JP7302324B2 - ロータの製造方法およびロータの製造装置 - Google Patents
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Description
(ロータの構造)
図1~図14を参照して、第1実施形態によるロータ10の構造について説明する。
図3に示すように、ロータ10の製造装置200は、ハイドロフォーミング用の金型200aを含む。ハイドロフォーミング用の金型200aは、金型押圧部200bを有する。ロータ10の製造装置200(200a、200b)は、第1押圧部材201と、第2押圧部材202と、を備える。なお、第1押圧部材201および第2押圧部材202は、それぞれ、特許請求の範囲の「シャフト押圧部材」および「コア押圧部材」の一例である。
次に、図1、図3~図5、および、図8~図14を参照して、ロータ10の製造方法について説明する。
次に、図2、および、図15~図23を参照して、第2実施形態によるロータ10の製造方法、および、ロータ10の製造装置300について説明する。第2実施形態のロータ10の製造方法、および、ロータ10の製造装置300では、油圧により駆動される油圧シリンダ208が用いられている上記第1実施形態とは異なり、弾性的に変化するエアシリンダ308が用いられる。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
図15に示すように、ロータ10の製造装置300は、ハイドロフォーミング用の金型300aを含む。ハイドロフォーミング用の金型300aは、金型押圧部200bを有する。ロータ10の製造装置300(300a、200b)は、第1押圧部材201と、第2押圧部材202と、を備える。
次に、図18~図23を参照して、ロータ10の製造方法について説明する。
次に、図2、および、図24~図33を参照して、第3実施形態によるロータ10の製造方法、および、ロータ10の製造装置400について説明する。第3実施形態のロータ10の製造方法、および、ロータ10の製造装置400では、シリンダ(油圧シリンダ208)が用いられている上記第1実施形態とは異なり、ばね部材408が用いられる。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
図24に示すように、ロータ10の製造装置400は、ハイドロフォーミング用の金型400aを含む。ハイドロフォーミング用の金型400aは、金型押圧部400bを有する。ロータ10の製造装置400(400a、400b)は、第1押圧部材401と、第2押圧部材402と、を備える。
次に、図29~図33を参照して、ロータ10の製造方法について説明する。
上記第1~第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1~第3実施形態では、上記のように、ロータ(10)の製造方法は、シャフト(13)の第1筒状部分(130)と第2筒状部分(131)との境界部分である段差部(133)を、第1押圧部材(201、401)により中心軸線方向の一方側から押圧するとともに、第2押圧部材(202、402)によりロータコア(11)の中心軸線方向の一方側の端面(11a)を中心軸線方向の一方側から押圧する工程を備える。また、ロータ(10)の製造方法は、シャフト(13)とロータコア(11)とが押圧された状態で、シャフト(13)の内部に流体(40)を充填させるとともに流体(40)を加圧することによってシャフト(13)を膨張させることにより、シャフト挿入孔(110)の内周面(110a)に第1筒状部分(130)を圧接させるハイドロフォーミングによって、シャフト(13)をロータコア(11)に固定する工程と、を備える。これにより、段差部(133)を第1押圧部材(201、401)により押圧しながら、第2押圧部材(202、402)によりロータコア(11)の端面(11a)を押圧した状態でハイドロフォーミングを行うことができる。その結果、第2押圧部材(202、402)によりロータコア(11)を構成する電磁鋼板(12)同士の間に隙間が生じるのを防止した状態で、ハイドロフォーミングを行うことができる。これにより、ロータコア(11)の積厚(t)を一定の範囲内(公差範囲内)に収めた状態でハイドロフォーミングを行うことができる。その結果、シャフト(13)とロータコア(11)との相対的な位置関係に(製品間で)ばらつきが生じるのを防止することができる。
第1~第3実施形態では、上記のように、ロータ(10)の製造装置(200、300、400)は、シャフト(13)の第1筒状部分(130)と第2筒状部分(131)との境界部分である段差部(133)を、中心軸線方向の一方側から押圧する第1押圧部材(201、401)と、ロータコア(11)の中心軸線方向の一方側の端面(11a)を中心軸線方向の一方側から押圧する第2押圧部材(202、402)とを含む金型押圧部(200b、400b)を備える。また、ロータ(10)の製造装置(200、300、400)は、シャフト(13)とロータコア(11)とが押圧された状態で、シャフト(13)の内部に流体(40)を充填させるとともに流体(40)を加圧することによってシャフト(13)を膨張させることにより、シャフト挿入孔(110)の内周面(110a)に第1筒状部分(130)を圧接させるハイドロフォーミングを行うためのハイドロフォーミング部(204、304、404)を備える。これにより、段差部(133)を第1押圧部材(201、401)により押圧しながら、第2押圧部材(202、402)によりロータコア(11)の端面(11a)を押圧した状態でハイドロフォーミングを行うことができる。その結果、第2押圧部材(202、402)によりロータコア(11)を構成する電磁鋼板(12)同士の間に隙間が生じるのを防止した状態で、ハイドロフォーミングを行うことができる。これにより、ロータコア(11)の積厚(t)を一定の範囲内(公差範囲内)に収めた状態でハイドロフォーミングを行うことができる。その結果、シャフト(13)とロータコア(11)との相対的な位置関係に(製品間で)ばらつきが生じるのを防止することが可能なロータ(10)の製造装置(200、300、400)を提供することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
