KR20180108792A

KR20180108792A - 로터의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180108792A
Application number: KR1020187025559A
Authority: KR
Inventors: 히데하루 우시다; 다케히로 아나이
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-10-04
Also published as: CN108781030A; JPWO2017159348A1; EP3399629B1; EP3399629A1; US20190097503A1; US11050328B2; CN108781030B; JP6696564B2; WO2017159348A1; EP3399629A4

Abstract

복수 매의 전자 강판을 접합하는 용접부에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있는 로터의 제조 방법 실현이 요망된다. 로터 코어를 준비하는 코어 준비 공정(S1)과, 자석 삽입 구멍에 영구 자석을 삽입하는 자석 삽입 공정(S2)과, 자석 삽입 공정(S2) 후, 로터 코어를 축 방향으로 가압한 상태에서, 자석 삽입 구멍의 내면과 영구 자석의 외면 사이에 마련된 수지를 경화시키는 수지 경화 공정(S3)과, 수지 경화 공정(S3) 후, 축 방향을 따라 복수 매의 전자 강판을 용접하는 용접 공정(S4)을 갖는다.

Description

로터의 제조 방법

본 발명은, 복수 매의 전자 강판을 축 방향으로 적층하여 구성된 로터 코어를 구비한 로터의 제조 방법에 관한 것이다.

이와 같은 로터의 제조 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2002-369424호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 알려져 있다. 이하, 이 배경기술란의 설명에서는, 〔〕 내에 특허문헌 1에 있어서의 부호나 부재 명칭을 인용하여 설명한다. 특허문헌 1의 로터의 제조 방법에서는, 축 방향에 있어서의 철심〔5〕의 전역에 걸쳐 연속적으로 복수 매의 전자 강판〔6〕을 용접하여 용접부〔23〕를 형성하여, 복수 매의 전자 강판〔6〕을 접합하고 있었다.

그런데 전자 강판〔6〕에 휨이 발생하고 있는 경우가 있으며, 휨이 발생하고 있는 전자 강판〔6〕을 축 방향으로 적층하면, 적층한 전자 강판〔6〕끼리의 사이에 간극이 발생한다(철의 점유율이 저하됨). 그래서, 복수 매의 전자 강판〔6〕을 용접할 때는, 철심〔5〕을 축 방향으로 가압한 상태에서 용접하여 철심〔5〕에 있어서의 철의 점유율을 높이고 있다.

일본 특허 공개 제2002-369424호 공보

그러나 상술한 바와 같이, 복수 매의 전자 강판을 축 방향으로 가압한 상태에서 용접한 경우, 철심〔5〕에 대한 가압을 해제한 때 철심〔5〕에 잔류하는 응력에 의하여, 복수 매의 전자 강판〔6〕을 접합하고 있었던 용접부〔23〕가 균열되는 경우가 있었다.

그래서, 복수 매의 전자 강판을 접합하는 용접부에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있는 로터의 제조 방법 실현이 요망된다.

상기를 감안한 로터의 제조 방법의 특징 구성은, 복수 매의 전자 강판을 축 방향으로 적층하여 구성되고, 상기 축 방향으로 뻗어 있는 자석 삽입 구멍을 구비한 로터 코어를 준비하는 코어 준비 공정과, 상기 자석 삽입 구멍에 영구 자석을 삽입하는 자석 삽입 공정과, 상기 자석 삽입 공정 후, 상기 로터 코어를 상기 축 방향으로 가압한 상태에서, 상기 자석 삽입 구멍의 내면과 상기 영구 자석의 외면 사이에 마련된 수지를 경화시키는 수지 경화 공정과, 상기 수지 경화 공정 후, 상기 축 방향을 따라 상기 복수 매의 전자 강판을 용접하는 용접 공정을 갖는 점에 있다.

이들 특징 구성에 의하면, 수지 경화 공정을 행한 후에 용접 공정을 행한다. 이와 같이 먼저 행하는 수지 경화 공정에 있어서, 자석 삽입 구멍의 내면과 영구 자석의 외면 사이의 수지를 경화시킴으로써 복수 매의 전자 강판을 일체화시킬 수 있다.

또한 이와 같이 자석 삽입 구멍의 내면과 영구 자석의 외면 사이의 수지를 경화시킬 때, 복수 매의 전자 강판을 축 방향으로 가압한 상태에서 행함으로써, 상술한 바와 같이 복수 매의 전자 강판이 일체화된 로터 코어에 있어서의 철의 점유율을 높여 로터 코어의 고밀도화를 도모할 수 있다.

그리고 수지 경화 공정 후에 용접 공정을 행함으로써, 복수 매의 전자 강판에 대한 용접이 완료된 시점에서, 복수 매의 전자 강판은, 복수 매의 전자 강판에 대한 용접에 추가하여, 자석 삽입 구멍의 내면과 영구 자석의 외면을 수지에 의하여 고정하고 있게 된다. 그 때문에, 복수 매의 전자 강판이 용접만으로 접합되어 있는 경우에 비하여 축 방향의 잔류 응력에 대한 강성이 높아, 복수 매의 전자 강판을 접합하는 용융 응고부에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 로터의 축 방향 단면도.
도 2는 로터 코어의 축 방향 단면도.
도 3은 로터의 축 방향에서 본 평면도.
도 4는 고착재 충전 장치의 종단 측면도.
도 5는 고착재 충전 장치의 종단 측면도.
도 6은 로터의 제조 공정을 도시하는 도면.
도 7은 용접 공정 후에 수지 경화 공정을 행한 경우를 도시하는 로터 코어의 축 방향 단면도.
도 8은 용접 공정 전에 수지 경화 공정을 행한 경우를 도시하는 로터 코어의 축 방향 단면도.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 로터의 제조 공정을 도시하는 도면.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 로터의 축 방향에서 본 요부 확대 평면도.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 로터의 요부 확대 단면도.
도 12는 압박 장치의 종단 측면도.
도 13은 엔드 플레이트를 구비한 로터를 도시하는 축 방향 단면도.

1. 제1 실시 형태

이하, 제1 실시 형태에 관한 로터의 제조 방법에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 여기서는, 로터(1)로서, 이너 로터형의 회전 전기 기기에 구비되는 로터(1)(회전 전기 기기용의 로터(1))를 예로 들어 설명한다.

