及び回転電機用ロータの製造方法により製造されるのが好適な回転電機用ロータ１の一例を示す平面図である。

【0012】

回転電機用ロータ１は、中心軸（回転軸）Ｉまわりに回転可能である。回転電機用ロータ１のロータコア１２は、中心軸Ｉまわりの円環状の形態である。ロータコア１２は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板により形成される。ロータコア１２の内部には、永久磁石１６、１７（図２参照）が埋め込まれる。すなわち、ロータコア１２は、軸方向に貫通する磁石孔１２１を有し、磁石孔１２１内に永久磁石１６、１７が挿入され固定される。なお、変形例では、ロータコア１２は、磁性粉末が圧縮して固められた圧粉体により形成されてもよい。

【0013】

本実施例では、一の磁石孔１２１に対して２つの永久磁石１６、１７が挿入される。２つの永久磁石１６、１７は、周方向に隣接する態様で一の磁石孔１２１に配置されてよい。

【0014】

なお、図１に示す例では、一の磁極に対してｄ軸の両側に１つずつ磁石孔１２１が配置されるが、ｄ軸を通る更なる磁石孔が設けられてもよい。また、内径側と外径側とにそれぞれｄ軸に対称に磁石孔を設ける構成であってもよく、磁石孔の配置態様は任意である。本実施例は、一の磁石孔に対して２つの永久磁石（又は３つ以上の永久磁石）が設けられる任意の構成に適用可能である。

【0015】

また、図１に示す例では、磁石孔１２１は矩形の形態であるが、周方向端部等に円弧形状等を有してもよい。また、本実施例では、永久磁石１６、１７は、直線状の形態（直方体）であることが好適であるが、軸方向視で円弧状の形態やＤ字状の形態等であってもよい。なお、本実施例では、一例として、２つの永久磁石１６、１７は、直線状の形態であり、かつ、互いに同一である。ただし、変形例では、２つの永久磁石１６、１７は、異なる形態を有してもよい。

【0016】

図２及び図３は、本実施例による回転電機用ロータの製造装置２の一例を概略的に示す側面図であり、図２は、永久磁石挿入前の状態（挿入治具５０が準備位置に位置する状態）を示し、図３は、永久磁石挿入中の状態を示す。図４は、ワーク６０を概略的に示す平面図である。図４には、ワーク６０の一部の拡大図として、Ｑ４部の拡大図が併せて示されている。図５は、マガジン３０及びそこに収容される永久磁石１６、１７と支持台４１、４２との関係を示す側面図（Ｘ方向に視た側面図）である。図６は、挿入治具５０の単品状態を示す斜視図である。

【0017】

図２等には、互いに直交する３方向であるＸ方向（第２方向の一例）、Ｙ方向（第１方向の一例）、及びＺ方向が定義されている。以下では、Ｚ方向を鉛直（重力）方向に沿った上下方向とし、Ｚ１側を上側とし、Ｚ２側を下側とする。

【0018】

製造装置２は、以下で説明するように、ワーク６０に永久磁石１６、１７を挿入する機能を有する。ワーク６０とは、永久磁石１６、１７を挿入する対象物である。また、ワーク６０は、回転電機用ロータ１を形成するためのワーク６０であり、ロータコア１２に対応した円環状の形態を有する。

【0019】

製造装置２は、支持治具２０と、マガジン３０と、支持台４１、４２と、挿入治具５０とを含む。また、本実施例では、一例として、ワーク６０は、ロータコア１２とは異なるリング状の治具であり、製造装置２の構成要素となる。ただし、変形例ではワーク６０は、ロータコア１２自体であってもよい。以下では、特に言及しない限り、マガジン３０と、支持台４１、４２と、挿入治具５０とについては、それぞれ、１つについて説明するが、後述するように、一のワーク６０に対して、マガジン３０と、支持台４１、４２と、挿入治具５０とが、２つ以上設けられてもよい。

