JP2010136525A - Method for manufacturing axial gap motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップ型モータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an axial gap type motor.
従来、例えば、回転軸周りに回転可能なロータと、回転軸方向の少なくとも一方側からロータに対向配置されたステータとを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、ステータを介した磁束ループを形成するアキシャルギャップ型モータが知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, for example, a rotor that can rotate around a rotation axis and a stator that is disposed to face the rotor from at least one side in the direction of the rotation axis are provided. An axial gap type motor that forms a loop is known (for example, Patent Document 1).
図14に示すように、上記特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータ100では、ロータコア101がテープ状の電磁鋼板102を捲回して構成され、さらに捲回したロータコア101に磁石片103を格納する開口104を周方向に等間隔に設けて構成されている。
As shown in FIG. 14, in the axial gap type motor 100 described in
しかしながら、電磁鋼板102を捲回した後に開口104を形成するのは、捲回した電磁鋼板102の位置ずれ等が生じるおそれがあり加工精度が低下するおそれがあった。また、捲回前に電磁鋼板102を打ち抜いて開口104を設ける場合には、内径側と外径側とでは周方向で隣り合う開口104、104のピッチが異なり、打ち抜くピッチ毎に金型を変える必要があり、装置が大型化し加工コストが高くなるという問題があった。
However, forming the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロータコアの加工精度を維持しつつ金型を共用できるアキシャルギャップ型モータの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an axial gap type motor that can share a mold while maintaining the processing accuracy of the rotor core.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
回転軸方向に着磁され周方向に所定の間隔で配置された複数の主磁石片(例えば、後述の実施形態における主永久磁石片41)と、テープ状の磁性板(例えば、後述の実施形態における磁性板14)を捲回して構成され、複数のヨーク部(例えば、後述の実施形態におけるヨーク部42)とそれぞれ前記主磁石片を保持する複数の主磁石片用収容部(例えば、後述の実施形態における主永久磁石片用孔部15)とを有するロータコア(例えば、後述の実施形態におけるロータコア13)と、を備え、回転軸周りに回転可能なロータ(例えば、後述の実施形態におけるロータ11)と、
回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ12)と、を備えるアキシャルギャップ型モータ(例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)の製造方法であって、
前記磁性板を搬送させる搬送工程と、前記磁性板に搬送方向前方側の打ち抜き孔(例えば、後述の実施形態における前方打抜き孔AM)と搬送方向後方側の打ち抜き孔(例えば、後述の実施形態における後方打抜き孔BM)を同時に打ち抜く打ち抜き工程とを繰り返し、前記打ち抜き工程において、先に打ち抜かれた前記搬送方向後方側の打ち抜き孔を所定のピッチだけ搬送させて前記搬送方向後方側の打ち抜き孔とラップして前記搬送方向前方側の打ち抜き孔を形成することにより主磁石片用開口(例えば、後述の実施形態における主磁石片用開口16a)を形成し、
前記磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数の前記主磁石片用開口により前記主磁石片用収容部を構成する、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータの製造方法。
In order to achieve the above object, the invention described in
A plurality of main magnet pieces (for example, a main
Manufacture of an axial gap type motor (for example, an axial
A transporting step for transporting the magnetic plate, a punching hole on the front side in the transporting direction (for example, a front punching hole A M in an embodiment described later) and a punching hole on the rear side in the transporting direction (for example, an embodiment described later) rear punched holes B M) repeating the punching step of punching out at the same time, the in stamping process, the transport direction rear side of the punching hole by conveying the conveying direction rear side of the punching holes punched previously by a predetermined pitch in Forming a main magnet piece opening (for example, a main magnet piece opening 16a in an embodiment described later)
Winding the magnetic plate to configure the main magnet piece housing portion by a plurality of openings for the main magnet pieces arranged in the radial direction;
A manufacturing method of an axial gap type motor characterized by the above.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記搬送方向後方側の打ち抜き可能長さよりも前記搬送方向前方側の打ち抜き可能長さが長い、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of
The punchable length on the front side in the transport direction is longer than the punchable length on the rear side in the transport direction,
It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加えて、
前記主磁石片用開口の打ち抜きとともに前記周方向で隣り合う前記主磁石片用開口間に位置決め用開口(例えば、後述の実施形態における位置決め用開口16a)を打ち抜いて形成し、
前記磁性板を捲回することにより径方向に並んだ複数の前記位置決め用開口が位置決め用孔部(例えば、後述の実施形態における位置決め用孔部16)を構成する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of
Along with the punching of the opening for the main magnet piece, a positioning opening (for example, a positioning opening 16a in an embodiment described later) is formed by punching between the openings for the main magnet piece adjacent in the circumferential direction.
