JP2022052526A - Manufacturing method of rotor for rotary electric machine - Google Patents

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毅彦 安立
Takehiko Adachi
孝明 河島
Takaaki Kawashima
功記 三好
Koki Miyoshi
信平 牧尾
Shimpei Makio
浩彰 杉田
Hiroaki Sugita
真梨子 齊藤
Mariko Saito
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Abstract

To use hydroforming to fasten a plate-like member together with a rotor core to a rotor shaft while appropriately ensuring the required tightening allowance between the rotor shaft and the rotor core.SOLUTION: A rotor manufacturing method for a rotary electric machine includes a step of preparing a rotor core, a hollow rotor shaft, and an annular plate-shaped member, an arrangement step of arranging the rotor core, the rotor shaft, and the plate-shaped member in a manufacturing device, and forming a state in which the rotor shaft is located radially inside the rotor core in the manufacturing device and the plate-shaped member is axially adjacent to the axial end face of the rotor core, and an integration step of fastening the rotor shaft, the rotor core, and the plate-shaped member by increasing the internal pressure of the hollow portion of the rotor shaft while supporting the rotor shaft and the rotor core by the manufacturing device after the arrangement step.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、回転電機用のロータの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a rotor for a rotary electric machine.

鉄管部材に凸部をハイドロフォーミングで成形する技術が知られている。 A technique of forming a convex portion on an iron pipe member by hydroforming is known.

特開2009-184573号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-184573

ところで、ロータシャフトとロータコアとの間の必要な締め代を確保するためには、圧入や焼き嵌めが利用されており、ハイドロフォーミングを利用する技術は知られていない。ハイドロフォーミングでは、ロータシャフトの中空部の内圧を高めてロータシャフトを拡径させることができる。 By the way, in order to secure the necessary tightening allowance between the rotor shaft and the rotor core, press fitting and shrink fitting are used, and a technique using hydroforming is not known. In hydroforming, the internal pressure of the hollow portion of the rotor shaft can be increased to increase the diameter of the rotor shaft.

本開示は、ハイドロフォーミングを利用して、ロータコアとともに板状部材をロータシャフトに締結しつつ、ロータシャフトとロータコアとの間の必要な締め代を適切に確保することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to appropriately secure a necessary tightening allowance between a rotor shaft and a rotor core while fastening a plate-shaped member together with the rotor core to the rotor shaft by utilizing hydroforming.

1つの側面では、回転電機用のロータの製造方法であって、
ロータコアと、中空のロータシャフトと、円環状の板状部材とを準備する工程と、
前記ロータコアと前記ロータシャフトと前記板状部材とを製造装置に配置し、前記製造装置において前記ロータコアの径方向内側に前記ロータシャフトが位置しかつ前記板状部材が前記ロータコアの端面に軸方向に隣接する状態を形成する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記製造装置により前記ロータシャフト及び前記ロータコアを支持しつつ、前記ロータシャフトの中空部の内圧を高めることで、前記ロータシャフトと前記ロータコア及び前記板状部材とを締結する一体化工程とを含む、製造方法が提供される。
On one side, it is a method of manufacturing a rotor for a rotary electric machine.
The process of preparing the rotor core, the hollow rotor shaft, and the annular plate-shaped member,
The rotor core, the rotor shaft, and the plate-shaped member are arranged in a manufacturing apparatus, and the rotor shaft is located radially inside the rotor core in the manufacturing apparatus, and the plate-shaped member is axially on the end face of the rotor core. The placement process that forms adjacent states and
After the arrangement step, the rotor shaft and the rotor core and the plate-shaped member are integrally fastened by increasing the internal pressure of the hollow portion of the rotor shaft while supporting the rotor shaft and the rotor core by the manufacturing apparatus. A manufacturing method including a chemical conversion step is provided.

1つの側面では、本開示によれば、ハイドロフォーミングを利用して、ロータコアとともに板状部材をロータシャフトに締結しつつ、ロータシャフトとロータコアとの間の必要な締め代を適切に確保することが可能となる。 On one side, according to the present disclosure, hydroforming can be used to adequately secure the required tightening allowance between the rotor shaft and the rotor core while fastening the plate-like member to the rotor shaft together with the rotor core. It will be possible.

一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。It is sectional drawing which shows schematic the sectional structure of the motor by one Example. 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。It is a schematic flowchart which shows the flow of the manufacturing method of a rotor. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その1)である。FIG. 1 is a cross-sectional view (No. 1) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その2)である。FIG. 2 is a cross-sectional view (No. 2) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その3)である。FIG. 3 is a cross-sectional view (No. 3) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その4)である。FIG. 4 is a cross-sectional view (No. 4) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図3Dに係る工程を概略的に示す別の断面図である。FIG. 3 is another cross-sectional view schematically showing the process according to FIG. 3D. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その5)である。FIG. 5 is a cross-sectional view (No. 5) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その6)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (No. 6) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. 図2に示す工程における製造途中の製品状態を概略的に示す断面図(その7)である。FIG. 7 is a cross-sectional view (No. 7) schematically showing a product state during manufacturing in the process shown in FIG. ハイドロフォーミングによる内圧の増加に起因したロータシャフトのバルジ変形の説明用の断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the bulge deformation of a rotor shaft caused by the increase of internal pressure by hydroforming. 本実施例によるバルジ変形の起点の説明図である。It is explanatory drawing of the starting point of the bulge deformation by this Example. 比較例によるバルジ変形の起点の説明図である。It is explanatory drawing of the starting point of the bulge deformation by the comparative example.

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。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。例えば、図面上、隙間がない部材間であってもわずかな隙間(例えば必要なクリアランス分の隙間)が形成される場合がありえ、また、図面上、隙間がある部材間であっても隙間がない場合もありえる。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensional ratios in the drawings are merely examples and are not limited to these, and the shapes and the like in the drawings may be partially exaggerated for convenience of explanation. For example, a slight gap (for example, a gap for a required clearance) may be formed even between members having no gap in the drawing, and a gap may be formed even between members having a gap in the drawing. It may not be.

図1は、一実施例によるモータ1(回転電機の一例)の断面構造を概略的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a motor 1 (an example of a rotary electric machine) according to an embodiment.

図1には、モータ1の回転軸I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)Iが延在する方向を指し、径方向とは、回転軸I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Iから離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸Iに向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸Iまわりの回転方向に対応する。 FIG. 1 shows the rotation axis I of the motor 1. In the following description, the axial direction refers to the direction in which the rotation axis (rotation center) I of the motor 1 extends, and the radial direction refers to the radial direction centered on the rotation axis I. Therefore, the radial outer side refers to the side away from the rotation axis I, and the radial inner side refers to the side toward the rotation axis I. Further, the circumferential direction corresponds to the rotation direction around the rotation axis I.

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。 The motor 1 may be a vehicle driving motor used in, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the motor 1 may be used for any other purpose.

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。 The motor 1 is an inner rotor type, and the stator 21 is provided so as to surround the radial outer side of the rotor 30. The outer side of the stator 21 is fixed to the motor housing 10. The stator 21 is made of, for example, an annular magnetic laminated steel plate, and a plurality of slots (not shown) around which the coil 22 is wound are formed in the inner peripheral portion of the stator 21.

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Iを画成する。また、本実施例では、ロータシャフト34は、円形の断面形状であるが、断面形状は任意である。 The rotor 30 is arranged radially inside the stator 21. The rotor 30 includes a rotor core 32 and a rotor shaft 34. The rotor core 32 is fixed to the radial outer side of the rotor shaft 34 and rotates integrally with the rotor shaft 34. The rotor shaft 34 is rotatably supported by the motor housing 10 via bearings 14a and 14b. The rotor shaft 34 defines the rotation axis I of the motor 1. Further, in this embodiment, the rotor shaft 34 has a circular cross-sectional shape, but the cross-sectional shape is arbitrary.

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60に連結される。すなわち、ロータシャフト34には、モータ1の回転トルクを車軸(図示せず)に伝達するための動力伝達機構60が接続される。図1には、当該動力伝達機構60の一部を形成する軸部材61が図示されている。なお、動力伝達機構60は、減速機構や、差動歯車機構、クラッチ、変速機等を含んでよい。図1に示す例では、軸部材61は、ロータシャフト34の径方向外側にスプライン結合される。この場合、ロータシャフト34の端部の径方向外側の周面には、スプライン結合部(複数の軸方向の凸条からなる歯車部)を形成する動力伝達部345を有することになる。なお、軸部材61は、ロータシャフト34の径方向内側にスプライン結合されてもよい。 The rotor shaft 34 is connected to a power transmission mechanism 60 that transmits power to the wheels. That is, a power transmission mechanism 60 for transmitting the rotational torque of the motor 1 to the axle (not shown) is connected to the rotor shaft 34. FIG. 1 shows a shaft member 61 forming a part of the power transmission mechanism 60. The power transmission mechanism 60 may include a reduction mechanism, a differential gear mechanism, a clutch, a transmission, and the like. In the example shown in FIG. 1, the shaft member 61 is spline-coupled to the radial outer side of the rotor shaft 34. In this case, the peripheral surface of the end portion of the rotor shaft 34 on the outer side in the radial direction has a power transmission portion 345 forming a spline coupling portion (a gear portion composed of a plurality of axial protrusions). The shaft member 61 may be splined inward in the radial direction of the rotor shaft 34.

ロータコア32は、例えば円環状の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。 The rotor core 32 is made of, for example, an annular magnetic laminated steel plate. A permanent magnet 321 may be embedded inside the rotor core 32. Alternatively, the permanent magnet 321 may be embedded in the outer peripheral surface of the rotor core 32. When the permanent magnets 321 are provided, the arrangement of the permanent magnets 321 and the like is arbitrary.

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。エンドプレート35A、35Bは、アルミのような非磁性材料により形成されてもよいが、好ましくは、ロータコア32と同様、鉄を主成分とする材料により形成されてよい。 End plates 35A and 35B are attached to both sides of the rotor core 32 in the axial direction. The end plates 35A and 35B may have a support function for supporting the rotor core 32 and a function for adjusting the imbalance of the rotor 30 (a function for eliminating the imbalance by cutting or the like). The end plates 35A and 35B may be formed of a non-magnetic material such as aluminum, but are preferably formed of a material containing iron as a main component, like the rotor core 32.

