JP2005295745A

JP2005295745A - 回転電機用ロータの製造方法および回転電機用ロータ

Info

Publication number: JP2005295745A
Application number: JP2004110124A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nemoto; 勝根本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】ロータコアとロータシャフトとを組み付ける際に、作業性の悪化を防止する。
【解決手段】ステータに対して回転可能なロータ１を、ロータコア５と、ロータコア５の中心部に設けた挿入孔５ａに挿入固定する中空のロータシャフト７とから構成する。ロータコア５の挿入孔５ａに挿入した状態のロータシャフト７の中空部に、外周に軸線方向に延びる突状１３ａを複数備えるマンドレル１３を挿入して中空部内面を塑性変形させる。この塑性変形によって、ロータシャフト７の外周部を、外側に突出変形させてロータコア５の挿入孔５ａの内面に押し付け、ロータコア５とロータシャフト７とを互いに固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータに対して回転可能なロータを、ロータコアと、このロータコアの中心部に設けた挿入孔に挿入固定するロータシャフトとから構成した回転電機用ロータの製造方法および回転電機用ロータに関する。

回転電機として、例えばモータは、ロータとステータとから構成され、これらロータとステータは、それぞれ別々にサブアッセンブリされる。このうちロータは、永久磁石と、永久磁石が入る円柱状のロータコアと、ロータコアの中心部に設けた挿入孔に挿入固定するロータシャフトとから構成される。

そして、ロータコアはロータシャフトに対し、例えば下記特許文献１に記載されているように、焼き嵌めにより固定される。
特開平１１−３５５９８７号公報

上記したように、従来では、ロータコアとロータシャフトとは、焼き嵌めによって互いに固定しているため、ロータコアの加熱や、焼き嵌め後のロータコアおよびロータシャフトの冷却に時間がかかり、組付作業性の悪化を招いている。

そこで、本発明は、ロータコアとロータシャフトとを組み付ける際に、作業性の悪化を防止することを目的としている。

本発明は、ステータに対して回転可能なロータを、ロータコアと、このロータコアの中心部に設けた挿入孔に挿入固定する中空のロータシャフトとから構成し、前記ロータコアの挿入孔に挿入した状態の前記ロータシャフトの中空部に、外周部に凹凸を有するマンドレルを挿入して中空部内面を塑性変形させ、この塑性変形によって前記ロータシャフトの外周部を外側に突出変形させて前記ロータコアの挿入孔内面に押し付け、前記ロータコアと前記ロータシャフトとを互いに固定することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、ロータコアの挿入孔に挿入した状態のロータシャフトの中空部に、外周に凹凸を有するマンドレルを挿入して中空部内面を塑性変形させ、この塑性変形によってロータシャフトの外周部を外側に突出変形させてロータコアの挿入孔内面に押し付けて固定するようにしたため、焼き嵌めによる固定のような、ロータコアの加熱や、焼き嵌め後のロータコアおよびロータシャフトの冷却作業が不要となり、組付作業性を向上させることができる。

また、組付後は、ロータシャフトの中空部内周に塑性変形による凹部が形成されるので、ロータシャフトの内部に冷却剤を供給してロータを内側から冷却する場合に、ロータシャフトにおける冷却剤との接触面積が大きくなり、冷却効果を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる回転電機用ロータとしてのモータにおけるロータ１を、突き当て治具３にセットした状態を示す断面図である。ロータ１は、円板状のロータ板を図１中で上下方向に複数積層した円柱状のロータコア５と、ロータコア５の中心部に設けた挿入孔５ａに挿入固定する中空状のロータシャフト７とをそれぞれ有し、図示しないハウジング内に固定されたステータに対して回転可能となる。

ロータシャフト７は、ロータコア５の挿入孔５ａに挿入した状態で、ロータコア５に対して図１中で上下に突出する部位７ａ，７ｂをそれぞれ備え、これら各部位７ａ，７ｂ相互間のロータコア５に対応する部位７ｃの肉厚を、前記した各部位７ａ，７ｂの肉厚より、内側に突出するように厚くしている。また、このときロータコア５に対応する部位７ｃの外周面は、挿入孔５ａにほぼ接触した状態となる。

突き当て治具３は、図１中で上部に開放する凹部３ａを備え、この凹部３ａにロータシャフト７の下部側の部位７ｂを入り込ませ、その先端を凹部３ａの底面３ｂに突き当てる。このときロータコア５は、突き当て治具３の上端面３ｃに載置された状態となる。

また、ロータコア５の外周側には、円周方向等間隔の少なくとも３箇所に、ガイドローラ９を設置する。ガイドローラ９は、ロータコア５の軸心を後述するマンドレル１３の軸心に合わせるとともに、組付作業時にロータコア５を外周側から押さえるものであり、支持部１１に対して回転可能かつ、支持部１１とともにロータコア５に対しその径方向に向けて接近離反移動可能である。

前記したマンドレル１３は、図１の拡大したＡ−Ａ断面図である図２に示すように、外周部に、軸方向に向けて延びる凹凸としての突条１３ａを、円周方向に沿って複数等間隔に設けてある。

マンドレル１３の突条１３ａの先端位置における外径Ｄは、ロータシャフト７のロータコア５から上下に突出した部位７ａ，７ｂの内径ｄ1より小さく、ロータコア５に対応する部位７ｃの内径ｄ2より大きく設定している。つまり、ｄ1＞Ｄ＞ｄ2である。