A plurality of the positioning openings arranged in the radial direction by winding the magnetic plate constitutes a positioning hole (for example, a
It is characterized by that.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、
前記アキシャルギャップ型モータは、さらに回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化された複数の副磁石片(例えば、後述の実施形態における副永久磁石片43)を備え、
前記主磁石片用開口の打ち抜きとともに前記位置決め用開口の前記回転軸方向の少なくとも一方に副磁石片用開口(例えば、後述の実施形態における副永久磁石片用開口17a)を打ち抜いて形成し、
前記磁性板を捲回することにより径方向に並んだ複数の前記副磁石片用開口が前記副磁石片を収容する副磁石片用収容部(例えば、後述の実施形態における副永久磁石片用切り欠き部17)を構成する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 3, the invention of Claim 4 is
The axial gap type motor further includes a plurality of secondary magnet pieces (for example, secondary
Along with the punching of the opening for the main magnet piece, the opening for the submagnet piece (for example, the opening for the
A plurality of openings for the secondary magnet pieces arranged in the radial direction by winding the magnetic plate accommodates the secondary magnet pieces (for example, a secondary permanent magnet piece cut in an embodiment described later). Constituting the notch 17),
It is characterized by that.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の構成に加えて、
前記搬送方向前方側の打ち抜き圧と前記搬送方向後方側の打ち抜き圧が前記磁性板を捲回したときに前記ロータコアの略中間径に対応する部分で略同一となる、
ことを特徴とする。
In addition to the structure in any one of Claims 1-4, the invention of Claim 5 is
The punching pressure on the front side in the transport direction and the punching pressure on the rear side in the transport direction are substantially the same at a portion corresponding to the substantially intermediate diameter of the rotor core when the magnetic plate is wound.
It is characterized by that.
請求項6に記載の発明は、請求項2〜5のいずれかに記載の構成に加えて、
前記搬送方向前方側と前記搬送方向後方側の打ち抜き可能長さはそれぞれ最内径側の前記主磁石片用開口の長さより短く、前記搬送方向前方側と前記搬送方向後方側の打ち抜き可能長さを足し合わせた長さが最外径側の前記主磁石片用開口より長い、
ことを特徴とする。
In addition to the structure in any one of Claims 2-5, the invention of Claim 6 is
The punchable lengths on the transport direction front side and the transport direction rear side are shorter than the length of the opening for the main magnet piece on the innermost diameter side, respectively, and the punchable lengths on the transport direction front side and the transport direction rear side are respectively The added length is longer than the opening for the main magnet piece on the outermost diameter side,
It is characterized by that.
請求項1の発明によれば、先に打ち抜かれた搬送方向後方側の打ち抜き孔と該磁性板を所定のピッチだけ搬送後に打ち抜かれる搬送方向前方側の打ち抜き孔とをラップして2度打ち抜き加工を施して各主磁石片用開口を形成するので、ロータコアの内径側から外径側にわたって磁性板の送り量を調整する、すなわち搬送方向前方側と搬送方向後方側の打ち抜き孔のラップ量を調整することで同じ金型を用いてピッチの異なる複数の主磁石片用開口を形成することができる。これを捲回することで径方向に並んだ複数の主磁石片用開口によって主磁石片用収容部が複数形成されたロータコアを製造することができる。これにより、磁性板の捲回後にロータコアに開口を設ける場合に比べてロータコアの加工精度を向上させることができるとともに、ピッチ毎に金型を変える必要がなく金型を共用することができ、装置の小型化、製造コストの低減を図ることができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、無垢の磁性板を打ち抜く搬送方向後方側の打ち抜き可能長さよりも一部が打ち抜かれた磁性板を再度打ち抜く搬送方向前方側の打ち抜き可能長さを長くすることで、搬送方向前方側と搬送方向後方側における打ち抜き圧の不均衡を抑制することができ、製造装置の長寿命化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the punchable length on the front side in the transport direction in which the part is punched again is made longer than the punchable length on the rear side in the transport direction for punching the solid magnetic plate. Further, the imbalance between the punching pressures on the front side in the transport direction and the rear side in the transport direction can be suppressed, and the life of the manufacturing apparatus can be extended.
請求項3の発明によれば、1回の打ち抜き工程で同時に位置決め用開口も形成することができ製造効率を向上させることができる。また、径方向に並んだ複数の位置決め用開口から構成される位置決め用孔部にロータフレームのリブを装着することでロータフレームに対するロータコアの位置決めをすることができ、さらに周方向で隣り合う主磁石片間の磁石磁束の短絡を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, the positioning opening can be formed at the same time in one punching step, and the manufacturing efficiency can be improved. Also, the rotor core can be positioned with respect to the rotor frame by attaching the rib of the rotor frame to the positioning hole portion constituted by a plurality of positioning openings arranged in the radial direction, and the main magnets adjacent to each other in the circumferential direction. Short-circuiting of magnetic flux between pieces can be suppressed.
請求項4の発明によれば、1回の打ち抜き工程で同時に副磁石片用収容部を構成する副磁石片用開口も形成することができ製造効率を向上させることができる。また、径方向に並んだ複数の副磁石片用開口から構成される副磁石片用収容部に副磁石片を装着することで略ハルバッハ構造となり、主磁石片の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。 According to invention of Claim 4, the opening for submagnet pieces which comprises the accommodating part for submagnet pieces at the same time by one punching process can be formed, and manufacturing efficiency can be improved. In addition, a magnetic lens that restricts the direction of the magnetic flux of the main magnet piece by forming the sub magnet piece in a housing portion for the secondary magnet piece that is configured by a plurality of openings for the secondary magnet pieces arranged in the radial direction. The effective magnetic flux generation amount can be relatively increased by the effect.
