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技術 ロータの製造方法及びロータ

出願人 株式会社デンソー
発明者 能勢高紀小谷野大介
出願日 2016年5月19日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2016-100729
公開日 2017年11月24日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-208960
状態 特許登録済
技術分野 同期機の永久磁石界磁
主要キーワード 補助ロータ 非磁性カバー 湾曲形 径方向内側端面 固定場所 芯出し用 軸方向出力 字コア
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月24日)のものです。
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図面 (8)

課題

容易に永久磁石を強固に保持することができるロータの製造方法を提供すること。

解決手段

ロータコア52と、ロータコア52の外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石53と、各永久磁石53の外表面を覆う筒状の非磁性カバー54とを備えたロータの製造方法は、内径の大きい大径部81と内径の小さい小径部82とが軸方向に並設された非磁性カバー54を成形する非磁性カバー成形工程と、ロータコア52の外表面に永久磁石53を当接させた状態で、大径部81の内面及び小径部82の内面が共に永久磁石53の外表面と当接するように非磁性カバー成形工程で成形した非磁性カバー54を圧入するカバー圧入工程とを備える。

概要

背景

従来からモータロータとしては、回転軸と、回転軸に外嵌固定されたロータコアと、ロータコアの外表面側に設けられた周方向に複数の永久磁石とを備えたものがある。そして、このようなロータとしては、永久磁石が、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状とされ、各永久磁石が筒状の非磁性カバーによって覆われて保持されるものがある(例えば、特許文献1参照)。

概要

容易に永久磁石を強固に保持することができるロータの製造方法を提供すること。ロータコア52と、ロータコア52の外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石53と、各永久磁石53の外表面を覆う筒状の非磁性カバー54とを備えたロータの製造方法は、内径の大きい大径部81と内径の小さい小径部82とが軸方向に並設された非磁性カバー54を成形する非磁性カバー成形工程と、ロータコア52の外表面に永久磁石53を当接させた状態で、大径部81の内面及び小径部82の内面が共に永久磁石53の外表面と当接するように非磁性カバー成形工程で成形した非磁性カバー54を圧入するカバー圧入工程とを備える。

目的

そこで、容易に永久磁石を強固に保持することができるロータ及びその製造方法が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

ロータコアと、ロータコアの外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石と、各前記永久磁石の外表面を覆う筒状の非磁性カバーとを備えたロータの製造方法であって、内径の大きい大径部と内径の小さい小径部とが軸方向に並設された前記非磁性カバーを成形する非磁性カバー成形工程と、前記ロータコアの外表面に前記永久磁石を当接させた状態で、前記大径部の内面及び前記小径部の内面が共に前記永久磁石の外表面と当接するように前記非磁性カバー成形工程で成形した前記非磁性カバーを圧入するカバー圧入工程とを備えたことを特徴とするロータの製造方法。

請求項2

請求項1に記載のロータの製造方法であって、前記カバー圧入工程では、前記非磁性カバーの前記大径部側から圧入することを特徴とするロータの製造方法。

請求項3

請求項2に記載のロータの製造方法であって、前記非磁性カバー成形工程では、前記大径部と前記小径部との間に徐々に内径が小さくなる縮径部を成形することを特徴とするロータの製造方法。

請求項4

請求項2又は3に記載のロータの製造方法であって、前記ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成されるものであって、前記カバー圧入工程では、前記非磁性カバーを前記高硬度部側から圧入することを特徴とするロータの製造方法。

請求項5

ロータコアと、ロータコアの外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石と、各前記永久磁石の外表面を覆う筒状の非磁性カバーとを備えたロータであって、前記非磁性カバーは、前記永久磁石の周方向の広い範囲と高い圧力で圧接する高圧接部と、前記永久磁石の周方向の狭い範囲と低い圧力で圧接する低圧接部とが軸方向に並設されたことを特徴とするロータ。

技術分野

0001

本発明は、ロータの製造方法及びロータに関するものである。

背景技術

0002

従来からモータのロータとしては、回転軸と、回転軸に外嵌固定されたロータコアと、ロータコアの外表面側に設けられた周方向に複数の永久磁石とを備えたものがある。そして、このようなロータとしては、永久磁石が、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状とされ、各永久磁石が筒状の非磁性カバーによって覆われて保持されるものがある(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2015−231254号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記したロータでは、非磁性カバーの内面が永久磁石の外表面における周方向中央部のみと当接する真円形状に図示されており、永久磁石を強固に保持する構成については開示されていない。そこで、容易に永久磁石を強固に保持することができるロータ及びその製造方法が望まれている。

