JP6504043B2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸にロータコア等の部品を圧入により嵌着するタイプの回転電機の回転子に関し、更に詳しくはとりわけ、自動車やトラック等に搭載される車両用交流発電機の回転子において、その回転軸とランデル型ポールコアとの嵌着手段として適用するに好適な嵌合技術に関する。

従来周知のこの種の回転電機、例えば、車両用交流発電機の回転子は、ロータコアとして、回転軸（以下、シャフトとも呼ぶ。）に挿通される軸孔をそれぞれ有し、界磁コイルが巻装された一対のランデル型ポールコア（以下、単に、ポールコアまたはロータコアとも呼ぶ。）を備えており、この一対のポールコアに対して、シャフトをその一軸方向から組付けている。そして、この一対のポールコアとシャフトとの固定のために、ローレットによる圧入嵌合技術が多用されている。
この圧入嵌合技術は、シャフトの外周面にローレットを刻設しておき、一対のポールコアの軸孔の内周面部分が圧入により塑性変形して、シャフトのローレットに食い込むことで、ポールコアをシャフトに相対回動不能に固定する嵌着構造であって、ローレットの具体的構造としては、図２（ｂ）に示すごとき断面形状（三角状の山谷）を有し、軸方向に直線状に延びるすじ状凹凸部１２Ａが採用されているのが一般的である。

〔従来技術の問題点〕
ところが、上述のごとき嵌着構造においては、ローレットが、軸方向に直線状に延びるすじ状凹凸部として形成されているために、ポールコアに対して比較的小さい圧入力で圧入できる反面、圧入後の引き抜き等に耐える摩擦力を確保することが難しいという、得失を抱えている。
特に、圧入後の摩擦力が小さいと、圧入後の製造工程や回転子としての高速回転駆動時に、シャフトとポールコアとの間に軸方向および周方向の相対的なずれが生じる虞がある。このため、例えば、ローレット領域において、すじ状凹凸部の数を増やしたり、凹凸（山谷）高さを大きくすることによってポールコアの軸孔内周面の食い込み量を増大させる等の対策も検討されている。
しかし、かかる対策は嵌着構造の径方向の大型化を招く上、当該対策を考慮に入れても、比較的大きなロータコアを備え高速回転が要求される回転電機、あるいは小型化が要求される回転電機においては、上述のローレット式嵌着構造での単独採用が敬遠され、コア端面カシメ等の補強手段が併用される傾向にあった。

なお、例えば、電動機の分野においては、回転軸に嵌着する部品として、ロータコア（電機子コア）と整流子との２つの部品を備える場合において、回転軸の外周面に、各部品の配設位置に対応させてそれぞれ２種類のローレット領域を設ける嵌着構造が提案されている（特許文献１参照）。
当該嵌着構造の要点は、各部品に設ける２種類のローレット領域として、前段側の領域と後段側の領域とでローレット構造を異ならせるもので、前段側の領域に比して後段側の領域に設けるローレット構造の密度を大きくする（例えば、すじ状凹凸部の数を多くするとか、凹凸高さを大きくする）ことにより、圧入後の引き抜き等に耐える摩擦力を増強しようとするものである。
しかしながら、上記の嵌着構造は、回転軸に対し２つの部品を異なる方向から圧入する、つまり、一方の部品を軸方向一端側から、他方の部品を反対側の軸方向他端側から、それぞれ圧入するという、所謂両方向組付け方式を原則としているものであり、２つの部品を同一回転軸に対して一軸方向から組付ける、所謂一方向組付け方式を採用する回転子、例えば、上述のごとき車両用交流発電機の回転子には製作面で適用し難い。

とりわけ、近年の車両の急速な発展に伴い、車両用交流発電機のごとく、車両に搭載される回転電機には、ますます高速回転化・小型化が希求されており、かかる回転電機を実現する要の機能要素である回転子に関して、２つの部品と回転軸とを一軸方向から圧入して組付けるという基本組付け構成を踏襲しながら、小型で大なる嵌着強度を発揮可能な嵌合技術が待望されている。

特開２０１２−２５７３８９号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ローレットによる嵌着手段として、２つの部品と回転軸とを一軸方向から圧入して組付けるという基本的な一方向組付け構成を踏襲しながら、小型で大なる嵌着強度を発揮できる嵌合技術を確立し、車両用交流発電機等の高速回転化・小型化が要求される回転電機に好適な回転子を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の発明（回転電機の回転子）は、回転軸に対して圧入により嵌着される軸孔を有する２つの部品を備えている。
そして、回転軸の一軸方向を圧入方向と呼び、上記の２つの部品のうち、圧入方向に対して上流側に配置される一方の部品を上流側部品、下流側に配置される他方の部品を下流側部品とそれぞれ呼ぶとき、回転軸の外周面には、上流側部品に対応する上流側ローレット領域と、下流側部品に対応する下流側ローレット領域との２つの領域を設けるとともに、上流側および下流側の各ローレット領域にはそれぞれ前段側のガイドローレットと後段側の主ローレットとを設けている。

そして、上記の各ローレットには、軸方向に直線状に延びかつ周方向に環状に配列される複数のすじ状凹凸部構造を採用しているものの、とりわけ、上流側ローレット領域を構成するガイドローレットおよび主ローレットと下流側ローレット領域の前段側のガイドローレットとの３つのローレットについては、周方向の位相を互いに同じくするとともに、残余の下流側ローレット領域における主ローレットとは周方向の位相を異にしていることを特徴とする。

