(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部としてのシャフトであって径方向外側に突出する第１の凸部を一方の軸端に有するシャフトと、
前記第１の凸部に嵌合する凹部を内周に有する円筒状のロータコアと、
凹部を内周に有するリング状のエンドリングと
を備え、
前記ロータコアをシャフトの前記一方の軸端からこのシャフトの軸方向に嵌めた後に、前記エンドリングを、加熱した状態でシャフトの前記一方の軸端から前記第１の凸部を乗り超えた軸方向位置に焼きばめすることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
前記第１の凸部は前記エンドリングの凹部の深さより高いかまたは前記第１の凸部の外周面の半径は前記エンドリングの凹部の内周面の半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の回転電気のロータ。
【請求項３】
前記シャフトには径方向外側に突出する第２の凸部を、前記第１の凸部よりシャフトの軸方向内側に有し、
この第２の凸部は前記エンドリングの内周より高いかまたはこの第２の凸部の外周面の半径は前記エンドリングの内周の半径より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電気のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転電機、特にラジアルギャップ・インナロータタイプの回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層された回転子鉄心を貫通する回転子導体と、この回転子導体の端部を連結するエンドリングとをアルミダイキャストにより一体に形成したアルミダイキャスト回転子がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５３５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロータの軸方向端部に設置するエンドリングは、ロータコアの固定に用いられるが、磁気回路としては利用しないので、軽量で非磁性体であるアルミニウム材等で構成される。このエンドリングをロータコアと別部材で構成する場合に、鉄（炭素鋼）のシャフトに焼き嵌めによって固定することがある。
【０００５】
しかしながら、ロータが高速回転する回転時の遠心力が問題になる。つまり、遠心力の作用で、焼き嵌めしたアルミニウム材製のエンドリングが膨張する一方、低温時にはエンドリングが収縮することで変形を受けやすい。エンドリングがこのような膨張、変形を繰り返すことで、シャフトからエンドリングが外れる可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、エンドリングをロータコアと別部材で構成する場合に、エンドリングがシャフトから外れることのない回転電機のロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転電機のロータでは、軸部としてのシャフトであって径方向外側に突出する第１の凸部を一方の軸端に有するシャフトと、第１の凸部に嵌合する凹部を内周に有する円筒状のロータコアと、凹部を内周に有するリング状のエンドリングとを備えている。そして、ロータコアをシャフトの一方の軸端からこのシャフトの軸方向に嵌めた後に、エンドリングを、加熱した状態でシャフトの一方の軸端から第１の凸部を乗り超えた軸方向位置に焼きばめする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンドリングの凹部と第１の凸部とがシャフトの軸方向に互いに干渉することとなり、エンドリングをロータコアと別部材で構成する場合に、エンドリングがシャフトから外れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の組み付け状態のロータの概略斜視図である。
【図２】第１実施形態のシャフトの概略斜視図である。
【図３】第１実施形態のロータコアの概略斜視図である。
【図４】第１実施形態のエンドリングの概略平面図である。
【図５】ロータの組み付け状態を示す一部拡大図である。
【図６】第２実施形態のシャフトの概略斜視図である。
【図７】第２実施形態のロータの組み付け状態を示す一部拡大断面図である。
【図８】第３実施形態のシャフトの概略斜視図である。
【図９】第３実施形態のロータの組み付け状態を示す一部拡大断面図である。
【図１０】第４実施形態の組み付け状態のシャフトの概略斜視図である。
【図１１】第４実施形態のシャフト本体、キーの各概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１は本発明の一実施形態の組み付け状態のロータ１の概略斜視図、図２（ａ）はシャフト１０の概略斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）の一部拡大図、図３はロータコア２０の概略斜視図、図４はエンドリング３０の概略平面図である。
【００１１】
モータに用いられるロータ１は、図１に示したように、シャフト１０、ロータコア２０、エンドリング３０の３つの部材からなり、これら３つの部材を組み付けることによってロータ１を構成している。ここでのモータ（回転電機）は、ラジアルギャップ・インナーロータタイプのモータである。ラジアルギャップ・インナーロータタイプのモータとは、円筒状のステータの内周側に円柱状のロータが置かれ、ロータとステータの間の隙間（ギャップ）が径方向に存在するモータのことである。