0005

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に永久磁石を強固に保持することができるロータの製造方法及びロータを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するロータの製造方法は、ロータコアと、ロータコアの外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石と、各前記永久磁石の外表面を覆う筒状の非磁性カバーとを備えたロータの製造方法であって、内径の大きい大径部と内径の小さい小径部とが軸方向に並設された前記非磁性カバーを成形する非磁性カバー成形工程と、前記ロータコアの外表面に前記永久磁石を当接させた状態で、前記大径部の内面及び前記小径部の内面が共に前記永久磁石の外表面と当接するように前記非磁性カバー成形工程で成形した前記非磁性カバーを圧入するカバー圧入工程とを備える。

0007

同方法によれば、成形工程では、内径の大きい大径部と内径の小さい小径部とが軸方向に並設された非磁性カバーが成形される。そして、カバー圧入工程では、ロータコアの外表面に永久磁石が当接された状態で、前記大径部の内面及び前記小径部の内面が共に永久磁石の外表面と当接するように非磁性カバー成形工程で成形した非磁性カバーが圧入される。このようにすると、小径部によって永久磁石が強固に保持される。また、大径部によってカバー圧入工程時の圧入力が強くなり過ぎることが抑えられ非磁性カバーが座屈してしまうといったことが抑えられる。また、大径部も内面が永久磁石の外表面と当接するため、大径部の部位がロータ全体の最大外径を大きくしてしまうことが抑えられ、大径部がロータと対向するステータとのギャップを大きくしてしまうことが抑えられる。

0008

上記ロータの製造方法であって、前記カバー圧入工程では、前記非磁性カバーの前記大径部側から圧入することが好ましい。
同方法によれば、カバー圧入工程では、非磁性カバーの大径部側から圧入されるため、小径部側から圧入する方法に比べて、圧入し易くなる。

0009

上記ロータの製造方法であって、前記非磁性カバー成形工程では、前記大径部と前記小径部との間に徐々に内径が小さくなる縮径部を成形することが好ましい。
同方法によれば、非磁性カバー成形工程では、前記大径部と前記小径部との間に徐々に内径が小さくなる縮径部が成形されるため、カバー圧入工程で大径部から小径部にスムーズに圧入され、圧入し易くなる。

0010

上記ロータの製造方法であって、前記ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成されるものであって、前記カバー圧入工程では、前記非磁性カバーを前記高硬度部側から圧入することが好ましい。

0011

同方法によれば、ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成され、カバー圧入工程では、非磁性カバーが高硬度部側から圧入されるため、低硬度部側から圧入される場合に比べて、ロータコアの変形を抑えることができる。

0012

上記課題を解決するロータは、ロータコアと、ロータコアの外表面と当接して周方向に複数設けられ、軸方向から見て、その外表面における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心からの距離が遠い湾曲形状の永久磁石と、各前記永久磁石の外表面を覆う筒状の非磁性カバーとを備えたロータであって、前記非磁性カバーは、前記永久磁石の周方向の広い範囲と高い圧力で圧接する高圧接部と、前記永久磁石の周方向の狭い範囲と低い圧力で圧接する低圧接部とが軸方向に並設されることが好ましい。

0013

同構成によれば、非磁性カバーは、永久磁石の周方向の広い範囲と高い圧力で圧接する高圧接部と、永久磁石の周方向の狭い範囲と低い圧力で圧接する低圧接部とが軸方向に並設されるため、高圧接部によって永久磁石が強固に保持される。また、低圧接部によって、組み付け(カバー圧入工程)時の圧入力が強くなり過ぎることが抑えられ非磁性カバーが座屈してしまうといったことが抑えられる。また、低圧接部も永久磁石の外表面と当接するため、低圧接部の部位がロータ全体の最大外径を大きくしてしまうことが抑えられ、低圧接部がロータと対向するステータとのギャップを大きくしてしまうことが抑えられる。

