(57)【要約】【課題】プレス加工による加工硬化処理後のロータブリッジ部の強度を精度良く取得することができるロータブリッジ部の強度検査方法を提供する。【解決手段】本発明は、複数枚積層させてロータコア２００を構成するロータコア用円盤１００に設けられ、プレス加工によって加工硬化処理が施されるロータブリッジ部１４０の強度検査方法であって、ロータブリッジ部１４０に対して加工硬化処理を施す前後でのロータブリッジ部１４０の軸方向における変位量を測定する工程と、変位量からロータブリッジ部１４０の強度を取得する工程と、を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚積層させてロータコアを構成するロータコア用円盤に設けられ、プレス加工によって加工硬化処理が施されるロータブリッジ部の強度検査方法であって、
前記ロータブリッジ部に対して加工硬化処理を施す前後での前記ロータブリッジ部の軸方向における変位量を測定する工程と、
前記変位量から前記ロータブリッジ部の強度を取得する工程と、を有するロータブリッジ部の強度検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータブリッジ部の強度検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータコアは、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動モータに用いられている。ロータコアは、円盤状にプレス打ち抜き加工された磁性鋼板（ロータコア用円盤）を複数枚積層することによって得ることができる。
【０００３】
特許文献１には、電動モータ（回転）の高速回転性能を向上させるために、ロータコア用円盤におけるロータブリッジ部に加工硬化処理を行い、ロータブリッジ部の強度を上げる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０４２０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロータコアの歩留まり向上のためには、ロータブリッジ部の強度について精度良く検査を行う必要がある。しかしながら、複数枚のロータコア用円盤を積層させてロータコアを構成した後では、外観から各ロータコア用円盤におけるロータブリッジ部を見ることができず、各ロータコア用円盤におけるロータブリッジ部の強度を直接測定することもできない。このため、ロータコアを構成した後では、ロータブリッジ部の強度を精度良く検査するのが困難であった。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであって、プレス加工による加工硬化処理後のロータブリッジ部の強度を精度良く取得することができるロータブリッジ部の強度検査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】
【０００７】
本発明は、複数枚積層させてロータコアを構成するロータコア用円盤に設けられ、プレス加工によって加工硬化処理が施されるロータブリッジ部の強度検査方法であって、前記ロータブリッジ部に対して加工硬化処理を施す前後での前記ロータブリッジ部の軸方向における変位量を測定する工程と、前記変位量から前記ロータブリッジ部の強度を取得する工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プレス加工による加工硬化処理後のロータブリッジ部の強度を精度良く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるロータコア用円盤の概略構成を示す図である。
【図２】複数枚のロータコア用円盤を積層させて構成したロータコアの外観を示す斜視図である。
【図３】ロータコアに永久磁石が挿入されたロータにおいて、永久磁石が形成する磁束について説明する図である。
【図４】図１中の破線で囲った領域Ａを拡大した図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】ロータブリッジ部における圧下深さと強度との関係の一例を示す図である。
【図７】ロータコア用円盤の加工装置の概略構成を示す図である。
【図８】加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部について説明する図である。
【図９】加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかる、ロータブリッジ部の強度検査方法ついて説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態にかかるロータコア用円盤１００の概略構成を示す図である。なお、図１において一点鎖線の扇形で囲った領域にのみ符号を付し、一点鎖線の扇形で囲った領域以外の領域については符号を省略する。図１に示すように、ロータコア用円盤１００には、ロータの回転軸を嵌合するための軸孔１１３と、永久磁石を挿入するための磁石孔１１１，１１２ａ，１１２ｂが形成されている。軸孔１１３はロータコア用円盤１００の中心の位置に形成されている。磁石孔１１１は、ロータコア用円盤１００の外縁部付近において円周方向に延在するように形成されている。また、一対の磁石孔１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ磁石孔１１１の両側において半径方向に延在するように形成されている。
【００１２】
さらに、ロータコア用円盤１００には、永久磁石からの漏れ磁束を抑制するための磁束漏れ抑制孔１１４，１１５ａ，１１５ｂが形成されている。磁束漏れ抑制孔１１４は、磁石孔１１２ａの半径方向内側（半径方向中心側）の端部と磁石孔１１２ｂの半径方向内側の端部との間に形成されている。また、磁束漏れ抑制孔１１５ａ，１１５ｂは、磁石孔１１１の両端の近傍にそれぞれ形成されている。
【００１３】
