(57)【要約】【課題】ロータコア及びリングを適切な熱量で加熱すること。【解決手段】本発明の加熱方法は、柱体形状を有し、柱体形状の両端面を連通する中空構造を有するロータコア１１の、少なくとも一つの端面に接するようにリング１２を配置し、ロータコア１１及びリング１２から離間し、且つ端面で対向するように磁束遮蔽板２３を配置し、ロータコア１１及びリング１２を誘導加熱する加熱方法であって、磁束遮蔽板２３は、リング１２を覆う領域の厚さがロータコア１１を覆う領域より厚い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱体形状を有し、前記柱体形状の両端面を連通する中空構造を有するロータコアの、少なくとも一つの端面に接するようにリングを配置し、
前記ロータコア及び前記リングから離間し、且つ前記端面で対向するように磁束遮蔽板を配置し、
前記ロータコア及び前記リングを誘導加熱する加熱方法であって、
前記磁束遮蔽板は、前記リングを覆う領域の厚さが前記ロータコアを覆う領域より厚い加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱方法に関し、特に高周波により発生した磁束でロータコアを誘導加熱する加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータにおけるロータは、ロータコアの中心に形成された中空構造の部分にシャフトを挿入し、ロータコアとシャフトとを固定することによって製造されている。
【０００３】
シャフトにロータコアを外嵌する方法として、高周波により磁場を発生させ、誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）により、ロータコアを加熱して、熱膨張によりロータコアの穴を拡張し、シャフトを穴に入れ、その後冷却する、焼き嵌め方法が知られている。
【０００４】
引用文献１には、ロータコアの端面から離間して対向するように磁束遮蔽板を配置し、ロータコアの中空構造の部分に挿入した内径コイルと、ロータコアの外周に配置した外径コイルとに電流を流して磁場を発生させ、ロータコイルを誘導加熱することにより、ロータコアの軸方向の長さ違いに対応できるロータコア加熱装置及びロータコア焼き嵌め方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、ロータコアとシャフトを焼き嵌めすることにより締結した場合、大きな嵌め代により高い保持力を得ることができる一方で、シャフトからの緊迫力によりコアプレートが座屈変形してしまい、締結力が抜けてしまうという課題がある。
【０００７】
この課題に対して、ロータコアをリング同士またはリングとシャフトのフランジで挟み込むことにより、座屈を防ぐ方法が考えられる。
【０００８】
特に座屈変形を完全に防ぐには、ロータコアとリングを同時に加熱して、シャフトを挿入する必要がある。
【０００９】
この加熱方法として、図４に示すように、ロータコア１の端面２にリング３を配置し、磁束遮蔽板４を端面３から一定距離離間して配置し、ロータコア１の中空構造の部分に挿入した内径コイル５と、ロータコアの外周に配置した外径コイル６とに磁場を発生させて、誘導加熱する方法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、ロータコアとリングとを同じ条件で加熱した場合、リングはロータコアに比べて熱容量が小さいので、磁束により発生するジュール熱が、リングにとって過剰となり、リングが異常加熱を引き起こしてしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、以上の課題を解決し、ロータコア及びリングを適切な熱量で加熱することができる加熱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】
【００１２】
本発明にかかる加熱方法は、柱体形状を有し、前記柱体形状の両端面を連通する中空構造を有するロータコアの、少なくとも一つの端面に接するようにリングを配置し、前記ロータコア及び前記リングから離間し、且つ前記端面で対向するように磁束遮蔽板を配置し、前記ロータコア及び前記リングを誘導加熱する加熱方法であって、前記磁束遮蔽板は、前記リングを覆う領域の厚さが前記ロータコアを覆う領域より厚くなるようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の加熱方法によれば、リングに対する磁束をロータコアに対する磁束より減らすことができ、ロータコア及びリングを適切な熱量で加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態にかかるロータコア及びロータコア加熱装置の構成の一部を説明する断面模式図である。
【図２】本実施の形態にかかるロータコア加熱装置の構成の一部を説明する断面模式図である。
【図３】本実施の形態にかかる加熱方法の手順を説明するフローチャートである。
【図４】ロータコア及びロータコア加熱装置の構成の一部を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本実施の形態）
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。図１は、本実施の形態にかかるロータコア及びロータコア加熱装置の構成の一部を説明する断面模式図である。図１において、ロータコア加熱装置２０は、内径コイル２１と、外径コイル２２と、磁束遮蔽板２３と、磁束遮蔽板２４とを備える。そして、ロータコア加熱装置２０は、円柱形状を有し、円柱の両端面を連通する中空構造を有するロータコア１１と、円板形状を有するリング１２とを加熱して、焼き嵌める。
【００１６】
内径コイル２１は、ロータコア１１の中空構造内に挿入されるコイルである。したがって、内径コイル２１の外径は、ロータコア１１の中空構造の部分の内径より小さい。内径コイル２１に高周波電流が流れることにより磁場が変化し、ロータコア１１及びリング１２が誘導加熱される。したがって、内径コイル２１は、導電性の材料で構成される。好ましくは、内径コイル２１は、金属で構成されることが望ましい。また、内径コイル２１は、ロータコア１１の軸方向で螺旋形状であることが望ましい。
【００１７】
外径コイル２２は、ロータコア１１の外周に離間して配置されるコイルである。したがって、外径コイル２２の内径は、ロータコア１１の外径より大きい。内径コイル２１と同様に外径コイル２２にも高周波電流が流れることにより磁場が変化し、ロータコア１１及びリング１２が誘導加熱される。したがって、外径コイル２２も、導電性の材料で構成される。好ましくは、外径コイル２２も、金属で構成されることが望ましい。
【００１８】
磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、リング１２を配置したロータコア１１の両端面に、離間して、それぞれ配置される。磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、ロータコア１１の一端面において、磁束を遮蔽する。
【００１９】
