(57)【要約】【課題】回転電機のロータにおいて、磁性体薄板の積層体で構成されるロータコアをロータ軸に焼嵌めして固定する際に、磁性体薄板の座屈や膨出を防止しロータコアのロータ軸からの抜け落ちを防止することである。【解決手段】回転電機のロータ３０は、ロータ軸３２と、ロータ軸３２に焼嵌めによって締付固定されるロータコア３４及びエンドプレート３６，３７を備える。ロータコア３４のコア内径とロータ軸３２の外径との間に第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレート３６，３７のプレート内径とロータ軸３２の外径との間に第２焼嵌め代が設けられる。第２焼嵌め代は、エンドプレートの磁性体薄板側の内側嵌合代と、エンドプレートの軸方向外端部側の外側嵌合代との間で、軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化する。内側嵌合代は、外側嵌合代よりも小さく第１焼嵌め代よりも大きい。【選択図】図２
2017022849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の外径を有するロータ軸と、
コア内径穴を有する複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアであって、前記コア内径穴に挿入される前記ロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるロータコアと、
プレート内径穴を有し前記磁性体薄板よりも厚い板で構成されて前記ロータコアの軸方向両端部にそれぞれ宛がわれるエンドプレートであって、前記プレート内径穴に挿入される前記ロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるエンドプレートと、
を備え、
前記ロータコアのコア内径と前記ロータ軸の前記外径との間に第１焼嵌め代が設けられ、
前記エンドプレートのプレート内径と前記ロータ軸の前記外径との間に第２焼嵌め代が設けられ、
前記第２焼嵌め代は、前記エンドプレートの前記磁性体薄板側における嵌合代である内側嵌合代と、前記エンドプレートの軸方向外端部側における嵌合代である外側嵌合代との間で、軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化し、前記内側嵌合代は、前記外側嵌合代よりも小さく前記第１焼嵌め代よりも大きいことを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
所定の外径を有するロータ軸と、
コア内径穴を有する複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアであって、前記コア内径穴に挿入される前記ロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるロータコアと、
プレート内径穴を有し前記磁性体薄板よりも厚い板で構成されて前記ロータコアの軸方向一方端側に宛がわれるエンドプレートであって、前記プレート内径穴に挿入される前記ロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるエンドプレートと、
を備え、
前記ロータ軸には、前記ロータコアが焼嵌めによって締付固定される部分の軸方向他方端に前記外径よりも所定の外径差を有する大径の環状ストッパ部が設けられ、
前記ロータコアの軸方向他方端は前記ロータ軸の軸方向に沿って前記環状ストッパ部に押し当てられて配置され、
前記ロータコアのコア内径と前記ロータ軸の前記外径との間に第１焼嵌め代が設けられ、
前記エンドプレートのプレート内径と前記ロータ軸の前記外径との間に第２焼嵌め代が設けられ、
前記第２焼嵌め代は、前記エンドプレートの前記磁性体薄板側における嵌合代である内側嵌合代と、前記エンドプレートの軸方向外端部側における嵌合代である外側嵌合代との間で、軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化し、前記内側嵌合代は、前記外側嵌合代よりも小さく前記第１焼嵌め代よりも大きいことを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機のロータにおいて、
前記ロータ軸は、前記焼嵌めによって締付固定される部分の前記外径が一定であり、
前記ロータコアは、前記コア内径穴の寸法に前記第１焼嵌め代が設けられ、
前記エンドプレートは、前記プレート内径穴の寸法に、前記軸方向に沿って前記磁性体薄板側から前記軸方向外端部側に向かって大きくなる前記第２焼嵌め代が設けられ、前記焼嵌めされる前の状態の前記プレート内径穴は、前記軸方向に沿って前記磁性体薄板側から前記軸方向外端部側に向かって小さく設定されることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の回転電機のロータにおいて、
前記コア内径穴と前記プレート内径穴とは、同じ穴径であり、
前記ロータ軸は、
前記ロータコアが前記焼嵌めによって締付固定される部分の前記外径の寸法に一定の前記第１焼嵌め代が設けられ、
前記エンドプレートが前記焼嵌めによって締付固定される部分の前記外径の寸法に前記軸方向に沿って前記磁性体薄板側から前記軸方向外端部側に向かって大きくなる前記第２焼嵌め代が設けられ、前記外径は、前記軸方向に沿って前記磁性体薄板側から前記軸方向外端部側に向かって大きく設定されることを特徴とする回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータに係り、特に、ロータコアがロータ軸に焼嵌め法によって固定される回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のロータは、ロータ軸にロータコアが固定されて構成される。固定方法として焼嵌め法を用いると、抜け止めや回転止めのためのキー部品等を要せずキー部品等の圧入作業も不要になるので好適である。ところで、磁性体薄板の積層体でロータコアを構成すると、ロータコアの軸方向端部の磁性体薄板は、一方側の面が他の磁性体薄板に接触するが他方側の面が開放状態となる。これにより、焼嵌めによる応力によって、ロータコアが開放端側に座屈し、膨出することが生じ得る。
【０００３】
特許文献１は、積層された鋼板で構成されるロータコアをロータ軸に焼嵌め固定する際に、ロータコアのシャフト穴内周部とロータ軸が接触する領域のうち、ロータコアの軸方向端部領域に対応する位置の締め代を緩和してロータコアの座屈を防止することを述べている。
【０００４】
特許文献２は、積層された鋼板で構成されるロータコアをロータ軸に焼嵌め固定する際に、ロータコアが焼嵌め固定される部分のロータ軸の外径を他の部分よりも小径としてロータコアの軸方向端部における膨出を防止することを述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０７４７３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁性体薄板の積層体で構成されるロータコアをロータ軸に焼嵌め法によって固定する際に、ロータコアに座屈、膨出が生じると、ロータ軸からロータコアが抜け落ちる恐れが生じる。抜け落ちなくてもロータ軸に対するロータコアの配置位置がずれ、回転電機の特性に影響が生じ得る。
【０００７】
