JP6365470B2 - 回転電機用ロータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機用ロータに関し、詳しくは、ロータコアと、ロータコアに挿入されたロータシャフトと、ロータシャフトに螺合されたナットと、を備え、回転電機に用いられる回転電機用ロータに関する。

従来、この種の回転電機用ロータとしては、アマチュアコアと、シャフトと、ナットと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。アマチュアコアには、円筒状の中心孔が設けられており、中心孔を形成する内壁には、突起が設けられている。シャフトは、アマチュアコアの中心孔に挿入されている。シャフトには、ナットが螺合されるねじ山と、シャフトの軸方向に延在しアマチュアコアの突起が入り込むことが可能な形状の凹溝と、が形成されている。この回転電機では、凹溝にアマチュアコアの突起が入り込むことで、シャフトに対するロータの回転を抑制している。また、アマチュアコアにシャフトを挿入した状態でねじ山にナットを螺合させてナットをアマチュアコアの方向へ締め付けることによって、アマチュアコアをシャフトに充分に固定することができるとしている。

特開２００２−９５１９７号公報

上述のような、ロータシャフトのねじ山に螺合されたナットでロータコアをロータシャフトに固定する回転電機用ロータでは、ロータシャフトのねじ山には、強度が求められる。その一方で、ロータシャフトにロータコア内周面の凸部が入り込むよう溝を形成することが一般に行われている。さらに、ナットの緩みを抑制するためにロータシャフトにナットをかしめるための溝を設けてナットをかしめることが考えられる。これらの溝をロータシャフトに形成すると、溝の形成された箇所にロータシャフトのねじ山が存在しないこととなる。そのため、ナットをかしめるための溝とロータシャフトにロータコア内周面の凸部が入り込む溝とを別々に形成するとシャフトのねじ山が存在しない箇所が多くなり、ねじ山の強度が十分に確保できなくなるおそれがあった。

本発明の回転電機用ロータは、ナットの緩みを抑制しつつねじ山が設けられた雄ねじ部の強度を確保することを主目的とする。

本発明の回転電機用ロータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の回転電機用ロータは、
円筒状の円筒孔が設けられたロータコアと、
該ロータコアの前記円筒孔に挿入された挿入部と、該挿入部から軸方向の外側に延出し外周面にねじ山が設けられた雄ねじ部と、を有するロータシャフトと、
前記雄ねじ部に螺合されたナットと、
を備え、回転電機に用いられる回転電機用ロータであって、
前記ロータコアの内周面には、凸部が設けられており、
前記ロータシャフトの外周面には、前記凸部が挿入される凸部用溝が前記雄ねじ部から前記挿入部に亘って軸方向に延びるように設けられており、
前記ナットには、前記凸部用溝に入り込むようにかしめられたかしめ部が設けられている、
ことを要旨とする。

この本発明の回転電機用ロータでは、ロータコアの内周面には、凸部が設けられており、ロータシャフトの外周面には、凸部に嵌合する凸部用溝が雄ねじ部から挿入部に亘って軸方向に延びるように設けられており、ナットには、凸部用溝に入り込むようにかしめられたかしめ部が設けられている。これにより、ナットをロータシャフトにかしめ固定できるから、ナットの緩みを抑制することができる。また、凸部用溝とは別個に、かしめ部を入り込ませるための溝を設ける必要がないから、雄ねじ部においてねじ山が存在しない部位が増加することが抑制される。この結果、ナットの緩みを抑制しつつねじ山が設けられた雄ねじ部の強度を確保することができる。

こうした本発明の回転電機用ロータにおいて、前記ロータシャフトには、前記雄ねじ部の前記凸部用溝から離れた位置にかしめ用溝が設けられており、前記ナットには、前記凸部用溝に入り込むようにかしめられた第１かしめ部と、前記かしめ用溝に入り込むようにかしめられた第２かしめ部と、が設けられている、ものとすることもできる。こうすれば、雄ねじ部のねじ強度の低下を抑制しつつ、ナットの緩みをより抑制することができる。

