(57)【要約】【課題】ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板を、回転電機の性能の低下を抑制しつつ、安価で、且つ、簡易な構造で固定することができ、回転電機の効率の向上、信頼性の向上、コストの低廉化を図ることができる回転電機のロータ及びその製造方法を提供する。【解決手段】リテーナ２０の線膨張係数はロータシャフト１４の線膨張係数と略等しく、リテーナ２０の硬度は第２端板１８Ｂの硬度よりも高く、リテーナ２０の第２端板１８Ｂ側の端面２０ａには、１以上の凸部５２が形成され、リテーナ２０は、該リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが第２端板１８Ｂのリテーナ側の端面１８ａの外表面よりも内側に位置した状態で、ロータシャフト１４に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ鉄心と、
シャフトと、
前記ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板と、
前記端板を、前記ロータ鉄心と共に軸方向両側から挟み込むリテーナと、
を備えた回転電機のロータであって、
前記リテーナの線膨張係数は前記シャフトの線膨張係数と略等しく、
前記リテーナの硬度は前記端板の硬度よりも高く、
前記リテーナの前記端板側の端面には、１以上の凸部が形成され、
前記リテーナは、前記リテーナの前記凸部の少なくとも頂部が前記端板の前記リテーナ側の端面の外表面よりも内側に位置した状態で、前記シャフトに固定されていることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機のロータにおいて、
前記リテーナの前記端面には、円周方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回転電機のロータにおいて、
前記端板の前記リテーナ側の端面には、１以上の凸部が形成され、
前記リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させていることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項４】
請求項３記載の回転電機のロータにおいて、
前記端板の前記端面には、円周方向と交差する方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機のロータにおいて、
前記端板の前記端面に形成された前記複数の凸部は、半径方向に沿う頂部の形状が鋭角状であることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機のロータにおいて、
前記リテーナは、常に前記端板に押し付け荷重を発生する形状を有することを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項７】
ロータ鉄心と、
シャフトと、
前記ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板と、
前記端板を、前記ロータ鉄心と共に軸方向両側から挟み込むリテーナと、
を備えた回転電機のロータの製造方法であって、
前記リテーナの線膨張係数は前記シャフトの線膨張係数と略等しく、
前記リテーナの硬度は前記端板の硬度よりも高く、
前記リテーナの前記端板側の端面に、１以上の凸部を形成する凸部形成工程と、
前記リテーナの前記凸部の少なくとも頂部が前記端板の前記リテーナ側の端面の外表面よりも内側に位置するように、押し付け荷重を加えると共に、前記リテーナを前記シャフトに圧入する端板固定工程と、
を備えることを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の回転電機のロータの製造方法において、
前記凸部形成工程は、
前記リテーナの前記端面に、円周方向に沿って複数の凸部を断続的に形成することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の回転電機のロータの製造方法において、
さらに、前記端板の前記リテーナ側の端面に、１以上の凸部を形成する第２の凸部形成工程を有し、
前記端板固定工程は、前記リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させるように、前記押し付け荷重を加えると共に、前記リテーナを前記シャフトに圧入することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機のロータの製造方法において、
前記第２の凸部形成工程は、前記端板の前記端面に、円周方向と交差する方向に沿って複数の凸部を断続的に形成することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の回転電機のロータの製造方法において、
