(57)【要約】【課題】製造コストを低減し得るようにした回転電機の回転子を提供する。【解決手段】回転子１は、シャフト１０と、シャフト１０の外周面に嵌合固定されたコア２０とを備える。コア２０に嵌入されたシャフト１０の嵌合部１１の外周面に、ローレット加工により形成された軸方向に延びる第１凸条１２と第１凹溝１３を周方向に交互に設ける。シャフト１０が嵌入されたコア２０の嵌合孔２１の周壁面に、第１凸条１２と係合してシャフト１０とコア２０の周方向への相対回転を規制する係合部２２の第２凸条２３及び第２凹溝２４を第１凸条１２と同数設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、
前記コアに嵌入された前記シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された軸方向に延びる第１凸条が設けられ、
前記シャフトが嵌入された前記コアの嵌合孔の周壁面には、前記第１凸条と係合して前記シャフトと前記コアの周方向への相対回転を規制する係合部が前記第１凸条と同数設けられていることを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
前記嵌合部の外周面には、隣り合う前記第１凸条の間に軸方向に延びる第１凹溝が形成され、該第１凹溝と前記第１凸条が周方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合しない異形の凹凸形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記係合部は、軸方向に延びる複数のスリットにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載される回転電機の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される回転電機の回転子として、嵌合孔を有するコアと、該コアの嵌合孔に嵌入される嵌合部を有するシャフトとを備えたものが、特許文献１に開示されている。そして、このような回転子において、コアとシャフトの締結を行う一つの手法として、シャフトの嵌合部の外周面に軸方向に延びるキー溝を設けるとともにコアの嵌合孔の周壁面に軸方向に延びるキーを設けて、両部材をスプライン嵌合により締結することが従来より知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２３４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のように、シャフトとコアをスプライン嵌合により締結する場合、シャフトに設けられるキー溝の加工は、高精度を要求され、しかも加工範囲が広いなどの理由で高コストとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減し得るようにした回転電機の回転子を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、シャフトと、該シャフトの外周面に嵌合固定されたコアと、を備えた回転電機の回転子において、前記コアに嵌入された前記シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された軸方向に延びる第１凸条が設けられ、前記シャフトが嵌入された前記コアの嵌合孔の周壁面には、前記第１凸条と係合して前記シャフトと前記コアの周方向への相対回転を規制する係合部が前記第１凸条と同数設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、シャフトの嵌合部の外周面には、ローレット加工により形成された第１凸条が設けられている。ローレット加工は、例えばラック転造など容易な加工法を採用することができるので、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の場合、コアの嵌合孔の周壁面に設けられた係合部は、シャフトに設けられた第１凸条と同数設けられているため、シャフトとコアを嵌合する際に、シャフトの第１凸条とコアの係合部との噛み合わせや位置合わせを容易に行うことができるので、嵌合作業を容易に行うことが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記嵌合部の外周面には、隣り合う前記第１凸条の間に軸方向に延びる第１凹溝が形成され、該第１凹溝と前記第１凸条が周方向に交互に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、シャフトとコアを圧入により嵌合する際に、コアの係合部の凸部がシャフトの第１凹溝を通ることができるので、嵌合作業を容易に行うことが可能となる。また、圧入したときに、シャフトの第１凸条が変形した場合でも、変形した部分が第１凹溝へ逃げることができるので、変形した部分が削り取られて切り粉が発生するのを防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状であることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、シャフトの嵌合部とコアの係合部の軸直角方向の断面形状が互いに符合する凹凸形状にすることで、シャフトとコアを嵌合する際に、シャフトの第１凸条とコアの係合部との噛み合わせや位置合わせを極めて容易に行うことができる。