請求項5の発明によれば、搬送方向前方側の打ち抜き圧と搬送方向後方側の打ち抜き圧が磁性板を捲回したときにロータコアの略中間径に対応する部分で略同一となるように設定することで、1つのロータコアを製造する際の搬送方向前方側と搬送方向後方側における打ち抜き圧の圧力差を小さくすることができる。 According to the invention of claim 5, the punching pressure on the front side in the transport direction and the punching pressure on the rear side in the transport direction are set to be substantially the same in the portion corresponding to the substantially intermediate diameter of the rotor core when the magnetic plate is wound. By doing so, the pressure difference between the punching pressures on the front side in the transport direction and the rear side in the transport direction when manufacturing one rotor core can be reduced.
請求項6の発明によれば、最内径側の主磁石片用開口から最外径側の主磁石片用開口まで1つの金型で打ち抜くことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to punch from one opening to the outermost diameter main magnet piece opening to the outermost diameter main magnet piece opening.
以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, an axial gap type motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10は、例えば図1および図2に示すように、このアキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ11と、回転軸O方向の両側からロータ11を挟みこむようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する1対のステータ12,12とを備えて構成されている。
An axial
このアキシャルギャップ型モータ10は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えばハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達された場合にもアキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のヨーク部21と、ロータ11に対向するヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から回転軸O方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)とを備えて構成されている。
Each
各ステータ12は、例えば主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が回転軸O方向で対向するように設定されている。例えば回転軸O方向で対向する1対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22とが、回転軸O方向で対向するように設定され、回転軸O方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、例えば図2に示すように、ロータコア13と、複数の主磁石部31,…,31と、複数の副磁石部32,…,32と、非磁性材からなるロータフレーム33とを備えて構成され、ロータコア13内で主磁石部31と副磁石部32が周方向において交互に配置された状態で、ロータコア13がロータフレーム33内に収容されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
そして、ロータフレーム33は、周方向に所定間隔をおいて配置された複数の径方向リブ35,…,35によって接続された内周側円環状のシャフト部36と外周側円環状のリム部37とを備えて構成され、シャフト部36の内周部には、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続される出力軸が接続可能とされている。
The
ロータコア13は、後述するテープ状の電磁鋼板からなる磁性板14を捲回してなり、図3に示すように、その回転軸O方向中央部に後述する主永久磁石片41を収容する略扇形形状の主永久磁石片用孔部15と柱状の位置決め用孔部16が周方向において所定の間隔で交互に形成され、また位置決め用孔部16の回転軸O方向両側には、後述する副永久磁石片43を収容する柱状の副永久磁石片用切り欠き部17が形成される。言い換えると、ロータコア13は、周方向に所定の間隔で主永久磁石片41を回転軸O方向両側から挟むように配置された複数のヨーク部42,…,42と、回転軸O方向に隣り合うヨーク部42、42間を連結する一対の軸方向連結部14a、14aと、一対の軸方向連結部14a、14aにより連結されたヨーク部42、42を周方向で隣り合うヨーク部42、42に連結する一対の周方向連結部14b、14bと、を備え一体に形成されている。
The
ここで、ロータコア13は、図4に示すように、位置決め用孔部16の幅をTa、長手方向長さをTp、副永久磁石片用切り欠き部17の長手方向長さをLsp,位置決め用孔部16の幅方向両側に配置された副永久磁石片用切り欠き部17、17間距離をLsa、主永久磁石片用孔部15の幅をLma、隣り合う主永久磁石片用孔部15、15間距離をLmpとすると、本実施形態ではTa=Lma<Lsa、Tp<Lsp<Lmpの関係を満たすように設定されている。
Here, as shown in FIG. 4, the
主磁石部31は、厚さ方向(つまり、回転軸O方向)に磁化された略扇形板状の主永久磁石片41がロータコア13の主永久磁石片用孔部15に配置され、周方向で隣り合う主磁石部31,31の各主永久磁石片41,41は、磁化方向が互いに異方向となるように設定されている。
In the main magnet portion 31, a substantially sector plate-shaped main
副磁石部32は、それぞれ回転軸O方向および径方向に直行する方向(略周方向)に磁化された1対の副永久磁石片43,43がロータコア13の位置決め用孔部16の回転軸O方向両側に形成された副永久磁石片用切り欠き部17、17に配置されて構成され、回転軸O方向で対向する1対の副永久磁石片43,43は互いに磁化方向が異方向とされている。
The sub-magnet portion 32 includes a pair of
