(57)【要約】【課題】本発明は、シャフトに対するロータコアの芯出しを容易にしてシャフトとロータコアとを一体固定したロータ及びその製造方法を提供する。【解決手段】ロータ１に関して、リング３，４に設けられた突起部１０が製造時にロータコア２のシャフト穴２ｃを拡大させると、突起部１０のテーパ面１２はロータコア２に圧着される。そして、テーパ面１２によって、シャフト６に対するロータコア２の芯出しの容易化を図っている。突起部１０を断面直角三角形状にすると、ロータ１の製造時において、リング３，４に設けられた突起部１０でロータコア２のシャフト穴２ｃを容易に拡張させることができる。【選択図】図１
2016201896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内に前記ロータコアの厚さ寸法より長いシャフトが挿入されて一体的に固定されたロータであって、
前記シャフトが前記ロータコアのシャフト穴に挿入された状態で前記シャフトに挿通され、焼嵌めされた前記ロータコアと前記シャフトとの軸方向相対移動を規制するリングと、
前記リングに設けられ、前記ロータの前記シャフト穴に圧入される突起部と、を備え、
前記突起部には、圧入によって前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させると共に前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行うテーパ面が設けられている、
ロータ。
【請求項２】
前記突起部は、前記シャフトが圧入されるシャフト貫通穴の周囲に沿って設けられると共に、一辺が前記シャフトの軸線に沿って延在し、前記テーパ面に対応する斜辺が前記軸線に対して鋭角をなす断面直角三角形である、
請求項１記載のロータ。
【請求項３】
鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内にシャフトが挿入されたロータを製造する方法であって、
前記ロータコアの平端面に対向して配置されたリングが加熱された状態で、前記リングに設けられたシャフト貫通穴内に前記シャフトが挿入され、
前記リングに設けられた突起部のテーパ面で前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させながら、前記テーパ面を前記ロータコアに圧着させて、前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行う、
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、ロータコアとシャフトとを有するロータ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、このような分野に関連する技術として特開２００６−０８１２５１号公報がある。この公報に記載されたロータは、積層鋼板からなるロータコアと、ロータコアの中央に形成されたシャフト穴内に挿入されたシャフトとを備えている。そして、ロータコアは、シャフトに固定されたエンドプレートと、樹脂で射出成形されたエンドプレートとで挟み込まれている。エンドプレートを射出成形することで、シャフトとロータコアとの一体化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したロータを製造する際、射出成形機内でロータコアとシャフトとの芯出しを精度良く行うことは実際上難しく、ロータコアに対するシャフトの芯ズレが起こる場合がある。そこで、ロータを製造するにあたって、シャフトとロータコアとを一体化した後、シャフトを中心としたロータの回転バランス調整を行う必要がある。
【０００５】
本発明は、シャフトに対するロータコアの芯出しを容易にしてロータコアとシャフトとを一体固定したロータ及びその製造方法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】
【０００６】
本発明は、鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内に前記ロータコアの厚さ寸法より長いシャフトが挿入されて一体的に固定されたロータであって、
前記シャフトが前記ロータコアのシャフト穴に挿入された状態で前記シャフトに挿通され、焼嵌めされた前記ロータコアと前記シャフトとの軸方向相対移動を規制するリングと、
前記リングに設けられ、前記ロータの前記シャフト穴に圧入される突起部と、を備え、
前記突起部には、圧入によって前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させると共に前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行うテーパ面が設けられている。
【０００７】
リングに設けられた突起部をロータコアとシャフトとの隙間に圧入すると、突起部のテーパ面は、ロータコアのシャフト穴を拡大させながらロータコアのシャフト穴に圧着される。このテーパ面のシャフト穴への圧着によって、ロータコアはシャフト穴に対し芯出しされる。
【０００８】
また、前記突起部は、前記シャフトが圧入されるシャフト貫通穴の周囲に沿って設けられると共に、一辺が前記シャフトの軸線に沿って延在し、前記テーパ面に対応する斜辺が前記軸線に対して鋭角をなす断面直角三角形である。
このような構成を採用すると、ロータの製造時において、リングに設けられた突起部でロータコアのシャフト穴を容易に拡張させることができる。
【０００９】
本発明は、鋼材からなるロータコアの中央に形成されたシャフト穴内にシャフトが挿入されたロータを製造する方法であって、
