(57)【要約】【課題】本発明はキー溝を用いることなくロータシャフトにロータコアを取り付けて固定することができ、キー溝の摩耗によるロータコアのロータシャフトに対する滑りが生じることがない、ロータの製造方法を提供する。【解決手段】ロータコア１０と、ロータコア１０に取付固定されるロータシャフト２０とを備えたロータ１の製造方法であって、ロータコア１０に形成される挿入孔１０ａにロータシャフト２０を挿入する挿入工程と、ロータコア１０に挿入されたロータシャフト２０の一端部と、ロータコア１０の外周部との間にパルス電流を流して、ロータコア１０とロータシャフト２０とを拡散接合する接合工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアと、前記ロータコアに取付固定されるロータシャフトとを備えたロータの製造方法であって、
前記ロータコアに形成される挿入孔に前記ロータシャフトを挿入する挿入工程と、
前記ロータコアに挿入された前記ロータシャフトの一端部と、前記ロータコアの外周部との間にパルス電流を流して、前記ロータコアとロータシャフトとを拡散接合する接合工程とを備える、
ことを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアと、前記ロータコアに取付固定されるロータシャフトとを備えたロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の回転子であるロータは、回転軸であるロータシャフトにロータコアを取り付けて固定することにより構成されている。ロータシャフトに対してロータコアを取り付ける際には、例えば特許文献１に示すように、ロータシャフトに軸方向に沿ったキー溝を形成するとともに、ロータコアに前記キー溝に対応した凸部を形成し、前記凸部を前記キー溝に挿入することで、ロータシャフトとロータコアとの回転方向における相対的な滑りを防止している。
【０００３】
具体的には、図４に示すロータ１００においては、ロータシャフト１２０に軸方向に沿ったキー溝１２１が形成されるとともに、ロータコア１１１にキー溝１２１に対応した形状の凸部１１１ｂが形成されており、ロータコア１１１の挿入孔１１１ａにロータシャフト１２０を挿入して固定する際に、キー溝１２１に凸部１１１ｂを挿入している。
【０００４】
また、ロータ１００においては、ロータコア１１１の軸方向両側にエンドプレート１１２・１１２を配置して、ロータコア１１１とエンドプレート１１２・１１２とでコア部１１０を構成している。エンドプレート１１２・１１２の挿入孔１１２ａには、キー溝１２１に対応した形状の凸部１１２ｂが形成されている。
【０００５】
そして、ロータ１００を組み立てる際には、キー溝１２１と凸部１１１ｂ・１１２ｂとの位置を合わせた状態で、ロータシャフト１２０に、エンドプレート１１２、ロータコア１１１、およびエンドプレート１１２を順に挿入し、ロータシャフト１２０に形成される鍔部１２２に押し当てる。この状態では、ロータシャフト１２０に形成されるかしめ溝７８が、ロータシャフト１２０に挿入されたコア部１１０（ロータコア１１１およびエンドプレート１１２・１１２）の鍔部１２２側とは反対側に露出している。
さらに、ロータシャフト１２０にかしめプレート３０を挿入して、かしめ溝７８を押しつぶすようにかしめることで、かしめプレート３０とロータシャフト１２０とを一体化する。
【０００６】
このように構成されるロータ１００においては、キー溝１２１および凸部１１１ｂ・凸部１１２ｂが、コア部１１０のロータシャフト１２０に対する周方向の回り止めの機能を有しており、かしめによりロータシャフト１２０と一体化したかしめプレート３０および鍔部１２２が、コア部１１０の軸方向の抜け止めの機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−０４６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、ロータコアに形成された凸部をロータシャフトに形成されたキー溝に挿入することで、ロータコアのロータシャフトに対する周方向の滑りを防止する構成では、回転電機においてロータが回転と停止とを繰り返すことにより、ロータシャフトのキー溝とロータコアの凸部とが接触してキー溝の摩耗が進行し、ロータコアのロータシャフトに対する滑りが生じてしまう。
特に、回転電機をＨＶ車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）に適用した場合には、回生と力行とが頻繁に繰り返されるためキー溝の摩耗が顕著となるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明においては、キー溝を用いることなくロータシャフトにロータコアを取り付けて固定することができ、キー溝の摩耗によるロータコアのロータシャフトに対する滑りが生じることがない、ロータの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するロータの製造方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、ロータコアと、前記ロータコアに取付固定されるロータシャフトとを備えたロータの製造方法であって、前記ロータコアに形成される挿入孔に前記ロータシャフトを挿入する挿入工程と、前記ロータコアに挿入された前記ロータシャフトの一端部と、前記ロータコアの外周部との間にパルス電流を流して、前記ロータコアとロータシャフトとを拡散接合する接合工程とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、キー溝の摩耗によるロータコアのロータシャフトに対する滑りが生じることがなく、ロータの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ロータコアとロータシャフトとを備えるロータを示す分解斜視図である。
【図２】ロータコアとロータコアに挿入されたロータシャフトとを拡散接合する接合装置を示す概略図である。
【図３】ロータコアとロータシャフトとが拡散接合されたロータを示す側面断面図である。
【図４】ロータシャフトに形成されたキー溝により、ロータコアのロータシャフトに対する周方向の滑りを防止する構成のロータを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１４】
図１に示すロータ１は、ロータコア１０とロータシャフト２０とを備えており、ロータシャフト２０にロータコア１０を取り付けて固定することにより構成されている。
