JP2012161209A - Manufacturing method of rotor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a rotor which achieves lower equipment cost, stabilizes the shape at the time of manufacture, eliminates the need for a cooling device when assembled as a rotary electric machine.SOLUTION: A manufacturing method of a rotor 5 having a rotor core 3 including slots for magnet insertion 2 and a rotor shaft 4 includes: a magnet insertion process where permanent magnets 1 are inserted into the rotor core 3; a fixation material hardening process where a fixation material 10 fixing the permanent magnets 1 is injected to the slots for the magnet insertion 2 and the fixation material 10 is thermally hardened; and a shrink fit process where the rotor shaft 4 is inserted into the rotor core 3 through shrink fit. A heat source jig 6 used in one of an injection process for the fixation material 10 in the fixation material hardening process and the shrink fit process is used as a heat source in the other process.

Description

この発明は、モータなどの回転電機を構成するロータの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a rotor constituting a rotating electrical machine such as a motor.

モータ等の回転電機の製造方法の中には、回転子コアの内部に永久磁石の挿入部を設け、この挿入部の両側に隙間を設け、この隙間に溶融させたハンダを充填することにより永久磁石を固定する製造方法が知られている（特許文献１参照）。   In a method of manufacturing a rotating electrical machine such as a motor, permanent magnet insertion parts are provided inside the rotor core, gaps are provided on both sides of the insertion part, and the melted solder is filled in the gaps. A manufacturing method for fixing a magnet is known (see Patent Document 1).

特開平０９−２１５２３５号公報JP 09-215235 A

しかしながら、上記従来技術においては、永久磁石を固定するハンダを固化するために冷却が必要であり、設備費がかかるという課題がある。これに対して冷却装置を用いない場合にはハンダが固化する間にヨーク形状が熱変化するため、形状が安定しないという課題もある。更に、モータの使用時に回転子コアが高温になると、ハンダが再度溶融する虞があるため、モータに冷却装置を設ける必要がある。   However, in the above-described conventional technology, cooling is necessary to solidify the solder for fixing the permanent magnet, and there is a problem that equipment costs are required. On the other hand, when the cooling device is not used, the shape of the yoke is thermally changed while the solder is solidified. Furthermore, if the rotor core becomes hot during use of the motor, the solder may be melted again, so it is necessary to provide a cooling device for the motor.

そこで、この発明は、設備費が少なくて済み、製造された際の形状の安定化を図ることができ、回転電機として組み立てられた場合に冷却装置を必要としないロータの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a rotor that requires less equipment costs, can stabilize the shape when manufactured, and does not require a cooling device when assembled as a rotating electrical machine. With the goal.

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、磁石挿入用のスロット（例えば、実施形態におけるスロット２）を備えたロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア３）と駆動力を伝達するロータシャフト（例えば、実施形態におけるロータシャフト４）とを有するロータ（例えば、実施形態におけるロータ５）の製造方法において、前記ロータコアに前記磁石（例えば、実施形態における永久磁石１）を挿入する磁石挿入工程と、前記磁石挿入用のスロット内に磁石を固定する固定材（例えば、実施形態における固定材１０）を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源（例えば、実施形態における熱源治具６、加熱炉１１）を他方の工程の熱源として用いることを特徴とする。   To achieve the above object, the invention described in claim 1 transmits a driving force to a rotor core (for example, the rotor core 3 in the embodiment) having a slot for inserting a magnet (for example, the slot 2 in the embodiment). In a manufacturing method of a rotor (for example, the rotor 5 in the embodiment) having a rotor shaft (for example, the rotor shaft 4 in the embodiment), magnet insertion for inserting the magnet (for example, the permanent magnet 1 in the embodiment) into the rotor core. A fixing material curing step of injecting a fixing material (for example, the fixing material 10 in the embodiment) for fixing the magnet into the magnet insertion slot, and thermosetting the fixing material; and the rotor shaft on the rotor core. A shrink fitting process for inserting the fixing material in the fixing material curing process. Other is characterized by using a heat source to be used in one step of the baked fitting process (e.g., a heat source jig 6, the heating furnace 11 in the embodiment) as a heat source for the other steps.

請求項２に記載した発明は、前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程は同時に行われることを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that the fixing material curing step and the shrink fitting step are performed simultaneously.

請求項３に記載した発明は、前記固定材硬化工程における固定材硬化温度が、前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により固定材硬化温度まで加熱された固定材硬化工程の後に前記焼き嵌め工程が行われることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing material in which the rotor core is heated to a fixing material curing temperature by a heat source when a fixing material curing temperature in the fixing material curing step is higher than a shrink fitting temperature in the shrink fitting step. The shrink fitting process is performed after the curing process.

請求項４に記載した発明は、前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度が、前記固定材硬化工程における固定材硬化温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により焼き嵌め温度まで加熱された焼き嵌め工程の後に前記固定材硬化工程が行われることを特徴とする。   The invention described in claim 4 is a shrink fitting process in which the rotor core is heated to a shrink fitting temperature by a heat source when a shrink fitting temperature in the shrink fitting process is higher than a fixing material curing temperature in the fixing material curing process. After that, the fixing material curing step is performed.

請求項５に記載した発明は、前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程では、前記焼き嵌め工程にて前記ロータを保持し、前記固定材硬化工程において前記磁石挿入用スロット内に固定材を注入する固定材注入部（例えば、実施形態における固定材注入部９）を有する保持プレート（例えば、実施形態における上部保持プレート７、下部保持プレート８）を備えた熱源治具（例えば、実施形態における熱源治具６）を用いることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing material curing step and the shrink fitting step, the rotor is held in the shrink fitting step, and the fixing material is injected into the magnet insertion slot in the fixing material curing step. Heat source jig (for example, heat source in the embodiment) provided with a holding plate (for example, the upper holding plate 7 and the lower holding plate 8 in the embodiment) having a fixing material injecting portion (for example, the fixing material injecting portion 9 in the embodiment). A jig 6) is used.