11 ロータコア
11a 端面(ロータコアの中心軸線方向の一方側の端面)
13 シャフト
14 軸受け部
40 流体
110 シャフト挿入孔
110a 内周面
130 筒状部分(第1筒状部分)
131 筒状部分(第2筒状部分)
133 段差部
200、300、400 製造装置
200a、300a、400a 金型
200b、400b 金型押圧部
201、401 第1押圧部材
201a、401a 第1押圧部材本体部
201c、401c 筒状押圧部
201d、401d 端部(筒状押圧部の端部)
201e 貫通孔(第2押圧部材側シャフトが貫通する貫通孔)
202、402 第2押圧部材
202a 第2押圧部材本体部
202f 第2押圧部材側シャフト
202g 端部(第2押圧部材側シャフトの端部)
203 固定台
203a シャフト固定部
203b ロータコア固定部
204、304、404 ハイドロフォーミング部
207、307、407 移動機構部
208 油圧シリンダ(伸縮部材、第1シリンダ部材)
308 エアシリンダ(伸縮部材、第2シリンダ部材)
401e 凹部
408 ばね部材(伸縮部材、付勢部材)
r2 直径(第2筒状部分の直径)
Claims (22)
- シャフト挿入孔を有する環状のロータコアと、ロータの構成要素としての筒状のシャフトと、を含む前記ロータの製造方法であって、
前記ロータコアの前記シャフト挿入孔に、前記シャフトを挿入する工程と、
コア押圧部材により前記ロータコアを前記ロータコアの中心軸線方向に押圧する工程と、
前記ロータコアが押圧された状態で、前記シャフトの内部に流体を充填させるとともに前記流体を加圧することによって前記シャフトを膨張させることにより、前記シャフト挿入孔の内周面に前記シャフトを圧接させるハイドロフォーミングによって、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程と、を備える、ロータの製造方法。 - 前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程は、前記シャフトと前記ロータコアとが、前記中心軸線方向に位置決めされた状態で、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程である、請求項1に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトを挿入する工程は、前記シャフト挿入孔に、前記シャフトの第1筒状部分を挿入する工程であり、
前記ロータコアを押圧する工程は、前記第1筒状部分よりも前記中心軸線方向の一方側に設けられ、前記第1筒状部分よりも小さい直径を有する前記シャフトの第2筒状部分と、前記シャフトの前記第1筒状部分との境界部分である段差部を、シャフト押圧部材により前記中心軸線方向の一方側から押圧するとともに、前記コア押圧部材により前記ロータコアの前記中心軸線方向の一方側の端面を前記中心軸線方向の一方側から押圧する工程であり、
前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程は、前記ロータコアと前記シャフトとが押圧された状態で、前記シャフト挿入孔の前記内周面に前記第1筒状部分を圧接させるハイドロフォーミングによって、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程である、請求項1または2に記載のロータの製造方法。 - 前記コア押圧部材により前記ロータコアの前記端面を押圧する工程は、前記シャフト押圧部材とは独立して動作可能な前記コア押圧部材により前記ロータコアの前記端面を押圧する工程である、請求項3に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトと前記ロータコアとを押圧する工程は、前記段差部を前記シャフト押圧部材により前記中心軸線方向の一方側から押圧するとともに、前記コア押圧部材により前記端面を前記中心軸線方向の一方側から押圧することにより、前記シャフトと前記ロータコアとを相対的に位置決めする工程である、請求項3または4に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトの前記段差部を前記シャフト押圧部材により押圧することは、前記シャフトの軸受け部が配置される軸受け配置部としての前記段差部を前記シャフト押圧部材により押圧することである、請求項3~5のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトと前記ロータコアとを押圧する工程は、前記段差部を前記シャフト押圧部材により押圧して前記シャフトを前記シャフトの前記中心軸線方向の他方側に配置されるシャフト固定部に押し付けるとともに、前記コア押圧部材により前記ロータコアの前記中心軸線方向の一方側の前記端面を押圧することにより、前記ロータコアを前記コア押圧部材の前記中心軸線方向の他方側に配置されるロータコア固定部に押し付けることにより、前記シャフトに対して前記ロータコアを相対的に位置決めする工程である、請求項3~6のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトと前記ロータコアとを押圧する工程は、ハイドロフォーミング用の金型に含まれる前記シャフト押圧部材により前記段差部を押圧するとともに、前記金型に含まれる前記コア押圧部材により前記ロータコアの前記端面を押圧する工程である、請求項3~7のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトと前記ロータコアとを押圧する工程は、移動機構部により、前記シャフト押圧部材と前記コア押圧部材とを前記ロータコア側に一体的に移動させることにより、前記段差部を前記シャフト押圧部材により押圧するとともに、前記移動機構部と前記コア押圧部材との間に設けられる伸縮可能な伸縮部材により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧する工程である、請求項3~8のいずれか1項に記載のロータの製造方法。