本発明の目的は、磁性体薄板の積層体で構成されるロータコアをロータ軸に焼嵌め法によって固定する際に、磁性体薄板の座屈や膨出を防止し、ロータコアがロータ軸から抜け落ちることのない回転電機のロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機のロータは、所定の外径を有するロータ軸と、コア内径穴を有する複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアであって、コア内径穴に挿入されるロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるロータコアと、プレート内径穴を有し磁性体薄板よりも厚い板で構成されてロータコアの軸方向両端部にそれぞれ宛がわれるエンドプレートであって、プレート内径穴に挿入されるロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるエンドプレートと、を備え、ロータコアのコア内径とロータ軸の外径との間に第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレートのプレート内径とロータ軸の外径との間に第２焼嵌め代が設けられ、第２焼嵌め代は、エンドプレートの磁性体薄板側における嵌合代である内側嵌合代と、エンドプレートの軸方向外端部側における嵌合代である外側嵌合代との間で、軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化し、内側嵌合代は、外側嵌合代よりも小さく第１焼嵌め代よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る回転電機のロータは、所定の外径を有するロータ軸と、コア内径穴を有する複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアであって、コア内径穴に挿入されるロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるロータコアと、プレート内径穴を有し磁性体薄板よりも厚い板で構成されてロータコアの軸方向一方端側に宛がわれるエンドプレートであって、プレート内径穴に挿入されるロータ軸に焼嵌めによって締付固定されるエンドプレートと、を備え、ロータ軸には、ロータコアが焼嵌めによって締付固定される部分の軸方向他方端に外径よりも所定の外径差を有する大径の環状ストッパ部が設けられ、ロータコアの軸方向他方端はロータ軸の軸方向に沿って環状ストッパ部に押し当てられて配置され、ロータコアのコア内径とロータ軸の外径との間に第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレートのプレート内径とロータ軸の外径との間に第２焼嵌め代が設けられ、第２焼嵌め代は、エンドプレートの磁性体薄板側における嵌合代である内側嵌合代と、エンドプレートの軸方向外端部側における嵌合代である外側嵌合代との間で、軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化し、内側嵌合代は、外側嵌合代よりも小さく第１焼嵌め代よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る回転電機のロータにおいて、ロータ軸は、焼嵌めによって締付固定される部分の外径が一定であり、ロータコアは、コア内径穴の寸法に第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレートは、プレート内径穴の寸法に、軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって大きくなる第２焼嵌め代が設けられ、焼嵌めされる前の状態のプレート内径穴は、軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって小さく設定されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る回転電機のロータにおいて、コア内径穴とプレート内径穴とは、同じ穴径であり、ロータ軸は、ロータコアが焼嵌めによって締付固定される部分の外径の寸法に一定の第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレートが焼嵌めによって締付固定される部分の外径の寸法に軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって大きくなる第２焼嵌め代が設けられ、外径は、軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって大きく設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る回転電機のロータは、複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアの軸方向両端部にそれぞれエンドプレートが宛がわれ、これらがロータ軸に焼嵌めによって締付固定される。
【００１３】
焼嵌めは、ロータコアのコア内径とロータ軸の外径との間に第１焼嵌め代を設け、エンドプレートのプレート内径とロータ軸の外径との間に第２焼嵌め代を設けて行われる。ここで、第２焼嵌め代は、第１焼嵌め代よりも大きく、かつ、エンドプレートの磁性体薄板側の内側嵌合代がエンドプレートの軸方向外端部側の外側嵌合代よりも小さい。ロータの温度が焼嵌めのための所定高温から低下するに応じて、ロータ軸に対する焼嵌めは、初めに、焼嵌め代の最も大きいエンドプレートの軸方向外端部で締付固定が生じ、次いでエンドプレートの磁性体薄板側に向けて順次締付固定が生じ、最後にロータコアが締付固定される。
【００１４】
このように、焼嵌めの締付固定が順次進行することで、ロータコアの軸方向端部における焼嵌めによる応力集中が緩和され、ロータコアの座屈や膨出が防止される。また、エンドプレートにおいて軸方向外端部側から磁性体薄板側に向けて順次締付固定が生じることで、エンドプレートはロータコア側に向けて倒れる方向となってロータコアを軸方向両端部で保持する。これにより、ロータ軸からのロータコアの抜け落ちが防止される。
【００１５】
本発明に係る回転電機のロータは、ロータ軸の軸方向他方端に外径よりも大径の環状ストッパ部を設け、複数の磁性体薄板を積層して構成されるロータコアの軸方向一方端側にエンドプレートを設ける。ロータコアの軸方向他方端はロータ軸の軸方向に沿って環状ストッパ部に押し当てて配置され、ロータコアとエンドプレートとがロータ軸に焼嵌めによって締付固定される。
【００１６】
焼嵌めは、ロータコアのコア内径とロータ軸の外径との間に第１焼嵌め代を設け、ロータコアの一方端側に設けられるエンドプレートのプレート内径とロータ軸の外径との間に第２焼嵌め代を設けて行われる。第２焼嵌め代は、第１焼嵌め代よりも大きく、かつ、エンドプレートの磁性体薄板側の内側嵌合代がエンドプレートの軸方向外端部側の外側嵌合代よりも小さい。ロータ軸に対する焼嵌めは、初めに、焼嵌め代の最も大きいエンドプレートの軸方向外端部で締付固定が生じ、次いでエンドプレートの磁性体薄板側に向けて順次締付固定が生じ、最後にロータコアが締付固定される。
【００１７】
このように、焼嵌めの締付固定が順次進行することで、エンドプレートが設けられるロータコアの軸方向一方端部における焼嵌め応力集中が緩和され、ロータコアの軸方向一方端部における座屈や膨出が防止される。ロータ軸に設けられる環状ストッパ部に押し当てられるロータコアの軸方向他方端は、例えば、環状ストッパ部の外径を座屈が生じ得る径方向寸法よりも大きく設定することで、ロータコアの軸方向他方端における座屈や膨出を防止できる。
