JPH11206053A - 発電機のロータアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変形・片心を抑え、回転時の不均衡が小さ
く、発電機の特性を向上させることができる発電機のロ
ータアセンブリを提供する。 【解決手段】 本発明は、両端に１組ずつの溝部２およ
びローレット部３を備えた軸１と、ボス６を備えたロー
タとからなる。ローレット部３は、多数の突起物が形成
された部位である。ボス６は、ロータの中心軸部に突出
された部位であり、サイジング可能な高さである。そし
て、軸１をロータの軸孔に挿入させ、ボス６をサイジン
グして、ローレット部３および溝部２にボス６の一部を
めり込ませることにより、軸１とロータとを堅固に結合
する。軸１をロータに強制圧入させないので、軸１およ
びロータに変形・片心が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両等に設置されて
電力を提供する発電機において、この発電機に設置され
るロータと、前記ロータの中心部に圧入されて設置され
る軸とを容易に結合し、前記ロータに設置される軸が圧
入過程（結合過程）からベンディングによって変形され
ることを防止し、前記ロータの片心を最小にして、ロー
タの回転時に不均衡の回転を最小化し、また、発電機の
特性を向上させることができるようにした発電機のロー
タアセンブリに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用発電機に設置されるロータ
は、その中心部に軸が圧入されるようになっている。図
８および図９は、上記した従来のロータの構成を示す説
明図である。これらの図に示すように、従来の構成で
は、ロータ４の一方の側から、ロータ４の軸孔に軸１を
強制的に圧入させるようになっていた。

【０００３】このため、前記軸１は、ロータ４の軸孔に
圧入され始める段階から（初入から）、強い抵抗を受け
るようになり、この段階から、前記軸１の変形が１次的
に発生していた。また、軸１がロータ４に挿入されて、
ロータ４の中央部を通過し、ロータ４から前記軸１の一
端が露出されるまでの間にも、前記軸１の変形は継続的
に発生していた。このため、変形が激甚な場合、前記軸
１は凹凸の状態に変形してしまっていた。

【０００４】そこで、従来では、上記のように前記軸１
が変形された場合、この軸１に対して、修訂（修正）作
業を遂行するようになっていた。この修訂では、前記ロ
ータ４の外部に露出された軸１の両端とロータ４の中心
線とを連結する直線度を測定し、前記軸１が曲がってい
る場合には、曲がっている部分を修訂するようになって
いた。また、図９に示すように、前記ロータ４が軸１に
対して片心（偏心）してしまっている場合には、前記ロ
ータ４の片心部分を切削する修訂が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
と軸とを結合してから軸あるいはロータの変形を修訂す
る、上記したような従来の方式には、以下のような問題
があった。すなわち、まず、ロータの片心を修訂する場
合、ロータの切削加工量を勘案して、その厚さを厚く製
作しなければならなかった。また、軸を修訂する場合、
単純に軸の両端のみを修訂するため、軸の中央部等に対
する真正な修訂作業は遂行されていなかった。このた
め、従来の方式では、前記ロータと軸との製作および結
合作業が極めて困難であった。

【０００６】また、ロータと固定子とのエアギャップは
精密に維持する必要があるため、ロータの外径加工も、
精密に行う必要がある。このため、ロータの修訂におけ
る切削加工量が多量になっていた。

【０００７】さらに、片心しているロータ、あるいは、
曲がっている軸を基準として加工が遂行されるので、前
記軸の加工後に、ロータの外径加工が一方に偏った片心
加工となる弊端（おそれ）があった。

【０００８】そして、このような修訂のために、従来の
方式では、前記軸の片心量が大きくなって発電機の耐久
性が極めて低下されることは勿論のこと、生産性が低下
する、および、発電機の特性が低下する等の問題点があ
った。

