JP7167805B2 - ロータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータの製造方法に関する。

従来、ロータコアの内周面にシャフトが固定されるロータの製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、パイプ構造を有した中空形状の回転軸と、内周面に回転軸が固定された積層鉄心とを備えるモータ用ロータの製造方法が開示されている。この製造方法では、積層鉄心の径方向の内側に、回転軸が配置される。また、積層鉄心の軸方向の端面から軸方向に隙間を隔てて離れた位置に、ハイドロフォーミング成形機の成形型が配置される。そして、この成形型に回転軸が固定される。これにより、積層鉄心と成形型とに亘って配置された回転軸のうちの一部が外部に露出された状態になる。そして、ハイドロフォーミング法によって、回転軸の積層鉄心に対応する部分が膨張（塑性変形）されることにより、回転軸が積層鉄心に対して固定される。また、回転軸の内部全体に液体が注入されて回転軸の内部の内圧が高められることによって、回転軸のうちの外部に露出された部分が積層鉄心の内径より膨張して、抜止部が形成される。その後、回転軸のうちの積層鉄心に対応する部分よりも軸方向の外側の部分に、ベアリングが配置される。

特開２００１－２６８８５８号公報

ここで、モータ用ロータでは、一般的に、積層鉄心に対して、ベアリングを軸方向に精度良く配置する必要がある。言い換えると、積層鉄心とベアリングとの軸方向の相対位置は、ハイドロフォーミングを行う際に、極力変化しないことが望ましい。しかしながら、上記特許文献１に記載のモータ用ロータの製造方法では、ハイドロフォーミングを行うために、積層鉄心の軸方向の端面から軸方向に隙間を隔てて離れた位置に、成形型が配置される。このため、この成形型の軸方向の位置と、積層鉄心の軸方向の位置とは、互いに固定されておらず、ハイドロフォーミングを行う際に、積層鉄心が成形型に対して軸方向に移動した場合、積層鉄心と成形型との相対位置が変化する場合があると考えられる。この場合、回転軸における積層鉄心の固定位置および抜止部の固定位置が変化して、積層鉄心とベアリングとの相対位置が変化してしまうと考えられる。この結果、上記特許文献１に記載のモータ用ロータでは、回転軸に対してハイドロフォーミングを行う場合に、ハイドロフォーミングを行った回転軸に対してベアリング（シャフトに配置される部材）を配置する際に、積層鉄心（ロータコア）に対して軸方向に精度良く、ベアリング（シャフトに配置される部材）を配置することが容易ではないという問題点があると考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、シャフトにハイドロフォーミングを行う場合にも、シャフトに配置される部材を、ロータコアに対して軸方向に精度良く配置することが可能なロータの製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるロータの製造方法は、シャフト挿入孔を有する環状のロータコアのシャフト挿入孔の内周面に、円筒形状を有するシャフトが固定される、ロータの製造方法であって、シャフトの径方向外側に位置するとともに、シャフトの軸方向に交差する段差面が形成された、シャフトを準備する工程と、ロータコアの軸方向の一方側の端面と、型部の第１位置決め面とが軸方向に接触するように、ロータコアを型部に配置する工程と、シャフトを準備する工程の後に、第１位置決め面の軸方向の位置と異なる軸方向の位置において、第１位置決め面と軸方向の相対位置が固定された型部の第２位置決め面と、段差面とが軸方向に接触するように、シャフトを型部に配置する工程と、ロータコアの端面と第１位置決め面とが当接した状態で、かつ、段差面と第２位置決め面とが当接した状態で、シャフトの内部に流体を充填させるとともに流体による内圧によってシャフトを膨張させることにより、シャフト挿入孔の内周面に、シャフトの一部を圧接させるハイドロフォーミングによって、シャフトをロータコアに固定する工程と、を備える。

この発明の一の局面におけるロータの製造方法では、上記のように、型部において、第１位置決め面と第２位置決め面との軸方向の相対位置を固定する。そして、本発明では、型部の第２位置決め面と段差面とが軸方向に接触するように、シャフトを型部に配置する工程を設ける。さらに、本発明では、ロータコアの端面と第１位置決め面とが当接した状態で、かつ、段差面と第２位置決め面とが当接した状態で、ハイドロフォーミングによって、シャフトをロータコアに固定する工程を設ける。これにより、互いに軸方向の相対位置が固定された第１位置決め面および第２位置決め面のうちの、第１位置決め面にロータコアの端面が当接した状態で、かつ、第２位置決め面にシャフトの段差面が当接した状態で、ハイドロフォーミングを行うことができる。このため、ロータコアの端面とシャフトの段差面との相対位置が変化するのを防止することができる。そして、シャフトの段差面には、部材（たとえば、軸受部材など）を配置することができる。この結果、シャフトにハイドロフォーミングを行う場合にも、シャフトに配置される部材を、ロータコアに対して軸方向に精度良く配置することができる。

