JP2018074754A - Rotor manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor manufacturing method that can easily form an outer periphery of an outer shaft in a polygonal shape and manufacture a rotor at a low cost.SOLUTION: The rotor manufacturing method comprises: a cylindrical material arranging step which is a step for installing a cylindrical material having a cylindrical part and a flange plate protruding inward from an inner peripheral surface of the cylindrical part in a polygonal mandrel whose outer peripheral shape is polygonal, and is the step for arranging the cylindrical material in the polygonal mandrel by holding both ends of the flange plate with a pair of polygonal mandrels, inside the cylindrical part; and an outer shaft forming step for forming an outer shaft which has a polygonal outer peripheral part and a flange part protruding inward from an inner peripheral surface of the outer peripheral part, by rotating the polygonal mandrel so that an axial center of the cylindrical material becomes a rotation center, pressing a forming roller against the cylindrical part from the outside, and moving the forming roller or the polygonal mandrel in an axial direction of the cylindrical material to form the cylindrical part in a polygonal shape.SELECTED DRAWING: Figure 7B

Description

本発明は、回転電機用ロータの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a rotor for a rotating electrical machine.

特許文献1には、インナシャフトの外周に円筒状のアウタシャフトが嵌合するように構成されたロータシャフトと、アウタシャフトの外周に配置されたロータコアと、を備える回転電機用ロータが開示されている。   Patent Document 1 discloses a rotor for a rotating electrical machine including a rotor shaft configured so that a cylindrical outer shaft is fitted to the outer periphery of an inner shaft, and a rotor core disposed on the outer periphery of the outer shaft. Yes.

特開2010−110100号公報JP 2010-110100 A

特許文献1のようなロータでは、アウタシャフトの外周面及びロータコアの内周面にキー溝が形成され、これらキー溝を対向させた状態で溝内にキー部材を挿入することで、ロータコアがロータシャフトの軸周りに回転することを防止する。   In a rotor such as Patent Document 1, key grooves are formed on the outer peripheral surface of the outer shaft and the inner peripheral surface of the rotor core, and the key member is inserted into the groove in a state where these key grooves face each other, so that the rotor core becomes a rotor. Prevents rotation around the shaft axis.

また、ロータコアがロータシャフトの軸周りに回転することを防止するため、ロータコアのシャフト嵌合孔を多角形状とし、ロータシャフト(アウタシャフト)の外周形状を当該シャフト嵌合孔と対応する形状とすることも考えられる。このような手法によれば、キー溝やキー部材を省略できるので、ロータ構造を簡素化することが可能となる。   Further, in order to prevent the rotor core from rotating around the axis of the rotor shaft, the shaft fitting hole of the rotor core has a polygonal shape, and the outer peripheral shape of the rotor shaft (outer shaft) has a shape corresponding to the shaft fitting hole. It is also possible. According to such a method, since the keyway and the key member can be omitted, the rotor structure can be simplified.

しかしながら、ロータシャフトを構成するアウタシャフトの外周形状を多角形とする場合には、アウタシャフトの外周面を切削加工する等、アウタシャフトの製造に手間がかかり、ロータを容易に製造することができないという問題がある。   However, when the outer peripheral shape of the outer shaft constituting the rotor shaft is a polygon, it takes time to manufacture the outer shaft, such as cutting the outer peripheral surface of the outer shaft, and the rotor cannot be manufactured easily. There is a problem.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アウタシャフトの外周形状を容易に多角形状に形成することでき、ロータを安価に製造可能なロータ製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a rotor manufacturing method in which the outer peripheral shape of the outer shaft can be easily formed into a polygonal shape and the rotor can be manufactured at low cost. Objective.

本発明によれば、インナシャフト及び外周形状が多角形のアウタシャフトを用いてロータシャフトを形成し、アウタシャフトの外周にロータコアを挿入配置して、回転電機用ロータを製造するロータ製造方法が提供される。ロータ製造方法は、円筒部と、円筒部の内周面から内側に突出するフランジ板とを有する筒状素材を、外周形状が多角形の多角形マンドレルに設置する工程であって、円筒部の内側においてフランジ板の両端を一対の多角形マンドレルにより挟み込むことで、筒状素材を多角形マンドレルに配置する筒状素材配置工程と、筒状素材の軸心が回転中心となるように多角形マンドレルを回転させ、成形ローラを外側から円筒部に押し当てるとともに、成形ローラ又は多角形マンドレルを筒状素材の軸方向に移動させることで、円筒部の形状が多角形状となるよう成形し、多角形状の外周部と、外周部の内周面から内側に突出するフランジ部とを有するアウタシャフトを形成するアウタシャフト形成工程と、を備える。   According to the present invention, there is provided a rotor manufacturing method for manufacturing a rotor for a rotating electrical machine by forming a rotor shaft using an inner shaft and an outer shaft having a polygonal outer shape and inserting and arranging a rotor core on the outer periphery of the outer shaft. Is done. The rotor manufacturing method is a step of installing a cylindrical material having a cylindrical portion and a flange plate protruding inward from an inner peripheral surface of the cylindrical portion on a polygonal mandrel having an outer peripheral shape, A cylindrical material placement step for placing the cylindrical material on the polygonal mandrel by sandwiching both ends of the flange plate with a pair of polygonal mandrels on the inside, and a polygonal mandrel so that the axis of the cylindrical material is the center of rotation , The molding roller is pressed against the cylindrical part from the outside, and the molding roller or polygonal mandrel is moved in the axial direction of the cylindrical material, so that the cylindrical part is shaped into a polygonal shape. An outer shaft forming step of forming an outer shaft having an outer peripheral portion and a flange portion protruding inward from an inner peripheral surface of the outer peripheral portion.

本発明によれば、筒状素材の円筒部を成形ローラを用いて多角形状に成形するため、従来のように筒状素材等を切削加工する場合よりも容易に多角形状のアウタシャフトを形成することができる。その結果、多角形状のアウタシャフトを用いたロータを安価に製造することが可能となる。   According to the present invention, since the cylindrical portion of the cylindrical material is formed into a polygonal shape using the forming roller, the polygonal outer shaft is formed more easily than when the cylindrical material or the like is cut as in the prior art. be able to. As a result, a rotor using the polygonal outer shaft can be manufactured at low cost.

図1Aは、本発明の実施形態によるロータ製造方法によって製造されるロータの縦断面図である。FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a rotor manufactured by a rotor manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 図1Bは、図1Aのロータの側面図である。FIG. 1B is a side view of the rotor of FIG. 1A. 図2は、ロータ製造方法の流れを説明する工程図であるFIG. 2 is a process diagram illustrating the flow of the rotor manufacturing method. 図3Aは、円板状素材の斜視図である。FIG. 3A is a perspective view of a disk-shaped material. 図3Bは、円板状素材配置工程を説明するための図である。FIG. 3B is a diagram for explaining a disk-shaped material arrangement step. 図4は、筒状素材形成工程の前半工程を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the first half of the cylindrical material forming step. 図5は、筒状素材形成工程の後半工程を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the latter half of the cylindrical material forming step. 図6Aは、筒状素材配置工程において円筒状素材を多角形マンドレルに配置した状態を示す縦断面図である。FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a state in which a cylindrical material is arranged on a polygonal mandrel in the cylindrical material arrangement step. 図6Bは、多角形マンドレル及び円筒状素材を下側から見た時の下面図である。FIG. 6B is a bottom view of the polygonal mandrel and the cylindrical material as viewed from below. 図7Aは、アウタシャフト形成工程を説明するための図である。FIG. 7A is a view for explaining an outer shaft forming step. 図7Bは、アウタシャフト形成工程を説明するための図である。FIG. 7B is a diagram for explaining an outer shaft forming step. 図7Cは、アウタシャフトを示す平面図である。FIG. 7C is a plan view showing the outer shaft. 図8Aは、仕上げ工程を説明する図であって、アウタシャフトを多角形マンドレルに配置した状態を示す縦断面図である。FIG. 8A is a view for explaining a finishing process, and is a longitudinal sectional view showing a state in which an outer shaft is arranged on a polygonal mandrel. 図8Bは、仕上げ工程を説明する図であって、アウタシャフト及び多角形マンドレルを下側から見た時の下面図である。FIG. 8B is a diagram illustrating the finishing process, and is a bottom view when the outer shaft and the polygonal mandrel are viewed from below. 図9は、ロータコア配置工程を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the rotor core arrangement step. 図10は、端部加工工程を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the edge processing step.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1Aは、本発明の実施形態による製造方法を用いて製造されるロータ100の縦断面図である。図1Bは、ロータ100の側面図である。   FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a rotor 100 manufactured using a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a side view of the rotor 100.

