JP2022029750A - Manufacturing method of rotor shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はロータシャフトの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor shaft.
回転電機のロータは、回転電機のハウジングに回転自在に支持されるロータシャフトと、ロータシャフトと組み付けられたロータコア(積層鋼板)と、により構成される。ロータシャフトとロータコアとの組み付けや構成部材同士の結合等において、各部材間を締結している部分は、ロータの回転に耐え得る固定力を必要とする。 The rotor of a rotary electric machine is composed of a rotor shaft rotatably supported by the housing of the rotary electric machine and a rotor core (laminated steel plate) assembled with the rotor shaft. In assembling the rotor shaft and the rotor core, connecting the constituent members, etc., the portion where each member is fastened requires a fixing force that can withstand the rotation of the rotor.
特許文献1には、非円形断面の外形形状を有するロータ軸を形成し、ロータ軸の非円形断面の外形形状に対応する非円形の中心穴を有する磁性体薄板を所定の枚数で積み重ねてロータコアを形成し、ロータコアの非円形の中心穴にロータ軸を挿入し、予め定めた所定のかしめ治具を用い、ロータコアの軸方向端面から突き出すロータ軸を押し潰し、前記ロータコアの軸方向端面に沿って前記ロータ軸を前記非円形断面の外周よりも外側に拡げることによって、ロータコアとロータ軸との間の固定を行う突出部を形成する回転電機ロータの製造方法及び回転電機ロータが開示されている。 In Patent Document 1, a rotor shaft having an outer shape having a non-circular cross section is formed, and a predetermined number of magnetic thin plates having a non-circular center hole corresponding to the outer shape of the non-circular cross section of the rotor shaft are stacked to form a rotor core. Is formed, the rotor shaft is inserted into the non-circular center hole of the rotor core, and the rotor shaft protruding from the axial end surface of the rotor core is crushed by using a predetermined caulking jig, and the rotor shaft is crushed along the axial end surface of the rotor core. Disclosed is a method for manufacturing a rotary electric rotor and a rotary electric rotor for forming a protrusion for fixing between the rotor core and the rotor shaft by expanding the rotor shaft outward from the outer periphery of the non-circular cross section. ..
特許文献1に記載の回転電機ロータの製造方法は、板金プレス加工を用いてロータ軸(ロータシャフト)の一部を押し潰し、各部材同士を圧縮応力により固定する。しかしながら、特許文献1のように固定する方法では、各部材同士を締結している部分の固定力が不足するという問題があった。 In the method for manufacturing a rotary electric rotor described in Patent Document 1, a part of a rotor shaft (rotor shaft) is crushed by using sheet metal stamping, and each member is fixed to each other by compressive stress. However, the fixing method as in Patent Document 1 has a problem that the fixing force of the portion where the members are fastened is insufficient.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、部材間の締結部分の固定力を向上するロータシャフトの製造方法を提供する。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a method for manufacturing a rotor shaft that improves the fixing force of a fastening portion between members.
一実施の形態にかかるロータシャフトの製造方法は、板状部材を用いて、外周方向に突出する突出部を備えるとともに、多角形状の外周形状を有する中空状のロータシャフトを成形するロータシャフトの製造方法であって、板状部材をプレス加工して、板状部材の幅方向の一端側から幅方向の他端側に延在するとともに、板状部材の板厚方向に突出する突出部と、板状部材の幅方向と直交する板状部材の長さ方向から見た断面において、U字状の断面を有するU字部が少なくとも2つ繋がった断面形状と、を形成する絞り加工工程と、板状部材の幅方向の一端側に凹部を形成するとともに、幅方向の他端側に凹部に引っかかるように嵌合可能な凸部を形成するアンカー部形成工程と、アンカー部形成工程で形成された凸部を凸部の板厚方向に変形させるアンカー曲げ工程と、少なくとも2つのU字部の断面同士が繋がっている部分を押圧して、板状部材を中空状に形成する曲げ加工工程と、凸部に加えた変形を元に戻すとともに、凸部を凹部にはめ込むアンカーはめ込み工程と、を備える。 In the method for manufacturing a rotor shaft according to an embodiment, a rotor shaft is manufactured by using a plate-shaped member to provide a protruding portion protruding in the outer peripheral direction and to form a hollow rotor shaft having a polygonal outer peripheral shape. In this method, a plate-shaped member is press-processed so as to extend from one end side in the width direction to the other end side in the width direction of the plate-shaped member, and a protruding portion protruding in the plate thickness direction of the plate-shaped member. A drawing process for forming a cross-sectional shape in which at least two U-shaped portions having a U-shaped cross section are connected in a cross section viewed from the length direction of the plate-shaped member orthogonal to the width direction of the plate-shaped member. It is formed by an anchor portion forming step and an anchor portion forming step of forming a concave portion on one end side in the width direction of the plate-shaped member and forming a convex portion that can be fitted so as to be caught in the concave portion on the other end side in the width direction. An anchor bending process that deforms the convex portion in the plate thickness direction of the convex portion, and a bending process that presses the portion where the cross sections of at least two U-shaped portions are connected to form a hollow plate-shaped member. It is provided with an anchor fitting step of fitting the convex portion into the concave portion while restoring the deformation applied to the convex portion.