ロータシャフト34は、図1に示すように、中空部343を有する。中空部343は、ロータシャフト34の軸方向の全長にわたり延在する。 The rotor shaft 34 has a hollow portion 343 as shown in FIG. The hollow portion 343 extends over the entire axial length of the rotor shaft 34.

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。 As shown in FIG. 1, the rotor shaft 34 has a portion of the section SC1 in which the rotor core 32 is provided, a portion of the section SC2 in which the bearings 14a and 14b are provided, and the first ejection holes 341 and the second ejection holes 341 and the second, which will be described later, in the axial direction. Includes the site of the section SC3 where the ejection hole 342 is provided. The section SC2 extends at both ends in the axial direction, and the section SC3 extends between the section SC1 and the section SC2 in the axial direction.

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。ロータシャフト34は、大径部34Aと、大径部34Aよりも外径が小さい小径部34Bとを含む。小径部34Bは、図1に示すように、軸方向で大径部34Aの両側に形成される。ベアリング14a、14bは、小径部34Bに設けられる。なお、大径部34Aと小径部34Bとの間の径方向の段差は、回転軸Iに対して略直角に形成されてもよいし、テーパ状に形成されてもよい。本実施例では、一例として、大径部34Aと小径部34Bとの間の径方向の段差は、一端側(図の右側)では、回転軸Iに対して略直角に形成され、他端側(図の右側)では、テーパ状に形成されている。 In this embodiment, as an example, the rotor shaft 34 has a shape in which the outer peripheral surface thereof is recessed inward in the radial direction in the section SC2. The rotor shaft 34 includes a large diameter portion 34A and a small diameter portion 34B having a smaller outer diameter than the large diameter portion 34A. As shown in FIG. 1, the small diameter portion 34B is formed on both sides of the large diameter portion 34A in the axial direction. The bearings 14a and 14b are provided on the small diameter portion 34B. The step in the radial direction between the large diameter portion 34A and the small diameter portion 34B may be formed substantially at a right angle to the rotation axis I, or may be formed in a tapered shape. In this embodiment, as an example, the radial step between the large diameter portion 34A and the small diameter portion 34B is formed at one end side (on the right side of the figure) at a substantially right angle to the rotation axis I, and is formed at a substantially right angle to the other end side. (On the right side of the figure), it is formed in a tapered shape.

また、ロータシャフト34は、軸方向のベアリング支持面34a、34bを有する。軸方向のベアリング支持面34a、34bは、ベアリング14a、14bのインナレースの軸方向の端面に軸方向に当接することで、ベアリング14a、14bを支持する。軸方向のベアリング支持面34a、34bは、ロータシャフト34の小径部34Bにおいて外周面が径方向内側に凹むことで形成される。軸方向のベアリング支持面34a、34bは、ロータシャフト34の周方向の全周にわたり形成されてよい。 Further, the rotor shaft 34 has bearing support surfaces 34a and 34b in the axial direction. The axial bearing support surfaces 34a and 34b support the bearings 14a and 14b by axially contacting the axial end surfaces of the inner races of the bearings 14a and 14b. The bearing support surfaces 34a and 34b in the axial direction are formed by denting the outer peripheral surface inward in the radial direction in the small diameter portion 34B of the rotor shaft 34. The bearing support surfaces 34a and 34b in the axial direction may be formed over the entire circumference of the rotor shaft 34 in the circumferential direction.

ロータシャフト34は、径方向内側に凸となる凸部の形態の厚肉部347を周方向に沿って有する。厚肉部347は、ロータシャフト34の軸方向の略中心位置(区間SC1における軸方向の略中心位置)に形成される。ただし、変形例では、厚肉部347は、ロータシャフト34の軸方向の中心位置に対して軸方向でわずかにオフセットされてもよいし、形成されなくてもよい。厚肉部347は、例えば鋳造やフローフォーミング、摩擦圧接等により形成されてもよい。フローフォーミングによる厚肉部347の形成方法は、後述する。なお、摩擦圧接の場合、ロータシャフト34は、当該中心位置で軸方向に分割される2ピースにより形成されてもよい。なお、ロータシャフト34が厚肉部347を備える場合、区間SC1のうちの中央部の剛性が端部の剛性よりも高くなる。 The rotor shaft 34 has a thick portion 347 in the form of a convex portion that is convex inward in the radial direction along the circumferential direction. The thick portion 347 is formed at a substantially center position in the axial direction of the rotor shaft 34 (a substantially center position in the axial direction in the section SC1). However, in the modified example, the thick portion 347 may or may not be slightly offset in the axial direction with respect to the axial center position of the rotor shaft 34. The thick portion 347 may be formed by, for example, casting, flow forming, friction welding, or the like. The method of forming the thick portion 347 by flow forming will be described later. In the case of friction welding, the rotor shaft 34 may be formed of two pieces that are axially divided at the center position. When the rotor shaft 34 includes the thick portion 347, the rigidity of the central portion of the section SC1 is higher than the rigidity of the end portion.

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343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343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。 The rotor shaft 34 has a first ejection hole 341. The first ejection hole 341 penetrates outward from the hollow portion 343 in the radial direction. That is, the first ejection hole 341 has an opening 341a that opens in the hollow portion 343 and an opening 341b that faces the coil end 22A of the coil 22, and extends between the opening 341a and the opening 341b. The opening 341b of the first ejection hole 341 is arranged at a position displaced in the axial direction with respect to the rotor core 32 in a manner facing the coil end 22A of the coil 22. A plurality of first ejection holes 341 may be formed in the circumferential direction.

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343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343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。 The rotor shaft 34 further has a second ejection hole 342 at a position in the axial direction different from that of the first ejection hole 341. The second ejection hole 342 penetrates outward from the hollow portion 343 in the radial direction. That is, the second ejection hole 342 has an opening 342a that opens in the hollow portion 343 and an opening 342b that faces the coil end 22B of the coil 22, and extends between the opening 342a and the opening 342b. The opening 342b of the second ejection hole 342 is arranged at a position displaced in the axial direction with respect to the rotor core 32 in a manner facing the coil end 22B of the coil 22. A plurality of second ejection holes 342 may be formed in the circumferential direction.

ロータシャフト34内は、油供給源90に接続される。油供給源90は、ポンプ94を含んでよい。この場合、ポンプ94の種類や駆動態様は任意である。例えば、ポンプ94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94は、モータハウジング10に隣接するハウジング(図示せず)であって、動力伝達機構60を収容するハウジング内に配置されてよい。 The inside of the rotor shaft 34 is connected to the oil supply source 90. The oil source 90 may include a pump 94. In this case, the type and driving mode of the pump 94 are arbitrary. For example, the pump 94 may be a gear pump that operates by the rotational torque of the motor 1. Oil is supplied into the rotor shaft 34 from one end (the right end in the figure) side of the rotor shaft 34. The pump 94 may be a housing (not shown) adjacent to the motor housing 10 and may be arranged in the housing accommodating the power transmission mechanism 60.

図1では、一例として、油供給源90は、管路部材92と、管路部材92の一端(図の右側の端部)側に接続されるポンプ94とを含む。 In FIG. 1, as an example, the oil supply source 90 includes a pipeline member 92 and a pump 94 connected to one end (the right end of the figure) side of the pipeline member 92.

管路部材92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92は、油路801として機能する中空部92Aを有する。中空部92Aは、管路部材92の軸方向の全長にわたり延在する。ただし、中空部92Aは、一端側(図の左側の端部であって、ポンプ94側とは逆側の端部)は開口しない。すなわち、管路部材92は、一端(図の左側の端部)が閉塞される。 The pipeline member 92 is formed hollow, and the inside defines the oil passage 801. That is, the pipeline member 92 has a hollow portion 92A that functions as an oil passage 801. The hollow portion 92A extends over the entire length of the pipeline member 92 in the axial direction. However, the hollow portion 92A does not open at one end side (the end portion on the left side of the figure and opposite to the pump 94 side). That is, one end (the left end in the figure) of the pipeline member 92 is closed.

管路部材92は、ロータシャフト34の内周面340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92は、外径r4を有する。外径r4は、ロータシャフト34の内周面340の、区間SC1、SC3での内径r1、r3よりも有意に小さい(なお、図1では、区間SC1、SC3での内径r1、r3は同じである)。外径r4は、例えばロータシャフト34の内周面340の、区間SC2での内径r2と略等しい。 The pipeline member 92 extends in the rotor shaft 34 so as to have a radial gap with respect to the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34. Specifically, the pipeline member 92 has an outer diameter r4. The outer diameter r4 is significantly smaller than the inner diameters r1 and r3 of the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 in the sections SC1 and SC3 (note that in FIG. 1, the inner diameters r1 and r3 in the sections SC1 and SC3 are the same. be). The outer diameter r4 is substantially equal to, for example, the inner diameter r2 of the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 in the section SC2.

管路部材92は、内部から外部へと径方向に貫通する吐出孔93を備える。吐出孔93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と、その両側とに設けられる。なお、吐出孔93の軸方向の位置や数等は任意である。 The pipeline member 92 includes a discharge hole 93 that penetrates from the inside to the outside in the radial direction. Discharge holes 93 are provided at an axial position corresponding to a substantially central position in the axial direction of the rotor core 32 and on both sides thereof. The position and number of the discharge holes 93 in the axial direction are arbitrary.

次に、図1に示す矢印R1~R6を参照して、油供給源90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。 Next, the flow of oil from the oil supply source 90 will be outlined with reference to the arrows R1 to R6 shown in FIG. In FIG. 1, the flow of oil is schematically shown by arrows R1 to R6.

油供給源90から供給される油は、管路部材92の中空部92Aを通って軸方向に流れ(矢印R1参照)、吐出孔93から径方向外側へと吐出される(矢印R2参照)。吐出孔93から径方向外側へと吐出された油は、ロータシャフト34の内周面340に当たり、ロータシャフト34の内周面340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、ロータシャフト34の内周面340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。 The oil supplied from the oil supply source 90 flows axially through the hollow portion 92A of the pipeline member 92 (see arrow R1), and is discharged radially outward from the discharge hole 93 (see arrow R2). The oil discharged radially outward from the discharge hole 93 hits the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34, travels along the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34, and shafts to the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342. It flows in the direction (see arrows R3 and R4). In this case, the oil flowing outward in the axial direction along the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 can take heat from the radial inside of the rotor core 32 in the section SC1 and can efficiently cool the rotor core 32. ..

