WO2022209252A1

WO2022209252A1 - Ｉｐｍモータ用ロータの製造方法及びｉｐｍモータ用ロータ

Info

Publication number: WO2022209252A1
Application number: PCT/JP2022/003784
Authority: WO
Inventors: 武本田
Original assignee: 日本電産株式会社
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN117063379A

Abstract

厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能な複数のロータ磁石挿入孔とを有するロータコアと、前記ロータ磁石挿入孔内に挿入されるロータ磁石と、を有するＩＰＭモータ用ロータの製造方法は、鋼板に対して、成形鋼板の外形を打ち抜くとともに、前記成形鋼板を径方向内側部と径方向外側部とに分離する切り離し部を形成する打ち抜き工程と、前記成形鋼板において、前記径方向外側部を前記径方向内側部に対して径方向外方に移動させて、前記径方向外側部と前記径方向内側部との間に前記ロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔を形成することにより、前記ロータコア板を形成する貫通孔形成工程と、を含む。

Description

ＩＰＭモータ用ロータの製造方法及びＩＰＭモータ用ロータ

　本発明は、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法及びＩＰＭモータ用ロータに関する。

　ＩＰＭモータのロータコアを製造する方法として、プレス装置等によって鋼板をロータコアの形状に打ち抜いてロータコア板を形成し、形成されたロータコア板を厚み方向に複数枚積層する方法が知られている。

　上述のようなロータコアの製造方法として、例えば特許文献１に開示される積層回転子鉄心の製造方法が知られている。この製造方法は、方向性電磁鋼板から鉄心片を打ち抜く打ち抜き工程と、鉄心片の打ち抜きと同時に前記鉄心片をダイス内で積層する積層工程とを有する。前記打ち抜き工程で打ち抜かれる方向性電磁鋼板には、あらかじめ永久磁石を内部に収納する永久磁石取付孔が設けられている。

特開２００８－２１１９４８号公報

　ところで、上述の特許文献１に開示されているように鋼板を打ち抜いてＩＰＭモータ用ロータのロータコア板を形成する場合、永久磁石取付孔であるロータ磁石挿入孔の部分では鋼板が打ち抜かれる。そのため、前記ロータコア板において、前記ロータ磁石挿入孔が形成される部分には、鋼板は不要である。それにもかかわらず、鋼板を打ち抜いてロータコア板を形成する場合、前記ロータ磁石挿入孔も含めたロータコア板の外形を打ち抜くために、前記ロータ磁石挿入孔も含めたロータコア板を打ち抜くことができるサイズの鋼板を用いる必要がある。よって、ロータコア板を製造する際の材料コストの低減には限界があった。

　これに対し、ＩＰＭモータ用ロータのロータコア板を形成する際に用いる鋼板のサイズをできるだけ小さくして、前記ロータコア板を製造する際の材料コストを低減することが望まれている。

　本発明の目的は、ＩＰＭモータ用ロータのロータコア板を形成する際に用いる鋼板のサイズを小さくすることができるＩＰＭモータ用ロータの製造方法を提供することにある。

　本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータの製造方法は、厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能な複数のロータ磁石挿入孔とを有するロータコアと、前記ロータ磁石挿入孔内に挿入されるロータ磁石と、を有するＩＰＭモータ用ロータの製造方法である。この製造方法は、鋼板に対して、成形鋼板の外形を打ち抜くとともに、前記成形鋼板を径方向内側部と径方向外側部とに分離する切り離し部を形成する打ち抜き工程と、前記成形鋼板において、前記径方向外側部を前記径方向内側部に対して径方向外方に移動させて、前記径方向外側部と前記径方向内側部との間に前記ロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔を形成することにより、前記ロータコア板を形成する貫通孔形成工程と、を含む。

　本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータは、厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能な複数のロータ磁石挿入孔とを有するロータコアと、前記ロータ磁石挿入孔内に挿入されるロータ磁石と、を有するＩＰＭモータ用ロータである。前記ロータコア板は、前記ロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔に対して径方向内方に位置する径方向内側部と、前記貫通孔に対して径方向外方に位置する径方向外側部と、前記径方向内側部と前記径方向外側部とを接続する接続部と、を有する。前記接続部は、前記ロータコア板の周方向に塑性変形が生じた塑性変形部を有する。

