JP2016111895A - Method of manufacturing rotor core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータにおけるロータコアの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor core in a motor.
モータのロータコアを製造する際には、トルクを発生させるための磁石をロータコアに取付ける必要がある。ロータコアに1組の対の磁石を取付ける場合、その2つの磁石同士の間に生ずる磁束を遮断するため、非磁性体で形成されたブリッジを磁石同士の間に設ける技術が開示されている。 When manufacturing a rotor core of a motor, it is necessary to attach a magnet for generating torque to the rotor core. When a pair of magnets is attached to the rotor core, a technique is disclosed in which a bridge formed of a non-magnetic material is provided between the magnets in order to block the magnetic flux generated between the two magnets.
例えば、特許文献1に記載のロータコアには、永久磁石を嵌合させるための永久磁石用穴が設けられていると共に、永久磁石に挟まれた位置にブリッジが配置され、ブリッジの端部を嵌合するための嵌合穴がロータコアに設けられている。特許文献1では、各永久磁石用穴に永久磁石を1つずつ嵌合させ、嵌合穴に非磁性体のブリッジを嵌合させることによりモータが製造される。ここで、特許文献1では、ロータコアを加熱させて熱膨張させた後にブリッジを嵌合穴に嵌め込み、ブリッジを嵌め込んだ後にロータコアを冷却させて嵌合穴を収縮させることで、ロータコアにブリッジを連結させている。
For example, the rotor core described in
特許文献1に開示されたロータコアとブリッジとの連結方法では、ブリッジは嵌合穴の壁面に十分に圧着されず、ブリッジとロータコアとの締結力を十分に確保することができないという問題点があった。
In the method of connecting the rotor core and the bridge disclosed in
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ブリッジとロータコアとの締結力を十分に確保できるようにしたロータコアの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a rotor core that can sufficiently secure a fastening force between a bridge and the rotor core.
本発明にかかるロータコアの製造方法は、ロータコアの径方向において前記ロータコアの外周と内周の間に形成された空隙と、前記ロータコアの径方向において前記空隙よりも外方側に位置する可動部と、前記ロータコアの径方向において前記空隙よりも内方側に位置する固定部と、一端側に設けられて、前記可動部に形成された第1の嵌合穴に挿入された第1の拡大部と、他端側に設けられて、前記固定部に形成された第2の嵌合穴に挿入された第2の拡大部と、を有するブリッジと、を備えたロータコアの製造方法である。この製造方法では、前記ロータコアを回転した際の遠心力により前記可動部を前記径方向の外方に向けて移動させることで、前記第1及び第2の嵌合穴の壁面と前記第1及び第2の拡大部とを圧着させることと、前記ブリッジにパルス電流を流して前記ブリッジを加熱すること、をもって、前記第1及び第2の拡大部を前記第1及び第2の嵌合穴の前記壁面に拡散接合させる。 A method for manufacturing a rotor core according to the present invention includes: a gap formed between an outer periphery and an inner circumference of the rotor core in a radial direction of the rotor core; and a movable portion positioned on the outer side of the gap in the radial direction of the rotor core. A fixed portion located on the inner side of the gap in the radial direction of the rotor core, and a first enlarged portion provided on one end side and inserted into a first fitting hole formed in the movable portion And a bridge having a second enlarged portion provided on the other end side and inserted into a second fitting hole formed in the fixed portion. In this manufacturing method, the movable portion is moved outward in the radial direction by a centrifugal force when the rotor core is rotated, so that the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second fitting holes are moved. Pressing the second enlarged portion and applying a pulse current to the bridge to heat the bridge, and the first and second enlarged portions are connected to the first and second fitting holes. Diffusion-bonded to the wall surface.