上記構成を有する本発明によれば、ローレットによる嵌着手段として、２つの部品と回転軸とを一軸向から圧入して嵌着するという基本的な一方向組付け構成であって、小型で大なる嵌着強度を発揮できる嵌合技術の実現に資する、次のごとき効果を奏する。
（１）回転軸には、連続して圧入配置される２つの部品のそれぞれのローレット領域に、ガイドローレットと主ローレットとの２種類のローレットを設けているため、前段側のガイドローレットで圧入力を緩和し、後段側の主ローレットで嵌着度を高めて、各部品ごとに強固な嵌着強度を確保することができる。

（２）特に、上流側ローレット領域を構成するガイドローレットおよび主ローレットと下流側ローレット領域の前段側であるガイドローレットとの周方向の位相を同じくしているため、上流側部品に続いて下流側部品を圧入する際に、上流側ローレット領域の後段側の主ローレットから下流側ローレット領域の前段側のガイドローレットへと同位相で円滑に圧入していくことができ、上流側部品と下流側部品とが周方向にずれるという不具合を生じることがない。
しかも、下流側ローレット領域の前段側のガイドローレットは、上流側ローレット領域の痕跡を辿って圧入していくため、圧入力を緩和できる。

（３）さらに、下流側ローレット領域では、前段側のガイドローレットと後段側の主ローレットとの周方向の位相を異ならせているため、下流側部品に対して、ガイドローレットによって同軸上にガイドしながら、下流側部品の軸孔内周に形成された条痕の山部と後段側の主ローレットの山部とが確実に衝当し、位相の異なる主ローレットを下流側部品の軸孔に確実に圧入していくことができる。したがって、一方向組付けでありながら、圧入箇所を周方向に異ならせて大なる嵌着強度を得ることができる。
（４）また、ローレット領域全体の外径を抑制して大なる嵌着強度を確保できるため、嵌着構造の径方向の小型化に貢献できる。

本発明を適用する回転電機の代表例の説明に供するもので、自動車用交流発電機の全体構成を示す上半部分の模式的縦断面図である（実施例）。 上記回転電機における回転子の基本構成の説明に供するもので、（ａ）は回転子の模式的縦断面図、（ｂ）はそのローレット部分の拡大横断面図である（実施例）。 本発明を適用した回転子の一実施形態の説明に供するもので、回転子の全体構成を示す模式的縦断面図である（実施例１）。 上記回転子の組付け過程の説明に供するもので、（ａ）、（ｂ）は一対のポールコアの組付け前の形態示す模式的縦断面図である（実施例１）。 上記回転子の組付け過程の説明に供するもので、（ａ）はシャフト単体の全体構成を示す模式的正面図、（ｂ）はそのローレット領域部分の拡大正面図、（ｃ）は各ローレット領域におけるローレット構造を示す横断面図である（実施例１）。 上記回転子の組付け過程の説明に供するもので、（ａ）、（ｂ）はポールコアおよびシャフトの圧入工程における前工程段階での模式的工程図である（実施例１）。 上記回転子の組付け過程の説明に供するもので、（ａ）、（ｂ）はポールコアおよびシャフトの圧入工程における後工程段階での模式的工程図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である（実施例１）。 上記回転子の組付け過程の説明に供するもので、ポールコアおよびシャフトの圧入完了時の組付け状態を示す模式的縦断面図である（実施例１）。 本発明の別の実施形態の説明に供するもので、回転子の主要部の模式的縦断面図である（実施例２）。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例（変形例を含む）に従って詳細に説明する。

各実施例は、回転電機の代表例として、自動車のごとき車両に搭載される交流発電機（オルタネータ）を示しており、以下の説明では、まず、この車両用交流発電機の基本構成を概説したのち、本発明の各実施例における特徴点および本発明の基本的機能について順次説明し、最後に本発明の特徴点ごとの作用効果を要約列挙する。
なお、各図において、同一または均等部分には、同一符号を付し、重複説明を省略することとする。

本発明の各実施例に共通する事項について、図１および図２に基づいて説明する。

〔車両用交流発電機Ｇの基本構成〕
車両用交流発電機Ｇは、図１に示すように、エンジンからベルト（図示せず）およびプーリＰを介して回転駆動される回転子ＧＲと、電機子として働く固定子ＧＳと、この回転子ＧＲおよび固定子ＧＳを支持する一対のフレームＦ（フロントフレームＦａおよびリアフレームＦｂ）を備えている。そして、回転子ＧＲは、本発明の根幹をなすもので、その詳細については後述するが、回転軸（シャフト）Ａ、ロータコアＢおよびロータコイル（界磁コイル）Ｃを有しており、軸受Ｊを介して一対のフレームＦに回転自在に支承されている。また、固定子ＧＳは、円筒状の積層鉄心型ステータコアＤに多相巻線のステータコイル（電機子コイル）Ｅを巻装して構成されており、一対のフレームＦに挟持固定されている。
なお、回転子ＧＲのロータコイルＣに界磁電流を供給するブラシ等を有する給電装置Ｋと、固定子ＧＳのステータコイルＥに接続されて交流出力を直流出力に変換する整流装置（図示せず）と、出力電圧を制御する電圧制御装置Ｒとが、付随構成要素としてリアフレームＦｂの後端面側に配置され、保護カバーＨで覆われている。

