特開 2024-104644 ロータおよびロータの製造方法

(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】P2024104644

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】ロータおよびロータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/28 20060101AFI20240729BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

H02K1/28 A

H02K15/02 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008972

(22)【出願日】2023-01-24

(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】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】津田 哲平

(72)【発明者】

【氏名】北尾 拓也

(72)【発明者】

【氏名】亀山 拓弥

【テーマコード（参考）】

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H601AA09

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD25

5H601EE13

5H601EE16

5H601EE17

5H601GA02

5H601GA33

5H601GA40

5H601GC12

5H601JJ05

5H601KK13

5H601KK18

5H615AA01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP02

5H615PP06

5H615PP24

5H615SS10

5H615SS19

5H615SS20

(57)【要約】

【課題】ロータコアをロータシャフトに固定する際に要求される電力消費を低減することが可能なロータを提供する。
【解決手段】このロータ１０２は、ロータシャフト２と、ロータシャフト２が挿入されるシャフト挿入孔１０を含み、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される円環状のロータコア１と、ロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置され、外表面２０と内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触させることにより、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定する金属製の中間固定部材３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータシャフトと、
前記ロータシャフトが挿入されるシャフト挿入孔を含み、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される円環状のロータコアと、
前記ロータシャフトの外表面と前記シャフト挿入孔の内周面との間に配置され、前記外表面と前記内周面とに締り嵌め状態で接触させることにより、前記ロータシャフトに対して前記ロータコアを固定する金属製の中間固定部材と、を備える、ロータ。

【請求項2】

径方向の前記中間固定部材の厚みは、前記径方向の前記ロータコアの厚みよりも小さい、請求項１に記載のロータ。

【請求項3】

前記ロータシャフトの前記外表面は、前記シャフト挿入孔の内側において、軸方向の一方側から他方側に向けて半径が拡大するテーパ状に形成されたテーパ外表面を有し、
前記中間固定部材は、前記テーパ外表面に沿ったテーパ状に形成されたテーパ内周面を有し、前記ロータシャフトの前記テーパ外表面と前記シャフト挿入孔の前記内周面とに接触するテーパ部材を含み、
前記中間固定部材には、前記テーパ部材を前記軸方向の一方側から押圧することによって、前記テーパ部材を前記ロータシャフトと前記ロータコアとに締り嵌め状態で接触させる押圧部材が設けられている、請求項１に記載のロータ。

【請求項4】

前記押圧部材は、前記軸方向の一方側から前記テーパ部材に接触して、前記テーパ部材の前記軸方向の一方側への移動を規制するように構成されている、請求項３に記載のロータ。

【請求項5】

前記テーパ部材は、周方向の一部が切り欠かれた切欠部を有し、前記切欠部により前記軸方向から視てＣ字状に形成されている、請求項３に記載のロータ。

【請求項6】

前記中間固定部材は、
前記ロータシャフトの前記外表面と前記シャフト挿入孔の前記内周面とに接触した状態で前記シャフト挿入孔の内部に配置されるシャフト挿入孔内側部と、
前記シャフト挿入孔内側部と一体的に形成され、軸方向の一方側から前記ロータコアに接触するフランジ形状のフランジ部とを含む、請求項１に記載のロータ。

【請求項7】

ロータシャフトと、前記ロータシャフトが挿入されるシャフト挿入孔を含み、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される円環状のロータコアとを備えるロータの製造方法であって、
前記ロータコアの前記シャフト挿入孔に前記ロータシャフトを挿入させた状態で、前記ロータシャフトの外表面と前記シャフト挿入孔の内周面との間に金属製の中間固定部材を配置する工程と、
前記中間固定部材を軸方向に押圧して前記軸方向に直交する方向に広げることによって、前記中間固定部材を前記外表面と前記内周面とに締り嵌め状態で接触させることにより、前記ロータシャフトに対して前記ロータコアを固定する工程と、を備える、ロータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータおよびロータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロータシャフトおよびロータコアを備えるロータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、ロータシャフトと、ロータシャフト挿入孔を含むロータコアとを備えるロータが開示されている。上記ロータコアは、加熱によってロータシャフト挿入孔を拡大した状態で、ロータシャフトが挿入される。すなわち、ロータコアは、焼き嵌めによってロータシャフトに固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１８６２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１のロータでは、高速回転にも耐えられるようにロータコアをロータシャフトに対して確実に固定するために、焼き嵌めの際にロータコア全体の温度を比較的高い温度に昇温する必要がある。このため、上記特許文献１のロータでは、ロータコア全体を昇温するための電力消費が比較的大きくなるという不都合がある。したがって、従来より、ロータコアをロータシャフトに固定する際に要求される電力消費を低減することが求められている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ロータコアをロータシャフトに固定する際に要求される電力消費を低減することが可能なロータおよびロータの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面によるロータでは、上記のように、ロータシャフトと、ロータシャフトが挿入されるシャフト挿入孔を含み、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される円環状のロータコアと、ロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に配置され、外表面と内周面とに締り嵌め状態で接触させることにより、ロータシャフトに対してロータコアを固定する金属製の中間固定部材と、を備える。

