KR101808566B1 - 로터 코어의 제조 방법, 로터의 제조 방법, 로터, 및 모터 - Google Patents

로터 코어의 제조 방법, 로터의 제조 방법, 로터, 및 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 로터 코어의 제조 방법의 하나의 형태는 상하 방향으로 연신되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트, 샤프트의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치되는 복수의 코어 피스, 및 코어 피스의 적어도 일부를 덮는 충전부를 갖는 로터 코어의 제조 방법으로서, 축 방향으로 관통하는 중심 구멍을 갖는 대략 환상의 스크랩부와, 스크랩부의 지름 방향 내측에 있어서 스크랩부와 연속해서 배치되어 코어 피스의 일부를 구성하는 코어판부를 갖는 판 부재를 형성하는 공정 S1과, 판 부재를 적층해서 코어 피스를 갖는 적층체를 형성하는 공정 S2와, 적층체와 샤프트를 금형에 설치하는 공정 S3과, 금형 내에 용융한 수지 또는 비자성 재료를 흘려넣어 적어도 일부가 코어 피스의 사이에 위치하는 충전부를 형성하고, 성형체를 형성하는 공정 S4와, 스크랩부와 코어판부를 분리하는 공정 S5를 포함한다.

Description

로터 코어의 제조 방법, 로터의 제조 방법, 로터, 및 모터{METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR CORE, METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR, ROTOR, AND MOTOR}
본 발명은 로터 코어의 제조 방법, 로터의 제조 방법, 로터 및 모터에 관한 것이다.
종래, 스포크형의 모터가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 회전자가 복수의 끼워넣기식 작은 톱니를 구비하는 모터가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 2004-215474호 공보
상기와 같은 모터에 있어서는 복수의 끼워넣기식 작은 톱니를 수지에 의해 일체 성형함으로써 고정하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우 끼워넣기식 작은 톱니의 각각을 금형 또는 지그 등에 의해 유지하면서 금형 내에 수지를 흘려넣을 필요가 있다. 그 때문에, 작업성이 나쁘고, 회전자를 제조할 때의 수고가 커지는 문제가 있었다.
상기 문제점을 감안하여, 본 발명의 하나의 형태는 복수의 코어 피스를 갖는 로터 코어의 제조 방법으로서, 제조할 때의 수고를 작게 할 수 있는 로터 코어의 제조 방법, 및 그러한 로터 코어를 갖는 로터의 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또한, 제조 공정을 간이화할 수 있는 구조를 갖는 로터, 및 그러한 로터를 구비하는 모터를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 하나의 형태의 로터 코어의 제조 방법은 상하 방향으로 연신되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트, 상기 샤프트의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치되는 복수의 코어 피스, 및 상기 코어 피스의 적어도 일부를 덮는 충전부를 갖는 로터 코어의 제조 방법으로서, 축 방향으로 관통하는 중심 구멍을 갖는 대략 환상의 스크랩부와, 상기 스크랩부의 지름 방향 내측에 있어서 상기 스크랩부와 연속해서 배치되어 상기 코어 피스의 일부를 구성하는 코어판부를 갖는 판 부재를 형성하는 공정 S1과, 상기 판 부재를 적층해서 상기 코어 피스를 갖는 적층체를 형성하는 공정 S2와, 상기 적층체와 상기 샤프트를 금형에 설치하는 공정 S3과, 상기 금형 내에 용융한 수지 또는 비자성 재료를 흘려넣어 적어도 일부가 상기 코어 피스의 사이에 위치하는 상기 충전부를 형성하고, 성형체를 형성하는 공정 S4와, 상기 스크랩부와 상기 코어판부를 분리하는 공정 S5를 포함한다.
본 발명의 하나의 형태의 로터의 제조 방법은 상기 로터 코어의 제조 방법으로 제조되는 로터 코어와, 상기 코어 피스를 여자하는 복수의 영구 자석과, 상기 샤프트에 직접적 또는 간접적으로 고정되는 센서 마그넷을 갖는 로터의 제조 방법으로서, 상기 공정 S4보다 후에 형성되고, 상기 샤프트의 외주면으로부터 지름 방향 내측으로 오목한 제 2 홈을 형성하는 공정 S6과, 상기 공정 S6보다 후에 형성되고, 상기 샤프트에 있어서의 상기 제 2 홈이 형성된 개소에 상기 센서 마그넷을 부착하는 공정 S7을 포함한다.
본 발명의 하나의 형태의 로터는 상하 방향으로 연신되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트, 상기 샤프트의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치되는 복수의 코어 피스, 및 상기 코어 피스의 적어도 일부를 덮는 충전부를 갖는 로터 코어와, 상기 코어 피스를 여자하는 복수의 영구 자석을 구비하고, 상기 코어 피스는 축 방향으로 적층된 복수의 판 형상의 코어판부를 갖고, 상기 코어판부는 지름 방향 외단으로부터 지름 방향 내측으로 오목해지는 오목부를 갖는다.
본 발명의 하나의 형태의 모터는 스테이터와, 상기 스테이터에 대하여 상기 중심축을 중심으로 해서 상대적으로 회전 가능한 상기 로터를 구비한다.
(발명의 효과)
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 복수의 코어 피스를 갖는 로터 코어를 제조할 때의 수고를 작게 할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 모터를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시형태의 로터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 실시형태의 로터를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 실시형태의 로터를 나타내는 도면이며, 도 2에 있어서의 IV-IV 단면도이다.
도 5는 본 실시형태의 샤프트를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 실시형태의 코어 피스를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 실시형태의 판 부재를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 실시형태의 로터 코어의 제조 방법에 있어서의 판 부재 형성 공정 S1의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 실시형태의 로터 코어의 제조 방법에 있어서의 판 부재 형성 공정 S1의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 실시형태의 로터 코어의 제조 방법에 있어서의 적층체 형성 공정 S2의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 실시형태의 로터 코어의 제조 방법에 있어서의 설치 공정 S3 및 성형체 형성 공정 S4의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 실시형태의 성형체를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 실시형태의 코어 피스의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 실시형태의 코어 피스의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 모터에 대하여 설명한다. 도 1은 모터(10)를 나타내는 단면도이다. 도 2는 로터(30)를 나타내는 사시도이다. 도 3은 로터(30)를 나타내는 사시도이다. 도 4는 로터(30)를 나타내는 도면이며, 도 2에 있어서의 IV-IV 단면도이다.
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 모터(10)는 로터(30)와, 스테이터(40)와, 복수의 베어링(51, 52)과, 하우징(20)을 구비한다. 모터(10)는 로터(30)의 회전 위치를 검출하는 회전 센서(64)를 구비한다.
로터(30)는 소위 스포크형의 로터이다. 로터(30)는 스테이터(40)에 대하여, 상하 방향으로 연신되는 중심축(J)을 중심으로 해서 상대적으로 회전 가능하다. 로터(30)는 로터 코어(32)와, 복수의 영구 자석(33A, 33B)과, 센서 어셈블리(60)를 갖는다. 센서 어셈블리(60)는 센서 요크(61)와, 센서 마그넷(62)과, 센서 마그넷(62)을 덮는 마그넷 커버(63)를 갖는다. 또한, 도 3에 있어서는 센서 어셈블리(60)의 도시가 생략되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 로터 코어(32)는 샤프트(31)와, 충전부(35)와, 복수의 코어 피스(34N, 34S)를 갖는다. 로터 코어(32)는 예를 들면 금형에 코어 피스(34N, 34S)를 배치해서 용융한 수지 또는 비자성 재료를 흘려넣는 몰드 성형에 의해 제작된다.
