(57)【要約】【課題】エンドプレートの冷媒流路のシール性能を向上させる。【解決手段】エンドプレート１６は、ロータシャフト１２に設けられた分岐流路２４の開口２６を挟んで、ロータコア１４の端面３４と対向するように、ロータシャフト１２に嵌着される側壁部４２と、側壁部４２から延伸してロータコア１４の端面３４に当接し、端面３４との隙間を封止する封止部４６とを備える。側壁部４２は、嵌着時にロータシャフト１２の外周面２８と嵌合する内周面４８を備え、内周面４８は、ロータコア１４側が拡径されている。嵌着時に内周面４８が外周面２８から受ける圧縮荷重により、側壁部４２がロータコア１４側に倒れ屈曲して、封止部４６を端面３４に密着押圧する。【選択図】図１
2014045532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が供給される中空部が形成されるとともに、前記中空部の冷媒が送出される開口が外周面に形成された、ロータシャフトと、
前記開口を避けて前記ロータシャフトに嵌着される、ロータコアと、
前記開口を挟んで前記ロータコアの端面と対向するように、前記ロータシャフトに嵌着される側壁部と、前記側壁部から前記ロータコアの端面に当接し、前記端面との隙間を封止する封止部とを備えた、エンドプレートと、
を備えた、回転電機のロータであって、
前記エンドプレートの側壁部は、嵌着時に前記ロータシャフトの外周面と嵌合する内周面を備え、
前記内周面は、前記ロータコア側が拡径され、
嵌着時に前記側壁部の内周面が前記ロータシャフトの外周面から受ける圧縮荷重により、前記側壁部が前記ロータコア側に倒れ、前記封止部を前記端面に密着して押圧することを特徴とする、回転電機のロータ。
【請求項２】
請求項１記載の、回転電機のロータであって、
前記内周面は、プレス打ち抜きのせん断加工によって形成されることを特徴とする、回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸心冷却機構を備えた、回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機の冷却機構として、いわゆる軸心冷却機構が使用されている。例えば引用文献１では、ロータシャフトに中空部を設けるとともに、中空部から分岐する流路の開口が、ロータシャフトの外周面に形成されている。さらに、開口をエンドプレートとロータコアの間に挟み、両者の間隙を冷媒流路とする。
【０００３】
エンドプレートは、開口を挟んでロータコアの端面と対向する側壁部と、側壁部からロータコアの端面に当接して、端面との隙間を封止する、封止部を備えている。中空部に冷媒を供給すると、遠心力により、冷媒は開口を経由して、エンドプレートとロータコアの冷媒流路に流れ込む。これにより、ロータコアが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、エンドプレートの封止部のシール性能は、エンドプレートをロータシャフトに組み付ける際の、押し付け荷重によって定められる。例えば、焼き嵌めによりエンドプレートをロータシャフトに嵌着する場合、加熱して膨張したエンドプレートをロータシャフトに遊嵌するとともに、ロータコアの端面にエンドプレートの封止部を押し付ける。この状態でエンドプレートが冷却されて収縮し、エンドプレートがロータシャフトに嵌着される。このとき、封止部が収縮して押し付け荷重が低下し、十分なシール性能が得られないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機のロータは、冷媒が供給される中空部が形成されるとともに前記中空部の冷媒が送出される開口が外周面に形成されたロータシャフトと、前記開口を避けて前記ロータシャフトに嵌着されるロータコアと、前記開口を挟んで前記ロータコアの端面と対向するように前記ロータシャフトに嵌着される側壁部と前記側壁部から前記端面に当接し前記端面との隙間を封止する封止部とを備えたエンドプレートと、を備える。前記エンドプレートの側壁部は、嵌着時に前記ロータシャフトの外周面と嵌合する内周面を備え、前記側壁部の内周面は、前記ロータコア側が拡径される。嵌着時に前記側壁部の内周面が前記ロータシャフトの外周面から受ける圧縮荷重により、前記エンドプレートの側壁部が前記ロータコア側に倒れ、前記エンドプレートの封止部を前記ロータコアの端面に密着させ、高いシール性を確保する。
