JP2001268858A - モータ用ロータ、電動圧縮機及びモータ用ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層鉄心を有するモータ用ロータにおいて、
部品の種類の低減を図って生産性を向上する。 【解決手段】 積層鉄心１８は、回転軸６の軸方向に２
つ形成された抜止部２０によって両側から挟持する状態
で位置決め固定されている。抜止部２０はハイドロフォ
ーミング法により回転軸６の周面上に膨出形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層鉄心を有する
モータ用ロータ、電動圧縮機及びモータ用ロータの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータのロータには、図５に示す
ような構造のものがある。ロータ５１は回転軸５２とそ
の回転軸５２に連結固定された積層鉄心５３とを備え、
その積層鉄心５３はキー５４によって回転軸５２に位置
決め固定されていた。積層鉄心５３は複数のケイ素鋼板
５６，５７が積層された多層構造を有し、キー５４に係
合されることによって回転軸５２に対してロータ５１の
軸方向および回転方向に位置規制されている。

【０００３】図６（ａ）及び（ｂ）はロータ５１の構成
部品を示した斜視図である。図６（ａ）に示すように、
回転軸５２の周面には、キー取付け用の溝部５５が形成
され、キー５４はこの溝部５５に所定高さで突出する状
態に組付けられる。また、積層鉄心５３は、図６（ｂ）
に示すキー５４に係合されるキー溝５６ａを有するケイ
素鋼板５６と、キー５４以外の部位で回転軸５２に嵌合
されるキー溝なしのケイ素鋼板５７との２種類から構成
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
キー構造を有するロータ５１では、積層鉄心５３の構成
部品として２種類の鋼板５６，５７を製造する必要があ
った。このため、ロータ５１の生産性があまり良くない
という問題があった。また、回転軸５２が中実であった
ためにロータ５１の重量が重くなり、これに伴って慣性
力も大きくなるため、モータが変速指令に迅速に対応し
きれず、モータの応答性が低下する虞があった。また、
その慣性力によってモータに大きな負荷がかかるという
問題もあった。

【０００５】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、積層鉄心を有するモータ用ロ
ータにおいて、部品の種類の低減を図って生産性を向上
できるモータ用ロータ、電動圧縮機及びモータ用ロータ
の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項１に記載の発明では、回転軸と当該回転軸に連
結された積層鉄心とを有するモータ用ロータであって、
前記回転軸は中空形状をなしており、前記積層鉄心は前
記回転軸の周面上に膨出形成された抜止部によって前記
回転軸に対して位置決め固定されている。

【０００７】この発明によれば、抜止部によって積層鉄
心が回転軸に対して位置決め固定される。そのため、積
層鉄心には同一形状の１種類の鉄心用薄板のみの使用も
可能となり、部品の種類の低減が図れる。さらに、中空
形状である回転軸は中実である場合に比べ軽量であるた
め、ロータの回転時の慣性力も低減される。これに伴
い、モータ変速時の応答性も向上する。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記積層鉄心は、回転軸の軸方向に
２つ形成された抜止部によって両側から挟持された状態
で位置決め固定されている。

【０００９】この発明によれば、請求項１に記載の発明
の作用に加え、積層鉄心は両側の抜止部によって挟持さ
れた状態で位置決め固定されるので、ロータの回転方向
の位置ずれを規制するような位置規制部材を用いなくて
も、積層鉄心は回転軸に位置決めされた状態で確実に固
定される。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記抜止部は、ハイドロフォ
ーミング法により形成されている。この発明によれば、
請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、ハイドロフ
ォーミング法によって形成される抜止部によって、積層
鉄心は回転軸に挟圧または押圧されて固定される。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記回転軸
は電動圧縮機の駆動源である電動モータの回転軸であっ
て、前記回転軸には前記圧縮機構の回転部材が支持され
ている。

【００１２】この発明によれば、請求項１〜３のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、モータ用ロータ
は電動圧縮機の圧縮機構を駆動する電動モータに使用さ
れ、圧縮機構の回転部材はモータ用ロータの回転軸に支
持される。本発明のモータ用ロータを圧縮機構の駆動源
に採用すれば、ロータの軽量化により回転時の慣性力が
小さくなるので、モータ変速時の応答性が向上し、吐出
容量の制御性が向上する。

