(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心にシャフト挿入孔が設けられたコアと、前記シャフト挿入孔に挿入されるシャフトと、前記シャフトに前記コアを固定するためのナットと、を備え、前記コアには、キーが形成されており、前記シャフトには、前記キーに嵌合するキー溝と、前記ナットを装着するための雄ネジ部と、前記ナットを用いてカシメを行うためのカシメ溝と、が形成されている電動機用ロータの異物を除去するための電動機用ロータの異物除去装置であって、
前記キー溝及び前記カシメ溝の少なくとも一方に対してブローを行うブローノズルと、
前記ブローにより飛散した前記異物を吸引する吸引部と、を備え、
前記ブローノズルは、前記キー溝又は前記カシメ溝の周方向の中心から前記ナットの締付方向と逆側に偏心した位置から、前記キー溝又は前記カシメ溝の延びる方向に気体を吹きつけることにより、前記ブローを行う
電動機用ロータの異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機用ロータの異物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトとコアをキー連結し、シャフトに形成された雄ネジ部にナットを締め付けることで、コアにシャフトを固定するようにした電動機用ロータが知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された電動機用ロータにおいて、コアの中央にはシャフトが貫通して固定されている。コアの中央には、シャフトを貫通させるためのシャフト挿入孔が形成され、このシャフト挿入孔を形成する壁面には、キーが突出するように形成されている。
【０００３】
これに対して、シャフトには、キーが挿入されるキー溝が形成され、キー溝内にコアのキーが入ることで、シャフトに対するロータの回り止めがなされる。また、シャフトには、ナットが螺着される雄ネジ部が形成されている。コアにシャフトを挿入した後、雄ネジ部にナットを螺着させ、ナットを締め込むことで、コアに対するシャフトの抜け止めが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９５１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の電動機用ロータにあっては、シャフトに雄ネジ部が形成され、この雄ネジ部には、キー溝が横切るよう延在する。そして、キー溝から露出する雄ネジ部の端面の輪郭は、切り立ったエッジになっている。従って、雄ネジ部にナットを螺着させた際には、このエッジでナットのネジ溝の表面が削れ、その結果として、削りカスの金属粉がシャフトのキー溝やコアに付着して異物として残留してしまう。このような異物は、電動機のコイルに付着したり、シャフトを支持するためのベアリングに付着すると、シャフトの回転ムラを引き起こすおそれがある。
【０００６】
そのため、電動機用ロータの製造工程において、キー溝等の溝内に堆積した異物を除去する必要がある。このとき、ブローにより異物を除去しようとすると、異物がキー溝から巻き上げられたり、キーとキー溝との隙間から異物が下方に落下したりすることにより、異物が飛散するおそれがある。異物を飛散させると、電動機用ロータの外部に異物が付着したり、製造ラインを異物で汚したりするおそれがあるので、異物を飛散させないように除去することが求められている。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、溝内に堆積した異物を外に飛散させずに除去できる電動機用ロータの異物除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動機用ロータの異物除去装置は、
中心にシャフト挿入孔が設けられたコアと、前記シャフト挿入孔に挿入されるシャフトと、前記シャフトに前記コアを固定するためのナットと、を備え、前記コアには、キーが形成されており、前記シャフトには、前記キーに嵌合するキー溝と、前記ナットを装着するための雄ネジ部と、前記ナットを用いてカシメを行うためのカシメ溝と、が形成されている電動機用ロータの異物を除去するための電動機用ロータの異物除去装置であって、
前記キー溝及び前記カシメ溝の少なくとも一方に対してブローを行うブローノズルと、
前記ブローにより飛散した前記異物を吸引する吸引部と、を備え、
