JP2000295824A - 回転子の組立方法、回転子、ステッピングモータ - Google Patents
回転子の組立方法、回転子、ステッピングモータInfo
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- JP2000295824A JP2000295824A JP11094103A JP9410399A JP2000295824A JP 2000295824 A JP2000295824 A JP 2000295824A JP 11094103 A JP11094103 A JP 11094103A JP 9410399 A JP9410399 A JP 9410399A JP 2000295824 A JP2000295824 A JP 2000295824A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シャフトとコアとの同軸度を向上し、モータの
高性能化に寄与する。 【解決手段】回転子１は、外周部に硬化層５を有するシ
ャフト（回転軸）２と、一対のコア４と、それらの間に
位置する永久磁石３とを備えている。この回転子１は、
シャフト２の外周部に硬化層５を形成する工程と、硬化
層５の表面を研磨して、その厚さ方向の一部を除去する
工程と、このシャフト２をコア４の中心部に形成された
孔４２内に圧入する工程とを経て組み立てられる。
高性能化に寄与する。 【解決手段】回転子１は、外周部に硬化層５を有するシ
ャフト（回転軸）２と、一対のコア４と、それらの間に
位置する永久磁石３とを備えている。この回転子１は、
シャフト２の外周部に硬化層５を形成する工程と、硬化
層５の表面を研磨して、その厚さ方向の一部を除去する
工程と、このシャフト２をコア４の中心部に形成された
孔４２内に圧入する工程とを経て組み立てられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種モータの回転
子、回転子の組立方法、ステッピングモータに関するも
のである。
子、回転子の組立方法、ステッピングモータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、カメラ、ビデオカメラのフォー
カシングやズーミング、プリンターのの印字機能に小型
のステッピングモータが用いられている。このようなス
テッピングモータには、その用途に関連した理由から、
低消費電力であること、できるだけ低い入力値（電流）
で駆動に必要なトルクが得られること、作動精度を高め
るために振動を低くすること、駆動の高速化のために高
周波数域まで回転が可能であること、角度精度が良いこ
と等の特性を要求される。このようにモータの小型化、
高性能化に伴い、回転子の寸法精度の向上が要求され
る。
カシングやズーミング、プリンターのの印字機能に小型
のステッピングモータが用いられている。このようなス
テッピングモータには、その用途に関連した理由から、
低消費電力であること、できるだけ低い入力値（電流）
で駆動に必要なトルクが得られること、作動精度を高め
るために振動を低くすること、駆動の高速化のために高
周波数域まで回転が可能であること、角度精度が良いこ
と等の特性を要求される。このようにモータの小型化、
高性能化に伴い、回転子の寸法精度の向上が要求され
る。
【０００３】図１２は、従来のステッピングモータの回
転子の構造を示す縦断面図である。同図に示すように、
回転子１０は、シャフト１１（回転軸）と、金属板１２
１を積層してなる一対のコア１２と、両コア１２の間に
配置された永久磁石１３とで構成されている。
転子の構造を示す縦断面図である。同図に示すように、
回転子１０は、シャフト１１（回転軸）と、金属板１２
１を積層してなる一対のコア１２と、両コア１２の間に
配置された永久磁石１３とで構成されている。
【０００４】また、ローレット加工によって、シャフト
１１の外周面１１１の一部に、シャフト１１の回転方向
の滑りを防止するための、ローレット部（凹凸）１１２
が形成されている。シャフト１１とコア１２とは、この
ローレット部１１２の凹凸を介して圧着固定されてい
る。
１１の外周面１１１の一部に、シャフト１１の回転方向
の滑りを防止するための、ローレット部（凹凸）１１２
が形成されている。シャフト１１とコア１２とは、この
ローレット部１１２の凹凸を介して圧着固定されてい
る。
【０００５】しかし、このような従来の回転子１０で
は、ローレット加工する際のシャフトに加わる応力によ
りシャフト１１自身が変形し、要求される真直度が得ら
れないという欠点がある。
は、ローレット加工する際のシャフトに加わる応力によ
りシャフト１１自身が変形し、要求される真直度が得ら
れないという欠点がある。
【０００６】また、ローレット部１１２に成形される凹
凸は、高い寸法精度で形成することができないため、シ
ャフト１１の径寸法にばらつきが生じ、シャフト１１と
コア１２との固定力に不均一が生じやすい。さらには、
コア４の真直度が要求される基準よりも大きくなる。
凸は、高い寸法精度で形成することができないため、シ
ャフト１１の径寸法にばらつきが生じ、シャフト１１と
コア１２との固定力に不均一が生じやすい。さらには、
コア４の真直度が要求される基準よりも大きくなる。
【０００７】また、ローレット部１１２の代わりに、例
えば、ステーキング加工によるステーキング（圧痕）を
形成する方法もあるが、この場合でも、前記ローレット
加工と同様に、加工時に、シャフト１１の変形を起こ
し、同様の欠損を生じる。
えば、ステーキング加工によるステーキング（圧痕）を
形成する方法もあるが、この場合でも、前記ローレット
加工と同様に、加工時に、シャフト１１の変形を起こ
し、同様の欠損を生じる。
【０００８】このようなことから、従来の回転子１０で
は、シャフト１１をコア１２の孔内に嵌入したとき、シ
ャフト１１とコア１２の高い同軸度を得ることができ
ず、固定強度にもばらつきが生じる。したがって、回転
子１０を回転させたとき、偏心回転により振動・騒音が
生じ、モータにおける回転精度の向上・高性能化の妨げ
となっている。
は、シャフト１１をコア１２の孔内に嵌入したとき、シ
ャフト１１とコア１２の高い同軸度を得ることができ
ず、固定強度にもばらつきが生じる。したがって、回転
子１０を回転させたとき、偏心回転により振動・騒音が
生じ、モータにおける回転精度の向上・高性能化の妨げ
となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シャ
フトとコアとの同軸度を向上し、モータの高性能化に寄
与する回転子、その組立方法およびステッピングモータ
を提供することにある。
フトとコアとの同軸度を向上し、モータの高性能化に寄
与する回転子、その組立方法およびステッピングモータ
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１９）の本発明により達成される。
（１）〜（１９）の本発明により達成される。
【００１１】（１） 金属板を複数枚積層してなるコア
と、前記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた
回転子の組立方法であって、前記シャフトの外周部に硬
化層を形成する工程と、そのシャフトを前記コアの中心
部に形成された孔内に圧入する工程とを有することを特
徴とする回転子の組立方法。
と、前記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた
回転子の組立方法であって、前記シャフトの外周部に硬
化層を形成する工程と、そのシャフトを前記コアの中心
部に形成された孔内に圧入する工程とを有することを特
徴とする回転子の組立方法。
【００１２】（２） 金属板を複数枚積層してなるコア
と、前記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた
回転子の組立方法であって、前記シャフトの外周部に硬
化層を形成する工程と、前記硬化層の表面を研磨して、
その厚さ方向の一部を除去する工程と、そのシャフトを
前記コアの中心部に形成された孔内に圧入する工程とを
有することを特徴とする回転子の組立方法。
と、前記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた
回転子の組立方法であって、前記シャフトの外周部に硬
化層を形成する工程と、前記硬化層の表面を研磨して、
その厚さ方向の一部を除去する工程と、そのシャフトを
前記コアの中心部に形成された孔内に圧入する工程とを