前記端板固定工程は、前記リテーナの前記凸部が前記端板の前記端面の外表面よりも内側に位置するように前記押し付け荷重を加えた後、前記押し付け荷重を低減して、前記リテーナを前記シャフトに圧入することを特徴とする回転電機のロータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機のロータとして、例えば特許文献１に記載のロータが知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載のロータは、シャフトと、該シャフトの外周側に固定されるヨーク（コア）と、該ヨークに配設される永久磁石と、該永久磁石の軸方向端部に隣接して配置され、該永久磁石の軸方向への移動を規制する端面板と、シャフトの円筒状の外周面に圧入されて該端面板を固定する、円環状の内周面を有したカラーとを備えている。そして、カラーは、シャフトの線膨張係数と略同一のものからなり、端面板は、シャフトより線膨張係数の大きい非磁性体により構成されている。これにより、磁束の漏洩を防止しつつ、ロータ径の大型化が可能となり、軽量化を図ることができる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８３７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１５に、特許文献１に示すような従来例に係るロータの構成を模式的に示す。この従来例に係るロータ１００は、特許文献１に係るロータと同様に、ロータシャフト１０２と、ロータ鉄心１０４と、永久磁石１０６と、端面板１０８と、カラー１１０とを備え、さらに、ロータシャフト１０２の一方の端部１０２ａ寄りに例えば一体に設けられたフランジ状の突き当て１１２を有する。
【０００６】
この場合、ロータ鉄心１０４はロータシャフト１０２に対して圧入されている。また、端面板１０８として、ロータシャフト１０２に対して線膨張係数が異なるものを用いる場合、端面板１０８をロータシャフト１０２に圧入することができない。このことから、端面板１０８をロータシャフト１０２及びロータ鉄心１０４と一体に回転させることができない。なお、図１６の断面図に示すように、端面板１０８の中心孔１１６の内周面にはロータシャフト１０２の外周面に軸方向に沿って形成されたキー溝１１８に挿入される突起１２０が設けられているが（突起１２０は電磁鋼板１１４にも設けられる）、この突起１２０は、ロータ鉄心１０４の角度位相を決めるためのものであり、端面板１０８やロータ鉄心１０４を固定させる機能はない。例えばカラー１１０が存在しない場合、ロータシャフト１０２の回転に伴う振動等によって、端面板１０８がロータシャフト１０２の他方の端部１０２ｂに向かって移動し、ロータ鉄心１０４を構成する電磁鋼板１１４の積層構造がくずれるおそれがある。
【０００７】
そこで、ロータシャフト１０２の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有し、且つ、端面板１０８とは別体のカラー１１０をロータシャフト１０２に圧入する。これにより、突き当て１１２とカラー１１０とでロータ鉄心１０４及び端面板１０８を挟み込むことで、それぞれの部品間で発生した摩擦力が回り止めを兼ねた固定力となり、その結果、ロータ鉄心１０４及び端面板１０８をロータシャフト１０２と一体に回転させることができる。
【０００８】
部品間で発生する摩擦力は下記の式で与えられる。
Ｆ（摩擦力）＝μ（摩擦係数）×Ｎ（垂直荷重）
【０００９】
摩擦係数μは、物質固有の値なので、摩擦力を増加させるには垂直荷重Ｎ、すなわち、ロータシャフト１０２の軸方向に沿った部品間の押し付け荷重を増加させることである。各部品間での摩擦力を比べると、端面板１０８−カラー１１０間は接触面積も小さく、ロータシャフト１０２からの距離も小さいので、摩擦力はロータ鉄心１０４−端面板１０８間に比べて非常に小さい。
【００１０】
従って、端面板１０８−カラー１１０間に常に大きな摩擦力を発生させるためには、カラー１１０をかなりの高荷重で押し込んだ上、そのままの状態でカラー１１０を固定することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、電磁鋼板１１４に圧縮応力が加わっていない状態では、電磁鋼板１１４は良好な磁束密度が得られるが、電磁鋼板１１４に圧縮応力が加わった場合には、鉄損［ｗ／ｋｇ］が増加し、磁束密度が低下する。すなわち、カラー１１０を端面板１０８及びロータ鉄心１０４に対して高荷重で押込んだ場合、電磁鋼板１１４が強く圧縮されるため、ロータ鉄心１０４の磁気特性が悪化するという問題がある。これは回転電機の性能の低下につながる。
【００１２】
そこで、本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板を、回転電機の性能の低下を抑制しつつ、安価で、且つ、簡易な構造で固定することができ、回転電機の効率の向上、信頼性の向上、コストの低廉化を図ることができる回転電機のロータ及びその製造方法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】
【００１３】
［１］  第１の本発明に係る回転電機のロータは、
ロータ鉄心と、
シャフトと、
前記ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板と、
前記端板を、前記ロータ鉄心と共に軸方向両側から挟み込むリテーナと、
を備えた回転電機のロータであって、
前記リテーナの線膨張係数は前記シャフトの線膨張係数と略等しく、
前記リテーナの硬度は前記端板の硬度よりも高く、
前記リテーナの前記端板側の端面には、１以上の凸部が形成され、
前記リテーナは、前記リテーナの前記凸部の少なくとも頂部が前記端板の前記リテーナ側の端面の外表面よりも内側に位置した状態で、前記シャフトに固定されていることを特徴とする。
【００１４】
なお、凸部としては、頂部が点状の凸部や、頂部が線状に延びる凸部等が挙げられる。
【００１５】
これにより、リテーナの凸部が、端板の端面に食い込むあるいは噛み合いを形成することにより、端板がロータ鉄心及びシャフトに対して空転してしまうことを抑制することができる。
【００１６】
従って、端板に対して押し付け荷重（垂直荷重）を与えることによって発生する摩擦力のみで端板の回り止め（固定）を行う場合に比べて、端板の回り止め（固定）に要する押し付け荷重が小さくて済む。
【００１７】
よって、ロータ鉄心に加わる圧縮応力を低減することができ、ロータ鉄心の磁気特性の悪化を抑制することができる。
【００１８】
