JP7232388B2 - 回転子の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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スリーブを磁石に固定する方法として、かしめによる固定方法が知られている。この固定方法は金型によりスリーブの端部を被かしめ物に押し付けることにより行われる。例えば特許文献4に係る方法はかしめによる固定方法をマグネットロールに適用した例であるがモータ回転子のスリーブのかしめにも適用可能である。
図1は、モータの回転子1の構成を示す図である。図1Aは回転子1の縦断面図、図1Bは図1AのA-A線における横断面図である。回転子1は、円筒状のスリーブ2と、スリーブ2の内部に配置されたマグネット部材3と、スリーブ2の長手方向の両端部の内側に固着されたフランジ(カバー)4a,4bとを有する。
着磁は例えば外周面側N極の磁極と、外周面側S極の磁極とが円周方向に沿って交互に略等間隔に複数個配されるように行われる。
ヨーク6の中心部には軸方向に貫通した孔部が形成されており、当該孔部にシャフト6aが挿入固定されている。ヨーク6は金属などの高強度材料により構成され、マグネット5と接着など公知の方法で一体化されている。
なお円筒状のマグネット5はラジアル異方性リング磁石ではなく極異方性リング磁石であっても良い。極異方性リング磁石の場合には丸棒状のヨーク6に代えて非磁性の丸棒を使用してもよい。
また等方性リング磁石をラジアル方向や極異方性方向に着磁してもよい。
また複数の弓形マグネットをヨーク6の外周面に張り付けリング形状としてもよい。
そして、図2A及び図2Bに示すように、ヨーク6にマグネット5を挿入する。フランジ4bの外径はヨーク6の外径よりも大きく形成されているため、ヨーク6に挿入されたマグネット5はフランジ4bに掛かり止まる。
次いで、図2B及び図2Cに示すように、フランジ4aをシャフト6aに挿入し、ヨーク6の他端側に固定する。最後に、図2C及び図2Dに示すように、マグネット5の外側にスリーブ2を被せ、後述するかしめ処理によって、フランジ4a,4bにスリーブ2の両端部を固着させる。
図3は、第1実施形態に係る製造装置の構成を示す図である。実施形態1に係る製造装置は、かしめ処理により回転子1を製造する装置である。図3において、10はベースであり、11は被かしめ材である。被かしめ材11は、スリーブ2の内部にフランジ付きのマグネット部材3を挿通させてなるかしめ対象である。
次に、回転子1の中心軸に対してローラ15の中心軸を傾斜させている第2実施形態について説明する。図9は、第2実施形態に係る製造装置の構成を示す図であり、図10は、第2実施形態に係るかしめ処理開始時の状態を示す模式図である。図9及び図10において、図3及び図5と同一部分には同一番号を付している。
図13は、第3実施形態に係る製造装置の構成を示す図である。第3実施形態に係る制御装置は、かしめ処理において、被かしめ材11にかかる荷重をフィードバック制御するように構成した点及びかしめ機取付け台316を直動させる駆動部318を一端側にのみ設けた点が第1及び第2実施形態と異なる。他の構成は、前述した第1実施形態と同じであるので、対応する部材には同様の符号を付して、その説明は省略する。
なお、支持台312はガイドレール310aの中央部に固定されていても良い。
なお、駆動部318の機構は特に限定されるものではなく、リニアモータ、シャフトモータ等、電気的フィードバック制御により、かしめ機14の水平移動を制御できるものであれば良い。
具体的には、かしめ処理の開始指示が入力されると、シーケンサ320は、駆動制御部318aへ制御信号を出力することによって、一方のかしめ機取付け台316(右側のかしめ機取付け台316)を支持台312の方向へ移動させる。そして、シーケンサ320は、中心軸方向における被かしめ材11に加わる荷重を検出し、図15に示すように被かしめ材11にかしめ機14が当接すると同時に、2つのかしめ機14,14のローラ15,15,15を回転させる。また、シーケンサ320は、被かしめ材11に加わる荷重に応じて、上記一方のかしめ機取付け台316の水平移動を制御することによって、被かしめ材11の両端部に加わる荷重を制御する。かしめ処理を終了すると、シーケンサ320は、かしめ機14,14のローラ15,15,15の回転を停止させ、上記一方のかしめ機取付け台316及びかしめ機14を図15中右方向へ移動させて制御装置を停止させる。基本的なかしめ処理の方法は、第1及び第2実施形態と同様である(図7参照)。なお、本実施形態1に係る製造装置の場合、2つのかしめ機14,14はガイドレール310aに沿って移動可能であるため、かしめ機14,14のローラ15,15,15が被かしめ材11に当接する位置及びタイミングを予め正確に知ることができない。このため、シーケンサ320は、荷重センサ319から出力される信号に基づいて、かしめ機14,14のローラ15,15,15が被かしめ材11の先端部に当接したかどうかを検知し、被かしめ材11にローラ15,15,15が当接した時点でローラ15,15,15が回転していない場合、大きな荷重が被かしめ材11に加わる前にローラ15,15,15の回転を開始させると良い。