【０００９】本発明は、上記のような従来の諸般の問題
点を勘案して案出したもので、発電機に設置されるロー
タと前記ロータの中心部に圧入されて設置される軸とを
容易に結合し、前記ロータに設置される軸が圧入過程か
ら曲がりによって変形されることを防止し、前記ロータ
の片心を最小にしてロータの回転時における不均衡を最
小化し、また、前記ロータと軸とにおける変形された部
分を除去することによって、この修訂作業を除去するこ
とができ、ロータの外径加工量を最小化することがで
き、軸の片心および片側加工でないので、発電機の高速
回転時に耐久力を向上させながら特性を向上させること
ができるようにした発電機のロータアセンブリを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に記載の発電機のロータアセン
ブリは、軸１の中央ロータ４の結合部位に一対の溝部２
を形成し、この内側または外側にそれぞれのローレット
部３を傾斜形成し、前記ローレット部３のその山の形態
が小さくして多数が形成される工程と、前記ロータ４の
ポール５の中心軸部の両端にそれぞれのボス６を外側に
突出されるように形成し、前記ボス６はサイジング可能
な高さに形成する工程と、上記のように成形された前記
軸１とロータ４のポール５の軸孔に挿入させてから、前
記ポール５に形成されたボス６をサイジングして、前記
サイジング／コーキングによるボス６の一部が前記軸１
に形成させたローレット部３と溝部２にそれぞれ満たす
ようになり、この満たされるボス６の一部によって前記
軸１とロータ４が堅固に結合されるようにする工程とに
よって構成されることを特徴としている。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発電機の
ロータアセンブリは、請求項１の構成において、前記軸
１の中央ロータ４の結合部位にローレット部３を傾斜形
成し、溝部の形成のなしにローレット部を内・外側に傾
斜形成して構成されることを特徴としている。

【００１２】請求項１あるいは請求項２に記載の構成に
よれば、軸１に溝部２とローレット部３とを形成すると
ともに、ロータ４にボス６を形成して、これら軸１とロ
ータ４とを結合し、ボス６をサイジングして、溝部２お
よびローレット部３にボス６の一部をめり込ませること
によって、ロータ４と軸１とを堅固に組み立てるように
なっている。

【００１３】従って、上記の構成によれば、軸やロータ
の変形が発生しないようになっている。これにより、軸
やロータの変形に対する修訂作業が不必要になり、前記
軸とロータとの製作が容易となる。

【００１４】また、ロータを薄くすることができるの
で、軸の外境加工量を小さくすることができる。また、
ロータの片心発生を極めて減少させることができるの
で、ロータを均一な状態とすることができる。従って、
ロータの動作を円滑にすることができるので、発電機の
耐久力を大幅に向上させることができるとともに、発電
機の特性を大幅に向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の第１の
実施形態について以下に説明する。本実施の形態にかか
る発電機のロータの製造方法（以下、本製造方法とす
る）は、以下に示す第１〜第３工程を有している。

【００１６】まず、第１工程について説明する。第１工
程は、軸の成形工程である。すなわち、この工程では、
まず、図１（ａ）（ｂ）に示すように、軸１における中
央ロータ４との結合部位に、一対の溝部２を形成する。
そして、これら溝部２の内側または外側に、一対のロー
レット部３を傾斜形成する。このローレット部３は、小
さな突起が多数形成されている部位である。

【００１７】次に、第２工程について説明する。第２工
程は、ロータの成形工程である。すなわち、この工程で
は、図２に示すように、ロータ４におけるポール５の中
心軸部の端部に、ボス６を形成する。このボス６は、軸
１が挿入される方向に突出した部位である。そして、こ
のボス６の高さは、サイジング可能な高さである。

【００１８】また、このロータ４には、複数のポール５
…が形成されている。ポール５…は、モータを構成する
回転子ロータであるロータ４に、放射状に６個形成され
ている（図２では断面状態の２個だけを示している）。
そして、これらポール５…の内側には、コイル（図示せ
ず）が設置されるようになっている。このコイルに電源
（電圧）が印加されると、このコイルから磁気力が発生
し、この磁気力によりポール５…が磁化されて磁気作用
をするようになる。