（回転子ＧＲの基本構成）
回転子ＧＲは、図２（ａ）にも示すように、主要構成部品として、回転軸Ａをなすシャフト１、ロータコアＢをなす一対のランデル型ポールコア２、ロータコイルＣをなす環状の界磁コイル３、フロント側冷却ファン４およびリア側冷却ファン５を具備している。

シャフト１に嵌着される各ポールコア２は、実質的に同一形態を呈するもので、界磁コイル３が巻回された絶縁部材（ボビン）６が嵌装されるボス部２１、このボス部２１の軸方向一端部から径方向へ延在するディスク部２２、および、このディスク部２２から軸方向へ延在する複数個（例えば８個）の爪部２３を有している。なお、ボス部２１には、径方向中心に位置して軸方向に貫通する軸孔２４が設けられている。
そして、一対のポールコア２は、互いの爪部２３が界磁コイル３を内包するように噛み合わされて軸方向に対接しており、その背面側にフロント側冷却ファン４およびリア側冷却ファン５がそれぞれ取付けられている。

しかして、一対のポールコア２が、シャフト１に対して一軸方向から圧入により組付けられる２つの部品をなすものである。その一軸方向を圧入方向Ｘとしたとき、シャフト１に対して、上流側に配置される図示左側の一方のポールコア２ａが上流側部品に相当し、下流側に配置される図示右側の他方のポールコア２ｂが下流側部品に相当する。したがって、一対のポールコア２に関し、両者を区別する必要がある場合には、以下、それぞれを上流側もしくは上流側部品のポールコア２ａ、下流側もしくは下流側部品のポールコア２ｂと呼称することとする。

シャフト１の外周面には、ポールコア２の軸孔２４への圧入に供するために、ポールコア２の配設位置に対応してローレット領域１１が設けられている。この領域１１には、図２（ｂ）に例示するごとく、軸方向に直線状に延びる複数のすじ状凹凸部１２Ａからなるローレット１２が刻設されている。
そして、このローレット領域１１を軸孔２４に圧入することにより、各ポールコア２の軸孔２４の内周面が塑性変形しローレット１２（複数のすじ状凹凸部１２Ａ）に食い込むことで、一対のポールコア２がシャフト１に対して相対回転不能に嵌着される。

なお、シャフト１には、リア側となる一端側に、予め一対のスリップリング１３ａ、１３ｂとこれらスリップリング１３ａ、１３ｂに電気的に接続される２本の接続リード１４ａ、１４ｂとが、例えばモールド成形により一体的に取付けられていて、一対のポールコア２をシャフト１に圧入した後に、界磁コイル３の両端を、上記接続リード１４ａ、１４ｂに結線することで、界磁コイル３の両端と一対のスリップリング１３ａ、１３ｂとの電気的接続を完了する組付け構成である。

かくのごとき組付け構成の関係上、回転子ＧＲにおいては、一対のポールコア２をシャフト１に対してフロント側の一軸方向から圧入組付けすることを余儀なくされている。
したがって、ローレット式の圧入嵌着構造として、軸方向に直線状に延びるすじ状凹凸部１２Ａのみからなるローレット１２を単に採用した場合には、一対のポールコア２を比較的小さい圧入力でシャフト１に圧入できる反面、圧入後の引き抜き等に耐える摩擦力を確保することが難しいという、問題点を抱えることになる。

本発明は、かかる問題点を解消すべく、シャフト１に対して一対のポールコア２を一軸方向から圧入組付けするという基本的な組付け構成でありながら、小型で大なる嵌着強度を発揮することが可能な嵌着手段を提供することにある。
かかる嵌着手段の根幹をなすのが、主として、シャフト１に設けるローレット構造を、一対のポールコア２との関係において独特な構造にすることであって、その代表的な一実施形態を次の実施例１にて説明する。

［実施例１］
本実施例の特徴は、ローレット１２を用いて、シャフト１と一対のポールコア２とを一軸方向から圧入組付けする基本構成として、シャフト１側のローレット構造と、一対のポールコア２側の軸孔構造とを工夫している点にあり、以下、図３〜５を参照しながら、その具体的な構成について詳説する。

回転子ＧＲは、図３に示すように、シャフト１と一対のポールコア２とを備えている。一対のポールコア２は、シャフト１に対して圧入方向Ｘの上流側および下流側にそれぞれ配置される２つの部品を構成するものであり、上流側のポールコア２ａが上流側部品をなし、下流側のポールコア２ｂが下流側部品をなしている。

各ポールコア２ａ、２ｂは、例えば軟鉄材を用いて冷鍛加工により製作されるもので、シャフト１に対して圧入に供される軸孔２４として、圧入前後で形態の異なる独特な構造を備えている。
軸孔２４は、圧入前の状態では図４に示すように、小径孔２５ａと大径孔２５ｂとからなる段付き孔２５として形成されている。小径孔２５ａの内径ｄ１はシャフト１の圧入側端部の外径（後述するｄ７）と実質的に同じくされ、大径孔２５ｂの内径ｄ２はシャフト１のローレット領域１１の外径（後述する主ローレット１５ｂ、１６ｂの外径ｄ４、ｄ６）より小さくされている。
そして、２つのポールコア２ａ，２ｂは、大径孔２５ｂ側同士で向かい合うようにして組合わされ（対にセットされ）、シャフト１に嵌着される。