また、かしめ機14,14を移動させると共にかしめ機14,14のローラ15,15,15の回転を開始させるように構成しても良い。
図16は、第3実施形態に係る製造方法の処理手順を示すフローチャート、図17は、第3実施形態に係る荷重制御の一例を示すグラフ、図18は、第3実施形態に係る荷重制御の他の例を示すグラフである。図17及び図18中、横軸は時間、縦軸は被かしめ材11に加わる中心軸方向の荷重を示している。
具体的には、図17及び図18に示すようにスリーブ2に加わる荷重を漸増させることにより、より効果的にリーブの振れ及びスリーブ2の変形(膨れ)を低減させることができる。
図19は、第4実施形態に係る製造装置の構成を示す図である。第4実施形態に係る製造装置は、単一のかしめ機414を備え、その中心線から径方向へ移動可能な3個のローラ15,15,15を備える点と、荷重センサ419に治具419aが設けられている点が第3実施形態と異なる。
なお、被かしめ材11のもう一方の端部をかしめる際は、被かしめ材11を治具419aから取り外し、他方のシャフト6aを治具419aに固定し、同様にしてかしめ処理を実行すれば良い。
図20は回転子1の他の例を示す図である。第1~第4実施形態では、円筒状のスリーブ2の両端部をかしめる例を説明したが、図20に示すように有底円筒状のスリーブ502を用いて、開放端をかしめるようにしても良い。具体的には、シャフト6aが挿入固定されたフランジ4a付きのヨーク6にマグネット部材3を挿入し、シャフト6aが貫通する孔部を底部に有する有底円筒状のスリーブ502をマグネット部材3に被せる。そして、実施形態4に係る製造装置を用いてスリーブ502の端部をかしめることによって、回転子1を製造することができる。変形例によれば、スリーブ502の一端部をかしめるだけで良いので効率的に回転子1を製造することができる。
2,502 スリーブ
3 マグネット部材
4 フランジ
5 マグネット
6 ヨーク
6a シャフト
10 ベース
11 被かしめ材
12 支持台
13 固定具
14 かしめ機
14a ローラ台座
14b 筒体
15 ローラ
15a 外周面(加工面)
15b 傾斜面
15c 内円弧面
15d 水平面
16 かしめ機取付け台
17 回転機
18 水平移動機
310 ベース
310a ガイドレール
310b センサ支持部
312 支持台
312a スライダ
313 固定具
314 かしめ機
314a ローラ台座
315 ローラ
316 かしめ機取付け台
316a スライダ
317 回転モータ
317a モータ制御部
317b モータアンプ
318 駆動部
318a 駆動制御部
318b 駆動アンプ
318c 駆動機構
319 荷重センサ
319c センサアンプ
320 シーケンサ
Claims (12)
- 非磁性体の円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられたリング状マグネットと、前記スリーブの両端部が固着されているフランジとを有する回転子を製造する方法であって、
前記スリーブの両端部に前記フランジを固着させる際に、前記スリーブの一方の端部及び他方の端部それぞれに、回転子の中心軸に対して外周面を傾斜させて3個一組のローラを接触させ、前記スリーブの一方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向と、前記スリーブの他方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向とを逆とし、各3個一組の前記ローラそれぞれを回転子の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転子の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめる
回転子の製造方法。 - 前記一方の端部に接触する前記ローラを回転子の中心軸方向に移動させ、前記他方の端部に接触する前記ローラに加わる荷重を検出することにより、回転子の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重を検出する
請求項1に記載の回転子の製造方法。 - 前記ローラの中心軸を回転子の中心軸に対して傾斜させた
請求項1又は請求項2に記載の回転子の製造方法。 - 前記ローラの外周面は、先端面から後端面に向かって広がる傾斜面と、該傾斜面の後端面側に配された内円弧面とを有する