【0008】

この発明の第１の局面によるロータでは、上記のように、ロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に配置され、外表面と内周面とに接触することにより、ロータシャフトに対してロータコアを固定する金属製の中間固定部材を設ける。これによって、従来のようにロータシャフトにロータコアを直接固定するのではなく、中間固定部材を介してロータコアをロータシャフトに固定することができる。このため、従来のように電力消費が比較的大きい焼き嵌めによりロータコア全体を加熱してロータシャフトに固定するのではなく、中間固定部材をロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に外表面と内周面とに締り嵌め状態で接触するように配置するだけで、ロータコアをロータシャフトに固定することができる。したがって、ロータコアをロータシャフトに固定する際に要求される電力消費を低減することができる。

【0009】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、径方向の中間固定部材の厚みは、径方向のロータコアの厚みよりも小さい。このように構成すれば、中間固定部材が比較的小さく形成されるので、比較的小さな力で容易に中間固定部材を締り嵌め状態でロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に配置することができる。また、中間固定部材を加熱してロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に配置する場合には、中間固定部材が比較的小さく形成されるので、比較的小さな電力消費で中間固定部材を温度上昇させることができる。

【0010】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、ロータシャフトの外表面は、シャフト挿入孔の内側において、軸方向の一方側から他方側に向けて半径が拡大するテーパ状に形成されたテーパ外表面を有し、中間固定部材は、テーパ外表面に沿ったテーパ状に形成されたテーパ内周面を有し、ロータシャフトのテーパ外表面とシャフト挿入孔の内周面とに接触するテーパ部材を含み、中間固定部材には、テーパ部材を軸方向の一方側から押圧することによって、テーパ部材をロータシャフトとロータコアとに締り嵌め状態で接触させる押圧部材が設けられている。このように構成すれば、テーパ部材をロータシャフトに差し込むだけで、テーパ部材の内周側において、テーパ部材の内周面とロータシャフトのテーパ外表面との面接触状態を容易に確保することができる。また、押圧部材によりテーパ部材を軸方向に押圧することにより、テーパ部材を径方向に拡張し、テーパ部材の外周側において、テーパ部材の外周面とシャフト挿入孔の内周面との接触状態を容易に確保することができる。

【0011】

上記中間固定部材に押圧部材が設けられる構成において、好ましくは、押圧部材は、軸方向の一方側からテーパ部材に接触して、テーパ部材の軸方向の一方側への移動を規制するように構成されている。このように構成すれば、押圧部材により、テーパ外表面に沿って配置されるテーパ部材が、ロータコアに対して軸方向に移動すること（抜けること）を抑制することができる。

【0012】

上記中間固定部材に押圧部材が設けられる構成において、好ましくは、テーパ部材は、周方向の一部が切り欠かれた切欠部を有し、切欠部により軸方向から視てＣ字状に形成されている。このように構成すれば、テーパ部材が押圧部材により軸方向に押圧された際に、切欠部により、テーパ部材を軸方向と直交する方向に広がるように容易に変形させることができる。

【0013】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、中間固定部材は、ロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面とに接触した状態でシャフト挿入孔の内部に配置されるシャフト挿入孔内側部と、シャフト挿入孔内側部と一体的に形成され、軸方向の一方側からロータコアに接触するフランジ形状のフランジ部とを含む。このように構成すれば、フランジ部により、中間固定部材が、ロータコアに対して軸方向に移動することをより確実に抑制することができる。

【0014】

この発明の第２の局面によるロータの製造方法では、上記のように、ロータシャフトと、ロータシャフトが挿入されるシャフト挿入孔を含み、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される円環状のロータコアとを備えるロータの製造方法であって、ロータコアのシャフト挿入孔にロータシャフトを挿入させた状態で、ロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に金属製の中間固定部材を配置する工程と、中間固定部材を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材を外表面と内周面とに締り嵌め状態で接触させて、ロータシャフトに対してロータコアを固定する工程と、を備える。