ロータ１は回転電機の回転子であり、回転電機は、例えばＨＶ車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）に用いることができる。
【００１５】
ロータシャフト２０は、ロータ１における回転軸であり、円柱形状に形成された金属部材にて構成されている。
【００１６】
ロータコア１０は、円板形状に形成される電磁鋼板を複数枚積層して構成されている。ロータコア１０の中心部には、ロータシャフト２０が挿入される挿入孔１０ａが軸方向に沿って形成されている。挿入孔１０ａの内径は、ロータシャフト２０の外径と略同径に形成されている。ここで、略同径とは、挿入孔１０ａの内径が、挿入孔１０ａにロータシャフト２０が挿入可能であり、かつ挿入孔１０ａに挿入したロータシャフト２０の外周面と挿入孔１０ａの内周面とが接触可能な大きさであることをいう。
また、ロータコア１０の外周側には、所定の配置条件に従って、複数の永久磁石が軸方向に沿って埋め込まれている。
【００１７】
ロータ１においては、ロータシャフト２０がロータコア１０の挿入孔１０ａに挿入されるとともに、ロータシャフト２０とロータコア１０とが拡散接合により接合されることで、ロータコア１０がロータシャフト２０に取付固定されている。
【００１８】
次に、ロータコア１０をロータシャフト２０に取付固定する際の手順について説明する。
まず、ロータコア１０の挿入孔１０ａにロータシャフト２０を挿入する（挿入工程）。
【００１９】
次に、図２に示すように、接合装置３０を用いて、ロータコア１０とロータシャフト２０との間に電流を流して、ロータコア１０とロータシャフト２０とを拡散接合する（接合工程）。
【００２０】
接合装置３０は、電源装置３１と、電極３２・３３とを備えており、ロータコア１０とロータシャフト２０との間にパルス電流を流すことを可能としている。
電極３２・３３は、例えばカーボン電極に構成されている。電源装置３１は、パルス電流を発生可能な電源である。
【００２１】
ロータコア１０とロータシャフト２０とを拡散接合する接合工程においては、まず、接合装置３０における一方の電極３２をロータシャフト２０における軸方向の一端面に接続し、他方の電極３３をロータコア１０の外周面に接続する。
電極３２とロータシャフト２０との接続は、例えば電極３２をロータシャフト２０における軸方向の一端面に圧接することにより行い、電極３３とロータコア１０との接続は、例えば電極３３をロータコア１０の外周面に圧接することにより行うことができる。
【００２２】
次に、電源装置３１により、ロータシャフト２０における軸方向の一端面とロータコア１０の外周面との間にパルス電流を流す。つまり、電源装置３１により、ロータシャフト２０とロータコア１０との間にパルス通電を行う。
【００２３】
このロータシャフト２０およびロータコア１０に対するパルス通電は、真空雰囲気中にて行う。また、前記パルス通電は、１０００Ａにて６０秒程度行う。
なお、ロータシャフト２０およびロータコア１０に対するパルス通電は、不活性ガス雰囲気中にて行うことも可能である。
【００２４】
図３に示すように、ロータシャフト２０とロータコア１０との間にパルス通電を行うことにより、互いに接触するロータコア１０とロータシャフト２０との接合面が加熱され、両者が拡散接合される。
このように、接合工程においては、電源装置３１によるパルス通電により、互いに接触する、ロータコア１０における挿入孔１０ａの内周面と、ロータシャフト２０の外周面とが拡散接合される。
【００２５】
ロータ１においては、ロータコア１０における挿入孔１０ａの内周面とロータシャフト２０の外周面とを拡散接合することにより、ロータコア１０をロータシャフト２０に対して固定しているため、ロータシャフト２０にキー溝を形成することなく、ロータコア１０のロータシャフト２０に対する周方向の滑りを防止することが可能となっている。
従って、キー溝の摩耗によるロータコア１０のロータシャフト２０に対する滑りが生じることがなく、ロータ１の耐久性を向上することができる。
【００２６】
また、ロータコア１０とロータシャフト２０とは拡散接合により固定されているため、ロータコア１０の軸方向両側に配置するエンドプレートや、ロータシャフト２０にかしめるかしめプレートを用いることなく、ロータコア１がロータシャフト２０の軸方向に抜け出ることを防止することができる。
これにより、ロータ１の構成部品数を削減することができ、ロータ１の低コスト化を図ることが可能となる。
【００２７】
また、仮にロータコア１０とロータシャフト２０との間に通電することなく、ロータコア１０とロータシャフト２０とを拡散接合させようとした場合は、ロータコア１０およびロータシャフト２０を、例えば７００℃程度に加熱される高温炉内にて、長時間（例えば２〜３時間）にわたって加熱する必要があるため、ロータコア１０やロータコア１０に埋め込まれている磁石に対する、熱による性能劣化の影響を無視することができない。
【００２８】
しかし、本実施形態のように、ロータコア１０とロータシャフト２０との間にパルス電流を流しながら拡散接合を行った場合は、ロータコア１０とロータシャフト２０との接合部を効率的に加熱して、接合に要する時間を短縮することができるため、ロータコア１０や前記磁石に対する熱の影響を大幅に減少することができる。
さらに、ロータコア１０およびロータシャフト２０の加熱時間を減少することができるため、ロータ１を製造する際の工数を削減することができ、ロータ１の低コスト化を図ることが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態のロータ１においては、ロータシャフトに形成されるキー溝や、エンドプレートや、かしめプレートを設けることを必要としないが、これらを設けることを排除するものではない。
つまり、ロータコア１０とロータシャフト２０とを拡散接合により固定する構成は、従来のようにロータシャフトにキー溝を形成したり、エンドプレートやかしめプレートを設けたりする構成に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ロータ
１０    ロータコア
１０ａ  挿入孔
２０    ロータシャフト
３０    接合装置
３１    電源
３２    電極
３３    電極
【図１】
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【図２】
2015171299.tif 000004
【図３】
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【図４】
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