特開 2022-102110 回転電機用のロータの製造方法及び回転電機用のロータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022102110

(43)【公開日】2022-07-07

(54)【発明の名称】回転電機用のロータの製造方法及び回転電機用のロータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20220630BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20220630BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 H

H02K1/22 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020216645

(22)【出願日】2020-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】半田 修也

(72)【発明者】

【氏名】竹内 健登

(72)【発明者】

【氏名】大畑 直弘

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA03

5H601DD01

5H601DD11

5H601GA23

5H601GA33

5H601JJ05

5H615AA01

5H615PP02

5H615PP06

5H615PP24

5H615SS19

(57)【要約】

【課題】回転電機の高出力化を可能としつつ、ロータコアとロータシャフトとを適切に締結する。
【解決手段】回転電機用のロータの製造方法であって、軸方向に視て楕円形である軸孔を有するロータコアと、軸方向に視て円形の外形を有する中空のロータシャフトとを準備する準備工程と、ロータコアの軸孔にロータシャフトが通された状態を形成する配置工程と、配置工程の後に、ロータシャフトを拡径又はロータコアを縮径することで、ロータシャフトの外形を軸孔の楕円形に倣わせる態様で、ロータシャフトとロータコアとを締結する締結工程とを含む、製造方法が提供される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機用のロータの製造方法であって、
軸方向に視て楕円形である軸孔を有するロータコアと、軸方向に視て円形の外形を有する中空のロータシャフトとを準備する準備工程と、
前記ロータコアの前記軸孔に前記ロータシャフトが通された状態を形成する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記ロータシャフトを拡径又は前記ロータコアを縮径することで、前記ロータシャフトの外形を前記軸孔の楕円形に倣わせる態様で、前記ロータシャフトと前記ロータコアとを締結する締結工程とを含む、製造方法。

【請求項2】

前記締結工程は、前記ロータシャフトの中空部の内圧を高めることを含む、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記締結工程において、前記内圧は、前記軸孔に周方向全体にわたり前記ロータシャフトが接するレベルまで高められる、請求項２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記締結工程において、前記内圧は、前記軸孔に周方向全体にわたり前記ロータシャフトが接した状態から、更に、前記ロータコア及び前記ロータシャフトが拡径するレベルまで高められる、請求項３に記載の製造方法。

【請求項5】

前記締結工程において、前記内圧は、前記ロータシャフトと前記ロータコアとの間の径方向の締め代が周方向に沿って略一定になるレベルまで高められる、請求項４に記載の製造方法。

【請求項6】

軸方向に視て楕円形である軸孔を有するロータコアと、
前記軸孔を通る中空のロータシャフトとを備え、
前記ロータシャフトと前記ロータコアとは、前記軸孔における前記楕円形の全周にわたり互いに対して接しかつ径方向の締め代を有する、回転電機用のロータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転電機用のロータの製造方法及び回転電機用のロータに関する。

【背景技術】

【0002】

ロータコアと、ハイドロフォーミング法により形成された抜止部を有するロータシャフトとを、一体化する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２６８８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような従来技術では、回転電機が高出力化するとロータシャフトの剛性を高くする必要があり、この場合、上記のような従来技術では、ロータシャフトの高剛性化と変形しやすさ（ハイドロフォーミング法で抜止部を形成できるほどの変形のしやすさ）とを両立することが難しい。

【0005】

そこで、１つの側面では、本開示は、回転電機の高出力化を可能としつつ、ロータコアとロータシャフトとを適切に締結することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの側面では、回転電機用のロータの製造方法であって、
軸方向に視て楕円形である軸孔を有するロータコアと、軸方向に視て円形の外形を有する中空のロータシャフトとを準備する準備工程と、
前記ロータコアの前記軸孔に前記ロータシャフトが通された状態を形成する配置工程と、
前記配置工程の後に、前記ロータシャフトを拡径又は前記ロータコアを縮径することで、前記ロータシャフトの外形を前記軸孔の楕円形に倣わせる態様で、前記ロータシャフトと前記ロータコアとを締結する締結工程とを含む、製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面では、本開示によれば、回転電機の高出力化を可能としつつ、ロータコアとロータシャフトとを適切に締結することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】一実施例によるモータの断面構造（軸方向を含む平面で切断した際の断面構造）を概略的に示す断面図である。

【図1B】軸方向に垂直な平面で切断した際のモータの断面構造を概略的に示す断面図である。

【図2】ロータの製造方法の流れを示す概略フローチャートである。

【図3A】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その１）である。

【図3B】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その２）である。

【図3C】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その３）である。

【図3D】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その４）である。

【図3E】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その５）である。

【図3F】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その６）である。

【図3G】図２に示す工程における製造途中のワーク等を概略的に示す断面図（その７）である。

【図4】ロータシャフトとロータコアとの間の径方向の締め代に関する解析結果の一例を示す図である。

【図5】非接触型の測定器の配置例を示す説明図である。

【図6】他の締結方法の説明図である。

【図7】軸孔の形状の他の例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。

【0010】

図１Ａは、一実施例によるモータ１の断面構造（軸方向を含む平面で切断した際の断面構造）を概略的に示す断面図である。図１Ｂは、軸方向に垂直な平面で切断した際のモータ１の断面構造を概略的に示す断面図である。

