KR20210039448A - 회전 전기 및 그 제조 방법 - Google Patents

회전 전기 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20210039448A
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사토루 소데오카
히데유키 마에다
마사히로 다나카
다카후미 고모리
요헤이 사사키
미치오 오가와
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

압입시의 샤프트의 외주면의 소착을 저감하는 회전 전기 및 그 제조 방법을 얻는다. 회전 전기(100)는 스테이터(10), 로터(20) 및 샤프트(30)를 구비한다. 로터(20)는 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)가 축방향으로 나란히 배치되어 있다. 제 1 로터 코어부(21a)는 샤프트(30)가 압입되는 제 1 관통 구멍(211a)의 내주면에, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되어 있다. 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)가 압입되는 제 2 관통 구멍(211b)의 내주면에, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되어 있다. 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 축방향에서 바라볼 때, 제 1 오목부(212a)가 제 2 볼록부(213b)에 맞춰지고, 제 1 볼록부(213a)가 제 2 오목부(212b)에 맞춰져서 배치된다.

Description

회전 전기 및 그 제조 방법
본원은 회전 전기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 스테이터의 반경방향 내측에 로터가 배치되고, 로터에 샤프트가 체결된 이너 로터형의 회전 전기가 알려져 있다. 이러한 회전 전기의 로터는 자성체의 박판을 적층하여 이루어지는 로터 코어와 자석을 갖고, 로터 코어의 반경방향 중앙부에는 샤프트가 체결되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 로터는 스테이터와의 사이에 생기는 전자력(電磁力)에 의해 회전 토크가 주어져서 샤프트와 함께 회전한다. 이때, 로터의 회전 토크를 샤프트에 전달하기 위해서, 로터와 샤프트의 체결 부분에는 강고한 뒤틀림 강도가 필요하다.
로터와 샤프트를 강고하게 체결하는 방법의 하나로서 압입이 있지만, 압입으로는 샤프트의 외경 및 로터 코어의 내경의 가공 정밀도의 오차가 문제가 되는 경우가 있다. 예를 들어, 샤프트의 외경에 대해서 로터 코어의 내경이 크면, 체결 부분의 뒤틀림 강도가 부족하고, 회전 토크가 샤프트에 전달되지 않는다. 반대로, 샤프트의 외경에 대해서 로터 코어의 내경이 작으면, 압입시에 샤프트의 외주면에 소착이 생기고, 압입 하중이 증대하기 때문에, 샤프트가 좌굴할 가능성이 있다. 로터 및 샤프트의 가공 정밀도를 향상시키려면, 바니싱 가공 등의 마무리 가공을 실행할 필요가 있지만, 제조 코스트가 증대하고, 생산성이 악화된다고 하는 문제가 있었다. 이에 대해서, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 로터 코어의 중앙 구멍의 구멍벽이 복수의 치형부를 배치한 요철로 이루어지고, 중앙 구멍에 샤프트가 압입되었을 때, 치형부의 변형에 의해 가공 정밀도 상의 오차를 용이하게 흡수하는 로터 구조가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제 평4-285446 호 공보
그렇지만, 샤프트와 로터 코어가 접촉하는 부분이 축방향으로 연속하여 있는 경우, 샤프트의 압입이 진행됨에 따라, 샤프트의 외주면이 로터 코어의 내주면에 끌려서 소착이 생길 가능성이 있다고 하는 과제가 있었다.
본원은 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 압입시의 샤프트의 외주면의 소착을 저감하는 회전 전기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원에 따른 회전 전기는, 샤프트와, 제 1 코어편이 복수매 샤프트의 축방향으로 연속되어 적층되어서 구성되고, 제 1 코어편의 반경방향 중앙부에 샤프트가 압입되어 있는 제 1 관통 구멍의 내주면에, 샤프트에 접촉하고 있는 제 1 볼록부와 샤프트에 비접촉의 제 1 오목부가 둘레방향을 따라서 교대로 형성되어 있는 제 1 로터 코어부, 및 제 2 코어편이 복수매 샤프트의 축방향으로 연속되어 적층되어서 구성되고, 제 2 코어편의 반경방향 중앙부에 샤프트가 압입되어 있는 제 2 관통 구멍의 내주면에, 샤프트에 접촉하고 있는 제 2 볼록부와 샤프트에 비접촉의 제 2 오목부가 둘레방향을 따라서 교대로 형성되어 있는 제 2 로터 코어부를 갖고, 제 1 오목부와 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부와 제 2 오목부의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 제 1 로터 코어부 및 제 2 로터 코어부가 축방향으로 연속하여 배치되고, 제 1 로터 코어부 및 제 2 로터 코어부의 둘레방향을 따라서 자석이 마련된 로터와, 로터의 반경방향 외측에 대향하여 배치된 스테이터를 구비한다.
또한 본원에 따른 회전 전기의 제조 방법은, 복수매의 제 1 코어편의 반경방향 중앙부의 제 1 관통 구멍을, 내주면에 제 1 오목부 및 제 1 볼록부가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성하고, 복수매의 제 2 코어편의 반경방향 중앙부의 제 2 관통 구멍을, 내주면에 제 2 오목부 및 제 2 볼록부가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성하는 코어편 형성 공정과, 복수매의 제 1 코어편을 제 1 오목부 및 제 1 볼록부가 각각 축방향으로 연속되도록 적층하여 제 1 로터 코어부를 형성하고, 복수매의 제 2 코어편을 제 2 오목부 및 제 2 볼록부가 각각 축방향으로 연속하도록 적층하여 제 2 로터 코어부를 형성하는 로터 코어부 형성 공정과, 제 1 오목부와 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부와 제 2 오목부의 둘레방향 위치가 각각 맞춰지도록, 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍에 샤프트를 압입하는 샤프트 압입 공정과, 제 1 로터 코어부 및 제 2 로터 코어부의 둘레방향을 따라서 자석을 접착하는 자석 접착 공정과, 제 1 로터 코어부 및 제 2 로터 코어부의 반경방향 외측에 대향하여 스테이터를 조립하는 스테이터 조립 공정을 구비한다.
본원에 따른 회전 전기에 의하면, 제 1 로터 코어부와 제 2 로터 코어부가, 제 1 오목부와 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부와 제 2 오목부의 둘레방향 위치가 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치되는 것에 의해, 샤프트가 로터 코어에 압입될 때에, 샤프트의 로터 코어와 접촉하는 면이 축방향을 따라 상이하기 때문에, 샤프트의 외주면의 소착을 저감할 수 있다.
또한 본원에 따른 회전 전기의 제조 방법에 의하면, 간단한 공정에 의해, 제 1 오목부와 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부와 제 2 오목부의 둘레방향 위치를 맞춰서 제 1 로터 코어부와 제 2 로터 코어부를 축방향으로 나란히 배치할 수 있어서, 샤프트의 외주면의 소착을 저감할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 다른 예의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 9는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 다른 예의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 10은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 다른 예의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 11은 실시형태 2에 따른 회전 전기의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 12는 실시형태 2에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 13은 실시형태 2에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는 실시형태 3에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 15는 실시형태 3에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 16은 실시형태 3에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 실시형태 4에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 18은 실시형태 5에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 측면 단면도이다.
도 19는 실시형태 5에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본원의 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에서는, 회전 전기가 모터인 경우를 예로 설명한다.
실시형태 1.
도 1은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 회전 전기(100)는 이너 로터형이며, 원통 형상의 스테이터(10)와, 스테이터의(10)의 반경방향 내측에 소정의 에어 갭을 거쳐서 대향하여 배치된 로터(20)와, 로터(20)의 반경방향 내측에 체결되고, 회전 가능하게 지지된 샤프트(30)를 구비한다.
