特許 7540454 電動機のロータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】電動機のロータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/22 20060101AFI20240820BHJP

   H02K 1/28 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H02K1/22 C

H02K1/28 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022037591

(22)【出願日】2022-03-10

(65)【公開番号】P2023132337

(43)【公開日】2023-09-22

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】林 賢一郎

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１７２３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４１６７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２２

Ｈ０２Ｋ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと、前記シャフトの外周面に固定される円筒状のロータコアと、を備える電動機のロータであって、
前記シャフトの外周面には、内周側に向かって凹むキー溝が少なくとも１つ形成され、
前記ロータコアの内周面には、内周側に向かって突き出し、且つ、組付状態において前記キー溝に嵌合する少なくとも１つのキー部が形成され、
前記ロータコアの内周面は、前記キー部の頂部を形成するコア底部、前記コア底部の端部から外周側に向かって傾斜するコア傾斜部、円弧状に形成されたコア内周面部、および前記コア傾斜部と前記コア内周面部との間を繋ぐコア湾曲部、から少なくとも形成され、
前記キー部の前記キー溝と対向する部位は、前記コア底部、前記コア傾斜部、および前記コア湾曲部が、前記ロータコアの周方向に連続して繋がることによって形成され、
前記シャフトの外周面は、前記キー溝の溝底を形成するシャフト底部、前記シャフト底部の端部から外周側に向かって傾斜するシャフト傾斜部、円弧状に形成されたシャフト外周面部、および前記シャフト傾斜部と前記シャフト外周面部との間を繋ぐシャフト湾曲部、から少なくとも形成され、
前記キー溝の前記キー部と対向する部位は、前記シャフト底部、前記シャフト傾斜部、および前記シャフト湾曲部が、前記シャフトの周方向に連続して繋がることによって形成され、
前記コア傾斜部および前記シャフト傾斜部が互いに接触し、
前記コア湾曲部および前記シャフト湾曲部の間には、径方向の隙間が形成されている
ことを特徴とする電動機のロータ。

【請求項2】

前記コア傾斜部の前記シャフト傾斜部と接触する部位から前記コア内周面部までの間では、前記ロータコアの内周面は、複数の曲率半径の異なる曲線が連続的に繋がることによって形成されている
ことを特徴とする請求項１の電動機のロータ。

【請求項3】

前記隙間の寸法が、０．５ｍｍ以下に設定される
ことを特徴とする請求項１または２の電動機のロータ。

【請求項4】

前記キー部を構成する一対の前記コア傾斜部において、前記シャフト傾斜部と接触する部位を通る一対の接線が交差することで形成される交差角が、３０度から１８０度未満の範囲に設定される
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１に記載の電動機のロータ。

【請求項5】

前記キー溝および前記キー部が互いに嵌合する嵌合部が２個設けられ、
２個の前記嵌合部は、前記ロータの回転軸線を挟んで互いに対向する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１に記載の電動機のロータ。

【請求項6】

前記ロータコアの前記コア内周面部と、前記シャフトの前記シャフト外周面部との間が圧入される
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１に記載の電動機のロータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機のロータを構成するロータコアとシャフトとの固定構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機のロータを構成するロータコアをシャフトに固定する構造として、シャフトの外周面にＶ字状のキー溝を形成するとともにロータコアの内周面にキー部を形成し、シャフトのキー溝にロータコアのキー部を圧入して固定する方法が提案されている。特許文献１に記載の構造がそれである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１２３２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の構造では、ロータコアのキー部が略矩形に形成されており、また、キー部の根本の曲線形状が鋭く変化している。そのため、ロータの回転時には、キー部の根本周辺で応力集中が発生する虞があった。

