DE112016002118T5

DE112016002118T5 - Rotor, dynamoelektrische Maschine, Rotorproduktionsmethode, und Rotorproduktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016002118T5
Application number: DE112016002118.6T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kawaguchi; Junya OKABE; Yoshiteru Kurokawa; Hiroyuki Miyoshi; Akihiro Kawabata
Original assignee: Top KK; KYB Corp
Current assignee: Top KK; KYB Corp
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-03-08
Also published as: JP2017028837A; WO2017014015A1; JP6518154B2; US20180123411A1; CN107615620A

Abstract

Der Rotor 2 umfasst die Rotorkerneinheit 4 und eine einzelne zylindrische Rotorabdeckung 22. Die Rotorkerneinheit 4 weist den Rotorkern 20 auf, der an einer Drehachse befestigt ist, um in der Lage zu sein, damit und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten 21, die entlang einer Umfangsrichtung auf dem Rotorkern montiert sind, sich integral zu drehen. Die einzelne zylindrische Rotorabdeckung 22 weist einen oberen Oberflächenabschnitt 24 und einen Bodenabschnitt 26 auf, um den Außenumfang des Rotorkerns 20 abzudecken. Der obere Oberflächenabschnitt 24 steht in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A einer Endoberfläche in axialer Richtung der Permanentmagnete 21. Der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit mindestens einem der Permanentmagnete 21 und dem Rotorkern 20, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor, eine rotierende elektrische Maschine, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors und eine Rotor-Herstellungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Die JP1999-299149A offenbart einen Rotor, der in einer rotierenden elektrischen Maschine verwendet wird. Dieser Rotor umfasst ein Joch mit Magneten, die am Außenumfang des Jochs angebracht sind, und eine Abdeckung, die die Oberflächen des Außenumfangs jedes Magneten abdeckt. In den Umfangsenden jedes Magneten sind Ausschnitte ausgebildet. In einem offenen Randabschnitt jeder Abdeckung sind Aussparungen ausgebildet. Die Aussparungen der Abdeckung sind jeweils in den Ausschnitten benachbarter Magnete eingerastet, wodurch die axialen und umfänglichen Bewegungen der Abdeckung eingeschränkt sind.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Um mit der obigen herkömmlichen Technik die Abdeckung in Bezug auf das Joch in Umfangsrichtung zu fixieren, das bedeutet, um zu verhindern, dass sich die Abdeckungen drehen, müssen die Magnete und die Abdeckung bearbeitet werden, bevor die äußeren Umfänge der Magnete mit der Abdeckung bedeckt werden. Dies erhöht die Komplexität von Herstellungsverfahren.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, zu verhindern, dass sich eine Rotorabdeckung leicht dreht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Rotor: eine Rotorkerneinheit mit einem Rotorkern, der an einer Drehachse befestigt ist, um sich integral damit drehen zu können, und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten, die entlang einer Umfangsrichtung des Rotorkerns daran angebracht sind; und eine einzelne zylindrische Rotorabdeckung mit einem ersten Halteabschnitt und einem zweiten Halteabschnitt, um einen Außenumfang des Rotorkerns zu bedecken. Der erste Halteabschnitt steht in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt, der an einer Endfläche der Permanentmagnete in einer axialen Richtung positioniert ist. Der zweite Halteabschnitt steht in axialer Richtung der Permanentmagnete und des Rotorkerns in Kontakt mit zumindest einer anderen Endfläche, so dass die Rotorkerneinheit durch den ersten Halteabschnitt und den zweiten Halteabschnitt in der axialen Richtung gehalten wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine mit einem Rotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Querschnittsansicht des Rotors entlang einer Linie A-A in 1, eine Ebene mit einer Drehachse einer Welle zeigend;
4 ist eine Querschnittsansicht des Rotors entlang der Linie A-A in 1, die den Rotor zeigt, bei dem eine axiale Länge eines Rotorkerns länger als die der Permanentmagneten ist;
5 ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Rotors entlang der Linie A-A in 1, die den modifizierten Rotor zeigt, bei dem die axiale Länge des Rotorkerns länger als die der Permanentmagneten ist;
6 ist eine Ansicht entlang des Pfeils C in 3;
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 6;
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie E-E in 6;
9 ist eine Querschnittsansicht des Rotors, in dem die axiale Länge des Rotorkerns kürzer als die der Permanentmagneten ist;
10 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Rotor-Herstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil des Konfigurationsdiagramms im Querschnitt gezeigt ist;
11 ist eine perspektivische Ansicht von äußeren Spannzangen, die bei einem Verfahren zum Herstellen des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
12 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern von Prozessen der Rotorherstellung, die einen Prozess zeigt, bei dem der Rotorkern in einer Rotorabdeckung aufgenommen ist;
13 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Rotorkern in der Rotorabdeckung aufgenommen wurde;
14 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die den Rotorkern und die Rotorabdeckung zeigt, die in einem Formelement aufgenommen wurden;
15 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die äußeren Spannzangen und die inneren Spannzangen angeordnet wurden;
16 ist eine Draufsicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die äußeren Spannzangen und die inneren Spannzangen angeordnet wurden;
17 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Pressvorgang abgeschlossen wurde;
18 ist eine Draufsicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die den Zustand zeigt, in dem der erste Pressvorgang abgeschlossen wurde;
19 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die äußeren Spannzangen und die inneren Spannzangen entfernt wurden, nachdem der erste Pressvorgang abgeschlossen wurde;
20 ist eine Draufsicht zum Erläutern des zweiten Pressvorgangs in dem Verfahren zur Rotorherstellung;
21 ist eine Draufsicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die den Zustand zeigt, in dem der zweite Pressvorgang abgeschlossen wurde;
22 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die äußeren Spannzangen entfernt wurden, nachdem der zweite Pressvorgang abgeschlossen wurde;
23 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand vor dem Durchführen des ersten Pressvorgangs in einem Fall zeigt, in dem die axiale Länge des Rotorkerns länger als die der Permanentmagneten ist;
24 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Pressvorgang für einen Fall abgeschlossen wurde, in dem die axiale Länge des Rotorkerns länger als die der Permanentmagneten ist;
25 ist eine Querschnittsansicht, die einen anderen Querschnitt als den in 24 zeigt, zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Pressvorgang für einen Fall abgeschlossen wurde, in dem die axiale Länge des Rotorkerns länger als die der Permanentmagneten ist;
26 ist eine Querschnittsansicht zum Erläutern der Prozesse der Rotorherstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der zweite Pressvorgang für einen Fall abgeschlossen wurde, in dem die axiale Länge des Rotorkerns länger ist als die der Permanentmagnete ist; und
27 ist eine Ansicht einer Modifikation der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, bevor ein oberer Oberflächenabschnitt der Rotorabdeckung ausgebildet wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Folgende beschreibt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine Querschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine 100 mit einem Rotor 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wobei ein Querschnitt entlang einer senkrechten Rotationsrichtung zur Drehachse gezeigt ist.
Die rotierende elektrische Maschine 100 dient als ein Motor und/oder als ein Elektrogenerator. Die in 1 gezeigt rotierende elektrische Maschine 100 umfasst eine drehbare Welle 1, die als Drehachse dient, den Rotor 2, der einstückig an der Welle 1 befestigt ist, und einen Stator 3, der an der Außenumfangsseite des Rotors 2 über einen vorbestimmten Abstand angeordnet ist.
Der Rotor 2 umfasst eine Rotorkerneinheit 4 und eine Rotorabdeckung 22, die die Rotorkerneinheit 4 aufnimmt.
Die Rotorkerneinheit 4 weist einen Rotorkern 20 und eine Vielzahl von Permanentmagneten 21 auf. Der Rotorkern 20 ist an einem Außenumfang der Welle 1 befestigt und dreht sich zusammen mit der Welle 1. Die Vielzahl von Permanentmagneten 21 ist in gleichmäßigen Abständen entlang einer Umfangsrichtung an einer äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 20 angebracht.
Die Rotorkerneinheit 4 umfasst die sechs Permanentmagnete 21, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Rotorkerneinheit 4 ist nicht hierauf beschränkt und kann sieben oder mehr Permanentmagnete oder zwei bis fünf Permanentmagnete aufweisen.
Der Rotorkern 20 umfasst einen Mittelteil 20A, der an der Innenseite der Vielzahl von Permanentmagneten 21 vorgesehen ist, und eine Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 20B, die von dem Mittelteil 20A in radialer Richtung des Rotorkerns 20 nach außen vorstehen. Die Welle 1 ist an dem Rotorkern 20 befestigt, indem sie durch den Mittelteil 20A eingeführt wird. Die vorstehenden Abschnitte 20B sind in gleichmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung vorgesehen, um jeweils zwischen den benachbarten Permanentmagneten 21 angeordnet zu sein. Das bedeutet, die Permanentmagnete 21 sind jeweils zwischen den benachbarten vorstehenden Abschnitten 20B angeordnet, um so an dem Mittelteil 20A befestigt zu sein.
Der Stator 3 umfasst einen ringförmigen Statorkern 31, der so angeordnet ist, dass er den Rotor 2 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen umgibt und Wicklungen 32, die an dem Statorkern 31 angebracht sind.
Der Statorkern 31 umfasst einen ringförmigen Jochabschnitt 33, eine Vielzahl von Zähnen 34, die von dem Jochabschnitt 33 radial nach innen vorstehen und in einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind, und Schlitze 35, die jeweils durch die benachbarte Zähne 34 an einer Innenumfangsseite des Jochabschnitts 33 definiert sind.