磁石漏れ抑制孔１１４の両端において、半径方向に延在するロータブリッジ部１４０がそれぞれ設けられている。つまり、磁石漏れ抑制孔１１４の一端と磁石孔１１２ａの半径方向内側の端部との間、及び、磁石漏れ抑制孔１１４の他端と磁石孔１１２ｂの半径方向内側の端部との間には、半径方向に延在するロータブリッジ部１４０がそれぞれ設けられている。
【００１４】
ロータコア用円盤１００は、図１中の一点鎖線の扇形で囲った領域に示されたパターンが、円周方向に沿って４５°ピッチで８回繰り返されている。
【００１５】
図２は、ロータコア２００の外観を示す斜視図である。なお、図２において一点鎖線の扇形で囲った領域にのみ符号を付し、一点鎖線の扇形で囲った領域以外の領域については符号を省略する。また、軸孔１１３に嵌合させる、ロータの回転軸における軸方向を軸方向Ｚとする。図２に示すように、ロータコア２００は、複数枚のロータコア用円盤１００を積層させて構成されている。ロータコア２００において、下層に位置するロータコア用円盤１００のロータブリッジ部１４０は外観からは見えない。
【００１６】
図３は、図２に示すロータコア２００に永久磁石が挿入されたロータ３００において、永久磁石が形成する磁束について説明する図である。なお、図３では、図２において一点鎖線の扇形で囲った領域のみ示す。
【００１７】
永久磁石１２１，１２２ａ，１２２ｂは、それぞれ磁石孔１１１，１１２ａ，１１２ｂに挿入され樹脂封止されている。永久磁石１２１において、半径方向外側の面がＮ極、半径方向内側の面がＳ極である。永久磁石１２２ａ，１２２ｂにおいて、永久磁石１２１に近い側の面がＮ極、遠い側の面がＳ極である。また、磁力線を太い破線矢印で示す。
【００１８】
永久磁石１２２ａ，１２２ｂによって形成される磁束の一部はロータブリッジ部１４０を通過する。これらの磁束は積層型ロータの回転運動には寄与しない、いわゆる“漏れ磁束”である。永久磁石１２２ａ，１２２ｂからの漏れ磁束の抑制のみを考慮すれば、ロータブリッジ部１４０を設けない方がよい。つまり、磁石漏れ抑制孔１１４の一端と磁石孔１１２ａの半径方向内側の端部とを連通させるとともに、磁石漏れ抑制孔１１４の他端と磁石孔１１２ｂの半径方向内側の端部とを連通させる方がよい。しかし、このようにすると、ロータコア用円盤１００の強度が低下する。電動モータを高速回転させたときの遠心力にも耐え得るロータコア用円盤１００の強度を確保するためには、ロータコア用円盤１００にロータブリッジ部１４０を設ける必要がある。
【００１９】
ロータブリッジ部１４０を通過する漏れ磁束を抑制するためには、ロータブリッジ部１４０の断面積をできるだけ小さくする必要がある。ロータコア用円盤１００の半径方向の強度を落とさずにロータブリッジ部１４０の断面積を減らすため、ロータブリッジ部１４０の上面はプレス加工によって圧下される。
【００２０】
図４は、図１中の破線で囲った領域Ａを拡大した図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５に示すように、加工硬化処理後のロータブリッジ部１４０は、上面において、短手方向の両端部がそれぞれプレス加工により圧下されている。これにより、ロータブリッジ部１４０には長手方向に延びる段差部１４０ａが形成される。ロータブリッジ部１４０の断面形状は凸形状になる（図５参照）。ロータブリッジ部１４０の上面を圧下すると、ロータブリッジ部１４０の断面積が減少するとともに、加工硬化によりロータブリッジ部１４０の強度を高めることができる。これにより、ロータコア用円盤１００の半径方向の強度を落とさずにロータブリッジ部を通過する漏れ磁束量を低減させることができる。
【００２１】
図５において、加工硬化処理後のロータブリッジ部１４０を破線で示す。ロータブリッジ部１４０に対してプレス加工により加工硬化処理を施すと、ロータブリッジ部１４０は、軸方向Ｚにおいて段差部１４０ａの上面の高さが変位する。ロータブリッジ部１４０に対して加工硬化処理を施す前後でのロータブリッジ部１４０の軸方向Ｚにおける変位量を圧下深さ（潰し深さ）ｄとする。また、ロータブリッジ部１４０に対してプレス加工により加工硬化処理を施すと、ロータブリッジ部１４０の幅は拡大する（図５中の拡大幅Ｗ）。
【００２２】
図６は、ロータブリッジ部１４０における圧下深さｄと強度Ｓとの関係の一例を示す図である。図６に示すように、ロータブリッジ部１４０における圧下深さｄと強度Ｓとの間には相関関係がある。つまり、ロータブリッジ部１４０において強度が十分か否かを判断するためには、圧下深さｄを測定すればよい。ロータブリッジ部１４０の強度が必要強度Ｓ１未満である場合、ロータブリッジ部１４０の強度は不十分（強度ＮＧ）である。ロータブリッジ部１４０の強度が必要強度Ｓ１以上である場合、ロータブリッジ部１４０の強度は十分（強度ＯＫ）である。圧下深さｄが図６中に示す規格範囲内にあればロータブリッジ部１４０の強度は十分であると判断できる。
【００２３】
図１に示すロータコア用円盤１００は、厚さが、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度の帯状、または正方形状の鋼板に対し、打ち抜き加工およびプレス加工を施すことにより形成される。具体的には、まず、所定長の鋼板において、打ち抜きされ得るロータコア用円盤１００の外縁部内の所定の位置において、磁石孔１１１，１１２ａ，１１２ｂと、磁束漏れ抑制孔１１４，１１５ａ，１１５ｂと、回転軸を嵌合するための軸孔１１３と、を形成する打ち抜き加工を行う。続いて、打ち抜き加工によってロータコア用円盤１００の外形を打ち抜き、ロータコア用円盤１００を成型する。続いて、プレス加工によりロータブリッジ部１４０の上面を圧下し、ロータブリッジ部１４０の長手方向に延びる段差部１４０ａを形成する（図４および図５参照）。
【００２４】
ここで、ロータブリッジ部１４０に対して加工硬化処理を施す前後でのロータブリッジ部１４０の軸方向における変位量を測定する工程について説明する。なお、以下の説明において図４および図５についても適宜参照する。
