JP2017041990A

JP2017041990A - ロータコアの製造方法

Info

Publication number: JP2017041990A
Application number: JP2015163001A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　康文; Yasufumi Suzuki; 康文鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

【課題】締結部材によるコアの破損を防止し、且つ、コアの圧縮力のばらつきを低減するロータコアを容易に製造することができる。【解決手段】中空シャフト１１の中空部１１ａに棒体２１ｂを挿入し、棒体２１ｂの頭頂部２１ｅを内周突起部３１に当接する工程と、荷重付加治具２２で第２の外周突起部３３に荷重を付加する工程と、第１の外周突起部３２を中空シャフト保持治具２３で保持し、中空シャフト１１が軸方向に伸長された状態を維持する工程と、荷重付加治具２２を第２の外周突起部３３から離間させる工程と、コア１２の一端面が第２の外周突起部３３に当接するようにコア１２に中空シャフト１１を貫通させる工程と、コア１２の他端面に当接するように締結部材１３を中空シャフト１１に対して締結し、コア１２を中空シャフト１１に固定する工程と、中空シャフト保持治具２３による第１の外周突起部３２の保持を解除する工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータコアの製造方法に関する。

従来、このような分野の技術として、特開２０１５−０２７１１９号公報がある。この公報に記載されたロータでは、径方向に突出する大径部を有するシャフトに、ナットがネジ締結されることにより、積層コアがナットと大径部とで挟持されて、シャフトに固定されている。

このロータでは、ナットを締め込むことにより、積層コアにシャフト軸方向の圧縮力を発生させている。これによりモータを稼動している場合に、積層コアには圧縮力がかかった状態が維持される。

特開２０１５−０２７１１９号公報

しかしながら、前述した従来の積層コアの固定方法では、積層コアに所定の圧縮力を付与するために、ナットを締め込み過ぎて、積層コアを破損してしまう虞れがある。また、ナットの締め付けにより、積層コアの周方向において圧縮力にバラツキが生じる場合がある。
本発明は、ナット等の締結部材によるコアの破損を防止し、且つ、コアの圧縮力のばらつきを低減させるロータコアを容易に製造できる製造方法を提供するものである。

本発明にかかるロータコアの製造方法は、中空に形成された中空シャフトと、前記中空シャフトの一端に形成され内周側に突出して設けられた内周突起部と、前記中空シャフトの他端に形成され、外周に突出して設けられた第１の外周突起部と、前記中空シャフトの軸方向において前記内周突起部と前記第１の外周突起部の間で外周に突出して設けられた第２の外周突起部と、前記中空シャフトが貫通するコアと、前記コアを前記第２の外周突起部と協働で挟み込んで固定する締結部材と、を備えるロータコアの製造方法であって、前記中空シャフトの中空部に棒体を挿入し、前記棒体の頭頂部を前記内周突起部に当接する工程と、前記棒体の頭頂部を前記内周突起部に圧着させて、荷重付加治具で前記第２の外周突起部に荷重を付加し、前記中空シャフトを伸長させる工程と、前記第１の外周突起部を中空シャフト保持治具で保持することにより、前記荷重付加治具により前記中空シャフトが軸方向に伸長された状態を維持する工程と、前記荷重付加治具を前記第２の外周突起部から離間させる工程と、前記コアの一端面が前記第２の外周突起部に当接するように前記コアに前記中空シャフトを貫通させる工程と、前記コアの他端面に当接するように、前記締結部材を前記中空シャフトに対して締結することで、前記コアを前記中空シャフトに固定する工程と、前記中空シャフト保持治具による前記第１の外周突起部の保持を解除する工程と、を備える。
これにより、伸長された中空シャフトの収縮力を利用してコアに圧縮力を発生させることを容易に実現することができる。

上記方法に基づき、締結部材によるコアの破損を防止し、且つ、コアの圧縮力のばらつきを低減させることができるロータコアを容易に製造することができる。

ロータコア及び製造治具の断面図である。ロータコアの製造工程を示すフローチャートである。中空シャフトを製造治具にセットしたときの状態を示す断面図である。荷重付加治具の下面を第２の外周突起部に当接させたときの状態を示す断面図である。荷重付加治具により中空シャフトを伸長させたときの状態を示す断面図である。第１の外周突起部を中空シャフト保持治具で固定した状態を示す断面図である。第２の外周突起部から荷重付加治具を離間させたとき状態を示す断面図である。中空シャフトにコア及び締結部材を組付けた状態を示す断面図である。第１の外周突起部から中空シャフト保持治具を離間させた状態を示す断面図である。ロータコアの断面図である。

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は、中空シャフト１１と、中空シャフト１１が貫通する円筒状のコア１２と、中空シャフト１１にコア１２を固定するための締結部材１３と、を備える。ロータコア１の製造には、後述する製造治具２が利用される。