有することを特徴とする回転子の組立方法。
【００１３】（３） 前記研磨による前記硬化層の除去
量は、平均厚さ２０μｍ以下である上記（２）に記載の
回転子の組立方法。
量は、平均厚さ２０μｍ以下である上記（２）に記載の
回転子の組立方法。
【００１４】（４） 前記研磨による前記硬化層の除去
量は、研磨以前の硬化層の厚さの０．０３〜０．８５倍
である上記（２）または（３）に記載の回転子の組立方
法。
量は、研磨以前の硬化層の厚さの０．０３〜０．８５倍
である上記（２）または（３）に記載の回転子の組立方
法。
【００１５】（５） 前記コアは、前記孔の内面の形状
により、その少なくとも一部が、前記硬化層の表面に圧
着されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
により、その少なくとも一部が、前記硬化層の表面に圧
着されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
【００１６】（６） 前記コアを構成する各金属板のう
ちの少なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当
該金属板の厚さ方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着
されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の
回転子の組立方法。
ちの少なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当
該金属板の厚さ方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着
されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の
回転子の組立方法。
【００１７】（７） 前記コアを構成する各金属板のう
ちの少なくとも１つの金属板が、前記シャフトの圧入に
関与している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
ちの少なくとも１つの金属板が、前記シャフトの圧入に
関与している上記（１）ないし（６）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
【００１８】（８） 前記コアを構成する各金属板のう
ちの少なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当
該金属板の周方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着さ
れている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の回
転子の組立方法。
ちの少なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当
該金属板の周方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着さ
れている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の回
転子の組立方法。
【００１９】（９） 前記硬化層の形成は、熱処理によ
りなされたものである上記（１）ないし（８）のいずれ
かに記載の回転子の組立方法。
りなされたものである上記（１）ないし（８）のいずれ
かに記載の回転子の組立方法。
【００２０】（１０） 処理温度が４５０〜６５０℃、
処理時間が０．１〜３時間である上記（９）に記載の回
転子の組立方法。
処理時間が０．１〜３時間である上記（９）に記載の回
転子の組立方法。
【００２１】（１１） 前記硬化層の形成は、窒化処理
によりなされたものである上記（１）ないし（１０）の
いずれかに記載の回転子の組立方法。
によりなされたものである上記（１）ないし（１０）の
いずれかに記載の回転子の組立方法。
【００２２】（１２） シャフトの圧入工程の直前にお
ける前記硬化層の厚さが、３〜１００μｍである上記
（１）ないし（１１）のいずれかに記載の回転子の組立
方法。
ける前記硬化層の厚さが、３〜１００μｍである上記
（１）ないし（１１）のいずれかに記載の回転子の組立
方法。
【００２３】（１３） 前記シャフトは、軟磁性または
非磁性材料で構成される上記（１）ないし（１２）のい
ずれかに記載の回転子の組立方法。
非磁性材料で構成される上記（１）ないし（１２）のい
ずれかに記載の回転子の組立方法。
【００２４】（１４） 前記コアの内周面のビッカース
硬度をＨｖ1、前記硬化層のビッカース硬度をＨｖ2とし
たとき、Ｈｖ2＞Ｈｖ1である上記（１）ないし（１３）
のいずれかに記載の回転子の組立方法。
硬度をＨｖ1、前記硬化層のビッカース硬度をＨｖ2とし
たとき、Ｈｖ2＞Ｈｖ1である上記（１）ないし（１３）
のいずれかに記載の回転子の組立方法。
【００２５】（１５） 前記コアの内周面のビッカース
硬度をＨｖ1、前記シャフトの前記硬化層より中心側の
部分のビッカース硬度をＨｖ3としたとき、Ｈｖ1≧Ｈｖ
3である上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の
回転子の組立方法。
硬度をＨｖ1、前記シャフトの前記硬化層より中心側の
部分のビッカース硬度をＨｖ3としたとき、Ｈｖ1≧Ｈｖ
3である上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の
回転子の組立方法。
【００２６】（１６） 前記シャフトの前記コアに対し
圧着している部分の圧着力は、２０〜７００ｋｇｆ／ｍ
ｍ2である上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
圧着している部分の圧着力は、２０〜７００ｋｇｆ／ｍ
ｍ2である上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載
の回転子の組立方法。
【００２７】（１７） 前記回転子は、ステッピングモ
ータに用いられるものである上記（１）ないし（１６）
いずれかに記載の回転子の組立方法。
ータに用いられるものである上記（１）ないし（１６）
いずれかに記載の回転子の組立方法。
【００２８】（１８） 上記（１）ないし（１７）のい
ずれかに記載の回転子の組立方法により組み立てられた
ことを特徴とする回転子。
ずれかに記載の回転子の組立方法により組み立てられた
ことを特徴とする回転子。
【００２９】（１９） 上記（１８）に記載の回転子を
インナーロータとして備えたことを特徴とするステッピ
ングモータ。
インナーロータとして備えたことを特徴とするステッピ
ングモータ。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転子、回転子の
組立方法およびステッピングモータを添付図面に示す好
適実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明
で、シャフトの回転軸方向（図１、３、６、７、８、
９、１１中の上下方向）を、単に「軸方向」、シャフト
の周軸方向を、「周方向」と言う。
組立方法およびステッピングモータを添付図面に示す好
適実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明
で、シャフトの回転軸方向（図１、３、６、７、８、
９、１１中の上下方向）を、単に「軸方向」、シャフト
の周軸方向を、「周方向」と言う。
【００３１】図１は、本発明の回転子の第１実施形態を
示す縦断面図、図２は、図１中の円形で囲んだ部分の拡
大図である。
示す縦断面図、図２は、図１中の円形で囲んだ部分の拡
大図である。
【００３２】図１、図２に示す回転子１は、後述する本
発明の回転子の組立方法により組み立てられたものであ
り、シャフト（回転軸）２と、永久磁石３と、一対のコ
ア４とを備えている。この回転子１は、例えば、ＰＭ
型、ＶＲ型、ＨＢ型のステッピングモータにおけるステ
ータ（図示せず）の内側に配置されるインナーロータ型
の回転子である。以下、これらの構造について詳述す
る。
発明の回転子の組立方法により組み立てられたものであ
り、シャフト（回転軸）２と、永久磁石３と、一対のコ
ア４とを備えている。この回転子１は、例えば、ＰＭ
型、ＶＲ型、ＨＢ型のステッピングモータにおけるステ
ータ（図示せず）の内側に配置されるインナーロータ型