また、主磁石部31を介して周方向で対向する1対の副永久磁石片43,43同士は、互いに磁化方向が異方向とされている。そして、回転軸O方向の一方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の一方側の磁極と同極の磁極を対向させ、回転軸O方向の他方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の他方側の磁極と同極の磁極を対向させるように配置されている。
Further, the pair of sub
つまり、例えば回転軸O方向の一方側がN極かつ他方側がS極とされた主永久磁石片41に対して、回転軸O方向の一方側においてヨーク部42を周方向の両側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのN極が周方向で対向するように配置され、回転軸O方向の他方側においてヨーク部42を周方向の両側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのS極が周方向で対向するように配置されている。これにより、所謂永久磁石の略ハルバッハ配置となり、主永久磁石片41の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により主永久磁石片41および各副永久磁石片43,43の各磁束が収束し、各ステータ12,12に鎖交する有効磁束が相対的に増大するようになっている。
That is, for example, with respect to the main
ロータフレーム33は、図5に示すように、シャフト部36に径方向リブ35が装着される円形状の貫通孔であるシャフト部側リブ装着穴36aが周方向に等間隔で複数形成され、リム部37に径方向リブ35が装着される矩形状の貫通孔であるリム部側リブ装着穴37aが周方向に等間隔で複数形成されている。
As shown in FIG. 5, the
また、径方向リブ35は、略T字形状を有し、この径方向内方側端部35aは略円形断面を有し雄ねじ部が形成され、径方向外方側端部35b及び径方向中途部35cは矩形断面を有し、径方向外方側端部35bは径方向中途部35cから径方向外側に向かうにつれて周方向長さが次第に長くなるとともに、一様な軸方向長さを有するように構成されている。
Further, the
そして、内径側と外径側からシャフト部36とリム部37に主永久磁石片41と副永久磁石片43を備えたロータコア13を挟んで、リム部37のリム部側リブ装着穴37aから挿入された径方向リブ35が、径方向中途部35cを位置決め用孔部16に内嵌され、径方向内方側端部35aがシャフト部側リブ装着穴36aに装着され、シャフト部36の内径側からナット38を螺合され、径方向リブ35がシャフト部36に固定されている。
Then, the
次に、本発明のアキシャルギャップ型モータ10の製造方法について説明する。なお、以下、磁性板14の幅方向がロータ11の回転軸O方向に対応し、磁性板14の長手方向がロータ11の周方向に対応する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、テープ状の磁性板14にプレス成形機を用いて主永久磁石片用孔部15を構成する主永久磁石片用開口15aと、位置決め用孔部16を構成する位置決め用開口16aと、位置決め用開口16aの幅方向両側に副永久磁石片用切り欠き部17、17を構成する副永久磁石片用開口17a、17aを打ち抜く工程について2つの実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
プレス成形機80は、図8に示すように十字状に配置された5つの打ち抜き刃を有する1つの金型81を備え、磁性板14を搬送させる搬送経路上に配置され、磁性板14を搬送する搬送工程と磁性板14に打ち抜き加工を施す打ち抜き工程を繰り返し行なうように構成されている。
First, a main permanent magnet piece opening 15a constituting the main permanent
<First Embodiment>
As shown in FIG. 8, the
金型81は、十字状の交点付近に配置され位置決め用開口16aを形成する基準打ち抜き刃82と、基準打ち抜き刃82の幅方向両側に配置され副永久磁石片用開口17a、17aを形成する一対の側方打ち抜き刃83、83と、基準打ち抜き刃82に対し磁性板14の搬送方向前方に配置され主永久磁石片用開口15aの一部を形成する前方打ち抜き刃84と、基準打ち抜き刃82に対し磁性板14の搬送方向後方に配置され主永久磁石片用開口15aの一部を形成する後方打ち抜き刃85と、を備えて構成されている。そして、基準打ち抜き刃82は位置決め用孔部16を周方向からみた断面形状と略同一形状を有し、一対の側方打ち抜き刃83、83はそれぞれ副永久磁石片用切り欠き部17を周方向からみた断面形状と略同一形状を有する。また、前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85は略矩形状を有し、前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85の幅は主永久磁石片用孔部15の幅と略等しく、前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85の長手方向長さは、捲回したときに最内径側の主永久磁石片用開口15aより短く、前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85の長手方向長さを足し合わせた長さが捲回したときに最外径側の主永久磁石片用開口15aの長手方向長さより長く設定されている。また、本実施形態においては前方打ち抜き刃84の長手方向長さが後方打ち抜き刃85の長手方向長さよりも長く設定されている。
The
このような金型81を用いてプレス成形を行なうことで、主永久磁石片用開口15aと、位置決め用開口16aと、位置決め用開口16aの幅方向両側に副永久磁石片用開口17a、17aが形成される。
ここで、磁性板14は後述するように巻芯70上で渦巻状に捲回されるので、図4に示すように隣り合う位置決め用開口16a、16aの中心間距離をピッチPとすると、ピッチPは最内径側から1つ目、2つ目、3つ目、・・・と最外径側に行くにつれて次第に長くなり、また、主永久磁石片41は径方向外側に行くに連れて広がる略扇形板状を有するため、主永久磁石片用孔部15の長手方向長さも最内径側から径方向に沿って1つ目、2つ目、3つ目、・・・と次第に長くなる。従って、これらの関係を考慮して磁性板14の送り量(打ち抜き間隔毎に磁性板14が搬送される量)が設定されている。
By performing press molding using such a
Here, since the