前記ブローノズルは、前記キー溝又は前記カシメ溝の周方向の中心から前記ナットの締付方向と逆側に偏心した位置から、前記キー溝又は前記カシメ溝の延びる方向に気体を吹きつけることにより、前記ブローを行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溝内に堆積した異物を外に飛散させずに除去できる電動機用ロータの異物除去装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る電動機用ロータを示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る電動機用ロータの一部を拡大して示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る電動機用ロータのキー溝及びカシメ溝を拡大して示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る電動機用ロータのシャフトを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る電動機用ロータのシャフトの断面を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る電動機用ロータの異物除去装置を示す正面図である。
【図７】実施の形態１に係る異物除去装置のガンの内部構造を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る異物除去装置のガンの内部におけるエアの流れを示す図である。
【図９】実施の形態１に係る異物除去装置におけるカシメ溝及びキー溝とブローノズルとの位置関係を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る異物除去装置におけるブローノズルの位置と異物残留率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態に係る異物除去装置により異物を除去される対象となる電動機用ロータ１について説明する。
【００１２】
図１から図３に示すように、電動機用ロータ１は、コア２と、シャフト４と、ナット５と、を有する。電動機用ロータ１は、ハイブリッド車両を駆動するモータやジェネレータとして利用される。なお、ハイブリット車両以外にも、電気自動車や燃料電池車にも利用される。
【００１３】
コア２は、絶縁被膜付き鋼板を円盤状に打ち抜いて成形された薄い積層鋼板を回転軸線Ｌの延在方向に積層した積層体３と、積層体３に形成された磁石挿入孔内に配置されて、周方向に等間隔に配列された磁石（不図示）と、を有する。
【００１４】
コア２の中心には、シャフト挿入孔が形成されている。コア２に形成されたシャフト挿入孔の壁面には、軸線Ｌ方向に延在するキー６が一体に形成されている。キー６は、シャフト挿入孔の周方向に１８０度の位相角度をもって対向するように、２箇所配置されている。
【００１５】
シャフト４は、コア２のシャフト挿入孔に挿入されている。図４に示すように、シャフト４には、キー６に嵌合するキー溝９と、ナット５を装着するための雄ネジ部１０と、ナット５を用いてカシメを行うためのカシメ溝１３と、が形成されている。
【００１６】
キー溝９は、シャフト４の外周面に軸線Ｌ方向に延在するように形成されている。このキー溝９は、シャフト４に設けられたフランジ４ａを横切るようにして延在すると共に、キー６に対応する位置に形成されている。
【００１７】
図１に示すように、コア２のシャフト挿入孔内にシャフト４を軸線Ｌ方向から差し込むことで、シャフト４のキー溝９内にコア２のキー６が嵌合する。これによって、コア２をシャフト４に対して回転しないようできる。図３は、キー溝９及びカシメ溝１３を拡大して抜き出して、右下がシャフト４側になるように示している。
【００１８】
図４に示すように、シャフト４には雄ネジ部１０が形成され、雄ネジ部１０は、フランジ４ａから離間して配置されている。雄ネジ部１０は、シャフト４の略中央に設けられたコア保持部４ｂの端部から所定長だけ形成されている（雄ネジ部１０のネジ山は図示していない）。このコア保持部４ｂは、シャフト４の端部側よりも拡径され、コア保持部４ｂの端部には、コア２の一方の端面に当接してコア２を支持するためのフランジ４ａが形成されている。
【００１９】
図１に示すように、コア２のシャフト挿入孔内にシャフト４が差し込まれると、コア２の端面がフランジ４ａに当接され、コア２がフランジ４ａで位置決めされる。その後、雄ネジ部１０にナット５を螺着させて、ナット５を締め付けることにより、シャフト４にコア２がしっかりと固定される。つまり、ナット５は、シャフト４をコア２と挟むことにより固定している。なお、ナット５とコア２との間には座金１１が配置されている。
【００２０】