製造治具２は、中空シャフト１１の中空部１１ａに挿入されて、中空シャフト１１の軸方向において下方への移動を規定する挿入治具２１と、中空シャフト１１を引き伸ばすための荷重を加える荷重付加治具２２（図４参照）と、荷重付加治具２２により中空シャフト１１が引き伸ばされた状態を係止して保持するための中空シャフト保持治具２３と、を有する。

中空円筒状の中空シャフト１１は、その一端（上端）で内周側に突出して設けられたリング状の内周突起部３１と、他端（下端）で外周側に突出して設けられた第１の外周突起部３２と、中空シャフト１１の軸方向において内周突起部３１と第１の外周突起部３２の間で、第１の外周突起部３２に近接して外周側に突出して設けられたフランジ状の第２の外周突起部３３と、を有する。

内周突起部３１は、中空シャフト１１の中空部１１ａに挿入治具２１が挿入された場合に、挿入治具２１の頭頂部２１ｅと当接し、中空シャフト１１の下方への移動を規制する。

第１の外周突起部３２が、中空シャフト保持治具２３に係止させられることで、中空シャフト１１の伸長状態が保持される。

フランジ状の第２の外周突起部３３の上面には、荷重付加治具２２（図４参照）により上方から荷重が付加される。また、コア１２を中空シャフト１１に装着させた場合には、第２の外周突起部３３の上面はコア１２の下面に当接する。

コア１２は、複数の略円盤状の鋼板を上下方向に積層することにより形成されている。コア１２に用いられる鋼板の中央部には、上下方向に延在する貫通孔１２ａが形成されている。コア１２の貫通孔１２ａには、中空シャフト１１が挿入される。

締結部材１３は、コア１２の上面に当接するように配置される。締結部材１３としては、ナットやカラーがある。締結部材１３がナットの場合には、中空シャフト１１に螺着されて固定状態になる。締結部材１３がカラーの場合には、圧入によって中空シャフト１１がカラーに固定される。締結部材１３と第２の外周突起部３３との協働でコア１２を挟み込む。

挿入治具２１は、ベース板２１ａと、ベース板２１ａの上面から上方に延在する円柱状の棒体２１ｂと、棒体２１ｂの下方であってベース板２１ａの下面から下方に突出して設けられた突起部２１ｃを備える。

ベース板２１ａには、棒体２１ｂの周囲に２個の貫通孔２１ｄが形成され、各貫通孔２１ｄには中空シャフト保持治具２３の開閉部材２３ａが貫通する。なお、貫通孔２１ｄは、開閉部材２３ａが中空シャフト１１の径方向に開閉動作できる大きさを有している。

棒体２１ｂは中空シャフト１１の中空部１１ａに下方から挿入され、棒体２１ｂの頭頂部２１ｅは、内周突起部３１の下面に接触する。

荷重付加治具２２は、第２の外周突起部３３の上面に当接し、下方への荷重を付加する。荷重付加治具２２は円筒状であり、荷重付加治具２２の内径は、中空シャフト１１の外径より大きく形成されている。

中空シャフト保持治具２３は、中空シャフト１１の下端側に配置されている。中空シャフト保持治具２３は、中空シャフト１１の径方向において動作する２枚の開閉部材２３ａと、上下動作することにより開閉部材２３ａを径方向に動作させる作動部２３ｂと、開閉部材２３ａを内側に向けて付勢するバネ２３ｃを備える。

各開閉部材２３ａは、板状の部材からなり、互いに平行に配置されている。開閉部材２３ａは、ベース板２１ａに形成された貫通孔２１ｄを上下に貫通するように配置されている。開閉部材２３ａの先端部には爪部２３ｄが形成されている。爪部２３ｄは、開閉部材２３ａが開放方向に移動した状態の場合には、中空シャフト１１の第１の外周突起部３２から遠ざかる。開閉部材２３ａが閉鎖方向に移動した場合には、爪部２３ｄは、第１の外周突起部３２と第２の外周突起部３３との間に配置される。また、開閉部材２３ａの下端面２３ｅはテーパ面として形成されている。

作動部２３ｂは、リニアアクチュエータにより上下動作を行う。作動部２３ｂの上端面２３ｆはテーパ面をなし、開閉部材２３ａの下端面２３ｅと当接している。作動部２３ｂが上方に動作することにより、作動部２３ｂの上端面２３ｆが、開閉部材２３ａの下端面２３ｅと摺動する。これにより、作動部２３ｂが上昇した場合に、開閉部材２３ａは互いに内側に向かって径方向に動作する。

バネ２３ｃの一端はベース板２１ａに設けられた突起部２１ｃに接続され、他端は開閉部材２３ａの内面側に接続されている。バネ２３ｃは、圧縮ばねであり、開閉部材２３ａが外側に向かって移動するときの力を補助する。