【0011】

図１Ａには、モータ１の回転軸Ｉが図示されている。以下の説明において、軸方向とは、モータ１の回転軸（回転中心）Ｉが延在する方向を指し、径方向とは、回転軸Ｉを中心とした径方向を指す。従って、径方向外側とは、回転軸Ｉから離れる側を指し、径方向内側とは、回転軸Ｉに向かう側を指す。また、周方向とは、回転軸Ｉまわりの回転方向に対応する。

【0012】

モータ１は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。ただし、モータ１は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。

【0013】

モータ１は、インナロータタイプであり、ステータ２１がロータ３０の径方向外側を囲繞するように設けられる。ステータ２１は、径方向外側がモータハウジング１０に固定される。ステータ２１は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなるステータコアを含み、ステータコアの内周部には、コイル２２が巻回される複数のスロット（図示せず）が形成される。

【0014】

ロータ３０は、ステータ２１の径方向内側に配置される。ロータ３０は、ロータコア３２と、ロータシャフト３４とを備える。ロータコア３２は、ロータシャフト３４の径方向外側に固定され、ロータシャフト３４と一体となって回転する。ロータシャフト３４は、モータハウジング１０にベアリング１４ａ、１４ｂを介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト３４は、モータ１の回転軸Ｉを画成する。

【0015】

本実施例では、ロータシャフト３４は、図１Ｂに示すように、ロータコア３２と締結する部分における断面形状（軸方向に視た断面形状）の外形が楕円形である。ロータシャフト３４は、ロータコア３２と締結する区間ＳＣ１において、後述する厚肉部３４７の部分を除いて径方向の厚み（内径ｒ１と外径ｒ１１の差）は略一定であり、内径ｒ１及び外径ｒ１１は、楕円形に応じて周方向の各位置で異なる。

【0016】

ロータシャフト３４は、車輪に動力を伝達する動力伝達機構６０に連結される。すなわち、ロータシャフト３４には、モータ１の回転トルクを車軸（図示せず）に伝達するための動力伝達機構６０が接続される。図１Ａには、当該動力伝達機構６０の一部を形成する軸部材６１が図示されている。なお、動力伝達機構６０は、減速機構や、差動歯車機構、クラッチ、変速機等を含んでよい。図１Ａに示す例では、軸部材６１は、ロータシャフト３４の径方向外側にスプライン結合される。この場合、ロータシャフト３４の端部の径方向外側の周面には、スプライン結合部（複数の軸方向の凸条からなる歯車部）を形成する動力伝達部３４５を有することになる。なお、軸部材６１は、ロータシャフト３４の径方向内側にスプライン結合されてもよい。

【0017】

ロータコア３２は、電磁鋼板（磁性体の鋼板）を積層して形成されてよい。本実施例では、各電磁鋼板は、外形が円形であり、中央部に楕円形の軸孔３２ａを有する。従って、このような電磁鋼板の積層体であるロータコア３２は、回転軸Ｉに沿って軸方向に貫通する軸孔３２ａを有する。軸孔３２ａには、ロータシャフト３４が通される。軸孔３２ａは、図１Ｂに示すように、ロータシャフト３４と締結する部分における形状（軸方向に視た断面形状）が楕円形である。ロータコア３２には、軸孔３２ａの周方向全体にわたりロータシャフト３４が接する。

【0018】

ここで、本実施例では、後述するように、ロータコア３２とロータシャフト３４とは、圧入により締結されるのではなく、ロータシャフト３４の拡径により締結される。すなわち、本実施例では、ロータコア３２とロータシャフト３４とは、非圧入式の締結部７０を有し、締結部７０において、ロータコア３２とロータシャフト３４とが締結されている。なお、このような締結部７０は、軸方向で区間ＳＣ１全体にわたって形成される。

【0019】

このように本実施例によれば、ロータコア３２とロータシャフト３４との間の非圧入式の締結部７０は、ロータコア３２の楕円形の軸孔３２ａに対して、楕円形の外形のロータシャフト３４を締結することで、実現される。これにより、ロータコア３２とロータシャフト３４との間で伝達可能なトルクの範囲を効果的に拡大できる。

【0020】

具体的には、ロータコアとロータシャフトとの間の非圧入式の締結部が、ロータコアの円形の軸孔（図示せず）に対して円形の外形のロータシャフト（図示せず）を締結して実現される場合は、ロータコアとロータシャフトとの間の回転方向の摩擦力によって、必要な範囲のトルクを受ける必要がある。このような場合、ロータコアとロータシャフトとの間で伝達可能なトルクの上限値を十分に高めるためには（例えばイレギュラートルクの発生に対応できるようにするためには）、ロータコアとロータシャフトとの間の回転方向の摩擦力を高めるべくロータコアとロータシャフトとの間の径方向の締め代を比較的大きくする必要が生じる。

【0021】

これに対して、本実施例によれば、ロータコア３２の楕円形の軸孔３２ａに、楕円形の外形のロータシャフト３４を締結するので、ロータコア３２とロータシャフト３４との間で、周方向の摩擦力に代えて、機械的な結合によって、トルクの伝達が可能となる。この結果、ロータコア３２とロータシャフト３４の間の径方向の締め代を過大とすることなく、ロータコア３２とロータシャフト３４との間で伝達可能なトルクの上限値を高め、比較的高いイレギュラートルク（例えば９００Ｎｍを超えるようなトルク）の発生にも対応できる。また、このようにしてロータコア３２とロータシャフト３４との間で伝達可能なトルクの上限値を高めることができるので、ロータシャフト３４の過大な高剛性化を必要とすることなく、モータ１の高出力化に対応できる。

