(57)【要約】【課題】鉄心を十分かつ確実に固定することができると共に、軽量化、小型化、コストダウン等の実現が可能な回転電機用ロータ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ロータ１の製造方法は、珪素鋼板５１を積層してなる鉄心５をロータシャフト２の鉄心取付部４３に配設し、鉄心５の一方側端面５０１を支承部４５に支承させる鉄心配設工程と、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に電流を流しながら、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３に、エンドプレート６の挿入穴６１の内周面６１１を嵌め合わせる嵌合工程と、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６が鉄心５の他方側端面５０２に接触する前に電流を止め、さらにエンドプレート６を押し込み、押圧面６３１を鉄心５の他方側端面５０２に接触させ、内側部分６２を押し込み方向に弾性変形させる押込工程とを行い、エンドプレート６を鉄心取付部４３に溶接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を軸方向に積層してなる筒状の鉄心と、該鉄心を取り付けると共に該鉄心の軸方向の一方の端面を支承する支承部が設けられた鉄心取付部を有するロータシャフトと、上記鉄心の他方の端面を押圧する押圧面を有するエンドプレートとを備えた回転電機用ロータを製造する方法であって、
上記鉄心を上記鉄心取付部に配設すると共に、上記鉄心の一方の端面を上記支承部に支承させる鉄心配設工程と、
上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に電流を流しながら、上記鉄心取付部における上記支承部とは反対側の端部の外周面に、上記エンドプレートに設けられた挿入穴の内周面を嵌め合わせる嵌合工程と、
上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込み、上記エンドプレートが上記鉄心の他方の端面に接触する前に、上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に流す電流を止め、その後、さらに上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込み、上記エンドプレートの上記押圧面を上記鉄心の他方の端面に接触させると共に、上記エンドプレートにおける上記押圧面よりも内側の内側部分を押し込み方向に弾性変形させる押込工程とを行うことにより、
上記エンドプレートの上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記エンドプレートの上記内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記エンドプレートを上記鉄心取付部に溶接することを特徴とする回転電機用ロータの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記エンドプレートの上記内側部分は、上記押圧面よりも所定寸法後退した段差面を有しており、
上記押込工程においては、上記エンドプレートの上記段差面が上記鉄心の他方の端面に接触するまで、上記エンドプレートの内側部分を押し込み方向に弾性変形させることを特徴とする回転電機用ロータの製造方法。
【請求項３】
鋼板を軸方向に積層してなる筒状の鉄心と、該鉄心を取り付けると共に該鉄心の軸方向の一方の端面を支承する支承部が設けられた鉄心取付部を有するロータシャフトと、上記鉄心の他方の端面を押圧する押圧面を有するエンドプレートとを備えた回転電機用ロータであって、
上記ロータシャフトの上記鉄心取付部における上記支承部とは反対側の端部の外周面には、上記エンドプレートに設けられた挿入穴の内周面が嵌め合わされており、
上記エンドプレートは、上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記押圧面よりも内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記鉄心取付部にコンデンサ溶接されていることを特徴とする回転電機用ロータ。
【請求項４】
請求項３において、上記エンドプレートの上記内側部分は、上記押圧面よりも所定寸法後退した段差面を有しており、
上記エンドプレートは、上記段差面が上記鉄心の他方の端面に接触するように弾性変形していることを特徴とする回転電機用ロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に用いるロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハイブリッド車、電気自動車等に用いるモータ、ジェネレータ、モータジェネレータ等の回転電機においては、界磁巻線を設けたステータの内周側に、磁気回路を形成するための鉄心を設けたロータを回転可能に配設している。そして、ロータは、ロータシャフトと、このロータシャフトに取り付ける鉄心とを用いて構成されている。