図1A及び図1Bに示すロータ100は、電動モータや発電機として機能する回転電機の一部を構成する部材であって、環状のステータの内側に配置される回転部材である。ロータ100は、ロータシャフト10と、ロータシャフト10の外周に設けられるロータコア20と、を備える。   A rotor 100 illustrated in FIGS. 1A and 1B is a member that constitutes a part of a rotating electrical machine that functions as an electric motor or a generator, and is a rotating member that is disposed inside an annular stator. The rotor 100 includes a rotor shaft 10 and a rotor core 20 provided on the outer periphery of the rotor shaft 10.

ロータシャフト10は、インナシャフト11と、インナシャフト11の外周に嵌合するアウタシャフト12とから構成されている。   The rotor shaft 10 includes an inner shaft 11 and an outer shaft 12 that fits on the outer periphery of the inner shaft 11.

インナシャフト11は、円柱状部材であって、鍛造等の手法を用いて形成される。インナシャフト11の軸方向の略中央部位には、他の部位よりも外径が大きい突出部11Aが形成されている。インナシャフト11の突出部11Aは、アウタシャフト12と連結する連結部として機能する。突出部11Aは、インナシャフト11の中央部位ではなく、シャフト軸方向の所定の位置、例えば端部寄りの位置に形成されてもよい。また、突出部11Aを省略し、インナシャフト11を直接アウタシャフト12に連結してもよい。   The inner shaft 11 is a cylindrical member and is formed using a technique such as forging. A projecting portion 11A having a larger outer diameter than other portions is formed at a substantially central portion in the axial direction of the inner shaft 11. The protruding portion 11 </ b> A of the inner shaft 11 functions as a connecting portion that is connected to the outer shaft 12. The protruding portion 11A may be formed at a predetermined position in the shaft axial direction, for example, at a position closer to the end, instead of the central portion of the inner shaft 11. Further, the protruding portion 11A may be omitted, and the inner shaft 11 may be directly connected to the outer shaft 12.

アウタシャフト12は、軟鋼材により形成される筒状部材である。アウタシャフト12は、外周形状が六角形である角筒体として形成される外周部12Aと、外周部12Aの内周面から内側に突出する板状のフランジ部12Bと、を備える。外周部12Aはロータコア20を内側から支持する支持部材として機能し、フランジ部12Bはインナシャフト11と連結する連結部として機能する。   The outer shaft 12 is a cylindrical member formed of a mild steel material. The outer shaft 12 includes an outer peripheral portion 12A formed as a rectangular tube whose outer peripheral shape is a hexagon, and a plate-like flange portion 12B protruding inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 12A. The outer peripheral portion 12 </ b> A functions as a support member that supports the rotor core 20 from the inside, and the flange portion 12 </ b> B functions as a connecting portion that is connected to the inner shaft 11.

アウタシャフト12のフランジ部12Bの中心には、インナシャフト11が挿入される挿入孔12Cが形成されている。フランジ部12Bの挿入孔12Cにインナシャフト11の突出部11Aを挿入した状態で、挿入孔12Cと突出部11Aとの接続部位を溶接することで、インナシャフト11の外周にアウタシャフト12が固定される。   At the center of the flange portion 12B of the outer shaft 12, an insertion hole 12C into which the inner shaft 11 is inserted is formed. The outer shaft 12 is fixed to the outer periphery of the inner shaft 11 by welding the connecting portion between the insertion hole 12C and the protruding portion 11A in a state where the protruding portion 11A of the inner shaft 11 is inserted into the insertion hole 12C of the flange portion 12B. The

ロータコア20は、円板状の鋼板が積層された積層体であって、アウタシャフト12の外周部12Aを挿通させるための挿通孔21を有している。ロータコア20の外縁寄りの位置には複数の磁石挿入孔22が形成されており、これら磁石挿入孔22はロータコア20の周方向に沿って等間隔に配置されている。各磁石挿入孔22内には、複数の永久磁石23が直列的に挿入されている。なお、ロータ100では、磁石挿入孔22の数は12個に設定されているが、磁石挿入孔22の数は回転電機に要求される出力特性等に応じて任意に設定され得る。   The rotor core 20 is a laminate in which disc-shaped steel plates are laminated, and has an insertion hole 21 through which the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 is inserted. A plurality of magnet insertion holes 22 are formed at positions near the outer edge of the rotor core 20, and these magnet insertion holes 22 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotor core 20. In each magnet insertion hole 22, a plurality of permanent magnets 23 are inserted in series. In the rotor 100, the number of the magnet insertion holes 22 is set to 12, but the number of the magnet insertion holes 22 can be arbitrarily set according to output characteristics required for the rotating electrical machine.

ロータコア20は、挿通孔21を介して、アウタシャフト12の外周部12Aを囲むように配置される。ロータコア20の挿通孔21はアウタシャフト12の外周部12Aの形状と対応する形状(六角形状)として形成されているため、アウタシャフト12とロータコア20とが組み付けられた状態では、アウタシャフト12の外周部12Aに対するロータコア20のシャフト周方向変位が規制される。つまり、ロータ100では、ロータコア20がロータシャフト10(アウタシャフト12)の軸周りに回転することがない。   The rotor core 20 is disposed so as to surround the outer peripheral portion 12 </ b> A of the outer shaft 12 through the insertion hole 21. Since the insertion hole 21 of the rotor core 20 is formed as a shape (hexagonal shape) corresponding to the shape of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12, the outer periphery of the outer shaft 12 is in a state where the outer shaft 12 and the rotor core 20 are assembled. The shaft circumferential displacement of the rotor core 20 relative to the portion 12A is restricted. That is, in the rotor 100, the rotor core 20 does not rotate around the axis of the rotor shaft 10 (outer shaft 12).

次に、上記のように構成されるロータ100の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the rotor 100 configured as described above will be described.

図2は、本実施形態によるロータ100の製造方法の流れを説明する工程図である。   FIG. 2 is a process diagram illustrating the flow of the method for manufacturing the rotor 100 according to the present embodiment.

図2に示すように、ステップ101(S101)では、円板状素材から円筒状素材を形成する素材形成工程が実行される。   As shown in FIG. 2, in step 101 (S101), a material forming process for forming a cylindrical material from a disk-shaped material is executed.

S102では、前工程で形成された円筒状素材を多角形マンドレルに配置する筒状素材配置工程が実行される。その後、S103において、成形ローラを用いて円筒状素材の外周形状を多角形に成形することにより、円筒状素材からアウタシャフト12を形成するアウタシャフト形成工程が実行される。S104では、アウタシャフト12の外周形状を仕上げローラにより整える仕上げ工程が実行される。   In S102, a cylindrical material placement step is performed in which the cylindrical material formed in the previous step is placed on a polygonal mandrel. Thereafter, in S103, an outer shaft forming step of forming the outer shaft 12 from the cylindrical material is performed by forming the outer peripheral shape of the cylindrical material into a polygon using a forming roller. In S104, a finishing process for adjusting the outer peripheral shape of the outer shaft 12 with a finishing roller is executed.