この製造方法では、遠心力により、可動部を径方向の外方に向けて移動させている。そのため、第1及び第2の嵌合穴の壁面と第1及び第2の拡大部とを圧着させる圧着力がかかる。更に、ブリッジにパルス電流を流してブリッジを加熱することによって、第1及び第2の嵌合穴の壁面と第1及び第2の拡大部とが加熱される。第1及び第2の嵌合穴の壁面と第1及び第2の拡大部とに加えられる遠心力による圧着力とパルス電流により発生する熱とにより、第1及び第2の拡大部の接合面と、第1及び第2の嵌合穴の壁面間に原子の拡散が生じて、第1及び第2の拡大部は第1及び第2の嵌合穴の壁面に拡散接合される。従って、第1及び第2の嵌合穴の壁面と第1及び第2の拡大部とは十分に圧着され、ブリッジとロータコアとの締結力を十分に確保することができる。 In this manufacturing method, the movable part is moved outward in the radial direction by centrifugal force. Therefore, a crimping force that crimps the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged portions is applied. Furthermore, by supplying a pulse current to the bridge to heat the bridge, the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged portions are heated. The joint surface of the first and second enlarged portions by the pressure generated by the centrifugal force applied to the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged portions and the heat generated by the pulse current. Then, diffusion of atoms occurs between the wall surfaces of the first and second fitting holes, and the first and second enlarged portions are diffusion bonded to the wall surfaces of the first and second fitting holes. Therefore, the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged portions are sufficiently crimped, and a fastening force between the bridge and the rotor core can be sufficiently secured.
また、可動部の外周は、ロータコアの半径を有する基準円より内側に位置している。この構成により、可動部が径方向の外方に向けて移動しても、可動部の外周がロータコアの外周の基準円を超えることを抑制できるため、ロータコアはステータコアと干渉しなくなる。 Moreover, the outer periphery of the movable part is located inside a reference circle having the radius of the rotor core. With this configuration, even if the movable part moves outward in the radial direction, the outer periphery of the movable part can be prevented from exceeding the reference circle on the outer periphery of the rotor core, so the rotor core does not interfere with the stator core.
また、拡散接合中において、可動部の外周が基準円に達したときに、ブリッジへのパルス電流の通電を停止させる。ブリッジの加熱に伴い、可動部も加熱されて軟化することで、時間経過に伴い可動部の外周が基準円に達する。そして、可動部の外周が基準円に達したことをモニタリングすることで、第1及び第2の拡大部が第1及び第2の嵌合穴の壁面に拡散接合で十分に圧着されるだけの時間が経過したことを判断することができる。従って、第1及び第2の嵌合穴の壁面と第1及び第2の拡大部とを確実に圧着することができるため、ブリッジとロータコアとを確実に締結することができる。 Further, during diffusion bonding, when the outer periphery of the movable part reaches the reference circle, the application of the pulse current to the bridge is stopped. As the bridge is heated, the movable part is also heated and softened, so that the outer periphery of the movable part reaches the reference circle with time. And by monitoring that the outer periphery of the movable part has reached the reference circle, the first and second enlarged parts can be sufficiently crimped to the wall surfaces of the first and second fitting holes by diffusion bonding. It can be determined that time has passed. Therefore, since the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged portions can be securely crimped, the bridge and the rotor core can be securely fastened.