【００１８】
また、エンドプレートにおいて軸方向外端部側から磁性体薄板側に向けて順次締付固定が生じることで、エンドプレートはロータコアの他方端側に向けて倒れる方向となり、ロータコアの他方端側に設けられる環状ストッパ部と協働してロータコアを軸方向両端部で保持する。これにより、ロータ軸からのロータコアの抜け落ちが防止される。
【００１９】
本発明に係る回転電機のロータにおいて、ロータ軸は、焼嵌めによって締付固定される部分の外径が一定であり、ロータコアのコア内径穴の寸法に第１焼嵌め代が設けられ、エンドプレートのプレート内径穴の寸法に第２焼嵌め代が設けられる。ここで、第２焼嵌め代は、内側嵌合代が外側嵌合代より小さいので、焼嵌めされる前の状態のプレート内径穴は、軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって小さく設定される。
【００２０】
本発明に係る回転電機のロータにおいて、コア内径穴とプレート内径穴とは同じ穴径であり、ロータ軸に、ロータコアを焼嵌めによって締付固定する第１焼嵌め代と、エンドプレートを焼嵌めによって締付固定する第２焼嵌め代とが設けられる。ここで、第２焼嵌め代は、内側嵌合代が外側嵌合代より小さいので、ロータ軸の外径は、軸方向に沿って磁性体薄板側から軸方向外端部側に向かって大きく設定される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施の形態のロータを示す図である。図１（ａ）は、ロータが組み込まれた回転電機を示す図で、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＣ部における焼嵌めを示す模式図である。
【図３】図２について焼嵌め直前において、ロータ軸、ロータコア及びエンドプレートの分離状態を示す断面図である。
【図４】図３の状態から図２の状態に進行する焼嵌めを示す図である。図４（ａ）は焼嵌め直前の状態を示す図であり、（ｅ）は焼嵌め後の状態を示す図であり、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は焼嵌め進行状態を示す図である。各図の上段側はロータ軸、ロータコア及びエンドプレートを示す断面図であり、下段側は焼嵌めによって生じる応力分布を示す図である。
【図５】他の実施の形態における回転電機のロータを示す図である。
【図６】図３に対応して、ロータ軸側に焼嵌め代を設ける例を示す図である。
【図７】図５に対応して、ロータ軸側に焼嵌め代を設ける例を示す図である。
【図８】比較例として、エンドプレートにおける焼嵌め代を軸方向に沿って一定とするときに焼嵌めによって生じる応力分布を示す図である。この例では、ロータコアにおける焼嵌め代はエンドプレートにおける焼嵌め代より小さい。
【図９】別の比較例として、図８に対し、ロータコアにおける焼嵌め代をエンドプレートにおける焼嵌め代と同じとした場合の焼嵌めによって生じる応力分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、回転電機のロータを構成するロータ軸として、中空の回転軸の外周側にリブによってフランジ状支持部が設けられ、そのフランジ状支持部にロータコアとエンドプレートとが配置される構成を述べる。これは説明のための例示であって、ロータ軸の構造は、回転電機及びロータの仕様に応じてこれ以外の構成であってもよい。リブを用いずにロータ軸に直接的にロータコアとエンドプレートが配置されてもよく、回転軸は中実軸であってもよい。
【００２３】
以下で述べる寸法、形状、ロータコアを構成する磁性体薄板の積層枚数等は、説明のための例示であり、回転電機及びロータの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図１は、回転電機１０とロータ３０の構成を示す図である。回転電機１０は、モータケース１２の内部にステータ１４とロータ３０が収納されて構成される。図１（ａ）は、モータケース１２の図示しない蓋部を外して内部を示す図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図でロータ３０の構成を示す図である。回転電機１０は、車両に搭載される三相同期型のモータ・ジェネレータである。
【００２５】
モータケース１２は、ケース本体部と蓋部とから構成され、ステータ１４の外周側を固定しロータ軸３２の両端を回転自在に支持し、ステータ１４の内周側に所定の隙間を空けてロータ３０を配置して収納する。かかるモータケース１２としては、適当な強度と耐熱性と耐油性を有する金属材料を所定の形状に成形したものが用いられる。金属材料としては、鋳鉄等の鉄材が用いられる。
【００２６】
ステータ１４は、回転電機１０の固定子である。ステータ１４は、外周部がモータケース１２に固定される円環状のステータヨーク１６と、ステータヨーク１６から内周側に突き出す複数のティース１８と、各ティース１８にそれぞれ巻回されるコイル２０とを含む。ステータヨーク１６とティース１８とはステータコアを構成する。ステータコアは、所定の形状に成形された複数の積層鋼板を積層して形成される円環状の磁性体部品である。積層鋼板に代えて、磁性粉末を一体化成形したものを用いてもよい。
【００２７】
ロータ３０は、回転電機１０の回転子である。ロータ３０は、ロータ軸３２と、ロータコア３４と、エンドプレート３６，３７とを含んで構成される。ロータコア３４とエンドプレート３６，３７は、焼嵌めによってロータ軸３２に締付固定される。焼嵌めによる締付固定の詳細については、図２から図４を用いて後述する。
【００２８】
ロータ軸３２は、回転電機１０として構成されたときに回転電機１０の出力軸となる軸部材である。ロータ軸３２は、図示されていない適当な軸受機構によって、モータケース１２に回転自在に支持される。図１（ｂ）の例のロータ軸３２は、中空の回転軸の外周側にリブによってフランジ状支持部が設けられる構成を有する。フランジ状支持部に、ロータコア３４とエンドプレート３６，３７とが焼嵌めによって締付固定される。
【００２９】
ロータコア３４は、所定の形状に成形された複数の磁性体薄板３８を積層して形成される円環状の磁性体部品である。磁性体薄板３８としては、電磁鋼板を用いることができる。複数の磁性体薄板３８は、適当なカシメ等によって互いに密着して固定され、積層体を構成する。
【００３０】
ロータコア３４の中心部には、ロータ軸３２を貫通させるためのコア内径穴が設けられる。コア内径穴の穴径は、焼嵌め直前においては所定高温に加熱されるのでロータ軸３２の外径よりも大径であるが、温度が低下すると焼嵌めによってロータ軸３２に締付固定される。締付固定によってロータコア３４はロータ軸３２の外周部と一体化するので、コア内径穴の内径はロータ軸３２の外径と同じとなる。
【００３１】
図１では図示を省略したが、ロータコア３４には、周方向に沿って複数の永久磁石挿入孔が配置される。それぞれの永久磁石挿入孔は、軸方向に沿って延びて開けられ、その永久磁石挿入孔に永久磁石が挿入される。永久磁石は、ロータ磁極を形成する磁石で、ステータ１４に巻回されるコイル２０に所定の通電を行うことで発生する回転磁界と協働してトルクを発生し、これによってロータコア３４と一体となってロータ軸３２を回転させる。
【００３２】
エンドプレート３６，３７は、ロータコア３４の軸方向両端部にそれぞれ宛がわれ、外径がロータコア３４とほぼ同じの円環状の部材である。かかるエンドプレート３６，３７は、ロータコア３４を構成する磁性体薄板３８の板厚よりも厚い板厚として、円板剛性を磁性体薄板３８よりも高くする。エンドプレート３６，３７の一例を挙げると、磁性体薄板３８と同じ材質として、板厚を磁性体薄板の１０倍〜２０倍程度とする。例えば、磁性体薄板３８の板厚を０．２５ｍｍとして、エンドプレート３６，３７のそれぞれの板厚を５ｍｍ程度とする。