이하에서는, 로터(1), 로터(1)를 제조할 때 사용하는 고착재 충전 장치(11), 로터(1)의 제조 방법에 대하여 순서대로 설명한다. 이하의 설명에서는, 특별히 정하지 않는 한 「축 방향 L」, 「직경 방향 R」, 「주위 방향 C」는 로터(1)의 축심 X를 기준으로 한다. 또한 로터(1)의 직경 방향 R의 일방측을 직경 제1 방향 R1측, 직경 방향 R의 타방측을 직경 제2 방향 R2측이라 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이너 로터형의 회전 전기 기기의 로터(1)를 예시하는 본 실시 형태에서는, 「직경 제1 방향 R1」은 직경 방향 R의 내측(축심 X측)을 향하는 방향을 나타내고, 「직경 제2 방향 R2」는 직경 방향 R의 외측(도시되지 않은 스테이터측)을 향하는 방향을 나타낸다. 즉, 「직경 제1 방향 R1측」은 「직경 방향 내측」이고, 「직경 제2 방향 R2측」은 「직경 방향 외측」이다. 또한 각 부재에 관한 치수, 배치 방향, 배치 위치 등에 대해서는, 오차(제조상 허용될 수 있을 정도의 오차)에 의한 차이를 갖는 상태도 포함한다.

1-1. 로터

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 로터(1)는 로터 코어(2), 영구 자석(4), 허브(5)(지지 부재)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 양 단부에, 소위 엔드 플레이트라 칭해지는 고정 부재는 마련되어 있지 않다.

로터 코어(2)는, 복수 매의 전자 강판(3)을 축 방향 L로 적층하여 구성되어 있다. 복수 매의 전자 강판(3)의 각각은 원환판상으로 형성되어 있다. 복수 매의 전자 강판(3)의 각각에는, 주위 방향 C의 복수 개소에, 축 방향 L로 관통하는 직사각 형상의 삽입 구멍(3a)이 형성되어 있다. 이 삽입 구멍(3a)은 자석 삽입 구멍(7)으로 되는 것이며, 로터 코어(2)의 주위 방향 C를 따라 균등 간격으로 복수(본 예에서는 16개) 마련된다. 또한 복수 매의 전자 강판(3)의 각각에 있어서의, 복수의 삽입 구멍(3a)보다 직경 제1 방향 R1측인 전자 강판(3)의 직경 방향 중심부에는, 축 방향 L로 관통하는 원 형상의 중심 구멍(3b)이 형성되어 있다.

복수 매의 전자 강판(3)은, 복수의 삽입 구멍(3a) 및 하나의 중심 구멍(3b)의 위치가 축 방향 L에서 보아 서로 일치하도록 적층되어 있다. 이와 같이 복수 매의 전자 강판(3)이 적층됨으로써, 복수 매의 전자 강판(3)의 삽입 구멍(3a)은, 축 방향 L로 연속되어 로터 코어(2)를 축 방향 L로 관통하는 자석 삽입 구멍(7)을 형성하고 있다. 또한 복수 매의 전자 강판(3)의 중심의 중심 구멍(3b)은, 축 방향 L로 연속되어 로터 코어(2)를 축 방향 L로 관통하는 관통 구멍(8)을 형성하고 있다. 이와 같이 로터 코어(2)는, 로터 코어(2)의 직경 제2 방향 R2측의 부분에 있어서 로터 코어(2)를 축 방향 L로 관통하는 복수의 자석 삽입 구멍(7)과, 로터 코어(2)의 직경 방향 중앙부에 있어서 로터 코어(2)를 축 방향 L로 관통하는 하나의 관통 구멍(8)을 구비하고 있다.

자석 삽입 구멍(7)에 삽입되어 있는 영구 자석(4)의 축 방향 L의 길이는, 로터 코어(2)의 자석 삽입 구멍(7)의 축 방향 L의 길이와 동일한 길이 또는 짧은 길이로 되어 있다. 첨언하면, 자석 삽입 구멍(7)에 삽입되어 있는 영구 자석(4)의 길이는, 예를 들어 자석 삽입 구멍(7)에 축 방향 L을 따라 하나의 영구 자석(4)을 삽입하고 있는 경우에는 그 하나의 영구 자석(4)의 축 방향 L의 길이이고, 자석 삽입 구멍(7)에 축 방향 L을 따라 복수의 영구 자석(4)을 나열하여 삽입하고 있는 경우에는 그 복수의 영구 자석(4)의 축 방향 L의 길이의 합계이다. 본 실시 형태에서는, 자석 삽입 구멍(7)의 축 방향 L의 길이보다 약간 짧은 길이의 영구 자석(4)을 하나, 자석 삽입 구멍(7)에 삽입하고 있다.

그리고 영구 자석(4)은, 로터 코어(2)의 자석 삽입 구멍(7)에 삽입된 상태에서, 영구 자석(4)의 외면과 자석 삽입 구멍(7)의 내면이 고착재(6)를 사용하여 고착되어 있다. 본 실시 형태에서는, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에, 고착재 충전 장치(11)(도 4 및 도 5 참조)를 사용하여 고착재(6)로서의 수지재(9)를 충전하고, 이 수지재(9)에 의하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시키고 있다. 본 실시 형태에서는, 이 수지재(9)가 「수지」에 상당한다. 또한 수지재(9)로서는 열가소성 수지와 열경화성 수지의 양쪽을 사용할 수 있다. 그리고 열가소성 수지로서는, 예를 들어 방향족 폴리에스테르 등의 액정 중합체를 사용할 수 있다. 또한 열경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지나 페놀 수지 등을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 수지재(9)로서 액정 중합체 등의 열가소성 수지를 사용한다. 또한 수지재(9)로서 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 어느 것을 사용한 경우에도, 당해 수지재(9)가 경화됨으로써 영구 자석(4)의 외면과 자석 삽입 구멍(7)의 내면이 고착된다.

1-2. 고착재 충전 장치

다음으로, 고착재 충전 장치(11)에 대하여 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 고착재 충전 장치(11)는, 로터 코어(2)의 축 방향 L이 상하 방향을 따르는 자세로 되도록 로터 코어(2)를 지지하는 하형(12)과, 이 하형(12)보다 상방에 설치되어 있는 상형(13)과, 상하 방향에 있어서 하형(12)과 상형(13) 사이에 설치되어 있는 게이트 플레이트(14)와, 용융된 수지재(9)를 공급하는 고착재 공급부(15)를 구비하고 있다.

하형(12)은 기부(12a)와 환상부(12b)와 봉상부(12c)를 구비하고 있다. 기부(12a)는, 그 상면에 의하여 로터 코어(2)를 하방으로부터 지지하는 지지면을 형성하고 있다. 환상부(12b)는, 기부(12a)의 지지면에 지지된 로터 코어(2)의 직경 제2 방향 R2로 위치하고 있다. 봉상부(12c)는, 퇴피 높이(도 4에 나타내는 높이)와, 이 퇴피 높이보다 높은 규제 높이(도 5에 나타내는 높이)로 승강 가능하게 구성되어 있다. 퇴피 높이는, 봉상부(12c)의 상단이 기부(12a)의 지지면과 동일해지는 높이이고, 규제 높이는, 기부(12a)의 지지면에 지지된 로터 코어(2)의 관통 구멍(8)에 삽입되는 높이이다. 기부(12a)의 지지면에 지지된 로터 코어(2)는, 환상부(12b)와 규제 높이의 봉상부(12c)에 의하여 수평 방향으로의 이동이 규제된다.