前記ロータコアの平端面に対向して配置されたリングが加熱された状態で、前記リングに設けられたシャフト貫通穴内に前記シャフトが挿入され、
前記リングに設けられた突起部のテーパ面で前記ロータコアの前記シャフト穴を拡大させながら、前記テーパ面を前記ロータコアに圧着させて、前記シャフトに対する前記ロータコアの芯出しを行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シャフトとロータコアとの一体化にあたって、シャフトに対するロータコアの芯出しが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るロータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】ロータに適用するリングを示す斜視図である。
【図３】本発明に係るロータの製造方法に関して、リング上にロータコアを配置した状態を示す断面図である。
【図４】ロータコア上に別のリングを配置した状態を示す断面図である。
【図５】加工治具によってリングとロータコアとシャフトを一体にした状態を示す断面図である。
【図６】ロータの変形例を示す断面図である。
【図７】ロータの関連技術を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るロータ及びその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１に示されるように、モータに利用されるロータ１は、薄い円形の鋼板を積層したロータコア２を有している。このロータコア２には、厚さ方向に形成されて、円周方向に複数配置される磁石挿入孔に図示しないマグネットが挿入されている。マグネットは樹脂封止によって固定されている。ロータコア２の中央には、ロータコア２の厚さ寸法より長いシャフト６を挿入するためのシャフト穴２ｃが設けられている。
【００１４】
シャフト６は、ロータコア２のシャフト穴２ｃ内に僅かな隙間をもって挿入されている。シャフト穴２ｃは、シャフト６に対して締め代を有さず、シャフト６はロータコア２に対して隙間嵌め状態になっている。シャフト６とロータコア２の一体後、それらの相対回転を規制するためにシャフト穴２ｃまたはシャフト６にキー（突起）およびキー溝を形成しておくこともできる。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、ロータコア２の環状の平端面２ａ，２ｂには、鋼材からなる第１及び第２のリング３，４が当接して配置されている。各リング３，４には、シャフト６を挿入するためのシャフト貫通穴３ａ，４ａが形成されている。リング３，４のシャフト貫通穴３ａ，４ａは、シャフト６に対して締め代を有し、リング３，４は、シャフト６に径方向に圧着されている。また、２枚のリング３，４でロータコア２を軸方向に挟み込み、挟み込みの圧着力により、ロータコア２からシャフト６が抜けるのを防止している。
【００１６】
各リング３，４の環状の平端面３ｂ，４ｂには、ロータコア２のシャフト穴２ｃに挿入される突起部１０がそれぞれ設けられている。この突起部１０は、シャフト貫通穴３ａ，４ａに沿って環状に形成されている。この突起部１０は、一辺１０ａがシャフト６の軸線Ｌに沿って延在し、斜辺１０ｂが軸線Ｌに対して鋭角をなす断面直角三角形である。一辺１０ａに基づいて、突起部１０には環状内壁面１１が形成され、斜辺１０ｂに基づいて、突起部１０には環状なテーパ面１２が形成される。
【００１７】
突起部１０は、リング３，４がロータコア２に対し圧接されると、ロータコア２のシャフト穴２ｃを拡大させてロータコア２とシャフト６との間に圧入される。ロータ１の製造時において、ロータコア２のシャフト穴２ｃは突起部１０によって外側へ拡張されるように変形する。リング３，４の環状の平端面３ｂ，４ｂはロータコア２の環状な平端面２ａ，２ｂに当接する。また、突起部１０はシャフト６の外周面にも強く圧接し、テーパ面１２によって、シャフト６に対するロータコア２の芯出しが行なわれる。リング３，４は、焼嵌めされたロータコア２とシャフト６との軸方向相対移動を規制する。
【００１８】
次に、ロータ１の製造方法について説明する。
【００１９】
図３に示されるように、リング４を高温（例えば１５０℃程度）に加熱させた状態でリング４を載置台２０上にセットし、シャフト６をリング４のシャフト貫通穴４ａ内に上から挿入してシャフト６を鉛直方向に延在させる。上方からロータコア２を降下させて、シャフト６をロータコア２のシャフト穴２ｃ内に挿入する。
【００２０】
リング４を高温に加熱させることで、リング４のシャフト貫通穴４ａの直径はシャフト６の直径より拡大され、締め代を作り出している。これに対して、シャフト６は、ロータコア２のシャフト穴２ｃ内で隙間嵌め状態になっている。リング４の突起部１０の頂部１０ｃ上にロータコア２は載置されている。この頂部１０ｃは、シャフト穴２ｃの隙間Ｓに軸線Ｌ方向で対峙している。
【００２１】
図４に示されるように、同様にリング３を高温（例えば１５０℃程度）に加熱した状態で、リング３のシャフト貫通穴３ａ内にシャフト６を挿入する。加熱状態のリング３のシャフト貫通穴３ａの直径は、シャフト６の直径より拡大されて締め代を作り出している。そして、リング３の突起部１０の頂部１０ｃがロータコア２の上に載置されている。この頂部１０ｃは、シャフト穴２ｃの隙間Ｓに軸線Ｌ方向で対峙している。
【００２２】