Die Wicklungen 32 sind um die Zähne 34 des Statorkerns 31 herumgewickelt, und daher ist an jedem Zahn 34 eine Spule ausgebildet. Die Enden der Wicklungen 32 sind mit einer Elektrode (nicht gezeigt) des Stators 3 verbunden. Wenn den Spulen durch die Elektrode elektrische Energie zugeführt wird, dann wird der Statorkern 31 magnetisiert und eine Wechselwirkung zwischen dem Statorkern 31 und den Permanentmagneten 21 der Rotorkerneinheit 4 bewirkt, dass der Rotor 2 sich dreht, wobei die Welle 1 als Achse wirkt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine Querschnittsansicht der Welle 1 und des Rotors 2 entlang einer Linie A-A in 1.
Die Rotorabdeckung 22 ist aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl hergestellt und in Form eines Rohrs mit einem Boden ausgeformt, um die Rotorkerneinheit 4 mit dem Rotorkern 20 und den Permanentmagneten 21, die an dem Rotorkern 20 angebracht sind, aufzunehmen. Die Rotorabdeckung 22 umfasst, wie in 3 gezeigt, einen zylindrischen Abschnitt 23, einen oberen Oberflächenabschnitt 24 und einen Bodenabschnitt 26. Der zylindrische Abschnitt 23 deckt den äußeren Umfang des Rotorkerns 20 ab. Der obere Oberflächenabschnitt 24, der als ein erster Halteabschnitt dient, ist auf einer axialen Seite (die linke Seite in 3) des zylindrischen Abschnitts 23 vorgesehen und wird durch Biegen des zylindrischen Abschnitts 23 ausgebildet. Der Bodenabschnitt 26, der als ein zweiter Halteabschnitt dient, ist an der anderen axialen Seite (die rechte Seite in 3) des zylindrischen Abschnitts 23 vorgesehen.
Der obere Oberflächenabschnitt 24 ist in Form eines kreisförmigen Rings ausgebildet, der in axialer Richtung eine senkrechte Oberfläche und ein zentrales Loch 24A aufweist, das einen größeren Durchmesser als die Welle 1 aufweist. Der obere Oberflächenabschnitt 24 weist einen an einem äußeren Umfangsendabschnitt einen oberen Oberflächenrandabschnitt 25 auf. Der obere Oberflächenrandabschnitt 25 ist zwischen einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 23 und dem oberen Oberflächenabschnitt 24 ausgebildet und steht in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der an einer axialen Endfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist.
Der Bodenabschnitt 26 ist, wie in 3 gezeigt, in Form eines kreisförmigen Rings ausgebildet, der eine zu der axialen Richtung senkrechte Oberfläche und ein zentrales Loch 26A aufweist, das einen größeren Durchmesser als die Welle 1 aufweist. Der Bodenabschnitt 26 ist den anderen Endoberflächen der Permanentmagnete 21 zugewandt und steht mit dem anderen Endabschnitt von mindestens einem aus Rotorkern 20 und Permanentmagneten 21 der Rotorkerneinheit 4 in Kontakt. Der Bodenabschnitt 26 weist an dem äußeren Umfangsendabschnitt einen unteren Randabschnitt 27 auf. Der untere Randabschnitt 27 ist zwischen dem anderen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 23 und dem Bodenabschnitt 26 ausgebildet. Die tatsächliche Konfiguration des Bodenabschnitts 26 wird später ausführlich beschrieben.
Der obere Oberflächenabschnitt 24 wird gebildet, indem das eine axiale Ende (die linke Seite in 3) des zylindrischen Abschnitts 23 radial nach innen gedrückt wird. Dementsprechend ist der obere Oberflächenrandabschnitt 25 so ausgebildet, dass er mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A an der einen Endfläche des Permanentmagneten 21 in Kontakt steht. Die Rotorkerneinheit 4 wird durch den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 des oberen Oberflächenabschnitts 24 und des Bodenabschnitts 26 mit einer vorbestimmten Kraft in der axialen Richtung gehalten. Der obere Oberflächenrandabschnitt 25 steht in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der an einer Endfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist. Der Bodenabschnitt 26 steht mit dem anderen Endabschnitt von mindestens einem aus Rotorkern 20 und den Permanentmagneten 21 in Kontakt. Dies erhöht die Reibungskraft zwischen der Rotorabdeckung 22 und der Rotorkerneinheit 4, so dass eine umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorabdeckung 22 und der Rotorkerneinheit 4 beschränkt ist.
Es ist zu beachten, dass der obere Oberflächenrandabschnitt 25 nur mit einem Teil des gesamten Umfangs des äußeren Umfangsrandabschnitts 21A in Kontakt stehen kann, der an einer axialen Endoberfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist. Um eine Rotation der Rotorabdeckung 22 sicher zu beschränken ist es wünschenswert, dass der obere Oberflächenabschnitt 24 mit einer Endfläche einer axialen Seite des Rotorkerns 20 und der Permanentmagneten 21 in Kontakt steht, um die Reibungskraft zu erhöhen. Jedoch kann zumindest der obere Oberflächenrandabschnitt 25 mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A in Kontakt stehen. Das bedeutet, dass zwischen den anderen Teilen als dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 in dem oberen Oberflächenabschnitt 24 und der Rotorkerneinheit 4 ein Spalt vorhanden sein kann.
Das Loch 24A des oberen Oberflächenabschnitts 24 und das Loch 26A des Bodenabschnitts 26 sind so ausgebildet, dass sie einen Innendurchmesser haben, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des Mittelteils 20A des Rotorkerns 20. Der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 sind derart ausgedehnt ausgebildet, um beide axialen Endoberflächen der Permanentmagneten 21 zu bedecken.
Als nächstes werden der obere Oberflächenrandabschnitt 25, der Bodenabschnitt 26 und der untere Randabschnitt 27 ausführlich beschrieben.
Selbst wenn der Rotorkern 20 und der Permanentmagnet 21 so ausgebildet sein sollen, dass sie die gleiche axiale Länge aufweisen, können die jeweiligen axialen Längen innerhalb des Bereichs der Maßtoleranz variieren. Auf diese Weise können sich die axialen Längen des Rotorkerns 20 und des Permanentmagneten 21 voneinander unterscheiden.
Im Gegensatz dazu werden, selbst wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger, kürzer oder gleich der der Permanentmagneten 21 ist, der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 von der Rotorabdeckung 22 ausgebildet. Der obere Oberflächenabschnitt 24 umfasst den oberen Oberflächenrandabschnitt 25, der mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A des Permanentmagneten 21 in Kontakt steht. Der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endflächen des Permanentmagneten 21 und des Rotorkerns 20. Als Folge kann die umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorkerneinheit 4 und der Rotorabdeckung 22 des Rotors 2 begeschränkt werden. Mit anderen Worten, unabhängig von der dimensionalen Beziehung der axialen Längen des Rotorkerns 20 und des Permanentmagneten 21, kann eine Drehung der Rotorabdeckung 22 eingeschränkt werden, indem die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten wird.
Die 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1, die einen Zustand zeigt, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als die des Permanentmagneten 21. Wie in 4 gezeigt, weist, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als die des Permanentmagneten 21, der Rotorkern 20 einen vorspringenden Abschnitt 20C auf, der in axialer Richtung von der anderen Endfläche des Permanentmagneten 21 und einem Teil der vorstehenden Abschnitte 20B vorsteht. Der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 umfasst einen Kernkontaktabschnitt 120, der in Kontakt mit einer Bodenfläche (einer Endfläche des vorstehenden Abschnitts 20C) des Rotorkerns 20 steht, und einen Verbindungsabschnitt 121, der den Kernkontaktabschnitt 120 mit dem unteren Randabschnitt 27 verbindet.
Der Verbindungsabschnitt 121 kann, wie in 4 gezeigt, mit der äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 20 und einer anderen Endfläche des Permanentmagneten 21 in axialer Richtung in Kontakt stehen, oder kann von diesen Oberflächen getrennt sein, wie in 5 gezeigt. In beiden Fällen steht der obere Oberflächenrandabschnitt 25 in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der an der einen axialen Endfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist, und der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit zumindest dem vorstehenden Abschnitt 20C des Rotorkerns 20. Dadurch kann eine Drehung der Rotorabdeckung 22 eingeschränkt werden, da die Rotorkerneinheit 4 in der axialen Richtung gehalten wird. Wie in 4 gezeigt, in dem Fall, dass der Verbindungsabschnitt 121 mit der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 20 und der anderen Endfläche in axialer Richtung des Permanentmagneten 21 in Kontakt steht, und dass der untere Randabschnitt 27 mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21B an der anderen Endfläche des Permanentmagneten 21 in Kontakt steht, erhöht sich so die Reibungskraft, um eine Drehung der Rotorabdeckung 22 sicher einzuschränken.