【0022】

なお、キー溝を利用した機械的な結合の場合も、ロータコアとロータシャフトとの間で伝達可能なトルクの上限値を十分に高めることが可能であるが、本実施例では、好ましくは、かかるキー溝（又はキー）を利用せずに、ロータコア３２とロータシャフト３４との間で伝達可能なトルクの上限値を高める。本実施例では、後述するように、締結部７０を形成するためにロータシャフト３４がハイドロフォーミングにより拡径されるが、ロータシャフト３４にキー溝が設定されていると、ロータシャフト３４の拡径量が周方向に沿って不均一になる傾向があるためである。

【0023】

ロータコア３２の磁石孔３２０には、永久磁石３２１が挿入されてよい。あるいは、永久磁石３２１は、ロータコア３２の外周面に埋め込まれてもよい。なお、永久磁石３２１が設けられる場合、永久磁石３２１の配列等は任意である。

【0024】

ロータコア３２の軸方向の両側には、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂが取り付けられる。エンドプレート３５Ａ、３５Ｂは、ロータコア３２を支持する支持機能の他、ロータ３０のアンバランスの調整機能（切削等されることでアンバランスを無くす機能）を有してよい。

【0025】

ロータシャフト３４は、図１Ａに示すように、中空部３４３を有する。中空部３４３は、ロータシャフト３４の軸方向の全長にわたり延在する。

【0026】

ロータシャフト３４は、図１Ａに示すように、軸方向で、ロータコア３２が設けられる区間ＳＣ１の部位（締結部７０を形成する部位）と、ベアリング１４ａ、１４ｂが設けられる区間ＳＣ２の部位と、後述する第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２が設けられる区間ＳＣ３の部位とを含む。区間ＳＣ２は、軸方向の両端部にそれぞれ延在し、区間ＳＣ３は、軸方向で区間ＳＣ１と区間ＳＣ２との間に延在する。

【0027】

本実施例では、一例として、ロータシャフト３４は、区間ＳＣ２において、外周面が径方向内側に凹む形態である。ロータシャフト３４は、大径部３４Ａと、大径部３４Ａよりも外径が小さい小径部３４Ｂとを含む。小径部３４Ｂは、図１Ａに示すように、軸方向で大径部３４Ａの両側に形成される。ベアリング１４ａ、１４ｂは、小径部３４Ｂに設けられる。なお、大径部３４Ａと小径部３４Ｂとの間の径方向の段差は、回転軸Ｉに対して略直角に形成されてもよいし、テーパ状に形成されてもよい。本実施例では、一例として、大径部３４Ａと小径部３４Ｂとの間の径方向の段差は、一端側（図の右側）では、回転軸Ｉに対して略直角に形成され、他端側（図の左側）では、テーパ状に形成されている。

【0028】

また、ロータシャフト３４は、軸方向のベアリング支持面３４ａ、３４ｂを有する。軸方向のベアリング支持面３４ａ、３４ｂは、ベアリング１４ａ、１４ｂのインナレースの軸方向の端面に軸方向に当接することで、ベアリング１４ａ、１４ｂを支持する。軸方向のベアリング支持面３４ａ、３４ｂは、ロータシャフト３４の小径部３４Ｂにおいて外周面が径方向内側に凹むことで形成される。軸方向のベアリング支持面３４ａ、３４ｂは、ロータシャフト３４の周方向の全周にわたり形成されてよい。

【0029】

ロータシャフト３４は、径方向内側に凸となる凸部の形態の厚肉部３４７を周方向に沿って有してもよい。厚肉部３４７は、ロータシャフト３４の軸方向の略中心位置（区間ＳＣ１における軸方向の略中心位置）に形成される。ただし、変形例では、厚肉部３４７は、ロータシャフト３４の軸方向の中心位置に対して軸方向でわずかにオフセットされてもよい。厚肉部３４７は、例えば鋳造やフローフォーミング、摩擦圧接等により形成されてもよい。フローフォーミングによる厚肉部３４７の形成方法は、後述する。なお、摩擦圧接の場合、ロータシャフト３４は、当該中心位置で軸方向に分割される２ピースにより形成されてもよい。なお、ロータシャフト３４が厚肉部３４７を備える場合、区間ＳＣ１のうちの中央部の剛性が端部の剛性よりも高くなる。

【0030】

ロータシャフト３４は、第１噴出孔３４１を有する。第１噴出孔３４１は、中空部３４３から外部へと径方向に貫通する。すなわち、第１噴出孔３４１は、中空部３４３に開口する開口３４１ａと、コイル２２のコイルエンド２２Ａに対向する開口３４１ｂとを有し、開口３４１ａ及び開口３４１ｂ間に延在する。第１噴出孔３４１の開口３４１ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ａに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。なお、第１噴出孔３４１は、周方向に複数個形成されてもよい。