상형(13)은, 도시되지 않은 구동부에 의하여 제1 안내체(16)를 따라 상하 방향으로 이동함으로써, 기준 높이(도 4에 나타내는 높이)와, 이 기준 높이보다 낮은 높이(도 5에 나타내는 높이)로 이동 가능하게 구성되어 있다. 게이트 플레이트(14)는 제2 안내체(17)를 통해 상형(13)에 지지되어 있으며, 제2 안내체(17)를 따라 상하 방향으로 이동함으로써 상형(13)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 고착재 공급부(15)는, 상형(13)과 일체적으로 상하 방향으로 이동하도록 상형(13)에 지지되어 있다.

상형(13)에는, 용융된 수지재(9)가 통류하는 제1 유로(13a)가 구비되어 있다. 이 제1 유로(13a)는 고착재 공급부(15)의 토출부(15a)에 접속되어 있다. 또한 게이트 플레이트(14)에는, 용융된 수지재(9)가 통류하는 제2 유로(14a)가 구비되어 있다. 이 제2 유로(14a)는, 상형(13)의 하면이 게이트 플레이트(14)의 상면에 접촉해 있는 상태에 있어서 제1 유로(13a)에 접속된다.

고착재 충전 장치(11)는, 상형(13)이 기준 높이에 있는 기준 상태(도 4에 도시하는 상태)로부터 상형(13)을 하강시킴으로써 먼저, 게이트 플레이트(14)의 하면이, 하형(12)에 지지되어 있는 로터 코어(2)의 상면에 접촉하는 상태로 된다. 고착재 충전 장치(11)가 이 상태로 변화되는 것에 수반하여 제2 유로(14a)와 자석 삽입 구멍(7)이 접속된다.

그리고 상형(13)을 더 하강시킴으로써, 로터 코어(2)에 접촉하는 게이트 플레이트(14)의 높이는 유지된 채로 상형(13)이 하강하여, 고착재 충전 장치(11)는, 상형(13)의 하면이 게이트 플레이트(14)의 상면에 접촉하는 접촉 상태(도 5에 도시하는 상태)로 된다.

고착재 충전 장치(11)는, 상술한 접촉 상태에 있어서, 상형(13)을 더 하강시키도록 구동부를 구동하여, 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가하는 압력을 높인다. 그리고 고착재 충전 장치(11)는, 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가하는 압력이 제1 압력으로 된 때 구동부를 정지시켜, 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 제1 압력을 가한 상태를 유지한다. 본 실시 형태에서는, 로터 코어(2)를 구성하는 복수 매의 전자 강판(3)의 간극이 없어져, 그 이상 가압하더라도 로터 코어(2)의 축 방향 L의 길이가 짧아지지 않는 한계의 압력 부근에 제1 압력을 설정하고 있다.

고착재 공급부(15)는, 상술한 바와 같이 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 제1 압력으로 가압하고 있는 상태에서, 가열부(15b)의 가열에 의하여 용융된 수지재(9)를 토출부(15a)로부터 토출한다.

토출된 수지재(9)는 제1 유로(13a)와 제2 유로(14a)를 유동하여 로터 코어(2)의 자석 삽입 구멍(7)에 충전된다. 이것에 의하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에 수지재(9)가 충전된다. 그리고 로터 코어(2)의 자석 삽입 구멍(7)에 공급한 수지재(9)가 경화될 때까지 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 제1 압력을 가한 상태를 유지하고, 자석 삽입 구멍(7)의 수지재(9)가 경화된 후, 상형(13)을 기준 높이까지 상승시킨다.

1-3. 로터의 제조 방법

다음으로, 로터(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 로터(1)의 제조 방법은 코어 준비 공정 S1과 자석 삽입 공정 S2와 수지 경화 공정 S3과 용접 공정 S4와 지지 부재 고정 공정 S5를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 이들 각 공정은 기재된 순으로 행해진다. 즉, 자석 삽입 공정 S2는 코어 준비 공정 S1 후에 행해진다. 수지 경화 공정 S3은 자석 삽입 공정 S2보다 나중에 행해진다. 용접 공정 S4는 수지 경화 공정 S3보다 나중에 행해진다. 지지 부재 고정 공정 S5는 용접 공정 S4보다 나중에 행해진다.

〔코어 준비 공정〕

코어 준비 공정 S1은, 복수 매의 전자 강판(3)을 축 방향 L로 적층하여 구성되고, 축 방향 L로 뻗어 있는 자석 삽입 구멍(7)을 구비한 로터 코어(2)를 준비하는 공정이다. 이 코어 준비 공정 S1에서 준비되는 로터 코어(2)는, 복수 매의 전자 강판(3)을 축 방향 L로 적층하여, 축 방향 L로 뻗어 있는 자석 삽입 구멍(7)을 구비한 로터 코어(2)이며, 복수 매의 전자 강판(3)을 적층한 상태이지만 복수 매의 전자 강판(3)은 서로 접합되어 있지 않고, 또한 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)은 삽입되어 있지 않다. 또한 이 코어 준비 공정 S1 전에 코어 제조 공정이 실시되어도 된다. 코어 제조 공정에서는, 소정의 두께의 코어판(강판)을 펀칭하여, 원환판상이며 미리 정해진 위치에 복수의 삽입 구멍(3a) 및 하나의 중심 구멍(3b)을 갖는 형상의 전자 강판(3)을 복수 매 제조하고, 당해 복수 매의 전자 강판(3)을 축 방향 L로 적층하여 로터 코어(2)를 제조한다.

〔자석 삽입 공정〕

자석 삽입 공정 S2는 코어 준비 공정 S1보다 나중에 행해지는 공정이며, 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)을 삽입하는 공정이다. 이 자석 삽입 공정 S2에서는, 로터 코어(2)에 있어서의 복수의 자석 삽입 구멍(7)의 각각에 영구 자석(4)이 삽입된다.

〔수지 경화 공정〕

수지 경화 공정 S3은, 자석 삽입 공정 S2 후, 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 상태에서, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에 마련된 수지재(9)를 경화시키는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 이 수지 경화 공정 S3에 의하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 수지재(9)로 고착시킨다. 즉, 수지 경화 공정 S3은, 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 상태에서, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시키는 자석 고착 공정이라 달리 말할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 고착재 충전 장치(11)를 사용하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에 수지재(9)를 충전하고, 이 수지재(9)에 의하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시킨다.

