(57)【要約】【課題】シャフトを積層鉄心のシャフト穴に圧入する際に積層鉄心が変形することを抑制し、シャフトと積層鉄心との間の締結力の不足や回転電機ロータの重心が偏るアンバランスが生じることを抑制する。【解決手段】積層された複数の電磁鋼板１１によって構成され、積層方向に貫通するシャフト穴１２が形成された積層鉄心１と、シャフト穴１２に圧入されると共に、シャフト穴１２の内径よりも外径が大きい鍔部２１が設けられたシャフト２と、を備える回転電機ロータ１０の製造方法であって、積層鉄心１のシャフト穴１２へシャフト２を圧入中に鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離を測定し、前記距離が所定値に到達したらシャフト２の圧入を終了する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の電磁鋼板によって構成され、積層方向に貫通するシャフト穴が形成された積層鉄心と、
前記シャフト穴に圧入されると共に、前記シャフト穴の内径よりも外径が大きい鍔部が設けられたシャフトと、を備える回転電機ロータの製造方法であって、
前記積層鉄心の前記シャフト穴へ前記シャフトを圧入中に前記鍔部と前記積層鉄心との間の積層方向の距離を測定し、
前記距離が所定値に到達したら前記シャフトの圧入を終了すること、を特徴とする回転電機ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁鋼板を積層した積層鉄心を積層方向に貫通するシャフト穴にシャフトを圧入する回転電機ロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層鉄心のシャフト穴にシャフトを圧入して組み付ける回転電機ロータが特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０８２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シャフト穴の内径よりも外径が大きい鍔部が設けられたシャフトを積層鉄心のシャフト穴に圧入する際、圧入する長さが長すぎると、シャフトの鍔部が積層鉄心を押して積層鉄心が変形してしまうことがある。また、逆に圧入する長さが不足して鍔部と積層鉄心との間に隙間が空いた状態では、シャフトと積層鉄心との間の締結力が不足したり、シャフトが傾いた状態で積層鉄心に締結されて回転電機ロータの重心が偏るアンバランスが生じたりすることがある。そのため、シャフトを圧入する長さの位置決め精度はマイクロメートル単位の精度が求められる。マイクロメートル単位の精度では積層鉄心の厚さに個体差があるため、シャフトを圧入する長さは個々の積層鉄心の厚さに応じて調整する必要がある。
【０００５】
また、シャフトを圧入する圧力を測定してシャフトの鍔部が積層鉄心に接触した瞬間の圧力上昇を検知する方法によれば、積層鉄心の厚さの個体差によらず鍔部と積層鉄心との接触を検知できるが、接触した瞬間に圧力が一気に上昇し、圧力が急上昇した時点で既にシャフトの鍔部が積層鉄心を押して積層鉄心を変形させてしまっている。
【０００６】
そこで、本発明は、シャフトを積層鉄心のシャフト穴に圧入する際に積層鉄心が変形することを抑制し、シャフトと積層鉄心との間の締結力の不足や回転電機ロータの重心が偏るアンバランスが生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機ロータの製造方法は、積層された複数の電磁鋼板によって構成され、積層方向に貫通するシャフト穴が形成された積層鉄心と、前記シャフト穴に圧入されると共に、前記シャフト穴の内径よりも外径が大きい鍔部が設けられたシャフトと、を備える回転電機ロータの製造方法であって、前記積層鉄心の前記シャフト穴へ前記シャフトを圧入中に前記鍔部と前記積層鉄心との間の積層方向の距離を測定し、前記距離が所定値に到達したら前記シャフトの圧入を終了すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、シャフトの鍔部と積層鉄心との間の積層方向の距離を測定しながら積層鉄心のシャフト穴にシャフトを圧入し、距離が所定値に到達すると圧入を終了するため、シャフトの鍔部が積層鉄心を押し過ぎて積層鉄心を変形させることを抑制でき、シャフトの鍔部と積層鉄心との間に隙間が生じないようにシャフトを積層鉄心に締結することができる。このようにシャフトの鍔部と積層鉄心との間に隙間が生じないようにシャフトを積層鉄心に締結することにより、締結力の不足や回転電機ロータの重心が偏るアンバランスが生じることを抑制することができる。また、積層鉄心のシャフト穴へシャフトを圧入中に個々の積層鉄心毎にシャフトの鍔部と積層鉄心との距離を測定するため、積層鉄心の厚さの個体差に応じてシャフトの圧入位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態の製造方法で製造される回転電機ロータのシャフト及び積層鉄心を分解して示した斜視図（ａ）と、シャフトが積層鉄心に圧入された状態を示す斜視図（ｂ）である。
【図２】第一の形態の回転電機ロータの製造方法の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】第一の形態の回転電機ロータの製造方法において、シャフトの圧入を開始する状態を示す断面図（ａ）と、シャフトを圧入中の状態を示す断面図（ｂ）と、圧入を終了した状態を示す断面図（ｃ）である。