請求項１に記載した発明によれば、２つの工程で使用される熱源を共通にすることにより加熱の工程を増加させることなく焼き嵌めを行うことができる。また、ロータシャフトの齧りや傷付きを防止することができ、製造工程を増やすことなく品質を高めることができる。よって、設備費が少なくて済み、製造された製品としての回転電機の形状の安定化を図ることができ、回転電機として組み立てられた場合に、熱硬化した固定材の液化の心配がないため、これを防止するための冷却装置が必要なくなる。
つまり、通常はロータシャフトの圧入を行うとロータコアの変形を伴うため、その状態で磁石を固定材によって固定するとロータコアが変形した状態で保持されてしまうが、焼き嵌めと磁石の固定を同時に行うことにより、ロータコアの変形を防止でき、より真円に近いロータコアとすることができる。
請求項２に記載した発明によれば、２つの製造工程を同時に行うことができるので、製造時間を短縮できる。
請求項３に記載した発明によれば、固定材を硬化させるための熱源の熱を焼き嵌めのための熱源として有効利用できる。
請求項４に記載した発明によれば、焼き嵌めのための熱源の熱を固定材を硬化させるための熱源として有効利用できる。
請求項５に記載した発明によれば、保持プレートに、ロータを保持させる機能と固定材を注入するための部材としての機能を持たせ、この保持プレートを熱源治具に装備したため、固定材の加熱、ロータコアの加熱を効果的に行うことができる。
また、熱源治具に保持プレートを装備して、焼き嵌め時にロータコアを上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコアのそりの発生を防止でき、そりがない状態で磁石を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコアの軸方向の振れを防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。 According to the first aspect of the present invention, shrink fitting can be performed without increasing the heating process by using a common heat source for the two processes. Further, the rotor shaft can be prevented from being bent or damaged, and the quality can be improved without increasing the number of manufacturing steps. Therefore, the equipment cost can be reduced, the shape of the rotating electrical machine as a manufactured product can be stabilized, and when assembled as a rotating electrical machine, there is no fear of liquefaction of the thermosetting fixing material, A cooling device for preventing this is not necessary.
In other words, normally, when the rotor shaft is press-fitted, the rotor core is deformed, and if the magnet is fixed with the fixing material in that state, the rotor core is held in a deformed state, but shrink fitting and magnet fixing are performed simultaneously. Thus, deformation of the rotor core can be prevented, and the rotor core can be made closer to a perfect circle.
According to the invention described in claim 2, since two manufacturing steps can be performed simultaneously, the manufacturing time can be shortened.
According to the invention described in claim 3, the heat of the heat source for curing the fixing material can be effectively used as the heat source for shrink fitting.
According to the invention described in claim 4, the heat of the heat source for shrink fitting can be effectively used as a heat source for curing the fixing material.
According to the invention described in claim 5, since the holding plate has a function of holding the rotor and a function as a member for injecting the fixing material, and this holding plate is mounted on the heat source jig, Heating and heating of the rotor core can be performed effectively.
In addition, since the heat source jig is equipped with a holding plate and the rotor core is pressed from the top and bottom during shrink-fitting, it is possible to prevent warpage of the rotor core due to thermal deformation, and to fix the magnet in the absence of warpage, so that the warped Does not occur. Therefore, the axial runout of the rotor core can be prevented, and the runout during rotation of the finished product can be reduced.

この発明の第１実施形態の工程図である。It is process drawing of 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態の工程図である。It is process drawing of 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態の工程図である。It is process drawing of 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態のグラフ図である。It is a graph of 1st Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態の工程図である。It is process drawing of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態の工程図である。It is process drawing of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態の工程図である。It is process drawing of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態のグラフ図である。It is a graph of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態の工程図である。It is process drawing of 3rd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態の工程図である。It is process drawing of 3rd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態の工程図である。It is process drawing of 3rd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態のグラフ図である。It is a graph of 3rd Embodiment of this invention. この発明の第４実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 4th Embodiment of this invention. この発明の第５実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 5th Embodiment of this invention.

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に示す各実施形態は永久磁石１の挿入用のスロット２を備えたロータコア３と、駆動力を伝達するロータシャフト４とを有するロータ５の製造方法を示している。製造されたロータ５は別途製造されるステータと共に回転電機であるモータ、発電機となる。これらのモータや発電機はハイブリッド車両、電気自動車、燃料電池自動車の駆動源として用いられる他、他の機器類のモータや発電機として使用される。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment shown below has shown the manufacturing method of the rotor 5 which has the rotor core 3 provided with the slot 2 for insertion of the permanent magnet 1, and the rotor shaft 4 which transmits a driving force. The manufactured rotor 5 becomes a motor and a generator as a rotating electric machine together with a stator manufactured separately. These motors and generators are used as drive sources for hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles, as well as motors and generators for other devices.

図１〜図４はこの発明の第１実施形態を示している。
図１に示すように、ロータコア３に形成されたスロット２に複数の永久磁石１を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア３を上部と下部からプレスする上部保持プレート７と加熱する下部保持プレート８のうち、下部保持プレート８の固定材注入部９に熱硬化性樹脂である固定材１０の注入準備をする。ここで、固定材注入部９を備えた下部保持プレート８には熱源治具６が着脱可能に取り付けられている。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, an upper holding plate 7 that presses the rotor core 3 from above and below and a lower portion that heats the rotor core 3 after a magnet insertion step (not shown) for inserting a plurality of permanent magnets 1 into slots 2 formed in the rotor core 3. Of the holding plate 8, the fixing material injection part 9 of the lower holding plate 8 is prepared for injection of the fixing material 10 that is a thermosetting resin. Here, the heat source jig 6 is detachably attached to the lower holding plate 8 provided with the fixing material injection portion 9.

