電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明課題在于提供一種提高由層疊鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度，能夠制造出低成本且高性能的電動機的轉(zhuǎn)子的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法。因此，本發(fā)明的一個方式涉及一種電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，將具有貫通孔的薄板鋼板層疊多個，將多個薄板鋼板的各貫通孔進行位置調(diào)準而形成插通孔，使用將具有該插通孔的層疊鋼板從該層疊鋼板的厚度方向兩側(cè)夾入的一對夾具，在通過該一對夾具將層疊鋼板作為轉(zhuǎn)子鐵心而沿著厚度方向進行了限制的狀態(tài)下，向插通孔插入軸，通過熱配而與層疊鋼板固定，電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的特征在于，一對夾具分別具有：軸能夠插通的軸插通孔；相對于軸插通孔的徑向，在向徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔的位置，夾持層疊鋼板的插通孔的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部；在比徑內(nèi)側(cè)周緣部靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板的外周緣的徑外側(cè)周緣部，徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部在夾具高度方向上具有高低差。
【專利說明】電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如關(guān)于在混合動力機動車等上搭載的電動機的轉(zhuǎn)子，向由層疊鋼板形成的轉(zhuǎn)子鐵心的插通孔內(nèi)插入轉(zhuǎn)子的作為旋轉(zhuǎn)軸的軸而與轉(zhuǎn)子鐵心組裝成一體的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將在中央部具有利用基于沖壓加工的沖孔而穿孔出的貫通孔的薄板鋼板層疊多張來形成層疊鋼板，對于利用該層疊鋼板形成的轉(zhuǎn)子鐵心，向其插通孔插通軸而利用壓入將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定，并向轉(zhuǎn)子鐵心安裝磁鐵，由此構(gòu)成電動機的轉(zhuǎn)子。
[0003]以往，作為將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的制造方法的一例，列舉出專利文獻I公開的電動機的轉(zhuǎn)子鐵心與軸的緊固結(jié)構(gòu)。圖14示出專利文獻I公開的轉(zhuǎn)子鐵心的立體圖。圖15示出圖14中從C向視觀察到的成為轉(zhuǎn)子鐵心的薄板鋼板的一部分。圖16是表示圖14中從C向視觀察到的向轉(zhuǎn)子鐵心的貫通孔插通電動機軸的狀態(tài)的說明圖。
[0004]在專利文獻I中，如圖14及圖15所示，將在徑向上具有徑差的槽部303和凸部304沿著周向以恒定的間隔交替地配置成環(huán)狀而形成薄板鋼板312的貫通孔312H。轉(zhuǎn)子鐵心310使用多個這種薄板鋼板312，在相鄰的薄板鋼板312、312彼此之間，以一方的薄板鋼板312的槽部303與另一方的薄板鋼板312的凸部304成為同相位的配置方式層疊而形成。
[0005]另一方面，電動機軸320通過滾花加工利用凹凸部324來形成其外周面，而插通到層疊多個的薄板鋼板312的貫通孔312H(槽部303、凸部304)即轉(zhuǎn)子鐵心310的嵌入孔31IH內(nèi)。專利文獻I如圖16所示，相對于薄板鋼板312的槽部303、凸部304，將電動機軸320的凹凸部324斷續(xù)地分成接觸部位和非接觸部位而壓入。在專利文獻I中，如圖16所示，想出了如下的方法:即使向轉(zhuǎn)子鐵心310壓入電動機軸324，各薄板鋼板312也容易朝向轉(zhuǎn)子鐵心310的軸心AX自由變形而彎曲，因此在轉(zhuǎn)子鐵心310或電動機軸324不會殘留應(yīng)力，不會發(fā)生電動機軸320的壓入造成的損傷或溢料。
[0006]另外，雖然專利文獻未列舉，但作為專利文獻I那樣的將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的以往的制造方法的另一實施例，其一例如圖17所示。在以往的制造方法中，轉(zhuǎn)子鐵心410如圖17所示，使板狀的夾具431、432與其厚度方向HT的層疊鋼板411的兩側(cè)端面411a、411b進行面接觸，以規(guī)定的夾持力將夾具431和夾具432緊固而對多個薄板鋼板412進行限制。在此狀態(tài)下，利用高頻淬火等對轉(zhuǎn)子鐵心410進行加熱，向由于熱膨脹而孔徑稍擴張的插通孔411H插通軸420，之后，對轉(zhuǎn)子鐵心410進行冷卻，由此將轉(zhuǎn)子鐵心410與軸420熱配而固定。
[0007]在先技術(shù)文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2006-217770號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題[0010]然而，在將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的現(xiàn)有技術(shù)中，存在以下的兩個問題。
[0011](I)在軸的壓入時，在層疊多個的薄板鋼板上產(chǎn)生向轉(zhuǎn)子鐵心的軸向的應(yīng)力，且在各薄板鋼板上產(chǎn)生軸向的變形。專利文獻I在向轉(zhuǎn)子鐵心310壓入電動機軸320時，使轉(zhuǎn)子鐵心310或電動機軸320上產(chǎn)生的應(yīng)力向轉(zhuǎn)子鐵心310的軸心AX方向逃散，但是在專利文獻I中，沒有施行使應(yīng)力沿著轉(zhuǎn)子鐵心310的軸向(圖14中，上下方向)逃散的對策。當向轉(zhuǎn)子鐵心310的軸向的應(yīng)力殘留時，產(chǎn)生朝向轉(zhuǎn)子鐵心310的軸心AX的變形，在薄板鋼板312的貫通孔312H附近與薄板鋼板312的外周部附近之間，在轉(zhuǎn)子鐵心310上可能會產(chǎn)生沿著軸向具有位移的變形。
[0012]在此，圖18及圖19表示說明由于熱配而層疊鋼板沿著軸向變形的情況的示意圖。在前述的另一實施例的以往的制造方法中，使各薄板鋼板412的沖壓的沖孔方向相同而層疊的層疊鋼板411由一對夾具431、432以大的夾持力限制。軸420使加熱后的層疊鋼板411的插通孔411H的孔徑具有間隙而向該插通孔411H插通，在插通后，將層疊鋼板411冷卻。此時，層疊鋼板411相對于軸向HT，向軸插通入口側(cè)(圖18中的下側(cè))或軸插通出口側(cè)(圖19中的上側(cè))，以熱配產(chǎn)生的過盈量發(fā)生變形。其結(jié)果是，在該以往的制造方法中，與專利文獻I同樣地，在層疊鋼板411中，相對于其軸向HT，在層疊鋼板411的插通孔41IH與軸420的熱配部位Ql和該層疊鋼板411的鋼板最外周部位Q2、Q3之間產(chǎn)生位移。該位移按照制品(電動機)而位移的朝向及其大小不同，在轉(zhuǎn)子鐵心410中，層疊鋼板411向軸插通入口側(cè)位移最大時與向軸插通出口側(cè)位移最大時的變動幅度度、即鋼板最外周部位Q2與鋼板最外周部位Q3的距離達到例如2 (mm)左右。