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の回転子の製造方法。 - 非磁性体の円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられたリング状マグネットと、前記スリーブの端部が固着されているフランジとを有する回転子を製造する方法であって、
前記スリーブの端部を前記フランジに固着させる際に、前記スリーブの端部に接触するローラの外周面は、先端面から後端面に向かって広がる水平面と、該水平面の後端面側に配された内円弧面とを有しており、前記ローラの中心軸を回転子の中心軸に対して傾斜させることにより、前記スリーブの端部に、回転子の中心軸に対して外周面を傾斜させて3個一組の前記ローラを接触させ、該ローラの回転と同時に該ローラを回転子の軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめる
回転子の製造方法。 - 前記ローラを回転子の軸方向に移動させる最後に、前記ローラの前記内円弧面を前記スリーブの端部に接触させる
請求項4又は請求項5に記載の回転子の製造方法。 - 回転子の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重を検出し、
検出された荷重を用いた電気的フィードバック制御により、前記スリーブに加わる荷重が増加するように、前記ローラを回転子の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転子の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめる
請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の回転子の製造方法。 - 回転子の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重が所定値に達した場合、検出される荷重が所定時間、前記所定値で維持されるように前記ローラを回転子の中心軸方向へ移動させる力をフィードバック制御する
請求項7に記載の回転子の製造方法。 - 前記所定時間は、
前記スリーブの端部の縁の周りを前記ローラが、複数回回転するのに要する時間である
請求項8に記載の回転子の製造方法。 - 回転子の中心軸方向における前記スリーブに加わる荷重が検出された場合、前記ローラの回転を開始させる
請求項7~請求項9までのいずれか一項に記載の回転子の製造方法。 - 非磁性体の円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられたリング状マグネットと、前記スリーブの両端部が固着されているフランジとを有する回転子を製造する装置であって、
前記スリーブの一方の端部に接触する3個一組のローラ及び前記スリーブの他方の端部に接触する3個一組のローラを有するかしめ機と、該かしめ機を回転させる回転部と、前記かしめ機を回転子の軸方向に移動させる移動部とを備えており、
前記ローラは、その外周面を回転子の中心軸に対して傾斜させて配置してあり、
前記スリーブの一方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向と、前記スリーブの他方の端部に接触する3個一組の前記ローラの回転方向とを逆とし、各3個一組の前記ローラそれぞれを回転子の中心軸回りに回転させながら該ローラを回転子の中心軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめて前記スリーブ及びフランジを固着させるように構成してある
回転子の製造装置。 - 非磁性体の円筒状のスリーブと、該スリーブの内部に設けられたリング状マグネットと、前記スリーブの端部が固着されているフランジとを有する回転子を製造する装置であって、
前記スリーブの端部に接触する3個のローラを有するかしめ機と、該かしめ機を回転させる回転部と、前記かしめ機を回転子の軸方向に移動させる移動部とを備えており、
前記ローラの外周面は、先端面から後端面に向かって広がる水平面と、該水平面の後端面側に配された内円弧面とを有しており、
前記ローラは、該ローラの中心軸を回転子の中心軸に対して傾斜させることにより、該ローラの外周面を回転子の中心軸に対して傾斜させて配置してあり、
前記ローラの回転と同時に該ローラを回転子の軸方向に移動させて、前記スリーブをかしめて前記スリーブ及びフランジを固着させるように構成してある
回転子の製造装置。
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JP2018199515A JP7232388B2 (ja) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 回転子の製造方法及び製造装置 |
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