(57)【要約】【課題】ロータシャフトとロータコアとの間で十分なトルク伝達を行なうことが可能な回転電機のロータを提供する。【解決手段】ロータ１０は、内径が異なる第一および第二電磁鋼板２１，２２を有し、第一および第二電磁鋼板２１，２２の境界には段差部分６０が存在するロータコア２と、ロータコア２が嵌め合わせられるロータシャフト１と、ロータシャフト１に嵌め合わされてロータコア２と向い合うフランジ部材３０と、段差部分６０およびフランジ部分３０に設けられたトルク伝達機構としてのキー溝４１、延長部４２および凸部２７とを有する。【選択図】図２
2007110873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径が異なる第一および第二電磁鋼板を有し、前記第一および第二電磁鋼板の内周側境界には段差部分が存在するロータコアと、
前記ロータコアが嵌め合わせられるロータシャフトと、
前記ロータシャフトに嵌め合わせられて前記ロータコアに向い合うフランジ部材と、
前記段差部分または前記フランジ部材に設けられたトルク伝達機構とを備えた、回転電機のロータ。
【請求項２】
前記トルク伝達機構は、前記段差部分にキーを嵌合させるための構造である、請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記トルク伝達機構は、前記電磁鋼板と前記フランジ部材との間の接触を保持するための機構である、請求項１に記載の回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のロータに関し、より特定的には内径が異なる第一および第二電磁鋼板により構成されるロータコアを有する回転電機のロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機は、たとえば特開２００５−１０２４６０号公報（特許文献１）および特開２００２−１１２４８１号公報（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０２４６０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、形状の異なる複数種類の磁性鋼板が積層されたコアが開示されている。特許文献２では、エンドプレートと電磁鋼板との間に凹凸を設け、かしめによって連結される構造が開示されている。
【０００４】
従来形状の異なる複数の電磁鋼板を用いた場合に、段差部分でトルクの伝達が困難となるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、ロータコアのトルクを確実にロータシャフトに伝達することができる回転電機のロータ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】
この発明に従った回転電機のロータは、内径が異なる第一および第二電磁鋼板を有し、第一および第二電磁鋼板の内周側境界には段差部分が存在するロータコアと、ロータコアが嵌め合わせられるロータシャフトと、ロータシャフトに嵌め合わせられてロータコアに向い合うフランジ部材と、段差部分またはフランジ部材に設けられたトルク伝達機構とを備える。
【０００７】
このように構成された回転電機のロータでは第一および第二電磁鋼板の内径差により生じる段差部分またはフランジ部材にトルク伝達機構を設けるため、この部分でトルクを確実に伝達することができる。
【０００８】
好ましくはトルク伝達機構は、段差部分にキーを嵌合させるための構造である。
好ましくは、トルク伝達機構は、第一および第二電磁鋼板のいずれか一方とフランジ部材との間の接触を保持するための機構である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に従えばロータシャフトとロータコアとの間でのトルクの伝達を確実に行なうことができる回転電機のロータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った回転電機の断面図である。図１を参照して、回転電機１００は、回転軸８を中心に回転するロータ１０と、ロータ１０の外周に設けられたステータ２０とを有する。
【００１２】
ロータ１０は回転軸８に沿って延びるロータシャフト１と、ロータシャフト１の外周面に嵌合したロータコア２とを有する。ロータシャフト１の外周面にはキー溝１１が長手方向に延びている。ロータシャフト１は中空形状で示されているが、これに限られるものではなく、ロータシャフト１の中身が詰まった、いわゆる中実形状とされていてもよい。
【００１３】
ロータコア２は第一電磁鋼板２１と、第二電磁鋼板２２とを有する。第一電磁鋼板２１の内径は第二電磁鋼板２２の内径よりも小さい。第一電磁鋼板２１には軽量化のための孔２３が設けられている。なお、この孔２３は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００１４】
第一電磁鋼板２１の凸部２６がキー溝１１に噛合っており、凸部２６がキー溝１１に噛合うことで第一電磁鋼板２１とロータシャフト１との間でのトルクの伝達が行なわれる。
【００１５】
ロータコア２の外周面１２３はステータ２０に向い合っている。
第二電磁鋼板２２は第一電磁鋼板２１と接触するように設けられている。ロータコア２内部には永久磁石が埋込まれており、この永久磁石と接触するようにマグネットエンドプレート５１が配置される。
【００１６】