회전 전기(100)는 스테이터(10)가 발생시키는 자계 및 로터(20)가 발생시키는 자계의 상호작용에 의해, 로터(20) 및 샤프트(30)를 회전시킨다. 이하의 설명에서는, 샤프트(30)의 회전축을 따른 방향을 축방향, 샤프트(30)의 회전축에 직교하는 방향을 반경방향, 로터(20) 및 샤프트(30)가 회전하는 방향을 둘레방향이라 각각 기재한다.
스테이터(10)는 축방향을 따라서 자성체의 박판이 적층된 스테이터 코어(11)와, 스테이터 코어(11)에 구리 또는 알루미늄의 도체선이 권회되어서 형성된 코일(12)을 구비한다.
로터(20)는 축방향을 따라서 자성체의 박판이 적층된 로터 코어(21)와, 로터 코어(21)의 둘레방향을 따라서 마련된 자석(22)을 구비한다. 자석(22)은 예를 들면, 로터 코어(21)의 외주면에 둘레방향을 따라서 N극 및 S극이 교대로 착자되어 있다.
샤프트(30)는 로터(20)의 반경방향 내측에 로터(20)와 동축으로 체결되고, 베어링(101)에 의해 로터(20)와 함께 회전 가능하게 지지되어 있다.
도 2는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 도 2 및 이하의 도면에서는, 간단하게 하기 위해, 자석(22) 등의 일부를 생략하고 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 로터 코어(21)는 샤프트(30)의 축방향을 따라서 나란히 배치된 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 갖는다. 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)는 서로 밀착하도록 배치되어 있다.
도 3은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3의 (A)는 도 2의 A-A'선을 따른 단면도, 도 3의 (B)는 도 2의 B-B'선을 따른 단면도이다. 도 3의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)는 반경방향 중앙부에 샤프트(30)가 압입되는 제 1 관통 구멍(211a)을 갖는다. 제 1 관통 구멍(211a)의 내주면에는, 축방향을 따라서 연장된 복수의 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되어 있다. 샤프트(30)가 제 1 관통 구멍(211a)에 압입된 상태에 있어서, 제 1 볼록부(213a)는 샤프트(30)와 접촉하여 샤프트(30)를 고정하고, 제 1 오목부(212a)는 샤프트(30)와 비접촉이 된다.
복수의 제 1 오목부(212a)는 1개의 폭이 각각 동등하고, 둘레방향으로 등간격으로 마련되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 복수의 제 1 볼록부(213a)는 1개의 폭이 각각 동등하고, 둘레방향으로 등간격으로 마련되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 샤프트(30)를 체결하기 위한 하중을 둘레방향을 따라서 균등하게 부하시킬 수 있다. 본 명세서에서, 폭이 동등하다란, 각 폭이 완전하게 일치하는 경우뿐만이 아니라, 소정의 오차의 범위 내에서 동등한 것을 말한다. 또한 등간격이란, 거리가 완전하게 동등한 경우뿐만이 아니라, 소정의 오차의 범위 내에서 동등한 것을 말한다. 이하의 설명에서, 폭이 동등하다 또는 등간격이라고 기재된 경우도 마찬가지의 것을 말한다.
제 1 로터 코어부(21a)는 면 내의 둘레방향으로 이격된 적어도 2개소에 제 1 위치 결정 구멍(214a)을 갖고 있다. 제 1 위치 결정 구멍(214a)은 제 1 로터 코어부(21a)의 축방향으로 관통하여 있다. 제 1 로터 코어부(21a)는 샤프트(30)가 압입될 때, 제 1 위치 결정 구멍(214a)에 근거하여, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)의 둘레방향의 위치 결정이 실행된다.
또한 도 3의 (B)에 도시되는 바와 같이, 제 2 로터 코어부(21b)는 반경방향 중앙부에 샤프트(30)가 압입되는 제 2 관통 구멍(211b)을 갖는다. 제 2 관통 구멍(211b)의 내주면에는, 축방향을 따라서 연장된 복수의 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되어 있다. 샤프트(30)가 제 2 관통 구멍(211b)에 압입된 상태에 있어서, 제 2 볼록부(213b)는 샤프트(30)와 접촉하여 샤프트(30)를 고정하고, 제 2 오목부(212b)는 샤프트(30)와 비접촉이 된다.
복수의 제 2 오목부(212b)는 1개의 폭이 각각 동등하고, 둘레방향으로 등간격으로 마련되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 복수의 제 2 볼록부(213b)는 1개의 폭이 각각 동등하고, 둘레방향으로 등간격으로 마련되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 샤프트(30)를 체결하기 위한 하중을 둘레방향을 따라서 균등하게 부하시킬 수 있다.
제 2 로터 코어부(21b)는 면 내의 둘레방향으로 이격된 적어도 2개소에 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 갖고 있다. 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 제 2 로터 코어부(21b)의 축방향으로 관통하여 있다. 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)가 압입될 때, 제 2 위치 결정 구멍(214b)에 근거하여, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향의 위치 결정이 실행된다.
제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)와 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)는 예를 들면, 서로 폭이 동등하고, 수가 동일하게 형성된다. 또한 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)와 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)는 예를 들면, 서로 폭이 동등하고, 수가 동일하게 형성된다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치가 맞춰져서 배치된다. 이때, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)와, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치가 맞춰진다. 또한, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)와, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 맞춰진다.
즉, 샤프트(30)의 축방향 단부에서 바라봤을 때 제 1 볼록부(213a)의 둘레방향 범위와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 범위가 겹쳐지는 둘레방향 범위에 있어서, 제 1 볼록부(213a)에 접촉하는 샤프트의 접촉면을 포함하는 샤프트(30)의 면에는, 제 1 볼록부(213a)만이 접촉한다. 샤프트(30)의 축방향 단부에서 바라봤을 때 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 범위와 제 1 오목부(212a)의 둘레방향 범위가 겹쳐지는 둘레방향 범위에 있어서, 제 2 볼록부(213b)에 접촉하는 샤프트(30)의 접촉면을 포함하는 샤프트(30)의 면에는, 제 2 볼록부(213b)만이 접촉한다.
이와 같이, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치되는 것에 의해, 샤프트(30)가 압입될 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라서 상이하기 때문에, 압입시에 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있다.
본 명세서에서, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 맞춰진다는 것은 서로의 형상 및 폭이 완전하게 일치하고 있지 않아도 좋다.
예를 들어, 제 1 오목부(212a)의 폭이 제 2 볼록부(213b)의 폭보다 크고, 제 2 오목부(212b)의 폭이 제 1 볼록부(213a)의 폭보다 커도 좋다. 이와 같이, 샤프트(30)와 비접촉이 되는 제 1 오목부(212a) 및 제 2 오목부(212b)의 폭이 각각 샤프트(30)와 접촉하는 제 2 볼록부(213b) 및 제 1 볼록부(213a)의 폭보다 커짐으로써, 가공시의 치수 오차 또는 로터 코어(21)를 조립할 때에 생기는 조립 공차 등의 영향에 의해, 제 1 볼록부(213a)와 제 2 볼록부(213b)가 겹쳐져서, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 더욱 막을 수 있다. 또한, 샤프트(30)와 비접촉이 되는 제 1 오목부(212a)의 폭 및 제 2 오목부(212b)의 폭이 각각 샤프트(30)와 접촉하는 제 2 볼록부(213b)의 폭 및 제 1 볼록부(213a)의 폭보다 작아도, 제 1 볼록부(213a)와 제 2 볼록부(213b)가 일부 겹쳐지는 정도이면, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 막는 효과가 있다.
다음에, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치의 일례에 대해서 설명한다. 도 4는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 4의 (A)는 제 1 로터 코어부의 단면도, 도 4의 (B)는 제 2 로터 코어부의 단면도를 도시한다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치를 제외하고, 외형, 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 관통 구멍(211b)의 형상이 서로 동등해지도록 형성되어 있다. 즉, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)의 폭 및 수는, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)의 폭 및 수와 동등해지도록 형성되어 있다.