도 5는 샤프트(31)를 나타내는 사시도이다. 샤프트(31)는 중심축(J)을 따라서 배치된다. 이 바람직한 실시형태에 있어서는 샤프트(31)는 원기둥 형상의 부재이다. 샤프트(31)는 중실(中實)이라도 좋고, 중공의 원통 형상의 부재라도 좋다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 샤프트(31)의 외주면은 지름 방향 내측으로 오목한 복수의 제 1 홈(38)을 갖는다. 제 1 홈(38)은 각각 축 방향으로 연신된다. 복수의 제 1 홈(38)은 둘레 방향을 따라서 배치된다. 제 1 홈(38)은 예를 들면 스테이킹 가공에 의해 형성된다. 또한, 제 1 홈(38)은 다른 가공 방법에 의해 형성되어도 좋다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 샤프트(31)는 외주면에 지름 방향 내측으로 오목한 복수의 제 2 홈(39)을 갖는다. 제 2 홈(39)은 축 방향으로 연신된다. 복수의 제 2 홈(39)은 둘레 방향을 따라서 배치된다. 제 2 홈(39)은 각각 충전부(35)보다 상측에 배치된다. 제 2 홈(39)은 예를 들면 스테이킹 가공에 의해 형성된다. 또한, 제 2 홈(39)은 다른 가공 방법에 의해 형성되어도 좋다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 로터(30)에 있어서 충전부(35)는 샤프트(31)의 지름 방향 외측에 배치된다. 충전부(35)는 샤프트(31)의 외주면에 고정된다. 보다 상세하게는 충전부(35)는 샤프트(31)의 외주면에 있어서의 제 1 홈(38)이 형성된 개소에 고정된다. 바꿔 말하면, 제 1 홈(38)은 충전부(35)와 접촉하는 개소에 배치된다.
충전부(35)의 적어도 일부는 복수의 코어 피스(34N, 34S)의 사이에 배치된다. 충전부(35)는 코어 피스(34N, 34S)의 적어도 일부를 덮는다. 충전부(35)는 복수의 코어 피스(34N, 34S)를 유지한다. 본 실시형태에 있어서, 충전부(35)의 재료는 수지이다. 또한, 충전부(35)의 재료는 수지 대신에, 예를 들면 비자성 재료라도 좋다. 충전부(35)의 재료로서 사용되는 비자성 재료로서는, 예를 들면 알루미늄, 스테인리스강(SUS) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 「충전부의 적어도 일부가 복수의 코어 피스의 사이에 배치된다」란 복수의 코어 피스 중 어느 2개의 코어 피스를 연결한 선 상에, 충전부의 적어도 일부가 위치하는 것을 포함한다. 「복수의 코어 피스 중 어느 2개의 코어 피스」란 특별하게 한정되지 않고, 둘레 방향으로 이웃하는 2개의 코어 피스라도 좋고, 샤프트(31)를 통해서 지름 방향으로 대향하는 2개의 코어 피스라도 좋다. 도 4에서는 충전부(35)의 일부가 둘레 방향으로 이웃하는 코어 피스(34N, 34S)의 사이에 위치한다.
충전부(35)의 하면에는 영구 자석(33A, 33B)이 삽입되는 복수의 자석 삽입 구멍(도시 생략)이 형성된다. 복수의 자석 삽입 구멍은 둘레 방향에 있어서, 코어 피스(34N)와 코어 피스(34S) 사이에 배치된다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 충전부(35)는 코어 피스(34N, 34S)의 상측을 덮는 덮개부(35b)를 갖는다. 이 실시형태에서는 축 방향으로부터 보았을 때에, 덮개부(35b)의 형상은 중심축(J)을 중심으로 하는 원형상이다. 덮개부(35b)의 상면에는 적어도 하나의 게이트 흔적(35c)이 배치된다. 도 2 및 도 3에서는 복수의 게이트 흔적(35c)이 덮개부(35b)의 상면에 형성된다. 각 게이트 흔적(35c)은 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 이 실시형태에서는 게이트 흔적(35c)의 수는 7개이다. 게이트 흔적(35c)의 수는 후술하는 게이트(G)의 수와 같다. 게이트 흔적(35c)은 예를 들면 둘레 방향으로 이웃하는 자석 삽입 구멍의 사이에 배치된다. 게이트 흔적(35c)은 코어 피스(34N, 34S)의 상방에 배치된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(34N, 34S)는 샤프트(31)의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치된다. 코어 피스(34N)와 코어 피스(34S)는 둘레 방향을 따라서 교대로 배치된다. 코어 피스(34N)는 영구 자석(33A, 33B)에 의해 N극에 여자된다. 코어 피스(34S)는 영구 자석(33A, 33B)에 의해 S극에 여자된다.
본 실시형태에 있어서는 코어 피스(34N, 34S)는 충전부(35)에 의해서만 서로 접속된다. 즉, 로터(30)에 있어서는 코어 피스(34N, 34S)의 사이에는 서로 접속하는 충전부(35) 이외의 부분이 없고, 코어 피스(34N, 34S)는 서로 분리된다. 그 때문에, 예를 들면 로터 코어(32)를 몰드 성형에 의해 제작할 경우, 금형 내에 있어서 용융한 수지 또는 비자성 재료가 코어 피스(34N, 34S)의 사이에 흐르기 쉽다.
일반적으로, 스포크형의 로터는 코어 피스와 샤프트를 접속하는 접속부, 또는 복수의 코어 피스끼리를 접속하는 접속부를 가질 경우가 많다. 그러나, 이 바람직한 실시형태에 의한 로터(30)에서는 이러한 접속부가 존재하고 있지 않다. 그 때문에, 영구 자석(33A, 33B)으로부터 흘러나오는 자속이 코어 피스(34N, 34S)보다 지름 방향 내측으로 흐르기 어렵다. 이에 따라, 영구 자석(33A, 33B)으로부터 흘러나오는 자속의 대부분이 코어 피스(34N, 34S)의 지름 방향 외측으로 흐른다. 그 결과, 모터(10)의 토크에 기여하는 자속의 비율을 늘릴 수 있어 모터(10)의 토크를 크게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는 코어 피스(34N)는, 예를 들면 7개 설치된다. 코어 피스(34S)는 예를 들면 7개 설치된다. 즉, 코어 피스(34N)의 수는 코어 피스(34S)의 수와 같다.
영구 자석(33A, 33B)에 의해 여자되는 자극이 다른 점을 제외하고, 코어 피스(34N)의 구성은 코어 피스(34S)의 구성과 마찬가지의 구성이다. 그 때문에, 이하의 설명에 있어서는 대표해서 코어 피스(34N)에 대해서만 설명하고, 코어 피스(34S)에 관한 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(34N)는 대략 부채형이며, 지름 방향 내측으로부터 지름 방향 외측을 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 커진다. 코어 피스(34N)의 지름 방향 외측의 모서리부는 둘레 방향 양측 모두 모따기된다. 코어 피스(34N)의 모서리부에 있어서의 모따기는 각진 모따기라도 좋고, 둥근 모따기라도 좋다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(34N)는 축 방향으로 적층된 복수의 판 형상의 코어판부(37)를 갖는다. 즉, 코어판부(37)는 코어 피스(34N)의 일부를 구성한다. 코어판부(37)는 자성 재료의 일종인 전자 강판이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 코어판부(37)는 지름 방향으로 오목해지는 오목부인 제 2 연결부(37a)를 갖는다. 보다 상세하게는 제 2 연결부(37a)는 코어판부(37)의 지름 방향 외단으로부터 지름 방향 내측으로 오목해지는 오목부이다. 이에 따라, 후술하는 로터 코어(32)의 제조 방법, 및 로터(30)의 제조 방법을 용이하게 행할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 로터(30) 및 모터(10)는 제조 공정을 간이화할 수 있는 구조를 갖는다.
