JP2015149123A - ロータコア加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの内部を確実に加熱できるロータコア加熱装置を提供する。
【解決手段】中空円柱形状に形成されるロータコア５０の内周側面及び外周側面を内径コイル１１０及び外径コイル１２０で高周波加熱するロータコア加熱装置１００であって、中空円柱形状に形成され、ロータコア５０の軸方向の一側に配置される磁束遮蔽治具１５０を備え、磁束遮蔽治具１５０には、軸方向に貫通する複数の貫通穴１７０が形成されるロータコア加熱装置１００。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータコア加熱装置の技術に関する。

ロータコアは、モータの一構成部品である。モ−タは、密閉ケ−ス内に回転自在に保持されかつ一端部にロータが一体形成されてなるシャフトと、シャフトに外嵌されたロ−タコアと、密閉ケ−ス側に固定されロ−タの外周面に所定隙間を存して対向するステ−タと、から構成されている。

モ−タを製造するには、シャフトにロ−タコアを外嵌する必要がある。ロ−タコアを外嵌する方法としては焼き嵌め方法が知られている。ロ−タコアのシャフトへの焼き嵌めでは、ロータコア加熱装置によってロ−タコアを加熱し、加熱されたロ−タコアをシャフトに嵌めた後に冷却している。

例えば、特許文献１には、中空円柱形状のロータコアの内周側面をコイルによって高周波加熱（ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）加熱）する第一の加熱ヒータと、中空円柱形状のロータコアの外周側面をコイルによってＩＨ加熱する第二の加熱ヒータと、を備えるロータコア加熱装置が開示されている。

さらに、発明者らは、磁束遮蔽治具５５０を用いたロータコア５０の軸方向の長さ違いに対応できるロータコア加熱装置（以下、従来のロータコア加熱装置５００）を考案した。

図５を用いて、従来のロータコア加熱装置５００の構成について説明する。
なお、図５では、従来のロータコア加熱装置５００の構成を断面視にて模式的に表している。また、以下では、図５に示す軸方向に従って説明する。

ロータコア５０は、複数の鋼板を積層して構成され、中空円柱形状に形成されている。ロータコア５０には、軸方向に貫通する中空部６０と、が形成されている。

従来のロータコア加熱装置５００は、内径コイル５１０と、外径コイル５２０と、ＩＨ加熱器（図示略）と、磁束遮蔽治具５５０と、を備えている。

内径コイル５１０は、螺旋形状に構成され、ロ−タコア５０の内周側（中空部６０）に配置されている。内径コイル５１０は、中空部６０にて、軸方向に向かって螺旋を描くように配置されている。

外径コイル５２０は、螺旋形状に構成され、ロ−タコア５０の外周側に配置されている。外径コイル５２０は、ロータコア５０の外周を軸方向に向かって螺旋を描くように配置されている。

ＩＨ加熱器は、内径コイル５１０及び外径コイル５２０に交流電流を流し、内径コイル５１０及び外径コイル５２０の周囲に磁力線を発生させるものである。

磁束遮蔽治具５５０は、円柱形状に形成され、軸方向に中空部５６０が形成されている。磁束遮蔽治具５５０は、銅で構成されている。磁束遮蔽治具５５０の軸方向の断面視形状は、ロータコア５０の断面視形状と略同一とされている。

磁束遮蔽治具５５０は、従来のロータコア加熱装置５００によりロータコア５０を加熱する際には、ロータコア５０の軸方向の上側に配置されている。磁束遮蔽治具５５０は、ロータコア５０に密着することなく、隙間を設けて配置されている。

図６を用いて、従来のロータコア加熱装置５００の作用について説明する。
なお、図６では、従来のロータコア加熱装置５００の作用を断面視にて模式的に表している。また、図６では、磁束線を二点鎖線で表している。

内径コイル５１０及び外径コイル５２０の周囲に磁束が発生すると、近傍に配置されたロータコア５０が磁束の影響を受けて、ロータコア５０の中に渦電流が流れる。ロータコア５０には電気抵抗があるため、ロータコア５０に電流が流れると、ジュール熱が発生して、ロータコア５０が自己発熱する。

このとき、磁束遮蔽治具５５０がロータコア５０の軸方向の上側に配置されているため、ロータコア５０の軸方向の上側端面に磁束が集中することが防止される。磁束は、あたかもロータコア５０の軸方向の長さが内径コイル５１０及び外径コイル５２０の軸方向の長さと略同一であるかのように分布する。