[0013]圖20是表示將轉(zhuǎn)子和定子組裝后的電動機的一部分的示意圖。轉(zhuǎn)子鐵心410將沿著軸向HT較大變形的狀態(tài)的轉(zhuǎn)子403組裝后的電動機中，如圖20所示，在轉(zhuǎn)子403內(nèi)沿著軸向HT變形的狀態(tài)的轉(zhuǎn)子鐵心410和相對于轉(zhuǎn)子403的軸向HT以恒定的厚度形成的定子402，相對于轉(zhuǎn)子的徑向RD無法配置在相互對置的位置。即，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心410的層疊鋼板411的一部分相對于轉(zhuǎn)子403的軸向HT，與定子402相對地偏離較大，從而與定子402之間產(chǎn)生難以接受磁力的作用的部分。其結(jié)果是，由電動機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力卻產(chǎn)生損失，存在無法最大限度地發(fā)揮電動機的性能的問題。
[0014](2)在成為轉(zhuǎn)子鐵心(層疊鋼板)的插通孔的各薄板鋼板的貫通孔中，其內(nèi)周面(嵌合面)的傾斜、剪切面的厚度、端部的溢料等沖壓后的貫通孔周緣部的方式按照構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心的每一張薄板鋼板而不同。薄板鋼板的貫通孔通過對于一張張薄板鋼板利用沖壓加工進行沖孔而穿孔所得到，因此無法基于一張張薄板鋼板的各貫通孔來實施使軸插通的轉(zhuǎn)子鐵心的插通孔整體的品質(zhì)管理。其結(jié)果是，作為避免上述的(I)的問題的對策之一，以在層疊鋼板的鋼板最外周部位的位置產(chǎn)生2 (mm)程度的變動的情況為前提，轉(zhuǎn)子鐵心的軸向的厚度至少考慮與該變動幅度相當?shù)牧康暮穸龋瑥亩榷ㄗ拥暮穸茸兒?。由此，在轉(zhuǎn)子與定子之間難以作用磁力的部分減少，能夠在一定程度上提高轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度，但是，例如一張薄板鋼板的厚度為0.3 (mm)時，若使轉(zhuǎn)子鐵心的厚度增厚為近2 (mm)，則額外地需要7張以上的薄板鋼板，轉(zhuǎn)子鐵心的制造成本上升。而且，即便使轉(zhuǎn)子比定子厚，在定子中，在與轉(zhuǎn)子之間也會產(chǎn)生磁力難以作用的部分，因此定子的實質(zhì)性的成本也升高，進而存在電動機的成本上升的問題。
[0015]本發(fā)明為了解決上述問題點而作出，目的在于提供一種提高由層疊鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度，能夠制造出低成本且高性能的電動機的轉(zhuǎn)子的電動機的轉(zhuǎn)子的制
造方法。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]用于解決上述課題的本發(fā)明的一個方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法具有如下的結(jié)構(gòu)。
[0018](I) 一種電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，將具有貫通孔的薄板鋼板層疊多個，將多個薄板鋼板的各貫通孔進行位置調(diào)準而形成插通孔，使用將具有該插通孔的層疊鋼板從該層疊鋼板的厚度方向兩側(cè)夾入的一對夾具，在通過該一對夾具將層疊鋼板作為轉(zhuǎn)子鐵心而沿著厚度方向進行了限制的狀態(tài)下，向插通孔插入軸，通過熱配而與層疊鋼板固定，電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的特征在于，一對夾具分別具有:軸能夠插通的軸插通孔；相對于軸插通孔的徑向，在向徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔的位置，夾持層疊鋼板的插通孔的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部；在比徑內(nèi)側(cè)周緣部靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板的外周緣的徑外側(cè)周緣部，在一對夾具中，徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部在與徑向正交的夾具高度方向上設(shè)置高低差而形成。
[0019]需要說明的是，在本發(fā)明的一個方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，關(guān)于徑內(nèi)側(cè)周緣部所指的區(qū)分范圍和徑外側(cè)周緣部所指的區(qū)分范圍，如下定義。
[0020]S卩，在層疊鋼板中，相對于其徑向，在位于外周緣與內(nèi)周緣的中央附近的部分為環(huán)狀的鋼板徑中央部時，徑內(nèi)側(cè)周緣部以一對夾具中的夾持層疊鋼板的鋼板徑中央部的位置為邊界，是指位于其徑向徑內(nèi)側(cè)的范圍。徑外側(cè)周緣部以一對夾具中的夾持層疊鋼板的鋼板徑中央部的位置為邊界，是指位于其徑向徑外側(cè)的范圍。
[0021](2)在(I)記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，優(yōu)選的是，在一對夾具中，以水平方向為基準，相對于夾具高度方向一側(cè)，徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部高的形狀為山型形狀，徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部低的形狀為谷型形狀時，構(gòu)成一對夾具的第一夾具和第二夾具無論是山型形狀還是谷型形狀，都形成為相同的形狀。
[0022](3)在(2)記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，優(yōu)選的是，一對夾具由山型形狀形成。
[0023](4)在(I)至(3)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，優(yōu)選的是，一對夾具由徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部通過傾斜面連結(jié)的形狀形成。
[0024](5)在(I)至(3)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，優(yōu)選的是，一對夾具具有將徑內(nèi)側(cè)周緣部與徑外側(cè)周緣部連結(jié)的平板狀的基部，徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部分別從基部向夾具高度方向豎立設(shè)置而形成。
[0025](6)在(I)至(5)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，優(yōu)選的是，具有:相對于厚度方向，將由一對夾具夾持的層疊鋼板從層疊鋼板的兩側(cè)以規(guī)定的夾持力進行限制的層疊鋼板限制工序；在層疊鋼板限制工序之后，對限制的層疊鋼板進行加熱的層疊鋼板加熱工序；在層疊鋼板的加熱后，使軸穿過一對夾具的軸插通孔而向?qū)盈B鋼板的插通孔插通，將軸與層疊鋼板進行熱配的軸熱配工序。
[0026]發(fā)明效果
[0027]說明具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的作用.效果。
[0028](I)在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，將具有貫通孔的薄板鋼板層疊多個，將多個薄板鋼板的各貫通孔進行位置調(diào)準而形成插通孔，使用將具有該插通孔的層疊鋼板從該層疊鋼板的厚度方向兩側(cè)夾入的一對夾具，在通過該一對夾具將層疊鋼板作為轉(zhuǎn)子鐵心而沿著厚度方向進行了限制的狀態(tài)下，向插通孔插入軸，通過熱配而與層疊鋼板固定，所述電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的特征在于，一對夾具分別具有:軸能夠插通的軸插通孔；相對于軸插通孔的徑向，在向徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔的位置，夾持層疊鋼板的插通孔的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部；在比徑內(nèi)側(cè)周緣部靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板的外周緣的徑外側(cè)周緣部，在一對夾具中，徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部在與徑向正交的夾具高度方向上設(shè)置高低差而形成，因此，在層疊鋼板中，關(guān)于在與軸進行熱配的熱配部位和鋼板最外周部位之間產(chǎn)生的沿著厚度方向的位移，制品(轉(zhuǎn)子)間的變動幅度與以往的制造方法相比，能夠較小地抑制至一半左右。