【0020】

支持治具２０は、円環状のワーク６０を支持する。以下では、ワーク６０は、回転電機用ロータ１の中心軸Ｉと同じ中心軸Ｉを有するものとし、当該中心軸Ｉを基準に、ワーク６０の軸方向、径方向、及び周方向を定義する。ワーク６０は、複数の軸方向孔６２を周方向に沿って有する。図４には、軸方向視で複数の軸方向孔６２が示されている。複数の軸方向孔６２のそれぞれには、後述する挿入治具５０により永久磁石１６、１７が挿入されることになる。複数の軸方向孔６２は、軸方向に永久磁石１６、１７が挿入可能な形態を有し、挿入される永久磁石１６、１７の並び方向に長手方向（軸方向視での長手方向）を有する。複数の軸方向孔６２は、軸方向視で、ロータコア１２の磁石孔１２１と略同じ形態又は厳密に同じ形態を有してよい。なお、本実施例による製造装置２は、複数の軸方向孔６２に永久磁石１６、１７を同時に挿入するのではなく、複数の軸方向孔６２の一部（例えば、１つ又は２つ）を変化させながら、一部ずつ永久磁石１６、１７を挿入していく。以下では、“挿入対象の軸方向孔６２”とは、複数の軸方向孔６２のうちの、その時点を基準として次に永久磁石１６、１７を挿入する対象の軸方向孔６２、又は、現に永久磁石１６、１７を挿入している対象の磁石孔１２１を表す。

【0021】

支持治具２０は、軸方向孔６２が水平方向（本実施例ではＸ方向）に向く姿勢でワーク６０を支持する。すなわち、支持治具２０は、ワーク６０の軸方向が水平方向（本実施例ではＸ方向）になる姿勢でワーク６０を支持する。以下では、このようなワーク６０の姿勢（ワーク６０の軸方向が水平方向になる姿勢）を、「横向き姿勢」とも称する。図２及び図３では、支持治具２０が横向き姿勢でワーク６０を支持する状態が示されている。なお、支持治具２０は、Ｙ軸に沿った回転軸まわりに回転可能であってよく、ワーク６０の姿勢を、横向き姿勢と、ワーク６０の軸方向が上下方向になる姿勢（以下、「上向き姿勢」とも称する）との間で変化させることが可能であってもよい。

【0022】

本実施例では、支持治具２０は、ワーク６０の挿入対象の一の軸方向孔６２が、後述する挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対する横向き姿勢でワーク６０を支持する。挿入対象の一の軸方向孔６２が挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対する状態では、挿入対象の一の軸方向孔６２への、後述する挿入治具５０による永久磁石１６、１７の挿入が可能である。換言すると、横向き姿勢のワーク６０の複数の軸方向孔６２のうち、挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対する一の軸方向孔６２が、“挿入対象の一の軸方向孔６２”となる。

【0023】

本実施例では、挿入対象の一の軸方向孔６２が挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対する状態では、ワーク６０における挿入対象の一の軸方向孔６２の長手方向（軸方向視での長手方向）が、略水平方向に延在する。すなわち、支持治具２０は、ワーク６０における挿入対象の一の軸方向孔６２の長手方向が略水平方向となる横向き姿勢で、ワーク６０を挿入治具５０に対して位置付ける。図４のＱ４部の拡大図には、挿入対象の一の軸方向孔６２が示されている。挿入対象の一の軸方向孔６２の長手方向が略水平方向に延在する状態とは、図４のＱ４部の拡大図に示すように、挿入対象の一の軸方向孔６２の長手方向と水平方向とのなす角度αが０度よりもわずかに大きい状態を意味する。角度αは、例えば５度以下の比較的小さい角度であり、例えば約３度であってよい。以下、このような水平方向に対して角度αをなす長手方向を有する挿入対象の一の軸方向孔６２を、単に「傾斜した軸方向孔６２」とも称する。なお、図４のＱ４部の拡大図では、挿入対象の一の軸方向孔６２は、軸方向視で長方形の形態であるが、上述したように軸方向孔６２の形態は任意である。

【0024】

このように、本実施例では、支持治具２０は、軸方向孔６２（挿入対象の一の軸方向孔６２）が挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対し、かつ、Ｘ方向視（軸方向視）で挿入対象の一の軸方向孔６２におけるＹ方向の一方側（図４では、Ｙ２側）が他方側（Ｙ１側）よりも低くなる横向き姿勢で、ワーク６０を挿入治具５０に対して位置付けることができる。

【0025】

支持治具２０は、Ｘ軸に沿った回転軸まわりに回転可能であってよく、ワーク６０の横向き姿勢を維持しつつ、挿入治具５０の上部に対してＸ方向で正対する軸方向孔６２を変化させることが可能であってもよい。この場合、支持治具２０は、中心軸Ｉと同心状の回転軸まわりに回転することで、挿入対象の一の軸方向孔６２を順に変化させることができる。

