JP5500360B2

JP5500360B2 - 回転電機の回転子

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Publication number: JP5500360B2
Application number: JP2010110524A
Authority: JP
Inventors: 良介宇鷹
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: CN102244425A; CN102244425B; JP2011239614A

Description

本発明は、例えば車両に搭載される回転電機の回転子に関する。

例えば、車両に搭載される回転電機の回転子として、シャフトと、該シャフトの外周面に圧入により嵌合された円筒状のコアとを備えたものが、特許文献１に開示されている。このような回転子においては、シャフトとコアの軸方向への相対移動を阻止するために、通常、コアの軸方向両端面にエンドプレートが設けられている。

特許第３４２３４８５号公報

ところが、上記のように、コアの軸方向両端面に設けられるエンドプレートは、アルミ材を切削加工して形成された２つの部材が用いられるため、部品コストの高騰化を招いていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減して、部品コストを低減し得るようにした回転電機の回転子を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、前記シャフトは、前記コアが嵌合固定される嵌合部の軸方向両側に、前記シャフトの外周面から径方向外方に突出し前記コアの軸方向への抜け出しを阻止する第１ストッパ及び第２ストッパを有し、前記第１ストッパ及び前記第２ストッパの何れか一方は、前記シャフトの前記嵌合部に前記コアが嵌入された後、前記シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成された隆起ストッパであり、前記シャフトは、前記隆起ストッパの軸方向一方側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１ストッパ及び第２ストッパは、シャフトの嵌合部の軸方向両側にシャフトと一体に形成されているので、コアの軸方向両側への抜け出しを阻止するために単独に形成されたストッパ部材を設ける必要がない。そのため、部品点数を削減して、部品コストを大幅に低減することができる。

本発明において、第１ストッパ及び第２ストッパの何れか一方は、シャフトに切削加工を施したり、或いはシャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させる加工を施すことによって形成される。また、第１ストッパ及び第２ストッパの何れか他方は、シャフトの嵌合部にコアが嵌入された後、シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させる加工を施すことによって形成される。なお、第１ストッパ及び第２ストッパの何れか一方は、シャフトの嵌合部にコアを嵌入する前に予めシャフトに形成しておくのが好ましい。このようにすれば、シャフトとコアを嵌合したときに、そのストッパをコアの位置決めとして利用することができる。

また、隆起ストッパは、シャフトの嵌合部にコアが嵌入された後、シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成されているので、コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止するストッパをシャフトと一体に形成することができる。そのため、従来では、コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止するストッパがシャフトと別体に形成されたものであることを考慮すれば、部品点数の削減を有利に実現することができる。さらに、前記シャフトは、前記隆起ストッパの軸方向一方側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有するので、シャフトの外周面の所定位置に設けられた凹部を利用して、シャフトに隆起ストッパを形成することができるので、隆起ストッパの形成を容易に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、前記シャフトは、前記コアが嵌合固定される嵌合部に前記コアが嵌入された後、前記シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成され、前記コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止する隆起ストッパを有すると共に、前記隆起ストッパの軸方向反陥入側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止する隆起ストッパは、シャフトの嵌合部にコアが嵌入された後、シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることによりシャフトに形成されているので、コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止するストッパをシャフトと一体に形成することができる。そのため、部品点数を削減して、部品コストを大幅に低減することができる。さらに、前記シャフトは、前記隆起ストッパの軸方向反陥入側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有しており、シャフトの外周面の所定位置に設けられた凹部を利用して、シャフトに隆起ストッパを形成することができるので、隆起ストッパの形成を容易に行うことができる。なお、本発明においては、コアの嵌入方向への抜け出しを阻止するために設けられるストッパは、シャフトと一体形成されたものの方が部品点数の削減の点で好ましいが、シャフトと別体に形成されたものであってもよい。

請求項３に記載の発明は、前記隆起ストッパは、前記コアの内周面よりも径方向外方に突出していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、隆起ストッパは、コアの内周面よりも径方向外方に突出しているので、コアの反嵌入方向への抜け出しを確実に阻止することができる。

請求項４に記載の発明は、前記隆起ストッパは、前記シャフトの外周面の周方向の一部に設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、コアの反嵌入方向への抜け出しを有効に阻止する隆起ストッパを、必要最小限の範囲に設ければよいため、容易に形成することができる。

請求項５に記載の発明は、前記シャフトは、前記凹部から前記嵌合部に向かって軸方向に延びる凹溝を有し、前記隆起ストッパは、前記凹溝の周方向両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、隆起ストッパを形成する際に、シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させるために加えられる荷重を、凹溝の周方向両側の部位（肉）に分散させることができるため、加える荷重を小さくすることができる。そのため、隆起ストッパの形成を容易に行うことが可能となる。