の回転子である。以下、これらの構造について詳述す
る。
【００３３】図１に示すように、回転子１は、一対のコ
ア４を有し、各コアの中心部には、孔４２が形成されて
いる。シャフト２は、この孔４２に圧入され、固定され
ている。このとき、シャフト２の外周面２１は、後述す
るような孔４２の内面の形状により、コア４の少なくと
も一部に圧着されている。また、永久磁石３は、一対の
コア４により挟持され、回転子１を構成している。
ア４を有し、各コアの中心部には、孔４２が形成されて
いる。シャフト２は、この孔４２に圧入され、固定され
ている。このとき、シャフト２の外周面２１は、後述す
るような孔４２の内面の形状により、コア４の少なくと
も一部に圧着されている。また、永久磁石３は、一対の
コア４により挟持され、回転子１を構成している。
【００３４】本実施形態において、コア４は、複数枚の
円盤形状の金属板４１を積層、一体化したものである。
また、各金属板４１同士の固定は、例えば、接着剤によ
る接着、溶接、カシメ等の方法により行なわれている。
円盤形状の金属板４１を積層、一体化したものである。
また、各金属板４１同士の固定は、例えば、接着剤によ
る接着、溶接、カシメ等の方法により行なわれている。
【００３５】図２に示すように、コア４を構成する各金
属板４１のうちの少なくとも一部の金属板４１は、この
コア４の孔４２内において、この金属板４１の厚さ方向
の一部が、シャフト２の外周面２１、すなわち硬化層５
の表面に圧着されている。特に、コア４を構成する金属
板４１の全てが、このような圧着に関与していることが
好ましい。
属板４１のうちの少なくとも一部の金属板４１は、この
コア４の孔４２内において、この金属板４１の厚さ方向
の一部が、シャフト２の外周面２１、すなわち硬化層５
の表面に圧着されている。特に、コア４を構成する金属
板４１の全てが、このような圧着に関与していることが
好ましい。
【００３６】各金属板４１の厚さをＴ1、各金属板４１
のシャフト２に圧着されている部分の厚さをＴ2とした
とき、Ｔ2／Ｔ1は、特に限定されないが、Ｔ2／Ｔ1が、
０．１〜０．９であることが好ましく、０．３〜０．８
がより好ましい。Ｔ2／Ｔ1が、０．１未満であると、シ
ャフト２とコア４との固定が不安定となり易く、また、
０．９超であると、固着力は高いが、シャフト２を圧入
する際に、高い押込力が必要となる。
のシャフト２に圧着されている部分の厚さをＴ2とした
とき、Ｔ2／Ｔ1は、特に限定されないが、Ｔ2／Ｔ1が、
０．１〜０．９であることが好ましく、０．３〜０．８
がより好ましい。Ｔ2／Ｔ1が、０．１未満であると、シ
ャフト２とコア４との固定が不安定となり易く、また、
０．９超であると、固着力は高いが、シャフト２を圧入
する際に、高い押込力が必要となる。
【００３７】図２に示すように、金属板４１の内周面
（孔４２に臨む部分）の形状は、金属板４１の片面側の
角部が、テーパ状に欠損した形状であり、この欠損部６
以外の部分が、シャフト２の外周面２１（硬化層５の表
面）と圧着されている。
（孔４２に臨む部分）の形状は、金属板４１の片面側の
角部が、テーパ状に欠損した形状であり、この欠損部６
以外の部分が、シャフト２の外周面２１（硬化層５の表
面）と圧着されている。
【００３８】このように、金属板４１の内周面の形状に
より、金属板４１のシャフト２に対する圧着面積を調整
することができる。この圧着面積を所望に設定すること
により適度な圧着力で圧入固定することができる。ま
た、この実施形態の場合、後述する実施形態４、５、６
に比べ、シャフト２の圧着力が軸方向に適度に分散さ
れ、シャフト２の曲りをより有効に防止することができ
るという利点がある。
より、金属板４１のシャフト２に対する圧着面積を調整
することができる。この圧着面積を所望に設定すること
により適度な圧着力で圧入固定することができる。ま
た、この実施形態の場合、後述する実施形態４、５、６
に比べ、シャフト２の圧着力が軸方向に適度に分散さ
れ、シャフト２の曲りをより有効に防止することができ
るという利点がある。
【００３９】なお、欠損部６の形状は、図示のテーパ状
に限らず、例えば、円弧状等の曲線状でもよい。
に限らず、例えば、円弧状等の曲線状でもよい。
【００４０】また、コア４を構成する各金属板４１は、
プレス加工により成形されたものが好ましい。プレス加
工によれば、所望の形状の金属板４１が、連続的に製造
可能であり、そのため、生産性が高く、量産に適してい
る。
プレス加工により成形されたものが好ましい。プレス加
工によれば、所望の形状の金属板４１が、連続的に製造
可能であり、そのため、生産性が高く、量産に適してい
る。
【００４１】コア４を構成する全ての金属板４１の形状
は、同じであるのが好ましい。同形状の金属板４１を使
用することにより、例えば、プレス成形で製造したとき
に、同じ金型で、連続的に製造することができる。この
ため、量産性が高く、生産性に優れて、安価となる。
は、同じであるのが好ましい。同形状の金属板４１を使
用することにより、例えば、プレス成形で製造したとき
に、同じ金型で、連続的に製造することができる。この
ため、量産性が高く、生産性に優れて、安価となる。
【００４２】金属板４１の構成材料としては、例えば、
珪素鋼板、ステンレス鋼板、純鉄のような金属材料等が
挙げられる。
珪素鋼板、ステンレス鋼板、純鉄のような金属材料等が
挙げられる。
【００４３】シャフト２は、円柱状の部材であり、コア
４の孔４２内に圧入され、固定されている。
４の孔４２内に圧入され、固定されている。
【００４４】このとき、シャフト２の外周面２１とコア
４の内周面とが圧着している部分の圧着力（圧入力）
は、２０〜７００ｋｇｆ／ｍｍ2であることが好まし
く、８０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ2であることがより好ま
しい。圧着力が、２０ｋｇｆ／ｍｍ2未満であると、シ
ャフト２の固定が不安定となり、７００ｋｇｆ／ｍｍ2
超であると、圧着部の変形や破損が生じるおそれがあ
る。
４の内周面とが圧着している部分の圧着力（圧入力）
は、２０〜７００ｋｇｆ／ｍｍ2であることが好まし
く、８０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ2であることがより好ま
しい。圧着力が、２０ｋｇｆ／ｍｍ2未満であると、シ
ャフト２の固定が不安定となり、７００ｋｇｆ／ｍｍ2
超であると、圧着部の変形や破損が生じるおそれがあ
る。
【００４５】シャフト２を構成する材料としては、イン
ナーロータ型の回転子の機能上、磁化されないまたはさ
れ難いもの、すなわち、弱磁性または非磁性材料が好ま
しい。その具体的な例としては、オーステナイト系ステ
ンレス鋼、チタンまたはチタン合金、真鍮、銅または銅
合金等の金属材料が挙げられる。本実施形態において、
オーステナイト系ステンレス鋼製のシャフト２について
代表的に説明する。
ナーロータ型の回転子の機能上、磁化されないまたはさ
れ難いもの、すなわち、弱磁性または非磁性材料が好ま
しい。その具体的な例としては、オーステナイト系ステ
ンレス鋼、チタンまたはチタン合金、真鍮、銅または銅
合金等の金属材料が挙げられる。本実施形態において、
オーステナイト系ステンレス鋼製のシャフト２について
代表的に説明する。
【００４６】シャフト２は、その外周部に硬化層５を有
する。シャフト２に使用される弱磁性または非磁性材料
は、比較的硬度の低い材料が多いため、このような硬化
層５を設けることにより、シャフト２をコア４の孔４２
に圧入する際、シャフト２の外周面２１の傷付きや破損
が防止される。この硬化層５の形成方法については、後
に詳述する。
する。シャフト２に使用される弱磁性または非磁性材料
は、比較的硬度の低い材料が多いため、このような硬化
層５を設けることにより、シャフト２をコア４の孔４２
に圧入する際、シャフト２の外周面２１の傷付きや破損
が防止される。この硬化層５の形成方法については、後
に詳述する。
【００４７】シャフト２に形成される硬化層５は、コア
４の内周面（シャフト２に対する圧着面）のビッカース
硬度をＨｖ1、硬化層５のビッカース硬度をＨｖ2とした
とき、Ｈｖ2＞Ｈｖ1を満足するようなものであるのが好
ましく、Ｈｖ2＞３Ｈｖ1を満足するようなものがより好
ましい。これにより圧入の際のシャフト２の外周面２１
の傷付き、破損をより有効に防止することができる。
４の内周面（シャフト２に対する圧着面）のビッカース
硬度をＨｖ1、硬化層５のビッカース硬度をＨｖ2とした
とき、Ｈｖ2＞Ｈｖ1を満足するようなものであるのが好
ましく、Ｈｖ2＞３Ｈｖ1を満足するようなものがより好