　本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータの製造方法によれば、ＩＰＭモータ用ロータのロータコア板を形成する際に用いる鋼板のサイズを小さくすることができる。

図１は、実施形態に係るモータの概略構成を、中心軸を含む断面で示す図である。図２は、ロータコアの概略構成を示す斜視図である。図３は、ロータコア板の概略構成を示す平面図である。図４は、ロータコア板の一部を拡大して示す図である。図５は、ロータコア板の製造方法を示すフローチャートである。図６は、成形鋼板の概略構成を示す平面図である。図７は、成形鋼板の一部を拡大して示す図である。図８Ａは、成形鋼板の径方向外側部を径方向外方に移動させる様子を模式的に示す図である。図８Ｂは、成形鋼板の径方向外側部を径方向外方に移動させる様子を模式的に示す図である。図９Ａは、プッシュバック加工を説明するための模式図である。図９Ｂは、プッシュバック加工を説明するための模式図である。

　以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表していない。

　なお、以下の説明では、ロータ２の中心軸Ｐと平行な方向を「軸方向」、中心軸Ｐに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｐを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、この方向の定義により、本発明に係るモータ１の使用時の向きを限定する意図はない。

　また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

（モータの構成）
　図１は、本発明の例示的な実施形態に係るモータ１の概略構成を、中心軸Ｐを含む断面で示す図である。モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、ハウジング４とを備える。ロータ２は、ステータ３に対して、中心軸Ｐを中心として回転する。本実施形態では、モータ１は、筒状のステータ３内に、ロータ２が中心軸Ｐを中心として回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。

　ステータ３は、ハウジング４内に収容される。本実施形態では、ステータ３は、筒状であり、径方向内側にロータ２が配置されている。すなわち、ステータ３は、ロータ２に対して径方向に対向して配置されている。

　ステータ３は、ステータコア３１と、ステータコイル３２とを備える。ステータ３の構成は、従来の構成と同様である。よって、ステータ３の詳しい説明は省略する。

　ロータ２は、シャフト２０と、ロータコア２１と、ロータ磁石２２とを備える。ロータ２は、ステータ３の径方向内側に配置され、ステータ３に対して回転可能である。

　図２は、ロータコア２１の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、ロータコア２１は、中心軸Ｐに沿って延びる円筒状である。ロータコア２１は、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて形成されるロータコア板５０を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成される。

　ロータコア２１には、中心軸Ｐに沿って延びるシャフト２０が軸方向に貫通した状態で固定される。これにより、ロータコア２１は、シャフト２０とともに回転する。また、本実施形態では、ロータコア２１は、軸方向に貫通し、ロータ磁石２２が挿入されるロータ磁石挿入孔２１ａを有する。このように、本実施形態のモータ１は、ロータコア２１のロータ磁石挿入孔２１ａ内にロータ磁石２２が位置するＩＰＭモータである。

　ロータコア２１は、ロータ磁石挿入孔２１ａよりも径方向内側の部分であるロータコア径方向内側部２１ｂと、ロータ磁石挿入孔２１ａよりも径方向内側の部分であるロータコア径方向外側部２１ｃとを有する。ロータコア径方向内側部２１ｂには、シャフト２０が軸方向に貫通している。ロータコア径方向外側部２１ｃの外周側は、ロータコア２１を軸方向に見て、円弧状である。

　図３は、ロータコア板５０の概略構成を示す平面図である。図４は、ロータコア板５０の一部を拡大して示す図である。

　図３に示すように、ロータコア板５０は、円盤状である。ロータコア板５０は、貫通孔５１と、径方向内側部５２と、径方向外側部５３と、接続部５５とを有する。貫通孔５１は、ロータコア２１のロータ磁石挿入孔２１ａの一部を構成する。径方向内側部５２は、ロータコア径方向内側部２１ｂの一部を構成する。径方向外側部５３は、ロータコア径方向外側部２１ｃの一部を構成する。

　貫通孔５１は、円盤状のロータコア板５０の弦に沿って延びている多角形状である。本実施形態では、貫通孔５１は、長手方向の両端部に３つの角が位置する六角形状である。貫通孔５１の長辺部分は、径方向内側部５２及び径方向外側部５３によって構成されている。

　径方向内側部５２は、ロータコア板５０において、貫通孔５１よりも径方向内側に位置する。径方向外側部５３は、ロータコア板５０において、貫通孔５１よりも径方向外側に位置する。

