JP6848348B2 - Rotor manufacturing method - Google Patents
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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 rotary electric 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 rotary electric machine including a rotor shaft configured so that a cylindrical outer shaft is fitted on the outer circumference of the inner shaft, and a rotor core arranged on the outer circumference of the outer shaft. There is.
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 as in 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 by inserting the key member into the grooves with these key grooves facing each other, 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 is made a polygonal shape, and the outer peripheral shape of the rotor shaft (outer shaft) is made a shape corresponding to the shaft fitting hole. It is also possible. According to such a method, the key groove and the key member can be omitted, so that 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 polygonal, it takes time and effort to manufacture the outer shaft, such as cutting the outer peripheral surface of the outer shaft, and the rotor cannot be easily manufactured. 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。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a rotor manufacturing method capable of easily forming the outer peripheral shape of the outer shaft into a polygonal shape and manufacturing a rotor at low cost. The purpose.
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、アウタシャフト形成工程の後に、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、成形ローラよりも小径の仕上げローラを外側からアウタシャフトの外周部に押し当てるとともに、仕上げローラ又は多角形マンドレルをアウタシャフトの軸方向に移動させることで、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と、を備える。 According to the present invention, there is provided a rotor manufacturing method for manufacturing a rotor for a rotary electric machine by forming a rotor shaft using an inner shaft and an outer shaft having a polygonal outer peripheral shape and inserting and arranging a rotor core on the outer circumference of the outer shaft. Will be done. The rotor manufacturing method is a step of installing a tubular material having a cylindrical portion and a flange plate protruding inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion on a polygonal mandrel having a polygonal outer peripheral shape. By sandwiching both ends of the flange plate inside with a pair of polygonal mandrel, the tubular material placement process of arranging the tubular material on the polygonal mandrel and the polygonal mandrel so that the axis of the tubular material is the center of rotation. By rotating and pressing the forming roller against the cylindrical part from the outside and moving the forming roller or polygonal mandrel in the axial direction of the tubular material, the shape of the cylindrical part is formed into a polygonal shape. The polygonal mandrel on which the outer shaft is arranged is placed after the outer shaft forming step of forming the outer shaft having the outer peripheral portion and the flange portion protruding inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion and the outer shaft forming step. By rotating and pressing a finishing roller with a diameter smaller than that of the forming roller against the outer periphery of the outer shaft from the outside, and moving the finishing roller or polygonal mandrel in the axial direction of the outer shaft, finishing forming of the outer shape of the outer shaft It is provided with a finishing process for performing.
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 tubular material is formed into a polygonal shape by using a forming roller, the polygonal outer shaft is formed more easily than when the tubular material or the like is cut as in the conventional case. be able to. As a result, it becomes possible to inexpensively manufacture a rotor using a polygonal outer shaft.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described 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 vertical sectional view of a
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。
The
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
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
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
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。
An insertion hole 12C into which 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
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
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 of manufacturing the
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 a flow of a manufacturing method of the
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 step of forming a cylindrical material from a disc-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 tubular material arranging step of arranging the cylindrical material formed in the previous step on the polygonal mandrel is executed. After that, in S103, an outer shaft forming step of forming the
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, a rotor shaft assembly step of connecting the
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, a rotor core arranging step of inserting and arranging the
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, a
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。
In the following, with reference to FIGS. 3A to 8B, a material forming step (S101), a tubular material arranging step (S102), an outer shaft forming step (S103), and a finishing step (S103), which are steps for manufacturing the
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 to be a material of the
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 disc-shaped material arranging step S101A and a tubular 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 disc-shaped material arranging step, the disc-shaped
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
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 tubular material forming step S101B in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
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 tubular material forming step, the
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 in order to open the disc-shaped
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
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 ironing molding, both the
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 tubular material forming step described above, the
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 tubular material forming step, the
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, with reference to FIGS. 6A to 8B, the tubular material arranging step S102, the outer shaft forming step S103, and the finishing step S104 in FIG. 2 will be described in detail.