ましい。これにより圧入の際のシャフト２の外周面２１
の傷付き、破損をより有効に防止することができる。
【００４８】また、コア４の内周面のビッカース硬度を
Ｈｖ1、シャフト２の硬化層５より中心側の部分のビッ
カース硬度をＨｖ3としたとき、Ｈｖ1≧Ｈｖ3を満足す
ることが好ましく、Ｈｖ1≧１．２Ｈｖ3を満足すること
がより好ましい。この場合には、硬化層５が有効に機能
し、圧入の際のシャフト２の外周面２１の傷付き、破損
をより確実に防止することができる。
Ｈｖ1、シャフト２の硬化層５より中心側の部分のビッ
カース硬度をＨｖ3としたとき、Ｈｖ1≧Ｈｖ3を満足す
ることが好ましく、Ｈｖ1≧１．２Ｈｖ3を満足すること
がより好ましい。この場合には、硬化層５が有効に機能
し、圧入の際のシャフト２の外周面２１の傷付き、破損
をより確実に防止することができる。
【００４９】前記Ｈｖ2と、前記Ｈｖ3とは、その差Ｈｖ
2−Ｈｖ3が、２００以上であるのが好ましく、４００以
上であることがより好ましい。これによりシャフト２の
圧入の際、シャフト２の外周面２１の傷付き、破損をよ
り有効に防止することができる。
2−Ｈｖ3が、２００以上であるのが好ましく、４００以
上であることがより好ましい。これによりシャフト２の
圧入の際、シャフト２の外周面２１の傷付き、破損をよ
り有効に防止することができる。
【００５０】前記Ｈｖ1は、５０〜４００であるのが好
ましく、１００〜３００であるのがより好ましい。Ｈｖ
1が、５０未満では、コア４の内周面が変形してしま
う。４００超では、圧入時の圧着力が増大することとな
る。
ましく、１００〜３００であるのがより好ましい。Ｈｖ
1が、５０未満では、コア４の内周面が変形してしま
う。４００超では、圧入時の圧着力が増大することとな
る。
【００５１】前記Ｈｖ2は、６００以上であるのが好ま
しく、８００以上であることがより好ましい。このよう
な値とすることにより、圧入の際、シャフト２の外周面
２１の傷付きをより有効に防止することができる。
しく、８００以上であることがより好ましい。このよう
な値とすることにより、圧入の際、シャフト２の外周面
２１の傷付きをより有効に防止することができる。
【００５２】シャフト２の材料として前述した非磁性や
弱磁性材料を用いた場合、Ｈｖ3は、通常、１００〜４
００程度となる。
弱磁性材料を用いた場合、Ｈｖ3は、通常、１００〜４
００程度となる。
【００５３】なお、硬化層５は、図１に示すように、シ
ャフト２の外周部の全体にわたって形成する場合に限ら
ず、一部分であってもよい。例えば、図３に示すよう
に、シャフト２をコア４に対し、矢印Ｙ方向に圧入する
場合、圧入する方向の先端（シャフト２の図中下端）か
ら圧入完了時にコア４の孔４２に対応する部分までの範
囲に形成されていてもよい。すなわち、圧入の際、シャ
フト２の孔４２を通過しない部分には、硬化層５が形成
されていなくてもよい。このような場合でも、前記と同
様に、圧入の際、シャフト２の外周面２１の傷付きが防
止できる。
ャフト２の外周部の全体にわたって形成する場合に限ら
ず、一部分であってもよい。例えば、図３に示すよう
に、シャフト２をコア４に対し、矢印Ｙ方向に圧入する
場合、圧入する方向の先端（シャフト２の図中下端）か
ら圧入完了時にコア４の孔４２に対応する部分までの範
囲に形成されていてもよい。すなわち、圧入の際、シャ
フト２の孔４２を通過しない部分には、硬化層５が形成
されていなくてもよい。このような場合でも、前記と同
様に、圧入の際、シャフト２の外周面２１の傷付きが防
止できる。
【００５４】永久磁石３は、リング状（円盤状）であ
り、両コア４間に挟持され、固定されている。また、こ
の永久磁石３は、厚さ方向に二極着磁されている。
り、両コア４間に挟持され、固定されている。また、こ
の永久磁石３は、厚さ方向に二極着磁されている。
【００５５】永久磁石３としては、磁気特性に優れたも
のが用いられ、例えば、希土類元素と遷移金属とを基本
成分とするもの（例：Ｓｍ−Ｃｏ系磁石）、あるいは希
土類元素と遷移金属とボロンとを基本成分とするもの
（例：Ｎｄ−Ｆｅ―Ｂ系磁石）のような各種希土類磁石
が好適に使用される。また、永久磁石３の形態（種類）
は、例えば、ボンド磁石、焼結磁石、鋳造磁石等、いず
れでもよい。
のが用いられ、例えば、希土類元素と遷移金属とを基本
成分とするもの（例：Ｓｍ−Ｃｏ系磁石）、あるいは希
土類元素と遷移金属とボロンとを基本成分とするもの
（例：Ｎｄ−Ｆｅ―Ｂ系磁石）のような各種希土類磁石
が好適に使用される。また、永久磁石３の形態（種類）
は、例えば、ボンド磁石、焼結磁石、鋳造磁石等、いず
れでもよい。
【００５６】次に、第２実施形態について説明する。こ
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００５７】図４は、本発明の回転子の第２実施形態を
示す部分拡大断面図である。
示す部分拡大断面図である。
【００５８】本実施形態の回転子１は、コア４を構成す
る金属板４１において、金属板４１の内周面の形状が前
記第１実施形態と異なる。すなわち、金属板４１の両面
側の角部が、テーパ状に欠損した形状（欠損部７）であ
り、金属板４１の厚さ方向の中央部分がシャフト２の外
周面２１に圧着される。これによる作用・効果は、前記
第１実施形態と同様である。
る金属板４１において、金属板４１の内周面の形状が前
記第１実施形態と異なる。すなわち、金属板４１の両面
側の角部が、テーパ状に欠損した形状（欠損部７）であ
り、金属板４１の厚さ方向の中央部分がシャフト２の外
周面２１に圧着される。これによる作用・効果は、前記
第１実施形態と同様である。
【００５９】次に、第３実施形態について説明する。こ
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００６０】図５は、本発明の回転子の第３実施形態を
示す部分拡大断面図である。
示す部分拡大断面図である。
【００６１】本実施形態の回転子１は、コア４を構成す
る金属板４１において、金属板４１の内周面の形状が前
記第１実施形態と異なる。すなわち、金属板４１の中央
部が、円弧状に欠損した形状（欠損部８）であり、金属
板４１の厚さ方向の両端部がシャフト２の外周面２１に
圧着される。これによる作用・効果は、前記第１実施形
態と同様である。
る金属板４１において、金属板４１の内周面の形状が前
記第１実施形態と異なる。すなわち、金属板４１の中央
部が、円弧状に欠損した形状（欠損部８）であり、金属
板４１の厚さ方向の両端部がシャフト２の外周面２１に
圧着される。これによる作用・効果は、前記第１実施形
態と同様である。
【００６２】次に、第４実施形態について説明する。こ
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００６３】図６は、本発明の回転子の第４実施形態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【００６４】本実施形態の回転子１は、コア４の積層構
造が前記第１実施形態と異なる。すなわち、コア４は、
シャフト２の圧入に関与しない金属板４１ａとシャフト
２の圧入に関与する金属板４１ｂとで構成されている。
造が前記第１実施形態と異なる。すなわち、コア４は、
シャフト２の圧入に関与しない金属板４１ａとシャフト
２の圧入に関与する金属板４１ｂとで構成されている。
【００６５】金属板４１ａは、中心部にシャフト２の外
径よりも大きい孔４３を有し、シャフト２との間に、所
定の間隙が形成されている。一方、金属板４１ｂの内周
面は、シャフト２の外周面２１（硬化層５の表面）に圧
着している。
径よりも大きい孔４３を有し、シャフト２との間に、所
定の間隙が形成されている。一方、金属板４１ｂの内周
面は、シャフト２の外周面２１（硬化層５の表面）に圧
着している。
【００６６】各コア４における金属板４１ｂの軸方向に
おける位置は、コア４、４中、それらが互いに接近する
ような配置（すなわち、永久磁石３に近い側とされてい
る）とされている。
おける位置は、コア４、４中、それらが互いに接近する
ような配置（すなわち、永久磁石３に近い側とされてい
る）とされている。
【００６７】このような構成の回転子１では、圧入に関
与する金属板４１ｂの枚数を調整することにより、圧入
の圧着面積を調節することができる。したがって、適度
な圧着力で、シャフト２とコア４とを安定的に圧入、固
定することができる。
与する金属板４１ｂの枚数を調整することにより、圧入
の圧着面積を調節することができる。したがって、適度