【0015】

この発明の第２の局面によるロータの製造方法では、上記のように、ロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に配置された中間固定部材を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材を外表面と内周面とに接触させて、ロータシャフトに対してロータコアを固定する工程を設ける。これによって、従来のようにロータシャフトにロータコアを直接固定するのではなく、中間固定部材を介してロータコアをロータシャフトに固定することができる。このため、従来のように電力消費が比較的大きい焼き嵌めによりロータコア全体を加熱してロータシャフトに固定するのではなく、中間固定部材をロータシャフトの外表面とシャフト挿入孔の内周面との間に外表面と内周面とに締り嵌め状態で接触するように配置するだけで、ロータコアをロータシャフトに固定することができる。したがって、ロータコアをロータシャフトに固定する際に要求される電力消費を低減することが可能なロータの製造方法を提供することができる。

【0016】

上記ロータおよびロータの製造方法に関して、以下のような構成も考えられる。

【0017】

（付記項１）
たとえば、上記ロータにおいて、好ましくは、ロータシャフトの外表面には、テーパ外表面の軸方向の一方側に雄ネジ部が設けられており、押圧部材は、雄ネジ部に螺合してテーパ部材を軸方向の一方側から押圧するナット部材である。このように構成すれば、雄ネジ部およびナット部材により、ナット部材をロータシャフトの外表面に容易に取り付けることができる。また、雄ネジ部およびナット部材により、ナット部材がテーパ部材を押圧する押圧力を容易に発生させることができる。

【0018】

（付記項２）
また、上記ロータにおいて、好ましくは、中間固定部材は、ロータシャフトの回転中心軸線にロータコアの中心軸線が一致するようにロータコアがロータシャフトに対して位置決めされた状態で、ロータシャフトに対してロータコアを固定するように構成されている。このように構成すれば、中間固定部材を介してロータシャフトに固定されたロータコアの回転を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態によるロータを備える回転電機を径方向から模式的に示した図である。

【図2】第１実施形態によるロータの中間固定部材のテーパ部材を軸方向から示した図である。

【図3】第１実施形態によるロータの製造方法について順に説明するための図である。

【図4】第２実施形態によるロータを備える回転電機を径方向から模式的に示した図である。

【図5】第２実施形態によるロータの製造方法について順に説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

［第１実施形態］
図１～図３を参照して、第１実施形態による回転電機１００に設けられるロータ１０２について説明する。

【0022】

各図では、ロータシャフト２の軸方向をＸ方向により示す。Ｘ方向のうちの一方であるロータコア１から後述するナット部材３１を向く方向をＸ１方向により示し、Ｘ方向のうちの他方であるナット部材３１からロータコア１を向く方向をＸ２方向により示す。Ｘ方向は、ロータシャフト２の回転中心軸線Ｃに沿った方向である。なお、ナット部材３１は、特許請求の範囲の「押圧部材」の一例である。

【0023】

また、各図では、ロータシャフト２の径方向をＲ方向により示す。Ｒ方向のうちの径方向外側をＲ１方向により示し、径方向内側をＲ２方向により示す。

【0024】

また、各図では、ロータシャフト２の周方向をＲＯ方向により示す。

【0025】

ここで、図１に示す第１実施形態の回転電機１００は、ロータシャフト２の外表面２０とロータコア１のシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置された中間固定部材３により、ロータコア１をロータシャフト２に固定するように構成されている。

【0026】

中間固定部材３は、変形させて、ロータシャフト２の外表面２０とロータコア１のシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触させることにより、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定するように構成されている。中間固定部材３の詳細については後述する。

【0027】

図１に示すように、回転電機１００は、ステータ１０１と、ロータ１０２とを備えている。

【0028】

（ステータの構成）
ステータ１０１は、径方向（Ｒ方向）においてロータ１０２に対向している。ステータ１０１は、ロータ１０２の径方向外側（Ｒ１方向側）に配置されている。すなわち、回転電機１００は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。

【0029】

ステータ１０１は、ステータコア１０１ａと、ステータコア１０１ａに配置されたコイル１０１ｂとを備えている。

【0030】

ステータコア１０１ａの軸方向（Ｘ方向）の両端部には、ステータコア１０１ａから軸方向に突出するコイル１０１ｂのコイルエンド部１０１ｃが設けられている。ステータコア１０２ａは、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。コイル１０１ｂは、外部の電源部に接続されており、電力（たとえば、３相交流の電力）が供給されるように構成されている。そして、コイル１０１ｂは、電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。