또한, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)는 예를 들면, 각각 짝수개이며, 등간격으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)는 예를 들면, 각각 짝수개이며, 등간격으로 형성되어 있다. 본 명세서에서 도 4에서는, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a) 및 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 각각 4개씩 형성된 예를 나타냈지만, 2개 또는 4개 이상이어도 좋다.
도 4의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 위치 결정 구멍(214a)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2개 마련된다. 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)의 각각의 중심은 예를 들면, 회전 중심(O)으로부터, 제 1 오목부(212a)와 반시계 방향으로 이웃하는 제 1 볼록부(213a) 사이를 통과하는 직선(P) 상에 마련된다. 이와 같이 제 1 위치 결정 구멍(214a)이 마련됨으로써, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)는 직선(P)에 대해서 서로 반전된 배치가 된다. 본 명세서에서 회전 중심(O)은 샤프트(30)의 축심 또는 샤프트(30)와 동축의 로터(20)의 축심을 말한다.
마찬가지로, 도 4의 (B)에 도시되는 바와 같이, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2개 마련된다. 2개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 각각의 중심은 예를 들면, 회전 중심(O)으로부터, 제 2 오목부(212b)와 시계 방향으로 이웃하는 제 2 볼록부(213b) 사이를 통과하는 직선(P) 상에 마련된다. 이와 같이 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 마련됨으로써, 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)는 직선(P)에 대해서 서로 반전된 배치가 된다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치가 맞춰지도록 직선(P)을 일치시켰을 때, 직선(P)에 대해서 서로 선대칭이 되도록 배치된다. 즉, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)와, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)가 직선(P)에 대해서 대칭으로 위치하고, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)와, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)가 직선(P)에 대해서 대칭으로 위치한다.
이와 같이, 제 1 위치 결정 구멍(214a)과 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 배치됨으로써, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b) 중, 일방을 뒤집음으로써 타방과 동일한 형상이 된다. 그 때문에, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)는 이하의 제조 방법으로 설명하는 바와 같이, 동일 금형을 이용하여 제작할 수 있다.
상술대로, 실시형태 1에 따른 회전 전기(100)에서는, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)가 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치된다. 이에 의해, 샤프트(30)가 로터 코어(21)에 압입될 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라서 상이하다. 이에 의해, 샤프트(30)의 외주면이 로터 코어(21)의 내주면에 끌려서 표면 거칠기가 악화되고, 소착이 생기는 것을 저감할 수 있다. 그 때문에, 소착에 의해 압입 하중이 증대하여 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 회전 전기(100)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 5는 실시형태 1에 따른 회전 전기의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다.
우선, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 구성하는 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)을 각각 복수매 형성한다(코어편 형성 공정(ST101)). 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 자성체의 박판이며, 예를 들면, SPCC(Steel　Plate　Cold　Co㎜ercial)의 철판 또는 규소강판 등이 프레스 또는 레이저에 의해 소정 형상으로 펀칭하여 형성된다. 제 1 코어편(210a), 제 2 코어편(210b)의 형상은 도 4의 (A), 도 4의 (B)에서 도시되는 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 단면 형상과 동일하다.
제 1 코어편(210a)은 반경방향 중앙부에 제 1 관통 구멍(211a)을 갖고, 제 1 관통 구멍(211a)은 내주면에 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성된다. 제 2 코어편(210b)은 반경방향 중앙부에 제 2 관통 구멍(211b)을 갖고, 제 2 관통 구멍(211b)은 내주면에 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성된다.
제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 둘레방향으로 복수 마련된 제 1 볼록부(213a)의 반경방향 내측의 선단부끼리를 연결한 원의 내경 및 제 2 볼록부(213b)의 반경방향 내측의 선단부 끼리를 연결한 원의 내경이, 각각 샤프트(30)의 외경보다 압입의 죔새(interference)(반경에 대해서 0.01㎜ 내지 0.2㎜ 정도)만큼 작아지도록 형성된다. 또한, 제 1 오목부(212a)의 반경방향 내측의 선단부끼리를 연결한 원의 내경 및 제 2 오목부(212b)의 반경방향 내측의 선단부끼리를 연결한 원의 내경이, 각각 샤프트(30)의 외경보다 반경에 대해서 0.03㎜ 내지 1㎜정도 커지도록 형성된다.
제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 면 내의 둘레방향으로 이격된 2개소에 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 각각 갖도록 펀칭하여 형성되어 있다. 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치를 제외하고, 외형, 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 관통 구멍(211b)의 형상, 및 두께 등이 서로 동등해지도록 형성된다.
제 1 위치 결정 구멍(214a)은 예를 들면, 회전 중심(O)으로부터, 제 1 오목부(212a)와 반시계 방향으로 이웃하는 제 1 볼록부(213a) 사이를 통과하는 직선(P) 상에 형성된다. 또한 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 예를 들면, 회전 중심(O)으로부터, 제 2 오목부(212b)와 시계 방향으로 이웃하는 제 2 볼록부(213b) 사이를 통과하는 직선(P) 상에 형성된다. 이와 같이, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 형성함으로써, 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b) 중, 일방을 뒤집음으로써 타방과 동일 형상이 된다. 그 때문에, 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 동일 금형을 이용하여 형성할 수 있다.
다음에, 복수매의 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)을 각각 두께 방향을 따라서 적층하여, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 형성한다(로터 코어부 형성 공정(ST102)). 복수매의 제 1 코어편(210a)은 제 1 위치 결정 구멍(214a)의 둘레방향 위치가 맞춰지는 것에 의해, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)가 각각 축방향으로 연속되도록 적층된다. 마찬가지로, 제 2 코어편(210b)은 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치가 맞춰지는 것에 의해, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)가 각각 축방향으로 연속되도록 적층된다. 적층된 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 코킹, 레이저 용접, 접착 등에 의해 각각의 적층간이 고정된다.
다음에, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 각각 압입 고정 지그(50)에 고정하고, 샤프트(30)를 압입한다(샤프트 압입 공정(ST103)). 도 6은 실시형태 1에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 압입 고정 지그(50)는 샤프트(30)가 삽입되는 구멍이 마련되고, 제 1 로터 코어부(21a)의 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)에 대응하는 2개의 핀(51)을 갖고 있다. 또한, 압입 고정 지그(50)는 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a), 및 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)의 반경방향 내측의 선단 근처까지 지지하고 있고, 복수매의 적층된 코어편과 함께 압입 하중을 압입 고정 지그(50)에서 받을 수 있어서, 면외 변형을 억제할 수 있다.
제 1 로터 코어부(21a)는 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)에, 압입 고정 지그(50)의 2개의 핀(51)을 각각 관통 삽입함으로써, 둘레방향 위치가 고정된다. 그리고, 고정된 위치에서 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 관통 구멍(211a)에 샤프트(30)가 압입된다. 압입 후, 제 1 로터 코어부(21a) 및 샤프트(30)가 함께 압입 고정 지그(50)로부터 분리된다.
또한, 도 7에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)에 샤프트(30)가 압입되었을 때, 샤프트(30)의 외주면 중, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)와 접촉한 부분(31a)은 제 1 로터 코어부(21a)에 끌려서 표면이 거칠어져 있다. 한편, 샤프트(30)의 외주면 중, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)가 비접촉으로 통과한 부분(31b)에서는, 표면이 거칠어지지 않고, 제 1 로터 코어부(21a)가 압입되기 전의 상태를 유지하고 있다.
제 1 로터 코어부(21a)와 마찬가지로, 제 2 로터 코어부(21b)는 2개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)에, 압입 고정 지그(50)에 마련된 2개의 핀(51)을 각각 통과함으로써, 둘레방향 위치가 고정된다. 그리고, 고정된 위치에서 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 관통 구멍(211b)에, 이미 제 1 로터 코어부(21a)가 압입되어 있는 샤프트(30)가 압입된다.
