JP2021027735A - ロータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このロータ100の製造方法は、シャフト20の端面53に傾斜面55bが設けられたシャフト20を形成する工程(S2)と、パンチ部材210の突出部212を、端面53に押し込む工程(S5)と、端面53に突出部212が押し込まれていることによりシャフト20の内部が密閉された状態で、ハイドロフォーミングによって、シャフト20をロータコア10に固定する工程(S6)と、を備える。
【選択図】図11
Description
図1〜図4を参照して、第1実施形態によるロータ100の構造について説明する。ロータ100は、図示しないステータと組み合わせられることにより、回転電機を構成する。
次に、図5〜図10を参照して、第1実施形態によるロータ100の製造装置200について説明する。第1実施形態では、製造装置200は、ハイドロフォーミング成形機として構成されている。すなわち、製造装置200は、シャフト20の内部が密閉された状態で、シャフト20の内部に流体Lを充填させるとともに流体Lによる内圧Pによってシャフト20を膨張させることにより、ロータコア10の孔部11aの内周面12に、第1部分40を圧接させるハイドロフォーミングを行う装置である。
次に、図1、図3〜図5および図7〜図15を参照して、第1実施形態によるロータ100の製造方法を説明する。図11には、ロータ100の製造工程のフローチャートが示されている。
次に、図16および図17を参照して、第2実施形態によるロータ300について説明する。第3部分60の厚みt2が第2部分50の厚みt1よりも大きいシャフト20が設けられていた第1実施形態によるロータ100と異なり、第2実施形態のロータ300では、第3部分360の厚みt12が第2部分50の厚みt1と略同一のシャフト320が設けられている。なお、以下の説明では、上記第1実施形態と同一の構造および工程については、同じ符号(ステップ番号)を付し、その説明を省略する。
次に、図18を参照して、第2実施形態によるロータ300の製造装置400について説明する。第2実施形態による製造装置400では、リフター430に、凹部364(図17参照)を形成するための突出部432が設けられている。なお、突出部432は、特許請求の範囲の「下型突出部」の一例である。
次に、図16〜図19を参照して、第2実施形態によるロータ300の製造方法について説明する。第2実施形態による製造方法では、シャフト320の第2部分50に逃がし部55が形成されるとともに、シャフト320の第3部分360に逃がし部355が形成される(S102)。また、図19には、第2実施形態による製造工程のフロー図が示されている。なお、ステップS1、S3、S4およびS7については、第1実施形態によるロータ100の製造方法と同一の製造工程が実施される。
上記第1および第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
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、上記第1および第2実施形態では、第2部分の端面の径方向内側の端部に、逃がし部(傾斜面)を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図20に示す第1変形例のシャフト520のように、第2部分550の端面553の径方向中心C4よりも径方向外側に逃がし部555が設けられていてもよい。この場合、第2部分550の端面553の径方向中心C4よりも径方向外側の部分に、パンチ部材610の突出部612が押し込まれることにより、凹部が形成される。また、図21に示す第2変形例のシャフト720のように、径方向内側の端面753の端部753aよりも、端面753の径方向中心C5側に、逃がし部として機能する凹部755を配置してもよい。また、図22に示す第3変形例のシャフト820のように、逃がし部として機能する凹部855を、端面53に対して直交する面855aと端面53に平行な面855bとにより構成してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、シャフトを形成(準備)する工程において、第1部分、第2部分および第3部分を形成した後に、シャフトに逃がし部(傾斜面)を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、第1部分、第2部分および第3部分が形成される前に、シャフトを構成する部材に逃がし部(傾斜面または凹部)を形成してもよいし、第1部分、第2部分および第3部分を形成する際に逃がし部(傾斜面または凹部)を形成してもよい。
12 内周面 20、320、520、720 820 シャフト
40 第1部分(第1円筒部分) 50、550 第2部分(第2円筒部分)
52 内周面(第2円筒部分の内周面) 53、553、753 端面(第1端面)
53a 端部(径方向内側の端部) 55b、355b 傾斜面
55c 表面(第2円筒部分の径方向内側の面) 70 第1接続部分(接続部分)
73 屈曲部 74 凹部(屈曲部窪み部)
74a 底部(凹部の底部) 100、300 ロータ
200、400 製造装置(ロータの製造装置) 210、610 パンチ部材
212、612 突出部 212a 側面(突出部の傾斜面)
