JP2020031497A - ロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁鋼板を積層して樹脂モールドされたロータコアのシャフト嵌合穴の形状を矯正する。【解決手段】表面にロータコア２が電磁鋼板１を積み重ねる向きに置かれる基準板３１と、基準板３１の表面から垂直方向に延びる、少なくとも２つのガイド３２と、基準板３１の表面に置かれたロータコア２の積層方向の上面２５に載せられて上面２５の全体を覆い、ガイド３２により水平を保ちながら基準板３１に対して垂直方向に移動する上蓋３３と、上蓋３３を基準板３１に向かって押圧するクランパ３４と、を備え、シャフトをシャフト嵌合穴２１に圧入する際に、ロータコア２の上面２５に載せた上蓋３３をクランパ３４で水平に押圧することによって、電磁鋼板１のシャフト穴１１の相対的な位置ずれ量を矯正する。【選択図】図５

Description

本発明は、電磁鋼板を積層して樹脂モールドしたロータコアのシャフト嵌合穴を矯正する矯正装置の構成に関する。

ロータコアは電磁鋼板を積層しているため、シャフトを嵌合するためのシャフト嵌合穴の円筒度及び寸法精度が悪く、シャフトを嵌合する際にシャフトがシャフト嵌合穴に入りにくいという不具合が生じる場合があった。このため、ネジとナット等あるいはキーとキー溝とでロータコアの内径にパイプを機械的に固定し、このパイプの内径にシャフトを焼き嵌めで嵌合固定する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−０２０８２５号公報

ところで、電磁鋼板を積層して樹脂で固める際に、電磁鋼板の積層方向に荷重をかけた状態で樹脂モールドすることが行われている。この場合、モールド後に積層方向の荷重を解放すると、スプリングバックによりロータコアが変形する場合がある。この状態でロータコアにシャフトを嵌合しようとすると、ロータコアを構成する各電磁鋼板の穴の位置がばらついているため、ロータコアにシャフトを圧入する際の締め代が拡大し、圧入荷重が大きくなるおそれがある。

そこで、本発明は、電磁鋼板を積層して樹脂モールドされたロータコアの電磁鋼板の穴の相対的な位置ずれ量を低減することにより、シャフトを圧入する際の締め代を減少させて圧入荷重を低減するロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置を提供することを目的とする。

本発明に係るロータコアのシャフト嵌合穴の形状の矯正装置は、シャフト穴が中心に設けられた円形の電磁鋼板を積層し、中心にシャフトが嵌合するシャフト嵌合穴が形成され、各電磁鋼板が樹脂でモールドされた、円筒形状のロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置であって、表面にロータコアが電磁鋼板を積み重ねる向きに置かれる基準板と、基準板の表面から垂直方向に延びる、少なくとも２つのガイドと、基準板の表面に置かれたロータコアの積層方向の上面に載せられて上面の全体を覆い、ガイドにより水平を保ちながら基準板に対して垂直方向に移動する上蓋と、上蓋を基準板に向かって押圧するクランパと、を備え、シャフトをシャフト嵌合穴に圧入する際に、ロータコアの上面に載せた上蓋をクランパで水平に押圧することによって、電磁鋼板のシャフト穴の相対的な位置ずれ量を矯正することを特徴とする。

本発明は、電磁鋼板の積層方向にロータコアを水平に押圧することにより、ロータコアを構成する電磁鋼板の穴の相対的な位置ずれ量を矯正し、ロータコアにシャフトを圧入する際の締め代を縮小し圧入荷重を低減することができる。

電磁鋼板を示す平面図である。 荷重をかけながら樹脂モールドする際のロータコアの断面図である。 樹脂モールド後に荷重を解放した状態のロータコアの断面図である。 本実施形態のロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置を示す側面図である。 本実施形態のロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置でロータコアに荷重をかけた状態を示すロータコア及び矯正装置の図である。 比較例１のロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置でロータコアに荷重をかけた状態を示すロータコア及び矯正装置の図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態のロータコア２のシャフト嵌合穴２１の矯正装置３について説明する。まず、電磁鋼板１を積層して樹脂２４でモールドしたロータコア２について説明する。