シャフト１は、一対のポールコア２が圧入される外周面に、図５に示すごとき独特な構造のローレット領域１１を備えている。
このローレット領域１１は、上流側のポールコア２ａに対応する上流側ローレット領域１５と、下流側のポールコア２ｂに対応する下流側ローレット領域１６との２つの領域、および、当該両領域区画する環状溝１７を備えている。
一方の上流側ローレット領域１５は、前段側の第１ガイドローレット１５ａと、後段側の第１主ローレット１５ｂと、この両ローレット１５ａ、１５ｂ間を区画する環状溝１５ｃを有している。
他方の下流側ローレット領域１６は、前段側の第２ガイドローレット１６ａと、後段側の第２主ローレット１６ｂと、この両ローレット１６ａ、１６ｂ間を区画する環状溝１６ｃを有している。

なお、上記の各ローレットは、いずれも、軸方向に直線状に延びかつ周方向に環状に配列される複数のすじ状凹凸部１２Ａで形成されている。その断面形状の一例を示せば、図２（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、三角形状の山谷で構成される凹凸部１２Ａになっている。

しかして、上記した４箇所のローレットは、凹凸部１２Ａの凹凸（山谷）の高さ（外径＜山径＞ｄ３〜ｄ６もしくは谷径）や、その位相、軸方向長さ（Ｌ１、Ｌ２）等が、次のような特別な関係に設定されている｛図５（ｂ）参照｝。
（１）上流側および下流側の各ローレット領域１５、１６において、２種のローレットは、前段側である第１、第２のガイドローレット１５ａ、１６ａに対し、後段側である第１、第２の主ローレット１５ｂ、１６ｂの方が凹凸部１２Ａの凹凸（山谷）の高さを大きく（高く）してある（ｄ４＞ｄ３、ｄ６＞ｄ５）。そして、下流側ローレット領域１６の主ローレット１６ｂの外径が最大となっている（ｄ６＞ｄ４）が、同一（ｄ６＝ｄ４）であっても良い。
（２）上流側ローレット領域１５の後段側ローレット（第１主ローレット１５ｂ）と下流側ローレット領域１６の前段側ローレット（第２ガイドローレット１６ａ）との関係は、前者の方が凹凸部１２の高さを大きくしてある（ｄ４＞ｄ５＞ｄ３）。
（３）上流側ローレット領域１５の２つのローレット（第１ガイドローレット１５ａと第１主ローレット１５ｂ）と下流側ローレット領域１６の前段側ローレット（第２ガイドローレット１６ａ）との３つのローレットは、周方向の位相を互いに同じくしてある。
（４）そして、上記３つのローレットに対し、残余のローレット（下流側ローレット領域１６の後段側の第２主ローレット１６ｂ）は周方向の位相を異にしている（例えば、半ピッチずらしている。
（５）また、下流側ローレット領域１６の主ローレット１６ｂは、上流側ローレット領域１５の主ローレット１５ｂに比して軸方向長さが長くなっている（Ｌ２＞Ｌ１）。
（６）そして、下流側ローレット領域１６のガイドローレット１６ａは、最終的に両ポールコア２ａ、２ｂに跨るような位置に設けられている。

上記構成において、シャフト１とポールコア２との組付け過程を図６〜図８に基づいて説明する。
この組付け過程は、一対のポールコア２に対し一方向からシャフト１を圧入していく圧入工程である。かかる圧入工程を便宜上、シャフト１と上流側部品のポールコア２ａとの圧入組付け過程と、シャフト１と下流側部品のポールコア２ｂとの圧入組付け過程とに区分するとともに、前者の過程を「前工程段階」、後者の過程を「後工程段階」と呼称し、以下に詳説することとする。

○前工程段階
（イ）当該工程では、図４のごとく向かい合わせにセットされているー対のポールコア２（２ａ、２ｂ）の軸孔２４に対し、まず、図６（ａ）に示すように、下流側部品のポールコア２ｂ側からシャフト１の一端（フロント側端）を挿入していく。このシャフト１の挿入方向が、一軸方向であり、即ち圧入方向Ｘである。
これにより、シャフト１は、上流側ローレット領域１５が、当該下流側のポールコア２ｂの段付き孔２５を貫通した後に、上流側部品のポールコア２ａの段付き孔２５に挿入される。

（ロ）この挿入時に、上流側ローレット領域１５が、上流側部品のポールコア２ａに対し、段付き孔２５の内周面にローレット１２の断面形状を転写しながら孔径を拡径していくため、塑性変形による圧入が開始される。
ここで、上流側ローレット領域１５と段付き孔２５との寸法関係は、図６（ａ）にも示すように、前段のガイドローレット１５ａの外径ｄ３が、段付き孔２５の大径孔２５ｂの内径ｄ２より小さく、小径孔２５ａの内径ｄ１より大なる関係を有している（ｄ１＜ｄ３＜ｄ２）。
このため、ガイドローレット１５ａは、大径孔２５ｂを素通りし、小径孔２５ａのみに圧入される。このように、ガイドローレット１５ａが圧入される初期段階では、比較的小さな圧入力でシャフト１をポールコア２ａ内に挿し込むことができる。

（ハ）続いて、後段の主ローレット１５ｂが段付き孔２５に圧入される。この段階では、後段の主ローレット１５ｂの外径ｄ４が段付き孔２５の小径孔２５ａの内径ｄ１より大なる関係を有し（ｄ１＜ｄ４）、かつ、ガイドローレット１５ａの外径ｄ３よりも大なる関係を有している（ｄ３＜ｄ４）ため、主ローレット１５ｂが段付き孔２５の大径孔２５ｂにしっかりと食い込む。これにより、充分な圧入面積を確保し、上流側のポールコア２ａとシャフト１とを強固に嵌着できる。

