JP2016201896A - Rotor and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータコアとシャフトとを有するロータ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rotor having a rotor core and a shaft and a manufacturing method thereof.
従来において、このような分野に関連する技術として特開2006−081251号公報がある。この公報に記載されたロータは、積層鋼板からなるロータコアと、ロータコアの中央に形成されたシャフト穴内に挿入されたシャフトとを備えている。そして、ロータコアは、シャフトに固定されたエンドプレートと、樹脂で射出成形されたエンドプレートとで挟み込まれている。エンドプレートを射出成形することで、シャフトとロータコアとの一体化を図っている。 Conventionally, as a technology related to such a field, there is JP-A-2006-081251. The rotor described in this publication includes a rotor core made of laminated steel sheets and a shaft inserted into a shaft hole formed in the center of the rotor core. The rotor core is sandwiched between an end plate fixed to the shaft and an end plate injection-molded with resin. The end plate is injection molded to integrate the shaft and the rotor core.
しかしながら、前述したロータを製造する際、射出成形機内でロータコアとシャフトとの芯出しを精度良く行うことは実際上難しく、ロータコアに対するシャフトの芯ズレが起こる場合がある。そこで、ロータを製造するにあたって、シャフトとロータコアとを一体化した後、シャフトを中心としたロータの回転バランス調整を行う必要がある。 However, when manufacturing the rotor described above, it is practically difficult to accurately center the rotor core and the shaft in the injection molding machine, and the shaft may be misaligned with respect to the rotor core. Therefore, in manufacturing the rotor, it is necessary to adjust the rotation balance of the rotor around the shaft after the shaft and the rotor core are integrated.
本発明は、シャフトに対するロータコアの芯出しを容易にしてロータコアとシャフトとを一体固定したロータ及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rotor in which the rotor core and the shaft are integrally fixed by facilitating the centering of the rotor core with respect to the shaft, and a method for manufacturing the same.
本発明は、鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内に前記ロータコアの厚さ寸法より長いシャフトが挿入されて一体的に固定されたロータであって、
前記シャフトが前記ロータコアのシャフト穴に挿入された状態で前記シャフトに挿通され、焼嵌めされた前記ロータコアと前記シャフトとの軸方向相対移動を規制するリングと、
前記リングに設けられ、前記ロータの前記シャフト穴に圧入される突起部と、を備え、
前記突起部には、圧入によって前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させると共に前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行うテーパ面が設けられている。
The present invention is a rotor that is integrally fixed by inserting a shaft longer than the thickness of the rotor core into a shaft hole formed in the center of a rotor core made of steel,
A ring for restricting axial relative movement between the rotor core and the shaft, which is inserted into the shaft in a state where the shaft is inserted into the shaft hole of the rotor core and is shrink-fitted, and
A protrusion provided on the ring and press-fitted into the shaft hole of the rotor,
The projecting portion is provided with a tapered surface that enlarges the shaft hole of the rotor core by press-fitting and performs centering of the rotor core with respect to the shaft.
リングに設けられた突起部をロータコアとシャフトとの隙間に圧入すると、突起部のテーパ面は、ロータコアのシャフト穴を拡大させながらロータコアのシャフト穴に圧着される。このテーパ面のシャフト穴への圧着によって、ロータコアはシャフト穴に対し芯出しされる。 When the protrusion provided on the ring is press-fitted into the gap between the rotor core and the shaft, the taper surface of the protrusion is pressed into the shaft hole of the rotor core while enlarging the shaft hole of the rotor core. The rotor core is centered with respect to the shaft hole by crimping the tapered surface to the shaft hole.
また、前記突起部は、前記シャフトが圧入されるシャフト貫通穴の周囲に沿って設けられると共に、一辺が前記シャフトの軸線に沿って延在し、前記テーパ面に対応する斜辺が前記軸線に対して鋭角をなす断面直角三角形である。
このような構成を採用すると、ロータの製造時において、リングに設けられた突起部でロータコアのシャフト穴を容易に拡張させることができる。
The protrusion is provided along the periphery of the shaft through hole into which the shaft is press-fitted, and one side extends along the axis of the shaft, and a hypotenuse corresponding to the tapered surface is relative to the axis. It is a right-angled triangle with an acute angle.