＜ロータコアの構成＞
図１に示すように、電磁鋼板１は中心にシャフト穴１１が形成され、シャフト穴１１と外周との間に四角い磁石穴１２が形成された円板の形状をしている。図２に示すように、電磁鋼板１を積層すると、中心にシャフト嵌合穴２１が形成され、シャフト嵌合穴２１と外周面との間に磁石スロット２２が形成される。磁石２３を磁石スロット２２の中に差し込み、積層方向に荷重をかけた状態で樹脂２４を流し込んでモールドすることによって、ロータコア２が形成される。ロータコア２は、不図示のシャフトを嵌合するためのシャフト嵌合穴２１が中心に形成された円筒形状をしている。

図２に示すように樹脂モールドする際には電磁鋼板１の積層方向に荷重をかけている。しかし、樹脂モールドした後に荷重を解放しているため、スプリングバックにより電磁鋼板１が変形して、図３に示すようにロータコア２において各電磁鋼板１が傾斜したり横にずれたりすることがある。その影響で、電磁鋼板１のシャフト穴１１の位置がばらついており、ロータコア２のシャフト嵌合穴２１の幾何公差が悪くなっている。

＜矯正装置の構成＞
図４に示すように、ロータコア２のシャフト嵌合穴２１の矯正装置３は、基準板３１、ガイド３２、上蓋３３、及びクランパ３４を備えている。矯正の対象となるロータコア２は、基準板３１の表面３５に電磁鋼板１を積み重ねる向きに置かれる。ロータコア２は、図４では一点鎖線で記載されている。２つのガイド３２は、いずれも表面３５から垂直方向に延びている。上蓋３３は、ガイド３２により水平を保ちながら基準板３１に対して垂直方向に移動する。上蓋３３は、基準板３１の表面３５に置かれたロータコア２の積層方向の上面２５に載せられて上面２５全体を覆う。クランパ３４は上蓋３３を基準板３１に向かって水平を保ちながら押し下げる。図４にはクランパ３４は２個しか図示されていないが、上蓋３３の周囲に不図示の４個のクランパ３４と合わせて６個のクランパ３４が搭載されている。６個のクランパ３４は上蓋３３を周方向に均等に押圧する。

＜ロータコアの矯正処理＞
次に図５を参照しながら、スプリングバックにより、電磁鋼板１の中央部が上向きに反り返った状態になった場合のロータコア２のシャフト嵌合穴２１の矯正処理について述べる。先に説明したように、図２に示すように積層方向に荷重をかけて樹脂２４で各電磁鋼板１をモールドした後に、積層方向の荷重を解放すると、スプリングバックにより、図３に示すように中央部が上向きに反り返った状態に電磁鋼板１が変形する場合がある。この場合、シャフト嵌合穴２１が変形しているが、主に直角度が変化しており、真直度には大きな変化はない。

図５では、シャフト嵌合穴２１の形状が見えるようにロータコア２は断面図として記載され、矯正装置３は側面図として記載されている。図５に示すように、シャフト嵌合穴２１が変形したロータコア２を矯正装置３の基準板３１の表面３５に電磁鋼板１を積み重ねる向きに置いて、ロータコア２の上面２５に上蓋３３を載せる。そして、クランパ３４で上蓋３３を基準板３１に向かって押圧すると、上蓋３３はガイド３２により水平を保ちながら基準板３１に対して垂直方向に移動する。これにより、上向きに反り返った状態の電磁鋼板１の中央部が垂直下向きに移動する。この際、上部の電磁鋼板１は矢印Ａの方向に向かって斜め下方向に移動するので、上部の電磁鋼板１のシャフト穴１１と下部の電磁鋼板１のシャフト穴１１との半径方向の相対的な位置ずれ量が矯正される。その結果、ロータコア２に不図示のシャフトを圧入する際の締め代を縮小し、圧入荷重を低減することができる。なお、このようにシャフト嵌合穴２１が変形したロータコア２を矯正装置３で矯正する場合、荷重の当て方によって電磁鋼板１の動く方向が変わる。荷重の向きの精度はガイド３２の精度によって決まるため、矢印Ａの方向に電磁鋼板１が移動する荷重がかかるようにガイド３２の精度を確保する必要がある。そして、電磁鋼板１が動く量をクランパ３４による荷重の大きさで制御する。