【0026】

マガジン３０は、Ｙ方向に並ぶ２つの永久磁石１６、１７を、複数組、重力方向に積む態様で収容する。

【0027】

マガジン３０は、下端側が下方に開口しており、下方には支持台４１、４２が配置される。マガジン３０内の最も下方に位置する２つの永久磁石１６、１７は、それぞれ支持台４１、４２上へと落下することで、マガジン３０から払い出される（排出される）。最も下方の２つの永久磁石１６、１７が支持台４１、４２上へと落下すると、マガジン内の各永久磁石１６、１７は、自重により、それぞれ１つ分だけ下方に移動する。このようにして、マガジン３０内の永久磁石１６、１７は、重力を利用して、下方から順に支持台４１、４２上へと払い出されることができる。

【0028】

マガジン３０は、Ｙ方向で永久磁石１６、１７の両側に延在する側壁部３１、３２を有し、側壁部３１、３２は、永久磁石１６、１７の最大積層高さに対応した高さまで延在する。側壁部３１、３２の下端は、支持台４１、４２に対して必要なクリアランスだけ残して近接してよい。具体的には、Ｙ１側の側壁部３１は、Ｙ方向視で、マガジン３０から払い出されたＹ１側の永久磁石１６（支持台４１に支持されている永久磁石１６）と重なり、Ｙ２側の側壁部３２は、Ｙ２側の永久磁石１７（支持台４２に支持されている永久磁石１７）と重なる。このようなマガジン３０の側壁部３１、３２の下端は、マガジン３０から払い出された永久磁石１６、１７のＹ方向の移動を規制する機能（以下、「Ｙ方向の位置規制機能」とも称する）も有する。Ｙ方向の位置規制機能は、後述する挿入治具５０によりＸ方向に押し出されているときの永久磁石１６、１７に対して機能する。

【0029】

支持台４１、４２は、マガジン３０の下方に配置される。本実施例では、支持台４１、４２は、固定されており、マガジン３０に対して移動しない。なお、マガジン３０も設備に対して移動しないが、取替等は可能であってよい。

【0030】

支持台４１は、マガジン３０の下端の開口に対して下側から上下方向に対向する支持面４１０を有する。支持台４１は、マガジン３０の下端の開口から払い出される永久磁石１６を支持面４１０上で支持する。支持面４１０は、水平面内に延在するが、支持面４１０の周辺部には凸部等が形成されてもよい。

【0031】

支持台４２は、マガジン３０の下端の開口に対して下側から上下方向に対向する支持面４２０を有する。支持台４２は、マガジン３０の下端の開口から払い出される永久磁石１７を支持面４２０上で支持する。支持面４２０は、水平面内に延在するが、支持面４２０の周辺部には凸部等が形成されてもよい。

【0032】

支持台４２は、図５に示すように、支持台４１に対してＹ方向の一方側（本実施例ではＹ２側）から隣り合う。なお、図５に示す例では、支持台４２は、支持台４１に対して挿入治具５０を間に挟んで隣り合う。

【0033】

支持台４２の支持面４２０は、支持台４１の支持面４１０よりも低い。すなわち、支持台４２の支持面４２０の高さＨ２（図５参照）は、支持台４１の支持面４１０の高さＨ１よりも低い。従って、支持台４２が支持する永久磁石１７の高さと、支持台４１が支持する永久磁石１６の高さとは異なることになる。すなわち、支持台４１は、マガジン３０から払い出される永久磁石１６を高さＨ１で支持するのに対して、支持台４２は、マガジン３０から払い出される永久磁石１７を、高さＨ１（第１高さの一例）よりも低い高さＨ２（第２高さの一例）で支持する。

【0034】

このように、本実施例の支持台４１、４２は、異なる高さＨ１、Ｈ２の支持面４１０、４２０を有することで、マガジン３０から払い出される永久磁石１６、１７を異なる高さＨ１、Ｈ２で支持できる。これにより、図７から図９を参照して後述するように、傾斜した軸方向孔６２に対しても、永久磁石１６、１７を容易に挿入することが可能となる。高さＨ１、Ｈ２の差は、上述した挿入対象の一の軸方向孔６２の角度α（図４参照）に応じて適合されてよい。以下、このような支持台４１、４２の支持機能を、「段差形成機能」とも称する。段差形成機能の技術的な意義の詳細は後述する。

【0035】

挿入治具５０は、Ｘ方向に沿って移動可能である。挿入治具５０は、Ｘ方向に沿って直線状に移動（並進移動）可能であってよい。挿入治具５０は、図２及び図３に示すように、マガジン３０から払い出された２つの永久磁石１６、１７に対してＸ１側に配置される。また、挿入治具５０は、図５に示すように、Ｘ方向視で、マガジン３０から払い出された２つの永久磁石１６、１７に重なる。なお、図５に示す例では、挿入治具５０の上部（２つの永久磁石１６、１７に重なる部位）は、Ｘ方向視で矩形の形態であるが、他の形態であってもよい。また、挿入治具５０は、例えば図６に示すような爪のような形態であってもよいし、他の形態であってもよい。