本発明により、ブリッジとロータコアとの締結力を十分に確保できるようにしたロータコアの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a rotor core in which a sufficient fastening force between the bridge and the rotor core can be secured.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、ロータコア1においては、ロータコア1の外周Pと内周Iの間に、計8個の磁極2〜9が周方向に配置されている。各磁極2〜9は、ロータコア1を等分した領域である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, in the
なお、各磁極2〜9にあっては、磁石用穴11、12、13が設けられている。また、磁石用穴12、13の間には空隙14が設けられる。また、空隙14の外周P側には第1の嵌合穴15が設けられ、空隙14の内周I側には第2の嵌合穴16が設けられている。これらの磁極2〜9の構成要素の詳細については、以下で説明する。
In each of the
図2は、図1における磁極2の要部拡大図である。また、図3は、図2の磁極2において、第1の嵌合穴15に、非磁性体のブリッジBの一端側に設けられた第1の拡大部B1が挿入され、第2の嵌合穴16に、非磁性体のブリッジBの他端側に設けられた第2の拡大部B2が挿入された状態を示す。図3では、第1の拡大部B1と第1の嵌合穴15の壁面とは接合されていない。また、第2の拡大部B2と第2の嵌合穴16の壁面とは接合されていない。つまり、ブリッジBはロータコア1に接合されていない。なお、図2及び図3では、ブリッジBのロータコア1への接合後に各磁石用穴11、12、13に挿入される磁石M1、M2、M3が二点鎖線で示されている。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the
以下、図2及び図3を参照して、磁極2の詳細な構成について説明する。磁極3〜磁極9は、以下に示す磁極2の構成と同様の構成を有する。
Hereinafter, the detailed configuration of the
磁石用穴11は、磁石挿入穴21と遮断穴22、23とで構成されている。磁石挿入穴21は、ロータコア1の周方向に延在して設けられており、磁石M1が磁石挿入穴21に挿入される。ここで、磁石M1の一端を右端Maと表記し、他端を左端Mbと表記する。
The
また、磁石M1の右端Maに面して遮断穴22が設けられ、磁石M1の左端Mbに面して遮断穴23が設けられる。遮断穴22、23は、磁石M1の右端Ma及び左端Mbからの磁束を遮断するための磁束経路遮断用の穴である。
Further, a blocking
なお、磁石M1の右端Maに面する遮断穴22の開口幅は、右端Maの幅よりも小さい。そのため、磁石M1が遮断穴22側に移動することを抑制することができる。同様の理由で、磁石M1の左端Mbに面する遮断穴23の開口幅は、左端Mbの幅よりも小さい。
Note that the opening width of the blocking
さらに、遮断穴22の近傍には調整穴24が設けられ、遮断穴23の近傍には調整穴25が設けられている。調整穴24及び調整穴25は、磁石M1の面から出る磁束の経路を調整するための磁束経路調整用の穴である。
Further, an
磁石用穴12は、磁石挿入穴26と遮断穴27とで構成されている。磁石挿入穴26は、ロータコア1の径方向に延在して設けられており、磁石M2が磁石挿入穴26に挿入される。ここで、磁石M2の外周P側の一端を外端Mcと表記し、磁石M2の内周I側の他端を内端Mdと表記する。
The
また、磁石M2の外端Mcに面して、遮断穴27が設けられる。遮断穴27は、磁石M2の外端Mcからの磁束を遮断するための磁束経路遮断用の穴である。
Further, a blocking
磁石用穴13は、磁石挿入穴28と、遮断穴29で構成されている。磁石挿入穴28は、ロータコア1の径方向に延在して設けられており、磁石挿入穴28には磁石M3が挿入される。ここで、磁石M3において、外周P側に位置する一端を外端Meと表記すると共に、内周I側に位置する他端を内端Mfと表記する。なお、磁石M2、M3は一対の磁石であり、それぞれ磁石挿入穴26、28に挿入されることによって、ロータコア1の周方向に対をなして配置される。
The
また、磁石M3の外端Meに面して、遮断穴29が設けられる。遮断穴29は、遮断穴27と同様のものである。
Further, a blocking
なお、磁石M2の外端Mcに面する遮断穴27の開口幅は、外端Mcの幅よりも小さい。そのため、磁石M2が遮断穴27側に移動することを抑制することができる。同様の理由で、磁石M3の外端Meに面する遮断穴29の開口幅は、外端Meの幅よりも小さい。
The opening width of the blocking
そして、内周I側において磁石挿入穴26と磁石挿入穴28との間には、空隙14が形成されている。空隙14は、磁石M2と磁石M3との間に生ずる磁束経路(即ち、内端Mdと内端Mfとの間に生ずる磁束経路)を遮断する。空隙14は、ロータコア1の周方向に延在して直線状に形成されている。
A
なお、磁石M2の内端Mdに面する空隙14の開口幅は、内端Mdの幅よりも小さい。そのため、磁石M2が空隙14側に移動することを抑制することができる。同様の理由で、磁石M3の内端Mfに面する空隙14の開口幅は、内端Mfの幅よりも小さい。
The opening width of the
磁極2は、空隙14を境にして、可動部30と固定部31の部分に分けられる。可動部30は、空隙14と外周Pとの間に配置されている扇状の部分であり、固定部31は、空隙14と内周Iとの間に配置されている部分である。
The
可動部30には、第1の嵌合穴15が設けられており、固定部31には、第2の嵌合穴16が設けられている。図3に示されるように、第1の嵌合穴15には、非磁性体のブリッジBの一端側に設けられた第1の拡大部B1が挿入され、第2の嵌合穴16には、非磁性体のブリッジBの他端側に設けられた第2の拡大部B2が挿入される。これにより、ブリッジBは、空隙14を跨いでロータコア1の径方向に延在するように、磁極2に設けられる。ブリッジBが磁極2に設けられることで、可動部30と固定部31とはブリッジBにより連結される。なお、第1の拡大部B1及び第2の拡大部B2は、ブリッジBの本体部B3よりも幅広に形成されている。