【０００７】
また、上記発明において、前記側壁部の内周面の拡径形状は、プレス打ち抜き時のせん断加工によって形成されることが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来よりもエンドプレートの封止部のシール性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る、回転電機のロータを例示する側面断面図である。
【図２】本実施の形態に係る、エンドプレートを例示する側面断面図である。
【図３】本実施の形態に係る、エンドプレートの別例を例示する側面断面図である。
【図４】エンドプレートの側壁部の倒れを説明する側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に、本発明の実施形態に係る、回転電機のロータ１０の側面断面図を例示する。ロータ１０は、ロータシャフト１２、ロータコア１４、及びエンドプレート１６を備える。
【００１１】
ロータシャフト１２は、ロータ１０の回転軸であり、回転電機のケーシング１８に、回転可能に支持されている。例えば、ロータシャフト１２は、軸受２０を介して、ケーシング１８に支持されている。ロータシャフト１２は筒状部材であって、長手方向に延伸する中空部２２が形成されている。また、中空部２２から分岐流路２４が形成されており、その開口２６がロータシャフト１２の外周面２８に形成されている。中空部２２には、図示しない供給源から、冷媒が供給される。冷媒は、例えばオートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）であってよい。中空部２２の冷媒は、ロータシャフト１２の回転に伴い、分岐流路２４から開口２６に送出される。
【００１２】
ロータコア１４は、ステータ３０に生じる回転磁界を受け、これにより発生するトルクをロータシャフト１２に伝える。ロータコア１４は、例えば円筒形状であり、ロータシャフト１２に嵌着される。この嵌着の際、ロータシャフト１２の開口２６を避けた近傍に、ロータコア１４が配置される。ロータコア１４は、例えば透磁率の高い電磁鋼板の積層体から構成され、さらに、ロータコア１４には、永久磁石が取り付けられていてもよい。
【００１３】
また、ロータコア１４内には、冷媒流路３２が形成される。この冷媒流路３２は、ロータコア１４の端面３４に設けられた、流入開口３６及び流出開口３８を有する。
【００１４】
エンドプレート１６は、ロータコア１４の端面３４とともに冷媒流路４０を形成する。エンドプレート１６は、ステンレス材等の非磁性材料から構成され、側壁部４２及び封止部４６を備える。封止部４６は、側壁部４２から延伸してロータコア１４の端面３４に当接することで、端面３４との隙間を封止する。封止部４６は、側壁部４２の外周側からロータ軸方向に沿って延伸する環形状の部材から成る。また、封止部４６は、ロータコア１４の流入開口３６と流出開口３８の間の面に当接して冷媒流路４０をシールする。
【００１５】
エンドプレート１６の側壁部４２は、ロータシャフト１２に嵌着される部材である。側壁部４２は、中空の環形状の部材から成り、ロータシャフト１２の開口２６を挟んで、ロータコア１４の端面３４と対向する。
【００１６】
エンドプレート１６の側壁部４２、封止部４６、及びロータコア１４の端面３４によって、冷媒流路４０が形成され、開口２６から流入した冷媒は、冷媒流路４０を経由して、端面３４の流入開口３６から、ロータコア１４の冷媒流路３２に流れる。
【００１７】