また、本発明の回転電機用ロータにおいて、前記ロータシャフトには、前記雄ねじ部の前記凸部用溝と重なる位置にかしめ用溝が設けられており、前記ナットには、前記かしめ用溝および前記凸部用溝に入り込むようにかしめられたかしめ部が設けられている、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのロータ２０の構成の概略を示す構成図である。 ロータコア２２を図１のＡ方向から視た様子を説明するための説明図である。 ロータシャフト３０およびナット５０を図１のＡ方向から視た様子を説明するための説明図である。 ロータ２０の要部を拡大した拡大図である。 ロータシャフト３０の要部を拡大して図３におけるＢ方向から視たときの拡大図である。 キー溝４２ａ，かしめ用溝４４ａの深さを説明するための説明図である。 ロータシャフト３０の要部を拡大して図３におけるＣ方向から視たときの拡大図である。 かしめ用溝４４ｂの深さを説明するための説明図である。 かしめ部５０ａを形成している様子を説明するための説明図である。 かしめ前後におけるナット５０の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのロータ２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ロータコア２２を図１のＡ方向から視た様子を説明するための説明図である。図３は、ロータシャフト３０およびナット５０を図１のＡ方向から視た様子を説明するための説明図である。図４は、ロータ２０の要部を拡大した拡大図である。図５は、ロータシャフト３０の要部を拡大して図３におけるＢ方向から視たときの拡大図である。図６は、キー溝４２ａ，かしめ用溝４４ｂの深さを説明するための説明図である。図７は、ロータシャフト３０の要部を拡大して図３におけるＣ方向から視たときの拡大図である。図８は、かしめ用溝４４ｂの深さを説明するための説明図である。なお、このロータ２０は、図示しないステータと共に、モータとして用いられる。

ロータ２０は、図１，図２に示すように、円筒状のロータコア２２と、ロータコア２２の複数のスロットにそれぞれ嵌挿された永久磁石２４と、ロータコア２２が取り付けられたロータシャフト３０と、ロータコア２２をロータシャフト３０に取り付けるためのナット５０と、ナット５０とロータコア２２との間に挿入されたワッシャー５２と、を備える。

ロータコア２２は、図１，図２に示すように、無方向性電磁時鋼板を打ち抜いて形成した円環状のロータ部材を複数積層して構成され、中心部に円筒状の円筒孔２２ｂが設けられている。ロータコア２２には、内周面２２ｃにロータシャフト３０に当接する凸部として形成されたキー２２ｄ，２２ｅが設けられている。キー２２ｄ，２２ｅは、円筒孔２２ｂの周方向において１８０度の角度をもって配置されている。

ロータシャフト３０は、図１，図３〜図８に示すように、ロータコア２２の円筒孔２２ｂに挿入された挿入部３２と、挿入部３２から図１の右方向へ延出し外周面にナット５０が螺合されるねじ山３４ａが設けられた雄ねじ部３４と、雄ねじ部３４から図１の右方向に延出する端部３６と、挿入部３２の図１の左端から連続しロータコア２２の左端面に当接する当接部３８と、当接部３８から図１の左方向へ延出する端部４０と、を備える。ロータシャフト３０の外周面には、雄ねじ部３４から挿入部３２に亘ってキー溝４２ａ，４２ｂが設けられている。キー溝４２ａ，４２ｂには、ロータコア２２のキー２２ｄ，２２ｅが挿入されている。これにより、ロータシャフト３０に対するロータコア２２の回転が規制されている。雄ねじ部３４には、かしめ用溝４４ａ〜４４ｄが設けられている。かしめ用溝４４ａは、図１，図５に示すように、キー溝４２ａと重なる位置に形成されている。かしめ用溝４４ｃは、かしめ用溝４４ａと同様に、キー溝４２ｂと重なる位置に形成されている。かしめ用溝４４ｂ，４４ｄは、キー溝４２ａ，４２ｂから離れた位置で、隣合うかしめ用溝４４ａ，４４ｂに対してロータシャフト３０の周方向において、９０度の角度をもって配置されている。すなわち、かしめ用溝４４ａ〜４４ｄは、ロータシャフト３０の周方向において、９０度ずつの角度をもって配置されている。かしめ用溝４４ａ〜４４ｄは、図１における左右方向における長さがキー溝４２ａ，４２ｂより短くなり、深さがキー溝４２ａ，４２ｂより浅くなり、図５における上下方向における長さがキー溝４２ａ，４２ｂより長くなるよう形成されている。

ナット５０は、図１，図３，図４に示すように、ロータシャフト３０の雄ねじ部３４のねじ山３４ａに螺合されている。ナット５０は、当接部３８と対となって、ワッシャー５２を介してロータコア２２を押圧して支持し、ロータシャフト３０に対するロータコア２２の軸方向への移動を規制している。ナット５０は、かしめ用溝４４ａ〜４４ｄに入り込むようにかしめられたかしめ部５０ａ〜５０ｄを有する。かしめ用溝４４ａ，４４ｃは、キー溝４２ａ，４２ｂと重なる位置に形成されているから、かしめ部５０ａ，５０ｂは、キー溝４２ａ，４２ｂの一部に入り込むことになる。図９は、かしめ部５０ａを形成している様子を説明するための説明図である。図１０は、かしめ前後におけるナット５０の様子を示す説明図である。図１０において、破線はかしめる前のナット５０の端部５０ｅの様子を示しており、実線は端部５０ｅをかしめた後のナット５０の様子を示している。かしめ部５０ａ〜５０ｄは、図９，図１０に示すように、ナット５０をロータシャフト３０に締結した状態で、かしめ工具６０により、かしめ用溝４４ａ〜４４ｂに対応する端部（例えば、端部５０ｅなど）を図中上方向から押圧してかしめ用溝４４ａ〜４４ｂに入り込ませることにより形成される。すなわち、ナット５０がロータシャフト３０にかしめ固定される。こうしたかしめ固定によって、ナット５０の緩みが抑制される。