【0036】

挿入治具５０がＸ方向に沿ってＸ２側に移動すると、挿入治具５０のＸ２側の端面が、マガジン３０から払い出された２つの永久磁石１６、１７のＸ１側端面に当接する。この当接状態で、挿入治具５０がＸ方向に沿ってＸ２側に更に移動すると、永久磁石１６、１７をＸ２側に移動させる。そして、挿入治具５０がＸ方向に沿ってＸ２側に更に移動すると、永久磁石１６、１７がワーク６０における挿入対象の一の軸方向孔６２にＸ方向に挿入される。図３には、挿入治具５０が図２に示した状態よりもＸ２側に移動した状態が示されている。挿入治具５０が、Ｘ方向に沿ってＸ２側に移動すると、支持台４１、４２上の２つの永久磁石１６、１７がＸ方向に沿ってＸ２側に移動する。すなわち、支持台４１、４２上の２つの永久磁石１６、１７は、挿入治具５０によって、ワーク６０に向かって押し出される。このようにして、挿入治具５０は、２つの永久磁石１６、１７の移動先（Ｘ２側）に位置する軸方向孔６２内へと、２つの永久磁石１６、１７を挿入できる。

【0037】

挿入治具５０は、ワーク６０における挿入対象の一の軸方向孔６２に対して、同時に２つの永久磁石１６、１７を挿入してよい。なお、ここで、「同時」とは、２つの永久磁石１６、１７のＸ方向のズレが一切生じない態様での挿入を厳密に意味するのではなく、一の軸方向孔６２に向けて２つの永久磁石１６、１７が同時に移動している時間が存在する態様を意味し、２つの永久磁石１６、１７のＸ方向のズレが若干発生してもよい。

【0038】

本実施例では、挿入治具５０は、図５に示すように、Ｙ方向で支持台４１と支持台４２の間に配置される。この場合、一の挿入治具５０を用いて、支持台４１、４２上の２つの永久磁石１６、１７を同時にＸ方向に移動させることができる。このように本実施例では、挿入治具５０は、マガジン３０から払い出された２つの永久磁石１６、１７に対して共通の治具であるので、２つの永久磁石１６、１７を実質的にＸ方向のズレの生じない態様で、Ｘ方向に移動させることができる。ただし、変形例では、挿入治具５０は、永久磁石１６をＸ方向に移動させる治具と、軸方向孔６２をＸ方向に移動させる治具の組み合わせにより実現されてもよい。

【0039】

ここで、図７から図９を参照して、挿入治具５０による２つの永久磁石１６、１７に対する挿入動作とともに、ワーク６０の好ましい構成について更に説明する。

【0040】

図７は、挿入治具５０により挿入されている２つの永久磁石１６、１７の先端部とともに、ワーク６０の一部（挿入対象の一の軸方向孔６２に係る一部）を示す側面図である。図７では、軸方向孔６２内での永久磁石１６、１７の状態が分かるように、ワーク６０の軸方向孔６２内が透視図で示されている。図８は、図７のラインＡ－Ａに沿った概略的な断面図である。図９は、図７のラインＢ－Ｂに沿った概略的な断面図である。

【0041】

本実施例では、ワーク６０は、好ましくは、Ｘ１側（永久磁石１６、１７の入り口側）で軸方向孔６２の孔面積（軸方向視の面積）が広くなるテーパ形状を有する。すなわち、ワーク６０は、軸方向孔６２まわりの部位として、通常部６８のＸ１側端部に拡径部６９を有する。通常部６８では、軸方向孔６２は、上述した磁石孔１２１に一致する又は磁石孔１２１よりもわずかに大きい形態を有する。拡径部６９では、軸方向孔６２は、上述した磁石孔１２１よりも有意に大きく、Ｘ１側（挿入に対する入り口側）に向かうにつれて孔面積が増加していく形態を有する。

【0042】

このようにワーク６０がテーパ形状を有することで、上述した段差形成機能により高さの差を有する２つの永久磁石１６、１７を、更に容易に、傾斜した軸方向孔６２内へと挿入できる。すなわち、軸方向視で、２つの永久磁石１６、１７の先端部（Ｘ２側の先端部）が、通常部６８での軸方向孔６２に対してわずかにズレを有する場合でも、拡径部６９での軸方向孔６２に対して挿入できる可能性が高くなる。そして、拡径部６９での軸方向孔６２に２つの永久磁石１６、１７の先端部を挿入できると、テーパ形状によって通常部６８での軸方向孔６２へと、２つの永久磁石１６、１７の先端部のズレを矯正しつつ導くことができる。