【0031】

ロータシャフト３４は、更に、第１噴出孔３４１とは異なる軸方向の位置に、第２噴出孔３４２を有する。第２噴出孔３４２は、中空部３４３から外部へと径方向に貫通する。すなわち、第２噴出孔３４２は、中空部３４３に開口する開口３４２ａと、コイル２２のコイルエンド２２Ｂに対向する開口３４２ｂとを有し、開口３４２ａ及び開口３４２ｂ間に延在する。第２噴出孔３４２の開口３４２ｂは、コイル２２のコイルエンド２２Ｂに対向する態様で、ロータコア３２に対し軸方向にずれた位置に配置される。なお、第２噴出孔３４２は、周方向に複数個形成されてもよい。

【0032】

ロータシャフト３４内は、油供給源９０に接続される。油供給源９０は、ポンプ９４を含んでよい。この場合、ポンプ９４の種類や駆動態様は任意である。例えば、ポンプ９４は、モータ１の回転トルクにより動作するギアポンプであってもよい。ロータシャフト３４内には、ロータシャフト３４の一端（図の右側の端部）側から油が供給される。なお、ポンプ９４は、モータハウジング１０に隣接するハウジング（図示せず）であって、動力伝達機構６０を収容するハウジング内に配置されてよい。

【0033】

図１Ａでは、一例として、油供給源９０は、管路部材９２と、管路部材９２の一端（図の右側の端部）側に接続されるポンプ９４とを含む。

【0034】

管路部材９２は、中空に形成され、内部が油路８０１を画成する。すなわち、管路部材９２は、油路８０１として機能する中空部９２Ａを有する。中空部９２Ａは、管路部材９２の軸方向の全長にわたり延在する。ただし、中空部９２Ａは、一端側（図の左側の端部であって、ポンプ９４側とは逆側の端部）は開口しない。すなわち、管路部材９２は、一端（図の左側の端部）が閉塞される。

【0035】

管路部材９２は、ロータシャフト３４の内周面３４０に対して径方向で隙間を有する態様でロータシャフト３４内に延在する。

【0036】

管路部材９２は、内部から外部へと径方向に貫通する吐出孔９３を備える。吐出孔９３は、ロータコア３２の軸方向の略中心位置に対応する軸方向の位置と、その両側とに設けられる。なお、吐出孔９３の軸方向の位置や数等は任意である。

【0037】

次に、図１Ａに示す矢印Ｒ１～Ｒ６を参照して、油供給源９０からの油の流れについて概説する。図１Ａには、油の流れが矢印Ｒ１～Ｒ６で模式的に示されている。

【0038】

油供給源９０から供給される油は、管路部材９２の中空部９２Ａを通って軸方向に流れ（矢印Ｒ１参照）、吐出孔９３から径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ２参照）。吐出孔９３から径方向外側へと吐出された油は、ロータシャフト３４の内周面３４０に当たり、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝って第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２へと軸方向に流れる（矢印Ｒ３、Ｒ４参照）。なお、この場合、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝って軸方向外側へと流れる油は、区間ＳＣ１においてロータコア３２の径方向内側から熱を奪うことができ、ロータコア３２及び永久磁石３２１を効率的に冷却できる。

【0039】

ここで、本実施例では、上述したようにロータコア３２は、楕円形の軸孔３２ａを有するものの、ロータコア３２とロータシャフト３４とは、軸孔３２ａに周方向全体にわたりロータシャフト３４が接する。従って、本実施例によれば、ロータコア３２の軸孔３２ａとロータシャフト３４の外周面との間に隙間が設定される場合に比べて、ロータコア３２とロータシャフト３４との間の接触面積を効率的に増加できる。この結果、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝って流れる油によりロータコア３２及び永久磁石３２１を効率的に冷却できる。

【0040】

また、本実施例では、厚肉部３４７が設けられるので、吐出孔９３から径方向外側へと吐出された油は、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２のそれぞれへと略均等に分配される。これにより、コイルエンド２２Ａ、２２Ｂへと分配して導かれる油の均等化を図ることができる。この結果、ロータコア３２を径方向内側から、軸方向に沿って均一に冷却できるとともに、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２を介してコイルエンド２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ同様に冷却できる。ただし、変形例では、吐出孔９３の軸方向の位置と厚肉部３４７の軸方向の位置とにズレを設けること等によって、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２のそれぞれへと流れる油の流量の間に、差（すなわち分配量に関する差）を積極的に設定することも可能である。

【0041】

また、本実施例では、厚肉部３４７が設けられるので、吐出孔９３から径方向外側へと吐出された油は、ある程度の厚みを有しつつ、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝うことができる。すなわち、厚肉部３４７が堰部として機能し、ロータシャフト３４の内周面３４０における油の溜まりが促進される。

【0042】

ロータシャフト３４の内周面３４０を伝って軸方向外側へと流れた油は、モータ１の回転時の遠心力の作用により、第１噴出孔３４１を通って径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ５参照）。第１噴出孔３４１の開口３４１ｂは、上述のようにコイルエンド２２Ａに径方向で対向する。従って、第１噴出孔３４１を通って径方向外側へと吐出された油は、コイルエンド２２Ａに当たり、コイルエンド２２Ａを効率的に冷却できる。

【0043】

また、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝って軸方向外側へと流れた油は、モータ１の回転時の遠心力の作用により、第２噴出孔３４２を通って径方向外側へと吐出される（矢印Ｒ６参照）。第２噴出孔３４２の開口３４２ｂは、上述のようにコイルエンド２２Ｂに径方向で対向する。従って、第２噴出孔３４２を通って径方向外側へと吐出された油は、コイルエンド２２Ｂに当たり、コイルエンド２２Ｂを効率的に冷却できる。