本発明によれば、上記のように、シャフトにハイドロフォーミングを行う場合にも、シャフトに配置される部材を、ロータコアに対して軸方向に精度良く配置することができる。

一実施形態によるロータの軸方向に沿った断面図である。 一実施形態によるロータの構成を示す平面図である。 一実施形態によるロータの製造工程を示すフロー図である。 一実施形態によるロータコアの平面図である。 一実施形態によるシャフトを形成する工程を説明するための断面図であり、図５（Ａ）は、加工後のシャフトの状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、加工前のシャフト（パイプ部材）の状態を示す図である。 一実施形態によるロータコアを下型に配置する工程を説明するための図である。 一実施形態によるシャフトを孔部に配置する工程を説明するための図である。 一実施形態によるシャフトを下型に配置する工程を説明するための図である。 一実施形態によるシャフトをロータコアに固定する工程を説明するための図である。 一実施形態の第１変形例によるロータおよびロータの製造装置の構成を示す図である。 一実施形態の第２変形例によるロータおよびロータの製造装置の構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［本実施形態のロータの構造］
図１および図２を参照して、本実施形態によるロータ１００の構造について説明する。なお、ロータ１００は、図示しないステータと組み合わせられることにより、回転電機を構成する。

本願明細書では、「軸方向および回転軸線方向」とは、ロータ１００の回転軸線（符号Ｃ１）（Ｚ１方向、Ｚ２方向）に沿った方向（図１参照）を意味する。また、「上方」とは、Ｚ１方向を意味し、「下方」とは、Ｚ２方向を意味する。また、「径方向内側」とは、ロータ１００の回転軸線Ｃ１に向かう方向（Ｒ１方向）を意味する。また、「径方向外側」とは、ロータ１００の外側に向かう方向（Ｒ２方向）を意味する。また、「周方向」とは、図２に示すように、ロータ１００の周方向（Ａ１方向、Ａ２方向）を意味する。

図１に示すように、ロータ１００は、ロータコア１０と、シャフト２０と、軸受部材３１および３２とを備える。ロータコア１０は、孔部１１ａを有する複数の電磁鋼板１１が軸方向に沿って積層されることにより形成されている。たとえば、電磁鋼板１１は、珪素鋼板により構成されている。また、ロータコア１０は、中心軸が回転軸線Ｃ１と一致する円筒形状を有する。また、ロータコア１０（孔部１１ａ）の内周面１２は、軸方向に沿って略面一状に形成されている。また、ロータコア１０の外周面１３は、軸方向に沿って略面一状に形成されている。なお、孔部１１ａは、特許請求の範囲の「シャフト挿入孔」の一例である。

シャフト２０は、中心軸が回転軸線Ｃ１と一致する円筒形状を有する。たとえば、シャフト２０は、炭素鋼により構成されている。また、シャフト２０は、ロータコア１０の内周面１２に固定されている。そして、シャフト２０は、第１部分４０と、第２部分５０と、第３部分６０とを含む。また、第１部分４０と、第２部分５０と、第３部分６０とは、それぞれ、円筒形状を有する。たとえば、第１部分４０と、第２部分５０と、第３部分６０とは共に、内径Ｄ１を有する。すなわち、第１部分４０の内周面４２、第２部分５０の内周面５２と、第３部分６０の内周面６２とは、Ｚ方向に互いに略面一に形成されている。

第１部分４０は、シャフト２０のうちの軸方向の中央部において、ロータコア１０の内周面１２に配置される部分である。詳細には、第１部分４０の外周面４１と、ロータコア１０の内周面１２とが当接している。本実施形態では、第１部分４０は、孔部１１ａの内周面１２に、ハイドロフォーミングを用いて、圧接されている。また、第１部分４０の外径は、Ｄ１１であり、厚みは、ｔ１である。

第２部分５０は、シャフト２０のうちの第１部分４０よりもＺ１方向側の部分である。また、第３部分６０は、シャフト２０のうちの第１部分４０よりもＺ２方向側の部分である。そして、第２部分５０は、軸受部材３１が配置される部分である。また、第３部分６０は、軸受部材３２が配置される部分である。

そして、第２部分５０および第３部分６０の外径は共に、Ｄ１２であり、厚みは共に、ｔ２である。ここで、外径Ｄ１２は、第１部分４０の外径Ｄ１１よりも小さい。また、厚みｔ２は、第１部分４０の厚みｔ１よりも小さい。

また、第１部分４０の外周面４１と第２部分５０の外周面５１との間に、段差部７１が形成されている。詳細には、段差部７１は、第１部分４０の外周面４１から第２部分５０の外周面５１に向かって、径方向内側に窪む形状を有する。そして、段差部７１は、軸方向に直交する方向に平行な段差面７１ａを含む。段差面７１ａは、図２に示すように、Ｚ１方向を向く（Ｚ１方向側が表面となる）ように形成されている。

また、第１部分４０の外周面４１と第３部分６０の外周面６１との間に段差部７２が形成されている。また、段差部７２は、第１部分４０の外周面４１から第３部分６０の外周面６１に向かって、径方向内側に窪む形状を有する。そして、段差部７２は、軸方向に直交する方向に平行な段差面７２ａを含む。また、段差面７２ａは、Ｚ２方向側を向くように形成されている。