【００１３】請求項５に記載の発明では、電動圧縮機は
請求項４に記載のモータ用ロータを備え、前記モータ用
ロータの回転軸に前記圧縮機構の回転部材が支持されて
いる。

【００１４】この発明によれば、請求項４に記載の作用
と同様の作用を奏する。請求項６に記載の発明では、ハ
イドロフォーミング法を用いたモータ用ロータの製造方
法であって、回転軸に積層鉄心を位置決め固定するモー
タ用ロータの製造方法であって、パイプに積層鉄心を係
合する係合工程と、前記パイプに対して前記積層鉄心を
挟む両側部位にハイドロフォーミング成形機の成形型を
嵌め込む型入工程と、前記パイプの内部にハイドロフォ
ーミング成形機から高圧の流体を注入して、当該パイプ
に前記積層鉄心を位置決め固定するための抜止部を成形
する加圧工程とを備えた。

【００１５】この発明によれば、係合工程では積層鉄心
がパイプに係合される。次に、型入工程ではパイプの両
端部位が成形型に嵌め込まれる。そして、加圧工程によ
ってパイプの内部に高圧の流体が注入され、抜止部が積
層鉄心を両側から挟持した状態で膨出形成される。従っ
て、積層鉄心を回転軸に位置決め固定するための部品や
部品の加工が不要となり、生産性が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のモータ用ロータを
電動圧縮機用のモータに採用した一実施形態を図１〜図
３に従って説明する。

【００１７】図３に示すように、電動圧縮機（モータ式
圧縮機）１はハウジング２の内部に電動モータ（以下、
単にモータと称す）３を内蔵しており、モータ回転数に
より吐出容量が変化する可変容量型である。モータ３は
インナロータ型であって、モータ用ロータとしてのロー
タ４とステータ５を備えている。ステータ５はハウジン
グ２の内壁面に圧入固定され、所定位置に複数のコイル
５ａが巻回されている。ロータ４はステータ５に対して
所定のギャップを開けて配置され、ステータ５のコイル
通電時にステータ５に対して一定方向に回転する。ロー
タ４の回転軸６は、その両端でハウジング２の内壁面に
ベアリング７を介して回転可能に支持されている。

【００１８】回転軸６の先端寄り（図３では右側）には
斜板８が固定され、斜板８にはピストン９がシュー１０
を介して連結固定されている。ピストン９はハウジング
２の内部に貫設されたシリンダボア１１に収容されてい
る。フロントハウジング２ａには吸入室１２と吐出室１
３が区画形成され、この吸入室１２と吐出室１３は弁形
成板１４に形成された吸入ポート１５と吐出ポート１６
を介して圧縮室１７に連通している。なお、圧縮機構は
主に斜板８、ピストン９、シュー１０、シリンダボア１
１、吸入室１２、吐出室１３等のガス冷媒を吸入圧縮し
て吐出する機械部分を示し、回転部材は圧縮機構のうち
斜板８に相当する。

【００１９】図１及び図３に示すように、ロータ４は回
転軸６の外周面上に積層鉄心１８が組付けて構成されて
いる。図１に示すように、積層鉄心１８は多数枚積層さ
れたケイ素鋼板（薄板）１９と、そのケイ素鋼板１９の
両側に配置されたロータエンド１８ａとから構成されて
いる。積層鉄心１８は、円筒状のパイプ２１からなる回
転軸６の外周面に膨出形成された２つの抜止部２０によ
って挟持された状態で回転軸６に対して位置決め固定さ
れている。

【００２０】抜止部２０は、ハイドロフォーミング法に
より形成されている。以下、このハイドロフォーミング
法によって抜止部２０が形成される工程を図２を用いて
説明する。まず、円筒状のパイプ２１を積層鉄心１８に
挿通し、パイプ２１に積層鉄心１８を係合状態に組付け
る（係合工程）。そして、抜止部２０を形成する部位の
みを外部に露出させた状態でパイプ２１の両側をハイド
ロフォーミング成形機の成形型（ダイ）２２によって締
め付けて固定する（型入工程）。この型入工程では、抜
止部２０の型が形成された金型に、パイプ２１の両端が
セットされるものでもよい。