【００１１】
なお、回転子のコアは、通常、硬度の高い電磁鋼板を積層して形成されていることから、シャフトに比べて硬度が高い部材となる。そのため、コアの嵌合孔にシャフトを打ち込む場合に、十分な打ち込み精度を確保できなかったり、切り粉が発生したりする可能性がある。その点、本発明の場合には、シャフトの隣り合う第１凸条の間に、コアの係合部の凸部の逃げ空間が形成されるとともに、コアの係合部の隣り合う凸部の間に、シャフトの第１凸条の逃げ空間が形成されるので、シャフトの良好な打ち込み精度を確保することができ、切り粉の発生も抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記係合部の軸直角方向の断面形状は、前記シャフトの前記嵌合部の軸直角方向の断面形状と符合しない異形の凹凸形状であることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、コアに設けられる係合部の軸直角方向の断面形状を、例えば単純な矩形などの形状にすることができるので、係合部を簡易に形成することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記係合部は、軸方向に延びる複数のスリットにより構成されていることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、コアにスリットを形成することによって、シャフトに設けられた第１凸条と係合する係合部を、コアに簡易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る回転電機の回転子の軸方向に沿う断面図である。
【図２】実施形態１に係る回転電機の回転子の軸直角方向の断面図である。
【図３】実施形態１に係る回転電機の回転子の組み付け状態を示す説明図であって、（ａ）はシャフトとコアの組み付け直前の状態を示し、（ｂ）はシャフトとコアの嵌合完了の状態を示す。
【図４】実施形態２に係るコアの軸直角方向の要部断面図である。
【図５】実施形態３に係るコアの軸直角方向の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の回転電機の固定子を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１６】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る回転電機の回転子の軸方向に沿う断面図である。図２は、その回転子の軸直角方向の断面図である。本実施形態の回転電機の回転子１は、例えば車両の電動機及び発電機を兼ねる回転電機に使用されるものであって、回転電機のハウジング内において、固定子（図示せず）の内周側に回転自在に収容配置される。この回転子１は、図１に示すように、シャフト１０と、シャフト１０の外周面に嵌合固定されたコア２０と、コア２０の軸方向両側に配置された第１及び第２ストッパ１５、１６とにより構成されている。
【００１７】
シャフト１０は、鉄系金属により所定の大きさに形成されており、軸方向中央部にコア２０が嵌合固定される嵌合部１１を有する。この嵌合部１１の外周面には、予めシャフト素材に対してラック転造によるローレット加工が施されることによって、軸方向に延びる複数の第１凸条１２が設けられている。この第１凸条１２は、軸直角方向の断面形状が台形にされている。この場合、隣り合う第１凸条１２の間には、軸方向に延び断面がＶ字形状の第１凹溝１３が形成されており、第１凹溝１３と第１凸条１２が周方向に交互に設けられている。
【００１８】
コア２０は、中央に貫通孔を有する円形状の電磁鋼板を複数積層して円筒状に形成されている。このコア２０には、極性が周方向に交互に異なる複数の磁極が永久磁石によって形成されている。このコア２０は、軸方向に貫通しシャフト１０の嵌合部１１と嵌合する嵌合孔２１を有する。嵌合孔２１の周壁面には、シャフト１０の第１凸条１２と係合してシャフト１０とコア２０の周方向への相対回転を規制する係合部２２が設けられている。      
【００１９】
この係合部２２の軸直角方向の断面形状は、シャフト１０の嵌合部１１の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状にされている。すなわち、この係合部２２は、シャフト１０の第１凹溝１３と符合する逆Ｖ字形の断面形状を有する第２凸条２３と、シャフト１０の第１凸条１２と符合する逆台形の断面形状を有する第２凹溝２４とが、周方向に交互に設けられている。よって、コア２０の係合部２２には、シャフト１０の第１凸条１２及び第１凹溝１３と同数の第２凸条２３及び第２凹溝２４が設けられている。
【００２０】