【0044】

このように、本実施例では、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝う油の流れを促進することが可能となる。この結果、ロータシャフト３４の内周面３４０を伝う油によりロータコア３２を径方向内側から効率的に冷却できるとともに、第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２を介してコイルエンド２２Ａ、２２Ｂを効率的に冷却できる。

【0045】

特に、本実施例では、ロータシャフト３４の内周面３４０は、区間ＳＣ１での内径ｒ１が、区間ＳＣ２での内径ｒ２よりも有意に大きい。すなわち、ロータシャフト３４の内周面３４０は、ロータコア３２が設けられる区間ＳＣ１において拡径されている。これにより、ロータシャフト３４の軽量化が図られるとともに、ロータシャフト３４の内周面３４０と永久磁石３２１との間の径方向の距離を短くでき（内径ｒ１≒内径ｒ２の場合に比べて短くでき）、磁石冷却性能を効果的に高めることができる。

【0046】

なお、図１Ａでは、特定の構造のモータ１が示されるが、モータ１の構造は、中空部３４３を有するロータシャフト３４にロータコア３２が締結される限り、任意である。従って、例えば管路部材９２等は、省略されてもよい。例えば、管路部材９２が省略される場合、軸部材６１の中空部から油が供給されてもよい。この場合、軸部材６１は、ロータシャフト３４の径方向内側に嵌合されてもよい。

【0047】

また、図１Ａでは、特定の冷却方法が開示されているが、モータ１の冷却方法は任意である。従って、例えば、ロータコア３２に油路が形成されてもよいし、モータハウジング１０内の油路により径方向外側からコイルエンド２２Ａ、２２Ｂに向けて油が滴下されてもよい。また、図１Ａでは、油供給源９０の管路部材９２は、モータ１における軸方向で動力伝達機構６０と接続される側から、ロータシャフト３４内に挿入されるが、モータ１における軸方向で動力伝達機構６０と接続される側とは逆側から、ロータシャフト３４内に挿入されてもよい。また、油冷に加えて、冷却水を利用した水冷方式が利用されてもよい。また、厚肉部３４７は省略されてもよい。

【0048】

次に、図２及び図３Ａ～図３Ｇを参照して、上述した実施例のモータ１におけるロータ３０の製造方法の例について説明する。図３Ｃ及び図３Ｅには、回転軸Ｉに平行なＺ方向とともに、Ｚ方向に沿ったＺ１側とＺ２側が定義されている。以下では、説明上、一例として、製造工程中において、Ｚ方向が上下方向に対応し、Ｚ２側が下側であるとする。また、図３Ｃ等には、製造装置２００における基準軸Ｉ_０が示される。基準軸Ｉ_０は、ワークの芯出しの際の中心軸を構成し、上述した回転軸Ｉに対応する。

【0049】

図２は、ロータ３０の製造方法の流れを示す概略フローチャートであり、図３Ａ～図３Ｇは、図２に示すいくつかの工程におけるロータシャフト３４及びロータコア３２の状態を概略的に示す断面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、準備工程の説明図であり、図３Ｃ及び図３Ｄは、配置工程の説明図であり、図３Ｆは、シール工程及び締結工程の説明図であり、図３Ｇは、締結工程の説明図である。なお、図３Ｃ、図３Ｅ、及び図３Ｆは、基準軸Ｉ_０を含む平面で切断した際の断面図であり、図３Ｂ、図３Ｄ、及び図３Ｇは、基準軸Ｉ_０に垂直な平面で切断した際の断面図である。

【0050】

まず、ロータ３０の製造方法は、ワークとして、ロータシャフト３４及びロータコア３２のそれぞれ（互いに結合されていない状態）を、準備する準備工程（ステップＳ５００）を含む。なお、ロータシャフト３４の厚肉部３４７は、フローフォーミング加工又はスピニング加工等により形成されてよい。

【0051】

準備工程で準備されるロータシャフト３４は、例えば中心軸Ｉ_１まわりの回転体であり、図３Ｂに示すように、軸方向に視た断面形状は円形である。準備工程で準備されるロータシャフト３４は、例えば、同一の円形の外形を軸方向の全長にわたり有してよい。なお、準備工程で準備されるロータシャフト３４は、区間ＳＣ１に対応する部分の、円形に係る内径ｒ１’（図３Ａ及び図３Ｂ参照）が、製品状態の楕円形に係る内径ｒ１（図１Ａ及び図１Ｂ参照）の最小値よりも有意に小さく、かつ、形状も異なる。また、準備工程で準備されるロータシャフト３４は、円形に係る外径ｒ１１’（図３Ａ及び図３Ｂ参照）が、製品状態の楕円形に係る外径ｒ１１（図１Ｂ参照）の最小値よりも有意に小さく、かつ、形状も異なる。