そのため、ロータコア５０の軸方向の上側端面には、磁束が集中することがなく、異常な発熱によって鋼板のめくれが発生することを防止できる。

ところで、従来のロータコア加熱装置５００では、磁束遮蔽治具５５０がロータコア５０の軸方向の上側に配置されると、ロータコア５０の内部を通過する磁束が遮断され、ロータコア５０の内部の加熱が弱まっていた。

つまり、従来のロータコア加熱装置５００では、ロータコア５０の内部を確実に加熱することができず、加熱時間が必要以上に長くなり、作業効率が低下していた。そこで、ロータコア加熱装置５００では、ロータコア５０の内部を確実に加熱することが望まれている。

特開２０１３−１０２６２２号公報

本発明の解決しようとする課題は、ロータコア５０の内部を確実に加熱できるロータコア加熱装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、中空円柱形状に形成されるロータコアの内周側面及び外周側面を、コイルで高周波加熱するロータコア加熱装置であって、中空円柱形状に形成され、前記ロータコアの軸方向の一側に配置される磁束遮蔽治具を備え、前記磁束遮蔽治具には、軸方向に貫通する貫通部が形成されるものである。

本発明のロータコア加熱装置によれば、ロータコア内部を確実に加熱できる。

ロータコア及び磁束遮蔽治具の構成を示した模式図。 ロータコア加熱装置の構成を示した模式図。 ロータコア加熱装置の作用を示した模式図。 ロータコア及び別の磁束遮蔽治具の構成を示した模式図。 従来のロータコア加熱装置の構成を示した模式図。 従来のロータコア加熱装置の作用を示した模式図。

図１を用いて、ロータコア５０及び磁束遮蔽治具１５０の構成について説明する。
なお、図１（Ａ）では磁束遮蔽治具１５０の構成について、図１（Ｂ）ではロータコア５０の構成について斜視にて模式的に表している。また、以下では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）にそれぞれ示す軸方向及び周方向に従って説明するものとする。

ロータコア５０は、本発明のロータコアに係る実施形態である。ロータコア５０は、後述するロータコア加熱装置１００の被加熱対象である。

ロータコア５０は、モータ（図示略）の一構成部品である。モ−タは、密閉ケ−ス（図示略）内に回転自在に保持されかつ一端部にロ−タが一体形成されてなるシャフト（図示略）と、シャフトに外嵌されたロ−タコア５０と、密閉ケ−ス側に固定されロ−タの外周面に所定隙間を存して対向するステ−タ（図示略）と、から構成されている。

モ−タを製造するには、シャフトにロ−タコア５０を外嵌する必要がある。ロ−タコア５０を外嵌する方法としては焼き嵌め方法が知られている。ロ−タコア５０のシャフトへの焼き嵌めでは、ロータコア加熱装置１００によってロ−タコア５０を加熱し、加熱されたロ−タコア５０をシャフトに嵌めた後に冷却している。

ロータコア５０は、複数の鋼板を積層して構成され、中空円柱形状に形成されている。ロータコア５０には、軸方向に貫通する中空部６０と、が形成されている。

中空部６０は、ロータコア５０がモ−タとして製造される際にシャフトが挿入される穴である。中空部６０は、平面視にてロータコア５０の中央部に円形に形成されている。

磁束遮蔽治具１５０は、中空円柱形状に形成され、ロータコア加熱装置１００によりロータコア５０を加熱する際に、ロータコア５０の軸方向の上側に配置されるものである。磁束遮蔽治具１５０は、略円柱形上に構成されている。磁束遮蔽治具１５０には、軸方向に貫通する中空部１６０と、貫通部としての複数の貫通穴１７０と、が形成されている。

中空部１６０は、平面視にて磁束遮蔽治具１５０の中央部に円形に形成されている。中空部１６０は、磁束遮蔽治具１５０をロータコア５０の軸方向の上側に略同軸上に配置した際に、平面視にてロータコア５０の中空部６０と略同一位置かつ略同一径にて形成されている。

複数の貫通穴１７０は、平面視にて磁束遮蔽治具１５０の外周側の略縁部に周方向に等間隔に配置されている。

図２を用いて、ロータコア加熱装置１００の構成について説明する。
なお、図２では、ロータコア加熱装置１００の構成を断面視にて模式的に表している。また、以下では、図２に示す軸方向に従って説明する。

ロータコア加熱装置１００は、本発明のロータコア加熱装置に係る実施形態である。ロータコア加熱装置１００は、シャフト（図示略）にロ−タコア５０を焼き嵌めするために、ロータコア５０をＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）加熱する装置である。

