JP2013121184A - ロータコアの固定方法、および、その方法によって固定された回転電機のロータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアをロータシャフトに固定するために、リテーナをシャフトに設けられた溝に容易にカシメ締結できるようにする。
【解決手段】ロータコア１をロータシャフト４の軸方向に固定するための部材であって、ロータシャフト４の外周と当接する円環部５２と、円環部５２の一方の端部から径方向に延びて、ロータコア１を軸方向に固定するための当接部５２と、円環部５１に設けられ、内径方向にくびれたくびれ部５３とを有するリテーナ５を、ロータシャフト４の内径方向に設けられた溝４１にカシメ締結するロータコアの固定方法は、ロータコア１の端に配置されたエンドプレート３に対して、リテーナ５の当接部５２を当接させるステップと、当接部５２がエンドプレート３に当接した状態で、円環部５１をエンドプレート３側にさらに押し込むことにより、リテーナ５のくびれ部５３をロータシャフト４の溝４１にカシメ締結させるステップとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータコアをロータシャフトに固定する方法、および、その方法によって固定された回転電機のロータに関する。

従来、ロータコアをロータシャフトの回転軸方向に固定するために、ロータコアの回転軸方向における端部において、リテーナの一部をシャフトに設けられた溝にカシメ締結する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−４７３８号公報

しかしながら、リテーナをシャフトに被せた状態では、シャフトに設けられた溝の位置を正確に把握するのが困難であるため、溝の位置でリテーナを押圧するのが難しいという問題があった。

本発明は、リテーナの一部をシャフトに設けられた溝に容易にカシメ締結することができる技術を提供することを目的とする。

本発明によるロータコアの固定方法は、ロータコアをロータシャフトの軸方向に固定するための部材であって、ロータシャフトに沿って延びると共にロータシャフトの外周と当接する円環状の円環部と、円環部の一方の端部から径方向に延びて、ロータコアを軸方向に固定するための当接部と、円環部に設けられ、内径方向にくびれたくびれ部とを有するリテーナを、ロータシャフトの内径方向に設けられた溝にカシメ締結する。このロータコアの固定方法は、ロータコアの一端に配置されたエンドプレートに対して、リテーナの当接部を当接させるステップと、リテーナの当接部がエンドプレートに当接した状態で、リテーナの円環部をエンドプレート側にさらに押し込むことにより、リテーナのくびれ部をロータシャフトの溝にカシメ締結させるステップと、を含む。

本発明によれば、溝の位置に合わせてリテーナを上から押圧する必要がない。すなわち、リテーナの当接部がロータコアの端に設置されたエンドプレートに当接した状態で、リテーナの円環部をエンドプレート側にさらに押し込むことにより、容易に、リテーナのくびれ部をロータシャフトの溝にカシメ締結させることができる。

一実施の形態におけるロータコアの固定方法によって、リテーナ部品がシャフトにカシメ締結された回転電機のロータの断面図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、一実施の形態におけるロータコアの固定方法を説明するための図である。 図３（ａ）は、リテーナの一部の概観形状を示す図であり、図３（ｂ）は、リテーナのくびれ部の拡大図である。 図４（ａ）は、くびれ部の複数箇所にスリット（穴）を設けたリテーナを示す図であり、図４（ｂ）は、くびれ部の肉厚がくびれ部以外の部位の肉厚よりも薄いリテーナを示す図である。

図１は、一実施の形態におけるロータコアの固定方法によって、リテーナがロータシャフトにカシメ締結された回転電機のロータの断面図である。ロータ１００は、円筒状のロータコア１と、ロータコア１の両側に配置した円盤状のエンドプレート２、３と、ロータコア１およびエンドプレート２、３を挿通して支持するロータシャフト４と、ロータコア１およびエンドプレート２、３をロータシャフト４上に位置決めして固定するリテーナ５とを備える。

ロータシャフト４は、円筒形状であり、円筒部分の内部には内周方向に延びるフランジ４２を備え、フランジ４２を介して図示しない駆動軸に締結され、駆動軸と共に回転可能に形成される。ロータシャフト４の外径は、ロータコア１の内径にほぼ一致するように形成されている。