제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단에 있어서의 둘레 방향의 치수(a)는 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 내단에 있어서의 둘레 방향의 치수(b)보다 작다. 즉, 제 2 연결부(37a)는 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단보다 지름 방향 내측에, 둘레 방향의 치수가 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단보다 큰 부분을 갖는다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보았을 때에 있어서 제 2 연결부(37a)의 내측면의 외형은 대략 직사각형을 구성하는 변 중 3변을 구성하는 형상이다. 제 2 연결부(37a)의 내측면은 지름 방향 외측으로부터 지름 방향 내측을 향해서 제 2 연결부(37a)의 둘레 방향의 치수가 커지는 방향으로 경사진다.
코어판부(37)가 축 방향으로 적층됨으로써, 각 코어판부(37)의 제 2 연결부(37a)가 적층된다. 이에 따라, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 코어 피스(34N)의 지름 방향 외단에, 축 방향으로 연신되는 코어 오목부(34a)가 형성된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 코어판부(37)는 코어판부(37)를 축 방향으로 관통하는 코어판부 관통 구멍(37c)을 갖는다. 축 방향으로부터 보았을 때에, 코어판부 관통 구멍(37c)의 형상은 원형상이다. 또한, 축 방향으로부터 보았을 때의 코어판부 관통 구멍(37c)의 형상은 특별하게 한정되지 않고, 타원형상이라도 좋고 다각형상이라도 좋다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(34N)는 코어 피스(34N)를 축 방향으로 관통하는 코어 피스 관통 구멍(37b)을 갖는다. 코어 피스 관통 구멍(37b)은 복수의 코어판부 관통 구멍(37c)이 축 방향으로 연결됨으로써 구성된다. 코어 피스 관통 구멍(37b)에는 충전부(35)의 일부가 배치된다. 그 때문에, 충전부(35)에 의해 코어판부(37)끼리를 고정할 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 축 방향으로부터 보았을 때에 코어 피스 관통 구멍(37b)의 형상은 원형상이다. 또한, 축 방향으로부터 보았을 때의 코어 피스 관통 구멍(37b)의 형상은 특별하게 한정되지 않고, 타원형상이라도 좋고 다각형상이라도 좋다. 로터(30)에 있어서, 코어 피스 관통 구멍(37b)은 게이트 흔적(35c)보다 지름 방향 외측에 배치된다. 즉, 게이트 흔적(35c)은 지름 방향에 있어서 코어 피스 관통 구멍(37b)과 다른 위치에 배치된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(33A, 33B)은 코어 피스(34N, 34S)를 여자한다. 영구 자석(33A, 33B)은 지름 방향으로 연신되는 직육면체형상이다. 영구 자석(33A)과 영구 자석(33B)은 둘레 방향을 따라서 교대로 배치된다. 영구 자석(33A, 33B)은 코어 피스(34N, 34S)끼리의 둘레 방향의 사이에 각각 배치된다.
영구 자석(33A, 33B)은 각각 둘레 방향을 따라서 배치되는 2개의 자극을 갖는다. 이 실시형태에서는 영구 자석(33A)은 둘레 방향 한쪽에 N극을 갖고, 둘레 방향 다른쪽에 S극을 갖는다. 영구 자석(33B)은 둘레 방향 한쪽에 S극을 갖고, 둘레 방향 다른쪽에 N극을 갖는다. 이에 따라, 둘레 방향으로 이웃하는 영구 자석(33A, 33B)의 자극은 둘레 방향에 있어서 서로 동(同) 극이 마주본다.
영구 자석(33A)의 N극과 영구 자석(33B)의 N극 사이에는 코어 피스(34N)가 배치된다. 이에 따라, 코어 피스(34N)는 N극에 여자된다. 영구 자석(33A)의 S극과 영구 자석(33B)의 S극 사이에는 코어 피스(34S)가 배치된다. 이에 따라, 코어 피스(34S)는 S극에 여자된다.
둘레 방향에 있어서의 자극의 배치가 다른 점을 제외하고, 영구 자석(33A)의 구성은 영구 자석(33B)의 구성과 마찬가지이다. 그 때문에, 이하의 설명에 있어서는 대표해서 영구 자석(33A)에 대해서만 설명하고, 영구 자석(33B)에 대한 설명을 생략하는 경우가 있다.
이 실시형태에 있어서, 영구 자석(33A)은 둘레 방향 양측에 위치하는 코어 피스(34N)와 코어 피스(34S)에 직접적으로 접촉한다. 그 때문에, 영구 자석(33A)은 코어 피스(34N) 및 코어 피스(34S)에, 자력에 의해 부착된다. 또한, 영구 자석(33A)은 충전부(35)의 일부를 통해서 코어 피스(34N, 34S)와 간접적으로 접촉해도 좋다.
영구 자석(33A)은 지름 방향으로 연신된다. 영구 자석(33A)의 축 방향과 직교하는 단면의 형상은 직사각형상이다. 본 실시형태에 있어서는 영구 자석(33A)의 수는 7개이다. 영구 자석(33B)의 수는 7개이다. 즉, 영구 자석(33A)의 수는 영구 자석(33B)의 수와 같다. 이 바람직한 실시형태에서는 영구 자석(33A, 33B)의 수는 코어 피스(34N, 34S)의 수와 같다. 또한, 코어 피스(34N, 34S)의 수는 영구 자석(33A, 33B)의 수에 맞추어 적당하게 변경되어도 좋다. 영구 자석(33A, 33B)의 수는 모터의 사양에 따라 적당하게 변경되어도 좋다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 센서 요크(61)는 대략 원통 형상의 부재이다. 센서 요크(61)는 자성 재료로 이루어진다. 센서 요크(61)는 대략 환상의 내벽부(61a)와, 대략 환상의 외벽부(61b)와, 천판부(61c)를 갖는다.
본 실시형태에 있어서, 내벽부(61a)는 대략 원환상이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 외벽부(61b)는 내벽부(61a)의 지름 방향 외측에 위치하고, 내벽부(61a)를 둘레 방향으로 둘러싼다. 즉, 센서 요크(61)는 2중 원통형상이다. 천판부(61c)는 내벽부(61a)의 상단부와 외벽부(61b)의 상단부를 접속하는 대략 원환상이다.
샤프트(31)는 내벽부(61a)에 의해 구성되는 관통 구멍에 압입된다. 즉, 센서 요크(61)는 내벽부(61a)의 내측면이 샤프트(31)의 외주면에 고정됨으로써 샤프트(31)에 고정된다. 보다 상세하게는 내벽부(61a)의 내측면은 샤프트(31)의 외주면에 있어서의 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 고정된다.
샤프트(31)에서는 제 2 홈(39)이 형성됨으로써, 제 2 홈(39)끼리의 둘레 방향 사이의 부분(도 3 참조)에 있어서의 외경은 제 2 홈(39)이 형성되어 있는 부분의 외경보다 커진다. 그 때문에, 센서 요크(61)에 샤프트(31)를 압입할 때에 제 2 홈(39)끼리의 둘레 방향 사이의 부분이 압입값의 역할을 담당한다. 이에 따라, 센서 요크(61)를 샤프트(31)에 보다 강고하게 고정할 수 있다.
센서 마그넷(62)은 원환상이다. 센서 마그넷(62)은 센서 요크(61)에 유지된다. 보다 상세하게는 센서 마그넷(62)은 지름 방향 외측으로부터 외벽부(61b)에 감합된다. 이에 따라, 센서 마그넷(62)은 센서 요크(61)를 통해서 간접적으로 샤프트(31)에 고정된다. 또한, 센서 마그넷(62)은 샤프트(31)에 직접적으로 고정되어도 좋다.
회전 센서(64)는 센서 마그넷(62)과 간극을 개재해서 지름 방향으로 대향한다. 회전 센서(64)로서는, 예를 들면 복수의 홀 IC가 사용된다. 회전 센서(64)는 센서 마그넷(62)의 자속을 검출한다. 검출된 자속에 의거하여 로터(30)의 회전 위치가 모터(10)를 제어하는 제어 장치 등(도시 생략)에 있어서 산출된다. 또한, 회전 센서(64)는 센서 마그넷(62)과 간극을 개재해서 축 방향으로 대향해도 좋다.