【００３３】
エンドプレート３６，３７は、ロータ軸３２に焼嵌めされることで、ロータコア３４を向かい合うエンドプレート３６，３７の間に挟み込み、ロータ３０が回転動作したときに、積層された複数の磁性体薄板３８が遠心力等で分離することを抑制する。また、ロータコア３４を軸方向両端部から挟み込むことで、ロータコア３４の軸方向両端部で座屈や膨出が生じることを抑制し、ロータコア３４がロータ軸３２から抜け落ちることを防止する。
【００３４】
図１（ｂ）において、ロータ軸３２の延伸する方向である軸方向をＸ方向として示す。Ｘ方向に沿った位置の原点は、ロータコア３４の軸方向に沿った中心位置とし、エンドプレート３６側に向かう方向を＋Ｘ方向とし、エンドプレート３７側に向かう方向を−Ｘ方向とする。また、ロータ軸３２、ロータコア３４、エンドプレート３６，３７の径方向をＲ方向として示す。Ｒ方向に沿った位置の原点は、ロータ軸３２の中心軸の位置とし、図１（ｂ）では＋Ｒ方向側の部分が示されている。焼嵌めは、Ｒ方向に沿って行われる。ロータコア３４とエンドプレート３６，３７が焼嵌めによってロータ軸３２に締付固定される内容について、図２から図４を用いて以下に説明する。
【００３５】
焼嵌めによる締付固定は、図１（ｂ）のＣ部において行われる。図２は、Ｃ部における焼嵌め後の締付固定を模式的に示す図である。図３は、焼嵌め直前における常温状態のロータ軸３２に対し、所定高温状態のロータコア３４及びエンドプレート３６，３７が分離している状態を示す断面図である。図４は、図３の状態から図２の状態に進行する焼嵌めを時系列に沿って示す図である。
【００３６】
焼嵌めは、以下の手順で行われる。常温状態では、ロータコア３４のコア内径穴はロータ軸３２の外径よりも小径で、エンドプレート３６，３７のプレート内径穴はロータ軸３２の外径よりも小径である。このロータコア３４とエンドプレート３６，３７とを、所定高温に加熱する。加熱を行うことで、熱膨張によってロータコア３４のコア内径穴と、エンドプレート３６，３７のプレート内径穴とが拡径する。次に、その拡径されたコア内径穴とプレート内径穴に、常温のロータ軸３２を通す。その後、常温に戻してロータコア３４のコア内径穴とエンドプレート３６，３７のプレート内径穴とを縮径する。これにより、縮径されたコア内径穴とロータ軸３２の外径との間で締付固定が行われ、縮径されたエンドプレート３６，３７とロータ軸３２との間で締付固定が行われる。
【００３７】
焼嵌めされた状態における縮径されたロータコア３４の内径穴の内径寸法とロータ軸３２の外径寸法との寸法差がロータコア３４とロータ軸３２との間の焼嵌めに関する焼嵌め代である。焼嵌めされた状態における縮径されたエンドプレート３６，３７のプレート内径穴の内径寸法とロータ軸３２の外径寸法との寸法差がエンドプレート３６，３７とロータ軸３２との間の焼嵌めに関する焼嵌め代である。以下では、ロータ軸３２の中心軸に対して＋Ｒ側半分の断面図を用いて焼嵌めを説明するので、コア内径穴の半径とロータ軸３２の半径との寸法差等を示すが、半径についての寸法差は、焼嵌め代の１／２に相当する。そこで、焼嵌め代に対応する「半径についての寸法差」を、「半径焼嵌め代」と呼ぶことにする。「半径焼嵌め代」の２倍が焼嵌め代である。
【００３８】
図２に、ロータコア３４における縮径したコア内径穴の半径寸法とロータ軸３２の外径の半径寸法との間の寸法差である第１半径焼嵌め代４０を示す。第１半径焼嵌め代４０は、ロータ軸３２とロータコア３４の軸方向に沿って一定の値である。第１半径焼嵌め代４０によってロータ軸３２とロータコア３４とが互いに締付固定される領域をＬF1で示す。エンドプレート３６，３７における縮径したプレート内径穴の半径寸法とロータ軸３２の半径寸法との間の寸法差が第２半径焼嵌め代４２である。第２半径焼嵌め代４２によってロータ軸３２とエンドプレート３６，３７とが互いに締付固定される領域をＬF2で示す。領域ＬF1，ＬF2は、軸方向に沿った領域である。
【００３９】
第２半径焼嵌め代４２は、第１半径焼嵌め代４０と異なり、ロータコア３４の軸方向に沿って一定ではない。エンドプレート３６とエンドプレート３７とは、ロータコア３４を挟んで軸方向に沿って左右対称の形状であるので、以下ではエンドプレート３６について述べる。エンドプレート３６の第２半径焼嵌め代４２は、エンドプレート３６の磁性体薄板３８側における嵌合代である内側半径嵌合代４４が最も少なく、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側における嵌合代である外側半径嵌合代４６が最も大きい。外側半径嵌合代４６と内側半径嵌合代４４との間は、エンドプレート３６の内径が軸方向に沿って所定の嵌合代変化率で変化する外内半径変化部４５である。外内半径変化部４５の半径寸法差は（外側半径嵌合代４６−内側半径嵌合代４４）である。このように、第２半径焼嵌め代４２は、最大嵌合代の外側半径嵌合代４６と最少嵌合代の内側半径嵌合代４４とを有し、その間は外内半径変化部４５である。
【００４０】
エンドプレート３６の内側半径嵌合代４４はエンドプレート３６の外側半径嵌合代４６よりも小さい。また、内側半径嵌合代４４は、第１半径焼嵌め代４０よりも大きい。内側半径嵌合代４４が第１半径焼嵌め代４０よりも大きいとは、内側半径嵌合代４４が第１半径焼嵌め代４０未満でなければよく、内側半径嵌合代４４＝第１半径焼嵌め代４０でもよい。内側半径嵌合代４４と第１半径焼嵌め代４０との間に寸法差を設ける場合は、その差は、焼嵌め代設定の際の誤差範囲程度で、例えば、数μｍである。以下では、特に断らない限り、内側半径嵌合代４４＝第１半径焼嵌め代４０とする。なお、第１半径焼嵌め代４０の２倍が第１焼嵌め代であり、第２半径焼嵌め代４２において、内側半径嵌合代４４の２倍が内側嵌合代であり、外側半径嵌合代４６の２倍が外側嵌合代である。
【００４１】
所定の嵌合代変化率は、外内半径変化部４５の半径寸法差である（外側半径嵌合代４６−内側半径嵌合代４４）の軸方向に沿った変化率である。外側半径嵌合代４６＞内側半径嵌合代４４であるので、所定の嵌合代変化率を外側半径嵌合代４６から内側半径嵌合代４４への縮小変化率とすると、縮小変化率は、図２に示すように、軸方向に沿って線形的に変化する一定変化率とすることができる。線形的に変化する一定変化率に代えて、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に向かって初めは小さい値としその後徐々に大きくする縮小変化率としてもよい。エンドプレート３６の内径穴の形状としては、磁性体薄板３８側に向かうにつれて内径側に膨らみを有するように徐々に小さい値を有するようにする。エンドプレート３６がロータ軸３２に焼嵌めされる際には、軸方向外端部４８から焼嵌め固定され、その後、軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に焼嵌め固定位置が移動する。上記内容の縮小変化率とすることで、外側半径嵌合代４６の部分の材料が磁性体薄板３８側に移動しやすくなる。これによって、エンドプレート３６は、磁性体薄板３８側に倒れて、ロータコア３４を押し付けることができる。
【００４２】