【0031】

（ロータの構成）
ロータ１０２は、ロータコア１と、ロータシャフト２と、中間固定部材３とを備えている。

【0032】

（ロータのロータコアの構成）
ロータコア１は、円環状に形成されている。ロータコア１は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されることにより構成されている。ロータコア１は、磁束を通過可能に構成されている。ロータコア１は、シャフト挿入孔１０と、磁石孔１１とを含んでいる。

【0033】

シャフト挿入孔１０は、軸方向に延びる円形の貫通孔状に形成され、ロータシャフト２が挿入されるように構成されている。シャフト挿入孔１０の内周面１０ａの内径は、一定である。

【0034】

磁石孔１１の内側には、永久磁石１１ａが配置されている。また、磁石孔１１の内側には、永久磁石１１ａを固定するための樹脂部１１ｂが配置されている。

【0035】

（ロータのロータシャフトの構成）
ロータシャフト２は、回転電機１００の回転中心となる軸部分である。ロータシャフト２は、円形状の外表面２０を有する丸棒状に形成されている。一例ではあるが、ロータシャフト２は、鋼材により形成されている。詳細には、ロータシャフト２は、Ｓ４５Ｃにより形成されている。

【0036】

ロータシャフト２の外表面２０は、テーパ外表面２０ａを有している。テーパ外表面２０ａは、シャフト挿入孔１０の内側において、軸方向の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に向けて半径が拡大するテーパ状に形成されている。

【0037】

また、ロータシャフト２の外表面２０には、雄ネジ部２０ｂが設けられている。雄ネジ部２０ｂは、テーパ外表面２０ａの軸方向の一方側（Ｚ１方向側）に設けられている。雄ネジ部２０ｂは、軸方向において、テーパ外表面２０ａに連続して設けられている。すなわち、雄ネジ部２０ｂのＺ２方向側の端部は、テーパ外表面２０ａのＺ１方向側の端部に配置されている。雄ネジ部２０ｂには、中間固定部材３のナット部材３１が螺合される。

【0038】

ロータシャフト２には、ロータコア１を軸方向において位置決めする凸部２０ｃが設けられている。凸部２０ｃは、外表面２０から径方向に突出する円形状のフランジにより形成されている。凸部２０ｃは、ロータコア１に対して軸方向の他方側（Ｚ２方向）から接触している。また、凸部２０ｃは、中間固定部材３に対しても軸方向の他方側から接触している。

【0039】

（ロータの中間固定部材の構成）
中間固定部材３は、上記の通り、ロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置され、外表面２０と内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触させることにより、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定するように構成されている。中間固定部材３は、金属製である。一例ではあるが、中間固定部材３は、鋼材により形成されている。詳細には、中間固定部材３は、Ｓ４５Ｃにより形成されている。すなわち、中間固定部材３は、ロータシャフト２と同じ材料により形成されている。

【0040】

中間固定部材３は、径方向においてロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触している。すなわち、中間固定部材３は、径方向においてロータシャフト２とロータコア１との間に圧入により変形した状態で配置されている。したがって、ロータシャフト２には、中間固定部材３によって径方向内側を向く力が加えられている。また、ロータコア１には、中間固定部材３によって径方向外側を向く力が加えられている。

【0041】

中間固定部材３は、テーパ部材３０を含んでいる。中間固定部材３には、ナット部材３１が設けられている。

【0042】

テーパ部材３０は、ロータシャフト２のテーパ外表面２０ａに沿ったテーパ状に形成されたテーパ内周面３０ａを有し、ロータシャフト２のテーパ外表面２０ａとシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに接触している。一例ではあるが、テーパ部材３０の軸方向に対する傾斜角度は、０．５度以上かつ５度以下である。

【0043】

テーパ部材３０の軸方向の長さは、テーパ部材３０がシャフト挿入孔１０の内側に配置されて変形された状態で、シャフト挿入孔１０の軸方向の長さ（ロータコア１の厚み）と略等しい。また、テーパ部材３０の軸方向の長さは、テーパ部材３０がシャフト挿入孔１０の内側に配置される前の変形されていない状態で、シャフト挿入孔１０の軸方向の長さよりも大きい。

【0044】

ナット部材３１は、テーパ部材３０を軸方向の一方側（Ｚ１方向側）から押圧することによって、テーパ部材３０をロータシャフト２とロータコア１とに締り嵌め状態で接触させるように構成されている。