実施形態に係る回転電機の回転子の軸方向に沿う断面図である。実施形態に係る回転電機の回転子の組み付け状態を示す説明図であって、（ａ）はシャフトとコアの組み付け直前の状態を示し、（ｂ）はシャフトとコアの嵌合完了の状態を示す。実施形態において隆起ストッパを形成する際の状態を示す説明図であって、（ａ）は隆起ストッパを形成する直前の状態を示し、（ｂ）は隆起ストッパが形成された直後の状態を示す。

以下、本発明の回転電機の回転子を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、実施形態１に係る回転電機の回転子の軸方向に沿う断面図である。本実施形態の回転電機の回転子１は、例えば車両の電動機及び発電機を兼ねる回転電機に使用されるものであって、回転電機のハウジング内において、固定子（図示せず）の内周側に回転自在に収容配置される。この回転子１は、図１に示すように、第１ストッパ１５及び第２ストッパ１６を有するシャフト１０と、シャフト１０の外周面に嵌合固定された円筒状のコア２０と、により構成されている。

シャフト１０は、鉄系金属により所定の大きさの中空円筒状に形成されており、軸方向中央部にコア２０が嵌合固定される嵌合部１１を有する。この嵌合部１１の外周面には、嵌合部１１に嵌合されるコア２０との周方向（回転方向）の相対変位を規制する軸方向に延びる係合溝１２が設けられている。嵌合部１１の軸方向両側には、シャフト１０の外周面から径方向外方に突出し、コア２０の軸方向への抜け出しを阻止する第１ストッパ１５及び第２ストッパ１６が設けられている。これら第１ストッパ１５及び第２ストッパ１６は、コア２０の内周面よりも径方向外方に突出している。

第１ストッパ１５は、シャフト１０の嵌合部１１にコア２０を嵌入する前に、予めシャフト１０に切削加工を施すことによりリング状に形成されている。この第１ストッパ１５は、シャフト１０に対してコア２０が嵌入方向へ抜け出すのを阻止するものである。そして、第２ストッパ１６は、シャフト１０の嵌合部１１にコア２０が嵌入された後、シャフト１０の表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成された隆起ストッパである。以後、第２ストッパ１６を隆起ストッパ１６ともいう。この隆起ストッパ１６は、シャフト１０の外周面の周方向の一部の範囲に、周方向に並んで２個設けられている。この隆起ストッパ１６は、シャフト１０に対してコア２０が反嵌入方向へ抜け出すのを阻止するものである。なお、隆起ストッパ１６の形成については、後で詳述する。

シャフト１０の隆起ストッパ１６の軸方向一方側（図１の右側）の外周面には、隆起ストッパ１６を形成する際に治具１８（図３（ａ）参照）の挿入スペースとなる凹部１３が設けられている。この凹部１３は、嵌合部１１と所定距離隔てた位置に設けたれており、凹部１３と嵌合部１１の間にあるシャフト１０の表面部の肉を隆起させることによって隆起ストッパ１６が形成されている。また、凹部１３と嵌合部１１の間には、軸方向に延びる凹溝１４が設けられており、隆起ストッパ１６は、凹溝１４の周方向両側にそれぞれ形成されている。

コア２０は、中央に貫通孔を有する円環状の電磁鋼板を複数積層して円筒状に形成されている。このコア２０には、極性が周方向に交互に異なる複数の磁極が永久磁石によって形成されている。このコア２０は、軸方向に貫通しシャフト１０の嵌合部１１と嵌合する嵌合孔２１を有する。この嵌合孔２１には、シャフト１０の嵌合部１１に設けられた係合溝１２と係合する軸方向に延びる係合突条２２が設けられている。

このコア２０とシャフト１０との組み付けは、次のようにして行う。先ず、図２（ａ）に示すように、隆起ストッパ１６が形成されていないシャフト１０に対して、第１ストッパ１５と反対側の端部をコア２０の嵌合孔２１内に嵌挿して、コア２０と第１ストッパ１５が当接する位置までコア２０を押し込む（図２（ｂ））。

そして、図３（ａ）に示すように、シャフト１０の凹部１３に治具１８を挿入し、凹溝１４の周方向両側にあるシャフト１０の表面部の肉１６ａに治具１８の先端を当接させる。その状態で、シャフト１０の表面部の肉１６ａに治具１８で軸方向に荷重を加え、シャフト１０の表面部の肉１６ａを径方向外方へ隆起させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、凹溝１４の周方向両側にそれぞれ隆起ストッパ１６が形成される。なお、治具１８で軸方向に加える荷重は、凹溝１４が設けられていることにより、周方向両側の２つの部位（肉１６ａ）に分散させることができるため小さくて済む。

