(57)【要約】【課題】シャフトにカラーを圧入する際のバリの発生を抑制することができる回転部材の圧入構造を提供する。【解決手段】シャフト３１と、シャフト３１に圧入された筒状のロータコアと、シャフト３１のうちロータコアに対して第１端部寄りに位置する部分に圧入された環状のカラー３３と、を備えたロータの圧入構造であって、シャフト３１の第１端部には、外周面に露出する黒皮部３１５が形成され、カラー３３のうち、シャフト３１が圧入される圧入孔３３１の内周面には、カラー３３の圧入時に黒皮部３１５との接触を避けるための逃げ部３３３が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトに同軸に圧入された筒状のコアと、
前記シャフトのうち前記コアに対して第１端部寄りに位置する部分に圧入された環状のカラーと、を備えた回転部材の圧入構造であって、
前記シャフトの前記第１端部には、外周面に露出する凹凸部が形成され、
前記カラーのうち、前記シャフトが圧入される圧入孔の内周面には、前記カラーの圧入時に前記凹凸部との接触を避けるための逃げ部が形成されていることを特徴とする回転部材の圧入構造。
【請求項２】
前記カラーの硬度は、前記シャフトの硬度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転部材の圧入構造。
【請求項３】
前記カラーの外周部には、前記逃げ溝の位置を示す目印が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転部材の圧入構造。
【請求項４】
前記凹凸部は、
前記シャフトの前記第１端部の外周面に形成された第１凹凸部と、
前記シャフトの第１端面に形成された第２凹凸部と、を有し、
前記第１凹凸部及び前記第２凹凸部は、前記シャフトの周方向で同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転部材の圧入構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材の圧入構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両駆動用モータユニット等に使用されるモータは、ロータを備えている。ロータは、シャフトと、シャフトに圧入された筒状のロータコアと、シャフトのうちロータコアに対して第１端部寄りに位置する部分に圧入されたカラーと、を備えている（例えば、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１１−１５０９２９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、上述したシャフトは、ロータコアやカラーを圧入する前に、例えば軸方向の第１端面を周方向の複数箇所で保持した状態で、外周面を表面加工する。これにより、シャフトのうち、主に外周面上の黒皮部が除去される。一方、シャフトの第１端面のうち、表面処理がされない部分（表面処理時に保持される部分）には黒皮部が残存する。黒皮部は、他の部分に比べて表面粗さが粗い。この場合、シャフトの第１端面上に黒皮部が残存していると、シャフトの第１端側からカラーを圧入する際、カラーにおける圧入孔の内周面が黒皮部に引っ掛かる等のおそれがある。この場合には、カラーのうち黒皮部に引っ掛かった部分が削れてしまい、バリ等が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、シャフトにカラーを圧入する際のバリの発生を抑制することができる回転部材の圧入構造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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、シャフト（例えば、実施形態におけるシャフト３１）と、前記シャフトに圧入された筒状のコア（例えば、実施形態におけるロータコア３２）と、前記シャフトのうち前記コアに対して第１端部寄りに位置する部分に圧入された環状のカラー（例えば、実施形態におけるカラー３３）と、を備えた回転部材（例えば、実施形態におけるロータ３）の圧入構造であって、前記シャフトの前記第１端部には、外周面に露出する凹凸部（例えば、実施形態における黒皮部３１５）が形成され、前記カラーのうち、前記シャフトが圧入される圧入孔（例えば、実施形態における圧入孔３３１）の内周面には、前記カラーの圧入時に前記凹凸部との接触を避けるための逃げ部（例えば、実施形態における逃げ部３３３）が形成されている。
【０００７】
請求項２に記載した発明では、前記カラーの硬度は、前記シャフトの硬度よりも低く設定されている。
【０００８】
請求項３に記載した発明では、前記カラーの外周部には、前記逃げ溝の位置を示す目印（例えば、実施形態における突起部３３５）が設けられている。
【０００９】
