KR101361369B1

KR101361369B1 - 모터의 로터의 제조 방법

Info

Publication number: KR101361369B1
Application number: KR1020137023501A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 마츠시타; 기미마사 무라야마; 고오지 마츠노
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2014-02-10
Also published as: US9015926B2; US20140041207A1; EP2701289A4; CN103493343A; WO2012144059A1; JPWO2012144059A1; JP5299516B2; EP2701289A1; KR20130105937A

Abstract

본 발명은 적층 강판으로 이루어지는 코어와 샤프트의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용이고 고성능인 모터의 로터를 제조할 수 있는 모터의 로터의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 따라서, 본 발명의 일 형태는 관통 구멍을 가진 박판 강판을 복수 적층하고, 복수의 박판 강판의 각 관통 구멍을 위치 정렬하여 형성된 삽입 관통 구멍을 갖는 적층 강판을, 적층 강판의 두께 방향 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그에 의해, 로터 코어로서 적층 강판을 두께 방향으로 구속한 상태에서, 삽입 관통 구멍에 샤프트를 삽입하여 적층 강판과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍과, 샤프트 삽입 관통 구멍의 직경 방향에 대해 샤프트 삽입 관통 구멍을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서 적층 강판의 삽입 관통 구멍의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부와, 직경 내측 주연부보다 직경 외측에서 적층 강판의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부를 갖고, 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부는 지그 높이 방향으로 고저차를 갖고 있다.

Description

모터의 로터의 제조 방법 {MOTOR ROTOR PRODUCTION METHOD}

본 발명은, 예를 들어 하이브리드 자동차 등에 탑재되는 모터의 로터에 대해, 적층 강판으로 형성된 로터 코어의 삽입 관통 구멍에, 로터의 회전축인 샤프트를 삽입하여 로터 코어와 일체로 조립하는 모터의 로터의 제조 방법에 관한 것이다.

모터의 로터는 프레스 가공에 의한 펀칭으로 천공된 관통 구멍을 중앙부에 가진 박판 강판을, 복수 적층시킨 적층 강판으로 형성된 로터 코어에 대해, 그 삽입 관통 구멍에 샤프트를 삽입 관통하여 로터 코어와 샤프트를 압입으로 고정하고, 로터 코어에 자석을 설치하여 구성되어 있다.

종래, 로터 코어와 샤프트를 고정시키는 제조 방법의 일례로서, 특허문헌 1에 개시된 모터의 로터 코어와 샤프트의 체결 구조를 들 수 있다. 도 14에 특허문헌 1에 개시된 로터 코어의 사시도를 도시한다. 도 15는 도 14 중, C 화살표로부터 본 로터 코어를 이루는 박판 강판의 일부를 도시한다. 도 16은 도 14 중, C 화살표로부터 본 로터 코어의 관통 구멍에 모터 샤프트가 삽입 관통한 상태를 도시하는 설명도이다.

특허문헌 1에서는, 박판 강판(312)의 관통 구멍(312H)이, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 직경 방향으로 직경차를 가진 홈부(303)와 볼록부(304)를, 둘레 방향으로 일정한 간격으로 교대로 환형상으로 배치하여 형성되어 있다. 로터 코어(310)는 이와 같은 박판 강판(312)을 복수 사용하여, 이웃하는 박판 강판(312, 312)끼리, 한쪽의 박판 강판(312)의 홈부(303)와 다른 쪽의 박판 강판(312)의 볼록부(304)가 동일 위상이 되는 배치 형태로 적층하여 형성되어 있다.

한편, 모터 샤프트(320)는 그 외주면을, 널링 가공에 의해 요철부(324)로 형성하고, 복수 적층된 박판 강판(312)의 관통 구멍(312H)[홈부(303), 볼록부(304)]인 로터 코어(310)의 끼워 넣음 구멍(311H)에 삽입 관통하도록 되어 있다. 특허문헌 1은, 도 16에 도시한 바와 같이 박판 강판(312)의 홈부(303), 볼록부(304)에 대해, 모터 샤프트(320)의 요철부(324)를, 단속적으로 접촉 부위와 비접촉 부위로 나누어 압입시키고 있다. 특허문헌 1에서는, 도 16에 도시한 바와 같이 로터 코어(310)에 모터 샤프트(320)를 압입해도, 각 박판 강판(312)이 로터 코어(310)의 축심 AX를 향해 자유롭게 변형되어 휘기 쉽게 되어 있으므로, 로터 코어(310)나 모터 샤프트(320)에 응력이 잔류하지 않고, 모터 샤프트(320)의 압입에 의한 손상이나 버어도 발생하지 않도록 고안되어 있다.

또한, 특허문헌은 예로 들고 있지 않지만, 특허문헌 1과 같은 로터 코어와 샤프트를 고정시키는 종래의 제조 방법의 다른 실시예로서, 그 일례를, 도 17에 도시한다. 종래의 제조 방법에서는, 로터 코어(410)는, 도 17에 도시한 바와 같이 그 두께 방향(HT)의 적층 강판(411)의 양측단부면(411a, 411b)에 판형상의 지그(431, 432)를 면 접촉시켜, 소정의 끼움 지지력으로 지그(431)와 지그(432)를 체결하여 복수의 박판 강판(412)을 구속하고 있다. 이 상태에서 로터 코어(410)를, 고주파 켄칭 등에 의해 가열하고, 열팽창에 의해 구멍 직경이 다소 확장된 삽입 관통 구멍(411H)에, 샤프트(420)를 삽입 관통한 후, 로터 코어(410)를 냉각함으로써, 로터 코어(410)와 샤프트(420)가 수축 끼워 맞춤되어 고정되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-217770호 공보

그러나, 로터 코어와 샤프트를 고정하는 종래 기술에는 이하의 2가지 문제가 있었다.

(1) 샤프트의 압입 시에는 로터 코어의 축 방향으로의 응력이, 복수 적층된 박판 강판에 발생하여, 축 방향의 변형이 각 박판 강판에 발생한다. 특허문헌 1은 로터 코어(310)에 모터 샤프트(320)를 압입했을 때에, 로터 코어(310)나 모터 샤프트(320)에 발생하는 응력을, 로터 코어(310)의 축심 AX 방향으로 도피시키도록 되어 있지만, 특허문헌 1에는 응력을 로터 코어(310)의 축 방향(도 14 중, 상하 방향)으로 도피시키는 대책은 실시되어 있지 않다. 로터 코어(310)의 축 방향으로의 응력이 잔류하고 있으면, 로터 코어(310)의 축심 AX를 향한 변형이 발생하여, 박판 강판(312)의 관통 구멍(312H) 부근과, 박판 강판(312)의 외주부 부근 사이에, 축 방향으로 변위를 가진 변형이 로터 코어(310)에 발생할 우려가 있다.

여기서, 도 18 및 도 19에, 수축 끼워 맞춤에 의해 적층 강판이 축 방향으로 변형되는 모습을 설명하는 모식도를 도시한다. 전술한 다른 실시예에 의한 종래의 제조 방법에서는, 각 박판 강판(412)의 프레스의 펀칭 방향을 동일하게 하여 적층시킨 적층 강판(411)이, 한 쌍의 지그(431, 432)에 의해 보다 큰 끼움 지지력으로 구속되어 있다. 샤프트(420)는 가열한 적층 강판(411)의 삽입 관통 구멍(411H)의 구멍 직경에 클리어런스를 갖게 하여 이 삽입 관통 구멍(411H)에 삽입 관통되고, 삽입 관통 후, 적층 강판(411)이 냉각된다. 이때, 적층 강판(411)이, 축 방향(HT)에 대해, 샤프트 삽입 관통 입구측(도 18 중 하측), 또는 샤프트 삽입 관통 출구측(도 19 중 상측)으로, 수축 끼워 맞춤에 의한 죔새에 의해 변형된다. 그 결과, 이 종래의 제조 방법에서도, 특허문헌 1과 마찬가지로, 적층 강판(411)에 있어서, 그 축 방향(HT)에 대해, 적층 강판(411)의 삽입 관통 구멍(411H)과 샤프트(420)의 수축 끼워 맞춤 부위 Q1과, 그 적층 강판(411)의 강판 최외주 부위 Q2, Q3 사이에 변위가 발생한다. 이 변위는 제품(모터)마다, 변위의 방향과 그 크기가 다르고, 로터 코어(410)에서는 적층 강판(411)이 가장 샤프트 삽입 관통 입구측으로 변위되었을 때와, 가장 샤프트 삽입 관통 출구측으로 변위되었을 때의 편차 폭, 즉 수축 끼워 맞춤 부위 Q1과 강판 최외주 부위 Q2와의 거리와, 수축 끼워 맞춤 부위 Q1과 강판 최외주 부위 Q3와의 거리의 합이, 예를 들어, 2(㎜) 정도까지 미쳐 버린다.