以下、長さの異なる主永久磁石片用開口15aの打ち抜き工程について図6を参照して説明する。なお、図中、Lfは前方打ち抜き刃84の長手方向長さである前方側の打ち抜き可能長さを表し、Lrは後方打ち抜き刃85の長手方向長さである後方側の打ち抜き可能長さを表し、本実施形態においては前述したようにLf>Lrの関係を有する。また、点線で囲まれた領域が第M回目(M=1〜N:Nは6の倍数)の打ち抜きで打ち抜かれた部分であり、そのうちAM、BMが第M回目に打ち抜かれた前方打抜き孔と後方打ち抜き孔を表し、LAM、LBMがそれぞれ第M回目における実際に打ち抜かれた前方側の磁性板14の長手方向長さ(前方側の打ち抜き可能長さLfから後述するラップする長さを差し引いた長さ、以下、前方打ち抜き長さと呼ぶ。)と後方側の磁性板14の長手方向長さ(後方側の打ち抜き可能長さLrに等しい長さ、以下、後方打ち抜き長さと呼ぶ。)を表す。
Hereinafter, the punching process of the main permanent
第1回目の打ち抜きにおいて、前方打ち抜き刃84により打ち抜いた前方打ち抜き孔A1と後方打ち抜き刃85により打ち抜いた後方打ち抜き孔B1とが形成される。このとき、前方打ち抜き長さLA1が後方打ち抜き長さLB1よりも長くなる。そして、後方打ち抜き孔B1の先端部が最内径側の主永久磁石片用開口15aの先端部となるように所定の送り量だけ磁性板14を搬送させて、第2回目の打ち抜きを行なう。このとき第1回目の打ち抜きにより後方打ち抜き刃85により打ち抜かれた後方打ち抜き孔B1と第2回目により前方打ち抜き刃84により打ち抜かれる前方打ち抜き孔A2は一部がラップして再度打ち抜かれ、最内径側の主永久磁石片用開口15aが形成される。この第2回目の打ち抜きにおいては、前方打ち抜き長さLA2が後方打ち抜き長さLB2よりも短くなる。
In the first punching, a front punching hole A 1 punched by the
これを順次繰り返すと、第N/2回目の打ち抜きにより磁性板14を捲回したときにロータコア13の略中間径に位置するN/2番目の主永久磁石片用開口15aが形成される。このとき、前方打ち抜き長さLAN/2と後方打ち抜き長さLBN/2が等しくなる。そして、第N回目の打ち抜きにより最外径の主永久磁石片用開口15aが形成され、総数としてN個の主永久磁石片用開口15aが形成される。第N回目の打ち抜きでは、前方打ち抜き長さLANが後方打ち抜き長さLBNよりも長くなる。
By repeating this in sequence, an N / 2th main permanent magnet piece opening 15a is formed which is positioned at a substantially intermediate diameter of the
<第2実施形態>
第2実施形態で使用する金型81は、第1実施形態と同様に十字状に配置された5つの打ち抜き刃を有し、前方打ち抜き刃84の長手方向が後方打ち抜き刃85の長手方向長さと等しく設定されている点で第1実施形態で使用する金型81と相違する。
<Second Embodiment>
The die 81 used in the second embodiment has five punching blades arranged in a cross shape like the first embodiment, and the longitudinal direction of the
このような金型81を用いて長さの異なる主永久磁石片用開口15aの打ち抜き工程について図7を参照して説明する。なお、図中の符号は第1実施形態の図6と同様であるが、本実施形態においては前述したようにLf=Lrの関係を有する。
The punching process of the main permanent
第1回目の打ち抜きにおいて、前方打ち抜き刃84により打ち抜いた前方打ち抜き孔A1と後方打ち抜き刃85により打ち抜いた後方打ち抜き孔B1とが形成される。このとき、前方打ち抜き長さLA1と後方打ち抜き長さLB1が等しくなる。そして、後方打ち抜き孔B1の先端部が最内径側の主永久磁石片用開口15aの先端部となるように所定の送り量だけ磁性板14を搬送させて、第2回目の打ち抜きを行なう。このとき第1回目の打ち抜きにより後方打ち抜き刃85により打ち抜かれた後方側の打ち抜き孔B1と第2回目により前方打ち抜き刃84により打ち抜かれる前方打ち抜き孔A2は一部がラップして再度打ち抜かれ、最内径側の主永久磁石片用開口15aが形成される。この第2回目の打ち抜きにおいては、前方打ち抜き長さLA2が後方打ち抜き長さLB2よりも短くなる。
In the first punching, a front punching hole A 1 punched by the
これを順次繰り返すと、第N/2回目の打ち抜きにより磁性板14を捲回したときにロータコア13の略中間径に位置するN/2番目の主永久磁石片用開口15aが形成され、第N回目の打ち抜きにより最外径側の主永久磁石片用開口15aが形成され、総数としてN個の主永久磁石片用開口15aが形成される。本実施形態においては、第N/2回目の打ち抜きでも、前方打ち抜き長さLAN/2は後方打ち抜き長さLBN/2より短く、第N回目の打ち抜きでも、依然として前方打ち抜き長さLANは後方打ち抜き長さLBNよりも短くなっている。
When this is repeated in sequence, the N / 2th main permanent magnet piece opening 15a located at the substantially intermediate diameter of the
このように第1又は第2実施形態に示した方法で主永久磁石片用開口15aと、位置決め用開口16aと、副永久磁石片用開口17a、17aが形成された磁性板14は、第1回目の打ち抜きにおける前方打ち抜き孔A1の一部を切断しそこを捲き始め14dとして渦巻き型の巻芯70上に固定して捲回される。この捲回により構成されたロータコア13は、その中心から同位相で径方向に並んだ複数の主永久磁石片用開口15a,…,15aにより主永久磁石片用孔部15が構成され、複数の位置決め用開口16a,…,16aにより位置決め用孔部16が構成され、複数の副永久磁石片用開口17a,…,17aにより副永久磁石片用切り欠き部17が構成される。また、ロータコア13の回転軸O方向中央部に主永久磁石片41を収容する略扇形形状の主永久磁石片用孔部15と柱状の位置決め用孔部16が周方向において交互に形成され、また位置決め用孔部16の回転軸O方向両側には、副永久磁石片43を収容する柱状の副永久磁石片用切り欠き部17、17が形成される。そして、図9に示すように、所定の大きさに捲回された磁性板14の捲き始め14dと捲き終わり14eが巻芯70の中心から径方向において同じ位置で捲回を終了し、捲回された磁性板14の捲き始め14dと捲き終わり14eを溶接することでロータコア13が形成される。なお、磁性板14は捲回しながら、又は捲回後に接着材により接着してもよい。
Thus, the
そして、ロータコア13の主永久磁石片用孔部15に主永久磁石片41を装着し、副永久磁石片用切り欠き部17に副永久磁石片43を装着する。
Then, the main
続いて、主永久磁石片41と副永久磁石片43を備えたロータコア13の内径側にシャフト部36を設け、外径側にリム部37を設け、リム部37のリム部側リブ装着穴37aから径方向リブ35を挿入する。このとき、径方向リブ35の径方向中途部35cは位置決め用孔部16に内嵌され、径方向内方側端部35aがシャフト部側リブ装着穴36aに装着され、シャフト部36の内径側からナット38を螺合することにより径方向リブ35がシャフト部36に固定される。このようにして、ロータコア13がロータフレーム33内に収容され、ロータ11が製造される。