本発明により、部材間の締結部分の固定力を向上するロータシャフトの製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a rotor shaft that improves the fixing force of a fastening portion between members.
実施の形態1
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。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。なお、以下の説明において、板状部材の幅方向であって突出部の延在方向をX方向、X方向に直交する方向であって、板状部材の長さ方向をY方向、X方向及びY方向の両方に直交する方向であって板状部材の板厚方向をZ方向とする。また、X方向及びY方向により規定されるXY面に沿う形状を平面形状とし、X方向及びZ方向により規定されるXZ面に沿う形状を断面形状とする。
Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are appropriately simplified. In the following description, the width direction of the plate-shaped member, the extending direction of the protruding portion is the direction orthogonal to the X direction, and the length direction of the plate-shaped member is the Y direction, the X direction, and the X direction. The plate thickness direction of the plate-shaped member is the Z direction, which is a direction orthogonal to both of the Y directions. Further, the shape along the XY plane defined by the X direction and the Y direction is defined as a planar shape, and the shape along the XZ plane defined by the X direction and the Z direction is defined as a cross-sectional shape.
図1は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法を示すフローチャートである。図1に示すように、本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法は、以下のステップS1~S5の5つの工程を有する。 FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a rotor shaft according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment includes the following five steps S1 to S5.
ステップS1の絞り加工工程では、板状部材をプレス加工して、板状部材の幅方向の一端側から幅方向の他端側に延在するとともに、板状部材の板厚方向に突出する突出部と、板状部材の幅方向と直交する板状部材の長さ方向から見た断面において、U字状の断面を有するU字部が少なくとも2つ繋がった断面形状と、を形成する。ステップS2のアンカー部形成工程では、板状部材の幅方向の一端側に凹部を形成するとともに、幅方向の他端側に凹部に引っかかるように嵌合可能な凸部を形成する。ステップS3のアンカー曲げ工程では、アンカー部形成工程で形成された凸部を凸部の板厚方向に変形させる。ステップS4の曲げ加工工程では、少なくとも2つのU字部の断面同士が繋がっている部分を押圧して、板状部材を中空状に形成する。ステップS5のアンカーはめ込み工程では、凸部に加えた変形を元に戻すとともに、凸部を凹部にはめ込む。 In the drawing process of step S1, the plate-shaped member is pressed and extends from one end side in the width direction to the other end side in the width direction of the plate-shaped member, and protrudes in the plate thickness direction of the plate-shaped member. A cross section formed by connecting at least two U-shaped portions having a U-shaped cross section in a cross section viewed from a portion and a length direction of the plate-shaped member orthogonal to the width direction of the plate-shaped member. In the anchor portion forming step of step S2, a concave portion is formed on one end side in the width direction of the plate-shaped member, and a convex portion that can be fitted so as to be caught in the concave portion is formed on the other end side in the width direction. In the anchor bending step of step S3, the convex portion formed in the anchor portion forming step is deformed in the plate thickness direction of the convex portion. In the bending step of step S4, the plate-shaped member is formed into a hollow shape by pressing the portion where the cross sections of at least two U-shaped portions are connected to each other. In the anchor fitting step of step S5, the deformation applied to the convex portion is restored, and the convex portion is fitted into the concave portion.