【００１２】
図２（ａ）、（ｂ）に示したように、部材としてのシャフト１０は、円柱状の軸部１１の一方の軸端１１ａ（図２（ａ）で左手前）の外周の一箇所に１段目の凸部１３（第１の凸部）を、他方の軸端（図２（ａ）で右上奥）にフランジ部１２を全周に所定の軸方向幅Ｗｆで形成したものである。１段目のシャフト凸部１３には、外周面１３ａと２つの径方向側壁１３ｂとを備えている。１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ１だけ長い半径Ｒｐ１、所定の周方向幅Ｗｓ１及び所定の軸方向幅Ｗｓ２を有している。２つの径方向側壁１３ｂは平行な２つの平面である。シャフト１０の材質は炭素鋼である。
【００１３】
第１実施形態では、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ１だけ長い上記の半径Ｒｐ１を有する円筒面の一部を構成する場合で説明するが、必ずしもこの場合に限定されるものでない。例えば、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａは所定の曲率を有する曲面であってもよいし、平面であっても差し支えない。
【００１４】
図３に示したように、全体として円筒状に形成されるロータコア２０には、内周２１の一部に軸方向の両端にまで延びる凹部２２を穿設している。ロータコア凹部２２には、内周面２２ａと、２つの径方向側壁２２ｂとを備えている。内周面２２ａは、ロータコア２０の内周２１の半径Ｒｆよりも所定値Ｄｒ１だけ長い半径Ｒｍ、所定の周方向幅Ｗｒ１及び所定の軸方向幅Ｗｒ２を有している。軸方向幅Ｗｒ２は、ロータコア２０の軸方向幅でもある。
【００１５】
第１実施形態では、ロータコア凹部２２の内周面２２ａは、ロータコア２０の内周２１の半径Ｒｆよりも所定値Ｄｒ１だけ長い上記の半径Ｒｍを有する円筒面の一部を構成する場合で説明するが、必ずしもこの場合に限定されるものでない。例えば、ロータコア凹部２２の内周面２２ａは所定の曲率を有する曲面であってもよいし、平面であっても差し支えない。
【００１６】
ロータコア２０は、実際には薄板状の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。ロータコア２０には、図示しないが外周２３に永久磁石が配置されるかあるいは外周２３側に永久磁石が内蔵される。
【００１７】
ロータコア２０をシャフト１０の一方の軸端１１ａ（図２（ａ）で左手前）からシャフト１０の軸方向に嵌めてシャフト１０の外周に収納するため、ロータコア凹部２２の内周面２２ａの半径Ｒｍを、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１より許容代だけ大きくすると共に、ロータコア凹部２２の内周面２２ａの周方向幅Ｗｒ１をシャフト凸部１３の外周面１３ａの周方向幅Ｗｓ１より許容代だけ大きくしている。あるいは、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａ及びロータコア凹部２２の内周面２２ａがともに平面である場合であれば、ロータコアの凹部２２を、シャフト凸部１３の高さＨｓ１より許容代だけ深くする。
【００１８】
シャフト１０を支持した状態で１段目シャフト凸部１３とロータコア凹部２２とを嵌合させるようにして、ロータコア２０をシャフト１０の軸方向に押し込むと、ロータコア凹部２２が１段目シャフト凸部１３を通過してシャフトフランジ１２の側にはまり込む。さらにロータコア２０を押し込むと、ロータコア２０の軸方向の一端（図３で右上奥）がシャフトフランジ部１２に当接して止まり、ロータコア２０がシャフト１０の他方の軸端（図２（ａ）で右上奥）から抜け出ることが阻止される。このようにして、ロータコア２０をシャフト１０の外周に収納することができる。
【００１９】
ロータ１をシャフト１０とロータコア２０との２つの別部材から構成した関係上、ロータコア２０が１段目シャフト凸部１３を超えてシャフト１０の一方の軸端１１ａ（図２（ａ）で左手前）から抜け出さないようにする構成が必要となる。そのための部材がエンドリング３０である。
【００２０】
図４に示したように、全体としてリング状に形成されるエンドリング３０には、その内周３１の一部に軸方向の両端にまで延びる凹部３２を穿設している。エンドリング凹部３２には、内周面３２ａと、２つの径方向側壁３２ｂとを備えている。エンドリング凹部３２の内周面３２ａは、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅよりも所定値Ｄｒ２だけ長い半径Ｒｎ、所定の周方向幅Ｗｒ３及び所定の軸方向幅Ｗｒ４を有している。軸方向幅Ｗｒ４は、エンドリング３０の軸方向幅でもある。２つの径方向側壁３２ｂは平行な２つの平面である。エンドリング３０としては、軽量で非磁性体であるアルミニウム等の材質で構成する。
【００２１】
第１実施形態では、エンドリング凹部３２の内周面３２ａは、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅよりも所定値Ｄｒ２だけ長い上記の半径Ｒｎを有する円筒面の一部を構成する場合で説明するが、必ずしもこの場合に限定されるものでない。例えば、エンドリング凹部３２の内周面３２ａは所定の曲率を有する曲面であってもよいし、平面であっても差し支えない。
