(57)【要約】【課題】回転電機のアウターロータにおいて、ロータコアを焼嵌めによって固定する際に、ロータコアの保持トルクの不足を抑制することである。【解決手段】回転電機のアウターロータ構造１０は、ロータシャフト１８から外周側に向かって径方向に張り出す円板部３０、及び、円板部３０の外周において軸方向に突き出す円環状縁部３２を有するフランジ体２０を備える。また、フランジ体２０と別体であってフランジ体２０の円環状縁部３２とスプライン構造５０によって軸方向にスライド可能に配置され内周側にロータコア配置用の凹部を有するリング部４０を備える。また、リング部４０のロータコア配置用の凹部に焼嵌めによって固定された状態の環状のロータコア４２を備え、円環状縁部３２とリング部４０との間のスプライン構造５０の軸方向変位を拘束する複数の止めピン１６を備える。【選択図】図１
2018113823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるロータシャフトから外周側に向かって径方向に張り出す円板部、及び、前記円板部の外周において前記軸方向に突き出す円環状縁部を有するフランジ体と、
前記フランジ体と別体であって前記フランジ体の前記円環状縁部とスプライン構造によって前記軸方向にスライド可能に配置され内周側にロータコア配置用の凹部を有するリング部と、
前記リング部の前記ロータコア配置用の凹部に焼嵌めによって固定された状態の環状のロータコアと、
前記円環状縁部と前記リング部との間の前記スプライン構造の軸方向変位を拘束する複数の止めピンと、
を備える、回転電機のアウターロータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機のアウターロータ構造に係り、特に、ロータコアを焼嵌めによって固定する回転電機のアウターロータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機を構成するロータとしては、ステータの内周側に配置されるインナーロータ型と、ステータの外周側に配置されるアウターロータ型とが知られている。アウターロータ型の回転電機では、ロータコアが取り付けられるリングと呼ばれる環状部と、環状部をロータシャフトに連結する円板状の構造物とが一体となってロータを構成する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、アウターロータ型の回転電機において、ロータコアに接着で固定される永久磁石が、接着材が固化するまでの若干の時間の間に、磁性体である鋳物製の円板状の構造物に引きつけられ、軸方向に位置がずれることを指摘している。そこで、ロータコアを構成する複数枚の電磁鋼板の内、円板状の構造物の側に最も近く積層される１枚を張り出させて永久磁石固定部位とすることが開示されている。
【０００４】
特許文献１では、アウターロータ構造のロータの環状部にロータコアを固定する方法について特に述べられていないが、その固定方法としては、接着法、圧入法と共に、焼嵌め法が知られている。焼嵌め法は、環状部を含むロータを予め加熱して環状部の内径を拡張し、その拡径した内周壁に常温状態のロータコアの外周側を宛がい、全体を常温に戻す。これによって環状部の内周が縮径し、その収縮力によってロータコアの外周側に押付力を与えるので、ロータの環状部にロータコアが固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１９５７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アウターロータ構造において、ロータの環状部にロータコアを固定するために焼嵌め法を用いると、接着作業や圧入作業等が不要になるので好適である。ところで、アウターロータ構造では、環状部に円板状の構造物が一体化しているために、焼嵌めから常温に戻すときに環状部の内周が縮径する際、円板状の構造物も縮径する。そのために、環状部の内周壁によってロータコアの外周側に与えられる押付力が軸方向に沿って均一とならず、円板状の構造物の側に、より大きな押付力が生じる。
【０００７】