샤프트(30)는 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)가 접촉한 부분(31a)에, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)가 비접촉으로 통과하고, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)가 비접촉으로 통과한 부분(31b)에, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)가 접촉하여 통과하도록 압입된다. 이때, 샤프트(30)는 제 1 로터 코어부(21a)의 일방의 단부면과, 제 2 로터 코어부(21b)의 일방의 단부면이 서로 밀착하도록 축방향의 위치가 제어된다.
이와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 나눠서 샤프트(30)를 압입하는 것에 의해, 한 번에 압입하는 압입 길이를 짧게 하고, 압입 하중을 작게 할 수 있어서, 압입시에 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 외주면에, 둘레방향을 따라서 N극과 S극이 교대로 착자된 자석(22)이 접착제를 거쳐서 장착되어, 로터(20)를 형성한다(자석 접착 공정(ST104)).
마지막으로, 로터(20) 및 샤프트(30)의 반경방향 외측에, 스테이터(10)를 조립한다(스테이터 조립 공정(ST105)). 이와 같이 하여, 회전 전기(100)가 제조된다. 본 명세서에서, 공정(ST101) 내지 공정(ST105)은 일부의 순서를 생략, 또는 교체해도 좋고, 예를 들면, 자석(22)의 장착(공정(ST104))은 샤프트(30)의 압입(공정(ST103)) 전에 실행되도 좋다. 또한, 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)의 적층간의 고정은 샤프트(30)가 압입된 후에 실행되도 좋다.
또한, 제 1 로터 코어부(21a)에 샤프트(30)가 압입된 후에, 제 2 로터 코어부(21b)에 샤프트(30)가 압입되는 예를 나타냈지만, 미리 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 축방향으로 나란히 압입 고정 지그(50)에 배치하고, 샤프트(30)를 한 번에 압입해도 좋다.
본 제조 방법에 의하면, 간단한 공정에 의해, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치를 각각 맞추고, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 축방향으로 나란히 배치할 수 있다. 이에 의해, 샤프트(30)를 압입하는 공정에 있어서, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있고, 압입 하중이 증대하여 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 샤프트(30)의 외경 및 로터 코어(21)의 내경의 가공 정밀도를 향상시키기 위한 제조 코스트를 삭감하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 일방을 뒤집었을 경우, 타방과 동일 형상이 되도록 형성함으로써, 동일 금형을 이용하여 제작할 수 있어서, 금형에 따른 코스트를 삭감하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
게다가는, 복수매의 코어편을 적층한 로터 코어를 압입하기 때문에, 압입 하중을 복수매의 코어편으로 받는 것에 의해, 코어편의 면외 변형을 억제할 수 있다. 그 때문에, 코어편의 면외 변형에 기인하는 샤프트와 로터 코어의 체결 토크의 저하가 방지된다. 또한, 샤프트(30)의 외경 및 로터 코어(21)의 내경의 가공 정밀도를 향상시키기 위한 공정을 늘릴 필요가 없고, 제조 코스트를 삭감하고, 생산성이 높은 회전 전기(100)를 제조할 수 있다.
또한, 샤프트(30)를 제 1 로터 코어부(21a)에 압입했을 때, 제 1 로터 코어부(21a)의 샤프트(30)와 접촉하는 제 1 볼록부(213a)의 축방향 단부에, 버어(burr), 또는 적층된 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)의 면외 변형이 발생했을 경우여도, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)에 버어, 또는 면외 변형 부분이 위치하게 되기 때문에, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 간극 없이 압입할 수 있다.
또한, 실시형태 1의 일례로서, 제 1 로터 코어부(21a)는 제 1 오목부(212a)의 폭과 제 1 볼록부(213a)의 폭이 동등한 예를 나타냈지만, 예를 들면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 샤프트(30)를 체결하는데 충분한 하중을 부하할 수 있는 범위에서, 제 1 볼록부(213a)의 폭을 제 1 오목부(212a)의 폭보다 작게 해도 좋다. 이때, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 오목부(212b)의 폭은 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 볼록부(213a)의 폭과 동등하고, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 볼록부(213b)의 폭은 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 오목부(212a)의 폭과 동등하게 형성되어 있다.
이러한 구성에서도, 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 배치될 수 있다.
또한, 실시형태 1의 일례로서, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 일방을 뒤집음으로써 타방과 동일 형상이 되도록, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 마련되는 예를 나타냈지만, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 9의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)에는, 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 제 1 오목부(212a)의 중심 위치를 통과하는 직선(M) 상에 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)을 마련하고, 도 9의 (B)에 도시되는 바와 같이, 제 2 로터 코어부(21b)에는, 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 제 2 볼록부(213b)의 중심 위치를 통과하는 직선(N) 상에 2개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 마련해도 좋다. 본 명세서에서, 제 1 오목부(212a)의 중심 위치란, 제 1 관통 구멍(211a)을 따라서 형성된 1개의 제 1 오목부(212a)의 호의 길이가 반분(半分)이 되는 위치를 말한다. 또한, 제 2 볼록부(213b)의 중심 위치에 대해서도 마찬가지이다.
이러한 구성에서도, 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치를 맞추고, 직선(M) 및 직선(N)을 일치시키는 것에 의해, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 배치될 수 있다.
또한, 실시형태 1의 일례로서, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 각각 2개씩 마련되는 예를 나타냈지만, 2개 이상이어도 좋다. 예를 들어, 도 10에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 각각 4개 가져도 좋다. 이때, 도 10의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 위치 결정 구멍(214a)은 회전 중심(O)으로부터, 제 1 오목부(212a)의 중심 위치까지를 통과하는 직선(M) 상에, 회전 중심(O)을 사이에 두고 2개 마련된다. 또한, 회전 중심(O)과 제 1 볼록부(213a)의 중심 위치를 통과하는 직선(N) 상에, 회전 중심(O)을 사이에 두고 2개 마련되어 있다. 제 2 로터 코어부도 마찬가지로 도 10의 (B)에서 도시되는 바와 같이, 4개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 갖고, 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 회전 중심(O)으로부터, 제 2 오목부(212b)의 중심 위치까지를 통과하는 직선(M) 상에, 회전 중심(O)을 사이에 두고 2개 마련되어 있다. 또한, 회전 중심(O)과 제 2 볼록부(213b)의 중심 위치를 통과하는 직선(N) 상에, 회전 중심(O)을 사이에 두고 2개 마련되어 있다.
제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)는 제 1 로터 코어부(21a)의 직선(M)과 제 2 로터 코어부(21b)의 직선(N)이 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치함으로써, 샤프트(30)를 압입할 때, 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라서 상이하기 때문에 샤프트(30)를 용이하게 압입할 수 있다. 게다가, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)을 각각 4개 마련함으로써, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)는 회전 중심(O)에 대해서 회전 대칭이 되고, 동일 금형을 이용하여 제작할 수 있다.
실시형태 2.
실시형태 2에 따른 회전 전기(100)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시형태 1과 마찬가지인 점의 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 11은 실시형태 2에 따른 회전 전기의 로터 코어의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 11의 (A)는 제 1 로터 코어부(21a)의 단면도, 도 11의 (B)는 제 2 로터 코어부(21b)의 단면도이다.
도 11의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 관통 구멍(211a)은 예를 들면, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)를 각각 3개씩 갖고, 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)는 각각 1개의 폭이 동등하고, 등간격으로 교대로 배치되어 있다. 또한, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)는 예를 들면, 서로 수가 동등하고 폭이 동등해지도록 형성되어 있다. 이와 같이 형성됨으로써, 제 1 로터 코어부(21a)는 회전 중심(O)에 대해서 180도 회전시킨 경우, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)가 서로 반전한 배치가 된다.
제 1 위치 결정 구멍(214a)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2개 마련된다. 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)의 각각의 중심은 예를 들면, 제 1 오목부(212a)의 중심 위치와, 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 제 1 볼록부(213a)의 중심 위치를 통과하는 직선(Q) 상에 마련된다.