【0045】

詳細には、ナット部材３１は、ロータシャフト２の雄ネジ部２０ｂに螺合してテーパ部材３０を軸方向の一方側から押圧するように構成されている。その結果、ナット部材３１は、テーパ部材３０を軸方向に直交する方向（径方向）に変形させて広げるように構成されている。

【0046】

これにより、ナット部材３１は、テーパ部材３０をロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定するように構成されている。

【0047】

また、ナット部材３１は、軸方向の一方側からテーパ部材３０に接触して、テーパ部材３０の軸方向の一方側への移動を規制するように構成されている。すなわち、ナット部材３１は、テーパ部材３０がシャフト挿入孔１０から抜けることを防ぐ抜け止めとして機能する。

【0048】

テーパ部材３０は、周方向の一部が切り欠かれた切欠部３０ｂ（図２参照）を有し、切欠部３０ｂにより軸方向から視てＣ字状に形成されている。テーパ部材３０は、切欠部３０ｂがあることで、ナット部材３１により軸方向に押圧された際に変形によって径方向に拡張しやすくなっている。

【0049】

テーパ部材３０は、ロータシャフト２の回転中心軸線Ｃにロータコア１の中心軸線が一致するようにロータコア１がロータシャフト２に対して位置決めされた状態で、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定するように構成されている。ロータシャフト２の回転中心軸線Ｃとロータコア１の中心軸線とを一致させる位置決めは、位置決め治具Ｊ（図３参照）によって行われる。ここで、一例ではあるが、径方向の中間固定部材３の厚みＬ１（最大厚み）は、径方向のロータコア１の厚みＬ２よりも小さい。

【0050】

（ロータの製造方法）
次に、図３を参照して、ロータ１０２の製造方法について各工程に分けて順に説明する。

【0051】

第１の工程として、ロータ１０２の製造方法は、ロータシャフト２の凸部２０ｃにロータコア１を接触させた状態で、位置決め治具Ｊにロータコア１およびロータシャフト２を設置して、ロータシャフト２の回転中心軸線Ｃにロータコア１の中心軸線が一致するようにロータコア１をロータシャフト２に対して位置決めする位置決め工程を備えている。

【0052】

次に、第２の工程として、ロータ１０２の製造方法は、ロータコア１のシャフト挿入孔１０にロータシャフト２を挿入させた状態で、ロータシャフト２の外表面２０（テーパ外表面２０ａ）とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に金属製の中間固定部材３を配置する配置工程を備えている。

【0053】

詳細には、上記の配置工程は、径方向において、テーパ外表面２０ａに対向する位置にテーパ部材３０を配置する工程である。

【0054】

次に、第３の工程として、ロータ１０２の製造方法は、中間固定部材３を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材３を外表面２０（テーパ外表面２０ａ）と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定する固定工程を備えている。このロータシャフト２に対してロータコア１を固定する工程は、締り嵌め状態になるように中間固定部材３（テーパ部材３０）を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げる工程である。

【0055】

詳細には、上記の固定工程は、雄ネジ部２０ｂに螺合したナット部材３１により、テーパ部材３０を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、テーパ部材３０を外表面２０（テーパ外表面２０ａ）と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定する工程である。

【0056】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0057】

［第１実施形態のロータの効果］
第１実施形態のロータ１０２では、以下のような効果を得ることができる。

【0058】

第１実施形態では、上記のように、ロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置され、外表面２０と内周面１０ａとに接触することにより、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定する金属製の中間固定部材３を設ける。これによって、従来のようにロータシャフトにロータコアを直接固定するのではなく、中間固定部材３を介してロータコア１をロータシャフト２に固定することができる。このため、従来のように電力消費が比較的大きい焼き嵌めによりロータコア全体を加熱してロータシャフトに固定するのではなく、中間固定部材３をロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に外表面２０と内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触するように配置するだけで、ロータコア１をロータシャフト２に固定することができる。したがって、ロータコア１をロータシャフト２に固定する際に要求される電力消費を低減することができる。

【0059】

第１実施形態では、上記のように、径方向の中間固定部材３の厚みＬ１は、径方向のロータコア１の厚みＬ２よりも小さい。これによって、中間固定部材３が比較的小さく形成されるので、比較的小さな力で容易に中間固定部材３を締り嵌め状態でロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置することができる。また、中間固定部材３を加熱してロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置する場合には、中間固定部材３が比較的小さく形成されるので、比較的小さな電力消費で中間固定部材３を温度上昇させることができる。