S105では、仕上げ加工されたアウタシャフト12にインナシャフト11を連結し、ロータシャフト10を組み立てるロータシャフト組立工程が実行される。   In S105, the inner shaft 11 is connected to the finished outer shaft 12, and the rotor shaft assembling step for assembling the rotor shaft 10 is executed.

S106では、ロータシャフト10を構成するアウタシャフト12の外周部12Aにロータコア20を挿入配置するロータコア配置工程が実行される。その後、S107では、ロータコア20が装着された状態のロータシャフト10においてアウタシャフト12の外周部12Aの端部を外側に折り曲げる端部加工工程が実行される。このようにアウタシャフト12に端部加工を施すことにより、アウタシャフト12からのロータコア20の抜けを防止することができる。   In S106, the rotor core arrangement | positioning process which inserts and arranges the rotor core 20 in the outer peripheral part 12A of the outer shaft 12 which comprises the rotor shaft 10 is performed. Thereafter, in S107, an end machining step is performed in which the end of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 is bent outward in the rotor shaft 10 with the rotor core 20 mounted. In this way, the end portion of the outer shaft 12 is processed to prevent the rotor core 20 from coming off from the outer shaft 12.

上記したS101〜S107の工程を経ることにより、インナシャフト11及びアウタシャフト12を有するロータシャフト10と、当該ロータシャフト10の外周に設けられるロータコア20と、を備える回転電機用のロータ100が製造される。   Through the steps S101 to S107 described above, the rotor 100 for a rotating electrical machine including the rotor shaft 10 having the inner shaft 11 and the outer shaft 12 and the rotor core 20 provided on the outer periphery of the rotor shaft 10 is manufactured. The

以下では、図3A〜図8Bを参照して、アウタシャフト12を製造する工程である素材形成工程(S101)、筒状素材配置工程(S102)、アウタシャフト形成工程(S103)、及び仕上げ工程(S104)について詳細に説明する。   Below, with reference to FIG. 3A-FIG. 8B, the raw material formation process (S101) which is a process of manufacturing the outer shaft 12, a cylindrical raw material arrangement | positioning process (S102), an outer shaft formation process (S103), and a finishing process ( S104) will be described in detail.

素材形成工程は、図3Aに示すような円板状素材200を用いて、アウタシャフト12の素材となる円筒状素材を形成する工程である。円板状素材200は、板材から切り出された円板であって、中心部分に貫通孔を備える部材である。   The material forming step is a step of forming a cylindrical material that is a material of the outer shaft 12 using the disk-shaped material 200 as shown in FIG. 3A. The disc-shaped material 200 is a disc cut out from a plate material, and is a member provided with a through hole in the center portion.

図2に示すように、素材形成工程S101は、円板状素材配置工程S101Aと、筒状素材形成工程S101Bとを含んでいる。   As shown in FIG. 2, the material forming step S101 includes a disk-shaped material arranging step S101A and a cylindrical material forming step S101B.

図3Bに示すように、円板状素材配置工程では、円板状素材200の両端中央部分を一対の円柱状マンドレル301,302により挟み込むことで、円板状素材200が円柱状マンドレル301,302間に配置される。円柱状マンドレル301の中心には、ピン303が円柱状マンドレル301の端面から突出するように設けられている。円板状素材200がセットされた状態では、円柱状マンドレル301のピン303は、円板状素材200の貫通孔を通じて円柱状マンドレル302の中央孔304に挿入される。これにより、円柱状マンドレル301,302間に配置される円板状素材200の芯出しを行うことができ、円柱状マンドレル301,302の軸心と円板状素材200の軸心とを一致させることが可能となる。   As shown in FIG. 3B, in the disk-shaped material arrangement step, the disk-shaped material 200 is inserted into the columnar mandrels 301 and 302 by sandwiching the center portions of both ends of the disk-shaped material 200 between the pair of columnar mandrels 301 and 302. Arranged between. A pin 303 is provided at the center of the cylindrical mandrel 301 so as to protrude from the end face of the cylindrical mandrel 301. In a state where the disc-shaped material 200 is set, the pin 303 of the cylindrical mandrel 301 is inserted into the central hole 304 of the cylindrical mandrel 302 through the through-hole of the disc-shaped material 200. Thereby, centering of the disk-shaped material 200 arrange | positioned between the cylindrical mandrels 301 and 302 can be performed, and the axial center of the cylindrical mandrels 301 and 302 and the axial center of the disk-shaped material 200 are made to correspond. It becomes possible.

なお、円柱状マンドレル301,302の外径は、円板状素材200の外径よりも小さく設定されている。   The outer diameters of the cylindrical mandrels 301 and 302 are set to be smaller than the outer diameter of the disk-shaped material 200.

次に、図4及び図5を参照して、図2における筒状素材形成工程S101Bについて説明する。   Next, the cylindrical material forming step S101B in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、筒状素材形成工程では、円板状素材200の軸心が回転中心となるように円柱状マンドレル301,302を回転させ、一対の加工ローラ311,312を外側から円板状素材200の外周面に押し当てる。加工ローラ311,312を円柱状マンドレル301,302の回転中心に向かって近付けることにより、円柱状マンドレル301,302の外側に位置する円板状素材200の外周部位が図中上下に列開される。   As shown in FIG. 4, in the cylindrical material forming step, the cylindrical mandrels 301 and 302 are rotated so that the axis of the disk-shaped material 200 is the center of rotation, and the pair of processing rollers 311 and 312 are circularly moved from the outside. Press against the outer peripheral surface of the plate material 200. By bringing the processing rollers 311 and 312 closer to the center of rotation of the cylindrical mandrels 301 and 302, the outer peripheral portion of the disk-shaped material 200 positioned outside the cylindrical mandrels 301 and 302 is lined up and down in the figure. .

なお、図4では、円板状素材200を列開するために加工ローラを2つ設けたが、加工ローラの数は1以上であればよい。   In FIG. 4, two processing rollers are provided to line up the disk-shaped material 200, but the number of processing rollers may be one or more.

円板状素材200に加工ローラ311,312を押し当てて当該円板状素材200の外周部位を列開させた後に、筒状素材形成工程では、図5に示すように加工ローラ311,312を円板状素材200の軸方向に移動させることで、円板状素材200の外周部位をしごき成形する。しごき成形の際、加工ローラ311,312は、円柱状マンドレル301,302との間隔が一定となるように位置調整されるとともに、円板状素材200の軸方向に沿って図中上下に往復動するように駆動される。このしごき成形により、円板状素材200の列開された部位が円柱状マンドレル301,302の外周形状に対応した円筒状に成形される。   After the processing rollers 311 and 312 are pressed against the disc-shaped material 200 to open the outer peripheral portion of the disc-shaped material 200, the processing rollers 311 and 312 are moved as shown in FIG. By moving the disk-shaped material 200 in the axial direction, the outer peripheral portion of the disk-shaped material 200 is ironed. At the time of ironing, the processing rollers 311 and 312 are adjusted in position so that the distance from the cylindrical mandrels 301 and 302 is constant, and reciprocate up and down in the drawing along the axial direction of the disk-shaped material 200. To be driven. By this ironing, the opened portions of the disk-shaped material 200 are formed into a cylindrical shape corresponding to the outer peripheral shape of the columnar mandrels 301 and 302.

なお、しごき成形においては、加工ローラ311,312と円柱状マンドレル301,302の両方を軸方向に移動させるようにしてもよいし、円柱状マンドレル301,302のみを軸方向に移動させるようにしてもよい。   In the ironing, both the processing rollers 311 and 312 and the cylindrical mandrels 301 and 302 may be moved in the axial direction, or only the cylindrical mandrels 301 and 302 may be moved in the axial direction. Also good.