な圧着力で、シャフト２とコア４とを安定的に圧入、固
定することができる。
【００６８】金属板４１の全枚数をＮ1、圧入に関与す
る金属板４１の枚数をＮ2としたとき、Ｎ2／Ｎ1は、特
に限定されないが、Ｎ2／Ｎ1が０．１〜０．９であるこ
とが好ましく、０．３〜０．８がより好ましい。Ｎ2／
Ｎ1が、０．１未満であれば、シャフト２とコア４との
固定が不安定となり易く、また、０．９超であれば、固
着力は高いが、シャフト２を圧入する際に、高い押込力
が必要となる。
る金属板４１の枚数をＮ2としたとき、Ｎ2／Ｎ1は、特
に限定されないが、Ｎ2／Ｎ1が０．１〜０．９であるこ
とが好ましく、０．３〜０．８がより好ましい。Ｎ2／
Ｎ1が、０．１未満であれば、シャフト２とコア４との
固定が不安定となり易く、また、０．９超であれば、固
着力は高いが、シャフト２を圧入する際に、高い押込力
が必要となる。
【００６９】次に、第５実施形態について説明する。こ
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００７０】図７は、本発明の回転子の第５実施形態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【００７１】本実施形態の回転子１は、コア４の積層構
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、厚入に関与
する金属板４１ｂが、軸方向に、両コア４の中、永久磁
石３を介して、互いに離間するように配置されている。
これによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、厚入に関与
する金属板４１ｂが、軸方向に、両コア４の中、永久磁
石３を介して、互いに離間するように配置されている。
これによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。
【００７２】次に、第６実施形態について説明する。こ
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００７３】図８は、本発明の回転子の第６実施形態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【００７４】本実施形態の回転子１は、コア４の積層構
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、圧入に関与
する金属板４１ｂは、１つのコア４において、金属板４
１ｂが、コアの厚さ方向の中心部に配置されている。こ
れによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、圧入に関与
する金属板４１ｂは、１つのコア４において、金属板４
１ｂが、コアの厚さ方向の中心部に配置されている。こ
れによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。
【００７５】次に、第７実施形態について説明する。こ
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第４実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００７６】図９は、本発明の回転子の第７実施形態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【００７７】本実施形態の回転子１は、コア４の積層構
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、圧入に関与
する金属板４１ｂは、軸方向に、両コア４の中、金属板
４１ａと、金属板４１ｂとが、交互に積層されている。
これによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。なお、この実施形態の場合、前述した実施形態４、
５、６に比べ、シャフト２の圧着力が軸方向に適度に分
散され、シャフト２の真直度がより良好となるという利
点がある。
造が前記第４実施形態と異なる。すなわち、圧入に関与
する金属板４１ｂは、軸方向に、両コア４の中、金属板
４１ａと、金属板４１ｂとが、交互に積層されている。
これによる作用・効果は、前記第４実施形態と同様であ
る。なお、この実施形態の場合、前述した実施形態４、
５、６に比べ、シャフト２の圧着力が軸方向に適度に分
散され、シャフト２の真直度がより良好となるという利
点がある。
【００７８】なお、コア４の積層構造を各実施形態に基
づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるもの
ではない。例えば、図６〜図９では、両コア４は、永久
磁石３を介して対称的な構造となっているが、これに限
らず、非対称であってもよい。
づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるもの
ではない。例えば、図６〜図９では、両コア４は、永久
磁石３を介して対称的な構造となっているが、これに限
らず、非対称であってもよい。
【００７９】次に、第８実施形態について説明する。こ
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
の場合、第１実施形態の回転子１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００８０】図１０は、本発明の回転子の第８実施形態
を示す平面図、図１１は、本発明の回転子の第８実施形
態を示すＡ-Ａ線断面図である。
を示す平面図、図１１は、本発明の回転子の第８実施形
態を示すＡ-Ａ線断面図である。
【００８１】本実施形態の回転子１は、コア４を構成す
る金属板４１の形状が異なる。すなわち、コア４を構成
する各金属板４１のうちの少なくとも一部の金属板４１
は、孔４２内において、金属板４１の周方向の一部が、
シャフト２の外周面２１（硬化層５の表面）に圧着され
ている。
る金属板４１の形状が異なる。すなわち、コア４を構成
する各金属板４１のうちの少なくとも一部の金属板４１
は、孔４２内において、金属板４１の周方向の一部が、
シャフト２の外周面２１（硬化層５の表面）に圧着され
ている。
【００８２】図１０、図１１に示すように、金属板４１
は、孔４２に連通する切り欠き４４を有し、切り欠き４
４のない部分がシャフト２の外周面２１（硬化層５の表
面）に圧着されている。この切り欠き４４は、周方向に
沿って、等角度間隔に配置されている。本実施形態にお
いては、周方向に、４つの切り欠き４４が９０°の角度
間隔で配置されている。
は、孔４２に連通する切り欠き４４を有し、切り欠き４
４のない部分がシャフト２の外周面２１（硬化層５の表
面）に圧着されている。この切り欠き４４は、周方向に
沿って、等角度間隔に配置されている。本実施形態にお
いては、周方向に、４つの切り欠き４４が９０°の角度
間隔で配置されている。
【００８３】また、各金属板４１は、それら切り欠き４
４が軸方向に一致するように積層、配置されている。な
お、図１１に示すように、各金属板４１において切り欠
き４４の位置は、軸方向に一致しているが、この限りで
はなく、切り欠き４４の位置は、必ずしも一致していな
くてもよい。
４が軸方向に一致するように積層、配置されている。な
お、図１１に示すように、各金属板４１において切り欠
き４４の位置は、軸方向に一致しているが、この限りで
はなく、切り欠き４４の位置は、必ずしも一致していな
くてもよい。
【００８４】このように、シャフト２と圧着される金属
板４１の内周面に、切り欠き４４を設けることにより、
シャフト２の外周面２１との圧着面積を調整することが
できる。特に、切り欠き４４の面積や個数を調整するこ
とにより、適度な圧着力で、シャフト２とコア４とを安
定的に圧入、固定することができる。
板４１の内周面に、切り欠き４４を設けることにより、
シャフト２の外周面２１との圧着面積を調整することが
できる。特に、切り欠き４４の面積や個数を調整するこ
とにより、適度な圧着力で、シャフト２とコア４とを安
定的に圧入、固定することができる。
【００８５】このとき、シャフト２の圧入部における外
径をＬ1、金属板４１のシャフト２に接触している部分
の周方向の長さの合計をＬ2としたとき、Ｌ2／Ｌ1が、
０．５〜３．０であることが好ましく、１．０〜２．５
がより好ましい。Ｌ2／Ｌ1が、０．５未満であると、シ
ャフト２とコア４との固定が不安定となり易く、また、
３．０超であると、固着力は高いが、シャフト２を圧入
