JP2017077067A

JP2017077067A - ロータコアの製造方法

Info

Publication number: JP2017077067A
Application number: JP2015202559A
Authority: JP
Inventors: 憲野田; Ken Noda; 服部　宏之; Hiroyuki Hattori; 宏之服部; 佑輔柴田; Yusuke Shibata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-20

Abstract

【課題】プレス加工よる加工硬化によってブリッジの機械的強度を高めつつプレス加工に伴うの材料の隆起を抑制する。【解決手段】加圧面が互いに離れるほど高さが徐々に低くなるようテーパ状に形成された２つの凸部２２ａ，２２ｂを有する金型２０を用いて、電磁鋼板（コアプレート）のセンターブリッジ１６の両端部を加圧することにより加工硬化させる。これにより、２つの凸部２２ａ，２２ｂで両端部を加圧したときに、加圧を受けた材料を、板幅方向（磁石穴１４側）へ流動させることができる。この結果、加圧を受けた材料が板厚方向に流動して隆起するのを抑制することができ、ロータコアとして形成する際のコアプレートの積層密度を向上させることができる。【選択図】図５

Description

本発明は、ロータコアの製造方法に関する。

従来、この種のロータコアの製造方法としては、帯状のセンターブリッジ部の両端にそれぞれ周辺よりもくぼんだ段差部を形成し、その後、この段差部を形成した際に生じる盛り上がりを平坦化処理によって矯正することにより、１枚のロータコア鋼板（コアプレート）を製造するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、ロータコアは、上述したロータコア鋼板（コアプレート）を複数枚積層し、磁石穴に永久磁石を埋め込むことにより製造される。

特開２００５−５７９５９号公報

しかしながら、上述したロータコアの製造方法では、加工硬化によって生じた盛り上がりを矯正するための平坦化処理が必要となるため、工数が増え、生産効率が悪化する。一方、平坦化処理を省略することも考えられるが、コアプレートを積層する際の板間の隙間が拡大し、積層密度が低下してしまう。

本発明のロータコアの製造方法は、プレス加工よる加工硬化によってブリッジの機械的強度を高めつつプレス加工に伴うの材料の隆起を抑制することを主目的とする。

本発明のロータコアの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のロータコアの製造方法は、
磁石が挿入される挿入孔と該挿入孔の縁に形成されたブリッジとを有するロータコアを製造するロータコアの製造方法であって、
２つの凸状の加圧面を有するプレス型によって前記ブリッジの両端部を加圧することにより該ブリッジを加工硬化させる加工硬化工程を備え、
前記加工硬化工程は、前記２つの凸状の加圧面として、互いに離れる方向に高さが徐々に低くなるテーパ状の加圧面により前記ブリッジの両端部を加圧する
ことを要旨とする。

この本発明のロータコアの製造方法では、磁石が挿入される挿入孔と当該挿入孔の縁に形成されたブリッジとを有するロータコアを製造するものにおいて、２つの凸状の加圧面を有するプレス型によってブリッジの両端部を加圧することにより当該ブリッジを加工硬化させる加工硬化工程を実行する。また、加工硬化工程では、２つの凸状の加圧面として、互いに離れる方向に高さが徐々に低くなるテーパ状の加圧面によりブリッジの両端部を加圧する。これにより、加圧硬化工程によって、ブリッジの両端部で加圧を受けた材料の多くを加圧方向に直交する方向（挿入孔側）に流動させて、２つの凸状の加圧面の間で材料が加圧方向とは逆方向に流動するのを少なくすることができる。この結果、プレス型による加工硬化によってブリッジの機械的強度を高めつつプレス加工に伴う材料の隆起を抑制することができる。

本発明の一実施例としてのロータコアを構成するコアプレート１０の構成の概略を示す構成図である。コアプレート１０の要部を拡大した拡大図である。図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。加工硬化工程の一例を示す工程図である。実施例の加工硬化工程の様子を示す説明図である。比較例の加工硬化工程の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのロータコアを構成するコアプレート１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、コアプレート１０の要部を拡大した拡大図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。

実施例のコアプレート１０は、図示するように、電磁鋼板などの磁性体からなる環状の板状部材であり、複数枚積層すると共に永久磁石を保持することにより、ロータコアとして形成される。ロータコアは、分布巻き又は集中巻きにより三相コイルが巻回されたステータと組み合わせることで、モータ（例えば、電動機として作動することができると共に発電機として作動することができる同期発電電動機）として構成される。

コアプレート１０は、図１に示すように、モータの回転シャフトを挿入可能な中心孔１２と、永久磁石を挿入可能な長孔状の複数個（１６個）の磁石穴１４とが形成されている。複数の磁石穴１４は、所定角度間隔（実施例では、４５度）で二つずつ配設され、対をなす二つの長孔状の磁石穴１４は、内周側から外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字形状に形成されている。

コアプレート１０は、図２に示すように、対をなす二つの磁石穴１４の間には両者を仕切る帯状のセンターブリッジ１６が形成され、対をなす二つの磁石穴１４と外周との間にはアウターブリッジ１８が形成されている。

センターブリッジ１６の両端部１６ａ（図２のハッチングで示した領域）には、図３に示すように、中央部１６ｂよりも窪んでおり、中央部１６ｂに近づくほど板厚が薄くなる段差（テーパ状の段差）が設けられている。この両端部１６ａの段差は、後述するプレス加工（加工硬化）によって形成される。

