(57)【要約】【課題】ロータコアの製造において、磁性体薄板に加工硬化処理を行うときに生じ得る盛り上がり部の高さを抑制することである。【解決手段】ロータコアの製造方法の手順は、まず、ｄ軸に沿ったブリッジ部を挟んでＶ字状に配置された磁石挿入穴をロータコアの周方向に沿って複数形成したものを準備し（Ｓ１０）、ロータコアの内周部において、ｑ軸に沿ってロータコアの径方向に伸びるスリットを形成し（Ｓ１２）、ブリッジ部に対し、材料がスリットの方向に移動するように押圧加工を行ってブリッジ部を加工硬化させ（Ｓ１４）、これを積層して（Ｓ１６）、ロータコアを得る（Ｓ１８）。【選択図】図１
2015042070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄ軸に沿ったブリッジ部を挟んでＶ字状に配置された磁石挿入穴をロータコアの周方向に沿って複数形成し、
前記ロータコアの内周部において、ｑ軸に沿って前記ロータコアの径方向に伸びるスリットを形成し、
前記ブリッジ部に対し、前記ロータコアを構成する材料が前記スリットの方向に移動するように加工硬化させることを特徴とするロータコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアの製造方法に係り、特に、磁性体薄板を積層するロータコアの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機に用いられるロータコアは、所定の形状に成形された磁性体薄板を積層して得ることができる。また、回転電機の性能を向上させるために、磁性体薄板に永久磁石を配置するための磁石挿入穴を設け、さらに、高速回転性能を向上させるために、磁石挿入穴の間の磁性体ブリッジ部分を加工硬化させてその部分の強度を上げることが行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ロータコア鋼板として、コア外周端と磁石挿入孔との間のアウターブリッジ部と、隣接する磁石挿入孔の間のセンターブリッジ部に対し、周辺より窪ませる段差加工を行うことによって加工硬化させ、高速回転化を可能にすることが述べられている。そして、その段差加工によって生じる盛り上がりがあると、複数の鋼板を積層したときに軸方向の厚さが厚くなるので、盛り上がりを平坦化する必要性を指摘している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０５７９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
永久磁石挿入穴の間の磁性体ブリッジ部の強度向上のために磁性体薄板に加工硬化処理を行うと、加工硬化処理によって盛り上がり部が発生する。盛り上がり部が発生すると磁性体薄板を積層したときの全体の高さが高くなり、ロータコアの小型化を妨げる。
【０００６】
本発明の目的は、磁性体薄板に加工硬化処理を行うときに生じ得る盛り上がり部の高さを抑制できるロータコアの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るロータコアの製造方法は、ｄ軸に沿ったブリッジ部を挟んでＶ字状に配置された磁石挿入穴をロータコアの周方向に沿って複数形成し、前記ロータコアの内周部において、ｑ軸に沿って前記ロータコアの径方向に伸びるスリットを形成し、前記ブリッジ部に対し、前記ロータコアを構成する材料が前記スリットの方向に移動するように加工硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記方法によれば、ロータコアの内周部にｑ軸に沿って径方向に伸びるスリットを設けることで、加工硬化のための押圧加工による材料の移動を上記スリットの幅の変形で吸収できる。これにより、磁性体薄板に加工硬化処理を行うときに生じ得る盛り上がり部の高さを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態におけるロータコアの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図１の各手順を示す図である。