ロータコア３の内径をφＤ、ロータコア３の温度をｔｙ（°Ｃ）、ロータコア３の内部に挿入されるロータシャフト４の外径をφｄ、ロータシャフト４の温度をｔｓ（°Ｃ）、固定材１０の温度をｔｊ（°Ｃ）としたとき、
ロータシャフト４は焼き嵌め前、ロータコア３は加熱前であるので、
φｄ＞φＤ，ｔｙ＝ｔｊ＝ｔｓ
なる関係が成立している（図４の工程（１））。 The inner diameter of the rotor core 3 is φD, the temperature of the rotor core 3 is ty (° C), the outer diameter of the rotor shaft 4 inserted into the rotor core 3 is φd, the temperature of the rotor shaft 4 is ts (° C), and the fixing material 10 When the temperature of tj (° C) is
Since the rotor shaft 4 is before shrink fitting and the rotor core 3 is before heating,
φd> φD, ty = tj = ts
Is established (step (1) in FIG. 4).

ここで、ロータコア３は積層鋼板で構成され、永久磁石１は上下４分割形である。ロータコア３の内部には永久磁石１の内側に固定材１０が注入される空間が形成されている。更に、熱源治具６の下部保持プレート８の固定材注入部９は、永久磁石１の周方向の配置位置に対応して周方向に所定間隔を隔てて複数箇所形成され、熱源治具６の熱源により加熱した固定材１０を注入可能となっている。
そして、固定材１０は図示しない射出装置により熱源治具６を介して加熱した状態でロータコア３内に注入可能に構成され、ロータコア３は、下部保持プレート８を備えた熱源治具６の熱源により加熱可能に構成されている。固定材１０は熱硬化性樹脂であり、この熱硬化性樹脂は一度熱硬化すると再度液化しない。固定材１０の熱硬化に必要な温度は例えば１７０°Ｃである。また、ロータシャフト４を焼き嵌めるためロータコア３の内径φＤを拡大するのに必要なロータコア３の最低温度は固定材１０の熱硬化温度と同じ１７０°Ｃである。 Here, the rotor core 3 is composed of a laminated steel plate, and the permanent magnet 1 is divided into four upper and lower parts. A space in which the fixing material 10 is injected inside the permanent magnet 1 is formed inside the rotor core 3. Further, the fixing material injecting portions 9 of the lower holding plate 8 of the heat source jig 6 are formed at a plurality of positions at predetermined intervals in the circumferential direction corresponding to the arrangement positions of the permanent magnet 1 in the circumferential direction. The fixing material 10 heated by the heat source can be injected.
The fixing member 10 is configured to be injected into the rotor core 3 while being heated through the heat source jig 6 by an injection device (not shown). The rotor core 3 is formed by the heat source of the heat source jig 6 including the lower holding plate 8. It is configured to be heatable. The fixing material 10 is a thermosetting resin, and once the thermosetting resin is thermoset, it does not liquefy again. The temperature required for thermosetting the fixing material 10 is, for example, 170 ° C. Further, the minimum temperature of the rotor core 3 necessary for expanding the inner diameter φD of the rotor core 3 for shrink fitting the rotor shaft 4 is 170 ° C., which is the same as the thermosetting temperature of the fixing material 10.

次に、熱源治具６により下部保持プレート８を介してロータコア３の加熱を開始して（図４の工程（１）から工程（２）までの間）、図４に示すように、ロータコア３の温度が１７０°Ｃの焼き嵌め温度に到達した時点で、図２に示すように、熱源治具６により１７０°Ｃに加熱された固定材１０を下部保持プレート８の固定材注入部９からロータコア３の内部に注入する（固定材硬化工程の固定材注入工程）。そして、これと同時にロータコア３の内部に上部保持プレート７からロータシャフト４を挿入（焼き嵌め工程）を開始する。
この状態で、ロータシャフト４は焼き嵌め中、永久磁石は固定中、ロータコア３は加熱中であるので、
φｄ＜φＤ’，ｔｙ＝ｔｊ＞ｔｓ
なる関係が成立している。尚、φＤ’は加熱により拡径したロータコア３の内径を示す。 Next, heating of the rotor core 3 is started by the heat source jig 6 via the lower holding plate 8 (between steps (1) and (2) in FIG. 4), and as shown in FIG. When the temperature reaches a shrink fitting temperature of 170 ° C., the fixing material 10 heated to 170 ° C. by the heat source jig 6 is transferred from the fixing material injection portion 9 of the lower holding plate 8 as shown in FIG. It inject | pours inside the rotor core 3 (fixing material injection | pouring process of a fixing material hardening process). At the same time, the rotor shaft 4 is inserted into the rotor core 3 from the upper holding plate 7 (shrink fitting process).
In this state, the rotor shaft 4 is shrink-fitted, the permanent magnet is fixed, and the rotor core 3 is heated.
φd <φD ′, ty = tj> ts
The relationship is established. Note that φD ′ represents the inner diameter of the rotor core 3 that has been expanded by heating.