以上のように構成された本実施形態の回転子１によれば、シャフト１０の嵌合部１１の軸方向両側に設けられた第１ストッパ１５及び隆起ストッパ１６は、シャフト１０と一体に形成されているので、コア２０の軸方向両側への抜け出しを阻止するために単独に形成されたストッパ部材を設ける必要がない。そのため、部品点数を削減して、部品コストを大幅に低減することができる。

特に、隆起ストッパ１６は、シャフト１０の嵌合部１１にコア２０が嵌入された後、シャフト１０の表面部の肉１６ａを径方向外方へ隆起させることにより形成されているので、コア２０の反嵌入方向への抜け出しを阻止するストッパをシャフト１０と一体に形成することができる。そのため、従来では、コア２０の反嵌入方向への抜け出しを阻止するストッパがシャフト１０と別体に形成されたものであることを考慮すれば、部品点数の削減を有利に実現することができる。

この隆起ストッパ１６は、コア２０の内周面よりも径方向外方に突出するように形成されているので、コア２０の反嵌入方向への抜け出しを確実に阻止することができる。また、隆起ストッパ１６は、シャフト１０の外周面の周方向の一部に設けられているので、必要最小限の範囲に設ければよいため、容易に形成することができる。

また、本実施形態では、シャフト１０の隆起ストッパ１６の軸方向一方側の外周面に、隆起ストッパ１６を形成する際に治具１８の挿入スペースとなる凹部１３が設けられているので、その凹部１３を利用して、隆起ストッパ１６の形成を容易に行うことができる。

さらに、シャフト１０は、その凹部１３から嵌合部１１に向かって軸方向に延びる凹溝１４を有し、隆起ストッパ１６は、凹溝１４の周方向両側にそれぞれ形成されているので、隆起ストッパ１６を形成する際に、シャフト１０の表面部の肉１６ａを径方向外方へ隆起させるために加えられる荷重を小さくすることができる。これにより、隆起ストッパ１６の形成を容易に行うことが可能となる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では、第１ストッパ１５は、シャフト１０に切削加工を施すことにより形成されたものであるが、隆起ストッパ１６のように、シャフト１０の表面部の肉を径方向外方へ隆起させることによって、第１ストッパ１５をシャフト１０と一体に形成するようにしてもよい。また、上記実施形態では、第２ストッパ１６を隆起ストッパにしていることにより、部品点数の削減を達成することができる（請求項３の発明）ので、第１ストッパ１５をシャフト１０と別体に形成されたストッパ部材に変更することも可能である。

また、上記実施形態では、隆起ストッパ１６は、周方向に並んだ状態で２個設けられているが、隆起ストッパ１６の個数は、１個であっても、３個以上であってもよい。

１…回転子、１０…シャフト、１１…嵌合部、１２…係合溝、１３…凹部、１４…凹溝、１５…第１ストッパ、１６…第２ストッパ（隆起ストッパ）、１８…治具、２０…コア、２１…嵌合孔、２２…係合突条。

Claims

シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、
前記シャフトは、前記コアが嵌合固定される嵌合部の軸方向両側に、前記シャフトの外周面から径方向外方に突出し前記コアの軸方向への抜け出しを阻止する第１ストッパ及び第２ストッパを有し、
前記第１ストッパ及び前記第２ストッパの何れか一方は、前記シャフトの前記嵌合部に前記コアが嵌入された後、前記シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成された隆起ストッパであり、
前記シャフトは、前記隆起ストッパの軸方向一方側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有することを特徴とする回転電機の回転子。
シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、
前記シャフトは、前記コアが嵌合固定される嵌合部に前記コアが嵌入された後、前記シャフトの表面部の肉を径方向外方へ隆起させることにより形成され、前記コアの反嵌入方向への抜け出しを阻止する隆起ストッパを有すると共に、前記隆起ストッパの軸方向反陥入側の外周面に、前記隆起ストッパを形成する際に治具の挿入スペースとなる凹部を有することを特徴とする回転電機の回転子。
前記隆起ストッパは、前記コアの内周面よりも径方向外方に突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
前記隆起ストッパは、前記シャフトの外周面の周方向の一部に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回転電機の回転子。
前記シャフトは、前記凹部から軸方向に延びる凹溝を有し、前記隆起ストッパは、前記凹溝の周方向両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機の回転子。