【０００３】
上記鉄心としては、鉄心内での磁気損失の低減のため、例えば薄板状の珪素鋼板を積層したものを用いる。このとき、ロータシャフトに対する鉄心の取り付けが十分でない場合には、ロータを回転させて鉄心が磁化された際の斥力により、積層された珪素鋼板が剥がれて鉄心の破損、割れ等が生じ、ロータの性能が低下するおそれがある。そのため、このような問題が生じることのないように、鉄心をロータシャフトに対して十分に固定することが必要となる。
【０００４】
従来、鉄心をロータシャフトに取り付ける方法としては、例えば、鉄心の軸方向の一方の端面をロータシャフトの一部によって支承し、他方の端面をアルミニウム等の非磁性体よりなるエンドプレートによって珪素鋼板の積層方向に加圧した状態で、エンドプレートとロータシャフトとをかしめ、鉄心を固定する方法がある（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、この方法では、かしめを行った部位におけるロータシャフトの割れ、スプリングバックによる加圧不足等の問題が生じるおそれがある。そのため、このような問題が生じないように、ロータシャフトに使用する材料を選定しなければならず、また使用することができる材料も限定されてしまう。また、かしめを行うに当たって形状に制約がかかるため、ロータシャフトの形状が複雑となり、コストアップにもなる。
【０００６】
また、上記の方法と同様に、鉄心をエンドプレートによって珪素鋼板の積層方向に加圧した状態で、エンドプレートをロータシャフトに対してナット等の別部品を用いて締結し、鉄心を固定する方法がある（特許文献２参照）。
しかしながら、この方法では、別部品を用いることにより、ロータシャフトの体格が大きくなる。また、部品点数が増えるため、コストアップとなる。
【０００７】
また、上記以外にも、一枚ずつに接着コーティングを施した珪素鋼板を積層し、珪素鋼板同士を接着させた鉄心が提案されている（特許文献３参照）。
しかしながら、この方法では、珪素鋼板に接着コーティングを施したことによって、通常の珪素鋼板を使用した場合に比べて積層占積率が低下する。そのため、同じ性能を維持しようとすれば、鉄心の体格を大きくしなければならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３４５１８６号公報
【特許文献２】特開２００９−７２０４４号公報
【特許文献３】特開２００７−３０６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、鉄心を十分かつ確実に固定することができると共に、軽量化、小型化、コストダウン等の実現が可能な回転電機用ロータ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、鋼板を軸方向に積層してなる筒状の鉄心と、該鉄心を取り付けると共に該鉄心の軸方向の一方の端面を支承する支承部が設けられた鉄心取付部を有するロータシャフトと、上記鉄心の他方の端面を押圧する押圧面を有するエンドプレートとを備えた回転電機用ロータを製造する方法であって、
上記鉄心を上記鉄心取付部に配設すると共に、上記鉄心の一方の端面を上記支承部に支承させる鉄心配設工程と、
上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に電流を流しながら、上記鉄心取付部における上記支承部とは反対側の端部の外周面に、上記エンドプレートに設けられた挿入穴の内周面を嵌め合わせる嵌合工程と、
上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込み、上記エンドプレートが上記鉄心の他方の端面に接触する前に、上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に流す電流を止め、その後、さらに上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込み、上記エンドプレートの上記押圧面を上記鉄心の他方の端面に接触させると共に、上記エンドプレートにおける上記押圧面よりも内側の内側部分を押し込み方向に弾性変形させる押込工程とを行うことにより、
上記エンドプレートの上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記エンドプレートの上記内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記エンドプレートを上記鉄心取付部に溶接することを特徴とする回転電機用ロータの製造方法にある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、鋼板を軸方向に積層してなる筒状の鉄心と、該鉄心を取り付けると共に該鉄心の軸方向の一方の端面を支承する支承部が設けられた鉄心取付部を有するロータシャフトと、上記鉄心の他方の端面を押圧する押圧面を有するエンドプレートとを備えた回転電機用ロータであって、
