(57)【要約】【課題】ロータをナットで固定するロータシャフトにおいて、ナットが螺合する雄ねじ部のねじ溝内にキー溝形成時に入り込んで形成されたバリを雄ねじ部全体に亘って容易かつ確実に除去できるようにする。【解決手段】ロータシャフト１６は、ロータ１４の軸方向一方側端面２２ａに当接してロータ１４の軸方向位置を決める位置決め部３２と、位置決め部３２に対して軸方向に隣り合って設けられるロータ保持部３４と、ロータ保持部３４に対して軸方向にさらに隣り合って設けられ、ロータ１４に当接してロータ１４をロータ保持部の外周に固定するナット４０が螺合される大径雄ねじ部３６ａと、大径雄ねじ部３６ａからロータ保持部３４へ軸方向に沿って凹設されたキー溝４６とを備え、大径雄ねじ部３６ａにおいてナット挿通方向最奥部の不完全ねじ部を除去するように周方向溝部４２が形成されている。【選択図】図１
2017055470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの軸方向一方側端面に当接してロータの軸方向位置を決める位置決め部と、
前記位置決め部に対して軸方向に隣り合って設けられるロータ保持部と、
前記ロータ保持部に対して軸方向にさらに隣り合って設けられ、前記ロータの軸方向他方側端面に当接して前記ロータを前記ロータ保持部の外周に固定するナットが螺合される雄ねじ部と、
前記雄ねじ部から前記ロータ保持部へ軸方向に沿って凹設されたキー溝と、
を備えるロータシャフトであって、
前記雄ねじ部においてナット挿通方向最奥部の不完全ねじ部を除去するように周方向溝部が形成されている、
ロータシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機等のロータに用いられるロータシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、電動機のロータをロータシャフトにナットで固定する構成が記載されている。このロータシャフトは、ロータの軸方向一端面に当接してロータを位置決めする段差と、ロータが外周面上に保持されるとともにキー溝が軸方向に延伸して凹設されているロータ保持部と、ロータ保持部に隣り合って形成された雄ねじ部とを有する。この構成では、上記キー溝に嵌合されたキーがロータのシャフト穴に形成されたキー溝に嵌合することによって、ロータの周方向位置が決められる。また、雄ねじ部に螺合させたナットをロータコアの軸方向端面に締め付けることによって、段差とナットとの間においてロータが軸方向に位置決めされてロータシャフトに締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９５１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の構成において、ロータシャフトに雄ねじ部を形成した後に、雄ねじ部からロータ保持部に亘ってキー溝が形成されることが考えられる。この場合、キー溝を切削加工したときにバリが雄ねじ部のねじ溝内に入り込んで形成される。そのようなバリは取り除いておかないと、回転電機に組付けられて作動したときに飛び散って異物発生につながる。このようなバリの除去はキー溝に沿ってグラインダ等を用いて行うが、ねじ溝に入り込んだバリは除去することができない。
【０００５】
そこで、キー溝加工後にねじゲージ（またはねじサラエダイス）を雄ねじ部に螺合させることによって、ねじ溝に入り込んで形成されたバリを除去する作業を行っている。