　接続部５５は、径方向内側部５２と周方向に隣り合う一対の径方向外側部５３との間に位置し、径方向内側部５２と周方向に隣り合う一対の径方向外側部５３とを接続している。具体的には、接続部５５は、ロータコア板５０において周方向に隣り合う一対の径方向外側部５３の端部同士を接続するとともに、それらの端部とロータコア板５０の径方向内側部５２とを接続している。

　図４に示すように、接続部５５は、内側接続部５６と、一対の外側接続部５７とを有する。

　内側接続部５６は、一端がロータコア板５０の径方向内側部５２の外周側に接続され、他端が一対の外側接続部５７の一端に接続されている。内側接続部５６は、ロータコア板５０の径方向内側部５２の外周側から径方向外方に延びている。

　各外側接続部５７は、一端が内側接続部５６の他端に接続され、他端がロータコア板５０の径方向外側部５３に接続されている。各外側接続部５７は、内側接続部５６の他端から周方向に延びている。

　以上の構成により、接続部５５は、Ｙ字状であり、ロータコア板５０の径方向内側部５２とロータコア板５０において周方向に隣り合う一対の径方向外側部５３とを接続している。

　上述の構成を有する接続部５５は、貫通孔５１の長手方向の端部を構成している。よって、接続部５５は、貫通孔５１内に位置するロータ磁石２２によって生じる磁束が流れる。

　各外側接続部５７は、内側接続部５６の他端に接続される一端部に、第１接続部５７ａを有し、ロータコア板５０の径方向外側部５３に接続される他端部に、第２接続部５７ｂを有する。第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂは、外側接続部５７の他の部分よりも細い。すなわち、外側接続部５７における径方向外側部５３との接続部分及び外側接続部５７における内側接続部５６との接続部分は、それぞれ、外側接続部５７の他の部分よりも細い。

　第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂは、周方向に塑性変形を生じた痕跡を有する。すなわち、一対の外側接続部５７は、周方向に塑性変形を生じた塑性変形部を有する。第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂは、前記塑性変形部である。

　なお、ロータコア板５０の径方向内側部５２は、内側接続部５６が接続される部分に、凸部５２ａを有する。凸部５２ａは、貫通孔５１の長手方向端部の一部を構成する。この凸部５２ａによって、ロータ磁石２２は、ロータ磁石挿入孔２１ａ内でロータ磁石挿入孔２１ａの長手方向に位置決めされる。

（ロータコア板の製造方法）
　次に、上述の構成を有するロータコア板５０の製造方法について、図５から図９Ｂを用いて説明する。図５は、ロータコア板５０の製造方法を示すフローチャートである。図６は、成形鋼板６０の概略構成を示す平面図である。図７は、成形鋼板６０の一部を拡大して示す拡大平面図である。図８Ａ及び図８Ｂは、成形鋼板６０の径方向外側部５３を径方向外方に移動させる様子を模式的に示す図である。図９Ａ及び図９Ｂは、プッシュバック加工を説明するための模式図である。

　まず、図５のフローチャートのステップＳ１に示すように、鋼板から、図６に示す円盤状の成形鋼板６０を打ち抜くとともに、成形鋼板６０に切り離し部６５を形成する。

　具体的には、成形鋼板６０の外形及び貫通穴６０ａ，６０ｂを、打ち抜き加工によって形成する一方、成形鋼板６０の外周側に位置する切り離し部６５を、プッシュバック加工によって形成する。この工程が、打ち抜き工程である。なお、プッシュバック加工による切り離し部６５の加工は、成形鋼板６０の打ち抜き加工の前に行ってもよいし、打ち抜き加工の後に行ってもよい。

　詳しくは、成形鋼板６０の外形及び貫通穴６０ａ，６０ｂを打ち抜く際に、図６に示すように、成形鋼板６０の外周側に、複数の円弧部６１を周方向に等間隔で形成するとともに、周方向に隣り合う円弧部６１の間に径方向外方に突出する突出部６２を形成する。すなわち、成形鋼板６０は、複数の円弧部６１と、複数の突出部６２とを有する。成形鋼板６０において、円弧部６１と突出部６２とは、周方向に交互に位置する。