【0005】

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ロータの回転中において、ロータコアに応力集中が発生することを抑制できる電動機のロータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１発明の要旨とするところは、（ａ）シャフトと、前記シャフトの外周面に固定される円筒状のロータコアと、を備える電動機のロータであって、（ｂ）前記シャフトの外周面には、内周側に向かって凹むキー溝が少なくとも１つ形成され、（ｃ）前記ロータコアの内周面には、内周側に向かって突き出し、且つ、組付状態において前記キー溝に嵌合する少なくとも１つのキー部が形成され、（ｄ）前記ロータコアの内周面は、前記キー部の頂部を形成するコア底部、前記コア底部の端部から外周側に向かって傾斜するコア傾斜部、円弧状に形成されたコア内周面部、および前記コア傾斜部と前記コア内周面部との間を繋ぐコア湾曲部、から少なくとも形成され、（ｅ）前記キー部の前記キー溝と対向する部位は、前記コア底部、前記コア傾斜部、および前記コア湾曲部が、前記ロータコアの周方向に連続して繋がることによって形成され、（ｆ）前記シャフトの外周面は、前記キー溝の溝底を形成するシャフト底部、前記シャフト底部の端部から外周側に向かって傾斜するシャフト傾斜部、円弧状に形成されたシャフト外周面部、および前記シャフト傾斜部と前記シャフト外周面部との間を繋ぐシャフト湾曲部、から少なくとも形成され、（ｇ）前記キー溝の前記キー部と対向する部位は、前記シャフト底部、前記シャフト傾斜部、および前記シャフト湾曲部が、前記シャフトの周方向に連続して繋がることによって形成され、（ｈ）前記コア傾斜部および前記シャフト傾斜部が互いに接触し、（ｉ）前記コア湾曲部および前記シャフト湾曲部の間には、径方向の隙間が形成されていることを特徴とする。

【0007】

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記コア傾斜部の前記シャフト傾斜部と接触する部位から前記コア内周面部までの間では、前記ロータコアの内周面は、複数個の曲率半径の異なる曲線が連続的に繋がることによって形成されていることを特徴とする。

【0008】

第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明において、前記隙間の寸法が、０．５ｍｍ以下に設定されることを特徴とする。

【0009】

第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明の何れか１において、前記キー部を構成する一対の前記コア傾斜部において、前記シャフト傾斜部と接触する部位を通る一対の接線が交差することで形成される交差角が、３０度から１８０度未満の範囲に設定されることを特徴とする。

【0010】

第５発明の要旨とするところは、第１発明から第４発明の何れか１において、前記キー溝および前記キー部が互いに嵌合する嵌合部が２個設けられ、２個の前記嵌合部は、前記ロータの回転軸線を挟んで互いに対向する位置に設けられることを特徴とする。

【0011】

第６発明の要旨とするところは、第１発明から第５発明の何れか１において、前記ロータコアの前記コア内周面部と、前記シャフトの前記シャフト外周面部との間が圧入されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

第１発明によれば、キー部のキー溝と対向する部位は、コア底部、コア傾斜部、およびコア湾曲部が連続して繋がるようにして形成され、且つ、コア湾曲部とシャフト湾曲部との間に径方向の隙間が形成されるため、コア傾斜部のシャフト傾斜部と接触する部位からコア内周面部までの間の、ロータコアの内周面をなだらかな曲線で形成することができる。従って、コア湾曲部に高い応力が発生した場合であっても、この部位で発生する応力を一様に分布させることができる。その結果、ロータコアにおいて応力集中が発生することを抑制することができる。

【0013】

第２発明によれば、コア傾斜部のシャフト傾斜部と接触する部位からコア内周面部までの間におけるロータコアの内周面が、複数の曲率半径の異なる曲線が連続的に繋がることで、なだらかな曲線形状に形成することができる。従って、ロータの回転中においてコア湾曲部に作用する応力の分布が一様になり、ロータコアで応力集中が発生することを抑制することができる。

【0014】

第３発明によれば、隙間の寸法が、０．５ｍｍ以下に設定されるため、コア湾曲部の内周面をなだらかな曲線形状に形成することができる。

【0015】

第４発明によれば、キー部を構成する一対のコア傾斜部において、シャフト傾斜部と接触する部位を通る一対の接線が交差することによって形成される交差角が、３０度から１８０度未満の範囲に設定されるため、コア傾斜部とコア湾曲部との間をなだらかな曲線で繋ぐことができる。

【0016】

第５発明によれば、嵌合部がロータの回転軸線を挟んで互いに対向する位置に２個設けられているため、ロータの重心がロータの回転軸線に対してずれることが抑制される。その結果、ロータの回転中における偏心が抑制される。