そして、軸受部材３１は、第２部分５０の外周面５１を径方向外側から周方向に取り囲むとともに、段差部７１の段差面７１ａに接触するように配置されている。また、軸受部材３２は、第３部分６０の外周面６１を径方向外側から周方向に取り囲むとともに、段差部７２の段差面７２ａに接触するように配置されている。そして、軸受部材３１および３２は、シャフト２０およびロータコア１０を回転軸線Ｃ１中心に回転可能に支持している。

また、段差面７１ａは、ロータコア１０のＺ１方向側の端面１４から軸方向に間隔を隔てて配置されている。たとえば、段差面７１ａと端面１４との軸方向の距離は、Ｄ２１である。すなわち、軸受部材３１と端面１４との軸方向の距離は、Ｄ２１である。また、段差面７２ａは、ロータコア１０のＺ２方向側の端面１５から軸方向に間隔を隔てて配置されている。たとえば、段差面７２ａと端面１５との軸方向の距離は、Ｄ２２である。すなわち、軸受部材３２と端面１５との軸方向の距離は、Ｄ２２である。なお、端面１５は、特許請求の範囲の「ロータコアの軸方向の一方側の端面」および「ロータコアの下方側の端面」の一例である。

［本実施形態のロータの製造方法］
次に、図３～図９を参照して、本実施形態によるロータ１００の製造方法を説明する。図３には、ロータ１００の製造工程のフローチャートが示されている。

まず、ステップＳ１において、ロータコア１０が準備（形成）される。具体的には、順送プレス加工装置（図示せず）内において、帯状の電磁鋼板から、図４に示すように、孔部１１ａを有する複数の円環状の電磁鋼板１１が打ち抜かれ、複数の電磁鋼板１１が回転軸線方向に沿って積層される。これにより、環状（円筒形状）を有するロータコア１０が形成される。また、本実施形態では、互いに同一の複数の電磁鋼板１１が積層されており、孔部１１ａの内周面１２が、回転軸線方向に沿って面一になる形状を有するように、ロータコア１０が形成される。

ステップＳ２において、シャフト２０が準備される。具体的には、図５（Ａ）に示すように、シャフト２０の径方向外側に位置するとともに、シャフト２０の軸方向に交差する段差面７１ａおよび７２ａが形成された、シャフト２０が準備される。詳細には、外径Ｄ３１を有する第１部分４０と、第１部分４０よりもＺ１方向側に設けられた外径Ｄ１２を有する第２部分５０と、第１部分４０よりもＺ２方向側に設けられた外径Ｄ１２を有する第３部分６０と、を含むシャフト２０が形成される。

たとえば、図５（Ｂ）に示すように、外径Ｄ３１および厚みｔ１を有するパイプ部材２０ａが準備される。そして、このパイプ部材２０ａの第２部分５０の外周面５１に対応する部分および第３部分６０の外周面６１に対応する部分が切削されることにより、外径Ｄ１２および厚みｔ２を有する第２部分５０および外径Ｄ１２および厚みｔ２を有する第３部分６０が形成される。また、第１部分４０の外周面４１と第２部分５０の外周面５１との間に、段差面７１ａを有する段差部７１が形成される。また、第１部分４０の外周面４１と第３部分６０の外周面６１との間に、段差面７２ａを有する段差部７２が形成される。

そして、本実施形態では、段差面７１ａは、第１部分４０の外周面４１と第２部分５０の外周面５１とを接続するとともに、Ｚ方向に直交する面として形成される。また、段差面７１ａは、Ｚ１方向を向く面として形成される。また、段差面７２ａは、第１部分４０の外周面４１と第３部分６０の外周面６１とを接続するとともに、Ｚ方向に直交する面として形成される。また、段差面７２ａは、Ｚ２方向を向く面として形成される。すなわち、段差面７１ａは、第２部分５０の外周面５１と略直交するように形成される。また、段差面７２ａは、第３部分６０の外周面６１と略直交するように形成される。

ステップＳ３において、ロータコア１０がハイドロフォーミング成形機２００の下型２１０に配置される。具体的には、まず、図６に示すように、上方の面である第１面２１１と上方の面である第２面２１２とを有する下型２１０が準備される。また、下型２１０の径方向内側には、後述するリフター２２０が配置される孔部２１３が設けられている。なお、下型２１０は、特許請求の範囲の「型部」の一例である。また、第１面２１１は、特許請求の範囲の「第１位置決め面」の一例である。また、第２面２１２は、特許請求の範囲の「第２位置決め面」の一例である。

本実施形態では、第１面２１１と、第１面２１１の軸方向の位置Ｐ１と異なる軸方向の位置Ｐ２において、第１面２１１と軸方向の相対位置が固定された第２面２１２とを有する下型２１０が準備される。詳細には、第１面２１１は、下型２１０において、第２面２１２よりも上方側の部分に形成されている。たとえば、第１面２１１と第２面２１２との軸方向の距離は、ロータコア１０の端面１５と軸受部材３２との軸方向の距離Ｄ２２と略同一に設定されている。また、第２面２１２は、第１面２１１よりも径方向内側に形成されている。また、下型２１０は、第１面２１１を有する部分２１０ａと、第２面２１２を有する部分２１０ｂとが、単一の部材（型部材）により一体的に形成されている。