上記ロータシャフトの上記鉄心取付部における上記支承部とは反対側の端部の外周面には、上記エンドプレートに設けられた挿入穴の内周面が嵌め合わされており、
上記エンドプレートは、上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記押圧面よりも内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記鉄心取付部にコンデンサ溶接されていることを特徴とする回転電機用ロータにある（請求項３）。
【発明の効果】
【００１２】
上記第１の発明である回転電機用ロータの製造方法において、上記嵌合工程では、上記ロータシャフトの上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に電流を流しながら、上記鉄心取付部の上記端部の外周面に、上記エンドプレートの上記挿入穴の内周面を嵌合させる。そして、上記押込工程では、上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込んだ状態で上記鉄心取付部に溶接する。
【００１３】
すなわち、本発明では、いわゆるコンデンサ溶接を用いることにより、上記エンドプレートを上記ロータシャフトに対して拡散接合により直接的に接合する。そのため、上記エンドプレートを上記ロータシャフトに対してかしめ固定する場合のように、スプリングバック等のような問題を生じさせることなく、両者を強固に接合することができる。また、上記エンドプレートを別部品で締結して固定する場合のように、部品点数の増加を招くこともないため、上記ロータ全体の小型化、さらにはコストダウンを図ることができる。
【００１４】
また、上記鉄心配設工程、上記嵌合工程及び上記押込工程を行うことにより、上記エンドプレートの上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記エンドプレートの上記内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記エンドプレートを上記鉄心取付部に溶接する。そのため、上記エンドプレートを弾性変形させた分だけ、該エンドプレートの上記押圧面から上記鉄心に対して、該鉄心を構成する上記鋼板の積層方向に面圧を発生させることができる。
【００１５】
これにより、上記鉄心は、上記鉄心取付部の上記支承部と上記エンドプレートとによって軸方向の両側から挟持されると共に、該エンドプレートによって一定の圧力が掛かった状態で配設される。それ故、上記鉄心を上記ロータシャフトに対して十分かつ確実に固定することができる。その結果、上記ロータを回転させて上記鉄心が磁化された際の斥力により、積層された上記鋼板が剥がれたり、これに伴って上記鉄心の破損、割れ等が生じたりすることを抑制することができる。
【００１６】
また、上記押込工程では、上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込み、上記エンドプレートが上記鉄心に接触する前に、上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間に流す電流を止める。そのため、その後に上記エンドプレートが上記鉄心に接触しても、両者が接合されることはない。すなわち、例えば異種材料で構成された上記エンドプレートと上記鉄心とが接合されていると、その接合部分には、上記ロータの回転による遠心力とは別に、両者の熱膨張差によって発生する応力が加わるため、上記鉄心に破損、割れ等が生じることがある。本発明では、これを抑制することができる。
一方、電流を止めた後、上記鉄心取付部と上記エンドプレートとの間には電流が流れない状態となるが、両者の接触部分では、ある程度原子の拡散状態が保たれている。そのため、さらに上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込むことにより、拡散接合を十分かつ確実に行うことができる。
【００１７】
また、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとの接合には、コンデンサ溶接を用いる。そのため、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとが異種の金属材料であっても、両者の接合が容易となり、材料の選定の幅を広げることができる。これにより、例えば、コストの安い材料を選定することによってコストダウンを図ることや、高強度の材料を選定することによって各部材の軽量化、さらには上記ロータ全体の軽量化を図ることが可能となる。
【００１８】
上記第２の発明である回転電機用ロータは、コンデンサ溶接を用いることにより、上記エンドプレートを上記ロータシャフトの上記鉄心取付部に対して拡散接合により直接的に接合してある。そのため、上述したように、両者をかしめ固定する場合や別部品で締結して固定する場合の問題を生じさせることなく、両者を強固に接合することができ、上記ロータ全体の小型化、さらにはコストダウンを図ることができる。