（ニ）かくして、シャフト１と上流側のポールコア２ａとの圧入組付けが完了する｛図６（ｂ）参照｝。
なお、特に本実施例では、図６（ｂ）に示すように、上流側ローレット領域１５のガイドローレット１５ａが小径孔２５ａを貫通せず、壁２５ｃに衝当しており、当該領域１５の全体が上流側部品のポールコア２ａの段付き孔２５内に留まっている。

○後工程段階
（ホ）当該工程では、下流側部品のポールコア２ａの軸孔２４に対し、シャフト１の下流側ローレット領域１６が圧入されるが、当該下流側ローレット領域１６は、下流側部品のポールコア２ａに対し、上流側ローレット領域１５が貫通した後の段付き孔２５に挿入され始めることになる。
ここで、下流側ローレット領域１６は、前段のガイドローレット１６ａと後段の主ローレット１６ｂとで構成されており、特に、前段のガイドローレット１６ａが上流側ローレット領域１５と同位相になっている。このため、図７（ａ）に示すように、まず、前段のガイドローレット１６ａが上記前工程段階で通過した上流側ローレット領域１５の痕跡（ローレット１５ａ、１５ｂの通過孔である条痕）を辿ることになる。
したがって、前段のガイドローレット１６ａは、上記条痕と完全に噛み合いながら進入していくため、周方向にずれることはない。しかも、外径ｄ５が上流側ローレット領域１５の最大径ｄ４より小径であるため、圧入力も小さくて済む。
かくして、下流側部品のポールコア２ａを、シャフト１に対して、周方向にずらす（回動させる）ことなく、円滑に圧入開始することができる。

（へ）続いて、シャフト１は、図７（ｂ）に示すように、後段の主ローレット１６ｂが段付き孔２５に挿入される。ここで、後段の主ローレット１６ｂは、位相が本実施例では半ピッチ（すじ状凹凸部１２Ａの周方向幅の半分に相当する）分だけ異なっており、大径孔２５ｂの内径ｄ２より大なる外径ｄ６を有している。このため、後段の主ローレット１６ｂの山部と条痕の山部とが確実に衝当し、当該主ローレット１６ｂが大径孔２５ｂに圧入されていくことになる｛図５（ｃ）の右側参照｝。

（ト）この圧入時に、シャフト１と下流側部品のポールコア２ａとが相対的に周方向にずれる虞がある。
つまり、上述（へ）工程のごとく、後段の主ローレット１６ｂは条痕の山部と干渉しながら圧入されていくために、干渉の初めにおいて、シャフト１と下流側ポールコア２ｂとが相対的に回転して主ローレット１６ｂの山部が条痕の谷部に収容されてしまい、この状態で圧入が進行し、結果的に周方向にずれるというケースである。このずれにより、当然のことながら、シャフト１のポールコア２ｂに対する圧入力が不足し、シャフト１とポールコア２ｂとの間に所期の嵌着度を到底得ることができない。
これに対し、本実施例によれば、その前段の上記（ホ）工程において、ガイドローレット１６ａが、主ローレット１６ｂに先行して、同相のローレット条痕に沿って挿入され、周方向に同一軸位置に保持している。このため、位相のずれた下流側主ローレット１６ｂが大径孔２５ｂのローレット条痕と干渉しても、ガイドローレット１６ａによりシャフト１の回動を確実に規制することができる。したがって、主ローレット１６ｂを位相がずれたままの状態で大径孔２５ｂに圧入することができ、シャフト１とポールコア２ａとの間に強固な嵌着度を確保できる。

（チ）なお、ここで補説すると、上記工程での周方向規制効果により、シャフト１の軸心が曲がるシャフト振れ現象をも抑制することができる。
つまり、シャフト１はポールコアとの圧入時に発生する摩擦力等の影響を受けて軸心が曲がる現象が生じる虞があるが、下流側ローレット領域１６のガイドローレット１６ａが下流側ポールコア２ｂの条痕に噛み合うことで、上記現象を抑制できる。特に、ガイドローレット１６ａの外径ｄ５は上流側のガイドローレット１５ａの外径ｄ３より大きく設定しており（ｄ５＞ｄ３）、ガイドローレット１６ａが上流側ポールコア２ａに跨ってその大径孔２５ｂの条痕にも噛み合うことで、より一層上記現象を抑制できる。

（リ）かくして、シャフト１と下流側部品のポールコア２ａとの圧入組付けも完了し、シャフト１と一対のポールコア２との全ての一軸方向組付けが終了し、図８に示すごとき完成品が得られる。

上記組付け構成を採用する本実施例によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）シャフト１には、圧入配置される一対のポールコア２ａ、２ｂ（２つの部品）のそれぞれのローレット領域１５、１６に、ガイドローレット１５ａ、１６ａと主ローレット１５ｂ、１６ｂとの２種類のローレットを設けているため、前段側のガイドローレット１５ａ、１６ａで圧入力を緩和し、後段側の主ローレット１５ｂ、１６ｂで嵌着度を高めて、各ポールコア２ａ、２ｂごとに強固な嵌着強度を確保することができる。