도 20은 로터와 스테이터를 조립한 모터의 일부를 도시하는 모식도이다. 로터 코어(410)가 축 방향(HT)으로 크게 변형된 상태의 로터(403)를 조립한 모터에서는, 도 20에 도시한 바와 같이 로터(403) 내에서 축 방향(HT)으로 변형된 상태의 로터 코어(410)와, 로터(403)의 축 방향(HT)에 대해, 일정한 두께로 형성된 스테이터(402)가, 로터의 직경 방향(RD)에 대해, 서로 대향하는 위치에 배치할 수 없게 된다. 즉, 로터 코어(410)를 구성하는 적층 강판(411)의 일부가, 로터(403)의 축 방향(HT)에 대해, 스테이터(402)와 상대적으로 크게 어긋나 버려, 스테이터(402)와의 사이에서 자력의 작용을 받기 어려워지는 부분이 발생해 버린다. 그 결과, 모터로 회전력을 발생시키는 데 로스가 발생하여, 모터의 성능을 최대한으로 발휘할 수 없는 문제가 있다.

(2) 로터 코어(적층 강판)의 삽입 관통 구멍이 되는 각 박판 강판의 관통 구멍에 있어서, 그 내주면(끼워 맞춤면)의 기울기나 전단면의 두께, 단부의 버어 등, 프레스 후의 관통 구멍 주연부의 형태는 로터 코어를 구성하는 박판 강판 1매마다 다르다. 박판 강판의 관통 구멍은 박판 강판을 1매씩 프레스 가공으로 펀칭하여 천공되므로, 박판 강판 1매씩의 각 관통 구멍에 기초하여, 샤프트를 삽입 관통시키는 로터 코어의 삽입 관통 구멍 전체의 품질 관리를 실시할 수는 없다. 그 결과, 상술한 (1)의 문제를 회피하는 대책의 하나로서, 적층 강판의 강판 최외주 부위의 위치에 2(㎜) 정도의 편차가 발생하는 것을 전제로, 로터 코어의 축 방향의 두께가, 적어도 그 편차 폭에 상당하는 만큼의 두께를 고려하여, 스테이터의 두께보다 두껍게 하고 있다. 이에 의해, 로터와 스테이터 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분을 적게 하여, 로터 코어와 샤프트의 조립 정밀도를 어느 정도 높일 수 있게 되지만, 예를 들어, 1매의 박판 강판의 두께가 0.3(㎜)인 경우, 로터 코어의 두께를 2(㎜) 가깝게 두껍게 하려고 하면, 박판 강판이 여분으로 7매 이상이나 필요해져, 로터 코어의 제조 비용이 상승한다. 또한, 로터를 스테이터보다 두껍게 해도, 스테이터에 있어서도, 로터와의 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분이 생기므로, 스테이터의 실질적인 비용도 높아지고, 나아가서는, 모터의 비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 적층 강판으로 이루어지는 로터 코어와 샤프트의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용이고 고성능인 모터의 로터를 제조할 수 있는 모터의 로터의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에 있어서의 모터의 로터의 제조 방법은 다음의 구성을 갖고 있다.

(1) 관통 구멍을 가진 박판 강판을 복수 적층하여, 복수의 박판 강판의 각 관통 구멍을 위치 정렬하여 형성되는 삽입 관통 구멍을 갖는 적층 강판을, 상기 적층 강판의 두께 방향 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그를 사용하여, 상기 한 쌍의 지그에 의해, 로터 코어로서 적층 강판을 두께 방향으로 구속한 상태에서, 삽입 관통 구멍에 샤프트를 삽입하고, 적층 강판과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 각각, 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍과, 샤프트 삽입 관통 구멍의 직경 방향에 대해, 샤프트 삽입 관통 구멍을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 적층 강판의 삽입 관통 구멍의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부와, 직경 내측 주연부보다 직경 외측에서, 적층 강판의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부를 갖고, 한 쌍의 지그에서는 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가, 직경 방향에 직교하는 지그 높이 방향으로 고저차를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 형태에 있어서의 모터의 로터의 제조 방법에서는, 직경 내측 주연부를 가리키는 구분 범위와, 직경 외측 주연부를 가리키는 구분 범위에 대해서는, 다음과 같이 정의되어 있다.

즉, 적층 강판에 있어서, 그 직경 방향에 대해, 외주연과 내주연의 중앙 부근에 위치하는 부분을 환형상의 강판 직경 중앙부로 했을 때, 직경 내측 주연부는 한 쌍의 지그 중, 적층 강판의 강판 직경 중앙부를 사이에 두는 위치를 경계로, 그 직경 방향 직경 내측에 위치하는 범위를 가리키는 것으로 한다. 직경 외측 주연부는 한 쌍의 지그 중, 적층 강판의 강판 직경 중앙부를 사이에 두는 위치를 경계로, 그 직경 방향 직경 외측에 위치하는 범위를 가리키는 것으로 한다.

(2) (1)에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그에서는 수평 방향을 기준으로, 지그 높이 방향 편측에 대해, 직경 내측 주연부가 직경 외측 주연부보다 높은 형상을 산형 형상으로 정의하고, 직경 내측 주연부가 직경 외측 주연부보다 낮은 형상을 골형 형상으로 정의했을 때, 한 쌍의 지그를 구성하는 제1 지그와 제2 지그는 산형 형상 또는 골형 형상이고 모두 동일한 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(3) (2)에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 산형 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가 경사면으로 연결된 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(5) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부를 연결하는 평판 형상의 기부를 갖고, 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가 각각 기부로부터 지그 높이 방향으로 세워 설치되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그로 끼움 지지한 적층 강판을, 두께 방향에 대해, 적층 강판의 양측으로부터 소정의 끼움 지지력으로 구속하는 적층 강판 구속 공정과, 적층 강판 구속 공정 후, 구속한 적층 강판을 가열하는 적층 강판 가열 공정과, 적층 강판의 가열 후, 한 쌍의 지그의 샤프트 삽입 관통 구멍을 통해 샤프트를 적층 강판의 삽입 관통 구멍에 삽입 관통하여, 샤프트와 적층 강판을 수축 끼워 맞춤하는 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정을 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 모터의 로터의 제조 방법의 작용ㆍ효과에 대해 설명한다.

(1) 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, 관통 구멍을 가진 박판 강판을 복수 적층하고, 복수의 박판 강판의 각 관통 구멍을 위치 정렬하여 형성되는 삽입 관통 구멍을 갖는 적층 강판을, 상기 적층 강판의 두께 방향 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그를 사용하여, 상기 한 쌍의 지그에 의해, 로터 코어로서 적층 강판을 두께 방향으로 구속한 상태에서, 삽입 관통 구멍에 샤프트를 삽입하여, 적층 강판과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 각각, 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍과, 샤프트 삽입 관통 구멍의 직경 방향에 대해, 샤프트 삽입 관통 구멍을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 적층 강판의 삽입 관통 구멍의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부와, 직경 내측 주연부보다 직경 외측에서, 적층 강판의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부를 갖고, 한 쌍의 지그에서는, 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가, 직경 방향에 직교하는 지그 높이 방향으로 고저차를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 적층 강판에 있어서, 샤프트와의 수축 끼워 맞춤 부위와 강판 최외주 부위 사이에서 발생하는 두께 방향의 변위에 대해, 제품(로터) 사이의 편차 폭을, 종래의 제조 방법에 비해, 절반 정도까지 작게 억제할 수 있다.

즉, 로터 코어는 관통 구멍을 가진 박판 강판을 복수 적층시킨 적층 강판으로 구성되어 있다. 박판 강판은, 예를 들어 1매의 두께가 0.3(㎜) 정도이고, 외주 직경이 100(㎜)를 초과하는 크기 등의 형상으로 형성되고, 자중만으로도 두께 방향으로 휘기 쉽다. 또한, 박판 강판의 관통 구멍은 적층 전에, 박판 강판 1매마다 프레스 가공 등에 의한 펀칭으로 천공되어, 각 박판 강판의 관통 구멍에서는, 그 내주면(끼워 맞춤면)의 기울기나 전단면의 두께, 단부의 버어 등, 프레스 후의 관통 구멍 주연부의 형태가, 박판 강판 1매마다 다르게 되어 있다. 또한, 수축 끼워 맞춤 시에, 복수 적층시킨 박판 강판(적층 강판)이 한 쌍의 지그에 의해 두께 방향으로 구속되어 있지만, 각 박판 강판은, 예를 들어 300매 가까이나 있고, 한 쌍의 지그에 의해 국부적으로 코킹 체결 고정되어 있지만, 적층 강판 전체에 있어서 각 박판 강판의 면 전체가, 서로 고정되어 있지 않고, 단순히 겹쳐서 적층시킨 것만으로 되어 있다. 그로 인해, 각 박판 강판에서는 변형에 대한 자유도가 큰 상태에 있다.