シャフト嵌合穴２１にシャフトを圧入する際、圧入荷重はロータコア２にダメージを与えない数値以下とする必要がある。そして、シャフト圧入時に必要な要件として、この圧入荷重の数値に対応した締め代の最大値を決める。締め代の最大値として、シャフト嵌合穴２１の中心軸の直角度の最大値と、シャフト嵌合穴２１の真直度の最大値を定める。シャフト嵌合穴２１の中心軸の直角度は、ロータコア２の下面を基準としたものである。締め代に支配的な項目として、シャフト嵌合穴２１の真直度よりも、シャフト嵌合穴２１の中心軸の直角度の方が大きい傾向があることが分かっている。これらの締め代の最大値よりも小さくなるように、ガイド３２の精度の値と、クランパ３４のクランプ荷重の値とを定めて、矯正装置３でシャフト嵌合穴２１の形状を矯正する。

＜比較例の矯正装置の構成＞
次に、ガイド３２が存在しない比較例１の矯正装置１３によりロータコア２のシャフト嵌合穴２１を矯正した場合について説明する。図６も、図５と同様にシャフト嵌合穴２１の形状が見えるようにロータコア２は断面図として記載され、矯正装置３は側面図として記載されている。矯正装置１３は、基準板１３１、上蓋１３３及びクランパ１３４を備えているが、ガイド３２を備えていない。図６に示すように、比較例１の矯正装置１３では、ガイド３２が存在しないため、荷重の向きを制御できず、ロータコア２のシャフト嵌合穴２１の上端の傾斜に沿って上蓋１３３が傾斜する。このように上蓋１３３が傾斜した状態でクランパ１３４により上蓋１３３を押圧しても、矢印Ｂの方向へ荷重がかかり、本実施形態の矯正装置３と比較して、電磁鋼板１のシャフト穴１１の相対的な位置ずれ量を十分に低減できず、シャフト嵌合穴２１の中心軸の直角度も十分に改善できない。

＜実施形態の補足＞
本開示のロータコア２のシャフト嵌合穴２１の形状の矯正装置３は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、ガイド３２が２つでなく、２つ以上のガイド３２を備えていてもよい。また、上蓋３３を基準板３１に向かって水平を保ちながら押圧できれば、クランパ３４の数が６個でなくてもよい。また、磁石穴１２の数や形状が異なっていても、本実施形態の構成を適用できる。

１ 電磁鋼板、２ ロータコア、３、１３ 矯正装置、１１ シャフト穴、１２ 磁石穴、２１ シャフト嵌合穴、２２ 磁石スロット、２３ 磁石、２４ 樹脂、２５ 上面、３１、１３１ 基準板、３２ ガイド、３３、１３３ 上蓋、３４、１３４ クランパ、３５ 表面。

Claims (1)

1. シャフト穴が中心に設けられた円形の電磁鋼板を積層し、前記中心にシャフトが嵌合するシャフト嵌合穴が形成され、各前記電磁鋼板が樹脂でモールドされた、円筒形状のロータコアの前記シャフト嵌合穴の矯正装置であって、
   表面に前記ロータコアが前記電磁鋼板を積み重ねる向きに置かれる基準板と、
   前記基準板の前記表面から垂直方向に延びる、少なくとも２つのガイドと、
   前記基準板の前記表面に置かれた前記ロータコアの積層方向の上面に載せられて前記上面の全体を覆い、前記ガイドにより水平を保ちながら前記基準板に対して垂直方向に移動する上蓋と、
   前記上蓋を前記基準板に向かって押圧するクランパと、を備え、
   前記シャフトを前記シャフト嵌合穴に圧入する際に、前記ロータコアの前記上面に載せた前記上蓋を前記クランパで水平に押圧することによって、前記電磁鋼板の前記シャフト穴の相対的な位置ずれ量を矯正することを特徴とするロータコアのシャフト嵌合穴の矯正装置。