【図３】比較のために、スリットを設けないときに盛り上がり部が生じることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下で述べる寸法、形状、材質等は説明のための例示であって、ロータコアの仕様に応じ適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、回転電機に用いられるロータコアの製造方法の手順を示すフローチャートである。図２は、図１の各手順の内容を示す図である。ロータコアを製造する最初の手順は、回転電機の仕様に適合するように所定の形状に成形された磁性体薄板を準備することである。ここでは、ｄ軸に沿ったブリッジ部を挟んでＶ字状に配置された磁石挿入穴をロータコアの周方向に沿って複数形成した磁性体薄板を準備する（Ｓ１０）。
【００１２】
図２（ａ）には、準備された磁性体薄板１０が示される。磁性体薄板１０は、これを複数枚積層して、所定のロータコアとするもので、プレス加工等によって予め所定の形状に打ち抜かれる。磁性体薄板１０の素材としては、表面に適当な絶縁処理が施された電磁鋼板を用いることができる。所定の形状に打ち抜いたのちに絶縁処理をしてもよい。所定の形状として、図２（ａ）の例では、ロータ軸に固定される中心穴１２と、外周側の周方向に沿って配置される複数の磁石挿入穴を含む円形形状が示されている。複数の磁石挿入穴は、ｄ軸に沿ったブリッジ部２０を挟んでＶ字状に配置される一組の磁石挿入穴１４，１６を一組とし、この一組をロータの１つの磁極に対応させて、磁極の数と同じ組数の磁石挿入穴１４，１６がロータコアの周方向に沿って形成される。図２（ａ）の例では、ロータの磁極数が８であり、磁石挿入穴１４，１６を一組として、８組の磁石挿入穴が配置される。
【００１３】
再び図１に戻り、次に、スリット１８が形成される（Ｓ１２）。この処理工程は、プレス加工等で行われるので、Ｓ１０と別工程とせずに、磁石挿入穴１４，１６等の形成と同時にスリット１８を形成することがよい。ここで、スリット１８は、ｄ軸に沿って形成されたブリッジ部２０とは電気角が９０°異なるｑ軸に沿って形成される。したがって、Ｓ１２の工程でプレス加工等によりスリット１８を形成した場合に、ブリッジ部２０への応力集中を抑制することができるという利点がある。
【００１４】
図２（ｂ），（ｃ）にスリット１８を形成した状態の磁性体薄板１０を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）にスリット１８を追加した図で、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の二組の磁石挿入穴１４，１６が配置される部分、すなわち、磁性体薄板１０を４等分した１つを拡大した図である。スリット１８は、次の処理工程である加工硬化処理で加圧を受けた材料の一部が周辺に移動してくるのを吸収するために設けられるもので、ロータコアの内周部において、ｑ軸に沿って径方向に伸びるように形成される切り欠きである。図２（ｂ），（ｃ）の例では、スリット１８は、ｑ軸に沿って、ブリッジ部２０の位置よりも内径側の位置に配置される。図２（ｃ）に、周方向、径方向を示した。
【００１５】
スリット１８の形状とその大きさは、加工硬化処理において移動する材料の量に応じて設定される。図２（ｂ），（ｃ）の例では、形状は細長い矩形で、その幅はブリッジ部２０の幅よりも小さめで、その長さはロータコアの径方向の長さの半分程度に設定される。例えば、ブリッジ部２０が加工硬化処理によって厚さが５０％まで薄くなる場合には、ブリッジ部２０の（幅×径方向の長さ×厚さの半分）の体積ΔＶの材料がスリット１８に向かって移動する。スリット１８の容量は、スリット１８の厚み×幅×長さで定まる。スリット１８の幅及び長さは、ΔＶ＝（スリット１８の厚み×幅×長さ×安全係数）の式から求められる値に設定される。安全係数は、実験的に求められる。
【００１６】