따라서, 수축 끼워 맞춤 시에, 관통 구멍의 관통 구멍 주연부가 그 직경 방향 직경 내측으로 수축했을 때의 죔새로 샤프트와 고정했을 때에, (a) 박판 강판 자체가 휘기 쉬운 것 외에, 특히 (b) 관통 구멍 주연부의 형태가 각 박판 강판에서 다르고, 샤프트와의 수축 끼워 맞춰 상태가 각 박판 강판에서 다른 것, (c) 각 박판 강판의 면 전체가 서로 고정되어 있지 않고 변형의 자유도가 크게 되어 있는 것에 기인하여, 각 박판 강판에 있어서, 관통 구멍 주연부와 샤프트를, 샤프트의 축 방향에 직교하는 수평 방향으로 균일한 상태로 수축 끼워 맞출 수 없다.

특히, 로터 코어와 샤프트를 고정하는 종래의 제조 방법에서는, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판의 관통 구멍 주연부가 샤프트를 향해 수축했을 때의 잔류 응력에 의해, 각 박판 강판에 있어서, 변형이 발생한다. 그 결과, 각 박판 강판의 두께 방향에 대해, 관통 구멍 주연부와 샤프트의 수축 끼워 맞춤 부위와, 박판 강판의 강판 최외주 부위 사이에 변위를 가진 변형이 발생한다. 변형의 방향은 상술한 (b) 및 (c)의 이유에 기인하여, 로터(제품)마다, 샤프트가 적층 강판의 삽입 관통 구멍을 삽입 관통할 때의 입구측인 삽입 관통 구멍 입구측인 경우나, 샤프트가 이 삽입 관통 구멍을 삽입 관통했을 때의 출구측인 삽입 관통 구멍 출구측인 경우도 있다. 적층 강판으로부터 한 쌍의 지그를 제거하면, 각 박판 강판의 스프링력으로, 적층 강판 전체는 그 두께 방향에 대해, 삽입 관통 구멍 입구측 또는 삽입 관통 구멍 출구측으로 더욱 크게 변형되어, 제품마다, 변형값과 그 방향에 편차가 크게 발생한다. 그 결과, 이와 같이 변형된 각 박판 강판을 적층시켜 구성한 로터 코어에서는, 변형의 편차 폭은 적층 강판의 두께 방향 삽입 관통 구멍 입구측에 발생했을 때의 변위와, 삽입 관통 구멍 출구측에 발생했을 때의 변위의 합이고, 제품끼리의 사이에서 전체적으로 크게 되어 있다.

상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법은 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부에 지그 높이 방향으로 고저차를 형성한 한 쌍의 지그로 적층 강판을 구속한다. 한 쌍의 지그는 직경 내측 주연부를 직경 외측 주연부보다 높게 하는 경우, 또는 직경 내측 주연부를 직경 외측 주연부보다 낮게 하는 경우로 하고, 양쪽의 지그 모두 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부의 고저의 위치 관계를 동일하게 한다.

예를 들어, 직경 내측 주연부를 직경 외측 주연부보다 높게 한 한 쌍의 지그의 경우, 한 쌍의 지그 중, 일측 지그(예를 들어, 상측 지그)의 직경 내측 주연부는 적층 강판의 두께 방향 일측(예를 들어, 상측)에 있어서, 적층 강판의 삽입 관통 구멍 주연과 접촉하지 않고 이격되지만, 타측 지그(예시한 반대측의 하측 지그)의 직경 내측 주연부는 적층 강판의 두께 방향 타측(예시한 반대측의 하측)에 있어서, 적층 강판의 삽입 관통 구멍 주연과 직접 접촉하게 된다. 이 상태에서, 적층 강판의 두께 방향 타측으로부터 일측을 향해 샤프트를 삽입 관통하고, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판의 관통 구멍 주연부가 샤프트를 향해 수축했을 때, 적층 강판의 삽입 관통 구멍 주연과 접촉하는 타측 지그의 직경 내측 주연부에 의해, 적층 강판의 두께 방향 타측을 향한 잔류 응력이 작용하지 않아, 이 두께 방향 타측을 향해 적층 강판은 변형되지 않는다. 한편, 일측 지그의 직경 내측 주연부는 적층 강판의 두께 방향 일측에서, 적층 강판의 삽입 관통 구멍 주연과 이격되어 있으므로, 각 박판 강판의 잔류 응력은 두께 방향 일측을 향해 작용하고, 각 박판 강판 전체의 수축 끼워 맞춤 부위가, 이 간극을 향해 변형되기 쉬워진다. 그로 인해, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부에 고저차가 있음으로써, 구속된 각 박판 강판에 있어서, 변형 방향의 자유도가, 적층 강판의 두께 방향의 편측(상기에 예시한 경우에는 하측)으로 억제되게 된다.

따라서, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, 적층 강판으로부터 한 쌍의 지그를 제거한 후, 박판 강판 전체가, 정렬되어 동일 방향으로 변위되게 된다. 그로 인해, 적층 강판(박판 강판 전체)의 삽입 관통 구멍과 샤프트의 수축 끼워 맞춤 부위와, 적층 강판의 강판 최외주 부위 사이의 변위에 있어서의 제품(로터) 사이에서의 편차 폭은, 종래의 제조 방법에 비해, 절반 정도까지 작게 억제할 수 있다. 이에 의해, 제품 사이에서, 로터와 스테이터 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분이, 종래의 제조 방법에 비해 적어져, 로터 코어와 샤프트의 조립 정밀도가 향상되므로, 나아가서는 모터로 회전력을 발생시킬 때의 로스가 억제되어, 성능이 높은 모터를 제조할 수 있다.

또한, 상술한 편차 폭을 작게 억제한 로터 코어를 로터에 조립한 모터에서는, 스테이터와의 사이에서 자력의 작용을 받기 어려워지는 부분이 생기지 않도록, 로터의 두께를 두껍게 하는 쪽이, 종래의 제조 방법에 비해 적어져, 여분으로 박판 강판을 증설하는 수량도 저감시킬 수 있으므로, 로터 코어의 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 스테이터에 있어서도, 로터와의 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분이, 종래의 제조 방법에 비해 적어지므로, 스테이터의 비용도 실질적으로 저감시킬 수 있고, 나아가서는 모터의 비용을 억제할 수 있다.

따라서, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, 로터 코어와 샤프트의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용이고 고성능인 모터의 로터를 제조할 수 있다는 우수한 효과를 발휘한다.

(2) 또한, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, (1)에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그에서는 수평 방향을 기준으로, 지그 높이 방향 편측에 대해, 직경 내측 주연부가 직경 외측 주연부보다 높은 형상을 산형 형상으로 하고, 직경 내측 주연부가 직경 외측 주연부보다 낮은 형상을 골형 형상으로 했을 때, 한 쌍의 지그를 구성하는 제1 지그와 제2 지그는 산형 형상 또는 골형 형상이고 모두 동일한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 박판 강판의 변형 방향으로의 자유도를 억제하기 쉬워져, 적층 강판의 두께 방향 편측으로 변위되려고 하는 변형의 발생을 억제할 수 있다.

(3) 또한, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, (2)에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 산형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 한 쌍의 지그의 정상측을 향해 샤프트를 적층 강판의 삽입 관통 구멍에 삽입 관통하여 수축 끼워 맞춤하면, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판의 관통 구멍 주연부가 샤프트를 향해 수축했을 때의 응력이, 샤프트를 삽입 관통하는 방향의 반대측에 발생하기 어려워진다. 이에 의해, 이 반대측을 향한 적층 강판의 변형의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.

(4) 또한, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가 경사면으로 연결된 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 박판 강판의 외주 직경이 다른 사양으로 복수종의 로터 코어를 제조하는 경우라도, 한 쌍의 지그는 1종의 사양에 대해 로터 코어의 사양으로 특정되지 않고 범용성을 갖고, 복수종의 로터 코어에 대해 폭넓게 대응할 수 있게 된다. 따라서, 한 쌍의 지그가, 로터 코어의 사양마다 개별적으로 필요하지 않게 되어, 로터 코어의 비용 저감이 가능해진다.