본 실시형태의 로터(30)의 제조 방법은 제 1 홈 형성 공정 S0과, 판 부재 형성 공정 S1과, 적층체 형성 공정 S2와, 설치 공정 S3과, 성형체 형성 공정 S4와, 분리 공정 S5와, 제 2 홈 형성 공정 S6과, 센서 마그넷 부착 공정 S7과, 영구 자석 배치 공정 S8을 포함한다. 본 실시형태의 로터(30)의 제조 방법은 로터 코어(32)의 제조 방법을 포함하고, 로터 코어(32)의 제조 방법은 제 1 홈 형성 공정 S0으로부터 제 2 홈 형성 공정 S6까지를 포함한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 홈 형성 공정 S0은 샤프트(31a)(도 5 좌측 도면)의 외주면에 제 1 홈(38)을 형성하는 공정이다. 예를 들면, 샤프트(31a)의 외주면에 절삭 가공 등을 실시함으로써 제 1 홈(38)을 형성한다.
판 부재 형성 공정 S1은 판 부재(70a)(도 7을 참조)를 형성하는 공정이다. 판 부재(70a)는 판 형상의 부재이다. 평면에서 보았을 때에 있어서의 판 부재(70a)의 형상은 대략 정방형상이다. 판 부재(70a)의 네 모서리는 모따기된다. 판 부재(70a)는 스크랩부(71)와, 코어판부(37)를 갖는다. 스크랩부(71)는 대략 환상이며, 축 방향으로 관통하는 중심 구멍(71a)을 갖는다.
또한, 본 명세서에 있어서 「어떤 부재가 환상이다」란 어떤 부재가 일주 전체에 걸쳐서 연속되는 형상인 것을 포함한다. 즉, 환상이란 원환상, 타원환상, 각환상, 직사각형환상 등을 포함한다. 또한, 「어떤 부재가 대략 환상이다」란 어떤 부재가 일주 전체에 걸쳐서 연속되는 형상인 것, 또는 어떤 부재가 일주 중 일부에 있어서 불연속이 되는 형상인 것을 포함한다.
스크랩부(71)는 스크랩부 본체(71b)와, 연신부(72)와, 제 1 연결부(72b)와, 고정부(73)를 갖는다. 스크랩부 본체(71b)는 스크랩부(71)에 있어서 중심 구멍(71a)을 규정하는 환상의 부분이다. 연신부(72)는 중심 구멍(71a)의 내측 가장자리로부터 지름 방향 내측으로 연신된다. 연신부(72)는 연신부 본체(72a)와, 제 1 연결부(72b)를 갖는다. 연신부 본체(72a)는 스크랩부 본체(71b)와 접속되어, 스크랩부 본체(71b)로부터 지름 방향으로 연신된다.
도 7에서는 제 1 연결부(72b)는 지름 방향으로 볼록해지는 볼록부이다. 보다 상세하게는 제 1 연결부(72b)는 연신부 본체(72a)로부터 지름 방향 내측으로 볼록해지는 볼록부이다. 평면에서 보았을 때에 있어서의 제 1 연결부(72b)의 형상은 대략 직사각형상이다. 제 1 연결부(72b)의 형상은 제 2 연결부(37a)의 형상을 따른 형상이다.
판 부재(70a)에 있어서, 코어판부(37)는 스크랩부(71)의 지름 방향 내측에 있어서 스크랩부(71)와 연속해서 배치된다. 오목부인 제 2 연결부(37a)가 볼록부인 제 1 연결부(72b)와 감합됨으로써, 코어판부(37)는 스크랩부(71)에 연결된다. 상술한 바와 같이, 제 2 연결부(37a)는 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단보다 지름 방향 내측에 있어서 둘레 방향의 치수가 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단보다 큰 부분을 갖는다. 그 때문에, 제 1 연결부(72b)가 지름 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 코어판부(37)가 스크랩부(71)에 대하여 지름 방향으로 움직여서 분리되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 연결부를 지점으로 해서 코어판부(37)가 축 방향으로 움직일 경우, 제 1 연결부(72b)의 지름 방향 내단면과 제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단면이 간섭하여 코어판부(37)의 축 방향으로의 이동이 억제된다. 이에 따라, 코어판부(37)가 축 방향으로 움직여서 스크랩부(71)로부터 분리되는 것을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 2 연결부(37a)의 내측면은 지름 방향 외측으로부터 지름 방향 내측을 향해서 제 2 연결부(37a)의 둘레 방향의 치수가 커지는 둘레 방향의 방향으로 경사진다. 그 때문에, 연결부를 지점으로 해서 코어판부(37)가 축 방향으로 움직일 경우, 제 1 연결부(72b)의 측면과 제 2 연결부(37a)의 내측면이 간섭하여 코어판부(37)의 축 방향으로의 이동이 억제된다. 이에 따라, 코어판부(37)가 축 방향으로 움직여서 스크랩부(71)로부터 분리되는 것을 보다 억제할 수 있다.
고정부(73)는 스크랩부 본체(71b)에 복수(도 7에서는 8개) 배치된다. 각 고정부(73)는 중심축(J)을 중심으로 해서 점 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 평면에서 보았을 때에 있어서의 고정부(73)의 형상은, 예를 들면 장방형상이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 고정부(73)는 하측으로 오목한 함몰부(73a)와, 하측으로 돌출되는 돌출부(73b)를 갖는다. 함몰부(73a)와 돌출부(73b)는 축 방향으로 겹쳐진다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 스크랩부 본체(71b)의 네 모서리 중, 중심축(J)을 대칭으로 마주보는 2개의 위치에는 각각 핀 구멍(75)이 형성된다. 이 실시형태에서는 핀 구멍(75)의 수는 2개이다. 핀 구멍(75)은 판 부재(70a)를 축 방향으로 관통한다.
판 부재 형성 공정 S1은 연결부 형성 공정 S1a와, 감합 공정 S1b와, 외형 형성 공정 S1c와, 고정부 형성 공정 S1d를 포함한다.
도 8에 나타내는 연결부 형성 공정 S1a는 제 1 연결부(72b) 및 제 2 연결부(37a)를 형성하는 공정이다. 도 8에 나타내는 연결부 형성 공정 S1a에 있어서는 띠 형상의 전자 강판(80)을 펀칭해서 원판부(81)와 관통 구멍(82)을 형성한다. 원판부(81)의 평면에서 보았을 때의 형상은 원형이다. 원판부(81)는 외측 가장자리에 복수의 제 2 연결부(37a)를 갖는다. 복수의 제 2 연결부(37a)는 원판부(81)의 외측 가장자리에 있어서 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다.
원판부(81)가 전자 강판(80)으로부터 펀칭됨으로써 관통 구멍(82)이 형성된다. 관통 구멍(82)은 내측 가장자리에 복수의 제 1 연결부(72b)를 갖는다. 복수의 제 1 연결부(72b)는 관통 구멍(82)의 내측 가장자리에 있어서 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 제 1 연결부(72b)는 제 2 연결부(37a)를 따라서 전자 강판(80)이 펀칭됨으로써 형성된다.
감합 공정 S1b는 제 1 연결부(72b)와 제 2 연결부(37a)를 감합시키는 공정이다. 도 8에 나타내는 감합 공정 S1b에 있어서는 관통 구멍(82)에 원판부(81)를 감합시킨다. 이에 따라, 제 1 연결부(72b)와 제 2 연결부(37a)가 감합된다. 감합 공정 S1b에서는 원판부(81)를 관통 구멍(82)에 감합시킴으로써, 복수의 제 1 연결부(72b)와 복수의 제 2 연결부(37a)를 아울러 감합시킬 수 있다. 그 때문에, 제 1 연결부(72b)와 제 2 연결부(37a)를 용이하게 감합시킬 수 있다.