【0017】

第６発明によれば、ロータコアのコア内周面部とシャフトのコア外周面部との間が圧入されることで、コア内周面部が径方向外側に広げられ、コア湾曲部にはコア内周面部側への引張応力が発生する。これに対して、コア湾曲部の内周面がなだらかな曲線で形成されることで、コア湾曲部にかかる応力を一様に分布させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明が適用された電動機を回転軸線方向に見た図である。

【図2】図１のキー嵌合部を拡大した拡大図である。

【図3】ロータの回転中にロータコアのキー部周辺に作用する応力分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【実施例】

【0020】

図１は、本発明が適用された電動機ＭＧを回転軸線ＣＬ方向に見た図である。電動機ＭＧは、例えば車両用の駆動力源として使用される。電動機ＭＧは、図示しないケース内に、回転軸線ＣＬを中心にして配置されている。

【0021】

電動機ＭＧは、ケースにボルト等によって固定されているステータ１２と、ステータ１２の内周側に配置されているロータ１４と、を備えている。

【0022】

ステータ１２は、円筒状に形成されているステータコア１６と、ステータコアを回転軸線ＣＬ方向に貫通するステータコイル１８と、を備えている。ステータコア１６は、絶縁された複数枚の電磁鋼板が回転軸線ＣＬ方向に積層されて構成されている。ステータコア１６には、内周面から径方向に伸びる空間であるスロット２０が形成されている。スロット２０は、ステータコア１６の周方向で等角度間隔に複数個形成されている。各スロット２０には、回転軸線ＣＬ方向に貫通する複数本のステータコイル１８が配置されている。ステータコイル１８は、断面が矩形に形成され、各スロット２０内において径方向に並ぶようにして配置されている。

【0023】

ロータ１４は、ロータシャフト２４と、ロータシャフト２４の外周面に固定される円筒状のロータコア２２と、を備えている。ロータコア２２とロータシャフト２４とは、互いに一体的に固定され、回転軸線ＣＬを中心にして回転可能とされている。なお、ロータシャフト２４が、本発明のシャフトに対応している。

【0024】

ロータコア２２は、絶縁された複数枚の電磁鋼板が回転軸線ＣＬ方向に積層されて構成されている。ロータコア２２には、複数個の磁石２６が内蔵されている。ロータシャフト２４は、回転軸線ＣＬ方向の両端に配置される図示しない軸受によって回転可能に支持されている。

【0025】

ロータコア２２とロータシャフト２４との間には、２個のキー嵌合部２８が設けられている。キー嵌合部２８は、ロータコア２２の後述するキー部３４およびロータシャフト２４の後述するキー溝３２が互いに嵌合する嵌合部に相当する。２個のキー嵌合部２８は、回転軸線ＣＬを挟んで互いに対向する位置に設けられている。キー嵌合部２８が設けられることで、ロータコア２２とロータシャフト２４との間での相対回転が阻止される。また、キー嵌合部２８が、回転軸線ＣＬを挟んで対向する位置に設けられることで、ロータ１４の重心が回転軸線ＣＬからずれることが抑制され、ロータ１４の回転中の偏心が抑制される。

【0026】

図２は、図１の２個のキー嵌合部２８のうちの一方を拡大した拡大図である。なお、他方のキー嵌合部２８についても構造は同じであるため、その説明を省略する。また、キー嵌合部２８が、本発明の嵌合部に対応している。

【0027】

キー嵌合部２８は、ロータシャフト２４の外周面に形成されているキー溝３２と、ロータコア２２の内周面に形成されているキー部３４とから構成されている。

【0028】

キー部３４は、ロータコア２２の内周面から径方向内側に向かって突き出し、回転軸線ＣＬと平行に連続して長手状に形成されている。また、回転軸線ＣＬ方向から見ると台形状に形成されている。キー溝３２は、ロータシャフト２４の外周面から径方向内側に向かって凹んでおり、回転軸線ＣＬと平行に連続して長手状に形成されている。また、キー溝３２は、回転軸線ＣＬ方向から見ると、溝底を有するＶ字状に形成されている。組付状態において、キー溝３２とキー部３４とが互いに嵌合することにより、ロータコア２２とロータシャフト２４との相対回転が阻止される。