ロータシャフト４のロータコア１を支持する領域の軸方向外側における、一方側の外周部には、全周にわたって、一方のエンドプレート２を支持する突起部４３が設けられている。

ロータシャフト４のロータコア１を支持する領域の軸方向外側における、他方側の外周部には、全周にわたって、リテーナ５をカシメ締結するためのカシメ溝４１が形成されている。図１に示す例では、カシメ溝４１はＶ字形状であるが、Ｖ字形状に限定されることはない。なお、カシメ溝４１は、全周に設けることなく、周方向に部分的に設けてもよい。

ロータコア１は、例えば磁性体である円形の磁性鋼板の中央部にシャフト挿入穴を形成し、それらの磁性鋼板を多数枚積層して、例えば、カシメ加工等により、一体化したものである。

図２は、一実施の形態におけるロータコアの固定方法を説明するための図である。図２（ａ）は、リテーナ５をロータシャフト４に取り付ける前の状態を示す図である。ロータシャフト４には、エンドプレート２、３およびロータコア１が挿通されている。具体的には、ロータシャフト４の突起部４３に当接するまで、エンドプレート２をロータシャフト４に挿通する。次に、エンドプレート２に当接するまで、ロータコア１をロータシャフト４に挿通する。最後に、ロータコア１に当接するまで、エンドプレート３をロータシャフト４に挿通する。図２（ａ）は、上述した手順により、エンドプレート３の挿通までが完了した状態を示している。

図３（ａ）は、リテーナ５の一部の概観形状を示す図であり、図３（ｂ）は、リテーナ５のくびれ部５３の拡大図である。リテーナ５は、円環状であり、鉄等の金属で構成されている。リテーナ５は、ロータシャフト４に沿って延びると共にロータシャフト４の外周と当接する、ロータシャフト４の外径寸法と略等しい内径寸法を有した円環状の円環部５１と、円環部５１の一方の端部から径方向に延びて、エンドプレート３に当接する当接部５２とからなる。円環部５１には、ロータシャフト４のカシメ溝４１にはめ込まれるくびれ部５３が設けられている。ただし、くびれ部５３の溝の深さは、カシメ溝４１の深さよりも浅い。

リテーナ５のくびれ部５３の剛性は、くびれ部５３以外の部位、特に、円環部５１の剛性よりも低い。より具体的には、リテーナ５が図２（ａ）の矢印Ｙ１の方向（軸方向）に押される力に対する剛性が円環部５１に対して、くびれ部５３の方が低い。

図４は、くびれ部５３の剛性が他の部位の剛性よりも低いリテーナ５の概観形状の例を示す図である。図４（ａ）は、くびれ部５３の複数箇所にスリット（穴）５４を設けたリテーナ５の例を示している。くびれ部５３の複数箇所にスリット（穴）５４を設けることにより、くびれ部５３の剛性は、他の部位の剛性よりも低くなる。

図４（ｂ）は、くびれ部５３の肉厚がくびれ部５３以外の部位の肉厚よりも薄いリテーナ５の例を示している。くびれ部５３の肉厚を薄くすることにより、くびれ部５３の剛性は、他の部位の剛性よりも低くなる。

図２（ｂ）は、リテーナ５の当接部５２がエンドプレート３に当接するまで、リテーナ５を矢印Ｙ１の方向に押し込んだ状態を示す図である。

一実施の形態におけるルータコアの固定方法では、リテーナ５の当接部５２がエンドプレート３に当接した状態から、さらに図２（ｂ）の矢印Ｙ１の方向、すなわち、エンドプレート３の方向にリテーナ５の円環部５１を押し込む。上述したように、くびれ部５３の剛性は、他の部位の剛性よりも低い。従って、リテーナ５の当接部５２がエンドプレート３に当接した状態で、さらに図２（ｂ）の矢印Ｙ１の方向（軸方向）リテーナ５の円環部５１を押し込むと、その圧縮力によって、くびれ部５３は、ロータシャフト４のカシメ溝４１の形状に沿って変形する。図２（ｃ）は、リテーナ５のくびれ部５３がロータシャフト４のカシメ溝４１の形状に沿って変形した状態を示す図である。