その後、ロータシャフト４の挿入が終了すると同時に固定材１０の注入も完了し（焼き嵌め工程、固定材硬化工程）、図３に示すように、その後、熱源治具６によるロータコア３の加熱を停止すると、徐々にロータコア３と固定材１０の温度が低下してゆき（図４の工程（２）から工程（３）までの間）、図４の工程（３）に示すように、ロータシャフト４とロータコア３の温度が同温度となる。この時点でロータシャフト４の焼き嵌めが終わると固定材１０により永久磁石の固定が完了する。尚、図３は熱源治具６を取り外した状態を示す（固定材注入部９は図示省略）。
この状態で、ロータシャフト４は焼き嵌め後、永久磁石は固定完了であるので、
ｔｙ＝ｔｊ＝ｔｓ
なる関係が成立する（図４の工程（３）参照）。 Thereafter, the insertion of the rotor shaft 4 is completed and the injection of the fixing material 10 is also completed (the shrink fitting process, the fixing material curing process), and thereafter the heating of the rotor core 3 by the heat source jig 6 is stopped as shown in FIG. Then, the temperature of the rotor core 3 and the fixing material 10 gradually decreases (between steps (2) and (3) in FIG. 4), and as shown in step (3) in FIG. 4, the rotor shaft 4 And the temperature of the rotor core 3 becomes the same temperature. At this point, when the shrink fitting of the rotor shaft 4 is finished, the fixing of the permanent magnet is completed by the fixing material 10. FIG. 3 shows a state in which the heat source jig 6 is removed (fixing material injection portion 9 is not shown).
In this state, after the rotor shaft 4 is shrink fitted, the permanent magnet is fixed,
ty = tj = ts
(See step (3) in FIG. 4).

この第１実施形態によれば、永久磁石１を固定するため固定材１０をロータコア３のスロット２の空間に挿入する固定材硬化工程の固定材注入工程と、ロータシャフト４をロータコア３の内部に挿入する焼き嵌め工程とを同時に行うため、製造時間が短縮できると共に熱源治具６により行う加熱を一回で済ませることができる。   According to the first embodiment, the fixing material injection step of the fixing material curing step of inserting the fixing material 10 into the space of the slot 2 of the rotor core 3 to fix the permanent magnet 1, and the rotor shaft 4 inside the rotor core 3. Since the shrink fitting process to insert is performed simultaneously, manufacturing time can be shortened and the heating performed by the heat source jig 6 can be completed only once.

また、共通の熱源治具６により固定材１０の加熱と、焼き嵌めにおけるロータコア３の加熱とを行うため、加熱の工程を増加させることなく焼き嵌めを行うことができる。
更に、通常はロータシャフト４の圧入を行うとロータコア３の変形を伴うため、その状態で永久磁石１を固定材１０によって固定するとロータコア３が変形した状態で保持されてしまうが、焼き嵌めと永久磁石１の固定を同時に行うことにより、ロータコア３の変形を防止でき、より真円に近いロータコア３とすることができる。 Moreover, since the fixing material 10 is heated by the common heat source jig 6 and the rotor core 3 is heated by shrink fitting, shrink fitting can be performed without increasing the heating process.
Further, since the rotor core 3 is usually deformed when the rotor shaft 4 is press-fitted, if the permanent magnet 1 is fixed with the fixing material 10 in this state, the rotor core 3 is held in a deformed state. By simultaneously fixing the magnet 1, the deformation of the rotor core 3 can be prevented, and the rotor core 3 closer to a perfect circle can be obtained.

そして、ロータシャフト４を圧入した場合のように、ロータシャフト４の齧りや傷付きを防止することができ、製造工程を増やすことなく品質を高めることができる。よって、設備費が少なくて済み、製造された製品としての回転電機の形状の安定化を図ることができ、回転電機として組み立てられた場合に、熱硬化した固定材１０が液化することがないため、これを防止するための冷却装置が必要もなくなる。
また、熱源治具６に下部保持プレート８を装備して、焼き嵌め時にロータコア３を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア３のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石１を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア３の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。 Then, as in the case where the rotor shaft 4 is press-fitted, the rotor shaft 4 can be prevented from being bent or damaged, and the quality can be improved without increasing the number of manufacturing steps. Therefore, the equipment cost can be reduced, the shape of the rotating electrical machine as a manufactured product can be stabilized, and the thermosetting fixing material 10 is not liquefied when assembled as a rotating electrical machine. This eliminates the need for a cooling device to prevent this.
Moreover, since the lower holding plate 8 is provided in the heat source jig 6 and the rotor core 3 is pressed from above and below when shrink-fitted, the warpage of the rotor core 3 can be prevented by thermal deformation, and the permanent magnet 1 is fixed without warping. Therefore, no warpage occurs in the finished product. Therefore, the axial run-out of the rotor core 3 can be prevented, and the run-out during rotation of the finished product can be reduced.

図５〜図８はこの発明の第２実施形態を示している。
図５において、ロータコア３に形成されたスロット２に複数の永久磁石１を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア３を上部と下部からプレスする上部保持プレート７と加熱する下部保持プレート８のうち下部保持プレート８の固定材注入部９に熱硬化性樹脂である固定材１０の注入準備をする点、固定材注入部９を備えた下部保持プレート８には熱源治具６が着脱可能に取り付けられている点等の基本的構成及び各部の符号は前記第１実施形態と同様である。
ここで、第１実施形態では、ロータシャフト４を焼き嵌めるため、ロータコア３の内径φＤを拡大するのに必要なロータコア３の最低温度が固定材１０の熱硬化温度と同じ温度であったが、この第２実施形態は、固定材１０の硬化温度が、ロータコア３の焼き嵌め工程における焼き嵌め温度よりも高い場合に適用される製造方法である。 5 to 8 show a second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, after a magnet insertion step (not shown) for inserting a plurality of permanent magnets 1 into slots 2 formed in the rotor core 3, an upper holding plate 7 for pressing the rotor core 3 from above and below, and a lower holding plate 8 for heating. Among them, the fixing material injection part 9 of the lower holding plate 8 is prepared for injection of the fixing material 10 which is a thermosetting resin, and the heat source jig 6 can be attached to and detached from the lower holding plate 8 provided with the fixing material injection part 9. The basic configuration such as the points attached to the head and the reference numerals of the respective parts are the same as those in the first embodiment.
Here, in the first embodiment, the minimum temperature of the rotor core 3 required to expand the inner diameter φD of the rotor core 3 is the same temperature as the thermosetting temperature of the fixing material 10 in order to shrink fit the rotor shaft 4. The second embodiment is a manufacturing method applied when the curing temperature of the fixing material 10 is higher than the shrink fitting temperature in the shrink fitting process of the rotor core 3.