しかしながら、雄ねじ部の終端には不完全ねじ部が形成されるため、不完全ねじ部までねじゲージ等を到達させることができず、不完全ねじ部のねじ溝内のバリを除去することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、キー溝形成時に雄ねじ部のねじ溝内に入り込んで形成されたバリを雄ねじ部全体に亘って容易かつ確実に除去することができるロータシャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るロータシャフトは、ロータの軸方向一方側端面に当接してロータの軸方向位置を決める位置決め部と、前記位置決め部に対して軸方向に隣り合って設けられるロータ保持部と、前記ロータ保持部に対して軸方向にさらに隣り合って設けられ、前記ロータの軸方向他方側端面に当接して前記ロータを前記ロータ保持部の外周に固定するナットが螺合される雄ねじ部と、前記雄ねじ部から前記ロータ保持部へ軸方向に沿って凹設されたキー溝と、を備えるロータシャフトであって、前記雄ねじ部においてナット挿通方向最奥部の不完全ねじ部を除去するように周方向溝部が形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るロータシャフトによれば、雄ねじ部においてナット挿通方向最奥部の不完全ねじ部を除去するように周方向溝部が形成されているので、ねじゲージを雄ねじ部の全体に亘って通すことができ、キー溝形成時に雄ねじ部のねじ溝内に入り込んで形成されたバリを容易かつ確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態であるロータシャフトを含む回転電機の軸方向断面図である。
【図２】ロータシャフトの側面図と一部拡大図である。
【図３】（ａ）は雄ねじ部が形成されたロータシャフトを示す側面図、（ｂ）は更にキー溝が形成されたロータシャフトを示す側面図、（ｃ）は雄ねじ部にねじゲージを通す様子を示すロータシャフトの側面図である。
【図４】（ａ）は本実施形態のロータシャフトにおいてねじゲージが雄ねじ部の終端位置まで入る様子を示す図であり、（ｂ）は雄ねじ部の不完全ねじ部にねじゲージが入り込めない様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態という）について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態であるロータシャフトを含む回転電機１０の軸方向断面図である。回転電機１０は、ステータ１２、ロータ１４、および、ロータシャフト１６を備える。以下では、ロータシャフト１６の軸芯と平行な方向を「軸方向」といい、ロータシャフト１６の外周に沿った方向を「周方向」という。
【００１２】
ステータ１２は、略円筒状をなすステータコア１８を含む。ステータコア１８は、例えば円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に多数枚積層した状態で構成される。ステータコア１８は、略円筒状のヨークと、ヨークの内周から径方向内側へ突出する複数のティースとを有する。ティースは、周方向に等間隔で複数形成され、各ティースの間にはスロットが形成されている。
【００１３】
ステータコア１８のティースには、コイル２０が巻装されている。コイル２０は、例えば絶縁被覆された銅線をティースの周囲に集中巻または分布巻で巻回して形成されている。図１では、ステータコア１８の軸方向両端面から突出したコイルエンド部２０ａ，２０ｂだけが示されている。
【００１４】
ロータ１４は、ステータ１２の内側に隙間を空けて配置されている。ロータ１４は、ロータコア２２と永久磁石２４とを含む。ロータコア２２は、例えば円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に多数枚積層した状態で構成される。永久磁石２４は、ロータコア２２内に軸方向に沿って貫通形成された磁石挿入穴内に固定配置されている。ただし、永久磁石は必須ではなく、永久磁石を有しないロータであってもよいし、界磁コイルが巻回されたロータであってもよい。
【００１５】
ロータシャフト１６は、図示しないケースに取り付けられた軸受部材２６によって軸方向両端がそれぞれ支持されている。ロータシャフト１６の外周には、軸方向の略中間位置にロータ１４が固定されている。これにより、ロータ１４はロータシャフト１６によって回転可能に支持されている。ロータシャフト１６は、例えば丸棒状の鋼材を鍛造や切削加工することによって形成される。
【００１６】