【0052】

準備工程で準備されるロータコア３２は、例えば中心軸Ｉ_２に関して回転対称な断面形状を有し、円形の外形を有する。この場合、準備工程で準備されるロータコア３２は、ロータシャフト３４と同様に、外径（円筒面の外周面の外径）が製品状態の外径よりもわずかに小さくてよい。また、準備工程で準備されるロータコア３２は、図３Ｂに示すように、軸孔３２ａの楕円形が製品状態の楕円形よりもわずかに小さくてよい。これは、後述する締結工程においてロータコア３２は、ロータシャフト３４の拡径に伴って径方向外側にわずかに変形するためである。図３Ｂに示す例では、軸孔３２ａの楕円形は、長軸に沿って長さｒ１３を有し、短軸に沿って長さｒ１２を有する。長さｒ１２は、準備工程で準備されるロータシャフト３４の外径ｒ１１’に比べて、わずかに大きくてよい。ただし、変形例では、長さｒ１２は、ロータシャフト３４の外径ｒ１１’に比べて、同じであってもよいし、わずかに小さくてもよい。

【0053】

ついで、ロータ３０の製造方法は、図３Ｃに示すように、ロータコア３２の軸孔３２ａにロータシャフト３４が挿入された状態が形成されるように、ロータシャフト３４及びロータコア３２を、製造装置２００に対してセットする工程（ステップＳ５０１）（配置工程の一例）を含む。なお、ロータコア３２及びロータシャフト３４は、いずれか一方が先になる態様で順に製造装置２００にセットされてもよいし、仮に組み付けられた状態（サブアセンブリ状態）で製造装置２００に同時にセットされてもよい。
製造装置２００は、製造設備の形態であり、以下で説明する各種の治具や型を備える。図３Ｃに示す例では、製造装置２００は、Ｚ２側の固定型２０１を備え、固定型２０１の中空部２０１１内にロータシャフト３４のＺ２側の部位（小径部３４Ｂ及び大径部３４Ａの端部）が挿入される。このとき、ロータシャフト３４は、そのベアリング支持面３４ｂが、固定型２０１の段差面２０１ｂに軸方向に当接することで、固定型２０１に対して支持されてよい。なお、固定型２０１の段差面２０１ｂは、基準軸Ｉ_０に対して垂直であり、基準軸Ｉ_０まわりに全周にわたり形成されてよい。なお、変形例では、固定型２０１の中空部２０１１内にロータシャフト３４のＺ１側の部位（ベアリング１４ａが設けられる側の小径部３４Ｂ及び大径部３４Ａの端部）が挿入されてもよい。

【0054】

このようにして、ロータシャフト３４及びロータコア３２が、製造装置２００の固定型２０１に対してセットされた状態では、製造装置２００の固定型２０１は、ロータシャフト３４及びロータコア３２を同時にＺ２側から支持し、ロータシャフト３４及びロータコア３２のＺ２側への移動（変位）を拘束する。

【0055】

なお、図３Ｄに示す例では、ロータシャフト３４及びロータコア３２が、製造装置２００の固定型２０１に対してセットされた状態では、図３Ｄに模式的に示すように、ロータシャフト３４の外径ｒ１１’は、ロータコア３２の軸孔３２ａの短軸方向の長さｒ１２よりもわずかに小さい。これにより、ロータコア３２の径方向内側にロータシャフト３４を容易にセットできる。

【0056】

ついで、ロータ３０の製造方法は、図３Ｅに示すように、シール型２０２、２０３によりロータシャフト３４の中空部３４３をロータシャフト３４の外部に対してシールするシール工程（ステップＳ５０５）を含む。例えば、Ｚ２側のシール型２０２を、ロータシャフト３４に対してＺ２側からＺ方向に沿ってＺ１側へと移動させ、かつ、可動型２０５とともにＺ１側のシール型２０３を、ロータシャフト３４に対してＺ１側からＺ方向に沿ってＺ２側へと移動させることで、ロータシャフト３４をシール型２０２、２０３によりシールできる。なお、シール工程に先立って又はシール工程と並列して、ロータシャフト３４の中心軸Ｉ_１及びロータコア３２の中心軸Ｉ_２を、基準軸Ｉ_０に対して芯出しする工程が実行されてもよい。

【0057】

ついで、ロータ３０の製造方法は、ハイドロフォーミングによりロータシャフト３４にロータコア３２を固定（締結）する締結工程（ステップＳ５０６）を含む。例えば、図３Ｅに模式的に示すように、ロータシャフト３４がシール型２０２、２０３に押さえられた状態で、中空部３４３内にシール型２０２、２０３を介して流体が導入され、流体を加圧することで、ロータシャフト３４の内周面３４０に対して内周面３４０に垂直な力（内圧）を付与する（図３Ｅの矢印Ｒ４１、矢印Ｒ４２参照）。これにより、ロータシャフト３４が拡径し、ロータシャフト３４とロータコア３２との間の締結が実現される（図３Ｆ及び図３Ｇ参照）。図３Ｇには、ロータシャフト３４の拡径前の状態が一点鎖線Ｌ３００で示されるとともに、ロータコア３２の軸孔３２ａの拡径前の状態が一点鎖線Ｌ３０１で示されている。また、図３Ｇには、ロータシャフト３４の拡径の態様が矢印Ｒ３０から矢印Ｒ３２により模式的に示されている。