図５において、
ロータシャフト４は焼き嵌め前、ロータコア３は加熱前であるので、
φｄ＞φＤ，ｔｙ＝ｔｊ＝ｔｓ
なる関係が成立している（図８の工程（１））。 In FIG.
Since the rotor shaft 4 is before shrink fitting and the rotor core 3 is before heating,
φd> φD, ty = tj = ts
Is established (step (1) in FIG. 8).

ここで、この実施形態では固定材１０の熱硬化に必要な温度が、例えば１９０°Ｃであるが、ロータシャフト４を焼き嵌めのためロータコア３の内径φＤを拡大するのに必要なロータコア３の最低温度は固定材１０の熱硬化温度よりも低い、例えば１７０°Ｃである。   Here, in this embodiment, the temperature required for the thermosetting of the fixing material 10 is, for example, 190 ° C., but the rotor core 3 required for enlarging the inner diameter φD of the rotor core 3 for shrink fitting the rotor shaft 4. The minimum temperature is lower than the thermosetting temperature of the fixing material 10, for example, 170 ° C.

次に、熱源治具６により下部保持プレート８を介してロータコア３の加熱を開始して（図８の工程（１）から工程（２）までの間）、図８に示すように、固定材１０の温度が１９０°Ｃの熱硬化温度に到達した時点（図８の工程（２））で、図６に示すように、熱源治具６により１９０°Ｃに加熱された固定材１０を下部保持プレート８の固定材注入部９からロータコア３の内部に注入する（固定材硬化工程の固定材注入工程）。
この状態で、永久磁石１は固定中、ロータコア３は加熱中であるので、
φｄ＜φＤ’，ｔｙ＝ｔｊ＞ｔｓ
なる関係が成立している。 Next, heating of the rotor core 3 is started by the heat source jig 6 via the lower holding plate 8 (between step (1) and step (2) in FIG. 8), and as shown in FIG. When the temperature of 10 reaches the thermosetting temperature of 190 ° C. (step (2) in FIG. 8), as shown in FIG. 6, the fixing material 10 heated to 190 ° C. by the heat source jig 6 is placed below It inject | pours into the inside of the rotor core 3 from the fixing material injection | pouring part 9 of the holding plate 8 (fixing material injection | pouring process of a fixing material hardening process).
In this state, the permanent magnet 1 is being fixed and the rotor core 3 is being heated.
φd <φD ′, ty = tj> ts
The relationship is established.

その後、永久磁石１の固定が完了し、熱源治具６を取り外し熱源治具６による加熱を停止し、その後ロータコア３の温度が低下してゆき（図８の工程（２）から工程（３）までの間）、ロータコア３の温度が１７０°Ｃになった時点で、図７に示すように、ロータコア３の余熱を利用してロータシャフト４を上部保持プレート７から挿入（焼き嵌め工程）する（図８の工程（３））。
この状態で、永久磁石１は固定完了、ロータシャフト４は焼き嵌め中であるので、
φｄ＜φＤ’，ｔｙ＝ｔｊ＞ｔｓ
なる関係が成立している。
そして、ロータシャフト４の挿入が終了した時点（焼き嵌め工程終了）からは、徐々にロータコア３と固定材１０の温度が低下してゆき、ロータシャフト４とロータコア３の温度が同温度となる。 Thereafter, fixing of the permanent magnet 1 is completed, the heat source jig 6 is removed, heating by the heat source jig 6 is stopped, and then the temperature of the rotor core 3 decreases (from step (2) to step (3) in FIG. 8). Until the temperature of the rotor core 3 reaches 170 ° C., as shown in FIG. 7, the rotor shaft 4 is inserted from the upper holding plate 7 using the residual heat of the rotor core 3 (shrink fitting process). (Step (3) in FIG. 8).
In this state, the permanent magnet 1 is fixed and the rotor shaft 4 is shrink-fitted.
φd <φD ′, ty = tj> ts
The relationship is established.
Then, from the point of time when the insertion of the rotor shaft 4 is completed (end of shrink fitting process), the temperature of the rotor core 3 and the fixing material 10 gradually decreases, and the temperature of the rotor shaft 4 and the rotor core 3 becomes the same temperature.

したがって、第２実施形態によれば、固定材１０を硬化させるための熱源治具６の熱を有効利用して、ロータコア３の焼き嵌めを行うため、加熱の工程を増加させることなく焼き嵌めを行うことができる。また、第１実施形態と同様に、ロータシャフト４の齧りや傷付きを防止することができ、製造工程を増やすことなく品質を高めることができる。よって、設備費が少なくて済み、製造された製品としての回転電機の形状の安定化を図ることができ、回転電機として組み立てられた場合に、熱硬化した固定材１０が液化することがないため、これを防止するための冷却装置が必要もなくなる。
また、熱源治具６に下部保持プレート８を装備して、焼き嵌め時にロータコア３を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア３のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石１を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア３の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。 Therefore, according to the second embodiment, the heat of the heat source jig 6 for curing the fixing material 10 is effectively used to perform shrink fitting of the rotor core 3, so that shrink fitting is performed without increasing the heating process. It can be carried out. Further, similarly to the first embodiment, the rotor shaft 4 can be prevented from being bent or damaged, and the quality can be improved without increasing the number of manufacturing steps. Therefore, the equipment cost can be reduced, the shape of the rotating electrical machine as a manufactured product can be stabilized, and the thermosetting fixing material 10 is not liquefied when assembled as a rotating electrical machine. This eliminates the need for a cooling device to prevent this.
Moreover, since the lower holding plate 8 is provided in the heat source jig 6 and the rotor core 3 is pressed from above and below when shrink-fitted, the warpage of the rotor core 3 can be prevented by thermal deformation, and the permanent magnet 1 is fixed without warping. Therefore, no warpage occurs in the finished product. Therefore, the axial run-out of the rotor core 3 can be prevented, and the run-out during rotation of the finished product can be reduced.

