JP2020198742A - 回転電機用ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形性が比較的良くない素材を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減する。【解決手段】中空のシャフト素材７００又は第１成形部材９１の回転状態において、シャフト素材７００における一端側の端部を形状付ける第１成形工程と、シャフト素材７００又は第２成形部材９２の回転状態において、端部を更に形状付ける第２成形工程と、シャフト素材７００をロータコアと一体化する一体化工程とを含み、第１成形工程は、シャフト素材７００に対して第１成形部材が一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材７００の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含み、第１成形部材は、軸方向に対して傾斜してシャフト素材７００に作用する第１押圧面９１１を有し、第２成形部材は、軸方向に対して直角をなしてシャフト素材７００に作用する第２押圧面９２１を有する、回転電機用ロータの製造方法。【選択図】図４Ａ

Description

本開示は、回転電機用ロータの製造方法に関する。

成形ローラを公転させながら素管の半径方向と軸方向とに送って、素管の端部に先端へ向けて次第に縮径するテーパ部と小径のストレート部とを成形する技術が知られている。

特開２００４−１６０５３６号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、成形性が比較的良くない素材（例えば、比較的厚肉である素材や、炭素の含有量が比較的多い素材）を用いた場合に、成形部の周方向に沿った割れ（横割れ）を効果的に低減することが難しい。

そこで、１つの側面では、本発明は、成形性が比較的良くない素材を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減することを目的とする。

１つの側面では、軸方向の少なくとも一端側が開口する中空のシャフト素材、及び、第１成形部材のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第１回転状態を形成し、前記第１回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部を形状付ける第１成形工程と、
前記第１成形工程の後に、前記シャフト素材及び第２成形部材のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第２回転状態を形成し、前記第２回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第２成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部における前記第１成形工程により形状付けられた部位を更に形状付ける第２成形工程と、
前記第２成形工程の後に、前記シャフト素材をロータコアと一体化する一体化工程とを含み、
前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含み、
前記第１成形部材は、軸方向に対して傾斜した状態で前記シャフト素材に作用する第１押圧面を有し、
前記第２成形部材は、軸方向に対して直角をなす状態で前記シャフト素材に作用する第２押圧面を有する、回転電機用ロータの製造方法が提供される。

１つの側面では、本発明によれば、成形性が比較的良くない素材を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減することが可能となる。

本実施例によるモータの断面構造を概略的に示す断面図である。 本実施例によるロータの製造方法の流れを示す概略フローチャートである。 図２に示す準備工程における本実施例によるロータシャフト形成部材の状態を概略的に示す断面図である。 図２に示す第１成形工程後の本実施例によるロータシャフト形成部材の状態を概略的に示す断面図である。 図２に示す第２成形工程後の本実施例によるロータシャフト形成部材の状態を概略的に示す断面図である。 図２に示す噴出孔形成工程後の本実施例によるロータシャフト形成部材の状態を概略的に示す断面図である。 図２に示す嵌合工程後の本実施例によるロータシャフト形成部材の状態を概略的に示す断面図である。 一方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程の説明図である。 他方側（一方側の端部を成形した後の他方側）に対する第１成形工程及び第２成形工程の説明図である。 一方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程に関連したロータシャフト形成部材の単品状態を模式的に示す図である。 一方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程に関連したロータシャフト形成部材の単品状態を模式的に示す図である。 図５ＢのＡ部の拡大図である。 図５ＢのＢ部の拡大図である。 図５ＢのＣ部の拡大図である。 横割れの発生原理の説明図である。 第１成形工程において繰り返し実行される絞り工程で形成される傾斜面を概略的に示す説明図である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その１）である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その２）である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その３）である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その４）である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その５）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その１）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その２）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その３）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その４）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図（その５）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の他の具体例を示す概略図（その１）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の他の具体例を示す概略図（その２）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の他の具体例を示す概略図（その３）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の他の具体例を示す概略図（その４）である。 成形ローラの回転軸が平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の他の具体例を示す概略図（その５）である。 成形ローラの回転軸が傾斜している場合のローラ迎角等の説明図である。 成形ローラの回転軸が平行である場合のローラ迎角等の説明図である。 成形ローラの回転軸が平行である場合のローラ迎角等の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

ここでは、回転電機用ロータの製造方法の説明に先立って、当該製造方法が好適な回転電機用ロータを備えるモータについて、図１を参照して概説する。

図１には、モータ１の回転軸１２が図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）１２が延在する方向を指し、径方向とは、回転軸１２を中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸１２から離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸１２に向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸１２まわりの回転方向に対応する。

モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

モータ１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。ステータ２１は、例えば円環状の強磁性体の積層鋼板からなり、ステータ２１の内周部には、コイル２２が巻回される複数のスロット（図示せず）が形成される。

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸１２を画成する。ロータシャフト３４は、車輪に動力を伝達する動力伝達機構（図示せず）に連結されてよい。

ロータコア３２は、例えば円環状の強磁性体の積層鋼板からなる。ロータコア３２の内部には、永久磁石３２１が埋め込まれてよい。あるいは、永久磁石３２１は、ロータコア３２の外周面に埋め込まれてもよい。なお、永久磁石３２１が設けられる場合、永久磁石３２１の配列等は任意である。

ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２を支持する支持機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスを無くす機能）を有してよい。

ロータシャフト３４は、図１に示すように、中空部３４Ａを有する。中空部３４Ａは、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。

ロータシャフト３４は、図１に示すように、軸方向で、ロータコア３２が設けられる区間ＳＣ１の部位と、ベアリング１４ａ、１４ｂが設けられる区間ＳＣ２の部位と、後述する第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２が設けられる区間ＳＣ３の部位とを含む。区間ＳＣ２は、軸方向の両端部にそれぞれ延在し、区間ＳＣ３は、軸方向で区間ＳＣ１と区間ＳＣ２との間に延在する。従って、区間ＳＣ３における区間ＳＣ１側の境界は、ロータコア３２の軸方向の端面位置に対応する。

本実施例では、一例として、ロータシャフト３４は、区間ＳＣ２において、外周面が径方向内側に凹む形態である。ベアリング１４ａ、１４ｂは、ロータシャフト３４の外周面の凹部３４Ｂに設けられる。なお、凹部３４Ｂは、図１に示すように、軸方向でロータシャフト３４の両端部に位置する。

ロータシャフト３４は、第１噴出孔３４１を有する。第１噴出孔３４１は、中空部３４Ａから外部へと径方向に貫通する。すなわち、第１噴出孔３４１は、中空部３４Ａに開口する開口３４１ａと、コイル２２のコイルエンド２２Ａに対向する開口３４１ｂとを有し、開口３４１ａ及び開口３４１ｂ間に延在する。第１噴出孔３４１の開口３４１ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ａに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。なお、第１噴出孔３４１は、周方向に複数個形成されてもよい。

ロータシャフト３４は、更に、第１噴出孔３４１とは異なる軸方向の位置に、第２噴出孔３４２を有する。第２噴出孔３４２は、中空部３４Ａから外部へと径方向に貫通する。すなわち、第２噴出孔３４２は、中空部３４Ａに開口する開口３４２ａと、コイル２２のコイルエンド２２Ｂに対向する開口３４２ｂとを有し、開口３４２ａ及び開口３４２ｂ間に延在する。第２噴出孔３４２の開口３４２ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ｂに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。なお、第２噴出孔３４２は、周方向に複数個形成されてもよい。

ロータシャフト３４内は、油供給源６０に接続される。油供給源６０は、ポンプ６４を含んでよい。この場合、ポンプ６４の種類や駆動態様は任意である。例えば、ポンプ６４は、モータ１の回転トルクにより動作するギアポンプであってもよい。ロータシャフト３４内には、ロータシャフト３４の一端（図の右側の端部）側から油が供給される。なお、ポンプ６４は、モータハウジング１０内に配置されてもよい。