도 11의 (B)에 도시되는 바와 같이, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 관통 구멍(211b)은 예를 들면, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)를 각각 3개씩 갖고, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)는 각각 1개의 폭이 동등하고, 등간격으로 교대로 배치되어 있다. 또한, 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)는 예를 들면, 서로 수가 동등하고 폭이 동등해지도록 형성되어 있다. 이와 같이 형성됨으로써, 제 2 로터 코어부(21b)는 회전 중심(O)에 대해서 180도 회전시킨 경우, 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 서로 반전한 배치가 된다.
제 2 위치 결정 구멍(214b)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2개 마련된다. 2개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 각각의 중심은 예를 들면, 제 2 오목부(212b)의 중심 위치와, 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 제 2 볼록부(213b)의 중심 위치를 통과하는 직선(Q) 상에 마련된다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 외형, 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 관통 구멍(211b)의 형상이 서로 동등하고, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b) 중 일방을, 회전 중심(O)을 중심으로 180도 회전시킨 경우 또는 뒤집었을 경우, 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때 타방과 동일 형상이 된다.
또한 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)의 둘레방향 위치를 맞춰서 직선(Q)을 일치시켰을 때, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치가 맞춰지고, 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 맞춰진다.
본 명세서에서, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a) 및 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 각각 3개인 예를 나타냈지만, 회전 중심(O)에 대해서 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)가 대향하여 마련되고, 제 2 로터 코어부(21b)의 회전 중심(O)에 대해서 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 대향하여 마련되어 있으면 좋고, 3개 이상의 홀수개이면 좋다. 또한, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)의 중심 위치, 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)의 중심 위치를 통과하는 직선(Q) 상에 마련되는 예를 나타냈지만, 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하는 위치에 적어도 2개 마련되어 있으면 좋다.
상술대로, 실시형태 2에 따른 회전 전기(100)에서는, 샤프트(30)를 압입할 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라서 상이하기 때문에, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있고, 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다. 게다가 본 실시형태에서는, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b) 중 일방을, 회전 중심(O)을 중심으로서 180도 회전시킨 경우 또는 뒤집었을 경우, 타방과 동일 형상이 되기 때문에, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 동일 금형으로 제작할 수 있어서, 제조 코스트를 더 억제하고, 생산성을 높일 수 있다.
다음에 본 실시형태 2에 있어서의 회전 전기(100)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 명세서에서, 실시형태 1과 마찬가지인 부분은 간략화 또는 생략하여 설명한다. 도 12는 실시형태 2에 따른 회전 전기의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다.
제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)을 복수매 형성한다(코어편 형성 공정(ST201)). 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 동일 금형을 이용하여 프레스 또는 레이저 가공에 의해 소정 형상으로 펀칭하여 형성된다. 도 11의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 코어편(210a)은 회전 중심(O)을 중심으로서 180도 회전시킨 경우, 제 1 오목부(212a)와 제 1 볼록부(213a)가 서로 반전한 배치가 된다. 마찬가지로, 도 11의 (B)에 도시되는 바와 같이 제 2 코어편(210b)은 회전 중심(O)을 중심으로서 180도 회전시킨 경우, 제 2 오목부(212b)와 제 2 볼록부(213b)가 서로 반전한 배치가 된다.
다음에, 복수매의 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)을 두께 방향을 따라 함께 적층하고, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 형성한다(로터 코어부 형성 공정(ST202)). 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)은 서로 구별되지 않고 함께 적층된다(코어편 적층 공정(ST202a)). 적층된 것을 소정의 적층 두께에 따라 2개로 나누고, 일방을 제 1 로터 코어부(21a)로 하고, 타방을 제 1 로터 코어부(21a)에 대해서 회전 중심(O)을 중심으로서 180도 회전시켜서 제 2 로터 코어부(21b)로 한다(적층 코어편 회전 공정(ST202b)).
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 압입 고정 지그(50)에 고정하고, 샤프트(30)를 압입한다(샤프트 압입 공정(ST203)). 도 13은 실시형태 2에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 제 1 로터 코어부(21a)는 제 1 위치 결정 구멍(214a)에 압입 고정 지그(50)의 핀(51)이 관통 삽입되어서 배치된다. 그리고, 제 2 로터 코어부(21b)는 제 2 위치 결정 구멍(214b)에 압입 고정 지그(50)의 핀(51)이 관통 삽입되고, 제 1 로터 코어부(21a)에 축방향과 겹쳐지도록 배치된다. 샤프트(30)는 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 관통 구멍(211b)에 한 번에 압입된다.
이와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)를 압입 고정 지그(50)에 나란히 배치하고, 샤프트(30)를 한 번에 압입하는 것에 의해, 별개로 나눠서 샤프트(30)를 압입하는 경우에 비해, 생산성을 향상시킬 수 있다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 외주면에는, 자석(22)이 접착제를 거쳐서 장착되고, 로터(20)를 형성한다(자석 접착 공정(ST204)). 로터(20) 및 샤프트(30)의 반경방향 외측에는, 스테이터(10)가 조립된다(스테이터 조립 공정(ST205)).
이와 같이 하여, 회전 전기(100)가 제조된다. 본 명세서에서, 공정(ST201) 내지 공정(ST205)은 일부의 순서를 생략, 또는 교체해도 좋다. 예를 들어, 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)을 적층 후에 일방을 180도 회전시킨다고 했지만, 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b) 중, 일방을 180도 회전시킨 후에 적층해도 좋다. 또한, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 축방향으로 나란히 배치하고, 샤프트(30)를 한 번에 압입하는 공정으로 하였지만, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)는 별개로 나눠서 압입해도 좋다.
또한, 제 1 로터 코어부(21a)에 대해서 회전 중심(O)을 중심으로 180도 회전시킨 것을 제 2 로터 코어부(21b)로 하였지만, 제 1 로터 코어부(21a)에 대해서 뒤집은 것을 제 2 로터 코어부(21b)로 해도 좋다.
상술대로, 실시형태 2에 따른 회전 전기(100)의 제조 방법에서는, 간단한 공정에 의해, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치 및 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치를 각각 맞출 수 있고, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감하여 샤프트(30)를 용이하게 압입할 수 있다. 게다가, 본 실시형태에 따른 회전 전기(100)의 제조 방법에서는, 제 1 코어편(210a)과 제 2 코어편(210b)을 동일 금형으로 펀칭할 수 있고, 금형에 따른 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)의 적층 두께가 동등하면, 제 1 로터 코어부(21a)를 미리 다수 제조해두고, 제 1 로터 코어부(21a)를, 회전 중심(O)을 중심으로서 180도 회전 또는 뒤집음으로써 제 2 로터 코어부(21b)로서 이용할 수 있기 때문에, 더욱 생산성을 높일 수 있다.
실시형태 3.
다음에 실시형태 3에 따른 회전 전기(100)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시형태 1과 마찬가지인 점의 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다. 실시형태 1에서는, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 둘레방향으로 이격되어 마련된 2개의 구멍이 동일 형상인 예를 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 2개의 구멍의 형상이 각각 상이하다.
도 14는 실시형태 3에 따른 회전 전기의 로터 코어부의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 14의 (A)는 제 1 로터 코어부의 단면도, 도 14의 (B)는 제 2 로터 코어부의 단면도이다. 도 14에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)는 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하고, 직경의 크기가 상이한 제 1 구멍(2141a), 제 2 구멍(2142a)을 갖는다. 마찬가지로, 제 2 로터 코어부(21b)는 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하고, 직경의 크기가 상이한 제 1 구멍(2141b), 제 2 구멍(2142b)을 갖는다. 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 구멍(2141a)과 제 2 구멍(2142a)으로 제 1 위치 결정 구멍을 구성하고, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 1 구멍(2141b)과 제 2 구멍(2142b)으로 제 2 위치 결정 구멍을 구성한다.