また、端板が非磁性材によって構成され、しかも、端板がロータ鉄心を覆うように固定されることから、ロータ鉄心で発生した磁束の内の、対向するステータへ錯交しない漏れ磁束を低減することができる。このようなことから、回転電機の効率を向上、信頼性の向上を図ることができる。また、リテーナの凸部が、端板の端面に食い込むあるいは噛み合いを形成させればよいため、安価で、簡易な構造を採用することができ、回転電機のコストの低廉化にも貢献させることができる。
【００１９】
［２］  第１の本発明において、前記リテーナの前記端面には、円周方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていてもよい。なお、リテーナの凸部は、頂部が半径方向に線状に延びる凸部が挙げられ、線状としては、直線状のほか、円弧状、正弦波状、三角波状、矩形波状等がある。
【００２０】
これにより、リテーナの凸部が、端板の端面に食い込むあるいは噛み合いを形成することにより、端板がロータ鉄心及びシャフトに対して空転してしまうことを抑制することができる。また、この場合、リテーナの複数の凸部が円周に沿って断続的に形成されていることから、リテーナの複数の凸部が偏在するということがなく、平均的に散在した形態となり、これにより、端板を安定して固定（回り止め）させることができる。
【００２１】
［３］  第１の本発明において、前記端板の前記リテーナ側の端面には、１以上の凸部が形成され、前記リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させていてもよい。端板の凸部としては、リテーナの凸部と同様に、頂部が点状の凸部や、頂部が線状に延びる凸部等が挙げられる。
【００２２】
リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させていることから、リテーナの凸部と端板の凸部とが噛み合う形態となり、端板を安定して固定（回り止め）することができる。
【００２３】
なお、リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させる手法としては、リテーナの硬度が前記端板の硬度よりも高いことから、例えばリテーナと端板とを互いに凸部を対向させた後に、リテーナを端板に向かって押し付けることが挙げられる。この場合、端板の凸部を変形させるだけでよいため、端板の前記端面が、凸部の存在しない平坦面である場合と比して（すなわち、端板の平坦面にリテーナの凸部を食い込ませる場合と比して）、小さい押し付け荷重で済み、ロータ鉄心に加わる圧縮応力を低減させることができる。つまり、端板の回り止めを行いつつ、ロータ鉄心に加わる圧縮応力をさらに効果的に低減して、ロータ鉄心の磁気特性の悪化を抑制することができる。
【００２４】
［４］  ［３］において、前記端板の前記端面には、円周方向と交差する方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていてもよい。なお、端板の凸部は、頂部が円周方向に線状に延びる凸部が挙げられ、線状としては、直線状のほか、円弧状、正弦波状、三角波状、矩形波状等がある。
【００２５】
これにより、リテーナの凸部が、端板の側面に円周方向と交差する方向に沿って断続的に形成された複数の凸部を変形（塑性変形させる）ことによって噛み合いを形成することができるため、リテーナの凸部が端板の平坦状の端面に食い込む場合に比べて、より小さな押し付け荷重で噛み合いを形成することができる。
【００２６】
また、この場合、端板の凸部を変形させてリテーナの凸部が噛み合うことになるが、前記リテーナの前記端面に、円周方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていれば、端板の複数の凸部が円周方向と交差する方向に沿って断続的に形成されていることから、リテーナの複数の凸部並びに端板の複数の凸部が共に偏在するということがなく、平均的に散在した形態となり、しかも、リテーナの複数の凸部が、端板の複数の凸部を変形させていることから、リテーナの複数の凸部と端板の複数の凸部とが噛み合う形態となり、これにより、端板を安定して固定（回り止め）させることができる。
【００２７】
［５］  ［４］において、前記端板の前記端面に形成された前記複数の凸部は、半径方向に沿う頂部の形状が鋭角状であってもよい。リテーナを端板に向かって押し付けることによってリテーナの凸部と端板の凸部との噛み合いを形成する場合に、リテーナからの押圧力が端板の凸部における鋭角状の頂部に集中することになるため、より小さな押し付け荷重で端板の凸部を塑性変形させることができる。すなわち、より小さな押し付け荷重でリテーナの凸部と端板の凸部との噛み合いを形成することができる。
【００２８】
［６］  第１の本発明において、前記リテーナは、常に前記端板に押し付け荷重を発生する形状を有してもよい。これにより、例えば押し付け治具を使って、リテーナを端板に向かって押し付ける際に、その押し付け荷重を低減させることができる。
【００２９】
［７］  第２の本発明に係る回転電機のロータの製造方法は、
ロータ鉄心と、
シャフトと、
前記ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板と、
前記端板を、前記ロータ鉄心と共に軸方向両側から挟み込むリテーナと、
を備えた回転電機のロータの製造方法であって、
前記リテーナの線膨張係数は前記シャフトの線膨張係数と略等しく、
前記リテーナの硬度は前記端板の硬度よりも高く、
前記リテーナの前記端板側の端面に、１以上の凸部を形成する凸部形成工程と、
前記リテーナの前記凸部の少なくとも頂部が前記端板の前記リテーナ側の端面の外表面よりも内側に位置するように、押し付け荷重を加えると共に、前記リテーナを前記シャフトに圧入する端板固定工程と、