Subsequently, the
以上説明したように、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法によれば、先に打ち抜かれた搬送方向後方側の打ち抜き孔と該磁性板14を所定のピッチだけ搬送後に打ち抜かれる搬送方向前方側の打ち抜き孔とをラップして2度打ち抜き加工を施して各主永久磁石片用開口15aを形成するので、ロータコア13の内径側から外径側にわたって磁性板14の送り量を調整する、すなわち搬送方向前方側と搬送方向後方側の打ち抜き孔のラップ量を調整することで同じ金型81を用いてピッチの異なる複数の主永久磁石片用開口15aを形成することができる。これを捲回することで径方向に並んだ複数の主永久磁石片用開口15a,…,15aによって主永久磁石片用孔部15が複数形成されたロータコア13を製造することができる。これにより、磁性板14の捲回後にロータコア13に開口を設ける場合に比べてロータコア13の加工精度を向上させることができるとともに、ピッチ毎に金型を変える必要がなく金型81を共用することができ、装置の小型化、製造コストの低減を図ることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the axial gap type motor of the first and second embodiments, the punched holes on the rear side in the transport direction and the
また、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法によれば、前方打ち抜き刃84の長手方向長さである搬送方向前方側の打ち抜き可能長さと後方打ち抜き刃85の長手方向長さである搬送方向後方側の打ち抜き可能長さは最内径側の主永久磁石片用開口15aの長さより短く、搬送方向前方側と搬送方向後方側の打ち抜き可能長さを足し合わせた長さが最外径側の主永久磁石片用開口15aより長いので、1つの金型81で最内径側から最外径側にわたって全ての主永久磁石片用開口15a,…,15aを打ち抜くことができる。
In addition, according to the manufacturing method of the axial gap type motor of the first and second embodiments, the punchable length on the front side in the conveying direction, which is the longitudinal length of the
また、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法によれば、主永久磁石片用開口15aを形成する打ち抜き工程で周方向で隣り合う主永久磁石片用開口15a、15a間に位置決め用開口16aをあわせて形成するので、1回の打ち抜き工程で同時に位置決め用開口16aも形成することができ製造効率を向上させることができる。また、これらの製造方法で製造されたアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性板14を捲回することにより径方向に並んだ複数の前記位置決め用開口16a,…,16aから構成される位置決め用孔部16にロータフレーム33の径方向リブ35を装着することでロータフレーム33に対するロータコア13の位置決めをすることができ、さらに周方向で隣り合う主永久磁石片41、41間の磁石磁束の短絡を抑制することができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the axial gap type motor of 1st and 2nd embodiment, it is between the main permanent magnet piece opening 15a, 15a adjacent in the circumferential direction at the punching process which forms the
また、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータ10の製造方法によれば、主永久磁石片用開口15aを形成する打ち抜き工程で位置決め用開口16aの回転軸O方向の両側に副永久磁石片用開口17a、17aをあわせて形成するので、1回の打ち抜き工程で同時に副永久磁石片用開口17a、17aも形成することができ製造効率を向上させることができる。また、これらの製造方法で製造されたアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性板14を捲回することにより径方向に並んだ複数の副永久磁石片用開口17a,…,17aから構成される副永久磁石片用切り欠き部17に副永久磁石片43を装着することで略ハルバッハ構造となり、主永久磁石片41の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the axial
ここで、第1実施形態と第2実施形態において金型81の前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85に作用する相対的な打ち抜き圧の圧力差について検討する。前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85に作用する打ち抜き圧は、各回の打ち抜きにおいて実際に打ち抜かれた前方打ち抜き長さLAMと後方打ち抜き長さLBMに比例する。
Here, the pressure difference between the relative punching pressures acting on the
ここで、第1実施形態では、図6に示すように、第1回目の打ち抜きにおいてLA1>LB1の関係を満たし、第2回目から第N/2−1回目においてLA2〜N/2−1<LB2〜N/2−1、第N/2回目においてLAN/2=LBN/2、第N/2+1回目から第N回目においてLAN/2+1〜N>LBN/2+1〜Nの関係を満たす。
一方、第2実施形態では、図7に示すように、第1回目の打ち抜きにおいてLA1=LB1の関係を満たし、第2回目から第N回目においてLA2〜N<LB2〜Nの関係を満たす。
Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the relationship of LA 1 > LB 1 is satisfied in the first punching, and
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the relationship of LA 1 = LB 1 is satisfied in the first punching, and the relationship of LA 2−N <LB 2− N is satisfied from the second time to the Nth time. Meet.
