JP2017169269A - ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より効率的に且つより低コストでロータを製造することができるロータ製造方法を提供する。【解決手段】ロータコア３をシャフト１に焼嵌めした後、ロータコア３を着磁するロータの製造方法であって、シャフト１は、シャフト１の径方向に突出するフランジ１Ａを備え、シャフト１のフランジ１Ａの一方の側に、レゾルバ２を組み付け、その後、シャフト１のフランジ１Ａの他方の側にロータコア３を焼嵌めし、シャフト１に焼嵌められたロータコア３の余熱を利用してロータコア３の温度が所定温度以上の状態で、ロータコア３を着磁させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータの製造方法に関する。

特許文献１には、回転子（ロータコア）を回転子軸（シャフト）に焼嵌めし、回転子軸に固定子と回転子とが所定の関係位置で対向設置された後、回転子を着磁する回転子の着磁方法が記載されている。

特開平６−３１５２５２号公報

従来、シャフトに加熱したロータコアを焼嵌めした後、シャフトへのロータコアの焼嵌め方向と同じ方向又は逆方向からシャフトにレゾルバを固定していた。その後、着磁ヨーク内でロータコアを常温でロータコアを着磁させていた。また、従来では実施されていない新たな着磁方法として、ロータコアが高温の状態で当該ロータコアを着磁する方法がある。従来の組み付け順序で組み付けられたロータコアを高温で着磁する場合、次のような問題が発生する。レゾルバの内径はシャフトの嵌め合い寸法となっている。そのため、ロータコアをシャフトに焼嵌めした後においては、シャフトがロータコアの熱によって膨張しているため、いったんロータコア及びシャフトをある程度冷ましてからでないとレゾルバをシャフトに固定できない。そのため、再度ロータコアを加熱する必要がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、より効率的に且つより低コストでロータを製造することができるとともに高性能磁石を着磁することができるロータ製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明にかかるロータの製造方法は、ロータコアをシャフトに焼嵌めした後、前記ロータコアを着磁するロータの製造方法である。また、前記シャフトは、前記シャフトの径方向に突出する突出部を備える。そして、前記シャフトの前記突出部の一方の側に、レゾルバを組み付け、その後、前記シャフトの前記突出部の他方の側に前記ロータコアを焼嵌めし、前記シャフトに焼嵌められた前記ロータコアの余熱を利用して前記ロータコアの温度が所定温度以上の状態で、前記ロータコアを着磁させる。

本発明にかかるロータの製造方法によれば、シャフトの突出部のロータコアとは反対側にレゾルバが組み付けられるため、レゾルバをロータコアより先にシャフトへ組み付けた後、ロータコアをシャフトに焼嵌めすることができる。そのため、焼嵌められたロータコアをいったん冷ます必要がなく、焼嵌められたロータコアの余熱を利用して着磁を行うことができる。これにより、加熱装置を高温着磁用に追加することなく、焼嵌め時の熱源を利用して、高温で着磁できるとともに、着磁電圧を低減させたり、量産着磁機では着磁できない程、高電圧をかける必要がある高性能磁石を着磁したりすることができる。よって、より効率的に且つより低コストでロータを製造することができるとともに高性能磁石を着磁することができるロータ製造方法を提供することができる。

実施の形態１にかかるロータ製造方法を示す工程図である。 実施の形態１にかかるシャフトを示す側面図（図の上側）及び平面図（図の下側）である。 実施の形態１にかかるレゾルバを示す側面図（図の上側）及び平面図（図の下側）である。 実施の形態１にかかる治具を示す平面図（図の上側）及び側面図（図の下側）である。 実施の形態１にかかる治具に挿入された、組み付けられたロータを示す部分断面図である。 実施の形態１にかかる治具のキーとシャフトのスリットとの掛合を示す側面図（図の上側）及び平面図（図の下側）である。 比較例にかかる治具のキーとシャフトのスリットとの掛合を示す側面図（図の上側）及び平面図（図の下側）である。 従来のロータ製造方法を示す工程図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかるロータ製造方法を示す工程図である。本実施の形態１にかかるロータ製造方法は、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めした後、ロータコア３を高温で着磁するロータ１０の製造方法である。

シャフト１は、図２に示すように、断面形状が略円形の棒状の部材である。また、シャフト１は、シャフト１の径方向に突出する突出部としてのフランジ１Ａを備える。フランジ１Ａは、例えば、シャフト１の断面円形の円周の全部から、径方向外側に突出して設けられている。また、フランジ１Ａには、図２に示すように、スリット１Ｂ、１Ｂが設けられている。スリット１Ｂ、１Ｂは、例えば、シャフト１の断面円形の中心に対して対称な位置に設けられている。