さらに、図４及び図５に示すように、シャフト４の外周面には、雄ネジ部１０の端部から所定距離だけカシメ溝１３が形成されている。このカシメ溝１３は、周方向で等間隔に４カ所形成され、そのうちの２個は、キー溝９に連通している。ナット５の頂部の一部はパンチングによって潰され、パンチング部分で潰されたカシメ部がカシメ溝１３内に入り込む。これによって、シャフト４にナット５がカシメ固定される。このようなカシメ固定によって、ナット５の回り止めが達成される。なお。図５において、ナット５の締付方向は矢印Ａで示される。
【００２１】
このような利用が図られるカシメ溝１３は、雄ネジ部１０をシャフト４の軸線Ｌ方向に横切るように延在すると共に、キー溝９の幅より広く形成されている。このカシメ溝１３は、キー溝９の切削に利用されるエンドミルを用いて切削される。
【００２２】
次に、図６から図１０を用いて、電動機用ロータ１を製造するときに、キー溝９及びカシメ溝１３とコア２との間に堆積した異物を除去するための異物除去装置２０について説明する。
【００２３】
図６に示すように、異物除去装置２０は、上述した電動機用ロータ１の異物を除去するための、電動機用ロータの異物除去装置である。異物除去装置２０は、ガン３０と、スタンド２１と、吸引ホース２２と、フィルタ２３と、レギュレータ２４と、流量計２５と、エアホース２６と、を有する。
【００２４】
図７に示すように、ガン３０は、ブローノズル３１（ブロー部）と、カップ３２と、吸引部３３と、を有する。
【００２５】
シャフト４の外周に等間隔に４個のブローノズル３１が配置されている。４個のブローノズル３１は、４個のカシメ溝１３に対応する位置に配置されており、４個のカシメ溝１３内の異物を同時に飛散させることができる。４個のカシメ溝１３のうち２個は、キー溝９と連続して形成されているので、キー溝９内の異物もブローノズル３１からのエアにより飛散させることができる。
【００２６】
カップ３２は、シャフト４の一方をコア２との接触部分まで覆っている。ブローノズル３１は、すべてカップ３２の内側に配置されている。そのため、ブローノズル３１からのエアにより吹き飛ばされた異物は、カップ３２の外側に飛散しないようになっている。
【００２７】
図６に示すように、吸引部３３は、カップ３２の上方に接続されており、ブローにより飛散した異物を吸引する。吸引部３３により吸引された異物は、吸引ホース２２を通じてカップ３２の外部へと送られる。異物を含む空気は、フィルタ２３を通過することにより異物が除去され、異物除去装置２０の外部へと排出される。
【００２８】
レギュレータ２４は、エアホース２６を介してガン３０のブローノズル３１に接続されており、ブローノズル３１から出力されるエアの流量を調整する。流量計２５は、ブローノズル３１に送られるエアの流量を測定する。
【００２９】
ブローノズル３１は、電動機用ロータ１のキー溝９及びカシメ溝１３に対してエアのブローを行う。キー溝９及びカシメ溝１３の少なくとも一方に対してエアのブローを行えばよい。異物除去装置２０は、キー溝９及びカシメ溝１３とコア２の内周面との隙間に溜まった異物を除去する。ブローノズル３１は、キー溝９又はカシメ溝１３の周方向の中心からナット５の締付方向と逆側に偏心した位置から、キー溝９又はカシメ溝１３の延びる方向に気体を吹きつけることにより、ブローを行う。
【００３０】
図８に示すように、ブローノズル３１から出力されるエアをカシメ溝１３及びキー溝９等の溝部に吹き付けることにより、異物を溝部外へと飛散させる。そして、吸引部３３が発生させたカップ３２とコア２との隙間からカップ３２内に流入する空気の流れに、飛散した異物を乗せることにより、吸引部３３が異物を吸引することができる。
【００３１】
図４に、シャフト４のカシメ溝１３及びキー溝９に対するブローノズル３１の位置を示す。キー溝９に嵌合するキー６をハッチングで示している。図４に示すように、ブローノズル３１は、キー溝９又はカシメ溝１３の周方向の中心からナット５の締付方向と逆側に偏心した位置からエアのブローを行うことが好ましい。
【００３２】
図９に示すように、カシメ溝１３及びキー溝９において、ｈ方向を高さ方向、ｄ方向を径方向、ｒ方向を周方向とし、周方向の中心軸をＣＸとする。ナット５の締付方向は矢印Ａで示される。ブローノズル３１を、高さ方向、径方向、周方向に移動させることができる。そこで、ブローノズル３１を、周方向に移動させて、ブローノズル３１からエアをブローした後に残留している異物の量を計測した。
【００３３】
図１０に、カシメ溝１３及びキー溝９に対するブローノズル３１の位置が異なる３つの例について、ブローノズル３１からエアをブローした後に残留している異物の量を計測した結果を表にして示す。
【００３４】