図１では、一例として、油供給源６０は、管路部材６２と、管路部材６２の一端（図の右側の端部）側に接続されるポンプ６４とを含む。

管路部材６２は、中空に形成され、内部が油路８０１を画成する。すなわち、管路部材６２は、油路８０１として機能する中空部６２Ａを有する。中空部６２Ａは、管路部材６２の軸方向の全長にわたり延在する。ただし、中空部６２Ａは、一端側（図の左側の端部であって、ポンプ６４側とは逆側の端部）は開口しない。すなわち、管路部材６２は、一端（図の左側の端部）が閉塞される。

管路部材６２は、中空部３４Ａの内周面に対して径方向で隙間を有する態様でロータシャフト３４内に延在する。具体的には、管路部材６２は、外径ｒ４を有する。外径ｒ４は、中空部３４Ａの内周面の、区間ＳＣ１、ＳＣ３での内径ｒ１、ｒ３よりも有意に小さい。外径ｒ４は、例えば中空部３４Ａの内周面の、区間ＳＣ２での内径ｒ２と略等しい。

なお、管路部材６２は、ロータシャフト３４と一体に回転する態様でロータシャフト３４に固定されてもよいし、ロータシャフト３４に対して回転が可能な態様でモータハウジング１０に固定されてもよい。

管路部材６２は、内部から外部へと径方向に貫通する吐出孔６３を備える。吐出孔６３は、ロータコア３２の軸方向の略中心位置に対応する軸方向の位置に設けられる。

次に、図１に示す矢印Ｒ１〜Ｒ６を参照して、油供給源６０からの油の流れについて概説する。図１には、油の流れが矢印Ｒ１〜Ｒ６で模式的に示されている。

油供給源６０から供給される油は、管路部材６２の中空部６２Ａを通って軸方向に流れ（矢印Ｒ１参照）、吐出孔６３から径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ２参照）。吐出孔６３から径方向外側へと吐出された油は、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面に当たり、中空部３４Ａの内周面を伝って第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２へと軸方向に流れる（矢印Ｒ３、Ｒ４参照）。なお、この場合、中空部３４Ａの内周面を伝って軸方向外側へと流れる油は、区間ＳＣ１においてロータコア３２の径方向内側から熱を奪うことができ、ロータコア３２を効率的に冷却できる。

中空部３４Ａの内周面を伝って軸方向外側へと流れた油は、モータ１の回転時の遠心力の作用により、第１噴出孔３４１を通って径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ５参照）。第１噴出孔３４１の開口３４１ｂは、上述のようにコイルエンド２２Ａに径方向で対向する。従って、第１噴出孔３４１を通って径方向外側へと吐出された油は、コイルエンド２２Ａに当たり、コイルエンド２２Ａを効率的に冷却できる。

また、中空部３４Ａの内周面を伝って軸方向外側へと流れた油は、遠心力の作用により、第２噴出孔３４２を通って径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ６参照）。第２噴出孔３４２の開口３４２ｂは、上述のようにコイルエンド２２Ｂに径方向で対向する。従って、第２噴出孔３４２を通って径方向外側へと吐出された油は、コイルエンド２２Ｂに当たり、コイルエンド２２Ｂを効率的に冷却できる。

このように、図１に示すモータ１では、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面を伝う油の流れを促進することが可能となる。この結果、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面を伝う油によりロータコア３２を径方向内側から効率的に冷却できるとともに、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２を介してコイルエンド２２Ａ、２２Ｂを効率的に冷却できる。

特に、図１に示すモータ１では、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面は、区間ＳＣ１での内径ｒ１が、区間ＳＣ２での内径ｒ２よりも有意に大きい。すなわち、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面は、ロータコア３２が設けられる区間ＳＣ１において拡径されている。これにより、ロータシャフト３４の軽量化が図られるとともに、ロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面と永久磁石３２１との間の径方向の距離を短くでき（内径ｒ１≒内径ｒ２の場合に比べて短くでき）、磁石冷却性能を効果的に高めることができる。

なお、図１では、特定の構造のモータ１が示されるが、モータ１の構造は、中空部３４Ａを有するロータシャフト３４を備える限り、任意である。従って、例えば、管路部材６２は省略されてもよい。また、図１では、特定の冷却方法が開示されているが、モータ１の冷却方法は任意である。従って、例えば、ロータコア３２に油路が形成されてもよいし、モータハウジング１０内の油路により径方向外側からコイルエンド２２Ａ、２２Ｂに向けて油が滴下されてもよい。また、図１では、内径ｒ１は軸方向に沿って一定であるが、変化してもよい。この場合、例えば、軸方向で吐出孔６３と略同じ位置で内径ｒ１が局所的に小さくされてもよい。この場合、吐出孔６３から供給される油を、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂに均等に分配することが容易となる。あるいは、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２が形成される箇所で、内径ｒ２よりも小さくならない範囲で内径ｒ１が小さくされてもよい。この場合、区間ＳＣ１における油の溜まりが促進され、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂに定量の油を供給しやすくすることができる。

次に、図２以降を参照して、モータ１のロータ３０の製造に好適なロータ製造方法について説明する。

図２は、ロータ３０の製造方法の流れを示す概略フローチャートである。図３Ａ〜図３Ｅは、図２に示す工程におけるロータシャフト形成部材７００の状態を概略的に示す断面図である。なお、図２は、概略フローチャートであり、実際には追加の工程等が含められてよい。

まず、ロータ３０の製造方法は、ロータシャフト形成部材７００を準備する準備工程（ステップＳ５００）を含む。ロータシャフト形成部材７００は、上述したロータシャフト３４を形成するための部材である。準備工程で準備されるロータシャフト形成部材７００は、一定の外径の円筒状の管部材（シームレス材、電縫管、又は鍛造等の塑性加工によるパイプ材等）であってよい。なお、この段階でのロータシャフト形成部材７００は、径方向外側に取代部（余肉部）７０２を有する。図３Ａ等では、取代部７０２とそれ以外の部分（非取代部）との間の境界が、点線７０３で模式的に示される。

ロータシャフト形成部材７００は、好ましくは、鍛造（例えば冷間鍛造）により製造される。これにより、ロータシャフト形成部材７００の内周面を高精度に製造でき（例えば区間ＳＣ１の内径ｒ１の精度を高めることができ）、上述のロータシャフト３４の中空部３４Ａの内周面を伝う油の流れを効果的に促進できる。

また、ロータシャフト形成部材７００の材料は、炭素鋼であるが、好ましくは、炭素含有量（質量パーセント濃度）が０．３％以上の炭素鋼である。一般的に、炭素鋼は含有されている炭素量が多くなると、引張強さや硬さが増す反面、成形性が悪くなる。具体的には、炭素含有量が高くなるほど、後述の第１成形工程等で割れが生じやすいが、本実施例では、後述のように第１成形工程を工夫することで、かかる割れの可能性を低減できる。

ロータシャフト形成部材７００の板厚（図３Ａの寸法Ｂ０参照）に関して、以下で説明する製造方法は、比較的厚肉のロータシャフト形成部材７００を成形するのに好適である。ロータシャフト形成部材７００が厚肉になるほど（すなわち板厚が大きいほど）成形性が悪くなり、後述の第１成形工程等で割れが生じやすい。この点、本実施例では、後述のように第１成形工程を工夫することで、かかる割れの可能性を低減できる。従って、本実施例では、ロータシャフト形成部材７００の板厚は、５ｍｍから１０ｍｍの範囲内である。板厚が５ｍｍ未満の場合、圧縮歪が小さくなり横割れが生じ難いが、高速回転するロータシャフト３４として、強度が足りず、高速回転を望めない。他方、板厚が５ｍｍ以上の場合、高速回転可能なロータシャフト３４を形成できる。また、板厚が１０ｍｍよりも大きい場合、外周面と内周面との距離が長いので内周面に圧縮応力が生じ難く成形の荷重が高くなり過ぎるので、成形が困難となる。他方、板厚が１０ｍｍ以下の場合、成形性が比較的良好となり、成形の荷重が高くなりすぎることがない。このように、ロータシャフト形成部材７００の板厚が５ｍｍから１０ｍｍの範囲内である場合、適切な成形性を確保しつつ、高速回転可能なロータシャフト３４を形成できる。なお、ロータシャフト形成部材７００の板厚は、典型的には、どの部分も同じである（すなわち一定である）。