を備えることを特徴とする。
【００３０】
これにより、簡単にロータを作製することができると共に、ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板を、回転電機の性能の低下を抑制しつつ、安価で、且つ、簡易な構造で固定することができ、回転電機の効率の向上、信頼性の向上、コストの低廉化を図ることができる。
【００３１】
［８］  第２の本発明において、前記凸部形成工程は、前記リテーナの前記端面に、円周方向に沿って複数の凸部を断続的に形成するようにしてもよい。この場合、リテーナの複数の凸部が、端板の端面に食い込むあるいは噛み合いを形成することにより、端板を安定して固定（回り止め）させることができる。
【００３２】
［９］  第２の本発明において、さらに、前記端板の前記リテーナ側の端面に、１以上の凸部を形成する第２の凸部形成工程を有し、前記端板固定工程は、前記リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させるように、前記押し付け荷重を加えると共に、前記リテーナを前記シャフトに圧入するようにしてもよい。この場合、リテーナの前記凸部が、前記端板の前記凸部を変形させていることから、リテーナの凸部と端板の凸部とが噛み合う形態となり、端板を安定して固定（回り止め）することができる。
【００３３】
［１０］  ［９］において、前記第２の凸部形成工程は、前記端板の前記端面に、円周方向と交差する方向に沿って複数の凸部を断続的に形成するようにしてもよい。この場合、リテーナの凸部が、端板の側面に円周方向と交差する方向に沿って断続的に形成された複数の凸部を変形（塑性変形させる）ことによって噛み合いを形成することができるため、リテーナの凸部が端板の平坦状の端面に食い込む場合に比べて、より小さな押し付け荷重で噛み合いを形成することができる。また、前記リテーナの前記端面に、円周方向に沿って複数の凸部が断続的に形成されていれば、リテーナの複数の凸部と端板の複数の凸部とが噛み合う形態となり、これにより、端板を安定して固定（回り止め）させることができる。
【００３４】
［１１］  第２の本発明において、前記端板固定工程は、前記リテーナの前記凸部が前記端板の前記端面の外表面よりも内側に位置するように前記押し付け荷重を加えた後、前記押し付け荷重を低減して、前記リテーナを前記シャフトに圧入するようにしてもよい。
【００３５】
端板の側面を塑性変形させることによって噛み合いを形成した後に、押し付け荷重を低減することができるため、ロータ鉄心に加わる圧縮応力をさらに低減することができ、ロータ鉄心の磁気特性の悪化をさらに効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明に係る回転電機のロータによれば、ロータ鉄心の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる端板を、回転電機の性能の低下を抑制しつつ、安価で、且つ、簡易な構造で固定することができ、回転電機の効率の向上、信頼性の向上、コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係る回転電機のロータを示す断面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線上の断面図である。
【図３】図３Ａは図１におけるＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線上の断面図であり、図３Ｂは図１におけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線上の断面図である。
【図４】リテーナ及び第２端板をそれぞれ一部判断した形状を第２端板側から見て示す斜視図である。
【図５】リテーナ及び第２端板をそれぞれ一部判断した形状をリテーナ側から見て示す斜視図である。
【図６】図６Ａはリテーナの端面の形状を示す平面図であり、図６Ｂは第２端板の端面の形状を示す平面図である。
【図７】図７Ａはリテーナの端面の他の形状を示す平面図であり、図７Ｂは第２端板の端面の他の形状を示す平面図である。
【図８】図８Ａはリテーナの凸部と第２端板の凸部との噛み合わせ状態における円周方向に沿った断面を示す説明図であり、図８Ｂはリテーナの凸部と第２端板の凸部との噛み合わせ状態における径方向に沿った断面を示す説明図である。
【図９】リテーナの凸部と第２端板の凸部との噛み合わせ状態を一部破断して示す斜視図である。
【図１０】第１の比較例に係る回転電機のロータを示す断面図である。
【図１１】第２の比較例に係る回転電機のロータを示す断面図である。
【図１２】本実施の形態に係る回転電機のロータの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態に係る回転電機のロータの製造方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示す製造方法において、ステップＳ８〜ステップＳ９での押し付け荷重の変化を従来例の場合と共に示すグラフである。
【図１５】従来例に係る回転電機のロータを示す断面図である。
【図１６】図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線上の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係る回転電機のロータの実施の形態例を図１〜図１４を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施の形態に係る回転電機のロータ１０（以下、ロータ１０と記す）は、図１に示すように、ロータ鉄心１２と、ロータシャフト１４と、永久磁石１６と、ロータ鉄心１２の一方の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる第１端板１８Ａと、ロータ鉄心１２の他方の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる第２端板１８Ｂと、第２端板１８Ｂを、ロータ鉄心１２と共に軸方向両側から挟み込むリテーナ２０とを有する。