【0043】

なお、挿入治具５０に対して軸方向孔６２が正対する状態では、図８に模式的に示すように、軸方向孔６２の長手方向に沿った中心線Ｌ０上に、支持台４１、４２の永久磁石１６、１７のそれぞれの中心Ｏ１、Ｏ２（例えば軸方向視での図心）が位置してもよい。なお、中心線Ｌ０は、軸方向視で軸方向孔６２の長手方向に対して垂直な方向の中心を通る直線である。ただし、挿入治具５０に対して軸方向孔６２が正対する状態では、支持台４１、４２の永久磁石１６、１７のそれぞれの中心Ｏ１、Ｏ２が、軸方向孔６２の中心線Ｌ０よりもわずかに下方に位置してもよい。この場合、テーパ形状により掬い上げる態様で永久磁石１６、１７を正規の位置（通常部６８での軸方向孔６２内）へと導くことができる。

【0044】

次に、図１０から図１３を参照して、比較例との対比で本実施例の効果を説明する。

【0045】

図１０は、支持台４１、４２の段差形成機能を備えていない第１比較例の問題点の説明図であり、軸方向視で、２つの永久磁石１６、１７と軸方向孔６２（挿入対象の軸方向孔６２）との位置関係を概略的に示す図である。

【0046】

図１０に矢印Ｒ１０で模式的に示すように、第１比較例では、２つの永久磁石１６、１７を挿入する際に、傾斜した軸方向孔６２に対してＹ方向に水平に並ぶ２つの永久磁石１６、１７が干渉しやすくなる。これは、図７を参照して上述したようなテーパ形状を軸方向孔６２の入り口側に形成した場合でも同様である。例えば永久磁石１７を基準にして正対させると、テーパ形状に倣う際に永久磁石１６の向きが水平面に対して斜めになりすぎてしまい、軸方向孔６２の上部に干渉しやすくなる。

【0047】

これに対して、本実施例によれば、図７から図９を参照して上述したように、支持台４１、４２の段差形成機能を備えることで、第１比較例で生じる問題を回避することが可能である。

【0048】

図１１は、支持台４１、４２の段差形成機能を備えない代わりにマガジン３０を傾斜させる第２比較例の問題点の説明図である。図１１には、軸方向視で、マガジン３０とその中に収容される複数の永久磁石１６、１７が概略的に示されている。また、図１１は、左側の正常な状態を示し、右側に、発生しうる異常状態を示す。

【0049】

第２比較例は、傾斜した軸方向孔６２の角度αに合わせてマガジン３０を傾斜させる構成である。第２比較例のようにマガジン３０を傾斜させると、積層された永久磁石１６、１７の落下時の抵抗等の相違に起因して永久磁石１６、１７の姿勢（例えばＸ軸まわりの回転）の安定性が損なわれやすくなるという問題が生じやすい。図１１の右側に示す異常状態は、下方側の永久磁石１６が転んでしまっている状態である。このような異常が発生すると、マガジン３０内で永久磁石１６が詰まってしまい、製造ラインの停止等を引き起こしやすい。

【0050】

これに対して、本実施例によれば、支持台４１、４２の段差形成機能を備えることで、マガジン３０を傾斜させる必要がなく、第２比較例で生じる問題を回避することが可能である。

【0051】

図１２は、支持台４１、４２に代えて、水平面に対して傾斜した支持面４１０Ａ、４１０Ａを有する支持台４１Ａ、４２Ａを備える第３比較例の問題点の説明図である。図１２には、軸方向視で、マガジン３０Ａから払い出された永久磁石１６、１７とともに、支持台４１Ａ、４２Ａ（及び挿入治具５０）が示されている。

【0052】

第３比較例では、傾斜した軸方向孔６２の角度αに合わせて支持面４１０Ａ、４２０Ａを傾斜させる構成である。第３比較例のように支持面４１０Ａ、４２０Ａを傾斜させると、マガジン３０ＡのＹ方向の内寸Ｗ１２を、永久磁石１６、１７の幅方向の寸法合計Ｗ０によりも、有意に大きくする必要が生じる。具体的には、マガジン３０ＡのＹ方向の内寸Ｗ１２は、支持面４１０Ａ、４２０Ａで支持されているときの姿勢での２つの永久磁石１６、１７の最大Ｙ方向寸法Ｗ１に対して、マージンを有する必要がある。Ｙ方向寸法Ｗ１は、寸法合計Ｗ０よりも有意に大きいことから、その分だけ、マガジン３０Ａの内寸Ｗ１２は、寸法合計Ｗ０に対して、より大きいマージンを有する必要がある。