【0060】

第１実施形態では、上記のように、ロータシャフト２の外表面２０は、シャフト挿入孔１０の内側において、軸方向の一方側から他方側に向けて半径が拡大するテーパ状に形成されたテーパ外表面２０ａを有し、中間固定部材３は、テーパ外表面２０ａに沿ったテーパ状に形成されたテーパ内周面３０ａを有し、ロータシャフト２のテーパ外表面２０ａとシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに接触するテーパ部材３０を含み、中間固定部材３には、テーパ部材３０を軸方向の一方側から押圧することによって、テーパ部材３０をロータシャフト２とロータコア１とに締り嵌め状態で接触させる押圧部材（ナット部材３１）が設けられている。これによって、テーパ部材３０をロータシャフト２に差し込むだけで、テーパ部材３０の内周側において、テーパ部材３０の内周面とロータシャフト２のテーパ外表面２０ａとの面接触状態を容易に確保することができる。また、押圧部材によりテーパ部材３０を軸方向に押圧することにより、テーパ部材３０を径方向に拡張し、テーパ部材３０の外周側において、テーパ部材３０の外周面とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの接触状態を容易に確保することができる。

【0061】

第１実施形態では、上記のように、押圧部材（ナット部材３１）は、軸方向の一方側からテーパ部材３０に接触して、テーパ部材３０の軸方向の一方側への移動を規制するように構成されている。これによって、押圧部材により、テーパ外表面２０ａに沿って配置されるテーパ部材３０が、ロータコア１に対して軸方向に移動すること（抜けること）を抑制することができる。

【0062】

第１実施形態では、上記のように、テーパ部材３０は、周方向の一部が切り欠かれた切欠部３０ｂを有し、切欠部３０ｂにより軸方向から視てＣ字状に形成されている。これによって、テーパ部材３０が押圧部材（ナット部材３１）により軸方向に押圧された際に、切欠部３０ｂにより、テーパ部材３０を軸方向と直交する方向に広がるように容易に変形させることができる。

【0063】

第１実施形態では、上記のように、ロータシャフト２の外表面２０には、テーパ外表面２０ａの軸方向の一方側に雄ネジ部２０ｂが設けられており、押圧部材は、雄ネジ部２０ｂに螺合してテーパ部材３０を軸方向の一方側から押圧するナット部材３１である。これによって、雄ネジ部２０ｂおよびナット部材３１により、ナット部材３１をロータシャフト２の外表面２０に容易に取り付けることができる。また、雄ネジ部２０ｂおよびナット部材３１により、ナット部材３１がテーパ部材３０を押圧する押圧力を容易に発生させることができる。

【0064】

第１実施形態では、上記のように、中間固定部材３は、ロータシャフト２の回転中心軸線Ｃにロータコア１の中心軸線が一致するようにロータコア１がロータシャフト２に対して位置決めされた状態で、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定するように構成されている。これによって、中間固定部材３を介してロータシャフト２に固定されたロータコア１の回転を安定させることができる。

【0065】

［第１実施形態のロータの製造方法の効果］
第１実施形態のロータ１０２の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

【0066】

第１実施形態では、上記のように、ロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置された中間固定部材３を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材３を外表面２０と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２に対してロータコア１を固定する工程を設ける。これによって、従来のようにロータシャフトにロータコアを直接固定するのではなく、中間固定部材３を介してロータコア１をロータシャフト２に固定することができる。このため、従来のように電力消費が比較的大きい焼き嵌めによりロータコア１全体を加熱してロータシャフト２に固定するのではなく、中間固定部材３をロータシャフト２の外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に外表面２０と内周面１０ａとに締り嵌め状態で接触するように配置するだけで、ロータコア１をロータシャフト２に固定することができる。したがって、ロータコア１をロータシャフト２に固定する際に要求される電力消費を低減することが可能なロータ１０２の製造方法を提供することができる。

【0067】

［第２実施形態］
次に、図４および図５を参照して、第２実施形態のロータ２０２について説明する。第２実施形態では、中間固定部材３を構成するナット部材３１により、中間固定部材３を構成するテーパ部材３０を軸方向に押圧した第１実施形態とは異なり、プレス装置Ｐにより中間固定部材２０３を軸方向に押圧する例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。