本実施の形態１にかかるロータ製造方法においては、まず、シャフト１のフランジ１Ａの一方の側に、レゾルバ２及びレゾルバ固定リング５を組み付ける。レゾルバ２は、図３に示すように、平面視の外形形状が楕円形上の板状部材である。また、レゾルバ２は、その中心部に、フランジ１Ａを除いたシャフト１に嵌合可能な嵌合孔２Ａを備える。すなわち、レゾルバ２の嵌合孔２Ａの形状は、シャフトの断面形状と実質的に同じである。そして、嵌合孔２Ａにシャフト１のフランジ１Ａの一方の側が挿通されて、レゾルバ２がフランジ１Ａの一方の面に当接するように固定される。これにより、レゾルバ２は、シャフト１のフランジ１Ａの一方の側に組み付けられる。

次に、シャフト１のフランジ１Ａの他方の側にロータコア３が焼嵌められる。ロータコア３は、図１に示すように、略円筒形状を有し、当該円筒の孔部３Ａの径は、シャフト１の断面形状である円形の径よりも若干小さい。そのため、ロータコア３を加熱装置で加熱し、ロータコア３の孔部３Ａの径を広くして、当該孔部３Ａにシャフト１の他方の側が挿通されて、ロータコア３がフランジ１Ａの他方の面に当接した状態で焼嵌めされる。また、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めする際、コア固定リング４も同時にシャフト１に焼嵌めする。したがって、フランジ１Ａは、ロータコア３の位置決め部材として機能する。これにより、ロータ１０が構成される。

また、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めするために、加熱装置でロータコア３が加熱される温度は、この後の着磁工程においてロータコア３が着磁可能な温度となるような温度、且つ、ロータコア３をシャフト１に焼嵌め可能な温度、且つ、ロータコア３の磁石固定樹脂に影響を与えない温度であれば良く、例えば、１７０℃以上１９０℃以下である。ロータコア３が加熱される温度が１７０℃より低温の場合、ロータコア３の着磁時の温度が十分に高くならない可能性がある。ロータコア３が加熱される温度が１９０℃より高温の場合、ロータコア３の磁石固定樹脂及び磁石に影響を与えてしまう可能性がある。

次に、シャフト１に焼嵌められたロータコア３の温度が所定温度以上の状態で、当該ロータコア３を着磁させる。換言すれば、焼嵌められたロータコア３の余熱を利用して着磁を行う。この際、ロータ１０は、図４に示す治具２０に挿入されて、着磁装置（不図示）に入れられる。また、ここで、所定温度以上とは、ロータコア３が設定電圧でフル着磁可能な温度であればよく、例えば、１２０℃以上である。図５は、治具２０に挿入された、組み付けられたロータ１０を示す部分断面図である。

治具２０は、図４に示すように、略円柱形状の外形を有する。また、治具２０は、中央部に、所定大きさの径及び所定深さを有する穴部２０Ａを有する。当該穴部２０Ａは、ロータ１０のシャフト１のフランジ１Ａ及び当該フランジ１Ａよりレゾルバ２側のシャフト１の部分が挿入可能となっている。また、治具２０は、当該穴部２０Ａの内面から径方向内側へ突出するキー２０Ｂ、２０Ｂを備える。また、図５に示すように、ロータ１０が治具２０に挿入された際、当該キー２０Ｂ、２０Ｂは、シャフト１のフランジ１Ａに形成されたスリット１Ｂ、１Ｂに掛合可能な位置に、形成されている。ここで、掛合とは、掛け合わさることを意味する。すなわち、キー２０Ｂ、２０Ｂは、スリット１Ｂ、１Ｂに挿入されることにより、ロータコア３の回動方向において、キー２０Ｂ、２０Ｂがスリット１Ｂ、１Ｂに引っ掛かる状態で、キー２０Ｂ、２０Ｂとスリット１Ｂ、１Ｂとが合わさっている。これにより、ロータ１０の着磁ヨークに対する位相が治具２０により決定され、更に着磁時にロータ１０が回動することを阻止する。

また、本実施の形態１にかかるシャフト１では、図６に示すように、楕円形のレゾルバ２の短径に相当する位置にスリット１Ｂ、１Ｂが形成されている。換言すれば、レゾルバ２は、レゾルバ２の短径の位置がシャフト１のスリット１Ｂ、１Ｂの位置に相当するように、シャフト１に組み付けられている。これにより、図７に示すように、スリットＢ、１Ｂが、レゾルバ２の長径に相当する位置に形成される場合に比べて、スリット１Ｂ、１Ｂの深さを深くすることができる。そのため、スリットＢ、１Ｂが、レゾルバ２の長径に相当する位置に形成される場合に比べて、レゾルバ２の短径に相当する位置にスリット１Ｂ、１Ｂが形成される場合、ロータ１０が治具２０に挿入され、治具２０のキー２０Ｂ、２０Ｂとシャフト１のスリット１Ｂ、１Ｂとが掛合する際、キー２０Ｂ、２０Ｂとスリット１Ｂ、１Ｂの内面とが接する面積が広くなる。これにより、治具２０のキー２０Ｂ、２０Ｂに加わる力を受ける面積を広くすることができ、当該キー２０Ｂ、２０Ｂの耐久性を向上させることができる。