(5) 또한, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그는 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부를 연결하는 평판 형상의 기부를 갖고, 직경 내측 주연부와 직경 외측 주연부가 각각, 기부로부터 지그 높이 방향으로 세워 설치되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 한 쌍의 지그 중, 직경 내측 주연부 및 직경 외측 주연부의 각각의 높이를, 수축 끼워 맞춤 후의 박판 강판에 있어서, 그 두께 방향으로 규제하고 싶은 변위량에 대응시켜 설정하는 것을 용이하게 할 수 있게 된다.

(6) 또한, 상술한 형태의 모터의 로터의 제조 방법에서는, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재하는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그로 끼움 지지한 적층 강판을, 두께 방향에 대해, 적층 강판의 양측으로부터 소정의 끼움 지지력으로 구속하는 적층 강판 구속 공정과, 적층 강판 구속 공정 후, 구속한 적층 강판을 가열하는 적층 강판 가열 공정과, 적층 강판의 가열 후, 한 쌍의 지그의 샤프트 삽입 관통 구멍을 통해 샤프트를 적층 강판의 삽입 관통 구멍에 삽입 관통하여, 샤프트와 적층 강판을 수축 끼워 맞춤하는 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 적층 강판 구속 공정에서는, 적층 강판이, 한 쌍의 지그에 의해, 수축 끼워 맞춤 후에 발생하는 변형의 자유도가 억제된 상태로 구속되고, 적층 강판 가열 공정에서, 구속한 적층 강판의 삽입 관통 구멍이 열팽창에 의해 구멍 직경이 다소 확장된다. 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정에서는 샤프트를, 구멍 직경이 다소 확장된 삽입 관통 구멍으로 매끄럽게 삽입할 수 있고, 적층 강판의 냉각에 의해, 샤프트와 적층 강판이 수축 끼워 맞춤된다. 이때, 적층 강판에서는, 그 두께 방향으로 변위되려고 하는 변형이 편측으로 규제되므로, 적층 강판, 즉 로터 코어와 샤프트를, 조립 정밀도 양호하게 고정할 수 있게 된다.

도 1은 실시 형태의 제1 실시예에 관한 한 쌍의 지그를 사용하여, 로터 코어와 샤프트를 고정시키는 제조 방법의 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 한 쌍의 지그 중, 제1 지그의 평면도이다.
도 3은 도 2 중, A-A 화살표에 상당하는 위치에서 본 한 쌍의 지그의 단면도이다.
도 4는 실시 형태의 변형예에 관한 한 쌍의 지그를 도시하는 설명도로, 도 3과 동일한 위치에서 본 단면도이다.
도 5는 실시 형태의 제2 실시예에 관한 한 쌍의 지그를 도시하는 설명도로, 도 3과 동일한 위치에서 본 단면도이다.
도 6은 로터 코어를 구성하는 박판 강판을 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 6 중, B-B 화살표 단면도이다.
도 8은 실시 형태에 있어서, 모터의 로터를 제조하는 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 삽입 관통 구멍에 삽입 관통한 샤프트와 적층 강판의 수축 끼워 맞춤 전의 상태를 설명하는 모식도이다.
도 10은 삽입 관통 구멍에 삽입 관통한 샤프트와 적층 강판의 수축 끼워 맞춤 후의 상태를 설명하는 모식도이다.
도 11은 샤프트와의 수축 끼워 맞춤 부위에서 박판 강판이 변형되는 모습을 설명하는 모식도이다.
도 12는 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법으로 제조한 로터에 있어서, 적층 강판의 변형에 대해 설명하는 모식도이다.
도 13은 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법으로 제조한 로터를, 스테이터와 조립한 모터를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 14는 특허문헌 1에 개시된 로터 코어의 사시도를 도시한다.
도 15는 도 14 중, C 화살표로부터 본 로터 코어를 이루는 박판 강판의 일부를 도시하는 도면이다.
도 16은 도 14 중, C 화살표로부터 본 로터 코어의 관통 구멍에 모터 샤프트가 삽입 관통한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 17은 로터 코어와 샤프트를 고정시키는 종래의 제조 방법의 설명도이다.
도 18은 도 17에 도시하는 종래의 제조 방법으로 제조한 로터에 있어서, 적층 강판이 축 방향의 샤프트 삽입 관통 입구측으로 변형된 모습을 설명하는 모식도이다.
도 19는 도 17에 도시하는 종래의 제조 방법으로 제조한 로터에 있어서, 적층 강판이 축 방향의 샤프트 삽입 관통 출구측으로 변형된 모습을 설명하는 모식도이다.
도 20은 도 17에 도시하는 종래의 제조 방법으로 제조한 로터를, 스테이터와 조립한 모터를 도시하는 모식도이다.

이하, 본 발명을 구체화한 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서는 하이브리드 자동차 등에 탑재되는 모터의 로터에 대해, 적층 강판으로 형성된 로터 코어의 삽입 관통 구멍에, 로터의 회전축인 샤프트를 삽입하여 로터 코어와 일체로 조립하는 모터의 로터의 제조 방법을 실시 형태로 들 수 있다.

본 실시 형태에서는, 첨부 도면에 나타낸 HT는 샤프트의 축심을 따르는 방향, 로터 회전축을 따르는 방향, 로터 코어의 두께 방향, 박판 강판의 적층 방향(두께 방향) 및 한 쌍의 지그에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍의 축심을 따르는 방향과 지그 높이 방향을 나타낸다. 또한, RD는 샤프트의 축심을 중심으로 하는 직경 방향, 로터의 축심을 중심으로 하는 직경 방향, 적층 강판의 삽입 관통 구멍(박판 강판의 관통 구멍)의 축심을 중심으로 하는 직경 방향 및 한 쌍의 지그에 있어서의 샤프트 삽입 관통 구멍의 축심을 중심으로 하는 직경 방향을 나타낸다.

처음에, 본 실시 형태에 관한 모터의 개요에 대해, 도 1, 도 6, 도 7 및 도 13을 사용하여 설명한다.

도 1은 실시 형태의 제1 실시예에 관한 한 쌍의 지그를 사용하여, 로터 코어와 샤프트를 고정시키는 제조 방법의 설명도이다. 도 6은 로터 코어를 구성하는 박판 강판을 도시하는 평면도이다. 도 7은 도 6 중, B-B 화살표 단면도이다. 도 13은 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법으로 제조한 로터를, 스테이터와 조립한 모터를 모식적으로 도시한 설명도이다.

모터(1)는, 도 13에 도시한 바와 같이 스테이터(2), 로터(3) 등을 갖고 있다. 스테이터(2)는 로터(3)의 직경 방향(RD) 직경 외측에, 로터(3)의 축심 AX를 중심으로 하는 로터(3)의 둘레 방향으로 환형상으로 배치되어 있다.

로터(3)는 로터 코어(10)와 샤프트(20)를 갖고 있다. 로터 코어(10)는 복수(예를 들어, 300매 정도)의 박판 강판(12)을, 그 두께 방향(HT)으로 겹쳐서 적층시킨 적층 강판(11)으로 이루어진다. 박판 강판(12)은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어 두께 0.3(㎜), 외경 Φ130(㎜) 등의 원반 형상으로 형성되고, 축심 AX1을 중심으로 하는 중앙에, 내경 ΦD(0<D)의 관통 구멍(12H)을 갖고 있다. 관통 구멍(12H)은 프레스 가공에 의해, 박판 강판(12)을 1매씩 펀칭하여 천공되어 있다.

적층 강판(11)은, 참조하는 도 1에 도시한 바와 같이 복수 적층한 박판 강판(12)에 대해, 복수의 관통 구멍(12H)의 축심 AX1을 위치 정렬하여 형성된 내경 ΦD의 삽입 관통 구멍(11H)을 갖는다.

또한, 박판 강판(12)은 각각, 관통 구멍(12H)의 직경 방향(RD) 직경 외측에서, 축심 AX1을 중심으로 하는 소정 직경의 피치원(도시하지 않음) 상에, 자석을 삽입 장착하는 복수의 자석 삽입 관통 구멍(15H)[도 6은 8개의 자석 삽입 관통 구멍(15H)을 도시]을 갖고 있다.

샤프트(20)는 외경 Φd(0<d<D)로 중공 형상 또는 중실 형상으로 형성된 로터(3)의 회전축이다. 샤프트(20)는, 이후에 상세하게 서술하는 바와 같이, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)에 삽입되어, 적층 강판(11)과 수축 끼워 맞춤으로 고정되어 있다. 로터(3)의 제조 공정에서는 샤프트(20)와 적층 강판(11)을 고정하는 데 있어서, 적층 강판(11)을, 그 두께 방향(HT) 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그(30)가 사용된다.