6 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in 3 und ist eine Draufsicht, die den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 zeigt. In dem Fall, dass die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als die des Permanentmagneten 21, wie in 6 gezeigt, sind an dem Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 vertiefte Abschnitte 122 vorgesehen, die einen Teil der vorstehenden Abschnitte 20B, die den vorstehenden Abschnitt 20C des Rotorkerns 20 bilden, überdecken.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie D-D in 6. 7 zeigt schematisch eine Grenze zwischen den vorstehenden Abschnitten 20B und dem Mittelteil 20A am Rotorkern 20 durch eine gestrichelte Linie. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie E-E in 6.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, sind die vertieften Abschnitte 122 derart ausgebildet, dass eine Innenseite davon (eine Innenseite der Rotorabdeckung 22) in axialer Richtung entlang eines äußeren Umfangsrandabschnitts an einem Endteil des vorstehenden Abschnitts 20C vertieft ist. Auf diese Weise stehen Teile der vorstehenden Abschnitte 20B, die den vorspringenden Abschnitt 20C bilden, mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 in Eingriff, um eine umfängliche relative Drehung (die linke und rechte Richtung der 8) zwischen dem Rotorkern 20 und der Rotorabdeckung 22 zu beschränken. Wie oben beschrieben, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als die des Permanentmagneten 21, dann wird die Rotorkerneinheit 4 von dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 des oberen Oberflächenabschnitts 24 und dem Bodenabschnitt 26 gehalten. Darüber hinaus steht der vorspringende Abschnitt 20C mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 in Eingriff. Dadurch kann eine Beschränkung der Drehung der Rotorabdeckung 22 sicher ausgebildet werden.
Wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 kürzer (siehe 9) oder gleich der des Permanentmagneten 21 (siehe 3) ist, dann sind die zurückgesetzten Abschnitte 122 nicht am Bodenabschnitt 26 die Rotorabdeckung 22 ausgebildet. Wie in 9 gezeigt, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 kürzer ist als die des Permanentmagneten 21, dann steht der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 in Kontakt mit der anderen Endfläche des Permanentmagneten 21 und ist als eine ringförmige Ebene ausgebildet, die von dem Rotorkern 20 getrennt ist. In diesem Fall steht der Bodenabschnitt 26 in Kontakt mit der Endfläche des Permanentmagneten 21 und auch der untere Randabschnitt 27 steht in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21B auf der anderen Endfläche des Permanentmagneten 21, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den Bodenabschnitt 26 und den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 gehalten wird.
Wie in 3 gezeigt, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 gleich der des Permanentmagneten 21 ist, dann ist der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 als eine ringförmige Ebene ausgebildet, die sowohl mit dem Permanentmagneten 21 als auch mit dem Rotorkern 20 in Kontakt steht. In diesem Fall steht der Bodenabschnitt 26 sowohl mit dem Permanentmagneten 21 als auch mit dem Rotorkern 20 in Kontakt, und der untere Randabschnitt 27 steht mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21B an der anderen Endfläche des Permanentmagneten 21 in Kontakt, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den Bodenabschnitt 26 und den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 gehalten wird.
Als nächstes wird, Bezug nehmend hauptsächlich auf die 10 und 11, eine Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 beschrieben, die den Rotor 2 herstellt. 10 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 zeigt, und ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bevor ein oberer Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 geformt wird.
Wie in 10 gezeigt, ist die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 eine hydraulische Presseneinrichtung, die den oberen Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 durch das Pressen eines Formabschnitts 40 mit einem Gleitabschnitt 12 ausbildet, der durch einen hydraulischen Druck in eine im Wesentlichen vertikale Richtung gedrückt wird. Die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 kann eine hydraulische Presseneinrichtung einer anderen Art oder eine mechanische Presseneinrichtung sein. Die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 kann auch eine Presseneinrichtung sein, die durch Druckluft angetrieben wird.
Die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 umfasst ein Pressentisch 11, der im Wesentlichen horizontal vorgesehen ist, den Gleitabschnitt 12, der sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung relativ zu dem Pressentisch 11 auf und ab bewegt, und den Formabschnitt 40, der auf dem Pressentisch 11 platziert ist, um den oberen Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 durch ein Bewegen des Gleitabschnitts 12 auszubilden.
Der Gleitabschnitt 12 wird entlang der im Wesentlichen vertikalen Richtung (Oben-Unten-Richtung in 10) relativ zu dem Pressentisch 11 durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben, der einen hydraulischen Druck als Kraftquelle überträgt. Der Gleitabschnitt 12 weist einen ringförmigen Gleitkontaktabschnitt 13 auf, der an seiner Innenseite eine gekrümmte, sich verjüngende Gleitfläche 13A aufweist, deren Durchmesser sich zum Boden hin vergrößert ist und die mit dem Formabschnitt 40 in Kontakt gebracht wird. Wenn der Gleitabschnitt 12 durch den Antriebsmechanismus nach unten bewegt wird und der Formabschnitt 40 durch den Gleitkontaktabschnitt 13 hindurch gedrückt wird, dann wird der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 ausgebildet.
Der Formabschnitt 40 umfasst eine äußere Form 41, die als ein Begrenzungselement dient, eine Vielzahl von äußeren Spannzangen, die als Druckelemente dienen, eine Vielzahl von inneren Spannzangen 43, die als Halteelemente dienen, und ein unteres Formwerkzeug 44. Die äußere Form 41 ist auf dem Pressentisch 11 angeordnet, um die Rotorabdeckung 22 aufzunehmen. Die Vielzahl von äußeren Spannzangen drücken ein axiales Endteil der Rotorabdeckung 22 radial nach innen, um den oberen Oberflächenabschnitt 24 zu bilden. Die Vielzahl von inneren Spannzangen 43 drücken und halten eine inneren Umfang des Axialendteils der Rotorabdeckung 22 radial nach außen. Das untere Formwerkzeug 44 ist auf dem Pressentisch 11 platziert, indem es in der äußeren Form 41 untergebracht ist, wobei die Rotorabdeckung 22 auf dem unteren Formwerkzeug 44 platziert ist.
Die äußere Form 41 ist ein zylindrisches Element, dessen Innendurchmesser so eingestellt ist, dass er im Wesentlichen gleich ist mit dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 23 der Rotorabdeckung 22. Die äußere Form 41 beschränkt das Ausbeulen des zylindrischen Abschnitts 23 der Rotorabdeckung 22 in radialer Richtung nach außen, zum Zeitpunkt des Eindrückens der Rotorabdeckung 22, wie unten beschrieben.
Wie nachstehend beschrieben, werden die ersten äußeren Spannzangen 42 im ersten Pressvorgang des Verfahrens zur Herstellung des Rotors 2 verwendet, und die zweiten äußeren Spannzangen 52 werden in dem zweiten Pressvorgang des Verfahrens zum Herstellen des Rotors 2 verwendet. Die ersten und zweiten äußeren Spannzangen 42, 52 unterscheiden sich voneinander nur in der Dicke in radialer Richtung. Daher sind in den 10 und 11 nur die ersten äußeren Spannzangen 42 dargestellt und die zweiten äußeren Spannzangen 52 sind in mit einem Bezugszeichen in Klammern versehen.
Die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) sind ringförmig in einer in Umfangsrichtung geteilten Weise an der äußeren Form 41 angeordnet. Wie in 11 gezeigt, sind die äußeren Umfänge der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) als gekrümmte sich nach außen verjüngende Oberflächen 42A (gekrümmte nach außen verjüngende Oberflächen 52A) ausgebildet, die von der Mittelachse so geneigt sind, dass der Außendurchmesser in Richtung des Bodens zunimmt. Die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) sind so ausgebildet, dass sie in einem Zustand, in dem die benachbarten ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) miteinander in Kontakt stehen, eine Kegelstumpfform bilden.
Wenn der Gleitabschnitt 12 sich nach unten bewegt, werden die äußeren verjüngten Oberflächen 42A (die äußeren verjüngten Oberflächen 52A) der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) durch den Gleitkontaktabschnitt 13 in 10 nach unten in Richtung des Rotorkerns 20 gedrückt. Daher bewegen sich die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) an einem oberen Teil der äußeren Form 41 radial nach innen. Dadurch drücken die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) den axialen Endteil der Rotorabdeckung 22 radial nach innen. Die äußeren Umfangsflächen der Vielzahl der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) können als nicht gekrümmte Oberflächen, sondern als ebene sich verjüngende Pressebenen ausgebildet sein.
Die inneren Spannzangen 43 sind ringförmig in einer umfangsmäßig geteilten Weise angeordnet, um an einem oberen Teil des Rotorkerns 20 angeordnet zu sein, der in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen ist (siehe 15). Die inneren Spannzangen 43 drücken den inneren Umfang des axialen Endteils der Rotorabdeckung 22 radial nach außen, wodurch die Rotorabdeckung 22 mit den ersten äußeren Spannzangen 42 gehalten wird.
Die untere Pressform 44 hat einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der äußeren Form 41 ist, und ist innerhalb der äußeren Form 41 aufgenommen. Die untere Pressform 44 umfasst einen scheibenförmigen Grundabschnitt 45 und einen ringförmigen Kontaktabschnitt 46, der von dem Grundsabschnitt 45 in Richtung der Rotorabdeckung 22 in axialer Richtung vorsteht und in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 steht.
Der Kontaktabschnitt 46 stützt die anderen Endflächen der Permanentmagnete 21 durch den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22. Wie in 10 gezeigt ist, weist der Kontaktabschnitt 46 einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser der vorstehenden Abschnitte 20B des Rotorkerns 20, und den anderen Endflächen der Permanentmagnete 21 zugewandt ist, wobei der Bodenabschnitt 26 dazwischen angeordnet ist. Innerhalb des Kontaktabschnitts 46 ist ein Innenraum vorgesehen, der dem Rotorkern 20 durch den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 zugewandt ist.
Der untere Pressform 44 stützt die anderen Endflächen der Permanentmagnete 21 durch den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22, wenn die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) sich radial nach innen bewegen, um das axiale Endteil der Rotorabdeckung 22 zu pressen. Auf diese Weise werden der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22, die Permanentmagnete 21 und der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44 mit einer vorbestimmten Kraft in der axialen Richtung gehalten. Die untere Pressform 44 kann keinen Grundabschnitt 45 aufweisen und kann in einer zylindrischen Form ausgebildet sein, um so nur den Kontaktabschnitt 46 aufzuweisen.