The
また、ロータコア1には2本のブリッジBが接合されるため、第1の嵌合穴15及び第2の嵌合穴16は、ブリッジBの本数に対応して磁極2に2個設けられている。また、ロータコア1の径方向におけるブリッジBの寸法精度は、±10〜20μm程度である。
Further, since two bridges B are joined to the
ここで、図4Aにて示されるように、第1の嵌合穴15の径方向の長さは、第1の拡大部B1の径方向の長さよりも大きい。そのため、第1の嵌合穴15と第1の拡大部B1の間には、径方向に間隙が生じている。図4Aでは、この間隙として、外周P側に位置する外側間隙32と、内周I側に位置する内側間隙33とが示されている。
Here, as shown in FIG. 4A, the radial length of the first
また、内側間隙33を挟んで、第1の拡大部B1の接合面B4と、第1の嵌合穴15の壁面34とが対向している。接合面B4は曲面で構成されており、壁面34は、接合面B4に対応する曲面で構成されている。このため、接合面B4と壁面34とが圧着した際に、接合面B4にかかる応力は接合面B4全体に分散されて、接合面B4の特定の箇所に集中しない。従って、第1の拡大部B1の損傷を防ぐことができる。
Further, the joint surface B4 of the first enlarged portion B1 and the
また、図4Bにて示されるように、第2の嵌合穴16の径方向の長さは、第2の拡大部B2の径方向の長さよりも大きい。そのため、第2の嵌合穴16と第2の拡大部B2の間には、径方向に間隙が生じている。図4Bでは、この間隙として、外周P側に位置する外側間隙35と、内周I側に位置する内側間隙36とが示されている。
Further, as shown in FIG. 4B, the radial length of the second
また、外側間隙35を挟んで、第2の拡大部B2の接合面B5と、第2の嵌合穴16の壁面37とが対向している。接合面B5は曲面で構成されており、壁面37は、接合面B4に対応する曲面で構成されている。接合面B5及び壁面37が曲面で構成される理由は、接合面B4及び壁面34と同様である。
Further, the joint surface B5 of the second enlarged portion B2 and the
次に、可動部30の外周Pについて説明する。図5において示されるように、可動部30の外周Pは、ロータコア1の半径を有する基準円Cより、長さrだけ径方向において内側に位置している。このため、ロータコア1の外周Pは完全な円形ではない。長さrは、例えば20〜30μmであり、ブリッジBの寸法精度よりも大きい。なお、固定部31の外周Pは、基準円C上に位置している。
Next, the outer periphery P of the
可動部30の外周Pには、径方向の一端において凹部38が形成されている。凹部38は、周方向において調整穴24と遮断穴27との間に位置し、可動部30の外周Pの右端40aで遮断穴27の近傍に設けられている。凹部38は、磁石M2からの磁束の経路を調整する。
A
可動部30の外周Pにおいて、凹部38と右端40aとの間の端面部分40Aは遮断穴27に近接している。この端面部分40Aと遮断穴27との間が薄肉部Nになっているので、この部分Nでの変形を容易にすることができる。
On the outer periphery P of the
また、可動部30の外周Pには、径方向の他端において凹部39(図2及び図3参照)が形成されている。凹部39は、周方向において調整穴25と遮断穴29との間に位置し、可動部30の外周Pの左端40bで遮断穴29の近傍に設けられている。凹部39は、磁石M3からの磁束の経路を調整する。また、凹部39と左端40bとの間の部分は遮断穴29に近接しており、この部分と遮断穴29との間は薄肉部になっている。
Further, a concave portion 39 (see FIGS. 2 and 3) is formed on the outer periphery P of the
次に、図6を参照して、ロータコア1にブリッジBを接合する方法について説明する。図6に示されるロータコア1においては、図3に示されるように、ブリッジBの第1の拡大部B1が第1の嵌合穴15に挿入され、ブリッジBの第2の拡大部B2が第2の嵌合穴16に挿入されている。図6において、図3に示したロータコア1の詳細な構成は、図示を省略している。
Next, a method of joining the bridge B to the
ロータコア1の内周Iの内側には、ロータシャフトSが挿入されている。ロータコア1の内周I側の面とロータシャフトSの外周側の面とはキーにより嵌合されているため、ロータシャフトSの中心軸Aを中心にしてロータシャフトSを回転させることにより、ロータコア1を回転させることができる。
A rotor shaft S is inserted inside the inner periphery I of the
また、ブリッジBには、ロータリー給電装置Rから伸びた電力線D1が接続され、ロータシャフトSには、ロータリー給電装置Rから伸びた電力線D2が接続される。なお、電力線D1の先端にはクリップFが取り付けられており、クリップFがブリッジBを挟み込むことによって、電力線D1とブリッジBとは接続される。また、ロータコア1に接合される全てのブリッジBに電力線D1が接続される。
The bridge B is connected to a power line D1 extending from the rotary power feeder R, and the rotor shaft S is connected to a power line D2 extending from the rotary power feeder R. Note that a clip F is attached to the tip of the power line D1, and the power line D1 and the bridge B are connected by the clip F sandwiching the bridge B. Further, the power line D <b> 1 is connected to all the bridges B joined to the