【００１９】次に、第３工程について説明する。第３工
程は、上記した第１工程において成形された軸１と、第
２工程において成形された２つのロータ４とを組み立て
る工程である。すなわち、この工程では、まず、前記軸
１を、一方のロータ４のポール５における軸孔に挿入さ
せる。その後、前記ポール５に形成された前記ボス６を
サイジングする。

【００２０】サイジング（Sizing）とは、ロータ４に軸
１を結合した後、これらの結合部位を、設計上の正確な
大きさおよび形態に合わせて後加工する作業のことであ
る。すなわち、この第３工程におけるサイジングは、軸
１をロータ４に結合した後、ボス６を設計上の正確な大
きさおよび形態に調整するために、ボス６を変形あるい
は切削する作業である。

【００２１】図３および図４は、サイジングが施された
後の、軸１とロータ４との結合状態を示す説明図であ
る。これらの図に示すように、このサイジングは、ボス
６の一部が、軸１の一方の端部に形成されたローレット
部３および溝部２にそれぞれ満たされるように行われ
る。すなわち、このサイジングにより、溝部２およびロ
ーレット部３の突起した部分にボス６の一部がめり込
み、一方のロータ４と軸１の一方の端部とが結合され
る。その後、同様に、軸１の他方の端部に、他方のロー
タ４を結合させる。これにより、図５に示すように、本
発明の発電機のロータ４が製造される。

【００２２】このように、本製造方法によれば、ボス６
の一部がローレット部３および溝部２に満たされること
によって、前記軸１と２つのロータ４とが、堅固に結合
される。

【００２３】また、上記のような工程によって組み立て
ることにより、軸１をロータ４に強制圧入させることな
く、これら軸１とロータ４とを堅固に、かつ、容易に結
合させることが可能となる。

【００２４】また、軸１をロータ４に強制圧入させない
ので、組み立て時における軸１の変形を極めて少なくす
ることが可能となる。従って、上記の工程によれば、組
み立て後に、軸１を修訂する作業を行う必要がない。ま
た、多くの切削加工を必要とするロータ４の修訂も行う
必要がない。

【００２５】〔実施の形態２〕本発明の第２の実施形態
について説明する。図６は、本実施の形態にかかる発電
機のロータ（以下、本ロータとする）の構成を示す説明
図である。この図に示すように、本ロータは、軸１と、
ロータ部１０とから構成されている。

【００２６】まず、ロータ部１０の構成について説明す
る。図６に示すように、ロータ部１０は、２つのロータ
基材７から構成されている。図７は、このロータ基材７
の構成を示す断面図である。この図に示すように、ロー
タ基材７は、中心軸部８に、複数のポール５…，ボス６
および軸孔９が形成された構成である。

【００２７】ボス６は、中心軸部８の一方の端部の中心
に形成された突出部位である。軸孔９は、ボス６および
中心軸部８の中心に形成された貫通孔であり、後述する
軸１が通される孔である。

【００２８】ポール５…は、中心軸部８の周囲に放射状
に形成された翼状（鉤型）の突出部位である。図７では
２個だけ示されているが、これらポール５…は、中心軸
部８に６個形成されている。これらポール５…の内側に
はコイル（図示せず）が設置されており、このコイルに
電圧が印加されることにより磁気力が発生し、ポール５
…が磁化されるようになっている。

【００２９】次に、軸１の構成について説明する。図１
（ａ）（ｂ）は、軸１の構成を示す説明図である。これ
らの図に示すように、軸１は、両方の端部に１組ずつ、
溝部２およびローレット部３を備えている。ローレット
部３は、溝部２の内側あるいは外側に傾斜形成された部
位であり、小さな突起物が多数形成された部位である。