[0029]S卩，轉(zhuǎn)子鐵心由將具有貫通孔的薄板鋼板層疊多個所得到的層疊鋼板構(gòu)成。薄板鋼板例如由一張的厚度為0.3 (mm)左右且外周徑超過100 (mm)的大小等的形狀形成，僅通過自重就容易在厚度方向上彎曲。而且，薄板鋼板的貫通孔在層疊前，對于每一張薄板鋼板，利用基于沖壓加工等的沖孔來穿孔，在各薄板鋼板的貫通孔中，其內(nèi)周面(嵌合面)的傾斜、剪切面的厚度、端部的溢料等沖壓后的貫通孔周緣部的方式按照每一張薄板鋼板而不同。而且，在熱配時，利用一對夾具將層疊多個的薄板鋼板(層疊鋼板)沿著厚度方向進行限制，但各薄板鋼板例如接近300張，雖然利用一對夾具局部性地進行加固固定，但是在層疊鋼板整體上，各薄板鋼板的面整體未相互固定，僅僅是重合而層疊。因此，在各薄板鋼板中，處于相對于變形的自由度大的狀態(tài)。
[0030]由此，在熱配時，以貫通孔的貫通孔周緣部向其徑向徑內(nèi)側(cè)收縮時的過盈量而與軸固定時，由除了(a)薄板鋼板自身容易彎曲的情況之外、尤其是(b)貫通孔周緣部的方式在各薄板鋼板中不同的情況、與軸進行熱配的熱配狀態(tài)在各薄板鋼板中不同的情況、(C)各薄板鋼板的面整體相互未固定而變形的自由度增大的情況所引起，而在各薄板鋼板中，貫通孔周緣部和軸在與軸的軸向正交的水平方向上無法以均勻的狀態(tài)熱配。
[0031]尤其是在將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的以往的制造方法中，在熱配后，由于各薄板鋼板的貫通孔周緣部朝向軸收縮時的殘留應(yīng)力，而在各薄板鋼板上產(chǎn)生較大的變形。其結(jié)果是，相對于各薄板鋼板的厚度方向，在貫通孔周緣部與軸的熱配部位和薄板鋼板的鋼板最外周部位之間產(chǎn)生具有位移的變形。變形的朝向由上述的(b)及(C)的理由所引起，按照轉(zhuǎn)子(制品)而不同，有時為軸插通層疊鋼板的插通孔時的入口側(cè)即插通孔入口側(cè)，有時為軸插通該插通孔時的出口側(cè)即插通孔出口側(cè)。當從層疊鋼板拆卸一對夾具時，在各薄板鋼板的彈性力下，層疊鋼板整體相對于其厚度方向，還向插通孔入口側(cè)或插通孔出口側(cè)較大地變形，按照各制品，變形余量及其朝向發(fā)生較大的變動。其結(jié)果是，在將如此變形的各薄板鋼板層疊而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心中，變形的變動幅度為向?qū)盈B鋼板的厚度方向插通孔入口側(cè)產(chǎn)生時的位移與向插通孔出口側(cè)產(chǎn)生時的位移之和，在制品彼此之間，整體性地變大。
[0032]上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法通過在徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部沿著夾具高度方向設(shè)有高低差的一對夾具來限制層疊鋼板。一對夾具在徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部高時或徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部低時，兩方的夾具均將徑內(nèi)側(cè)周緣部與徑外側(cè)周緣部的高低的位置關(guān)系設(shè)為相同。
[0033]例如在徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部高的一對夾具的情況下，一方側(cè)夾具(例如，上側(cè)夾具)的徑內(nèi)側(cè)周緣部在層疊鋼板的厚度方向一方側(cè)(例如，上側(cè))，未與層疊鋼板的插通孔周緣抵接而分離，但是另一方側(cè)夾具(例示的相反側(cè)的下側(cè)夾具)的徑內(nèi)側(cè)周緣部在層疊鋼板的厚度方向另一方側(cè)(例示的反側(cè)的下側(cè))，與層疊鋼板的插通孔周緣直接抵接。在此狀態(tài)下，從層疊鋼板的厚度方向另一方側(cè)朝向一方側(cè)插通軸，進行熱配后，各薄板鋼板的貫通孔周緣部朝向軸收縮時，由于與層疊鋼板的插通孔周緣抵接的另一方側(cè)夾具的徑內(nèi)側(cè)周緣部，而朝向?qū)盈B鋼板的厚度方向另一方側(cè)的殘留應(yīng)力不起作用，層疊鋼板不會朝向該厚度方向另一方側(cè)變形。另一方面，一方側(cè)夾具的徑內(nèi)側(cè)周緣部在層疊鋼板的厚度方向一方側(cè)與層疊鋼板的插通孔周緣分離，因此各薄板鋼板的殘留應(yīng)力朝向厚度方向一方側(cè)起作用，各薄板鋼板整體的熱配部位朝向該間隙容易變形。因此，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，在徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部之間存在高低差，由此，在限制的各薄板鋼板中，將變形方向的自由度抑制為層疊鋼板的厚度方向的一側(cè)(在上述例示的情況下為下側(cè))。
[0034]由此，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，在從層疊鋼板拆卸一對夾具之后，薄板鋼板整體對齊而向同一朝向位移。因此，層疊鋼板(薄板鋼板整體)的插通孔與軸的熱配部位和層疊鋼板的鋼板最外周部位之間的位移中的制品(轉(zhuǎn)子)間的變動幅度與以往的制造方法相比，能夠較小地抑制至一半左右。由此，在制品間，在轉(zhuǎn)子與定子之間，磁力難以作用的部分比以往的制造方法減少，轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度提高，進而能抑制通過電動機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力時的損失，能夠制造出性能高的電動機。
[0035]另外，在將上述的變動幅度抑制得較小的轉(zhuǎn)子鐵心組裝于轉(zhuǎn)子的電動機中，為了在與定子之間避免產(chǎn)生難以接受磁力的作用的部分而使轉(zhuǎn)子的厚度變厚的量比以往的制造方法減少，也能夠減少額外地增加薄板鋼板的數(shù)量，因此能夠減少轉(zhuǎn)子鐵心的制造成本。而且，在定子中，在與轉(zhuǎn)子之間，磁力難以作用的部分比以往的制造方法減少，因此能夠?qū)嵸|(zhì)性地減少定子的成本,進而,能夠抑制電動機的成本。
[0036]因此，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，起到能夠提高轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度，而制造出低成本且高性能的電動機的轉(zhuǎn)子這樣優(yōu)異的效果。
[0037](2)另外，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，以(I)記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，在一對夾具中，以水平方向為基準，相對于夾具高度方向一側(cè)，徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部高的形狀為山型形狀，徑內(nèi)側(cè)周緣部比徑外側(cè)周緣部低的形狀為谷型形狀時，構(gòu)成一對夾具的第一夾具和第二夾具無論是山型形狀還是谷型形狀，都形成為相同的形狀，因此，容易抑制薄板鋼板的向變形方向的自由度，能夠抑制層疊鋼板的要向厚度方向一側(cè)位移的變形的發(fā)生。