こうして構成された実施例のロータ２０では、キー溝４２ａ，４２ｂから離れた位置にかしめ用溝４４ｂ，４４ｄを形成し、ナット５０にかしめ用溝４４ｂ，４４ｄに入り込むようかしめられたかしめ部５０ｂ，５０ｄを形成することにより、かしめ部５０ａ，５０ｃのみでナット５０をロータシャフト３０にかしめ固定するものと比較すると、ナット５０の緩みをより抑制することができる。

また、雄ねじ部３４のキー溝４２ａ，４２ｂと重なる位置に、かしめ用溝４４ａ，４４ｃを形成するから、全てのかしめ用溝をキー溝４２ａ，４２ｂから離れた位置に形成するものと比較すると、より多くのねじ山を残存させることができる。これにより、雄ねじ部３４の強度の低下を抑制することができる。

以上説明した実施例の回転電機用ロータでは、雄ねじ部のキー溝４２ａ，４２ｂと重なる位置に、かしめ用溝４４ａ，４４ｃを形成し、雄ねじ部のキー溝４２ａ，４２ｂから離れた位置にかしめ用溝４４ｂ，４４ｄを形成し、ナット５０にかしめ部５０ａ〜５０ｄを形成することにより、ナット５０の緩みを抑制しつつ雄ねじ部３４の強度の低下を抑制することができる。

実施例のロータ２０では、かしめ用溝４４ａ〜４４ｂの深さがキー溝４２ａ，４２ｂより浅いものとしたが、かしめ用溝４４ａ〜４４ｂの深さは、キー溝４２ａ，４２ｂと同じ深さとしてもよい。

実施例のロータ２０では、キー溝４２ａ，４２ｂと重なる位置にかしめ用溝４４ａ，４４ｃを設けるものとしたが、こうしたかしめ用溝４４ａ，４４ｃを設けないものとして、ナット５０のかしめ部５０ａ，５０ｃをキー溝４２ａ，４２ｂに入り込む形状としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ロータコア２２が「ロータコア」に相当し、ロータシャフト３０が「ロータシャフト」に相当し、ナット５０が「ナット」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、回転電機用ロータの製造産業などに利用可能である。

２０ ロータ、２２ ロータコア、２２ｂ 円筒孔、２２ｃ 内周面、２２ｄ，２２ｅ キー、２４ 永久磁石、３０ ロータシャフト、３２ 挿入部、３４ 雄ねじ部、３４ａ ねじ山、３６，４０，５０ｅ 端部、３８ 当接部、４２ａ，４２ｂ キー溝、４４ａ〜４４ｄ かしめ用溝、５０ ナット、５０ａ〜５０ｄ かしめ部、５２ ワッシャー、６０ かしめ用工具。

Claims (2)

1. 円筒状の円筒孔が設けられたロータコアと、
   該ロータコアの前記円筒孔に挿入された挿入部と、該挿入部から軸方向の外側に延出し外周面にねじ山が設けられた雄ねじ部と、を有するロータシャフトと、
   前記雄ねじ部に螺合されたナットと、
   を備え、回転電機に用いられる回転電機用ロータであって、
   前記ロータコアの内周面には、凸部が設けられており、
   前記ロータシャフトの外周面には、前記凸部が挿入される凸部用溝が前記雄ねじ部から前記挿入部に亘って軸方向に延びるように設けられており、
   前記ナットには、前記凸部用溝に入り込むようにかしめられたかしめ部が設けられている、
   回転電機用ロータ。
2. 請求項１記載の回転電機用ロータであって、
   前記ロータシャフトには、前記雄ねじ部の前記凸部用溝から離れた位置にかしめ用溝が設けられており、前記ナットには、前記凸部用溝に入り込むようにかしめられた第１かしめ部と、前記かしめ用溝に入り込むようにかしめられた第２かしめ部と、が設けられている、
   回転電機用ロータ。

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