図７は、ロータコア用円盤１００の加工装置４００の概略構成を示す図である。図７に示すように、加工装置４００には、上流工程から順に、アンコイラ４０１、レベラー４０２、フィーダー４０３、打ち抜き工程部４０４、加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部４０５、加工硬化処理工程部４０６、加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部４０７、が配置されている。
【００２５】
アンコイラ４０１は、コイル状に巻回形成された鋼板を装着するものである。レベラー４０２は、アンコイラ４０１から繰り出される鋼板の巻き癖を矯正するものである。フィーダー４０３は、打ち抜き工程部４０４に向けて鋼板を所定長ずつ間欠的に供給するものである。
【００２６】
加工装置４００は、上型４０８と下型４０９から構成される型を備えている。打ち抜き工程部４０４、加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部４０５、加工硬化処理工程部４０６および加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部４０７は、この型内に配置されている。打ち抜き工程部４０４では、鋼板に対し上述した打ち抜き加工を行ってロータコア用円盤１００を成形する。加工硬化処理工程部４０６では、ロータコア用円盤１００のロータブリッジ部１４０（図４参照）に対し、上述した加工硬化処理を行う。
【００２７】
加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部４０５および加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部４０７では、上型４０８内に配置されたレーザ測距器４１０，４１１を用いてロータコア用円盤１００のロータブリッジ部１４０の圧下深さの測定を行う。図８に示すように、加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部４０５では、加工硬化処理を実施する前におけるロータコア用円盤１００のロータブリッジ部１４０に対し、所定の箇所において圧下深さの測定を行う。また、図９に示すように、加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部４０７では、加工硬化処理を実施した後におけるロータコア用円盤１００のロータブリッジ部１４０に対し、所定の箇所において圧下深さの測定を行う。
【００２８】
ロータブリッジ部１４０に対し圧下深さの測定を行う所定の位置は、加工硬化処理前の圧下深さ測定工程と加工硬化処理後の圧下深さ測定工程とでいずれも同じである。また、圧下深さの測定を行うロータブリッジ部１４０の所定の箇所は、加工硬化処理において押し潰される部分（図５の段差部１４０ａに相当する部分）とする（図中のＢ点およびＤ点）。なお、圧下深さの測定を行うロータブリッジ部１４０の所定の箇所は１箇所以上であればよい。また、図８および図９に示す例では、参考のために加工硬化処理において押し潰されない部分についても圧下深さ測定を行っている（図中のＣ点）。
【００２９】
次に、ロータブリッジ部１４０の強度を取得する工程について説明する。なお、以下の説明において図２、図４および図５についても適宜参照する。
ロータブリッジ部１４０に対して加工硬化処理を施す前後でのロータブリッジ部１４０の軸方向における変位量（圧下深さ）を測定する工程に続き、当該変位量からロータブリッジ部１４０の強度を取得する工程を実施する。具体的には、図６に例示したグラフなどの、ロータブリッジ部１４０における圧下深さｄと強度Ｓとの関係を示すグラフを用いて、測定した加工硬化処理を施す前後でのロータブリッジ部１４０の軸方向における変位量からロータブリッジ部１４０の強度を算出する。算出した強度が、必要強度以上であればロータブリッジ部１４０の強度が十分であると判断し、必要強度未満であればロータブリッジ部１４０の強度が不十分であると判断する。
【００３０】
以上のように、ロータコア用円盤１００の加工において加工硬化処理の前後で圧下深さの測定を行うことにより、プレス加工による加工硬化処理後のロータブリッジ部の強度を精度良く取得することができる。また、ロータコア２００を構成するにあたり、ロータブリッジ部１４０の強度が十分であると判断されたロータコア用円盤１００のみ使用する。これにより、ロータコア２００の歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
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、上述した実施の形態では、ロータブリッジ部の圧下深さはレーザを用いて測定したがこれに限るものではない。ロータブリッジ部の圧下深さの測定方法は、画像を撮影して測定する方法であっても、渦電流センサを用いて測定する方法であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１００  ロータコア用円盤
１１１，１１２ａ，１１２ｂ  磁石孔
１１３  軸孔
１１４，１１５ａ，１１５ｂ  磁束漏れ抑制孔
１４０  ロータブリッジ部
１４０ａ  段差部
２００  ロータコア
４００  加工装置
４０４  打ち抜き工程部
４０５  加工硬化処理前の圧下深さ測定工程部
４０６  加工硬化処理工程部
４０７  加工硬化処理後の圧下深さ測定工程部
【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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【図８】
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【図９】
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