　図６及び図７に示すように、突出部６２は、一対の開口部６３と、外側変形部６４と、内側接続部５６とを有する。外側変形部６４は、突出部６２における成形鋼板６０の径方向外側に位置し、前記周方向に隣り合う円弧部６１を接続するアーチ状である。内側接続部５６は、外側変形部６４と突出部６２の基端部とを成形鋼板６０の径方向に接続している。外側変形部６４及び内側接続部５６によって、一対の開口部６３が構成される。

　図７に示すように、一対の開口部６３は、外側変形部６４と円弧部６１との接続部分に位置する穴部６３ａを含む。これにより、外側変形部６４と円弧部６１との接続部分は、外側変形部６４の他の部分に比べて細い。

　穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、後述する切り離し部６５と重なる位置に位置する。具体的には、穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の両端部と重なる位置に位置する。詳しくは、穴部６３ａは、成形鋼板６０に、成形鋼板６０の平面視で、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分の近傍で且つ成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の両端部と重なる位置に、形成される。成形鋼板６０において外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分の近傍は、穴部６３ａによって前記接続部分の剛性が低下する位置である。なお、穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の一方の端部と重なる位置に形成されていてもよい。

　外側変形部６４は、内側接続部５６との接続部分の近傍で且つ外側変形部６４における成形鋼板６０の径方向外側に、切り欠き部６４ａを有する。これにより、外側変形部６４において切り欠き部６４ａが設けられている部分は、外側変形部６４の他の部分に比べて細い。

　切り離し部６５は、成形鋼板６０の外周側に位置し、成形鋼板６０の弦に沿って延びる直線状である。切り離し部６５は、プッシュバック加工によって形成されることにより、径方向内側部５２と径方向外側部５３とを分離する。切り離し部６５は、後述するように径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向に分離することにより、ロータコア板５０の貫通孔５１になる。

　前記プッシュバック加工について図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、前記プッシュバック加工は、鋼板Ｘの一部を厚み方向に挟み込む上下一対の工具を有する第１工具Ｗ１と、鋼板Ｘの一部を厚み方向に挟み込む上下一対の工具を有する第２工具Ｗ２とを用いて行われる。第１工具Ｗ１は、第２工具Ｗ２に対して、鋼板Ｘの厚み方向に移動可能である。

　本実施形態では、第１工具Ｗ１及び第２工具Ｗ２の一方が、径方向内側部５２の外周側の一部と同じ形状を有し、第１工具Ｗ１及び第２工具Ｗ２の他方が、径方向外側部５３の内周側の一部と同じ形状を有する。

　図９Ａに示すように、第１工具Ｗ１が第２工具Ｗ２に対して鋼板Ｘの厚み方向の一方に移動することにより、鋼板Ｘのうち第１工具Ｗ１に挟み込まれた部分と第２工具Ｗ２に挟み込まれた部分との境界では、せん断加工が行われる。なお、第２工具Ｗ２に対する第１工具Ｗ１の移動距離は、鋼板Ｘを分離させる移動距離であってもよいし、鋼板Ｘを分離させない移動距離であってもよい。

　その後、図９Ｂに示すように、第１工具Ｗ１を第２工具Ｗ２に対して鋼板Ｘの厚み方向の他方に移動させることにより、第１工具Ｗ１を元の位置に戻す。これにより、前記境界では、鋼板Ｘのうち第１工具Ｗ１に挟み込まれた部分が第２工具Ｗ２に挟み込まれた部分に嵌め込まれる。

　このようなプッシュバック加工によって形成された切り離し部６５では、径方向内側部５２と径方向外側部５３とが摩擦によって互いに保持されている。

　前記打ち抜き工程では、切り離し部６５を、鋼板Ｘの一部を厚み方向に打ち抜いた後、該打ち抜いた部分を鋼板Ｘの元の位置に戻すプッシュバック加工により形成する。これにより、成形鋼板６０に切り離し部６５を形成できるとともに、成形鋼板６０を打ち抜いて金型内に保持する場合に、成形鋼板６０の径方向外側部５３が径方向内方に変形するのを抑制できるため、前記金型内に成形鋼板６０を保持することができる。

　すなわち、成形鋼板の切り離し部を打ち抜き加工によって形成すると、径方向外側部と径方向内側部とが分離して前記成形鋼板の外形が容易に変化するため、前記金型内で保持するのが難しい。これに対し、上述のようにプッシュバック加工によって切り離し部６５を形成することにより、成形鋼板６０の外形が変化しないため、前記金型内で複数の成形鋼板６０を保持することができる。よって、前記金型内で、複数の成形鋼板６０を積層することができる。