【００４０】
ロータシャフト１４は、一方の端部１４ａ寄りの位置に例えば一体に設けられたフランジ状の突き当て２２を有する。従って、第１端板１８Ａは、この突き当て２２とロータ鉄心１２にて挟持固定される。また、ロータシャフト１４の他方の端部１４ｂ寄りの位置に、後述するように、リテーナ２０を圧入（かしめ）固定するための窪み２４（円周に沿った窪み）が設けられている。なお、ロータシャフト１４は、例えばエンジンのクランク軸（図示せず）に連結されることで、エンジンやモータのトルクを伝達できるように構成される。
【００４１】
ロータ鉄心１２は、多数の電磁鋼板２６がロータシャフト１４の軸方向に沿って積層されて構成されている。各電磁鋼板２６は、図２に示すように、中央にロータシャフト１４が挿通される中心孔２８が形成された略円環形状とされている。各電磁鋼板２６の内周面の一部には、ロータシャフト１４の外周面に軸方向に沿って形成されたキー溝３０に挿入される突起３２（位相合わせ用の突起）が設けられている。また、各電磁鋼板２６は、外周面寄りの位置に、永久磁石１６が挿通される例えば矩形状の複数の貫通孔３４が円周に沿って等間隔に配列されている。各貫通孔３４は、矩形部分３４ａと該矩形部分３４ａの内周側に設けられた切欠き部分３４ｂとを有する。矩形部分３４ａは、永久磁石１６を収容するための磁石収容孔３６（図１参照）の一構成要素であり、切欠き部分３４ｂは、磁石固定剤３８を注入するための孔（固定剤注入孔４０）の一構成要素である。なお、図２の例では、８個の貫通孔３４を形成した例を示しているが、これに限定されず、６個、１６個等の貫通孔を形成するようにしてもよい。そして、予め多数の電磁鋼板２６が位相を揃えた状態でかしめ積層されたロータ鉄心１２の中心孔２８を、ロータシャフト１４に挿通（圧入）する際に、ロータ鉄心１２の中心孔２８に設けられた位相合わせ用の突起３２をロータシャフト１４のキー溝３０に挿入しながらロータシャフト１４に挿通（圧入）することで、ロータ鉄心１２とロータシャフト１４との角度位相が整合することになる。この結果、各電磁鋼板２６のそれぞれ対応する貫通孔３４が軸方向に揃い、複数の磁石収容孔３６が形成されると共に、複数の固定剤注入孔４０が形成されることになる。各磁石収容孔３６にはそれぞれ永久磁石１６が収容され、各固定剤注入孔４０を通じて磁石固定剤３８が注入されて、永久磁石１６が磁石収容孔３６内に固定されることになる。
【００４２】
第１端板１８Ａ及び第２端板１８Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、それぞれ中央にロータシャフト１４が挿通される中心孔４２が形成された略円環形状とされ、共に径が電磁鋼板２６の径よりもわずかに大とされて、ロータ鉄心１２側の端面にてロータ鉄心１２の端面を覆う程度の大きさを有する。第１端板１８Ａ及び第２端板１８Ｂのロータ鉄心１２側の各端面は、それぞれ面方向が軸方向に対して略直交するように延在している。第１端板１８Ａ及び第２端板１８Ｂの内周面の一部には、ロータシャフト１４のキー溝３０に挿入される突起４４（位相合わせ用の突起）がそれぞれ設けられている。
【００４３】
リテーナ２０は、図１に示すように、軸方向に沿って延在し、ロータシャフト１４が挿通される中空部４６を有する筒部４８と、筒部４８の一方の端部（第２端板１８Ｂ側の端部）から軸方向に対して略直交する方向に広がる円環部５０とが一体に形成されて構成されている。さらに、リテーナ２０は、図１に示すように、筒部４８の一部がロータシャフト１４の窪み２４内に圧入（かしめ）されることによって固定されている。従って、リテーナ２０は、ロータシャフト１４の線膨張係数と略等しい線膨張係数を有することが好ましい。ここで略等しいとは、圧入する上で好ましい範囲、例えばリテーナ２０の線膨張係数をＫａ、ロータシャフト１４の線膨張係数をＫｂとしたとき、
０．９Ｋｂ≦Ｋａ≦１．１Ｋｂ
の範囲が挙げられる。
【００４４】
そして、本実施の形態においては、図４及び図５に示すように、リテーナ２０の第２端板１８Ｂ側の端面２０ａ（円環部５０の第２端板１８Ｂ側の端面）には、１以上の凸部５２が形成されている。また、リテーナ２０は、該リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが第２端板１８Ｂのリテーナ２０側の端面１８ａの外表面よりも内側に位置した状態でロータシャフト１４に固定されている。「リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが第２端板１８Ｂのリテーナ２０側の端面１８ａの外表面よりも内側に位置した状態」とは、リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが、例えば第２端板１８Ｂの前記端面１８ａの外表面に食い込むあるいは噛み合う状態を示している。従って、リテーナ２０の硬度は第２端板１８Ｂの硬度よりも高いことが好ましい。
【００４５】
そこで、本実施の形態では、例えばロータシャフト１４はＳＣ材（機械構造用炭素鋼）にて構成され、第２端板１８Ｂ（第１端板１８Ａ）は非磁性材であるアルミ材やステンレス材にて構成され、リテーナ２０は例えばＳＵＰ材（ばね鋼鋼材）にて構成される。これは一例であって、上述の条件を満たすのであれば、どのような材料の組み合わせでもよい。例えば第２端板１８Ｂを、硬度がＨＲＢ５０程度のアルミ材にて構成し、リテーナ２０を、硬度がＨＲＢ９５程度のＳＵＰ材にて構成することができる。