다음에, 한 쌍의 지그(30)에 대해, 참조하는 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시하는 한 쌍의 지그 중, 제1 지그의 평면도이다.

한 쌍의 지그(30)는, 참조하는 도 1에 도시한 바와 같이 제1 지그(31)와 제2 지그(32)로 이루어지고, 예를 들어, 스테인리스재 등, 고주파 켄칭에 의한 적층 강판(11)의 수축 끼워 맞춤 시에 가열되지 않는 비자성체의 재질로 형성되어 있다. 제1 지그(31) 및 제2 지그(32)는 각각, 샤프트(20)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 중앙에 갖고 있다.

또한, 한 쌍의 지그(30)는 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)의 직경 방향(RD)에 대해, 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부(35)와, 직경 내측 주연부(35)보다 직경 외측에서, 적층 강판(11)의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부(37)를 갖고 있다. 한 쌍의 지그(30)에서는 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)가, 직경 방향(RD)에 직교하는 지그 높이 방향(HT)에 고저차를 두고 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 직경 내측 주연부(35)를 가리키는 구분 범위와, 직경 외측 주연부(37)를 가리키는 구분 범위에 대해서는, 다음과 같이 정의되어 있다.

적층 강판(11)에 있어서, 그 직경 방향(RD)에 대해, 외주연과 내주연의 중앙 부근에 위치하는 부분을 환형상의 강판 직경 중앙부로 했을 때, 직경 내측 주연부(35)는 한 쌍의 지그(30) 중, 적층 강판(11)의 강판 직경 중앙부를 사이에 두는 위치를 경계로, 그 직경 방향(RD) 직경 내측에 위치하는 범위를 가리킨다. 직경 외측 주연부(37)는 한 쌍의 지그(30) 중, 적층 강판(11)의 강판 직경 중앙부를 사이에 두는 위치를 경계로, 그 직경 방향(RD) 직경 외측에 위치하는 범위를 가리킨다.

한 쌍의 지그(30)에서는 수평 방향을 기준으로, 지그 높이 방향(HT) 편측(도 1 중, 상측)에 대해, 직경 내측 주연부(35)가 직경 외측 주연부(37)보다 높은 형상을 산형 형상으로 하고, 직경 내측 주연부(35)가 직경 외측 주연부(37)보다 낮은 형상을 골형 형상으로 했을 때, 한 쌍의 지그(30)를 구성하는 제1 지그(31)와 제2 지그(32)는 산형 형상 또는 골형 형상이고 모두 동일한 형상으로 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 제1 지그(31)와 제2 지그(32) 사이에 끼워 넣은 적층 강판(11)을, 그 두께 방향(HT)으로 소정의 끼움 지지력 F로 구속하는 데, 볼트 등의 체결구(50)가 복수 사용된다. 제1 지그(31)에는 체결구(50)를 삽입 관통하는 체결구 삽입 관통 구멍(38H)이 복수 개소(도 2에는 4개소 도시)에 천공되고, 제2 지그(32)에는 체결구(50)와 나사 결합 가능한 암나사 구멍(39H)이 복수 개소에 천공되어 있다.

또한, 제1 지그와 제2 지그에 의한 적층 강판의 구속은 본 실시 형태 이외에도, 전용의 생산 설비에 있어서, 에어 실린더 또는 유압 실린더 등의 구동원에 의해, 제1 지그와 제2 지그를 서로, 두께 방향에 대해, 자유롭게 근접 또는 이격시킬 수 있는 구조로 구성하고, 이와 같은 구동원으로 제1 지그와 제2 지그를 끼움 지지시켜, 적층 강판을 구속하도록 해도 된다.

(제1 실시예)

제1 실시예에 관한 한 쌍의 지그에 대해, 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은 도 2 중, A-A 화살표에 상당하는 위치로부터 본 한 쌍의 지그의 단면도이다.

본 실시예에서는, 한 쌍의 지그(30)는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 기준인 수평 라인(HL)에 대해, 직경 내측 주연부(35)가 직경 외측 주연부(37)보다 (h1-h2)분만큼 높은 산형 형상이고, 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)가 경사면(30a)으로 연결된 형상으로 형성되어 있다.

구체적으로는, 제1, 제2 지그(31, 32)[한 쌍의 지그(30)]는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 축심 CL이 통과하는 위치 근방이 가장 높고, 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)의 직경 방향(RD) 직경 외측을 향해 서서히 낮아지는 형태로, 1매의 원반 형상의 평판을 만곡시켜 형성되어 있다.

(변형예)

제1 실시예에 관한 한 쌍의 지그는 1매의 원반 형상의 평판을 산형 형상으로 변형시켜 형성하였다. 이에 대해, 변형예에 관한 한 쌍의 지그(30T)는 1개의 부재를 변형시켜 형성하지 않고, 절삭 가공 등에 의해, 직경 내측 주연부(35T)를 직경 외측 주연부(37T)보다 (h1-h2)분만큼 높게 하여 형성한 것이다.

도 4는 변형예에 관한 한 쌍의 지그를 도시하는 설명도로, 도 3과 동일한 위치에서 본 단면도이다.

본 변형예에서는, 한 쌍의 지그(30T)는, 도 4에 도시한 바와 같이 기준인 수평 라인(HL)에 대해, 직경 내측 주연부(35T)가 직경 외측 주연부(37T)보다 (h1-h2)분만큼 높은 산형 형상이고, 직경 내측 주연부(35T)와 직경 외측 주연부(37T)가 경사면(30Ta)으로 연결된 형상으로 형성되어 있다. 제1 지그(31T)에는 체결구(50)를 삽입 관통하는 체결구 삽입 관통 구멍(38TH)이 복수 개소에 천공되고, 제2 지그(32T)에는 체결구(50)와 나사 결합 가능한 암나사 구멍(39TH)이 복수 개소에 천공되어 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법에 대해, 도 8 내지 도 10을 사용하여 설명한다.

도 8은 본 실시 형태에 있어서, 모터의 로터가 제조하는 공정을 도시하는 흐름도이다. 도 9는 삽입 관통 구멍에 삽입 관통한 샤프트와 적층 강판의 수축 끼워 맞춤 전의 상태를 설명하는 모식도이다. 도 10은 삽입 관통 구멍에 삽입 관통한 샤프트와 적층 강판의 수축 끼워 맞춤 후의 상태를 설명하는 모식도이다.

처음에, 적층 강판(11)은, 참조하는 도 9에 도시한 바와 같이 프레스의 펀칭 방향을 동일하게 하여 소정 매수의 박판 강판(12)을 적층시키고, 각 박판 강판(12)의 각 관통 구멍(12H)을 위치 정렬하여 삽입 관통 구멍(11H)을 이루고 있는 상태에 있고, 로터 코어(10)로서, 하나로 뭉친 상태에 있다.

스텝 S10에서는 본 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법 중, 적층 강판 구속 공정을 실시한다. 적층 강판 구속 공정에서는 한 쌍의 지그(30)로 끼움 지지한 적층 강판(11)을, 두께 방향(HT)에 대해, 적층 강판(11)의 양측으로부터 소정의 끼움 지지력(F)으로 구속한다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 일측(도 1 중, 상측)에서는 적층 강판(11)의 일단부면(11a)에 있어서, 삽입 관통 구멍(11H) 주연 부근의 내주연부는 제1 지그(31)의 직경 내측 주연부(35)와 접촉하지 않고 간극을 갖는 한편, 적층 강판(11)의 직경 방향 최외주 부근의 외주연부는 제1 지그(31)의 직경 외측 주연부(37)와 접촉하여 간극을 갖고 있지 않다. 또한, 두께 방향(HT) 타측(도 1 중, 하측)에서는 타단부면(11b)에 있어서, 그 내주연부는 제2 지그(32)의 직경 내측 주연부(35)와 접촉하여 간극을 갖고 있지 않는 한편, 외주연부는 제2 지그(32)의 직경 외측 주연부(37)와 접촉하지 않아 간극을 갖고 있다. 이와 같이, 적층 강판(11)을, 제1 지그(31) 및 제2 지그(32)로 끼워 넣고, 제1 지그(31)의 체결구 삽입 관통 구멍(38H)에 4개의 체결구(50)를 삽입 관통시켜, 제2 지그(32)의 암나사 구멍(39H)에서 체결시키고, 예를 들어, 1(ton) 정도의 소정 크기의 끼움 지지력(F)으로 적층 강판(11)을 구속한다.