ロータリー給電装置Rは、電源Eにより、パルス電流をロータコア1とブリッジBに流すことができる。図6では、パルス電流をロータコア1とブリッジBとの間に流した場合、電力線D1から電子が電源Eに流れ、電源Eから電子が電力線D2に流れる。そのため、ブリッジBが陽極、ロータコア1が陰極となる。
The rotary power feeder R can cause a pulse current to flow through the
また、レーザーセンサGは、レーザHをロータコア1の外周Pに出力し、外周Pで反射したレーザHを受信することにより、外周Pの形状をモニタリングする。
Further, the laser sensor G monitors the shape of the outer periphery P by outputting the laser H to the outer periphery P of the
ここで、電源EとレーザーセンサGとは、図示しないコンピュータに接続されている。コンピュータは、レーザーセンサGの検出結果に基づいて、電源Eから流すパルス電流の電流値及び周波数を変更したり、パルス電流のオン・オフを切り替えたりするよう、パルス電流を制御することができる。また、コンピュータは、ロータシャフトSの回転を制御することもできる。 Here, the power supply E and the laser sensor G are connected to a computer (not shown). Based on the detection result of the laser sensor G, the computer can control the pulse current so as to change the current value and frequency of the pulse current flowing from the power source E, and to switch on / off the pulse current. The computer can also control the rotation of the rotor shaft S.
ブリッジBをロータコア1に接合する場合、コンピュータは、まずロータシャフトSを回転させることにより、ロータコア1を回転させる。なお、コンピュータは、ロータコア1を1000rpm程度で回転させる。この回転時の遠心力により、ロータコア1の可動部30を、ロータコア1の径方向の外方に向けて移動させる。回転時の遠心力により可動部30が径方向の外方に向けて移動するため、図4Aで示す内側間隙33は、回転開始後、次第に小さくなる。
When joining the bridge B to the
次に、コンピュータの制御により、ロータコア1とブリッジBに電源Eからパルス電流を流す。図7に、電源Eから流れるパルス電流のパターンを示す。このパルス電流の電流値は800〜1000A程度であり、周波数は700Hzであり、デューティー比は70%である。図7では、連続する2つのパルス(1)、(2)と、1msecのパルス休止期間とで、1ユニットのパルス出力パターンが構成される。そして、1ユニットのパルス出力パターンが8回繰り返されることと、5.4msecのパルス休止期間とで、1セットのパルス出力パターンが構成される。この1セットのパルス出力パターンが、パルス電流がオンである間、繰り返される。
Next, a pulse current is supplied from the power source E to the
図7に示したパルス電流がロータコア1とブリッジBに流れることにより、ロータコア1とブリッジBとの間に放電プラズマが生じる。より具体的には、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34との間に放電プラズマが生じる。従って、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とは加熱される。また、ブリッジBが加熱されることにより、第1の拡大部B1が膨張する。
When the pulse current shown in FIG. 7 flows through the
ここで、具体的な内側間隙33の大きさの変化について、図8A、図8B、図8C、図9A、図9B、図9Cを参照して説明する。図8Aには、ロータコア1が回転する前の第1の嵌合穴15が、拡大されて示されている。図8Aに示した状態からロータコア1を回転した時の状態が、図8Bに示されている。図8Bにおいては、回転時の遠心力により、第1の拡大部B1の接合面B4は第1の嵌合穴15の壁面34と圧着しており、内側間隙33が消失している。
Here, specific changes in the size of the
図8Bに示した状態からパルス電流による加熱がなされた場合には、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とは回転時の遠心力により圧着されると同時に、パルス電流により加熱される。そのため、図8Bにおいて、拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34との間に原子の拡散が生じ、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合される。図8Cには、図8Bに示した状態からパルス電流による加熱がなされることにより、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合された状態が示されている。
When heating by the pulse current is performed from the state shown in FIG. 8B, the joint surface B4 of the first enlarged portion B1 and the
また、図9Aには、ロータコア1が回転する前の状態であって、図8Aとは別の第1の嵌合穴15が、拡大されて示されている。ここで、図9Aに示される内側間隙33は、図8Aに示される内側間隙33よりも大きい。図9Aに示した状態からロータコア1を回転した時の状態が、図9Bに示されている。図9Bにおいては、回転時の遠心力により、第1の拡大部B1の接合面B4は第1の嵌合穴15の壁面34と近接する。そのため、図9Aに示される内側間隙33は、図9Bに示される内側間隙33よりも小さくなる。