ここで、本実施例では、厚肉部347が設けられるので、吐出孔93から径方向外側へと吐出された油は、第1噴出孔341及び第2噴出孔342のそれぞれへと略均等に分配される。これにより、コイルエンド22A、22Bへと分配して導かれる油の均等化を図ることができる。この結果、ロータコア32を径方向内側から、軸方向に沿って均一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をそれぞれ同様に冷却できる。ただし、変形例では、吐出孔93の軸方向の位置と厚肉部347の軸方向の位置とにズレを設けること等によって、第1噴出孔341及び第2噴出孔342のそれぞれへと流れる油の流量の間に、差(すなわち分配量に関する差)を積極的に設定することも可能である。 Here, in this embodiment, since the thick portion 347 is provided, the oil discharged radially outward from the discharge hole 93 is substantially evenly distributed to each of the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342. Will be distributed. As a result, it is possible to equalize the oil distributed and guided to the coil ends 22A and 22B. As a result, the rotor core 32 can be uniformly cooled from the inside in the radial direction along the axial direction, and the coil ends 22A and 22B can be similarly cooled via the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342, respectively. However, in the modified example, the oil flowing to each of the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342 is provided by providing a deviation between the axial position of the discharge hole 93 and the axial position of the thick portion 347. It is also possible to positively set the difference (ie, the difference with respect to the amount of distribution) between the flow rates of.

また、本実施例では、厚肉部347が設けられるので、吐出孔93から径方向外側へと吐出された油は、ある程度の厚みを有しつつ、ロータシャフト34の内周面340を伝うことができる。すなわち、厚肉部347が堰部として機能し、ロータシャフト34の内周面340における油の溜まりが促進される。 Further, in the present embodiment, since the thick portion 347 is provided, the oil discharged from the discharge hole 93 to the outside in the radial direction travels along the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 while having a certain thickness. Can be done. That is, the thick portion 347 functions as a weir portion, and oil accumulation on the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 is promoted.

ロータシャフト34の内周面340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。 The oil that has flowed outward in the axial direction through the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 is discharged outward in the radial direction through the first ejection hole 341 due to the action of centrifugal force during rotation of the motor 1. See arrow R5). The opening 341b of the first ejection hole 341 faces the coil end 22A in the radial direction as described above. Therefore, the oil discharged to the outside in the radial direction through the first ejection hole 341 hits the coil end 22A and can efficiently cool the coil end 22A.

また、ロータシャフト34の内周面340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。 Further, the oil flowing outward in the axial direction through the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 is discharged outward in the radial direction through the second ejection hole 342 due to the action of centrifugal force during rotation of the motor 1. (See arrow R6). The opening 342b of the second ejection hole 342 faces the coil end 22B in the radial direction as described above. Therefore, the oil discharged to the outside in the radial direction through the second ejection hole 342 hits the coil end 22B and can efficiently cool the coil end 22B.

このように、本実施例では、ロータシャフト34の内周面340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の内周面340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。 As described above, in this embodiment, it is possible to promote the flow of oil along the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34. As a result, the rotor core 32 can be efficiently cooled from the inside in the radial direction by the oil transmitted through the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34, and the coil ends 22A and 22B are efficiently cooled through the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342. Can be cooled.

特に、本実施例では、ロータシャフト34の内周面340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の内周面340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の内周面340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。 In particular, in this embodiment, the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 has an inner diameter r1 in the section SC1 that is significantly larger than the inner diameter r2 in the section SC2. That is, the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 is expanded in diameter in the section SC1 in which the rotor core 32 is provided. As a result, the weight of the rotor shaft 34 can be reduced, and the radial distance between the inner peripheral surface 340 of the rotor shaft 34 and the permanent magnet 321 can be shortened (compared to the case where the inner diameter r1 ≈ inner diameter r2). ), Magnet cooling performance can be effectively improved.

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343を有するロータシャフト34にロータコア32が締結される限り、任意である。従って、例えば、管路部材92等は、省略されてもよい。例えば、管路部材92が省略される場合、軸部材61の中空部から油が供給されてもよい。この場合、軸部材61は、ロータシャフト34の径方向内側に嵌合されてもよい。 Although the motor 1 having a specific structure is shown in FIG. 1, the structure of the motor 1 is arbitrary as long as the rotor core 32 is fastened to the rotor shaft 34 having the hollow portion 343. Therefore, for example, the pipeline member 92 and the like may be omitted. For example, when the pipeline member 92 is omitted, oil may be supplied from the hollow portion of the shaft member 61. In this case, the shaft member 61 may be fitted inside the rotor shaft 34 in the radial direction.

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、油供給源90の管路部材92は、モータ1における軸方向で動力伝達機構60と接続される側から、ロータシャフト34内に挿入されるが、モータ1における軸方向で動力伝達機構60と接続される側とは逆側から、ロータシャフト34内に挿入されてもよい。また、油冷に加えて、冷却水を利用した水冷方式が利用されてもよい。 Further, although a specific cooling method is disclosed in FIG. 1, the cooling method of the motor 1 is arbitrary. Therefore, for example, an oil passage may be formed in the rotor core 32, or oil may be dropped from the outside in the radial direction toward the coil ends 22A and 22B by the oil passage in the motor housing 10. Further, in FIG. 1, the pipeline member 92 of the oil supply source 90 is inserted into the rotor shaft 34 from the side connected to the power transmission mechanism 60 in the axial direction in the motor 1, but in the axial direction in the motor 1. It may be inserted into the rotor shaft 34 from the side opposite to the side connected to the power transmission mechanism 60. Further, in addition to oil cooling, a water cooling method using cooling water may be used.

次に、図2及び図3A~図3Hを参照して、上述した実施例のモータ1におけるロータ30の製造方法の例について説明する。図3Bには、回転軸Iに平行なZ方向とともに、Z方向に沿ったZ1側とZ2側が定義されている。以下では、説明上、一例として、製造工程中において、Z方向が上下方向に対応し、Z2側が下側であるとする。また、図3B等には、製造装置200における基準軸Iが示される。基準軸Iは、ワークの芯出しの際の中心軸を構成し、上述した回転軸Iに対応する。 Next, an example of a method for manufacturing the rotor 30 in the motor 1 of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3H. In FIG. 3B, the Z1 side and the Z2 side along the Z direction are defined together with the Z direction parallel to the rotation axis I. In the following, for the sake of explanation, as an example, it is assumed that the Z direction corresponds to the vertical direction and the Z2 side is the lower side in the manufacturing process. Further, FIG. 3B and the like show the reference axis I 0 in the manufacturing apparatus 200. The reference axis I 0 constitutes a central axis at the time of centering the work and corresponds to the above-mentioned rotation axis I.

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り、図3A~図3Hは、図2に示すいくつかの工程におけるロータシャフト34及びロータコア32の状態を概略的に示す断面図である。なお、図3B~図3D、図3F、図3G、及び図3Hは、基準軸Iを含む平面で切断した際の断面図であり、図3Eは、基準軸Iに垂直な平面で切断した際の断面図である。 FIG. 2 is a schematic flowchart showing the flow of a manufacturing method of the rotor 30, and FIGS. 3A to 3H are cross-sectional views schematically showing the states of the rotor shaft 34 and the rotor core 32 in some steps shown in FIG. be. 3B to 3D, 3F, 3G, and 3H are cross-sectional views when cut in a plane including the reference axis I 0 , and FIG. 3E is cut in a plane perpendicular to the reference axis I 0 . It is a cross-sectional view at the time of.

まず、ロータ30の製造方法は、ワークとして、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bのそれぞれ(互いに結合されていない状態)を、準備する準備工程(ステップS500)を含む。なお、ロータシャフト34の厚肉部347は、フローフォーミング加工又はスピニング加工等により形成されてよい。 First, the method for manufacturing the rotor 30 includes a preparatory step (step S500) for preparing each of the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B (in a state where they are not connected to each other) as a work. The thick portion 347 of the rotor shaft 34 may be formed by flow forming processing, spinning processing, or the like.

図3Aに示すように、本実施例では、ロータシャフト34は、軸方向両側にベアリング支持面34a、34b(図1も参照)を有する。軸方向のベアリング支持面34aは、ロータシャフト34における軸方向一方側の小径部34Bの外周面における径方向の段差部37Aにより形成され、軸方向のベアリング支持面34bは、ロータシャフト34における軸方向他方側の小径部34Bの外周面における径方向の段差部37Bにより形成される。 As shown in FIG. 3A, in this embodiment, the rotor shaft 34 has bearing support surfaces 34a and 34b (see also FIG. 1) on both sides in the axial direction. The axial bearing support surface 34a is formed by a radial step portion 37A on the outer peripheral surface of the small diameter portion 34B on one side in the axial direction of the rotor shaft 34, and the axial bearing support surface 34b is the axial direction of the rotor shaft 34. It is formed by a stepped portion 37B in the radial direction on the outer peripheral surface of the small diameter portion 34B on the other side.

なお、この段階でのロータシャフト34は、図3Aに示すように、区間SC1に対応する部分の内径r1’が、製品状態の内径r1(図1参照)よりもわずかに小さくてよい。ただし、変形例では、内径r1’は、製品状態の内径r1(図1参照)と略同じであってもよい。この場合、後述する締結工程は、ロータシャフト34とロータコア32との間の締結力を高めるための工程となる。 As shown in FIG. 3A, the inner diameter r1'of the portion corresponding to the section SC1 of the rotor shaft 34 at this stage may be slightly smaller than the inner diameter r1 (see FIG. 1) in the product state. However, in the modified example, the inner diameter r1'may be substantially the same as the inner diameter r1 (see FIG. 1) in the product state. In this case, the fastening step described later is a step for increasing the fastening force between the rotor shaft 34 and the rotor core 32.