そして、ロータコア１０のＺ２方向側の端面１５と、下型２１０の上方の面である第１面２１１とが軸方向に接触するように、ロータコア１０が下型２１０に配置される。詳細には、円環状の複数の電磁鋼板１１が積層された状態のロータコア１０が第１面２１１に載置される。

ステップＳ４において、シャフト２０がリフター２２０に配置される。詳細には、図６に示すように、下型２１０の径方向内側の孔部２１３に配置された円柱状のリフター２２０が準備される。そして、シャフト２０の下方側の端面２１が、リフター２２０の上方の面２２１に接触するように、シャフト２０がリフター２２０に載置される。また、リフター２２０は、下型２１０とは別個に、上下方向に移動可能に構成されている。たとえば、リフター２２０の面２２１の軸方向の位置Ｐ３が、下型２１０の第２面２１２の軸方向の位置Ｐ２よりも上方に位置する状態で、シャフト２０がリフター２２０の面２２１に載置される。

ステップＳ５において、シャフト２０に押さえ部材２３０が配置される。詳細には、図６に示すように、径方向内側に後述するパンチ部材２４０が配置される孔部２３１が設けられており、パンチ部材２４０と別個に上下方向に移動可能に構成された押さえ部材２３０が配置される。ここで、押さえ部材２３０は、ハイドロフォーミングを行う際に、上型として機能する。また、押さえ部材２３０には、第３面２３２と、第４面２３３とが設けられている。第３面２３２が設けられている軸方向の位置Ｐ４は、第４面２３３が設けられている軸方向の位置Ｐ５よりも上方である。また、第３面２３２は、第４面２３３よりも径方向内側に設けられている。

図７に示すように、シャフト２０の段差面７１ａと、押さえ部材２３０の第３面２３２とが軸方向に接触するように、押さえ部材２３０がシャフト２０の上方に配置される。詳細には、段差面７１ａと第３面２３２とは、面接触する。これにより、下型２１０と押さえ部材２３０とにより、シャフト２０が軸方向に挟まれた（保持された）状態になる。

ステップＳ６において、シャフト２０が下型２１０に配置される。また、シャフト２０がロータコア１０の孔部１１ａに配置される。具体的には、図７に示すように、下型２１０と押さえ部材２３０とにより、シャフト２０が軸方向に挟まれた（保持された）状態で、図９に示すように、リフター２２０および押さえ部材２３０が共に下方に移動される。これにより、シャフト２０が下型２１０に配置される。詳細には、下型２１０の第２面２１２と段差面７２ａとが接触するように（接触するまで）、リフター２２０および押さえ部材２３０が下方に移動され、シャフト２０が下型２１０に配置される。

また、本実施形態では、シャフト２０の端面２１と下型２１０とが接触しない状態で、かつ、段差面７２ａに下型２１０の第２面２１２が接触した状態で、シャフト２０が下型２１０に配置される。すなわち、シャフト２０の第３部分６０は、下型２１０よりも径方向内側に配置される。これにより、下型２１０の第１面２１１によってロータコア１０の端面１４が軸方向の位置Ｐ１に位置決めされた状態となり、かつ、下型２１０の第２面２１２によってシャフト２０の段差面７２ａが軸方向の位置Ｐ２に位置決めされた状態となる。言い換えると、下型２１０の第１面２１１よりもＺ２方向側に設けられた第２面２１２と、段差面７２ａとが接触するように、シャフト２０が下型２１０に配置される。詳細には、段差面７２ａと第２面２１２とは、面接触する。

ステップＳ７において、シャフト２０にパンチ部材２４０が配置される。具体的には、図８に示すように、シャフト２０よりも上方側で、かつ、押さえ部材２３０の径方向内側に、パンチ部材２４０が配置される。そして、図９に示すように、シャフト２０のＺ１方向側の端面２２が、パンチ部材２４０の下面２４１に当接される。

ステップＳ８において、シャフト２０がロータコア１０に固定される。具体的には、ハイドロフォーミングによって、シャフト２０がロータコア１０に固定される。本実施形態では、パンチ部材２４０によりシャフト２０の上方側の端面２２が押圧されるとともに、リフター２２０により端面２２が押圧されることによりシャフト２０の内部が密閉された状態となる。また、ロータコア１０の端面１５と第１面２１１とが当接した状態で、かつ、段差面７２ａと第２面２１２とが当接した状態となる。また、ロータコア１０の端面１５と第１面２１１とが面接触した状態で、かつ、段差面７２ａと第２面２１２とが面接触した状態となる。この状態で、ハイドロフォーミングによって、シャフト２０がロータコア１０に固定される。