9A shows a state before the
図9Bに示した状態から第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とがパルス電流により加熱されると、第1の拡大部B1が膨張する。そのため、第1の拡大部B1の接合面B4は、第1の嵌合穴15の壁面34と接触して圧着するようになる。つまり、図9Bにおいて、拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とは回転時の遠心力により圧着されると同時に、パルス電流により加熱される。このため、拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34との間に原子の拡散が生じ、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合される。図9Cには、図9Bに示した状態からパルス電流による加熱がなされることにより、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合された状態が示されている。
When the joint surface B4 of the first enlarged portion B1 and the
このように、回転時の遠心力だけでなく、パルス電流による発熱によっても、第1の拡大部B1の接合面B4は、第1の嵌合穴15の壁面34に圧着する。そのため、ロータコア1における全てのブリッジBにおいて、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とを確実に拡散接合することができる。
Thus, not only the centrifugal force during rotation but also the heat generated by the pulse current causes the joint surface B4 of the first enlarged portion B1 to be crimped to the
第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とが拡散接合中のときも、ロータコア1は回転を続ける。これにより、可動部30は、回転時の遠心力によってロータコア1の径方向の外方に向けて移動する。ブリッジBの第1の拡大部B1が可動部30と拡散接合されているため、可動部30と一緒に、ブリッジBはロータコア1の径方向の外方に向けて移動する。つまり、第2の拡大部B2がロータコア1の径方向の外方に向けて移動する。そのため、第2の拡大部B2の接合面B5は第2の嵌合穴16の壁面37と圧着し、外側間隙35は消失する。また、第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37との間でパルス電流が原因のプラズマが発生することで、接合面B5と壁面37とが加熱される。このため、第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37とは拡散接合する。
The
以上のように、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とが拡散接合中であると同時に第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37とが拡散接合中である際、ブリッジBの加熱に伴って、可動部30が加熱されて軟化する。そして、時間経過に伴い、可動部30の外周Pが基準円Cに達する。
As described above, the joint surface B4 of the first enlarged portion B1 and the
レーザーセンサGは、レーザHをロータコア1の外周Pに出力し、外周Pで反射したレーザHを受信することにより、可動部30の外周Pが基準円Cに達したことをモニタリングする。コンピュータは、外周Pが基準円Cに達したことを示すモニタリング結果に基づいて、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34が拡散接合で十分に圧着され、第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面34が拡散接合で十分に圧着されるだけの時間が経過したと判断する。この判断により、コンピュータは、電源Eが供給するパルス電流をオフにする。また、コンピュータは、外周Pが基準円Cに達したことを示すモニタリング結果に基づいて、ロータシャフトSの回転を停止させる。これにより、ロータコア1の回転が停止する。
The laser sensor G monitors that the outer periphery P of the
ロータコア1が回転停止後、磁石M1を磁石挿入穴21に、磁石M2を磁石挿入穴26に、磁石M3を磁石挿入穴28にそれぞれ挿入することにより、ロータコア1を生成することができる。図10に示されるように、生成されたロータコア1においては、ブリッジBの第1の拡大部B1が第1の嵌合穴15の壁面と接合されており、ブリッジBの第2の拡大部B2が第2の嵌合穴16の壁面と接合されている。また、可動部30の外周Pが基準円Cに達しているため、ロータコア1の外周Pは、凹部38、39の箇所を除いて真円の形状を有する。
After the
ところで、特許文献1にかかるブリッジとロータコアとの連結方法では、ロータコアを加熱させて熱膨張させた後にブリッジを嵌合穴に嵌め込み、ブリッジを嵌め込んだ後にロータコアを冷却させて嵌合穴を収縮させることで、ロータコアにブリッジを連結させている。ここで、図11に示されるように、ロータコアの嵌合穴100の壁面100aは、切断による影響で鋸刃形状を有する。そのため、ロータコアが車両に搭載された状態で、冷熱サイクルが繰り返されることで、ブリッジBがロータコアの回転軸方向側に繰り出されてしまう。従って、ブリッジBとロータコア1との締結力を十分に確保できなかった。
By the way, in the connection method of the bridge and the rotor core according to