【0058】

具体的には、締結工程において内圧の上昇が開始されると、ロータシャフト３４が拡径するが、ロータシャフト３４がロータコア３２の軸孔３２ａの短軸側と当接すると（図３Ｇの矢印Ｒ３０参照）、ロータシャフト３４が周方向に沿って均一に拡径できなくなる。このため、ロータシャフト３４がロータコア３２の軸孔３２ａの短軸側と当接すると、隙間がある軸孔３２ａの長軸方向に沿ったロータシャフト３４の拡径（図３Ｇの矢印Ｒ３２参照）が促進される。そして、ロータシャフト３４は、ロータコア３２の軸孔３２ａとの間の径方向の隙間が全周にわたってなくなる態様で、ロータコア３２の軸孔３２ａに倣う断面形状へと拡径される（図３Ｇの矢印Ｒ３１、矢印Ｒ３２参照）。その後、内圧が更に上昇されると、ロータコア３２の軸孔３２ａにより径方向の外側への変形（膨張）が拘束されながら拡径することで、ロータコア３２の軸孔３２ａとともに楕円形のまま拡径できる。これにより、図３Ｇに示すように、ロータシャフト３４の周方向全体にわたって軸孔３２ａと接し、かつ、ロータシャフト３４の周方向全体にわたって締め代が略一定（例えば平均値に対する差が１０％以内）となる態様で、ロータコア３２とロータシャフト３４とが締結される。

【0059】

このようなハイドロフォーミングによれば、圧入のような、ロータシャフト３４とロータコア３２の嵌合方法で生じうる不都合（例えばバリの発生や、圧入の際のロータコア３２の倒れ等）を防止できる。すなわち、ハイドロフォーミングによれば、ロータコア３２の軸孔３２ａ内に通した後のロータシャフト３４の拡径（径方向の塑性変形）を利用して、ロータコア３２とロータシャフト３４とを締結するので、バリの発生やロータコア３２の倒れが発生することはない。

【0060】

ついで、ロータ３０の製造方法は、ロータシャフト３４において第１噴出孔３４１及び第２噴出孔３４２に対応する孔を形成する噴出孔形成工程（ステップＳ５０８）を含む。なお、噴出孔形成工程は、ロータシャフト３４を製造装置２００から取り出してから実行されてよい。噴出孔形成工程（ステップＳ５０８）が終了すると、最終的なロータシャフト３４が出来上がる。

【0061】

ついで、ロータ３０の製造方法は、その他の仕上げ工程（ステップＳ５１０）を含む。その他の仕上げ工程は、永久磁石３２１を固定する工程や、着磁を行う工程や、エンドプレート３５Ａ、３５Ｂにより回転バランスを調整する工程等を含んでよい。

【0062】

このようにして、図２及び図３Ａ～図３Ｇを参照して説明したロータ３０の製造方法によれば、ハイドロフォーミングによりロータシャフト３４を拡径できるので、楕円形の軸孔３２ａを有するロータコア３２に対しても、ロータコア３２とロータシャフト３４との間の隙間が生じない締結を実現できる。これにより、ロータコア３２とロータシャフト３４との間の接触面積を最大化し、上述した冷却能力を効果的に高めることができる。また、準備工程で準備されるロータシャフト３４の外形は円形状であることができ、楕円形の外形を有する必要がない。これにより、楕円形の軸孔３２ａに締結されるロータシャフト３４を比較的低いコストの素材を用いて実現できる。

【0063】

次に、図４以降を参照して、上述した製造方法により実現されるロータシャフト３４とロータコア３２との間の径方向の締め代について説明する。

【0064】

図４は、ロータシャフト３４とロータコア３２との間の径方向の締め代に関する解析結果の一例を示す図である。図４は、ロータシャフト３４の外形と、ロータコア３２の軸孔３２ａの形状とを各種状態で示し、外形線Ｌ４００は、拡径前（すなわち締結工程の前）のロータシャフト３４の外形を示し、形状線Ｌ４０２は、拡径前（すなわち締結工程の前）のロータコア３２の軸孔３２ａの形状を示す。また、外形線Ｌ４０４は、締結工程中における最も拡径した時点のロータシャフト３４の外形を示し、形状線Ｌ４０６は、同時点のロータコア３２の軸孔３２ａの形状を示す。なお、外形線Ｌ４０４と形状線Ｌ４０６とは重なる関係であり、実質的に同じである。また、外形線Ｌ４０８は、締結工程後の製品状態（スプリングバック後）のロータシャフト３４の外形を示し、形状線Ｌ４１０は、同状態のロータコア３２の軸孔３２ａの形状を示す。なお、外形線Ｌ４０８と形状線Ｌ４１０とは重なる関係であり、実質的に同じである。図４における円の外周に沿った数値は、周方向に沿った位置（角度）を表す。

【0065】

図４からわかるように、ロータシャフト３４は、ロータコア３２の軸孔３２ａを、元の形状（形状線Ｌ４０２参照）である楕円形を相似的に拡大させながら、最も拡径する状態（外形線Ｌ４０４）に至り、その後、スプリングバックして最終状態（外形線Ｌ４０８）に至っている。このような変形は、ロータコア３２の軸孔３２ａの角のない形状と、ハイドロフォーミングの特性（内圧によるロータシャフト３４の拡張）とに起因して実現される。このことから、ロータコア３２の軸孔３２ａの長軸側が塑性変形するレベルまで締結工程中の内圧を十分高めることで（それに伴いロータシャフト３４を拡径させることで）、ロータコア３２とロータシャフト３４との締結に係る締め代を周方向に沿って均一化を図ることができることを、確認できる。