ここで、リフター２２０とパンチ部材２４０とは、ハイドロフォーミングを行う際のシール型として機能する。具体的には、パンチ部材２４０によりシャフト２０の上方側の端面２２が押圧されるとともに、リフター２２０によりシャフト２０の下方側の端面２１が押圧されることによりシャフト２０の内部が密閉される。

そして、ハイドロフォーミング成形機２００により、シャフト２０の内部（内周面４２、５２および６２側）に流体Ｌが注入され、シャフト２０の内部が加圧される。そして、シャフト２０の内圧Ｐは、たとえば、数百ＭＰａとなる。そして、内圧Ｐは、シャフト２０の第１部分４０を塑性変形可能な圧力であるとともに、ロータコア１０を弾性変形させる圧力である。言い換えると、内圧Ｐは、シャフト２０をロータコア１０に固定させることが可能な圧力である。これにより、第１部分４０の外径Ｄ３１から外径Ｄ１１に拡大され、ロータコア１０の内周面１２と第１部分４０の外周面４１との隙間が満たされる。

そして、第１部分４０がロータコア１０を径方向外側に押圧することにより、ロータコア１０も、径方向外側に向かって広がるように弾性変形し、第１部分４０が径方向外側に向かって広がるように塑性変形する。その後、シャフト２０の内部の流体が除去され、ロータコア１０が径方向内側に縮み、ロータコア１０が弾性変形する前の形状に戻る。また、第２部分５０および第３部分６０も径方向内側に縮み、第２部分５０および第３部分６０が弾性変形する前の形状に戻る。そして、塑性変形した第１部分４０が、径方向内側に縮んだロータコア１０により圧接された状態（締り嵌めされた状態）になる。これにより、図１に示すように、シャフト２０がロータコア１０に固定された状態になる。その後、ロータコア１０およびシャフト２０は、ハイドロフォーミング成形機２００から取り外される。