【0053】

ところで、マガジン３０（マガジン３０Ａも同様）は、上述したようにＹ方向の位置規制機能を有する。すなわち、マガジン３０は、側壁部３１、３２の下端が、永久磁石１６、１７のＹ方向の移動を規制する機能を有する。このＹ方向の位置規制機能は、マガジン３０のＹ方向の内寸（側壁部３１、３２の内側の面間のＹ方向距離）Ｗ５（図５参照）が、永久磁石１６、１７の幅方向の寸法合計Ｗ０との差が小さいほど（ただしＷ５＞Ｗ０）、有効に機能する。

【0054】

この点、第３比較例では、上述したようにマガジン３０ＡのＹ方向の内寸Ｗ１２は、寸法合計Ｗ０に対して比較的大きいマージンを有するので、Ｙ方向の位置規制機能が有効に機能し難くなる。Ｙ方向の位置規制機能が有効に機能しない場合、図１３に模式的に示すように、挿入途中の永久磁石１６、１７の先端部が開きやくなる（矢印Ｒ１３参照）。図１３に示すように、挿入途中の永久磁石１６、１７の先端部が開くと、軸方向孔６２の入り口側で永久磁石１６、１７の干渉が生じやすくなる。なお、本実施例（第３比較例も同様）では、挿入治具５０は永久磁石１６、１７の中央部（永久磁石１６のＹ２側及び永久磁石１７のＹ１側）を押すので、永久磁石１６、１７の先端部が開きやすく、Ｙ方向の位置規制機能の有用性が高い。

【0055】

これに対して、本実施例によれば、マガジン３０のＹ方向の内寸Ｗ５（図５参照）は、水平面に並んだ２つの永久磁石１６、１７の最大Ｙ方向寸法である寸法合計Ｗ０に対して、最小のマージンを有するように、設定できる。具体的には、マガジン３０のＹ方向の内寸は、永久磁石１６、１７の幅方向の寸法合計Ｗ０に基づいて、永久磁石１６、１７がマガジン３０内で水平面に対して有意に傾斜しないように適合される。これにより、寸法合計Ｗ０に対してマガジン３０のＹ方向の内寸の最小化を図ることができ、その結果、Ｙ方向の位置規制機能が有効に機能し、第３比較例で生じやすい上述した問題（図１３参照）を回避することが可能である。

【0056】

図１４は、本実施例の更なる効果の説明図であり、ワーク６０を軸方向視で示す概略図である。図１４Ａは、Ｘ２側から視た製造装置２の一部を示すＸ方向視の正面図である。

【0057】

上述したように本実施例によれば、傾斜した軸方向孔６２に対して２つの永久磁石１６、１７を容易に挿入できるので、２つの軸方向孔６２に対して、並列的に２つの永久磁石１６、１７を挿入できる。

【0058】

例えば、図１４に示す領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２は、略水平方向に延在する。従って、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２を、それぞれ、“挿入対象の一の軸方向孔６２”とすることができる。なお、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２は、軸方向視で、中心軸Ｉを通る鉛直線に関して対称に傾斜している。従って、図１４Ａに示すように、上述した支持台４１、４２を、２組、軸方向視で、中心軸Ｉを通る鉛直線に関して対称な構成を有するように設けることで、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２に対して、並列的に２つの永久磁石１６、１７を挿入できる。

【0059】

このように本実施例によれば、２つの軸方向孔６２に対して、並列的に２つの永久磁石１６、１７を挿入できるので、ＣＴ（サイクルタイム）の低減を図ることができる。例えば一のワーク６０の複数の軸方向孔６２に対して、１つずつ永久磁石１６、１７を順に挿入する場合に比べて、挿入工程に要する時間を半減できる。

【0060】

次に、図１４及び図１４Ａとともに図１５を参照して、回転電機用ロータ１の製造方法について説明する。

【0061】

図１５は、回転電機用ロータ１の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【0062】

本製造方法は、まず、ワーク６０や製造装置２を準備する準備工程（ステップＳ１５０）を含む。なお、製造装置２がすでに準備されている場合は、ワーク６０を準備するだけでよい。

【0063】

ここでは図１４に示すワーク６０が準備され、また、製造装置２は、軸方向視で、装置中心Ｏ０（図１４Ａ参照）を通る鉛直面に対して対称に、マガジン３０、支持台４１、４２、及び挿入治具５０が配置される。なお、ここで、装置中心Ｏ０とは、支持治具２０により横向き姿勢とされたときのワーク６０の中心軸Ｉが通る位置とする。