逆に、線形的に変化する一定変化率に代えて、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に向かって初めは大きな値としその後徐々に小さくする縮小変化率とすることは避ける方が好ましい。この方法を取ると、エンドプレート３６の内径穴の形状としては、磁性体薄板３８側に向かうにつれて内径側に窪みを有するように徐々に大きい値となる。この形状の下でエンドプレート３６をロータ軸３２に焼嵌めすると、軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に焼嵌め固定位置が移動するときに、外側半径嵌合代４６の部分の材料の磁性体薄板３８側への移動量が比較的少なくなる。したがって、焼嵌めが進行してもエンドプレート３６が磁性体薄板３８側に倒れる程度が少なく、ロータコア３４を押し付けることが不十分となる。
【００４３】
これらのことから、所定の嵌合代変化率は、図２に示すように線形的に変化する一定変化率とすることがよい。場合によっては、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に向かって縮小変化率を徐々に大きくしてもよい。この場合には、エンドプレート３６の内径穴の形状としては、磁性体薄板３８側に向かうにつれて内径側に膨らみを有するように徐々に小さい値となる。
【００４４】
図３は、焼嵌め直前において、ロータ軸３２の温度を常温θRTとし、ロータコア３４とエンドプレート３６の温度を所定高温θHとしたときの各要素の寸法関係を示す図である。常温θRTにおけるロータ軸３２の半径をＲSとし、所定高温θHにおけるロータコア３４のロータ内径穴の半径をＲCとし、エンドプレート３６のプレート内径穴の軸方向外端部４８側における半径をＲEOとし、磁性体薄板３８側における半径をＲEIと示した。図３に示されるように、焼嵌め直前の状態のプレート内径穴の半径は、磁性体薄板３８側のＲEIがロータ内径穴の半径ＲCと同じである。また、磁性体薄板３８側のＲEIから軸方向外端部４８側のＲEOに向かうに連れて軸方向に沿って小さく設定される。エンドプレート３６における内径側の張出は外内半径変化部４５で、その半径寸法差は、（ＲEO−ＲEI）である。また、図３では、ロータ軸３２に対し、ロータコア３４及びエンドプレート３６が分離されている状態である。
【００４５】
所定高温θHと常温θRTの間の温度差によって生じる半径寸法変化量の例として、ロータコア３４のロータ内径穴の半径における半径寸法変化量５０を示した。半径寸法変化量５０は、（常温θRTにおけるロータ軸３２の半径ＲSから第１半径焼嵌め代４０だけ小さい半径）と、（所定高温θHにおけるロータコア３４のロータ内径穴の半径ＲC）との間の寸法差に相当する。
【００４６】
所定高温θHは、所定高温θHにおけるエンドプレート３６のプレート内径穴の軸方向外端部４８側における半径であるＲEOが、常温θRTにおけるロータ軸３２の半径であるＲSよりも大きくなるように設定される。これにより、所定高温θHにおけるロータコア３４のコア内径穴とエンドプレート３６，３７のプレート内径穴とに、常温θRTのロータ軸３２を通すことができる。
【００４７】
なお、外形寸法を示す半径ＲS、ＲC，ＲEO，ＲEIは、数１０ｍｍから数ｍｍの値を有する。これに対し、嵌合に関する第１半径焼嵌め代４０、第２半径焼嵌め代４２、内側半径嵌合代４４、外側半径嵌合代４６、半径寸法変化量５０は、数１０μｍから数μｍの値である。各図では、嵌合に関する外形変化を拡大して示した。
【００４８】
図４は、図３の状態から図２の状態に進行する焼嵌めを時系列に沿って示す図である。各図の上段側はロータ軸３２、ロータコア３４及びエンドプレート３６を示す断面図であり、下段側は焼嵌めによって生じる応力分布を示す図である。上段側の図としては、図２のＥ−Ｅ線よりも＋Ｘ側の部分として、エンドプレート３６とロータコア３４の一部とを示した。
【００４９】
下段側の図の縦軸は応力で、ロータ軸３２における圧縮応力の大きさを示す。ロータ軸３２とロータコア３４、エンドプレート３６は締付関係にあるので、ロータ軸３２における圧縮応力と同じ大きさの圧縮応力がロータコア３４、エンドプレート３６に生じる。下段側の図の横軸は軸方向に沿った位置で、Ｅ−Ｅ線の境界の位置をＸ0とし、エンドプレート３６の磁性体薄板３８側の位置をＸ1とし、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側の位置をＸ3と示す。なお、図４（ｃ）では、途中経過の位置として、Ｘ1とＸ3の間の位置Ｘ2を示した。
【００５０】
第１半径焼嵌め代４０によってロータ軸３２とロータコア３４とが互いに締付固定される領域ＬF1は、Ｘ1よりも−Ｘ方向側の領域である。また、第２半径焼嵌め代４２によってロータ軸３２とエンドプレート３６，３７とが互いに締付固定される領域ＬF2は、Ｘ1とＸ3の間の領域である。
【００５１】
図４（ａ）は、図３に対応して焼嵌め直前の状態を示す図で、ロータ軸３２は常温θRTの状態であり、ロータコア３４とエンドプレート３６は所定高温θHの状態である。この状態では、ロータコア３４とエンドプレート３６は、いずれもロータ軸３２に接触せず、応力＝０である。
【００５２】
図４（ｂ）は、ロータ軸３２は常温θRTの状態のままであり、ロータコア３４とエンドプレート３６は所定高温θHよりも温度が下がった状態である。温度が下がることで、ロータコア３４のコア内径穴もエンドプレート３６のプレート内径穴も縮径する。図４（ｂ）は、エンドプレート３６のプレート内径穴における軸方向外端部４８がちょうどロータ軸３２の外径に接触し、Ｘ＝Ｘ3においてロータ軸３２とエンドプレート３６との間に締付固定が開始した状態である。この締付固定により、Ｘ＝Ｘ3の近傍の狭い範囲で、ロータ軸３２とエンドプレート３６とに圧縮応力が発生する。
【００５３】
図４（ｃ）は、ロータ軸３２は常温θRTの状態のままであり、ロータコア３４とエンドプレート３６は図４（ｂ）よりもさらに温度が下がった状態である。温度がさらに下がることで、ロータコア３４のコア内径穴もエンドプレート３６のプレート内径穴もさらに縮径する。図４（ｃ）の上段側の図は、エンドプレート３６の厚さのほぼ真ん中の位置であるＸ＝Ｘ2までエンドプレート３６がロータ軸３２の外径に接触するようになった状態を示す。
【００５４】
これにより、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ2の間において、ロータ軸３２とエンドプレート３６との間に締付固定が行われる。エンドプレート３６においてＸ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ2の間の材料は、締付固定によって圧縮されるが、Ｘ＝Ｘ3ではすでにしっかりと締付固定されているので、まだ締付固定されていないＸ＝Ｘ2からＸ＝Ｘ1の方向に矢印で示すように材料が流れる。これに伴い、エンドプレート３６は、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ2の間を固定端として、Ｘ＝Ｘ2からＸ＝Ｘ1の間の自由端に向けて、白抜矢印に示すように、磁性体薄板３８の側に倒れる。
【００５５】
図４（ｃ）の下段側の図に示すように、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ2の間の締付固定により、締付固定の境界であるＸ＝Ｘ2の近傍とＸ＝Ｘ3の近傍においてピークを有する圧縮応力がロータ軸３２とエンドプレート３６とに発生する。
【００５６】