また、ロータシャフト34と同様に、この段階でのロータコア32は、外径が製品状態の外径よりもわずかに小さくてよい。これは、後述する締結工程においてロータコア32は、ロータシャフト34の拡径に伴って径方向外側にわずかに変形するためである。 Further, similarly to the rotor shaft 34, the outer diameter of the rotor core 32 at this stage may be slightly smaller than the outer diameter in the product state. This is because the rotor core 32 is slightly deformed radially outward as the diameter of the rotor shaft 34 increases in the fastening process described later.

本実施例では、この段階でのロータコア32は、内径(軸心の孔の径)r12がロータシャフト34の外径r11よりわずかに大きい。ただし、変形例では、この段階でのロータコア32は、内径r12がロータシャフト34の外径r11と略同じであってもよい。 In this embodiment, the rotor core 32 at this stage has an inner diameter (diameter of the hole in the axis) r12 slightly larger than the outer diameter r11 of the rotor shaft 34. However, in the modified example, the inner diameter r12 of the rotor core 32 at this stage may be substantially the same as the outer diameter r11 of the rotor shaft 34.

また、本実施例では、この段階でのエンドプレート35A、35Bは、内径(軸心の孔の径)r13がロータコア32の内径r12よりも小さい。すなわち、この段階でのエンドプレート35A、35Bは、内径r13がロータシャフト34の外径r11と略同じである。 Further, in this embodiment, the inner diameter (diameter of the hole in the axial center) r13 of the end plates 35A and 35B at this stage is smaller than the inner diameter r12 of the rotor core 32. That is, the inner diameter r13 of the end plates 35A and 35B at this stage is substantially the same as the outer diameter r11 of the rotor shaft 34.

ついで、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34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bを、製造装置200に対してセットする工程(ステップS501)(配置工程の一例)を含む。製造装置200は、製造設備の形態であり、以下で説明する各種の治具や型を備える。図3Bに示す例では、製造装置200は、Z2側の固定型201を備え、固定型201の中空部2011内にロータシャフト34のZ2側の部位(小径部34B及び大径部34Aの端部)が挿入される。このとき、ロータシャフト34は、そのベアリング支持面34bが、固定型201の段差面201bに軸方向に当接することで、固定型201に対して支持される。なお、固定型201の段差面201bは、基準軸Iに対して垂直であり、基準軸Iまわりに全周にわたり形成されてよい。なお、変形例では、固定型201の中空部2011内にロータシャフト34のZ1側の部位(ベアリング14aが設けられる側の小径部34B及び大径部34Aの端部)が挿入されてもよい。 Then, as shown in FIG. 3B, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step (step S501) (an example of an arrangement step) of setting the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B with respect to the manufacturing apparatus 200. include. The manufacturing apparatus 200 is a form of manufacturing equipment, and includes various jigs and molds described below. In the example shown in FIG. 3B, the manufacturing apparatus 200 includes a fixed mold 201 on the Z2 side, and a portion of the rotor shaft 34 on the Z2 side (ends of the small diameter portion 34B and the large diameter portion 34A) in the hollow portion 2011 of the fixed mold 201. ) Is inserted. At this time, the rotor shaft 34 is supported by the fixed mold 201 by the bearing support surface 34b abutting on the stepped surface 201b of the fixed mold 201 in the axial direction. The stepped surface 201b of the fixed type 201 is perpendicular to the reference axis I 0 and may be formed around the reference axis I 0 over the entire circumference. In the modified example, the Z1 side portion of the rotor shaft 34 (the end portion of the small diameter portion 34B and the large diameter portion 34A on the side where the bearing 14a is provided) may be inserted into the hollow portion 2011 of the fixed mold 201.

固定型201は、エンドプレート35Bを介してロータコア32のZ2側の端面32bを支持する支持面2012を有する。支持面2012は、エンドプレート35BのZ2側の表面に軸方向に当接する。支持面2012は、エンドプレート35Bを介してロータコア32のZ2側の端面32b全体を支持してもよいし、端面32bの一部を支持してもよい。 The fixed type 201 has a support surface 2012 that supports the end surface 32b on the Z2 side of the rotor core 32 via the end plate 35B. The support surface 2012 abuts axially on the surface of the end plate 35B on the Z2 side. The support surface 2012 may support the entire end surface 32b on the Z2 side of the rotor core 32 via the end plate 35B, or may support a part of the end surface 32b.

このようにして、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bが、製造装置200の固定型201に対してセットされた状態では、製造装置200の固定型201は、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bを同時にZ2側から支持し、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35BのZ2側への移動(変位)を拘束する。 In this way, when the rotor shaft 34, the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B are set with respect to the fixed mold 201 of the manufacturing apparatus 200, the fixed mold 201 of the manufacturing apparatus 200 has the rotor shaft 34 and the rotor core 32. And the end plates 35A and 35B are simultaneously supported from the Z2 side, and the movement (displacement) of the rotor shaft 34, the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B to the Z2 side is restrained.

なお、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bが、製造装置200の固定型201に対してセットされた状態では、図3Bに模式的に示すように、ロータシャフト34の外径r11は、ロータコア32の内径(軸心の孔の径)r12よりもわずかに小さい。これにより、ロータコア32の径方向内側にロータシャフト34を容易にセットできる。他方、上述したように、エンドプレート35A、35Bの内径r13は、ロータシャフト34の外径r11と略同じである。従って、ロータシャフト34、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bは、ロータシャフト34にエンドプレート35A、35Bが仮固定された状態で、固定型201に対してセットされてもよい。 When the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B are set with respect to the fixed mold 201 of the manufacturing apparatus 200, the outer diameter r11 of the rotor shaft 34 is as shown schematically in FIG. 3B. , Slightly smaller than the inner diameter (diameter of the hole in the axis) r12 of the rotor core 32. As a result, the rotor shaft 34 can be easily set inside the rotor core 32 in the radial direction. On the other hand, as described above, the inner diameter r13 of the end plates 35A and 35B is substantially the same as the outer diameter r11 of the rotor shaft 34. Therefore, the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B may be set with respect to the fixed mold 201 with the end plates 35A and 35B temporarily fixed to the rotor shaft 34.

なお、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bは、必ずしも同時に製造装置200の固定型201に対してセットされる必要はなく、順に製造装置200の固定型201に対してセットされてもよい。 The rotor core 32 and the end plates 35A and 35B do not necessarily have to be set in the fixed mold 201 of the manufacturing apparatus 200 at the same time, and may be set in the fixed mold 201 of the manufacturing apparatus 200 in order.

ついで、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34の中心軸I(図3A参照)を、基準軸Iに合わせる工程(ステップS502)を含む。すなわち、ロータ30の製造方法は、ロータシャフト34を、製造装置200において規定される基準軸Iに対して芯出しする工程を含む。 Then, as shown in FIG. 3C, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step (step S502) of aligning the central axis I 1 (see FIG. 3A) of the rotor shaft 34 with the reference axis I 0 . That is, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step of centering the rotor shaft 34 with respect to the reference axis I 0 defined in the manufacturing apparatus 200.

本実施例では、図3Cに示すように、ロータシャフト34の芯出しは、一例として、製造装置200のシール型202、203により実現される。なお、シール型202、203は、基準軸Iに対して正確に芯出しされている設備側の構成である。 In this embodiment, as shown in FIG. 3C, the centering of the rotor shaft 34 is realized by the seal molds 202 and 203 of the manufacturing apparatus 200 as an example. The seal types 202 and 203 have a configuration on the equipment side that is accurately centered with respect to the reference axis I 0 .

具体的には、Z2側のシール型202は、ロータシャフト34に対してZ2側からZ方向に沿ってZ1側へと移動して、ロータシャフト34に対してセットされる。シール型202は、ロータシャフト34のZ2側の小径部34Bの内径(図1の内径r2参照)に対応する外径を有する部位2021を有する。部位2021の中心軸は、基準軸Iに対して正確に一致する。なお、部位2021は、基準軸Iに垂直な平面で切断した際の断面の外形が円形であり、当該円形の外径は、ロータシャフト34のZ2側の小径部34Bの内径よりもわずかに小さくてよい。これにより、ロータシャフト34は、基準軸Iに対して正確に芯出しされたシール型202の部位2021により、径方向内側から芯出しされる。 Specifically, the seal type 202 on the Z2 side moves from the Z2 side to the Z1 side with respect to the rotor shaft 34, and is set with respect to the rotor shaft 34. The seal type 202 has a portion 2021 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the small diameter portion 34B on the Z2 side of the rotor shaft 34 (see the inner diameter r2 in FIG. 1). The central axis of site 2021 exactly coincides with reference axis I 0 . The outer diameter of the cross section of the portion 2021 when cut in a plane perpendicular to the reference axis I 0 is circular, and the outer diameter of the circular shape is slightly smaller than the inner diameter of the small diameter portion 34B on the Z2 side of the rotor shaft 34. It can be small. As a result, the rotor shaft 34 is centered from the inside in the radial direction by the portion 2021 of the seal type 202 that is accurately centered with respect to the reference axis I0 .

なお、シール型202は、図3Cに示すように、部位2021のZ2側に径方向外側へのシール面2022を有してよい。シール型202がロータシャフト34に対してセットされた状態では、シール型202のシール面2022は、ロータシャフト34のZ2側の端面348bに対して軸方向に対向又は当接してよい。 As shown in FIG. 3C, the seal type 202 may have a seal surface 2022 radially outward on the Z2 side of the portion 2021. When the seal type 202 is set with respect to the rotor shaft 34, the seal surface 2022 of the seal type 202 may face or abut on the end surface 348b on the Z2 side of the rotor shaft 34 in the axial direction.