ステップＳ９において、図１に示すように、軸受部材３１および３２がシャフト２０に配置される。詳細には、段差部７１の段差面７１ａに軸受部材３１が接触するように、軸受部材３１がシャフト２０に配置される。また、段差部７２の段差面７２ａに軸受部材３２が接触するように、軸受部材３２がシャフト２０に配置される。また、軸受部材３１が第２部分５０の外周面５１を取り囲むように配置され、軸受部材３２が第３部分６０の外周面６１を取り囲むように配置される。詳細には、段差部７１の段差面７１ａに接触するように軸受部材３１が配置され、段差部７２の段差面７２ａに接触するように軸受部材３２が配置される。これにより、ロータ１００が製造される。その後、ロータ１００の径方向外側にステータが配置されることにより、回転電機が製造される。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、型部（２１０）において、第１位置決め面（２１１）と第２位置決め面（２１２）との軸方向の相対位置（Ｐ１、Ｐ２）を固定する。そして、本実施形態では、型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）と段差面（７２ａ）とが軸方向に接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）を設ける。さらに、本実施形態では、ロータコア（１０）の端面（１５）と第１位置決め面（２１１）とが当接した状態で、かつ、段差面（７２ａ）と第２位置決め面（２１２）とが当接した状態で、ハイドロフォーミングによって、シャフト（２０）をロータコア（１０）に固定する工程（Ｓ８）を設ける。これにより、互いに軸方向の相対位置（Ｐ１、Ｐ２）が固定された第１位置決め面（２１１）および第２位置決め面（２１２）のうちの、第１位置決め面（２１１）にロータコア（１０）の端面（１５）が当接した状態で、かつ、第２位置決め面（２１２）にシャフト（２０）の段差面（７２ａ）が当接した状態で、ハイドロフォーミングを行うことができる。このため、ロータコア（１０）の端面（１５）とシャフト（２０）の段差面（７２ａ）との相対位置（Ｐ１、Ｐ２）が変化するのを防止することができる。そして、シャフト（２０）の段差面（７２ａ）には、部材（３２）（たとえば、軸受部材（３２）など）を配置することができる。この結果、シャフト（２０）にハイドロフォーミングを行う場合にも、シャフト（２０）に配置される部材（３２）を、ロータコア（１０）に対して軸方向に精度良く配置することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）をロータコア（１０）に固定する工程（Ｓ８）の後に、段差面（７２ａ）に軸受部材（３２）が接触するように、軸受部材（３２）をシャフト（２０）に配置する工程（Ｓ９）をさらに備える。このように構成すれば、ロータコア（１０）の端面（１５）とシャフト（２０）の段差面（７２ａ）との相対位置（Ｐ１、Ｐ２）が変化するのを防止することができるので、ロータコア（１０）に対して、段差面（７２ａ）に配置される軸受部材（３２）を軸方向に精度良く配置することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を準備する工程（Ｓ２）は、シャフト（２０）の軸方向に直交する段差面（７２ａ）が形成された、シャフト（２０）を準備する工程（Ｓ２）である。このように構成すれば、シャフト（２０）の軸方向に直交する段差面（７２ａ）と第２位置決め面（２１２）とを面接触させることにより、型部（２１０）に対してシャフト（２０）の軸方向の位置（Ｐ２）がずれるのを効果的に防止することができる。この結果、シャフト（２０）の軸方向の位置（Ｐ２）と、型部（２１０）の第１位置決め面（２１１）に接触するロータコア（１０）の軸方向の位置（Ｐ１）との相対位置（Ｐ１、Ｐ２）がずれるのを効果的に防止することができる。この結果、ロータコア（１０）の端面（１５）とシャフト（２０）の段差面（７２ａ）との相対位置（Ｐ１、Ｐ２）が変化するのを、より一層防止することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を配置する工程（Ｓ６）は、第１位置決め面（２１１）を有する部分（２１０ａ）と第２位置決め面（２１２）を有する部分（２１０ｂ）とが単一の部材により一体的に形成された型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）と、段差面（７２ａ）とが接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）である。ここで、第１位置決め面（２１１）を有する部分（２１０ａ）と、第２位置決め面（２１２）を有する部分（２１０ｂ）とを別個の部材により形成する場合には、型部（２１０）の構成が複雑化する。これに対して、本実施形態では、上記のように、第１位置決め面（２１１）を有する部分（２１０ａ）と第２位置決め面（２１２）を有する部分（２１０ｂ）とが単一の部材により一体的に形成された型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）と、段差面（７２ａ）とが接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する。これにより、単一の部材によって型部（２１０）を構成することができるので、第１位置決め面（２１１）を有する部分（２１０ａ）を構成する部材と、第２位置決め面（２１２）を有する部分（２１０ｂ）を構成する部材とを、互いに別個の部材として構成する場合と異なり、ロータの製造装置の構成が複雑化するのを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、ロータコア（１０）を配置する工程（Ｓ３）は、ロータコア（１０）の下方側の端面（１５）と、下型（２１０）としての型部（２１０）の上方の面である第１位置決め面（２１１）とが接触するように、ロータコア（１０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ３）である。このように構成すれば、ロータコア（１０）を下型（２１０）に載置することにより、ロータコア（１０）に加わる重力によって、ロータコア（１０）の下方側の端面（１５）を下型（２１０）の第１位置決め面（２１１）に容易に接触させることができる。この結果、ロータコア（１０）の端面（１５）を第１位置決め面（２１１）に接触した状態を保持させるための構成をロータ（１００）の製造装置（２００）に設ける必要がない分、ロータ（１００）の製造装置（２００）の構成が複雑化するのを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を配置する工程（Ｓ６）は、シャフト（２０）の下方側の端面（２１）が、型部（２１０）よりも径方向内側に配置されたリフター（２２０）の上方の面（２２１）に接触するように、シャフト（２０）がリフター（２２０）に載置された状態で、リフター（２２０）が下方に移動されることにより、型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）と段差面（７２ａ）とが接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）である。このように構成すれば、型部（２１０）よりも径方向内側に配置されたリフター（２２０）によりシャフト（２０）を上下方向に移動させることができるので、下型（２１０）（型部（２１０））にロータコア（１０）が既に配置されている場合でも、ロータコア（１０）のシャフト（２０）挿入孔（ロータコア（１０）よりも径方向内側）にシャフト（２０）を容易に挿入することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を配置する工程（Ｓ６）は、シャフト（２０）の上方側に配置された押さえ部材とリフター（２２０）とによりシャフト（２０）が軸方向に挟まれた状態で、リフター（２２０）および押さえ部材（２３０）が共に下方に移動されることにより、型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）と段差面（７２ａ）とが接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）である。このように構成すれば、押さえ部材（２３０）とリフター（２２０）とによりシャフト（２０）を保持した状態で、シャフト（２０）を軸方向に移動させて、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）をロータコア（１０）に固定する工程（Ｓ８）は、パンチ部材（２４０）によりシャフト（２０）の上方側の端面（２２）が押圧されるとともに、リフター（２２０）によりシャフト（２０）の下方側の端面（２１）が押圧されることによりシャフト（２０）の内部が密閉された状態で、かつ、ロータコア（１０）の端面（１５）と第１位置決め面（２１１）とが当接した状態で、かつ、段差面（７２ａ）と第２位置決め面（２１２）とが当接した状態で、ハイドロフォーミングによって、シャフト（２０）をロータコア（１０）に固定する工程（Ｓ８）である。このように構成すれば、シャフト（２０）をロータコア（１０）のシャフト挿入孔（１１ａ）に配置するためのリフター（２２０）をシール部材として使用することができるので、リフター（２２０）およびパンチ部材（２４０）とは別個にシール用の部材を設ける場合と異なり、ロータ（１００）の製造装置（２００）の構成部品が増加するのを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を配置する工程（Ｓ６）は、シャフト（２０）の軸方向の一方側の端面（２１）と型部（２１０）とが接触しない状態で、かつ、段差面（７２ａ）に型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）が接触した状態で、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）である。ここで、シャフトの軸方向の一方側の端面から段差面までの軸方向の長さが寸法誤差に起因して比較的大きい場合に、シャフトの軸方向の端面と型部とが接触した場合、段差面と第２位置決め面とが離間して、段差面に第２位置決め面を接触させることが困難になる場合があると考えられる。この結果、シャフトの段差面とロータコアの端面との相対位置を固定することが困難になると考えられる。これに対して、本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）の軸方向の一方側の端面（２１）と型部（２１０）とが接触しない状態で、かつ、段差面（７２ａ）に型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）が接触した状態で、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する。これにより、シャフト（２０）の軸方向の一方側の端面（２１）と型部（２１０）とが接触しないことによって、段差面（７２ａ）に型部（２１０）の第２位置決め面（２１２）をより確実に接触させることができる。この結果、シャフト（２０）の段差面（７２ａ）とロータコア（１０）の端面（１５）との相対位置（Ｐ１、Ｐ２）が変化するのをより確実に防止することができる。