【0029】

ロータコア２２の内周面は、コア底部３６ａ、コア傾斜部３６ｂ、コア湾曲部３６ｃ、およびコア内周面部３６ｄから構成されている。

【0030】

コア底部３６ａは、回転軸線ＣＬ方向から見て台形状に形成されたキー部３４の頂部を形成している。

【0031】

コア傾斜部３６ｂは、コア底部３６ａの端部に連結され、コア底部３６ａの端部から外周側に向かって傾斜している。コア傾斜部３６ｂは、回転軸線ＣＬ方向から見て台形状に形成されたキー部３４の傾斜する部位を形成している。コア傾斜部３６ｂは、１つのキー部３４に対して２箇所形成される。コア傾斜部３６ｂは、専ら曲率半径Ｒｃ１の曲線によって形成されている。コア底部３６ａとコア傾斜部３６ｂとの連結部は、互いの端部が連続してなだらかに繋がる曲線形状を有している。なお、コア傾斜部３６ｂは、直線から形成されていてもよく、曲率半径Ｒｃ１だけでなく曲率半径が異なる複数の曲線によって形成されていても構わない。

【0032】

コア湾曲部３６ｃは、コア傾斜部３６ｂとコア内周面部３６ｄとの間を繋ぐ位置に形成されている。コア湾曲部３６ｃは、キー部３４の根本の部位を形成し、径方向外側に向かって凹む円弧状に形成されている。コア湾曲部３６ｃは、専ら曲率半径Ｒｃ３の曲線によって形成されている。コア傾斜部３６ｂとコア湾曲部３６ｃとの連結部は、例えば曲率半径Ｒｃ２の曲線から形成されることで、コア傾斜部３６ｂとコア湾曲部３６ｃとの間が連続して滑らかに繋がれている。なお、コア湾曲部３６ｃは、曲率半径Ｒｃ３だけでなく曲率半径が異なる複数の曲線によっても形成されていても構わない。

【0033】

コア内周面部３６ｄは、ロータコア２２の内周面の大部分を占め、組付時においてロータシャフト２４の後述するシャフト外周面部３８ｄに圧入される。コア内周面部３６ｄは、円弧状に形成され、ロータコア２２の内周面を形成する部位のうち組付前においてコア内径ｄｃが最も大きい寸法を有している。具体的には、コア内周面部３６ｄは、図２の一点鎖線で示すコア内径ｄｃを有している。コア湾曲部３６ｃとコア内周面部３６ｄとの連結部は、例えば曲率半径Ｒｃ４の曲線から形成されることで、コア湾曲部３６ｃとコア内周面部３６ｄとの間が連続して滑らかに繋がれている。

【0034】

キー部３４のキー溝３２と対向する部位は、コア底部３６ａ、コア傾斜部３６ｂ、およびコア湾曲部３６ｃが、ロータコア２２の周方向に連続して繋がることによって形成されている。なお、図２では、キー部３４のうち周方向の一方側のみ記載されているが、キー部３４は、図２に示す周方向の中心線Ｍすなわちキー部３４を周方向で二等分した中心線Ｍに対して左右対称に形成されているため、キー部３４の周方向の他方側においても同様に形成されている。

【0035】

ロータシャフト２４の外周面は、シャフト底部３８ａ、シャフト傾斜部３８ｂ、シャフト湾曲部３８ｃ、およびシャフト外周面部３８ｄから構成されている。

【0036】

シャフト底部３８ａは、キー溝３２を回転軸線ＣＬから見たときのＶ字形状の溝底を形成している。

【0037】

シャフト傾斜部３８ｂは、断面がＶ字状のキー溝３２の傾斜する部位を形成し、シャフト底部３８ａの端部から外周側に向かって傾斜している。シャフト傾斜部３８ｂは、直線から形成されている。シャフト底部３８ａとシャフト傾斜部３８ｂとの連結部は、互いの端部が連続してなだらかに繋がる曲線形状を有している。

【0038】

キー溝３２は、断面がＶ字状に形成されているため、キー溝３２の周方向で反対側の端部においても、シャフト傾斜部３８ｂが形成されている。ここで、一対のシャフト傾斜部３８ｂを形成する一対の直線を延長した直線Ｌ１、Ｌ２が交差することで形成される第１交差角θ１は、３０度から１８０未満の範囲が好適とされ、本実施例では、第１交差角θ１が９０度に設定されている。なお、第１交差角θ１が、本発明の交差角に対応している。