【００１９】
また、上記エンドプレートは、上記押圧面が上記鉄心を押圧し、上記押圧面よりも内側部分が上記鉄心に向かうように弾性変形した状態で、上記鉄心取付部にコンデンサ溶接されている。そのため、上述したように、上記エンドプレートを弾性変形させた分だけ、該エンドプレートの上記押圧面から上記鉄心に対して、該鉄心を構成する上記鋼板の積層方向に面圧を発生させることができる。これにより、上記鉄心は、上記鉄心取付部の上記支承部と上記エンドプレートとによって軸方向の両側から挟持されると共に、該エンドプレートによって一定の圧力が掛かった状態で配設される。それ故、上記鉄心を上記ロータシャフトに対して十分かつ確実に固定することができる。
【００２０】
また、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとは、コンデンサ溶接により接合されている。そのため、上述したように、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとが異種の金属材料であっても、両者の接合が容易となり、材料の選定の幅を広げることができる。これにより、材料の選定によってコストダウンを図ることや、各部材の軽量化、さらには上記ロータ全体の軽量化を図ることが可能となる。
【００２１】
このように、本発明によれば、鉄心を十分かつ確実に固定することができると共に、軽量化、小型化、コストダウン等の実現が可能な回転電機用ロータ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例における、回転電機用ロータの構造を示す説明図。
【図２】実施例における、鉄心を配設した状態を示す説明図。
【図３】実施例における、鉄心にエンドプレートを接触させた状態を示す説明図。
【図４】実施例における、エンドプレートを弾性変形させた状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上記第１及び第２の発明において、上記鉄心を構成する鋼板としては、例えば、珪素鋼板等を用いることができる。
また、上記エンドプレートを構成する材料としては、例えば、非磁性体のアルミニウム、銅、チタン等を用いることができる。上記エンドプレートとしてアルミニウム等を用いることにより、上記ロータ全体の軽量化を図ることが可能である。
【００２４】
また、上記鋼板は、その表面が絶縁皮膜によって覆われていることが好ましい。この場合には、上記鉄心の絶縁性を十分に確保することができる。
なお、上記第１の発明では、上記エンドプレートが上記鉄心に接触する前に電流を流すのを止めるため、上記鋼板の表面が絶縁皮膜によって覆われていても、電流の影響で絶縁皮膜が溶けて上記エンドプレートと上記鉄心とが固着する等の心配はいらない。
【００２５】
また、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとは、上記鉄心取付部の上記端部の外周面と上記挿入穴の内周面との間にクリアランスを生じさせることなく、嵌め合わされて接合されていることが好ましい。
この場合には、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとの間のクリアランスによる上記ロータの偏心を抑制することができ、該ロータの性能を高めることができる。本発明では、コンデンサ溶接を用いて接合を行うため、これを容易に実現することができる。
【００２６】
また、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとを嵌合させる部分、すなわち上記鉄心取付部の上記エンドプレート側の端面の外周角部、上記エンドプレートの上記鉄心取付部側の端面の内周角部に面取り等を施しておくことが好ましい。
この場合には、上記ロータシャフトと上記エンドプレートとの嵌合を容易に行うことができる。また、両者を嵌合させた後に、上記エンドプレートを上記鉄心に向かって容易に押し込むことができる。
【００２７】
また、上記エンドプレートの上記内側部分は、上記押圧面よりも所定寸法後退した段差面を有しており、上記押込工程においては、上記エンドプレートの上記段差面が上記鉄心の他方の端面に接触するまで、上記エンドプレートの内側部分を押し込み方向に弾性変形させることが好ましい（請求項２、４）。
この場合には、上記鉄心に対して発生させる面圧を上記エンドプレートの上記押圧面と上記段差面との段差量で調整することができる。これにより、上記鉄心に対して必要十分な面圧を発生させることができ、上記鉄心を上記ロータシャフトに対して十分かつ確実に固定することができる。
また、上記エンドプレートの上記段差面を上記鉄心の他方の端面に接触させ、さらに上記エンドプレートを上記鉄心に向かって押し込むことによっても、面圧の調整を行うことができる。
【実施例】
【００２８】
本発明の実施例にかかる回転電機用ロータの製造方法について、図を用いて説明する。