図４（ｄ）は、ロータ軸３２は常温θRTの状態のままであり、ロータコア３４とエンドプレート３６は図４（ｃ）よりもさらに温度が下がった状態である。温度がさらに下がることで、ロータコア３４のコア内径穴もエンドプレート３６のプレート内径穴もさらに縮径する。図４（ｄ）の上段側の図は、エンドプレート３６の磁性体薄板３８側の位置であるＸ＝Ｘ1までエンドプレート３６がロータ軸３２の外径に接触するようになった状態を示す。
【００５７】
これにより、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1の間において、ロータ軸３２とエンドプレート３６との間に締付固定が行われる。エンドプレート３６においてＸ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1の間の材料は、締付固定によって圧縮されるが、Ｘ＝Ｘ3ではすでにしっかりと締付固定されているので、まだ締付固定されていないロータコア３４の方向に矢印で示すように材料が流れる。これに伴い、エンドプレート３６は、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1間を固定端として、ロータコア３４の側の自由端側に向けて、白抜矢印に示すように、磁性体薄板３８の側に倒れる。
【００５８】
図４（ｄ）の下段側の図に示すように、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1の間の締付固定により、締付固定の境界であるＸ＝Ｘ1の近傍とＸ＝Ｘ3の近傍において、ピークを有する圧縮応力がロータ軸３２とエンドプレート３６とに発生する。また、Ｘ＝Ｘ1の狭い範囲において、ロータコア３４にも圧縮応力が発生する。
【００５９】
図４（ｅ）は、図２に対応する状態で、ロータコア３４とエンドプレート３６の温度が常温θRTまで下がって、ロータ軸３２と同じ温度となり、焼嵌めが完了した状態である。温度が図４（ｄ）よりさらに下がって常温θRTとなることで、ロータコア３４のコア内径穴もエンドプレート３６のプレート内径穴もさらに縮径する。図４（ｅ）の上段側の図は、ロータコア３４のコア内径穴がロータ軸３２の外径に接触し、さらに縮径した状態を示す。
【００６０】
これにより、ロータコア３４とエンドプレート３６の軸方向に沿った全部の部分において、ロータ軸３２との間で締付固定が行われる。エンドプレート３６においてＸ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1の間の材料は、締付固定によって圧縮されるが、ロータコア３４における締付固定による圧縮はまだ小さい範囲であるので、ロータコア３４の方向に矢印で示すように材料が流れる。これに伴い、エンドプレート３６は、Ｘ＝Ｘ3からＸ＝Ｘ1間を強い固定端として、ロータコア３４の側の弱い固定端側に向けて、白抜矢印に示すように、磁性体薄板３８の側に倒れる。
【００６１】
図４（ｅ）の下段側の図に示すように、Ｘ＝Ｘ1よりも−Ｘ側では、第１半径焼嵌め代４０の大きさに応じてロータコア３４に一様な大きさの圧縮応力が発生する。Ｘ＝Ｘ1からＸ＝Ｘ3の間では、第２半径焼嵌め代４２の大きさに応じてエンドプレート３６に圧縮応力が発生する。第２半径焼嵌め代４２の大きさは、外側半径嵌合代４６、内側半径嵌合代４４および外内半径変化部４５の大きさを含む。上記の例では、Ｘ＝Ｘ1において第１半径焼嵌め代４０＝内側半径嵌合代４４としたので、Ｘ＝Ｘ1におけるエンドプレート３６が受ける圧縮応力は、ロータコア３４が受ける圧縮応力とほぼ同じ大きさとなる。なお、図４（ｅ）の下段側の図で、Ｘ＝Ｘ1における圧縮応力が狭い範囲でゼロと示されているのは、エンドプレート３６と磁性体薄板３８との間に僅かながら隙間が発生するためである。Ｘ＝Ｘ3においては、エンドプレート３６の軸方向外端部４８側の外側半径嵌合代４６の大きさに応じて、エンドプレート３６には大きな圧縮応力が発生し、しっかりと締付固定が行われる。
【００６２】
上記のように、焼嵌めの締付固定がエンドプレート３６の軸方向外端部４８側から始まり、外内半径変化部４５における嵌合代変化率に従って、ロータコア３４の側に順次進行する。そして、ロータコア３４における第１半径焼嵌め代４０は、エンドプレート３６における内側半径嵌合代４４と同じで、外側半径嵌合代４６よりも小さい。これによって、ロータコア３４の軸方向端部であるＸ＝Ｘ1における焼嵌め応力集中が緩和され、ロータコア３４の座屈や膨出が防止される。
【００６３】
また、焼嵌めの締付固定がエンドプレート３６の軸方向外端部４８側から始まって、ロータコア３４の側に順次進行することで、エンドプレート３６側からロータコア３４側に外内半径変化部４５の材料が流れる。これにより、ロータコア３４の軸方向端部であるＸ＝Ｘ1において磁性体薄板３８の＋Ｘ方向側への座屈や膨出が抑えられる。
【００６４】
また、エンドプレート３６において軸方向外端部４８側から磁性体薄板３８側に向けて順次締付固定が生じることで、エンドプレート３６はロータコア３４側に向けて倒れる方向にロータコア３４を保持する。エンドプレート３７においても同様である。これにより、ロータ軸３２からのロータコア３４の抜け落ちが防止される。
【００６５】
上記では、ロータコア３４の軸方向両端部にそれぞれエンドプレート３６，３７を宛がった。図５には、ロータ軸６０に環状ストッパ部６２を設けることで、ロータコア３４の軸方向一方端側のみにエンドプレート３６を設ける例を示す。
【００６６】
図５は、図３に対応する図で、ロータコア３４、エンドプレート３６は、図３で説明した内容と同じである。すなわち、エンドプレート３６における内径側の張出は外内半径変化部４５で、その半径寸法差は、（ＲEO−ＲEI）である。
【００６７】
ロータコア３４とエンドプレート３６とが焼嵌めされる領域ＬF2におけるロータ軸６０の半径は図３と同じＲSである。環状ストッパ部６２は、焼嵌めされる領域ＬF1の−Ｘ方向端に半径ＲBで設けられる。半径ＲBは、半径ＲSよりも大径である。焼嵌めにおいて、ロータコア３４の軸方向他方端３９は、ロータ軸６０の軸方向に沿って環状ストッパ部６２に押し当てられて配置される。環状ストッパ部６２は、図３のエンドプレート３７と同様に、ロータコア３４の軸方向他方端３９における磁性体薄板３８が焼嵌めによって座屈や膨出することを防止する働きをする。
【００６８】
環状ストッパ部６２が図３のエンドプレート３７と同様の働きをするために、環状ストッパ部６２の突出寸法＝（ＲB−ＲS）は、磁性体薄板３８が焼嵌めによって生じ得る座屈の位置を十分支えることができる高さに設定される。磁性体薄板３８が焼嵌めによって生じ得る座屈は、ロータ軸６０から受ける圧縮応力によるものであるので、磁性体薄板３８の外径側よりは内径側に近い位置で生じる。焼嵌めによって生じ得る座屈の位置は、シミュレーションや実験等で予め求めることができる。実験の結果の一例を示すと、磁性体薄板３８の板厚を０．２５ｍｍ、円環状形状の外径を約１５０ｍｍ、内径を約５０ｍｍ、図５に示す環状幅ＬCを約５０ｍｍとして、座屈が生じる位置は、内径端から外径側に約２ｍｍから約５ｍｍ入ったところである。
【００６９】
環状ストッパ部６２の半径ＲBは、焼嵌めされる領域ＬF1におけるロータ軸６０の半径ＲSよりも所定の半径差を有するように設定される。所定の半径差は、回転電機のロータ３０の仕様に応じて、実験またはシミュレーションで定めることができる。上記の例では、所定の半径差＝５ｍｍとできる。半径に代えて外径で述べると、環状ストッパ部６２の外径は、焼嵌めされる領域ＬF1におけるロータ軸６０の外径よりも所定の外径差を有するように設定される。環状ストッパ部６２の軸方向に沿った幅寸法は、エンドプレート３６の軸方向に沿った厚さと同じとすることが好ましい。環状ストッパ部６２を設けることで、図３におけるエンドプレート３７を省略しても、ロータコア３４の軸方向他方端３９における磁性体薄板３８の座屈や膨出を抑制できる。ロータコア３４の軸方向一方端に宛がわれるエンドプレート３６の作用効果は、図４等で説明した内容と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００７０】