【００４６】
リテーナ２０の前記端面２０ａには、上述のように、１以上の凸部５２が形成されるが、第２端板１８Ｂのリテーナ２０側の端面１８ａにも１以上の凸部５４が形成されてもよい。
【００４７】
ここで、リテーナ２０の前記端面２０ａに形成される１以上の凸部５２並びに第２端板１８Ｂの前記端面１８ａに形成される１以上の凸部５４の好ましい具体例について図６Ａ〜図９も参照しながら説明する。
【００４８】
リテーナ２０の前記端面２０ａには、図４、図５及び図６Ａに示すように、円周方向に沿って複数の凸部５２が断続的に形成されている。図６Ａにおいて、凸部５２の頂部５２ａを一点鎖線で示し、麓部分（谷部）を破線で示す。図４、図５及び図６Ａの例では、１６個の凸部５２が形成された例を示すが、あくまでも一例である。各凸部５２は、頂部５２ａが端面２０ａの径方向に線状に延びる形状を有し、円周方向に等間隔で配置されている。線状としては、図６Ａに示すように、直線状のほか、図７Ａに示すように、正弦波状でもよいし、その他、円弧状、三角波状、矩形波状等でもよい。頂部５２ａの径方向の長さは、端面２０ａの径方向の長さと同じあるいは１〜５ｍｍほど短い。頂部５２ａの高さｈａ（図８Ａ参照）は、例えば図４に示すように、頂部５２ａの全長にわたって同じになっている。もちろん、外周に向かって徐々に高くなっているか、あるいは、内周に向かって徐々に高くなっていてもよい。また、凸部５２の頂部５２ａの形状、特に、円周方向に沿う頂部５２ａの形状は、図８Ａに示すように、鋭角状、あるいは鈍角状、あるいは湾曲状とされ、その頂角θａは２０°〜１００°とされている。好ましい寸法の範囲としては、リテーナ２０の円環部５０の半径にもよるが、例えば頂部５２ａの頂角θａは上述した２０°〜１００°、凸部５２の高さｈａは０．２〜１．０ｍｍ、配列ピッチＰａは中心角（図６Ａ参照）で５°〜１５°等が挙げられ、一例として、頂部５２ａの頂角θａが６０°、凸部５２の高さｈａが０．５ｍｍ、配列ピッチＰａが１０°等を採用することができる。
【００４９】
一方、第２端板１８Ｂの前記端面１８ａには、図４、図５及び図６Ｂに示すように、円周方向と交差する方向に沿って複数の凸部５４が断続的に形成されている。図６Ｂにおいて、凸部５４の頂部５４ａを一点鎖線で示し、麓部分（谷部）を破線で示す。図４、図５及び図６Ｂの例は、リテーナ２０の凸部５２が食い込むあるいは噛み合う前の第２端板１８Ｂの前記端面１８ａを示し、円周方向と直交する方向に沿って３個の凸部５４を形成した例を示す。各凸部５４は、頂部５４ａが端面１８ａの円周方向に線状に延びる形状（円形状）を有し、径方向に等間隔で配置されている。線状としては、図６Ｂに示す円形状のほか、図７Ｂに示すように、正弦波が円周に沿って描かれた形状でもよいし、その他、円弧状、三角波状、矩形波状が円周に沿って描かれた形状でもよい。頂部５４ａの円周方向の長さは、該頂部５４ａが位置する円周の長さと同じとされている。頂部５４ａの高さｈｂ（図８Ｂ参照）は、例えば図５に示すように、円周にわたって同じになっている。また、凸部５４の頂部５４ａの形状、特に、円周方向と直交する方向に沿う頂部５４ａの形状は、図８Ｂに示すように、鋭角状、あるいは鈍角状、あるいは湾曲状とされ、その頂角θｂは２０°〜１００°とされている。好ましい寸法の範囲としては、第２端板１８Ｂの半径にもよるが、例えば頂部５４ａの頂角θｂは上述した２０°〜１００°、凸部５４の高さｈｂは０．５〜１．５ｍｍ、配列ピッチＰｂ（図８Ｂ参照）は０．５〜１．５ｍｍ等が挙げられ、一例として、頂部５４ａの頂角θｂが６０°、凸部５４の高さｈｂが０．８７ｍｍ、配列ピッチＰｂが１．０ｍｍ等を採用することができる。
【００５０】
そして、ロータシャフト１４に取り付けられた第２端板１８Ｂの前記端面１８ａに、リテーナ２０の前記端面２０ａを対向させて、該リテーナ２０を第２端板１８Ｂに向かって押圧することにより、図９に示すように、第２端板１８Ｂの凸部５４のうち、リテーナ２０の凸部５２と対向する部分がロータ鉄心１２側に塑性変形し、第２端板１８Ｂの凸部５４の頂部５４ａにおける円周方向と直交する方向の形状がロータ鉄心１２側に屈曲することになる。すなわち、リテーナ２０の凸部５２の一部が第２端板１８Ｂの凸部５４に食い込んで、リテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とが噛み合うことになる。
【００５１】
これにより、リテーナ２０と第２端板１８Ｂとが一体化され、第２端板１８Ｂはリテーナ２０と共に回転することになる。その結果、第２端板１８Ｂの回り止めを目的とした垂直荷重（押し付け荷重）分を低減することができる。すなわち、リテーナ２０の凸部５２が、第２端板１８Ｂの凸部５４と噛み合いを形成することにより、第２端板１８Ｂがロータ鉄心１２及びロータシャフト１４に対して空転してしまうことを抑制することができ、しかも、第２端板１８Ｂを安定して固定（回り止め）することができる。
【００５２】
従って、第２端板１８Ｂに対して押し付け荷重（垂直荷重）を与えることによって発生する摩擦力のみで第２端板１８Ｂの回り止め（固定）を行う場合に比べて、第２端板１８Ｂの回り止め（固定）に要する押し付け荷重が小さくて済む。
【００５３】
さらに、本実施の形態では、図８Ｂに示すように、凸部５４の頂部５４ａが外周部の平坦面１８ｂを延長させた仮想面１８ｃよりもリテーナ２０側に突出している。これにより、小さい押し付け荷重にてリテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とを噛み合わせることができる。この場合に、第２端板１８Ｂの端面１８ａの外表面とは、少なくとも凸部５４の頂部５４ａで構成される面１８ｄを指すこととなる。
【００５４】