[0038](3)另外，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，以(2)記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，一對夾具由山型形狀形成，因此，朝向一對夾具的頂上側(cè)將軸向?qū)盈B鋼板的插通孔插通而進行熱配時，在熱配后，各薄板鋼板的貫通孔周緣部朝向軸收縮時的應(yīng)力不易向軸插通的朝向的相反側(cè)產(chǎn)生。由此，能夠更可靠地抑制朝向該相反側(cè)的層疊鋼板的變形的發(fā)生。
[0039](4)另外，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，以⑴至(3)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，一對夾具由徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部通過傾斜面連結(jié)的形狀形成，因此，即使在以薄板鋼板的外周徑不同的規(guī)格來制造多種轉(zhuǎn)子鐵心的情況下，一對夾具為一種規(guī)格，不受轉(zhuǎn)子鐵心的規(guī)格的限制而具有通用性，從而能夠廣泛地應(yīng)對多種轉(zhuǎn)子鐵心。由此，一對夾具無需按照轉(zhuǎn)子鐵心的各規(guī)格而分別形成，能夠減少轉(zhuǎn)子鐵心的成本。
[0040](5)另外，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，以(I)至(3)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，一對夾具具有將徑內(nèi)側(cè)周緣部與徑外側(cè)周緣部連結(jié)的平板狀的基部，徑內(nèi)側(cè)周緣部和徑外側(cè)周緣部分別從基部向夾具高度方向豎立設(shè)置而形成，因此，一對夾具中的徑內(nèi)側(cè)周緣部及徑外側(cè)周緣部的各自的高度在熱配后的薄板鋼板中，能夠容易地對應(yīng)于沿著其厚度方向要限制的位移量來設(shè)定。
[0041](6)另外，在上述方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，以(I)至(5)中的任一項記載的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法為基礎(chǔ)，其特征在于，具有:相對于厚度方向，將由一對夾具夾持的層疊鋼板從層疊鋼板的兩側(cè)以規(guī)定的夾持力進行限制的層疊鋼板限制工序；在層疊鋼板限制工序之后，對限制的層疊鋼板進行加熱的層疊鋼板加熱工序；在層疊鋼板的加熱后，使軸穿過一對夾具的軸插通孔而向?qū)盈B鋼板的插通孔插通，將軸與層疊鋼板熱配的軸熱配工序，因此，在層疊鋼板限制工序中，層疊鋼板由一對夾具限制成在熱配后產(chǎn)生的變形的自由度受到抑制的狀態(tài)，在層疊鋼板加熱工序中，限制的層疊鋼板的插通孔因熱膨脹而孔徑稍擴張。在軸熱配工序中，軸能夠順暢地插入到孔徑稍擴張的插通孔內(nèi)，由于層疊鋼板的冷卻，而將軸與層疊鋼板熱配。此時，在層疊鋼板中，要向其厚度方向位移的變形被限制成一側(cè)，因此層疊鋼板即轉(zhuǎn)子鐵心與軸能夠組裝精度良好地固定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是使用實施方式的第一實施例的一對夾具將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的制造方法的說明圖；
[0043]圖2是圖1所示的一對夾具中的第一夾具的俯視圖；
[0044]圖3是圖2中從與A-A向視相當?shù)奈恢糜^察到的一對夾具的剖視圖；
[0045]圖4是表示實施方式的變形例的一對夾具的說明圖，是從與圖3同樣的位置觀察到的剖視圖；
[0046]圖5是表示實施方式的第二實施例的一對夾具的說明圖，是從與圖3同樣的位置觀察到的剖視圖；
[0047]圖6是表示構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心的薄板鋼板的俯視圖；
[0048]圖7是圖6中的B-B向視剖視圖；
[0049]圖8是在實施方式中，表示電動機的轉(zhuǎn)子的制造的工序的流程圖；
[0050]圖9是說明向插通孔插通的軸與層疊鋼板的熱配前的狀態(tài)的示意圖；
[0051]圖10是說明向插通孔插通的軸與層疊鋼板的熱配后的狀態(tài)的示意圖；
[0052]圖11是說明薄板鋼板在與軸進行熱配的熱配部位處發(fā)生變形的情況的示意圖；
[0053]圖12是在利用實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法制造的轉(zhuǎn)子中，說明層疊鋼板的變形的不意圖；
[0054]圖13是示意性地表示將利用實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法制造的轉(zhuǎn)子與定子組裝后的電動機的說明圖；
[0055]圖14表示專利文獻I公開的轉(zhuǎn)子鐵心的立體圖；
[0056]圖15表示圖14中從C向視觀察到的作為轉(zhuǎn)子鐵心的薄板鋼板的一部分；[0057]圖16是表示圖14中從C向視觀察到的向轉(zhuǎn)子鐵心的貫通孔插通電動機軸的狀態(tài)的說明圖；
[0058]圖17是將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的以往的制造方法的說明圖；
[0059]圖18是在圖17所示的利用以往的制造方法制造的轉(zhuǎn)子中，說明層疊鋼板向軸向的軸插通入口側(cè)變形的情況的示意圖；
[0060]圖19是在圖17所示的利用以往的制造方法制造的轉(zhuǎn)子中，說明層疊鋼板向軸向的軸插通出口側(cè)變形的情況的示意圖；
[0061]圖20是表示將圖17所示的利用以往的制造方法制造的轉(zhuǎn)子與定子組裝后的電動機的示意圖。
【具體實施方式】
[0062]以下，參照附圖，詳細說明將本發(fā)明具體化的方式。在本實施方式中，關(guān)于搭載于混合動力機動車等的電動機的轉(zhuǎn)子，列舉出向由層疊鋼板形成的轉(zhuǎn)子鐵心的插通孔內(nèi)插入轉(zhuǎn)子的作為旋轉(zhuǎn)軸的軸而與轉(zhuǎn)子鐵心組裝成一體的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法作為實施方式。
[0063]在本實施方式中，附圖所圖示的HT表示沿著軸的軸心的方向、沿著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的方向、轉(zhuǎn)子鐵心的厚度方向、薄板鋼板的層疊方向(厚度方向)、及一對夾具中的沿著軸插通孔的軸心的方向和夾具高度方向。而且，RD表示以軸的軸心為中心的徑向、以轉(zhuǎn)子的軸心為中心的徑向、以層疊鋼板的插通孔(薄板鋼板的貫通孔)的軸心為中心的徑向、及一對夾具中的以軸插通孔的軸心為中心的徑向。
[0064]首先，使用圖1、圖`6、圖7、及圖13，說明本實施方式的電動機的概要。
[0065]圖1是使用實施方式的第一實施例的一對夾具，將轉(zhuǎn)子鐵心與軸固定的制造方法的說明圖。圖6是表示構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心的薄板鋼板的俯視圖。圖7是圖6中的B-B向視剖視圖。圖13是示意性地表示將利用實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法制造的轉(zhuǎn)子與定子組裝后的電動機的說明圖。
[0066]如圖13所示，電動機I具有定子2、轉(zhuǎn)子3等。定子2在轉(zhuǎn)子3的徑向RD徑外側(cè)，沿著以轉(zhuǎn)子3的軸心AX為中心的轉(zhuǎn)子3的周向呈環(huán)狀配置。