する際に、高い押込力が必要となる。
径をＬ1、金属板４１のシャフト２に接触している部分
の周方向の長さの合計をＬ2としたとき、Ｌ2／Ｌ1が、
０．５〜３．０であることが好ましく、１．０〜２．５
がより好ましい。Ｌ2／Ｌ1が、０．５未満であると、シ
ャフト２とコア４との固定が不安定となり易く、また、
３．０超であると、固着力は高いが、シャフト２を圧入
する際に、高い押込力が必要となる。
【００８６】切り欠き４４の形状は、図１０に示すよう
に、ほぼ台形であるが、これに限らず、例えば、円弧
状、Ｖ字状等でもよい。
に、ほぼ台形であるが、これに限らず、例えば、円弧
状、Ｖ字状等でもよい。
【００８７】なお、図４〜図１１に記載の回転子１にお
いても、硬化層５の形成領域は、シャフト２の全長に限
らず、例えば、図３に示すように、シャフト２の軸方向
の一部でもよい。
いても、硬化層５の形成領域は、シャフト２の全長に限
らず、例えば、図３に示すように、シャフト２の軸方向
の一部でもよい。
【００８８】以上より、本発明は、第１に、図１〜図５
に示すような、圧着に関与する金属板４１の内周面の形
状により、第２に、図６〜図９に示すような、圧着に関
与する金属板４１ｂの枚数を調整することにより、第３
に、図１０〜図１１に示すような、金属板４１の圧着す
る部分の周方向の長さを調整することにより、シャフト
２との圧着面積を調整し、シャフト２との適度な圧着力
で、シャフト２とコア４とを安定的に圧入、固定するこ
とができる。
に示すような、圧着に関与する金属板４１の内周面の形
状により、第２に、図６〜図９に示すような、圧着に関
与する金属板４１ｂの枚数を調整することにより、第３
に、図１０〜図１１に示すような、金属板４１の圧着す
る部分の周方向の長さを調整することにより、シャフト
２との圧着面積を調整し、シャフト２との適度な圧着力
で、シャフト２とコア４とを安定的に圧入、固定するこ
とができる。
【００８９】また、本発明では、上記第１〜第３の構成
のうち、２つ以上の構成を組み合わせてもよい。
のうち、２つ以上の構成を組み合わせてもよい。
【００９０】次に、回転子１の組立方法の一例について
説明する。
説明する。
【００９１】回転子１は、シャフト２の外周部に硬化層
５を形成する工程と、硬化層５の表面を研磨して、その
厚さ方向の一部を除去する工程と、このシャフト２をコ
ア４の中心部に形成された孔４２内に圧入する工程とを
経て組み立てられる。
５を形成する工程と、硬化層５の表面を研磨して、その
厚さ方向の一部を除去する工程と、このシャフト２をコ
ア４の中心部に形成された孔４２内に圧入する工程とを
経て組み立てられる。
【００９２】[１] 硬化層の形成工程 シャフト２の外周部に硬化層５を形成する。その方法
は、例えば、熱処理、めっき、蒸着、スパッタリングの
ような表面硬化処理等が挙げられる。本実施形態の硬化
層５の形成は、熱処理によりなされたものである。熱処
理は、処理雰囲気、加熱温度、処理時間等を適宜調節す
ることにより、容易に、必要な条件の硬化層５を形成す
ることができる。
は、例えば、熱処理、めっき、蒸着、スパッタリングの
ような表面硬化処理等が挙げられる。本実施形態の硬化
層５の形成は、熱処理によりなされたものである。熱処
理は、処理雰囲気、加熱温度、処理時間等を適宜調節す
ることにより、容易に、必要な条件の硬化層５を形成す
ることができる。
【００９３】この熱処理は、処理温度が４００〜８００
℃、処理時間が０．１〜３時間であることが好ましく、
処理温度が４５０〜６５０℃、処理時間が０．５〜２時
間であることがより好ましい。低温、短時間の熱処理で
は、シャフト２の構成材料等の条件によっては、硬化層
５の硬度が不十分となるかまたは硬化層５の厚さが薄く
なることがあり、また、高温、長時間の熱処理では、シ
ャフト２自体の機械的特性（強度、靭性）等が必要以上
に変化してしまうことがある。
℃、処理時間が０．１〜３時間であることが好ましく、
処理温度が４５０〜６５０℃、処理時間が０．５〜２時
間であることがより好ましい。低温、短時間の熱処理で
は、シャフト２の構成材料等の条件によっては、硬化層
５の硬度が不十分となるかまたは硬化層５の厚さが薄く
なることがあり、また、高温、長時間の熱処理では、シ
ャフト２自体の機械的特性（強度、靭性）等が必要以上
に変化してしまうことがある。
【００９４】この熱処理としては、例えば、窒化処理、
浸炭処理、高周波焼き入れのような熱処理等が挙げられ
る。本実施形態は、窒化処理によりなされたものであ
る。これにより幅広い金属材料に対応でき、必要な硬化
層５を形成させることができる。また、窒素を利用する
ことでコストの低減化が図れる。
浸炭処理、高周波焼き入れのような熱処理等が挙げられ
る。本実施形態は、窒化処理によりなされたものであ
る。これにより幅広い金属材料に対応でき、必要な硬化
層５を形成させることができる。また、窒素を利用する
ことでコストの低減化が図れる。
【００９５】また、窒化処理としては、例えば、塩浴窒
化処理、ガス窒化処理のような軟窒化処理等が挙げられ
る。これらのうちでも、塩浴窒化処理の１種であるタフ
トライド処理により軟窒化処理された硬化層５が好まし
い。
化処理、ガス窒化処理のような軟窒化処理等が挙げられ
る。これらのうちでも、塩浴窒化処理の１種であるタフ
トライド処理により軟窒化処理された硬化層５が好まし
い。
【００９６】[２]硬化層の研磨工程 次に、必要に応じ、工程[１]で形成された硬化層５の表
面を研磨して、その厚さ方向の一部を除去する。このよ
うに、硬化層５の一部を研磨することにより、シャフト
２の真直度を向上させることができる。また、この研磨
により、シャフト２の外径の寸法精度や面粗度等が向上
し、シャフト２とコア４との固定力の安定化が図れる。
このように、シャフト２の真直度や外径寸法精度等の向
上により、回転子１の回転精度、同軸度をより高いもの
とすることができる。
面を研磨して、その厚さ方向の一部を除去する。このよ
うに、硬化層５の一部を研磨することにより、シャフト
２の真直度を向上させることができる。また、この研磨
により、シャフト２の外径の寸法精度や面粗度等が向上
し、シャフト２とコア４との固定力の安定化が図れる。
このように、シャフト２の真直度や外径寸法精度等の向
上により、回転子１の回転精度、同軸度をより高いもの
とすることができる。
【００９７】また、シャフト２の面粗度が向上すること
は、シャフト２を保持する軸受け（滑り軸受け）との摩
擦が緩和されることになるため、シャフト２および軸受
けの耐久性が向上し、寿命が長くなる。
は、シャフト２を保持する軸受け（滑り軸受け）との摩
擦が緩和されることになるため、シャフト２および軸受
けの耐久性が向上し、寿命が長くなる。
【００９８】研磨方法としては、例えば、バフ研磨、バ
レル研磨、ショットブラストのような砥粒加工、化学研
磨、電解研磨のような特殊加工等の研磨方法が挙げられ
る。これらのうちでも特に、砥粒加工により硬化層５を
研磨することが好ましい。
レル研磨、ショットブラストのような砥粒加工、化学研
磨、電解研磨のような特殊加工等の研磨方法が挙げられ
る。これらのうちでも特に、砥粒加工により硬化層５を
研磨することが好ましい。
【００９９】本実施形態において、研磨の際の硬化層５
の除去量は、２０μｍ以下であることが好ましく、１５
μｍ以下であることがより好ましい。除去量が、２０μ
ｍ超であると、硬化層５の形成の際にその厚さを厚くし
なければならないので、硬化層５の形成に手間と時間が
かかり、また、研磨作業にも手間と時間がかかる。
の除去量は、２０μｍ以下であることが好ましく、１５
μｍ以下であることがより好ましい。除去量が、２０μ
ｍ超であると、硬化層５の形成の際にその厚さを厚くし
なければならないので、硬化層５の形成に手間と時間が
かかり、また、研磨作業にも手間と時間がかかる。
【０１００】本実施形態において、研磨による硬化層５
の除去量は、特に限定されないが、研磨以前の硬化層５
の厚さの０．０３〜０．８５倍以下であることが好まし
く、０．１〜０．７５倍がより好ましく、０．２〜０．
６倍がさらに好ましい。硬化層５の除去量の硬化層５の
研磨前の厚さに対する比率が小さすぎると、前述の研磨
による効果が十分に発揮されないおそれがある。一方、
この比率が０．８５倍を超えると、硬化層５の残存部分
が少なくなり、硬化層５を形成したことによる前述の効
果が十分に発揮されないおそれがある。
の除去量は、特に限定されないが、研磨以前の硬化層５
の厚さの０．０３〜０．８５倍以下であることが好まし
く、０．１〜０．７５倍がより好ましく、０．２〜０．
６倍がさらに好ましい。硬化層５の除去量の硬化層５の