本例の製造方法により製造されるロータ１は、図１に示すごとく、例えばハイブリッド車に用いるモータ、ジェネレータ、モータジェネレータ等の回転電機に適用されるものであり、ステータコアに界磁巻線を配設してなるステータ（図示略）の内周側に回転可能に配設される。
【００２９】
同図に示すごとく、ロータ１は、鋼板（珪素鋼板５１）を軸方向に積層してなる円筒状の鉄心５と、鉄心５を取り付けると共に鉄心５の軸方向の一方の端面（一方側端面５０１）を支承する支承部４５が設けられた鉄心取付部４３を有するロータシャフト２と、鉄心５の他方の端面（他方側端面５０２）を押圧する押圧面６３１を有するエンドプレート６とを備えている。
【００３０】
具体的には、同図に示すごとく、ロータシャフト２は、円筒状のインナシャフト３と、インナシャフト３の外周側に配設されるアウタシャフト４とにより構成されている。
インナシャフト３の外周面３０１上には、ロータ１の回転位置を検出するための回転位置検出器（レゾルバ）３１が取り付けられている。
【００３１】
同図に示すごとく、アウタシャフト４は、インナシャフト３が挿嵌固定されている挿嵌穴４１１を有する円筒状の筒状部４１と、筒状部４１の外周側に配設され、磁気回路を形成する鉄心５を取り付けるための鉄心取付部４３と、筒状部４１と鉄心取付部４３とを連結する連結部４２とを一体的に形成して構成されている。
鉄心取付部４３は、円筒状の取付本体部４４と、取付本体部４４から外側に突出してなる支承部４５とを有している。
【００３２】
図１、図４に示すごとく、鉄心５は、円環状の珪素鋼板５１を複数積層して構成されており、全体として円筒状を呈している。鉄心５は、アウタシャフト４の鉄心取付部４３において、取付本体部４４の外周面４４０上に配設されている。鉄心５の一方側端面５０１は、支承プレート６９を介して鉄心取付部４３の支承部４５によって支承されている。また、鉄心５の他方側端面５０２は、中央に挿入穴６１を設けた円環状のエンドプレート６によって支持されている。
【００３３】
同図に示すごとく、エンドプレート６は、非磁性体のアルミニウムにより構成されている。エンドプレート６は、鉄心５の他方側端面５０２を押圧する押圧面６３１と、エンドプレート６における押圧面６３１よりも内側の内側部分６２に設けられ、押圧面６３１よりも所定寸法後退した段差面６３２とを有している。
【００３４】
また、エンドプレート６は、鉄心取付部４３における支承部４５とは反対側の端部（他方側端部４３２）において、鉄心５１側に押し込んだ状態で外挿されている。すなわち、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３に、エンドプレート６の挿入穴６１の内周面６１１が嵌め合わされている。
なお、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外径は、エンドプレート６の挿入穴６１の内径よりも大きく設定されている。したがって、鉄心取付部４３の他方側端部４３２は、エンドプレート６の挿入穴６１内に圧入された状態となっている。
【００３５】
そして、同図に示すごとく、エンドプレート６は、押圧面６３１が鉄心５を押圧し、押圧面６３１よりも内側の内側部分６２が鉄心５に向かうように弾性変形した状態で、鉄心取付部４３の他方側端部４３２に溶接されている。
本例では、エンドプレート６は、段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触した状態で弾性変形している。
【００３６】
次に、上記構成のロータ１を製造する方法について説明する。
本例におけるロータ１の製造方法は、図２〜図４に示すごとく、鉄心５を鉄心取付部４３に配設すると共に、鉄心５の一方側端面５０１を支承部４５に支承させる鉄心配設工程と、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に電流を流しながら、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３に、エンドプレート６の挿入穴６１の内周面６１１を嵌め合わせる嵌合工程と、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６が鉄心５の他方側端面５０２に接触する前に、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に流す電流を止め、その後、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６の押圧面６３１を鉄心５の他方側端面５０２に接触させると共に、エンドプレート６の内側部分６２を押し込み方向に弾性変形させる押込工程とを行う。これにより、エンドプレート６の押圧面６３１が鉄心５を押圧し、エンドプレート６の内側部分６２が鉄心５に向かうように弾性変形した状態で、エンドプレート６を鉄心取付部４３に溶接する。
以下、これを詳説する。
【００３７】