When such a configuration is adopted, the shaft hole of the rotor core can be easily expanded by the protrusion provided on the ring when the rotor is manufactured.
本発明は、鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内にシャフトが挿入されたロータを製造する方法であって、
前記ロータコアの平端面に対向して配置されたリングが加熱された状態で、前記リングに設けられたシャフト貫通穴内に前記シャフトが挿入され、
前記リングに設けられた突起部のテーパ面で前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させながら、前記テーパ面を前記ロータコアに圧着させて、前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行う。
The present invention is a method of manufacturing a rotor in which a shaft is inserted into a shaft hole formed in the center of a rotor core made of a steel material,
With the ring arranged facing the flat end surface of the rotor core heated, the shaft is inserted into a shaft through hole provided in the ring,
The taper surface is crimped to the rotor core while enlarging the shaft hole of the rotor core by the taper surface of the protrusion provided on the ring, and the rotor core is centered with respect to the shaft.
本発明によれば、シャフトとロータコアとの一体化にあたって、シャフトに対するロータコアの芯出しが容易になる。 According to the present invention, when the shaft and the rotor core are integrated, the rotor core is easily centered with respect to the shaft.
以下、図面を参照しつつ本発明に係るロータ及びその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rotor and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、モータに利用されるロータ1は、薄い円形の鋼板を積層したロータコア2を有している。このロータコア2には、厚さ方向に形成されて、円周方向に複数配置される磁石挿入孔に図示しないマグネットが挿入されている。マグネットは樹脂封止によって固定されている。ロータコア2の中央には、ロータコア2の厚さ寸法より長いシャフト6を挿入するためのシャフト穴2cが設けられている。
As shown in FIG. 1, a rotor 1 used for a motor has a
シャフト6は、ロータコア2のシャフト穴2c内に僅かな隙間をもって挿入されている。シャフト穴2cは、シャフト6に対して締め代を有さず、シャフト6はロータコア2に対して隙間嵌め状態になっている。シャフト6とロータコア2の一体後、それらの相対回転を規制するためにシャフト穴2cまたはシャフト6にキー(突起)およびキー溝を形成しておくこともできる。
The
図1及び図2に示されるように、ロータコア2の環状の平端面2a,2bには、鋼材からなる第1及び第2のリング3,4が当接して配置されている。各リング3,4には、シャフト6を挿入するためのシャフト貫通穴3a,4aが形成されている。リング3,4のシャフト貫通穴3a,4aは、シャフト6に対して締め代を有し、リング3,4は、シャフト6に径方向に圧着されている。また、2枚のリング3,4でロータコア2を軸方向に挟み込み、挟み込みの圧着力により、ロータコア2からシャフト6が抜けるのを防止している。
As shown in FIGS. 1 and 2, first and
各リング3,4の環状の平端面3b,4bには、ロータコア2のシャフト穴2cに挿入される突起部10がそれぞれ設けられている。この突起部10は、シャフト貫通穴3a,4aに沿って環状に形成されている。この突起部10は、一辺10aがシャフト6の軸線Lに沿って延在し、斜辺10bが軸線Lに対して鋭角をなす断面直角三角形である。一辺10aに基づいて、突起部10には環状内壁面11が形成され、斜辺10bに基づいて、突起部10には環状なテーパ面12が形成される。
Projecting
突起部10は、リング3,4がロータコア2に対し圧接されると、ロータコア2のシャフト穴2cを拡大させてロータコア2とシャフト6との間に圧入される。ロータ1の製造時において、ロータコア2のシャフト穴2cは突起部10によって外側へ拡張されるように変形する。リング3,4の環状の平端面3b,4bはロータコア2の環状な平端面2a,2bに当接する。また、突起部10はシャフト6の外周面にも強く圧接し、テーパ面12によって、シャフト6に対するロータコア2の芯出しが行なわれる。リング3,4は、焼嵌めされたロータコア2とシャフト6との軸方向相対移動を規制する。
When the
次に、ロータ1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the rotor 1 will be described.