図９〜図１２はこの発明の第３実施形態を示している。
図９において、ロータコア３に形成されたスロット２に複数の永久磁石１を挿入する図示しない磁石挿入工程を経た後に、ロータコア３を上部と下部からプレスする上部保持プレート７と加熱する下部保持プレート８のうち、下部保持プレート８の固定材注入部９に熱硬化性樹脂である固定材１０の注入準備をする点、固定材注入部９を備えた下部保持プレート８には熱源治具６が着脱可能に取り付けられている点等の基本的構成及び各部の符号は前記第１実施形態と同様である。
ここで、第１実施形態では、ロータシャフト４を焼き嵌めるため、ロータコア３の内径φＤを拡大するのに必要なロータコア３の最低温度が固定材１０の熱硬化温度と同じ温度であったが、この第３実施形態は、ロータコア３の焼き嵌め工程における焼き嵌め温度が、固定材１０の硬化温度よりも高い場合に適用される製造方法である。 9 to 12 show a third embodiment of the present invention.
In FIG. 9, after a magnet insertion step (not shown) for inserting a plurality of permanent magnets 1 into slots 2 formed in the rotor core 3, an upper holding plate 7 for pressing the rotor core 3 from the upper part and the lower part, and a lower holding plate 8 for heating it. Among them, the fixing material injection part 9 of the lower holding plate 8 is prepared for injection of the fixing material 10 which is a thermosetting resin, and the heat source jig 6 is attached to and detached from the lower holding plate 8 provided with the fixing material injection part 9. The basic configuration such as the possible attachment and the reference numerals of the respective parts are the same as those in the first embodiment.
Here, in the first embodiment, the minimum temperature of the rotor core 3 required to expand the inner diameter φD of the rotor core 3 is the same temperature as the thermosetting temperature of the fixing material 10 in order to shrink fit the rotor shaft 4. The third embodiment is a manufacturing method applied when the shrink fitting temperature in the shrink fitting process of the rotor core 3 is higher than the curing temperature of the fixing material 10.

図９において、
ロータシャフト４は焼き嵌め前、ロータコア３は加熱前であるので、
φｄ＞φＤ，ｔｙ＝ｔｊ＝ｔｓ
なる関係が成立している（図１２の工程（１））。 In FIG.
Since the rotor shaft 4 is before shrink fitting and the rotor core 3 is before heating,
φd> φD, ty = tj = ts
Is established (step (1) in FIG. 12).

ここで、この実施形態ではロータシャフト４を焼き嵌めるためロータコア３の内径φＤを拡大するのに必要なロータコア３の最低温度が、例えば１９０°Ｃであるが、固定材１０の熱硬化に必要な温度は、固定材１０の熱硬化温度よりも低い、例えば１７０°Ｃである。   Here, in this embodiment, the minimum temperature of the rotor core 3 necessary for enlarging the inner diameter φD of the rotor core 3 in order to shrink fit the rotor shaft 4 is, for example, 190 ° C., but is necessary for thermosetting the fixing material 10. The temperature is lower than the thermosetting temperature of the fixing material 10, for example, 170 ° C.

次に、熱源治具６により下部保持プレート８を介してロータコア３の加熱を開始して（図１２の工程（１）から工程（２）までの間）、図１２に示すように、ロータコア３の温度が１９０°Ｃの焼き嵌め温度に到達した時点で、図１０に示すように、ロータシャフト４を上部保持プレート７からロータコア３に挿入（焼き嵌め工程）する（図１２の工程（２））。尚、この焼き嵌め工程では、形状変化が起きないように、永久磁石１の固定時に必要とされる加圧力で上部保持プレート７と下部保持プレート８とで永久磁石１を挟持する必要がある。
この状態で、焼き嵌め実施のためロータコア３は加熱中であるので、
φｄ＜φＤ’，ｔｙ＝ｔｊ＞ｔｓ
なる関係が成立している。 Next, the heating of the rotor core 3 is started by the heat source jig 6 via the lower holding plate 8 (between step (1) and step (2) in FIG. 12), and as shown in FIG. When the temperature reaches a shrink fitting temperature of 190 ° C., the rotor shaft 4 is inserted into the rotor core 3 from the upper holding plate 7 (shrink fitting step) as shown in FIG. 10 (step (2) in FIG. 12). ). In this shrink fitting process, it is necessary to sandwich the permanent magnet 1 between the upper holding plate 7 and the lower holding plate 8 with a pressing force required when the permanent magnet 1 is fixed, so that the shape does not change.
In this state, because the rotor core 3 is being heated for shrink fitting,
φd <φD ′, ty = tj> ts
The relationship is established.

その後、ロータシャフト４の焼き嵌めが完了し（焼き嵌め工程終了）、熱源治具６を取り外し熱源治具６による加熱を停止し、その後ロータコア３の温度が低下してゆき（図１２の工程（２）から工程（３）までの間）、ロータコア３の温度が１７０°Ｃになった時点で、図１１に示すように、ロータコア３の余熱を利用して固定材１０を加熱しながら下部保持プレート８の固定材注入部９からロータコア３の内部に注入する（固定材硬化工程の固定材注入工程）（図１２の工程（３））。   Thereafter, shrink fitting of the rotor shaft 4 is completed (end of shrink fitting process), the heat source jig 6 is removed, heating by the heat source jig 6 is stopped, and then the temperature of the rotor core 3 decreases (step (FIG. 12 ( During the period from 2) to step (3)), when the temperature of the rotor core 3 reaches 170 ° C., as shown in FIG. It inject | pours into the inside of the rotor core 3 from the fixing material injection | pouring part 9 of the plate 8 (fixing material injection | pouring process of a fixing material hardening process) (process (3) of FIG. 12).