（２）特に、上流側ローレット領域１５を構成するガイドローレット１５ａおよび主ローレット１５ｂと下流側ローレット領域１６の前段側であるガイドローレット１６ａとの周方向の位相を同じくしているため、上流側部品であるポールコア２ａに続いて下流側部品であるポールコア２ｂを圧入する際に、上流側ローレット領域１５の後段側の主ローレット１５ｂから下流側ローレット領域１６の前段側のガイドローレット１６ａへと同位相で円滑に圧入していくことができ、上流側のポールコア２ａと下流側のポールコア２ｂとが周方向にずれるという不具合を生じることがない。
しかも、下流側ローレット領域１６の前段側のガイドローレット１６ａは、上流側ローレット領域１５の痕跡（条痕）を辿って圧入していくため、圧入力を緩和できる。

（３）さらに、下流側ローレット領域１６では、前段側のガイドローレット１６ａと後段側の主ローレット１６ｂとの周方向の位相を異ならせているため、下流側のポールコア２ｂに対して、ガイドローレット１６ａにより確実に同一軸上にガイドしながら、位相の異なる主ローレット１６ｂを下流側の当該ポールコア２ｂの軸孔２４（段付き孔２５）に対して痕跡（条痕）からずれた山部分に確実に圧入していくことができる。したがって、シャフト１と２つのポールコア２ａ、２ｂとの間に、一方向組付けでありながら、大なる嵌着強度を得ることができる。
（４）上記の周方向規制効果により、シャフト１の軸心が曲がるシャフト振れ現象をも抑制することができる。
（５）また、上記（３）項のごとく、圧入箇所を周方向に異ならせているため、同位相で設ける場合に比し、下流側の主ローレット１６ｂの外径ｄ６を小さくして、その分ポールコア２ｂの有効断面積を増大でき、回転子ＧＲの小型化に貢献できる。

（６）また、図６（ｂ）に示すように、上流側ローレット領域１５において、ガイドローレット１５ａが小径孔２５ａを貫通せず、壁２５ｃに衝当させて当該領域１５の全体が上流側のポールコア２ａの段付き孔２５内に留まらせる（以下、寸止め構造と呼ぶ。）ことにより、シャフト１の圧入後にシャフト１が圧入方向Ｘに抜けるのを確実に防ぐことができる。
（７）また、下流側ローレット領域１６の主ローレット１６ｂの軸方向長Ｌ２を上流側ローレット領域１５の主ローレット１５ｂの軸方向長Ｌ１より長くしているため、上記の寸止め構造により上流側ローレット領域１５の有効圧入面積が不足する場合にも、２つのポールコア２ａ、２ｂのトータルとしての有効圧入面積を充分確保することができ、反圧入方向Ｘの抜けに耐える力も充分に確保できる。

（８）シャフト１の外周面には、上流側ローレット領域１５と下流側ローレット領域１６との間、および、当該各ローレット領域１５、１６におけるガイドローレット１５ａと主ローレット１５ｂ、１６ｂとの間に、それぞれ環状溝１７、および環状溝１５ｃ、１６ｃを形成しているため、直前のローレット通過により軸方向に生じる塑性変形分を直後の各環状溝に収容させて、シャフト１の圧入に支障を来たすのを防ぐことができる。

［実施例２］
次に、本発明の適用例の別の実施形態である実施例２について、上記実施例１との相違点を中心に図９に基づいて説明する。
この実施例２における回転子ＧＲの特徴は、（ａ）上流側ローレット領域１５において、ガイドローレット１５ａが小径孔２５ａを貫通している点、（ｂ）上流側および下流側の各ローレット領域１５、１６において、ガイドローレット１５ａ、１６ａと主ローレット１５ｂ、１６ｂとを直結している（環状溝を設けていない）点、（ｃ）下流側ローレット領域１６において、ガイドローレット１６ａが上流側のポールコア２ｂに跨ることなく下流側のポールコア２ｂのみに圧入されている点の３点にある。

上記構成によれば、上記相違点ごとに次のような作用効果が奏せられる。
・相違点（ａ）により、上流側ローレット領域１５の主ローレット１５ｂの軸方向長Ｌ１をより長くして、上流側ローレット領域１５の有効圧入面積を増大することができる。
・相違点（ｂ）により、シャフト１のローレット領域１１全体の軸方向長を短縮することができるため、一対のポールコア２の軸方向長が短い小型の回転子ＧＲに有用できる。
・相違点（ｃ）によっても、下流側ローレット領域１６のガイドローレット１６ａを下流側のポールコア２ｂの条痕に確実に噛み合わせることで、回動規制、心振れ抑制を図ることができる。

〔他の実施形態；変形例〕
以上、本発明を２つの実施例について詳述してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、他の実施形態としてその変形例を例示する。

（１）上記の各実施例において、４つのローレット関係は、ガイドローレットと主ローレットとの主従関係、下流側主ローレットのみの位相変位関係を充足する限りにおいては軸方向長・凹凸（山谷）部の断面形状、山谷の数・高さ等を目的に応じて種々変更できる。
なお、下流側主ローレットの位相変位関係についても、半ピッチ（すじ状凹凸部１２Ａの周方向幅の半分に相当する）に何ら限定されるものではなく、すじ状凹凸部１２Ａの周方向幅の半分より大もしくは小のピッチ変位を採用しても、同様の効果を期待できることは勿論である。
（２）また、軸孔２４は、段付き孔２５にしなくても、内径が同一の単なる貫通穴でも良い。ただし、実施例１のごとく、段付き孔２５にした場合、内周面の切削加工や端面加工を大径孔２５ｂにした分だけ省略できるため、素材減と相まってコスト低減が図れ、かつ、シャフト１抜け防止の壁２５ｃを簡単に形成することができる。
（３）また、上流側ローレット領域１５の後段側ローレット（第１主ローレット１５ｂ）と下流側ローレット領域１６の前段側ローレット（第２ガイドローレット１６ａ）との関係は、実質的に同一径（ｄ４＝ｄ５）であっても同様の効果が得られる。