Wie in 10 gezeigt, umfasst die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 ferner ein Hilfsdruckelement 14, das die axialen Positionen der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) relativ zum Rotorkern 20 definiert.
Das Druckhilfselement 14 ist in Bezug auf das Pressentisch 11 vertikal beweglich und definiert die axiale Position der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) in Bezug auf den Rotorkern 20, indem es mit den oberen Oberflächen der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) in Kontakt gebracht wird. Das Hilfsdruckelement 14 bewegt sich nicht zusammen mit dem Gleitabschnitt 12 und ist relativ zum Pressentisch 11 unabhängig vertikal beweglich. Das Hilfsdruckelement 14 ist ein scheibenförmiges Element, das mit allen oberen Oberflächen der Vielzahl der ersten äußeren Spannzangen 42 (den zweiten äußeren Spannzangen 52) in Kontakt steht. Wenn die Rotorabdeckung 22 radial nach innen gedrückt wird, dann ist das Hilfsdruckelement 14 in Kontakt mit den oberen Oberflächen der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52). Folglich wird verhindert, dass die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) von dem Rotorkern 20 getrennt und in der axialen Richtung angehoben werden.
Wenn die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) die Rotorabdeckung 22 radial nach innen drücken, dann kann das Hilfsdruckelement 14 nur eine Reaktionskraft unterstützen, die durch die Rotorabdeckung 22 ausgeübt wird und auf die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußere Spannzangen 52) wirkt oder das Hilfsdruckelement 14 kann aktiv die ersten äußeren Spannzangen 42 gegen die von der Rotorabdeckung ausgeübte Reaktionskraft axial nach unten drücken. In jedem Fall definiert das Hilfsdruckelement 14 die axialen Positionen der ersten äußeren Spannzangen 42 in Bezug auf den Rotorkern 20.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 12 bis 26 ein Verfahren zum Herstellen des Rotors 2 beschrieben. In den 15, 16, 18, 20 und 21 ist die Darstellung der äußeren verjüngten Oberflächen 42A (der äußeren verjüngten Oberflächen 52A) der ersten äußeren Spannzangen 42 (der zweiten äußeren Spannzangen 52) weggelassen. Im Folgenden wird als Beispiel der Fall beschrieben, bei dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 gleich ist mit jener der Permanentmagnete 21.
Zuerst wird die Rotorkerneinheit 4 durch Montieren der Vielzahl von Permanentmagneten 21 an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 ausgebildet. Die Permanentmagnete 21 werden zwischen den benachbarten vorstehenden Abschnitten 20B des Rotorkerns 20 unter Verwendung eines Klebemittels oder ähnlichem befestigt, so dass sie in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung auf dem Rotorkern 20 angeordnet sind.
Als Nächstes wird, wie in 12 gezeigt, die Rotorkerneinheit 4 von einem offenen Ende der Rotorabdeckung 22 her eingeführt und in der Rotorabdeckung 22 untergebracht. Da der obere Oberflächenabschnitt 24 noch nicht ausgeformt ist, wird in dieser Phase die Rotorkerneinheit 4 in die Rotorabdeckung 22 eingeführt, um so in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 26 zu stehen, wie in 13 gezeigt, wobei das offene Ende der Rotorabdeckung 22 oberhalb eines oberen Endes des Rotorkerns 20 positioniert ist.
Wie in 14 gezeigt, ist die Rotorabdeckung 22, die die Rotorkerneinheit 4 aufnimmt, von der Seite des Bodenabschnitts 26 in die äußere Form 41 eingesetzt, um auf der unteren Pressform 44 platziert zu werden. Es sollte beachtet werden, dass die Rotorkerneinheit 4 durch das offene Ende der Rotorabdeckung 22 eingesetzt werden kann, und innerhalb der Rotorabdeckung 22 aufgenommen wird, nachdem die Rotorabdeckung 22 in der äußeren Form 41 untergebracht und auf der unteren Pressform 44 angeordnet ist.
Als Nächstes wird ein Pressvorgang durchgeführt, bei dem das offene Ende der Rotorabdeckung 22, das von einem Endteil des Rotorkerns 20 in axialer Richtung vorsteht, radial nach innen gedrückt wird. In dem Pressvorgang werden der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 in axialer Richtung halten, an der Rotorabdeckung 22 ausgebildet.
Bei dem Pressvorgang wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22 durch ein Druckelement radial nach innen gedrückt, während der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die untere Pressform 44 und die Permanentmagneten 21 eingebettet ist. In dem Pressprozess wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22 durch die Vielzahl von äußeren Spannzangen, als Druckelement, und die Vielzahl von inneren Spannzangen, als Halteelement, radial nach innen gedrückt.
Der Pressvorgang umfasst einen ersten Pressvorgang und einen zweiten Pressvorgang. Im ersten Pressvorgang wird ein offenes Ende des zylindrischen Abschnitts 23 radial nach innen gedrückt. In dem zweiten Pressvorgang wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22, das in dem ersten Pressvorgang radial nach innen gedrückt wird, weiter radial nach innen gedrückt. Die ersten äußeren Spannzangen 42, als äußere Spannzangen, und die inneren Spannzangen 43 werden in dem ersten Pressvorgang verwendet. Die zweiten äußeren Spannzangen 52 werden in dem zweiten Pressvorgang als äußere Spannzangen verwendet. Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform, obwohl die inneren Spannzangen 43 in dem zweiten Pressvorgang nicht verwendet werden, das Verfahren nicht darauf beschränkt ist, sondern die inneren Spannzangen 43 auch verwendet werden können.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, sind in dem ersten Pressvorgang die Vielzahl von äußeren Spannzangen 42, die in Umfangsrichtung unterteilt sind, ringförmig nebeneinander auf dem oberen Teil der äußeren Form 41 angeordnet. Die ersten äußeren Spannzangen 42 sind so angeordnet, um in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des offenen Endes der Rotorabdeckung 22 in Kontakt gebracht zu werden, in einer Anordnung, die in der Umfangsrichtung vorgegebene Abstände aufweist. Die ersten äußeren Spannzangen 42 sind so angeordnet, dass deren Umfangslücken entsprechend den Spalten zwischen den Permanentmagneten 21, durch die Rotorabdeckung 22 hindurch (siehe 16) zugewandt sind.
Zusätzlich werden, wie in den 15 und 16 gezeigt, die Vielzahl der inneren Spannzangen 43, die in Umfangsrichtung unterteilt sind, ringförmig nebeneinander auf dem oberen Teil des Rotorkerns 20 und einer inneren Umfangsseite der Rotorabdeckung 22 angeordnet. Jede der inneren Spannzangen 43 ist so angeordnet, um in Kontakt mit einer inneren Umfangsoberfläche des offenen Endes der Rotorabdeckung 22 in Kontakt gebracht zu werden, in einer Anordnung mit vorbestimmten Lücken in Umfangsrichtung. Die inneren Spannzangen 43 sind so angeordnet, dass deren Umfangslücken und die Lücken zwischen den ersten äußeren Spannzangen 42 in Umfangsrichtung verschoben sind.
Als Nächstes werden die ersten äußeren Spannzangen 42 radial nach innen gedrückt, während die inneren Spannzangen 43 radial nach außen gedrückt werden. Die ersten äußeren Spannzangen 42 werden durch eine Druckkraft radial nach innen gedrückt, die eine radial nach außen wirkende Druckkraft auf die inneren Spannzangen 43 übersteigt. Folglich bewegen sich die ersten äußeren Spannzangen radial nach innen und das offene Ende der Rotorabdeckung 22 wird durch die ersten äußeren Spannzangen radial nach innen gedrückt, in einem Zustand, in dem das offene Ende von der inneren Umfangsseite durch die inneren Spannzangen 43 gehalten wird.
Ein Teil der Rotorabdeckung 22, die radial nach innen gedrückt wird, kann einfach radial nach innen gezogen werden, oder kann in einem Zugvorgang durch die ersten äußeren Spannzangen 42 und die inneren Spannzangen 43 radial nach innen gedehnt werden. Ob das Teil gezogen oder gedehnt wird, wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen den Druckkräften auf die ersten äußeren Spannzangen 42 und die inneren Spannzangen 43 eingestellt. In anderen Worten, während die Druckkräfte auf die ersten äußeren Spannzangen 42 und die inneren Spannzangen 43 als eine faltende Haltekraft auf der Rotorabdeckung 22 anliegen, kann das offene Ende der Rotorabdeckung 22 radial nach innen gebogen werden, so dass sich dessen Dicke nicht ändert, oder kann so gebogen werden, dass die Dicke durch die Zugkräfte an den ersten äußeren Spannzangen 42 und den inneren Spannzangen 43 definiert reduziert wird. In dem Teil der Rotorabdeckung 22, das durch das Ziehen oder Strecken radial nach innen gedrückt wird, können Falten ausgebildet sein oder nicht.
Die ersten äußeren Spannzangen 42 drücken die Rotorabdeckung 22 nicht nur radial nach innen, sondern auch axial nach unten. Der axial nach unten gerichtete Druck durch die ersten äußeren Spannzangen 42 wird durch deren Gewicht selbst oder durch eine externe Kraft, die durch das Druckhilfselement 14 aufgebracht wird, verrichtet.