研磨前の厚さに対する比率が小さすぎると、前述の研磨
による効果が十分に発揮されないおそれがある。一方、
この比率が０．８５倍を超えると、硬化層５の残存部分
が少なくなり、硬化層５を形成したことによる前述の効
果が十分に発揮されないおそれがある。
【０１０１】シャフト２の圧入工程（次記工程[３]）の
直前における硬化層５の厚さ（以下単に「硬化層の厚さ」
と言う）Ｔ3は、３〜１００μｍであることが好まし
く、１０〜８０μｍはより好ましい。３μｍ未満である
と、硬化層５を形成したことによる前述の効果が十分に
発揮されないことがあり、また、１００μｍを超えて
も、その効果の向上がみられない。なお、本発明は、硬
化層５の研磨を行なわない場合も含んでおり、この場合
には、厚さＴ3は、工程[１]で形成された硬化層５の厚
さそのものとなる。
直前における硬化層５の厚さ（以下単に「硬化層の厚さ」
と言う）Ｔ3は、３〜１００μｍであることが好まし
く、１０〜８０μｍはより好ましい。３μｍ未満である
と、硬化層５を形成したことによる前述の効果が十分に
発揮されないことがあり、また、１００μｍを超えて
も、その効果の向上がみられない。なお、本発明は、硬
化層５の研磨を行なわない場合も含んでおり、この場合
には、厚さＴ3は、工程[１]で形成された硬化層５の厚
さそのものとなる。
【０１０２】[３]圧入工程 次に、この硬化層５を有するシャフト２を両コア４の中
心部に形成された孔４２内に圧入する。これにより永久
磁石３を介して接合された一対のコア４に、シャフト２
が同軸で固定され、回転子１の組み立てが完了する。
心部に形成された孔４２内に圧入する。これにより永久
磁石３を介して接合された一対のコア４に、シャフト２
が同軸で固定され、回転子１の組み立てが完了する。
【０１０３】圧入方法としては、例えば、油圧プレス
機、エアプレス機、ハンドプレス機等が挙げられる。こ
れらのうちでも特に、油圧プレス機によりシャフト２を
圧入することが好ましい。
機、エアプレス機、ハンドプレス機等が挙げられる。こ
れらのうちでも特に、油圧プレス機によりシャフト２を
圧入することが好ましい。
【０１０４】このとき、シャフト２を圧入するコア４の
内周面の形状、すなわち、孔４２の形状は、図６〜図１
１のいずれでもよい。
内周面の形状、すなわち、孔４２の形状は、図６〜図１
１のいずれでもよい。
【０１０５】なお、本発明の回転子１の組立方法を各工
程に基づいて説明したが、本発明は、これに限定される
ものではない。例えば、[１] 〜[３]の各工程の前後
に、任意の工程があってもよい。
程に基づいて説明したが、本発明は、これに限定される
ものではない。例えば、[１] 〜[３]の各工程の前後
に、任意の工程があってもよい。
【０１０６】以上のようにして得られた各実施形態の回
転子１を、ステータの内側に組み込んで本発明のステッ
ピングモータとすることができる。この場合、当該ステ
ッピングモータを構成する回転子以外の部品、すなわ
ち、ステータ、モータハウジング、通電回路等は、公知
の任意の構成のものとすることができるので、本明細書
では、それらの図示および詳細な構造、作用等の説明は
省略する。
転子１を、ステータの内側に組み込んで本発明のステッ
ピングモータとすることができる。この場合、当該ステ
ッピングモータを構成する回転子以外の部品、すなわ
ち、ステータ、モータハウジング、通電回路等は、公知
の任意の構成のものとすることができるので、本明細書
では、それらの図示および詳細な構造、作用等の説明は
省略する。
【０１０７】以上、本発明の回転子およびステッピング
モータを各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、
これらに限定されるものではない。
モータを各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、
これらに限定されるものではない。
【０１０８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
ャフトが硬化層を有することにより、圧入の際のシャフ
トの傷付きや破損を防止することができる。
ャフトが硬化層を有することにより、圧入の際のシャフ
トの傷付きや破損を防止することができる。
【０１０９】また、シャフト側に、ローレット加工やス
テーキング加工等を施さなくてもよいので、加工時のシ
ャフトの変形がなく、高い真直度を保持することができ
るとともに、コアとシャフトとの同軸度の向上が図れ
る。
テーキング加工等を施さなくてもよいので、加工時のシ
ャフトの変形がなく、高い真直度を保持することができ
るとともに、コアとシャフトとの同軸度の向上が図れ
る。
【０１１０】また、硬化層の表面を研磨することによ
り、シャフトの真直度、外径の寸法精度、面粗度等がよ
り高まり、同軸度や歩留まりの向上、固定の安定化、均
一化が図れる。
り、シャフトの真直度、外径の寸法精度、面粗度等がよ
り高まり、同軸度や歩留まりの向上、固定の安定化、均
一化が図れる。
【０１１１】また、シャフトとコアとを、部分的に圧着
した場合には、圧入作業が容易であるとともに、コアと
シャフトの接触面圧を調整し、圧着力を適度な値に設定
することができる。
した場合には、圧入作業が容易であるとともに、コアと
シャフトの接触面圧を調整し、圧着力を適度な値に設定
することができる。
【０１１２】以上のことから、ステッピングモータ等の
モータに適用した場合、駆動時の振動・騒音が低減さ
れ、高トルク（高性能）なモータが提供される。
モータに適用した場合、駆動時の振動・騒音が低減さ
れ、高トルク（高性能）なモータが提供される。
【図１】本発明の回転子の第１実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図２】図１中の円形で囲んだ部分の拡大図である。
【図３】本発明の回転子の他の実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図４】本発明の回転子の第２実施形態を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の回転子の第３実施形態を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明の回転子の第４実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図７】本発明の回転子の第５実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図８】本発明の回転子の第６実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図９】本発明の回転子の第７実施形態を示す縦断面図
である。
である。
【図１０】本発明の回転子の第８実施形態を示す平面図
である。
である。
【図１１】図１０中のＡ-Ａ線断面図である。
【図１２】従来の回転子を示す縦断面図である。
１ 回転子 ２ シャフト ２１ 外周面 ３ 永久磁石 ４ コア ４１ 金属板 ４１ａ 金属板 ４１ｂ 金属板 ４２ 孔 ４３ 孔 ４４ 切り欠き ５ 硬化層 ６ 欠損部 ７ 欠損部 ８ 欠損部 １０ 回転軸 １１ シャフト １１１ 外周面 １１２ ローレット部 １２ コア １２１ 金属板 １３ 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AA09 AB07 AB08 AC02 AC04 AC06 5H615 AA01 BB01 BB08 BB14 PP02 PP06 PP24 SS03 SS05 SS08 SS13 SS16 SS18 SS19 SS21 SS24 SS31 TT04 TT05 TT13 TT16
Claims (19)
- 【請求項１】 金属板を複数枚積層してなるコアと、前
記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた回転子
の組立方法であって、 前記シャフトの外周部に硬化層を形成する工程と、 そのシャフトを前記コアの中心部に形成された孔内に圧
入する工程とを有することを特徴とする回転子の組立方
法。 - 【請求項２】 金属板を複数枚積層してなるコアと、前
記コアの中心部に固定されるシャフトとを備えた回転子
の組立方法であって、 前記シャフトの外周部に硬化層を形成する工程と、 前記硬化層の表面を研磨して、その厚さ方向の一部を除
去する工程と、 そのシャフトを前記コアの中心部に形成された孔内に圧