【００２１】次に、ハイドロフォーミング成形機から高
圧（例えば、約４００ＭＰａ）の流体をパイプ２１の内
部に注入して、パイプ２１の内面を加圧する（加圧工
程）。すると、パイプ２１の外部に露出した部分が膨出
し、図２に示すように積層鉄心１８を挟持する２つの抜
止部２０が形成される。積層鉄心１８は両側から抜止部
２０によって挟圧された状態にあるとともに積層鉄心１
８の内周面からもパイプ２１に押圧された状態にあるの
で、積層鉄心１８は回転軸６に対して軸方向および回転
方向に位置規制された状態に位置決め固定される。

【００２２】本例では、従来使用していた位置決め固定
用のキーを使用せずに、抜止部２０によって積層鉄心１
８を回転軸６に対して位置決め固定する。そのため、キ
ー溝を有する鋼板を使用する必要がなくなり、積層鉄心
１８には同一形状の１種類のケイ素鋼板１９のみを使用
することが可能となり、部品の統一化が図れる。しか
も、キー等の部品やキー溝などの加工も不要になる。そ
の結果、ロータ４ひいてはモータ３の生産性が向上す
る。

【００２３】回転軸６はパイプ構造を有した中空形状で
あるので、ロータ４自体の重量は回転軸６が中実状のと
きと比べて軽量になり、ロータ回転時の慣性力も低減さ
れる。このため、電動圧縮機１ではモータ変速時の応答
性が向上し、冷媒ガス等のガスの吐出容量の制御性が高
く確保される。

【００２４】従って、この実施の形態では以下のような
効果を得ることができる。 （１）ハイドロフォーミング法を用いて形成される抜止
部２０によって積層鉄心１８を回転軸６に位置決め固定
するので、積層鉄心１８を構成する鋼板には同一形状の
ケイ素鋼板１９が使用できる。さらに、従来使用してい
たキーや、キー溝が不要になるため、部品の種類を低減
でき、しかも部品の加工（回転軸やケイ素鋼板のキー溝
加工など）が不要となる。また、作業者はパイプ２１を
ハイドロフォーミング形成機に取付けてその成形機を操
作するだけで抜止部２０が形成されるので、積層鉄心１
８が回転軸６に固定されたロータ４を簡単に製造でき
る。以上の結果、ロータ４及びモータ３の生産性を向上
できる。

【００２５】（２）ハイドロフォーミング法によって積
層鉄心１８を回転軸６に位置決め固定するので、２つの
抜止部２０による挟持圧や積層鉄心１８の内周面からの
押圧により積層鉄心１８を回転軸６に確実に固定でき
る。

【００２６】（３）ハイドロフォーミング法を採用する
ことによって、回転軸６は中空形状のものが使用されて
軽量化される。よって、モータ回転時におけるロータ４
の慣性力が小さく抑えられるので、モータ変速時の応答
性が向上し、電動圧縮機での冷媒ガス等の吐出容量の制
御性を確保できる。

【００２７】なお、実施形態は前記に限定されるもので
はなく、例えば、次のように変更してもよい。 ○ 回転軸６の形状は円筒形に限定されない。例えば、
図４に示すようにキー溝２５ａを有するケイ素鋼板２５
を使用できるようにしてもよい。このケイ素鋼板２５を
積層した鉄心２６にパイプ２１を挿入した後にハイドロ
フォーミング成形すると、パイプ２１には同図に示すよ
うに２つの抜止部２０と、抜止部２０間の全域に軸方向
に延びる凸部（キー部）２７とが形成され、凸部２７は
キー溝２５ａと噛合う。この構成を用いてもケイ素鋼板
は１種類で済むうえ、回転軸６に対する鉄心２６の回転
方向のずれを一層確実に抑えることができる。

【００２８】○ 抜止部２０はハイドロフォーミング法
を用いて形成されることに限定されない。例えば、流体
圧を用いないフォーミング法により抜止部２０を膨出形
成してもよい。

【００２９】○ ハイドロフォーミング法により形成さ
れる抜止部２０は２つであることに限定されず、一方の
みをハイドロフォーミング法により形成し、他方をハイ
ドロフォーミング法以外、例えば流体圧を用いないフォ
ーミング法で膨出形成したものであってもよい。また、
抜止部２０を１つのみとし、積層鉄心１８の内周面から
押圧することによって、積層鉄心１８の軸方向および回
転方向のずれを抑えることも可能である。