【００２２】
図５は、ロータ１の組み付け状態を示す一部拡大図である。図５は、図１においてシャフト１０の一方の軸端１１ａ（図１で左手前）から見ている図に相当する。すなわち、図５のようにロータ１の組み付け状態では、図面手前に外周面１３ａ及び２つの径方向側壁１３ｂを備える１段目シャフト凸部１３があり、その１段目シャフト凸部１３の後ろにエンドリング３０があり、そのエンドリング３０の後ろにロータコア（図示しない）がある。なお、図５には、シャフト軸部１１の半径Ｒｐ０、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅ、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎを書き入れている。
【００２３】
エンドリング３０を１段目シャフト凸部１３の後ろ、つまり１段目シャフト凸部１３より軸方向内側に収納するため、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅを、シャフト軸部１１の半径Ｒｐ０よりも許容代だけ大きくしている。
【００２４】
一方、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎを、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１より小さくすると共に、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの周方向幅Ｗｒ３を、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの周方向幅Ｗｓ１と同等としておく。あるいは、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａ及びエンドリング凹部３２の内周面３２ａがともに平面である場合であれば、エンドリング凹部３２を、１段目シャフト凸部１３の高さＨｓ１より浅くする。言い換えると、１段目シャフト凸部１３をエンドリング凹部３２の深さＤｒ２より高くする。
【００２５】
図５に示したようにエンドリング３０をシャフト凸部１３より軸方向内側に収めるには、アルミニウム等の材質であるエンドリング３０と、炭素鋼であるシャフト１０との熱膨張差を利用する。すなわち、エンドリング３０を加熱して１段目シャフト凸部１３を乗り越えた軸方向位置に焼き嵌めする。
【００２６】
具体的に説明する。まず、ロータコア２０をシャフト１０の一方の軸端１１ａからシャフト１０の軸方向に嵌めて組み付けておく。一方、エンドリング３０を加熱することによって、エンドリング３０は加熱前より全体的に径方向に膨張する。この膨張によって、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎが１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１より大きくなり、かつエンドリング凹部３２の内周面３２ａの周方向幅Ｗｒ３も１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの周方向幅Ｗｓ１より大きくなるので、エンドリング凹部３２が１段目シャフト凸部１３を乗り越えてシャフト１０の軸方向内側に収まる。
【００２７】
その後、エンドリング３０の温度が低下して常温に戻ると、エンドリング３０が加熱前の状態へと全体的に収縮する。この収縮によって、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎが１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１より小さくなる。この状態が図５、図１に示した組み付け状態である。図５、図１に示した組み付け状態では、エンドリング凹部３２は１段目シャフト凸部１３を乗り越えてシャフト１０外部へと抜け出すことができない。つまり、ロータコア２０と１段目シャフト凸部１３との間にエンドリング３０が介在することとなり、ロータコア２０が１段目シャフト凸部１３のある側からシャフト１０の外へと抜け出ることが防止される。
【００２８】
この場合、モータの使用中には、モータの発熱でエンドリング３０が膨張する。従って、モータ使用中のエンドリング３０の膨張によっては、エンドリング３０が１段目シャフト凸部を乗り越えて、シャフト外部に抜け出ることがないように、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎと、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１との差を設定しておく。あるいは１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａ及びエンドリング凹部３２の内周面３２ａがともに平面である場合であれば、モータ使用中のエンドリング３０の膨張によっては、エンドリング３０が１段目シャフト凸部を乗り越えて、シャフト外部に抜け出ることがないように、エンドリング凹部３２の深さＤｒ２と、１段目シャフト凸部１３の高さＨｓ１とを設定しておく。
【００２９】