押付力は、環状部にロータコアが保持される保持力に対応し、回転電機が回転動作するときのアウターロータ構造におけるロータコアの保持トルクに対応する。焼嵌め法によって生じる押付力が軸方向に沿って均一でないときは、ロータコアの保持トルクが不足する箇所が生じる恐れがある。そこで、ロータコアを焼嵌めによって固定する際に、ロータコアの保持トルクが不足することを抑制できる回転電機のアウターロータ構造が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る回転電機のアウターロータ構造は、軸方向に延びるロータシャフトから外周側に向かって径方向に張り出す円板部、及び、円板部の外周において軸方向に突き出す円環状縁部を有するフランジ体と、フランジ体と別体であってフランジ体の円環状縁部とスプライン構造によって軸方向にスライド可能に配置され内周側にロータコア配置用の凹部を有するリング部と、リング部のロータコア配置用の凹部に焼嵌めによって固定された状態の環状のロータコアと、円環状縁部とリング部との間のスプライン構造の軸方向変位を拘束する複数の止めピンと、を備える。
【０００９】
上記構成によれば、フランジ体とは別体のリング部にロータコアが焼嵌めによって固定されており、フランジ体の熱収縮等とは無関係の状態で、ロータコアがリング部に焼嵌めされている。したがって、環状部であるリングとフランジ体とが一体となっている従来技術と異なり、リング部にロータコアを焼嵌めによって固定する際のロータコアの保持トルクにフランジ体は影響を及ぼさず、ロータコアの保持トルクが不足することが抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の回転電機のアウターロータ構造によれば、ロータコアを焼嵌めによって固定する際に、ロータコアの保持トルクが不足することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る回転電機のアウターロータ構造の断面図である。
【図２】図１において、軸方向の一方側から見た図である。
【図３】図１におけるロータコアの近傍部分の拡大図である。図３（ａ）は、図１のＡ部の拡大図であり、（ｂ）は、図１のＢ部の拡大図である。
【図４】実施の形態に係る回転電機のアウターロータ構造において、フランジ体とリング部との間のスプライン構造を示す図である。
【図５】実施の形態に係る回転電機のアウターロータ構造におけるリング部にロータコアが焼嵌めによって固定される手順を示す図である。図５（ａ）は、加熱した状態のリング部と常温状態のままのロータコアとの関係を示す図であり、（ｂ）は、リング部に焼嵌めされた状態のロータコアを示す図である。図５（ｃ），（ｄ）は、焼嵌めによってリング部がロータコアに与える押付力Ｆの軸方向分布を示す図である。
【図６】比較例として、フランジ体とリング部が別体でなく一体構造のカップ形状部を構成する従来技術におけるロータコアの焼嵌めを示す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に対応し、一体となって加熱されたカップ形状部と常温状態のままのロータコアとの関係を示す図である。（ｂ）は、図５（ｂ）に対応し、リング部に焼嵌めされた状態のロータコアを示す図である。（ｃ），（ｄ）は、図５（ｃ），（ｄ）に対応し、焼嵌めによってカップ形状部がロータコアに与える押付力Ｆ’の軸方向分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下で述べる寸法、形状、材質、磁極数、１つの磁極を構成する永久磁石の数等は、説明のための例示であり、回転電機のアウターロータ構造の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
アウターロータ構造１０は、回転電機の回転子の構造である。図１は、回転電機のアウターロータ構造１０の構成を示す断面図である。図２は、回転電機のアウターロータ構造１０の開口空間部３１側から見た平面図である。以下では、回転電機のアウターロータ構造１０を、特に断らない限り、アウターロータ構造１０と呼ぶ。アウターロータ構造１０が用いられる回転電機では、ステータ８の外周側にアウターロータ構造１０が配置される。図１において、ステータ８を二点鎖線で示す。ステータ８は回転電機の固定子であって、図示しないモータケースに固定される。ステータ８は、ステータコアに所定のステータコイルが配置され、図示しない駆動回路からの駆動電力によって回転磁界を発生する。