[0067]轉(zhuǎn)子3具有轉(zhuǎn)子鐵心10和軸20。轉(zhuǎn)子鐵心10由使多個(例如，300張左右)的薄板鋼板12沿著其厚度方向HT重合而層疊的層疊鋼板11構(gòu)成。薄板鋼板12如圖6及圖7所示，形成為例如厚度0.3 (mm)、外徑Φ 130 (mm)等的圓盤狀，在以軸心AXl為中心的中央具有內(nèi)徑OD (O < D)的貫通孔12H。貫通孔12H通過利用沖壓加工對一張張薄板鋼板12進行沖孔而穿孔所得到。
[0068]層疊鋼板11如參照的圖1所示，相對于層疊多個的薄板鋼板12，具有使多個貫通孔12H的軸心AXl進行位置調(diào)準而形成的內(nèi)徑Φ?的插通孔11Η。
[0069]另外，薄板鋼板12分別在貫通孔12Η的徑向RD徑外側(cè)，在以軸心AXl為中心的規(guī)定直徑的節(jié)圓(未圖示)上，具有使磁鐵插接的多個磁鐵插通孔15Η(圖6圖示了 8個磁鐵插通孔15Η)。
[0070]軸20是以外徑Φ(1(0 < d < D)形成為中空狀或?qū)嵭臓畹霓D(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)軸。軸20如后面詳述那樣，向?qū)盈B鋼板11的插通孔IlH插入，以熱配的方式與層疊鋼板11固定。在轉(zhuǎn)子3的制造工序中，每當將軸20與層疊鋼板11固定時，使用將層疊鋼板11從其厚度方向HT兩側(cè)夾入的一對夾具30。
[0071]接下來，使用參照的圖1及圖2說明一對夾具30。圖2是圖1所示的一對夾具中的第一夾具的俯視圖。
[0072]一對夾具30如參照的圖1所示，由第一夾具31和第二夾具32構(gòu)成，例如由不銹鋼材等在基于高頻淬火的層疊鋼板11的熱配時未被加熱的非磁性體的材質(zhì)形成。第一夾具31及第二夾具32分別在中央具有軸20能夠插通的軸插通孔30H。
[0073]另外，一對夾具30具有:在相對于軸插通孔30H的徑向RD的徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔30H的位置，夾持層疊鋼板11的插通孔IlH的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部35 ;在比徑內(nèi)側(cè)周緣部35靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板11的外周緣的徑外側(cè)周緣部37。在一對夾具30中，徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37在與徑向RD正交的夾具高度方向HT上設(shè)置高低差而形成。
[0074]在本實施方式中，關(guān)于徑內(nèi)側(cè)周緣部35所指的區(qū)分范圍和徑外側(cè)周緣部37所指的區(qū)分范圍，如下定義。
[0075]在層疊鋼板11中，相對于其徑向RD，將位于外周緣與內(nèi)周緣的中央附近的部分作為環(huán)狀的鋼板徑中央部時，徑內(nèi)側(cè)周緣部35以一對夾具30中的夾著層疊鋼板11的鋼板徑中央部的位置為邊界，是指位于其徑向RD徑內(nèi)側(cè)的范圍。徑外側(cè)周緣部37以一對夾具30中的夾著層疊鋼板11的鋼板徑中央部的位置為邊界，是指位于其徑向RD徑外側(cè)的范圍。
[0076]在一對夾具30中，以水平方向為基準，相對于夾具高度方向HT —側(cè)(圖1中的上側(cè))，徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37高的形狀為山型形狀，徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37低的形狀為谷型形狀時，構(gòu)成一對夾具30的第一夾具31和第二夾具32無論是山型形狀還是谷型形狀，都形成為相同的形狀。
[0077]在本實施方式中，為了將夾入第一夾具31與第二夾具32之間的層疊鋼板11沿著其厚度方向HT以規(guī)定的夾持力F限制，而是用多個螺栓等緊固用具50。在第一夾具31上，供緊固用具50插通的緊固用具插通孔38H穿孔于多個部位(圖2中圖示了 4個部位)，在第二夾具32上，與緊固用具50能夠螺合的內(nèi)螺紋孔39H穿孔于多個部位。
[0078]需要說明的是，第一夾具和第二夾具對層疊鋼板的限制除了本實施方式以外，在專用的生產(chǎn)設(shè)備中，可以通過氣缸或液壓缸等驅(qū)動源，利用彼此相對于厚度方向能夠自如地接近或分離的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成第一夾具和第二夾具，利用這種驅(qū)動源使第一夾具和第二夾具進行夾持，來限制層疊鋼板。
[0079]第一實施例
[0080]使用圖1至圖3，說明第一實施例的一對夾具。圖3是圖2中從與A-A向視相當?shù)奈恢糜^察到的一對夾具的剖視圖。
[0081]在本實施例中，如圖1至圖3所示，一對夾具30相對于作為基準的水平線HL，為徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37高出(hl-h2)量的山型形狀，并由徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37通過傾斜面30a連結(jié)的形狀形成。
[0082]具體而言，如圖1至圖3所示，第一、第二夾具31、32( —對夾具30)以軸心CL通過的位置附近最高且隨著朝向軸插通孔30H的徑向RD徑外側(cè)而逐漸降低的方式，使I張圓盤狀的平板彎曲而形成。[0083]變形例
[0084]第一實施例的一對夾具使I張圓盤狀的平板變形為山型形狀而形成。相對于此，變形例的一對夾具30T不是使I個構(gòu)件變形而形成，而是通過切削加工等，使徑內(nèi)側(cè)周緣部35T比徑外側(cè)周緣部37T高出(hl-h2)量而形成。
[0085]圖4是表示變形例的一對夾具的說明圖，是從與圖3同樣的位置觀察到的剖視圖。
[0086]在本變形例中，一對夾具30T如圖4所示，相對于作為基準的水平線HL，為徑內(nèi)側(cè)周緣部35T比徑外側(cè)周緣部37T高出(hl-h2)量的山型形狀，并由徑內(nèi)側(cè)周緣部35T和徑外側(cè)周緣部37T通過傾斜面30Ta連結(jié)的形狀形成。在第一夾具31T上，供緊固用具50插通的緊固用具插通孔38TH穿孔于多個部位，在第二夾具32T上，與緊固用具50能夠螺合的內(nèi)螺紋孔39TH穿孔于多個部位。
[0087]接下來，使用圖8至圖10，說明本實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法。
[0088]圖8是在本實施方式中，表示電動機的轉(zhuǎn)子的制造的工序的流程圖。圖9是說明向插通孔插通的軸與層疊鋼板的熱配前的狀態(tài)的示意圖。圖10是說明向插通孔插通的軸與層疊鋼板的熱配后的狀態(tài)的示意圖。
[0089]首先，層疊鋼板11如參照的圖9所示，使沖壓的沖孔方向相同而層疊規(guī)定張數(shù)的薄板鋼板12，處于將各薄板鋼板12的各貫通孔12H進行位置調(diào)準而形成插通孔IlH的狀態(tài)，作為轉(zhuǎn)子鐵心10而處于集中成一體的狀態(tài)。
[0090]在步驟SlO中，實施本實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中的層疊鋼板限制工序。在層疊鋼板限制工序中，將由一對夾具30夾持的層疊鋼板11相對于厚度方向HT，從層疊鋼板11的兩側(cè)以規(guī)定的夾持 力F進行限制。具體而言，如圖1所示，在層疊鋼板11的厚度方向HT—方側(cè)(圖1中的上側(cè))，在層疊鋼板11的一端面Ila上，插通孔IlH周緣附近的內(nèi)周緣部與第一夾具31的徑內(nèi)側(cè)周緣部35未抵接而具有間隙，另一方面，層疊鋼板11的徑向最外周附近的外周緣部與第一夾具31的徑外側(cè)周緣部37抵接而不具有間隙。而且，在厚度方向HT另一方側(cè)(圖1中的下側(cè))，在另一端面Ilb上，其內(nèi)周緣部與第二夾具32的徑內(nèi)側(cè)周緣部35抵接而不具有間隙，另一方面，外周緣部與第二夾具32的徑外側(cè)周緣部37未抵接而具有間隙。如此，利用第一夾具31及第二夾具32將層疊鋼板11夾入，向第一夾具31的緊固用具插通孔38H插通4個緊固用具50，利用第二夾具32的內(nèi)螺紋孔39H進行緊固，從而以例如I (ton)左右的規(guī)定大小的夾持力F來限制層疊鋼板11。