以下、図1のフローチャートに対応する各図を参照しつつ、上述の工程について詳細に説明する。本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法は、プレス加工により被加工材を所望の形状に加工するものである。プレス加工とは、ダイとパンチとの間に配置された被加工部材を、当該ダイ及びパンチの形状に沿うように圧縮力や引張力を加えながら成形する加工を指す。 Hereinafter, the above-mentioned process will be described in detail with reference to each figure corresponding to the flowchart of FIG. The method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment is to process a work piece into a desired shape by press working. Pressing refers to a process of forming a member to be machined placed between a die and a punch while applying a compressive force or a tensile force so as to follow the shape of the die and the punch.
まず、ステップS1の絞り加工工程では、板状部材に対して絞り加工を行うことにより、第1成形品を形成する。板状部材は、本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法により製造されるロータシャフトの材料である。板状部材には、プレス加工が可能であって、ロータシャフトとして用いるために必要な強度を有する材料を用いることができる。具体的には、例えば、高張力鋼板、熱鍛鋼板、冷鍛鋼板、亜鉛メッキ鋼板等を用いることができる。各鋼板の材料としては、鉄、チタン、アルミニウム、マグネシウム、ステンレス等の金属や、金属と樹脂との複合材料も含む。板金の板状部材は、略矩形状を有する。 First, in the drawing process of step S1, the plate-shaped member is drawn to form the first molded product. The plate-shaped member is a material for a rotor shaft manufactured by the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment. As the plate-shaped member, a material that can be pressed and has the strength required for use as a rotor shaft can be used. Specifically, for example, a high-strength steel plate, a hot-forged steel plate, a cold-forged steel plate, a galvanized steel plate, or the like can be used. The material of each steel sheet includes metals such as iron, titanium, aluminum, magnesium and stainless steel, and composite materials of metal and resin. The plate-shaped member of the sheet metal has a substantially rectangular shape.
このような板状部材に対して絞り加工を施した第1成形品の形状について、図2~図4を参照して説明する。図2は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法により成形した第1成形品を示す平面図である。図3は、図2のII-II線に沿う正面断面図である。図4は、図2のIII-III線に沿う側面断面図である。 The shape of the first molded product obtained by drawing the plate-shaped member will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a plan view showing a first molded product molded by the method for manufacturing a rotor shaft according to the first embodiment. FIG. 3 is a front sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 4 is a side sectional view taken along the line III-III of FIG.
図2に示すように、第1成形品10の平面形状は、略矩形状である。なお、板金の板状部材1を絞り加工すると、例えば、第1成形品10の外周部に歪みが生じる場合もある。その場合、例えば、図2に破線で示すように、外周部に歪みが生じた第1成形品10aが得られる場合がある。また、第1成形品10は、その幅方向における一端側から他端側に向かってX方向に延在するとともに、第1成形品10の表面から外側に突出する突出部11を有する。突出部11は、板状部材1のY方向の所定の位置において、板状部材1のX方向に沿う一端側から他端側に渡る全体に形成される。さらに、第1成形品10は、Y方向に延在する2つのU字部12、13を有する。そして、第1成形品10のX方向における両端部14、15は、絞り加工を施されていない部分である。両端部14、15は、U字部13から連続して形成される端部を一端部15とし、U字部12から連続して形成される端部を他端部14と称する。