このコア２０とシャフト１０は、図３に示すように組み付けられる。すなわち、コア２０の嵌合孔２１内にシャフト１０を軸方向先端（図３の左側）から嵌挿し、シャフト１０のローレット加工が施された嵌合部１１の一端側が嵌合孔２１に到達した時点で、嵌合部１１の第１凸条１２及び第１凹溝１３と嵌合孔２１の係合部２２（第２凸条２３及び第２凹溝２４）との位置合わせをし、その後、コア２０の軸方向一端面（図３の右側）がシャフト１０の外周面に設けられた第１ストッパ１５に当接するまでシャフト１０を打ち込んで圧入する。これにより、コア２０の嵌合孔２１内にシャフト１０の嵌合部１１が位置する状態に、両部材が組み付けられる。その後、リング状の第２ストッパ１６（図１参照）を、シャフト１０の軸方向先端側からコア２０の軸方向他端面（図３の左側）に当接するまで圧入して装着し、組み付けを完了させる。これにより、図１に示す回転子１が得られる。
【００２１】
以上のように、本実施形態の回転電機の回転子１によれば、シャフト１０の嵌合部１１に設けられた第１凸条１２及び第１凹溝１３は、ラック転造によるローレット加工により形成されている。そのため、容易な加工法でシャフト１０を作製することができるので、製造コストの低減が可能となる。
【００２２】
また、本実施形態では、コア２０の嵌合孔２１の周壁面に設けられた係合部２２の第２凸条２３は、シャフト１０に設けられた第１凸条１２と同数設けられているため、シャフト１０とコア２０を嵌合する際に、シャフト１０の第１凸条１２とコア２０の係合部２２の第２凸条２３との噛み合わせや位置合わせを容易に行うことができるので、嵌合作業を容易に行うことができる。
【００２３】
特に、シャフト１０の嵌合部１１の外周面には、隣り合う第１凸条１２の間に軸方向に延びる第１凹溝１３が形成され、第１凹溝１３と第１凸条１２が周方向に交互に設けられているので、シャフト１０の第１凸条１２とコア２０の係合部２２の第２凸条２３との噛み合わせや位置合わせを、より一層容易に行うことができる。また、圧入したときに、シャフト１０の第１凸条１２が変形した場合でも、変形した部分が第１凹溝１３へ逃げることができるので、変形した部分が削り取られて切り粉が発生するのを防止することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、コア２０の係合部２２の軸直角方向の断面形状が、シャフト１０の嵌合部１１の軸直角方向の断面形状と符合する凹凸形状にされているので、シャフト１０とコア２０を嵌合する際に、シャフト１０の第１凸条１２とコア２０の係合部２２との噛み合わせや位置合わせを極めて容易に行うことができる。また、シャフト１０の隣り合う第１凸条１２の間に、コア２０の係合部２２の第２凸条２３の逃げ空間が形成されるとともに、コア２０の係合部２２の隣り合う第２凸条２３の間に、シャフト１０の第１凸条１２の逃げ空間が形成されるので、シャフト１０の良好な打ち込み精度を確保することができ、切り粉の発生も抑制することができる。
【００２５】
〔実施形態２〕
図４は、実施形態２に係るコア２０Ａの軸直角方向の要部断面図である。本実施形態は、上記の実施形態１においてコア２０に設けられた係合部２２（第２凸条２３及び第２凹溝２４）の軸直角方向の断面形状のみを変更したものである。本実施形態では、図４に示すように、第２凸条２３Ａの断面形状は矩形にされ、第２凹溝２４Ａの断面形状は、溝底部の底面幅よりも開口部の開口幅が狭くなった逆台形にされている。すなわち、本実施形態では、コア２０Ａの係合部２２Ａの軸直角方向の断面形状は、シャフト１０の嵌合部１１の軸直角方向の断面形状と符合しない異形の凹凸形状にされている。
【００２６】
以上のように構成された本実施形態の回転子によれば、コア２０Ａに設けられる第２凸条２３Ａ及び第２凹溝２４Ａの断面形状が、単純な形状にされているので、係合部２２Ａを簡易に形成することができる。
【００２７】
〔実施形態３〕
図５は、実施形態３に係るコア２０Ｂの軸直角方向の要部断面図である。本実施形態は、上記の実施形態１において、コア２０に設けられた係合部２２（第２凸条２３及び第２凹溝２４）を、軸方向に延びる複数のスリット２５により構成された係合部２２Ｂに変更したものである。すなわち、本実施形態におけるスリット２５は、コア２０Ｂの嵌合孔２１Ｂの表面に軸方向に延びる切り込みを入れることにより形成されており、その底部には、断面が小円形の空間部２５ａが形成されている。このスリット２５は、コア２０Ｂとシャフト１０が圧入により嵌合される際に、シャフト１０に設けられた第１凸条１２（図２参照）の一部がスリット２５内に進入することにより、第１凸条１２と係合するようになっている。
【００２８】
以上のように構成された本実施形態の回転子によれば、コア２０Ｂにスリット２５を形成することによって、シャフト１０に設けられた第１凸条１２と係合する係合部２２Ｂを、コア２０Ｂに簡易に形成することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…回転子、  １０…シャフト、  １１…嵌合部、  １２…第１凸条、  １３…第１凹溝、  １５…第１ストッパ、  １６…第２ストッパ、  ２０、２０Ａ、２０Ｂ…コア、  ２１…嵌合孔、  ２２、２２Ａ、２２Ｂ…係合部、  ２３、２３Ａ…第２凸条、  ２４、２４Ａ…第２凹溝、  ２５…スリット。
【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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