　次に、図５のフローチャートのステップＳ２に示すように、上述のように形成された成形鋼板６０において、切り離し部６５よりも径方向外側に位置する径方向外側部５３を、径方向外方に移動させる。この工程が、貫通孔形成工程である。

　具体的には、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、成形鋼板６０の突出部６２の開口部６３に含まれる穴部６３ａ内にピンＴを挿入して、ピンＴを径方向外方に移動させることにより、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させる。ピンＴの移動方向を、図８Ａ及び図８Ｂに実線矢印で示す。

　上述のように穴部６３ａ内に挿入されたピンＴを径方向外方に移動させて径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させることにより、突出部６２の外側変形部６４は、内側接続部５６との接続部分を中心として径方向外方に回転する。これにより、外側変形部６４は、ロータコア板５０において、周方向に延びる一対の外側接続部５７になる。

　すなわち、貫通孔形成工程では、径方向外側部５３の径方向外方への移動によって、外側変形部６４が変形する。このように径方向外側部５３の径方向外方への移動によって外側変形部６４が変形を生じることにより、ロータコア板５０において一対の外側接続部５７に磁束が流れにくくなる。よって、ロータコア２１での磁束の漏れを低減することができる。

　ピンＴが挿入される穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０において切り離し部６５と重なる位置に位置する。すなわち前記打ち抜き工程では、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０において切り離し部６５と重なる位置に、穴部６３ａを形成する。前記貫通孔形成工程では、穴部６３ａ内に挿入されたピンＴを径方向外方に移動させることにより、成形鋼板６０の径方向外側部５３を径方向外方に移動させる。

　これにより、ピンＴを、成形鋼板６０の径方向外側部５３と径方向内側部５２との間に位置する切り離し部６５に位置付けることができる。よって、ピンＴを用いて、成形鋼板６０の径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に容易に移動させることができる。

　ピンＴが挿入される穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の端部と重なる位置に位置する。すなわち、前記打ち抜き工程では、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の端部と重なる位置に、穴部６３ａを形成する。これにより、成形鋼板６０の径方向外側部５３の周方向端部を、ピンＴによって径方向外方に移動させることができる。よって、成形鋼板６０の径方向外側部５３をより確実に径方向外方に移動させることができる。

　本実施形態では、成形鋼板６０の平面視で、成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の両端部と重なる位置に、穴部６３ａが位置していて、これらの穴部６３ａ内にピンＴをそれぞれ挿入した状態で、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方へ移動させる。これにより、径方向外側部５３の周方向の両端部に、径方向外方に移動させる力を加えることができるため、径方向外側部５３の周方向の両端部に接続された外側変形部６４にそれぞれ変形を生じさせることができる。よって、径方向外側部５３を容易に径方向外方に移動させることができる。

　既述したとおり、外側変形部６４は、内側接続部５６との接続部分の近傍で且つ外側変形部６４における成形鋼板６０の径方向外側に、切り欠き部６４ａを有する。また、開口部６３が穴部６３ａを有することにより、外側変形部６４と円弧部６１との接続部分は、外側変形部６４の他の部分に比べて細い。

　すなわち、前記打ち抜き工程では、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分及び外側変形部６４における内側接続部５６との接続部分を、外側変形部６４の他の部分よりも細く成形している。これにより、上述のように成形鋼板６０において径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させる際に、外側変形部６４が、径方向外側部５３との接続部分及び内側接続部５６との接続部分で、容易に変形を生じる。よって、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に容易に移動させることができる。

　上述のような外側変形部６４の変形により、外側変形部６４において切り欠き部６４ａの位置する部分は、外側変形部６４が変形して得られる一対の外側接続部５７では、第１接続部５７ａになる。外側変形部６４において外側変形部６４と円弧部６１との接続部分は、外側変形部６４が変形して得られる一対の外側接続部５７では、第２接続部５７ｂになる。

　上述のように変形を生じる外側変形部６４において、切り欠き部６４ａの位置する部分、及び、外側変形部６４と円弧部６１との接続部分には、それぞれ周方向に塑性変形が生じる。すなわち、外側変形部６４が変形して得られる一対の外側接続部５７における第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂは、周方向に塑性変形を生じた痕跡を有する。第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂは、本発明の塑性変形部である。