発明の効果

0014

本発明のロータの製造方法及びロータでは、容易に永久磁石を強固に保持することができる。

図面の簡単な説明

0015

一実施形態におけるモータの概略構成を示す模式断面図。
一実施形態におけるモータの分解斜視図。
(a)は一実施形態におけるモータの側面図、(b)はb−b断面図。
一実施形態におけるステータコアとロータを示す断面図。
一実施形態におけるモータの製造方法を説明するための説明図。
一実施形態におけるロータの製造方法を説明するための説明図。
(a)及び(b)は一実施形態におけるロータの部分拡大断面図。

実施例

0016

以下、一実施形態を図1図7に従って説明する。
図1に示すように、モータ10は、第1エンドフレーム(以下、第1フレーム11とする)と第2エンドフレーム(以下、第2フレーム12とする)とによって円環状のステータ13を回転軸方向に挟持した構成となっている。第1フレーム11と第2フレーム12とは、ステータ13の外周に配置される複数(本実施形態では2つ)のスルーボルト14によって互いに固定されている。また、ステータ13の内側にロータ15が回転可能に配置されている。なお、本実施形態では、モータ10の軸方向反出力側図1において上側)でステータ13を保持するエンドフレームを第1フレーム11とし、軸方向出力側でステータ13を保持するエンドフレームを第2フレーム12としている。

0017

図1及び図2に示すように、ステータ13は、円環状のステータコア16と、該ステータコア16に巻装されたコイル17とを有する。図3(b)に示すように、ステータコア16は、円環状をなす環状部16aと、環状部16aから径方向内側に延び周方向に並ぶ複数(本実施形態では60個)のティース16bと、環状部16aの外周面から径方向外側に突出し軸方向に沿って延びる4つのコア外周突出部16cとから構成されている。環状部16aの外周面は円筒状をなすとともに、同環状部16aの軸方向の両端面は、軸方向と直交する平面状をなしている。また、コイル17は、複数のティース16bに跨って巻装されている。

0018

図3(a)及び図3(b)に示すように、コア外周突出部16cは、環状部16aの外周面における周方向に等角度間隔(本実施形態では90°間隔)となる4か所に設けられている。各コア外周突出部16cは、環状部16aの軸方向の一端から他端まで軸方向に沿って延びる突条をなすとともに、軸方向から見た形状がその基端から先端に向かうにつれて周方向の幅が狭くなる略台形状をなしている。また、各コア外周突出部16cには、各コア外周突出部16cの先端(径方向外側の端)から基端に向かって凹設された円弧凹部16dが形成されている。円弧凹部16dは、軸方向から見た形状が円弧状をなすとともに、コア外周突出部16cを軸方向に貫通する溝状をなしている。なお、円弧凹部16dの曲率半径は、スルーボルト14における雄螺子状の部分の半径より若干大きい値となっている。そして、4つのコア外周突出部16cのうち周方向に180°間隔となる2箇所に設けられた2つのコア外周突出部16c(図3(b)において左右に設けられた2つのコア外周突出部16c)の円弧凹部16dには、軸方向に延びる略円柱状をなすスルーボルト14が配置されている。これら2つのコア外周突出部16cは、軸方向から見て、スルーボルト14の外周の約半分を囲んでいる。

0019

図1に示すように、このステータコア16は、電磁鋼板材プレス加工により打ち抜いて形成した複数枚ステータコアシート18を軸方向に積層してかしめて一体化することにより形成されている。ステータコア16の軸方向の両端部には、径方向内側において軸方向外側に延設されるロータ対向部65を備えた断面L字型のL字コア66が取着されている。

0020

従って、ステータコア16の積厚(積層されたステータコアシート18及びL字コア66全体の厚み)を小さく抑えつつも、ティース16bの径方向内側端面16e(ロータ15との対向面)の軸方向長さを確保することが可能となっている。図3(a)では、ステータコアシート18を省略してステータコア16を簡略化して図示している。