【0039】

シャフト湾曲部３８ｃは、シャフト傾斜部３８ｂとシャフト外周面部３８ｄとの間を繋ぐ位置に形成されている。シャフト湾曲部３８ｃは、キー溝３２の出口近傍の部位を形成し、径方向外側に向かって膨らむ円弧状に形成されている。シャフト湾曲部３８ｃは、専ら曲率半径Ｒｓ２の曲線によって形成されている。シャフト傾斜部３８ｂとシャフト湾曲部３８ｃとの連結部は、例えば曲率半径Ｒｓ１の曲線から形成されることで、シャフト傾斜部３８ｂとシャフト湾曲部３８ｃとの間が連続して滑らかに繋がれている。なお、シャフト湾曲部３８ｃは、曲率半径Ｒｓ２だけでなく曲率半径が異なる複数の曲線によっても形成されていても構わない。

【0040】

シャフト外周面部３８ｄは、ロータシャフト２４の外周面の大部分を占め、組付時においてロータコア２２のコア内周面部３６ｄに圧入される。シャフト外周面部３８ｄは、円弧状に形成され、ロータシャフト２４の外周面を形成する部位のうち組付前においてシャフト外径ｄｓが最も大きい寸法を有している。具体的には、シャフト外周面部３８ｄは、図２の一点鎖線で示すシャフト外径ｄｓを有している。シャフト湾曲部３８ｃとシャフト外周面部３８ｄとの連結部は、例えば曲率半径Ｒｓ３の曲線から形成されることで、シャフト湾曲部３８ｃとシャフト外周面部３８ｄとの間が連続して滑らかに繋がれている。

【0041】

キー溝３２のキー部３４と対向する部位は、シャフト底部３８ａ、シャフト傾斜部３８ｂ、およびシャフト湾曲部３８ｃが、ロータシャフト２４の周方向に連続して繋がることによって形成されている。

【0042】

ロータコア２２のコア内周面部３６ｄとロータシャフト２４のシャフト外周面部３８ｄとの間が互いに圧入されることによって、ロータコア２２およびロータシャフト２４が一体的に固定される。また、組付前におけるロータシャフト２４のシャフト外周面部３８ｄのシャフト外径ｄｓが、組付前におけるロータコア２２のコア内周面部３６ｄのコア内径ｄｃよりも大きくされている。従って、コア内周面部３６ｄとシャフト外周面部３８ｄとの間に締め代Ｇが形成される。図１において、破線で囲まれた部位に、コア内周面部３６ｄとシャフト外周面部３８ｄとの間に締め代Ｇが形成される。

【0043】

キー嵌合部２８において、コア底部３６ａとシャフト底部３８ａとの間には径方向の隙間Ｓ１が形成されている。一方で、キー嵌合部２８において、コア傾斜部３６ｂとシャフト傾斜部３８ｂとの間が互いに接触する。ここで、コア傾斜部３６ｂが曲率半径Ｒｃ１からなる曲線によって専ら形成されている一方で、シャフト傾斜部３８ｂが直線によって形成されている。従って、微視的には、コア傾斜部３６ｂは、シャフト傾斜部３８ｂの直線に形成された部位との接触点Ｘで点接触させられる。接触点Ｘは、コア内径ｄｃよりも径方向内側に形成されている。なお、コア傾斜部３６ｂとシャフト傾斜部３８ｂとの間は、隙間ばめ、締まりばめ、中間ばめの何れもよく、締まりばめおよび中間ばめの場合には、コア傾斜部３６ｂおよびシャフト傾斜部３８ｂの互いの接触部が変形することで、少なくとも接触点Ｘを含んだ部位で線接触した状態になる。なお、接触点Ｘが、本発明のコア傾斜部においてシャフト傾斜部と接触する部位に対応する。

【0044】

上述したように、ロータコア２２において、少なくともコア傾斜部３６ｂの接触点Ｘからコア内周面部３６ｄまでの間では、ロータコア２２の内周面が、上述した曲率半径Ｒｃ（Ｒｃ１～Ｒｃ４等）が異なる複数の曲線が連続的に繋がることによる曲線形状に形成されている。従って、コア傾斜部３６ｂの接触点Ｘからコア内周面部３６ｄの間では、ロータコア２２の内周形状を形成する曲線の曲率半径Ｒｃが段階的に変化している。