도 9에 나타내는 외형 형성 공정 S1c는 전자 강판(80)의 일부를 펀칭하여, 코어판부(37)의 외형과 연신부 본체(72a)의 외형을 형성하는 공정이다. 구체적으로는, 원판부(81) 중 코어판부(37)가 되는 부분 이외의 부분을 펀칭해서 분리한다. 외형 형성 공정 S1c에 의해, 코어판부(37), 연신부(72), 및 중심 구멍(71a)이 형성된다. 코어판부(37)는 연신부(72)와 연결된 상태로 형성된다. 즉, 판 부재 형성 공정 S1에 있어서 코어판부(37)는 제 1 연결부(72b)가 제 2 연결부(37a)와 감합됨으로써 연신부(72)와 연결된다.
로터 코어(32)가 비교적 작은 중형 모터 또는 소형 모터에 사용될 경우, 대형 모터에 사용될 경우와 비교해서 코어판부(37)의 외형을 형성한 후에 제 1 연결부(72b) 및 제 2 연결부(37a)를 형성하면, 적층된 복수의 코어판부(37)가 뿔뿔이 흩어지기 쉽다. 그 결과, 복수의 제 1 연결부(72b)와 복수의 제 2 연결부(37a)를 감합시키는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 비교적 작은 중형 모터 또는 소형 모터의 제조에 있어서 로터 코어(32)가 사용될 경우에는 외형 형성 공정 S1c보다 전에, 연결부 형성 공정 S1a 및 감합 공정 S1b를 행하는 것이 적합하다.
고정부 형성 공정 S1d는 고정부(73)를 형성하는 공정이다. 구체적으로는, 전자 강판(80)의 일부를 프레스 가공에 의해 축 방향으로 코킹해서 고정부(73)를 형성한다. 고정부(73)는 적층체 형성 공정 S2에 있어서 축 방향으로 겹쳐지는 판 부재(70a)끼리를 고정하는 부분이다. 고정부(73)가 형성되는 개소는 스크랩부(71)가 되는 부분이다. 그 때문에, 고정부(73)를 코어판부(37)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 코어 피스(34N, 34S)를 통과하는 자속이 변형되는 것을 억제할 수 있고, 모터(10)의 자기 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
고정부 형성 공정 S1d의 후에, 전자 강판(80)을 도 7에 나타내는 판 부재(70a)의 외형을 따라서 펀칭한다. 이에 따라, 판 부재(70a)가 형성된다.
또한, 판 부재 형성 공정 S1은 코어판부 관통 구멍(37c)을 형성하는 공정 및 핀 구멍(75)을 형성하는 공정을 포함한다. 코어판부 관통 구멍(37c)을 형성하는 공정 및 핀 구멍(75)을 형성하는 공정은 판 부재 형성 공정 S1 중의 어느 순서로 행해져도 좋다. 코어판부 관통 구멍(37c)을 형성하는 공정은, 예를 들면 외형 형성 공정 S1c보다 전에 행해진다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 적층체 형성 공정 S2는 판 부재(70a)를 적층해서 적층체(70)를 형성하는 공정이다. 적층된 판 부재(70a) 상에, 순차적으로 판 부재(70a)를 적층한다. 이때, 적층되는 판 부재(70a)의 돌출부(73b)는 이미 적층된 판 부재(70a)의 함몰부(73a)에 감합된다. 이에 따라, 축 방향으로 겹쳐지는 판 부재(70a)끼리가 고정된다.
본 실시형태에 있어서는 판 부재 형성 공정 S1에 있어서 펀칭된 판 부재(70a)는 각각 순차적으로 적층된다. 즉, 판 부재 형성 공정 S1과 적층체 형성 공정 S2는 병행하여 진행된다. 이에 따라, 효율적으로 적층체(70)를 형성할 수 있다. 또한, 판 부재 형성 공정 S1에 의해 적층체(70)를 구성하는 판 부재(70a)를 전부 형성한 후에, 적층체 형성 공정 S2를 행해도 좋다.
판 부재(74)는 적층체(70)를 구성하는 판 부재(70a) 중, 가장 하측에 배치되는 판 부재(70a)이다. 판 부재(74)는 고정부로서, 판 부재(74)를 축 방향으로 관통하는 판 부재 관통 구멍(74a)을 갖는다. 판 부재 관통 구멍(74a)에는 판 부재(74)의 상측에 적층되는 판 부재(70a)의 돌출부(73b)가 감합된다. 적층체(70)가 판 부재(74)를 가짐으로써, 예를 들면 적층체(70)를 복수 겹쳐 쌓은 로터 코어(32)를 구성할 경우에, 이웃하는 적층체(70)끼리가 고정부(73)에 의해 고정되는 것을 방지할 수 있다.
복수매의 판 부재(70a)가 적층됨으로써 코어판부(37)가 적층된다. 이에 따라, 코어 피스(34N, 34S)가 형성된다. 즉, 적층체(70)는 코어 피스(34N, 34S)를 갖는다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 설치 공정 S3은 적층체(70)와 샤프트(31)를 금형(D) 내에 설치하는 공정이다. 적층체(70)와 샤프트(31)를 금형(D) 내에 설치하는 순서는 특별하게 한정되지 않고, 적층체(70)를 먼저 설치해도 좋고, 샤프트(31)를 먼저 설치해도 좋고, 적층체(70)와 샤프트(31)를 동시에 설치해도 좋다.
일례로서, 우선 금형(D) 내에 적층체(70)를 설치한다. 이때, 도 7에 나타내는 바와 같이 스크랩부(71)가 연신부(72)를 갖는다. 그 때문에, 둘레 방향으로 이웃하는 연신부(72)끼리의 간극에 금형(D)의 일부 또는 지그를 배치할 수 있다. 이에 따라, 금형(D) 내에 적층체(70)를 안정되게 유지할 수 있다.
이어서, 금형(D) 내에 설치된 적층체(70)의 중심 구멍(71a)에 샤프트(31)를 삽입하고, 지그 등에 의해 금형(D)에 대하여 샤프트(31)를 위치 결정한다. 바람직하게는 금형(D)은 샤프트(31)와 축 방향으로 대향하는 위치에, 샤프트(31)의 선단부가 삽입되는 오목부 또는 구멍을 갖는다. 샤프트(31)는 이 오목부 내, 또는 구멍 내에 배치됨으로써 금형(D)에 대하여 위치 결정된다.
성형체 형성 공정 S4는 금형(D) 내에 용융한 수지 또는 비자성 재료를 흘려넣어 충전부(35)를 형성하고, 도 12에 나타내는 성형체(90)를 형성하는 공정이다. 성형체(90)는 적층체(70)와 샤프트(31)가 충전부(35)에 의해 연결되어서 구성된다. 이하의 설명에 있어서는 충전부(35)가 수지제이며, 금형(D) 내에 용융한 수지(35a)를 흘려넣을 경우에 대하여 설명한다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 성형체 형성 공정 S4에 있어서는 적층체(70)와 샤프트(31)가 설치된 금형(D) 내에, 게이트(G)를 통해서 수지(35a)가 흘려넣어진다. 게이트(G)는 코어 피스(34N)와, 간극을 개재해서 축 방향으로 대향한다. 그 때문에, 게이트(G)로부터 흘려넣어진 수지(35a)는 코어 피스(34N)의 상면을 향해서 사출된다. 이에 따라, 게이트(G)로부터 사출되는 수지(35a)의 사출압에 의해 코어 피스(34N)에 상측으로부터 압력을 가하여, 적층된 코어판부(37)끼리를 밀착시킬 수 있다. 따라서, 코어판부(37)끼리의 사이에 수지(35a)가 들어가서 이웃하는 코어판부(37)끼리의 간격이 넓어지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 코어 피스(34N, 34S)의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 11에서는 게이트(G)는 코어 피스(34N)의 상방에 배치된다. 지름 방향에 있어서, 게이트(G)의 위치는 코어 피스 관통 구멍(37b)의 위치와 다르다. 그 때문에, 게이트(G)로부터 금형(D) 내에 사출되는 수지(35a)에 의해 코어 피스(34N)의 상면에 압력을 가할 수 있다. 도 11에서는 게이트(G)는 코어 피스 관통 구멍(37b)보다 지름 방향 내측에 배치된다.