【００３０】本ロータは、軸１が、２つのロータ基材７
と結合されることによって形成されるが、これらの結合
部分では、ボス６がサイジングされることによって、上
記の溝部２およびローレット部３の突起物にロータ基材
７におけるボス６の一部がめり込むようになっている。

【００３１】次に、本ロータの製造方法（以下、本製造
方法とする）について説明する。本製造方法は、以下に
示す第１〜第３工程を有している。

【００３２】まず、第１工程について説明する。第１工
程は、軸の成形工程である。この工程では、まず、図１
（ａ）（ｂ）に示すように、軸１におけるロータ基材７
との結合部位に、一対の溝部２を形成する。その後、こ
れら溝部２の内側または外側に、一対のローレット部３
を傾斜形成する。

【００３３】次に、第２工程について説明する。第２工
程は、ロータ基材７の成形工程である。この工程では、
図７に示すように、中心軸部８の端部に、ボス６を、サ
イジング可能な高さに形成する。そして、中心軸部８の
側面部に、放射状に６個のポール５…を形成する。

【００３４】次に、第３工程について説明する。第３工
程は、上記した第１工程において成形された軸１と、第
２工程において成形された２つのロータ基材７とを組み
立てる工程である。すなわち、この工程では、まず、軸
１を、１つのロータ基材７における軸孔９に挿入させ
る。その後、前記ボス６をサイジングすることにより、
軸１における溝部２およびローレット部３に、ロータ基
材７におけるボス６の一部をめり込ませる。

【００３５】サイジング（Sizing）とは、軸１を軸孔９
に挿入した後、軸１とロータ基材７との結合部位を設計
上の正確な大きさおよび形態に調整するために、ボス６
を変形あるいは切削する作業である。

【００３６】図３および図４は、サイジングが施された
後の、軸１とロータ基材７との結合状態を示す説明図で
ある。これらの図に示すように、このサイジングは、ボ
ス６の一部が、軸１の一方の端部に形成されたローレッ
ト部３および溝部２にそれぞれ満たされるように行われ
る。すなわち、このサイジングにより、溝部２およびロ
ーレット部３の突起した部分に、ボス６の一部がめり込
み、ロータ基材７と軸１の一方の端部とが結合される。
その後、同様に、軸１の他方の端部に、もう１つのロー
タ基材７を結合させる。これにより、図６に示すよう
な、本ロータが製造される。

【００３７】このように、本製造方法によれば、ボス６
の一部がローレット部３および溝部２に満たされること
によって、前記軸１と２つのロータ基材７とが、堅固に
結合される。

【００３８】また、上記のような工程によって組み立て
ることにより、ロータ基材７に軸１を強制圧入させるこ
となく、これら軸１と２つのロータ基材７とを堅固に、
かつ、容易に結合させることが可能となる。

【００３９】また、軸１をロータ基材７に強制圧入させ
ないので、組み立て時における軸１の変形を極めて少な
くすることが可能となる。従って、上記の工程によれ
ば、組み立て後に、軸１を修訂する作業を行う必要がな
い。また、多くの切削加工を必要とするロータ基材７あ
るいはロータ部１０の修訂も行う必要がない。

【００４０】なお、実施の形態１および２では、図１
（ａ）（ｂ）に示したように、軸１の両端に、溝部２お
よびローレット部３が形成されているとしている。しか
しながら、軸１の構成はこれに限らず、軸１の両端に
は、ローレット部３だけ、あるいは、溝部２だけが形成
されるようにしてもよい。