また、ロータシャフト形成部材７００の外径（図３Ａの寸法Ａ０参照）に関して、上述のように、ロータシャフト形成部材７００の外径が比較的大きい場合、磁石冷却性能を効果的に高めることができる等、有利である。他方、ロータシャフト形成部材７００の外径が大きすぎると、ロータシャフト形成部材７００の端部に、凹部３４Ｂ（図１参照）に対応する凹部３４１Ｅ（図３Ｃ）を成形する際、比較的小さい外径の凹部３４Ｂを成形（縮径）することが難しくなる。なお、ロータシャフト３４の高速回転を可能とするためには、ベアリング１４ｂの周速度を抑えることが有利となり、凹部３４Ｂの外径の小径化は、ロータシャフト３４の高速回転時のベアリング１４ｂの周速度を抑える観点（ロータシャフト３４の高速回転時のベアリング１４ｂの発熱等を抑える観点）から有利となる。この点等を考慮して、本実施例では、ロータシャフト形成部材７００は、外径が５０ｍｍから１００ｍｍの範囲内である。

次いで、ロータ３０の製造方法は、図３Ｂに示すように、ロータシャフト形成部材７００の端部に、テーパ面７１０と、外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）が略一定の周面７１２を形成する第１成形工程（ステップＳ５０１）を含む。第１成形工程は、フローフォーミングにより実現されてよい。第１成形工程の詳細は、後述する。

第１成形工程後における周面７１２の外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）は、第１成形工程前のロータシャフト形成部材７００の外径（図３Ａの寸法Ａ０参照）よりも有意に小さい。第１成形工程後における周面７１２の外径（図３Ｂ）は、好ましくは、外径が３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内である。すなわち、ロータシャフト形成部材７００の一方側の端部においては、第１成形工程によって、第１成形工程前の外径５０ｍｍから１００ｍｍの範囲内から、外径３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内へと、縮径が実現される。

ここで、第１成形工程後における周面７１２の外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）は、ロータシャフト３４の外径に略対応し、従って、ベアリング１４ｂの径を決める。ベアリング１４ｂの径が小さい場合、ベアリング１４ｂ等の軸受部品がロータシャフト３４の高速回転に対応可能となる（周速度を抑えることができる）。この点、本実施例では、第１成形工程による縮径により、軸方向中心側の部位が比較的大きい外径を有しつつ、軸方向の端部（凹部３４Ｂ）において、ロータシャフト３４の高速回転時にもベアリング１４ｂの周速度を抑えることが可能となるような比較的小さい外径（すなわち外径３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内の外径）を有するロータシャフト３４を実現できる。

次いで、ロータ３０の製造方法は、図３Ｃに示すように、ロータシャフト形成部材７００の端部に、直角面７１４を形成する第２成形工程（ステップＳ５０２）を含む。直角面７１４は、テーパ面７１０を利用して形成されてよい。第２成形工程は、フローフォーミングにより実現されてよい。第２成形工程の一例は、後述する。

第２成形工程が終了すると、ロータシャフト形成部材７００の一方側の端部に、凹部３４Ｂに対応する凹部３４１Ｅが形成される。ロータシャフト形成部材７００の他方側の端部にも、凹部３４Ｂに対応する凹部３４１Ｅが形成される場合は（ステップＳ５０３で“ＮＯ”）、ステップＳ５０１の第１成形工程及びステップＳ５０２の第２成形工程が、ロータシャフト形成部材７００の他方側の端部に対しても実行される。ロータシャフト形成部材７００の一方側の端部にのみ、凹部３４Ｂに対応する凹部３４１Ｅが形成される場合や、ロータシャフト形成部材７００の両側の端部に、凹部３４Ｂに対応する凹部３４１Ｅが形成された場合は（ステップＳ５０３で“ＹＥＳ”）、次の工程に進む。なお、本実施例では、ロータシャフト形成部材７００の両側の端部に、凹部３４Ｂに対応する凹部３４１Ｅが形成される。

次いで、ロータ３０の製造方法は、ロータシャフト形成部材７００の外周面を切削する平滑化工程（ステップＳ５０４）を含む。本実施例では、平滑化工程は、取代部７０２を除去することで、ロータシャフト形成部材７００の外周面をロータシャフト３４の外周面へと仕上げるための工程である。すなわち、図３Ｂに示す点線７０３で境界付けられる取代部７０２を除去する。なお、ロータシャフト形成部材７００に係る素管が鍛造により製造される場合等であって、ロータシャフト形成部材７００の外周面を精度良く初期的に製造できる場合は、平滑化工程は省略されてもよい。この場合、取代部７０２は不要である。

次いで、ロータ３０の製造方法は、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２に対応する孔を形成する噴出孔形成工程（ステップＳ５０６）を含む。なお、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２は、準備工程においてロータシャフト形成部材７００に既に形成されていてもよい。換言すると、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２を有するロータシャフト形成部材７００が、準備工程で準備されてもよい。あるいは、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２は、準備工程から平滑化工程までの任意のタイミングで形成されてもよい。なお、噴出孔形成工程が終了すると、図３Ｄに示すようなロータシャフト３４ができあがる。

次いで、ロータ３０の製造方法は、図３Ｅに示すように、ロータシャフト３４にロータコア３２等を嵌合（一体化）する嵌合工程（ステップＳ５０８）を含む。なお、嵌合工程は、例えば圧入等により実現されてもよい。また、嵌合工程に代えて、ハイドロフォーミングが利用されてもよい。この場合、噴出孔形成工程は、ハイドロフォーミングの後に実行されてよい。

次いで、ロータ３０の製造方法は、その他の後工程（ステップＳ５１０）を含む。その他の後工程は、回転バランスを調整する工程等を含んでよい。

このようにして、図２及び図３Ａ〜図３Ｅを参照して説明したロータ３０の製造方法によれば、内径ｒ１が比較的大きい中空部３４Ａを有するロータシャフト３４を製造でき、当該ロータシャフト３４を備えるロータ３０を製造できる。

次に、図４Ａ以降を参照して、上述した第１成形工程及び第２成形工程を詳しく説明する。

図４Ａは、一方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程の説明図であり、図４Ｂは、他方側（一方側の端部を成形した後の他方側）に対する第１成形工程及び第２成形工程の説明図である。図４Ａ及び図４Ｂには、軸Ｉの方向に沿ったＸ１側とＸ２側とが定義されている。Ｘ２側は、図４Ａ及び図４Ｂのいずれの場合に対しても、成形する端部の側に対応する。図５Ａ及び図５Ｂは、一方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程に関連したロータシャフト形成部材７００の単品状態を模式的に示す図であり、図５Ｃ〜図５Ｅは、図５ＢのＡ部、Ｂ部、及びＣ部のそれぞれの拡大図である。

図４Ａでは、上から４つの状態が示される。一番上の状態Ｓ４１は、第１成形工程の準備状態であり、状態Ｓ４２は、絞り工程に係る状態であり、状態Ｓ４３は、第１成形工程の最終工程（仕上げ工程）に係る状態であり、状態Ｓ４４は、第２形成工程に係る状態である。