以上に説明した実施の形態１にかかるロータ製造方法によれば、シャフト１のフランジ１Ａのロータコア３とは反対側にレゾルバ２が組み付けられるため、レゾルバ２をロータコア３より先にシャフト１へ組み付けた後、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めすることができる。そのため、焼嵌められたロータコア３をいったん冷ます必要がなく、焼嵌められたロータコア３の余熱を利用して着磁を行うことができる。これにより、加熱装置を高温着磁用に追加することなく、焼嵌め時の熱源を利用して、高温で着磁できるとともに、着磁電圧を低減させたり、量産着磁機では着磁できない程、高電圧をかける必要がある高性能磁石を着磁したりすることができる。よって、より効率的に且つより低コストでロータ１０を製造することができるとともに高性能磁石を着磁することができるロータ製造方法を提供することができる。

具体的には、従来にかかるロータ製造方法では、図８に示すように、シャフト１００に、ロータコア３００が焼嵌めされた後、コア固定リング４００が組み付けられ、レゾルバ２００及びレゾルバ固定リング５００がシャフト１００に組み付けられ、その後、ロータコア３００の着磁が行われていた。この場合、ロータコア３００をシャフト１００に焼嵌めした後においては、シャフト１００がロータコア３００の熱によって膨張しているため、いったんロータコア３００及びシャフト１００をある程度冷ましてからでないとレゾルバ２００をシャフト１００に固定できない。そのため、高温で着磁する方法では、再度ロータコア３００を加熱する必要がある。これに対し、本実施の形態１にかかるロータ製造方法によれば、レゾルバ２及びレゾルバ固定リング５をロータコア３より先にシャフト１へ組み付けた後、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めて、焼嵌められたロータコア３の余熱を利用して着磁を行うことができる。そのため、加熱装置を高温着磁用に追加することなく、焼嵌め時の熱源を利用して、高温で着磁できるとともに、着磁電圧を低減させたり、量産着磁機では着磁できない程、高電圧をかける必要がある高性能磁石を着磁したりすることができる。

また、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めする際に、加熱装置でロータコア３が加熱される温度は、この後の着磁工程においてロータコア３が設定電圧でフル着磁可能な温度となるような温度、且つ、ロータコア３をシャフト１に焼嵌め可能な温度である。そのため、ロータコア３の着磁の際に、ロータコア３を１２０℃以上の高温で着磁させる。これにより、磁石性能の良い着磁しづらい磁石を完全に着磁させることができる。また、ロータコア３の余熱を利用して着磁を行うため、着磁前にロータコア３を加熱する工程も廃止することができ、設備コストを削減することができる。

また、シャフト１のフランジ１Ａにおいて、スリット１Ｂ、１Ｂは、シャフト１に組み付けられるレゾルバ２の短径に相当する位置に形成されている。これにより、スリットＢ、１Ｂが、レゾルバ２の長径に相当する位置に形成される場合に比べて、スリット１Ｂ、１Ｂの深さを深くすることができる。そのため、ロータ１０が治具２０に挿入され、治具２０のキー２０Ｂ、２０Ｂとシャフト１のスリット１Ｂ、１Ｂとが掛合する際、キー２０Ｂ、２０Ｂとスリット１Ｂ、１Ｂの内面とが接する面積が広くなる。これにより、治具２０のキー２０Ｂ、２０Ｂに加わる力を受ける面積を広くすることができ、当該キー２０Ｂ、２０Ｂの耐久性を向上させることができる。

また、ロータコア３をシャフト１に焼嵌めする際に、加熱装置で加熱されたロータコア３がレゾルバ２に直接接触せずに済む。換言すれば、加熱されたロータコア３とレゾルバ２との間には、シャフト１のフランジ１Ａが存在する。そのため、ロータコア３をシャフトに焼嵌める際にレゾルバ２への伝熱を低減することができる。これにより、レゾルバのシャフト１への組み付け精度の低下を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１、１００ シャフト
１Ａ フランジ（突出部）
１Ｂ スリット
２、２００ レゾルバ
２Ａ 嵌合孔
３、３００ ロータコア
３Ａ 孔部
４、４００ コア固定リング
５、５００ レゾルバ固定リング
１０ ロータ
２０ 治具
２０Ａ 穴部
２０Ｂ キー

Claims (1)

1. ロータコアをシャフトに焼嵌めした後、前記ロータコアを着磁するロータの製造方法であって、
   前記シャフトは、前記シャフトの径方向に突出する突出部を備え、
   前記シャフトの前記突出部の一方の側に、レゾルバを組み付け、
   その後、前記シャフトの前記突出部の他方の側に前記ロータコアを焼嵌めし、
   前記シャフトに焼嵌められた前記ロータコアの余熱を利用して前記ロータコアの温度が所定温度以上の状態で、前記ロータコアを着磁させる、ロータの製造方法。

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