図10はこれを打ち抜き圧の関係に置き換えたものである。縦軸は前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85に作用する打ち抜き圧の圧力差を示し、横軸は打ち抜き回数を示したものである。縦軸において、0は前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85に作用する打ち抜き圧が等しいことを示し、上方に行くに従い前方打ち抜き刃84に作用する打ち抜き圧が大きく、下方に行くに従い後方打ち抜き刃85に作用する打ち抜き圧が大きいことを意味する。
FIG. 10 replaces this with a punching pressure relationship. The vertical axis shows the pressure difference between the punching pressures acting on the
図10に示すように、第1実施形態においては、第2実施形態と比べて第1回目の打ち抜きにおける前方打ち抜き刃84に作用する打ち抜き圧と後方打ち抜き刃85に作用する打ち抜き圧に偏りはあるものの、全体としての圧力差(0からの振れ)が小さいことがわかる。
As shown in FIG. 10, in the first embodiment, the punching pressure acting on the
これにより、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法によれば、搬送方向後方側の打ち抜き可能長さよりも搬送方向前方側の打ち抜き可能長さの方を長くすることにより、前方打ち抜き刃84に作用する打ち抜き圧と後方打ち抜き圧に作用する打ち抜き圧の不均衡を抑制することができ、製造装置、特に金型81の長寿命化を図ることができる。
なお、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法においては、後方打ち抜き刃85の負荷が前方打ち抜き刃84の負荷より大きいため、前方打ち抜き刃84と後方打ち抜き刃85を所定の時期に入れ替えることで同様に金型81の長寿命化を図ることができる。
Thereby, according to the manufacturing method of the axial gap type motor of the first embodiment, the
In the method of manufacturing the axial gap motor according to the second embodiment, since the load of the
また、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータ10の製造方法によれば、前方打ち抜き刃84に作用する打ち抜き圧と後方打ち抜き圧がロータコア13を捲回したとき略中間径に対応する部分で略同一となるので、前方打ち抜き刃84に作用する打ち抜き圧と後方打ち抜き圧に作用する打ち抜き圧の圧力差を小さくすることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the axial
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、図11に示すように、副永久磁石片用開口17aの幅方向外側に長手方向両側のヨーク部42、42から延設される突起部19、19が形成されるように金型81の側方打ち抜き刃83、83の形状を変更してもよい。これにより、副永久磁石片43が回転軸O方向に脱落することを防止することができる。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, as shown in FIG. 11, the
また、図12に示すようにロータコア13を構成するヨーク部42の長手方向両端部にテーパ状の面取り部14c、14cを設け、さらにTa<Lsa=Lma、Tp=Lsp<Lmpの関係式を満たすように金型81を変更してもよい。なお、これらの寸法関係は適宜変更することができる。また、側方打ち抜き刃83、83の形状を変更して面取り部14cの傾きを選択することにより極弧角を調整し、これによりステータ12、12間での磁気抵抗の急激な変化を抑制し、トルクリップルの発生を抑制することができる。
As shown in FIG. 12, tapered chamfered
さらに、図13に示すように、図12に示す面取り部14c、14cから副永久磁石片用開口17aに突起部19、19が形成されるように金型81の側方打ち抜き刃83、83の形状を変更してもよい。これにより、ステータ12、12間での磁気抵抗の急激な変化を抑制し、トルクリップルの発生を抑制しつつ副永久磁石片43が回転軸O方向に脱落することを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 13, the
また、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法は、回転軸方向一方からのみステータがロータに対向配置するアキシャルギャップ型モータにも適用できる。この場合、副永久磁石片用切り欠き部17は回転軸方向一方にのみ設け、回転軸方向他方側は円環上のバックヨークとすることができる。
Moreover, the manufacturing method of the axial gap type motor of 1st and 2nd embodiment is applicable also to the axial gap type motor from which a stator opposes a rotor only from one direction of a rotating shaft. In this case, the
また、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法は、略ハルバッハ型に限らず、副永久磁石片用切り欠き部17に副永久磁石片43の代わりに非磁性部材を配設してもよく、空間とするアキシャルギャップ型モータにも適用できる。
The axial gap motor manufacturing method according to the first and second embodiments is not limited to the Halbach type, and a non-magnetic member is provided in the secondary permanent magnet
さらに、第1及び第2実施形態のアキシャルギャップ型モータの製造方法は、磁性板14を打ち抜きながら捲回してもよく、磁性板14を打ち抜いた後捲回してもよい。
Furthermore, the axial gap type motor manufacturing method according to the first and second embodiments may be wound while punching the
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
13 ロータコア
14 テープ状の磁性板
15 主永久磁石片用孔部(主磁石片用収容部)
15a 主永久磁石片用開口(主磁石片用開口)
16 位置決め用孔部
16a 位置決め用開口
17 副永久磁石片用切り欠き部(副磁石片用収容部)
17a 副永久磁石片用開口(副磁石片用開口)
41 主永久磁石片(主磁石片)
42 ヨーク部
43 副永久磁石片(副磁石片)
AM 第M回目に打ち抜かれた前方打抜き孔(搬送方向前方側の打ち抜き孔)
BM 第M回目に打ち抜かれた後方打抜き孔(搬送方向後方側の打ち抜き孔)
O 回転軸
DESCRIPTION OF
15a Main permanent magnet piece opening (Main magnet piece opening)
16
17a Opening for secondary permanent magnet piece (opening for secondary magnet piece)
41 Main permanent magnet piece (main magnet piece)
42
A M Front punched hole punched in the Mth time (Punched hole on the front side in the transport direction)
B M the M-th in the stamped rear punched holes (conveying direction rear side of the punching hole)
O Rotating shaft
Claims (6)
回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータの製造方法であって、
前記磁性板を搬送させる搬送工程と、前記磁性板に搬送方向前方側の打ち抜き孔と搬送方向後方側の打ち抜き孔を同時に打ち抜く打ち抜き工程とを繰り返し、前記打ち抜き工程において、先に打ち抜かれた前記搬送方向後方側の打ち抜き孔を所定のピッチだけ搬送させて前記搬送方向後方側の打ち抜き孔とラップして前記搬送方向前方側の打ち抜き孔を形成することにより主磁石片用開口を形成し、