図１０において、１番上の行には、カシメ溝１３及びキー溝９に対するブローノズル３１の位置を示している。カシメ溝１３及びキー溝９の周方向の中心軸ＣＸ上にブローノズル３１が位置する場合を０として、ナット５の締付方向Ａをマイナス、ナット５の締付方向Ａと反対の方向をプラスとして示している。ブローノズル３１の位置は、−４．７ｍｍ、０ｍｍ、＋４．７ｍｍの３種類について、計測を行った。
【００３５】
ブローノズル３１から出力されたエアの、カシメ溝１３及びキー溝９の内部における流れを図１０の上から２番目の行に示す。上から３番目の行にはキー溝９内に異物が残留している状態を示す。上から４番目の行には、カシメ溝１３及びキー溝９に残留した異物の量の割合と、キー溝９とキー６との間の隙間から落下してワーク（電動機用ロータ１）の下に飛散した異物の量の割合と、を異物残留率として示す。
【００３６】
異物は、エアの流れに乗ってカシメ溝１３及びキー溝９から飛散する。ブローノズル３１の位置が−４．７ｍｍのとき、キー溝９とキー６との間の隙間にエアが流れやすくなり、キー溝９からカシメ溝１３を通って上方へと流れるエアの流量は小さくなる。このとき、キー溝９とキー６との間の隙間から落下してワークの下に飛散した異物の量の割合は１４．２％であり、カシメ溝１３及びキー溝９に残留した異物の量の割合は４．３％であった。
【００３７】
ブローノズル３１の位置が０ｍｍ（中心軸ＣＸ上）のとき、キー溝９の内部でエアが対流する。このとき、キー溝９とキー６との間の隙間から落下してワークの下に飛散した異物の量の割合は５．３％であり、カシメ溝１３及びキー溝９に残留した異物の量の割合は３．５％であった。
【００３８】
ブローノズル３１の位置が＋４．７ｍｍのとき、キー溝９とキー６との間の隙間にエアが流れにくくなり、キー溝９からカシメ溝１３を通って上方へと流れるエアの流量は大きくなる。このとき、キー溝９とキー６との間の隙間から落下してワークの下に飛散した異物の量の割合は３．５％であり、カシメ溝１３及びキー溝９に残留した異物の量の割合は４．２％であった。これより、ブローノズル３１の位置が＋４．７ｍｍのときに、ワーク下に飛散した異物の量の割合は最小になる。
【００３９】
図１０に示した測定において、ブローノズル３１の直径は４６ｍｍであり、エア圧は０．３ＭＰａであった。ブローノズル３１の位置は、＋４．２ｍｍから＋４．７ｍｍであることが好ましい。エアをブローする時間は３秒以上であることが好ましい。カップ３２とコア２との隙間は、０．５ｍｍから３ｍｍの範囲では、異物の残留量に差は出ない。ブローノズル３１の高さは、２．０ｍｍから５．０ｍｍの範囲では、異物の残留量に差は出ない。ブローノズル３１のブロー流量と吸引部３３の吸引流量との比は、ブロー流量の方が吸引流量よりも大きいことが好ましく、例えば、ブロー流量：吸引流量＝５．２：４．８とすることが好ましい。
【００４０】
カシメ溝１３及びキー溝９の締付方向Ａと反対側に偏心した位置にブローノズル３１を配置し、カシメ溝１３及びキー溝９に対してエアをブローすることにより、キー溝９とキー６との隙間から下方に抜けるエアの流量を小さくすることができる。これにより、カシメ溝１３及びキー溝９にブローされたエアの大半は、カシメ溝１３の締付方向側上方へと流れ、異物をカシメ溝１３の上方へと飛散させる。飛散した異物はカップ３２内から出ることなく、吸引部３３により吸引され、吸引ホース２２を通じてカップ３２外へと排出される。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る電動機用ロータの異物除去装置２０によれば、溝内に堆積した異物を外に飛散させずに除去できる。
【符号の説明】
【００４２】
１…電動機用ロータ  ２…コア  ３…積層体  ４…シャフト  ４ａ…フランジ  ４ｂ…コア保持部  ５…ナット  ６…キー  ９…キー溝  １０…雄ネジ部  １１…座金  １３…カシメ溝  ２０…異物除去装置  ２１…スタンド  ２２…吸引ホース  ２３…フィルタ  ２４…レギュレータ  ２５…流量計  ２６…エアホース  ３０…ガン  ３１…ブローノズル  ３２…カップ  ３３…吸引部
【図１】
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【図２】
0006308155.tif 000003
【図３】
0006308155.tif 000004
【図４】
0006308155.tif 000005
【図５】
0006308155.tif 000006
【図６】
0006308155.tif 000007
【図７】
0006308155.tif 000008
【図８】
0006308155.tif 000009
【図９】
0006308155.tif 000010
【図１０】
0006308155.tif 000011