Da die ersten äußeren Spannzangen 42 die Rotorabdeckung 22 radial nach innen und axial nach unten drücken, wie in 17 gezeigt, wird der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22, die Permanentmagneten 21 und der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die ersten äußeren Spannzangen 42 und die untere Pressform 44 gehalten. Das bedeutet, in dem ersten Pressvorgang wird, während der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die untere Pressform 44 und die Permanentmagneten 21 gehalten wird, das offene Ende der Rotorabdeckung 22 radial nach innen gedrückt, so dass jede der Lücken zwischen den ersten äußeren Spannzangen 42 und den inneren Spannzangen 43 verringert wird (siehe 18). Als Folge wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22 relativ zu dem zylindrischen Abschnitt 23 radial nach innen gedrückt.
Folglich wird, wie in den 17 und 19 gezeigt, die Rotorabdeckung 22 mit einem Teil des oberen Oberflächenabschnitts 24, einem Vorsprung 28, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als derjenige des zylindrischen Abschnitts 23, und dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25, der in Kontakt mit dem äußeren Umfangskantenabschnitt 21A an der einen axialen Endoberfläche der Permanentmagneten 21 positioniert ist, ausgebildet. Die Rotorkerneinheit 4 wird durch den oberen Oberflächenrandabschnitt 21 und dem Bodenabschnitt 26 gehalten.
Als Nächstes werden in dem zweiten Pressvorgang, wie in 20 gezeigt, die zweiten äußeren Spannzangen 52 an einer Außenumfangsseite des Vorsprungs 28 angeordnet, die das offene Ende der Rotorabdeckung 22 bildet. Die zweiten äußeren Spannzangen 52 sind ebenfalls so angeordnet, dass deren Umfangslücken in Bezug auf die Spalte zwischen den Permanentmagneten 21 in der Umfangsrichtung verschoben sind.
Als Nächstes werden die zweiten äußeren Spannzangen 52 radial nach innen gedrückt. Auch in diesem Fall, ähnlich wie bei dem ersten Pressvorgang, wird ein Teil der Rotorabdeckung 22, das radial nach innen gedrückt wird, einfach radial nach innen gezogen oder durch einen Zugvorgang durch die zweiten äußeren Spannzangen 52 nach innen gedehnt.
Die zweiten äußeren Spannzangen 52 drücken die Rotorabdeckung 22 in axialer Richtung nach unten zusätzlich zum Druck radial nach innen. Dies kann die Rückfederung reduzieren, die auftritt, nachdem der obere Oberflächenabschnitt 42 fertiggestellt ist. Ähnlich wie bei dem ersten Pressvorgang wird der axial nach unten gerichtete Druck der zweiten äußeren Spannzangen 52 durch deren Gewicht selbst oder durch eine externe Kraft, die durch das Hilfsdruckelement 14 aufgebracht wird, durchgeführt.
Wie in 21 gezeigt, wird der Vorsprung 28 der Rotorabdeckung 22 radial nach innen gedrückt, so dass jede der Lücken zwischen den zweiten äußeren Spannzangen 52 eliminiert ist. Wie in 22 gezeigt, wird der Vorsprung 28 der Rotorabdeckung 22 weiter radial nach innen gedrückt, wenn die zweiten äußeren Spannzangen 52 entfernt werden, und der obere Oberflächenabschnitt 24 wird auf der Rotorabdeckung 22 ausgebildet wird. Folglich wird die Rotorkerneinheit 4 in der axialen Richtung durch den gesamten oberen Oberflächenabschnitt 24 einschließlich des oberen Oberflächenrandabschnitts 25, und den Bodenabschnitt 26 gehalten.
Wenn der Pressvorgang, wie oben erwähnt, beendet ist, wird die äußere Form 41 entfernt und die Welle 1 in die Mitte des Rotorkerns 20 eingeführt. Als Ergebnis ist, wie in 2 gezeigt, der Rotor 2 mit der Welle 1 fertiggestellt.
Als Nächstes wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 23 bis 26 der Pressvorgang für den Fall beschrieben, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als die der Permanentmagneten 21. In diesem Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als jene der Permanentmagenten 21, werden in dem Pressvorgang der Bodenabschnitt 26 und die zurückgesetzten Abschnitte 122 zusätzlich zu dem oberen Oberflächenabschnitt 24 mit dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 ausgebildet. Der Bodenabschnitt 26 weist einen Kernkontaktabschnitt 120 auf, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Rotorkerns 20 und dem Verbindungsabschnitt 121, der den Kernkontaktabschnitt 120 mit dem Bodenrandabschnitt 27 verbindet, steht. Die zurückgesetzten Abschnitte 122 sind an der inneren Seite in axialer Richtung davon eingedrückt, entlang eines axialen Endteils des vorspringenden Abschnitts 20C des Rotorkerns 20, um so einen Endabschnitt des Rotorkerns 20 abzudecken.
Die 23 bis 26 veranschaulichen den Pressvorgang für einen Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als die der Permanentmagneten 21. 23 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, bevor der obere Oberflächenabschnitt 24 durch den Pressvorgang ausgebildet wird, und ist eine Querschnittsansicht (entsprechend des Querschnitts entlang A-A in 1), die nur den Mittelteil 20A des Rotorkerns 20 umfasst. Die 24 und 25 veranschaulichen den ersten Pressvorgang. 24 zeigt den Querschnitt (entsprechend dem Querschnitt A-A in 1), der nur den Mittelteil 20A des Rotorkerns 20 umfasst. 25 zeigt den Querschnitt (entsprechend dem Querschnitt B-B in 1), der den Mittelteil 20A und die vorstehenden Abschnitte 20B des Rotorkerns 20 umfasst. 26 ist eine Ansicht, die den zweiten Pressvorgang veranschaulicht und den Querschnitt (entsprechend dem Querschnitt A-A in 1) zeigt, der nur den Mittelteil 20A des Rotorkerns 20 umfasst. Die 23, 24 und 26 zeigen schematisch vorstehende Abschnitte 20B des Rotorkerns 20 durch gestrichelte Linien. 25 zeigt schematisch den Mittelteil 20A des Rotorkerns 20 und der Permanentmagneten 21 durch gestrichelte Linien.
In einem Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als die der Permanentmagnete 21, und wenn der Rotorkern 20, der mit den Permanentmagneten 21 zusammengebaut ist, in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen wird, bevor der obere Oberflächenabschnitt 24 ausgebildet ist, wie in 23 gezeigt, dann ist ein axial ausgerichtete Spalt 60 zwischen den Permanentmagneten 21 und dem Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 ausgebildet.
Im ersten Pressvorgang drücken die ersten äußeren Spannzangen 42 die Rotorabdeckung 22 axial nach unten und radial nach innen, wie durch die gestrichelten Pfeile in 24 dargestellt. Folglich wird, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 24 dargestellt, der zylindrische Abschnitt 23 nach oben gezogen und ein Teil des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22, der mit dem Kontaktabschnitt 46 der unteren Pressform 44 in Kontakt steht, deformiert, eingebettet zwischen den Permanentmagneten 21 und dem Kontaktabschnitt 46. Insbesondere wird ein Teil eines äußeren Umfangs des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22, der in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 46 steht, deformiert, um den axial gerichteten Spalt 60 zwischen den Permanentmagneten 21 zu eliminieren, um in Kontakt mit den unteren Oberflächen der Permanentmagneten 21 zu stehen. Als Ergebnis wird der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22, der Bodenabschnitt 26 und die Permanentmagneten 21 durch die ersten äußeren Spannzangen 42 und die untere Pressform 44 eingebettet.
Ein Teil des Außenumfangs des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 kann leicht durch den Kontaktabschnitt 46 der unteren Pressform 44 deformiert werden, und dadurch, kann eine für die Verformung der Rotorabdeckung 22 erforderliche Druckkraft reduziert werden.
In dem ersten Pressvorgang wird zur gleichen Zeit eine nach oben gerichtete Zugkraft auf einen Mittelseite des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 aufgebracht, in der der äußere Umfang des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 deformiert wird. Daher wird, wie in 25 gezeigt, die Mittelseite des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 entlang der axialen Richtung eines Endabschnitts der vorstehenden Abschnitte 20B des Rotorkerns 20 deformiert, d. h., entlang des äußeren Umfangsrandabschnitts des vorspringenden Abschnitts 20C. Als Folge werden der Kernkontaktabschnitt 120, der in Kontakt mit dem Rotorkern 20 steht, die vertieften Abschnitte 122 entlang des äußeren Umfangsrandabschnitts des vorspringenden Abschnitts 20C und der Verbindungsabschnitt 121, der den Kernkontaktabschnitt 21 mit dem unteren Randabschnitt 27 verbindet, ausgebildet.
In dem zweiten Pressvorgang, wie in 26 gezeigt, wird der Vorsprung 28, der in dem ersten Pressvorgang ausgebildet wurde, weiter nach innen gedrückt, und der obere Oberflächenabschnitt 24 wird ausgebildet.
Auf diese Weise wird, in einem Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als jene der Permanentmagneten 21, der Kernkontaktabschnitt 120, der Verbindungsabschnitt 121 und die zurückgesetzten Abschnitte 122 weiter ausgeformt, zusätzlich zu dem oberen Oberflächenabschnitt 24 mit dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25, der in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A steht, welcher an der einen axialen Endoberfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist.
Auf der anderen Seite, in einem Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 kürzer ist als jene der Permanentmagneten 21, ähnlich zu dem Fall, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 20 gleich ist mit jener der Permanentmagneten 21, wenn der Rotorkern 20, der mit den Permanentmagneten 21 zusammengebaut ist, in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen wird, dann steht der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 in Kontakt mit dem Permanentmagneten 21. In diesem Fall wird zwischen dem Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 und dem Permanentmagneten 21 ein axial gerichteter Spalt 60 nicht ausgebildet. Daher werden in dem ersten Pressvorgang der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22, der Bodenabschnitt 26 und die Permanentmagnete 21 sicher durch die ersten äußeren Spannzangen und die untere Pressform 44 gehalten, ohne eine Deformation des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 zu bewirken. Somit werden der erste Haltabschnitt und der zweite Halteabschnitt, d. h. der obere Oberflächenabschnitt 24 mit den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 und der Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 in der axialen Richtung halten, zuverlässig ausgebildet.