前記磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数の前記主磁石片用開口により前記主磁石片用収容部を構成する、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータの製造方法。 A plurality of main magnet pieces magnetized in the rotation axis direction and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and a plurality of yoke portions and a plurality of the main magnet pieces respectively held by winding a tape-like magnetic plate A rotor core having a main magnet piece housing portion, and a rotor rotatable around a rotation axis;
A stator disposed opposite to the rotor from at least one of the rotation axis directions, and a method of manufacturing an axial gap motor,
The conveyance step of conveying the magnetic plate and the punching step of simultaneously punching a punching hole on the front side in the conveyance direction and a punching hole on the rear side in the conveyance direction on the magnetic plate are repeated. Forming the opening for the main magnet piece by forming the punching hole on the front side in the transport direction by wrapping the punching hole on the rear side in the transport direction by wrapping the punching hole on the rear side in the transport direction by transporting the punching hole on the rear side in the direction by a predetermined pitch;
Winding the magnetic plate to configure the main magnet piece housing portion by a plurality of openings for the main magnet pieces arranged in the radial direction;
A manufacturing method of an axial gap type motor characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。 The punchable length on the front side in the transport direction is longer than the punchable length on the rear side in the transport direction,
The method of manufacturing an axial gap type motor according to claim 1.
前記磁性板を捲回することにより径方向に並んだ複数の前記位置決め用開口が位置決め用孔部を構成する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。 Along with the punching of the opening for the main magnet piece, a positioning opening is formed by punching between the openings for the main magnet piece adjacent in the circumferential direction,
A plurality of positioning openings arranged in the radial direction by winding the magnetic plate constitute a positioning hole.
The method of manufacturing an axial gap type motor according to claim 1 or 2, wherein:
前記主磁石片用開口の打ち抜きとともに前記位置決め用開口の前記回転軸方向の少なくとも一方に副磁石片用開口を打ち抜いて形成し、
前記磁性板を捲回することにより径方向に並んだ複数の前記副磁石片用開口が前記副磁石片を収容する副磁石片用収容部を構成する、
ことを特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。 The axial gap type motor further includes a plurality of sub-magnet pieces magnetized in a direction perpendicular to the rotation axis direction and the radial direction,
Along with punching the opening for the main magnet piece, forming the opening for the sub magnet piece in at least one of the positioning openings in the rotational axis direction,
A plurality of openings for the secondary magnet pieces arranged in the radial direction by winding the magnetic plate constitutes a secondary magnet piece housing portion for housing the secondary magnet piece.
The method of manufacturing an axial gap type motor according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。 The punching pressure on the front side in the transport direction and the punching pressure on the rear side in the transport direction are substantially the same at a portion corresponding to the substantially intermediate diameter of the rotor core when the magnetic plate is wound.
A method for manufacturing an axial gap motor according to any one of claims 1 to 4.
ことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。 The punchable lengths on the transport direction front side and the transport direction rear side are shorter than the length of the opening for the main magnet piece on the innermost diameter side, respectively, and the punchable lengths on the transport direction front side and the transport direction rear side are respectively The added length is longer than the opening for the main magnet piece on the outermost diameter side,
A method for manufacturing an axial gap motor according to any one of claims 2 to 5.
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