また、Z1側のシール型203は、ロータシャフト34に対してZ1側からZ方向に沿ってZ2側へと移動して、ロータシャフト34に対してセットされる。シール型203は、ロータシャフト34のZ1側の小径部34Bの内径(図1の内径r2参照)に対応する外径を有する部位2031を有する。部位2031の中心軸は、基準軸Iに対して正確に一致する。なお、部位2031は、基準軸Iに垂直な平面で切断した際の断面の外形が円形であり、当該円形の外径は、ロータシャフト34のZ1側の小径部34Bの内径よりもわずかに小さくてよい。これにより、ロータシャフト34は、基準軸Iに対して正確に芯出しされたシール型203の部位2031により、径方向内側から芯出しされる。 Further, the seal type 203 on the Z1 side moves from the Z1 side to the Z2 side with respect to the rotor shaft 34, and is set with respect to the rotor shaft 34. The seal type 203 has a portion 2031 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the small diameter portion 34B on the Z1 side of the rotor shaft 34 (see the inner diameter r2 in FIG. 1). The central axis of site 2031 exactly coincides with reference axis I 0 . The outer diameter of the cross section of the portion 2031 when cut in a plane perpendicular to the reference axis I0 is circular, and the outer diameter of the circular shape is slightly smaller than the inner diameter of the small diameter portion 34B on the Z1 side of the rotor shaft 34. It can be small. As a result, the rotor shaft 34 is centered from the inside in the radial direction by the portion 2031 of the seal type 203 that is accurately centered with respect to the reference axis I0 .

なお、シール型203は、図3Cに示すように、部位2031のZ1側に径方向外側へのシール面2032を有してよい。シール型203がロータシャフト34に対してセットされた状態では、シール型203のシール面2032は、ロータシャフト34のZ1側の端面348aに対して軸方向に対向又は当接してよい。本実施例では、好ましい例として、シール型203がロータシャフト34に対してセットされた状態では、シール型203のシール面2032は、ロータシャフト34のZ1側の端面348aに対して軸方向に離間して対向する。 As shown in FIG. 3C, the seal type 203 may have a seal surface 2032 outward in the radial direction on the Z1 side of the portion 2031. When the seal type 203 is set with respect to the rotor shaft 34, the seal surface 2032 of the seal type 203 may face or abut on the end surface 348a on the Z1 side of the rotor shaft 34 in the axial direction. In this embodiment, as a preferred example, when the seal type 203 is set with respect to the rotor shaft 34, the seal surface 2032 of the seal type 203 is axially separated from the end surface 348a on the Z1 side of the rotor shaft 34. And face each other.

このようにして、ロータシャフト34は、基準軸Iに対して正確に芯出しされたシール型202、203により、径方向内側から芯出しされる。この場合、ロータシャフト34の中心軸Iが基準軸Iに対してずれていると、ロータシャフト34は、シール型202、203により、中心軸Iが基準軸Iに一致するように、位置や姿勢が矯正される。これにより、ロータシャフト34は、ロータコア32が径方向外側に配置された状態においても、シール型202、203により径方向内側から精度良く芯出しされることができる。 In this way, the rotor shaft 34 is centered from the inside in the radial direction by the seal molds 202 and 203 accurately centered with respect to the reference shaft I0 . In this case, if the central axis I 1 of the rotor shaft 34 is deviated from the reference axis I 0 , the rotor shaft 34 has the seal types 202 and 203 so that the central axis I 1 coincides with the reference axis I 0 . , Position and posture are corrected. As a result, the rotor shaft 34 can be accurately centered from the inside in the radial direction by the seal molds 202 and 203 even when the rotor core 32 is arranged on the outside in the radial direction.

なお、シール型202、203は、同時にロータシャフト34に対してセットされてもよいし、時間差を有する態様でセットされてもよい。例えば、シール型202がロータシャフト34に対してセットされ、ついで、シール型203がロータシャフト34に対してセットされてもよい。また、シール型202は、固定型201と同様、可動しない型であってもよい。この場合、シール型202は、固定型201と一体であってもよい。 The seal types 202 and 203 may be set with respect to the rotor shaft 34 at the same time, or may be set with a time lag. For example, the seal type 202 may be set on the rotor shaft 34, and then the seal type 203 may be set on the rotor shaft 34. Further, the seal type 202 may be a non-movable type like the fixed type 201. In this case, the seal type 202 may be integrated with the fixed type 201.

ついで、ロータ30の製造方法は、図3Dに示すように、ロータコア32の中心軸I(図3A参照)を、基準軸Iに合わせる工程(ステップS503)を含む。すなわち、ロータ30の製造方法は、ロータコア32を、製造装置200において規定される基準軸Iに対して芯出しする工程を含む。 Then, as shown in FIG. 3D, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step (step S503) of aligning the central axis I 2 (see FIG. 3A) of the rotor core 32 with the reference axis I 0 . That is, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step of centering the rotor core 32 with respect to the reference axis I 0 defined in the manufacturing apparatus 200.

本実施例では、図3Dに示すように、ロータコア32の芯出しは、一例として、製造装置200の芯出装置204により実現される。芯出装置204は、図3D及び図3Eに示すように、基準軸Iに対して垂直な平面内で移動可能であり、基準軸Iに対して進退可能に配置される。芯出装置204は、図3Eに示すように、好ましくは、3つ以上設けられる。また、芯出装置204は、図3Dに示すように、好ましくは、ロータコア32の軸方向の全長にわたり作用するように、ロータコア32の軸方向全体にわたり軸方向に延在する。 In this embodiment, as shown in FIG. 3D, the centering of the rotor core 32 is realized by the centering device 204 of the manufacturing device 200 as an example. As shown in FIGS. 3D and 3E, the centering device 204 is movable in a plane perpendicular to the reference axis I 0 , and is arranged so as to be able to advance and retreat with respect to the reference axis I 0 . As shown in FIG. 3E, three or more centering devices 204 are preferably provided. Further, as shown in FIG. 3D, the centering device 204 preferably extends axially over the entire axial direction of the rotor core 32 so as to act over the entire axial direction of the rotor core 32.

図3D及び図3Eに示す例では、芯出装置204は、3つ、基準軸Iまわりに120度の間隔をおいて設けられる。芯出装置204が基準軸Iに向かって進むと(矢印R300参照)、ロータコア32の外周面に、芯出装置204の径方向内側の先端部2041が当接する。各芯出装置204は、先端部2041の基準軸Iまでの距離が所定半径r30になるまで、基準軸Iに向かって移動する。所定半径r30は、ロータコア32の正規の外径(回転軸Iを中心とした外径)に対応してよい。これにより、ロータコア32を基準軸Iに対して精度良く芯出しすることができる。 In the example shown in FIGS. 3D and 3E, three centering devices 204 are provided around the reference axis I 0 at a distance of 120 degrees. When the centering device 204 advances toward the reference axis I 0 (see arrow R300), the tip portion 2041 on the radial inner side of the centering device 204 comes into contact with the outer peripheral surface of the rotor core 32. Each centering device 204 moves toward the reference axis I 0 until the distance of the tip portion 2041 to the reference axis I 0 becomes a predetermined radius r30. The predetermined radius r30 may correspond to the regular outer diameter of the rotor core 32 (outer diameter centered on the rotation axis I). As a result, the rotor core 32 can be centered with high accuracy with respect to the reference axis I 0 .

このようにして、ロータコア32は、基準軸Iに向かって正確に規定された所定半径r30まで進む芯出装置204により、径方向外側から芯出しされる。この場合、ロータコア32の中心軸Iが基準軸Iに対してずれていると、ロータコア32は、芯出装置204により、中心軸Iが基準軸Iに一致するように、位置や姿勢が矯正される。これにより、ロータコア32は、ロータシャフト34が径方向内側に配置された状態においても、芯出装置204により径方向外側から精度良く芯出しされることができる。 In this way, the rotor core 32 is centered from the outside in the radial direction by the centering device 204 that advances to the predetermined radius r30 accurately defined toward the reference axis I0 . In this case, if the central axis I 2 of the rotor core 32 is deviated from the reference axis I 0 , the rotor core 32 is positioned by the centering device 204 so that the central axis I 2 coincides with the reference axis I 0 . Posture is corrected. As a result, the rotor core 32 can be accurately centered from the radial outside by the centering device 204 even when the rotor shaft 34 is arranged radially inside.

なお、図3D及び図3Eに示す例では、芯出装置204は、先端部2041がロータコア32の外周面に対して線接触(軸方向の線接触)するように形成されているが、面接触するように形成されてもよい。この場合、先端部2041は、基準軸Iに沿った方向に視て、ロータコア32の外周面に沿った湾曲面を有してよい。 In the example shown in FIGS. 3D and 3E, the centering device 204 is formed so that the tip portion 2041 makes line contact (line contact in the axial direction) with the outer peripheral surface of the rotor core 32. It may be formed to do so. In this case, the tip portion 2041 may have a curved surface along the outer peripheral surface of the rotor core 32 when viewed in the direction along the reference axis I0 .

なお、図3D及び図3Eに示す例では、芯出装置204は、ロータコア32の芯出しを実現するが、これに加えて、エンドプレート35A、35Bの芯出しを実現してもよい。例えば、芯出装置204は、ロータコア32の軸方向全体を超えて軸方向に延在することで、エンドプレート35A、35Bの芯出しを実現してもよい。 In the examples shown in FIGS. 3D and 3E, the centering device 204 realizes centering of the rotor core 32, but in addition to this, centering of the end plates 35A and 35B may be realized. For example, the centering device 204 may realize centering of the end plates 35A and 35B by extending in the axial direction beyond the entire axial direction of the rotor core 32.

ついで、ロータ30の製造方法は、図3Fに示すように、ロータコア32をステップS503で芯出しされた状態で、製造装置200に対して強固に固定する工程(ステップS504)を含む。図3Fに示す例では、製造装置200は、Z1側の可動型205を備える。可動型205は、基準軸Iに平行に並進移動が可能である。可動型205は、ロータコア32のZ1側の端面32aに向かってZ方向に沿って移動し、エンドプレート35Aを介してロータコア32のZ1側の端面32aを軸方向に押圧することで、ロータコア32を製造装置200に対して固定する。 Then, as shown in FIG. 3F, the method for manufacturing the rotor 30 includes a step (step S504) in which the rotor core 32 is firmly fixed to the manufacturing apparatus 200 in a state of being centered in step S503. In the example shown in FIG. 3F, the manufacturing apparatus 200 includes a movable type 205 on the Z1 side. The movable type 205 can be translated in parallel with the reference axis I 0 . The movable type 205 moves along the Z direction toward the end surface 32a on the Z1 side of the rotor core 32, and presses the end surface 32a on the Z1 side of the rotor core 32 in the axial direction via the end plate 35A to press the rotor core 32 in the axial direction. It is fixed to the manufacturing apparatus 200.