次に、こうして形成されるロータコア（コアプレート１０）の製造方法、特に、センターブリッジ１６の両端部１６ａをプレス加工により段差を形成して加工硬化させる加工硬化工程について説明する。図４は、加工硬化工程の一例を示す工程図である。加工硬化工程は、図示するように、まず、コアプレート１０を形成するための環状の電磁鋼板に磁石穴１４となる小穴を打ち抜き加工によって形成する（Ｓ１００）。なお、Ｓ１００の工程では、本実施例では、実際の磁石穴１４よりも一回り小さな小穴を形成することにより行われる。続いて、センターブリッジ１６の両端部１６ａが圧下されるようプレス加工することにより加工硬化させる（Ｓ１１０）。ここで、プレス加工によりセンターブリッジ１６の両端部１６ａが圧下される量（圧下量）は、電磁鋼板の板厚の約５０％以下に調整されることが望ましい。そして、磁石穴１４の最終形状を打ち抜き加工によって形成して（Ｓ１２０）、加工硬化工程を終了する。

図５は、実施例の加工硬化工程の様子を示す説明図である。実施例のプレス加工に用いる金型２０は、図５に示すように、センターブリッジ１６の両端部１６ａに接触して圧下させる２つの凸部２２ａ，２２ｂと、２つの凸部２２ａ，２２ｂの間にあり底面が平らな凹部２４とを有する。２つの凸部２２ａ，２２ｂは、互いに離れる方向に高さが徐々に低くなるテーパ状の加圧面が形成されている。このため、センターブリッジ１６の両端部１６ａが２つの凸部２２ａ，２２ｂの加圧面で加圧されると、加圧を受けた材料の多くは、加圧方向に直交する方向（板幅方向）に流動する。これにより、加圧を受けた材料がセンターブリッジ１６の中央部１６ｂから上方（板厚方向）に流動して隆起する量を少なくすることができる。

図６は、比較例の加工硬化工程の様子を示す説明図である。比較例のプレス加工に用いる金型１２０は、２つの凸部１２２ａ，１２２ｂと、２つの凸部１２２ａ，１２２ｂの間にあり底面が平らな凹部１２４とを有する。２つの凸部１２２ａ，１２２ｂは、テーパ状ではなく平坦な加圧面が形成されている。このため、センターブリッジ１６の両端部１６ａが２つの凸部１２２ａ，１２２ｂの加圧面で加圧されると、加圧を受けた材料は、少なからずセンターブリッジ１６の中央部１６ｂから上方（板厚方向）に流動し、中央部１６ｂの縁の部分のみが盛り上がるように隆起する場合がある。こうした隆起の発生は、コアプレート１０を複数枚積層したときにプレート間に隙間を生じさせ、積層密度の低下を招く。一方、センターブリッジ１６に生じた隆起を、加工硬化工程の後に、平坦化工程を実行することで平坦化させることも考えられるが、この場合、工数が増え、生産効率の悪化を招く。これに対して、本実施例では、加圧面がテーパ状の２つの凸部２２ａ，２２ｂを有する金型２０を用いてセンターブリッジ１６の両端部１６ａを加圧するため、加圧を受けた材料の多くを、板幅方向（磁石穴１４側）に流動させ、板厚方向に材料が隆起するのを抑制することができる。

以上説明した本実施例のロータコアの製造方法によれば、加圧面が互いに離れるほど高さが徐々に低くなるようテーパ状に形成された２つの凸部２２ａ，２２ｂを有する金型２０を用いて、電磁鋼板（コアプレート１０）のセンターブリッジ１６の両端部１６ａをプレス加工することにより加工硬化させる。これにより、プレス加工の過程で、両端部１６ａで加圧を受けた材料を板幅方向（磁石穴１４側）へ流動させることができるから、材料が板厚方向に流動して隆起するのを抑制することができる。これにより、ロータコアとして形成する際のコアプレート１０の積層密度を向上させることができ、モータの高トルク化や小型化を図ることができる。また、加工硬化工程の実行により材料の板厚方向の隆起を抑制することができるため、平坦化工程を別途実行する必要がない。これにより、生産効率をより向上させることができる。

また、実施例では、２つの凸部２２ａ，２２ｂと凹部２４とを有する金型を用いてセンターブリッジ１６の両端部１６ａをプレス加工することで加工硬化させるものとしたが、同様の金型を用いてアウターブリッジ１８の両端部をプレス加工することで加工硬化させるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、磁石穴１４が「挿入孔」に相当し、センターブリッジ１６が「ブリッジ」に相当し、凸部２２ａ，２２ｂが「２つの凸部」に相当し、凹部２４が「凹部」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ロータコアの製造産業に利用可能である。

１０ロータコアプレート、１２中心孔、１４磁石穴、１６センターブリッジ、１６ａ両端部、１６ｂ中央部、１８アウターブリッジ、２０，１２０金型、２２ａ，２２ｂ，１２２ａ，１２２ｂ凸部、２４，１２４凹部。

Claims

磁石が挿入される挿入孔と該挿入孔の縁に形成されたブリッジとを有するロータコアを製造するロータコアの製造方法であって、
２つの凸状の加圧面を有するプレス型によって前記ブリッジの両端部を加圧することにより該ブリッジを加工硬化させる加工硬化工程を備え、
前記加工硬化工程は、前記２つの凸状の加圧面として、互いに離れる方向に高さが徐々に低くなるテーパ状の加圧面により前記ブリッジの両端部を加圧する
ことを特徴とするロータコアの製造方法。