In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, die Rotorabdeckung 22 mit dem oberen Oberflächenabschnitt 24 und dem Bodenabschnitt 26 unabhängig von dem Größenverhältnis der axialen Längen zwischen dem Rotorkern 20 und den Permanentmagneten 21 ausgebildet. Der obere Oberflächenabschnitt 24 weist einen oberen Oberflächenrandabschnitt 25 auf, der in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21a steht, welcher auf einer axialen Endoberfläche der Permanentmagneten 21 positioniert ist. Der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endoberflächen des Rotorkerns 20 und der Permanentmagneten 21 der Rotorkerneinheit 4, um so die Rotorkerneinheit 4 zusammen mit dem oberen Oberflächenabschnitt 24 in axialer Richtung zu halten. In anderen Worten, selbst wenn die axialen Längen des Rotorkerns 20 und der Permanentmagneten 21 innerhalb eines Bereichs von Abmessungstoleranzen variiert werden, so dass das Größenverhältnis der axialen Längen dazwischen unterschiedlich ist, kann die Rotorkerneinheit 4 sicher durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 gehalten werden. Daher kann, unabhängig von den Größenverhältnissen der axialen Längen zwischen dem Rotorkern 20 und den Permanentmagneten 21, eine Drehung der Rotorabdeckung 22 eingeschränkt werden.
Als Nächstes wird eine Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 27 beschrieben.
Wie in 27 gezeigt, kann der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 mit einem Überschussmaterialabschnitt 29 versehen sein, der von dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21B des Permanentmagneten 21 entfernt ist, bevor der obere Oberflächenabschnitt 24 ausgebildet wird, (vor dem Pressvorgang). Wenn der obere Oberflächenabschnitt 24 in dem Pressvorgang ausgebildet wird, kann der Überschussmaterialabschnitt 29, der auf der Rotorabdeckung 22 vor dem Pressvorgang bereitgestellt wird, die radiale Länge des oberen Oberflächenabschnitts 24 der Rotorabdeckung 22 erhöhen, während eine Abnahme der Wandstärke unterdrückt wird. Dies kann die Permanentmagnete 21 sicher abdecken.
In der oben erwähnten Modifikation, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als jene der Permanentmagneten 21, wird der axial gerichtete Spalt 60 wegen des Überschussmaterialabschnitts 29 größer. Jedoch kann in dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 und in der Rotor-Herstellungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn ein Überschussmaterialabschnitt 29 vorgesehen ist, weil der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch den Kontaktabschnitt 46 der unteren Pressform 44 deformiert wird, um den axial gerichteten Spalt 60 zu eliminieren, die in 24 gezeigte Rotorabdeckung 22, geformt werden. Daher kann, selbst wenn ein Überschussmaterialabschnitt 29 vorgesehen ist, eine Drehung der Rotorabdeckung 22 durch das Halten der Rotorkerneinheit 4 in axialer Richtung mittels des oberen Oberflächenabschnitts 24 und dem Bodenabschnitt 26 begrenzt werden.
In der obigen Ausführungsform wird eine Beschreibung für den Fall angegeben, in dem, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als jene der Permanentmagneten 21, die Rotorkerneinheit 4 in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen ist, so dass die vorspringenden Abschnitte 20C dem Bodenabschnitt 26 zugewandt sind. Alternativ kann die Rotorkerneinheit 4 in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen sein, so dass der vorspringende Abschnitt 20C an einem den oberen Oberflächenabschnitt 24 ausbildenden Oberteil positioniert ist, in anderen Worten, so dass der vorspringende Abschnitt 20C dem offenen Ende der Rotorabdeckung 22 zugewandt ist, bevor der obere Oberflächenabschnitt 24 ausgebildet wird. Selbst in diesem Fall kann der obere Oberflächenrandabschnitt 25, der mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A in Kontakt steht, welcher an einer axialen Endoberfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist, zuverlässig durch das radial nach innen gerichtete Drücken des Endteils der Rotorabdeckung 22 in dem ersten Pressvorgang ausgebildet werden.
Die obige Ausführungsform erzielt die folgenden Wirkungen.
Die Rotorkerneinheit 4 des Rotors 2 wird in axialer Richtung durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 gehalten, welcher den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 aufweist, der in Kontakt steht mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der auf einer axialen Endoberfläche der Permanentmagneten 21 positioniert ist, und dem Bodenabschnitt 26, welcher in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endoberflächen des Rotorkerns 20 und des Permanentmagneten 21 steht. Es ist möglich, die Relativdrehung in Umfangsrichtung zwischen der Rotorkerneinheit 4 und der Rotorabdeckung 22 durch die Reibungskraft dazwischen zu beschränken. Daher kann die Drehung der Rotorabdeckung 22 leicht eingeschränkt werden.
Der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 im Rotor 2 ist mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 versehen, die entlang der Form eines Endteils der vorstehenden Abschnitte 20B ausgebildet sind, welche den vorspringenden Abschnitt 20C bilden, und die das eine Endteil bedeckt. Da der Teil der vorstehenden Abschnitte 20B der die vorspringenden Abschnitte 20C der Rotorabdeckung 22 bildet, in den zurückgesetzten Abschnitten 122 der Rotorabdeckung 22 aufgenommen ist, stehen die vorspringenden Abschnitte 20C in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 122, um eine umfängliche Relativdrehung zwischen dem Rotorkern 20 und der Rotorabdeckung 22 zu beschränken. Auf diese Weise wird, in einem Fall, in dem die axiale Länge der vorstehenden Abschnitte 20B des Rotorkerns 20 länger als die der Permanentmagneten 21 ist, die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 gehalten. Zusätzlich stehen die vorstehenden Abschnitte 20B mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 in Eingriff. Daher ist es möglich, die Drehung der Rotorabdeckung 22 sicher zu beschränken.
In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Rotorabdeckung 22 mit dem oberen Oberflächenabschnitt 24 und dem Bodenabschnitt 26 ausgebildet, unabhängig von dem Größenverhältnis der axialen Längen zwischen dem Rotorkern 20 und dem Permanentmagneten 21. Der obere Oberflächenabschnitt 24 weist einen oberen Oberflächenrandabschnitt 25 auf, der in Kontakt steht mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der an der einen axialen Endoberfläche des Permanentmagneten 21 positioniert ist. Der Bodenabschnitt 26 steht mit der mindestens einen der anderen Endoberflächen des Rotorkerns 20 und des Permanentmagneten 21 in Kontakt, um so die Rotorkerneinheit 4 zusammen mit dem oberen Oberflächenabschnitt 24 in axialer Richtung zu halten. In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann daher der Rotor 2, der eine Rotorabdeckung 22 aufweist, dessen Drehung beschränkt wird, durch das gleiche Herstellungsverfahren hergestellt werden, unabhängig von dem Größenverhältnis der axialen Längen zwischen dem Rotorkern 20 und dem Permanentmagnet 21.
In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22 radial nach innen gedrückt, während es durch die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) in axialer Richtung in Richtung des Rotorkerns 20 gedrückt wird. Folglich werden die Permanentmagnete 21 und die Rotorabdeckung 22 durch die ersten äußeren Spannzangen 42 (die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44 sicher gehalten. Dadurch werden der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 in axialer Richtung halten, zuverlässig ausgebildet, und damit, kann die Drehung der Rotorabdeckung 22 noch sicherer eingeschränkt werden.
In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als jene der Permanentmagneten 21, die zurückgesetzten Abschnitte 122 zusätzlich zu dem oberen Oberflächenabschnitt 24 und dem Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 halten, ausgebildet. Die zurückgesetzten Abschnitte 122 sind an einer Innenseite in axialer Richtung entlang des äußeren Umfangsrandabschnitts eingedrückt, der an einem axialen Endteil der vorspringenden Abschnitte 20B, welche die vorspringenden Abschnitte 20C des Rotorkerns 20 bilden, positioniert ist. Durch das Ausbilden der zurückgesetzten Abschnitte 122, die den äußeren Umfangsrandabschnitt der die vorspringenden Abschnitte 20C bildenden vorstehenden Abschnitte 20B überdecken, stehen die vorstehenden Abschnitte 20B des Rotorkerns 20 in Eingriff mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 um die umfängliche relative Drehung zwischen dem Rotorkern 20 und der Rotorabdeckung 22 zu beschränken. Selbst wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als jene der Permanentmagneten 21, kann daher die Drehung der Rotorabdeckung 22 noch sicherer eingeschränkt werden.
In der Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die untere Pressform 44 den ringförmigen Kontaktabschnitt 46, der die eine axiale Endoberfläche der Permanentmagneten 21 über den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 stützt. Auch wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 größer ist als jene der Permanentmagneten 21, wird der Bodenabschnitt 26 des Rotorkerns 20 sicher durch die Permanentmagneten 21 und die untere Pressform 44 gehalten. Dadurch können die zurückversetzten Abschnitte sicher auf dem Bodenabschnitt 26 ausgebildet werden, um so die Drehung der Rotorabdeckung 22 sicherer zu beschränken.