0021

図1及び図2に示すように、ステータコア16の軸方向の両側に配置された第1フレーム11及び第2フレーム12は、金属材料よりなるとともに、鋳造により形成されている。第1及び第2フレーム11,12は、略円盤状の第1及び第2本体部21,31と、第1及び第2本体部21,31から軸方向に延出された円筒状の第1及び第2ステータ保持部22,32をそれぞれ備えている。また、第1及び第2フレーム11,12は、第1及び第2ステータ保持部22,32の外周面及び第1及び第2本体部21,31に一体に設けられた複数(本実施形態では2つずつ)の第1及び第2ボルト締結部23,33を備えている。第1及び第2ボルト締結部23,33は、周方向に等角度間隔(本実施形態では180°間隔)に設けられている。また、各第1ボルト締結部23には、スルーボルト14が挿通される第1締結孔23a(図2参照)が形成されるとともに、各第2ボルト締結部33には、スルーボルト14が螺合される雌螺子状の第2締結穴33a(図3(b)参照)が形成されている。第1フレーム11及び第2フレーム12は、第1締結孔23aを貫通し第2締結穴33aに螺合されたスルーボルト14によって第1及び第2ボルト締結部23,33が互いに連結されることにより、互いに固定されて一体化されている。また、第2フレーム12は、図示しない螺子にてモータ10を外部の固定場所に固定するための固定部34を有する。固定部34は、第2本体部31において2つの第2ボルト締結部33から周方向にずれた2箇所から径方向外側に延設されている。なお、モータ10は、例えば、第1フレーム11に対して第2フレーム12が下方に位置するように固定場所に固定される。

0022

図2及び図3(a)に示すように、第1ステータ保持部22の先端部には、ステータコア16の軸方向の一端部(図3(a)において上端部)が径方向内側に嵌合された第1嵌合部25が形成されている。同様に、第2ステータ保持部32の先端部には、ステータコア16の軸方向の他端部(図3(a)において下端部)が径方向内側に嵌合された第2嵌合部35が形成されている。

0023

第1嵌合部25は、周方向に離間して並ぶ複数(本実施形態では4個)の第1嵌合壁25aから構成されている。4つの第1嵌合壁25aは、周方向に等角度間隔(本実施形態では90°間隔)に設けられている。更に、4つの第1嵌合壁25aは、周方向に隣り合うコア外周突出部16cの間に1つずつ配置されている。即ち、コア外周突出部16cは、周方向に隣り合う第1嵌合壁25aの間に位置して第1嵌合壁25aと周方向に重なっている。そして、コア外周突出部16cは、第1嵌合壁25aと径方向に重なっていない。また、第2嵌合部35は、周方向に離間して並ぶ複数(本実施形態では8個)の第2嵌合壁35aから構成されている。第2嵌合壁35aは、各コア外周突出部16cの周方向の両側に1つずつ(即ち周方向に隣り合うコア外周突出部16cの間に2つずつ)配置されている。即ち、コア外周突出部16cは、周方向に隣り合う第2嵌合壁35aの間に位置して第2嵌合壁35aと周方向に重なっている。そして、コア外周突出部16cは、第2嵌合壁35aと径方向に重なっていない。

0024

第1及び第2嵌合部25,35(第1及び第2嵌合壁25a,35a)は、第1及び第2ステータ保持部22,32における基端側の部分よりも径方向の厚さが薄く形成されている。また、第1及び第2嵌合壁25a,35aは、軸方向と平行に延出されるとともに、軸方向から見て周方向に沿った円弧状をなしている。更に、各第1及び第2嵌合壁25a,35aは、基端から先端(第1及び第2ステータ保持部22,35の先端側の端)に向かうにつれて周方向の幅が狭くなっている。

0025

図1に示すように、第1及び第2嵌合部25,35の内周面、即ち各第1及び第2嵌合壁25a,35aの径方向内側の側面は、第1及び第2フレーム11,12とステータコア16との芯出し用の第1及び第2芯出し面25b,35bとなっている。

0026

また、第1及び第2フレーム11,12は、第1及び第2ステータ保持部22,32の中心軸線と直交する方向に第1及び第2嵌合部25、35の基端部と隣り合う第1及び第2当接面26,36を有する。そして、第1当接面26には、第1嵌合部25に嵌入された環状部16aの軸方向の一端面(図1において上端面)が軸方向に当接している。また、第2当接面36には、第2嵌合部35に嵌入された環状部16aの軸方向の他端面(図1において下端面)が軸方向に当接している。この状態で、第1フレーム11及び第2フレーム12は、第1及び第2ステータ保持部22,32でステータ13を挟持しつつスルーボルト14にて互いに固定されている。

0027

なお、本実施形態では、第1及び第2ステータ保持部22,32の先端部に設けられた第1及び第2嵌合部25,35(第1及び第2嵌合壁25a,35a)は、第1及び第2当接面26,36から軸方向に突出している。そのため、第1フレーム11において第1芯出し面25bと第1当接面26とが直角をなして近接するとともに、第2フレーム12において第2芯出し面35bと第2当接面36とが直角をなして近接している。