가령, 게이트(G)가 코어 피스 관통 구멍(37b)보다 지름 방향 외측에 배치될 경우, 코어 피스 관통 구멍(37b)을 통해서 코어 피스(34N)의 하측으로 흘려넣어진 수지(35a)가 코어 피스(34N)의 지름 방향 내측으로 흘려넣어진다. 이에 따라, 코어 피스(34N)의 지름 방향 내측에 있어서 수지(35a)가 하측으로부터 상측을 향해서 충전되는 경우가 있다. 그 결과, 하측으로부터 상측으로 이동하는 수지(35a)에 의해 코어판부(37)끼리의 사이에 수지(35a)가 들어가서 적층된 코어판부(37)끼리가 상하 방향으로 떨어질 우려가 있다.
이에 대하여, 게이트(G)가 코어 피스 관통 구멍(37b)보다 지름 방향 내측에 배치됨으로써, 게이트(G)로부터 금형(D) 내에 흘려넣는 수지(35a)는 코어 피스 관통 구멍(37b)에 상측으로부터 흘려넣는 수지(35a)와 코어 피스(34N)의 지름 방향 내측에 상측으로부터 흘려넣는 수지(35a)로 나누어진다. 이에 따라, 코어 피스(34N)에 접하는 수지(35a)가 하측으로부터 상측으로 이동하는 것을 억제할 수 있고, 적층된 코어판부(37)끼리가 상하 방향으로 떨어지는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 코어 피스(34N, 34S)의 치수 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
적층체(70)에 있어서 복수의 판 부재(70a)는 고정부(73)에 의해 고정된다. 즉, 판 부재(70a)끼리는 판 부재(70a)에 있어서의 지름 방향 외측의 부분에서 고정된다. 사출 성형시, 판 부재(70a)에 있어서의 지름 방향 내측의 부분에 수지(35a)에 의한 사출압이 가해진다. 그 때문에, 판 부재(70a)끼리는 지름 방향 양단측에서 눌린다. 그 결과, 적층된 판 부재(70a)끼리가 상하 방향으로 떨어지는 것을 보다 억제할 수 있다.
성형체 형성 공정 S4에 있어서, 코어 피스 관통 구멍(37b)에 수지(35a)를 흘려넣음으로써 충전부(35)의 일부를 코어 피스 관통 구멍(37b) 내에 배치할 수 있다. 이에 따라, 상술한 바와 같이 충전부(35)에 의해 코어판부(37)끼리를 고정할 수 있다.
이 실시형태에서는 복수의 게이트(G)는 금형(D)에 설치된다. 복수의 게이트(G)는 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 그 때문에, 금형(D) 내에 있어서의 수지(35a)의 흐름을 둘레 방향의 전체에 있어서 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 충전부(35)의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다. 충전부(35)의 게이트 흔적(35c)은 성형체 형성 공정 S4에 있어서 충전부(35)의 상면에 있어서의 게이트(G)가 배치된 개소에 형성된다.
본 실시형태에 의하면, 제 1 홈 형성 공정 S0이 설치 공정 S3보다 전에 행해진다. 그 때문에, 성형체 형성 공정 S4에 있어서 금형(D) 내에 흘려넣어지는 수지(35a)는 제 1 홈(38) 내에 흘려넣어진다. 이에 따라, 충전부(35)의 일부가 제 1 홈(38) 내에 배치된다. 따라서, 샤프트(31)와 충전부(35)를 보다 강고하게 고정할 수 있다.
분리 공정 S5는 스크랩부(71)와 코어판부(37)를 분리하는 공정이다. 분리 공정 S5에 있어서는 제 1 연결부(72b)와 제 2 연결부(37a)의 감합을 해제하여 스크랩부(71)와 코어판부(37)를 분리한다. 그 때문에, 스크랩부(71)와 코어판부(37)를 용이하게 분리할 수 있다.
구체적으로는, 성형체(90)를 금형(D)으로부터 분리하여 프레스기에 설치한다. 그 후에, 프레스기에 의해 스크랩부(71)와 코어판부(37)의 경계를 따라서 성형체(90)로부터 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 포함하는 부분을 펀칭한다. 펀칭된 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 포함하는 부분은, 예를 들면 제 2 홈(39)이 형성되어 있지 않은 점에 있어서만 도 3에 나타내는 로터 코어(32)와 다르다.
또한, 본 명세서에 있어서 「스크랩부와 코어판부를 분리한다」란 스크랩부와 코어판부를 나누어서 떨어뜨릴 수 있으면 좋고, 그 수단은 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 「스크랩부와 코어판부를 분리한다」란 스크랩부와 코어판부 사이를 절단하는 것, 스크랩부와 코어판부 사이를 분할하는 것 등도 포함한다.
성형체(90) 중, 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 제외하는 부분[즉, 스크랩부(71)]은 제거된다. 상술한 바와 같이, 판 부재(70a)끼리를 고정하는 고정부(73)는 스크랩부(71)에 설치된다. 성형체 형성 공정 S4의 후에는 코어판부(37)끼리는 충전부(35)에 의해 서로 고정된다. 그 때문에, 스크랩부(71)를 제거해도 코어판부(37)끼리가 분리되지 않고, 코어 피스(34N, 34S)의 형상이 유지된다.
제 2 홈 형성 공정 S6은 제 2 홈(39)을 형성하는 공정이다. 공정 S6에서는 분리 공정 S5에서 펀칭한 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 포함하는 부분의 샤프트(31)에, 제 2 홈(39)을 절삭 가공이나 스테이킹 가공 등에 의해 형성한다.
여기에서, 예를 들면 제 2 홈(39)이 금형(D)에 의해 샤프트(31)를 유지하는 개소에 형성되었다고 한다. 성형체 형성 공정 S4보다 전에 제 2 홈(39)이 형성될 경우, 수지(35a)가 제 2 홈(39)에 흘려넣어져 센서 요크(61)를 샤프트(31)에 강고하게 고정할 수 없을 우려가 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에 의하면 제 2 홈 형성 공정 S6은 성형체 형성 공정 S4보다 후에 행해진다. 그 때문에, 성형체 형성 공정 S4에 있어서 수지(35a)가 제 2 홈(39)에 흘려넣어질 일이 없다. 이에 따라, 센서 요크(61)를 샤프트(31)에 강고하게 고정할 수 있다.
분리 공정 S5에서 펀칭한 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 포함하는 부분에 둘레 방향을 따라서 복수의 제 2 홈(39)을 형성하면, 제 2 홈(39)끼리의 둘레 방향 사이의 부분이 제 2 홈(39)을 형성하는 가공에 의해 변형되어 외경이 커질 우려가 있다. 예를 들면, 금형(D)이 샤프트(31)에 있어서의 제 2 홈(39)보다 하측의 부분을 유지할 경우, 금형(D)이 갖는 구멍에 샤프트(31)가 통과된다. 이때, 샤프트(31)의 상부에 외경이 커진 부분이 있으면 금형(D)의 구멍과 샤프트(31)가 간섭하여 금형(D) 내에 샤프트(31)를 적절하게 설치할 수 없을 우려가 있다. 또한, 제 2 홈(39)이 형성되는 개소의 샤프트(31)의 외경을 다른 부분에 비해서 작게 할 경우에는 샤프트(31)를 제조하는 비용이 증대되는 문제가 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에 의하면 제 2 홈 형성 공정 S6은 성형체 형성 공정 S4보다 후에 행해진다. 그 때문에, 샤프트(31)의 외경을 축 방향의 전체에 걸쳐서 대략 균일하게 하면서 금형(D)이 샤프트(31)와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 샤프트(31)의 제조 비용의 증대를 억제하면서, 또한 금형(D) 내에 샤프트(31)를 적절하게 설치할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 충전부(35)를 형성할 때에 복수의 코어 피스(34N, 34S) 각각을 금형(D) 또는 지그 등에 의해 유지할 필요가 없다. 그 때문에, 금형(D) 내에 복수의 코어 피스(34N, 34S)를 용이하게 설치할 수 있다. 이에 따라, 로터 코어(32)를 제조하는 공정을 간이하게 할 수 있고, 로터 코어(32)를 용이하게 제조할 수 있다.