（４）また、上流側ローレット領域１５および下流側ローレット領域１６に設けられる４つのローレット１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂは、いずれも、凹凸部１２Ａの凹凸高さを軸方向の全長にわたって一様にしているが、すじ状凹凸部１２Ａの凹凸高さが上流側から下流側にかけて大きくなる、いわゆるテーパ状を呈する形態を採用することもできる。
これにより、ローレット山が部品軸孔に最初に干渉する領域が小さく、部材同士の衝突による衝撃の影響も小さい領域で済むため、むしれ、バリの発生量を小さくすることができ、以降の圧入においても、テーパ斜面によって徐々に嵌合代が高まり、変形速度が安定するため、同様にバリ等の抑制作用を期待できる。なお、テーパ状の形態を採用するローレットも、４つのローレット１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂから適宜選択することができる。

以上の実施形態では、本発明を車両用交流発電機（オルタネータ）に適用した場合について説明したが、車両用以外の交流発電機には勿論のこと、ローレット嵌着方式でありながら２つの部品を回転軸に対して一軸方向から圧入するという、圧入組付け構成を採用するすべての回転電機に適用し、同様の作用効果を奏することができる。
また、特許文献１のごとき、回転軸に嵌着する部品として、ロータコア（電機子コア）と整流子との２つの部品を備える電動機であっても、かかる両部品を回転軸に対し一方向から組付ける嵌合技術として、本発明を有用できる。

以上詳述してきた本発明の特徴点および特記すべき作用効果を、特許請求の範囲において従属項として記載した各手段にしたがって要約列挙すれば、次の通りである。

（特徴点１＝請求項２の手段）
請求項１に記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
３つのローレット（１５ａ、１５ｂ、１６ａ）と、残余の第２主ローレット（１６ｂ）とは、周方向の位相として、すじ状凹凸部（１２Ａ）の周方向幅の半分に相当する半ピッチ分だけ異にしていることを特徴とする（実施例１、２参照）。
上記手段によれば、後段の主ローレット（１６ｂ）の山部と条痕の山部とが確実に衝当し、当該主ローレット（１６ｂ）を大径孔２５ｂに対してしっかりと圧入することができる。

（特徴点２＝請求項３の手段）
請求項１または２に記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
上流側、下流側ローレット領域（１５、１６）における第１、第２ガイドローレット（１５ａ、１６ａ）と第１、第２主ローレット（１５ｂ、１６ｂ）とは、第１、第２主ローレットの方が、第１、第２ガイドローレットに比して、すじ状凹凸部（１２）の凹凸高さが大きい関係にあることを特徴とする（実施例１、２参照）。
上記手段によれば、第１、第２ガイドローレット（１５ａ、１６ａ）で圧入力を軽減しながら第１、第２主ローレット（１５ｂ、１６ｂ）で２つの部品（２ａ、２ｂ）と回転軸（１）とを確実かつ強固に嵌着することができる。

（特徴点３＝請求項４の手段）
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
第１主ローレット（１５ｂ）と、第２ガイドローレット（１６ａ）とは、後者の第２ガイドローレット（１６ａ）の方が、前者の第１主ローレット（１５ｂ）に比して、すじ状凹凸部（１２）の凹凸高さが同等以下の関係にあることを特徴とする（実施例１、２、変形例３参照）。
上記手段によれば、下流側部品（２ｂ）に対し、圧入力を高めることなく、円滑に下流側の第２主ローレット（１６ｂ）を誘導できる。

（特徴点４＝請求項５の手段）
請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
上流側部品（２ａ）は、軸孔（２４）として、下流側部品（２ｂ）とは反対側が小径で第１ガイドローレット（１５ａ）を貫通させない段付孔（２５）を有していることを特徴とする（実施例１参照）。
上記手段によれば、段付孔（２５）の小径部分をストッパ（壁部２５ｃ）として活用でき、回転軸（１）が圧入方向（Ｘ）に抜けるのを防ぐことができる。

（特徴点５＝請求項６の手段）
請求項４に記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
第２主ローレット（１６ｂ）は、第１主ローレット（１５ｂ）に比して軸方向長さが長いことを特徴とする（実施例１参照）。
上記手段によれば、第１主ローレット（１５ｂ）側の嵌着力を、第２主ローレット（１６ｂ）側で補強することができ、回転軸（１）の圧入方向（Ｘ）とは反対側への抜け防止を増強できる。

（特徴点６＝請求項７の手段）
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
回転軸（１）の外周面には、上流側ローレット領域（１５）と下流側ローレット領域（１６）との間、および、各ローレット領域におけるガイドローレット（１５ａ、１６ａ）と主ローレット（１５ｂ、１６ｂ）との間に、それぞれ環状溝（１７、１５ｃ、１６ｃ）が形成されていることを特徴とする（実施例１参照）。
上記手段によれば、直前のローレット通過により軸方向に生じる塑性変形分を直後の各環状溝に収容させて、回転軸（１）の圧入に支障を来たすのを防ぐことができる。

