(57)【要約】【課題】ロータコアの温度が必要以上に上昇してしまうという課題を解決し、ロータコアを適切な温度に加熱することができる加熱方法を提供すること。【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と、磁束遮蔽板２４とを所定の距離で離間し、且つ端面と磁束遮蔽板２４とを対向するように配置し、ロータコア１１を誘導加熱すると共に、冷却装置２５により、磁束遮蔽板２４をロータコア１１と対向していない表面から冷却する。【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と、磁束遮蔽板とを所定の距離で離間し、且つ前記端面と前記磁束遮蔽板とを対向するように配置し、
前記ロータコアを誘導加熱すると共に、冷却装置により、前記磁束遮蔽板を前記ロータコアと対向していない表面から冷却する加熱方法。
【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】
しかしながら、コイルから発生した磁束を磁束遮蔽板が吸収することにより、磁束遮蔽板自体も加熱するので、磁束遮蔽板の発熱がロータコアに伝わってしまい、ロータコアの温度が必要以上に上昇してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決し、ロータコアを適切な温度に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】
【０００８】
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と、磁束遮蔽板とを所定の距離で離間し、且つ前記端面と前記磁束遮蔽板とを対向するように配置し、前記ロータコアを誘導加熱すると共に、冷却装置により、前記磁束遮蔽板を前記ロータコアと対向していない表面から冷却するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の加熱方法によれば、ロータコアを適切な温度に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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加熱方法の手順を説明するフローチャートである。
【図３】焼き嵌めにおけるロータコアとシャフトの大きさを説明する略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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、冷却装置２５とを備える。一方、ロータコア１１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。そしてロータコア１１は、両端面にそれぞれ、プレート１２及び１３を備える。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、ロータコア１１の両端面に、離間して、それぞれ配置される。そして、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４は、ロータコア１１の一端面において、磁束を遮蔽する。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。具体的には、磁束遮蔽板２３は、接続部１４を介してプレート１２に取り付けられる。同様に、磁束遮蔽板２４は、接続部１５を介してプレート１３に取り付けられる。
【００１８】
また、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４の一方は、ロータコア１１の取り付け及び取り外しの際に、取り外し可能とすることが望ましい。例えば、ロータコア加熱装置２０に固定した磁束遮蔽板２４上にロータコア１１を取り付けた後に、取り外し可能な磁束遮蔽板２３を取り付けるようにしてもよい。
【００１９】
冷却装置２５は、磁束遮蔽板２４を冷却する装置である。冷却装置２５は、ロータコア１１と対向していない磁束遮蔽板２４の一面で少なくとも接するように配置される。具体的には、冷却装置２５は、水冷用のチラーで構成されても良い。更に、冷却装置２５は、ロータコア１１及び磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４と同様に、孔を有し、ロータコア１１、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４と共に内径コイル２１を挿入できる形状であってもよい。ロータコア１１、磁束遮蔽板２３、磁束遮蔽板２４及び冷却装置２５が内径コイル２１を挿入できる形状とすることにより、異なる高さのロータコアに対応して加熱する領域を調節することができる。この結果、ロータコア加熱装置２０は、磁束遮蔽板２３と磁束遮蔽板２４とをモータの品種別に交換することなく、異なる高さのロータコアに対応して加熱することができる。
【００２０】
上述の磁束遮蔽板２４は、冷却装置２５により冷却することができるので、内径コイル２１及び外径コイル２２により誘導加熱させやすい位置に配置してもよい。具体的には、磁束遮蔽板２４は、図１に示すように内径コイル２１及び外径コイル２２を設置した高さに配置してもよい。一方、磁束遮蔽板２３は、冷却装置２５により冷却されないので、内径コイル２１及び外径コイル２２による誘導加熱がなされない位置に配置することが望ましい。具体的には、磁束遮蔽板２３は、図１に示すように外径コイル２２を（可能であれば、内径コイル２１も）設置していない高さに配置することが望ましい。
【００２１】
次に、図１のロータコア加熱装置を用いてロータコアを加熱する方法について説明する。図２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。また、図３は、焼き嵌めにおけるロータコアとシャフトの大きさを説明する略図である。以下、図２のフローチャートに従って動作を説明する。
【００２２】
まず、ステップＳ３１において、ロータコア加熱装置２０に固定した磁束遮蔽板２４上に、中心軸を同じくし、且つ一定距離をおいて離間し、対向するようにロータコア１１が取り付けられ配置され、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。このステップＳ３２までは、ロータコア１１は常温であるので、図３に示すロータコア１１のコア径がシャフト４０のシャフト径より小さい。
【００２３】
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が誘導加熱されると共に、冷却装置２５により、磁束遮蔽板２４が冷却され、ステップＳ３４に進む。このステップＳ３３において、ロータコア１１が加熱されることにより、ロータコア１１が熱膨張し、図３に示すロータコア１１のコア径がシャフト４０のシャフト径より大きくなる。
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。
【００２４】
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。このステップＳ３５では、ロータコア１１が冷却されることにより、ロータコア１１が収縮し、ロータコア１１のコア径がシャフト４０のシャフト径より小さくなる。この結果、ロータコア１１とシャフト４０とが嵌合することになる。
以上の手順により、ロータコア１１とシャフト４０とが焼き嵌められる。
【００２５】
このように、本実施の形態の加熱方法によれば、ロータコアを誘導加熱すると共に、冷却装置により、磁束遮蔽板をロータコアと対向していない表面から冷却することにより、ロータコアを適切な温度に加熱することができる。
【００２６】
例えば、ロータコア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歪みの原因となる可能性があるが、本発明の加熱方法では、ロータコアの異常加熱を抑制することができるので、ロータコアに歪みが発生することもない。
【００２７】
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、磁束遮蔽板２４側に冷却装置を配置する例について説明しているが、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４にそれぞれ冷却装置を配置してもよい。この場合、磁束遮蔽板２３及び磁束遮蔽板２４の両方を内径コイル２１及び外径コイル２２を設置した高さに配置することができる。
【００２８】
また、冷却装置を配置する位置は、磁束遮蔽板をロータコアと対向していない表面から冷却する位置であればいずれでも良い。すなわち、磁束遮蔽板の側面から冷却しても良い。
【００２９】
また、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。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。
【符号の説明】
【００３０】
１１            ロータコア
１２、１３        プレート
１４、１５        接続部
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
２５            冷却装置
４０            シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017093186.tif 000005