したがって、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、少なくともロータコア１１の一端面を覆う板状の形状が望ましい。一般にロータコアは、円柱形状であり、その端面は円形であるので、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は円板形状であることが望ましい。また、内径コイル２１の軸方向の長さが、ロータコア１１の軸方向の長さよりも長い場合でも、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４がロータコア１１の一端面を覆うことができるように、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、中心に内径コイル２１の外形より大きい穴を有する。
【００２０】
また、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、磁束を遮蔽する材料で構成される。すなわち、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、磁性を有する材料で構成される。例えば、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、銅または鉄で構成されることが望ましい。
【００２１】
そして、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、ロータコア１１の端面に、一定距離をおいて離間した位置で、それぞれ配置される。
【００２２】
特に、磁束遮蔽板２３は、リング１２に及ぶ磁束がロータコア１１に及ぶ磁束より少なくなる形状を有する。言い換えれば、磁束遮蔽板２３は、リング１２に対する磁束を、ロータコア１１に対する磁束より多く遮蔽する。上述した配置において、磁束遮蔽板２３は、リング１２に対応する領域での磁束遮蔽板２３の厚みが、ロータコア１１に対応する領域での磁束遮蔽板２３の厚みよりも厚くなる断面形状を有している。この断面形状により、磁束遮蔽板２３は、リング１２に対する磁束をロータコア１１に対する磁束より低く抑えることができる。この断面形状についての詳細を、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２は、本実施の形態にかかるロータコア加熱装置の構成の一部を説明する断面模式図である。図２では、磁束遮蔽板２３の厚さが領域により異なる点について説明する。
【００２４】
図２において、磁束遮蔽板２３は、ロータコア１１及びリング１２から所定の距離で離間した位置で、ロータコア１１及びリング１２を覆うように配置されている。また図２において、リング１２の幅をａ、ロータコア１１を覆う領域の厚さをｂ、リング１２を覆う領域の厚さをｃと定義する。
【００２５】
上述したように、磁束遮蔽板２３は、リング１２について、ロータコア１１より多くの磁束を遮蔽する。すなわち、磁束遮蔽板２３は、リング１２を覆う領域の厚さｃが、ロータコア１１を覆う領域の厚さｂより厚い断面形状を有する。この断面形状により、磁束遮蔽板２３は、ロータコア１１を覆う領域において、内径コイル２１により発生する磁束に対する遮蔽効率を高くすることができる。
【００２６】
ロータコア１１を覆う領域の厚さｂ、及びリング１２を覆う領域の厚さｃは、熱解析または実測によりロータコア１１及びリング１２が所望の温度となる厚みに設定される。
【００２７】
このように、リング１２を覆う領域の厚さｃを適切な厚さとすることにより、リング１２を所望の温度に制御して熱膨張させることができるので、リング１２の内径について、シャフトを挿入するために必要な拡張量を得ることができる。
【００２８】
つぎに、図１のロータコア加熱装置を用いてロータコア及びリングを加熱する方法について説明する。図３は、本実施の形態にかかる加熱方法の手順を説明するフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ３１において、ロータコア１１の端面１３にリング１２が、中心軸を同じくして配置され、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２において、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４が、ロータコア１１の端面に、一定距離をおいて離間し、対向するように配置され、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３２において、特に磁束遮蔽板２３は、より厚みのある領域が、リング１２に対向するように配置される。
ステップＳ３３において、内径コイル２１及び外径コイル２２に高周波電流が流されることにより、磁束が発生し、ロータコア１１及びリング１２が誘導加熱される。
ステップＳ３４において、ロータコア１１の中空構造の部分にシャフトが挿入され、ステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５において、ロータコア１１が冷却され、加熱処理を終了する。
以上の手順により、ロータコア１１とシャフトとが焼き嵌められる。
【００３０】
このように、本実施の形態の加熱方法によれば、リングを覆う領域の厚さがロータコアを覆う領域より厚い磁束遮蔽板を、ロータコア及びリングに離間して対向するように配置し、ロータコア及びリングを誘導加熱することにより、リングに対する磁束をロータコアに対する磁束より減らすことができ、リングを適切な熱量で加熱することができる。
【００３１】
例えば、リングが異常加熱を引き起こすと、ロータコアの電磁鋼板がめくれてしまう等の原因となる可能性があるが、本発明の加熱方法では、リングの異常加熱を抑制することができるので、ロータコアの電磁鋼板がめくれてしまうこともない。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施の形態では、ロータコイルを円柱形状として説明しているが、質量慣性主軸と回転中心軸が一致している柱体形状を有するものであれば、円柱形状以外にも適用できる。例えば、ロータコイルを、正多角形を端面とする角柱としてもよい。同様に、リングを円板形状として説明しているが、多角形を主面とする板としてもよい。また、リングの断面形状は特に限定されない。また、内径コイル、外径コイルは、円形の螺旋形状としているが、多角形の螺旋形状としてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、ロータコイルの一端面にリングを配置する例について説明しているが、ロータコイルの両端面にリングを配置してもよい。この場合、磁束遮蔽板２４は、磁束遮蔽板２３と同様の形状とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００３４】
１１            ロータコア
１２            リング
２０            ロータコア加熱装置
２１            内径コイル
２２            外径コイル
２３、２４        磁束遮蔽板
【図１】
2017093045.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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