【0066】

換言すると、締結工程中の内圧は、ロータコア３２の軸孔３２ａの長軸側が塑性変形するレベル（すなわち形状線Ｌ４０６が実現されるレベル）まで高められるように制御されることで、ロータコア３２とロータシャフト３４との締結に係る締め代を周方向に沿って均一化を図ることができる。この結果、締め代が不均一な場合に生じうる不都合（ロータ３０のアンバランスや接触面積の低下（例えば締め代が不十分な箇所で局所的な隙間が生じることによる接触面積の低下））を防止できる。

【0067】

なお、本実施例では、上述したように楕円形の軸孔３２ａとロータシャフト３４との間の機械的な結合が実現されるので、円形の軸孔による周方向の摩擦力を利用する場合に比べて、締め代を小さく設定することも可能である。すなわち、本実施例によれば、締結工程中の内圧を過度に高める必要性を無くすことができる。

【0068】

なお、締結工程中は、ロータシャフト３４内の内圧は、センサ（図示せず）により監視されてよく、内圧の値とロータシャフト３４やロータコア３２（軸孔３２ａ又は外周面）の拡径量との関係は、事前に試験等で導出されていてよい。例えば、形状線Ｌ４０６を実現するような内圧の値（到達目標値）は、あらかじめ試験等により導出できる。この場合、ロータシャフト３４内の内圧は、到達目標値に到達するように制御されてよい。また、締結工程中は、例えば図５に模式的に示されるような測定器５００により、ロータコア３２の外周面の変位が測定されてもよい。この場合も、ロータコア３２の外周面の変位とロータシャフト３４等の拡径量との関係は、事前に試験等で導出されていてよい。例えば、形状線Ｌ４０６を実現するような変位の値（目標変位量）は、あらかじめ試験等により導出できる。この場合、ロータシャフト３４内の内圧は、測定器５００により測定される変位が目標変位量に到達するように制御されてよい。なお、図５では、非接触型の測定器５００は、先端部がロータコア３２の外周面に当接するように配置される。この際、測定器５００は、基準軸Ｉ_０を通る径方向に沿った変位量（基準軸Ｉ_０に対して垂直な平面内の変位量）を測定するように配置される。なお、図５では、１２０度間隔で設定された３つの測定点Ｐ５００、Ｐ５０１、Ｐ５０２が示されるが、測定点の配置や数は多様に変更されてもよい。

【0069】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施形態の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念（独立項）とは区別した付加的効果である。

【0070】

例えば、上述した実施例では、ロータコア３２とロータシャフト３４との締結は、ロータコア３２の軸孔３２ａ内に通されたロータシャフト３４を拡径することにより実現されているが、これに限られない。例えば、図６に模式的に示すように、ロータコア３２とロータシャフト３４との締結は、ロータコア３２の軸孔３２ａ内に通されたロータシャフト３４に対して、ロータコア３２を縮径することにより実現されてもよい。図６には、縮径前のロータコア３２の軸孔３２ａ内に通された状態のロータシャフト３４が、軸方向視の断面図で模式的に示される。図６では、ロータコア３２の縮径の態様が矢印Ｒ２０から矢印Ｒ２２により模式的に示されるとともに、ロータシャフト３４の変形の態様が矢印Ｒ３１及び矢印Ｒ３２により模式的に示されている。このようなロータコア３２の縮径は、焼き嵌めの原理を利用して実現されてもよい。すなわち、加熱された状態のロータコア３２に対して軸孔３２ａ内にロータシャフト３４を配置して図６に示す状態を形成し、ついで、ロータコア３２を冷却してよい。これより、図６に示す状態からロータコア３２が縮径すると、まず、ロータコア３２の軸孔３２ａとロータシャフト３４とが当接し、ロータシャフト３４が短軸方向に圧縮されることで変形する。そして、ロータシャフト３４は、長軸方向に拡径する態様で変形し、その結果、ロータシャフト３４の外形が軸孔３２ａの楕円形に倣う状態が実現される。その後、ロータコア３２の軸孔３２ａが更に縮径することで、ロータコア３２とロータシャフト３４との締結に係る締め代が周方向に沿って均一化する。

【0071】

また、上述した実施例では、ロータコア３２の軸孔３２ａは、軸方向に視て楕円形であるが、楕円形とは、一般的な公式で表現できる厳密な楕円形（平面上のある２定点からの距離の和が一定となるような点の集合から作られる曲線）である必要がない。例えば、楕円形は、図７に示す軸孔３２ａ’のような、所謂、長穴形状を含む概念である。この場合、長穴形状は、２つの平行な直線７００と、その両側の対の半円形７０１により形状付けられている。また、楕円形とは、一切の径方向の凹凸部分（厳密な楕円形に対する径方向のずれ）を有さない形態の他、若干の径方向の凹凸部分を有する形態をも含む概念である。この場合、凹凸部分は、ロータコア３２の軸孔３２ａとロータシャフト３４との間の締結に問題とならない程度に周方向の形成範囲が小さければよい。あるいは、凹凸部分は、周方向の形成範囲が比較的大きくても、凹凸の径方向の高さが締結に問題とならない程度に小さければよい。

【符号の説明】

【0072】

１・・・モータ（回転電機）、３０・・・ロータ、３２・・・ロータコア、３２ａ、３２ａ’・・・軸孔、３４・・・ロータシャフト

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】