（特徴点７＝請求項８の手段）
請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
下流側ローレット領域（１６）は、第２ガイドローレット（１６ａ）が、上流側部品（２ａ）と下流側部品（２ｂ）との２つの部品に跨って設けられていることを特徴とする（実施例１参照）。
上記手段によれば、回転軸（１）に対する回動規制、心振れ抑制を良好に図ることができる。

（特徴点８＝請求項９の手段）
請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）において、
上流側ローレット領域（１５）および下流側ローレット領域（１６）に設けられる４つのローレット（１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ）のうち、少なくとも１つは、すじ状凹凸部（１２Ａ）の凹凸高さが上流側から下流側にかけて大きくなるテーパ状を呈していることを特徴とする（変形例４参照）。
上記手段によれば、ローレットの圧入初期における軸孔との干渉を小さくし、テーパ斜面によって徐々に嵌合代を高めることができるため、円滑な圧入を期待できる。

１…シャフト（回転軸）、２…一対のポールコア（２つの部品）、２ａ…上流側のポールコア（上流側部品）、２ｂ…下流側のポールコア（下流側部品）、１１…ローレット領域、１２…ローレット、１２Ａ…すじ状凹凸部、１５…上流側ローレット領域、１５ａ…第１ガイドローレット、１５ｂ…第１主ローレット、１６…下流側ローレット領域、１６ａ…第２ガイドローレット、１６ｂ…第２主ローレット、Ｇ…車両用交流発電機（回転電機）、ＧＲ…回転子、Ｘ…圧入方向。

Claims (9)

1. 回転軸（１）に対して圧入により嵌着される軸孔（２４）を有する２つの部品（２、２ａ、２ｂ）を備えている回転電機（Ｇ）の回転子（ＧＲ）であって、
   前記回転軸の一軸方向を圧入方向（Ｘ）と呼び、前記２つの部品のうち、前記圧入方向に対して上流側に配置される一方の部品を上流側部品（２ａ）、下流側に配置される他方の部品を下流側部品（２ｂ）とそれぞれ呼ぶとき、
   前記回転軸の外周面には、前記上流側部品に対応する上流側ローレット領域（１１、１５）と、前記下流側部品に対応する下流側ローレット領域（１１、１６）とが設けられており、
   前記上流側ローレット領域は、前段側の第１ガイドローレット（１５ａ）と後段側の第１主ローレット（１５ｂ）とを有し、前記下流側ローレット領域は、前段側の第２ガイドローレット（１６ａ）と後段側の第２主ローレット（１６ｂ）とを有していて、前記の各ローレットが、軸方向に直線状に延びかつ周方向に環状に配列される複数のすじ状凹凸部（１２Ａ）で形成されており、
   前記第１ガイドローレットと前記第１主ローレットと前記第２ガイドローレットとの３つのローレットは、周方向の位相を互いに同じくしているとともに、残余の前記第２主ローレットとは周方向の位相を異にしていることを特徴とする回転電機の回転子。
2. 請求項１に記載の回転電機の回転子において、
   前記３つのローレットと、残余の前記第２主ローレットとは、前記周方向の位相として、前記すじ状凹凸部の周方向幅の半分に相当する半ピッチ分だけ異にしていることを特徴とする回転電機の回転子。
3. 請求項１または２に記載の回転電機の回転子において、
   前記上流側ローレット領域および下流側ローレット領域は、前記第１、第２ガイドローレットと、前記第１、第２主ローレットとの前記すじ状凹凸部の凹凸高さが異なっており、後者の第１、第２主ローレットの方が、前者の第１、第２ガイドローレットに比して、前記すじ状凹凸部の凹凸高さが大きい関係にあることを特徴とする回転電機の回転子。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機の回転子において、
   前記第１主ローレットと、前記第２ガイドローレットとは、後者の第２ガイドローレットの方が、前者の第１主ローレットに比して、前記すじ状凹凸部の凹凸高さが同等以下の関係にあることを特徴とする回転電機の回転子。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機の回転子において、
   前記上流側部品は、前記軸孔として、前記下流側部品とは反対側が小径で前記第１ガイドローレットを貫通させない段付き孔（２５）を有していることを特徴とする回転電機の回転子。
6. 請求項５に記載の回転電機の回転子において、
   前記第２主ローレットは、前記第１主ローレットに比して軸方向長さが長いことを特徴とする回転電機の回転子。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転電機の回転子において、
   前記回転軸の外周面には、前記上流側ローレット領域と前記下流側ローレット領域との間、および、当該各ローレット領域における前記第１、第２ガイドローレットと前記第１、第２主ローレットとの間に、それぞれ環状溝（１７、１５ｃ、１６ｃ）が形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機の回転子において、
   前記下流側ローレット領域は、前記第２ガイドローレットが、前記上流側部品と前記下流側部品との２つの部品に跨って設けられていることを特徴とする回転電機の回転子。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の回転電機の回転子において、
   前記上流側ローレット領域および前記下流側ローレット領域に設けられる４つのローレットのうち、少なくとも１つは、前記すじ状凹凸部の凹凸高さが上流側から下流側にかけて大きくなるテーパ状を呈していることを特徴とする回転電機の回転子。
   

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