請求項４に記載した発明では、前記凹凸部は、前記シャフトの前記第１端部の外周面に形成された第１凹凸部（例えば、実施形態における吐出孔３１３）と、前記シャフトの第１端面に形成された第２凹凸部（例えば、実施形態における黒皮部３１５）と、を有し、前記第１凹凸部及び前記第２凹凸部は、前記シャフトの周方向で同じ位置に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、カラーをシャフトに圧入する過程において、圧入孔の内周面のうち逃げ部が形成された部分がシャフトの外周面から離間するので、カラーと凹凸部との接触が回避される。したがって、圧入時において、カラーの圧入孔の内周面が凹凸部に引っ掛かって削れてしまうのを抑制できる。よって、カラーをシャフトに圧入する際のバリの発生を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載した発明によれば、シャフトにカラーを圧入した際に、カラーに過度な応力が発生するのを抑制できる。これにより、カラーが割れてしまうのを抑制できる。
【００１２】
請求項３に記載した発明によれば、圧入時において、逃げ部が目視できなくても、又は逃げ部を目視しなくても、突起部の位置に基づいて凹凸部と逃げ部との位置合わせが可能になる。その結果、圧入作業を効率的に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載した発明によれば、第１凹凸部及び第２凹凸部同士が周方向で同じ位置に形成されているため、第１凹凸部及び第２凹凸部に対して逃げ部を共用できる。これにより、カラーに設ける逃げ部の数が抑えられるので、圧入孔の外周面のうち逃げ部以外の部分の面積を確保できる。その結果、バリの発生を抑制した上で、カラーをシャフトに強固に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る車両駆動用モータユニットの概略断面図である。
【図２】実施形態に係るロータの軸方向に沿う部分断面図である。
【図３】実施形態に係るシャフト及びカラーの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る他の構成のシャフト及びカラーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、本発明の回転部材の圧入構造を車両駆動用モータユニット（以下、単に「モータユニット」という）に採用した場合について説明する。また、以下の説明では、モータのシャフトの軸方向を単に「軸方向」といい、シャフト周りの方向を単に「周方向」といい、軸方向に直交する方向を単に「径方向」という。
【００１６】
［モータユニット］
図１は、実施形態に係るモータユニット１００の概略構成断面図である。
図１に示すように、モータユニット１００は、モータハウジング１０１と、モータハウジング１０１に対して軸方向の第１端側に配置されたセンサハウジング１０２と、モータハウジング１０１に対して軸方向の第２端側に配置されたミッションハウジング１０３と、を備えている。
【００１７】
モータハウジング１０１の内部には、モータ１が収容されている。センサハウジング１０２の内部には、モータ１の回転数を検出する回転センサ１０４が収容されている。ミッションハウジング１０３の内部には、モータ１のシャフト３１からの動力を車輪等に伝達するトランスミッション（不図示）が収容されている。
【００１８】
モータハウジング１０１とセンサハウジング１０２との間には、モータハウジング１０１とセンサハウジング１０２とを仕切る仕切壁１０５が形成されている。仕切壁１０５における径方向の中央部には、仕切壁１０５を軸方向に貫通する貫通孔１０６が形成されている。貫通孔１０６内には、モータ１のシャフト３１の第１端部を回転自在に支持するベアリング１０７が設けられている。
モータハウジング１０１とミッションハウジング１０３との間には、モータハウジング１０１とミッションハウジング１０３とを仕切る仕切壁１０８が形成されている。仕切壁１０５における径方向の中央部には、仕切壁１０５を軸方向に貫通する貫通孔１０９が形成されている。貫通孔１０９内には、モータ１のシャフト３１の第２端部を回転自在に支持するベアリング１１０が設けられている。
【００１９】
モータユニット１００において、各ハウジング１０１〜１０３の壁部には、互いに連通するブリーザ通路１１１が形成されている。ミッションハウジング１０３の壁部には、ブリーザ通路１１１内に連通するブリーザ配管１１２が接続されている。これにより、モータユニット１００内の高圧・高温の空気は、ブリーザ通路１１１を通ってブリーザ配管１１２からモータユニット１００外に排出される。
【００２０】
モータユニット１００内には、モータ１やベアリング１０７，１１０等を冷却するための冷媒（不図示）が収容されている。冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）等が好適に用いられている。