また、本実施例では、可動型205は、上述した固定型201と同様に、径方向内側が中空部2051となる円環状の形態である。可動型205がエンドプレート35Aを介してロータコア32のZ1側の端面32aを軸方向に押圧する状態では、可動型205の中空部2051内にはロータシャフト34のZ1側の部位(小径部34B及び大径部34Aの端部)が位置する。このとき、ロータシャフト34は、そのベアリング支持面34aが、可動型205の段差面205aに軸方向に当接する。この場合、ロータシャフト34は、ベアリング支持面34a及び可動型205の段差面205aによって、可動型205に対してZ方向に沿ったZ1側への変位が拘束される。なお、可動型205の段差面205aは、基準軸Iに対して垂直であり、基準軸Iまわりに全周にわたり形成されてよい。 Further, in the present embodiment, the movable type 205 has an annular shape in which the inside in the radial direction is the hollow portion 2051, similar to the fixed type 201 described above. In a state where the movable mold 205 presses the end surface 32a on the Z1 side of the rotor core 32 in the axial direction via the end plate 35A, the Z1 side portion (small diameter portion 34B and the small diameter portion 34B) of the rotor shaft 34 is contained in the hollow portion 2051 of the movable mold 205. The end of the large diameter portion 34A) is located. At this time, the bearing support surface 34a of the rotor shaft 34 abuts in the axial direction on the stepped surface 205a of the movable type 205. In this case, the rotor shaft 34 is constrained to be displaced toward the Z1 side along the Z direction with respect to the movable mold 205 by the bearing support surface 34a and the stepped surface 205a of the movable mold 205. The stepped surface 205a of the movable type 205 is perpendicular to the reference axis I 0 and may be formed around the reference axis I 0 over the entire circumference.

このようにして、ロータシャフト34、ロータコア32、及びエンドプレート35A、35Bが、製造装置200の可動型205に対してセットされた状態では、製造装置200の可動型205は、ロータシャフト34、ロータコア32、及びエンドプレート35A、35Bを同時にZ1側から支持し、ロータシャフト34、ロータコア32、及びエンドプレート35A、35BのZ1側への移動(変位)を拘束する。 In this way, when the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B are set with respect to the movable mold 205 of the manufacturing apparatus 200, the movable mold 205 of the manufacturing apparatus 200 has the rotor shaft 34 and the rotor core. 32 and the end plates 35A and 35B are simultaneously supported from the Z1 side, and the movement (displacement) of the rotor shaft 34, the rotor core 32, and the end plates 35A and 35B to the Z1 side is restrained.

また、ロータコア32が製造装置200の可動型205に対してセットされた状態では、ロータコア32は、可動型205と固定型201の間でエンドプレート35A、35Bを介して軸方向に挟持されることで、軸方向の押圧力によって径方向の変位も拘束される。従って、その後、芯出装置204がロータコア32から離れる方向に移動(退避)しても(図3Fの矢印R401参照)、ロータコア32の芯出しされた状態が維持される。 Further, in a state where the rotor core 32 is set with respect to the movable mold 205 of the manufacturing apparatus 200, the rotor core 32 is axially sandwiched between the movable mold 205 and the fixed mold 201 via the end plates 35A and 35B. Therefore, the displacement in the radial direction is also constrained by the pressing force in the axial direction. Therefore, even if the centering device 204 is subsequently moved (retracted) away from the rotor core 32 (see arrow R401 in FIG. 3F), the centered state of the rotor core 32 is maintained.

ついで、ロータ30の製造方法は、図示しないが、シール型202、203によりロータシャフト34の中空部343をロータシャフト34の外部に対してシールするシール工程(ステップS505)を含む。例えば、Z1側のシール型203を、ロータシャフト34に対してZ1側からZ方向に沿ってZ2側へと更に移動させることで、ロータシャフト34をシール型202、203によりシールできる。具体的には、シール型202のシール面2022とロータシャフト34の端面348bとの間でシールが確保され、かつ、シール型203のシール面2032とロータシャフト34の端面348aとの間でシールが確保される。また、この場合、ロータシャフト34は、シール型202、203により軸方向に挟持されることによって、ステップS502で芯出しされた状態で、製造装置200に対して強固に固定される。このようにして、ロータシャフト34の芯出しは、ステップS502ではある程度のレベルで実現され、本ステップS505において完全なレベルで実現されてもよい。 Next, although not shown, the method for manufacturing the rotor 30 includes a sealing step (step S505) of sealing the hollow portion 343 of the rotor shaft 34 with respect to the outside of the rotor shaft 34 by the seal molds 202 and 203. For example, the rotor shaft 34 can be sealed by the seal molds 202 and 203 by further moving the seal mold 203 on the Z1 side from the Z1 side to the Z2 side with respect to the rotor shaft 34. Specifically, a seal is secured between the seal surface 2022 of the seal type 202 and the end surface 348b of the rotor shaft 34, and a seal is provided between the seal surface 2032 of the seal type 203 and the end surface 348a of the rotor shaft 34. It will be secured. Further, in this case, the rotor shaft 34 is firmly fixed to the manufacturing apparatus 200 in the state of being centered in step S502 by being sandwiched in the axial direction by the seal molds 202 and 203. In this way, the centering of the rotor shaft 34 is realized at a certain level in step S502, and may be realized at a perfect level in this step S505.

ついで、ロータ30の製造方法は、図3Gに示すように、ハイドロフォーミングによりロータシャフト34にロータコア32及びエンドプレート35A、35Bを固定(締結)する締結工程(ステップS506)(一体化工程の一例)を含む。例えば、図3Gに模式的に示すように、ロータシャフト34がシール型202、203によりシールされた状態で、中空部343内に流体が導入され、流体を加圧することで、ロータシャフト34の内周面340に対して内周面340に垂直な力(内圧)を付与する(図3Gの矢印R31、R32参照)。これにより、ロータシャフト34が拡径し、ロータシャフト34とロータコア32及びエンドプレート35A、35Bとの間の径方向の締め代が確保される(図3H参照)。すなわち、ロータシャフト34の内径r1’(図3A参照)が内径r1(図3H参照)へと拡大されるのに伴い、その分だけロータシャフト34の外径r11(図3B参照)が増加し、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代が確保される。同様に、ロータシャフト34が拡径することで、ロータシャフト34とエンドプレート35A、35Bとの間の径方向の締め代が確保される。このようなハイドロフォーミングによれば、圧入のような、ロータシャフト34とロータコア32の嵌合方法で生じうる不都合(例えば圧入の際のロータコア32の倒れ等)を防止できる。 Next, as shown in FIG. 3G, the method for manufacturing the rotor 30 is a fastening step (step S506) (an example of an integration step) in which the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B are fixed (fastened) to the rotor shaft 34 by hydroforming. including. For example, as schematically shown in FIG. 3G, a fluid is introduced into the hollow portion 343 in a state where the rotor shaft 34 is sealed by the seal molds 202 and 203, and the fluid is pressurized to the inside of the rotor shaft 34. A force (internal pressure) perpendicular to the inner peripheral surface 340 is applied to the peripheral surface 340 (see arrows R31 and R32 in FIG. 3G). As a result, the diameter of the rotor shaft 34 is expanded, and a radial tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B is secured (see FIG. 3H). That is, as the inner diameter r1'(see FIG. 3A) of the rotor shaft 34 is expanded to the inner diameter r1 (see FIG. 3H), the outer diameter r11 (see FIG. 3B) of the rotor shaft 34 increases by that amount. A tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32 is secured. Similarly, by expanding the diameter of the rotor shaft 34, a radial tightening allowance between the rotor shaft 34 and the end plates 35A and 35B is secured. According to such hydroforming, it is possible to prevent inconveniences (for example, tilting of the rotor core 32 at the time of press fitting) that may occur in the fitting method of the rotor shaft 34 and the rotor core 32 such as press fitting.

ここで、本実施例では、ステップS506の締結工程の前に、上述したように、ロータコア32は、芯出装置204により芯出しされている。従って、ロータコア32が芯出しされた状態で、ロータコア32とロータシャフト34とを締結できる。また、本実施例では、ステップS506の締結工程は、固定型201と可動型205との間で軸方向及び径方向の変位が拘束された状態が維持される。従って、締結工程中にロータコア32の芯出しされた状態が損なわれてしまう可能性を低減できる。 Here, in this embodiment, as described above, the rotor core 32 is centered by the centering device 204 before the fastening step of step S506. Therefore, the rotor core 32 and the rotor shaft 34 can be fastened with the rotor core 32 centered. Further, in the present embodiment, in the fastening step of step S506, a state in which axial and radial displacements are constrained between the fixed mold 201 and the movable mold 205 is maintained. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the centered state of the rotor core 32 is impaired during the fastening process.

また、本実施例では、上述したように、ロータコア32が芯出しされた状態で、ロータシャフト34が拡径されるので、拡径されたロータシャフト34は、径方向外側においても、芯出しされたロータコア32によって芯出しされることになる。これにより、ロータコア32及びロータシャフト34とを、基準軸Iに対して精度良く芯出しされた状態で締結できる。 Further, in the present embodiment, as described above, since the rotor shaft 34 is expanded in diameter with the rotor core 32 centered, the expanded rotor shaft 34 is also centered on the outside in the radial direction. It will be centered by the rotor core 32. As a result, the rotor core 32 and the rotor shaft 34 can be fastened in a state of being accurately centered with respect to the reference shaft I0 .

ついで、ロータ30の製造方法は、ロータシャフト34において第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S508)を含む。なお、噴出孔形成工程は、ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bが固定されたロータシャフト34を製造装置200から取り出してから実行されてよい。噴出孔形成工程(ステップS508)が終了すると、最終的なロータシャフト34(ロータコア32及びエンドプレート35A、35Bが固定された状態のロータシャフト34)が出来上がる。 Next, the method for manufacturing the rotor 30 includes a ejection hole forming step (step S508) for forming holes corresponding to the first ejection hole 341 and the second ejection hole 342 in the rotor shaft 34. The ejection hole forming step may be executed after the rotor shaft 34 to which the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B are fixed is taken out from the manufacturing apparatus 200. When the ejection hole forming step (step S508) is completed, the final rotor shaft 34 (rotor shaft 34 in a state where the rotor core 32 and the end plates 35A and 35B are fixed) is completed.