As shown in FIG. 2, the planar shape of the first molded
なお、突出部11について、図2では板状部材1のX方向における一端側から他端側に渡る全体に連続的に形成されるものとして記載したが、これに限定されない。例えば、板状部材1のY方向の所定の位置において、板状部材1のX方向における一部に突出部11を形成することができる。換言すると、X方向の同一線上に、一部が突出していない断続的な突出部11、すなわち複数の突出部11を形成することができる。当該複数の突出部11を形成する場合は、各突出部11が同一線上において均等な間隔で配置されるように形成することが好ましい。
It should be noted that the
第1成形品10の各構成について図3及び図4を参照して説明する。まず、突出部11について、図4を参照して説明する。突出部11は、ダイ上に配置した板状部材1に対し、Z方向に沿う方向(図4において下方向)にパンチを押し込むことにより形成される。このように形成された突出部11は、図4に示すように、板状部材1の表面から図4においてZ方向の下方向に突出し、Z方向の上方向に開口する略コの字形状を有する。突出部11は、最終成形品であるロータシャフトを具備したモータの駆動時に、ロータシャフトが高速回転して、モータのアンバランスが発生した場合においても、ロータシャフトの回転軸方向の変位が抑制できる程度のZ方向の幅Wを有していることが好ましい。
Each configuration of the first molded
次に、U字部12、13及び両端部14、15について、図3を参照して説明する。図3に示すように、第1成形品10は、その断面において、それぞれ略U字状に形成された2つのU字部12、13が繋がった断面形状を有する。
Next, the
各U字部12、13は、多角形状を有するロータシャフトの各辺を形成する壁部及び底部を備える。より具体的には、U字部12は壁部12a、12c及び底部12bを備え、U字部13は壁部13a、13c及び底部13bを備える。各辺が直線状(各面が平面状)をなす多角形のロータシャフトを成形する場合は、図3に示すように、壁部12a、13aと、底部12b、13bと、をプレス加工によって平面状に成形することが好ましい。壁部12c、13cについては、後述する押圧によって平面状に成形することができる。
Each
本実施形態では、外周面が多角形状のロータシャフトを成形するために、第1成形品10において、U字部を少なくとも2以上設けることが好ましい。U字部の数は、所望のロータシャフトの外周面の形状、すなわちロータシャフトを組み付けるロータコア(不図示)の内周面の形状に応じて適宜変更可能である。また、図3に示すように、一例としてU字部を2つ設ける場合は、隣り合うU字部12、13の断面同士が繋がっている部分を中心として線対称となるように各U字部12、13を形成することが好ましい。U字部を3つ以上設ける場合は、隣接するU字部同士が繋がった複数のU字部におけるX方向の中央部を中心として、線対称となるように各U字部を形成することが好ましい。
In the present embodiment, in order to form a rotor shaft having a polygonal outer peripheral surface, it is preferable to provide at least two U-shaped portions in the first molded
そして、第1成形品10の一端部15は、U字部12とU字部13とが繋がっている部分と反対側に存在するU字部13の端部からU字部12と離れるX方向に延在する。第1成形品10の他端部14は、U字部12とU字部13とが繋がっている部分と反対側に存在するU字部12の端部からU字部13と離れるX方向に延在する。
Then, the one
絞り加工工程において、板状部材1にU字部12、13と突出部11とを形成する際には、1種類のダイとパンチを用いて同じタイミングで加工を行ってもよいし、それぞれ異なるダイとパンチを用いて異なるタイミングで加工を行ってもよい。U字部12、13と突出部11とを加工する順序は限定されず、いずれの加工を先に行ってもよい。
In the drawing process, when the
ステップS2のアンカー部形成工程では、第1成形品10に対して抜き加工を施し、第1成形品10の他端部14に、板状部材1の外側に向かってX方向に突出する凸部を形成し、第1成形品10の一端部15に、板状部材1の内側に向かってX方向に切り欠かれた凹部を形成する。ここで、凸部及び凹部の形状について、図5を参照して一例を説明する。図5は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法において形成されるアンカー部の形状を示す部分図である。図5の左は、1つの凸部17を示し、図5の右は、1つの凹部18を示す。
In the anchor portion forming step of step S2, the first molded