Da ein Teil eines Außenumfangs des Bodenabschnitts 26 der Rotorabdeckung 22 leicht durch den Kontaktabschnitt 46 der unteren Pressform 44, verformt werden kann, kann die Bearbeitungskraft reduziert werden. Es ist daher möglich, mit der Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 einen Anstieg in der Größe zu verhindern.
Nachfolgend werden Konfigurationen, Funktionen und Wirkungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengefasst.
Der Rotor 2 umfasst die Rotorkerneinheit 4 und die einzelne zylindrische Rotorabdeckung 22. Die Rotorkerneinheit 4 weist den Rotorkern 20 auf, der an der Welle 1 befestigt ist, um so in der Lage zu sein, integral damit und mit der Vielzahl von Permanentmagneten 21, die auf dem Rotorkern 20 entlang einer Umfangsrichtung davon montiert sind, zu drehen. Die einzelne zylindrische Rotorabdeckung 22 deckt den Außenumfang des Rotorkerns 20 ab. Die einzelne zylindrische Rotorabdeckung 22 weist den oberen Oberflächenabschnitt 24 auf, der mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A in Kontakt steht, teilweise positioniert auf einer Endoberfläche in axialer Richtung der Permanentmagneten 21, und den Bodenabschnitt 26, der in Kontakt steht mit mindestens einer der anderen Endoberflächen der Permanentmagnete 21 und dem Rotorkern 20, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten ist.
Da die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten wird, ist in dieser Ausgestaltung die umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorabdeckung 22 und der Rotorkerneinheit 4, beschränkt durch die Reibungskraft zwischen dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A und dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 des oberen Oberflächenabschnitts 24 und durch die Reibungskraft zwischen dem Bodenabschnitt 26 und mindestens einer der anderen Endoberflächen des Rotorkerns 20 und der Permanentmagneten 21. Daher kann die Drehung der Rotorabdeckung 22 leichter eingeschränkt werden.
Im Rotor 2 weist der Rotorkern 20 einen vorspringenden Abschnitt 20C auf, der in axialer Richtung weiter vorsteht als die anderen Endoberflächen der Permanentmagnete 21, wobei der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22, der den anderen Endoberflächen der Permanentmagnete 21 zugewandt ist, mit zurückversetzten Abschnitten 122 versehen ist, die mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt der vorspringenden Abschnitte 20C in Kontakt stehen.
In dem Rotor 2 weist der Rotorkern 20 den Mittelteil 20A und die Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 20B auf. Der Mittelteil 20A ist an der Innenseite der Vielzahl von Permanentmagneten 21 ausgebildet. Die Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 20B steht von dem Mittelteil 20A radial nach außen vor, um so entsprechend zwischen den benachbarten Permanentmagneten 21 vorgesehen zu sein. Die zurückgesetzten Abschnitte 122 stehen in Kontakt mit den äußeren Umfangsrandabschnitten der vorstehenden Abschnitte 20B.
Da die vorstehenden Abschnitte 20B, die die vorspringenden Abschnitte 20C des Rotorkerns 20 bilden, in den zurückgesetzten Abschnitten 122 der Rotorabdeckung 22 aufgenommen sind, sind in dieser Ausgestaltung die die vorspringenden Abschnitte 20C bildenden vorstehende Abschnitte 20B mit den zurückgesetzten Abschnitten 122 in Eingriff und die umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorkerneinheit 4 und der Rotorabdeckung 22 ist begrenzt. Dadurch ist es möglich, die Drehung der Rotorabdeckung 22 sicherer zu beschränken.
Die rotierende elektrische Maschine 100 umfasst den Rotor 2, der die oben erwähnte Ausgestaltung umfasst.
In dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Rotor 2, der die Rotorkerneinheit 4 umfasst, hergestellt. Die Rotorkerneinheit 4 umfasst den Rotorkern 20, der an der Welle 1 befestigt ist, um so in der Lage zu sein, integral damit und mit der Vielzahl von Permanentmagnete 21, die auf dem Rotorkern 20 montiert sind, entlang dessen Umfangsrichtung zu drehen. Das Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 umfasst einen Anordnungsvorgang, in dem die zylindrische Rotorabdeckung 22 mit dem Bodenabschnitt 26 auf der unteren Pressform 44 angeordnet wird, ein Aufnahmeverfahren, in dem die Rotorkerneinheit 4 in der Rotorabdeckung 22 aufgenommen ist, und den Pressvorgang, in dem der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 an der Rotorabdeckung 22 ausgebildet werden, indem das offene Ende der Rotorabdeckung 22, das von dem Endteil des Rotorkerns 20 in axialer Richtung vorsteht, durch die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) radial nach innen gedrückt wird, während der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die untere Pressform 44 und die Permanentmagneten 21 gehalten wird. Der obere Oberflächenabschnitt 24 steht in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A der einen axialen Endoberfläche der Permanentmagnete 21. Der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endoberflächen der Permanentmagneten 21 und dem Rotorkern 20, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten wird.
In dieser Ausgestaltung wird das offene Ende der Rotorabdeckung 22 durch die äußere Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) radial nach innen gedrückt, während der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 durch die untere Pressform 44 und die Permanentmagneten 21 gehalten wird. Auf diese Weise werden der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 in axialer Richtung halten, an der Rotorabdeckung 22 ausgebildet. Die äußeren Umfangsrandabschnitte 21A, 21B, die an den beiden axialen Endoberflächen der Permanentmagnete 21 positioniert sind, werden in axialer Richtung durch den Bodenrandabschnitt 27 und entsprechend den oberen Oberflächenrandabschnitt 25 der Rotorabdeckung 22 in axialer Richtung gehalten. Daher kann die Reibungskraft zwischen dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A und dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 des oberen Oberflächenabschnitts 24 sowie die Reibungskraft zwischen mindestens einem aus Rotorkern 20 und/oder Permanentmagneten 21 und dem Bodenabschnitt 26 die umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorkerneinheit 4 und der Rotorabdeckung 22 beschränken. Als eine Folge ist es möglich, die Drehung der Rotorabdeckung 22 auf einfache Weise zu beschränken.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Rotors 2 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem Pressvorgang zum Ausbilden des oberen Oberflächenabschnitts 24 und des Bodenabschnitts 26 der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 ausgebildet, indem das offene Ende der Rotorabdeckung 22 radial nach innen gedrückt wird, während die äußere Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) in axialer Richtung auf den Rotorkern 20 zu gedrückt werden, und durch Drücken der Permanentmagnete 21 und der Rotorabdeckung 22 in axialer Richtung in einem Zustand, in dem sie sandwichartig durch die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44 eingebettet sind.
In dieser Ausgestaltung kann die Rotorkerneinheit 4 in einfacher Weise durch die Rotorabdeckung 22 gehalten werden, indem die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) in axialer Richtung gedrückt werden, wobei der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 in einfacher Weise ausgebildet werden können.
Die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 stellt den Rotor 2 her, der die Rotorkerneinheit 4 mit einem an der Welle 1 befestigten Rotorkern 20 umfasst, um so in der Lage zu sein, integral damit und mit der Vielzahl von Permanentmagneten 21, die auf dem Rotorkern 20 entlang dessen Umfangsrichtung montiert sind, zu drehen. Die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 umfasst die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44. Die äußeren Spannzangen drücken das offene Ende der Rotorabdeckung 22, das in axialer Richtung von dem Endteil des Rotorkerns 20 vorsteht, radial nach innen. Die untere Pressform 44 unterstützt die darauf angeordnete, bodenbildende zylindrische Rotorabdeckung 22, die die Rotorkerneinheit 4 aufnimmt, und den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 sandwichartig mit dem Permanentmagneten 21 aufnimmt. Die Rotorabdeckung 22 wird mit dem oberen Oberflächenabschnitt 24 und dem Bodenabschnitt 26 durch die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44 ausgebildet. Der obere Oberflächenabschnitt 24 steht in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A, der auf der einen Endoberfläche in einer axialen Richtung des Permanentmagneten 21 positioniert ist. Der Bodenabschnitt 26 steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endoberflächen des Permanentmagneten 21 und dem Rotorkern 20, so dass die Rotorkerneinheit 4 durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 in axialer Richtung gehalten wird.
In dieser Ausgestaltung werden der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26, die die Rotorkerneinheit 4 in axialer Richtung halten, durch die äußeren Spannzangen (die ersten äußeren Spannzangen 42, die zweiten äußeren Spannzangen 52) und die untere Pressform 44 an der Rotorabdeckung 22 ausgebildet. Die äußeren Spannzangen drücken auf das offene Ende der Rotorabdeckung 22. Die untere Pressform 44 nimmt den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 sandwichartig zwischen den Permanentmagneten 21 und der untere Pressform 44 auf. Die Rotorkerneinheit 4 wird durch den oberen Oberflächenabschnitt 24 und den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 in axialer Richtung gehalten. Daher kann die Reibungskraft zwischen dem äußeren Umfangsrandabschnitt 21A und dem oberen Oberflächenrandabschnitt 25 des oberen Oberflächenabschnitts 24 und die Reibungskraft zwischen dem Rotorkern 20 und/oder den Permanentmagneten 21 sowie den Bodenabschnitt 26 die umfängliche relative Drehung zwischen der Rotorkerneinheit 4 und der Rotorabdeckung 22 beschränken. Als Ergebnis ist es möglich, die Drehung der Rotorabdeckung 22 um auf einfache Weise zu begrenzen.
Die untere Pressform 44 der Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 umfasst den ringförmigen Kontaktabschnitt 46, der in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 steht, um derart platziert zu sein, die einen axialen Endoberflächen der Permanentmagnete 21 durch den Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 zu unterstützen.