まず、図１を参照のごとく、インナシャフト３とアウタシャフト４とを焼き嵌めによって締結する。具体的には、アウタシャフト４の筒状部４１を加熱して膨張させ、筒状部４１の挿嵌穴４１１内にインナシャフト３を挿嵌させる。その後、筒状部４１を冷却して収縮させることにより、インナシャフト３をアウタシャフト４における筒状部４１の挿嵌穴４１１において締結する。
なお、焼き嵌めを行うに当たって、アウタシャフト４における筒状部４１の挿嵌穴４１１の内径は、インナシャフト３におけるアウタシャフト４に対して締結する部分の外径よりも小さく設定しておく。
また、本例では、インナシャフト３とアウタシャフト４とを焼き嵌めによって締結したが、例えば、インナシャフト３をアウタシャフト４における筒状部４１の挿嵌穴４１１に圧入して締結することもできる。また、その他の方法を用いて締結することもできる。
【００３８】
次いで、図２に示すごとく、鉄心５をアウタシャフト４の鉄心取付部４３における取付本体部４４の外周面４４０上に配設する。このとき、鉄心５の一方側端面５０１が支承プレート６９を介して鉄心取付部４３の支承部４５において支承されるように、鉄心５を配設する。
【００３９】
次いで、同図に示すごとく、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に電流を流す。そして、両者の間に電流を流した状態で、エンドプレート６を鉄心取付部４３の他方側端部４３２に嵌合させる。具体的には、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３に、エンドプレート６の挿入穴６１の内周面６１１を、両者の間にクリアランスを生じさせることなく嵌め合わせる。
【００４０】
このとき、鉄心取付部４３の他方側端部４３２における端面４３４と外周面４３３とが成す外周角部４９には、面取りがされた面取り部４９１が設けられている。また、エンドプレート６の段差面６３２と挿入穴６１の内周面６１１とが成す内周角部６９にも、面取りがされた面取り部６９１が設けられている。
そのため、まず、鉄心取付部４３の面取り部４９１とエンドプレート６の面取り部６９１とを接触させて、その接触抵抗によってジュール熱を発生させ、原子の拡散を利用したコンデンサ溶接を開始する。
【００４１】
次いで、図３に示すごとく、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込む。すなわち、エンドプレート６の挿入穴６１に対して鉄心取付部４３の他方側端部４３２を圧入する。そして、エンドプレート６が鉄心５の他方側端面５０２に接触する前に、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に流す電流を止める。
その後、鉄心取付部４３とエンドプレート６との接触部分における原子の拡散状態をある程度保った状態で、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６の押圧面６３１を鉄心５の他方側端面５０２に接触させる。
【００４２】
次いで、図４に示すごとく、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６の内側部分６２を押し込み方向に弾性変形させる。そして、エンドプレート６の段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触するまで、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込む。
本例では、エンドプレート６の段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触してからも、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって所定量押し込む。
【００４３】
これにより、図１、図４に示すごとく、エンドプレート６は、押圧面６３１が鉄心５を押圧し、内側部分６２が鉄心５に向かうように、かつ、段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触するように弾性変形した状態で、鉄心取付部４３に溶接される。
また、鉄心５は、鉄心取付部４３の支承部４５とエンドプレート６とによって軸方向の両側から挟持されると共に、エンドプレート６によって一定の圧力が掛かった状態で固定される。
以上により、図１に示すロータ１を得る。
【００４４】
次に、本例のロータ１の製造方法における作用効果について説明する。
本例のロータ１の製造方法において、嵌合工程では、ロータシャフト２の鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に電流を流しながら、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３に、エンドプレート６の挿入穴６１の内周面６１１を嵌合させる。そして、押込工程では、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込んだ状態で鉄心取付部４３に溶接する。
【００４５】