- 前記シャフトと前記ロータコアとを押圧する工程は、前記移動機構部により、前記コア押圧部材が前記ロータコアの前記端面に当接するまで前記シャフト押圧部材と前記コア押圧部材とを一体的に前記ロータコア側に移動させた後、前記シャフト押圧部材を前記ロータコア側にさらに移動させて、前記シャフト押圧部材を前記段差部に当接させて押圧するとともに、前記伸縮部材の押圧力により、前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧する工程である、請求項9に記載のロータの製造方法。
- 前記伸縮部材の押圧力により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することは、前記移動機構部の外部からの油圧により、前記伸縮部材としての第1シリンダ部材を駆動させることにより前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することである、請求項9または10に記載のロータの製造方法。
- 前記伸縮部材の押圧力により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することは、前記移動機構部と前記コア押圧部材との間に挟持され、弾性的に伸縮する第2シリンダ部材の押圧力により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することである、請求項9または10に記載のロータの製造方法。
- 前記伸縮部材の押圧力により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することは、前記シャフト押圧部材の凹部と前記コア押圧部材との間に挟持された付勢部材の押圧力により前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧することである、請求項9または10に記載のロータの製造方法。
- シャフト挿入孔を有する環状のロータコアと、ロータの構成要素としての筒状のシャフトと、を含む前記ロータの製造装置であって、
前記ロータコアを前記ロータコアの中心軸線方向に押圧するコア押圧部材を含む金型押圧部と、
前記ロータコアが押圧された状態で、前記シャフトの内部に流体を充填させるとともに前記流体を加圧することによって前記シャフトを膨張させることにより、前記シャフト挿入孔の内周面に前記シャフトを圧接させるハイドロフォーミングを行うためのハイドロフォーミング部と、を備える、ロータの製造装置。 - 前記ハイドロフォーミング部は、前記シャフトと前記ロータコアとが、前記中心軸線方向に位置決めされた状態で、前記シャフトを膨張させることにより、前記シャフト挿入孔の内周面に前記シャフトを圧接させるように構成されている、請求項14に記載のロータの製造装置。
- 前記金型押圧部は、前記シャフトの第1筒状部分と、前記第1筒状部分よりも前記中心軸線方向の一方側に設けられ、前記第1筒状部分よりも小さい直径を有する第2筒状部分との境界部分である段差部を、前記中心軸線方向の一方側から押圧するシャフト押圧部材をさらに含み、
前記コア押圧部材は、前記ロータコアの前記中心軸線方向の一方側の端面を前記中心軸線方向の一方側から押圧するように構成されており、
前記ハイドロフォーミング部は、前記ロータコアと前記シャフトとが押圧された状態で、前記シャフト挿入孔の前記内周面に前記第1筒状部分を圧接させるハイドロフォーミングを行うために設けられている、請求項15または14に記載のロータの製造装置。 - 前記コア押圧部材は、前記シャフト押圧部材とは独立して動作可能に構成されている、請求項16に記載のロータの製造装置。
- 前記シャフト押圧部材は、円環形状を有するシャフト押圧部材本体部と、前記シャフト押圧部材本体部の内周側に設けられ、前記シャフト押圧部材本体部から前記中心軸線方向の他方側に向かって延びるように設けられる筒状押圧部とを含み、
前記筒状押圧部は、前記筒状押圧部の前記中心軸線方向の他方側の端部が前記段差部と当接した状態で、前記シャフトの前記第2筒状部分を外周側からガイドするように設けられている、請求項16または17に記載のロータの製造装置。 - 前記シャフトの前記中心軸線方向の他方側に配置され、前記シャフトを前記中心軸線方向の他方側から固定するシャフト固定部と、前記コア押圧部材の前記中心軸線方向の他方側に配置され、前記ロータコアを前記中心軸線方向の他方側から固定するロータコア固定部とを含む固定台をさらに備える、請求項16~18のいずれか1項に記載のロータの製造装置。
- 前記シャフト押圧部材と前記コア押圧部材とを前記ロータコア側に一体的に移動させる移動機構部と、
前記移動機構部と前記コア押圧部材との間に設けられ、前記中心軸線方向に沿って伸縮可能に構成されている伸縮部材と、をさらに備え、
前記移動機構部は、前記シャフト押圧部材を介して前記段差部を押圧するように構成され、
前記伸縮部材は、前記コア押圧部材を介して前記ロータコアの前記端面を押圧するように構成されている、請求項16~19のいずれか1項に記載のロータの製造装置。 - 前記シャフト押圧部材は、前記中心軸線方向の他方側に設けられる凹部を含み、
前記コア押圧部材は、前記凹部に係合するように設けられており、
前記伸縮部材は、前記シャフト押圧部材の前記凹部と前記コア押圧部材との間に挟持された付勢部材を含む、請求項20に記載のロータの製造装置。 - 前記伸縮部材は、前記移動機構部の外部からの油圧により駆動される第1シリンダ部材を含む、請求項20に記載のロータの製造装置。
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