Da die untere Pressform 44 den Kontaktabschnitt 46 umfasst, kann in dieser Ausführungsform der Bodenabschnitt 26 der Rotorabdeckung 22 sicher durch die untere Pressform 44 und die Permanentmagneten 21 gehalten werden. Daher können der obere Oberflächenabschnitt 24 und der Bodenabschnitt 26 einfach ausgebildet werden, und dadurch die Drehung der Rotorabdeckung 22 sicherer eingeschränkt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich zur Veranschaulichung einiger Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angegeben und sind nicht der Natur den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung auf die speziellen Konstruktionen der obigen Ausführungsformen zu begrenzen.
Obwohl der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 sich radial nach innen erstreckt, um die Permanentmagneten 21 abzudecken und zu verbergen, so kann der obere Oberflächenabschnitt 24 sich derart erstrecken, dass die Permanentmagneten 21 teilweise freigelegt sind.
In der obigen Ausführungsform, wenn der obere Oberflächenabschnitt 24 der Rotorabdeckung 22 ausgebildet wird, ist die äußere Form 41 derart angeordnet, um den gesamten Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 23 zu umgeben. Alternativ dazu kann die äußere Form derart angeordnet sein, um einen Teil des äußeren Umfangs des zylindrischen Abschnitts 23 zu umgeben, oder sie kann auch nicht verwendet werden.
In der obigen Ausführungsform wird der obere Oberflächenabschnitt 24 schrittweise durch die zwei Prozesse des ersten Pressvorgangs und des zweiten Pressvorgangs ausgebildet. Alternativ kann der obere Oberflächenabschnitt 24 durch ein radial nach innen gerichtetes Drücken des offenen Endes der Rotorabdeckung 22 durch drei oder mehr Prozessvorgänge ausgebildet werden.
In der obigen Ausführungsform wird, wenn die axiale Länge des Rotorkerns 20 länger ist als jene der Permanentmagneten 21, der Bodenrandabschnitt 27 durch den ersten Pressvorgang auf der Rotorabdeckung 22 ausgebildet. Alternativ kann der Bodenrandabschnitt 27 schrittweise durch eine Vielzahl von Pressvorgängen, beispielsweise den zwei Prozessen des ersten Pressvorgangs und des zweiten Pressvorgangs, ausgebildet werden.
In der obigen Ausführungsform wird der obere Oberflächenabschnitt 24 durch die Verwendung der ersten äußeren Spannzangen 42 und der inneren Spannzangen 43 im ersten Pressvorgang ausgebildet. Alternativ kann der obere Oberflächenabschnitt 24 nur durch die Verwendung der ersten äußeren Spannzangen 42, ohne Verwendung der inneren Spannzangen 43, in der gleichen Weise wie beim zweiten Pressvorgang, ausgebildet werden.
In der obigen Ausführungsform, obwohl die Rotorabdeckung 22 beschrieben wird, als aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl hergestellt zu sein, kann die Rotorabdeckung 22 aus anderen nichtmagnetischen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Aluminium, usw.
In der obigen Ausführungsform kann die Rotor-Herstellungsvorrichtung 10 ein inneres Hilfsteil (nicht gezeigt) umfassen, das die axialen Positionen der inneren Spannzangen 43 in Bezug auf den Rotorkern 20 definiert. Folglich ist es möglich, das Anheben der inneren Spannzangen 43, was eine Trennung der inneren Spannzangen 43 von dem Rotorkern 20 in axialer Richtung bewirkt, zu verhindern und die Rotorabdeckung 22 durch die ersten äußeren Spannzangen 42 und die inneren Spannzangen 43 mit einer stabilen Haltekraft zu halten.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-144214 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 21. Juli 2015, dessen gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Claims

Ein Rotor, umfassend: eine Rotorkerneinheit mit einem an einer Drehachse befestigten Rotorkern, die in der Lage ist, integral damit und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten, die an dem Rotorkern entlang dessen Umfangsrichtung montiert sind, zu drehen; und eine einzelne zylindrische Rotorabdeckung mit einem ersten Halteabschnitt und einem zweiten Halteabschnitt, um den Außenumfang des Rotorkerns abzudecken, der erste Halteabschnitt steht in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt, der an einer Endfläche in einer axialen Richtung des Permanentmagnets positioniert ist, der zweite Halteabschnitt steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endflächen des Permanentmagnets und des Rotorkerns, so dass die Rotorkerneinheit in axialer Richtung durch den ersten Halteabschnitt und den zweiten Halteabschnitt gehalten ist.
Der Rotor nach Anspruch 1, wobei der Rotorkern einen vorspringenden Abschnitt aufweist, der gegenüber den anderen Endoberflächen des Permanentmagneten vorsteht, und ein Bodenabschnitt der Rotorabdeckung vorgesehen ist, der den anderen Endoberflächen des Permanentmagneten zugewandt ist, mit einem zurückgesetzten Abschnitt, der derart ausgebildet ist, dass eine Innenseite der Rotorabdeckung in axialer Richtung entlang eines äußeren Umfangsrandabschnitts des vorspringenden Abschnitts zurückversetzt ist, der zurückgesetzte Abschnitt steht in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt des vorspringenden Abschnitts.
Der Rotor nach Anspruch 2, wobei der Rotorkern einen Mittelteil und eine Vielzahl von vorstehenden Abschnitten aufweist, das Mittelteil ist innerhalb der Vielzahl von Permanentmagneten vorgesehen, die Vielzahl der vorstehenden Teile ist so konfiguriert, dass sie von dem Mittelteil in einer axialen Richtung nach außen vorstehen, um jeweils zwischen den benachbarten Permanentmagneten angeordnet zu sein, der zurückversetzte Abschnitt steht in Kontakt mit dem äußeren Umfangsrandabschnitt des vorstehenden Abschnitts.
Eine rotierende elektrische Maschine, umfassend den Rotor nach Anspruch 1.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors, umfassend eine Rotorkerneinheit mit einem an einer Drehachse befestigten Rotorkern, die in der Lage ist, sich integral damit und einer Vielzahl von Permanentmagneten zu drehen, die an einen Rotorkern entlang einer Umfangsrichtung desselben befestigt sind, umfassend Anordnen einer zylindrischen Rotorabdeckung mit einem Bodenabschnitt auf einer unteren Matrize, Aufnehmen der Rotorkerneinheit in der Rotorabdeckung und Formen eines ersten Halteabschnitts und eines zweiten Halteabschnitts an der Rotorabdeckung, indem ein offenes Endes der Rotorabdeckung durch ein Druckelement radial nach innen gedrückt wird, während der Bodenabschnitt der Rotorabdeckung zwischen der unteren Pressform und den Permanentmagneten gehalten wird, das offene Ende der Rotorabdeckung ist derart konfiguriert, um in einer axialen Richtung von einem Endteil des Rotorkerns vorzustehen, der erste Halteabschnitt steht in axialer Richtung in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt einer Endfläche des Permanentmagneten, wobei der zweite Halteabschnitt mit einem der Permanentmagnete und dem Rotorkern in Kontakt steht, so dass die Rotorkerneinheit in axialer Richtung durch den ersten Halteabschnitt und den zweiten Halteabschnitt gehalten wird.
Das Verfahren zur Herstellung des Rotors nach Anspruch 5, wobei beim Formen des ersten Halteabschnitts und des zweiten Halteabschnitts, der erste Halteabschnitt und der zweite Halteabschnitt durch ein radial nach innen gerichtetes Pressen des offenen Endes der Rotorabdeckung ausgebildet werden, indem das Pressteil in axialer Richtung des Rotorkerns gedrückt wird, so dass die Permanentmagnete und die Rotorabdeckung in axialer Richtung sandwichartig zwischen dem Druckelement und der unteren Pressform angeordnet sind.
Eine Rotor-Herstellungsvorrichtung zur Herstellung eines Rotors umfassend eine Rotorkerneinheit mit einem an einer Drehachse befestigten Rotorkern, um in der Lage zu sein, integral damit und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten, die an dem Rotorkern entlang einer Umfangsrichtung davon montiert sind, zu drehen, umfassend; ein Pressteil, das derart konfiguriert ist, um ein offenes Ende der Rotorabdeckung radial nach innen zu drücken, die Rotorabdeckung ist derart konfiguriert, um in einer axialen Richtung an einem Endteil des Rotorkerns vorzustehen; und ein untere Pressform, auf der eine bodenbildende zylindrische Rotorabdeckung, die die Rotorkerneinheit aufnimmt, derart angeordnet ist, dass ein Bodenabschnitt der Rotorabdeckung sandwichartig zwischen den Permanentmagneten und der unteren Pressform angeordnet ist; wobei der erste Halteabschnitt und der zweite Halteabschnitt auf der Rotorabdeckung durch das Pressteil und die untere Pressform ausgebildet sind, der erste Halteabschnitt steht in axialer Richtung in Kontakt mit einem äußeren Umfangsrandabschnitt einer Endfläche des Permanentmagneten, der zweite Halteabschnitt steht in Kontakt mit mindestens einer der anderen Endflächen des Permanentmagneten und dem Rotorkern, so dass die Rotorkerneinheit durch den ersten Halteabschnitt und den zweiten Halteabschnitt in axialer Richtung gehalten ist.
Die Rotor-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die untere Pressform einen ringförmigen Kontaktteil aufweist, der derart konfiguriert ist, um mit dem Bodenabschnitt der Rotorabdeckung in Kontakt zu stehen, um an einer Endoberfläche angeordnet zu sein, und sie in axialer Richtung des Permanentmagneten durch den Bodenabschnitt der Rotorabdeckung hindurch zu unterstützen.