【００４１】また、第３工程におけるサイジングは、溝
部２およびローレット部３の突起した部分を、ボス６の
一部にめり込ませるようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に記載
の発電機のロータアセンブリは、軸１の中央ロータ４の
結合部位に一対の溝部２を形成し、この内側または外側
にそれぞれのローレット部３を傾斜形成し、前記ローレ
ット部３のその山の形態が小さくして多数が形成される
工程と、前記ロータ４のポール５の中心軸部の両端にそ
れぞれのボス６を外側に突出されるように形成し、前記
ボス６はサイジング可能な高さに形成する工程と、上記
のように成形された前記軸１とロータ４のポール５の軸
孔に挿入させてから、前記ポール５に形成されたボス６
をサイジングして、前記サイジング／コーキングによる
ボス６の一部が前記軸１に形成させたローレット部３と
溝部２にそれぞれ満たすようになり、この満たされるボ
ス６の一部によって前記軸１とロータ４が堅固に結合さ
れるようにする工程とによって構成されることを特徴と
している。

【００４３】また、本発明の請求項２に記載の発電機の
ロータアセンブリは、請求項１の構成において、前記軸
１の中央ロータ４の結合部位にローレット部３を傾斜形
成し、溝部の形成のなしにローレット部を内・外側に傾
斜形成して構成されることを特徴としている。

【００４４】これら請求項１あるいは２に記載の発電機
のロータアセンブリの構成によれば、軸１に溝部２とロ
ーレット部３を形成させ、前記ロータ４のポール５にボ
ス６を形成させて前記軸１とロータ４とを結合させ、前
記ポール５のボス６をサイジングして軸１を堅固に組み
立てることによって、従来のような軸やロータの変形が
発生しないようになっている。

【００４５】これにより、変形による前記軸やロータの
修訂作業が不必要になり、前記軸とロータとの製作が容
易となるとともに、ロータの厚さを薄くすることができ
るので、軸の外境加工量を最小化することができる。

【００４６】また、前記ロータの片心発生を極めて減少
させることができるので、回転体（ロータ）の不均衡状
態を最小化して、高速回転体である発電機の耐久力を大
幅に向上させることができる。さらに、回転体の動作を
円滑にしながら発電機の特性を大幅に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施の形
態にかかる発電機のロータの製造方法における第１工程
を説明するための説明図である。

【図２】上記製造方法における第２工程を説明するため
の説明図である。

【図３】上記製造方法における第３工程を説明するため
の説明図である。

【図４】上記製造方法における第３工程を説明するため
の他の説明図である。

【図５】上記発電機のロータにおける組み立てられた状
態を示す説明図である。

【図６】本発明の第２の実施形態にかかる発電機のロー
タの構成を示すための説明図である。

【図７】図６に示したロータにおけるロータ基材の構成
を示す説明図である。

【図８】従来の軸とロータとの結合状態を図示する断面
図である。

【図９】従来の軸とロータとの結合状態を図示する他の
断面図である。

【符号の説明】

１ 軸 ２ 溝部 ３ ローレット部 ４ ロータ ５ ポール ６ ボス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸１の中央ロータ４の結合部位に一対の溝
   部２を形成し、この内側または外側にそれぞれのローレ
   ット部３を傾斜形成し、前記ローレット部３のその山の
   形態が小さくして多数が形成される工程と、 前記ロータ４のポール５の中心軸部の両端にそれぞれの
   ボス６を外側に突出されるように形成し、前記ボス６は
   サイジング可能な高さに形成する工程と、 上記のように成形された前記軸１とロータ４のポール５
   の軸孔に挿入させてから、前記ポール５に形成されたボ
   ス６をサイジングして、前記サイジング／コーキングに
   よるボス６の一部が前記軸１に形成させたローレット部
   ３と溝部２にそれぞれ満たすようになり、この満たされ
   るボス６の一部によって前記軸１とロータ４が堅固に結
   合されるようにする工程とによって構成されることを特
   徴とする発電機のロータアセンブリ。
2. 【請求項２】前記軸１の中央ロータ４の結合部位にロー
   レット部３を傾斜形成し、溝部の形成のなしにローレッ
   ト部を内・外側に傾斜形成して構成されることを特徴と
   する請求項１に記載の発電機のロータアセンブリ。