また、エンドプレート１６の側壁部４２には、ロータシャフト１２への嵌着時に、ロータシャフト１２の外周面２８と焼き嵌め等で嵌合する内周面４８を備えている。内周面４８は、ロータコア１４側が拡径する形状に形成されている。例えば、図２に示すように、ロータコア１４側に行くほど径が拡がる、テーパ面４８ａを設けることが好適である。ロータコア１４から離れる側に設けられた平行面４８ｂの径ｒ２は、常温環境下で、ロータシャフト１２の嵌着面の径ｒ１より小さくなるように形成されている。
【００１８】
また、図３左側に示すように、側壁部４２の内周面４８の断面形状を段差形状として、平行面４８ｂよりも大径の拡径面４８ｃをロータコア１４側（封止部４６の張り出している側）に設けてもよい。また、図３右側に示すように、内周面４８の全面をテーパ面４８ａとしてもよい。
【００１９】
内周面４８にテーパ面４８ａを設ける上で、プレス打ち抜きのせん断加工を用いることが好適である。側壁部４２の内周面４８をプレス加工によって打ち抜いたとき、その切り口面には、せん断面と破断面が形成される。このうち破断面は、内径が拡がるような、テーパ形状となることが知られている。また、プレス加工の際、ポンチとダイス間の間隔（クリアランス）が大きいほど、切り口面における破断面の割合が大きくなり、また、破断面の傾きが大きくなることが知られている。したがって、クリアランスを調節することで、内周面４８のテーパ面４８ａを所望の形状とすることが可能となる。
【００２０】
内周面４８のロータコア１４側が拡径されていることで、エンドプレート１６をロータシャフト１２に嵌着させる際に、側壁部４２がロータコア１４側に屈曲（倒れ変形）する。この原理について、図４を用いて説明する。
【００２１】
図４には、焼き嵌めにより、エンドプレート１６をロータシャフト１２に嵌着させるときの模式図が示されている。エンドプレート１６は、加熱により内径が拡げられた状態でロータシャフト１２に遊嵌される。エンドプレート１６は、冷却時に、もとの径に戻ろうとして収縮する。一方、ロータシャフト１２の外周面２８のうち、エンドプレート１６の内周面４８と接触する面には、エンドプレート１６の収縮に抗する力が作用する。つまり、エンドプレート１６の内周面４８のうち、ロータシャフト１２の外周面２８に接触する面は、ロータシャフト１２からの圧縮荷重を受ける。
【００２２】
ここで、エンドプレート１６の内周面４８では、テーパ面４８ａより先に、平行面４８ｂがロータシャフト１２の外周面２８に接触する。平行面４８ｂは、ロータシャフト１２の外周面２８からの圧縮荷重を受けて、収縮が規制される。一方、テーパ面４８ａは、外周面２８と離間しているために、破線で示すように、収縮を続ける。このとき、平行面４８ｂ上の部分４２ｂと、テーパ面４８ａ上の部分４２ａの境界面では、一点鎖線上の矢印で示すように、テーパ面４８ａ上の部分４２ａが平行面４８ｂ上の部分４２ｂを引っ張るような力が働く。この力が曲げ力となって、側壁部４２をロータコア１４側に倒れ屈曲させる。
【００２３】
屈曲した側壁部４２は、エンドプレート１６の封止部４６をロータコア１４の端面３４に密着して押圧する。封止部４６が端面３４に押圧されることで、封止部４６と端面３４とが密着し、シール性能が向上する。
【００２４】
なお、図４では、圧入や焼き嵌め等の、エンドプレート１６の径を拡げる嵌着について説明したが、ロータシャフト１２の径を収縮させてエンドプレート１６を嵌着させる冷やし嵌めを行っても、本実施形態では、シール性能の向上を図ることが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ロータ、１２  ロータシャフト、１４  ロータコア、１６  エンドプレート、１８  ケーシング、２０  軸受、２２  中空部、２４  分岐流路、２６  開口、２８  ロータシャフトの外周面、３０  ステータ、３２  ロータコアの冷媒流路、３４  端面、３６  流入開口、３８  流出開口、４０  エンドプレートの冷媒流路、４２  側壁部、４６  封止部、４８  側壁部の内周面、４８ａ  テーパ面、４８ｂ  平行面、４８ｃ  拡径面。
【図１】
2014045532.tif 000003
【図２】
2014045532.tif 000004
【図３】
2014045532.tif 000005
【図４】
2014045532.tif 000006