上述した筒状素材形成工程を経て、円筒部401と、円筒部401の内周面から内側に突出するフランジ板402とを有する円筒状素材400が形成される。フランジ板402は、円板状素材200の中央部分に相当する部位であって、円柱状マンドレル301,302によって挟み込まれていた部位である。したがって、フランジ板402は、その中心に貫通孔403を有している。   Through the cylindrical material forming step described above, a cylindrical material 400 having a cylindrical portion 401 and a flange plate 402 protruding inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 401 is formed. The flange plate 402 is a portion corresponding to the central portion of the disc-shaped material 200 and is a portion sandwiched between the cylindrical mandrels 301 and 302. Therefore, the flange plate 402 has a through hole 403 at the center thereof.

なお、筒状素材形成工程では、加工ローラ311,312は円板状素材200に押し当てられることにより円板状素材200の回転に連れ回されて回転する。加工ローラ311,312は、従動的に回転するように構成されるのではなく、円板状素材200の回転と同期して回転駆動されるように構成されてもよい。このように加工ローラ311,312を回転駆動することにより、より精度の高い成形加工を行うことが可能となる。   In the cylindrical material forming process, the processing rollers 311 and 312 are rotated by the rotation of the disk-shaped material 200 by being pressed against the disk-shaped material 200. The processing rollers 311 and 312 may not be configured to rotate in a driven manner, but may be configured to be driven to rotate in synchronization with the rotation of the disk-shaped material 200. By rotating the processing rollers 311 and 312 in this manner, it becomes possible to perform a molding process with higher accuracy.

次に、図6A〜図8Bを参照して、図2における筒状素材配置工程S102、アウタシャフト形成工程S103、及び仕上げ工程S104について詳細に説明する。   Next, the cylindrical material arrangement step S102, the outer shaft formation step S103, and the finishing step S104 in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 8B.

図6Aは、筒状素材配置工程において円筒状素材400を多角形マンドレル501,502に配置した状態を示す縦断面図である。図6Bは、多角形マンドレル501及び円筒状素材400を下側から見た時の下面図である。   FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a state in which the cylindrical material 400 is arranged on the polygonal mandrels 501 and 502 in the cylindrical material arrangement step. FIG. 6B is a bottom view when the polygonal mandrel 501 and the cylindrical material 400 are viewed from below.

図6Aに示すように、筒状素材配置工程は、円筒状素材400を、外周形状が六角形の多角形マンドレル501,502に設置する工程である。この工程では、円筒部401の内側においてフランジ板402の両端を一対の多角形マンドレル501,502により挟み込むことで、円筒状素材400が多角形マンドレル501,502に配置される。   As shown to FIG. 6A, a cylindrical raw material arrangement | positioning process is a process of installing the cylindrical raw material 400 in the polygonal mandrels 501 and 502 whose outer peripheral shape is a hexagon. In this step, the cylindrical material 400 is arranged on the polygonal mandrels 501 and 502 by sandwiching both ends of the flange plate 402 between the pair of polygonal mandrels 501 and 502 inside the cylindrical portion 401.

図6Bに示すように、多角形マンドレル501,502は、円筒状素材400が多角形マンドレル501,502にセットされた状態において、多角形マンドレル501,502の角部が円筒状素材400の円筒部401の内周面に接するように構成されている。また、図6Aに示すように、多角形マンドレル501,502は、円筒状素材400の円筒部401の内側から軸方向外側に突出するように構成されている。   As shown in FIG. 6B, the polygonal mandrels 501 and 502 are configured such that the corners of the polygonal mandrels 501 and 502 are cylindrical portions of the cylindrical material 400 when the cylindrical material 400 is set on the polygonal mandrels 501 and 502. It is comprised so that the inner peripheral surface of 401 may be touched. As shown in FIG. 6A, the polygonal mandrels 501 and 502 are configured to protrude from the inside of the cylindrical portion 401 of the cylindrical material 400 outward in the axial direction.

多角形マンドレル501の中心には、ピン503が多角形マンドレル501の端面から突出するように設けられている。円筒状素材400がセットされた状態では、多角形マンドレル501のピン503は、円筒状素材400の貫通孔403を通じて多角形マンドレル502の中央孔504に挿入される。これにより、多角形マンドレル501,502間に配置される円筒状素材400の芯出しを行うことができ、多角形マンドレル501,502の軸心と円筒状素材400の軸心とを一致させることが可能となる。   A pin 503 is provided at the center of the polygonal mandrel 501 so as to protrude from the end surface of the polygonal mandrel 501. In a state where the cylindrical material 400 is set, the pin 503 of the polygonal mandrel 501 is inserted into the central hole 504 of the polygonal mandrel 502 through the through hole 403 of the cylindrical material 400. Thereby, the cylindrical material 400 disposed between the polygonal mandrels 501 and 502 can be centered, and the axis of the polygonal mandrels 501 and 502 can be aligned with the axis of the cylindrical material 400. It becomes possible.

図7A及び図7Bを参照して、筒状素材配置工程後に実行されるアウタシャフト形成工程について説明する。   With reference to FIG. 7A and 7B, the outer shaft formation process performed after a cylindrical raw material arrangement | positioning process is demonstrated.

図7Aに示すように、アウタシャフト形成工程では、円筒状素材400の軸心が回転中心となるように多角形マンドレル501,502を回転させ、一対の成形ローラ511,512を外側から円筒状素材400の円筒部401に押し当てるとともに、成形ローラ511,512を円筒状素材400の軸方向に移動させることで、円筒状素材400の円筒部401を逐次成形する。逐次成形の際、成形ローラ511,512は、図7Bに示すように多角形マンドレル501,502との間隔が所定間隔となるように位置調整されるとともに、図7Aに示すように軸方向に沿って図中上下に往復動するように駆動される。この逐次成形により、円筒状素材400の円筒部401が図7Bに示すように多角形マンドレル501,502の外周形状に対応した六角形状に成形される。   As shown in FIG. 7A, in the outer shaft forming step, the polygonal mandrels 501 and 502 are rotated so that the axial center of the cylindrical material 400 is the center of rotation, and the pair of forming rollers 511 and 512 is turned from the outside to the cylindrical material. The cylindrical portion 401 of the cylindrical material 400 is sequentially molded by being pressed against the cylindrical portion 401 of 400 and moving the forming rollers 511 and 512 in the axial direction of the cylindrical material 400. At the time of sequential forming, the forming rollers 511 and 512 are adjusted so that the distance between the forming rollers 511 and 512 and the polygonal mandrels 501 and 502 is a predetermined distance as shown in FIG. 7B and along the axial direction as shown in FIG. 7A. Are driven to reciprocate up and down in the figure. By this sequential forming, the cylindrical portion 401 of the cylindrical material 400 is formed into a hexagonal shape corresponding to the outer peripheral shape of the polygonal mandrels 501 and 502 as shown in FIG. 7B.

なお、逐次成形においては、成形ローラ511,512と多角形マンドレル501,502の両方を軸方向に移動させるようにしてもよいし、多角形マンドレル501,502のみを軸方向に移動させるようにしてもよい。   In sequential molding, both the forming rollers 511 and 512 and the polygonal mandrels 501 and 502 may be moved in the axial direction, or only the polygonal mandrels 501 and 502 may be moved in the axial direction. Also good.

上述したアウタシャフト形成工程を経て、図7Cに示すように、六角形状の外周部12Aと、外周部12Aの内周面から内側に突出するフランジ部12Bとを有するアウタシャフト12が形成される。フランジ部12Bは円筒状素材400のフランジ板402に相当する部位であり、フランジ部12Bの挿入孔12Cはフランジ板402の貫通孔403に相当する部位である。   Through the outer shaft formation step described above, as shown in FIG. 7C, the outer shaft 12 having a hexagonal outer peripheral portion 12A and a flange portion 12B protruding inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 12A is formed. The flange portion 12B is a portion corresponding to the flange plate 402 of the cylindrical material 400, and the insertion hole 12C of the flange portion 12B is a portion corresponding to the through hole 403 of the flange plate 402.