このことから、ロータ鉄心１２に加わる圧縮応力を低減することができ、ロータ鉄心１２の磁気特性の悪化を抑制することができる。
【００５５】
また、第１端板１８Ａ及び第２端板１８Ｂが非磁性材によって構成され、しかも、第１端板１８Ａ及び第２端板１８Ｂがロータ鉄心１２を覆うように固定されることから、ロータ鉄心１２で発生した磁束の内の、対向するステータ（図示せず）へ錯交しない漏れ磁束を低減することができる。このようなことから、回転電機の効率を向上、信頼性の向上を図ることができる。また、リテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とで噛み合いを形成させればよいため、安価で、簡易な構造を採用することができ、回転電機のコストの低廉化にも貢献させることができる。
【００５６】
ここで、２つの比較例（第１比較例）について図１０及び図１１を参照しながら説明する。
【００５７】
第１比較例に係るロータ２００Ａは、図１０に示すように、第２端板１８Ｂの端面１８ａに凸部５４が存在せず、平坦面となっている点と、リテーナ２０の端面２０ａも凸部５２が存在せず、平坦面となっている点で本実施の形態に係るロータ１０と異なる。
【００５８】
この第１比較例では、第２端板１８Ｂを軸方向に、ロータ鉄心１２を圧縮するような状態で押し付けた状態で、リテーナ２０の筒部４８の一部を圧入し固定する。このとき、ロータ鉄心１２は、多数の電磁鋼板２６が積層されて構成されているため、圧縮されたバネのように作用することとなり、第２端板１８Ｂはロータ鉄心１２とリテーナ２０とに緊迫力を持った状態で挟まれて、強固に固定保持される。しかし、ロータ鉄心１２を強く圧縮するために、ロータ鉄心１２（多数の電磁鋼板２６）の磁気特性を低下させるという問題があることがわかった。
【００５９】
第２比較例に係るロータ２００Ｂは、図１１に示すように、図１５に示す従来例に係るロータ１００とほぼ同様の構成を有するが、端面板１０８とカラー１１０との間にウェーブワッシャ２０２を挟み込むことで端面板１０８に緊迫力を持たせて、端面板１０８を固定保持するようにしている。しかし、部品点数が増えることと、端面板１０８を固定するための保持力（端面板の空転を抑える力）が低いという問題があることがわかった。
【００６０】
これに対して、本実施の形態に係るロータ１０は、上述したように、第２端板１８Ｂの凸部５４とリテーナ２０の凸部５２とが噛み合うことで、回転方向への抵抗力が発生して、第２端板１８Ｂの回り止め効果を発揮し、第２端板１８Ｂの空転が抑制されることから、第２端板１８Ｂとリテーナ２０とを垂直荷重による摩擦力で押し付ける必要がない。従って、ロータ鉄心１２と第２端板１８Ｂとの間の摩擦力を確保するだけの垂直荷重（押し付け荷重）を加えればよく、押し付け荷重を第１比較例や第２比較例と比して大幅に低減させることができる。
【００６１】
次に、本実施の形態に係るロータ１０の製造方法について図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００６２】
先ず、図１２のステップＳ１において、例えばプレス打ち抜きにて第２端板１８Ｂを作製する際に、第２端板１８Ｂの端面２０ａに複数の凸部５４を形成する。もちろん、第２端板１８Ｂ（凸部５４が形成されていない）をプレス打ち抜きで作製した後に、例えばプレス成形にて第２端板１８Ｂの端面１８ａに凸部５４を形成するようにしてもよい。
【００６３】
ステップＳ２において、例えばプレス成形にてリテーナを作製する際に、リテーナ２０の端面２０ａに複数の凸部５２を形成する。もちろん、リテーナ２０（凸部５２が形成されていない）をプレス成形にて作製した後に、例えばプレス成形にてリテーナ２０の円環部５０の端面２０ａに凸部５２を形成するようにしてもよい。
【００６４】
ステップＳ３において、図１に示すように、第１端板１８Ａの中心孔４２にロータシャフト１４を挿通する。このとき、図３Ａに示すように、第１端板１８Ａの内周に設けられた突起４４をロータシャフト１４のキー溝３０に挿入しながらロータシャフト１４を挿通する。
【００６５】
その後、ステップＳ４において、予め多数の電磁鋼板２６を位相を揃えた状態でかしめ積層したロータ鉄心１２の中心孔２８を、ロータシャフト１４に挿通（圧入）する。このとき、図２に示すように、ロータ鉄心１２の中心孔２８に設けられた位相合わせ用の突起３２をロータシャフト１４のキー溝３０に嵌め合わせながらロータシャフト１４に挿通（圧入）することで、ロータ鉄心１２とロータシャフト１４との角度位相が整合することになる。
【００６６】
その後、ステップＳ５において、多数の電磁鋼板２６の積層によって形成された磁石収容孔３６にそれぞれ永久磁石１６を収容し、さらに、固定剤注入孔４０を通じて磁石固定剤３８を注入して永久磁石１６を固定する。
【００６７】
その後、ステップＳ６において、第２端板１８Ｂの中心孔４２にロータシャフト１４を挿通する。このとき、図３Ｂに示すように、第２端板１８Ｂの内周に設けられた突起４４をロータシャフト１４のキー溝３０に挿入しながらロータシャフト１４を挿通する。これにより、第１端板１８Ａ、ロータ鉄心１２及び第２端板１８Ｂによる積層体が構成される。
【００６８】
その後、ステップＳ７において、リテーナ２０の筒部４８の中空部４６にロータシャフト１４を挿通する。このとき、第２端板１８Ｂの凸部５４とリテーナ２０の凸部５２とが対向することになる。
【００６９】