ついで、ロータ30の製造方法は、その他の仕上げ工程(ステップS510)を含む。その他の仕上げ工程は、永久磁石321を固定する工程や、着磁を行う工程や、エンドプレート35A、35Bの一部の切削等により回転バランスを調整する工程等を含んでよい。 The method for manufacturing the rotor 30 then includes another finishing step (step S510). Other finishing steps may include a step of fixing the permanent magnet 321, a step of magnetizing, a step of adjusting the rotational balance by cutting a part of the end plates 35A and 35B, and the like.

このようにして、図2及び図3A~図3Hを参照して説明したロータ30の製造方法(以下、「本製造方法」とも称する)によれば、ロータコア32とロータシャフト34とをハイドロフォーミングにより締結する際に、エンドプレート35A、35Bについても同時にロータシャフト34と締結させることができる。これにより、エンドプレート35A、35Bを別途ロータコア32やロータシャフト34に固定する必要性が低減又は無くなり、効率的な製造方法を実現できる。 In this way, according to the method for manufacturing the rotor 30 (hereinafter, also referred to as “the present manufacturing method”) described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3H, the rotor core 32 and the rotor shaft 34 are hydroformed. At the time of fastening, the end plates 35A and 35B can also be fastened to the rotor shaft 34 at the same time. As a result, the need for separately fixing the end plates 35A and 35B to the rotor core 32 and the rotor shaft 34 is reduced or eliminated, and an efficient manufacturing method can be realized.

また、本製造方法によれば、ロータコア32及びロータシャフト34が、製造装置200の基準軸Iに対して芯出しされた状態を形成し、かつ、当該状態を維持しつつ、ハイドロフォーミングによりロータコア32及びエンドプレート35A、35Bとロータシャフト34を一体化できる。これにより、回転軸Iまわりのアンバランスが低減されたロータ30を製造できる。また、芯出しされた状態でハイドロフォーミングによりロータシャフト34を拡径できるので、ロータコア32とロータシャフト34との締結に係る締め代を周方向に沿って均一化できる。 Further, according to the present manufacturing method, the rotor core 32 and the rotor shaft 34 form a centered state with respect to the reference axis I0 of the manufacturing apparatus 200, and the rotor core is formed by hydroforming while maintaining the state. The rotor shaft 34 can be integrated with the 32 and the end plates 35A and 35B. As a result, the rotor 30 with reduced imbalance around the rotation axis I can be manufactured. Further, since the diameter of the rotor shaft 34 can be expanded by hydroforming in the centered state, the tightening allowance related to the fastening between the rotor core 32 and the rotor shaft 34 can be made uniform along the circumferential direction.

次に、図4以降を参照して本実施例の効果について更に説明する。 Next, the effects of this embodiment will be further described with reference to FIGS. 4 and later.

図4は、ハイドロフォーミングによる内圧の増加に起因したロータシャフト34のバルジ変形の説明用の断面図である。図5は、エンドプレート35A、35Bをロータコア32とともにハイドロフォーミングによりロータシャフト34に締結した場合の効果(技術的な意義)の説明図であり、本実施例によるバルジ変形の起点の説明図である。図6は、比較例による同バルジ変形の起点の説明図である。図4から図6は、基準軸Iを含む平面で切断した際の、基準軸Iよりも径方向一方側の断面を概略的に示す。なお、図5及び図6には、バルジ変形の変形モードを模式的に示すラインL600、601が示されるが、当該ラインL600、601は、変形量(拡径量)を誇張して示しており、実際の変形量を表すものではない。 FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the bulge deformation of the rotor shaft 34 due to the increase in internal pressure due to hydroforming. FIG. 5 is an explanatory diagram of the effect (technical significance) when the end plates 35A and 35B are fastened to the rotor shaft 34 together with the rotor core 32 by hydroforming, and is an explanatory diagram of the starting point of bulge deformation according to the present embodiment. .. FIG. 6 is an explanatory diagram of the starting point of the bulge deformation according to the comparative example. 4 to 6 schematically show a cross section on one side in the radial direction with respect to the reference axis I 0 when cut in a plane including the reference axis I 0 . Note that FIGS. 5 and 6 show lines L600 and 601 schematically showing the deformation mode of the bulge deformation, and the lines L600 and 601 exaggerate the amount of deformation (diameter expansion amount). , Does not represent the actual amount of deformation.

ところで、ロータシャフト34のような中空の部材をハイドロフォーミングの圧力(内圧)によって拡径させる場合、バルジ変形が生じやすい。具体的には、図4に模式的に示すように、ハイドロフォーミングの圧力(内圧)に起因してロータシャフト34が拡径する際、図4の状態S400から状態S401への変化で示すように、ロータシャフト34の径方向外側への変形の仕方(拡径量)が軸方向に沿って均一化しない。より具体的には、中央部の内径r40が端部の内径r41よりも大きくなる樽型のバルジ変形が生じやすくなる。このような樽型のバルジ変形が生じると、締め代が軸方向の位置によって変動しやすくなり、ロータコア32の軸方向端部での締め代が不十分となりやすくなる。なお、本実施例では、ロータシャフト34は、厚肉部347を有するので、上述したロータシャフト34よりも樽型のバルジ変形を低減でき、ロータコア32の軸方向端部での締め代が確保しやすくなる。 By the way, when the diameter of a hollow member such as the rotor shaft 34 is expanded by the hydroforming pressure (internal pressure), bulge deformation is likely to occur. Specifically, as schematically shown in FIG. 4, when the diameter of the rotor shaft 34 is expanded due to the hydroforming pressure (internal pressure), as shown by the change from the state S400 to the state S401 in FIG. The method of deforming the rotor shaft 34 outward in the radial direction (diameter expansion amount) is not uniform along the axial direction. More specifically, barrel-shaped bulge deformation in which the inner diameter r40 in the central portion is larger than the inner diameter r41 in the end portion is likely to occur. When such barrel-shaped bulge deformation occurs, the tightening allowance tends to fluctuate depending on the position in the axial direction, and the tightening allowance at the axial end portion of the rotor core 32 tends to be insufficient. In this embodiment, since the rotor shaft 34 has a thick portion 347, barrel-shaped bulge deformation can be reduced as compared with the rotor shaft 34 described above, and a tightening allowance at the axial end portion of the rotor core 32 is secured. It will be easier.

ここで、図6に示す比較例は、エンドプレート35A、35Bをハイドロフォーミングによりロータシャフト34に締結せず、ロータコア32だけをハイドロフォーミングによりロータシャフト34に締結させる点が、本実施例とは異なる。この場合、可動型205’が、ロータコア32の軸方向端部に軸方向に隣接する位置P70においてロータコア32の外周面に当接するので、ロータコア32は、実質的に剛体の可動型205’に起因して径方向外側へ変形し難い。これは、固定型201’の側も同様である。すなわち、固定型201’が、ロータコア32の軸方向端部に軸方向に隣接する位置P71においてロータコア32の外周面に当接するので、ロータコア32は、実質的に剛体の固定型201’に起因して径方向外側へ変形し難い。この結果、ロータシャフト34は、ロータコア32の軸方向両端の位置P70、P71をそれぞれ起点としてバルジ変形しやすくなる(図6のL601参照)。バルジ変形の起点付近では変形量が比較的少ないため、締め代が不十分となりやすい。このため、比較例では、ロータコア32の軸方向端部での締め代が確保し難い。 Here, the comparative example shown in FIG. 6 is different from the present embodiment in that the end plates 35A and 35B are not fastened to the rotor shaft 34 by hydroforming, but only the rotor core 32 is fastened to the rotor shaft 34 by hydroforming. .. In this case, since the movable type 205'contacts the outer peripheral surface of the rotor core 32 at the position P70 axially adjacent to the axial end portion of the rotor core 32, the rotor core 32 is substantially caused by the rigid movable type 205'. It is difficult to deform outward in the radial direction. This also applies to the fixed type 201'side. That is, since the fixed type 201'contacts the outer peripheral surface of the rotor core 32 at the position P71 axially adjacent to the axial end of the rotor core 32, the rotor core 32 is substantially caused by the rigid fixed type 201'. It is difficult to deform outward in the radial direction. As a result, the rotor shaft 34 tends to be bulge-deformed starting from the positions P70 and P71 at both ends in the axial direction of the rotor core 32 (see L601 in FIG. 6). Since the amount of deformation is relatively small near the starting point of bulge deformation, the tightening allowance tends to be insufficient. Therefore, in the comparative example, it is difficult to secure a tightening margin at the axial end portion of the rotor core 32.

これに対して、本実施例では、エンドプレート35A、35Bをロータコア32とともにハイドロフォーミングによりロータシャフト34に締結するので、ロータシャフト34は、エンドプレート35A、35Bの軸方向の厚み分だけ軸方向外側の位置でも径方向外側に変形しやすくなる。すなわち、比較例とは異なり、ロータコア32の端面32a、32bの位置から可動型205や固定型201が、ロータシャフト34の径方向外側への変形(拡径)を妨げることはない。エンドプレート35A、35Bは、実質的に剛体の可動型205や固定型201とは異なり、ロータシャフト34の拡径に伴って径方向外側へと変形できるためである。これにより、本実施例では、ロータシャフト34は、比較例の場合のバルジ変形の起点位置P70、P71よりも軸方向外側の位置P60、P61をそれぞれ起点としてバルジ変形しやすくなる(図5のL600参照)。すなわち、本実施例の場合のバルジ変形の起点位置P60、P61は、エンドプレート35A、35Bの軸方向の厚み分だけ、ロータコア32の軸方向両端の位置P70、P71よりも軸方向外側に移動する。従って、本実施例によれば、図6に示す比較例に比べて、ロータコア32の軸方向の端部位置近傍において、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代を増加できる。 On the other hand, in this embodiment, since the end plates 35A and 35B are fastened to the rotor shaft 34 together with the rotor core 32 by hydroforming, the rotor shaft 34 is axially outside by the thickness of the end plates 35A and 35B in the axial direction. Even at the position of, it is easy to deform outward in the radial direction. That is, unlike the comparative example, the movable type 205 and the fixed type 201 from the positions of the end faces 32a and 32b of the rotor core 32 do not prevent the rotor shaft 34 from being deformed (diameter expansion) outward in the radial direction. This is because the end plates 35A and 35B can be deformed radially outward as the diameter of the rotor shaft 34 increases, unlike the movable type 205 and the fixed type 201 which are substantially rigid bodies. As a result, in this embodiment, the rotor shaft 34 is likely to be bulge-deformed starting from the positions P60 and P61 axially outside the bulge deformation starting points P70 and P71 in the comparative example (L600 in FIG. 5). reference). That is, the starting points P60 and P61 of the bulge deformation in the case of this embodiment move axially outward from the positions P70 and P71 at both ends of the rotor core 32 in the axial direction by the thickness of the end plates 35A and 35B in the axial direction. .. Therefore, according to this embodiment, the tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32 can be increased in the vicinity of the axial end position of the rotor core 32 as compared with the comparative example shown in FIG.