このようにシャフト１０に対してロータコア２０及びエンドリング３０を組み付けるとき、１段目シャフト凸部１３とフランジ部１２との間の軸部１１に、ロータコア２０及びエンドリング３０が嵌る。この場合、シャフト１０の軸方向幅を所定値Ｗｓｈとしたとき（図２（ａ）参照）、この所定値Ｗｓｈから１段目シャフト凸部１３の軸方向幅Ｗｓ２及びシャフトフランジ部１２の軸方向幅Ｗｆの合計を差し引いた軸方向長さと、ロータコア２０及びエンドリング３０の軸方向幅の合計（Ｗｒ２＋Ｗｒ４）とがほぼ等しくなるようにしておくことで、組み付け状態でのロータコア２０やエンドリング３０がシャフト１０の軸方向にガタツクことを防止できる。
【００３０】
第１実施形態によれば、軸部としてのシャフト１０であって径方向外側に突出する１段目シャフト凸部１３（第１の凸部）を一方の軸端１１ａに有するシャフト１０と、１段目シャフト凸部１３に嵌合する凹部２２を内周２１に有する円筒状のロータコア２０と、凹部３２を内周３１に有するリング状のエンドリング３０とを備え、ロータコア２０をシャフト１０の一方の軸端１１ａからシャフト１０の軸方向に嵌めた後に、エンドリング３０を、加熱した状態でシャフト１０の一方の軸端１１ａから１段目シャフト凸部１３を乗り超えた軸方向位置に焼きばめする。これによって、エンドリング凹部３２と１段目シャフト凸部１３とがシャフト１０の軸方向に互いに干渉することとなり、エンドリング３０をロータコア２０と別部材で構成する場合に、エンドリング３０がシャフト１０から外れることを防止できる。
【００３１】
第１実施形態によれば、１段目シャフト凸部１３（第１の凸部）はエンドリング凹部３２（エンドリングの凹部）の深さＤｒ２より高いかまたは１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１はエンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎより大きいので、モータ使用中にモータの発熱によってエンドリング３０が膨張することがあっても、エンドリング３０が１段目シャフト凸部１３を乗り越えてシャフト１０の外に外れることを防止できる。
【００３２】
（第２実施形態）
図６（ａ）は第２実施形態のシャフト１０の概略斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の一部拡大図である。第１実施形態の図２（ａ）、（ｂ）と同一部分には同一番号を付している。
【００３３】
第２実施形態は、１段目のシャフト凸部１３の軸方向内側（図６（ａ）で右上奥側）に２段目のシャフト凸部１４を連続して設け、組み付け状態でこの２段目のシャフト凸部１４とエンドリング凹部３２とが嵌合するようにするものである。
【００３４】
２段目シャフト凸部１４にも、外周面１４ａと、２つの径方向側壁１４ｂとを備えている。２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ２だけ長い半径Ｒｐ２、所定の周方向幅Ｗｓ１及び所定の軸方向幅Ｗｓ３を有している。２つの径方向側壁１４ｂは平行な２つの平面である。
【００３５】
組み付け状態でエンドリング凹部３２を２段目シャフト凸部１４と嵌合させるため、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２を、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１よりも小さくしている。また、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの軸方向幅Ｗｓ３を、エンドリング３０の軸方向幅Ｗｒ４とほぼ等しくする。
【００３６】
２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの周方向幅Ｗｓ１は、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの周方向幅Ｗｓ１と同じである。つまり、２段目シャフト凸部１４の径方向側壁１４ｂと１段目シャフト凸部１３の径方向側壁１３ｂとは同一の面を形成している。
【００３７】
第２実施形態では、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ２だけ長い上記の半径Ｒｐ２を有する円筒面の一部を構成する場合で説明するが、必ずしもこの場合に限定されるものでない。例えば、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａは所定の曲率を有する曲面であってもよいし、平面であっても差し支えない。
【００３８】
図７はロータ１の組み付け状態を示す一部拡大断面図である。詳細には、エンドリング３０のある位置で、シャフト１０の軸方向に直交する面で切断したときの断面図である。２段目シャフト凸部１４にエンドリング凹部３２を嵌合させるため、図７に示したように、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２を、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅよりも大きくかつエンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎより許容代だけ小さくしている。
【００３９】