212b 先端部 212c 根元部分
214 当接部(シール用当接部) 220 上型部材(型部材)
363 端面(第2端面) 430 リフター(下型部材)
432 突出部(下型突出部) 855 凹部
Claims (9)
- シャフト挿入孔を有する環状のロータコアの前記シャフト挿入孔の内周面に、円筒形状を有するシャフトが固定される、ロータの製造方法であって、
前記ロータコアに固定される部分である第1円筒部分と、前記第1円筒部分の外径と異なる外径を有するとともに前記第1円筒部分よりも回転軸線方向の一方側の部分である第2円筒部分とを含み、前記第2円筒部分の前記回転軸線方向の一方側の端面である第1端面に接続されているとともに前記第1端面に対して傾斜する傾斜面が設けられているか、または、前記回転軸線方向の他方側に窪む凹部が前記第1端面に設けられている、前記シャフトを準備する工程と、
前記シャフトを前記シャフト挿入孔に挿入する工程と、
前記シャフトを挿入する工程の後に、パンチ部材を前記シャフトよりも前記回転軸線方向の一方側に配置する工程と、
前記パンチ部材を配置する工程の後、前記パンチ部材の前記回転軸線方向の他方側の面から前記回転軸線方向の他方側に突出する突出部を、前記第2円筒部分の前記第1端面に押し込む工程と、
前記突出部を押し込む工程により前記シャフトの内部が密閉された状態で、前記シャフトの内部に流体を充填させるとともに前記流体による内圧によって前記シャフトを膨張させることにより、前記シャフト挿入孔の内周面に、前記第1円筒部分を圧接させるハイドロフォーミングによって、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程と、を備える、ロータの製造方法。 - 前記シャフトを準備する工程は、前記第2円筒部分の前記第1端面のうちの径方向内側の端部に接続された前記傾斜面を形成するか、または、前記第1端面のうちの径方向内側の部分に凹部を形成する工程を含み、
前記突出部を押し込む工程は、前記第2円筒部分の前記第1端面のうちの径方向中心よりも径方向内側の部分に、前記突出部を押し込む工程である、請求項1に記載のロータの製造方法。 - 前記シャフトを準備する工程は、前記第2円筒部分の前記第1端面と前記第2円筒部分の径方向内側の内周面とに接続されている前記傾斜面を形成する工程を含む、請求項2に記載のロータの製造方法。
- 前記突出部を押し込む工程は、前記傾斜面または前記凹部側の側面が傾斜している前記突出部を、前記第2円筒部分の前記第1端面に押し込む工程である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記突出部を押し込む工程は、径方向に沿った断面において、前記回転軸線方向の他方側の先端部が、前記傾斜面または前記凹部側の側面に連続するように弧状に形成された前記突出部を、前記第2円筒部分の前記第1端面に押し込む工程である、請求項4に記載のロータの製造方法。
- 前記突出部を押し込む工程は、前記突出部の突出高さの大きさよりも大きい径方向の幅を有する根元部分が設けられた前記突出部を、前記第2円筒部分の前記第1端面に押し込む工程である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程は、前記突出部が前記第1端面に押し込まれていることに加えて、前記第2円筒部分の径方向内側の面と前記パンチ部材とが当接したシール用当接部を形成することにより、前記シャフトの内部が密閉された状態で、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトを準備する工程は、前記回転軸線方向に対して交差するように延びるように形成され、前記第1円筒部分と前記第2円筒部分とを接続する接続部分と、前記接続部分と前記第2円筒部分との境界部分に設けられ、径方向に沿った断面において屈曲形状を有する屈曲部とを含む、前記シャフトを準備する工程であり、
前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程に先立って、前記シャフトの前記屈曲部の外周面に、径方向内側に窪む屈曲部窪み部を設ける工程をさらに備え、
前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程は、前記パンチ部材とは異なる型部材が前記屈曲部窪み部の底部から離間した状態で、かつ、前記型部材と前記接続部分とが前記回転軸線方向に接触した状態で、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のロータの製造方法。 - 前記シャフトを準備する工程は、前記第2円筒部分の上方側の前記第1端面に前記傾斜面または前記凹部を形成するとともに、前記シャフトの下方側の端面である第2端面に下方側傾斜面または下方側凹部を形成する工程であり、
前記突出部を押し込む工程は、前記パンチ部材の前記突出部を前記第2円筒部分の上方側の前記第1端面に押し込むとともに、前記シャフトよりも下方側に配置された下型部材から上方に突出する下型突出部を、前記第2端面に上方に押し込む工程である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
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