このようにして、本実施例によれば、エンドプレート35A、35Bをロータコア32とともにハイドロフォーミングによりロータシャフト34に締結することで、上述したように効率的な製造方法を実現できるとともに、ロータコア32の軸方向の端部位置近傍において、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代を効果的に増加できる。 In this way, according to the present embodiment, by fastening the end plates 35A and 35B together with the rotor core 32 to the rotor shaft 34 by hydroforming, an efficient manufacturing method can be realized as described above, and the rotor core 32 can be realized. The tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32 can be effectively increased in the vicinity of the end position in the axial direction.

なお、エンドプレート35A、35Bは、上述したように、バルジ変形の起点を形成するので、エンドプレート35A、35Bとロータシャフト34との間の締め代は、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代よりも小さくなる傾向となる。例えば、エンドプレート35A、35Bとロータシャフト34との間の締め代の平均値や最大値は、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代の平均値や最大値よりも有意に小さくなりやすい。しかしながら、エンドプレート35A、35Bは、ロータコア32とは異なり、モータ1の回転トルクの伝達に直接的に影響しないので、ロータコア32に係る締め代よりも小さいことに起因した不都合は実質的に生じない。なお、エンドプレート35A、35Bとロータシャフト34との間の締め代は、締結工程によるエンドプレート35A、35Bの径方向外側の変形量に対応する。同様に、ロータシャフト34とロータコア32との間の締め代は、締結工程によるロータコア32の径方向外側の変形量に対応する。 Since the end plates 35A and 35B form the starting point of the bulge deformation as described above, the tightening allowance between the end plates 35A and 35B and the rotor shaft 34 is between the rotor shaft 34 and the rotor core 32. It tends to be smaller than the tightening allowance. For example, the average value or maximum value of the tightening allowance between the end plates 35A and 35B and the rotor shaft 34 tends to be significantly smaller than the average value or maximum value of the tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32. .. However, unlike the rotor core 32, the end plates 35A and 35B do not directly affect the transmission of the rotational torque of the motor 1, so that the inconvenience caused by being smaller than the tightening allowance related to the rotor core 32 does not substantially occur. .. The tightening allowance between the end plates 35A and 35B and the rotor shaft 34 corresponds to the amount of deformation of the end plates 35A and 35B on the outer side in the radial direction due to the fastening process. Similarly, the tightening allowance between the rotor shaft 34 and the rotor core 32 corresponds to the amount of radial outer deformation of the rotor core 32 due to the fastening process.

また、本実施例によれば、エンドプレート35A、35Bは、上述したように、締結工程前の状態で、ロータコア32の内径r12よりも小さい内径r13を有する。従って、エンドプレート35A、35Bがバルジ変形の起点を形成する場合でも、エンドプレート35A、35Bとロータシャフト34との間の必要な締め代を適切に確保できる。ただし、変形例では、エンドプレート35A、35Bの内径r13は、締結工程前の状態で、ロータコア32の内径r12と同じであってもよい。 Further, according to the present embodiment, as described above, the end plates 35A and 35B have an inner diameter r13 smaller than the inner diameter r12 of the rotor core 32 in the state before the fastening step. Therefore, even when the end plates 35A and 35B form the starting point of the bulge deformation, the necessary tightening allowance between the end plates 35A and 35B and the rotor shaft 34 can be appropriately secured. However, in the modified example, the inner diameter r13 of the end plates 35A and 35B may be the same as the inner diameter r12 of the rotor core 32 in the state before the fastening process.

なお、本実施例では、上述したように、エンドプレート35A、35Bは、バルジ変形の起点位置P60、P61を、ロータコア32の軸方向の端部位置よりも軸方向外側へと移動させる機能をも果たす。かかる機能を高める観点からは、エンドプレート35A、35Bの剛性は、好ましくは、ロータコア32の剛性(端面32a、32b付近での剛性)と同じ又はそれ未満である。なお、ここでいう剛性とは、内圧負荷時(図3Gの矢印R31、R32参照)における円筒状部材の変形の容易性に関連し、剛性が高いほど、変形し難い関係となる。例えば、同一の内圧が発生した状態で径方向の変位(又は応力)が大きいほど剛性が低い。 In this embodiment, as described above, the end plates 35A and 35B also have a function of moving the starting point positions P60 and P61 of the bulge deformation to the outside in the axial direction from the axial end position of the rotor core 32. Fulfill. From the viewpoint of enhancing such a function, the rigidity of the end plates 35A and 35B is preferably the same as or less than the rigidity of the rotor core 32 (the rigidity in the vicinity of the end faces 32a and 32b). The rigidity referred to here is related to the ease of deformation of the cylindrical member under an internal pressure load (see arrows R31 and R32 in FIG. 3G), and the higher the rigidity, the less likely it is to deform. For example, the larger the radial displacement (or stress) is, the lower the rigidity is when the same internal pressure is generated.

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。また、各実施形態の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念(独立項)とは区別した付加的効果である。 Although each embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment. Further, among the effects of each embodiment, the effect related to the dependent term is an additional effect distinct from the superordinate concept (independent term).

例えば、上述した実施例では、2つのエンドプレート35A、35Bが、ロータコア32とともにロータシャフト34にハイドロフォーミングにより締結されるが、これに限られない。例えば、2つのエンドプレート35A、35Bのうちの一方だけが、ロータコア32とともにロータシャフト34にハイドロフォーミングにより締結されてもよい。この場合、2つのエンドプレート35A、35Bのうちの他方は、省略されてもよいし、他の方法でロータシャフト34及び/又はロータコア32に固定されてよい。 For example, in the above-described embodiment, the two end plates 35A and 35B are fastened to the rotor shaft 34 together with the rotor core 32 by hydroforming, but the present invention is not limited to this. For example, only one of the two end plates 35A and 35B may be hydroformed to the rotor shaft 34 together with the rotor core 32. In this case, the other of the two end plates 35A, 35B may be omitted or may be otherwise fixed to the rotor shaft 34 and / or the rotor core 32.

1・・・モータ(回転電機)、32・・・ロータコア、32a、32b・・・端面、34・・・ロータシャフト、343・・・中空部、35A・・・エンドプレート(板状部材、第1エンドプレート)、35B・・・エンドプレート(板状部材、第2エンドプレート)、200・・・製造装置 1 ... Motor (rotary machine), 32 ... Rotor core, 32a, 32b ... End face, 34 ... Rotor shaft, 343 ... Hollow part, 35A ... End plate (plate-shaped member, first 1 end plate), 35B ... end plate (plate-shaped member, second end plate), 200 ... manufacturing equipment

Claims (4)

回転電機用のロータの製造方法であって、
ロータコアと、中空のロータシャフトと、円環状の板状部材とを準備する工程と、
前記ロータコアと前記ロータシャフトと前記板状部材とを製造装置に配置し、前記製造装置において前記ロータコアの径方向内側に前記ロータシャフトが位置しかつ前記板状部材が前記ロータコアの軸方向の端面に軸方向に隣接する状態を形成する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記製造装置により前記ロータシャフト及び前記ロータコアを支持しつつ、前記ロータシャフトの中空部の内圧を高めることで、前記ロータシャフトと前記ロータコア及び前記板状部材とを締結する一体化工程とを含む、製造方法。
It is a method of manufacturing rotors for rotary electric machines.
The process of preparing the rotor core, the hollow rotor shaft, and the annular plate-shaped member,
The rotor core, the rotor shaft, and the plate-shaped member are arranged in a manufacturing apparatus, and the rotor shaft is located inside the rotor core in the radial direction in the manufacturing apparatus, and the plate-shaped member is located on an axial end surface of the rotor core. An arrangement process that forms adjacent states in the axial direction,
After the arrangement step, the rotor shaft and the rotor core and the plate-shaped member are integrally fastened by increasing the internal pressure of the hollow portion of the rotor shaft while supporting the rotor shaft and the rotor core by the manufacturing apparatus. Manufacturing method including chemical conversion process.
前記一体化工程の前の状態で、前記板状部材は、前記ロータコアの内径以下の内径を有する、請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein the plate-shaped member has an inner diameter equal to or smaller than the inner diameter of the rotor core in a state before the integration step. 前記板状部材は、前記一体化工程による径方向外側への変形に対する剛性が、前記ロータコアにおける前記一体化工程による径方向外側への変形に対する剛性以下である、請求項1又は2に記載の製造方法。 The manufacture according to claim 1 or 2, wherein the plate-shaped member has a rigidity to be radially outwardly deformed by the integration step is equal to or less than a rigidity to be radially outwardly deformed by the integration step in the rotor core. Method. 前記板状部材は、前記ロータコアの軸方向一方側の前記端面に隣接する第1エンドプレートと、前記ロータコアの軸方向他方側の前記端面に隣接する第2エンドプレートとを含む、請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の製造方法。 The plate-shaped member comprises a first end plate adjacent to the end surface on one side in the axial direction of the rotor core, and a second end plate adjacent to the end surface on the other side in the axial direction of the rotor core, according to claim 1. The manufacturing method according to any one of 3.
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