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JP-2026076544-A - 回転電機の回転子及び回転子の製造方法

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Abstract

【課題】磁石挿入孔と磁石との隙間が小さくても、磁石挿入孔内に磁石を自動挿入することができる回転電機の回転子を提供する。 【解決手段】軸方向に貫通する複数の磁石挿入孔内に磁石が挿入される回転電機の回転子であって、磁石は、回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面と軸方向の一方端面とが交差する角部を面取り加工した第１面取り部と、回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面に隣接して配置される第２側面と一方端面とが交差する角部を面取り加工した第２面取り部と、を有する。 【選択図】図９

Inventors

  • 以頭 尚樹
  • 岩澤 克彦
  • 櫛谷 正志
  • 本田 洋介
  • 大久保 匠馬

Assignees

  • 本田技研工業株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (9)

  1. 軸方向に貫通する複数の磁石挿入孔内に磁石が挿入される回転電機の回転子であって、 前記磁石は、 前記回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面と前記軸方向の一方端面とが交差する角部を面取り加工した第１面取り部と、 前記回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面に隣接して配置される第２側面と前記一方端面とが交差する角部を面取り加工した第２面取り部と、を有する、回転電機の回転子。
  2. 前記第１面取り部及び前記第２面取り部の面取り量は、前記磁石挿入孔の内壁面に形成される段差の突出量よりも大きい、請求項１に記載の回転電機の回転子。
  3. 回転電機の回転子に形成される磁石挿入孔に磁石を挿入する回転子の製造方法であって、 前記磁石は、 前記回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面と前記軸方向の一方端面とが交差する角部を面取り加工した第１面取り部と、 前記回転子の軸方向に沿って配置される複数の側面のうちの第１側面に隣接して配置される第２側面と前記一方端面とが交差する角部を面取り加工した第２面取り部と、を有し、 前記磁石の前記第１側面及び前記第２側面に当接する２つの内側面を基準面とする位置決め治具によって前記磁石を位置決めする位置決め工程と、 前記磁石を位置決めした前記位置決め治具の前記基準面が、前記磁石挿入孔の開口部における隣接する２辺の位置と一致するように位置合わせする位置合わせ工程と、 前記位置決め治具の前記基準面の位置と前記開口部の前記２辺の位置とが一致した状態で、前記位置決め治具から前記磁石を押し出して、前記磁石挿入孔内に挿入する挿入工程と、を有する、回転子の製造方法。
  4. 前記第１面取り部及び前記第２面取り部の面取り量は、前記磁石挿入孔の内壁面に形成される段差の突出量よりも大きい、請求項３に記載の回転子の製造方法。
  5. 前記位置決め工程は、前記磁石を、支持装置によって前記位置決め治具の前記２つの内側面に押し付けることによって、前記磁石を前記位置決め治具に支持する、請求項３又は４に記載の回転子の製造方法。
  6. 前記位置決め工程は、前記磁石を、前記支持装置によって前記位置決め治具の前記２つの内側面に弾性的に押し付ける、請求項５に記載の回転子の製造方法。
  7. 前記位置決め工程は、前記支持装置を前記磁石に対して点接触もしくは線接触させることによって、前記磁石を前記位置決め治具の前記２つの内側面に押し付ける、請求項５に記載の回転子の製造方法。
  8. 前記位置決め工程は、前記磁石の前記第１側面及び前記第２側面を前記位置決め治具の前記２つの内側面にそれぞれ押し付ける押し付け荷重に差を設ける、請求項５に記載の回転子の製造方法。
  9. 前記挿入工程は、前記磁石挿入孔に向けて押し出された前記磁石の移動に従動して、前記支持装置の先端部を回転させる、請求項５に記載の回転子の製造方法。