0028

第1本体部21の中央部には、ボールベアリングB1を軸方向のステータ13側(モータ10の内部側)から組付け可能に凹設された軸受収容部29が形成されている。軸受収容部29は、軸方向視円形状をなしており、その内周面が軸方向に延びる円筒状をなしている。また、軸受収容部29の中心軸線は、第1ステータ保持部22の中心軸線(第1嵌合部25の中心軸線)と一致している。そして、第1フレーム11は、この軸受収容部29内に円環状のボールベアリングB1を収容して保持している。また、軸受収容部29の底部中央には、軸受収容部29の底部を軸方向に貫通する貫通孔29aが形成されている。そして、軸受収容部29の底部における貫通孔29aの径方向外側の部分と軸受収容部29に収容されたボールベアリングB1との間には、ボールベアリングB1をステータ13側に軸方向に付勢するウェーブワッシャ41が介在されている。

0029

第2本体部31の中央部には、円環状のボールベアリングB2を収容して保持する軸受収容部40が凹設されている。軸受収容部40は、第2フレーム12の軸方向外側端面からモータ10の内部側(ステータ13側)に窪む凹形状をなしている。つまり、軸受収容部40は、ボールベアリングB2をモータ10の外部側(ステータ13と反対側)から組付け可能に形成されている。また、軸受収容部40の中心軸線は、第2ステータ保持部32の中心軸線(第2嵌合部35の中心軸線)と一致している。そして、第2フレーム12は、軸受収容部40内に配置されたボールベアリングB2を、第1フレーム11に保持されたボールベアリングB1と同軸となるように保持している。また、ボールベアリングB2は、軸受収容部40の底部に軸方向から当接することで、軸方向の位置決めがなされている。なお、軸受収容部40の底部中央には、軸受収容部40の底部を軸方向に貫通する貫通孔40aが形成されている。

0030

ロータ15は、ボールベアリングB1,B2に回転可能に支持された回転軸51と、回転軸51に一体回転可能に固定された円筒状のロータコア52と、ロータコア52の外表面に配置された複数の永久磁石53と、各永久磁石53の外表面を覆って保持する筒状の非磁性カバー54とを備える。各永久磁石53は、ステータコア16の内周面(ティース16bの径方向内側端面16e)と非磁性カバー54を介して径方向に対向している。回転軸51の先端部(図1において下端部)は、貫通孔40aを貫通しボールベアリングB2から第2フレーム12の外部であってモータ10の外部に突出しており、その突出部分には、出力部としてのジョイント55(図2参照)が装着される。また、回転軸51の基端部(図1において上端部)は、貫通孔29aを貫通し第1フレーム11の外部に突出しており、その突出部分には、固定部材56を介して円盤状のセンサマグネット57が固定されている。

0031

図1及び図2に示すように、第1フレーム11の外側面には制御部61が固定されている。制御部61は、第1フレーム11に固定されるカバー62と、カバー62の内部に収容される回路基板63とを備えている。回路基板63には、前記センサマグネット57と対向する磁気センサ63a等を含む種々の素子実装されている。また、回路基板63には、前記コイル17の端部が電気的に接続される。また、回路基板63には、モータ10に給電するための外部コネクタ(図示略)が接続されるコネクタ部64が固定されるとともに、該コネクタ部64はカバー62の外部に露出している。そして、外部コネクタから供給される電源が回路基板63を介してコイル17に供給されることにより、ロータ15が回転するようになっている。

0032

ここで、図4に示すように、本実施形態のロータ15のロータコア52は複数枚のロータコアシート67が積層されて構成される。各ロータコアシート67の板厚は、ステータコアシート18の板厚と同一である。そして、ロータコア52の外周面をL字コア66を含むステータコア16の内周面全体に対向させるために、ロータコアシート67はステータコアシート18の積層枚数同数メインロータコアシート67aと、不足分の補助ロータコアシート67bとで構成されている。

0033

メインロータコアシート67aは、プレス加工によりステータコアシート18と共通の電磁鋼板材から形成される。すなわち、図5に示すように、共通の電磁鋼板材68からプレス加工によりステータコアシート18とメインロータコアシート67aが1枚ずつ形成される。