なお、アウタシャフト形成工程では、成形ローラ511,512は円筒状素材400に押し当てられることにより円筒状素材400の回転に連れ回されて回転する。成形ローラ511,512は、従動的に回転するように構成されるのではなく、円筒状素材400の回転と同期して回転駆動されるように構成されてもよい。このように成形ローラ511,512を回転駆動することにより、より精度の高い成形加工を行うことが可能となる。   In the outer shaft forming step, the forming rollers 511 and 512 are rotated by the rotation of the cylindrical material 400 by being pressed against the cylindrical material 400. The forming rollers 511 and 512 may be configured to be driven to rotate in synchronization with the rotation of the cylindrical material 400, instead of being configured to rotate in a driven manner. Thus, by rotating the forming rollers 511 and 512, it becomes possible to perform a more accurate forming process.

また、図7A及び図7Bでは、逐次成形を実行するために成形ローラを2つ設けたが、成形ローラの数は1以上であればよい。   In FIGS. 7A and 7B, two forming rollers are provided to perform sequential forming, but the number of forming rollers may be one or more.

次に、図8A及び8Bを参照して、仕上げ工程について説明する。図8Aは、アウタシャフト12を多角形マンドレル501,502に配置した状態を示す縦断面図である。図8Bは、多角形マンドレル501及びアウタシャフト12を下側から見た時の下面図である。   Next, the finishing process will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A is a longitudinal sectional view showing a state in which the outer shaft 12 is disposed on the polygonal mandrels 501 and 502. FIG. 8B is a bottom view of the polygonal mandrel 501 and the outer shaft 12 as viewed from below.

仕上げ工程は、アウタシャフト形成工程の後に実行される工程であって、アウタシャフト12の外周部12Aの形状(表面性状)を整えるための工程である。   A finishing process is a process performed after an outer shaft formation process, Comprising: It is a process for adjusting the shape (surface property) of the outer peripheral part 12A of the outer shaft 12. FIG.

図8Aに示すように、仕上げ工程では、アウタシャフト12が配置された多角形マンドレル501,502を軸心を中心に回転させ、仕上げローラ513を外側からアウタシャフト12の外周部12Aに押し当てるとともに、仕上げローラ513をアウタシャフト12の軸方向に移動させることで、アウタシャフト12の外周部12Aの表面がより平坦な面となるように仕上げ成形を行う。仕上げローラ513は上述した加工ローラ311,312及び成形ローラ511,512よりも小径のローラであり、仕上げローラ513の直径は加工ローラ311,312及び成形ローラ511,512の直径よりも小さく設定されている。   As shown in FIG. 8A, in the finishing process, the polygonal mandrels 501 and 502 on which the outer shaft 12 is arranged are rotated around the axis, and the finishing roller 513 is pressed against the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 from the outside. Then, the finishing roller 513 is moved in the axial direction of the outer shaft 12 to perform finish molding so that the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 has a flatter surface. The finishing roller 513 is a roller having a smaller diameter than the processing rollers 311 and 312 and the forming rollers 511 and 512, and the diameter of the finishing roller 513 is set smaller than the diameters of the processing rollers 311 and 312 and the forming rollers 511 and 512. Yes.

図8A及び図8Bに示すように、仕上げローラ513は、多角形マンドレル501,502との間隔が所定間隔となるように位置調整されるとともに、軸方向に沿って図中上下に往復動するように駆動される。但し、仕上げ工程では、アウタシャフト12の軸方向における外周部12Aの一方側の端部(図8Aにおける上側端部)が外周部12Aの他の部位よりも径方向外側に突出する突出部12Dとして形成されるように、仕上げローラ513の移動範囲(往復動領域)が調整される。   As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, the finishing roller 513 is adjusted so that the distance from the polygonal mandrels 501 and 502 is a predetermined distance, and reciprocates up and down in the figure along the axial direction. Driven by. However, in the finishing process, one end of the outer peripheral portion 12A in the axial direction of the outer shaft 12 (upper end in FIG. 8A) is a protruding portion 12D that protrudes radially outward from the other portion of the outer peripheral portion 12A. The moving range (reciprocating region) of the finishing roller 513 is adjusted so as to be formed.

なお、仕上げ成形においては、仕上げローラ513と多角形マンドレル501,502の両方を軸方向に移動させるようにしてもよいし、多角形マンドレル501,502のみを軸方向に移動させるようにしてもよい。また、仕上げローラ513は、従動的に回転するように構成されるのではなく、アウタシャフト12の回転と同期して回転駆動されるように構成されてもよい。このように仕上げローラ513を回転駆動することにより、より精度の高い仕上げ成形を行うことが可能となる。   In finish molding, both the finishing roller 513 and the polygonal mandrels 501 and 502 may be moved in the axial direction, or only the polygonal mandrels 501 and 502 may be moved in the axial direction. . Further, the finishing roller 513 may be configured to be driven to rotate in synchronization with the rotation of the outer shaft 12 instead of being configured to rotate in a driven manner. By rotating the finishing roller 513 in this way, it is possible to perform finish molding with higher accuracy.

さらに、図8A及び図8Bでは、仕上げ成形を実行するために仕上げローラを1つ設けたが、仕上げローラの数は2以上であってもよい。   Further, in FIG. 8A and FIG. 8B, one finishing roller is provided to perform finish molding, but the number of finishing rollers may be two or more.

上述した仕上げ工程後には図2に示したロータシャフト組立工程S105が実行され、アウタシャフト12とインナシャフト11とが連結される。この組み立て工程では、アウタシャフト12の挿入孔12Cとインナシャフト11の突出部11Aとの接続部位が溶接されることで、インナシャフト11の外周にアウタシャフト12が固定される。   After the finishing process described above, the rotor shaft assembly process S105 shown in FIG. 2 is performed, and the outer shaft 12 and the inner shaft 11 are connected. In this assembly process, the outer shaft 12 is fixed to the outer periphery of the inner shaft 11 by welding a connection portion between the insertion hole 12 </ b> C of the outer shaft 12 and the protruding portion 11 </ b> A of the inner shaft 11.

続いて、図9を参照して、図2におけるロータコア配置工程S106について詳細に説明する。   Subsequently, the rotor core arrangement step S106 in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG.

ロータコア配置工程では、筒状のロータコア20内にアウタシャフト12の外周部12Aを挿し入れ、ロータコア20を外周部12Aの他端部側から一端部に向けて外周部12Aの突出部12Dに当接するまで移動させる。これにより、ロータコア20がアウタシャフト12の外周部12Aに対して挿入配置される。   In the rotor core arrangement step, the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 is inserted into the cylindrical rotor core 20, and the rotor core 20 is brought into contact with the protruding portion 12D of the outer peripheral portion 12A from the other end portion side of the outer peripheral portion 12A toward one end portion. To move. Thereby, the rotor core 20 is inserted and arranged with respect to the outer peripheral portion 12 </ b> A of the outer shaft 12.

アウタシャフト12の一端部に形成される突出部12Dは、アウタシャフト12の外周部12Aに配置されるロータコア20の軸方向の移動を規制するストッパとして機能する。   The protrusion 12D formed at one end of the outer shaft 12 functions as a stopper that restricts the axial movement of the rotor core 20 disposed on the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12.

なお、ロータコア20がロータシャフト10に配置された状態では、アウタシャフト12の外周部12Aの一端部(先端部)は、ロータコア20の内部から軸方向外側に突出している。   In the state where the rotor core 20 is disposed on the rotor shaft 10, one end portion (tip portion) of the outer peripheral portion 12 </ b> A of the outer shaft 12 protrudes outward in the axial direction from the inside of the rotor core 20.

