JP2022006729A - ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石孔の縁に磁石を引っ掛けることなく全ての鋼板を積層すること。【解決手段】本明細書が開示する製造方法では、まず磁石を固定する（磁石固定工程）。次いで、複数の鋼板を、逐次に、磁石孔に磁石を通しながら積層していく（積層工程）。複数の鋼板を、１枚ずつ、あるいは数枚ずつ、磁石孔に磁石を通しながら積層していく。それぞれの鋼板を、磁石孔に磁石が通るように確認しながら積層することができる。磁石孔の縁に磁石を引っ掛けることなく全ての鋼板を積層することができる。【選択図】図５

Description

本明細書が開示する技術は、モータのロータの製造方法に関する。

特許文献１に、ロータの製造方法が開示されている。その製造方法では、磁石孔を有する複数の鋼板を積層してロータコアを形成する。ロータコアの磁石孔に磁石を挿入し、ロータが完成する。

特許第６５４６４８６号公報

特許文献１の技術のように、磁石を挿入する前に鋼板を積層すると、ロータコアの端に位置する鋼板の磁石孔と、別の鋼板の磁石孔がずれてしまうおそれがある。磁石孔がずれていると、ロータコアに磁石を挿入する際に磁石が磁石孔の縁に引っ掛かるおそれがある。

本明細書が開示する製造方法では、まず磁石を固定する（磁石固定工程）。次いで、複数の鋼板を、逐次に、磁石孔に磁石を通しながら積層していく（積層工程）。複数の鋼板を、１枚ずつ、あるいは数枚ずつ、磁石孔に磁石を通しながら積層していく。それぞれの鋼板を、磁石孔に磁石が通るように確認しながら積層することができる。磁石孔の縁に磁石を引っ掛けることなく全ての鋼板を積層することができる。

本技術の一実施形態では、複数の鋼板は、磁石に対して平行に延びている鋼板ガイドに沿って積層されてもよい。このような構成によると、鋼板を精度よく積層することができる。

本技術の一実施形態では、積層された鋼板の磁石孔と磁石との間の隙間に充填剤を充填する充填工程を備えてもよい。このような構成によると、ロータコアに対して磁石を固定することができる。

本実施例の製造方法によって製造されたロータの断面図を示す。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図を示す。 ロータの製造方法のフローチャートを示す。 磁石が固定された状態の模式図を示す。 鋼板を磁石孔に磁石を通しながら積層する積層工程の模式図を示す。 ロータコアに対して磁石が固定された状態の模式図を示す。

図１は、本実施例の製造方法によって製造されたロータ１０の断面図を示す。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図を示す。図１は、ロータ１０の中心軸線に直交する平面でロータ１０をカットした断面を示している。なお、理解を助けるため、図１では、ロータコア３０の断面とシャフト２０の断面に付すべきハッチングは省略した。図２は、ロータ１０の中心を通り、ロータ１０の軸線方向（図中のＺ軸方向）に平行な断面図である。なお、図２では、図の見易さのため、複数の鋼板７０、上側エンドプレート７４、及び下側エンドプレート７２の断面に付すべきハッチングは省略した。以降では、図中のＺ軸方向を「軸線方向」と呼び、図中のＸＹ平面に平行な直線の方向を「径方向」と呼ぶ。

ロータ１０は、モータを構成する部品の一つである。ロータ１０は、シャフト２０と、ロータコア３０と、複数の磁石４０と、充填剤６０を備える。シャフト２０は、回転体であるロータ１０の軸である。図１及び図２に示されるように、シャフト２０は、略円柱状の形状を有する。また、図１に示されるように、シャフト２０には、断面が正円の円柱から径方向の内側に凹んだキー溝２１が形成されている。

図１及び図２に示されるように、ロータコア３０は、シャフト２０が挿入される位置決め穴３８を有する円柱状の形状を有する。図１に示されるように、ロータコア３０は、位置決め穴３８の外周部分に、シャフト２０のキー溝２１と係合するキー部３９を有する。キー溝２１とキー部３９とが係合することで、ロータコア３０にシャフト２０が固定される。