0034

補助ロータコアシート67bは、別工程で電磁鋼板材より柔らかい(硬度の低い)spcc材(冷間圧延鋼板)を打ち抜いて形成される。
そして、ロータコア52は、メインロータコアシート67aが積層されてなる硬度の高い高硬度部71と、補助ロータコアシート67bが積層されてなる硬度の低い低硬度部72とが、軸方向に並設されて構成されている。

0035

また、図1及び図6に示すように、回転軸51は、その長手方向(軸方向)の中間部にロータコア52が外嵌固定されるローレット部51a(図4では、図示略)を有する。本実施形態のローレット部51aは、軸方向に沿って延びる溝が周方向に多数設けられるようにローレット加工が施されてなる。また、回転軸51は、その両端側に前記ローレット部51aが形成されていない非ローレット部51b,51cを有し、それら同士の長さが異なり、軸方向一端側図1において上端側)であってセンサマグネット57が固定される側の非ローレット部51bが軸方向他端側(図1において下端側)の非ローレット部51cよりも長く形成されている。そして、回転軸51は、その軸方向一端面図1において上端面)と軸方向他端面(図1において下端面)とに異なる形状の溝部51d,51eが設けられている。本実施形態では、回転軸51の軸方向一端面の溝部51dと、回転軸51の軸方向他端面の溝部51eとは、軸方向から見て、径の異なる円形の溝部であって、軸方向一端面の溝部51dが軸方向他端面の溝部51eよりも径の大きな円形の溝部とされている。そして、回転軸51は、前記ロータコア52の高硬度部71側に長い方の(軸方向一端側であって径の大きい溝部51dが形成された側の)非ローレット部51bが配置されるように、ローレット部51aがロータコア52に圧入された状態でロータコア52と固定されている。

0036

また、図3(b)に示すように、永久磁石53は、ロータコア52の外表面(外周面)と当接して周方向に複数(本実施形態では10個)設けられている。
図7(a)及び図7(b)に示すように、この永久磁石53は、軸方向から見て、その外表面(径方向外側の面)における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心L1からの距離が遠い湾曲形状とされている。詳しくは、永久磁石53は、ロータコア52の外表面と当接するように配置された状態で、軸中心L1から外表面における周方向中央部までの距離K1が、軸中心L1から外表面における周方向端部までの距離K2よりも遠くなる(大きくなる)湾曲形状に形成されている。また、本実施形態の永久磁石53は、図7(a)に示すように、その外表面における周方向中央部よりも径方向外側にある配向点Zを磁束(矢印A参照)が通るように(逆ラジアルに)着磁されている。

0037

また、各永久磁石53の外表面を覆う筒状の非磁性カバー54は、その軸方向に高圧接部54a(図7(a)参照)と低圧接部54b(図7(b)参照)とを有する。高圧接部54aは、ロータコア52の高硬度部71側(図4における上側)に配置され、図7(a)に示すように、永久磁石53の外表面における周方向の広い範囲W1と高い圧力で圧接する。また低圧接部54bは、ロータコア52の低硬度部72側(図4における下側)に配置され、図7(b)に示すように、永久磁石53の外表面における周方向の狭い範囲W2と低い圧力で圧接(軸方向から見てほぼ点接触)する。

0038

次に、上記のように構成されるロータ15の製造方法及びその作用について説明する。
本実施形態のロータ15の製造方法は、「軸圧入工程」、「非磁性カバー成形工程」、「カバー圧入工程」等を備える。

0039

図6に示すように、「軸圧入工程」では、回転軸51を前記低硬度部72側から挿入してローレット部51aを上記のように予め構成されたロータコア52に圧入する。なお、このとき、回転軸51は、軸方向一端側(図6において上端側)であって、径の大きな円形の溝部51dが形成された長い方の非ローレット部51b側からロータコア52に挿入する。

0040

また、図6に示すように、「非磁性カバー成形工程」では、上記のように各永久磁石53の外表面を覆う筒状の非磁性カバー54であって、内径の大きい(後に低圧接部54bとなる)大径部81と内径の小さい(後に高圧接部54aとなる)小径部82とが軸方向に並設された非磁性カバー54を成形する。また、本実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、前記大径部81と前記小径部82との間に徐々に内径が小さくなる縮径部83を成形する。また、本実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、前記大径部81の開口端側に徐々に内径が大きくなる案内拡径部84を成形する。