上記では、焼嵌めされる部分のロータ軸の外径を軸方向に沿って一定とし、第１半径焼嵌め代４０をロータコア側に設け、エンドプレート側に外内半径変化部４５を設けた。図６は、この関係を逆にして、ロータコア３４のコア内径穴とエンドプレート７２，７３のプレート内径穴とを同じ穴径とし、ロータ軸７０に第１半径焼嵌め代４０を設ける。また、ロータ軸７０に、第２半径焼嵌め代４２における外側半径嵌合代４６、内側半径嵌合代４４、その間の外内半径変化部４５を設ける。
【００７１】
エンドプレート７２，７３は、ロータコア３４の軸方向両端部にそれぞれ設けられることは図３の場合と同じであるが、そのプレート内径穴の穴径は、軸方向に沿って一定である。図６の例では、ロータコア３４のコア内径穴の半径＝プレート内径穴の半径＝ＲCである。
【００７２】
ロータ軸７０の軸方向に沿った領域ＬF1は、ロータコア３４がロータ軸７０に焼嵌めによって締付固定される領域である。第１半径焼嵌め代４０は、領域ＬF1においてロータコア３４が焼嵌めによって締付固定されるロータ軸７０の部分に、軸方向に沿って一定の半径焼嵌め代として設けられる。ロータ軸７０の軸方向に沿って、領域ＬF1の両側の領域ＬF2は、エンドプレート７２，７３がロータ軸７０に焼嵌めによって締付固定される領域である。領域ＬF2におけるロータ軸７０の部分は、エンドプレート７２，７３の磁性体薄板３８側に対応する位置に最少嵌合代である内側半径嵌合代４４が設けられる。エンドプレート７２，７３の軸方向外端部４８に対応する位置に最大嵌合代である外側半径嵌合代４６が設けられる。外側半径嵌合代４６と内側半径嵌合代４４との間は外内半径変化部４５で、エンドプレート７２，７３の磁性体薄板３８側からエンドプレート７２，７３の軸方向外端部４８側に向かって軸方向に沿って大きくなる。
【００７３】
図６に示されるように、エンドプレート７２とエンドプレート７３に対してロータ軸７０に設けられる内側半径嵌合代４４、外内半径変化部４５、外側半径嵌合代４６は、ロータコア３４を挟んで軸方向に沿って左右対称の形状である。内側半径嵌合代４４、外内半径変化部４５、外側半径嵌合代４６は、第２半径焼嵌め代４２を構成する。以下ではエンドプレート７２に対してロータ軸７０に設けられる第２半径焼嵌め代４２について述べる。
【００７４】
エンドプレート７２の磁性体薄板３８側に対応するロータ軸７０の半径をＲSIとし、エンドプレート７２の軸方向外端部７４側に対応するロータ軸７０の半径をＲSOとする。ロータコア３４が焼嵌めによって締付固定されるロータ軸７０の半径はＲSIである。このＲSIに対して第１半径焼嵌め代４０が設定される。
【００７５】
図６に示す半径寸法変化量５０は、図３の半径寸法変化量５０と同じである。すなわち、半径寸法変化量５０は、（常温θRTにおけるロータ軸３２の半径ＲSIから第１半径焼嵌め代４０だけ小さい半径）と、（所定高温θHにおけるロータコア３４のロータ内径穴の半径ＲC）との間の寸法差に相当する。
【００７６】
ロータ軸７０において、第２半径焼嵌め代４２を構成する内側半径嵌合代４４、外内半径変化部４５、外側半径嵌合代４６は、ロータ軸７０の最小半径ＲSIから第１半径焼嵌め代４０だけ小さい半径を基準に設定される。換言すると、（ロータ軸３２の最小半径ＲSIから第１半径焼嵌め代４０だけ小さい半径に第２半径焼嵌め代４２を加算したときの半径）と、（ロータ軸３２の半径ＲSO）との差が、第２半径焼嵌め代４２となるように設定される。第２半径焼嵌め代４２を構成する内側半径嵌合代４４は、第１半径焼嵌め代４０と同じである。外側半径嵌合代４６は、｛ＲSO−ＲSI＋（内側半径嵌合代４４）｝である。図６に示されるように、ロータ軸７０においてエンドプレート７２，７３が焼嵌めされる部分の半径は、磁性体薄板３８側のＲSIから軸方向外端部７４，７５側のＲSOに向かうに連れて、軸方向に沿って大きく設定される。
【００７７】
エンドプレート７２，７３を用いる図６の構成に代えて、図７に示すように、ロータ軸８０に環状ストッパ部８２を設けることで、ロータコア３４の軸方向一方端側のみにエンドプレート７２を設けることができる。図７におけるロータコア３４とエンドプレート７２は、図６と同じで、ロータコア３４のコア内径穴の半径＝エンドプレート７２のプレート内径穴の半径＝ＲCである。
【００７８】
ロータ軸８０の軸方向に沿った領域（ＬF1＋ＬF2）は、ロータコア３４とエンドプレート７２がロータ軸８０に焼嵌めによって締付固定される領域である。第１半径焼嵌め代４０は、領域ＬF1においてロータコア３４が焼嵌めによって締付固定されるロータ軸８０の部分に、軸方向に沿って一定の半径焼嵌め代として設けられる。ロータ軸８０の軸方向に沿って領域ＬF1の＋Ｘ側の領域ＬF2は、エンドプレート７２がロータ軸８０に焼嵌めによって締付固定される領域である。領域ＬF2におけるロータ軸８０の部分は、エンドプレート７２の磁性体薄板３８側に対応する位置に最少嵌合代である内側半径嵌合代４４が設けられる。エンドプレート７２の軸方向外端部７４に対応する位置に最大嵌合代である外側半径嵌合代４６が設けられる。ロータ軸８０において、外側半径嵌合代４６と内側半径嵌合代４４との間は外内半径変化部４５で、エンドプレート７２の磁性体薄板３８側に対応する位置からエンドプレート７２の軸方向外端部７４側に対応する位置に向かって軸方向に沿って大きくなる。
【００７９】
環状ストッパ部８２は、焼嵌めされる領域ＬF1の−Ｘ方向端に半径ＲBで設けられる。半径ＲBは、半径ＲSIよりも大径である。焼嵌めにおいて、ロータコア３４の軸方向他方端３９は、ロータ軸８０の軸方向に沿って環状ストッパ部８２に押し当てられて配置される。環状ストッパ部８２は、図６のエンドプレート７３と同様に、ロータコア３４の軸方向他方端３９における磁性体薄板３８が焼嵌めによって座屈や膨出することを防止する働きをする。環状ストッパ部８２の半径ＲBと軸方向に沿った幅寸法の設定は、図５で説明した内容と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００８０】
環状ストッパ部８２を設けることで、図６におけるエンドプレート７３を省略しても、ロータコア３４の軸方向他方端３９における磁性体薄板３８の座屈や膨出を抑制できる。ロータコア３４の軸方向一方端側に宛がわれるエンドプレート７２の作用効果は、図６で説明した内容と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００８１】
図８と図９とは、比較例としての２種類のロータにおける応力分布を示す図である。２種類の比較例のロータにおいて、いずれも、ロータコアは、焼嵌め代を除いて、外径を約１５０ｍｍ、内径を約５０ｍｍ、板厚を０．２５ｍｍ、積層枚数を４０枚とし、エンドプレートは、焼嵌め代を除いて外径と内径とをロータコアと同じとし、板厚を５ｍｍとした。ロータ軸は、軸方向に沿って一定の外径とし、焼嵌め代は、ロータコアのコア内径穴の内径寸法と、エンドプレートのプレート内径穴の内径寸法とにそれぞれ設けるものとした。エンドプレートにおける焼嵌め代は、軸方向に沿って傾斜を付けずに一定とした。
【００８２】