도 15 및 도 16은 실시형태 3에 따른 회전 전기의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 도 15에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)는 샤프트(30)를 압입할 때, 제 1 구멍(2141a), 제 2 구멍(2142a)에 각각 대응하는 압입 고정 지그(50a)의 제 1 핀(51a), 제 2 핀(52a)을 관통 삽입하여, 둘레방향 위치가 고정된다. 마찬가지로, 도 16에 도시되는 바와 같이, 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)를 압입할 때, 제 1 구멍(2141b), 제 2 구멍(2142b)에 각각 대응하는 압입 고정 지그(50b)의 제 1 핀(51b), 제 2 핀(52b)을 관통 삽입하여, 둘레방향 위치가 고정된다.
이와 같이, 제 1 위치 결정 구멍(214a)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하여 직경의 크기가 상이한 제 1 구멍(2141a) 및 제 2 구멍(2142a)을, 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 회전 중심(O)을 사이에 두고 대향하여 직경의 크기가 상이한 제 1 구멍(2141b) 및 제 2 구멍(2142b)을 각각 갖는 것에 의해, 적절한 둘레방향 위치를 구분하여 압입 고정 지그(50a, 50b)에 고정할 수 있어서, 작업성을 향상시키고, 생산성을 더욱 높일 수 있다.
본 명세서에서, 도 14의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 구멍(2141a) 및 제 2 구멍(2142a)은 제 1 구멍(2141a)의 반경을 r1, 제 2 구멍(2142a)의 반경을 r2, 회전 중심(O)으로부터 제 1 구멍(2141a)의 중심까지의 거리를 R1, 회전 중심(O)으로부터 제 2 구멍(2142a)의 중심까지의 거리를 R2로 하면, 식(1)을 만족하도록 형성되면 바람직하다.
[수식(1)]
Figure pct00001
단, r1≠r2, R1≠R2이다.
즉, 제 1 구멍(2141a)의 반경(r1)의 제곱과 제 1 구멍(2141a)의 중심으로부터 회전 중심(O)까지의 거리(R1)의 곱은, 제 2 구멍(2142a)의 반경(r2)의 제곱과 제 2 구멍(2142a)의 중심으로부터 회전 중심(O)까지의 거리(R2)의 곱과 동등하다. 이와 같이, 제 1 구멍(2141a) 및 제 2 구멍(2142a)이 형성됨으로써, 제 1 구멍(2141a)과 제 2 구멍(2142a)에 의한 질량 분포의 불균형(이하, 언밸런스라고 함)이 상쇄되고, 로터(20)가 회전했을 때에, 원심력으로 진동 또는 소음이 발생하는 것을 막을 수 있다.
예를 들어, 제 1 로터 코어부(21a)의 적층 두께를 H, 재료 밀도를 ρ로 하면, 제 1 로터 코어부(21a)에 있어서의 제 1 구멍(2141a)이 생기게 하는 언밸런스(U1)는 식(2)로 나타낸다.
[수식(2)]
Figure pct00002
마찬가지로, 제 1 로터 코어부(21a)에 있어서의 제 2 구멍(2142a)에 의한 언밸런스(U2)는 식(3)으로 나타낸다.
[수식(3)]
Figure pct00003
식(1)을 만족하는 것에 의해, 식(2), 식(3)에 의해 U1=U2가 되고, 제 1 구멍(2141a) 및 제 2 구멍(2142a)의 언밸런스가 상쇄되게 된다.
마찬가지로, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 1 구멍(2141b) 및 제 2 구멍(2142b)에 대해서도, 식(1)의 관계를 만족하도록 형성됨으로써, 제 2 로터 코어부(21b)의 언밸런스가 상쇄되고, 로터(20)가 회전했을 때에, 원심력으로 진동 또는 소음이 발생하는 것을 막을 수 있다.
상술대로, 실시형태 3에 따른 회전 전기(100)에서는, 샤프트(30)를 압입할 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라서 상이하기 때문에, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있고, 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다.
게다가 실시형태 3에 따른 회전 전기(100)에서는, 제 1 로터 코어부(21a)의 2개의 제 1 위치 결정 구멍(214a)이 서로 상이한 형상이며, 제 2 로터 코어부(21b)의 2개의 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 서로 상이한 형상이다. 이에 의해, 샤프트(30)를 압입할 때, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 구멍(2141a) 및 제 2 구멍(2142a)이 각각 압입 고정 지그(50)의 제 1 핀(51a) 및 제 2 핀(52b) 중 어느 하나에 대응할지를 용이하게 구분할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 로터 코어부(21b)의 제 1 구멍(2141b) 및 제 2 구멍(2142b)이 각각 압입 고정 지그(50)의 제 1 핀(51b) 및 제 2 핀(52b) 중 어느 하나에 대응할지를 용이하게 구분할 수 있다. 이에 의해, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 각각 적절한 둘레방향 위치에 용이하게 배치할 수 있어서, 작업성을 높이고, 생산성을 향상할 수 있다.
게다가, 실시형태 3에 따른 회전 전기(100)에서는, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)은 각각 2개의 구멍을 갖고, 2개의 구멍 중, 일방의 구멍의 반경과 일방의 구멍의 중심으로부터 회전 중심까지의 거리의 곱이, 타방의 구멍의 반경과 타방의 구멍의 중심으로부터 회전 중심까지의 거리의 곱과 동등한 것에 의해, 로터(20)가 회전했을 때에 언밸런스에 의해 원심력으로 진동 또는 소음이 발생하는 것을 막을 수 있고, 고품질인 회전 전기(100)를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 3에서는, 제 1 위치 결정 구멍(214a) 및 제 2 위치 결정 구멍(214b)이 각각 갖는 2개의 구멍은, 서로 원형상이며 직경의 크기가 상이한 예를 나타냈지만, 해당 2개의 구멍은 각각 구별을 할 수 있는 정도로 형상이 상이하면 좋고, 예를 들면, 2개의 구멍 중 일방의 구멍이 원형이며 타방의 구멍이 정사각형이어도 좋다. 이때, 언밸런스가 상쇄되도록, 2개의 구멍의 크기가 결정되는 것이 바람직하다.
실시형태 4.
실시형태 4에 따른 회전 전기(100)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시형태 1과 마찬가지인 점의 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다. 실시형태 1에서는, 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 관통 구멍(211b)은 각부를 갖는 형상이었지만, 본 실시형태에서는 연속적인 곡면을 갖는다.
도 17은 실시형태 4에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 17의 (A)는 제 1 로터 코어부 및 샤프트의 단면도, 도 17의 (B)는 제 2 로터 코어부 및 샤프트의 단면도이다. 도 17에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)는 제 1 오목부(212a) 및 제 1 볼록부(213a)를 형성하는 제 1 관통 구멍(211a)의 내주면이 연속적인 곡면으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 2 로터 코어부(21b)는 제 2 오목부(212b) 및 제 2 볼록부(213b)를 형성하는 제 2 관통 구멍(211b)의 내주면이 연속적인 곡면으로 형성되어 있다.
제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)는 샤프트(30)의 축방향에서 바라볼 때, 제 1 오목부(212a)와 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 위치가 맞춰지고, 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치된다.
상술대로, 실시형태 4에 따른 회전 전기(100)에서는, 샤프트(30)가 압입될 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라 상이하기 때문에, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있고, 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다.
게다가 실시형태 4에서는, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 관통 구멍(211a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 관통 구멍(211b)의 내주면을 연속적인 곡면으로 형성하는 것에 의해, 샤프트(30)를 압입할 때에 발생하는 응력이 각부에서 집중하는 것을 막을 수 있고, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)를 형성하는 제 1 코어편(210a) 및 제 2 코어편(210b)의 면외 변형을 억제할 수 있다.
실시형태 5.
실시형태 5에 따른 회전 전기(100)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시형태 1과 마찬가지인 점의 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다. 실시형태 1에서는, 제 1 로터 코어부(21a) 및 제 2 로터 코어부(21b)의 2개의 로터 코어를 샤프트(30)에 압입하는 구조였지만, 제 1 로터 코어부(21a), 제 2 로터 코어부(21b), 및 제 3 로터 코어부(21c)의 3개, 또는, 그 이상의 로터 코어를 샤프트(30)에 압입하는 구조로 할 수 있다. 이하에서는, 3개의 로터 코어를 샤프트(30)에 압입하는 구조에 대해서 설명한다.