図２に示されるように、ロータコア３０は、複数の鋼板７０が積層されることによって形成されている。複数の鋼板７０のそれぞれには、磁石４０が挿通される磁石孔７１が設けられている。ロータコア３０において、複数の鋼板７０の磁石孔７１が積み重なって形成される空間を以下では空間５０と称する。空間５０に磁石４０が配置される。空間５０の両端の開口は上側エンドプレート７４と下側エンドプレート７２で塞がれる。磁石４０が挿通された空間５０の隙間は充填剤６０で埋められる。充填剤６０は、熱硬化性の樹脂である。ロータコア３０には複数の空間５０が形成され、それぞれの空間５０に磁石４０が配置される。以下で、説明の便宜上、図中の座標系のＺ軸方向で上下を定義し、Ｚ軸正の方向を「上」、Ｚ軸負の方向を「下」と定義する。

続いて、図３を参照して、上記で説明したロータ１０を製造するための製造方法について、図４～６の模式図を参照しつつ説明する。図４～６の各図は、１個の磁石４０を通り、軸線方向に平行な平面でカットした断面の模式図である。なお、図４～６の各図は、１個の磁石４０と鋼板７０の関係を見易くした模式図であり、ロータ１０の構造の一部を省略していることに注意されたい。

ロータ１０の製造方法では、はじめに、図３のＳ１０において、磁石固定工程が行われる。図４は、磁石４０が金型８０に固定されている状態の模式図を示す。金型８０は、複数の鋼板７０を積層した後に積層体に荷重を加えるプレス機械の一部である。プレス機械の全体は図示を省略した。金型８０は、例えば金属製であり、軸線方向に延びる鋼板ガイド８２と、磁石４０が固定される受け部８４を備える。受け部８４は、鋼板ガイド８２と直交している。受け部８４には、磁石４０の位置決めのための凹部８６が設けられている。磁石固定工程では、磁石４０は、受け部８４に対して直交するように、受け部８４の凹部８６に固定される。即ち、磁石４０は、軸線方向に延びるように受け部８４に固定される。従って、鋼板ガイド８２は、磁石４０に対して平行に延びることになる。なお、磁石固定工程において、磁石４０と受け部８４との直交性の精度を向上させるために、治具等によって上側から磁石４０を受け部８４に押し付けつつ、凹部８６に固定してもよい。磁石固定工程において固定される磁石４０は、着磁されたものであっても良いし、未着磁のものであってもよいが、金型８０等に張り付かないように、未着磁のものの方が望ましい。また、着磁された磁石４０を配置する場合には、磁石４０が金型８０等に張り付かないように、治具等によって上側から磁石４０を受け部８４に押し付けつつ、凹部８６に固定することが望ましい。

次に、Ｓ１２において、ロータコア３０の基となる複数の鋼板７０が積層される。具体的には、それぞれの鋼板７０は、１枚ずつ、鋼板７０に設けられている磁石孔７１に固定済みの磁石４０（Ｓ１０及び図４参照）を通しながら積層される。なお、複数の鋼板７０は、数枚ずつ積層されてもよい。図５は、鋼板７０を、磁石孔７１に磁石４０を通しながら積層する積層工程の模式図を示す。鋼板７０は、図中の矢印の方向に向かって積層される。鋼板７０は、鋼板ガイド８２に沿って積層される。このために、鋼板７０を精度よく積層することができる。

その後、Ｓ１４において、規定の枚数の鋼板７０が積層されたか否かを判断する。規定の枚数の鋼板７０が積層された場合（Ｓ１４でＹＥＳ）に、Ｓ１６に進む。一方、規定の枚数の鋼板７０が積層されていない（即ち規定の枚数未満の鋼板７０が積層された）場合（Ｓ１４でＮＯ）に、再びＳ１２に戻る。即ち、規定の枚数の鋼板７０が積層されるまで、複数の鋼板７０は、１枚ずつ、あるいは数枚ずつ、逐次に積層される。先に述べたように図４、図５は１個の磁石４０の断面を描いた模式である。金型８０の受け部８４には、複数の磁石４０が固定される。鋼板７０には複数の磁石孔７１が設けられており、それぞれの磁石孔７１にそれぞれの磁石４０が挿通されつつ、複数の鋼板７０が逐次に積層される。Ｓ１２及びＳ１４が、「積層工程」の一例に相等する。