図5の左に示すように、凸部17は、例えば、XY平面に沿う平面形状が略T字状の形状を有し、凹部18は凸部17の形状に対応するように、凸部17より若干大きい形状を有する切り欠きとして形成される。本実施形態では、アンカー部は板状部材1のY方向の所定の位置において、図5の左に示すように、先端が略楕円状に形成された略T字状の凸部17が他端部14の先端側に設けられる。また、図5の右に示すように、一端部15において各凸部17とX方向に平行な位置に、凸部17の形状と対応する略T字状の切り欠きである凹部18が一端部15の先端側に設けられる。
As shown on the left side of FIG. 5, the
凸部17と凹部18により構成されるアンカー部は、凸部17が凹部18に引っかかるように互いに嵌合可能な形状を有するアンカー形状に形成することが好ましい。凸部17と凹部18の形状は、本実施形態のようにT字状に限らずL字状等であってもよく、凸部17と凹部18とが引っかかるように嵌合することにより、ロータシャフトにおける締結部分の固定力を高め、当該締結部分をより堅固に固定することができる。
The anchor portion composed of the
なお、ステップS2のアンカー部形成工程では、ステップS1の絞り加工後に外周部に歪みが生じた第1成形品10aの外周をなす各辺に対しても抜き加工を施し、外周部の形状をより精度の高い矩形状に加工することができる。抜き加工においては、所望のロータシャフトが得られるように、他端部14の端面14aから一端部15の端面15aまでの成形品形状に沿う長さがロータシャフトの周長となることを考慮して打ち抜く。また、アンカー部の形成は、ステップS1の絞り加工工程の前に行うことも可能である。
In the anchor portion forming step of step S2, punching is also performed on each side forming the outer periphery of the first molded
ステップS3のアンカー曲げ工程では、ステップS2で形成された凸部17を凸部17の板厚方向(Z方向)に変形させ、第2成形品を形成する。第2成形品の形状については、図6及び図7を参照して説明する。図6は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法により成形した第2成形品を示す平面図である。図7は、図6のII-II線に沿う正面断面図である。
In the anchor bending step of step S3, the
図6に示すように、第2成形品20は、図6に破線で示す第1成形品10の両端部14、15が打ち抜かれ、第2成形品20の他端部14には2つの凸部17が形成され、第2成形品20の一端部15には2つの凹部18が形成されている。2つの凸部17は、他端部14のY方向において突出部11とは異なる位置に互いに離隔して設けられる。2つの凹部18は、一端部15のY方向において、2つの凸部17のそれぞれとX方向に平行な位置に設けられる。本実施形態では、2組のアンカー部により構成されるが、これに限定されない。アンカー部の数は、ロータシャフトに必要な強度等を勘案して適宜変更可能である。
As shown in FIG. 6, in the second molded
そして、図7に示すように、凸部17は、図7においてZ方向の上方向に向かって押圧され、XZ面に沿う断面が略L字状に変形した状態である。なお、凸部17を変形させる方向は、Z方向であればよく、図7において上方向であっても、下方向であってもよい。また、凸部17の変形はパンチ等を用いて行うことができる。
Then, as shown in FIG. 7, the
ステップS4の曲げ加工工程では、まず、第2成形品20の両端部14、15を曲げて第3成形品を成形する。図8は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法により成形した第3成形品を示す正面断面図である。図8に示すように、第2成形品20ではXY平面に延在していた両端部14、15(破線部)を、第3成形品30では、例えば、それぞれYZ平面に延在するように曲げ加工を行う。換言すると、以下に説明する押圧を経て第3成形品30が多角形状の外周形状を有する中空状部材となった際に、他端部14の端面14aと一端部15の端面15aとが対向して接触可能な位置となるように、両端部14,15の曲げ加工を行う。例えば、図8に示すように、第3成形品30が2つのU字部12、13と両端部14、15とを有する場合は、最終成形品であるロータシャフトは略八角形状となる。
In the bending step of step S4, first, both ends 14 and 15 of the second molded
続いて、少なくとも2つのU字部12、13の断面同士が繋がっている部分を押圧して、多角形状の外周形状を有する第4成形品を成形する。本実施形態では、一例として最終的に直線状の辺の組み合わせからなる八角形状のロータシャフトを製造する場合について説明する。本実施形態において押圧する部分は、第3成形品30における隣り合うU字部12、13の、U字状の断面同士が繋がっている連結部16の頂点付近である。
Subsequently, the portion where the cross sections of at least two
図8に示すように、U字状の断面同士が繋がって凸状をなす連結部16の高さhを減少させる方向(Z方向の下方向)に押圧し、連結部16の形状が3つの平面状、すなわち直線状の3つの辺になるまで塑性変形させる。換言すると、最終的に連結部16の高さhがゼロになるまで押圧する。連結部16の押圧は、例えば、パンチやマンドレル等を用いて行うことができる。連結部16は八角形状のロータシャフトが有する8つの辺のうち3つの辺を構成するように押圧される。
As shown in FIG. 8, the U-shaped cross sections are connected to each other to form a convex shape, and the height h of the connecting