モータユニット１００内には、オイルポンプ（不図示）が設けられている。オイルポンプから汲み上げられた冷媒は、モータユニット１００に形成された循環流路（不図示）を通してモータユニット１００内を循環する。冷媒がモータユニット１００内を循環する過程で、モータ１やベアリング１０７，１１０等に冷媒が供給される。
【００２１】
＜モータ＞
次に、モータ１の構成について説明する。
モータ１は、例えばインナーロータ型のＩＰＭモータ（埋込磁石同期モータ）である。モータ１は、筒状のステータ２と、ステータ２に対して径方向の内側に間隔を空けて配置された円柱状のロータ（回転部材）３と、を備えている。
【００２２】
ステータ２は、磁性板材（不図示）が軸方向に積層されて形成されている。ステータ２は、径方向内側に向かって延びるティース２１を備えている。ティース２１には、インシュレータ（不図示）を介してコイル２２が巻装されている。
【００２３】
図２は、ロータ３の軸方向に沿う部分断面図である。
図２に示すように、ロータ３は、シャフト３１と、シャフト３１に対して同軸状に圧入されたロータコア（コア）３２と、シャフト３１のうちロータコア３２に対して軸方向の両側に圧入された一対のエンドプレート（第１エンドプレート３４及び第２エンドプレート３５）と、シャフト３１のうちロータコア３２に対して第１端部寄りに位置する部分に圧入されたカラー３３と、を備えている。
【００２４】
シャフト３１は、軸方向に延びる円筒状に形成されている。シャフト３１の内側は、上述した冷媒が流通する内部流路３１１を構成している。内部流路３１１は、上述した循環流路の一部を構成している。なお、シャフト３１は、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が４０〜５０程度の材料（例えば、鉄等）により形成されている。
【００２５】
ロータコア３２は、磁性板材３２１が軸方向に積層されて形成されている。ロータコア３２には、ロータコア３２を軸方向に貫通する収容孔３２２が形成されている。収容孔３２２は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。各収容孔３２２内には、永久磁石３２３がそれぞれ収容されている。
【００２６】
第１エンドプレート３４は、ステンレス等の非磁性材料により環状に形成されている。第１エンドプレート３４は、シャフト３１のうちロータコア３２に対して軸方向の第１端部寄りに位置する部分に圧入されている。第１エンドプレート３４は、収容孔３２２を軸方向の第１端側から閉塞して、永久磁石３２３の軸方向の第１端側への移動を規制する。
第２エンドプレート３５は、第１エンドプレート３４と同等の材料で、第１エンドプレート３４と同形同大に形成されている。第２エンドプレート３５は、シャフト３１のうちロータコア３２に対して軸方向の第２端部寄りに位置する部分に圧入されている。第２エンドプレート３５は、収容孔３２２を軸方向の第２端側から閉塞して、永久磁石３２３の軸方向の第２端側への移動を規制する。なお、第２エンドプレート３５は、シャフト３１のうち、第２エンドプレート３５に対して軸方向の第２端部寄りに位置する部分に形成された拡径部３１６と、ロータコア３２と、の間で軸方向に挟持されている。これにより、シャフト３１に対する第２エンドプレート３５の軸方向の移動が規制されている。
【００２７】
カラー３３は、外径が第１エンドプレート３４よりも小径の環状に形成されている。カラー３３は、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）でシャフト３１よりも低い（例えば、２０〜３０）金属材料により形成されている。本実施形態において、カラー３３は、炭素鋼や高張力鋼板等が好適に用いられる。
カラー３３は、シャフト３１が圧入される圧入孔３３１を有している。カラー３３は、シャフト３１のうち、第１エンドプレート３４に対して軸方向の第１端側に位置する部分に圧入されている。すなわち、カラー３３は、ロータコア３２との間に第１エンドプレート３４を軸方向に挟持している。これにより、カラー３３は、シャフト３１に対する第１エンドプレート３４の軸方向の移動を規制している。
【００２８】
図３は、シャフト３１及びカラー３３の斜視図である。
図３に示すように、シャフト３１の第１端部（カラー３３よりも第１端側に位置する部分）には、複数の吐出孔（第１凹凸部）３１３が形成されている。各吐出孔３１３は、径方向に延在して、内部流路３１１の内外を連通している。すなわち、吐出孔３１３のうち、径方向の外側端部はシャフト３１の外周面上で開口し、径方向の内側端部はシャフト３１の内周面上で開口している。したがって、本実施形態の吐出孔３１３は、シャフト３１の外周面に対して径方向の内側に窪んでいる。
【００２９】