第１成形工程及び第２成形工程は、ともに、ロータシャフト形成部材７００が軸Ｉまわりに高速で回転された状態（矢印Ｒ４１参照）（第１回転状態及び第２回転状態の一例）で実行される。図４Ａでは、一例として、ロータシャフト形成部材７００の中空部には、軸Ｉまわりに回転可能な第１マンドレル４００が挿通される。第１マンドレル４００は、外径がロータシャフト３４の内径ｒ１と一致する大径部４０１と、外径がロータシャフト３４の内径ｒ２と一致する小径部４０２とを備える。ロータシャフト形成部材７００の中空部には、ロータシャフト３４の区間ＳＣ１、ＳＣ３に対応する区間に、第１マンドレル４００の大径部４０１が位置し、ロータシャフト３４の区間ＳＣ２に対応する区間に、第１マンドレル４００の小径部４０２が位置する。

第１マンドレル４００の小径部４０２の軸方向端部には、第２マンドレル４０３が接続される。第１マンドレル４００と第２マンドレル４０３とは軸Ｉまわりを一体回転する。ロータシャフト形成部材７００は、径方向外側が治具４２０により押さえられた状態（図中の力Ｆ参照）で、治具４２０とともに、第１マンドレル４００及び第２マンドレル４０３により軸Ｉまわりに回転される（矢印Ｒ４１参照）。なお、図５Ａには、成形前のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−０として示される。

第１成形工程は、第１成形部材９１を用いて実行される。第１成形部材９１は、回転軸Ｉ１まわりに回転可能な１つ以上の成形ローラ９１０を含む。１つ以上の成形ローラ９１０は、軸Ｉまわりに回転対称となる態様で配置される。なお、図４Ａでは、成形ローラ９１０が２つ図示されているが、成形ローラ９１０の数は任意である。成形ローラ９１０は、軸Ｉに対して傾斜した押圧面９１１（第１押圧面の一例）を有する。押圧面９１１とは、成形の際にワーク（本例の場合は、ロータシャフト形成部材７００）に作用する面である。押圧面９１１は、最も軸Ｉに近い端部９１２から径方向外側の端部９１３まで延在する。押圧面９１１は、端部９１３が端部９１２よりもＸ１側に位置する態様で傾斜される。なお、端部９１２は、軸Ｉに向かう側が凸状になる態様で湾曲されてよい。

第１成形部材９１は、回転された状態のロータシャフト形成部材７００に対して、軸Ｉに沿った方向に移動可能である。すなわち、第１成形部材９１の成形ローラ９１０は、軸方向に沿った位置（以下、「軸方向の位置」と称する）が可変である。また、成形ローラ９１０は、軸Ｉまわりの径方向の位置（以下、「径方向の位置」と称する）が可変である。以下では、第１成形部材９１の各位置（第２成形部材９２の各位置も同様）とは、押圧面９１１の径方向内側の縁部（例えば端部９１２）の位置に基づく位置であってよい。

第１成形工程は、絞り工程（第１工程の一例）と、仕上げ工程（第２工程の一例）とを含む。

絞り工程及び仕上げ工程は、ともに、第１成形部材９１が一端側から内側（図４Ａの場合は、Ｘ２側からＸ１側）に向けて軸方向に移動しながらロータシャフト形成部材７００の外周面に対して径方向内側に力を与える点で、共通する。

絞り工程は、図４Ａの状態Ｓ４２に模式的に示すように、第１成形部材９１の径方向の位置を一定に保ちながら、第１成形部材９１の軸方向の位置をＸ２側の開始位置Ｐｓ１よりも内側（軸方向でＸ１側）の終了位置Ｐｅ１まで変化させることを含む。ある一の絞り工程における開始位置Ｐｓ１は、当該一の絞り工程において、ロータシャフト形成部材７００に第１成形部材９１が作用し始める位置（径方向内側に成形用の力を与え始める位置）である。ある一の絞り工程における終了位置Ｐｅ１は、当該一の絞り工程において、ロータシャフト形成部材７００に第１成形部材９１が径方向内側に力（成形用の力）を与える最後の位置である。

この場合、絞り工程は、一の絞り工程ごとに、第１成形部材９１の径方向の位置（すなわち開始位置Ｐｓ１及び終了位置Ｐｅ１に係る径方向の位置）を径方向内側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される。すなわち、絞り工程は、一の絞り工程ごとに、徐々に絞りが深くなる態様で、ロータシャフト形成部材７００の端部の外径を徐々に小さくしていく。これにより、成形性が良好でない炭素鋼からなる厚肉のロータシャフト形成部材７００を使用した場合でも、割れの可能性を低減しつつ絞りを深くすることができる。

また、この際、絞り工程は、一の絞り工程ごとに、終了位置Ｐｅ１の軸方向の位置をＸ２側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される（矢印Ｒ４２参照）。すなわち、絞り工程は、一の絞り工程ごとに、その時点で絞りの最も深い位置がＸ２側に徐々に変化する態様で、繰り返される。なお、図５Ａには、１回目の絞り工程後のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−１として示され、２回目の絞り工程後のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−２として示され、図５Ｂには、３回目の絞り工程後のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−３として示されている。これにより、成形性が良好でない炭素鋼からなる厚肉のロータシャフト形成部材７００を使用した場合でも、割れの可能性を低減しつつ、次の仕上げ工程でテーパ面７１０へと仕上げやすい傾斜面７５０（図５Ｃ参照）を成形できる。また、ロータシャフト形成部材７００の周面７１２の内径を徐々に内径ｒ２に近づけることができる。なお、ロータシャフト形成部材７００の周面７１２の内径を内径ｒ２に一致させる段階は、絞り工程で実現されてもよいし、仕上げ工程で実現されてもよい。

なお、このようにして繰り返し実行される絞り工程において、開始位置Ｐｓ１の軸方向の位置は、常に一定であってもよい。例えば、状態Ｓ４２に示すように、開始位置Ｐｓ１は、ロータシャフト形成部材７００のＸ２側の縁部であってよい。ただし、変形例では、開始位置Ｐｓ１の軸方向の位置は、僅かに変化してもよい。

絞り工程の回数（繰り返して実行される回数）は、２回以上であり、絞りの深さ（すなわち内径ｒ１と内径ｒ２との差）等に応じて適合されてよい。また、各絞り工程では、成形ローラ９１０の回転軸Ｉ１の向き（軸Ｉに対する角度）は一定であるが、各絞り工程ごとに、又は、特定の絞り工程においてのみ、回転軸Ｉ１の向きが異なってもよい。

仕上げ工程は、上述のように絞り工程が繰り返し実行された後に、実行される。仕上げ工程は、図４Ａの状態Ｓ４３に模式的に示すように、第１成形部材９１が一端側から内側（図４Ａの場合は、Ｘ２側からＸ１側）に向けて軸方向に移動しながら、連続的に繰り返された絞り工程より成形された傾斜面７５０に成形ローラ９１０の押圧面９１１（例えば端部９１２）が沿うように、第１成形部材９１の径方向の位置を径方向外側に徐々に変化させる（矢印Ｒ４３参照）。これにより、連続的に繰り返された絞り工程より成形された傾斜面７５０に存在しうる凹凸（板厚の異なる部分）が均され、凹凸が低減されたテーパ面７１０（図５Ｄ参照）を形成できる。図５Ｂには、仕上げ工程後のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−４として示されている。なお、変形例では、仕上げ工程は、省略されてもよい。この場合、次の第２成形工程では、絞り工程により形成された傾斜面７５０をそのまま利用して、直角面７１４が形成されることになる。

なお、仕上げ工程は、絞り工程とは異なり、１回だけ実行されてもよいし、絞り工程と同様、複数回実行されてもよい。ただし、一の第１成形工程に含まれる仕上げ工程の数は、同一の第１成形工程に含まれる絞り工程の数よりも少なくてよい。