계속해서, 스텝 S20에서는 본 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법 중, 적층 강판 가열 공정을 실시한다. 적층 강판 가열 공정은 스텝 S10에서 행한 적층 강판 구속 공정 후, 구속한 적층 강판(11)을 가열한다. 구체적으로는, 한 쌍의 지그(30)로 구속한 적층 강판(11)을, 예를 들어 고주파 켄칭에 의해 약 300℃ 근처까지 가열하고, 열팽창에 의해 삽입 관통 구멍(11H)의 내경 ΦD를 100(㎛) 정도 확장시킨다.

계속해서, 스텝 S30 및 스텝 S40에서, 본 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법 중, 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정을 실시한다. 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정은 적층 강판(11)의 가열 후, 한 쌍의 지그(30)의 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 통해 샤프트(20)를 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)에 삽입 관통하여, 샤프트(20)와 적층 강판(11)을 수축 끼워 맞춤한다.

구체적으로는, 스텝 S30에서는, 참조하는 도 1에 도시한 바와 같이 한 쌍의 지그(30)에 의해 구속된 적층 강판(11)에 대해, 샤프트(20)를, 제2 지그(32)의 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)으로부터 삽입하고, 삽입 관통 구멍(11H)을 통해, 제1 지그(31)의 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 관통시킨다. 이때, 삽입 관통 구멍(11H)의 내경 ΦD가 열팽창에 의해 확장되어 있으므로, 외경 Φd(0<d<D)의 샤프트(20)는, 도 9에 도시한 바와 같이 확장된 삽입 관통 구멍(11H)으로 매끄럽게 삽입할 수 있다.

스텝 S40에서는 적층 강판(11)을 냉각한다. 이에 의해, 적층 강판(11), 즉 복수 적층한 박판 강판(12)에서는 각 관통 구멍(12H)[삽입 관통 구멍(11H)]의 내경 ΦD가, 샤프트(20)의 외경 Φd보다 작게 수축하여, 적층 강판(11)과 샤프트(20)가, 도 10에 도시한 바와 같이 수축 끼워 맞춤되어 고정된다.

계속해서, 스텝 S50에서 체결구(50)의 체결을 해제하여, 한 쌍의 지그(30)를 적층 강판(11)으로부터 제거한 후, 각 자석 삽입 관통 구멍(15H)에 삽입한 자석을, 접착제로 적층 강판(11)에 고정시킨다. 이렇게 하여, 로터 코어(10)와 샤프트(20)를 일체로 고정하는 공정이 종료된다.

전술한 구성을 갖는 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법의 작용ㆍ효과에 대해, 도 11 내지 도 13 및 도 17 내지 도 20을 사용하여 설명한다.

도 11은 샤프트와의 수축 끼워 맞춤 부위에서 박판 강판이 변형되는 모습을 설명하는 모식도를 도시한다. 도 12는 실시 형태에 관한 모터의 로터의 제조 방법으로 제조한 로터에 있어서, 적층 강판의 변형에 대해 설명하는 모식도를 도시한다.

실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법에서는, 관통 구멍(12H)을 가진 박판 강판(12)을 복수 적층하고, 복수의 박판 강판(12)의 각 관통 구멍(12H)을 위치 정렬하여 형성되는 삽입 관통 구멍(11H)을 갖는 적층 강판(11)을, 상기 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그(30)를 사용하여, 상기 한 쌍의 지그(30)에 의해, 로터 코어(10)로서 적층 강판(11)을 두께 방향(HT)으로 구속한 상태에서, 삽입 관통 구멍(11H)에 샤프트(20)를 삽입하여, 적층 강판(11)과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그(30)는 각각, 샤프트(20)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)과, 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)의 직경 방향(RD)에 대해, 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부(35)와, 직경 내측 주연부(35)보다 직경 외측에서, 적층 강판(11)의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부(37)를 갖고, 한 쌍의 지그(30)에서는, 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)가 직경 방향(RD)에 직교하는 지그 높이 방향(HT)으로 고저차를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 적층 강판(11)에 있어서, 샤프트(20)와의 수축 끼워 맞춤 부위 P1과 강판 최외주 부위 P2 사이에서 발생하는 두께 방향(HT)의 변위 X에 대해, 제품[로터(3)] 사이의 편차 폭을, 도 17에 도시한 바와 같은, 로터 코어(410)와 샤프트(420)를 고정하는 종래의 제조 방법에 비해, 절반 정도까지 작게 억제할 수 있다.

즉, 로터 코어(10)는 관통 구멍(12H)을 가진 박판 강판(12)을 복수 적층시킨 적층 강판(12)으로 구성되어 있다. 박판 강판(12)은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 1매의 두께가 0.3(㎜) 정도이고, 외주 직경이 100(㎜)를 초과하는 크기 등의 형상으로 형성되고, 자중만으로도 두께 방향으로 휘기 쉽다. 또한, 박판 강판(12)의 관통 구멍(12H)은 적층 전에, 박판 강판(12) 1매마다, 프레스 가공 등에 의한 펀칭으로 천공되고, 각 박판 강판(12)의 관통 구멍(12H)에서는, 참조하는 도 9에 도시한 바와 같이 그 내주면(끼워 맞춤면)의 기울기나 전단면의 두께, 단부의 버어 등, 프레스 후의 관통 구멍 주연부(12C)의 형태가, 엄밀하게 말하면, 박판 강판(12) 1매마다 다르게 되어 있다. 또한, 수축 끼워 맞춤 시에, 복수 적층시킨 박판 강판(12)[적층 강판(11)]이 한 쌍의 지그에 의해 두께 방향(HT)으로 구속되어 있지만, 각 박판 강판(12)은, 예시한 바와 같이 300매 가깝게나 있고, 한 쌍의 지그에 의해 국부적으로 코킹 고정되어 있지만, 적층 강판(11) 전체에 있어서 각 박판 강판(12)의 면 전체가, 서로 고정되어 있지 않고, 단순히 겹쳐서 적층시킨 것만으로 되어 있다. 그로 인해, 각 박판 강판(12)에서는, 도 11에 도시한 바와 같이 변형에 대한 자유도가 큰 상태에 있다.

따라서, 수축 끼워 맞춤 시에, 도 10에 도시한 바와 같이 관통 구멍(12H)의 관통 구멍 주연부(12C)가 그 직경 방향(RD) 직경 내측으로 수축했을 때의 죔새로 샤프트(20)와 고정했을 때에, (a) 박판 강판(12) 자체가 휘기 쉬운 것 외에, 특히 (b) 관통 구멍 주연부(12C)의 형태가 각 박판 강판(12)에서 다르고, 샤프트(20)와의 수축 끼워 맞춤 상태가 각 박판 강판(12)에서 다른 것, (c) 각 박판 강판(12)의 면 전체가 서로 고정되지 않고 변형의 자유도가 크게 되어 있는 것에 기인하여, 각 박판 강판(12)에 있어서, 관통 구멍 주연부(12C)와 샤프트(20)가, 샤프트(20)의 축 방향(HT)에 직교하는 수평 방향[도 10 내지 도 13, 도 18 및 도 19 중, 직경 방향(RD)과 평행한 방향]으로 균일한 상태에서 수축 끼워 맞출 수 없다.

특히, 참조하는 도 17에 도시하는 종래의 제조 방법으로, 로터 코어(410)와 샤프트(420)를 고정하면, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판(412)의 관통 구멍 주연부(412C)가 샤프트(420)를 향해 수축했을 때의 잔류 응력에 의해, 각 박판 강판(412)에 있어서, 변형이 크게 발생한다. 그 결과, 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이 각 박판 강판(412)의 두께 방향(HT)에 대해, 관통 구멍 주연부(412C)와 샤프트(420)의 수축 끼워 맞춤 부위 Q1과, 박판 강판의 강판 최외주 부위 Q2, Q3 사이에 변위 X(0<X)를 가진 변형이 발생한다. 변형의 방향은 상술한 (b) 및 (c)의 이유에 기인하여 로터(제품)마다, 도 18에 도시한 바와 같이 샤프트(420)가 적층 강판(410)의 삽입 관통 구멍(411H)을 삽입 관통할 때의 입구측인 삽입 관통 구멍 입구측(도 18 중, 하측)인 경우가 있다. 또한, 변형의 방향은, 도 19에 도시한 바와 같이 샤프트(420)가 이 삽입 관통 구멍(411H)을 삽입 관통했을 때의 출구측인 삽입 관통 구멍 출구측(도 19 중, 상측)인 경우도 있다.