센서 마그넷 설치 공정 S7은 샤프트(31)에 있어서의 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 센서 마그넷(62)을 부착하는 공정이다. 구체적으로는, 공정 S7에서는 샤프트(31)에 있어서의 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 센서 요크(61)를 압입한다. 센서 마그넷 부착 공정 S7은 제 2 홈 형성 공정 S6보다 후에 행해진다.
또한, 샤프트(31)에 있어서의 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 센서 마그넷(62)을 부착할 경우, 센서 마그넷(62)을 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 직접 고정해도 좋고, 센서 마그넷(62)을 유지하는 부재를 제 2 홈(39)이 형성된 개소에 고정해도 좋다.
영구 자석 배치 공정 S8은 영구 자석(33A, 33B)을 배치하는 공정이다. 공정 S8에서는 영구 자석(33A, 33B)이 충전부(35)의 하면에 형성된 자석 삽입 구멍(도시 생략)에 삽입된다.
상기 공정 S8에 계속해서, 상술한 로터(30), 스테이터(40), 및 베어링(51, 52)이 하우징(20) 내에 수용된다. 이에 따라, 상술의 로터(30)를 구비하는 모터(10)를 제조할 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 이하의 설명에 있어서, 상기 설명과 마찬가지의 구성에 대해서는 적당하게 동일한 부호를 붙이는 등에 의해 설명을 생략하는 경우가 있다.
연결부 형성 공정 S1a 및 감합 공정 S1b는 외형 형성 공정 S1c보다 후에 행해져도 좋다. 즉, 코어판부(37)의 외형과 연신부(72)의 외형이 형성된 후에, 제 1 연결부(72b) 및 제 2 연결부(37a)가 형성되고, 제 1 연결부(72b)와 제 2 연결부(37a)가 감합되어도 좋다. 대형 모터에서는 소형 모터 및 중형 모터와 비교해서 로터 코어(32)의 크기를 크게 할 필요가 있다. 이 경우, 원판부(81)의 휨이 커지고, 복수의 제 1 연결부(72b)와 복수의 제 2 연결부(37a)를 안정되게 감합시키기 어렵다. 그 때문에, 연결부 형성 공정 S1a 및 감합 공정 S1b가 외형 형성 공정 S1c보다 후에 행해지는 방법은 로터 코어(32)가 비교적 큰 대형 모터의 제조에 보다 적합하다.
판 부재 형성 공정 S1에 있어서, 연결부 형성 공정 S1a 및 감합 공정 S1b는 형성되지 않아도 좋다. 즉, 제 1 연결부(72b) 및 제 2 연결부(37a)는 설치되지 않아도 좋다. 이 경우, 분리 공정 S5에 있어서는 스크랩부(71)와 코어판부(37) 사이를 절단함으로써 스크랩부(71)와 코어판부(37)를 분리해도 좋다.
스크랩부(71)는 연신부(72)를 갖고 있지 않아도 좋다. 이 경우, 스크랩부 본체(71b)의 내측 가장자리에 제 1 연결부(72b)가 설치된다.
고정부 형성 공정 S1d는 판 부재 형성 공정 S1에 있어서의 어느 위치에 형성되어도 좋다. 또한, 판 부재 형성 공정 S1은 고정부 형성 공정 S1d를 포함하지 않아도 좋다. 이 경우, 예를 들면 적층체 형성 공정 S2와 설치 공정 S3 사이에, 적층된 판 부재(70a)를 레이저 용접 등에 의해 서로 고정하는 공정을 형성해도 좋다. 또한, 고정부(73)의 구성은 판 부재(70a)끼리를 고정할 수 있으면 특별하게 한정되지 않는다.
분리 공정 S5는 성형체 형성 공정 S4의 후에, 성형체(90)를 금형(D) 내로부터 인출하지 않고 행해도 좋다. 이 경우, 금형(D) 내에 있어서 형성된 성형체(90)로부터 직접 샤프트(31), 충전부(35), 및 코어 피스(34N, 34S)를 포함하는 부분을 분리한다. 이 방법에 의하면, 로터 코어(32)의 제조 공수를 적게 할 수 있다.
제 1 홈 형성 공정 S0은 성형체 형성 공정 S4보다 전이면, 어느 순서로 행해져도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면 판 부재 형성 공정 S1과 적층체 형성 공정 S2 사이에 행해져도 좋고, 적층체 형성 공정 S2와 설치 공정 S3 사이에 행해져도 좋다. 또한, 본 실시형태의 로터 코어(32)의 제조 방법은 제 1 홈 형성 공정 S0을 포함하지 않아도 좋다. 이 경우에 있어서는 미리 제 1 홈(38)이 형성된 샤프트(31)를 사용해도 좋다.
제 2 홈 형성 공정 S6 대신에, 샤프트(31)의 외주면으로부터 지름 방향 외측으로 돌출되는 돌기를 형성하는 공정이 행해져도 좋다. 이 경우에 있어서는 그 돌기가 압입값으로서의 역할을 담당하고, 압입에 의해 센서 요크(61)를 샤프트(31)에 강고하게 고정할 수 있다.
제 2 홈 형성 공정 S6은 성형체 형성 공정 S4보다 전에 행해져도 좋다. 이 경우에는 금형(D)의 형상의 변경이나 지그의 배치 등에 의해, 제 2 홈(39)에 수지(35a)가 흘려넣어지는 것을 억제하는 것이 바람직하다.
영구 자석 배치 공정 S8은 성형체 형성 공정 S4보다 후의 어느 공정에 있어서 행해져도 좋다. 영구 자석 배치 공정 S8은 설치 공정 S3과 동시에 행해져도 좋다. 즉, 설치 공정 S3에 있어서 금형(D) 내에 영구 자석(33A, 33B)을 배치하고, 적층체(70)와 함께 몰드해도 좋다.
제 2 연결부(37a)의 지름 방향 외단보다 지름 방향 내측에, 둘레 방향의 치수가 지름 방향 내단보다 큰 부분이 형성되면 제 2 연결부(37a)의 형상은 특별하게 한정되지 않는다. 제 2 연결부(37a)의 형상은, 예를 들면 도 13 및 도 14에 나타내는 형상이라도 좋다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(134)에 있어서, 오목부인 제 2 연결부(137a)의 내측면은 곡면이다. 평면에서 보았을 때에 있어서의 제 2 연결부(137a)의 내측면의 적어도 일부는 원호상이다. 도 13에 있어서, 치수(b)는 제 2 연결부(137a)의 지름 방향 대략 중앙에 있어서의 둘레 방향의 치수이다. 제 2 연결부(137a)의 지름 방향 외단에 있어서의 둘레 방향의 치수(a)는 치수(b)보다 작다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 코어 피스(234)에 있어서 오목부인 제 2 연결부(237a)는 지름 방향 내단에 있어서 둘레 방향 양측으로 넓어진다. 제 2 연결부(237a)의 지름 방향 외단에 있어서의 둘레 방향의 치수(a)는 제 2 연결부(237a)의 지름 방향 내단에 있어서의 둘레 방향의 치수(b)보다 작다.