　上述のようにピンＴを穴部６３ａ内に挿入した状態で径方向外方に移動させることにより、切り離し部６５で径方向外側部５３が径方向内側部５２に対して外方に離隔される。これにより、径方向外側部５３と径方向内側部５２との間に、貫通孔５１が形成される。

　なお、成形鋼板６０において径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させる貫通孔形成工程は、１枚の成形鋼板６０に対して行われてもよいし、厚み方向に複数積層された成形鋼板６０に対して行われてもよい。

　本実施形態のロータコア板５０の製造方法は、厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板５０と、ロータ磁石２２を収納可能なロータ磁石挿入孔２１ａとを有するロータコア２１と、ロータ磁石挿入孔２１ａ内に挿入されるロータ磁石２２と、を有するＩＰＭモータ用ロータの製造方法である。この製造方法は、鋼板Ｘから円盤状の成形鋼板６０の外形を打ち抜くとともに、成形鋼板６０を径方向内側部５２と径方向外側部５３とに分離する切り離し部６５を形成する打ち抜き工程と、成形鋼板６０において、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させて、径方向外側部５３と径方向内側部５２との間にロータ磁石挿入孔２１ａの一部を構成する貫通孔５１を形成することにより、ロータコア板５０を形成する貫通孔形成工程と、を含む。

　これにより、鋼板からロータコア板５０を形成する際に、ロータコアにおいてロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔を打ち抜く必要がないため、その分、鋼板を打ち抜く面積を小さくすることができる。よって、ロータコア板５０の材料コストを低減することができる。

　切り離し部６５は、成形鋼板６０の弦に沿って延びている。これにより、後述するように径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させる際に、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に容易に移動させることができる。よって、成形鋼板６０を変形させてロータコア板５０を容易に得ることができる。

　前記打ち抜き工程では、成形鋼板６０に、突出部６２の一部として、内側接続部５６と、接続部５５の外側接続部５７になる外側変形部６４とが、形成される。すなわち、前記打ち抜き工程では、成形鋼板６０に、径方向内側部５２に接続される内側接続部５６及び内側接続部５６と成形鋼板６０の径方向外側部５３とを接続する外側変形部６４を形成する。

　これにより、径方向外側部５３が内側接続部５６及び外側変形部６４によって径方向内側部５２に接続された状態で、径方向外側部５３を径方向外方に移動させることができる。よって、径方向外側部５３が、径方向内側部５２と別部材になることを防止できる。したがって、径方向内側部５２に対する径方向外側部５３の保持等が不要になるため、ロータコア２１の生産性を向上することができる。

　前記打ち抜き工程では、成形鋼板６０の平面視で、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分の近傍で且つ成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の端部と重なる位置に、穴部６３ａを形成する。前記貫通孔形成工程では、穴部６３ａ内に挿入されたピンＴを径方向外方に移動させることにより、成形鋼板６０の径方向外側部５３を径方向外方に移動させる。

　これにより、周方向における切り離し部６５の端部と重なる位置に穴部６３ａが形成されるとともに、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分を細くすることができる。すなわち、上述の構成により、ピンＴによって径方向外側部５３を径方向外方により確実に移動させることができるとともに、外側変形部６４がより容易に変形するため、径方向外側部５３を径方向外方により容易に移動させることができる。

　以上の製造方法によって得られるロータコア板５０を用いて製造されたロータは、本実施形態の構成を有するロータ２である。具体的には、ロータ２は、以下の構成を有する。

　本実施形態のロータ２は、厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板５０と、ロータ磁石２２を収納可能な複数のロータ磁石挿入孔２１ａとを有するロータコア２１と、ロータ磁石挿入孔２１ａ内に挿入されるロータ磁石２２と、を有するＩＰＭモータ用ロータである。ロータコア板５０は、ロータ磁石挿入孔２１ａの一部を構成する貫通孔５１に対して径方向内方に位置する径方向内側部５２と、貫通孔５１に対して径方向外方に位置する径方向外側部５３と、径方向内側部５２と径方向外側部５３とを接続する接続部５５と、を有する。接続部５５は、ロータコア板５０の周方向に塑性変形が生じた第１接続部５７ａ及び第２接続部５７ｂを有する。