第２成形工程は、第１成形工程で形状付けられたロータシャフト形成部材７００の端部を更に形状付けする工程である。具体的には、第２成形工程は、上述のように、第１成形工程で形成されたテーパ面７１０を利用して、直角面７１４（図５Ｅ参照）を形成するための工程である。より具体的には、第２成形工程は、テーパ面７１０を軸方向内側（Ｘ１側）に後述の押圧面９２１で押圧することで、直角面７１４を形成するための工程である。

第２成形工程は、第２成形部材９２を用いて実行される。第２成形部材９２は、回転軸Ｉ２まわりに回転可能な１つ以上の成形ローラ９２０を含む。１つ以上の成形ローラ９２０は、軸Ｉまわりに回転対称となる態様で配置される。なお、図４Ａでは、成形ローラ９２０が１つ図示されているが、成形ローラ９２０の数は任意である。成形ローラ９２０は、軸Ｉに対して直角な押圧面９２１（第２押圧面の一例）を有する。押圧面９２１は、最も軸Ｉに近い端部９２２から径方向外側の端部９２３まで延在する。なお、押圧面９２１の端部９２２には角Ｒが付与されてよい。

第２成形部材９２は、回転された状態のロータシャフト形成部材７００に対して、軸Ｉに沿った方向に移動可能である。すなわち、第２成形部材９２の成形ローラ９２０は、軸方向に沿った位置（以下、「軸方向の位置」と称する）が可変である。また、成形ローラ９２０は、軸Ｉまわりの径方向の位置（以下、「径方向の位置」と称する）は可変であるが、ロータシャフト形成部材７００に成形ローラ９２０が作用している状態では、径方向の位置は一定であってよい。

第２成形工程は、図４Ａの状態Ｓ４４に模式的に示すように、第２成形部材９２の径方向の位置を一定に保ちながら、第２成形部材９２の軸方向の位置をＸ２側の開始位置Ｐｓ２よりも内側（軸方向でＸ１側）の終了位置Ｐｅ２まで変化させる（矢印Ｒ４４参照）ことを含む。第２成形工程における開始位置Ｐｓ２は、当該第２成形工程において、ロータシャフト形成部材７００に第２成形部材９２が作用し始める位置（成形用の力を与え始める位置）である。第２成形工程における終了位置Ｐｅ２は、当該第２成形工程において、ロータシャフト形成部材７００に第２成形部材９２が成形用の力を与える最後の位置である。

開始位置Ｐｓ２は、開始位置Ｐｓ１と同じであってもよいが、テーパ面７１０の開始位置（すなわち、仕上げ工程で形成されたテーパ面７１０のＸ１側の端部の位置）であってよいし、テーパ面７１０の開始位置よりも僅かに軸方向に内側であってもよい。終了位置Ｐｅ２は、第１マンドレル４００の大径部４０１に対して所定距離だけ近づいた位置であってよい。この場合、所定距離は、直角面７１４に係る所望の厚み（ロータシャフト３４の厚み）に対応してよい。なお、図５Ｂには、第２成形工程後のロータシャフト形成部材７００がロータシャフト形成部材７００−５として示されている。

第２成形工程は、第１成形工程の絞り工程とは異なり、１回だけ実行されてもよいし、絞り工程と同様、複数回実行されてもよい。ただし、第２成形工程の数は、第１成形工程に含まれる絞り工程の数よりも有意に少なくてよい。

なお、直角面７１４が不要な場合は、第２成形工程は省略されてもよい。ただし、直角面７１４を有する場合は、その分だけベアリング１４ａ、１４ｂの配置を軸方向の内側にさせることができるので、モータ１の体格の軸方向の短縮に寄与する。

一方側の端部に対する第２成形工程が終了すると、他方側（成形した側とは異なる側）の端部を成形するために、ワークであるロータシャフト形成部材７００を軸方向に反転して、図４Ｂに示すように、他方側の端部に対する第１成形工程及び第２成形工程が実行される。具体的には、ロータシャフト形成部材７００に対して第１マンドレル４００がＸ１側に移動し、ロータシャフト形成部材７００が取り出される。第１マンドレル４００から外されたロータシャフト形成部材７００は、軸方向に反転されて、次の第１成形工程及び第２成形工程用の第１マンドレル４００Ａ（後述）及び第２マンドレル４０３Ａにセットされる。

図４Ｂでは、上から４つの状態が示される。一番上の状態Ｓ５１は、第１成形工程の準備状態であり、状態Ｓ５２は、絞り工程に係る状態であり、状態Ｓ５３は、第１成形工程の最終工程に係る状態であり、状態Ｓ５４は、第２形成工程に係る状態である。

第１成形工程及び第２成形工程は、ともに、ロータシャフト形成部材７００が軸Ｉまわりに高速で回転された状態（矢印Ｒ４１参照）で実行される。

図４Ｂでは、一例として、ロータシャフト形成部材７００の中空部には、軸Ｉまわりに回転可能な第１マンドレル４００Ａと、第２マンドレル４０３Ａとが挿通される。第１マンドレル４００Ａは、外径がロータシャフト３４の内径ｒ２よりも大きい大径部４０１Ａと、外径がロータシャフト３４の内径ｒ２と一致する小径部４０２Ａとを備える。なお、一方側の端部の成形の際に利用した第１マンドレル４００は、第１マンドレル４００Ａとしても利用できるように構成されてもよい。第１マンドレル４００Ａの小径部４０２Ａの軸方向端部には、外径がロータシャフト３４の内径ｒ２と一致する第２マンドレル４０３Ａが接続される。第１マンドレル４００Ａと第２マンドレル４０３Ａとは軸Ｉまわりを一体回転する。ロータシャフト形成部材７００は、径方向外側が治具４２０により押さえられた状態で、治具４２０とともに、第１マンドレル４００Ａ及び第２マンドレル４０３Ａにより軸Ｉまわりに回転される（矢印Ｒ４１参照）。

他方側（成形した側とは異なる側）の端部を成形する際の第１成形工程及び第２成形工程は、上述した一方側の端部を形成する際の第１成形工程及び第２成形工程と実質的に同じであるので、詳細な説明は省略する。

他方側の端部に対する第２成形工程が終了すると、ワークであるロータシャフト形成部材７００が取り出され、次の工程（図２のステップＳ５０４の平滑化工程）で利用される。

次に、図６を参照して、本実施例の効果について説明する。

図６は、横割れの発生原理の説明図であり、６００は、素管（ブランク）を表し、６０２は、端部を絞り成形した後のワークを模式的に示す。

一般的なフローフォーミングは、矢印Ｒ６０で模式的に示すように、成形ローラ（図示せず）がワークの端部を押圧しながら往復動する態様で実現される。ワークの端部は、成形の際に長手方向（往復動する方向）に伸びる。なお、この際、増肉はされず、端部の体積自体は同じである。かかる変形の際、ワークの端部には、長手方向の引張応力が発生し、塑性ひずみが増大する。そして、引張応力が過大となり又は延性限界に達すると、横割れ（図６に模式的に割れ線６０６が図示）が生じるものと推定される。

この点、本実施例によれば、上述のように、絞り工程の際、成形ローラ９１０がワーク（ロータシャフト形成部材７００）に対して押圧しながら往復動するのではなく、成形ローラ９１０がロータシャフト形成部材７００を押圧しながら軸方向外側から内側に向けて移動するだけである。すなわち、本実施例では、絞り工程において、成形ローラ９１０がロータシャフト形成部材７００を押圧しながら軸方向内側から外側に向けて移動することはない。

これにより、一般的なフローフォーミングで生じるような不都合を低減できる。すなわち、横割れの可能性を低減できる。これは、本実施例では、上述のように成形ローラ９１０がロータシャフト形成部材７００を押圧しながら軸方向外側から内側に移動するだけであるので、一般的なフローフォーミングの場合に比べて、引張応力が低減され、塑性ひずみが低減されるためと推定される。