적층 강판(411)으로부터 제1 지그(431) 및 제2 지그(432)를 제거하면, 각 박판 강판(412)의 스프링력으로, 적층 강판(411) 전체는 그 두께 방향(HT)에 대해, 삽입 관통 구멍 입구측 또는 삽입 관통 구멍 출구측으로 더욱 크게 변형되어, 제품마다, 변형값과 그 방향에 편차가 크게 발생한다. 그 결과, 이와 같이 변형된 각 박판 강판(412)을 적층시켜 구성한 로터 코어에서는, 변형의 편차 폭은 적층 강판(411)의 두께 방향 삽입 관통 구멍 입구측에 발생했을 때의 변위 X와, 삽입 관통 구멍 출구측에 발생했을 때의 변위 X의 합 2X이고, 제품끼리의 사이에서, 전체적으로 크게 되어 있다.

이에 대해, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법은 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)에 지그 높이 방향(HT)으로 고저차를 형성한 한 쌍의 지그(30)에 의해 적층 강판(11)을 구속한다. 한 쌍의 지그(30)는 본 실시 형태의 경우, 직경 내측 주연부(35)를 직경 외측 주연부(37)보다 높게 하고, 제1 지그(31) 및 제2 지그(32) 모두 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)의 고저의 위치 관계를 동일하게 한다.

본 실시 형태의 경우와 같이, 직경 내측 주연부(35)를 직경 외측 주연부(37)보다 높게 한 한 쌍의 지그(30)의 경우, 제1 지그(31)의 직경 내측 주연부(35)는 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 일측(도 1 중, 상측)에 있어서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H) 주연과 접촉하지 않고 이격되지만, 제2 지그(32)의 직경 내측 주연부(35)는 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 타측(도 1 중, 하측)에 있어서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H) 주연과 직접 접촉하게 된다.

이 상태에서, 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 타측으로부터 일측을 향해 샤프트(20)를 삽입 관통하여, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판(12)[적층 강판(11)]의 관통 구멍 주연부(12C)가 샤프트(20)를 향해 수축했을 때, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H) 주연과 접촉하는 제2 지그(32)의 직경 내측 주연부(35)에 의해, 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 타측을 향한 잔류 응력이 작용하지 않아, 이 두께 방향(HT) 타측으로의 적층 강판(11)의 변형은 발생하지 않는다. 한편, 제1 지그(31)의 직경 내측 주연부(35)는 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 일측에서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H) 주연과 이격되어 있으므로, 각 박판 강판(12)의 잔류 응력은 두께 방향(HT) 일측을 향해 작용하여, 각 박판 강판 전체[적층 강판(11)]의 수축 끼워 맞춤 부위 P1이, 이 간극을 향해 변형되기 쉬워진다. 그로 인해, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법에서는, 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)에 고저차가 있음으로써, 구속된 각 박판 강판(12)에 있어서, 변형 방향의 자유도가, 적층 강판(11)의 두께 방향(HT)의 편측(도 12에 도시하는 측)으로 억제되게 된다.

따라서, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 적층 강판(11)으로부터 한 쌍의 지그(30)를 제거한 후, 박판 강판(12) 전체[적층 강판(11)]가, 도 12에 도시한 바와 같이, 정렬되어 동일한 방향으로 변위 X의 편차 범위에서 변형되게 된다. 그로 인해, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)[박판 강판(12) 전체의 삽입 관통 구멍(12H)]과 샤프트(20)의 수축 끼워 맞춤 부위 P1과, 적층 강판(11)의 강판 최외주 부위 P2 사이에 갖는 전체적인 변위의 편차 폭 X는 종래의 제조 방법의 경우에 발생하는 편차 폭 2X에 비해, 절반 정도까지 작게 억제할 수 있다. 이에 의해, 제품 사이에서, 로터(3)와 스테이터(2) 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분이, 종래의 제조 방법에 비해 적어져, 로터 코어(10)와 샤프트(20)의 조립 정밀도가 향상되므로, 나아가서는 모터(1)로 회전력을 발생시킬 때의 로스가 억제되어, 성능이 높은 모터(1)를 제조할 수 있다.

또한, 상술한 편차 폭 X를 작게 억제한 로터 코어(10)를 로터(3)에 조립한 모터(1)에서는, 도 13 및 도 20에 도시한 바와 같이 스테이터(2)와의 사이에서 자력의 작용을 받기 어려워지는 부분이 발생하지 않도록, 로터(3)의 두께를 두껍게 하는 것이, 종래의 제조 방법에 비해 적어진다. 이에 의해, 여분으로 박판 강판(12)을 늘리는 수량도 저감시킬 수 있으므로, 로터 코어(10)의 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 스테이터(2)에 있어서도, 로터(3)와의 사이에서 자력이 작용하기 어려운 부분이, 종래의 제조 방법에 비해 적어지므로, 스테이터(2)의 비용도 실질적으로 저감시킬 수 있고, 나아가서는 모터(1)의 비용을 억제할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 로터 코어(10)와 샤프트(20)의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용으로 고성능인 모터(1)의 로터(3)를 제조할 수 있다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 한 쌍의 지그(30)에서는 수평 방향(HL)을 기준으로, 지그 높이 방향(HT) 편측에 대해, 직경 내측 주연부(35)가 직경 외측 주연부(37)보다 높은 형상을 산형 형상으로 하고, 직경 내측 주연부(35)가 직경 외측 주연부(37)보다 낮은 형상을 골형 형상으로 했을 때, 한 쌍의 지그(30)를 구성하는 제1 지그(31)와 제2 지그(32)는 산형 형상 또는 골형 형상이고 모두 동일한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 박판 강판(12)의 변형 방향으로의 자유도를 억제하기 쉬워져, 도 12에 도시한 바와 같이, 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 편측(도 12 중, 상측 및 도 19에 도시하는 방향)으로 변위하려고 하는 변형의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 한 쌍의 지그(30)는 산형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 한 쌍의 지그(30)의 정상측을 향해 샤프트(20)를 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)에 삽입 관통하여 수축 끼워 맞춤하면, 수축 끼워 맞춤 후, 각 박판 강판(12)의 관통 구멍 주연부(12C)가 샤프트(20)를 향해 수축했을 때의 응력이, 샤프트(20)를 삽입 관통하는 방향의 반대측에 발생하기 어려워진다. 이에 의해, 이 반대측을 향한 적층 강판(11)의 변형의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 한 쌍의 지그(30)는 직경 내측 주연부(35)와 직경 외측 주연부(37)가 경사면(30a)으로 연결된 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 박판 강판(12)의 외주 직경이 다른 사양으로 복수종의 로터 코어(10)를 제조하는 경우라도, 한 쌍의 지그(30)는 1종의 사양에 대해, 로터 코어(10)의 사양으로 특정되지 않고 범용성을 갖고, 복수종의 로터 코어(10)에 대해 폭넓게 대응할 수 있게 된다. 따라서, 한 쌍의 지그(30)가, 로터 코어(10)의 사양마다 개별적으로 필요하지 않게 되어, 로터 코어(10)의 비용 저감이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 제1 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 한 쌍의 지그(30)로 끼움 지지한 적층 강판(11)을, 두께 방향(HT)에 대해, 적층 강판(11)의 양측으로부터 소정의 끼움 지지력(F)으로 구속하는 적층 강판 구속 공정과, 적층 강판 구속 공정 후, 구속한 적층 강판(11)을 가열하는 적층 강판 가열 공정과, 적층 강판(11)의 가열 후, 한 쌍의 지그(30)의 샤프트 삽입 관통 구멍(30H)을 통해 샤프트(20)를 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)에 삽입 관통하여, 샤프트(20)와 적층 강판(11)을 수축 끼워 맞춤하는 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 적층 강판 구속 공정에서는, 적층 강판(11)이, 한 쌍의 지그(30)에 의해, 수축 끼워 맞춤 후에 발생하는 변형의 자유도가 억제된 상태로 구속되고, 적층 강판 가열 공정에서, 구속한 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)이, 열팽창에 의해 내경 ΦD가 다소 확장된다. 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정에서는, 샤프트(20)를, 구멍 직경이 다소 확장된 삽입 관통 구멍(11H)으로 매끄럽게 삽입할 수 있고, 적층 강판(11)의 냉각에 의해, 샤프트(20)와 적층 강판(11)이 수축 끼워 맞춤된다. 이때, 적층 강판(11)에서는, 그 두께 방향(HT)으로 변위하려고 하는 변형이 편측(도 12 중, 상측)으로 규제되므로, 적층 강판(11), 즉 로터 코어(10)와 샤프트(20)를, 조립 정밀도 양호하게 고정할 수 있게 된다.