あるいは、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａ及びエンドリング凹部３２の内周面３２ａがともに平面である場合であれば、２段目のシャフト凸部１４を、エンドリング３０の内周３１より高くし、かつエンドリング凹部３２の深さＤｒ２よりは浅くする。言い換えると、２段目シャフト凸部１４をエンドリング３０の内周３１より高くする。
【００４０】
なお、２段目シャフト凸部１４の周方向幅でもあるＷｓ１は、前述したようにエンドリング凹部３２の周方向幅Ｗｒ３と同等となっている。なお、図７には、シャフト軸部１１の半径Ｒｐ０、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２、エンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅ、エンドリング凹部３２の内周面３２ａの半径Ｒｎを書き入れている。
【００４１】
このように、第２実施形態によれば、シャフト１０には径方向外側に突出する２段目シャフト凸部１４（第２の凸部）を、１段目シャフト凸部１３（第１の凸部）よりシャフト１０の軸方向内側に有し、２段目シャフト凸部１４はエンドリング３０の内周３１より高いかまたは２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２はエンドリング３０の内周３１の半径Ｒｅより大きいので、２段目シャフト凸部１４にエンドリング凹部３２が嵌合することとなり、これによってエンドリング３０がシャフト１０の軸周りに相対回転することを防止できる。
【００４２】
（第３実施形態）
図８（ａ）は第３実施形態のシャフト１０の概略斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）の一部拡大図である。第２実施形態の図６（ａ）、（ｂ）と同一部分には同一番号を付している。
【００４３】
第３実施形態は、第２実施形態を前提として、２段目のシャフト凸部１４の軸方向内側（図８（ａ）で右上奥側）にさらに３段目のシャフト凸部１５を連続して設け、組み付け状態でこの３段目のシャフト凸部１５とロータコア凹部２２とが嵌合するようにするものである。
【００４４】
３段目シャフト凸部１５にも、外周面１５ａと、２つの径方向側壁１５ｂとを備えている。３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ３だけ長い半径Ｒｐ３、所定の周方向幅Ｗｓ１及び所定の軸方向幅Ｗｓ４を有している。２つの径方向側壁１５ｂは平行な２つの平面である。
【００４５】
組み付け状態でロータコア凹部２２の全体を３段目シャフト凸部１５と嵌合させるため、３段目シャフト凸部１５はフランジ１２にまで延びている。すなわち、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの軸方向幅Ｗｓ４を、ロータコア２０の軸方向幅Ｗｒ２と同等としておく。３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの半径Ｒｐ３は、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２よりも小さくしている。
【００４６】
３段目シャフト凸部１５の周方向幅Ｗｓ１は、２段目シャフト凸部１４の周方向幅Ｗｓ１と同じである。つまり、３段目シャフト凸部１５の径方向側壁１５ｂと２段目シャフト凸部１４の径方向側壁１４ｂとは同一の面を形成している。
【００４７】
第３実施形態では、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａは、軸部１１の半径Ｒｐ０よりも所定値Ｈｓ３だけ長い上記半径Ｒｐ３を有する円筒面の一部を構成する場合で説明するが、必ずしもこの場合に限定されるものでない。例えば、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａは所定の曲率を有する曲面であってもよいし、平面であっても差し支えない。
【００４８】
図９はロータ１の組み付け状態を示す一部拡大断面図である。詳細には、ロータコア２０のある位置で、シャフト１０の軸方向に直交する面で切断したときの断面図である。３段目シャフト凸部１５にロータコア凹部２２を嵌合させるため、図９に示したように、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの半径Ｒｐ３を、ロータコア２０の内周２１の半径Ｒｆよりも大きくかつロータコア凹部２２の内周面２２ａの半径Ｒｍより小さくしている。
【００４９】
あるいは、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａ及びロータコア凹部２２の内周面２２ａがともに平面である場合であれば、３段目シャフト凸部１５を、ロータコア２０の内周２１より高くし、かつロータコア凹部２２の深さＤｒ１よりは浅くする。言い換えると、３段目シャフト凸部１５をロータコア２０の内周２１より高くする。
【００５０】
なお、３段目のシャフト凸部１５の外周面１５ａの周方向幅でもあるＷｓ１は、前述したように、ロータコア凹部２２の内周面２２ａの周方向幅Ｗｒ１より許容代だけ小さくなっている。なお、図９には、シャフト軸部１１の半径Ｒｐ０、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの半径Ｒｐ３、ロータコア２０の内周２１の半径Ｒｆ、ロータコア凹部２２の内周面２２ａの半径Ｒｍを書き入れている。
【００５１】