【００１４】
図１、図２に、アウターロータ構造１０の軸方向、周方向、径方向を示す。軸方向は、アウターロータ構造１０のロータシャフト１８の中心軸ＣＬが延びる方向である。以下において、軸方向の両方向を区別するときは、紙面上において下方側を軸方向の一方側とし、上方側を軸方向の他方側と呼ぶ。軸方向の一方側は、アウターロータ構造１０においてステータ８が配置される開口空間部３１側の方向である。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。図２は、軸方向の一方側から見た図であり、図１は、図２のＡ−Ｂ線に沿った断面図に相当する。
【００１５】
アウターロータ構造１０は、ロータシャフト１８、フランジ体２０、リング部４０、ロータコア４２、及び、複数の止めピン１６を含む。フランジ体２０とリング部４０とで囲まれた空間が開口空間部３１で、ここにステータ８が配置される。
【００１６】
ロータシャフト１８は、図示しないモータケースにアウターロータ構造１０が回転自在に保持されてステータ８と共に回転電機を構成するときの出力軸である。ロータシャフト１８の軸方向に沿った他方側には鍔部１９が設けられ、一方側の外周にはおねじ２１が刻まれる。
【００１７】
フランジ体２０は、ロータシャフト１８から外周側に向かって径方向に張り出す円板部３０と、円板部３０の外周において軸方向に突き出す円環状縁部３２と、内周側に中心穴を有する円筒部３４とを備える。全体としては、中心円筒部を有する縁付フランジ状の形状を有する。円筒部３４の中心穴にはロータシャフト１８が通され、円筒部３４の軸方向に沿った他方側の端面でロータシャフト１８の鍔部１９が受け止められる。円筒部３４の軸方向に沿った一方側に突き出たロータシャフト１８のおねじ２１には締結ナット２２が噛み合わされる。このように、ロータシャフト１８の鍔部１９とおねじ２１を用いて、ロータシャフト１８とフランジ体２０とは、締結ナット２２によって締結されて一体化する。
【００１８】
かかるフランジ体２０は、適当な金属材料を用いて成形されたものが用いられる。金属材料に鋳鉄を用いて、円板部３０、円環状縁部３２、円筒部３４を一体化成形することができる。一体化成形に代えて、複数の部材を組立ててフランジ体２０としてもよい。
【００１９】
リング部４０は、フランジ体２０と別体の円環状部品で、内周側にロータコア配置用の凹部５２（図５参照）を有する。図１に示すように、リング部４０は、フランジ体２０の円環状縁部３２を軸方向の一方側に延ばした位置に配置され、フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０とを一体化すれば１つの環状部となる。換言すれば、従来技術のアウターロータ構造１１においてロータコア４２が配置される環状部６２（図６参照）が、図１のアウターロータ構造１０においては、フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０とが別体として分離している。フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０との一体化は、スプライン構造５０と複数の止めピン１６によって行われるが、これらについては後述する。
【００２０】
ロータコア４２は、アウターロータ構造１０の磁極を形成する複数の永久磁石４４を含む環状磁性体である。ロータコア４２は、焼嵌めによって固定された状態で、リング部４０のロータコア配置用の凹部５２（図５参照）に配置される。焼嵌めの詳細については後述する。
【００２１】