次に、図10を参照して、図2における端部加工工程S107について詳細に説明する。   Next, with reference to FIG. 10, the end portion processing step S107 in FIG. 2 will be described in detail.

端部加工工程では、ロータコア20が装着された状態のロータシャフト10を軸心を中心として回転させ、アウタシャフト12の外周部12Aの一端部(先端部)にかしめローラ514を押し当てる。かしめローラ514を押し当てることにより、アウタシャフト12の外周部12Aの先端部を径方向外側に曲げ加工するかしめ成形が行われる。   In the end portion machining step, the rotor shaft 10 with the rotor core 20 mounted thereon is rotated around the axis, and the caulking roller 514 is pressed against one end portion (tip portion) of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12. By pressing the caulking roller 514, caulking is performed to bend the distal end portion of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 radially outward.

このようにアウタシャフト12の先端部に端部加工を施すことで、かしめ成形されたアウタシャフト12の先端部と当該外周部12Aの他端部に位置する突出部12Dとによりロータコア20を挟み込むことができ、アウタシャフト12からのロータコア20の抜けが防止される。   In this way, the end portion of the outer shaft 12 is subjected to end processing, whereby the rotor core 20 is sandwiched between the end portion of the caulked outer shaft 12 and the protruding portion 12D located at the other end of the outer peripheral portion 12A. The rotor core 20 can be prevented from coming off from the outer shaft 12.

上記したS101〜S107の工程を経ることにより、図1A及び図1Bに示すような回転電機用のロータ100が製造される。   Through the steps S101 to S107 described above, the rotor 100 for a rotating electrical machine as shown in FIGS. 1A and 1B is manufactured.

上記した本実施形態によるロータ100の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the method for manufacturing the rotor 100 according to the above-described embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態によるロータ100の製造方法は、インナシャフト11及び外周形状が多角形のアウタシャフト12を用いてロータシャフト10を形成し、アウタシャフト12の外周にロータコア20を挿入配置して、回転電機用ロータを製造する方法である。ロータ100の製造方法は、筒状素材配置工程と、アウタシャフト形成工程とを有している。筒状素材配置工程は、円筒部401と、円筒部401の内周面から内側に突出するフランジ板402とを有する円筒状素材400を、外周形状が多角形の多角形マンドレル501,502に設置する工程である。筒状素材配置工程では、円筒部401の内側においてフランジ板402の両端を一対の多角形マンドレル501,502により挟み込むことで、円筒状素材400が多角形マンドレル501,502に配置される。そして、アウタシャフト形成工程では、円筒状素材400の軸心が回転中心となるように多角形マンドレル501,502を回転させ、成形ローラ511,512を外側から円筒部401に押し当てるとともに円筒状素材400の軸方向に移動させることで、円筒部401の形状が多角形状となるよう成形する。これにより、多角形状の外周部12Aと、外周部12Aの内周面から内側に突出するフランジ部12Bとを有するアウタシャフト12が形成される。   In the method of manufacturing the rotor 100 according to the present embodiment, the rotor shaft 10 is formed using the inner shaft 11 and the outer shaft 12 having a polygonal outer periphery, and the rotor core 20 is inserted and disposed on the outer periphery of the outer shaft 12. This is a method for manufacturing a rotor for an automobile. The method for manufacturing the rotor 100 includes a cylindrical material arranging step and an outer shaft forming step. In the cylindrical material placement step, a cylindrical material 400 having a cylindrical portion 401 and a flange plate 402 protruding inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 401 is placed on the polygonal mandrels 501 and 502 whose outer peripheral shapes are polygons. It is a process to do. In the cylindrical material placement step, the cylindrical material 400 is placed on the polygonal mandrels 501 and 502 by sandwiching both ends of the flange plate 402 between the pair of polygonal mandrels 501 and 502 inside the cylindrical portion 401. In the outer shaft forming step, the polygonal mandrels 501 and 502 are rotated so that the axial center of the cylindrical material 400 is the center of rotation, and the forming rollers 511 and 512 are pressed against the cylindrical portion 401 from the outside and the cylindrical material. By moving in the axial direction of 400, the cylindrical portion 401 is shaped so as to have a polygonal shape. Thereby, the outer shaft 12 having the polygonal outer peripheral portion 12A and the flange portion 12B protruding inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 12A is formed.

上述したロータ製造方法によれば、ロータ製造の際に円筒状素材400の円筒部401を成形ローラ511,512を用いて多角形状に成形するため、従来のように筒状素材等を切削加工する場合よりも容易に多角形状のアウタシャフト12を形成することができる。その結果、多角形状のアウタシャフト12を用いたロータ100を安価に製造することが可能となる。   According to the rotor manufacturing method described above, since the cylindrical portion 401 of the cylindrical material 400 is formed into a polygonal shape using the forming rollers 511 and 512 at the time of manufacturing the rotor, the cylindrical material or the like is cut as in the past. The polygonal outer shaft 12 can be formed more easily than the case. As a result, the rotor 100 using the polygonal outer shaft 12 can be manufactured at low cost.

本実施形態によるロータ製造方法は、前述の筒状素材配置工程より前に、円筒状素材400を形成する素材形成工程をさらに有している。素材形成工程は、円板状素材配置工程と筒状素材形成工程とを含んでいる。   The rotor manufacturing method according to the present embodiment further includes a material forming step for forming the cylindrical material 400 before the above-described cylindrical material arranging step. The material forming process includes a disk-shaped material arranging process and a cylindrical material forming process.

円板状素材配置工程では、円板状素材200の両端中央部分を一対の円柱状マンドレル301,302により挟み込むことで、円板状素材200が円柱状マンドレル301,302に配置される。そして、筒状素材形成工程では、円板状素材200の軸心が回転中心となるように円柱状マンドレル301,302を回転させ、加工ローラ311,312を外側から円板状素材200の外周面に押し当てた後、加工ローラ311,312を円板状素材200の軸方向に移動させる。これにより、円柱状マンドレル301,302の外側に位置する円板状素材200の外周部位が円筒状に成形され、円筒部401及びフランジ板402を有する円筒状素材400が形成される。   In the disk-shaped material arrangement step, the disk-shaped material 200 is arranged on the columnar mandrels 301 and 302 by sandwiching the center portions of both ends of the disk-shaped material 200 between the pair of columnar mandrels 301 and 302. In the cylindrical material forming step, the cylindrical mandrels 301 and 302 are rotated so that the axis of the disk-shaped material 200 is the center of rotation, and the processing rollers 311 and 312 are moved from the outside to the outer peripheral surface of the disk-shaped material 200. Then, the processing rollers 311 and 312 are moved in the axial direction of the disc-shaped material 200. Thereby, the outer peripheral part of the disc-shaped material 200 located outside the columnar mandrels 301 and 302 is formed into a cylindrical shape, and the cylindrical material 400 having the cylindrical portion 401 and the flange plate 402 is formed.

上述の通り、ロータ製造方法では、円板状素材200から筒状素材400が形成され、筒状素材400から多角形状のアウタシャフト12が形成される。したがって、アウタシャフト12の基となる素材としては単純な形状の円板状素材200を準備するだけでよく、素材準備にかかる手間を低減することができ、製造コストを低減することが可能となる。筒状素材400を鍛造や鋳造等により形成することも考えられるが、このような手法を用いる場合には金型の準備等が必要となり、素材準備に手間がかかり、製造コストの低減効果が低くなる。   As described above, in the rotor manufacturing method, the cylindrical material 400 is formed from the disk-shaped material 200, and the polygonal outer shaft 12 is formed from the cylindrical material 400. Therefore, it is only necessary to prepare a disk-shaped material 200 having a simple shape as a material on which the outer shaft 12 is based, and it is possible to reduce time and effort required for material preparation and to reduce manufacturing costs. . It is conceivable to form the tubular material 400 by forging, casting, or the like. However, when such a method is used, it is necessary to prepare a mold and the like, and it takes time to prepare the material, and the effect of reducing the manufacturing cost is low. Become.