Description

本発明は、回転電機の回転子及び回転子の製造方法に関する。 従来、回転電機の回転子を製造する技術として、着磁治具に挿入された磁石を回転子の端部に嵌合し、磁石を着磁治具から押し出して、回転子の磁石挿入孔内に移送する技術（例えば、特許文献１参照）、回転子の磁石挿入孔内に磁石を挿入し、さらに磁石挿入孔内に樹脂組成物を充填する技術（例えば、特許文献２参照）等が知られている。 特開２００４－２７０５４４号公報特許第７４５１８２９号公報 回転電機の断面図である。回転子の断面図である。本実施形態に係る回転子の製造装置の概要を示す構成図である。本実施形態に係る回転子の製造装置の要部の側面図である。本実施形態に係る回転子の製造装置の要部の平面図である。本実施形態に係る回転子の製造装置の位置決め治具と開口部位置取得装置との関係を説明する模式図である。本実施形態に係る回転子の製造装置のブロック図である。磁石挿入孔の開口部を示す図である。磁石の斜視図である。回転子の製造装置の位置決め治具に位置決めされた磁石を位置決め治具の下方から見た図である。磁石の面取り部のすくい角及びすくい量を説明する図である。図９の磁石を位置決め治具に位置決めした状態で磁石挿入孔内に挿入する状態を説明する図である。本実施形態に係る回転子の製造方法を説明するフローチャートである。位置決め治具に磁石を位置決めした状態を示す平面図である。磁石の基準面の位置と磁石挿入孔の開口部の２辺の位置とが一致した状態を示す図である。位置決め治具の磁石を回転子の磁石挿入孔に位置決めした状態を示す側面図である。位置決め治具の磁石を回転子の磁石挿入孔に挿入する様子を示す側面図である。位置決め治具の磁石を回転子の磁石挿入孔に挿入する様子を示す側面図である。位置決め治具の磁石を回転子の磁石挿入孔に挿入する様子を示す側面図である。磁石の面取り部の他の例を示す側面図である。 以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、回転電機１は、固定子２と、回転子３とを有して構成される。 固定子２は、薄い電磁鋼板が複数積層された積層体からなる固定子コア２１を有する。固定子コア２１は、中心に軸方向（図１の紙面に対する垂直方向）に貫通する軸孔２２と、軸孔２２の周囲に放射状に配列される複数のティース２３と、隣り合うティース２３，２３の間に形成され、軸孔２２及び固定子コア２１の軸方向の両端面に向けて開口する形状の複数のスロット２４と、を有する。スロット２４には、それぞれコイルが挿入される。図１ではコイルを省略している。 回転子３は、図１及び図２に示すように、回転軸３１と、回転軸３１の外周面に円筒状に設けられる回転子コア３２と、を有する。回転軸３１は、固定子２に回転可能に支持される。回転子コア３２は、薄い電磁鋼板が複数積層された積層体からなり、外周面が固定子コア２１のティース２３に近接するように軸孔２２内に配置される。 回転子コア３２には、図１及び図２に示すように、回転子コア３２の周方向に沿って複数の磁石挿入孔３３が設けられる。磁石挿入孔３３は、回転子コア３２の軸方向（図１の紙面に対する垂直方向、図２の左右方向）に貫通して形成され、回転子コア３２の軸方向の両端面に四角形状に開口している。本実施形態の回転子コア３２は、Ｖ字状に配置された１対の磁石挿入孔３３，３３が、回転子コア３２の周方向に沿って８対形成されているが、磁石挿入孔３３の数及び配置形態は特に問わない。 磁石挿入孔３３内には、それぞれ直方体形状の磁石３４が挿入されている。回転子コア３２の軸方向に直交する方向に沿う磁石３４の断面形状は、磁石挿入孔３３の開口部形状に沿うように四角形に形成されている。磁石挿入孔３３内にそれぞれ磁石３４が挿入された回転子コア３２の軸方向の両端面には、図２に示すように、それぞれ端板３５，３５が設けられ、磁石挿入孔３３を塞いでいる。