このようにして、本実施例によれば、成形性が比較的良くないロータシャフト形成部材７００を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減することが可能となる。すなわち、成形部の横割れを効果的に低減できる製造方法を実現できる。

従って、本実施例においては、第１成形工程で実現される成形（縮径）は、縮径率が４０％以上８０％以下となる態様で実現できる。縮径率は、縮径率×素材の外径＝縮径後の外径、という関係式で表現でき、図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、縮径率＝Ａ１／Ａ０×１００［％］である。

縮径率が４０％以上の場合、縮径後の周面７１２の外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）が小さくなりすぎず、剛性の高い高回転可能なロータシャフト３４を成形できる。また、縮径率が４０％以下の場合、第１成形工程前のロータシャフト形成部材７００の外径と第１成形工程後における周面７１２の外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）との差が非常に大きくなり、かかる差が比較的大きい場合でも好適である第１成形工程によっても、成形が困難となる。この場合、小径部と大径部を別部品で成形し、その後、小径部と大径部に係る２部品を接合して形成する方法もあるが、かかる方法は、部品点数やコストの増加を招く。また、縮径率が８０％以上の場合、第１成形工程前のロータシャフト形成部材７００の外径と第１成形工程後における周面７１２の外径（図３Ｂの寸法Ａ１参照）との差が十分小さく、切削や通常の塑性加工により成形する方が、有利でありうる。換言すると、本実施例による第１成形工程によれば、縮径率が４０％以上８０％以下となる成形を実現でき、この結果、比較的大きい外径（すなわち外径５０ｍｍから１００ｍｍの範囲内）のロータシャフト形成部材７００を用いて、軸方向中心側の部位の大径化を図ることでモータ１の冷却性能を高めつつ、軸方向の端部においては、ベアリング１４ｂの高速回転が可能となるような比較的小さい外径（すなわち外径３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内の外径）を有するロータシャフト３４を実現できる。

また、本実施例によれば、第２成形工程を有するので、直角面７１４を形成できる。これにより、直角面７１４を有さずにテーパ面７１０のままで仕上げられる場合に比べて、内径ｒ２を有する区間の開始位置を、区間ＳＣ１に近づけることができる。この結果、ベアリング１４ａ、１４ｂの配置する位置を軸方向内側に寄せることが容易となり、直角面７１４を有さずにテーパ面７１０のままで仕上げられる場合（すなわち第２成形工程実行されない場合）に比べて、ロータコア３２の軸方向の長さが同じである条件下で、ロータ３０の軸方向の長さを短縮できる。

次に、図７を参照して、絞り工程について更に説明する。

図７は、第１成形工程において繰り返し実行される絞り工程で形成される傾斜面を概略的に示す説明図である。

上述のように、絞り工程は、一の絞り工程ごとに、第１成形部材９１の径方向の位置を径方向内側に変化させつつ、終了位置Ｐｅ１の軸方向の位置をＸ２側に変化させて実行される。なお、絞り工程ごとの第１成形部材９１の径方向の位置の変化量及び終了位置Ｐｅ１の軸方向の位置の変化量は、任意であり、割れ等が生じないように適合されてよい。

このため、複数回の絞り工程により形成される傾斜面７５０は、図７に示すように、一の絞り工程ごとの段差を有する態様で形成される。具体的には、図７に示す例では、傾斜面７５０は、４回の絞り工程に対応した４つの傾斜面として第１傾斜面７５１〜第４傾斜面７５４とを含む。なお、上述したように絞り工程の回数は任意であるが、この例では、４回である。第１傾斜面７５１は、初回の絞り工程により形成される。図７には、初回の絞り工程に係る終了位置Ｐｅ１（ｐ１）が図示されている。第２傾斜面７５２は、２回目の絞り工程により形成される。図７には、２回目の絞り工程に係る終了位置Ｐｅ１（ｐ２）が図示されている。２回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ２）は、初回の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ１）に対して径方向内側かつ軸方向でＸ２側である。同様に、第３傾斜面７５３は、３回目の絞り工程により形成される。図７には、３回目の絞り工程に係る終了位置Ｐｅ１（ｐ３）が図示されている。３回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ３）は、２回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ２）に対して径方向内側かつ軸方向でＸ２側である。同様に、第４傾斜面７５４は、４回目の絞り工程により形成される。図７には、４回目の絞り工程に係る終了位置Ｐｅ１（ｐ４）が図示されている。４回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ４）は、３回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ３）に対して径方向内側かつ軸方向でＸ２側である。

このようにして、本実施例では、各絞り工程の終了位置Ｐｅ１を径方向内側かつ軸方向にＸ２側に変化させることで、テーパ状の傾斜面７５０を形成できる。また、上述のように、各絞り工程は、成形ローラ９１０がロータシャフト形成部材７００を押圧しながら軸方向外側から内側に向けて移動する態様で実現されるので、横割れが生じる可能性が低減される態様で傾斜面７５０を形成できる。

なお、図７に示す例では、第１マンドレル４００Ａは、大径部４０１及び小径部４０２に加えて、軸方向で大径部４０１及び小径部４０２の間に、中間部４０１Ｃを備える。このように、大径部４０１と小径部４０２との間には、段差の高さ（外径の差）を緩和するための部位（所望のテーパ面に沿わせるための部位）が設けられてもよい。

次に、図８〜図２２を参照して、成形ローラ９１０のバリエーションとともに、絞り工程及び仕上げ工程の具体例を説明する。なお、以下で説明において、成形ローラ９１０の各位置（位置Ｐ８００〜Ｐ８０９等）は、上述した説明とは異なり、各工程における成形ローラ９１０の移動態様を表すための位置であり、成形ローラ９１０自体の位置を表す。

図８〜図１２は、成形ローラ９１０の回転軸Ｉ１が軸Ｉに対して傾斜している場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図である。

図８は、１回目の絞り工程の説明図であり、上側は、成形ローラ９１０が位置Ｐ８００にあり、この位置まで径方向内側に移動されてから軸方向内側へと移動されることで（矢印Ｒ８００参照）、１回目の絞り工程の開始位置への第１成形部材９１の移動が実現される。図８の下側では、１回目の絞り工程が実質的に終了した位置Ｐ８０１で成形ローラ９１０が示される。成形ローラ９１０は、上側の位置Ｐ８００から位置Ｐ８０１まで軸方向に移動される（矢印Ｒ８０１参照）。位置Ｐ８０１まで移動されると、１回目の絞り工程は実質的に終了となり、成形ローラ９１０は、径方向外側に移動してから、図９の上側の位置Ｐ８０２に戻る。

図９は、２回目の絞り工程の説明図であり、上側は、成形ローラ９１０が位置Ｐ８０２にあり、この位置Ｐ８０２まで径方向内側に移動されてから軸方向内側へと移動されることで（矢印Ｒ８０２参照）、２回目の絞り工程の開始位置への第１成形部材９１の移動が実現される。なお、位置Ｐ８０２は、図８に示した１回目の絞り工程に係る位置Ｐ８００よりも径方向内側である。図９の下側では、２回目の絞り工程が実質的に終了した位置Ｐ８０３で成形ローラ９１０が示される。成形ローラ９１０は、上側の位置Ｐ８０２から位置Ｐ８０３まで軸方向に移動される（矢印Ｒ８０３参照）。位置Ｐ８０３まで移動されると、２回目の絞り工程は実質的に終了となり、成形ローラ９１０は、径方向外側に移動してから、図１０の上側の位置Ｐ８０４に戻る。