구체적으로는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 고착재 충전 장치(11)를 사용하여 로터 코어(2)를 축 방향 L로 제1 압력으로 가압한다. 이와 같이 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압하는 것은, 로터 코어(2)를 축 방향 L로 압축함으로써 복수 매의 전자 강판(3)에 간극이 없는 상태 또는 매우 적은 상태로 하여, 최종적인 로터(1)로서 완성한 상태에서의 로터 코어(2)에 있어서의 철의 점유율을 높여 로터 코어(2)의 고밀도화를 도모하기 위함이다. 그리고 이와 같이 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 상태에서, 용융된 수지재(9)를 로터 코어(2)의 자석 삽입 구멍(7)에 충전하고, 충전된 수지재(9)를 고화(경화)시킴으로써 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 수지재(9)에 의하여 고착시킨다. 수지재(9)에 의한 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면의 고착이 완료될 때까지 로터 코어(2)를 축 방향 L로 제1 압력으로 가압한 상태를 유지한다. 수지재(9)에 의한 고착이 완료된 후에는 축 방향 L의 가압력을 감소시키거나 또는 없애도 된다. 상기와 같이 본 실시 형태에서는, 수지재(9)로서 액정 중합체 등의 열가소성 수지를 사용하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시킨다. 이 경우, 충전된 수지재(9)는 냉각됨으로써 고화(경화)된다. 또한 수지재(9)로서 페놀 수지나 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 사용해도 된다. 이 경우, 충전된 수지재(9)는 가열됨으로써 고화(경화)된다. 즉, 수지 경화 공정 S3을 행하는 데 있어서, 열가소성 수지를 사용하는 고착재 충전 장치(11) 대신, 열경화성 수지를 사용하는 충전 장치를 사용해도 된다.

〔용접 공정〕

용접 공정 S4는, 수지 경화 공정 S3 후, 축 방향 L을 따라 복수 매의 전자 강판(3)을 용접하는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 용접 공정 S4는 수지 경화 공정 S3보다 나중에 행해지는 공정이며, 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 전역에 걸쳐 연속적으로 복수 매의 전자 강판(3)을 용접하는 공정이다. 단, 복수 매의 전자 강판(3)의 용접은, 반드시 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 전역에 걸쳐 연속적으로 행해질 필요는 없다. 용접 공정 S4에서는, 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 일부 영역에 걸쳐 복수 매의 전자 강판(3)을 용접해도 된다. 또한 예를 들어 펄스 용접 등에 의하여 축 방향 L을 따라 단속적으로 용접해도 된다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 로터 코어(2)의 내주면에, 복수 매의 전자 강판(3)을 서로 용접하기 위한 용접 대상 개소로서의 용접부(10)가 형성되어 있다. 용접 공정 S4에서는, 예를 들어 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 제2 압력으로 가압한 상태에서 용접부(10)에 전자 빔이나 레이저 빔 등의 에너지 빔 B를 조사하여 전자 강판(3)을 용융시키고, 그 후 응고시킴으로써, 축 방향 L에 있어서, 인접하는 복수 매의 전자 강판(3)끼리를 용접한다. 본 예에서는, 용접 공정 S4는, 레이저 빔을 사용한 레이저 용접에 의하여 행한다. 이것에 의하여, 용접 대상 개소를 국소적으로 가열하는 것이 가능해진다. 용접 공정 S4에서는, 관통 구멍(8)의 내주면에 대하여 용접을 행한다. 제1 용융 응고부 W1은, 축 방향 L을 따라 조사되는 에너지 빔 B에 의하여 복수 매의 전자 강판(3)이 용접되어 응고한 부분을 나타내고 있다. 또한 용접부(10)의 용접은 에너지 빔 B에 의한 용접 이외여도 되며, 예를 들어 TIG 용접이나 아크 용접 등에 의한 용접이어도 된다.

용접 공정 S4에 있어서 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가압하는 압력인 제2 압력은, 수지 경화 공정 S3에 있어서 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가하는 압력인 제1 압력보다 작은 압력이다. 이와 같이 제2 압력을 제1 압력보다 작게 할 수 있는 것은, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면이 수지재(9)에 의하여 고착되어 있기 때문이다. 즉, 수지 경화 공정 S3에 있어서 축 방향 L로 제1 압력으로 압축되어 복수 매의 전자 강판(3)의 간극이 없어진 로터 코어(2)는, 당해 제1 압력이 없어진 후, 잔류 응력에 의하여 축 방향 L로 신장되고자 한다. 그러나 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면이 수지재(9)에 의하여 고착되어 있기 때문에, 이와 같은 축 방향 L로 신장되고자 하는 잔류 응력을 영구 자석(4) 및 수지재(9)에 의하여 지지할 수 있어, 복수 매의 전자 강판(3)을 간극이 없는 상태 또는 매우 적은 상태로 유지할 수 있다. 따라서 용접 공정 S4에 있어서는, 복수 매의 전자 강판(3)의 간극을 없애기 위하여 로터 코어(2)를 축 방향 L로 압축할 필요가 없다. 그 때문에, 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가압하는 압력을, 수지 경화 공정 S3에 있어서 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가하는 제1 압력보다 작게 할 수 있다. 즉, 용접 공정 S4에 있어서는, 로터 코어(2)에 대하여 축 방향 L로 가압하지 않거나(제2 압력을 0으로 하거나), 또는 용접에 의한 열로 전자 강판(3)이 변형되어 다른 전자 강판(3)으로부터 들뜨는 것을 방지할 수 있을 정도의 압력, 예를 들어 제1 압력의 1/10 정도의 압력으로 할 수 있다.

〔지지 부재 고정 공정〕

지지 부재 고정 공정 S5는 용접 공정 S4보다 나중에 행해지는 공정이며, 관통 구멍(8)에 허브(5)를 삽입하고, 당해 허브(5)와 로터 코어(2)의 축 방향 L의 양 단부의 접합부(18)만을 용접하는 공정이다. 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 축 방향 L의 양 단부에 있어서, 허브(5)와 로터 코어(2)가 맞닿는 원주상의 접합부(18)에 에너지 빔 B를 조사하여 허브(5)와 로터 코어(2)가 용접된다. 허브(5)와 로터 코어(2)가 맞닿는 접합부(18)에는 제2 용융 응고부 W2가 형성된다.