ここで、ロータコア凹部２２の内周面２２ａの半径Ｒｍは、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａの半径Ｒｐ１より大きい上に、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの半径Ｒｐ３を、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａの半径Ｒｐ２よりも小さくしたことで、ロータコア凹部２２の内周面２２ａと、３段目のシャフト凸部１５の外周面１５ａとの間には所定の空間２５が生じている。この空間２５はロータコア２０の発熱時に熱が逃げる通路となり得る。
【００５２】
このように、第３実施形態によれば、３段目シャフト凸部１５はロータコア２０の内周２１より高いかまたは３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの半径Ｒｐ３はロータコア２０の内周２１の半径Ｒｆより大きいので、３段目シャフト凸部１５にロータコア凹部２２が嵌合することとなる。言い換えると、３段目シャフト凸部１５をロータコア２０のキーとしても利用するので、ロータコア２０をシャフト１０に固定するためのキーを別に設ける必要がない。
【００５３】
（第４実施形態）
図１０は第４実施形態の組み付け状態のシャフト１０の概略斜視図、図１１（ａ）はシャフト本体５１の概略斜視図、図１１（ｂ）はキー４１の概略斜視図である。第３実施形態の図８（ａ）、（ｂ）と同一部分には同一番号を付している。
【００５４】
第３実施形態では、１段目シャフト凸部１３、２段目シャフト凸部１４、３段目シャフト凸部１５の全てをシャフトの軸部１１と一体で形成した。そのためには、棒状部材から図８（ａ）に示した形状のシャフト１０を削り出しで作る必要があり、コストがかかる。
【００５５】
そこで第４実施形態は、１段目シャフト凸部１３、２段目シャフト凸部１４、３段目シャフト凸部１５の全てをシャフト軸部１１とは別体のキー４１として構成すると共に、溝部をシャフト軸部の外周に形成し、キー４１をこの溝部に嵌め込むことでシャフト１０を構成するものである。ここでは、別体で構成するキー４１以外の残りの部材を「シャフト本体」というものとする。ただし、キー４１とシャフト本体とはともに炭素鋼で形成する。
【００５６】
具体的に説明する。図１１（ｂ）に示したように、キー４１を上部４１ａと台部４１ｂとに分割し、上部４１ａには１段目シャフト凸部１３、２段目シャフト凸部１４、３段目シャフト凸部１５を連続して形成する。１段目シャフト凸部１３、２段目シャフト凸部１４、３段目シャフト凸部１５の形状や寸法は第３実施形態と同じである。
【００５７】
台部４１ｂは後述する溝部に嵌り込む部分であるので、台部４１ｂの高さＨ４は適合により定める。台部４１ｂの形状は、ここでは直方体状である。上部４１ａと台部４１ｂとの境は平面で滑らかにつながるようにする。ここで、上部４１ａと台部４１ｂの境界に一点鎖線を記載すると、図１１（ｂ）に示したようになる。台部４１ｂの周方向幅は、１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａ、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａ、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの各周方向幅であるＷｓ１と同じである。台部４１ｂの軸方向幅は１段目シャフト凸部１３の外周面１３ａ、２段目シャフト凸部１４の外周面１４ａ、３段目シャフト凸部１５の外周面１５ａの３つの外周面の軸方向幅の合計と同じである。つまり、台部４１ｂの軸方向幅はＷｓ２＋Ｗｓ３＋Ｗｓ４に等しい。
【００５８】
一方、図１１（ａ）に示したように、シャフト本体５１には、キー４１の台部４１ｂが嵌合する直方体状の溝部５２を、軸部１１の外周の一箇所に形成する。シャフト１０の軸方向にフランジ部１２まで延びるこの溝部５２には、キー４１の台部４１ｂが隙間なく嵌合するように、溝部５２の深さＤｍ、溝部５２の周方向幅Ｗｍ１、溝部５２の軸方向幅Ｗｍ２を設定する。
【００５９】
そして、キー４１の台部４１ｂを溝部５２に隙間なく嵌め込んで固定する。固体した状態が図１０に示した組み付け状態である。台部４１ｂの溝部５２への固定方法については、接着等の公知の技術を用いればよい。なお、台部４１ｂの形状は直方体状に限定されるものでない。
【００６０】
このように、第４実施形態によれば、シャフト本体５１に設けた溝部５２にキー４１を嵌合する一方で、シャフトと同材料のキー４１に１段目シャフト凸部１３、２段目シャフト凸部１４、３段目シャフト凸部１５の全てを形成するようにしたので、棒状部材からシャフト１０の全体を削り出しで作る場合に比べてコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  ロータ
１０  シャフト
１１  軸部
１１ａ  一方の軸端
１３  １段目シャフト凸部（第１の凸部）
１４  ２段目シャフト凸部（第２の凸部）
１５  ３段目シャフト凸部
２０  ロータコア
２２  凹部（ロータコア凹部）
３０  エンドリング
３２  凹部（エンドリング凹部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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