　このようなＩＰＭモータ用ロータのロータコアを構成するロータコア板５０は、径方向内側部５２と径方向外側部５３とに分離する切り離し部６５が設けられた後、径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させることにより形成される。よって、ロータコア板５０を形成する際に必要な鋼板の面積を小さくすることができる。したがって、ロータコア板５０の材料コストを低減することができる。

　接続部５５は、ロータコア板５０の径方向内側部５２に接続される内側接続部５６と、内側接続部５６とロータコア板５０の径方向外側部５３とを接続する外側接続部５７と、を有する。外側接続部５７における径方向外側部５３との接続部分及び外側接続部５７における内側接続部５６との接続部分は、それぞれ、外側接続部５７の他の部分よりも細い。

　これにより、後述するように径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させてロータコア板５０を形成する際に、外側接続部５７が、径方向外側部５３との接続部分及び内側接続部５６との接続部分で、容易に変形することができる。よって、ロータコア板５０を容易に得ることができる。

（その他の実施形態）
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

　前記実施形態では、貫通孔形成工程において、成形鋼板６０の穴部６３ａ内に挿入されたピンＴを径方向外方に移動させることにより、成形鋼板６０の径方向外側部５３を径方向内側部５２に対して径方向外方に移動させる。しかしながら、成形鋼板の径方向外側部を径方向内側部に対して径方向外方に移動可能であれば、ピン以外の方法によって、径方向外側部を径方向外方に移動させてもよい。

　前記実施形態では、成形鋼板６０の切り離し部６５は、成形鋼板６０の弦に沿って延びている。しかしながら、切り離し部の形状は、成形鋼板の径方向外側部を径方向内側部に対して径方向外方に分離可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。

　前記実施形態では、成形鋼板６０において、穴部６３ａは、成形鋼板６０の平面視で、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分の近傍で且つ成形鋼板６０の周方向において切り離し部６５の端部と重なる位置に位置する。しかしながら、穴部は、該穴部内に挿入されたピンによって径方向外側部を径方向内側部に対して径方向外方に移動可能な位置であれば、例えば切り離し部と重なる位置または径方向外側部などの成形鋼板６０の他の部分に位置していてもよい。

　前記実施形態では、打ち抜き工程では、外側変形部６４における径方向外側部５３との接続部分及び外側変形部６４における内側接続部５６との接続部分を、外側変形部６４の他の部分よりも細く成形している。しかしながら、打ち抜き工程で、これらの接続部分のうち一方の接続部のみに、外側変形部の他の部分よりも細い部分を設けてもよいし、これらの接続部分に外側変形部の他の部分よりも細い部分を設けなくてもよい。外側変形部において、上述の接続部分以外の位置に、外側変形部の他の部分よりも細い部分を設けてもよい。外側変形部に、外側変形部の他の部分よりも細い部分を設ける方法は、打ち抜き加工以外の方法であってもよい。

　前記実施形態では、ロータコア板５０の接続部５５は、内側接続部５６と、外側接続部５７とを有する。すなわち、内側接続部５６は、成形鋼板６０の周方向に隣り合う径方向外側部５３を接続する外側接続部５７と、径方向内側部５２とを接続する。しかしながら、接続部は、径方向外側部と径方向内側部とを直接接続していてもよい。径方向外側部５３と径方向内側部５２とは接続されていなくてもよい。

　前記実施形態では、成形鋼板６０の切り離し部６５は、プッシュバック加工によって形成されている。しかしながら、切り離し部は、打ち抜き加工などのプッシュバック加工以外の加工方法によって形成されてもよい。

　前記実施形態では、モータ１は、筒状のステータ３内に、ロータ２が中心軸Ｐを中心として回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。しかしながら、モータは、円筒状のロータがステータの径方向外方に配置された、いわゆるアウターロータ型のモータであってもよい。

　本発明は、厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能なロータ磁石挿入孔とを有するロータコアを有するＩＰＭモータ用ロータの製造方法に適用可能である。