次に、図２を参照して、ロータコア１の製造方法について説明する。

図３に示すように、中空シャフト１１を製造治具２にセットする（Ｓ１）。具体的には、中空シャフト１１の下端側から中空部１１ａに挿入治具２１の棒体２１ｂを挿入し、棒体２１ｂの頭頂部２１ｅが内周突起部３１の下面に接触した状態にする。これにより、中空シャフト１１の位置規制を行う。

図４に示すように、荷重付加治具２２の下面を、第２の外周突起部３３に当接させる（Ｓ２）。その後、荷重付加治具２２を降下させる。このとき棒体２１ｂの頭頂部２１ｅは、内周突起部３１に圧着される状態になる。これにより、図５に示すように、中空シャフト１１の上端が棒体２１ｂにより固定された状態のまま、中空シャフト１１の下端が下方に移動するため、中空シャフト１１は伸長される。このとき、第１の外周突起部３２は、中空シャフト保持治具２３の爪部２３ｄより下方となる。

図６に示すように、第１の外周突起部３２を中空シャフト保持治具２３により固定する（Ｓ３）。具体的には、作動部２３ｂが上方に移動することによって、開閉部材２３ａが内側に向かって移動する。これにより、爪部２３ｄの下面が第１の外周突起部３２の上面より上方に配置される。

図７に示すように、アクチュエータにより荷重付加治具２２を上昇させて、第２の外周突起部３３に当接している荷重付加治具２２を離間させる（Ｓ４）。このとき、中空シャフト１１の第１の外周突起部３２が、中空シャフト保持治具２３の爪部２３ｄにより係止させられているため、中空シャフト１１は伸長された状態が維持される。

図８に示すように、コア１２の貫通孔１２ａ内に中空シャフト１１を挿入する（Ｓ５）。これにより、コア１２の下端面が第２の外周突起部３３に当接する。締結部材１３がナットの場合には、中空シャフト１１に対して締結部材１３を螺着させる。これにより、コア１２を中空シャフト１１に固定する。

その後、図９に示すように、作動部２３ｂを降下させ、各開閉部材２３ａを外側に移動させて、第１の外周突起部３２から中空シャフト保持治具２３の爪部２３ｄを離間させる（Ｓ６）。このとき、伸長された中空シャフト１１が収縮しようとするので、第２の外周突起部３３と締結部材１３によるコア１２を挟み込む圧縮力が発生する。作動部２３ｂが下降するとき、開閉部材２３ａは、バネ２３ｃの弾性力により外側に移動する。そして、図９に示すように、製造治具２からロータコア１を取り外す。

上記製造方法によれば、コア１２の破損を防止し、コア１２の圧縮力のばらつきを低減させたロータコアを容易に製造することができる。

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。なお、第１の外周突起部３２が中空シャフト１１に設けられているものとして説明したが、第１の外周突起部３２に代えて、中空シャフト１１の下端近傍に孔を設けておき、中空シャフト保持治具２３の爪部２３ｄを前記孔に引っ掛けることで、中空シャフト１１が伸長された状態を維持してもよい。

１ロータコア
２製造治具
１１中空シャフト
１１ａ中空部
１２コア
１２ａ貫通孔
１３締結部材
２１挿入治具
２１ａベース板
２１ｂ棒体
２１ｃ突起部
２１ｄ貫通孔
２１ｅ頭頂部
２２荷重付加治具
２３中空シャフト保持治具
２３ａ開閉部材
２３ｂ作動部
２３ｃバネ
２３ｄ爪部
２３ｅ下端面
２３ｆ上端面
３１内周突起部
３２第１の外周突起部
３３第２の外周突起部

Claims

中空に形成された中空シャフトと、
前記中空シャフトの一端に形成され、内周に突出して設けられた内周突起部と、
前記中空シャフトの他端に形成され、外周に突出して設けられた第１の外周突起部と、
前記中空シャフトの軸方向において前記内周突起部と前記第１の外周突起部の間で外周に突出して設けられた第２の外周突起部と、
前記中空シャフトが貫通するコアと、
前記コアを前記第２の外周突起部と協働で挟み込んで固定する締結部材と、を備えるロータコアの製造方法であって、
前記中空シャフトの中空部に棒体を挿入し、前記棒体の頭頂部を前記内周突起部に当接する工程と、
前記棒体の頭頂部を前記内周突起部に圧着させて、荷重付加治具で前記第２の外周突起部に荷重を付加し、前記中空シャフトを伸長させる工程と、
前記第１の外周突起部を中空シャフト保持治具で保持することにより、前記荷重付加治具により前記中空シャフトが軸方向に伸長された状態を維持する工程と、
前記荷重付加治具を前記第２の外周突起部から離間させる工程と、
前記コアの一端面が前記第２の外周突起部に当接するように前記コアに前記中空シャフトを貫通させる工程と、
前記コアの他端面に当接するように、前記締結部材を前記中空シャフトに対して締結することで、前記コアを前記中空シャフトに固定する工程と、
前記中空シャフト保持治具による前記第１の外周突起部の保持を解除する工程と、を備える、
ロータコアの製造方法。