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 vertical cross-sectional view showing a state in which the
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 in FIG. 6A, the tubular material arranging step is a step of installing the
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, in the
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。
At the center of the
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。 The outer shaft forming step executed after the tubular material arranging step will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
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
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
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 forming step described above, as shown in FIG. 7C, an
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
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。 Further, in FIGS. 7A and 7B, two forming rollers are provided in order to execute 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 vertical cross-sectional view showing a state in which the
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。
The finishing step is a step executed after the outer shaft forming step, and is a step for adjusting the shape (surface texture) of the outer
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 step, the
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 FIGS. 8A and 8B, the finishing
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
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 FIGS. 8A and 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 step described above, the rotor shaft assembly step S105 shown in FIG. 2 is executed, and the
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 arranging 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 arranging step, the outer
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 protruding
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
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 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 processing step, the
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。
By processing the tip of the
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。
By going through the steps S101 to S107 described above, the
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
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
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
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 of forming the
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 arranging step, the disk-shaped
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
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
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。
By performing finish molding using the finishing
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 so that one end of the outer
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。
Further, the method for manufacturing the
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。 It is clear that the present invention is not limited to the above embodiments and various changes can be made within the scope of its technical ideas.
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
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 assembly step is executed after the finishing process. However, the
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
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 the present embodiment, the finishing step is performed after the outer shaft forming step, but the finishing step can be omitted. When the finishing step is omitted, the protruding
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 processing step is performed after the rotor core arranging step, but the end processing step can be omitted. When the end processing step is omitted, the
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 processing step, the
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
100
Claims (4)
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、
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と、
を備えることを特徴とするロータ製造方法。 A rotor manufacturing method in which a rotor shaft is formed using an inner shaft and an outer shaft having a polygonal outer peripheral shape, and a rotor core is inserted and arranged on the outer circumference of the outer shaft to manufacture a rotor for a rotary electric machine.
A step of installing a tubular material having a cylindrical portion and a flange plate protruding inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion on a polygonal mandrel having a polygonal outer peripheral shape, wherein the tubular portion is inside the cylindrical portion. A tubular material arranging step of arranging the tubular material on the polygonal mandrel by sandwiching both ends of the flange plate with the pair of polygonal mandrel,
The polygonal mandrel is rotated so that the axis of the tubular material is the center of rotation, the forming roller is pressed against the cylindrical portion from the outside, and the forming roller or the polygonal mandrel is pressed against the shaft of the tubular material. By moving in the direction, the cylindrical portion is formed into a polygonal shape to form the outer shaft having a polygonal outer peripheral portion and a flange portion protruding inward from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion. Outer shaft forming process and
After the outer shaft forming step, the polygonal mandrel on which the outer shaft is arranged is rotated, and a finishing roller having a diameter smaller than that of the forming roller is pressed from the outside against the outer peripheral portion of the outer shaft, and the finishing roller is pressed. Alternatively, a finishing step of performing finish molding of the outer peripheral shape of the outer shaft by moving the polygonal mandrel in the axial direction of the outer shaft.
A rotor manufacturing method comprising.
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 arranging step, a material forming step for forming the tubular material is further provided.
The material forming step is
A disk-shaped material arranging step of arranging the disk-shaped material on the columnar mandrel by sandwiching the central portions of both ends of the disk-shaped material with 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 columnar mandrel is pressed. By moving the disk-shaped material in the axial direction, 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 formed. Including a tubular material forming step of forming the tubular material having
A rotor manufacturing method characterized by that.
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 1 or 2.
In the finishing step, the finishing molding is performed so that one end of the outer peripheral portion in the axial direction of the outer shaft is formed as a protruding portion protruding outward from the other portion of the outer peripheral portion.
A rotor manufacturing method characterized by that.
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 3.
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 side to one end portion of the outer peripheral portion of the outer shaft. Rotor core placement process and
The end processing step of deforming the other end of the outer peripheral portion on which the rotor core is arranged is further provided.
A rotor manufacturing method characterized by that.
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