JP5746873B2 - ロータの製造方法 - Google Patents
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Description
つまり、通常はロータシャフトの圧入を行うとロータコアの変形を伴うため、その状態で磁石を固定材によって固定するとロータコアが変形した状態で保持されてしまうが、焼き嵌めと磁石の固定を同時に行うことにより、ロータコアの変形を防止でき、より真円に近いロータコアとすることができる。
また、2つの製造工程を同時に行うことができるので、製造時間を短縮できる。
請求項2に記載した発明によれば、固定材を硬化させるための熱源の熱を焼き嵌めのための熱源として有効利用できる。
請求項3に記載した発明によれば、焼き嵌めのための熱源の熱を固定材を硬化させるための熱源として有効利用できる。
請求項4に記載した発明によれば、保持プレートに、ロータを保持させる機能と固定材を注入するための部材としての機能を持たせ、この保持プレートを熱源治具に装備したため、固定材の加熱、ロータコアの加熱を効果的に行うことができる。
また、熱源治具に保持プレートを装備して、焼き嵌め時にロータコアを上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコアのそりの発生を防止でき、そりがない状態で磁石を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコアの軸方向の振れを防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。
図1に示すように、ロータコア3に形成されたスロット2に複数の永久磁石1を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア3を上部と下部からプレスする上部保持プレート7と加熱する下部保持プレート8のうち、下部保持プレート8の固定材注入部9に熱硬化性樹脂である固定材10の注入準備をする。ここで、固定材注入部9を備えた下部保持プレート8には熱源治具6が着脱可能に取り付けられている。
ロータシャフト4は焼き嵌め前、ロータコア3は加熱前であるので、
φd>φD,ty=tj=ts
なる関係が成立している(図4の工程(1))。
そして、固定材10は図示しない射出装置により熱源治具6を介して加熱した状態でロータコア3内に注入可能に構成され、ロータコア3は、下部保持プレート8を備えた熱源治具6の熱源により加熱可能に構成されている。固定材10は熱硬化性樹脂であり、この熱硬化性樹脂は一度熱硬化すると再度液化しない。固定材10の熱硬化に必要な温度は例えば170°Cである。また、ロータシャフト4を焼き嵌めるためロータコア3の内径φDを拡大するのに必要なロータコア3の最低温度は固定材10の熱硬化温度と同じ170°Cである。
この状態で、ロータシャフト4は焼き嵌め中、永久磁石は固定中、ロータコア3は加熱中であるので、
φd<φD’,ty=tj>ts
なる関係が成立している。尚、φD’は加熱により拡径したロータコア3の内径を示す。
この状態で、ロータシャフト4は焼き嵌め後、永久磁石は固定完了であるので、
ty=tj=ts
なる関係が成立する(図4の工程(3)参照)。
更に、通常はロータシャフト4の圧入を行うとロータコア3の変形を伴うため、その状態で永久磁石1を固定材10によって固定するとロータコア3が変形した状態で保持されてしまうが、焼き嵌めと永久磁石1の固定を同時に行うことにより、ロータコア3の変形を防止でき、より真円に近いロータコア3とすることができる。
また、熱源治具6に下部保持プレート8を装備して、焼き嵌め時にロータコア3を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア3のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石1を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア3の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。
図5において、ロータコア3に形成されたスロット2に複数の永久磁石1を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア3を上部と下部からプレスする上部保持プレート7と加熱する下部保持プレート8のうち下部保持プレート8の固定材注入部9に熱硬化性樹脂である固定材10の注入準備をする点、固定材注入部9を備えた下部保持プレート8には熱源治具6が着脱可能に取り付けられている点等の基本的構成及び各部の符号は前記第1実施形態と同様である。
ここで、第1実施形態では、ロータシャフト4を焼き嵌めるため、ロータコア3の内径φDを拡大するのに必要なロータコア3の最低温度が固定材10の熱硬化温度と同じ温度であったが、この第2実施形態は、固定材10の硬化温度が、ロータコア3の焼き嵌め工程における焼き嵌め温度よりも高い場合に適用される製造方法である。
ロータシャフト4は焼き嵌め前、ロータコア3は加熱前であるので、
φd>φD,ty=tj=ts
なる関係が成立している(図8の工程(1))。
この状態で、永久磁石1は固定中、ロータコア3は加熱中であるので、
φd<φD’,ty=tj>ts
なる関係が成立している。
この状態で、永久磁石1は固定完了、ロータシャフト4は焼き嵌め中であるので、
φd<φD’,ty=tj>ts
なる関係が成立している。
そして、ロータシャフト4の挿入が終了した時点(焼き嵌め工程終了)からは、徐々にロータコア3と固定材10の温度が低下してゆき、ロータシャフト4とロータコア3の温度が同温度となる。
また、熱源治具6に下部保持プレート8を装備して、焼き嵌め時にロータコア3を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア3のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石1を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア3の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。
図9において、ロータコア3に形成されたスロット2に複数の永久磁石1を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア3を上部と下部からプレスする上部保持プレート7と加熱する下部保持プレート8のうち、下部保持プレート8の固定材注入部9に熱硬化性樹脂である固定材10の注入準備をする点、固定材注入部9を備えた下部保持プレート8には熱源治具6が着脱可能に取り付けられている点等の基本的構成及び各部の符号は前記第1実施形態と同様である。
ここで、第1実施形態では、ロータシャフト4を焼き嵌めるため、ロータコア3の内径φDを拡大するのに必要なロータコア3の最低温度が固定材10の熱硬化温度と同じ温度であったが、この第3実施形態は、ロータコア3の焼き嵌め工程における焼き嵌め温度が、固定材10の硬化温度よりも高い場合に適用される製造方法である。