これらの図において、縦軸は焼嵌めにより発生する応力の大きさである。横軸は、ロータ軸の軸方向に沿った位置で、中心のＸ＝０の位置が軸方向に沿った焼嵌め領域の中心位置である。−Ｘ1〜＋Ｘ1の領域は、ロータコアが焼嵌めによってロータ軸に締付固定される領域ＬF1である。＋Ｘ1〜 ＋Ｘ3の領域と、−Ｘ1〜−Ｘ3の領域は、エンドプレートが焼嵌めによってロータ軸に締付固定される領域ＬF2である。
【００８３】
図８は、エンドプレートの半径焼嵌め代＝５０μｍ、ロータコアの半径焼嵌め代＝２０μｍに設定した比較例のロータにおける応力特性１００，１０２，１０３を示す図である。なお、参考特性として、エンドプレートを用いず、ロータコアのみを−Ｘ1〜＋Ｘ1の領域ＬF1において半径焼嵌め代＝２０μｍでロータ軸に焼嵌めしたときの応力特性９０を破線で示した。
【００８４】
図９は、エンドプレートの半径焼嵌め代＝５０μｍ、ロータコアの半径焼嵌め代＝５０μｍに設定した比較例のロータにおける応力特性１１０，１１２，１１３を示す図である。なお、参考特性として、エンドプレートを用いず、ロータコアのみを−Ｘ1〜＋Ｘ1の領域ＬF1において半径焼嵌め代＝５０μｍでロータ軸に焼嵌めしたときの応力特性９２を破線で示した。
【００８５】
図８に示されるように、ロータコアのみをロータ軸に焼嵌めしたときの応力特性９０は、ロータコアの軸方向両端部の位置であるＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、焼嵌めにより発生する応力が局部的に増大する。このために、特許文献１に述べられているように、ロータコアの軸方向両端部において磁性体薄板の座屈や膨出が生じる。図８よりも焼嵌め代を大きくした図９の応力特性９２では、焼嵌めにより発生する応力が全体的に大きな値となるとともに、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1における局部的な応力の増大が顕著に現れる。
【００８６】
エンドプレートをロータコアの軸方向両端部にそれぞれ宛がった図８の応力特性１００，１０２のうち、ロータコアについての応力特性１００は、参考特性の応力特性９０よりも小さな応力値を示す。図９でも同様の傾向である。すなわち、エンドプレートをロータコアの軸方向両端部にそれぞれ宛がって配置することで、焼嵌めによってロータコアに発生する応力を抑制できる。
【００８７】
エンドプレートを用いたときに、焼嵌めによってロータコアに発生する応力について図８、図９を比較すると以下のことが分かる。図８において、ロータコアの焼嵌め代が小さい応力特性１００では、焼嵌めによりロータコアに発生する応力がＸ＝０からＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1に向かって漸減し、局部的応力集中が生じていない。これに対し、図９において、ロータコアの焼嵌め代が大きい応力特性１１０では、焼嵌めによりロータコアに発生する応力がＸ＝０からＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1に向かって漸増し、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、焼嵌めにより発生する応力が増大する。
【００８８】
焼嵌めによってエンドプレートに発生する応力について図８、図９を比較すると以下のことが分かる。図８においては、（ロータコアに対する焼嵌め代）＜（エンドプレートに対する焼嵌め代）である。これによって、ロータコアとエンドプレートとの境界位置であるＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、ロータコアについての応力特性１００と、エンドプレートについての応力特性１０２の間にかなりの不連続性が生じる。なお、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において応力＝０となるのは、ロータコアとエンドプレートとの間に僅かな隙間が生じているためであり、応力の連続性の傾向を検討する上では無視してよい。図８に対し、図９においては、（ロータコアに対する焼嵌め代）＝（エンドプレートに対する焼嵌め代）である。したがって、ロータコアについての応力特性１１０と、エンドプレートについての応力特性１１２は、上記の隙間のために応力＝０となることを除いて、ほぼ連続的に変化する応力特性となる。
【００８９】
図８、図９の比較例のロータの応力特性の結果から、ロータコアをロータ軸に焼嵌めによって締付固定するときにロータコアの軸方向両端部における応力の局部的増大を抑制するには、エンドプレートをロータコアの軸方向端部に宛がうことがよいことが分かる。また、ロータコアとエンドプレートとの境界の所で応力の不連続性が生じるのを避けるには、ロータコアに対する焼嵌め代とエンドプレートに対する焼嵌め代の差を大きくしないことがよい。しかし、図９の例では、焼嵌めによりロータコアに発生する応力がＸ＝０からＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1に向かって漸増し、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、焼嵌めにより発生する応力が高くなるので、この点に対する改良が必要である。
【００９０】
図１から図７で述べた構成では、エンドプレートに対する焼嵌め代を軸方向に沿って一定でなく、Ｘ＝＋Ｘ3，−Ｘ3における外側嵌合代よりもＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1における内側嵌合代を小さく設定する。また、エンドプレートに対する第２焼嵌め代よりもロータコアに対する第１焼嵌め代を小さく設定する。好ましくは、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、（ロータコアに対する焼嵌め代）＝（エンドプレートに対する焼嵌め代）とすることがよい。
【００９１】
こうすることで、焼嵌めによってロータコアとエンドプレートに生じる応力特性は、図９の応力特性１１０，１１２よりもさらに軸方向に沿った連続性が向上し、図４（ｅ）で示す応力特性となる。図４（ｅ）で示す応力特性は、焼嵌めによりロータコアに発生する応力がＸ＝０からＸ＝＋Ｘ1，−Ｘ1に向かって漸減する。また、Ｘ＝＋Ｘ1，−Ｘ1において、ロータコアについての応力特性と、エンドプレートについての応力特性は、上記の隙間によって応力＝０となることを除いて、ほぼ連続的に変化する応力特性となる。
【００９２】
これによって、ロータコアの軸方向端部であるＸ＝Ｘ1における焼嵌め応力集中が緩和され、ロータコアの座屈や膨出が防止される。また、エンドプレートはロータコア側に向けて倒れる方向となってロータコアを軸方向両端部で保持する。これにより、ロータ軸からのロータコアの抜け落ちが防止される。
【符号の説明】
【００９３】
１０  回転電機、１２  モータケース、１４  ステータ、１６  ステータヨーク、１８  ティース、２０  コイル、３０  ロータ、３２，６０，７０，８０  ロータ軸、３４  ロータコア、３６，３７，７２，７３  エンドプレート、３８  磁性体薄板、３９  軸方向他方端、４０  第１半径焼嵌め代、４２  第２半径焼嵌め代、４４  内側半径嵌合代、４５  外内半径変化部、４６  外側半径嵌合代、４８，７４，７５  軸方向外端部、５０  半径寸法変化量、６２，８２  環状ストッパ部、９０，９２，１００，１０２，１１０，１１２  応力特性。
【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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