【図４】シャフトを圧入する距離が長すぎてシャフトの鍔部が積層鉄心を押して変形させた状態を示す断面図である。
【図５】第二の形態の回転電機ロータの製造方法の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】第二の形態の回転電機ロータの製造方法において、シャフトの圧入を開始する状態を示す断面図（ａ）と、シャフトを圧入中の状態を示す断面図（ｂ）と、圧入を終了した状態を示す断面図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一の形態＞
以下、図面を参照しながら、第一の形態の回転電機ロータ１０の製造方法について説明する。図１（ａ）に示すように、積層鉄心１は積層された複数の円形の電磁鋼板１１によって構成された円筒形状をしている。そして、積層鉄心１には、積層方向に貫通するシャフト穴１２が形成されている。回転電機ロータ１０の回転軸となるシャフト２には、シャフト穴１２の内径よりも外径が大きい鍔部２１が設けられている。シャフト２の圧入部２２の外径は一様ではなく、鍔部２１側の方が僅かに外径が大きくなっており、図１（ｂ）に示すようにシャフト２の鍔部２１が積層鉄心１に接触するまでシャフト２を積層鉄心１のシャフト穴１２に圧入することにより、シャフト２の圧入部２２が積層鉄心１に締結される。
【００１１】
図２に示すステップＳ１からステップＳ６までの製造工程により、シャフト２を積層鉄心１のシャフト穴１２に圧入する。図２のステップＳ１において、図３（ａ）に示すように、積層鉄心１を下型３の上に載せて、シャフト２を上型４に固定する。上型４にはシャフト２の水平方向の位置を定めて締め付けるチャック部が設けられているが、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図４ではチャック部の記載が省略されている。下型３には、圧入したシャフト２との干渉を避けるための穴３１が形成されている。
【００１２】
次に、図２のステップＳ２において、例えばレーザ測定器など非接触式の距離測定器でシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙの測定を開始する。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図４では距離測定器の記載が省略されている。
【００１３】
次に、図２のステップＳ３において、図３（ｂ）に示すように、不図示のプレス機で上型４を下降する。上型４の下降により、シャフト２は上型４に上から押されて積層鉄心１のシャフト穴１２に圧入される。シャフト２の圧入中も距離測定器はシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙの測定を継続する。
【００１４】
次に、図２のステップＳ４において、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙが所定値０より大きいか判定する。距離測定器で測定した距離Ｙが０より大きい場合は、ステップＳ３に戻り更に上型４を下降しシャフト２の圧入を継続する。そして、距離測定器で測定した距離Ｙが所定値０に到達した場合は、ステップＳ４からステップＳ５に進み、図３（ｃ）に示すように、プレス機は上型４の下降を停止し、シャフト２の圧入を終了する。つまり、距離Ｙが所定値０に到達した瞬間にプレス機が停止してシャフト２の圧入を終了する。その後、図２のステップＳ６に進み、プレス機は上型４の上昇を開始する。
【００１５】
なお、シャフト２の下降の停止位置精度を高めるために、圧入を開始する際のシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離をＸとすると、上型４の下降中に、例えば距離測定器で測定した距離Ｙが０．１Ｘに到達した際など下降距離がＸに近づいたら、プレス機は下降速度を低下させている。このように下降速度を変更し、精密な位置制御を行うため、プレス機はサーボプレスを用いている。
【００１６】
図４に示すように、シャフト２の鍔部２１が積層鉄心１に到達しても更にシャフトの圧入を続けると、鍔部２１が積層鉄心１を押し過ぎて積層鉄心１が変形してしまう。
【００１７】
しかし、図２に示すステップＳ１からステップＳ６までの製造工程を行うことにより、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙを測定しながら積層鉄心１のシャフト穴１２にシャフト２を圧入し、距離Ｙが０に到達したら圧入を終了するため、シャフト２の鍔部２１が積層鉄心１を押し過ぎて積層鉄心１を変形させることを抑制でき、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間に隙間が生じないようにシャフト２を積層鉄心１に締結することができる。このようにシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間に隙間が生じないようにシャフト２を積層鉄心１に締結することにより、締結力の不足や回転電機ロータ１０の重心が偏るアンバランスが生じることを抑制することができる。また、積層鉄心１のシャフト穴１２へシャフト２を圧入中に個々の積層鉄心１毎にシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙを測定するため、積層鉄心１の厚さの個体差に応じてシャフト２の圧入位置を調整することができる。