以上、一実施の形態におけるロータコアの固定方法は、ロータコア１をロータシャフト４の軸方向に固定するための部材であって、ロータシャフト４の外周と当接する円環部５１と、円環部５１の一方の端部から径方向に延びて、ロータコア１を軸方向に固定するための当接部５２と、円環部５１に設けられ、内径方向にくびれたくびれ部５３とを有するリテーナ５を、ロータシャフト４の内径方向に設けられたカシメ溝４１にカシメ締結する。このロータコアの固定方法において、ロータコア１の一端に配置されたエンドプレート３に対して、リテーナ５の当接部５２を当接させるステップと、リテーナ５がエンドプレート３に当接した状態で、リテーナ５をエンドプレート３側にさらに押し込むことにより、リテーナ５のくびれ部５３をロータシャフト４のカシメ溝４１にカシメ締結させるステップとを含む。これにより、ロータシャフト４のカシメ溝４１の位置に合わせてリテーナ５を上から押圧する必要がない。すなわち、リテーナ５をエンドプレート３側（軸方向）に押し込むだけで、容易に、ロータシャフト４のカシメ溝４１にカシメ締結させることができる。これにより、従来、カシメ締結時に必要であったカシメ用治具が不要となる。また、カシメ締結時の位置決めも不要となるので、カシメ用金型治具の簡略化および部品寸法精度の緩和も実現でき、金型治具および部品費用を低減することができる。すなわち、ロータの生産性の向上および部品コストの低減を実現することができる。

特に、リテーナ５のくびれ部５３は、くびれ部５３以外の部位よりも剛性が低いので、リテーナ５をエンドプレート３側に押し込んだ際に、剛性の低いくびれ部５３がロータシャフト４のカシメ溝４１の形状に沿って変形し、容易にカシメ締結することができる。

リテーナ５のくびれ部５３にスリットを設けることにより、くびれ部５３の剛性をくびれ部５３以外の部位の剛性よりも低くすることができる。また、くびれ部５３の肉厚を、くびれ部５３以外の部位の肉厚よりも薄くすることによっても、くびれ部５３の剛性をくびれ部５３以外の部位の剛性よりも低くすることができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、リテーナ５のくびれ部５３の剛性を、くびれ部５３以外の部位の剛性よりも低くするために、くびれ部５３の材質として、くびれ部５３以外の部位の材質に対して剛性が低い材質を用いるようにしてもよい。

１…ロータコア
２…エンドプレート
３…エンドプレート
４…ロータシャフト
５…リテーナ
４１…カシメ溝
５３…くびれ部

Claims (5)

1. ロータコアをロータシャフトの軸方向に固定するための部材であって、前記ロータシャフトに沿って延びると共に前記ロータシャフトの外周と当接する円環状の円環部と、前記円環部の一方の端部から径方向に延びて、前記ロータコアを軸方向に固定するための当接部と、前記円環部に設けられ、内径方向にくびれたくびれ部とを有するリテーナを、前記ロータシャフトの内径方向に設けられた溝にカシメ締結するロータコアの固定方法であって、
   前記ロータコアの一端に配置されたエンドプレートに対して、前記リテーナの当接部を当接させるステップと、
   前記リテーナの当接部が前記エンドプレートに当接した状態で、前記リテーナの円環部を前記エンドプレート側にさらに押し込むことにより、前記リテーナのくびれ部を前記ロータシャフトの溝にカシメ締結させるステップと、
   を含むことを特徴とするロータコアの固定方法。
2. 前記リテーナのくびれ部は、前記くびれ部以外の部位よりも剛性が低い、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータコアの固定方法。
3. 前記リテーナのくびれ部には、スリットが設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロータコアの固定方法。
4. 前記リテーナのくびれ部の肉厚は、前記くびれ部以外の部位の肉厚よりも薄い、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロータコアの固定方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロータコアの固定方法によって、前記ロータコアが前記ロータシャフトの軸方向に固定された回転電機のロータ。