ロータコア４２は、所定枚数の磁性体薄板４３を積層した積層体である。磁性体薄板４３は、内径及び外径で規定される環状外形と、複数の磁石孔とを含んで、磁性体の薄板シートを打ち抜き加工等で所定の形状に成形したものが用いられる。磁性体薄板４３の両面には電気的な絶縁処理が施される。複数の磁性体薄板４３は、適当なカシメ等によって互いに密着して固定され、積層体を構成する。磁性体薄板４３の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板４３の積層体に代えて、磁性粉末を一体化成形したものをロータコア４２としてもよい。
【００２２】
ロータコア４２には、周方向に予め定められた数の磁極Ｐが設けられる。図２の例では、磁極数は８つである。ロータコア４２を磁極数で区分した扇形の部分には、磁石孔が設けられる。磁石孔の中には磁極Ｐを形成する永久磁石４４が挿入され、磁石固定部材によって磁石孔と永久磁石４４とが固定される。磁石固定部材としては、絶縁樹脂が用いられる。例えば、エポキシ系樹脂を用いることができる。アウターロータ構造１０においてロータコア４２は外周側に配置されるので、１つの磁極Ｐの周方向に沿った長さは、インナーロータ型のロータコアに比べ長くなり、１つの永久磁石４４で１つの磁極Ｐを形成すると周方向に沿って湾曲した磁石形状となる。図２では、１つの磁極Ｐについて矩形断面形状の永久磁石４４を５つ用いてこれらを周方向に沿ってロータコア４２の内周側に配置する。１つの磁極Ｐ当りの永久磁石４４の数＝５は説明のための例示であって、アウターロータ構造１０の全体寸法等に基づいて、５つ以外の数であってもよい。
【００２３】
永久磁石４４は、軸方向に延びる棒状磁石で、各磁石孔に１つずつ配置される。永久磁石４４の軸方向の長さは、ロータコア４２の軸方向の長さと同じかやや短めとして、ロータコア４２の軸方向の端面から永久磁石４４が突き出ないようにすることが好ましい。永久磁石４４の着磁は、平面図における矩形断面形状の長辺面について行われ、一方側の長辺面がＮ極のとき他方側の長辺面がＳ極になるように着磁される。１つの磁極Ｐについての５つの永久磁石４４は、いずれも同じ着磁方向で着磁される。ロータコア４２の周方向に沿って隣接する磁極Ｐの間では、着磁方向が互いに逆になるように配置される。すなわち、内周側を向く磁極の極性は、周方向に沿って、Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓの順に配置されて一周する。
【００２４】
かかる永久磁石４４の材質としては、ネオジムと鉄とホウ素を主成分とするネオジム磁石、サマリウムとコバルトを主成分とするサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石が用いられる。これ以外にフェライト磁石、アルニコ磁石等を用いてもよい。
【００２５】
上記では、磁極Ｐを形成する永久磁石４４をロータコア４２に埋め込む埋込磁石型を述べたが、永久磁石４４がロータコア４２の内周壁に露出する配置でもよい。また、ロータコア４２について、周方向に沿ってリラクタンスが変化するリラクタンス型の磁極としてもよい。リラクタンスの変化と永久磁石４４とを併用してもよい。
【００２６】
複数の止めピン１６は、フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０とを一体化して固定するためのピンであるが、ここで、フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０との間のスプライン構造５０について、図３、図４を用いて説明する。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１のＡ部とＢ部についての拡大図である。図１のＡ部、Ｂ部は、図２におけるＡ−Ｂ線に沿った断面において、Ａ側とＢ側の断面図である。Ａ−Ｂ線のＡ側は、隣接する磁極Ｐの間のロータコア４２を通り、永久磁石４４を通らないので、ロータコア４２の断面のみが示される。止めピン１６は、隣接する磁極Ｐの間の領域において、径方向に配置される。隣接する磁極Ｐの間の領域の数は、磁極Ｐの数＝８と同じであるが、止めピン１６は、その内の数箇所に配置される。図２の例では、４箇所に配置され、Ａ部はその内の１つである。したがって、図３（ａ）では、止めピン１６の断面が示される。Ｂ側は、１つの磁極Ｐを構成する複数の永久磁石４４の内の１つを通り、ロータコア４２に埋め込まれた永久磁石４４の断面図が示される。なお、止めピン１６の配置位置、その個数は、説明のための例示であって、上記以外の配置位置、個数であってもよい。