1-4. 비교예

비교예로서, 용접 공정 S4 전에 수지 경화 공정 S3을 행하지 않는 경우에 대하여 검토한다. 이 경우에도, 로터 코어(2)의 고밀도화를 도모하기 위하여 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압하는 것은 행해지며, 그와 같은 가압은, 로터 코어(2)의 축 방향 L의 길이가 결정되는 용접 공정에 있어서 행해지게 된다. 즉, 로터 코어(2)를 축 방향 L로 제1 압력으로 가압한 상태에서 용접 공정 S4가 행해진다. 그러나 용접 공정 S4가 완료된 시점에서는, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 그 자석 삽입 구멍(7)에 삽입된 영구 자석(4)의 외면은 고착되어 있지 않다.

그 때문에, 복수 매의 전자 강판(3)은 제1 용융 응고부 W1에서 서로 고착되어 있을 뿐이며, 용접 공정 S4의 종료 후, 로터 코어(2)에 대한 축 방향 L의 가압을 해제하면, 도 7에 모식적으로 도시된 바와 같이, 로터 코어(2)의 잔류 응력에 의하여 복수 매의 전자 강판(3)은 축 방향 L로 서로 떨어지고자 한다. 이와 같은 로터 코어(2)의 잔류 응력에 의하여 제1 용융 응고부 W1에 인장 하중이나 굽힘 하중이 작용하여, 제1 용융 응고부 W1에 균열이 발생하기 쉽다.

이에 대하여, 용접 공정 S4 전에, 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 상태에서 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시키는 수지 경화 공정 S3을 행한 경우, 용접 공정 S4가 완료된 시점에서는, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면이 고착되어 있음과 함께, 복수 매의 전자 강판(3)은 제1 용융 응고부 W1에서 서로 고착되어 있다. 그 때문에, 용접 공정 S4에 있어서 로터 코어(2)에 대한 가압을 해제하더라도 로터 코어(2)의 잔류 응력을, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면의 고착부와, 제1 용융 응고부 W1의 양쪽에서 지지할 수 있다. 따라서 도 8에 모식적으로 도시된 바와 같이, 복수 매의 전자 강판(3)이 축 방향 L로 서로 떨어지고자 하는 것을 규제할 수 있어, 제1 용융 응고부 W1에 균열이 발생할 가능성을 저감할 수 있다.

2. 제2 실시 형태

다음으로, 제2 실시 형태에 관한 로터의 제조 방법에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 수지재(9)(수지)는 가열에 의하여 팽창하여 경화되도록 구성되어 있다. 그리고 도 9에 도시한 바와 같이, 수지 경화 공정 S3에 가열 공정을 포함하는 점이 제1 실시 형태와 상이하다. 수지 경화 공정 S3에 있어서, 수지재(9)를 팽창 및 경화시키기 위한 가열 공정을 행하고, 이 가열 공정에 의하여 발생한 여열이 잔류해 있는 기간 내에 용접 공정 S4를 행한다. 또한 이하에 있어서 특별히 설명하지 않는 점에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

본 실시 형태에서는, 수지재(9)가 가열에 의하여 팽창하여 경화되도록, 수지재(9)로서, 팽창재를 포함한 열경화성 수지를 사용한다. 여기서는, 일례로서 팽창재로 발포재를 사용한다. 또한 기재로서의 열경화성 수지로 에폭시계 수지를 사용한다. 이와 같은 수지재(9)로서, 예를 들어 에폭시계 수지를 포함하는 기재 중에 가열 팽창하는 캡슐이 배합된 것을 사용하면 적합하다. 이와 같은 캡슐로서, 예를 들어 가열에 의하여 기화하는 액체 등이 봉입된 열가소성 수지의 캡슐을 사용할 수 있다. 이하에서는, 이와 같은 수지를 발포 수지(25)로서 설명한다. 이 발포 수지(25)는 가열됨으로써 발포하여 팽창하고, 그 후 경화된다.

도 10에 도시한 바와 같이, 발포 수지(25)는 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에 마련되어 있다. 발포 수지(25)는 가열됨으로써 팽창 및 경화되어 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시킨다. 여기서, 발포 수지(25)는, 영구 자석(4)에 있어서의 스테이터(도시되지 않음)에 대향하는 면과는 반대측의 면과, 자석 삽입 구멍(7)의 내면 사이에 마련되어 있으면 적합하다. 이것에 의하여, 발포 수지(25)의 팽창에 수반하여 영구 자석(4)을 자석 삽입 구멍(7) 내에 있어서의 스테이터측(여기서는 로터 코어(2)의 외주면측)으로 압박할 수 있다. 그 결과, 스테이터에 작용하는 영구 자석(4)의 자계를 강화할 수 있다. 또한 발포 수지(25)는, 가열이 행해지고 있지 않은 영구 자석(4)의 삽입 단계에 있어서는 두께가 작기 때문에, 영구 자석(4)의 외면과 자석 삽입 구멍(7)의 내면 사이에 어느 정도의 간극을 갖게 할 수 있다. 이것에 의하여, 자석 삽입 구멍(7)에의 영구 자석(4)의 삽입 중에, 영구 자석(4)에 도포된 수지재(9)(발포 수지(25))가 자석 삽입 구멍(7)의 내면에 접촉하여 박리되는 것 등을 억제할 수 있다. 또한 도 10에는, 발포 수지(25)의 팽창 전에 있어서의 영구 자석(4)의 위치가 2점 쇄선에 의하여 표시되고, 발포 수지(25)의 팽창 후에 있어서의 영구 자석(4)의 위치가 실선에 의하여 표시되어 있다.

제2 실시 형태에서는, 이너 로터형의 회전 전기 기기에 구비되는 로터(1)를 예시하고 있기 때문에, 발포 수지(25)는, 영구 자석(4)에 있어서의 직경 제1 방향 R1(직경 방향 내측)의 면과, 자석 삽입 구멍(7)의 내주면에 있어서의 직경 제1 방향 R1(직경 방향 내측)의 면 사이에 마련되어 있다(도 10 참조).

또한 제2 실시 형태에서는, 발포 수지(25)는, 영구 자석(4)(자석 삽입 구멍(7))에 있어서의 축 방향 L의 전역에 걸쳐 마련되어 있다(도 11 참조). 이것에 의하여, 발포 수지(25)의 팽창에 의한 직경 제2 방향 R2를 향한 영구 자석(4)의 압박을 축 방향 L의 전역에 걸쳐 균일하게 행할 수 있다.