図3に示されるように、リング4を高温(例えば150℃程度)に加熱させた状態でリング4を載置台20上にセットし、シャフト6をリング4のシャフト貫通穴4a内に上から挿入してシャフト6を鉛直方向に延在させる。上方からロータコア2を降下させて、シャフト6をロータコア2のシャフト穴2c内に挿入する。
As shown in FIG. 3, the
リング4を高温に加熱させることで、リング4のシャフト貫通穴4aの直径はシャフト6の直径より拡大され、締め代を作り出している。これに対して、シャフト6は、ロータコア2のシャフト穴2c内で隙間嵌め状態になっている。リング4の突起部10の頂部10c上にロータコア2は載置されている。この頂部10cは、シャフト穴2cの隙間Sに軸線L方向で対峙している。
By heating the
図4に示されるように、同様にリング3を高温(例えば150℃程度)に加熱した状態で、リング3のシャフト貫通穴3a内にシャフト6を挿入する。加熱状態のリング3のシャフト貫通穴3aの直径は、シャフト6の直径より拡大されて締め代を作り出している。そして、リング3の突起部10の頂部10cがロータコア2の上に載置されている。この頂部10cは、シャフト穴2cの隙間Sに軸線L方向で対峙している。
As shown in FIG. 4, the
図5に示されるように、リング3,4が高温加熱状態を維持し、上方からリング3を円筒状の加圧治具21で加圧する。突起部10の頂部10cをロータコア2のシャフト穴2cすなわち隙間Sに挿入させながら、シャフト穴2cを拡張させて、突起部10でロータコア2のシャフト穴2cを拡大させる。そして、突起部10のテーパ面12を介在させることで、リング3,4のシャフト貫通穴3a,4aの中心とロータコア2のシャフト穴2cの軸線Lとシャフト6の軸線Lとの芯出しが行われる。その後、リング3,4を冷却させることで、リング3,4に対してシャフト6は芯出しされた状態で圧入状態になる。よって、シャフト6に対するロータコア2の芯出しが達成される。また、突起部10は、シャフト6の抜け防止の増強に寄与する。
As FIG. 5 shows, the
このロータ1に関して、リング3,4に設けられた突起部10の組付け時にロータコア2のシャフト穴2cを拡大させると、突起部10のテーパ面12は、シャフト穴2cを拡大させながらロータコア2に圧着される。その結果、テーパ面12によって、シャフト6に対するロータコア2の芯出しの容易化を図っている。そして、突起部10を断面直角三角形状にすると、ロータ1の製造時において、リング3,4に設けられた突起部10でロータコア2のシャフト穴2cを容易に拡張させることができる。
With respect to the rotor 1, when the
リング3,4は、シャフト6に対する締め代を作るために高温に加熱されるが、ロータコア2は、シャフト6に対する締め代を必要としないので高温に加熱させる必要がない。従って、ロータコア2を変形させることが少なく、ロータ1の回転に影響を与え難い。また、ロータコア2を高温に加熱させる場合、加熱に時間がかかるので大型な加熱炉などが必要になるが、リング3,4を加熱させる場合には、大型な加熱設備は必要ない。
The
また、テーパ面12を有する突起部10を利用することで、リング3,4とシャフト6とロータコア2とがしっかりと結合され、製造後のロータ1は、振動による芯ズレが起き難い。リング3,4は、焼嵌めされたロータコア2とシャフト6との軸方向相対移動を規制する。
Further, by using the
本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications as described below are possible.