その後、ステップＳ８において、上述の積層体を例えばロータシャフト１４の突き当て２２とリテーナ２０の円環部５０とで挟み込むように、図示しない押し付け治具を使用してリテーナ２０の円環部５０を第２端板１８Ｂ側に押し付ける。このとき、リテーナ２０の硬度が第２端板１８Ｂの硬度よりも高いことから、第２端板１８Ｂの凸部５４のうち、リテーナ２０の凸部５２と対向する部分がロータ鉄心１２側に塑性変形し、第２端板１８Ｂの凸部５４の頂部５４ａにおける円周方向と直交する方向の形状がロータ鉄心１２側に屈曲することになる。これにより、リテーナ２０の凸部５２の一部が第２端板１８Ｂの凸部５４に食い込んで、リテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とが噛み合い、リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが第２端板１８Ｂの端面１８ａ側の外表面よりも内側に位置した状態となる。
【００７０】
その後、ステップＳ９において、上述の状態（リテーナ２０の凸部５２の少なくとも頂部５２ａが第２端板１８Ｂの端面１８ａ側の外表面よりも内側に位置した状態）で、リテーナ２０の筒部４８の一部４８ａをロータシャフト１４の窪み２４内に圧入（かしめ）することにより、リテーナ２０を固定する。
【００７１】
これにより、簡単にロータ１０を作製することができると共に、ロータ鉄心１２の軸方向端面を覆う、非磁性材料からなる第２端板１８Ｂを、回転電機の性能の低下を抑制しつつ、安価で、且つ、簡易な構造で固定することができ、回転電機の効率の向上、信頼性の向上、コストの低廉化を図ることができる。
【００７２】
また、リテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とが噛み合うことで、第２端板１８Ｂがロータ鉄心１２及びロータシャフト１４に対して空転してしまうことを抑制することができ、しかも、第２端板１８Ｂを安定して固定（回り止め）することができるため、図１３及び図１４に示すように、ステップＳ８において、押し付け荷重を加えた後、ステップＳ８ａにおいて、押し付け荷重を低減してから、ステップＳ９において、リテーナ２０を固定するようにして、低減後の押し付け荷重による摩擦力にてロータ鉄心１２と第２端板１８Ｂとを保持するようにしてもよい。上述のステップＳ８ａでは、図１４に示すように、ステップＳ８において加えた押し付け荷重Ｐ１（リテーナ２０の凸部５２と第２端板１８Ｂの凸部５４とを噛み合わせるための押し付け荷重）から、例えばロータ鉄心１２と第２端板１８Ｂとを摩擦力で保持することができる程度の最低垂直荷重Ｐ３（押し付け荷重）、あるいはその１〜１０％増とした押し付け荷重まで、垂直荷重Ｐ２（押し付け荷重）分を低減してもよい（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）。なお、従来例に係るロータによる垂直荷重Ｐ４（押し付け荷重）を破線で示すが、ステップＳ８での押し付け荷重Ｐ１は、従来の押し付け荷重Ｐ４の３／５〜４／５であるが、ステップＳ８ａでは、従来の押し付け荷重Ｐ４の１／５〜２／５まで低減することができる。
【００７３】
さらに、リテーナ２０の形状、特に、円環部５０の形状を、常に第２端板１８Ｂに押し付け荷重を発生する形状、例えば皿ばね状（円環部５０の外周部が内周部よりも第２端板１８Ｂ側に位置している形状）にすることにより、リテーナ２０をかしめ固定して押し付け治具を離したとき、第２端板１８Ｂとロータ鉄心１２間には押し付け治具による押し付け荷重に加えて、リテーナ２０の円環部５０（皿ばね状）による押し付け荷重が加わることから、ステップＳ８ａにおいて、押し付け治具による押し付け荷重をさらに低減することができる。
【００７４】
なお、上述したリテーナ２０の凸部５２は、円環部５０の径方向全長にわたって形成する必要はなく、少なくとも第２端板１８Ｂの凸部５４の形成領域に対応した位置に形成されていればよい。
【００７５】
また、凸部５２の個数としては、１つでもよいし、２つでもよい。ただ、押し付け時の安定性に問題があるようであれば、第２端板１８Ｂに対して均等に荷重がかかり易くするため３つ以上、好ましくは４つ以上の凸部５２を均等に配列させることが好ましい。
【００７６】
同様に、第２端板１８Ｂの凸部５２の個数としては、頂部５４ａの線状で形作られる形状が円形の凸部５４が１つだけでもよいし、円周方向に短い長さの凸部５４が１つのみでもよい。もちろん、凸部５４が存在せず、平坦面となっていてもよい。この場合、リテーナ２０の凸部５２が平坦面に食い込むことによって回り止めの機能を果たすことになる。ただ、第２端板１８Ｂの端面１８ａが平坦面の場合は、上述した本実施の形態の構成よりも押し付け荷重が大きくなる。すなわち、本実施の形態では、第２端板１８Ｂの凸部５４を変形させるだけでよいため、第２端板１８Ｂの端面１８ａが、凸部５４の存在しない平坦面である場合と比して（つまり、第２端板１８Ｂの平坦面にリテーナ２０の凸部５２を食い込ませる場合と比して）、小さい押し付け荷重で済み、ロータ鉄心１２に加わる圧縮応力を低減させることができる。
【００７７】
なお、本発明に係る回転電機のロータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７８】
１０…ロータ                        １２…ロータ鉄心
１４…ロータシャフト                １６…永久磁石
１８Ａ…第１端板                    １８Ｂ…第２端板
２０…リテーナ                      ２０ａ…端面（第２端板側の端面）
２２…突き当て                      ２４…窪み（かしめ用）
２６…電磁鋼板                      ４８…筒部
５０…円環部                        ５２…凸部（リテーナ）
５２ａ…頂部                        ５４…凸部（第２端板）
５４ａ…頂部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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