なお、磁石３４の具体的構成については、さらに後述する。 次に、磁石３４を回転子コア３２の磁石挿入孔３３に挿入する製造装置１００について、図３～図８を参照して説明する。製造装置１００は、回転子コア３２を載置する載置台１１０と、ロボット１２０と、位置決め治具１３０と、撮像装置１４０と、押出装置１５０と、支持装置１６０と、制御装置１７０と、を有して構成される。 載置台１１０は、磁石３４を挿入する前の回転子コア３２を載置する載置面１１１を有する。回転子コア３２は、載置面１１１に対して回転子コア３２の軸方向が垂直になるように載置台１１０上に載置され、固定支持される。 ロボット１２０は、第１アーム１２２、第２アーム１２３及び第３アーム１２４を回転可能に備える搬送装置である。第１アーム１２２は、図示しない基台に設けられる第１軸１２１の周りに回転可能に設けられる。第２アーム１２３は、第１アーム１２２の先端に水平方向に回転可能に接続される。第３アーム１２４は、第２アーム１２３の先端に上下方向に移動可能に設けられる。第３アーム１２４の下端部には、搭載台１２５が取り付けられている。第１アーム１２２、第２アーム１２３及び第３アーム１２４は、ロボットモータ１２６（図７参照）の駆動によって動作し、搭載台１２５を、載置台１１０上の水平方向及び上下方向の任意の位置に移動させる。搭載台１２５には、後述する位置決め治具１３０、撮像装置１４０、押出装置１５０及び支持装置１６０が共に搭載されている。 位置決め治具１３０は、図５に示すように、平面視Ｌ型に形成された金属部材からなる。断面四角形状の磁石３４は、回転子３の軸方向、すなわち、磁石３４を回転子コア３２の磁石挿入孔３３に挿入する際の挿入方向に沿って配置される側面のうちの隣接する第１側面３４１と第２側面３４２とを有する。第１側面３４１と第２側面３４２とは、直角に交差する側面である。位置決め治具１３０は、この磁石３４の第１側面３４１と第２側面３４２とにそれぞれ当接する２つの内側面１３１，１３２を有する。２つの内側面１３１，１３２は、磁石３４を回転子コア３２の磁石挿入孔３３に挿入する際の挿入方向に沿って配置され、且つ直角に交差する面であり、磁石３４を位置決めする際の基準面を構成する。位置決め治具１３０は、２つの内側面１３１，１３２の面方向（図４における上下方向、図５の紙面に対する垂直方向）が、それぞれ載置台１１０の載置面１１１に対して垂直に配置される姿勢で、搭載台１２５に固定されている。 撮像装置１４０は、例えば、２次元画像を撮像可能なカメラによって構成される。撮像装置１４０は、載置台１１０の載置面１１１に載置される回転子コア３２の磁石挿入孔３３の位置を個別に撮像する。撮像装置１４０は、後述する制御装置１７０との協働によって、磁石挿入孔３３の開口部３３ａの位置情報を取得する開口部位置取得装置を構成する。開口部３３ａの位置情報は、磁石挿入孔３３の四角形の開口部３３ａにおいて直角に交差する２辺の位置情報である。撮像装置１４０は、下方を撮像可能となるように、搭載台１２５に固定されている。撮像装置１４０は、図６に示すように、位置決め治具１３０に対して所定の距離Ｌだけ水平方向に離隔して配置されている。すなわち、位置決め治具１３０に対する撮像装置１４０の位置は、不変の固定値である距離Ｌに規定されている。 押出装置１５０は、図３及び図４に示すように、搭載台１２５において、位置決め治具１３０の上方に固定されている。押出装置１５０は、下方に向けて突出可能な押し出しピン１５１を有する。押し出しピン１５１は、図示しないアクチュエータ等の駆動源の動作によって下方に向けて突出し、位置決め治具１３０に位置決めされる磁石３４を下方に押し出す。 支持装置１６０は、図４及び図５に示すように、第１の支持装置１６０Ａと第２の支持装置１６０Ｂとによって構成される。第１の支持装置１６０Ａ及び第２の支持装置１６０Ｂは、搭載台１２５における同一の水平面上に、移動方向が互いに直交する向きとなるように配置されている。