複数の吐出孔３１３は、シャフト３１の内部流路３１１に供給された冷媒をロータコア３２に導く冷媒流路として用いることができる。具体的に、オイルポンプで汲み上げられて内部流路３１１に供給された冷媒は、ロータ３の回転で発生する遠心力により各吐出孔３１３から吐出される。そして、各吐出孔３１３から吐出された冷媒が、ロータコア３２に供給されることで、ロータコア３２が冷却される。
【００３０】
シャフト３１の第１端面には、黒皮部（第２凹凸部）３１５が形成されている。黒皮部３１５は、シャフト３１の第１端面から軸方向の第２端側に窪むとともに、径方向に延在して内部流路３１１の内外を連通している。したがって、黒皮部３１５は、シャフト３１の外周面上で開口している。なお、黒皮部３１５とは、シャフト３１のうち表面処理が施されない部分であって、シャフト３１のうち黒皮部３１５以外の部分に比べて表面粗さが粗くなっている。黒皮部３１５は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００３１】
本実施形態において、各黒皮部３１５は、上述した対応する吐出孔３１３と周方向で同じ位置（同位相）に形成されている。また、本実施形態において、吐出孔３１３及び黒皮部３１５の周方向における長さは、同等になっている。したがって、周方向で同じ位置に配置された吐出孔３１３及び黒皮部３１５同士は、軸方向から見て互いに重なり合っている。但し、黒皮部３１５と吐出孔３１３は、必ずしも同数形成する必要はない。また、吐出孔３１３及び黒皮部３１５は、周方向で異なる位置に形成されていても構わない。さらに、吐出孔３１３及び黒皮部３１５の周方向における長さは、互いに異なっていても構わない。
【００３２】
各黒皮部３１５は、シャフト３１の内部流路３１１に供給された冷媒を一方のベアリング１０７（図１参照）に導く冷媒流路として用いることができる。具体的に、オイルポンプで汲み上げられて内部流路３１１に供給された冷媒は、ロータ３の回転により発生する遠心力によって黒皮部３１５から吐出される。そして、各黒皮部３１５から吐出された冷媒が、ベアリング１０７に供給されることで、ベアリング１０７が冷却される。
【００３３】
ここで、上述したカラー３３における圧入孔３３１は、シャフト３１の外径よりも小さく形成されており、シャフト３１との間に締め代を有している。圧入孔３３１の内周面には、逃げ部３３３が形成されている。逃げ部３３３は、カラー３３を軸方向に貫通するとともに、圧入孔３３１の内周面に対して径方向の外側に窪んでいる。本実施形態において、逃げ部３３３は、軸方向から見た平面視で径方向の外側に向けて突の円弧状に形成されている。但し、逃げ部３３３の平面視形状は適宜変更が可能である。
【００３４】
逃げ部３３３は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。具体的に、各逃げ部３３３は、対応する吐出孔３１３及び黒皮部３１５と周方向で同じ位置に形成されている。各逃げ部３３３の周方向における長さは、吐出孔３１３及び黒皮部３１５の周方向における長さ以上に形成されていることが好ましい。逃げ部３３３の径方向における深さは、カラー３３の圧入時に吐出孔３１３の内周面や黒皮部３１５の内面に接触しない程度であれば、適宜変更が可能である。なお、逃げ部３３３における平面視形状は、適宜変更が可能である。
【００３５】
カラー３３の外周面において、上述した各逃げ部３３３と周方向で同じ位置には、径方向の外側に突出する突起部３３５が各別に形成されている。各突起部３３５は、逃げ部３３３の周方向における位置を示す目印として機能する。なお、突起部３３５は、各逃げ部３３３のうち、少なくとも１つの逃げ部３３３に対応して設けられていれば構わない。また、突起部３３５は、逃げ部３３３との相対位置が認識可能であれば、周方向で逃げ部３３３と異なる位置に配置されていても構わない。さらに、突起部３３５は、径方向に限らず、軸方向に突出していても構わない。
【００３６】
次に、ロータ３の組付方法について説明する。
まず、シャフト３１における軸方向の第１端側から第２エンドプレート３５、ロータコア３２及び第１エンドプレート３４を、シャフト３１に順に圧入する。
【００３７】
続いて、シャフト３１における軸方向の第１端側からカラー３３を圧入する。具体的には、まずシャフト３１を圧入装置の治具（不図示）にセットする。一方、圧入装置の保治具（マグネットチャック等）によりカラー３３の内周部分を保持する。このとき、シャフト３１の吐出孔３１３及び黒皮部３１５と、カラー３３の突起部３３５（逃げ部３３３）と、が周方向で同じ位置になるように、シャフト３１とカラー３３とを位置合わせする。
【００３８】
その後、圧入装置を駆動させ、シャフト３１とカラー３３とを軸方向に接近移動させる。これにより、カラー３３の圧入孔３３１内にシャフト３１が軸方向の第１端側から圧入される。そして、カラー３３が第１エンドプレート３４に軸方向で当接する位置までシャフト３１を圧入する。これにより、カラー３３がシャフト３１に組み付けられる。なお、吐出孔３１３及び黒皮部３１５と、突起部３３５（逃げ部３３３）と、の周方向の位置合わせするためのガイドをシャフト３１に設けても構わない。