[0091]接著，在步驟S20中，實施本實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中的層疊鋼板加熱工序。層疊鋼板加熱工序在步驟Sio進行的層疊鋼板限制工序之后，對限制的層疊鋼板11進行加熱。具體而言，例如通過高頻淬火將由一對夾具30限制的層疊鋼板11加熱至約300°C附近，通過熱膨脹而使插通孔IlH的內(nèi)徑Φ?擴張100 ( μ m)左右。
[0092]接著，在步驟S30及步驟S40中，實施本實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中的軸熱配工序。軸熱配工序在層疊鋼板11的加熱后，使軸20穿過一對夾具30的軸插通孔30H而向?qū)盈B鋼板11的插通孔IlH插通，對軸20與層疊鋼板11進行熱配。
[0093]具體而言，在步驟S30中，如參照的圖1所示，對于由一對夾具30限制的層疊鋼板11，將軸20從第二夾具32的軸插通孔30H插入，使其穿過插通孔11H，并貫通第一夾具31的軸插通孔30H。此時，由于插通孔IlH的內(nèi)徑Φ?因熱膨脹而擴張，因此外徑Φ(1(0 < d< D)的軸20如圖9所示能夠順暢地插入到擴張的插通孔IlH內(nèi)。[0094]在步驟S40中，將層疊鋼板11冷卻。由此，在層疊鋼板11即層疊多個的薄板鋼板12中，各貫通孔12H(插通孔11H)的內(nèi)徑Φ?比軸20的外徑Φ(1收縮得小，層疊鋼板11與軸20如圖10所示那樣熱配而固定。
[0095]接著，在步驟S50中，將緊固用具50的緊固解除，在將一對夾具30從層疊鋼板11拆卸之后，利用粘結(jié)劑將插入各磁鐵插通孔15Η內(nèi)的磁鐵固定于層疊鋼板11。如此，將轉(zhuǎn)子鐵心10與軸20固定成一體的工序結(jié)束。
[0096]使用圖11至圖13、及圖17至圖20，說明具有前述的結(jié)構(gòu)的實施方式的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的作用.效果。
[0097]圖11表示說明薄板鋼板在與軸進行熱配的熱配部位處發(fā)生變形的情況的示意圖。圖12表示在利用實施方式的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法制造的轉(zhuǎn)子中，說明層疊鋼板的變形的示意圖。
[0098]在實施方式的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，將具有貫通孔12Η的薄板鋼板12層疊多個，將多個薄板鋼板12的各貫通孔12Η進行位置調(diào)準而形成插通孔11Η，使用將具有該插通孔IlH的層疊鋼板11從該層疊鋼板11的厚度方向HT兩側(cè)夾入的一對夾具30，在通過該一對夾具30將層疊鋼板11作為轉(zhuǎn)子鐵心10而沿著厚度方向HT進行了限制的狀態(tài)下，向插通孔IlH插入軸20，通過熱配而與層疊鋼板11固定，所述電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法的特征在于，一對夾具30分別具有:軸20能夠插通的軸插通孔30Η ;相對于軸插通孔30Η的徑向RD，在向徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔RD的位置，夾持層疊鋼板11的插通孔IlH的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部35 ;在比徑內(nèi)側(cè)周緣部35靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板11的外周緣的徑外側(cè)周緣部37，在一對夾具30中，徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37在與徑向RD正交的夾具高度方向HT上設(shè)置高低差而形成，因此，在層疊鋼板11中，關(guān)于在與軸20進行熱配的熱配部位Pl和鋼板 最外周部位Pl之間產(chǎn)生的沿著厚度方向HT的位移X，制品(轉(zhuǎn)子3)間的變動幅度相比較于圖17所示那樣的將轉(zhuǎn)子鐵心410與軸420固定的以往的制造方法，能夠較小地抑制至一半左右。
[0099]即，轉(zhuǎn)子鐵心10由將具有貫通孔12Η的薄板鋼板12層疊多個所得到的層疊鋼板12構(gòu)成。薄板鋼板12如圖6及圖7所示，例如，由一張的厚度為0.3 (mm)左右且外周徑超過100 (mm)的大小等的形狀形成，僅通過自重就容易在厚度方向上彎曲。而且，薄板鋼板12的貫通孔12H在層疊前，對于每一張薄板鋼板12，利用基于沖壓加工等的沖孔來穿孔，在各薄板鋼板12的貫通孔12H中，如參照的圖9所示，其內(nèi)周面(嵌合面)的傾斜、剪切面的厚度、端部的溢料等沖壓后的貫通孔周緣部12C的方式嚴格來說按照每一張薄板鋼板12而不同。而且，在熱配時，利用一對夾具將層疊多個的薄板鋼板12(層疊鋼板11)沿著厚度方向HT進行限制，但各薄板鋼板12如例示那樣接近300張，雖然利用一對夾具局部性地進行加固固定，但是在層疊鋼板11整體上，各薄板鋼板12的面整體未相互固定，僅僅是重合而層疊。因此，在各薄板鋼板12中，如圖11所示，處于相對于變形的自由度大的狀態(tài)。
[0100]由此，在熱配時，如圖10所示，以貫通孔12H的貫通孔周緣部12C向其徑向RD徑內(nèi)側(cè)收縮時的過盈量而與軸20固定時，由除了(a)薄板鋼板12自身容易彎曲的情況之外、尤其是(b)貫通孔周緣部12C的方式在各薄板鋼板12中不同的情況、與軸20進行熱配的熱配狀態(tài)在各薄板鋼板12中不同的情況、(c)各薄板鋼板12的面整體相互未固定而變形的自由度增大的情況所引起，而在各薄板鋼板12中，貫通孔周緣部12C和軸20在與軸20的軸向HT正交的水平方向(圖10至圖13、圖18及圖19中的與徑向RD平行的方向)上無法以均勻的狀態(tài)熱配。
[0101]尤其是在參照的圖17所示的以往的制造方法中，將轉(zhuǎn)子鐵心410與軸420固定時，在熱配后，由于各薄板鋼板412的貫通孔周緣部412朝向軸420收縮時的殘留應(yīng)力，而在各薄板鋼板412上產(chǎn)生較大的變形。其結(jié)果是，如圖18及圖19所示，相對于各薄板鋼板412的厚度方向HT，在貫通孔周緣部412C與軸420的熱配部位Ql和薄板鋼板的鋼板最外周部位Q2、Q3之間產(chǎn)生具有位移X(0 < X)的變形。變形的朝向由上述的(b)及(c)的理由所引起，按照轉(zhuǎn)子(制品)而不同，有時如圖18所示，為軸420插通層疊鋼板410的插通孔411H時的入口側(cè)即插通孔入口側(cè)(圖18中的下側(cè))。而且，變形的朝向有時如圖19所示，為軸420插通該插通孔411H時的出口側(cè)即插通孔出口側(cè)(圖19中的上側(cè))。
[0102]當從層疊鋼板411拆卸第一夾具431及第二夾具432時，在各薄板鋼板412的彈性力下，層疊鋼板411整體相對于其厚度方向HT，還向插通孔入口側(cè)或插通孔出口側(cè)較大地變形，按照各制品，變形余量及其朝向發(fā)生較大的變動。其結(jié)果是，在將如此變形的各薄板鋼板412層疊而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心中，變形的變動幅度為向?qū)盈B鋼板412的厚度方向插通孔入口側(cè)產(chǎn)生時的位移X與向插通孔出口側(cè)產(chǎn)生時的位移X之和2X，在制品彼此之間，整體性地變大。