도 18은 실시형태 5에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 측면 단면도이다.
도 19는 실시형태 5에 따른 회전 전기의 로터 및 샤프트의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 19의 (A)는 도 18의 A-A'선을 따른 제 1 로터 코어부 및 샤프트의 단면도, 도 19의 (B)는 도 18의 B-B'선을 따른 제 2 로터 코어부 및 샤프트의 단면도, 도 19의 (C)는 도 18의 C-C'선을 따른 제 3 로터 코어부 및 샤프트의 단면도이다.
도 19의 (A)에 도시되는 바와 같이, 제 1 로터 코어부(21a)의 제 1 관통 구멍(211a)은 제 1 볼록부(213a)의 총계가 원주의 3분의 1, 즉, 120° 정도를 차지하고, 제 1 오목부(212a)의 총계가 원주의 3분의 2, 즉, 240° 정도를 차지하고 있다. 예를 들어, 제 1 볼록부(213a) 및 제 1 오목부(212a)가 각각 3개씩 있고, 제 1 볼록부(213a)의 3개의 각각의 폭이 동등하고, 제 1 오목부(212a)의 3개의 각각의 폭이 동등한 경우, 제 1 볼록부(213a)의 하나의 폭은 40°, 제 1 오목부(212a)의 하나의 폭은 80°이 된다.
마찬가지로, 도 19의 (B)에 도시되는 바와 같이 제 2 로터 코어부(21b)의 제 2 관통 구멍(211b)에 형성된 제 2 볼록부(213b)의 하나의 폭은 40°, 제 2 오목부(212b)의 하나의 폭은 80°이 된다. 게다가, 도 19의 (C)에 도시되는 바와 같이, 제 3 로터 코어부(21c)의 제 3 관통 구멍(211c)에 형성된 제 3 볼록부(213c)의 하나의 폭은 40°, 제 3 오목부(212c)의 하나의 폭은 80°이 된다.
또한, 제 1 볼록부(213a)와 제 2 오목부(212b)와 제 3 오목부(212c)의 둘레방향 위치, 제 2 볼록부(213b)와 제 1 오목부(212a)와 제 3 오목부(212c)의 둘레방향 위치, 및 제 3 볼록부(213c)와 제 1 오목부(212a)와 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 위치가 각각 맞춰지도록 샤프트(30)에 압입되어 있다.
즉, 샤프트의 축방향 단부에서 바라봤을 때 제 1 볼록부(213a)의 둘레방향 범위와 제 2 오목부(212b) 및 제 3 오목부(212c)의 둘레방향 범위가 겹치는 둘레방향 범위에 있어서, 제 1 볼록부(213a)에 접촉하는 샤프트(30)의 접촉면을 포함하는 샤프트(30)의 면에는, 제 1 볼록부(213a)만이 접촉한다. 샤프트(30)의 축방향 단부에서 바라봤을 때 제 2 볼록부(213b)의 둘레방향 범위와 제 3 오목부(212c) 및 제 1 오목부(212a)의 둘레방향 범위가 겹치는 둘레방향 범위에 있어서, 제 2 볼록부(213b)에 접촉하는 샤프트(30)의 접촉면을 포함하는 샤프트(30)의 면에는, 제 2 볼록부(213b)만이 접촉한다. 샤프트(30)의 축방향 단부에서 바라봤을 때 제 3 볼록부(213c)의 둘레방향 범위와 제 1 오목부(212a) 및 제 2 오목부(212b)의 둘레방향 범위가 겹치는 둘레방향 범위에 있어서, 제 3 볼록부(213c)에 접촉하는 샤프트(30)의 접촉면을 포함하는 샤프트(30)의 면에는, 제 3 볼록부(213c)만이 접촉한다.
상술대로, 실시형태 5에 따른 회전 전기(100)에서는, 축방향으로 긴 로터 코어여도, 샤프트(30)가 압입될 때에, 샤프트(30)의 로터 코어(21)와 접촉하는 면이 축방향을 따라 상이하기 때문에, 샤프트(30)의 외주면에 소착이 생기는 것을 저감할 수 있고, 샤프트(30)가 좌굴하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 제 1 로터 코어부(21a), 제 2 로터 코어부(21b), 및 제 3 로터 코어부(21c)는 면 내에 축방향으로 관통한 제 1 위치 결정 구멍(214a), 제 2 위치 결정 구멍(214b), 및 제 3 위치 결정 구멍(214c)을 갖는 예를 나타냈지만, 둘레방향 위치를 결정하기 위한 제 1 위치 결정부, 제 2 위치 결정부, 및 제 3 위치 결정부가 마련되어 있으면 좋고, 제 1 위치 결정부, 및 제 2 위치 결정부, 및 제 3 위치 결정부는 예를 들면, 제 1 로터 코어부(21a), 제 2 로터 코어부(21b), 및 제 3 로터 코어부(21c)의 외주면에 절삭 등에 의해서 마련된 홈이어도 좋다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 제 1 로터 코어부(21a)와 제 2 로터 코어부(21b)와 제 3 로터 코어부(21c)가 서로 밀착하여 배치된 예를 나타냈지만, 코깅 토크를 저감시키기 위해서 간극을 갖는 단 스큐(skew) 구조여도 좋다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 로터 코어(21)가 대략 다각 기둥 형상인 예를 나타내고 있지만, 대략 원주 형상이어도 좋다. 본 명세서에서 대략 다각 기둥 형상이란, 다각형의 모서리가 둥글게 된 기둥체를 포함한다. 또한 대략 원주 형상이란, 축방향으로 수직인 평면에서의 단면 형상이 진원인 기둥체 외, 타원인 기둥체를 포함한다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 표면 자석형(SPM: Surface　Permanent　Magnet) 구조의 회전 전기(100)에 대해서 설명하였지만, 매입 자석형(IPM: Interior　Permanent　Magnet) 구조의 회전 전기(100)에도 적응 가능하다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 둘레방향으로 N극 및 S극이 교대로 착자된 복수의 자석(22)을 이용하는 예를 나타냈지만, 둘레방향으로 N극 및 S극이 교대로 착자된 링형의 자석(22)이어도 좋다.
또한, 실시형태 1 내지 5에서는, 회전 전기(100)가 모터인 예를 나타냈지만, 발전기여도 좋다.
본원은 여러 가지 예시적인 실시형태 및 실시예가 기재되어 있지만, 1개, 또는 복수의 실시형태에 기재된 여러 가지 특징, 태양, 및 기능은 특정의 실시형태의 적용에 한정되는 것이 아니며, 단독으로, 또는 여러 가지 조합으로 실시형태에 적용 가능하다.
따라서, 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가 본원 명세서에 개시되는 기술의 범위 내에 있어서 상정된다. 예를 들어, 적어도 1개의 구성요소를 변형하는 경우, 추가하는 경우 또는 생략하는 경우, 더욱이는, 적어도 1개의 구성요소를 추출하고, 다른 실시형태의 구성요소와 조합시킨 경우가 포함되는 것으로 한다.