【００１８】
＜第二の形態＞
次に、第二の形態の回転電機ロータ１０の製造方法について説明する。この形態は、第一の形態と全く同じ積層鉄心１にシャフト２を下型３及び上型４などを用いて圧入固定するものであり、第一の形態とは、製造工程のみが異なる。第２の形態では、図５に示すステップＳ１１からステップＳ１６までの製造工程により、シャフト２を積層鉄心１のシャフト穴１２に圧入する。
【００１９】
図５のステップＳ１１は、第一の形態の図２に示すステップＳ１と同様に、図６（ａ）に示すように、積層鉄心１を下型３の上に載せて、シャフト２を上型４に固定する。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）も、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様に、シャフト２の水平方向の位置を定めて締め付けるチャック部の記載が省略されている。
【００２０】
次に、図５のステップＳ１２において、例えばレーザ測定器など非接触式の距離測定器でシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｘを測定する。
【００２１】
次に、図５のステップＳ１３において、図６（ｂ）に示すように、不図示のプレス機で上型４を下降する。上型４の下降により、シャフト２は上型４に上から押されて積層鉄心１のシャフト穴１２に圧入される。プレス機はサーボプレスであり、上型４を下降した下降量Ｚを把握しており、ステップＳ１２で測定した距離Ｘから下降量Ｚを引いたＸ−Ｚが、シャフト２の圧入中のシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙとなる。そのため、シャフト２の圧入中はシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙ=Ｘ−Ｚを測定していることになる。
【００２２】
次に、図５のステップＳ１４において、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙ=Ｘ−Ｚが所定値０より大きいか判定する。距離Ｙ=Ｘ−Ｚが０より大きい場合は、ステップＳ１３に戻り更に上型４を下降しシャフト２の圧入を継続する。距離Ｙ=Ｘ−Ｚが所定値０に到達した場合は、ステップＳ１５に進み、図６（ｃ）に示すように、プレス機は上型４の下降を停止し、シャフト２の圧入を終了する。つまり、距離Ｙ=Ｘ−Ｚが所定値０に到達した瞬間にプレス機が停止してシャフト２の圧入を終了する。その後、図５のステップＳ１６に進み、プレス機は上型４の上昇を開始する。
【００２３】
このように図５に示すステップＳ１１からステップＳ１６までの製造工程を行うことにより、第一の形態と同様に、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｙを測定しながら積層鉄心１のシャフト穴１２にシャフト２を圧入し、距離Ｙ=Ｘ−Ｚが０に到達したら圧入を終了するため、シャフト２の鍔部２１が積層鉄心１を押し過ぎて積層鉄心１を変形させることを抑制でき、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間に隙間が生じないようにシャフト２を積層鉄心１に締結することができる。このようにシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間に隙間が生じないようにシャフト２を積層鉄心１に締結することにより、締結力の不足や回転電機ロータ１０の重心が偏るアンバランスが生じることを抑制することができる。また、積層鉄心１のシャフト穴１２へシャフト２の圧入を開始する際に個々の積層鉄心１毎にシャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離Ｘを測定するため、積層鉄心１の厚さの個体差に応じてシャフト２の圧入位置を調整することができる。
【００２４】
＜実施形態の補足＞
本開示の回転電機ロータの製造方法は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、上記各形態では、積層鉄心１を停止させた状態でシャフト２移動して圧入しているが、逆にシャフト２を停止させた状態で積層鉄心１を移動して圧入してもよい。また、シャフト２の鍔部２１と積層鉄心１との間の積層方向の距離を測定する距離測定器はレーザ測定器に限らず、ＣＣＤカメラ等でシャフト２及び積層鉄心１を撮影して距離を測定してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１  積層鉄心、２  シャフト、３  下型、４  上型、１０  回転電機ロータ、１１  電磁鋼板、１２  シャフト穴、２１  鍔部、２２  圧入部、３１  穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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