次に、Ｓ１６において、ロータコア３０が金型８０から搬出される。そして、搬出されたロータコア３０の下面に、下側エンドプレート７２が固定される。

その後、Ｓ１８において、ロータコア３０の空間５０のそれぞれに充填剤６０を充填する充填工程が行われる。具体的には、充填剤６０は、積層された鋼板７０の磁石孔７１と、磁石４０との間の隙間（即ち空間５０）に充填される。その後、ロータコア３０の上面に、上側エンドプレート７４が固定される。図６は、ロータコア３０（即ち鋼板７０）に対して磁石４０が固定された状態（即ち充填工程が行われた後の状態）の模式図を示す。充填工程が行われると、ロータコア３０が完成する。

次に、Ｓ２０において、完成したロータコア３０にシャフト２０を挿入して固定する。図１に示すように、ロータコア３０のキー部３９に、シャフト２０のキー溝２１が係合することによって、ロータコア３０にシャフト２０が固定され、ロータ１０が完成する。

以上説明したように、本実施例の製造方法によって製造されるロータ１０は、磁石孔７１が設けられている複数の鋼板７０が積層されており磁石孔７１に磁石４０が挿通される。ロータ１０の製造方法は、磁石４０を固定する磁石固定工程と、複数の鋼板７０を逐次に磁石孔７１に磁石４０を通しながら積層していく積層工程を有する。この製造方法では、それぞれの鋼板７０を、磁石孔７１に磁石４０が通るように確認しながら積層することができる。ここで、磁石を挿入する前に鋼板を積層する比較例を想定する。この比較例では、ロータコアの端に位置する鋼板の磁石孔と、別の鋼板の磁石孔がずれてしまうおそれがある。従って、ロータコアに磁石を挿入する際に、磁石が磁石孔の縁に引っかかるおそれがある。一方、本実施例の製造方法では、それぞれの鋼板７０を、磁石孔７１に磁石４０が通るように確認しながら積層することができるため、磁石孔７１の縁に磁石４０を引っ掛けることなく全ての鋼板７０を積層することができる。

上記の実施例に関する留意点を述べる。ロータコア３０に形成される空間５０及び空間５０に配置される磁石４０の一例について説明したが、ロータコア３０に形成される空間５０の数や磁石４０の極については、種々変形可能である。

上記の実施例では、ロータコア３０とシャフト２０との固定方法の一例について説明したが、ロータコア３０とシャフト２０との固定方法については、周知技術を適用可能である。

図３のＳ１０において、磁石４０を受け部８４に固定することに代えて、磁石４０を下側エンドプレート７２に固定してもよい。この場合、下側エンドプレート７２には、磁石４０の位置決めのための凹部が設けられていてもよい。この例では、Ｓ１６において、ロータコア３０を金型８０から搬出する際に、鋼板ガイド８２のみを撤去する。また、この例では、磁石４０は既に下側エンドプレート７２に固定されているため、上記の実施例のように、搬出したロータコア３０の下面に下側エンドプレート７２を固定する必要がない。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：ロータ
３０：ロータコア
４０：磁石
６０：充填剤
７０：鋼板
８２：鋼板ガイド

Claims (3)

1. 磁石孔が設けられている複数の鋼板が積層されており前記磁石孔に磁石が挿通されているロータの製造方法であって、
   前記磁石を固定する磁石固定工程と、
   複数の前記鋼板を、逐次に、前記磁石孔に前記磁石を通しながら積層していく積層工程と、
   を備える、ロータの製造方法。
2. 複数の前記鋼板は、前記磁石に対して平行に延びている鋼板ガイドに沿って積層される、請求項１に記載の製造方法。
3. 積層された前記鋼板の前記磁石孔と前記磁石との間の隙間に充填剤を充填する充填工程をさらに備える、請求項１又は２に記載の製造方法。

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