また、マンドレル１３の軸心は、前記した複数のガイドローラ９によって合わせるロータコア５およびロータシャフト７の各中心に一致している。

次に、上記したロータ１の製造方法について説明する。

まず、突き当て治具３の上端面３ｃにロータコア５を載置してセットする。このときガイドローラ９は、ロータコア５から離反した位置にあり、ロータコア５を突き当て治具３にセットした後、ロータコア５に向けて接近させて押し付け、ロータコア５の軸心をマンドレル１３の軸心に合わせる。

その後、ロータシャフト７をロータコア５の挿入孔５ａに挿入し、ロータシャフト７の先端（下端）を、突き当て治具３の凹部３ａに入り込ませて底部３ｂに突き当てる。この状態で、ロータシャフト７の肉厚となっている部位７ｃが、ロータコア５に対応する位置となる。

次に、マンドレル１３を、ロータシャフト７の上方からその中空部に挿入すると、ロータコア５に対応する部位７ｃでは、中空部内周面が突条１３ａによって塑性変形する結果、図１の拡大したＢ−Ｂ断面図である図３に示すように、中空部内周面にマンドレル１３の突条１３ａに対応して軸方向に延びる凹部７ｃｉが、円周方向等間隔に複数形成される。

そして、この凹部７ｃｉに対応するロータシャフト７の外周部には、凸部７ｃｏが外側に突出して形成され、この凸部７ｃｏがロータコア５の挿入孔５ａの内周面に押し付けることで、ロータコア５とロータシャフト７とを互いに固定する。

その後、ロータ１を図示しない適宜手段によって押さえた状態で、マンドレル１３をロータシャフト７から引き抜く。

上記したように、本実施形態によれば、ロータコア５の挿入孔５ａに挿入した状態のロータシャフト７の中空部に、外周部に突条１３ａを備えたマンドレル１３を挿入して中空部内面を塑性変形させ、この塑性変形によってロータシャフト７の外周部を外側に突出変形させてロータコア５の挿入孔５ａの内周面に押し付けて固定するようにしたため、焼き嵌めによる固定のような、ロータコア５の加熱や、焼き嵌め後のロータコア５およびロータシャフト７の冷却作業が不要となり、組付作業性を向上させることができる。

また、組付後は、ロータシャフト７の内周面に、軸方向に延びる凹部７ｃｉが形成されるので、ロータシャフト７の内部に冷却剤を供給してロータ１を内側から冷却する場合に、ロータシャフト７の冷却剤に対する接触面積が大きくなり、冷却効果が向上する。

また、ロータシャフト７における塑性変形させる部位を、ロータコア５に対応する部位７ｃのみとしているので、ロータシャフト７の全長にわたり塑性変形させる場合に比べ、マンドレル１３の塑性変形時でのストローク量が少なくて済み、作業時間の低減およびマンドレル１３の長寿命化が達成できる。

さらに、ロータコア５に対応する塑性変形させる部位７ｃを、他の部位７ａ，７ｂに比べて厚肉とすることで、図３に示すように、中空部内面での凹部７ｃｉの塑性変形量を大きくして、外側への凸部７ｃｏの突出量を適度に抑え、これによりロータコア５とロータシャフト７との固定を確実に行いつつロータコア５のダメージを極力低減することができる。

本発明によれば、前記ロータシャフトは、前記ロータコアの軸方向両端から突出する部位を備え、前記マンドレルによって塑性変形させる部位は、前記ロータコアに対応する部位としたので、ロータシャフトの全長にわたり塑性変形させる場合に比べ、マンドレルのストローク量が少なくて済み、作業時間の低減およびマンドレルの長寿命化が達成できる。

また、前記ロータコアに対応する前記ロータシャフトの部位は、ロータシャフトの他の部位に比べて厚肉としたので、ロータシャフトの中空部内面での塑性変形量を大きくして、外側への突出量を適度に抑え、これによりロータコアとロータシャフトとの固定を確実に行いつつロータコアのダメージを極力低減することができる。

本発明の一実施形態に係わるモータ用のロータを突き当て治具にセットした状態を示す断面図である。図１の拡大したＡ−Ａ断面図である。図１の拡大したＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ロータ
５ロータコア
５ａロータコアの挿入孔
７ロータシャフト
７ａ，７ｂロータコアの両端から突出するロータシャフトの部位
７ｃロータコアに対応するロータシャフトの部位
１３マンドレル
１３ａ突状（凹凸）

Claims

ステータに対して回転可能なロータを、ロータコアと、このロータコアの中心部に設けた挿入孔に挿入固定する中空のロータシャフトとから構成し、前記ロータコアの挿入孔に挿入した状態の前記ロータシャフトの中空部に、外周部に凹凸を有するマンドレルを挿入して中空部内面を塑性変形させ、この塑性変形によって前記ロータシャフトの外周部を外側に突出変形させて前記ロータコアの挿入孔内面に押し付け、前記ロータコアと前記ロータシャフトとを互いに固定することを特徴とする回転電機用ロータの製造方法。
前記ロータシャフトは、前記ロータコアの軸方向両端から突出する部位を備え、前記マンドレルによって塑性変形させる部位は、前記ロータコアに対応する部位であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機用ロータの製造方法。
前記ロータコアに対応する前記ロータシャフトの部位は、ロータシャフトの他の部位に比べて厚肉としたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機用ロータの製造方法。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機用ロータの製造方法によって製造したことを特徴とする回転電機用ロータ。