【００３０】○ モータ３はインナーロータ型に限ら
ず、アウタロータ型でもよい。アウタロータ型の場合
は、アウタロータの回転軸の連結部が回転軸（パイプ）
に膨出形成された抜止部２０によって位置決め固定され
る。

【００３１】○ 電動圧縮機１は斜板型の往復式圧縮機
に限定されず、例えば、回転式圧縮機であるスクロール
型やベーン型圧縮機等でもよい。この場合、回転部材
は、スクロール型では可動スクロールに相当し、ベーン
型ではロータに相当する。

【００３２】○ モータ用ロータは電動圧縮機１（圧縮
機）に使用されるモータのロータであることに限定され
ず、例えば、単品で使用される電動モータに本例のロー
タを採用してもよい。

【００３３】○ 積層鉄心１８を構成する薄板はケイ素
鋼板１９に限定されない。例えば、強磁性材料を材質と
する薄板であればよい。なお、積層鉄心とは、その材質
が鉄系金属であることに限定されない。

【００３４】前記実施形態及び別例から把握できる請求
項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに
記載する。 （１）請求項４において、前記電動圧縮機は、吐出容量
が変化する可変容量型である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、積
層鉄心を有するモータ用ロータにおいて、部品の種類の
低減を図って生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施形態におけるロータの斜視図。

【図２】 ハイドロフォーミング法による抜止部の形成
工程の説明図。

【図３】 電動圧縮機の摸式断面図。

【図４】 別例におけるモータとケイ素鋼板の斜視図。

【図５】 従来のロータの斜視図。

【図６】 ロータのを構成する部品を示し、（ａ）はキ
ー方式の回転軸の斜視図、（ｂ）は２種類のケイ素鋼板
の斜視図。

【符号の説明】

１…電動圧縮機、３…電動モータ、４…モータ用ロータ
としてのロータ、６…回転軸、８…圧縮機構を構成する
とともに回転部材としての斜板、９…圧縮機構としての
ピストン、１０…圧縮機構としてのシュー、１１…圧縮
機構としてのシリンダボア、１２…圧縮機構としての吸
入室、１３…圧縮機構としての吐出室、１８…積層鉄
心、２０…抜止部、２１…パイプ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB05 AC03 AD01 CA01 CA02 CB07 CC06 CD01 CD03 CE02 CE03 CE04 CE05 CF04 CF05 CF06 5H002 AA07 AB08 AC00 AC08 5H615 AA01 BB01 BB14 PP02 PP06 PP24 SS00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と当該回転軸に連結された積層鉄
   心とを有するモータ用ロータであって、 前記回転軸は中空形状をなしており、前記積層鉄心は前
   記回転軸の周面上に膨出形成された抜止部によって前記
   回転軸に対して位置決め固定されているモータ用ロー
   タ。
2. 【請求項２】 前記積層鉄心は、回転軸の軸方向に２つ
   形成された抜止部によって両側から挟持された状態で位
   置決め固定されている請求項１に記載のモータ用ロー
   タ。
3. 【請求項３】 前記抜止部は、ハイドロフォーミング法
   により形成されている請求項１又は２に記載のモータ用
   ロータ。
4. 【請求項４】 前記回転軸は電動圧縮機の駆動源である
   電動モータの回転軸であって、前記回転軸には前記圧縮
   機構の回転部材が支持されている請求項１〜３のうちい
   ずれか一項に記載のモータ用ロータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のモータ用ロータを備
   え、前記モータ用ロータの回転軸に前記圧縮機構の回転
   部材が支持されている電動圧縮機。
6. 【請求項６】 回転軸に積層鉄心を位置決め固定するモ
   ータ用ロータの製造方法であって、 パイプに積層鉄心を係合する係合工程と、 前記パイプに対して前記積層鉄心を挟む両側部位にハイ
   ドロフォーミング成形機の成形型を嵌め込む型入工程
   と、 前記パイプの内部にハイドロフォーミング成形機から高
   圧の流体を注入して、当該パイプに前記積層鉄心を位置
   決め固定するための抜止部を成形する加圧工程とを備え
   たモータ用ロータの製造方法。