【0064】

以下では、装置中心Ｏ０に対してＹ方向Ｙ１側の、マガジン３０、支持台４１、４２、及び挿入治具５０を、それぞれ、Ｙ１側のマガジン３０、Ｙ１側の支持台４１、４２、及びＹ１側の挿入治具５０とも称する。また、装置中心Ｏ０に対してＹ方向Ｙ２側の、マガジン３０、支持台４１、４２、及び挿入治具５０を、それぞれ、Ｙ２側のマガジン３０、Ｙ２側の支持台４１、４２、及びＹ２側の挿入治具５０とも称する。

【0065】

ついで、本製造方法は、Ｙ１側及びＹ２側のマガジン３０から永久磁石１６、１７をＹ１側及びＹ２側の支持台４１、４２上に初期的に払い出す初期払い出し工程（ステップＳ１５１）を含む。この場合、初期払い出し工程は、Ｙ１側及びＹ２側の支持台４１を用いて、Ｙ１側及びＹ２側のマガジン３０から払い出される永久磁石１６を高さＨ１で支持するＹ１側の支持工程（第１支持工程の一例）と、Ｙ１側及びＹ２側の支持台４２を用いて、Ｙ１側及びＹ２側のマガジン３０から払い出される永久磁石１７を高さＨ２で支持するＹ２側の支持工程（第２支持工程の一例）とを含む。なお、準備工程ですでに払い出されている場合は、初期払い出し工程は省略されてもよい。また、Ｙ１側の支持工程及びＹ２側の支持工程は、ＣＴの短縮化のために並列的に実行されるが、必ずしも厳密に同期して実行されなくてもよい。

【0066】

ついで、本製造方法は、ワーク６０をＹ１側及びＹ２側の挿入治具５０に対して位置付ける初期的な位置付け工程（ステップＳ１５２）を含む。ここでは、ワーク６０は、その中心軸Ｉが装置中心Ｏ０を通る横向き姿勢であって、装置中心Ｏ０のＹ方向両側に位置するＹ１側及びＹ２側の挿入治具５０に対して、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２がそれぞれ正対する横向き姿勢となるように、位置付けられる。なお、支持台４２は、ワーク６０を縦向き姿勢で支持している状態から、Ｙ軸に沿った回転軸まわりに回転すると、当該初期的な位置付け工程が実現されるように、構成されていてよい。なお、この初期的な位置付け工程は、上述した初期払い出し工程（ステップＳ１５１）と同時に実行されてもよいし、その前に実行されてもよい。

【0067】

ついで、本製造方法は、Ｙ１側及びＹ２側の挿入治具５０によりワーク６０に、Ｙ１側及びＹ２側の支持台４１、４２上の永久磁石１６、１７を挿入する挿入工程（ステップＳ１５４）を含む。この場合、挿入工程は、Ｙ１側の挿入治具５０をＸ方向Ｘ２側に移動させることで、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２のうちの、Ｙ１側の軸方向孔６２に、Ｙ１側の支持台４１、４２上の永久磁石１６、１７を挿入するＹ１側の挿入工程と、Ｙ２側の挿入治具５０をＸ方向Ｘ２側に移動させることで、領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２のうちの、Ｙ２側の軸方向孔６２に、Ｙ２側の支持台４１、４２上の永久磁石１６、１７を挿入するＹ２側の挿入工程を含む。なお、Ｙ１側の挿入工程及びＹ２側の挿入工程は、好ましくは、ＣＴの短縮化のために並列的に実行されるが、必ずしも厳密に同期して実行されなくてもよい。このようにして、Ｙ１側及びＹ２側の挿入治具５０によりワーク６０の２つの挿入対象の軸方向孔６２に対して、並列的に２つの永久磁石１６、１７が挿入される。

【0068】

ついで、本製造方法は、Ｙ１側及びＹ２側の挿入治具５０を元の準備位置（図２参照）に戻す工程（ステップＳ１５６）を含む。Ｙ１側の挿入治具５０（Ｙ２側の挿入治具５０についても同様）を元の準備位置へとＸ方向Ｘ１側に移動させると、Ｙ１側のマガジン３０内の残っている永久磁石１６、１７が一斉に１つ分の高さだけ落下し、一番下の永久磁石１６、１７がＹ１側の支持台４１、４２上に払い出される。なお、同様に、Ｙ１側の工程及びＹ２側の工程は、ＣＴの短縮化のために並列的に実行されるが、必ずしも厳密に同期して実行されなくてもよい。