１　モータ
２　ロータ
３　ステータ
４　ハウジング
２０　シャフト
２１　ロータコア
２１ａ　ロータ磁石挿入孔
２２　ロータ磁石
３１　ステータコア
３２　ステータコイル
５０　ロータコア板
５１　貫通孔
５２　径方向内側部
５２ａ　凸部
５３　径方向外側部
５５　接続部
５６　内側接続部
５７　外側接続部
５７ａ　第１接続部
５７ｂ　第２接続部
６０　成形鋼板
６０ａ、６０ｂ　貫通穴
６１　円弧部
６２　突出部
６３　開口部
６３ａ　穴部
６４　外側変形部
６４ａ　切り欠き部
６５　切り離し部
Ｐ　中心軸
Ｘ　鋼板
Ｗ１　第１工具
Ｗ２　第２工具
Ｔ　ピン

Claims

　厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能なロータ磁石挿入孔とを有するロータコアと、
　前記ロータ磁石挿入孔内に挿入されるロータ磁石と、
を有するＩＰＭモータ用ロータの製造方法であって、
　鋼板から円盤状の成形鋼板の外形を打ち抜くとともに、前記成形鋼板を径方向内側部と径方向外側部とに分離する切り離し部を形成する打ち抜き工程と、
　前記成形鋼板において、前記径方向外側部を前記径方向内側部に対して径方向外方に移動させて、前記径方向外側部と前記径方向内側部との間に前記ロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔を形成することにより、前記ロータコア板を形成する貫通孔形成工程と、
を含む、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項１に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記切り離し部は、前記成形鋼板の弦に沿って延びている、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項１または２に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記成形鋼板の平面視で、前記成形鋼板において前記切り離し部と重なる位置に、穴部を形成し、
　前記貫通孔形成工程では、前記穴部内に挿入されたピンを径方向外方に移動させることにより、前記成形鋼板の径方向外側部を径方向外方に移動させる、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項３に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記成形鋼板の平面視で、前記成形鋼板の周方向において前記切り離し部の端部と重なる位置に、前記穴部を形成する、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項１から４のいずれか一つに記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記成形鋼板に、径方向内側部に接続される内側接続部及び前記内側接続部と前記成形鋼板の径方向外側部とを接続する外側変形部も形成する、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項５に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記貫通孔形成工程では、前記径方向外側部の径方向外方への移動によって、前記外側変形部が変形する、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項６に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記成形鋼板に、前記成形鋼板の平面視で、前記外側変形部における前記径方向外側部との接続部分の近傍で且つ前記成形鋼板の周方向において前記切り離し部の端部と重なる位置に、穴部を形成し、
　前記貫通孔形成工程では、前記穴部内に挿入されたピンを径方向外方に移動させることにより、前記成形鋼板の径方向外側部を径方向外方に移動させる、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項６または７に記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記外側変形部における前記径方向外側部との接続部分及び前記外側変形部における前記内側接続部との接続部分を、前記外側変形部の他の部分よりも細く成形する、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　請求項１から８のいずれか一つに記載のＩＰＭモータ用ロータの製造方法において、
　前記打ち抜き工程では、前記切り離し部を、前記鋼板の一部を厚み方向に打ち抜いた後、該打ち抜いた部分を前記鋼板の元の位置に戻すプッシュバック加工により形成する、ＩＰＭモータ用ロータの製造方法。
　厚み方向に積層された複数の円盤状のロータコア板と、ロータ磁石を収納可能な複数の
ロータ磁石挿入孔とを有するロータコアと、
　前記ロータ磁石挿入孔内に挿入されるロータ磁石と、
を有するＩＰＭモータ用ロータであって、
　前記ロータコア板は、
　　前記ロータ磁石挿入孔の一部を構成する貫通孔に対して径方向内方に位置する径方向内側部と、
　　前記貫通孔に対して径方向外方に位置する径方向外側部と、
　　前記径方向内側部と前記径方向外側部とを接続する接続部と、
を有し、
　前記接続部は、前記ロータコア板の周方向に塑性変形が生じた塑性変形部を有する、ＩＰＭモータ用ロータ。
　請求項１０に記載のＩＰＭモータ用ロータにおいて、
　前記接続部は、
　　前記ロータコア板の径方向内側部に接続される内側接続部と、
　　前記内側接続部と前記ロータコア板の径方向外側部とを接続する外側接続部と、
を有し、
　前記外側接続部における前記径方向外側部との接続部分及び前記外側接続部における前記内側接続部との接続部分は、それぞれ、前記外側接続部の他の部分よりも細い、ＩＰＭモータ用ロータ。