入する工程とを有することを特徴とする回転子の組立方
法。 - 【請求項３】 前記研磨による前記硬化層の除去量は、
平均厚さ２０μｍ以下である請求項２に記載の回転子の
組立方法。 - 【請求項４】 前記研磨による前記硬化層の除去量は、
研磨以前の硬化層の厚さの０．０３〜０．８５倍である
請求項２または３に記載の回転子の組立方法。 - 【請求項５】 前記コアは、前記孔の内面の形状によ
り、その少なくとも一部が、前記硬化層の表面に圧着さ
れている請求項１ないし４のいずれかに記載の回転子の
組立方法。 - 【請求項６】 前記コアを構成する各金属板のうちの少
なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当該金属
板の厚さ方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着されて
いる請求項１ないし５のいずれかに記載の回転子の組立
方法。 - 【請求項７】 前記コアを構成する各金属板のうちの少
なくとも１つの金属板が、前記シャフトの圧入に関与し
ている請求項１ないし６のいずれかに記載の回転子の組
立方法。 - 【請求項８】 前記コアを構成する各金属板のうちの少
なくとも１つの金属板は、前記孔内において、当該金属
板の周方向の一部が、前記硬化層の表面に圧着されてい
る請求項１ないし７のいずれかに記載の回転子の組立方
法。 - 【請求項９】 前記硬化層の形成は、熱処理によりなさ
れたものである請求項１ないし８のいずれかに記載の回
転子の組立方法。 - 【請求項１０】 処理温度が４５０〜６５０℃、処理時
間が０．１〜３時間である請求項９に記載の回転子の組
立方法。 - 【請求項１１】 前記硬化層の形成は、窒化処理により
なされたものである請求項１ないし１０のいずれかに記
載の回転子の組立方法。 - 【請求項１２】 シャフトの圧入工程の直前における前
記硬化層の厚さが、３〜１００μｍである請求項１ない
し１１のいずれかに記載の回転子の組立方法。 - 【請求項１３】 前記シャフトは、軟磁性または非磁性
材料で構成される請求項１ないし１２のいずれかに記載
の回転子の組立方法。 - 【請求項１４】 前記コアの内周面のビッカース硬度を
Ｈｖ1、前記硬化層のビッカース硬度をＨｖ2としたと
き、Ｈｖ2＞Ｈｖ1である請求項１ないし１３のいずれか
に記載の回転子の組立方法。 - 【請求項１５】 前記コアの内周面のビッカース硬度を
Ｈｖ1、前記シャフトの前記硬化層より中心側の部分の
ビッカース硬度をＨｖ3としたとき、Ｈｖ1≧Ｈｖ3であ
る請求項１ないし１４のいずれかに記載の回転子の組立
方法。 - 【請求項１６】 前記シャフトの前記コアに対し圧着し
ている部分の圧着力は、２０〜７００ｋｇｆ／ｍｍ2で
ある請求項１ないし１５のいずれかに記載の回転子の組
立方法。 - 【請求項１７】 前記回転子は、ステッピングモータに
用いられるものである請求項１ないし１６いずれかに記
載の回転子の組立方法。 - 【請求項１８】 請求項１ないし１７のいずれかに記載
の回転子の組立方法により組み立てられたことを特徴と
する回転子。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の回転子をインナー
ロータとして備えたことを特徴とするステッピングモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09410399A JP3712100B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 回転子の組立方法、回転子、ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09410399A JP3712100B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 回転子の組立方法、回転子、ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295824A true JP2000295824A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3712100B2 JP3712100B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=14101119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09410399A Expired - Fee Related JP3712100B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 回転子の組立方法、回転子、ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3712100B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190040A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nidec Shibaura Corp | 電動機の回転子 |
| JP2006187174A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Hitachi Ltd | 回転機のロータ，その製造方法及び電動パワーステアリング用モータ |
| JP2009060738A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Honda Motor Co Ltd | 回転電機 |
| JP2010518797A (ja) * | 2007-02-01 | 2010-05-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気機械 |
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| JP2018002149A (ja) * | 2017-09-22 | 2018-01-11 | Ntn株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
| EP3512074A1 (de) * | 2018-01-10 | 2019-07-17 | Bühler Motor GmbH | Permanentmagnetrotor |
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| DE102022207796A1 (de) | 2022-07-28 | 2024-02-08 | Mahle International Gmbh | Blechscheibe eines Rotors eines Elektromotors |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09410399A patent/JP3712100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
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| JP7327115B2 (ja) | 2019-11-26 | 2023-08-16 | 株式会社アイシン | ロータの製造方法 |
| WO2021123528A1 (fr) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Nidec Psa Emotors | Rotor de machine electrique tournante |
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| DE102022207796A1 (de) | 2022-07-28 | 2024-02-08 | Mahle International Gmbh | Blechscheibe eines Rotors eines Elektromotors |
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|---|---|
| JP3712100B2 (ja) | 2005-11-02 |
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