ここで、図9及び図10を参照し、上記した押圧によって第3成形品30から第4成形品に変形する形状の段階的な変化を説明する。図9は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法において、押圧の途中段階を示す正面断面図である。図9は、図8に示す第3成形品30を押圧したものである。図9に示すように、U字状の断面同士が繋がって、図9においてZ方向の上方向に突起する凸状の連結部16をZ方向の下方向に押圧し、高さhを段階的に減少させることによって、連結部16を塑性変形させる。
Here, with reference to FIGS. 9 and 10, a stepwise change in the shape of the third molded
この塑性変形に起因して、U字部12、13がそれぞれ弧を描くように移動し、図9に示す黒矢印の方向に押し上げられる。すなわち、連結部16を押圧することにより、端面14aと端面15aとの相対的な位置関係が近付くような変形が生じる。つまり、連結部16を押圧することにより、端面14aと端面15aとが近付くとともに、互いに対応する凸部17と凹部18とが近付くように変形させることができる。
Due to this plastic deformation, the
第3成形品30は、図9に示す状態を経て、図10に示す第4成形品に成形される。図10は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法により成形した第4成形品を示す正面断面図である。図10に示すように、第4成形品40の断面形状は略八角形状であり、中空状をなす。第4成形品40は、連結部16を平面状に形成するとともに、端面14aと端面15aとが接触するように、連結部16における高さhがゼロになるまで連結部16が押圧されたものである。端面14aと端面15aとが接触すると、両者の接触面に発生する圧縮応力によって、接触面同士が固定される。そして、第4成形品40における凸部17は、両端部14、15により構成されるXY平面に広がる面からZ方向の下方向に突出した状態である。
The third molded
ここで、「高さhを段階的に減少させる」とは、高さhがゼロになるまで押圧を連続的に行うことと、押圧を断続的に行うことの両者を含む。押圧を「断続的に行う」とは、数回の押圧を経て、高さhをゼロになるまで減少させることを意味する。また、最終成形品であるロータシャフトの多角形状の外周形状の各辺が直線の場合には、高さhがゼロになるまで押圧する。例えば、各辺が曲線状の部分を有する場合は、当該形状に応じて、高さhを適宜調節し、所望の形状に形成することができる。 Here, "decreasing the height h stepwise" includes both continuous pressing until the height h becomes zero and intermittent pressing. "Performing intermittently" means reducing the height h to zero after several presses. Further, when each side of the outer peripheral shape of the polygonal shape of the rotor shaft, which is the final molded product, is a straight line, the rotor shaft is pressed until the height h becomes zero. For example, when each side has a curved portion, the height h can be appropriately adjusted according to the shape to form a desired shape.
本実施形態では、上記した圧縮応力による接触面の固定に加え、アンカー部の嵌合によりロータシャフトの締結部分の固定力を向上させることができることに特徴の1つを有する。アンカー部を嵌合させるステップS5のアンカーはめ込み工程について、図11及び図12を参照して説明する。図11は、実施の形態1にかかるロータシャフトの製造方法により製造したロータシャフトを示す正面断面図である。図12は、図11の斜視図である。 The present embodiment has one of the features that the fixing force of the fastening portion of the rotor shaft can be improved by fitting the anchor portion in addition to the fixing of the contact surface by the above-mentioned compressive stress. The anchor fitting step of step S5 for fitting the anchor portion will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a front sectional view showing a rotor shaft manufactured by the method for manufacturing a rotor shaft according to the first embodiment. FIG. 12 is a perspective view of FIG.