【0068】

図４に示す第２実施形態の回転電機２００のロータ２０２は、ロータコア１と、ロータシャフト２０２ａと、中間固定部材２０３とを備えている。なお、上記第１実施形態の中間固定部材３はテーパ部材３０およびナット部材３１の２つの部材により構成されていたが、第２実施形態の中間固定部材２０３は１つの部材により構成されている。一例ではあるが、中間固定部材２０３は、鋼材により形成されている。詳細には、中間固定部材２０３は、Ｓ４５Ｃにより形成されている。

【0069】

ロータシャフト２０２ａは、上記第１実施形態のロータシャフト２とは異なり、テーパ外表面２０ａを備えていない。すなわち、ロータシャフト２０２ａの外径は、凸部２０ｃを除いて、一定である。したがって、ロータシャフト２０２ａの外表面２０と、シャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間には、一定幅の円筒形状の空間が設けられている。

【0070】

中間固定部材２０３は、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置され、外表面２０と内周面１０ａとに接触することにより、ロータシャフト２０２ａに対してロータコア１を固定するように構成されている。

【0071】

中間固定部材２０３は、シャフト挿入孔内側部２０３ａと、フランジ部２０３ｂとを含んでいる。シャフト挿入孔内側部２０３ａは、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに接触した状態でシャフト挿入孔１０の内部に配置されている。フランジ部２０３ｂは、シャフト挿入孔内側部２０３ａと一体的に形成され、軸方向の一方側からロータコア１に接触するフランジ形状に形成されている。

【0072】

なお、フランジ部２０３ｂは、プレス装置Ｐ（図５参照）により中間固定部材２０３が変形されることによって、形成される。中間固定部材２０３は、変形されていないプレス前の状態で、円筒形状に形成されている。

【0073】

ここで、一例ではあるが、径方向の中間固定部材２０３の厚みＬ１ａ（最大厚み）は、径方向のロータコア１の厚みＬ２よりも小さい。

【0074】

また、一例ではあるが、ロータコア１の厚みＬ２が１１２．７ｍｍであり、シャフト挿入孔１０の内径が４８ｍｍであるとした場合に、中間固定部材２０３が変形されていないプレス前の状態で、中間固定部材２０３の径方向の厚みは、１．５ｍｍである。また、一例ではあるが、中間固定部材２０３が変形されていないプレス前の状態で、中間固定部材２０３の軸方向の長さは、上記厚みＬ２よりも僅かに大きい１１４．８ｍｍである。

【0075】

また、一例ではあるが、中間固定部材２０３が変形されていないプレス前の状態で、中間固定部材２０３とロータコア１の内周面１０ａとの径方向の距離は、０．０２５ｍｍ以上に設定される。また、一例ではあるが、中間固定部材２０３が変形されていないプレス前の状態で、中間固定部材２０３とロータシャフト２０２ａの外表面２０との径方向の距離は、０．００１ｍｍ以上に設定される。また、一例ではあるが、中間固定部材２０３が変形される際の中間固定部材２０３の締め代（中間固定部材２０３がロータコア１を径方向外側に押しのける量）は、片側０．０２５ｍｍである。

【0076】

（ロータの製造方法）
次に、図５を参照して、ロータ２０２の製造方法について各工程に分けて順に説明する。

【0077】

第１の工程として、ロータ２０２の製造方法は、ロータシャフト２０２ａの凸部２０ｃにロータコア１を接触させた状態で、位置決め治具Ｊにロータコア１およびロータシャフト２０２ａを設置して、ロータシャフト２０２ａの回転中心軸線Ｃにロータコア１の中心軸線が一致するようにロータコア１をロータシャフト２０２ａに対して位置決めする位置決め工程を備えている。

【0078】

次に、第２の工程として、ロータ２０２の製造方法は、ロータコア１のシャフト挿入孔１０にロータシャフト２０２ａを挿入させた状態で、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に金属製の中間固定部材２０３を配置する配置工程を備えている。

【0079】

次に、第３の工程として、ロータ２０２の製造方法は、軸方向の一方側からプレス装置Ｐにより中間固定部材２０３を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材２０３を外表面２０と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２０２ａに対してロータコア１を固定する固定工程を備えている。固定工程の際に、フランジ部２０３ｂが形成される。固定工程の結果、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とロータコア１のシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間がシャフト挿入孔内側部２０３ａによって満たされる。なお、一例ではあるが、プレス装置Ｐに要求される力は、４１．２トン以上である。

【0080】

上記の固定工程の前処理として、中間固定部材を軟化させるために、中間固定部材を所定温度まで加熱してもよい。この際の中間固定部材の加熱は、誘導加熱または加熱炉などによって行われる。中間固定部材は、軟化することによって、プレスの際に、ロータシャフトの外表面とロータコアの内周面との間に、満たされやすくなる。