再び図１に戻り、次に、ブリッジ部２０に対する加工硬化処理が行われる。加工硬化処理は、磁性体材料の細い部分であるブリッジ部２０の機械的強度を向上させて、このロータコアを用いる回転電機の高速回転化を可能とするために行われる。加工硬化処理は、ブリッジ部２０を押圧加工することで行われる。この押圧加工によってブリッジ部２０の厚さが薄くなり、その分の磁性体材料がブリッジ部２０の周辺に移動し、通常は加工硬化処理領域の周辺の部分の厚さが盛り上がる。ここで、本実施形態では、磁性体薄板１０にスリット１８が形成されており、このスリット１８の幅が容易に変化する。そこで、ブリッジ部２０の周辺に移動する磁性体材料による磁性体薄板１０の変形を、厚みの変形ではなくスリット１８の幅の変化で吸収する。このため、加工硬化処理は、ブリッジ部２０の磁性体材料の周辺への移動を、磁性体材料がスリット１８に向けて移動するように方向付けされて押圧加工される（Ｓ１４）。これにより、ブリッジ部２０からの磁性体材料の移動を、ブリッジ部２０周辺の厚み方向の変化ではなく、スリット１８の幅の変化で吸収することで、磁性体薄板１０の厚み変化を抑制することができる。
【００１７】
図２（ｄ）は、磁性体薄板１０を、Ａ−Ａ線で切断した断面図である。加工硬化処理が行なわれる領域２２は、ブリッジ部２０に対応する部分である。この領域２２に対し、押圧加工で印加される加圧力Ｐの方向は、図２（ｄ）に示されるように、斜め方向で、スリット１８が存在する内径側に向って方向付けされる。これにより、磁性体材料の移動がスリット１８の幅の変化で吸収される。スリット１８の配置位置とその形状とその大きさを適切に設定することで、磁性体材料の移動により生じ得る盛り上がり部の高さが、元々の厚さｔを超えないようにすることができる。
【００１８】
再び図１に戻り、加工硬化処理が行われた磁性体薄板１０の積層が行われる（Ｓ１６）。図２（ｅ）は、加工硬化処理されたブリッジ部３０を有し、移動してきた磁性体材料で幅が変化したスリット１８を有する磁性体薄板１０を、ｎ枚積層した状態を示す図である。各磁性体薄板１０の厚さは、元々の厚さｔであるので、積層したときの厚さＨ＝ｎ×ｔとなる。このように、スリット１８を設けることで、磁性体薄板１０に加工硬化処理を行うときに生じ得る盛り上がり部の高さを効果的に抑制し、積層したときの厚さＨを、元々の厚さｔに基づくものと同じにできる。この積層によってロータコアを得ることができる（Ｓ１８）。
【００１９】
図３は、比較のために、スリットを設けずに加工硬化処理を行ったときの様子を示す図である。図３（ａ）は、図２（ａ）と同じで、中心穴１２と磁石挿入穴１４，１６が形成された磁性体薄板１０を示し、図３（ｂ）は、その拡大図である。ここでは、スリットが設けられない。図３（ｃ）は、ブリッジ部２０に加工硬化処理が行われる様子を示す図である。加工硬化処理のための押圧加工の加圧力Ｐは、磁性体薄板１０の表面に垂直な方向に印加される。そこで、加工硬化処理が行われる領域２２の厚さが薄くなる分の磁性体材料は、加工硬化処理領域が行われる領域２２の周辺に移動し、盛り上がり部４０，４２が生じる。盛り上がり部４０，４２を含めた磁性体薄板１１の厚さＴは、元々の厚さｔよりも厚くなる。
【００２０】
したがって、加工硬化処理が行われて盛り上がり部４０，４２が生じた磁性体薄板１１をｎ枚積層すると、図３（ｄ）に示すように、全体の高さＨ＝ｎ×Ｔとなって、図２（ｅ）で説明した全体の高さＨ＝ｎ×ｔよりも厚くなり、ロータコアが大型化する。あるいは、所定の高さ内に収容できる磁性体薄板１１の枚数が少なくなり、ロータコアの性能が低下する。
【００２１】
このように、スリットを適切に設けることで、磁性体薄板に加工硬化処理を行うときに生じ得る盛り上がり部の高さを抑制できる。なお、ロータコアにおいて、磁極の中心を通る径方向がｑ軸方向であり、隣接する磁極との中間であり、電気角でｑ軸と９０度異なる方向がｄ軸方向である。
【符号の説明】
【００２２】
１０，１１  磁性体薄板、１２  中心穴、１４，１６  磁石挿入穴、１８  スリット、２０，３０  ブリッジ部、２２  領域、４０，４２  盛り上がり部。
【図１】
2015042070.tif 000003
【図２】
2015042070.tif 000004
【図３】
2015042070.tif 000005