【００２８】
「スプライン構造」とは、２つの物体が軸方向に沿って互いに可動できるように、２つの物体の向かい合う面のそれぞれに、軸方向に沿って凹凸溝を設けた構造である。図４に、図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って軸方向の一方側を見た断面図を示す。フランジ体２０の円環状縁部３２と、リング部４０とは、周方向に沿って略三角形の凹凸溝を噛み合わせたスプライン構造５０によって軸方向にスライド可能に配置される。略三角形の凹凸溝は、フランジ体２０の円環状縁部３２の全周に渡って設けられ、同様に、リング部４０の全周に渡って設けられる。円環状縁部３２に設けられる凹凸溝と、リング部４０に設けられる凹凸溝との間に形成される隙間の大きさを適当に設定することで、周方向に沿った変位を小さくできる。これにより、フランジ体２０の円環状縁部３２に、リング部４０を適切に噛み合わせることができる。図４においては、スプライン構造５０の略三角形の凹凸溝の周期は、永久磁石４４の配置周期と異なっているが、永久磁石４４の配置周期に合わせてもよい。
【００２９】
止めピン１６は、スプライン構造５０を径方向に貫くように設けられたピン孔に挿入され、リング部４０と円環状縁部３２との間でスプライン構造５０が軸方向に変位しないように拘束するピンである。止めピン１６はピン孔から外れないように、両端をカシメ処理が行われる。カシメ処理に代えて、ねじ止めによる固定を用いてもよい。
【００３０】
リング部４０とロータコア４２とは焼嵌めによって一体化されるが、ここで、リング部４０とロータコア４２とにおける「焼嵌め」について図５を用いて説明する。
【００３１】
「焼嵌め」とは、軸と穴の嵌め合い法のひとつで、常温下では軸の外径より小さい内径を有する穴を加熱膨張させることで軸と穴とを嵌め合わせ、常温に戻すことで軸と穴とを堅く結合させるものである。図５は、図１のアウターロータ構造１０において、リング部４０とロータコア４２とが焼嵌めによって一体化された部分を焼嵌め組立体４１として抜き出して示す図である。ここで、永久磁石４４の図示は省略した。
【００３２】
図５（ａ）の焼嵌め組立体４１（θ）は、焼嵌めにおいて、リング部４０を常温から温度θに加熱して、軸方向及び径方向に膨張させた状態のリング部４０（θ）と、常温のままのロータコア４２との組合せを示す図である。ここでは、軸方向及び径方向の膨張を誇張して示す。
【００３３】
リング部４０には、内周側にロータコア４２を配置するための凹部５２が設けられるが、温度θの加熱によって径方向及び軸方向に沿って膨張し、凹部５２（θ）となる。図５（ａ）では、常温状態のままのロータコア４２の外径をＤ0と示し、温度θにおける凹部５２（θ）の内径をＤ（θ）と示す。凹部５２（θ）と、常温状態のままのロータコア４２との間には、径方向に沿って｛Ｄ（θ）−Ｄ0｝／２の大きさの隙間が生じる。つまり、リング部４０のみを温度θに加熱した焼嵌め直前の状態を示す焼嵌め組立体４１（θ）においては、リング部４０とロータコア４２とを向い合せると、隙間が生じていて、互いに分離した状態である。この隙間が焼嵌めにおける焼嵌め代である。この隙間に、常温状態のままのロータコア４２を嵌め込み、全体を常温に戻す。温度θから常温に戻すことで、リング部４０（θ）は、径方向及び軸方向に沿って縮み、常温状態のリング部４０に戻り、凹部５２（θ）も隙間が消滅した凹部５２に戻る。
【００３４】
図５（ｂ）は、常温状態に戻したときのリング部４０とロータコア４２の関係を示す図で、図１の状態に対応する。この状態においては、リング部４０の凹部５２に嵌め込まれたロータコア４２の外周面は、リング部４０の縮径によって、押付力Ｆを受け、ロータコア４２の外径は常温下における自由状態の外径Ｄ0よりもやや小さいＤ0’となる。押付力Ｆは、ロータコア４２の外周の全面に一様に懸る。押付力Ｆは、リング部４０にロータコア４２が保持される保持力に対応し、回転電機が回転動作するときのアウターロータ構造１０におけるロータコア４２の保持トルクに対応する。このようにして、焼嵌めによって、ロータコア４２はリング部４０に固定され一体化される。