さらに、ロータ100の製造方法は、アウタシャフト形成工程の後に仕上げ成形を行う仕上げ工程を有している。仕上げ工程では、アウタシャフト12が配置された多角形マンドレル501,502を回転させ、成形ローラ511,512よりも小径の仕上げローラ513を外側からアウタシャフト12に押し当てるとともに軸方向に移動させることで、アウタシャフト12の外周形状の仕上げ成形が実行される。   Further, the method for manufacturing the rotor 100 includes a finishing process in which finish molding is performed after the outer shaft forming process. In the finishing process, the polygonal mandrels 501 and 502 on which the outer shaft 12 is arranged are rotated, and the finishing roller 513 having a smaller diameter than the forming rollers 511 and 512 is pressed against the outer shaft 12 from the outside and moved in the axial direction. Then, finish molding of the outer peripheral shape of the outer shaft 12 is performed.

このように、小径の仕上げローラ513を用いて仕上げ成形を行うことで、アウタシャフト12の外形に関する寸法精度を高めることができる。その結果、ロータ100の生産性を向上させることが可能となる。   As described above, by performing the finish molding using the small-diameter finishing roller 513, the dimensional accuracy regarding the outer shape of the outer shaft 12 can be increased. As a result, the productivity of the rotor 100 can be improved.

さらに、仕上げ工程では、アウタシャフト12の軸方向における外周部12Aの一端部が外周部12Aの他の部位よりも径方向外側に突出する突出部12Dとして形成されるように仕上げ成形が行われる。突出部12Dは、アウタシャフト12の外周部12Aの一部として一体形成され、外周部12Aに配置されるロータコア20の軸方向の移動を規制するストッパとして機能する。このようにロータコア20の移動を規制するストッパをアウタシャフト12に一体形成することで、ストッパ部材を別途用意する必要がなく、ロータ100の製造コストを低減することが可能となる。   Further, in the finishing step, finish molding is performed such that one end portion of the outer peripheral portion 12A in the axial direction of the outer shaft 12 is formed as a protruding portion 12D protruding outward in the radial direction from other portions of the outer peripheral portion 12A. The protruding portion 12D is integrally formed as a part of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12, and functions as a stopper that restricts the axial movement of the rotor core 20 disposed on the outer peripheral portion 12A. By thus integrally forming the stopper for restricting the movement of the rotor core 20 on the outer shaft 12, it is not necessary to prepare a stopper member separately, and the manufacturing cost of the rotor 100 can be reduced.

さらに、ロータ100の製造方法は、ロータコア配置工程と端部加工工程とを有している。ロータコア配置工程では、アウタシャフト12のフランジ部12Bにインナシャフト11を連結して構成されたロータシャフト10において、アウタシャフト12の外周部12Aの他端部側から一端部に向けて外周部12Aにロータコア20が挿入配置される。そして、端部加工工程では、ロータコア20が配置された外周部12Aの他端部を外側に向けて変形させる。このようにアウタシャフト12に対して端部加工を施すことで、曲げ変形されたアウタシャフト12の先端部と当該外周部12Aの他端部に位置する突出部12Dとにより、ロータコア20を挟み込むことができ、アウタシャフト12からのロータコア20の抜けをより確実に防止することが可能となる。また、ロータコア20の抜けを防止するためのストッパ部材を別途用意する必要がなく、ロータ100の製造コストを低減することが可能となる。   Furthermore, the manufacturing method of the rotor 100 has a rotor core arrangement | positioning process and an edge part manufacturing process. In the rotor core arrangement step, in the rotor shaft 10 configured by connecting the inner shaft 11 to the flange portion 12B of the outer shaft 12, the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 extends from the other end portion toward the one end portion toward the outer peripheral portion 12A. The rotor core 20 is inserted and arranged. In the end portion machining step, the other end portion of the outer peripheral portion 12A where the rotor core 20 is disposed is deformed outward. In this way, by performing end processing on the outer shaft 12, the rotor core 20 is sandwiched between the bent end portion of the outer shaft 12 and the protruding portion 12D located at the other end of the outer peripheral portion 12A. It is possible to prevent the rotor core 20 from coming off from the outer shaft 12 more reliably. Further, it is not necessary to separately prepare a stopper member for preventing the rotor core 20 from coming off, and the manufacturing cost of the rotor 100 can be reduced.

本発明は、上記の実施形態に限定されず、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本実施形態では、アウタシャフト12の外周部12Aの形状及びロータコア20の挿通孔21の形状を、六角形状に形成しているが、三角形や四角形、五角形等の多角形状であってもよい。したがって、多角形マンドレル501,502は、アウタシャフト12に要求される形状のマンドレルが使用される。   In the present embodiment, the shape of the outer peripheral portion 12A of the outer shaft 12 and the shape of the insertion hole 21 of the rotor core 20 are formed in a hexagonal shape, but may be a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, or a pentagon. Accordingly, the mandrels having the shape required for the outer shaft 12 are used as the polygonal mandrels 501 and 502.

本実施形態では、図2に示すように、仕上げ加工後にロータシャフト組立工程を実行している。しかしながら、素材形成工程直後の円筒状素材400にインナシャフト11を組み付けてもよいし、アウタシャフト形成工程直後のアウタシャフト12にインナシャフト11を組み付けてもよい。このようにインナシャフト11を組み付ける場合、筒状素材配置工程、アウタシャフト形成工程、仕上げ工程では、インナシャフト11を挿通させるための挿通孔を有する多角形マンドレルが使用される。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the rotor shaft assembling process is executed after finishing. However, the inner shaft 11 may be assembled to the cylindrical material 400 immediately after the material forming process, or the inner shaft 11 may be assembled to the outer shaft 12 immediately after the outer shaft forming process. When the inner shaft 11 is assembled in this way, a polygonal mandrel having an insertion hole through which the inner shaft 11 is inserted is used in the tubular material arranging step, the outer shaft forming step, and the finishing step.

本実施形態では、素材形成工程により円板状素材200から円筒状素材400を形成しているが、鍛造や鋳造、プレス成形等により円筒状素材400を事前に形成しておいてもよい。   In the present embodiment, the cylindrical material 400 is formed from the disk-shaped material 200 by the material forming step, but the cylindrical material 400 may be formed in advance by forging, casting, press molding, or the like.

本実施形態では、アウタシャフト形成工程の後に仕上げ工程を行っているが、仕上げ工程は省略することも可能である。仕上げ工程を省略する場合には、アウタシャフト形成工程での成形ローラ511,512の軸方向移動を調整することにより、アウタシャフト12の外周部12Aの一方側の端部に突出部12Dが形成される。   In this embodiment, the finishing process is performed after the outer shaft forming process, but the finishing process may be omitted. When the finishing process is omitted, by adjusting the axial movement of the forming rollers 511 and 512 in the outer shaft forming process, a protruding part 12D is formed at one end of the outer peripheral part 12A of the outer shaft 12. The

本実施形態では、ロータコア配置工程の後に端部加工工程を行っているが、端部加工工程は省略することも可能である。端部加工工程を省略する場合には、アウタシャフト12の先端部にストッパ部材等を配置することにより、アウタシャフト12からのロータコア20の抜けが防止される。   In the present embodiment, the end portion machining step is performed after the rotor core arrangement step, but the end portion machining step can be omitted. When the end machining step is omitted, the rotor core 20 is prevented from coming off from the outer shaft 12 by arranging a stopper member or the like at the tip of the outer shaft 12.