ステップS5のアンカーはめ込み工程では、ステップS3のアンカー曲げ工程において凸部17に加えた変形を変形前の元の状態に戻すことにより、凹部18に凸部17をはめ込む。つまり、図11に示すように、第4成形品40において両端部14、15がなす面からZ方向の下方向に突出した凸部17を凸部17の平面がXY平面に沿う状態となるようにZ方向の上方向に向かって押圧して変形させる。これにより、図11及び図12に示すように、凹部18に凸部17を嵌め込んで嵌合することができる。このように製造されたロータシャフト100は、外周方向に突出する突出部11を備えるとともに、直線状の辺の組み合わせからなる断面略八角形状を有する。なお、ステップS5のアンカーはめ込み工程で、凸部の変形を戻す際には、最終成形品であるロータシャフトの外周形状に応じた形状となるように、凸部を変形させることが好ましい。
In the anchor fitting step of step S5, the
図11に示すように、ロータシャフト100の各辺における径方向の厚さは、ステップS1において絞り加工を施した後の部材の厚さに相当する。したがって、ロータシャフト100は、径方向の厚さが均一になるように構成することができる。
As shown in FIG. 11, the radial thickness of each side of the
また、図12に示すように、突出部11は、ロータシャフト100の径方向外側に向かって突出している。そのため、突出部11の外径は、突出部11以外のロータシャフト100の本体部分の外径より大きい外径を有する。例えば、本実施形態では、ロータシャフト100の外周面を一周するように突出部11が形成される。突出部11については、ロータシャフト100を具備したモータの駆動時に、ロータシャフト100が高速回転して、モータのアンバランスが発生した場合においても、ロータシャフト100の回転軸方向の変位が抑制できるように、突出部11の形状や配設位置は適宜設計されればよい。同一外周上において一部が突出している突出部11、すなわち、複数の突出部11を形成してもよい。当該複数の突出部11は、ロータシャフト100の同一外周上の均等な位置に形成されることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 12, the protruding
さらにまた、突出部11のY方向における配設位置も特に限定されない。突出部11は、ロータシャフト100を組み付けるロータコアの形状に応じて、Y方向における所望の位置に形成することが可能である。また、突出部11の数は少なくとも1以上であればよく、ロータコアの形状に応じて2以上の突出部11を形成することも可能である。
Furthermore, the arrangement position of the
このように、ステップS1~S5の工程により、板金の板状部材から、外周方向に突出する突出部を備えるとともに、多角形状の外周形状を有する中空状のロータシャフトを製造することができる。 As described above, by the steps S1 to S5, it is possible to manufacture a hollow rotor shaft having a projecting portion protruding in the outer peripheral direction from the plate-shaped member of the sheet metal and having a polygonal outer peripheral shape.
本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法では、多角形状のロータシャフトを製造する。ロータシャフトがロータシャフトと締結されるロータコアの内周形状に対応する多角形状に形成されることにより、ロータの回転に伴うロータコアとロータシャフトとの間における周方向の回り止めを行うことができる。 In the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment, a polygonal rotor shaft is manufactured. By forming the rotor shaft into a polygonal shape corresponding to the inner peripheral shape of the rotor core to be fastened to the rotor shaft, it is possible to prevent rotation in the circumferential direction between the rotor core and the rotor shaft as the rotor rotates.
また、本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法によれば、プレス加工により板金の板状部材から所望の位置に突出部を形成したロータシャフトを製造することができる。本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法により製造されたロータシャフトは、その外周部に突出部が形成される。当該突出部は、ロータコアとロータシャフトとを締結した場合に、ロータの回転に伴うロータシャフトの回転軸方向の変位を規制する機能を果たし、ロータコアとロータシャフトとを固定することができる。そして、成形方法としてプレス加工を用いることで、鍛造成形や機械加工等によりロータシャフトを製造する方法と比較して、材料の使用量や加工工程を低減できるため、コストを低減することができる。 Further, according to the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment, it is possible to manufacture a rotor shaft in which a protrusion is formed at a desired position from a plate-shaped member of a sheet metal by press working. The rotor shaft manufactured by the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment has a protruding portion formed on the outer peripheral portion thereof. When the rotor core and the rotor shaft are fastened, the protruding portion functions to regulate the displacement of the rotor shaft in the rotation axis direction due to the rotation of the rotor, and can fix the rotor core and the rotor shaft. By using press working as a molding method, the amount of material used and the machining process can be reduced as compared with the method of manufacturing a rotor shaft by forging molding, machining, or the like, so that the cost can be reduced.
また、本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法によれば、ロータシャフトを中空状に形成するとともに、ロータシャフトにおける径方向の厚さを均一に形成することができる。そのため、ロータシャフトの重量を軽量化でき、ロータシャフトのアンバランスの発生も抑制できる。 Further, according to the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment, the rotor shaft can be formed in a hollow shape, and the thickness of the rotor shaft in the radial direction can be uniformly formed. Therefore, the weight of the rotor shaft can be reduced, and the occurrence of imbalance of the rotor shaft can be suppressed.