【0045】

また、コア湾曲部３６ｃとシャフト湾曲部３８ｃとの間には、径方向の隙間Ｓ２が形成されている。隙間Ｓ２の寸法は、最大値が０．５ｍｍ以下の寸法に設定されている。上記隙間Ｓ２が形成されるように、コア湾曲部３６ｃの内周形状を専ら形成する曲率半径Ｒｃ３、および、シャフト湾曲部３８ｃの外周形状を専ら形成する曲率半径Ｒｓ２の寸法が設定されている。例えば、隙間Ｓ２が形成されるように、コア湾曲部３６ｃの曲率半径Ｒｃ３が、シャフト湾曲部３８ｃの曲率半径Ｒｓ２よりも小さく（Ｒｓ２＞Ｒｃ３）されている。隙間Ｓ２が形成されることで、コア湾曲部３６ｃにおける内周面の内周形状の自由度が高まり、コア湾曲部３６ｃをなだらかな形状とすることが可能になる。また、隙間Ｓ２の寸法の最大値が０．５ｍｍ以下に制限されることで、コア湾曲部３６ｃが例えば外周側に大きく突き出すことのないなだらかな曲線で形成される

【0046】

また、コア湾曲部３６ｃは、コア傾斜部３６ｂとの連結点Ｙ１を通る接線Ｌ３と、コア内周面部３６ｄとの連結点Ｙ２を通る接線Ｌ４とが交差することで形成される第２交差角θ２が、鈍角となるように設定されている。第２交差角θ２が鈍角とされることで、コア湾曲部３６ｃの内周面がなだらかな曲線で形成され、コア湾曲部３６ｃに高い応力がかかっても応力の分布が一様（すなわち略均一）になり、ロータコア２２で応力集中が発生することが抑制される。

【0047】

図３は、ロータ１４の回転中にロータコア２２のキー部３４周辺に作用する応力の分布（応力分布）を、数値シミュレーションによって解析した解析結果を示している。図３において、紙面上方に位置する斜線が施された部位がロータコア２２に対応し、紙面下方に位置する部位がロータシャフト２４に対応している。

【0048】

図３のロータコア２２において、斜線の網目間隔が細かい部位ほど応力が高いことを示している。従って、ロータコア２２のコア湾曲部３６ｃの内周側に向かうほど応力が高くなり、コア湾曲部３６ｃの内周面にかかる応力が最大となる。ロータ１４では、ロータコア２２のコア内周面部３６ｄとロータシャフト２４のシャフト外周面部３８ｄとの間に締め代Ｇが設定されているため、ロータコア２２のコア内周面部３６ｄには外周方向に広げられる方向に荷重がかかる。このとき、コア湾曲部３６ｃにはコア内周面部３６ｄ側に引っ張られる方向の引張応力が発生する。また、コア傾斜部３６ｂの接触点Ｘで回転方向の荷重を受けると、キー部３４に対する曲げ荷重が発生する。このとき、キー部３４に対する曲げ荷重によってキー部３４の根本に曲げ応力が発生する。これより、コア内周面部３６ｄ側への引張荷重と、キー部３４の根本での曲げ荷重が足し合わされることによって、キー部３４の根本すなわちコア湾曲部３６ｃに高い応力が発生する。

【0049】

これに対して、コア傾斜部３６ｂの接触点Ｘからコア内周面部３６ｄの間の内周面が、曲率半径Ｒｃ（Ｒｃ１～Ｒｃ４等）の異なる複数の曲線がなだらかに繋がる曲線形状に形成されているため、コア湾曲部３６ｃの内周面の応力分布が一様になる。その結果、コア湾曲部３６ｃにおいて応力集中が発生することが抑制される。