詳しくは、図５に示すように、第１の支持装置１６０Ａは、位置決め治具１３０の近傍に、位置決め治具１３０の一方の内側面１３１に対向して配置され、第２の支持装置１６０Ｂは、位置決め治具１３０の近傍に、位置決め治具１３０の他方の内側面１３２に対向して配置されている。第１の支持装置１６０Ａは、図示しない移動機構によって、位置決め治具１３０の一方の内側面１３１に向けて前進及び後退移動可能に設けられる。第２の支持装置１６０Ｂは、図示しない移動機構によって、位置決め治具１３０の他方の内側面１３２に向けて前進及び後退移動可能に設けられる。 第１の支持装置１６０Ａと第２の支持装置１６０Ｂとは同一構造である。第１の支持装置１６０Ａ及び第２の支持装置１６０Ｂにおいて、ブラケット１６１は、平行に配置される前支持板１６１ａ及び後支持板１６１ｂを有する。前支持板１６１ａと後支持板１６１ｂとに亘って、角柱部１６２が貫通して設けられている。位置決め治具１３０に向かう角柱部１６２の先端には、ローラ支持部１６３が設けられている。ローラ支持部１６３には、水平に延びる回転軸を中心に回転可能なドラム状のローラ１６５が支持されている。第１の支持装置１６０Ａのローラ１６５は、位置決め治具１３０の一方の内側面１３１に向けて突出するように配置されている。第２の支持装置１６０Ｂのローラ１６５は、位置決め治具１３０の他方の内側面１３２に向けて突出するように配置されている。 角柱部１６２は円板状のボス部１６２ａを有する。ボス部１６２ａは、角柱部１６２における前支持板１６１ａと後支持板１６１ｂとの間の部位に固定されている。ボス部１６２ａと後支持板１６１ｂとの間には、バネ機構１６４が設けられている。バネ機構１６４は、角柱部１６２の外周に設けられる圧縮ばね１６４ａを有して構成される。ローラ１６５に荷重が掛かると、ローラ支持部１６３を介して角柱部１６２が後方に移動し、ボス部１６２ａが後支持板１６１ｂとの間で圧縮ばね１６４ａを圧縮させる。これによって、ローラ１６５が後方に向けて弾性的に移動する。ローラ１６５に掛かる荷重が解除されると、圧縮ばね１６４ａは弾性復帰し、角柱部１６２が前方に向けて移動する。 なお、角柱部１６２の後端部には、ねじ部１６２ｂが設けられ、後支持板１６１ｂを貫通している。ねじ部１６２ｂにはナット１６２ｃが螺合している。これによって、角柱部１６２に前方に向かう圧縮ばね１６４ａの付勢力が作用しても、ナット部１６２ｃが後支持板１６１ｂに当接し、角柱部１６２の前方への移動が規制されるようになっている。 制御装置１７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有して構成され、製造装置１００の全体の動作を制御する。詳しくは、制御装置１７０は、ロボット１２０の各アーム１２２～１２４をそれぞれ動作させるロボットモータ１２６（図７参照）の駆動を制御して、搭載台１２５を任意の位置に移動させる。制御装置１７０は、撮像装置１４０が撮像した磁石挿入孔３３の四角形の開口部３３ａの画像を取り込み、その画像から、図８に示すように、開口部３３ａの周縁のうちの隣接する２辺３３１，３３２の位置情報を取得する。２辺３３１，３３２は、開口部３３ａにおいて互いに直交する２つの辺である。２辺３３１，３３２の位置情報は、撮像装置１４０によって開口部３３ａが撮像されたときに、各アーム１２２～１２４を駆動するロボットモータ１２６から検出されるモータ位置情報から求められる。モータ位置情報は、ロボットモータ１２６に設けられるエンコーダ等の位置検出器（図示せず）から検出される検出値である。制御装置１７０は、押出装置１５０の駆動源の動作を制御し、これによって押し出しピン１５１の押し出し動作を制御する。さらに、制御装置１７０は、支持装置１６０の移動機構の動作を制御し、第１の支持装置１６０Ａ及び第２の