図１０は、３回目の絞り工程の説明図であり、上側は、成形ローラ９１０が位置Ｐ８０４にあり、この位置Ｐ８０４まで径方向内側に移動されてから軸方向内側へと移動されることで（矢印Ｒ８０４参照）、３回目の絞り工程の開始位置への第１成形部材９１の移動が実現される。なお、位置Ｐ８０４は、図９に示した２回目の絞り工程に係る位置Ｐ８０２よりも径方向内側である。図１０の下側では、３回目の絞り工程が実質的に終了した位置Ｐ８０５で成形ローラ９１０が示される。成形ローラ９１０は、上側の位置Ｐ８０４から位置Ｐ８０５まで軸方向に移動される（矢印Ｒ８０５参照）。位置Ｐ８０５まで移動されると、３回目の絞り工程は実質的に終了となり、成形ローラ９１０は、径方向外側に移動してから、図１１の上側の位置Ｐ８０６に戻る。

図１１は、４回目の絞り工程の説明図であり、上側は、成形ローラ９１０が位置Ｐ８０６にあり、この位置Ｐ８０６まで径方向内側に移動されてから軸方向内側へと移動されることで（矢印Ｒ８０６参照）、４回目の絞り工程の開始位置への第１成形部材９１の移動が実現される。なお、位置Ｐ８０６は、図１０に示した３回目の絞り工程に係る位置Ｐ８０４よりも径方向内側である。図１１の下側では、４回目の絞り工程が実質的に終了した位置Ｐ８０７で成形ローラ９１０が示される。成形ローラ９１０は、上側の位置Ｐ８０６から位置Ｐ８０７まで軸方向に移動される（矢印Ｒ８０７参照）。位置Ｐ８０７まで移動されると、４回目の絞り工程は実質的に終了となり、成形ローラ９１０は、径方向外側に移動してから、図１２の上側の位置Ｐ８０８に戻る。

図１２は、仕上げ工程の説明図であり、上側は、成形ローラ９１０が位置Ｐ８０８にあり、この位置Ｐ８０８まで径方向内側に移動されてから軸方向内側へと移動されることで（矢印Ｒ８０８参照）、仕上げ工程の開始位置への第１成形部材９１の移動が実現される。位置Ｐ８０８は、図１１に示した４回目の絞り工程に係る位置Ｐ８０６と径方向は同じであってよい。図１２の下側では、仕上げ工程が実質的に終了した位置Ｐ８０９で成形ローラ９１０が示される。成形ローラ９１０は、位置Ｐ８０９まで傾斜面７５０に沿って移動される（矢印Ｒ８０９参照）。位置Ｐ８０９まで移動されると、仕上げ工程は実質的に終了となり、成形ローラ９１０は、径方向外側に移動してから、所定の位置（図示せず）に戻る。

図１３〜図１７は、成形ローラ９１０の回転軸Ｉ１が軸Ｉに対して平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図である。

図１３〜図１７に示す各状態は、図８〜図１２に示した各状態に対して、成形ローラ９１０の軸Ｉの向きが異なるだけで実質的に同じであり、位置Ｐ８００〜Ｐ８０９は位置Ｐ９００〜Ｐ９０９に対応し、方向Ｒ８００〜Ｒ８０９は位置Ｒ９００〜Ｒ９０９に対応する。このように、成形ローラ９１０の回転軸Ｉ１は、軸Ｉに対して平行であってもよい。

図１８〜図２２は、成形ローラ９１０Ａの回転軸Ｉ１が軸Ｉに対して平行である場合の絞り工程及び仕上げ工程の具体例を示す概略図である。

第１成形部材９１Ａの成形ローラ９１０Ａは、押圧面９１１Ａを備え、押圧面９１１Ａは、軸Ｉに向かう側が凸状の湾曲部９１１−１と、軸Ｉに対して直角な面９１１−２とからなる。成形ローラ９１０Ａは、面９１１−２が軸Ｉに対して直角になる状態でロータシャフト形成部材７００に作用する。

図１８〜図２２に示す各状態は、図８〜図１２に示した各状態に対して、成形ローラ９１０の軸Ｉの向きが異なるだけで実質的に同じであり、位置Ｐ８００〜Ｐ８０９は位置Ｐ１０００〜Ｐ１００９に対応し、方向Ｒ８００〜Ｒ８０９は位置Ｒ１０００〜Ｒ１００９に対応する。

次に、図２３Ａ〜図２３Ｃを参照して、ローラ迎角と、各絞り工程の終了位置Ｐｅ１との関係等について説明する。

図２３Ａは、図８〜図１２を参照して上述した絞り工程（成形ローラ９１０の回転軸Ｉ１が軸Ｉに対して傾斜している場合の絞り工程）に係る同関係（ローラ迎角と、各絞り工程の終了位置Ｐｅ１との関係）を示す図であり、図２３Ｂは、図１３〜図１７を参照して上述した絞り工程に係る同関係を示す図であり、図２３Ｃは、図１８〜図２２を参照して上述した絞り工程に係る同関係を示す図である。

図２３Ａ〜図２３Ｃには、各絞り工程の終了位置Ｐｅ１が、Ｐｅ１（ｐ１）〜Ｐｅ１（ｐ３）として示され、Ｐｅ１（ｐ１）〜Ｐｅ１（ｐ３）は、１回目、２回目、及び３回目の絞り工程の終了位置Ｐｅ１をそれぞれ表す。

各絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ１）〜Ｐｅ１（ｐ３）は、図２３Ａ〜図２３Ｃに示すように、好ましくは、終了位置Ｐｅ１（ｐ１）〜Ｐｅ１（ｐ３）を繋いだ直線のなす角度θ（軸Ｉに対してなす角度）が、ローラ迎角αよりも小さくなるように、設定される。また、各絞り工程の終了位置Ｐｅ１（ｐ１）〜Ｐｅ１（ｐ３）は、角度θが可能な限り９０度に近くなるように設定することで、第２成形工程が容易となる（すなわち直角面７１４を形成しやすくなる）。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、第１成形工程及び第２成形工程では、ロータシャフト形成部材７００が回転状態とされ、第１成形部材９１（第１成形部材９１Ａについても同様、以下、同じ）及び第２成形部材９２は、軸Ｉまわりに回転されないが、これに限られない。第１成形工程及び／又は第２成形工程では、第１成形部材９１及び／又は第２成形部材９２が軸Ｉまわりに回転されてもよい。

また、上述した実施例では、第１成形工程は、絞り工程に関しては、軸方向で外側から内側へと第１成形部材９１を移動させながら成形する工程（順方向の絞り工程）のみを含み、軸方向で内側から外側へと第１成形部材９１を移動させながら成形する工程（逆方向の成形工程）を含まないが、これに限られない。例えば、第１成形工程は、絞り工程に関して、逆方向の成形工程を、順方向の絞り工程よりも有意に少ない回数で含んでもよい。

また、上述した実施例では、第１成形工程後に第２成形工程が実行されるが、第２成形工程は省略されてもよい。あるいは、第２成形工程に代えて、他の成形工程によって直角面７１４に相当する直角面が形成されてもよい。

＜付記＞
以上の実施例に関し、更に以下を開示する。なお、以下で記載する効果のうちの、一の形態に対する追加的な各形態に係る効果は、当該追加的な各形態に起因した付加的な効果である。

（１）一の形態は、軸方向の少なくとも一端側が開口する中空のシャフト素材（７００）、及び、第１成形部材（９１）のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第１回転状態を形成し、前記第１回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部を形状付ける第１成形工程（ステップＳ５０１）と、
前記第１成形工程の後に、前記シャフト素材及び第２成形部材（９２）のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第２回転状態を形成し、前記第２回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第２成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部における前記第１成形工程により形状付けられた部位を更に形状付ける第２成形工程（ステップＳ５０２）と、
前記第２成形工程の後に、前記シャフト素材をロータコア（３２）と一体化する一体化工程（ステップＳ５０８）とを含み、
前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含み、
前記第１成形部材は、軸方向に対して傾斜した状態で前記シャフト素材に作用する第１押圧面（９１１）を有し、
前記第２成形部材は、軸方向に対して直角をなす状態で前記シャフト素材に作用する第２押圧面（９２１）を有する、回転電機（１）用ロータ（３０）の製造方法である。