[0103]相對于此，本實施方式的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法通過在徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37沿著夾具高度方向HT設(shè)有高低差的一對夾具30來限制層疊鋼板11。一對夾具30在本實施方式的情況下，徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37高，第一夾具31及第二夾具32均將徑內(nèi)側(cè)周緣部35與徑外側(cè)周緣部37的高低的位置關(guān)系設(shè)為相同。
[0104]如本實施方式的情況那樣，在徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37高的一對夾具30的情況下，第一夾具31的徑內(nèi)側(cè)周緣部35在層疊鋼板11的厚度方向HT —方側(cè)(圖1中的上側(cè))，未與層疊鋼板11的插通孔IlH周緣抵接而分離，但是第二夾具32的徑內(nèi)側(cè)周緣部35在層疊鋼板11的厚度方向HT另一方側(cè)(圖1中的下側(cè))，與層疊鋼板11的插通孔IlH周緣直接抵接。
[0105]在此狀態(tài)下，從層疊鋼板11的厚度方向HT另一方側(cè)朝向一方側(cè)插通軸20，進行熱配后，各薄板鋼板12(層疊鋼板11)的貫通孔周緣部12C朝向軸20收縮時，由于與層疊鋼板11的插通孔IlH周緣抵接的第二夾具32的徑內(nèi)側(cè)周緣部35，而朝向?qū)盈B鋼板11的厚度方向HT另一方側(cè)的殘留應(yīng)力不起作用，不會發(fā)生向該厚度方向HT另一方側(cè)的層疊鋼板11的變形。另一方面，第一夾具31的徑內(nèi)側(cè)周緣部35在層疊鋼板11的厚度方向HT —方側(cè)與層疊鋼板11的插通孔IlH周緣分離，因此各薄板鋼板12的殘留應(yīng)力朝向厚度方向HT—方側(cè)起作用，各薄板鋼板整體(層疊鋼板11)的熱配部位Pl朝向該間隙容易變形。因此，在本實施方式的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，在徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37之間存在高低差，由此，在限制的各薄板鋼板12中，將變形方向的自由度抑制為層疊鋼板11的厚度方向HT的一側(cè)(圖12所示的一側(cè))。
[0106]由此，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，在從層疊鋼板11拆卸一對夾具30之后,薄板鋼板12整體(層疊鋼板11)如圖12所不，對齊而向同一朝向以位移X的變動范圍進行變形。因此，在層疊鋼板11的插通孔IlH(薄板鋼板12整體的插通孔12H)與軸20的熱配部位Pl和層疊鋼板11的鋼板最外周部位P2之間具有的整體性的位移的變動幅度X與以往的制造方法的情況下產(chǎn)生的變動幅度2X相比，能夠較小地抑制至一半左右。由此，在制品間，在轉(zhuǎn)子3與定子2之間，磁力難以作用的部分比以往的制造方法減少，轉(zhuǎn)子鐵心10與軸20的組裝精度提高，進而能抑制通過電動機I產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力時的損失，能夠制造出性能高的電動機I。
[0107]另外，在將上述的變動幅度X抑制得較小的轉(zhuǎn)子鐵心10組裝于轉(zhuǎn)子3的電動機I中，如圖13及圖20所示，為了在與定子2之間避免產(chǎn)生難以接受磁力的作用的部分而使轉(zhuǎn)子3的厚度變厚的量比以往的制造方法減少。由此，也能夠減少額外地增加薄板鋼板12的數(shù)量，因此能夠減少轉(zhuǎn)子鐵心10的制造成本。而且，在定子2中，在與轉(zhuǎn)子3之間，磁力難以作用的部分比以往的制造方法減少，因此能夠?qū)嵸|(zhì)性地減少定子2的成本，進而，能夠抑制電動機I的成本。
[0108]因此，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，起到能夠提高轉(zhuǎn)子鐵心10與軸20的組裝精度，而制造出低成本且高性能的電動機I的轉(zhuǎn)子3這樣優(yōu)異的效果。
[0109]另外，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，其特征在于，在一對夾具30中，以水平方向HL為基準，相對于夾具高度方向HT —側(cè)，徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37高的形狀為山型形狀，徑內(nèi)側(cè)周緣部35比徑外側(cè)周緣部37低的形狀為谷型形狀時，構(gòu)成一對夾具30的第一夾具31和第二夾具32無論是山型形狀還是谷型形狀，都形成為相同的形狀，因此，容易抑制薄板鋼板12的向變形方向的自由度，如圖12所示，能夠抑制層疊鋼板11的要向厚度方向HT—側(cè)(圖12中的上側(cè)及圖19所示的朝向)位移的變形的發(fā)生。
[0110]另外，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，其特征在于，一對夾具30由山型形狀形成，因此，朝向一對夾具30的頂上側(cè)將軸20向?qū)盈B鋼板11的插通孔IlH插通而進行熱配時，在熱配后，各薄板鋼板12的貫通孔周緣部12C朝向軸20收縮時的應(yīng)力不易向軸20插通的朝向的相反側(cè)產(chǎn)生。由此，能夠更可靠地抑制朝向該相反側(cè)的層疊鋼板11的變形的發(fā)生。
[0111]另外，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，其特征在于，一對夾具30由徑內(nèi)側(cè)周緣部35和徑外側(cè)周緣部37通過傾斜面30a連結(jié)的形狀形成，因此，即使在以薄板鋼板12的外周徑不同的規(guī)格來制造多種轉(zhuǎn)子鐵心10的情況下，一對夾具30為一種規(guī)格，不受轉(zhuǎn)子鐵心10的規(guī)格的限制而具有通用性，從而能夠廣泛地應(yīng)對多種轉(zhuǎn)子鐵心10。由此，一對夾具30無需按照轉(zhuǎn)子鐵心10的各規(guī)格而分別形成，能夠減少轉(zhuǎn)子鐵心10的成本。
[0112]另外，在本實施方式的第一實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，其特征在于，具有:相對于厚度方向HT，將由一對夾具30夾持的層疊鋼板11從層疊鋼板11的兩側(cè)以規(guī)定的夾持力F進行限制的層疊鋼板限制工序；在層疊鋼板限制工序之后，對限制的層疊鋼板11進行加熱的層疊鋼板加熱工序；在層疊鋼板11的加熱后，使軸20穿過一對夾具30的軸插通孔30H而向?qū)盈B鋼板11的插通孔IIH插通，將軸20與層疊鋼板11熱配的軸熱配工序，因此，在層疊鋼板限制工序中，層疊鋼板11由一對夾具30限制成在熱配后產(chǎn)生的變形的自由度受到抑制的狀態(tài)，在層疊鋼板加熱工序中，限制的層疊鋼板11的插通孔IlH因熱膨脹而內(nèi)徑OD稍擴張。在軸熱配工序中，軸20能夠順暢地插入到孔徑稍擴張的插通孔IlH內(nèi)，由于層疊鋼板11的冷卻，而將軸20與層疊鋼板11熱配。此時，在層疊鋼板11中，要向其厚度方向HT位移的變形被限制成一側(cè)(圖12中的上側(cè))，因此層疊鋼板11即轉(zhuǎn)子鐵心10與軸20能夠組裝精度良好地固定。
[0113]第二實施例
[0114]接下來，使用圖5，說明本實施方式的第二實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法。圖5是表示實施方式的第二實施例的一對夾具的說明，是從與圖3同樣的位置觀察到的剖視圖。
[0115]在本實施例中，僅僅是使用的一對夾具的方式與前述的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中使用的一對夾具不同，除此以外的部分與第一實施例相同。因此，以與第一實施例不同的部分為中心進行說明，而關(guān)于其他部分，簡略或省略說明。