【0050】

また、一対のシャフト傾斜部３８ｂを形成する直線を延長した一対の直線Ｌ１、Ｌ２が交差することで形成される第１交差角θ１が、３０度～１８０度の範囲に設定される。これに関連して、コア傾斜部３６ｂのシャフト傾斜部３８ｂとの接触点Ｘを通る一対の接線（すなわち直線Ｌ１、Ｌ２）が交差することで形成される第１交差角θ１についても、３０度～１８０度の範囲になる。第１交差角θ１が上記範囲とされることで、ロータコア２２のコア傾斜部３６ｂの接触点Ｘからコア内周面部３６ｄまでの間における、ロータコア２２の内周面をなだらかな曲線形状とすることが可能になる。一方、第１交差角θ１が３０度未満になると、コア傾斜部３６ｂの傾斜が急になるため、コア湾曲部３６ｃの内周面の曲線形状の変化が急になってしまう。その結果、コア湾曲部３６ｃにおいて応力集中が発生しやすくなる。

【0051】

上述のように、本実施例によれば、キー部３４のキー溝３２と対向する部位は、コア底部３６ａ、コア傾斜部３６ｂ、およびコア湾曲部３６ｃが連続して繋がるようにして形成され、且つ、コア湾曲部３６ｃとシャフト湾曲部３８ｃとの間に径方向の隙間Ｓ２が形成されるため、コア傾斜部３６ｂのシャフト傾斜部３８ｂと接触する接触点Ｘからコア内周面部３６ｄまでの間の、ロータコア２２の内周面をなだらかな曲線で形成することができる。従って、コア湾曲部３６ｃに高い応力が発生した場合であっても、この部位で発生する応力を一様に分布させることができる。その結果、ロータコア２２において応力集中が発生することを抑制することができる。

【0052】

また、本実施例によれば、コア傾斜部３６ｂのシャフト傾斜部３８ｂと接触する接触点Ｘからコア内周面部３６ｄまでの間におけるロータコア２２の内周面が、複数の曲率半径Ｒｃの異なる曲線が連続的に繋がることで、なだらかな曲線形状に形成することができる。従って、ロータ１４の回転中においてコア湾曲部３６ｃに作用する応力分布が一様になり、ロータコア２２で応力集中が発生することを抑制することができる。また、隙間Ｓ２の寸法が、０．５ｍｍ以下に設定されるため、コア湾曲部３６ｃの内周面をなだらかな曲線形状に形成することができる。また、キー部３４を構成する一対のコア傾斜部３６ｂの、シャフト傾斜部３８ｂと接触する接触点Ｘを通る一対の接線（直線Ｌ１、Ｌ２）が交差することで形成される第１交差角θ１が、３０度から１８０度未満の範囲に設定されるため、コア傾斜部３６ｂとコア湾曲部３６ｃとの間をなだらかな曲線で繋ぐことができる。

【0053】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

【0054】

例えば、前述の実施例では、ロータ１４には、回転軸線ＣＬを挟んで互いに対向する位置に、２個のキー嵌合部２８が設けられていたが、キー嵌合部２８の個数は必ずしも２個に限定されない。例えば、３個、４個、またはそれ以上のキー嵌合部２８が設けられるものであっても構わない。

【0055】

また、前述の実施例において、コア傾斜部３６ｂの接触点Ｘからコア内周面部３６ｄまでの間における、ロータコア２２の内周面が、曲率半径Ｒｃ１～曲率半径Ｒｃ４の曲線が連続的に繋がることで形成されていたが、ロータコア２２の内周面を形成する曲率半径Ｒｃは、必ずしも曲率半径Ｒｃ１～曲率半径Ｒｃの４個に限定されない。例えば、ロータコア２２の内周面が、５個以上の曲率半径Ｒｃの曲線が連続的に繋がることで形成されても構わない。要は、複数の曲率半径Ｒｃの曲線が連続的に繋がれることで、ロータコア２２の内周面がなだらかに形成されるものであればよい。

【0056】

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0057】

１４：ロータ
２２：ロータコア
２４：ロータシャフト（シャフト）
２８：キー嵌合部（嵌合部）
３２：キー溝
３４：キー部
３６ａ：コア底部
３６ｂ：コア傾斜部
３６ｃ：コア湾曲部
３６ｄ：コア内周面部
３８ａ：シャフト底部
３８ｂ：シャフト傾斜部
３８ｃ：シャフト湾曲部
３８ｄ：シャフト外周面部
ＭＧ：電動機
ＣＬ：回転軸線
Ｓ２：隙間
Ｒｃ１～Ｒｃ４：曲率半径
θ１：第１交差角（交差角）

【図1】

【図2】

【図3】