また、本実施形態にかかるロータシャフトの製造方法は、板状部材の両端面が接触する際に発生する圧縮応力と、互いに引っかかるように嵌合可能なアンカー部と、によりロータシャフトにおける締結部分を固定する。このような固定方法により固定された締結部分は、例えば、特許文献1のように圧縮応力のみを用いた固定方法よりも、締結部分の固定力を向上することができる。 Further, in the method for manufacturing a rotor shaft according to the present embodiment, the fastening portion in the rotor shaft is formed by the compressive stress generated when both end faces of the plate-shaped member come into contact with each other and the anchor portion that can be fitted so as to be caught by each other. Fix it. The fastening portion fixed by such a fixing method can improve the fixing force of the fastening portion as compared with the fixing method using only compressive stress as in Patent Document 1, for example.
さらに、かかる固定方法は、ロータシャフトにおける締結部分を溶接により接合する方法と比較して、ロータシャフトのアンバランスを抑制することができる。ロータシャフトのアンバランスを抑制することは、ロータ回転時に生じる振動を抑制し、ロータ性能を向上する効果を奏する。 Further, such a fixing method can suppress an imbalance of the rotor shaft as compared with a method of joining the fastening portions of the rotor shaft by welding. Suppressing the imbalance of the rotor shaft has the effect of suppressing the vibration generated when the rotor rotates and improving the rotor performance.
1 板状部材
10 第1成形品
10a 外周部に歪みが生じた第1成形品
11 突出部
12、13 U字部
12a、12c、13a、13c 壁部
12b、13b 底部
14 他端部
15 一端部
14a、15a 端面
16 連結部
17 凸部
18 凹部
20 第2成形品
30 第3成形品
40 第4成形品
100 ロータシャフト
h 高さ
W 幅
1 Plate-shaped
Claims (1)
前記板状部材をプレス加工して、前記板状部材の幅方向の一端側から前記幅方向の他端側に延在するとともに、前記板状部材の板厚方向に突出する前記突出部と、前記板状部材の前記幅方向と直交する前記板状部材の長さ方向から見た断面において、U字状の断面を有するU字部が少なくとも2つ繋がった断面形状と、を形成する絞り加工工程と、
前記板状部材の前記幅方向の一端側に凹部を形成するとともに、前記幅方向の他端側に前記凹部に引っかかるように嵌合可能な凸部を形成するアンカー部形成工程と、
前記アンカー部形成工程で形成された前記凸部を前記凸部の板厚方向に変形させるアンカー曲げ工程と、
少なくとも2つの前記U字部の断面同士が繋がっている部分を押圧して、前記板状部材を中空状に形成する曲げ加工工程と、
前記凸部に加えた変形を元に戻すとともに、前記凸部を前記凹部にはめ込むアンカーはめ込み工程と、
を備えるロータシャフトの製造方法。 A method for manufacturing a rotor shaft, which comprises a plate-shaped member, has a protruding portion protruding in the outer peripheral direction, and forms a hollow rotor shaft having a polygonal outer peripheral shape.
The plate-shaped member is press-processed so as to extend from one end side in the width direction of the plate-shaped member to the other end side in the width direction, and the protruding portion protruding in the plate thickness direction of the plate-shaped member. Drawing to form a cross-sectional shape in which at least two U-shaped portions having a U-shaped cross section are connected in a cross section viewed from the length direction of the plate-shaped member orthogonal to the width direction of the plate-shaped member. Process and
An anchor portion forming step of forming a concave portion on one end side in the width direction of the plate-shaped member and forming a convex portion that can be fitted into the concave portion on the other end side in the width direction.
An anchor bending step of deforming the convex portion formed in the anchor portion forming step in the plate thickness direction of the convex portion,
A bending step of forming the plate-shaped member into a hollow shape by pressing a portion where at least two cross sections of the U-shaped portion are connected to each other.
An anchor fitting step of undoing the deformation applied to the convex portion and fitting the convex portion into the concave portion,
A method of manufacturing a rotor shaft.
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