0041

そして、後の「カバー圧入工程」では、前記ロータコア52の外表面に永久磁石53を当接させた状態で、前記大径部81の内面及び前記小径部82の内面が共に永久磁石53の外表面と当接するように前記「非磁性カバー成形工程」で成形した非磁性カバー54を圧入する(非磁性カバー54で覆うように強い圧力を加えて軸方向に押し込む)。本実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54の前記大径部81側であって案内拡径部84側から非磁性カバー54を圧入する。また、本実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54を前記高硬度部71側から圧入する。このようにすると、非磁性カバー54は、案内拡径部84によってスムーズに案内されながらまず大径部81が各永久磁石53を覆うように(軽)圧入され、途中で縮径部83によってスムーズに案内されながら小径部82が各永久磁石53を覆うように圧入される。すると、大径部81は上記した低圧接部54bとなり、小径部82は大きく変形して上記した高圧接部54aとなる。このようにして、ロータ15が製造される。

0042

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)「成形工程」では、内径の大きい大径部81と内径の小さい小径部82とが軸方向に並設された非磁性カバー54が成形される。そして、「カバー圧入工程」では、ロータコア52の外表面に永久磁石53が当接された状態で、大径部81の内面及び小径部82の内面が共に永久磁石53の外表面と当接するように「非磁性カバー成形工程」で成形した非磁性カバー54が圧入される。このようにすると、小径部82(後に高圧接部54a)によって永久磁石53が強固に保持される。また、大径部81によって「カバー圧入工程」時の圧入力が強くなり過ぎることが抑えられ非磁性カバー54が座屈してしまうといったことが抑えられる。また、大径部81(後に低圧接部54b)も内面が永久磁石53の外表面と当接するため、大径部81(低圧接部54b)の部位がロータ15全体の最大外径を大きくしてしまうことが抑えられ、大径部81(低圧接部54b)がロータ15と対向するステータ13とのギャップを大きくしてしまうことが抑えられる。

0043

(2)「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54の大径部81側から圧入されるため、小径部82側から圧入する方法に比べて、圧入し易くなる。
(3)「非磁性カバー成形工程」では、大径部81と小径部82との間に徐々に内径が小さくなる縮径部83が成形されるため、「カバー圧入工程」で大径部81から小径部82にスムーズに圧入され、圧入し易くなる。

0044

(4)ロータコア52は、硬度の高い高硬度部71と、硬度の低い低硬度部72とが、軸方向に並設されて構成され、「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54が高硬度部71側から圧入されるため、低硬度部72側から圧入される場合に比べて、ロータコア52の変形を抑えることができる。

0045

(5)非磁性カバー54は、永久磁石53の周方向の広い範囲W1と高い圧力で圧接する高圧接部54aと、永久磁石53の周方向の狭い範囲W2と低い圧力で圧接する低圧接部54bとが軸方向に並設されるため、高圧接部54aによって永久磁石53が強固に保持される。また、低圧接部54bによって、組み付け(カバー圧入工程)時の圧入力が強くなり過ぎることが抑えられ非磁性カバー54が座屈してしまうといったことが抑えられる。また、低圧接部54bも永久磁石53の外表面と当接するため、低圧接部54bの部位がロータ15全体の最大外径を大きくしてしまうことが抑えられ、低圧接部54bがロータ15と対向するステータ13とのギャップを大きくしてしまうことが抑えられる。

0046

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54の大径部81側から圧入するとしたが、これに限定されず、小径部82側から圧入してもよい。なお、この場合、案内拡径部84は、小径部82の開口端に成形することが好ましい。

0047

・上記実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、大径部81と小径部82との間に徐々に内径が小さくなる縮径部83を成形するとしたが、これに限定されず、縮径部83を成形しなくてもよい。

0048

・上記実施形態では、ロータコア52は、硬度の高い高硬度部71と、硬度の低い低硬度部72とが、軸方向に並設されて構成されるとしたが、これに限定されず、例えば軸方向に硬度が一定のロータコアとしてもよい。

0049

・上記実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー54を高硬度部71側から圧入するとしたが、これに限定されず、低硬度部72側から圧入してもよい。

0050

52…ロータコア、53…永久磁石、54…非磁性カバー、54a…高圧接部、54b…低圧接部、71…高硬度部、72…低硬度部、81…大径部、82…小径部、83…縮径部、L1…軸中心。

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