ロータシャフト１にはフランジ部材３０が嵌め合わせられている。フランジ部材３０は凸部４３を有し、凸部４３がキー溝１１に嵌まり合っている。フランジ部材３０の断面はクランク状に折れ曲がっており、内側端面３１、外側端面３２、および内側端面３１と外側端面３２とを繋ぐラジアル端面３３を有する。第一電磁鋼板２１と第二電磁鋼板２２との境界部分が段差部分６０であり、この部分に段差が存在する。
【００１７】
ステータ２０はステータコア２５を有し、ステータコア２５にはコイルが巻付けられて、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を構成している。
【００１８】
図２（Ａ）は、図１中のＩＩＡで囲んだ部分を拡大して示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）中のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図である。図２（Ａ）から（Ｃ）を参照して、フランジ部材３０のラジアル端面３３には軸方向に延びるキー溝４１が設けられ、そのキー溝４１は内側端面３１から突出する延長部４２を有する。キー溝４１および延長部４２には第二電磁鋼板２２の凸部２７が嵌まり合っている。第一電磁鋼板２１および第二電磁鋼板２２は内周面１２１，１２２を有し、回転軸８から内周面１２１までの距離Ｒ１（第一電磁鋼板２１の内径Ｒ１）は回転軸８から内周面１２２までの距離Ｒ２（第二電磁鋼板２２の内径Ｒ２）よりも小さい。
【００１９】
小径電磁鋼板である第一電磁鋼板２１および大径電磁鋼板である第二電磁鋼板２２で構成される異型のロータコア２では、段差部分６０がある部分でキーと未嵌合の部分が発生しトルクの伝達が困難である。そこで、この発明では、段差部分６０に向かって延びるようにキー溝４１および延長部４２を設け、第二電磁鋼板２２のすべての凸部２７をキー溝４１および延長部４２に嵌合させることでトルクの伝達を行なっている。
【００２０】
すなわち、この発明の実施の形態１に従った回転電機１００のロータ１０は、内径が異なる第一および第二電磁鋼板２１，２２を有し、第一および第二電磁鋼板２１，２２の境界には段差部分６０が存在するロータコア２と、ロータコア２が嵌め合わせられるロータシャフト１と、ロータシャフト１に嵌め合わせられてロータコア２に向い合うフランジ部材３０と、段差部分６０またはフランジ部材３０に設けられたトルク伝達機構としてのキー溝４１および延長部４２とを有する。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態１に従ったロータシャフトおよびフランジ部材の斜視図である。図３を参照して、ロータシャフト１は軸方向（長手方向）に延びるキー溝１１と、キー溝１１と直交するように延びる円周溝１２を有する。この図３では、キー溝１１は１本のみ示されているが、これに限られるものではなく、複数本のキー溝１１がロータシャフト１の外周面に設けられていてもよい。
【００２２】
ロータシャフト１にはフランジ部材３０が嵌め合わせられている。フランジ部材３０は凸部４３を有し、凸部４３がキー溝１１に嵌まり合うことでフランジ部材３０からロータシャフト１へのトルクの伝達を可能としている。円盤状のフランジ部材３０は半径方向に延びる内側端面３１と、半径方向と直交するように延びるラジアル端面３３と、ラジアル端面３３に連なり半径方向に延びる外側端面３２とを有する。ラジアル端面３３にはキー溝４１および延長部４２が設けられる。この実施の形態では、キー溝４１および延長部４２は１本であるが、複数本のキー溝４１および延長部４２が設けられていてもよい。また、延長部４２では溝の底が形成されているが、底のない溝を用いてもよい。
【００２３】
図４は、この発明の実施の形態１に従った第二電磁鋼板の斜視図である。図４を参照して、第二電磁鋼板２２はリング状であり、半径方向に突出するように凸部２７が設けられる。凸部２７の数は複数個あってもよい。さらに、凸部２７がテーパ形状とされてもよい。凸部２７はキー溝４１および延長部４２に嵌合する。
【００２４】
図５は、この発明の実施の形態１に従った第一電磁鋼板の斜視図である。図５を参照して、第一電磁鋼板２１には孔２３が設けられる。孔２３は複数個設けられていてもよく、それら複数の孔２３が等間隔または不等間隔で第一電磁鋼板２１の円周方向に沿って配置される。凸部２６は半径方向に延びており、その数および形状は制限されるものではない。凸部２６はキー溝１１に嵌合する。
【００２５】
このように構成された実施の形態１に従ったロータ１０では、第二電磁鋼板２２のすべての凸部２７がキー溝４１および延長部４２と嵌まり合うためトルクの伝達を確実に行なうことができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に従ったロータの断面図である。図６を参照して、この発明の実施の形態２に従ったロータ１０では、マグネットエンドプレート５１に凸部（図６では示さず）を設け、組付け時に凸部を潰し、外側端面３２に確実にマグネットエンドプレート５１を押付ける。また内側端面３１は第一電磁鋼板２１と接触する。なお、マグネットエンドプレート５１に凸部を設けるだけでなく、ばねなどの弾性体を設け、この弾性体の付勢力により、マグネットエンドプレート５１を確実にフランジ部材３０の外側端面３２に押し当ててもよい。
【００２７】