ロータコア加熱装置１００は、内径コイル１１０と、外径コイル１２０と、ＩＨ加熱器（図示略）と、上述した磁束遮蔽治具１５０と、を備えている。

内径コイル１１０は、螺旋形状に構成され、ロ−タコア５０の内周側（中空部６０）に配置されている。内径コイル１１０は、中空部６０にて、軸方向に向かって螺旋を描くように配置されている。

外径コイル１２０は、螺旋形状に構成され、ロ−タコア５０の外周側に配置されている。外径コイル１２０は、ロータコア５０の外周を軸方向に向かって螺旋を描くように配置されている。

ＩＨ加熱器は、内径コイル１１０及び外径コイル１２０に交流電流を流し、内径コイル１１０及び外径コイル１２０の周囲に磁力線を発生させるものである。

磁束遮蔽治具１５０は、ロータコア加熱装置１００によりロータコア５０を加熱する際には、ロータコア５０の軸方向の上側に配置されている。磁束遮蔽治具１５０は、ロータコア５０に密着することなく、隙間を設けて配置されている。本実施形態では、磁束遮蔽治具１５０の軸方向の長さとロータコア５０の軸方向の長さとを足したものは、内径コイル１１０及び外径コイル１２０の軸方向の長さと略同一とされている。

なお、本実施形態では、磁束遮蔽治具１５０をロータコア５０の軸方向の上側に配置する構成としたが、これに限定されない。例えば、磁束遮蔽治具１５０をロータコア５０の軸方向の下側に配置する構成としても良い。

図３を用いて、ロータコア加熱装置１００の作用について説明する。
なお、図３では、ロータコア加熱装置１００の作用を断面視にて模式的に表している。また、図３では、磁束線を二点鎖線で表している。

内径コイル１１０及び外径コイル１２０の周囲に磁束が発生すると、近傍に配置されたロータコア５０が磁束の影響を受けて、ロータコア５０の中に渦電流が流れる。ロータコア５０には電気抵抗があるため、ロータコア５０に電流が流れると、ジュール熱が発生して、ロータコア５０が自己発熱する。

なお、磁束は、内径コイル１１０又は外径コイル１２０の少なくとも一方から発生するものとする。

ロータコア加熱装置１００では、磁束遮蔽治具１５０に平面視にて複数の貫通穴１７０が形成されているため、磁束遮蔽治具１５０によって磁束が遮断されることなく、磁束遮蔽治具１５０の貫通穴１７０を磁束が通過する。そのため、ロータコア５０の内部も十分に加熱される。

ロータコア加熱装置１００の効果について説明する。
ロータコア加熱装置１００によれば、ロータコア５０の内部を確実に加熱できる。すなわち、磁束遮蔽治具１５０に貫通穴１７０を形成し、貫通穴１７０に磁束を通過させることによって、ロータコア５０の内部も十分に加熱される。

図４を用いて、ロータコア５０及び別の磁束遮蔽治具２５０の構成について説明する。
なお、図４（Ａ）では磁束遮蔽治具２５０の構成について、図４（Ｂ）ではロータコア５０の構成について斜視にて模式的に表している。

ロータコア５０については、上述した構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

磁束遮蔽治具２５０は、内周部２５１と、外周部２５２と、から構成されている。内周部２５１は、中空円柱形状に形成されている。外周部２５２も、同様に中空円柱形状に形成されている。内周部２５１は、外周部２５２の内側に配置されている。また、内周部２５１と外周部２５２とは、貫通部としての所定の隙間を設けて配置されている。

このような構成とすることで、磁束遮蔽治具２５０を用いるロータコア加熱装置は、ロータコア加熱装置１００と同様の作用効果を奏する。

５０ ロータコア
６０ 中空部
１００ ロータコア加熱装置
１１０ 内径コイル
１２０ 外径コイル
１５０ 磁束遮蔽治具
１６０ 中空部
１７０ 貫通穴
５００ 従来のロータコア加熱装置

Claims (1)

1. 中空円柱形状に形成されるロータコアの内周側面及び外周側面を、コイルで高周波加熱するロータコア加熱装置であって、
   中空円柱形状に形成され、前記ロータコアの軸方向の一側に配置される磁束遮蔽治具を備え、
   前記磁束遮蔽治具には、軸方向に貫通する貫通部が形成される、
   ロータコア加熱装置。

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