【0081】

また、上記の固定工程の前処理として、中間固定部材を加熱するのではなく所定温度まで冷却してもよい。詳細には、上記の固定工程の前処理として、中間固定部材を冷却して、中間固定部材を低温脆性劣化させる。中間固定部材は、低温脆性劣化することによって、プレスの際に、ロータシャフトの外表面とロータコア１の内周面との間に、満たされやすくなる。プレス後には、中間固定部材に熱処理して、脆性を回復する。

【0082】

なお、固定工程の前処理としての中間固定部材の加熱および冷却を行うことなく、中間固定部材を、ロータシャフトの外表面とロータコアのシャフト挿入孔の内周面との間に、圧入により締り嵌め状態で配置してもよい。

【0083】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0084】

［第２実施形態のロータの効果］
第２実施形態のロータ２０２では、以下のような効果を得ることができる。

【0085】

第２実施形態では、上記のように、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置された中間固定部材２０３を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材２０３を外表面２０と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２０２ａに対してロータコア１を固定する工程を設ける。これによって、上記第１実施形態と同様に、ロータコア１をロータシャフト２０２ａに固定する際に要求される電力消費を低減することができる。

【0086】

第２実施形態では、上記のように、径方向の中間固定部材２０３の厚みＬ１ａは、径方向のロータコア１の厚みＬ２よりも小さい。これによって、中間固定部材２０３が比較的小さく形成されるので、比較的小さな力で容易に中間固定部材２０３を締り嵌め状態でロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置することができる。また、中間固定部材２０３を加熱してロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置する場合には、中間固定部材２０３が比較的小さく形成されるので、比較的小さな電力消費で中間固定部材２０３を温度上昇させることができる。

【0087】

第２実施形態では、上記のように、中間固定部材２０３は、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとに接触した状態でシャフト挿入孔１０の内部に配置されるシャフト挿入孔内側部２０３ａと、シャフト挿入孔内側部２０３ａと一体的に形成され、軸方向の一方側からロータコア１に接触するフランジ形状のフランジ部２０３ｂとを含む。これによって、フランジ部２０３ｂにより、中間固定部材２０３が、ロータコア１に対して軸方向に移動することをより確実に抑制することができる。

【0088】

［第２実施形態のロータの製造方法の効果］
第２実施形態のロータ２０２の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

【0089】

第２実施形態では、上記のように、ロータシャフト２０２ａの外表面２０とシャフト挿入孔１０の内周面１０ａとの間に配置された中間固定部材２０３を軸方向に押圧して軸方向に直交する方向に広げることによって、中間固定部材２０３を外表面２０と内周面１０ａとに接触させて、ロータシャフト２０２ａに対してロータコア１を固定する工程を設ける。これによって、上記第１実施形態と同様に、ロータコア１をロータシャフト２０２ａに固定する際に要求される電力消費を低減することが可能なロータ２０２の製造方法を提供することができる。

【0090】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

【0091】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、中間固定部材をＳ４５Ｃにより形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中間固定部材をＳ２０ＣまたはＳ１５ＣなどのＳ４５Ｃとは異なる金属材料により形成してもよい。

【0092】

また、上記第１および第２実施形態では、中間固定部材をロータシャフトと同じ材料により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中間固定部材をロータシャフトとは異なる材料により形成してもよい。

【0093】

また、上記第１実施形態では、本発明の押圧部材をナット部材により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中間固定部材をかしめによりロータシャフトに固定されるかしめ部材などにより構成してもよい。

【0094】

また、上記第１実施形態では、テーパ部材の軸方向に対する傾斜角度を０．５度以上かつ５度以下とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、テーパ部材の軸方向に対する傾斜角度を０．５度未満、または、５度よりも大きくしてもよい。

【0095】

また、上記第１実施形態では、テーパ部材に切欠部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、テーパ部材に切欠部が設けられていなくてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１ ロータコア
２、２０２ａ ロータシャフト
３、２０３ 中間固定部材
１０ シャフト挿入孔
１０ａ （シャフト挿入孔の）内周面
２０ （ロータシャフトの）外表面
２０ａ テーパ外表面
３０ テーパ部材
３０ａ （テーパ部材の）テーパ内周面
３０ｂ （テーパ部材の）切欠部
３１ ナット部材（押圧部材）
１０２、２０２ ロータ
２０３ａ シャフト挿入孔内側部
２０３ｂ フランジ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】