本実施形態では、上記のように、シャフト（２０）を配置する工程（Ｓ６）は、型部（２１０）の第１位置決め面（２１１）よりも軸方向の一方側に設けられた第２位置決め面（２１２）と、段差面（７２ａ）とが接触するように、シャフト（２０）を型部（２１０）に配置する工程（Ｓ６）である。このように構成すれば、シャフト（２０）がロータコア（１０）に固定された状態で、ロータコア（１０）よりも軸方向の一方側に段差面（７２ａ）が形成される。このため、シャフト（２０）をロータコア（１０）に固定した後でも、ロータコア（１０）よりも軸方向の一方側に形成された段差面（７２ａ）に、部材（軸受部材（３２）など）を容易に配置することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

（第１変形例）
たとえば、上記実施形態では、下型２１０の第１面２１１の軸方向の位置Ｐ１よりも下方側に、第２面２１２の軸方向の位置Ｐ２を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す第１変形例のロータ３００の製造装置４００のように、下型４１０の第１面４１１の軸方向の位置Ｐ１１よりも上方側に、第２面４１２の軸方向の位置Ｐ１２を設けてもよい。なお、第１面４１１は、特許請求の範囲の「第１位置決め面」の一例である。また、第２面４１２は、特許請求の範囲の「第２位置決め面」の一例である。

ここで、図１０に示すように、第１変形例によるロータ３００は、シャフト３２０を含む。シャフト３２０では、ロータコア１０の下方側の端面１５の軸方向の位置Ｐ１１よりも上方側の軸方向の位置Ｐ１２に、段差面３７２ａが形成されている。そして、製造装置４００は、リフター２２０と、下型４１０とを含む。そして、下型４１０は、軸方向の位置Ｐ１１に設けられた第１面４１１と、軸方向の位置Ｐ１２に設けられた第２面４１２とを含む。ロータ３００を製造する際に、第１面４１１は、ロータコア１０の端面１５に接触するように配置される。第２面４１２は、段差面３７２ａに接触するように配置される。また、リフター２２０の上方の面２２１は、シャフト３２０の下方側の端面３２１に接触する。

（第２変形例）
また、上記実施形態では、第１部分４０の厚みｔ１を第３部分６０の厚みｔ２よりも大きく構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１に示す第２変形例のロータ５００のように、第１部分５４０の厚みｔ１１を第３部分３６０の厚みｔ１２よりも小さく構成してもよい。

また、上記実施形態では、第１部分４０と第３部分６０とが直接的に接続されたシャフト２０を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１に示す第２変形例のロータ５００のように、第１部分５４０と第３部分５６０との間に、軸方向に対して傾斜するように延びる接続部分５７２を設けてもよい。この場合、接続部分５７２の下方側の端面が段差面５７２ａとして構成される。また、ロータ５００の製造装置６００は、下型６１０とリフター６２０とを含む。下型６１０は、ロータコア１０の端面１５に接触する第１面６１１と、段差面５７２ａに接触する第２面６１２とを含む。リフター６２０の上面６２１は、シャフト５２０の下方側の端面５２１に接触する。なお、第１面６１１は、特許請求の範囲の「第１位置決め面」の一例である。また、第２面６１２は、特許請求の範囲の「第２位置決め面」の一例である。

（その他の変形例）
また、上記実施形態では、第１面２１１と第２面２１２とを有する型部を下型２１０として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、シャフト２０の回転軸が水平方向に沿って配置されている場合には、第１面２１１と第２面２１２とを有する型部を水平方向の一方側の型部として構成してもよい。

また、上記実施形態では、段差面７２ａに軸受部材３２を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、段差面７２ａにレゾルバを設けてもよい。

また、上記実施形態では、段差面７２ａを軸方向に直交する面として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、段差面を軸方向に鈍角または鋭角に交差する面として構成してもよい。

また、上記実施形態では、第１面２１１と第２面２１２とを有する下型２１０を単一の部材により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１面と第２面と軸方向の位置が固定されていれば、第１面を有する部分と第２面を有する部分とは、互いに別個の部材により構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ロータコアの孔部の内周面が軸方向に沿って面一になる形状を有するように、ロータコアを形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ロータコアの孔部の内周面に凹凸形状（キー）が形成されていてもよい。