ロータシャフト4は焼き嵌め前、ロータコア3は加熱前であるので、
φd>φD,ty=tj=ts
なる関係が成立している(図12の工程(1))。
この状態で、焼き嵌め実施のためロータコア3は加熱中であるので、
φd<φD’,ty=tj>ts
なる関係が成立している。
ty=tj>ts
なる関係が成立している。
そして、固定材10の注入が終了した時点からは、徐々にロータコア3と固定材10の温度が低下してゆき、ロータシャフト4とロータコア3の温度が同温度となる。
また、熱源治具6に下部保持プレート8を装備して、焼き嵌め時にロータコア3を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア3のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石1を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア3の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。
図13に示す第4実施形態は、上部保持プレート7に熱源治具6が着脱可能に取り付けられるようになっており、この上部保持プレート7に固定材注入部9’が設けられている。この実施形態においても前述した第1実施形態〜第3実施形態の製造方法の何れの製造方法を採用できる。とりわけ、この第4実施形態によれば、各実施形態の効果に加えて、ロータシャフト4の挿入操作に用いられる装置と熱源治具6の配置が上部保持プレート7側であるので、装置配置が集約できる点で有利となる。
とりわけ、この第5実施形態によれば、全体を均一に加熱することができる点で有利であり、固定材10の硬化温度、ロータシャフト4の焼き嵌め温度をむらなく設定できる。
また、各実施形態では、永久磁石1として分割形を採用した場合で説明したが、一体形の永久磁石を使用してもよく、分割数は実施形態の例に限定されない。
更に、ロータコア3は積層鋼板で構成された例で説明したが、接着形式、圧粉形式のものも採用できる。また、ロータコア3を下部保持プレート8側から挿入するようにしてもよい。
そして、固定材10として熱硬化性樹脂を例にして説明したが、それ以外に熱硬化性のある材料であれば、再度加熱した際に回転電機として使用した場合の加熱雰囲気下で液化することがないことを条件に様々な材料を用いることができる。
3 ロータコア
4 ロータシャフト
5 ロータ
1 永久磁石(磁石)
10 固定材
6 熱源治具(熱源)
11 加熱炉(熱源)
9 固定材注入部
Claims (4)
- 磁石挿入用のスロットを備えたロータコアと駆動力を伝達するロータシャフトとを有するロータの製造方法において、
前記ロータコアに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記磁石挿入用のスロット内に前記磁石を固定する固定材を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、
前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、
前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源を他方の工程の熱源として用い、
前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程は同時に行われることを特徴とするロータの製造方法。 - 磁石挿入用のスロットを備えたロータコアと駆動力を伝達するロータシャフトとを有するロータの製造方法において、
前記ロータコアに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記磁石挿入用のスロット内に前記磁石を固定する固定材を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、
前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、
前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源を他方の工程の熱源として用い、
前記固定材硬化工程における固定材硬化温度が、前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により固定材硬化温度まで加熱された固定材硬化工程の後に前記焼き嵌め工程が行われることを特徴とするロータの製造方法。 - 磁石挿入用のスロットを備えたロータコアと駆動力を伝達するロータシャフトとを有するロータの製造方法において、
前記ロータコアに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記磁石挿入用のスロット内に前記磁石を固定する固定材を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、
前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、
前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源を他方の工程の熱源として用い、
前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度が、前記固定材硬化工程における固定材硬化温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により焼き嵌め温度まで加熱された焼き嵌め工程の後に前記固定材硬化工程が行われることを特徴とするロータの製造方法。 - 磁石挿入用のスロットを備えたロータコアと駆動力を伝達するロータシャフトとを有するロータの製造方法において、
前記ロータコアに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記磁石挿入用のスロット内に前記磁石を固定する固定材を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、
前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、
前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源を他方の工程の熱源として用い、
前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程では、前記焼き嵌め工程にて前記ロータを保持し、前記固定材硬化工程において前記磁石挿入用スロット内に固定材を注入する固定材注入部を有する保持プレートを備えた熱源治具を用いることを特徴とするロータの製造方法。
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