평면에서 보았을 때에 있어서, 제 2 연결부(37a)의 형상은 상기 이외에, 삼각 플라스크와 같은 형상이라도 좋고, 둥근 플라스크와 같은 형상이라도 좋고, 닻 형상이라도 좋다. 평면에서 보았을 때에 있어서 제 2 연결부(37a)의 내측면의 외형은 다각형, 원형 등의 일부라도 좋다.
제 1 연결부(72b)는 지름 방향 외측으로 오목해지는 오목부라도 좋다. 그 경우, 제 2 연결부(37a)는 지름 방향 외측으로 볼록해지는 볼록부이다. 즉, 판 부재 형성 공정 S1에 있어서 형성되는 판 부재(70a)에 있어서 스크랩부(71)는 지름 방향으로 오목해지는 오목부인 제 1 연결부(72b)를 갖고, 또한 코어판부(37)는 지름 방향으로 볼록해지는 볼록부인 제 2 연결부(37a)를 가져도 좋다.
상기 각 구성은 서로 모순되지 않는 범위 내에 있어서 적당하게 조합시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 상하 방향으로 연신되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트, 상기 샤프트의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치되는 복수의 코어 피스, 및 상기 코어 피스의 적어도 일부를 덮는 충전부를 갖는 로터 코어의 제조 방법으로서,
    축 방향으로 관통하는 중심 구멍을 갖는 환상의 스크랩부와, 상기 스크랩부의 지름 방향 내측에 있어서 상기 스크랩부와 연속해서 배치되어 상기 코어 피스의 일부를 구성하는 코어판부를 갖는 판 부재를 형성하는 공정 S1과,
    상기 판 부재를 적층해서 상기 코어 피스를 갖는 적층체를 형성하는 공정 S2와,
    상기 적층체와 상기 샤프트를 금형 내에 설치하는 공정 S3과,
    상기 금형 내에 용융한 수지 또는 비자성 재료를 흘려넣어 적어도 일부가 상기 코어 피스의 사이에 위치하는 상기 충전부를 형성하고, 성형체를 형성하는 공정 S4와,
    상기 스크랩부와 상기 코어판부를 분리하는 공정 S5를 포함하는 로터 코어의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 S1에 있어서 형성되는 판 부재에 있어서, 상기 스크랩부는 지름 방향으로 오목해지는 오목부 및 지름 방향으로 볼록해지는 볼록부 중 한쪽인 제 1 연결부를 갖고, 또한 상기 코어판부는 지름 방향으로 오목해지는 오목부 및 지름 방향으로 볼록해지는 볼록부 중 다른쪽인 제 2 연결부를 가지며,
    상기 공정 S1은,
    상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부를 형성하는 공정 S1a와,
    상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부를 감합시키는 공정 S1b를 포함하고,
    상기 공정 S5에 있어서는 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부의 감합을 해제하여 상기 스크랩부와 상기 코어판부를 분리하는 로터 코어의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 연결부는 지름 방향 내측으로 볼록해지는 볼록부이고,
    상기 제 2 연결부는 지름 방향 내측으로 오목해지는 오목부이고,
    상기 제 2 연결부는 상기 제 2 연결부의 지름 방향 외단보다 지름 방향 내측에, 둘레 방향의 치수가 상기 제 2 연결부의 지름 방향 외단보다 큰 부분을 갖는 로터 코어의 제조 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 공정 S1a에 있어서는 전자 강판을 펀칭하여 외측 가장자리에 상기 제 2 연결부를 갖는 원판부와, 내측 가장자리에 상기 제 1 연결부를 갖는 관통 구멍을 형성하고,
    상기 공정 S1b에 있어서는 상기 관통 구멍에 상기 원판부를 감합시키고,
    상기 공정 S1은 상기 원판부의 일부를 펀칭해서 상기 코어판부의 외형을 형성하는 공정 S1c을 포함하는 로터 코어의 제조 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 스크랩부는 상기 중심 구멍의 내측 가장자리로부터 지름 방향 내측으로 연신되는 연신부를 갖고,
    상기 연신부는 상기 제 1 연결부를 갖고,
    상기 공정 S1에 있어서 상기 코어판부는 상기 제 1 연결부가 상기 제 2 연결부와 감합됨으로써 상기 연신부와 연결되는 로터 코어의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크랩부는 상기 공정 S2에 있어서 축 방향으로 겹쳐지는 상기 판 부재를 고정하는 고정부를 갖고,
    상기 공정 S1은 상기 고정부를 형성하는 공정 S1d를 포함하는 로터 코어의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 S3보다 전에 형성되고, 상기 샤프트의 외주면에 지름 방향 내측으로 오목한 제 1 홈을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제 1 홈은 상기 충전부와 접촉하는 개소에 배치되는 로터 코어의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 S4에 있어서는 상기 금형 내에, 상기 코어 피스와 간극을 개재해서 축 방향으로 대향하는 게이트를 통해서 상기 수지를 흘려넣는 로터 코어의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 코어 피스는 상기 코어 피스를 축 방향으로 관통하는 코어 피스 관통 구멍을 갖고,
    상기 게이트는 지름 방향에 있어서 상기 코어 피스 관통 구멍과 다른 위치에 배치되고,
    상기 공정 S4에 있어서 상기 코어 피스 관통 구멍에 상기 수지를 흘려넣는 로터 코어의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 기재된 로터 코어의 제조 방법으로 제조되는 로터 코어와,
    상기 코어 피스를 여자하는 복수의 영구 자석과,
    상기 샤프트에 직접적 또는 간접적으로 고정되는 센서 마그넷을 갖는 로터의 제조 방법으로서,
    상기 공정 S4보다 후에 형성되고, 상기 샤프트의 외주면으로부터 지름 방향 내측으로 오목한 제 2 홈을 형성하는 공정 S6과,
    상기 공정 S6보다 후에 형성되고, 상기 샤프트에 있어서의 상기 제 2 홈이 형성된 개소에 상기 센서 마그넷을 부착하는 공정 S7을 포함하는 로터의 제조 방법.
  11. 상하 방향으로 연신되는 중심축을 따라서 배치되는 샤프트, 상기 샤프트의 지름 방향 외측에 둘레 방향을 따라서 서로 분리되어 배치되는 복수의 코어 피스, 및 상기 코어 피스의 적어도 일부를 덮는 충전부를 갖는 로터 코어와,
    상기 코어 피스를 여자하는 복수의 영구 자석을 구비하고,
    상기 코어 피스는 축 방향으로 적층된 복수의 판 형상의 코어판부를 갖고,
    상기 코어판부는 지름 방향 외단으로부터 지름 방향 내측으로 오목해지는 오목부를 갖고,
    상기 오목부는, 상기 오목부의 지름 방향 외단보다 지름 방향 내측에, 둘레 방향의 치수가 상기 오목부의 지름 방향 외단보다 큰 부분을 갖는 로터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 코어 피스의 상측을 덮는 덮개부를 갖고,
    상기 덮개부의 상면에는 적어도 하나의 게이트 흔적이 배치되는 로터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 코어 피스는 상기 코어 피스를 축 방향으로 관통하는 코어 피스 관통 구멍을 갖고,
    상기 게이트 흔적은 지름 방향에 있어서 상기 코어 피스 관통 구멍과 다른 위치에 배치되고,
    상기 코어 피스 관통 구멍에는 상기 충전부의 일부가 배치되는 로터.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 게이트 흔적은 복수 형성되고, 둘레 방향으로 등간격으로 배치되는 로터.
  15. 스테이터와,
    상기 스테이터에 대하여 상기 중심축을 중심으로 해서 상대적으로 회전 가능한 제 11 항에 기재된 로터를 구비하는 모터.
  16. 삭제
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