本形態によれば、シャフト素材に対して第１成形部材が一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含む。これにより、シャフト素材に対して第１成形部材が内側から一端側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える工程で生じるような不都合（引張応力等による横割れ）の可能性を低減できる。従って、成形性が比較的良くない素材を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減できる。

また、第２成形工程が存在しない場合に比べて、軸受の配置する位置を軸方向内側に寄せることが容易となり、ロータコアの軸方向の長さが同じである場合に、回転電機用ロータの軸方向の長さを短縮できる。

（２）また、本形態においては、好ましくは、前記第１工程は、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を一定に保ちながら、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の軸方向の位置を前記一端側の開始位置よりも内側の終了位置まで変化させることを含む。

この場合、各第１工程において絞りの深さを一定に保ちながら成形できる。

（３）また、本形態においては、好ましくは、前記第１工程は、一の前記第１工程ごとに、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を径方向内側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される。

この場合、比較的絞りの深い成形部であっても、絞りの深さを徐々に深くしながら、横割れの可能性を低減しつつ、成形できる。

（４）また、本形態においては、好ましくは、前記第１工程は、一の前記第１工程ごとに、前記終了位置を前記一端側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される。

この場合、絞り部と非絞り部（非成形部）との間を繋ぐ区間にテーパ状の傾斜面を成形できる。

（５）また、本形態においては、好ましくは、前記第１成形工程は、連続的に繰り返された前記第１工程の後に、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら、連続的に繰り返された前記第１工程より成形された傾斜面（７５０）に沿って、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を径方向外側に徐々に変化させる第２工程を含む。

この場合、連続的に繰り返された第１工程より成形された傾斜面において生じうる肉厚の変動を均すことができる。

（６）また、本形態においては、好ましくは、一の前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が内側から前記一端側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える工程を含まない、又は、該工程の回数が、前記第１工程の回数よりも少ない。

この場合、シャフト素材に対して第１成形部材が内側から一端側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える工程で生じるような不都合（引張応力等による横割れ）の可能性を低減できる。

（７）また、本形態においては、好ましくは、前記シャフト素材は、炭素の含有量が０．３％以上の炭素鋼により形成される。

上述した形態によれば、炭素の含有量が比較的多いが故に成形性が良好でない炭素鋼を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減できる。

（８）他の一の形態は、軸方向の少なくとも一端側が開口する中空のシャフト素材（７００）であって外径が５０ｍｍから１００ｍｍの範囲内でありかつ板厚が５ｍｍから１０ｍｍの範囲内であるシャフト素材（７００）を準備する工程と、
前記シャフト素材、及び、第１成形部材（９１）のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第１回転状態を形成し、前記第１回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部を、外径が３０ｍｍから７０ｍｍの範囲内まで低減する態様で、形状付ける第１成形工程（ステップＳ５０１）と、
前記第１成形工程の後に、前記第１成形工程によって前記一端側における外径及び内径がともに軸方向の中心側よりも小さくされた前記シャフト素材を、ロータコア（３２）と一体化する一体化工程（ステップＳ５０８）とを含み、
前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含む、回転電機（１）用ロータ（３０）の製造方法である。

本形態によれば、シャフト素材に対して第１成形部材が一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含む。これにより、シャフト素材に対して第１成形部材が内側から一端側に向けて軸方向に相対的に移動しながらシャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える工程で生じるような不都合（引張応力等による横割れ）の可能性を低減できる。従って、成形性が比較的良くない素材を用いた場合でも、成形部の横割れを効果的に低減できる。

１ モータ
１０ モータハウジング
１２ 回転軸（回転中心）
１４ａ ベアリング
１４ｂ ベアリング
２１ ステータ
２２ コイル
２２Ａ コイルエンド
２２Ｂ コイルエンド
３０ ロータ
３２ ロータコア
３４ ロータシャフト
３４Ａ 中空部
３４Ｂ 凹部
３５Ａ エンドプレート
３５Ｂ エンドプレート
６０ 油供給源
６２ 管路部材
６２Ａ 中空部
６３ 吐出孔
６４ ポンプ
９１ 第１成形部材
９２ 第２成形部材
３２１ 永久磁石
３４１ 第１噴出孔
３４１Ｅ 凹部
３４２ 第２噴出孔
４００、４００Ａ 第１マンドレル
４０１、４０１Ａ 大径部
４０２、４０２Ａ 小径部
４０３、４０３Ａ 第２マンドレル
４２０ 治具
７００ ロータシャフト形成部材
７０２ 取代部（余肉部）
７１０ テーパ面
７１２ 周面
７１４ 直角面
７５０ 傾斜面
７５１ 第１傾斜面
７５２ 第２傾斜面
７５３ 第３傾斜面
７５４ 第４傾斜面
９１０、９１０Ａ 成形ローラ
９１１ 押圧面
９１１−１ 湾曲部
９１１−２ 面
９１１Ａ 押圧面
９１２ 端部
９１３ 端部
９２０ 成形ローラ
９２１ 押圧面
９２２ 端部
９２３ 端部

Claims (7)

1. 軸方向の少なくとも一端側が開口する中空のシャフト素材、及び、第１成形部材のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第１回転状態を形成し、前記第１回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部を形状付ける第１成形工程と、
   前記第１成形工程の後に、前記シャフト素材及び第２成形部材のうちの少なくともいずれか一方を、軸まわりに回転させた第２回転状態を形成し、前記第２回転状態において、前記シャフト素材に対する前記第２成形部材の相対位置を変化させて、前記シャフト素材における前記一端側の端部における前記第１成形工程により形状付けられた部位を更に形状付ける第２成形工程と、
   前記第２成形工程の後に、前記シャフト素材をロータコアと一体化する一体化工程とを含み、
   前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える第１工程を連続的に含み、
   前記第１成形部材は、軸方向に対して傾斜した状態で前記シャフト素材に作用する第１押圧面を有し、
   前記第２成形部材は、軸方向に対して直角をなす状態で前記シャフト素材に作用する第２押圧面を有する、回転電機用ロータの製造方法。
2. 前記第１工程は、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を一定に保ちながら、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の軸方向の位置を前記一端側の開始位置よりも内側の終了位置まで変化させることを含む、請求項１に記載の回転電機用ロータの製造方法。
3. 前記第１工程は、一の前記第１工程ごとに、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を径方向内側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される、請求項２に記載の回転電機用ロータの製造方法。
4. 前記第１工程は、一の前記第１工程ごとに、前記終了位置を前記一端側に徐々に変化させながら連続的に繰り返される、請求項３に記載の回転電機用ロータの製造方法。
5. 前記第１成形工程は、連続的に繰り返された前記第１工程の後に、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が前記一端側から内側に向けて軸方向に相対的に移動しながら、連続的に繰り返された前記第１工程より成形された傾斜面に沿って、前記シャフト素材に対する前記第１成形部材の径方向の位置を径方向外側に徐々に変化させる第２工程を含む、請求項４に記載の回転電機用ロータの製造方法。
6. 一の前記第１成形工程は、前記シャフト素材に対して前記第１成形部材が内側から前記一端側に向けて軸方向に相対的に移動しながら前記シャフト素材の外周面に対して径方向内側に力を与える工程を含まない、又は、該工程の回数が、前記第１工程の回数よりも少ない、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の回転電機用ロータの製造方法。
7. 前記シャフト素材は、炭素の含有量が０．３％以上の炭素鋼により形成される、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の回転電機用ロータの製造方法。