また、端部加工工程では、回転するアウタシャフト12に対してかしめローラ514を押し当てて端部加工を行っているが、停止状態のアウタシャフト12に対して型部材を押圧させる等の手法により端部加工を行うようにしてもよい。   Further, in the end portion processing step, the end portion processing is performed by pressing the caulking roller 514 against the rotating outer shaft 12, but the die member is pressed against the outer shaft 12 in a stopped state. End processing may be performed.

100 ロータ
10 ロータシャフト
11 インナシャフト
12 アウタシャフト
12A 外周部
12B フランジ部
12C 挿入孔
12D 突出部
20 ロータコア
21 挿通孔
200 円板状素材
301 円柱状マンドレル
302 円柱状マンドレル
311 加工ローラ
400 円筒状素材
401 円筒部
402 フランジ板
403 貫通孔
501 多角形マンドレル
502 多角形マンドレル
511 成形ローラ
513 仕上げローラ
514 かしめローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Rotor 10 Rotor shaft 11 Inner shaft 12 Outer shaft 12A Outer peripheral part 12B Flange part 12C Insertion hole 12D Protrusion part 20 Rotor core 21 Insertion hole 200 Disc-shaped material 301 Columnar mandrel 302 Columnar mandrel 311 Processing roller 400 Cylindrical material 401 Cylinder Part 402 Flange plate 403 Through hole 501 Polygonal mandrel 502 Polygonal mandrel 511 Forming roller 513 Finishing roller 514 Caulking roller

Claims (5)

インナシャフト及び外周形状が多角形のアウタシャフトを用いてロータシャフトを形成し、前記アウタシャフトの外周にロータコアを挿入配置して、回転電機用ロータを製造するロータ製造方法であって、
円筒部と、前記円筒部の内周面から内側に突出するフランジ板とを有する筒状素材を、外周形状が多角形の多角形マンドレルに設置する工程であって、前記円筒部の内側において前記フランジ板の両端を一対の前記多角形マンドレルにより挟み込むことで、前記筒状素材を前記多角形マンドレルに配置する筒状素材配置工程と、
前記筒状素材の軸心が回転中心となるように前記多角形マンドレルを回転させ、成形ローラを外側から前記円筒部に押し当てるとともに、前記成形ローラ又は前記多角形マンドレルを前記筒状素材の軸方向に移動させることで、前記円筒部の形状が多角形状となるよう成形し、多角形状の外周部と、前記外周部の内周面から内側に突出するフランジ部とを有する前記アウタシャフトを形成するアウタシャフト形成工程と、
を備えることを特徴とするロータ製造方法。
A rotor manufacturing method for manufacturing a rotor for a rotating electrical machine by forming a rotor shaft using an outer shaft having a polygonal outer shaft and an outer shaft, and inserting and arranging a rotor core on the outer periphery of the outer shaft,
A cylindrical material having a cylindrical portion and a flange plate projecting inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion is a step of installing a polygonal mandrel having an outer peripheral shape that is polygonal, and the inner side of the cylindrical portion By sandwiching both ends of the flange plate by a pair of the polygonal mandrels, a tubular material placement step of placing the tubular material on the polygonal mandrel;
The polygonal mandrel is rotated so that the axial center of the cylindrical material is the center of rotation, and the forming roller is pressed against the cylindrical portion from the outside, and the forming roller or the polygonal mandrel is fixed to the shaft of the cylindrical material. By moving in the direction, the cylindrical portion is shaped so as to be polygonal, and the outer shaft having a polygonal outer peripheral portion and a flange portion projecting inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion is formed. An outer shaft forming step,
A rotor manufacturing method comprising:
請求項1に記載のロータ製造方法であって、
前記筒状素材配置工程より前に、前記筒状素材を形成する素材形成工程をさらに備え、
前記素材形成工程は、
円板状素材の両端中央部分を一対の円柱状マンドレルにより挟み込むことで、前記円板状素材を前記円柱状マンドレルに配置する円板状素材配置工程と、
前記円板状素材の軸心が回転中心となるように前記円柱状マンドレルを回転させ、加工ローラを外側から前記円板状素材の外周面に押し当てた後、前記加工ローラ又は前記円柱状マンドレルを前記円板状素材の軸方向に移動させることで、前記円柱状マンドレルの外側に位置する前記円板状素材の外周部位が円筒状となるよう成形し、前記円筒部と前記フランジ板とを有する前記筒状素材を形成する筒状素材形成工程と、を含む、
ことを特徴とするロータ製造方法。
The rotor manufacturing method according to claim 1,
Prior to the tubular material placement step, further comprising a material forming step of forming the tubular material,
The material forming step includes
A disk-shaped material placement step of placing the disk-shaped material on the columnar mandrel by sandwiching the center portions of both ends of the disk-shaped material between a pair of columnar mandrels;
The cylindrical mandrel is rotated so that the axis of the disk-shaped material is the center of rotation, and the processing roller is pressed against the outer peripheral surface of the disk-shaped material from the outside, and then the processing roller or the cylindrical mandrel Is moved in the axial direction of the disk-shaped material, so that the outer peripheral portion of the disk-shaped material located outside the columnar mandrel is formed into a cylindrical shape, and the cylindrical portion and the flange plate are Including a cylindrical material forming step of forming the cylindrical material.
The rotor manufacturing method characterized by the above-mentioned.
請求項1又は2に記載のロータ製造方法であって、
前記アウタシャフト形成工程の後に、前記アウタシャフトが配置された前記多角形マンドレルを回転させ、前記成形ローラよりも小径の仕上げローラを外側から前記アウタシャフトの前記外周部に押し当てるとともに、前記仕上げローラ又は前記多角形マンドレルを前記アウタシャフトの軸方向に移動させることで、前記アウタシャフトの外周形状の仕上げ成形を行う仕上げ工程をさらに備える、
ことを特徴とするロータ製造方法。
A rotor manufacturing method according to claim 1 or 2,
After the outer shaft forming step, the polygonal mandrel on which the outer shaft is arranged is rotated to press a finishing roller having a smaller diameter than the forming roller against the outer peripheral portion of the outer shaft from the outside, and the finishing roller Or, further comprising a finishing step of performing a finish molding of the outer peripheral shape of the outer shaft by moving the polygonal mandrel in the axial direction of the outer shaft,
The rotor manufacturing method characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載のロータ製造方法であって、
前記仕上げ工程では、前記アウタシャフトの軸方向における前記外周部の一端部が前記外周部の他の部位よりも外側に突出する突出部として形成されるように前記仕上げ成形が行われる、
ことを特徴とするロータ製造方法。
The rotor manufacturing method according to claim 3,
In the finishing step, the finish molding is performed such that one end portion of the outer peripheral portion in the axial direction of the outer shaft is formed as a protruding portion that protrudes outward from other portions of the outer peripheral portion.
The rotor manufacturing method characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載のロータ製造方法であって、
前記アウタシャフトの前記フランジ部に前記インナシャフトを連結して構成された前記ロータシャフトにおいて、前記アウタシャフトの前記外周部の他端部側から一端部に向けて前記外周部に前記ロータコアを挿入配置するロータコア配置工程と、
前記ロータコアが配置された前記外周部の他端部を外側に向けて変形させる端部加工工程と、をさらに備える、
ことを特徴とするロータ製造方法。
The rotor manufacturing method according to claim 4,
In the rotor shaft configured by connecting the inner shaft to the flange portion of the outer shaft, the rotor core is inserted and arranged in the outer peripheral portion from the other end portion side of the outer peripheral portion toward the one end portion of the outer shaft. A rotor core arranging step to perform,
An end portion processing step of deforming the other end portion of the outer peripheral portion where the rotor core is disposed toward the outside; and
The rotor manufacturing method characterized by the above-mentioned.
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