図２は、ロータシャフト１６の側面図である。図１および図２に示すように、ロータシャフト１６は、軸方向一端部と、軸方向の他端側とに軸受取付部２８を有する。ロータシャフト１６の軸方向他端部には、ロータ１４の回転を外部に出力するか、外部からロータ１４に動力を入力するためのギヤ３０が形成されている。
【００１７】
ロータシャフト１６において、軸方向の略中間位置で径方向外側へ突出する位置決め部３２を有する。位置決め部３２は、ロータコア２２の軸方向一方側端面２２ａに当接してロータ１４の軸方向位置を決める段部である。
【００１８】
また、ロータシャフト１６には、位置決め部３２と軸方向に隣り合ってロータ保持部３４が設けられている。ロータ保持部３４は、ロータ１４（すなわちロータコア２２）の中心部に形成されたシャフト穴２３に挿通されてロータ１４を保持する部分である。
【００１９】
また、ロータシャフト１６には、ロータ保持部３４と軸方向にさらに隣り合って雄ねじ部３６が設けられている。本実施形態では雄ねじ部３６は、ロータ保持部３４側に位置する大径雄ねじ部３６ａと、軸方向他端部側に位置する小径雄ねじ部３６ｂとを含む。大径雄ねじ部３６は、ダイス等を用いて軸方向他端側からロータシャフト１６の外周に形成される。そのため、大径雄ねじ部３６ａは、軸方向他端部側の始端位置３７ａから終端位置３７ｂに向かってねじが切られる場合、終端位置３７ｂのロータ保持部３４側には後述するように不完全ねじ部が形成されることになる。
【００２０】
大径雄ねじ部３６ａは、図１に示すように、ナット４０が軸方向他端部側（矢印Ａ方向）から挿通されて螺合される。そして、ナット４０は、締め付けられることによってシャフト穴２３の外周縁部においてロータコア２２の軸方向他方側端面２２ｂに当接する。これにより、ロータ１４は、位置決め部３２とナット４０との間で軸方向位置が決められた状態でロータシャフト１６に締結固定される。
【００２１】
図１中において破線で示すように、小径雄ねじ部３６ｂに別のナット４１を螺合させて締め付けることにより、上記ナット４０に押圧させてもよい。このようにすれば、ナット４０の緩み防止を確実にすることができる。ただし、このようなダブルナット方式を用いない場合には、小径雄ねじ部３６ｂを省略してもよい。
【００２２】
図１および図２に示すように、ロータシャフト１６において大径雄ねじ部３６ａのナット挿通方向最奥部、すなわち、ロータ保持部３４と雄ねじ部３６との境界部には、周方向溝部４２が形成されている。周方向溝部４２は、大径雄ねじ部３６ａの不完全ねじ部を除去するように形成された溝である。周方向溝部４２は、後述するように大径雄ねじ部３６ａに螺合させたねじゲージが終端位置３７ｂを通過する所まで入るようにする機能を有する。ここで、周方向溝部４２は、大径雄ねじ部３６ａのねじ溝３８（図４（ａ）参照）よりも軸方向幅が広く、かつ、切込み深さをねじ溝３８と同等以上とするのが好ましい。これにより、ねじゲージが周方向溝部４２を確実に通過できるようになる。
【００２３】
また、ロータシャフト１６には、キー溝４６が軸方向に沿って凹設されている。キー溝４６は、ロータコア２２のシャフト穴２３の内周部に突設されたキー（図示せず）が嵌合される。これにより、ロータシャフト１６に対するロータ１４の周方向位置が決まる。ただし、キー溝４６に嵌合されるキーはロータコア２２と一体でなくてもよく、別部材である直方体状のキーを用いてもよい。
【００２４】
図２に示すように、キー溝４６は、雄ねじ部３６から軸方向一端部側に延びて、位置決め部３２を貫通した位置まで形成されている。ただし、これに限定されるものではなく、キー溝４６は位置決め部３２のところで終端するように形成されてもよい。
【００２５】
また、キー溝４６において小径雄ねじ部３６ｂのところに位置する端部には、カシメ部４８が形成されている。カシメ部４８は、キー溝４６よりも幅広に拡径された凹部として形成されている。また、カシメ部４８は、側面視で略Ｕ字状をなすとともに、図２中の拡大図（Ａ矢視図）に示すように略円弧状の内壁面４９を有するように形成されている。カシメ部４８は、大径雄ねじ部３６ａにナット４０（図１参照）を締め付けてロータ１４を固定した後に工具等を用いてカシメ変形させられる。これにより、ナット４０の緩みを防止することができる。