(제2 실시예)

다음에, 본 실시 형태의 제2 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법에 대해, 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는 실시 형태의 제2 실시예에 관한 한 쌍의 지그를 도시하는 설명도로, 도 3과 동일한 위치에서 본 단면도이다.

본 실시예에서는 사용하는 한 쌍의 지그의 형태가, 전술한 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법에서 사용하는 한 쌍의 지그와 다를 뿐이고, 그 이외의 부분은 제1 실시예와 마찬가지이다. 따라서, 제1 실시예와는 다른 부분을 중심으로 설명하고, 그 밖의 것에 대해 설명을 간략 또는 생략한다.

본 실시예에서는, 한 쌍의 지그(130)는, 도 5에 도시한 바와 같이 직경 내측 주연부(135)와 직경 외측 주연부(137)를 연결하는 평판 형상의 기부(134)를 갖고, 직경 내측 주연부(135)와 직경 외측 주연부(137)가 각각, 기부(134)로부터 지그 높이 방향(HT)으로 세워 설치되어 형성되어 있다. 한 쌍의 지그(130)는 기준인 수평 라인(HL)에 대해, 직경 내측 주연부(135)가 직경 외측 주연부(137)보다 (h1-h2)분만큼 높은 산형 형상이다. 제1 지그(131)에는 샤프트(20)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(130H)과, 도 1에 도시하는 체결구(50)를 삽입 관통하는 체결구 삽입 관통 구멍(138H)이 복수 개소에 천공되어 있다. 제2 지그(132)에는 샤프트(20)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(130H)과, 체결구(50)와 나사 결합 가능한 암나사 구멍(139H)이 복수 개소에 천공되어 있다.

전술한 구성을 갖는 본 실시 형태의 제2 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법의 작용ㆍ효과에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 제2 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법에서는, 전술한 제1 실시예에 관한 모터의 로터의 제조 방법과 마찬가지로, 관통 구멍(12H)을 가진 박판 강판(12)을 복수 적층하고, 복수의 박판 강판(12)의 각 관통 구멍(12H)을 위치 정렬하여 형성되는 삽입 관통 구멍(11H)을 갖는 적층 강판(11)을, 상기 적층 강판(11)의 두께 방향(HT) 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그(130)를 사용하여, 상기 한 쌍의 지그(130)에 의해, 로터 코어(10)로서 적층 강판(11)을 두께 방향(HT)으로 구속한 상태에서, 삽입 관통 구멍(11H)에 샤프트(20)를 삽입하여, 적층 강판(11)과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에 있어서, 한 쌍의 지그(130)는 각각, 샤프트(20)가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍(130H)과, 샤프트 삽입 관통 구멍(130H)의 직경 방향(RD)에 대해, 샤프트 삽입 관통 구멍(130H)을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 적층 강판(11)의 삽입 관통 구멍(11H)의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부(135)와, 직경 내측 주연부(135)보다 직경 외측에서, 적층 강판(11)의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부(137)를 갖고, 한 쌍의 지그(130)에서는 직경 내측 주연부(135)와 직경 외측 주연부(137)가, 직경 방향(RD)에 직교하는 지그 높이 방향(HT)에 고저차를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 적층 강판(11)에 있어서, 샤프트(20)와의 수축 끼워 맞춤 부위 P1과 강판 최외주 부위 P2 사이에서 발생하는 두께 방향(HT)의 변위 X에 대해, 제품[로터(3)] 사이의 편차 폭을, 도 17에 도시한 바와 같은, 로터 코어(410)와 샤프트(420)를 고정하는 종래의 제조 방법에 비해, 절반 정도까지 작게 억제할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태의 제2 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는 로터 코어(10)와 샤프트(20)의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용으로 고성능인 모터(1)의 로터(3)를 제조할 수 있다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 실시 형태의 제2 실시예에 관한 모터(1)의 로터(3)의 제조 방법에서는, 한 쌍의 지그(130)는 직경 내측 주연부(135)와 직경 외측 주연부(137)를 연결하는 평판 형상의 기부(134)를 갖고, 직경 내측 주연부(135)와 직경 외측 주연부(137)가 각각, 기부(134)로부터 지그 높이 방향(HT)으로 세워 설치되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 한 쌍의 지그(130) 중, 직경 내측 주연부(135) 및 직경 외측 주연부(137)의 각각의 높이를, 참조하는 도 12에 도시한 바와 같이, 수축 끼워 맞춤 후의 박판 강판(11)에 있어서, 그 두께 방향(HT)으로 규제하고 싶은 변위량 X에 대응시켜 설정하는 것을 용이하게 할 수 있게 된다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 적층 강판으로 이루어지는 로터 코어와 샤프트의 조립 정밀도를 높게 하여, 저비용으로 고성능인 모터의 로터를 제조할 수 있다.

1 : 모터
3 : 로터
10 : 로터 코어
11 : 적층 강판
11a, 11b : 양측단부면
11H : 삽입 관통 구멍
12 : 박판 강판
12H : 관통 구멍
20 : 샤프트
30H : 샤프트 삽입 관통 구멍
30, 130 : 한 쌍의 지그
30a : 경사면
31, 131 : 제1 지그
32, 132 : 제2 지그
35, 135 : 직경 내측 주연부
37, 137 : 직경 외측 주연부
134 : 기부
F : 끼움 지지력
HL : 수평 방향
HT : 두께 방향, 높이 방향
RD : 직경 방향

Claims

관통 구멍을 가진 박판 강판을 복수 적층하고, 상기 복수의 박판 강판의 각 상기 관통 구멍을 위치 정렬하여 형성되는 삽입 관통 구멍을 갖는 적층 강판을, 상기 적층 강판의 두께 방향 양측으로부터 끼워 넣는 한 쌍의 지그를 사용하여, 상기 한 쌍의 지그에 의해, 로터 코어로서 상기 적층 강판을 상기 두께 방향으로 구속한 상태에서, 상기 삽입 관통 구멍에 샤프트를 삽입하여, 상기 적층 강판과 수축 끼워 맞춤으로 고정시키는 모터의 로터의 제조 방법에 있어서,
상기 한 쌍의 지그는 각각, 상기 샤프트가 삽입 관통 가능한 샤프트 삽입 관통 구멍과,
상기 샤프트 삽입 관통 구멍의 직경 방향에 대해, 상기 샤프트 삽입 관통 구멍을 직경 내측으로 둘러싸는 위치에서, 상기 적층 강판의 상기 삽입 관통 구멍의 주연을 끼우는 직경 내측 주연부와, 상기 직경 내측 주연부보다 직경 외측에서, 상기 적층 강판의 외주연을 끼우는 직경 외측 주연부를 갖고,
상기 한 쌍의 지그에서는 상기 직경 내측 주연부와 상기 직경 외측 주연부가, 상기 직경 방향에 직교하는 상기 지그 높이 방향으로 고저차를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 지그에서는 수평 방향을 기준으로, 상기 지그 높이 방향 편측에 대해, 상기 직경 내측 주연부가 상기 직경 외측 주연부보다 높은 형상을 산형 형상으로 정의하고, 상기 직경 내측 주연부가 상기 직경 외측 주연부보다 낮은 형상을 골형 형상으로 정의했을 때,
상기 한 쌍의 지그를 구성하는 제1 지그와 제2 지그는 상기 산형 형상 또는 상기 골형 형상이고 모두 동일한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 지그는 상기 산형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 지그는 상기 직경 내측 주연부와 상기 직경 외측 주연부가 경사면으로 연결된 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 지그는 상기 직경 내측 주연부와 상기 직경 외측 주연부를 연결하는 평판 형상의 기부를 갖고,
상기 직경 내측 주연부와 상기 직경 외측 주연부가 각각, 상기 기부로부터 상기 지그 높이 방향으로 세워 설치되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 지그로 끼움 지지한 상기 적층 강판을, 상기 두께 방향에 대해, 상기 적층 강판의 양측으로부터 소정의 끼움 지지력으로 구속하는 적층 강판 구속 공정과,
상기 적층 강판 구속 공정 후, 구속한 상기 적층 강판을 가열하는 적층 강판 가열 공정과,
상기 적층 강판의 가열 후, 상기 한 쌍의 지그의 상기 샤프트 삽입 관통 구멍을 통해 상기 샤프트를 상기 적층 강판의 상기 삽입 관통 구멍에 삽입 관통하여, 상기 샤프트와 상기 적층 강판을 수축 끼워 맞춤하는 샤프트 수축 끼워 맞춤 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 모터의 로터의 제조 방법.