【0069】

ついで、本製造方法は、今回のワーク６０のすべての軸方向孔６２に対して永久磁石１６、１７の挿入が終了したか否かを判定する判定工程（ステップＳ１５８）を含む。判定工程は、今回のワーク６０に対する後述するワーク回転工程の実行回数等に基づいて実現されてもよい。

【0070】

他方、すべての挿入が終了していない場合、本製造方法は、ワーク６０の中心軸Ｉまわりに支持治具２０を回転させることで、支持治具２０の支持されているワーク６０を中心軸Ｉまわりに回転させるワーク回転工程（ステップＳ１６０）を含む。なお、支持治具２０は、全体が回転する必要はなく、ワーク６０を支持する部分だけが回転してよい。例えば、図１４Ａに示す製造装置２の回転機構２２が装置中心Ｏ０を通るＸ方向の軸（＝中心軸Ｉ）まわりに回転することで、支持治具２０に回転可能に支持されたワーク６０が回転されてもよい。本製造方法では、ワーク６０を４５度回転させる。例えば、図１４に示す領域Ａ１内の２つの軸方向孔６２がそれぞれＹ１側及びＹ２側の挿入治具５０に正対する状態から、ワーク６０を４５度回転させると、領域Ａ２内の２つの軸方向孔６２がそれぞれＹ１側及びＹ２側の挿入治具５０に正対する状態が実現される。

【0071】

ワーク回転工程（ステップＳ１６０）が終了すると、挿入工程（ステップＳ１５４）が新たな挿入対象の２つの軸方向孔６２に対して実行される。このようにして、ワーク６０を４５度ずつ回転させながら、２つずつ軸方向孔６２に対して挿入工程が順次実行されていく。例えば、図１４に示す例では、領域Ａ１から領域Ａ８までの各領域内の２つの軸方向孔６２に対して順に挿入工程が実行される。

【0072】

このようにして今回のワーク６０のすべての軸方向孔６２に対して永久磁石１６、１７の挿入が終了した場合、本製造方法は、すべての軸方向孔６２に永久磁石１６、１７が挿入されたワーク６０を、次の工程に払い出す工程（ステップＳ１６２）を含む。例えば、支持治具２０がＹ軸に沿った回転軸まわりに回転して、今回のワーク６０を上向き姿勢に戻してよい。この際、ワーク６０は、上向き姿勢で、新たな別のワークであるロータコア１２上に位置付けられてもよい。これにより、ワーク６０内の永久磁石１６、１７を、ロータコア１２の各磁石孔１２１へと容易に挿入できる。

【0073】

次に、図１６及び図１７を参照して、変形例について説明する。

【0074】

図１６は、変形例による製造装置２Ｂを概略的に示す側面図（Ｙ方向に視た側面図）である。図１７は、本変形例によるマガジン３０Ｂ及び永久磁石１６、１７と支持台４１Ｂ、４２Ｂとの関係を示す側面図（Ｘ方向に視た側面図）である。

【0075】

本変形例では、支持台４１Ｂ、４２Ｂがマガジン３０Ｂ内を上下動するように構成される。この場合、支持台４１Ｂ、４２Ｂは、上方に移動することで、永久磁石１６、１７をマガジン３０Ｂの上方から払い出す。この際、支持台４１Ｂ、４２Ｂは、上述した実施例による支持台４１、４２と同様に、永久磁石１６、１７を異なる高さで支持する。また、本変形例では、挿入治具５０Ｂは、上述した実施例による挿入治具５０と同様にＸ方向に移動可能であり、図１６及び図１７に示すように、永久磁石１６、１７のＸ１側の端面における上側に当接して、永久磁石１６、１７をＸ２側へと押すことで同様に挿入工程を実現する。挿入工程が終了して挿入治具５０Ｂが元の準備位置に戻ると、支持台４１Ｂ、４２Ｂが永久磁石１６、１７の１つ分の高さだけ上昇することで（図１６の矢印Ｒ１６参照）、次の永久磁石１６、１７の払い出しを実現する。

【0076】

本変形例によっても上述した実施例と同様の効果が得られる。

【0077】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0078】

１・・・回転電機用ロータ、２・・・製造装置（磁石挿入装置）、２０・・・支持治具、３０、３０Ｂ・・・マガジン、４１、４１Ｂ・・・支持台（第１支持台）、４２、４２Ｂ・・・支持台（第２支持台）、５０、５０Ｂ・・・挿入治具、１６・・・永久磁石（第１永久磁石）、１７・・・永久磁石（第２永久磁石）、６０・・・ワーク、６２・・・軸方向孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図14A】

【図15】

【図16】

【図17】