【００３５】
リング部４０は、軸方向の他方側にスプライン構造５０の部分を有するが、ほぼ理想的な円環形状であり、ロータコア４２も円環形状である。円形の穴に円柱を焼嵌めするときの保持力の軸方向に沿った分布は均一であることが知られているので、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、押付力Ｆの軸方向に沿った分布は、ほぼ均一分布に近い。
【００３６】
アウターロータ構造１０の製造方法は、以下の手順に従って行われる。最初に、永久磁石４４が配置されたロータコア４２を準備する（ロータコア準備工程）。次に、リング部４０を準備し、所定の温度θに加熱する（リング部の加熱工程）。ロータコア４２は常温状態のままである。温度θの下のリング部４０（θ）と、常温状態のロータコア４２との関係は、図５（ａ）に示す通りである。加熱されたリング部４０（θ）の凹部５２（θ）に、ロータコア４２を嵌め込む（嵌め込み工程）。そして、全体を常温に戻して、焼嵌め組立体４１を得る（焼嵌め組立体を得る工程）。焼嵌め組立体４１においては、環状のロータコア４２は、リング部４０のロータコア配置用の凹部５２に焼嵌めによって固定された状態である。焼嵌め組立体４１が得られると、フランジ体２０の円環状縁部３２と、焼嵌め組立体４１のリング部４０とを、スプライン構造５０の軸方向に沿って合わせる（スプライン構造の組立工程）。そして、止めピン１６を用いて、フランジ体２０の円環状縁部３２と、焼嵌め組立体４１のリング部４０とが軸方向に変位しないように固定する（止めピンによる固定工程）。最後に、フランジ体２０の円筒部３４の中心穴に軸方向の他方側からロータシャフト１８を挿入し、円筒部３４の肩部にロータシャフト１８の鍔部１９を突き当てる（ロータシャフトの挿入工程）。そして、円筒部３４の軸方向の一方側に突き出たロータシャフト１８のおねじ２１に締結ナット２２を噛み合わせて、ロータシャフト１８をフランジ体２０に締結する（締結工程）。
【００３７】
上記製造方法によれば、ロータコア４２をリング部４０に固定する処理は、リング部４０とロータコア４２との間の焼嵌めによって行われるが、その時点ではリング部４０はフランジ体２０と分離している。したがって、リング部４０がロータコア４２に与える押付力Ｆの軸方向に沿った分布に対して、フランジ体２０は何の影響も与えない。その結果、リング部４０がロータコア４２に与える押付力Ｆの軸方向に沿った分布は、ほぼ均一分布に近くなる。この均一な押付力Ｆに基づいて焼嵌めにおける焼嵌め代を設定することで、軸方向の全領域に渡って均一な焼嵌めとでき、軸方向に沿って押付力Ｆの不足する箇所が生じることを抑制できる。
【００３８】
アウターロータ構造１０においては、フランジ体２０とリング部４０とが別体として分離されているが、これらが一体化して１つのカップ形状部６０を形成している従来技術のアウターロータ構造１１を比較例として図６に示す。図６は、従来技術のアウターロータ構造１１におけるカップ形状部６０とロータコア４２との間の焼嵌めを示す図である。カップ形状部６０は、円板部３０と円筒部３４と環状部６２とを含む。環状部６２は、円板部３０の外周縁において軸方向に延びる環状部分であり、ロータコア４２が焼嵌めによって固定される部分である。図６においては、図５と同様に、永久磁石４４の図示は省略した。
【００３９】
図６（ａ）は、焼嵌めにおいて、カップ形状部６０の全体を常温から温度θに加熱して、軸方向及び径方向に膨張させた状態のカップ形状部６０（θ）と、常温のままのロータコア４２とを示す図である。図５（ａ）と同様に、軸方向及び径方向の膨張を誇張して示す。
【００４０】