【００２６】
なお、カシメ部４８の側面視形状は、略Ｕ字状に限定されるものではなく、略Ｖ字状、略半円状等の他の形状であってもよい。また、カシメ部４８の内壁面の形状もまた、カシメ変形し易さ等を考慮して適宜に設計することができる。
【００２７】
図３および図４を参照して、キー溝形成に伴ってバリが形成される様子と、ねじゲージ又はねじサラエダイスを用いてバリを除去する作業について説明する。図３（ａ）は雄ねじ部３６が形成されたロータシャフト１６を示す側面図、同（ｂ）は更にキー溝４６が形成されたロータシャフト１６を示す側面図、同（ｃ）は雄ねじ部３６にねじゲージ５２を通す様子を示すロータシャフト１６の側面図である。また、図４（ａ）は本実施形態のロータシャフトにおいてねじゲージが雄ねじ部の終端位置まで入る様子を示す図であり、同（ｂ）は雄ねじ部の不完全ねじ部にねじゲージが入り込めない様子を示す図である。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、ロータシャフト１６には、まず、雄ねじ部３６が形成され、次に、雄ねじ部３６の大径雄ねじ部３６のナット挿通方向（矢印Ａ方向）最奥部に形成される不完全ねじ部を除去するように周方向溝部４２が切削加工等によって形成される。
【００２９】
続いて、図３（ｂ）に示すように、回転する切削工具５０を軸方向に沿って矢印Ｂ方向に相対移動させながら、キー溝４６を加工する。このとき、大径雄ねじ部３６ａのねじ溝には、バリが矢印Ｃ方向に入り込んだ状態で形成される。
【００３０】
次に、図３（ｃ）に示すように、大径雄ねじ部３６ａのねじ径に対応する基準雌ねじが内周部に形成されたねじゲージ５２を矢印Ｄ方向に回転させながら、大径雄ねじ部３６ａに矢印Ｅ方向へ入れていく。そのとき、キー溝加工時にねじ溝内に入り込んで形成されたバリがねじゲージ５２を通すことによってサラエられて除去される。
【００３１】
この場合、図４（ｂ）に示すように、大径雄ねじ部３６ａの最奥部３７ａのロータ保持部３４側に不完全ねじ部３６ｃが形成されていると、ねじゲージ５２が十分に入りきらず、不完全ねじ部３６に形成されているバリを取ることができなかった。そのため、不完全ねじ部については、手作業でバリ取りを行う必要があり、作業効率の低下を招いていた。
【００３２】
これに対し、図４（ａ）に示すように、本実施形態のロータシャフト１６によれば、周方向溝部４２を形成することによって不完全ねじ部３６ｃが除去されているため、ねじゲージ５２を最奥部３７ｂを過ぎた位置まで入れることができ、その結果、ねじ溝３８内のバリサラエ作業を大径雄ねじ部３６ａ全体に亘って容易かつ確実に行うことができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記においては大径雄ねじ部３６ａのバリ取りをねじゲージ５２で行う例を説明したが、これに限定されるものではなく、ねじサラエダイスを大径雄ねじ部３６ａに通してバリ取りを行ってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  回転電機、１２  ステータ、１４  ロータ、１６  ロータシャフト、１８  ステータコア、２０  コイル、２０ａ，２０ｂ  コイルエンド部、２２  ロータコア、２２ａ  軸方向一方側端面、２２ｂ  軸方向他方側端面、２３  シャフト穴、２４  永久磁石、２６  軸受部材、２８  軸受取付部、３０  ギヤ、３２  位置決め部、３４  ロータ保持部、３６  雄ねじ部、３６ａ  大径雄ねじ部、３６ｂ  小径雄ねじ部、３６ｃ  不完全ねじ部、３７ａ  始端位置、３７ｂ  最奥部または終端位置、３８  ねじ溝、４０，４１  ナット、４２  周方向溝部、４６  キー溝、４８  カシメ部、４９  内壁面、５０  切削工具、５２  ねじゲージ。
【図１】
2017055470.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017055470.tif 000005
【図４】
2017055470.tif 000006