１０ ロータコア １１ａ 孔部（シャフト挿入孔）
１２ 内周面 １５ 端面（ロータコアの軸方向の一方側の端面）
２０、３２０、５２０ シャフト
２１、３２１、５２１ 端面（シャフトの下方側の端面）
２２ 端面（シャフトの上方側の端面） ３１、３２ 軸受部材
４０ 第１部分（シャフトの一部） ７２ 段差部
７２ａ、３７２ａ、５７２ａ 段差面
１００、３００、５００ ロータ ２１０、４１０、６１０ 下型（型部）
２１０ａ 部分（第１位置決め面を有する部分）
２１０ｂ 部分（第２位置決め面を有する部分）
２１１、４１１、６１１ 第１面（第１位置決め面）
２１２、４１２、６１２ 第２面（第２位置決め面）
２２０、６２０ リフター ２２１ 面（リフターの上方の面）
２３０ 押さえ部材 ２４０ パンチ部材
６２１ 上面（リフターの上方の面）

Claims (10)

1. シャフト挿入孔を有する環状のロータコアの前記シャフト挿入孔の内周面に、円筒形状を有するシャフトが固定される、ロータの製造方法であって、
   前記シャフトの径方向外側に位置するとともに、前記シャフトの軸方向に交差する段差面が形成された、前記シャフトを準備する工程と、
   前記ロータコアの前記軸方向の一方側の端面と、型部の第１位置決め面とが前記軸方向に接触するように、前記ロータコアを前記型部に配置する工程と、
   前記シャフトを準備する工程の後に、前記第１位置決め面の前記軸方向の位置と異なる前記軸方向の位置において、前記第１位置決め面と前記軸方向の相対位置が固定された前記型部の第２位置決め面と、前記段差面とが前記軸方向に接触するように、前記シャフトを前記型部に配置する工程と、
   前記ロータコアの前記端面と前記第１位置決め面とが当接した状態で、かつ、前記段差面と前記第２位置決め面とが当接した状態で、前記シャフトの内部に流体を充填させるとともに前記流体による内圧によって前記シャフトを膨張させることにより、前記シャフト挿入孔の内周面に、前記シャフトの一部を圧接させるハイドロフォーミングによって、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程と、を備える、ロータの製造方法。
2. 前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程の後に、前記段差面に軸受部材が接触するように、前記軸受部材を前記シャフトに配置する工程をさらに備える、請求項１に記載のロータの製造方法。
3. 前記シャフトを準備する工程は、前記シャフトの軸方向に直交する前記段差面が形成された、前記シャフトを準備する工程である、請求項１または２に記載のロータの製造方法。
4. 前記シャフトを配置する工程は、前記第１位置決め面を有する部分と前記第２位置決め面を有する部分とが単一の部材により一体的に形成された前記型部の前記第２位置決め面と、前記段差面とが接触するように、前記シャフトを前記型部に配置する工程である、請求項１～３のいずれか１項に記載のロータの製造方法。
5. 前記ロータコアを配置する工程は、前記ロータコアの下方側の前記端面と、下型としての前記型部の上方の面である前記第１位置決め面とが接触するように、前記ロータコアを前記型部に配置する工程である、請求項１～４のいずれか１項に記載のロータの製造方法。
6. 前記シャフトを配置する工程は、前記シャフトの下方側の端面が、前記型部よりも径方向内側に配置されたリフターの上方の面に接触するように、前記シャフトが前記リフターに載置された状態で、前記リフターが下方に移動されることにより、前記型部の前記第２位置決め面と前記段差面とが接触するように、前記シャフトを前記型部に配置する工程である、請求項５に記載のロータの製造方法。
7. 前記シャフトを配置する工程は、前記シャフトの上方側に配置された押さえ部材と前記リフターとにより前記シャフトが前記軸方向に挟まれた状態で、前記リフターおよび前記押さえ部材が共に下方に移動されることにより、前記型部の前記第２位置決め面と前記段差面とが接触するように、前記シャフトを前記型部に配置する工程である、請求項６に記載のロータの製造方法。
8. 前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程は、パンチ部材により前記シャフトの上方側の端面が押圧されるとともに、前記リフターにより前記シャフトの前記下方側の端面が押圧されることにより前記シャフトの内部が密閉された状態で、かつ、前記ロータコアの前記端面と前記第１位置決め面とが当接した状態で、かつ、前記段差面と前記第２位置決め面とが当接した状態で、前記ハイドロフォーミングによって、前記シャフトを前記ロータコアに固定する工程である、請求項６または７に記載のロータの製造方法。
9. 前記シャフトを配置する工程は、前記シャフトの前記軸方向の一方側の端面と前記型部とが接触しない状態で、かつ、前記段差面に前記型部の前記第２位置決め面が接触した状態で、前記シャフトを前記型部に配置する工程である、請求項１～８のいずれか１項に記載のロータの製造方法。
10. 前記シャフトを配置する工程は、前記型部の前記第１位置決め面よりも前記軸方向の一方側に設けられた前記第２位置決め面と、前記段差面とが接触するように、前記シャフトを前記型部に配置する工程である、請求項１～９のいずれか１項に記載のロータの製造方法。

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