すなわち、本例では、いわゆるコンデンサ溶接を用いることにより、エンドプレート６をロータシャフト２に対して拡散接合により直接的に接合する。そのため、エンドプレート６をロータシャフト２に対してかしめ固定する場合のように、スプリングバック等のような問題を生じさせることなく、両者を強固に接合することができる。また、エンドプレート６を別部品で締結して固定する場合のように、部品点数の増加を招くこともないため、ロータ１全体の小型化、さらにはコストダウンを図ることができる。
【００４６】
また、鉄心配設工程、嵌合工程及び押込工程を行うことにより、エンドプレート６の押圧面６３１が鉄心５を押圧し、エンドプレート６の内側部分６２が鉄心５に向かうように弾性変形した状態で、エンドプレート６を鉄心取付部４３に溶接する。そのため、エンドプレート６を弾性変形させた分だけ、エンドプレート６の押圧面６３１から鉄心５に対して、鉄心５を構成する珪素鋼板５１の積層方向に面圧を発生させることができる。
【００４７】
これにより、鉄心５は、鉄心取付部４３の支承部４５とエンドプレート６とによって軸方向の両側から挟持されると共に、エンドプレート６によって一定の圧力が掛かった状態で配設される。それ故、鉄心５をロータシャフト２に対して十分かつ確実に固定することができる。その結果、ロータ１を回転させて鉄心５が磁化された際の斥力により、積層された珪素鋼板５１が剥がれたり、これに伴って鉄心５の破損、割れ等が生じたりすることを抑制することができる。
【００４８】
また、押込工程では、エンドプレート６を鉄心５に向かって押し込み、エンドプレート６が鉄心５に接触する前に、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間に流す電流を止める。そのため、その後にエンドプレート６が鉄心５に接触しても、両者が接合されることはない。すなわち、異種材料で構成されたエンドプレート６と鉄心５とが接合されていると、その接合部分には、ロータ１の回転による遠心力とは別に、両者の熱膨張差によって発生する応力が加わるため、鉄心５に破損、割れ等が生じることがある。本例では、これを抑制することができる。
一方、電流を止めた後、鉄心取付部４３とエンドプレート６との間には電流が流れない状態となるが、両者の接触部分では、ある程度原子の拡散状態が保たれている。そのため、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって押し込むことにより、拡散接合を十分かつ確実に行うことができる。
【００４９】
また、ロータシャフト２とエンドプレート６との接合には、コンデンサ溶接を用いる。そのため、ロータシャフト２とエンドプレート６とが異種の金属材料であっても、両者の接合が容易となり、材料の選定の幅を広げることができる。これにより、例えば、コストの安い材料を選定することによってコストダウンを図ることや、高強度の材料を選定することによって各部材の軽量化、さらにはロータ１全体の軽量化を図ることが可能となる。
【００５０】
また、ロータシャフト２とエンドプレート６とは、鉄心取付部４３の他方側端部４３２の外周面４３３と挿入穴６１の内周面６１１との間にクリアランスを生じさせることなく、嵌め合わされて接合されている。そのため、両者の間のクリアランスによるロータ１の偏心を抑制することができ、ロータ１の性能を高めることができる。
【００５１】
また、エンドプレート６の内側部分６２は、押圧面６３１よりも所定寸法後退した段差面６３２を有しており、押込工程においては、エンドプレート６の段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触するまで、エンドプレート６の内側部分６２を押し込み方向に弾性変形させる。そのため、鉄心５に対して発生させる面圧をエンドプレート６の押圧面６３１と段差面６３２との段差量で調整することができる。これにより、鉄心５に対して必要十分な面圧を発生させることができ、鉄心５をロータシャフト２に対して十分かつ確実に固定することができる。
また、本例では、エンドプレート６の段差面６３２が鉄心５の他方側端面５０２に接触してから、さらにエンドプレート６を鉄心５に向かって所定量押し込むことにより、必要十分な面圧となるように調整を行っている。
【００５２】
このように、本例の製造方法によれば、鉄心５を十分かつ確実に固定することができると共に、軽量化、小型化、コストダウン等の実現が可能なロータ１を得ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  ロータ
２  ロータシャフト
４３  鉄心取付部
４３２  他方側端部
４３３  外周面
４５  支承部
５  鉄心
５０１  一方側端面
５０２  他方側端面
５１  珪素鋼板
６  エンドプレート
６１  挿入穴
６１１  内周面
６２  内側部分
６３１  押圧面
６３２  段差面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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