[0116]在本實施例中，如圖5所示，一對夾具130具有將徑內(nèi)側(cè)周緣部135與徑外側(cè)周緣部137連結(jié)的平板狀的基部134，徑內(nèi)側(cè)周緣部135和徑外側(cè)周緣部137分別從基部134向夾具高度方向HT豎立設(shè)置而形成。一對夾具130相對于作為基準的水平線HL，為徑內(nèi)側(cè)周緣部135比徑外側(cè)周緣部37高出(hl-h2)量的山型形狀。在第一夾具131上，軸20能夠插通的軸插通孔130H和圖1所示的緊固用具50插通的緊固用具插通孔138H穿孔于多個部位。在第二夾具132上，軸20能夠插通的軸插通孔130H和與緊固用具50能夠螺合的內(nèi)螺紋孔39H穿孔于多個部位。
[0117]說明具有前述的結(jié)構(gòu)的本實施方式的第二實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的作用.效果。
[0118]在本實施方式的第二實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法中，與前述的第一實施例的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法同樣地，將具有貫通孔12H的薄板鋼板12層疊多個，將多個薄板鋼板12的各貫通孔12H進行位置調(diào)準而形成插通孔11H，使用將具有該插通孔IlH的層疊鋼板11從該層疊鋼板11的厚度方向HT兩側(cè)夾入的一對夾具130，在通過該一對夾具130將層疊鋼板11作為轉(zhuǎn)子鐵心10而沿著厚度方向HT進行了限制的狀態(tài)下，向插通孔IlH插入軸20，通過熱配而與層疊鋼板11固定，所述電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法的特征在于，一對夾具130分別具有:軸20能夠插通的軸插通孔130H ;相對于軸插通孔130H的徑向RD，在向徑內(nèi)側(cè)包圍軸插通孔RD的位置，夾持層疊鋼板11的插通孔IlH的周緣的徑內(nèi)側(cè)周緣部135 ;在比徑內(nèi)側(cè)周緣部135靠徑外側(cè)的位置，夾持層疊鋼板11的外周緣的徑外側(cè)周緣部137，在一對夾具130中，徑內(nèi)側(cè)周緣部135和徑外側(cè)周緣部137在與徑向RD正交的夾具高度方向HT上設(shè)置高低差而形成，因此，在層疊鋼板11中，關(guān)于在與軸20進行熱配的熱配部位Pl和鋼板最外周部位Pl之間產(chǎn)生的沿著厚度方向HT的位移X，制品(轉(zhuǎn)子3)間的變動幅度相比較于圖17所示那樣的將轉(zhuǎn)子鐵心410與軸420固定的以往的制造方法，能夠較小地抑制至一半左右。
[0119]因此，在本實施方式的第二實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，起到能夠提高轉(zhuǎn)子鐵心10與軸20的組裝精度，而制造出低成本且高性能的電動機I的轉(zhuǎn)子3這樣優(yōu)異的效果。
[0120]另外，在本實施方式的第二實施例的電動機I的轉(zhuǎn)子3的制造方法中，其特征在于，一對夾具130具有將徑內(nèi)側(cè)周緣部135與徑外側(cè)周緣部137連結(jié)的平板狀的基部134，徑內(nèi)側(cè)周緣部135和徑外側(cè)周緣部137分別從基部134向夾具高度方向HT豎立設(shè)置而形成，因此，一對夾具130中的徑內(nèi)側(cè)周緣部135及徑外側(cè)周緣部137的各自的高度如參照的圖12所示，在熱配后的薄板鋼板11中，能夠容易地對應(yīng)于沿著其厚度方向HT要限制的位移量X來設(shè)定。
[0121]工業(yè)上的可利用性
[0122]從以上的說明可知，根據(jù)本發(fā)明，能夠提高由層疊鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心與軸的組裝精度，而制造出低成本且高性能的電動機的轉(zhuǎn)子。
[0123]符號說明
[0124]I電動機
[0125]3 轉(zhuǎn)子
[0126]10轉(zhuǎn)子鐵心
[0127]11層疊鋼板
[0128]IlaUlb兩側(cè)端面
[0129]IlH插通孔
[0130]12薄板鋼板
[0131]12H貫通孔
[0132]20 軸
[0133]30H軸插通孔
[0134]30、130 —對夾具
[0135]30a傾斜面
[0136]31,131 第一夾具
[0137]32、132 第二夾具
[0138]35、135徑內(nèi)側(cè)周緣部
[0139]37、137徑外側(cè)周緣部
[0140]134 基部
[0141]F夾持力
[0142]HL水平方向
[0143]HT厚度方向、高度方向
[0144]RD 徑向
【權(quán)利要求】
1.一種電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，將具有貫通孔的薄板鋼板層疊多個，將所述多個薄板鋼板的各個所述貫通孔進行位置調(diào)準而形成插通孔，使用將具有該插通孔的層疊鋼板從該層疊鋼板的厚度方向兩側(cè)夾入的一對夾具，在通過該一對夾具將所述層疊鋼板作為轉(zhuǎn)子鐵心而沿著所述厚度方向進行了限制的狀態(tài)下，向所述插通孔插入軸，通過熱配而與所述層疊鋼板固定，所述電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法的特征在于， 所述一對夾具分別具有: 軸插通孔，該軸插通孔能夠供所述軸插通； 徑內(nèi)側(cè)周緣部，在相對于所述軸插通孔的徑向而言的徑內(nèi)側(cè)包圍所述軸插通孔的位置，夾持所述層疊鋼板的所述插通孔的周緣； 徑外側(cè)周緣部，在比所述徑內(nèi)側(cè)周緣部靠徑外側(cè)的位置，夾持所述層疊鋼板的外周緣； 在所述一對夾具中，在與所述徑向正交的所述夾具高度方向上，在所述徑內(nèi)側(cè)周緣部和所述徑外側(cè)周緣部之間設(shè)置高低差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于， 在所述一對夾具中，以水平方向為基準，相對于所述夾具高度方向的一側(cè)，所述徑內(nèi)側(cè)周緣部比所述徑外側(cè)周緣部高的形狀為山型形狀，所述徑內(nèi)側(cè)周緣部比所述徑外側(cè)周緣部低的形狀為谷型形狀時， 構(gòu)成所述一對夾具的第一夾具和第二夾具無論是所述山型形狀還是所述谷型形狀，都形成為相同的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于， 所述一對夾具由所述山型形狀形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于， 所述一對夾具由所述徑內(nèi)側(cè)周緣部和所述徑外側(cè)周緣部通過傾斜面連結(jié)的形狀形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于， 所述一對夾具具有將所述徑內(nèi)側(cè)周緣部與所述徑外側(cè)周緣部連結(jié)的平板狀的基部， 所述徑內(nèi)側(cè)周緣部和所述徑外側(cè)周緣部分別從所述基部向所述夾具高度方向豎立設(shè)置而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的電動機的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，具有: 相對于所述厚度方向，將由所述一對夾具夾持的所述層疊鋼板從所述層疊鋼板的兩側(cè)以規(guī)定的夾持力進行限制的層疊鋼板限制工序； 在所述層疊鋼板限制工序之后，對限制的所述層疊鋼板進行加熱的層疊鋼板加熱工序; 在所述層疊鋼板的加熱后，使所述軸穿過所述一對夾具的所述軸插通孔而向所述層疊鋼板的所述插通孔中插通，將所述軸與所述層疊鋼板進行熱配的軸熱配工序。
【文檔編號】H02K1/28GK103493343SQ201180070317
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】松下將之, 村山公正, 松野康治 申請人:豐田自動車株式會社