제2 실시 형태에서는, 자석 삽입 공정 S2는, 영구 자석(4)에 발포 수지(25)가 도포된 상태에서 행한다. 즉, 자석 삽입 공정 S2 전에 영구 자석(4)에 발포 수지(25)를 도포한다. 발포 수지(25)의 도포는, 영구 자석(4)의 면을 따라 발포 수지(25)의 두께가 균일해지도록 행해지면 적합하다. 발포 수지(25)가 도포된 후에는, 발포 수지(25)가 발포하지 않을 정도의 온도인 비발포 온도에서 가열함으로써 당해 발포 수지(25)를 건조시킨다(1차 경화). 그리고 발포 수지(25)의 1차 경화가 완료된 후에는, 영구 자석(4)에 발포 수지(25)가 도포된 상태에서 자석 삽입 공정 S2를 행한다. 또한 영구 자석(4)에 도포된 발포 수지(25)의 두께를 균일화시키는 공정은 발포 수지(25)의 1차 경화 전에 행해도 되고 후에 행해도 된다.

자석 삽입 공정 S2 후에는 수지 경화 공정 S3을 행한다. 수지 경화 공정 S3에서는 먼저, 발포 수지(25)의 발포재가 발포하는 발포 온도에서 가열함으로써 발포 수지(25)(수지재(9))를 팽창시킨다. 그 후, 발포 수지(25)(수지재(9))를 또한 경화 온도에서 가열함으로써 경화시킨다(본경화). 이것에 의하여, 발포 수지(25)는 팽창 및 경화되어 영구 자석(4)을 스테이터측으로 압박함과 함께, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시킨다.

발포 수지(25)의 가열은, 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)(및 발포 수지(25))이 삽입된 상태의 로터 코어(2)의 전체를 가열함으로써 행해진다. 본 실시 형태에서는, 노에서 로터 코어(2)의 전체를 가열함으로써 발포 수지(25)의 가열을 행한다. 이와 같이 제2 실시 형태에서는, 수지 경화 공정 S3이 로터 코어(2)의 가열 공정을 포함한다.

그리고 수지 경화 공정 S3 후에 용접 공정 S4를 행한다. 일반적으로, 용접 대상 개소(여기서는 제1 용융 응고부 W1)에 있어서의 용접 전의 온도와 용접 중의 온도(융점)의 차가 커짐에 따라 용접 후의 열수축량이 커져, 용접 대상 개소의 균열이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 여기서, 용접 부분의 용접 중의 온도는 재료(여기서는 전자 강판(3))의 융점에 의하여 정해지기 때문에, 용접 전의 재료의 온도가 낮아짐에 따라 용접 대상 개소의 균열(용접 균열)이 발생하기 쉬워진다. 특히 레이저 용접 등에 의하여 용접 대상 개소를 국소적으로 가열할 때는, 용접 대상 개소와 그 주변 부분의 온도 구배도 커지기 때문에, 이와 같은 용접 균열의 문제도 현저해진다.

그래서 제2 실시 형태에서는, 용접 공정 S4는, 수지 경화 공정 S3에서의 가열에 의하여 로터 코어(2)의 온도가 분위기 온도보다도 높아져 있는 상태에서 행한다. 달리 말하면 용접 공정 S4는, 수지 경화 공정 S3에서의 가열(가열 공정)의 여열이 잔류해 있는 상태에서 행한다. 이것에 의하여, 로터 코어(2)의 전체의 온도가 높은 상태에서 용접 대상 개소를 용접할 수 있다. 따라서 로터 코어(2)를 가열하지 않고 용접 공정 S4를 행하는 경우에 비하여 용접 전후에서의 용접 대상 개소의 온도 차를 작게 할 수 있기 때문에, 용접 대상 개소(용융 응고부 W1)의 균열이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있다.

3. 그 외의 실시 형태

다음으로, 그 외의 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 상기 실시 형태에서는, 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)을 삽입한 후에 자석 삽입 구멍(7)에 고착재(6)로서의 수지재(9)를 충전하는 예를 설명하였다. 그러나 수지재(9)를 충전하는 것 대신, 고착재(6)로서 접착제(23)를 사용해도 된다. 이 경우, 예를 들어 자석 삽입 구멍(7)에 삽입되기 전의 영구 자석(4)의 표면에 접착제(23)를 도포한 후, 영구 자석(4)을 자석 삽입 구멍(7)에 삽입한다. 또한 영구 자석(4)이 삽입되기 전의 자석 삽입 구멍(7)의 내면에 접착제(23)를 도포한 후, 영구 자석(4)을 자석 삽입 구멍(7)에 삽입해도 된다.

보다 구체적으로는, 자석 삽입 공정 S2에 있어서, 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)을 삽입하기 전에 영구 자석(4) 또는 자석 삽입 구멍(7)에 접착제(23)를 도포한다. 그리고 도 12에 도시한 바와 같이, 수지 경화 공정 S3에 있어서, 압박 장치(19)의 상판(20)과 하판(21)으로 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압하고, 이 상판(20)과 하판(21)으로 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 상태를 접착제(23)가 응고할 때까지 유지하여 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 고착시킨다. 압박 장치(19)의 상판(20) 및 하판(21)에는, 상판(20)과 하판(21)으로 로터 코어(2)를 축 방향 L로 가압한 때 자석 삽입 구멍(7)로부터 넘친 접착제(23)를 내보내는 홈(22)이 형성되어 있다. 또한 접착제(23)로서는, 예를 들어 에폭시 수지계 접착제를 사용할 수 있다. 또는 접착제(23)로서, 에폭시 수지계 접착제에 팽창 캡슐을 배합한 발포 접착제를 사용할 수도 있다.

(2) 상기 실시 형태에서는, 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 양 단부에 고정 부재를 마련하지 않는 예를 설명하였다. 그러나 도 13에 도시한 바와 같이, 축 방향 L에 있어서의 로터 코어(2)의 양 단부에 고정 부재로서의 엔드 플레이트(24)를 마련해도 된다. 이와 같이 로터 코어(2)의 양 단부에 엔드 플레이트(24)를 마련한 경우에는, 복수 매의 전자 강판(3)과 2매의 엔드 플레이트(24)에 허브(5)를 삽입하고, 허브(5)와 엔드 플레이트(24)가 맞닿는 원주상의 부분에 에너지 빔 B를 조사하여 허브(5)와 엔드 플레이트(24)를 용접한다. 허브(5)와 엔드 플레이트(24)가 맞닿는 부분에는 제3 용융 응고부 W3이 형성된다.

(3) 상기 실시 형태에서는, 제2 압력이 제1 압력보다 작은 압력인 경우의 예에 대하여 설명하였다. 그러나 제2 압력을 제1 압력과 동일하거나 또는 제1 압력보다 큰 압력으로 하는 것도 제외되지 않는다. 또한 제2 압력을 0으로 하는 것도 무방하다.

(4) 상기 형태에서는, 용접 공정 S4에 있어서 로터 코어(2)의 내주면에 대한 용접을 행하는 예를 나타냈지만, 용접 공정 S4에 있어서 로터 코어(2)의 외주면에 대한 용접을 행해도 된다.