100 : 회전 전기, 10 : 스테이터, 20 : 로터, 30 : 샤프트, 21 : 로터 코어, 21a : 제 1 로터 코어부, 21b : 제 2 로터 코어부, 21c : 제 3 로터 코어부, 211a : 제 1 관통 구멍, 211b : 제 2 관통 구멍, 211c : 제 3 관통 구멍, 212a : 제 1 오목부, 212b : 제 2 오목부, 212c : 제 3 오목부, 213a : 제 1 볼록부, 213b : 제 2 볼록부, 213c : 제 3 볼록부, 214a : 제 1 위치 결정 구멍, 214b : 제 2 위치 결정 구멍, 214c : 제 3 위치 결정 구멍

Claims (16)

  1. 샤프트와,
    제 1 코어편이 복수매 상기 샤프트의 축방향으로 연속되어 적층되어서 구성되고, 상기 제 1 코어편의 반경방향 중앙부에 상기 샤프트가 압입되어 있는 제 1 관통 구멍의 내주면에, 상기 샤프트에 접촉하여 있는 제 1 볼록부와 상기 샤프트에 비접촉의 제 1 오목부가 둘레방향을 따라서 교대로 형성되어 있는 제 1 로터 코어부, 및 제 2 코어편이 복수매 상기 샤프트의 축방향으로 연속되어 적층되어서 구성되고, 상기 제 2 코어편의 반경방향 중앙부에 상기 샤프트가 압입되어 있는 제 2 관통 구멍의 내주면에, 상기 샤프트에 접촉하고 있는 제 2 볼록부와 상기 샤프트에 비접촉의 제 2 오목부가 둘레방향을 따라서 교대로 형성되어 있는 제 2 로터 코어부를 갖고, 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 오목부의 둘레방향 위치가 각각 맞춰져서 상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부가 상기 축방향으로 나란히 배치되고, 상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부의 둘레방향을 따라서 자석이 마련된 로터와,
    상기 로터의 반경방향 외측에 대향하여 배치된 스테이터를 구비하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트의 축방향 단부에서 바라봤을 때 상기 제 2 볼록부의 둘레방향 범위와 상기 제 1 오목부의 둘레방향 범위가 겹치는 둘레방향 범위에 있어서, 상기 제 2 볼록부에 접촉하는 상기 샤프트의 접촉면을 포함하는 상기 샤프트의 면에는, 상기 제 2 볼록부만이 접촉하고,
    상기 축방향 단부에서 바라봤을 때 상기 제 1 볼록부의 둘레방향 범위와 상기 제 2 오목부의 둘레방향 범위가 겹치는 둘레방향 범위에 있어서, 상기 제 1 볼록부에 접촉하는 상기 샤프트의 접촉면을 포함하는 상기 샤프트의 면에는, 상기 제 1 볼록부만이 접촉하는
    회전 전기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 오목부 및 상기 제 1 볼록부는 각각 둘레방향을 따라서 등간격으로 형성되고, 상기 제 2 오목부 및 상기 제 2 볼록부는 각각 둘레방향을 따라서 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 오목부 및 상기 제 2 볼록부는 서로 폭이 동등하고 수가 동일하며, 상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 오목부는 서로 폭이 동등하고 수가 동일한 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 로터 코어부는 상기 제 1 오목부 및 상기 제 1 볼록부의 둘레방향 위치를 위치 결정하는 제 1 위치 결정부를 갖고, 상기 제 2 로터 코어부는 상기 제 2 오목부 및 상기 제 2 볼록부의 둘레방향 위치를 위치 결정하는 제 2 위치 결정부를 갖고, 상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부는 상기 제 1 위치 결정부와 상기 제 2 위치 결정부의 둘레방향 위치가 맞춰져서 축방향으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 결정부 및 상기 제 2 위치 결정부는 각각 상기 축방향으로 관통한 제 1 위치 결정 구멍 및 제 2 위치 결정 구멍인 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 오목부 및 상기 제 1 볼록부는 3개 이상의 홀수개가 각각 둘레방향을 따라서 등간격으로 형성되고, 상기 제 1 위치 결정 구멍은 상기 로터의 회전 중심을 사이에 두고 대향하는 위치에 있고, 상기 제 2 로터 코어부의 상기 제 2 오목부 및 상기 제 2 볼록부는 3개 이상의 홀수개가 각각 둘레방향을 따라서 등간격으로 형성되고, 상기 제 2 위치 결정 구멍은 상기 회전 중심을 사이에 두고 대향하는 위치에 있고, 상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부는 상기 회전 중심으로 대해서 서로 180도 회전 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 결정 구멍 및 상기 제 2 위치 결정 구멍은 상기 로터의 회전 중심을 사이에 두고 대향하는 위치에 각각 형상이 상이한 2개의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2개의 구멍 중, 일방의 구멍의 반경과 상기 일방의 구멍의 중심으로부터 상기 회전 중심까지의 거리의 곱은, 타방의 구멍의 반경과 상기 타방의 구멍의 중심으로부터 상기 회전 중심까지의 거리의 곱과 동등한 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 로터 코어부의 상기 제 1 관통 구멍의 내주면 및 상기 제 2 로터 코어부의 상기 제 2 관통 구멍의 내주면은 각각 연속적인 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는
    회전 전기.
  11. 복수매의 제 1 코어편의 반경방향 중앙부의 제 1 관통 구멍을, 내주면에 제 1 오목부 및 제 1 볼록부가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성하고, 복수매의 제 2 코어편의 반경방향 중앙부의 제 2 관통 구멍을, 내주면에 제 2 오목부 및 제 2 볼록부가 둘레방향을 따라서 교대로 마련되도록 펀칭하여 형성하는 코어편 형성 공정과,
    복수매의 상기 제 1 코어편을 상기 제 1 오목부 및 상기 제 1 볼록부가 각각 축방향으로 연속되도록 적층하여 제 1 로터 코어부를 형성하고, 복수매의 상기 제 2 코어편을 상기 제 2 오목부 및 상기 제 2 볼록부가 각각 축방향으로 연속되도록 적층하여 제 2 로터 코어부를 형성하는 로터 코어부 형성 공정과,
    상기 제 1 오목부와 상기 제 2 볼록부의 둘레방향 위치 및 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 오목부의 둘레방향 위치가 각각 맞춰지도록, 상기 제 1 관통 구멍 및 상기 제 2 관통 구멍에 샤프트를 압입하는 샤프트 압입 공정과,
    상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부의 둘레방향을 따라서 자석을 접착하는 자석 접착 공정과,
    상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부의 반경방향 외측에 대향하여 스테이터를 조립하는 스테이터 조립 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 코어편 형성 공정에서, 상기 제 1 코어편에 제 1 위치 결정 구멍을 형성하고, 상기 제 2 코어편에 제 2 위치 결정 구멍을 형성하고, 상기 샤프트 압입 공정에서, 상기 제 1 위치 결정 구멍 및 상기 제 2 위치 결정 구멍에 압입 고정 지그의 상기 축방향으로 신장되는 핀을 관통 삽입하여 상기 제 1 로터 코어부 및 상기 제 2 로터 코어부를 위치 결정하고, 상기 샤프트를 압입하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 샤프트 압입 공정에서는, 상기 제 1 로터 코어부를 상기 압입 고정 지그에 배치하고, 상기 제 1 로터 코어부의 상기 제 1 관통 구멍에 상기 샤프트를 압입한 후, 상기 제 2 로터 코어부를 상기 압입 고정 지그에 배치하고, 상기 제 2 로터 코어부의 상기 제 2 관통 구멍에 상기 샤프트를 압입하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 샤프트 압입 공정에서는, 상기 제 1 로터 코어부와 상기 제 2 로터 코어부를 상기 압입 고정 지그의 핀에 나란히 배치하고, 상기 제 1 로터 코어부의 상기 제 1 관통 구멍 및 상기 제 2 로터 코어부의 상기 제 2 관통 구멍에 한 번에 상기 샤프트를 압입하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어편 형성 공정에서는, 상기 제 1 코어편을 뒤집음으로써 상기 제 2 코어편이 되도록 상기 제 1 볼록부, 상기 제 1 오목부, 상기 제 2 볼록부, 및 상기 제 2 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어편 형성 공정에서는, 상기 제 1 코어편을 180도 회전함으로써 상기 제 2 코어편이 되도록 상기 제 1 볼록부, 상기 제 1 오목부, 상기 제 2 볼록부, 및 상기 제 2 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는
    회전 전기의 제조 방법.
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