図５に示されるように、リング３，４が高温加熱状態を維持し、上方からリング３を円筒状の加圧治具２１で加圧する。突起部１０の頂部１０ｃをロータコア２のシャフト穴２ｃすなわち隙間Ｓに挿入させながら、シャフト穴２ｃを拡張させて、突起部１０でロータコア２のシャフト穴２ｃを拡大させる。そして、突起部１０のテーパ面１２を介在させることで、リング３，４のシャフト貫通穴３ａ，４ａの中心とロータコア２のシャフト穴２ｃの軸線Ｌとシャフト６の軸線Ｌとの芯出しが行われる。その後、リング３，４を冷却させることで、リング３，４に対してシャフト６は芯出しされた状態で圧入状態になる。よって、シャフト６に対するロータコア２の芯出しが達成される。また、突起部１０は、シャフト６の抜け防止の増強に寄与する。
【００２３】
このロータ１に関して、リング３，４に設けられた突起部１０の組付け時にロータコア２のシャフト穴２ｃを拡大させると、突起部１０のテーパ面１２は、シャフト穴２ｃを拡大させながらロータコア２に圧着される。その結果、テーパ面１２によって、シャフト６に対するロータコア２の芯出しの容易化を図っている。そして、突起部１０を断面直角三角形状にすると、ロータ１の製造時において、リング３，４に設けられた突起部１０でロータコア２のシャフト穴２ｃを容易に拡張させることができる。
【００２４】
リング３，４は、シャフト６に対する締め代を作るために高温に加熱されるが、ロータコア２は、シャフト６に対する締め代を必要としないので高温に加熱させる必要がない。従って、ロータコア２を変形させることが少なく、ロータ１の回転に影響を与え難い。また、ロータコア２を高温に加熱させる場合、加熱に時間がかかるので大型な加熱炉などが必要になるが、リング３，４を加熱させる場合には、大型な加熱設備は必要ない。
【００２５】
また、テーパ面１２を有する突起部１０を利用することで、リング３，４とシャフト６とロータコア２とがしっかりと結合され、製造後のロータ１は、振動による芯ズレが起き難い。リング３，４は、焼嵌めされたロータコア２とシャフト６との軸方向相対移動を規制する。
【００２６】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。
【００２７】
図６に示されるように、変形例に係わるロータ３１は、フランジ３２ａが一体に設けられたシャフト３２と、フランジ３２ａとの協働でロータコア２を挟み込むリング３と、を備えている。このリング３には突起部１０が設けられている。加圧治具２１（図５参照）によって、突起部１０の頂部１０ｃをロータコア２のシャフト穴２ｃすなわち隙間Ｓに挿入させながら、シャフト穴２ｃを徐々に拡張させ、突起部１０でロータコア２のシャフト穴２ｃを拡大させる。そして、テーパ面１２をロータコア２に圧着させながら、シャフト６に対するロータコア２の芯出しが行われる。
【００２８】
ロータ１，３１に関して、隙間Ｓがなくても本発明を適用することができる。
【００２９】
ロータ１，３１に関して、環状に配置された突起部１０は、周方向で等間隔に断続的に複数個（例えば３個）設けられてもよい。
【００３０】
リング３，４はシャフト６に対してネジ結合されてもよい。この場合、リング３，４のシャフト貫通穴３ａ，４ａを形成する壁面には雌ねじが形成され、シャフト６の外周面には雄ねじが形成されている。
【００３１】
図７に示されるように、関連技術に係わるロータ４１は、シャフト６が挿入されるシャフト穴４２ｃを有するロータコア４２と、ロータコア４２の環状な平端面４２ａ，４２ｂに当接する第１及び第２のリング４３，４４と、を備えている。鋼材からなる各リング４３，４４には、シャフト６を挿入するためのシャフト貫通穴４３ａ，４４ａが形成されている。リング４３，４４のシャフト貫通穴４３ａ，４４ａはシャフト６に対して締め代を有し、リング４３，４４にシャフト６は圧入されている。２枚のリング４３，４４でロータコア４２を挟み込み、圧入力により、ロータコア４２からシャフト６が抜けるのを防止している。シャフト６の圧入は、製造時にリング４３，４４を高温に加熱してシャフト貫通穴４３ａ，４４ａを拡張した状態で行われる。
【００３２】
各リング４３，４４の環状な平端面４３ｂ，４４ｂには、円柱状の突起部５０がそれぞれ設けられている。各リング４３，４４の平端面４３ｂ，４４ｂにおいて、突起部５０は、軸線Ｌ方向に突出すると共に１８０度の位相をもって配置されている。
【００３３】
ロータコア４２の平端面４２ａ，４２ｂには、突起部５０が挿入される凹部５１が設けられている。突起部５０が凹部５１内に挿入されることで、ロータコア４２のシャフト穴４２ｃの軸線とリング４３，４４のシャフト貫通穴４３ａ，４４ａの中心との芯出しを行うことができる。突起部５０は、製造時においてリング４３，４４に対するロータコア４２の位置決めとして利用される。
【符号の説明】
【００３４】
１，３１，４１…ロータ  ２…ロータコア  ２ａ，２ｂ…ロータコアの平端面  ２ｃ…シャフト穴  ３，４…リング  ３ａ，４ａ…シャフト貫通穴  ３ｂ，４ｂ…リングの平端面  ６…シャフト  １０…突起部  １０ａ…一辺  １０ｂ…斜辺  １０ｃ…頂部  １１…環状内壁面  １２…テーパ面  ２１…加圧治具  ３２…シャフト  ３２ａ…フランジ  ４２…ロータコア  ４２ａ，４２ｂ…ロータコアの平端面  ４２ｃ…シャフト穴  ４３，４４…リング  ４３ａ，４４ａ…リングのシャフト貫通穴  ４３ｂ，４４ｂ…リングの平端面  ５０…突起部  ５１…凹部  Ｌ…軸線  Ｓ…隙間
【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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【図７】
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