【００３９】
ここで、本実施形態では、カラー３３のうち、シャフト３１の吐出孔３１３及び黒皮部３１５と周方向で同じ位置に、吐出孔３１３及び黒皮部３１５を避ける逃げ部３３３を有する構成とした。
この構成によれば、シャフト３１にカラー３３を圧入する過程において、圧入孔３３１の内周面のうち逃げ部３３３が形成された部分がシャフト３１の外周面から離間するので、カラー３３と、黒皮部３１５及び吐出孔３１３と、の接触が回避される。したがって、圧入時において、カラー３３の圧入孔３３１の内周面が吐出孔３１３の内周面や黒皮部３１５の内面に引っ掛かって削れてしまうのを抑制できる。よって、カラー３３にシャフト３１を圧入する際のバリの発生を抑制することができる。
そして、本実施形態では、バリの発生を抑制することにより、カラー３３から離脱したバリが冷媒中に混入するのを抑制できる。
また、本実施形態では、手間のかかる吐出孔３１３や黒皮部３１５の表面処理を行う必要がないので、シャフト３１の表面処理にかかるコストを抑制することもできる。
【００４０】
本実施形態では、カラー３３の硬度がシャフト３１の硬度よりも低く設定されている構成とした。
この構成によれば、シャフト３１にカラー３３を圧入した際に、カラー３３に過度な応力が発生するのを抑制できる。これにより、カラー３３が割れてしまうのを抑制できる。
【００４１】
本実施形態では、カラー３３の外周面に逃げ部３３３の位置を示す突起部３３５が設けられている構成とした。
この構成によれば、圧入時においてカラー３３の内周部を保持した結果逃げ部３３３が目視できなくても、又は逃げ部３３３を目視しなくても、突起部３３５の位置に基づいて吐出孔３１３や黒皮部３１５と、逃げ部３３３と、の位置合わせが可能になる。その結果、圧入作業を効率的に行うことができる。
【００４２】
本実施形態では、対応する吐出孔３１３及び黒皮部３１５同士が周方向で同じ位置に形成されているため、周方向で同じ位置に形成された吐出孔３１３及び黒皮部３１５に対して逃げ部３３３を共用できる。これにより、カラー３３に設ける逃げ部３３３の数が抑えられるので、圧入孔３３１の外周面のうち逃げ部３３３以外の部分の面積を確保できる。その結果、バリの発生を抑制した上で、カラー３３をシャフト３１に強固に固定できる。
【００４３】
本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、シャフト３１の外周面に吐出孔３１３が形成され、シャフト３１の第１端面に黒皮部３１５が形成された構成について説明したが、この構成のみに限られない。シャフト３１の外周面及び軸方向を向く端面のうち、少なくとも一方に凹凸部が形成されていれば構わない。例えば図４に示すシャフト１３１では、軸方向の第１端面に黒皮部３１５のみが形成されている。このようなシャフト１３１に対しても、カラー１３３に逃げ部３３３を設けることで、圧入時におけるバリの発生を抑制できる。
【００４４】
上述した実施形態では、逃げ部３３３の位置を示す目印として突起部３３５を設けた場合について説明したが、この構成のみに限られない。目印は、目視可能なものであれば、着色や貼付で設けても構わない。
【００４５】
上述した実施形態では、全ての吐出孔３１３及び黒皮部３１５に対応して逃げ部３３３を設けた場合について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、少なくとも何れかの凹凸部に対応して逃げ部３３３を設ければ構わない。
上述した実施形態では、シャフト３１の第１端部にカラー３３が圧入される構成について説明したが、シャフト３１のうちロータコア３２に対して第２端部寄りに位置する部分にもカラーを圧入しても構わない。
上述した実施形態では、本発明の回転部材の圧入構造を、車用駆動用モータユニット１００のロータ３に適用した場合について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、本発明の回転部材の圧入構造は、車両用のモータに限定されず、その他用途のモータや発電機等であってもよい。
【００４６】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
３…ロータ（回転部材）
３１，１３１…シャフト（シャフト）
３２…ロータコア（コア）
３３，１３３…カラー
３３１…圧入孔
３１３…吐出孔（凹凸部、第１凹凸部）
３１５…黒皮部（凹凸部、第２凹凸部）
３３３…逃げ部
３３５…突起部（目印）  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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