これに対して、実施の形態にかかる製造方法では、回転時の遠心力により、可動部30を径方向の外方に向けて移動させている。そのため、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とを圧着させる圧着力がかかる。また、ブリッジBにパルス電流を流してブリッジBを加熱することによって、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とが加熱される。第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34とに加えられる遠心力による圧着力とパルス電流により発生する熱とにより、第1の拡大部B1の接合面B4と、第1の嵌合穴15の壁面34との間に原子の拡散が生じて、第1の拡大部B1の接合面B4は第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合される。第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37とも、同様のメカニズムで拡散接合される。従って、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34、第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37とは十分に圧着され、ブリッジBとロータコア1との締結力を十分に確保することができる。
On the other hand, in the manufacturing method according to the embodiment, the
なお、実施の形態にかかる製造方法では、ブリッジBを加熱するために800〜1000Aのパルス電流を用いている。ブリッジBを加熱するために同程度の電流値の定常電流を用いた場合、第1の嵌合穴15の壁面34と第1の拡大部B1の接合面B4の間で過剰なプラズマ放電が起こってしまい、第1の嵌合穴15の壁面34と第1の拡大部B1の接合面B4がすぐに溶融して、壁面34と接合面B4とが欠損してしまう。第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37においても、同様の現象が発生する。また、ロータコア1が過剰に加熱されてしまうため、ロータコア1の絶縁皮膜が劣化する原因にもなる。
In the manufacturing method according to the embodiment, a pulse current of 800 to 1000 A is used to heat the bridge B. When a steady current having the same current value is used to heat the bridge B, excessive plasma discharge occurs between the
実施の形態にかかる製造方法では、ブリッジBを加熱するために800〜1000Aのパルス電流を用いている。そのため、過剰な加熱によって壁面34と接合面B4とが欠損したり、ロータコア1の絶縁皮膜が劣化したりすることを抑制することができる。また、高い電流値で加熱を行っているので、短時間で拡散接合ができる。また、コンピュータは、外周Pの位置に応じてパルス電流の電流値や周波数を変化させることで、加熱度合いを制御することができる。
In the manufacturing method according to the embodiment, a pulse current of 800 to 1000 A is used to heat the bridge B. Therefore, it is possible to prevent the
また、実施の形態にかかる製造方法では、可動部30の外周Pは、ロータコア1の半径を有する基準円Cより内側に位置している。この構成により、可動部30が径方向の外方に向けて移動しても、可動部30の外周がロータコア1の外周Pの基準円Cを超えることを抑制できるため、ロータコア1はステータコアと干渉しなくなる。
Further, in the manufacturing method according to the embodiment, the outer periphery P of the
また、実施の形態にかかる製造方法では、拡散接合中において、可動部30の外周が基準円に達したときに、コンピュータはブリッジBへのパルス電流の通電を停止させる。ブリッジBの加熱に伴い、可動部30も加熱されて軟化することで、時間経過に伴い可動部30の外周が基準円Cに達する。そして、可動部30の外周が基準円Cに達したことをモニタリングすることで、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁面34に拡散接合で十分に圧着され、第2の拡大部B2の接合面B5が第2の嵌合穴16の壁面37に拡散接合で十分に圧着されるだけの時間が経過したことを判断することができる。従って、第1の拡大部B1の接合面B4と第1の嵌合穴15の壁面34との圧着と、第2の拡大部B2の接合面B5と第2の嵌合穴16の壁面37とを確実に圧着することができるため、ブリッジBとロータコア1とを確実に締結することができる。
Further, in the manufacturing method according to the embodiment, the computer stops energization of the pulse current to the bridge B when the outer periphery of the
なお、ブリッジBの径方向の長さは、寸法精度の分だけ、ブリッジBによって異なる。そのため、回転前のロータコア1において、ブリッジBの第1の拡大部B1を第1の嵌合穴15に挿入し、第2の拡大部B2を第2の嵌合穴16に挿入した場合、内側間隙33、外側間隙35において大きさのバラツキが生じる。しかしながら、ロータコア1の半径を有する基準円Cの外径と可動部30の外径との長さの差rは、ブリッジBの寸法精度よりも大きい。そのため、ロータコア1で最大の内側間隙33を有する第1の嵌合穴15においても、外周Pが基準円Cに達したときには、第1の拡大部B1の接合面B4が第1の嵌合穴15の壁穴に拡散接合される。同様に、ロータコア1で最大の外側間隙35を有する第2の嵌合穴16においても、外周Pが基準円Cに達したときには、第2の拡大部B2の接合面B5が第2の嵌合穴16の壁穴に拡散接合される。このため、ロータコア1の全てのブリッジBにおいて、ブリッジBとロータコア1との締結力を十分に確保することができる。