図6に示されるように、変形例に係わるロータ31は、フランジ32aが一体に設けられたシャフト32と、フランジ32aとの協働でロータコア2を挟み込むリング3と、を備えている。このリング3には突起部10が設けられている。加圧治具21(図5参照)によって、突起部10の頂部10cをロータコア2のシャフト穴2cすなわち隙間Sに挿入させながら、シャフト穴2cを徐々に拡張させ、突起部10でロータコア2のシャフト穴2cを拡大させる。そして、テーパ面12をロータコア2に圧着させながら、シャフト6に対するロータコア2の芯出しが行われる。
As shown in FIG. 6, the
ロータ1,31に関して、隙間Sがなくても本発明を適用することができる。
The present invention can be applied to the
ロータ1,31に関して、環状に配置された突起部10は、周方向で等間隔に断続的に複数個(例えば3個)設けられてもよい。
Regarding the
リング3,4はシャフト6に対してネジ結合されてもよい。この場合、リング3,4のシャフト貫通穴3a,4aを形成する壁面には雌ねじが形成され、シャフト6の外周面には雄ねじが形成されている。
The
図7に示されるように、関連技術に係わるロータ41は、シャフト6が挿入されるシャフト穴42cを有するロータコア42と、ロータコア42の環状な平端面42a,42bに当接する第1及び第2のリング43,44と、を備えている。鋼材からなる各リング43,44には、シャフト6を挿入するためのシャフト貫通穴43a,44aが形成されている。リング43,44のシャフト貫通穴43a,44aはシャフト6に対して締め代を有し、リング43,44にシャフト6は圧入されている。2枚のリング43,44でロータコア42を挟み込み、圧入力により、ロータコア42からシャフト6が抜けるのを防止している。シャフト6の圧入は、製造時にリング43,44を高温に加熱してシャフト貫通穴43a,44aを拡張した状態で行われる。
As shown in FIG. 7, the
各リング43,44の環状な平端面43b,44bには、円柱状の突起部50がそれぞれ設けられている。各リング43,44の平端面43b,44bにおいて、突起部50は、軸線L方向に突出すると共に180度の位相をもって配置されている。
ロータコア42の平端面42a,42bには、突起部50が挿入される凹部51が設けられている。突起部50が凹部51内に挿入されることで、ロータコア42のシャフト穴42cの軸線とリング43,44のシャフト貫通穴43a,44aの中心との芯出しを行うことができる。突起部50は、製造時においてリング43,44に対するロータコア42の位置決めとして利用される。
The
1,31,41…ロータ 2…ロータコア 2a,2b…ロータコアの平端面 2c…シャフト穴 3,4…リング 3a,4a…シャフト貫通穴 3b,4b…リングの平端面 6…シャフト 10…突起部 10a…一辺 10b…斜辺 10c…頂部 11…環状内壁面 12…テーパ面 21…加圧治具 32…シャフト 32a…フランジ 42…ロータコア 42a,42b…ロータコアの平端面 42c…シャフト穴 43,44…リング 43a,44a…リングのシャフト貫通穴 43b,44b…リングの平端面 50…突起部 51…凹部 L…軸線 S…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記シャフトが前記ロータコアのシャフト穴に挿入された状態で前記シャフトに挿通され、焼嵌めされた前記ロータコアと前記シャフトとの軸方向相対移動を規制するリングと、
前記リングに設けられ、前記ロータの前記シャフト穴に圧入される突起部と、を備え、
前記突起部には、圧入によって前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させると共に前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行うテーパ面が設けられている、
ロータ。 A rotor that is integrally fixed by inserting a shaft longer than the thickness of the rotor core into a shaft hole formed in the center of the rotor core made of steel,
A ring for restricting axial relative movement between the rotor core and the shaft, which is inserted into the shaft in a state where the shaft is inserted into the shaft hole of the rotor core and is shrink-fitted, and
A protrusion provided on the ring and press-fitted into the shaft hole of the rotor,
The protruding portion is provided with a tapered surface that expands the shaft hole of the rotor core by press-fitting and performs centering of the rotor core with respect to the shaft.
Rotor.
請求項1記載のロータ。 The protrusion is provided along the periphery of a shaft through hole into which the shaft is press-fitted, and one side extends along the axis of the shaft, and a hypotenuse corresponding to the tapered surface is an acute angle with respect to the axis. Is a right-angled triangle with a cross-section,
The rotor according to claim 1.
前記ロータコアの平端面に対向して配置されたリングが加熱された状態で、前記リングに設けられたシャフト貫通穴内に前記シャフトが挿入され、
前記リングに設けられた突起部のテーパ面で前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させながら、前記テーパ面を前記ロータコアに圧着させて、前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行う、
ロータの製造方法。 A method of manufacturing a rotor in which a shaft is inserted into a shaft hole formed in the center of a rotor core made of steel,
With the ring arranged facing the flat end surface of the rotor core heated, the shaft is inserted into a shaft through hole provided in the ring,
The taper surface is crimped to the rotor core while enlarging the shaft hole of the rotor core with the tapered surface of the protrusion provided on the ring, and the rotor core is centered with respect to the shaft.
A method for manufacturing a rotor.
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