環状部６２には、内周側にロータコア４２を配置するための凹部５３が設けられるが、温度θの加熱によって径方向及び軸方向に沿って膨張し、凹部５３（θ）となる。凹部５３（θ）と、常温状態のままのロータコア４２との間には隙間が生じる。この隙間に、常温状態のままのロータコア４２を嵌め込み、全体を常温に戻す。図６（ａ）において、図５と同様に、常温状態のままのロータコア４２の外径をＤ0と示し、温度θにおける凹部５３（θ）の内径をＤ（θ）と示す。｛Ｄ（θ）−Ｄ0｝／２が焼嵌めにおける焼嵌め代である。温度θから常温に戻すことで、カップ形状部６０（θ）は、径方向及び軸方向に沿って縮み、常温状態のカップ形状部６０に戻る。
【００４１】
図６（ｂ）は、常温状態に戻したときのカップ形状部６０とロータコア４２の関係を示す図で、図１、図５（ｂ）の状態に対応する。この状態において、環状部６２の凹部５３に嵌め込まれたロータコア４２の外周面は、環状部６２の縮径によって、押付力Ｆ’を受け、ロータコア４２の外径は常温下における自由状態の外径Ｄ0よりもやや小さいＤ0’’となる。
【００４２】
押付力Ｆ’は、ロータコア４２の外周の全面に一様に懸るが、理想的に近い円環部材の熱収縮である図５（ｂ）の場合と異なり、環状部６２は軸方向の一方側が自由端であるが他方端は、熱容量の大きな円板部３０と円筒部３４に一体化して接続されている。そのため、環状部６２における押付力Ｆ’は、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、自由端側で小さな値となり、熱容量の大きな円板部３０と円筒部３４の側で大きな値となる。したがって、押付力Ｆ’の最大値に基づいて焼嵌め代を設定すると、自由端における押付力Ｆ’が不足する。押付力Ｆ’は、カップ形状部６０の環状部６２にロータコア４２が保持される保持力に対応し、回転電機が回転動作するときのアウターロータ構造１１におけるロータコア４２の保持トルクに対応する。したがって、円板部３０と円筒部３４と環状部６２とが分離されずに一体化したカップ形状部６０を形成する従来技術においては、アウターロータ構造１１におけるロータコア４２の保持トルクが不足する箇所が生じる恐れがある。図１のアウターロータ構造１０によれば、軸方向に沿った押付力Ｆはほぼ均一であり、この均一な押付力Ｆに基づいて焼嵌めにおける焼嵌め代を設定するので、アウターロータ構造１０におけるロータコア４２の保持トルクが不足することを抑制できる。
【００４３】
本実施の形態に係る回転電機のアウターロータ構造１０は、軸方向に延びるロータシャフト１８から外周側に向かって径方向に張り出す円板部３０、及び、円板部３０の外周において軸方向に突き出す円環状縁部３２を有するフランジ体２０を備える。さらに、フランジ体２０と別体であってフランジ体２０の円環状縁部３２とスプライン構造５０によって軸方向にスライド可能に配置され内周側にロータコア配置用の凹部５２を有するリング部４０を備える。さらに、リング部４０のロータコア配置用の凹部５２に焼嵌めによって固定された状態の環状のロータコア４２を備え、フランジ体２０の円環状縁部３２とリング部４０との間のスプライン構造５０の軸方向変位を拘束する複数の止めピン１６を備える。
【００４４】
上記構成の回転電機のアウターロータ構造１０によれば、リング部４０に対しロータコア４２を焼嵌めによって固定する際に、ロータコア４２の保持トルクが不足することを抑制できる。これにより、焼嵌め代を適正に小さくした焼嵌めが可能になり、加工費や材料費の低減を図ることができる。また、焼嵌め代を適正にできるので、リング部４０やロータコア４２における残留応力を抑制でき、回転電機の出力トルクを増加でき、さらに、残留応力対策等のためのコストが低減できる。
【符号の説明】
【００４５】
８  ステータ、１０，１１  （回転電機の）アウターロータ構造、１６  止めピン、１８  ロータシャフト、１９  鍔部、２０  フランジ体、２１  おねじ、２２  締結ナット、３０  円板部、３１  開口空間部、３２  円環状縁部、３４  円筒部、４０  リング部、４１  焼嵌め組立体、４２  ロータコア、４３  磁性体薄板、４４  永久磁石、５０  スプライン構造、５２，５３  凹部、６０  カップ形状部、６２  環状部。
【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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