The length of the bridge B in the radial direction differs depending on the bridge B by the dimensional accuracy. Therefore, in the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、パルス電流の電流値や周波数については、状況に応じて適宜変更することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the current value and frequency of the pulse current can be appropriately changed according to the situation.
1 ロータコア
2、3、4、5、6、7、8、9 磁極
11、12、13 磁石用穴 14 空隙
15 第1の嵌合穴 16 第2の嵌合穴
30 可動部 31 固定部
34、37 壁面
B ブリッジ
B1 第1の拡大部 B2 第2の拡大部
I 内周 P 外周
C 基準円
DESCRIPTION OF
B1 1st expansion part B2 2nd expansion part I Inner circumference P Outer circumference C Reference circle
Claims (3)
前記ロータコアの径方向において前記空隙よりも外方側に位置する可動部と、
前記ロータコアの径方向において前記空隙よりも内方側に位置する固定部と、
一端側に設けられて、前記可動部に形成された第1の嵌合穴に挿入された第1の拡大部と、他端側に設けられて、前記固定部に形成された第2の嵌合穴に挿入された第2の拡大部と、を有するブリッジと、
を備えたロータコアであって、
前記ロータコアを回転した際の遠心力により前記可動部を前記径方向の外方に向けて移動させることで、前記第1及び第2の嵌合穴の壁面と前記第1及び第2の拡大部とを圧着させることと、前記ブリッジにパルス電流を流して前記ブリッジを加熱すること、をもって、前記第1及び第2の拡大部を前記第1及び第2の嵌合穴の前記壁面に拡散接合させる、
ロータコアの製造方法。 A gap formed between the outer periphery and the inner periphery of the rotor core in the radial direction of the rotor core;
A movable part located on the outer side of the gap in the radial direction of the rotor core;
A fixing portion located on the inner side of the gap in the radial direction of the rotor core;
A first enlarged portion provided on one end side and inserted in a first fitting hole formed in the movable portion, and a second fit provided on the other end side and formed on the fixed portion. A bridge having a second enlarged portion inserted into the joint hole;
A rotor core comprising:
By moving the movable part outward in the radial direction by centrifugal force when the rotor core is rotated, the wall surfaces of the first and second fitting holes and the first and second enlarged parts And heating the bridge by applying a pulse current to the bridge, and diffusion bonding the first and second enlarged portions to the wall surfaces of the first and second fitting holes. Let
A method for manufacturing a rotor core.
請求項1に記載のロータコアの製造方法。 The outer periphery of the movable part is located inside a reference circle having a radius of the rotor core,
The method for manufacturing a rotor core according to claim 1.
請求項2に記載のロータコアの製造方法。 During the diffusion bonding, when the outer periphery of the movable part reaches the reference circle, the energization of the pulse current to the bridge is stopped.
A method for manufacturing a rotor core according to claim 2.
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CN111095750A (en) * | 2017-09-29 | 2020-05-01 | 爱信艾达株式会社 | Method for manufacturing iron core for rotating electrical machine |
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CN111095750B (en) * | 2017-09-29 | 2022-06-28 | 株式会社爱信 | Method for manufacturing core for rotating electrical machine |
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