この状態で、ロータシャフト４は焼き嵌め後、永久磁石１は固定中であるので、
ｔｙ＝ｔｊ＞ｔｓ
なる関係が成立している。
そして、固定材１０の注入が終了した時点からは、徐々にロータコア３と固定材１０の温度が低下してゆき、ロータシャフト４とロータコア３の温度が同温度となる。 In this state, after the rotor shaft 4 is shrink fit, the permanent magnet 1 is being fixed.
ty = tj> ts
The relationship is established.
Then, from the time when the injection of the fixing material 10 is completed, the temperatures of the rotor core 3 and the fixing material 10 gradually decrease, and the temperatures of the rotor shaft 4 and the rotor core 3 become the same temperature.

したがって、第３実施形態によれば、ロータシャフト４を焼き嵌めするための熱源治具６の熱を有効利用して、固定材１０を硬化させるため、加熱の工程を増加させることなく焼き嵌めを行うことができる。また、第１、２実施形態と同様に、ロータシャフト４の齧りや傷付きを防止することができ、製造工程を増やすことなく品質を高めることができる。よって、設備費が少なくて済み、製造された製品としての回転電機の形状の安定化を図ることができ、回転電機として組み立てられた場合に、熱硬化した固定材１０が液化することがないため、これを防止するための冷却装置が必要もなくなる。
また、熱源治具６に下部保持プレート８を装備して、焼き嵌め時にロータコア３を上下から押さえ込むため、熱変形によりロータコア３のそりの発生を防止でき、そりがない状態で永久磁石１を固定するため、完成品にそりが発生しない。よって、ロータコア３の軸方向の振れも防止でき、完成品の回転時の動振れを小さくできる。 Therefore, according to the third embodiment, the heat of the heat source jig 6 for shrink-fitting the rotor shaft 4 is effectively utilized to cure the fixing material 10, so that the shrink-fitting is performed without increasing the heating process. It can be carried out. Further, similarly to the first and second embodiments, the rotor shaft 4 can be prevented from being bent or damaged, and the quality can be improved without increasing the number of manufacturing steps. Therefore, the equipment cost can be reduced, the shape of the rotating electrical machine as a manufactured product can be stabilized, and the thermosetting fixing material 10 is not liquefied when assembled as a rotating electrical machine. This eliminates the need for a cooling device to prevent this.
Moreover, since the lower holding plate 8 is provided in the heat source jig 6 and the rotor core 3 is pressed from above and below when shrink-fitted, the warpage of the rotor core 3 can be prevented by thermal deformation, and the permanent magnet 1 is fixed without warping. Therefore, no warpage occurs in the finished product. Therefore, the axial run-out of the rotor core 3 can be prevented, and the run-out during rotation of the finished product can be reduced.

図１３はこの発明の第４実施形態、図１４はこの発明の第５実施形態を各々示している。尚、各実施形態において前述した各実施形態と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
図１３に示す第４実施形態は、上部保持プレート７に熱源治具６が着脱可能に取り付けられるようになっており、この上部保持プレート７に固定材注入部９’が設けられている。この実施形態においても前述した第１実施形態〜第３実施形態の製造方法の何れの製造方法を採用できる。とりわけ、この第４実施形態によれば、各実施形態の効果に加えて、ロータシャフト４の挿入操作に用いられる装置と熱源治具６の配置が上部保持プレート７側であるので、装置配置が集約できる点で有利となる。 FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows a fifth embodiment of the present invention. In addition, in each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as each embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
In the fourth embodiment shown in FIG. 13, the heat source jig 6 is detachably attached to the upper holding plate 7, and a fixing material injection portion 9 ′ is provided on the upper holding plate 7. In this embodiment, any of the manufacturing methods of the first to third embodiments described above can be adopted. In particular, according to the fourth embodiment, in addition to the effects of the embodiments, the arrangement of the apparatus used for inserting the rotor shaft 4 and the heat source jig 6 is on the upper holding plate 7 side, so the arrangement of the apparatus is It is advantageous in that it can be consolidated.

図１４に示す第５実施形態は、熱源として熱源治具６を用いていた第１実施形態〜第４実施形態とは異なり、熱源として加熱炉１１を用いている。このように加熱炉１１を用いて、第１実施形態のように固定材１０の注入と、ロータシャフト４の焼き嵌めを同時に行ったり、第２実施形態のように、固定材１０の硬化温度がロータシャフト４の焼き嵌め温度よりも高い場合に、固定材１０を加熱する際にこの加熱炉１１を用いたり、第３実施形態のように、ロータシャフト４の焼き嵌め温度が固定材１０の硬化温度よりも高い場合に、ロータコア３を加熱する際にこの加熱炉１１を用ることができる。
とりわけ、この第５実施形態によれば、全体を均一に加熱することができる点で有利であり、固定材１０の硬化温度、ロータシャフト４の焼き嵌め温度をむらなく設定できる。 Unlike the first to fourth embodiments in which the heat source jig 6 is used as a heat source, the fifth embodiment shown in FIG. 14 uses a heating furnace 11 as a heat source. In this way, the heating furnace 11 is used to simultaneously inject the fixing material 10 and shrink-fit the rotor shaft 4 as in the first embodiment, or the fixing temperature of the fixing material 10 can be increased as in the second embodiment. When the fixing material 10 is heated when the shrink fitting temperature of the rotor shaft 4 is higher, the heating furnace 11 is used, or the shrink fitting temperature of the rotor shaft 4 is hardened by the fixing material 10 as in the third embodiment. This heating furnace 11 can be used when the rotor core 3 is heated when the temperature is higher.
In particular, the fifth embodiment is advantageous in that the whole can be heated uniformly, and the curing temperature of the fixing member 10 and the shrink fitting temperature of the rotor shaft 4 can be set evenly.

尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、各実施形態において例示した加熱温度１７０°Ｃ、１９０°Ｃは一例であって、第２実施形態、第３実施形態における焼き嵌めのための温度と固定材１０の硬化温度とに差を設けることができれば、設定される固定材１０の種類、焼き嵌めに必要な締め代に応じて温度設定できる。
また、各実施形態では、永久磁石１として分割形を採用した場合で説明したが、一体形の永久磁石を使用してもよく、分割数は実施形態の例に限定されない。
更に、ロータコア３は積層鋼板で構成された例で説明したが、接着形式、圧粉形式のものも採用できる。また、ロータコア３を下部保持プレート８側から挿入するようにしてもよい。
そして、固定材１０として熱硬化性樹脂を例にして説明したが、それ以外に熱硬化性のある材料であれば、再度加熱した際に回転電機として使用した場合の加熱雰囲気下で液化することがないことを条件に様々な材料を用いることができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the heating temperatures 170 ° C and 190 ° C exemplified in each embodiment are examples, and shrink fitting in the second and third embodiments is used. If a difference can be provided between the temperature for fixing and the curing temperature of the fixing material 10, the temperature can be set according to the type of the fixing material 10 to be set and the tightening allowance necessary for shrink fitting.
Moreover, although each embodiment demonstrated the case where the split type was employ | adopted as the permanent magnet 1, you may use an integral-type permanent magnet and the number of divisions is not limited to the example of embodiment.
Furthermore, although the rotor core 3 has been described as an example of a laminated steel plate, an adhesive type or a compact type can also be employed. Further, the rotor core 3 may be inserted from the lower holding plate 8 side.
And although the thermosetting resin has been described as an example of the fixing material 10, if it is a thermosetting material other than that, it can be liquefied in a heating atmosphere when used as a rotating electric machine when heated again. Various materials can be used on condition that there is no.

２ スロット
３ ロータコア
４ ロータシャフト
５ ロータ
１ 永久磁石（磁石）
１０ 固定材
６ 熱源治具（熱源）
１１ 加熱炉（熱源）
９ 固定材注入部 2 Slot 3 Rotor core 4 Rotor shaft 5 Rotor 1 Permanent magnet (magnet)
10 Fixing material 6 Heat source jig (heat source)
11 Heating furnace (heat source)
9 Fixed material injection part

Claims (5)

磁石挿入用のスロットを備えたロータコアと駆動力を伝達するロータシャフトとを有するロータの製造方法において、
前記ロータコアに磁石を挿入する磁石挿入工程と、
前記磁石挿入用のスロット内に前記磁石を固定する固定材を注入し、この固定材を熱硬化させる固定材硬化工程と、
前記ロータコアに前記ロータシャフトを焼き嵌めで挿入する焼き嵌め工程と、を有し、
前記固定材硬化工程における前記固定材の注入工程または前記焼き嵌め工程の何れか一方の工程で用いられる熱源を他方の工程の熱源として用いることを特徴とするロータの製造方法。 In a method for manufacturing a rotor having a rotor core having slots for inserting magnets and a rotor shaft for transmitting driving force,
A magnet insertion step of inserting a magnet into the rotor core;
A fixing material curing step of injecting a fixing material for fixing the magnet into the slot for inserting the magnet, and thermosetting the fixing material;
A shrink fitting process for inserting the rotor shaft into the rotor core by shrink fitting,
A method of manufacturing a rotor, comprising using a heat source used in either one of the fixing material injection step or the shrink fitting step in the fixing material curing step as a heat source in the other step. 前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程は同時に行われることを特徴とする請求項１記載のロータの製造方法。   The method for manufacturing a rotor according to claim 1, wherein the fixing material curing step and the shrink fitting step are performed simultaneously. 前記固定材硬化工程における固定材硬化温度が、前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により固定材硬化温度まで加熱された固定材硬化工程の後に前記焼き嵌め工程が行われることを特徴とする請求項１記載のロータの製造方法。   When the fixing material curing temperature in the fixing material curing step is higher than the shrink fitting temperature in the shrink fitting step, the shrink fitting step is performed after the fixing material curing step in which the rotor core is heated to the fixing material curing temperature by a heat source. The method of manufacturing a rotor according to claim 1, wherein the method is performed. 前記焼き嵌め工程における焼き嵌め温度が、前記固定材硬化工程における固定材硬化温度よりも高い場合に、前記ロータコアが熱源により焼き嵌め温度まで加熱された焼き嵌め工程の後に前記固定材硬化工程が行われることを特徴とする請求項１記載のロータの製造方法。   When the shrink fitting temperature in the shrink fitting process is higher than the fixing material curing temperature in the fixing material curing process, the fixing material curing process is performed after the shrink fitting process in which the rotor core is heated to the shrink fitting temperature by a heat source. The method of manufacturing a rotor according to claim 1, wherein: 前記固定材硬化工程と前記焼き嵌め工程では、前記焼き嵌め工程にて前記ロータを保持し、前記固定材硬化工程において前記磁石挿入用スロット内に固定材を注入する固定材注入部を有する保持プレートを備えた熱源治具を用いることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のロータの製造方法。   In the fixing material curing step and the shrink-fitting step, a holding plate having a fixing material injection portion that holds the rotor in the shrink-fitting step and injects the fixing material into the magnet insertion slot in the fixing material curing step. A method of manufacturing a rotor according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat source jig provided with a heat source jig is used.
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