(5) 상기 형태에서는, 로터 코어(2)와 허브(5)를 용접에 의하여 고정하는 예를 설명했지만, 로터 코어(2)와 허브(5)의 접합은 이에 한정되지 않는다. 즉, 로터 코어(2)의 내주면과 허브(5)의 외주면을, 용접 대신 또는 용접에 추가하여, 가열 수축 끼워맞춤이나 키 홈 등의 다른 방법에 의하여 고정하고 있어도 된다.

(6) 또한 상술한 각 실시 형태에서 개시된 구성은, 모순이 발생하지 않는 한 다른 실시 형태에서 개시된 구성과 조합하여 적용하는 것도 가능하다. 그 외의 구성에 대해서도, 본 명세서에 있어서 개시된 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하다. 따라서 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 다양한 개변을 행하는 것이 가능하다.

4. 상기 실시 형태의 개요

이하, 상기에 있어서 설명한 로터(1)의 제조 방법의 개요에 대하여 설명한다.

상술한 로터(1)의 제조 방법은, 복수 매의 전자 강판(3)을 축 방향(L)으로 적층하여 구성되고, 상기 축 방향(L)으로 뻗어 있는 자석 삽입 구멍(7)을 구비한 로터 코어(2)를 준비하는 코어 준비 공정(S1)과, 상기 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)을 삽입하는 자석 삽입 공정(S2)과, 상기 자석 삽입 공정(S2) 후, 상기 로터 코어(2)를 상기 축 방향(L)으로 가압한 상태에서, 상기 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 상기 영구 자석(4)의 외면 사이에 마련된 수지(9)를 경화시키는 수지 경화 공정(S3)과, 상기 수지 경화 공정(S3) 후, 상기 축 방향(L)을 따라 상기 복수 매의 전자 강판(3)을 용접하는 용접 공정(S4)을 갖는다.

이 방법에 의하면, 수지 경화 공정(S3)을 행한 후에 용접 공정(S4)을 행한다. 이와 같이 먼저 행하는 수지 경화 공정(S3)에 있어서, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이의 수지(9)를 경화시킴으로써 복수 매의 전자 강판(3)을 일체화시킬 수 있다.

또한 이와 같이 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이의 수지(9)를 경화시킬 때, 복수 매의 전자 강판(2)을 축 방향(L)으로 가압한 상태에서 행함으로써, 상술한 바와 같이 복수 매의 전자 강판(3)이 일체화된 로터 코어(2)에 있어서의 철의 점유율을 높여 로터 코어(2)의 고밀도화를 도모할 수 있다.

그리고 수지 경화 공정(S3) 후에 용접 공정(S4)을 행함으로써, 복수 매의 전자 강판(3)에 대한 용접이 완료된 시점에서, 복수 매의 전자 강판(3)은, 복수 매의 전자 강판(3)에 대한 용접에 추가하여, 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면을 수지(9)에 의하여 고정하고 있게 된다. 그 때문에, 복수 매의 전자 강판(3)이 용접만으로 접합되어 있는 경우에 비하여 축 방향(L)의 잔류 응력에 대한 강성이 높아, 복수 매의 전자 강판(3)을 접합하는 용융 응고부(W1)에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 수지 경화 공정(S3)에 있어서 상기 로터 코어(2)에 대하여 상기 축 방향(L)에 가하는 압력을 제1 압력이라 하며, 상기 용접 공정(S4)은, 상기 로터 코어(2)를 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력으로 상기 축 방향(L)으로 가압한 상태에서 행하면 적합하다.

상기 방법에 의하면, 수지 경화 공정(S3)에 있어서, 로터 코어(2)를 제1 압력으로 가압한 상태에서 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이의 수지(9)를 경화시킴으로써, 로터 코어(2)의 철의 점유율을 높인 상태에서 복수 매의 전자 강판(3)을 일체화시킬 수 있다. 그리고 로터 코어(2)에 작용하는 축 방향(L)으로 신장되고자 하는 잔류 응력을, 경화된 수지(9)에 의하여 지지할 수 있다. 따라서 수지 경화 공정(S3)이 완료된 후에 축 방향(L)의 가압력을 저하시켰다고 하더라도, 복수 매의 전자 강판(3)이 축 방향 L로 서로 떨어지고자 하는 것을 제한할 수 있다. 따라서 용접 공정(S4)을 행하는 경우의 제2 압력은, 예를 들어 용접 중에 복수 매의 전자 강판(3)이 부분적으로 축 방향 L로 들뜨는 것을 규제할 정도의 압력 등, 제1 압력보다 작은 압력으로 충분하다. 그리고 용접 공정(S4)에 있어서의 축 방향(L)의 가압력을 작게 할 수 있음으로써, 용접 공정(S4)을 더 간이하게 행할 수 있다.

여기서, 상기 로터 코어(2)는, 당해 로터 코어(2)의 직경 방향(R) 중앙부를 상기 축 방향(L)으로 관통하는 관통 구멍(8)을 더 구비하며, 상기 용접 공정(S4)에서는, 상기 관통 구멍(8)의 내주면에 대한 용접을 행하면 적합하다.

이 방법에 의하면, 로터(1)가 이너 로터인 경우, 용접에 의한 용융 응고부(W1)가 스테이터측과는 반대측에 마련되게 되기 때문에, 용융 응고부(W1)의 영향에 의한 로터의 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다. 한편, 관통 구멍(8)의 내주면에 대한 용접을 행하고 로터 코어(2)의 외주면에 용접을 행하지 않는 구성에 있어서, 상술한 비교예와 같이 용접 공정(S4) 전에 수지 경화 공정(S3)을 행하지 않는 경우에는, 로터 코어(2)의 외주면측에 있어서 복수 매의 전자 강판(3)이 축 방향 L로 서로 떨어지고자 함으로써, 직경 방향 내측의 용접부에 작용하는 응력이 커져, 용융 응고부(W1)의 균열이 발생하기 쉽다. 그러나 상기 실시 형태의 구성에 의하면, 이와 같은 응력을 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 영구 자석(4)의 외면 사이에 마련된 수지(9)에 의하여 지지할 수 있기 때문에, 용융 응고부(W1)에 균열이 발생할 가능성을 저감할 수 있다.

여기서, 상기 로터 코어(2)는 당해 로터 코어(2)의 직경 방향(R) 중앙부를 축 방향(L)으로 관통하는 관통 구멍(8)을 더 구비하며, 상기 용접 공정(S4) 후, 상기 관통 구멍(8)에 지지 부재(5)을 삽입하고, 당해 지지 부재(5)와 상기 로터 코어(2)의 상기 축 방향(L)의 양 단부의 접합부만을 용접하는 지지 부재 고정 공정(S5)을 더 가지면 적합하다.