図７は、この発明の実施の形態２に従ったロータシャフトおよびマグネットエンドプレートの斜視図である。図７を参照して、第二電磁鋼板を組付ける前にはマグネットエンドプレート５１には複数の凸部５２が設けられる。凸部５２は弾性変形しやすい材質で構成する。マグネットエンドプレート５１はフランジ部材３０の外側端面３２と接触している。凸部５２はマグネットエンドプレート５１と同じ材料または違う材料で構成されていてもよい。図７では、円周方向に複数個の凸部５２が設けられているが、凸部５２を複数個設ける必要はなく、単一の凸部が連なるようにマグネットエンドプレート５１に配置されていてもよい。さらに、図７では回転軸を中心として同心円上、かつ同一半径上に凸部５２が規則正しく配置されているが、これに限られるものではなく、不等間隔で凸部５２が配置されていてもよい。
【００２８】
図８は、この発明の実施の形態２に従ったフランジ部材およびマグネットエンドプレートの断面図である。図８を参照して、フランジ部材３０の一部分に凹みが設けられてこの凹み部分にマグネットエンドプレート５１が配置されてもよい。さらに、凹みが設けられず、外側端面３２が平坦な面であり、この平坦面上にマグネットエンドプレート５１が配置されていてもよい。
【００２９】
図９は、この発明の実施の形態２に従ったフランジ部材およびマグネットエンドプレートの断面図である。図９を参照して、凸部５２がなだらかな形状であってもよい。すなわち、図８では矩形状の凸部５２を設けたが、これに限られるものではなく、曲面形状の凸部５２を設けてもよい。
【００３０】
このように構成された実施の形態２に従ったロータ１０では、トルク伝達機構は第二電磁鋼板２２とフランジ部材３０との間の接触を保持するための凸部５２である。
【００３１】
このように構成された実施の形態２に従ったロータ１０では、実施の形態１に従ったロータと同様の効果がある。
【００３２】
（実施の形態３）
図１０は、この発明の実施の形態３に従ったフランジ部材の斜視図である。図１１は、この発明の実施の形態３に従った第二電磁鋼板の斜視図である。図１０および図１１を参照して、この発明の実施の形態２に従ったロータでは、フランジ部材３０に凸部２４１が設けられ、凸部２４１は内側端面３１から突出する延長部２４２を有する。第二電磁鋼板２２には、凸部２４１および延長部２４１に嵌まり合うキー溝２２２が形成されている。すなわち、実施の形態１では、フランジ部材３０にキー溝を設けたが、この実施の形態では第二電磁鋼板２２側にキー溝２２２を設けており、このキー溝２２２をフランジ部材３０側の凸部２４１および延長部２４２に嵌合させている。
【００３３】
このように構成された実施の形態３に従ったロータでも実施の形態１に従ったロータと同様の効果がある。
【００３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、たとえば車両に搭載される回転電機の分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に従った回転電機の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１中のＩＩＡで囲んだ部分を拡大して示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）中のＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従ったロータシャフトおよびフランジ部材の斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に従った第二電磁鋼板の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に従った第一電磁鋼板の斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２に従ったロータの断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に従ったロータシャフトおよびマグネットエンドプレートの斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態２に従ったフランジ部材およびマグネットエンドプレートの断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２に従ったフランジ部材およびマグネットエンドプレートの断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に従ったフランジ部材の斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に従った第二電磁鋼板の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ロータシャフト、２  ロータコア、８  回転軸、１０  ロータ、１１  キー溝、１２  外周溝、２０  ステータ、２１  第一電磁鋼板、２２  第二電磁鋼板、２３  孔、２５  ステータコア、２６  凸部、３０  フランジ部材、３１  内側端面、３２  外側端面、３３  ラジアル端面、４１  キー溝、４２  延長部、６０  段差部分。
【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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【図７】
2007110873.tif 000009
【図８】
2007110873.tif 000010
【図９】
2007110873.tif 000011
【図１０】
2007110873.tif 000012
【図１１】
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