이 방법에 의하면, 지지 부재(5)와 로터 코어(2)의 축 방향(L)의 양 단부의 접합부를 용접함으로써 지지 부재(5)와 로터 코어(2)를 접합할 수 있다. 그리고 수지 경화 공정(S3)이 완료된 시점에서, 철의 점유율을 높인 상태에서 복수 매의 전자 강판(3)이 일체화되어 있기 때문에, 지지 부재 고정 공정(S5)에 있어서, 로터 코어(2)를 축 방향(L)으로 가압하면서 용접할 필요가 없다. 따라서 그와 같이 가압하면서 용접이 필요한 경우에 비하여 지지 부재 고정 공정(S5)을 간략화할 수 있다.

여기서, 상기 수지 경화 공정(S3)이, 상기 수지(9)의 경화를 위한 상기 로터 코어(2)의 가열 공정을 포함하고, 상기 용접 공정(S4)은, 상기 수지 경화 공정(S3)에서의 가열에 의하여 상기 로터 코어(2)의 온도가 분위기 온도보다도 높아져 있는 상태에서 행하면 적합하다.

이 방법에 의하면, 용접 공정(S4)의 개시 시의 로터 코어(2)의 온도를 분위기 온도보다도 높게 해 둘 수 있다. 그 결과, 따라서 용접 전후에서의 용접 대상 개소의 온도 차를 작게 할 수 있기 때문에, 용접 대상 개소의 균열이 발생할 가능성을 낮게 할 수 있다.

여기서, 상기 수지 경화 공정에 의하여 상기 자석 삽입 구멍(7)의 내면과 상기 영구 자석(4)의 외면을 상기 수지(9)로 고착시키면 적합하다.

이 방법에 의하면, 복수 매의 전자 강판(3)을 더 확실히 일체화시킬 수 있다. 이것에 의하여, 복수 매의 전자 강판(3)에 대하여, 축 방향(L)의 잔류 응력에 대한 강성을 더 높일 수 있으며, 그 결과, 용접 대상 개소(W1)에 균열이 발생하는 것을 더욱 억제할 수 있다.

여기서, 상기 수지(9)는 가열에 의하여 팽창하여 경화되도록 구성되며, 상기 자석 삽입 공정(S2)은, 상기 영구 자석(4)에 상기 수지(9)가 도포된 상태에서 행하면 적합하다.

이 방법에 의하면, 가열에 의하여 경화된 수지(9)에 의하여 복수 매의 전자 강판(3)을 일체화시킬 수 있다. 또한 수지(9)가 가열에 의하여 팽창하는 특성을 이용하여, 예를 들어 자석 삽입 구멍(7) 중 어느 한쪽의 내면에 영구 자석(4)을 압박하도록 수지(9)를 팽창시키는 등, 자석 삽입 구멍(7)의 내부에 있어서의 영구 자석(4)의 위치 결정을 적절히 행하는 것이 용이해진다. 또한 자석 삽입 공정(S2)에서는, 수지(9)는 팽창 전이기 때문에, 자석 삽입 구멍(7)에 영구 자석(4)을 삽입하는 경우에 영구 자석(4)의 외면과 자석 삽입 구멍(7)의 내면 사이에 어느 정도의 간극을 갖게 할 수 있다. 이것에 의하여, 자석 삽입 구멍(7)에의 영구 자석(4)의 삽입 중에, 영구 자석(4)에 도포된 수지(9)가 자석 삽입 구멍(7)의 내면에 접촉하여 박리되는 것도 억제할 수 있다.

여기서, 상기 용접 공정(S4)은 레이저 용접에 의하여 행하면 적합하다.

이 방법에 의하면, 국소적인 가열이 가능해져 용접 대상 개소를 확실히 가열할 수 있다.

본 개시에 관한 방법은, 로터를 제조하기 위하여 이용할 수 있다.

1: 로터
2: 로터 코어
3: 전자 강판
4: 영구 자석
5: 허브(지지 부재)
7: 자석 삽입 구멍
8: 관통 구멍
9: 수지재(수지)
L: 축 방향
R: 직경 방향
S1: 코어 준비 공정
S2: 자석 삽입 공정
S3: 수지 경화 공정
S4: 용접 공정
S5: 지지 부재 고정 공정

Claims

복수 매의 전자 강판을 축 방향으로 적층하여 구성되고, 상기 축 방향으로 뻗어 있는 자석 삽입 구멍을 구비한 로터 코어를 준비하는 코어 준비 공정과,
상기 자석 삽입 구멍에 영구 자석을 삽입하는 자석 삽입 공정과,
상기 자석 삽입 공정 후, 상기 로터 코어를 상기 축 방향으로 가압한 상태에서, 상기 자석 삽입 구멍의 내면과 상기 영구 자석의 외면 사이에 마련된 수지를 경화시키는 수지 경화 공정과,
상기 수지 경화 공정 후, 상기 축 방향을 따라 상기 복수 매의 전자 강판을 용접하는 용접 공정을 갖는, 로터의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 수지 경화 공정에 있어서 상기 로터 코어에 대하여 상기 축 방향으로 가하는 압력을 제1 압력이라 하고,
상기 용접 공정은, 상기 로터 코어를 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력으로 상기 축 방향으로 가압한 상태에서 행하는, 로터의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로터 코어는, 당해 로터 코어의 직경 방향 중앙부를 상기 축 방향으로 관통하는 관통 구멍을 더 구비하고,
상기 용접 공정에서는, 상기 관통 구멍의 내주면에 대한 용접을 행하는, 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터 코어는, 당해 로터 코어의 직경 방향 중앙부를 축 방향으로 관통하는 관통 구멍을 더 구비하고,
상기 용접 공정 후, 상기 관통 구멍에 지지 부재를 삽입하고, 당해 지지 부재와 상기 로터 코어의 상기 축 방향의 양 단부의 접합부만을 용접하는 지지 부재 고정 공정을 더 갖는, 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 경화 공정이, 상기 수지의 경화를 위한 상기 로터 코어의 가열 공정을 포함하고,
상기 용접 공정은, 상기 수지 경화 공정에서의 가열에 의하여 상기 로터 코어의 온도가 분위기 온도보다도 높아져 있는 상태에서 행하는, 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 경화 공정에 의하여 상기 자석 삽입 구멍의 내면과 상기 영구 자석의 외면을 상기 수지로 고착시키는, 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지는 가열에 의하여 팽창하여 경화되도록 구성되고,
상기 자석 삽입 공정은, 상기 영구 자석에 상기 수지가 도포된 상태에서 행하는, 로터의 제조 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용접 공정은 레이저 용접에 의하여 행하는, 로터의 제조 방법.