JP2008035602A - 回転電機の回転子の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを抑え、回転子３のポールコア７の両軸受部基準に対する振れを低減し、性能低下を抑えることのできる回転電機の回転子の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】ランデル型ポールコア７の対向する両外側端面７２が互いに傾斜しており、両外側端面７２を貫通する軸穴７８があり、この軸穴７８にシャフト５を圧入して回転子３を製造するに際し、ポールコア７の軸穴７８の軸中心に三次元方向の回転をさせる調芯工程と、その後、ポールコア７の軸穴７８に対しシャフト５を圧入する圧入工程を備え、さらに、その後に続くポールコア７の対向する両外側端面７２の圧入シャフト外周部に円環状の溝を付けるかしめ工程にも、ポールコア７の軸穴７８の軸中心に三次元方向の回転をさせる調芯工程を備えた製造方法および調芯機構Ａを備えた製造装置を採用して、シャフト振れのない、シャフト締結力を確保した回転子３を容易に製造する。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転電機の回転子に関し、特に車両用交流発電機のように、回転子の回転子鉄心が一対のランデル型ポールコアからなる回転電機に適した回転子の製造方法および製造装置に関するものである。

〔従来の技術〕
従来の車両用交流発電機は、その回転子鉄心としてランデル型ポールコアを有しており、このランデル型ポールコアは、互いに同形で一方端面を対向させてシャフトをその中心に挿通させた構造となっている（特許文献１参照）。従来の回転子鉄心（以下、ポールコア）は、円筒状の基部と、基部の軸方向外端部から周方向所定間隔を隔てて径外方向へ向けて伸びる角柱状の多数の爪基部と、爪基部の径方向先端部から軸方向に向けて界磁コイルを囲包するように延伸する爪部とを備え、爪部はステータコア内に収容されている。

また、互いに対向したポールコアの軸心には、ローレットや多数の爪起し加工を施されたシャフトが圧入され、さらにシャフトのポールコア前後端面位置には円環状の溝を付設するステーキングかしめが加工されて、回転子が構成される。ステーキングかしめは高速回転時においても機械的強度を保持するためのものである（特許文献２参照）。このため、ポールコアの基部軸心に、シャフトを貫通して通す穴、つまりシャフト貫通穴が切削加工によって開けられている。

一般的に、このポールコアは軟鉄材を使用して鍛造設備によって加工されるが、製造設備精度には限度があり、対向する一方端面は必ずしも幾何的平行または直角をなしているのでなく、シャフト貫通穴に対する対向する一方端面との直角度、および平面度にはばらつきがある。このため、対向する一方端面は傾斜を生じることがある（図２０参照）。

従って、図２０に示すように、ポールコア１０７に切削により加工される軸穴１７８は、外側端面１７２を基準に外側端面１７２に垂直に加工される製造方法に限らず、内側端面、つまりボス部端面１７６を基準にボス部端面１７６に垂直に加工される軸穴１７８の製造方法や、ボス底部端面１７７を基準にボス底部端面１７７に垂直に加工される軸穴１７８の製造方法が考えられる。どの製造方法を採用するかは、ポールコア１０７の切削加工の容易さはもとより、加工精度やばらつきの程度を考慮して選択される。

従って、各ポールコアにおいて、各平面に対する軸穴向きに差異があり、図２０に示すように外側端面基準で垂直に切削加工した軸穴１７８は、勿論外側端面１７２には直角に交差するが、ボス底部端面１７７やボス部端面１７６には直角にて交差せずに少し傾斜を有することとなる。同様に、ボス底部端面基準で垂直に切削加工した軸穴１７８の場合には、勿論ボス底部端面１７７とは直角に交差するが、外側端面１７２やボス部端面１７６とは傾斜して交差することとなる。また、ボス部端面基準で垂直に切削加工した軸穴１７８も同様である。

このことから、対をなすポールコア１０７を対向して組合せ、ランデル型ポールコアを構成する場合、図２１に例示するように、両ボス部端面１７６を密着させて組合せれば各ポールコア１０７の軸穴１７８の軸心は芯ずれもしくは芯折れを起して一直線状とはならず（図２１（ａ）参照）、また、逆に各ポールコア１０７の軸穴１７８の軸心を一致させれば対向面であるボス部端面１７６は片当りして隙間が生じることになり（図２１（ｂ）参照）、いずれの場合もポールコア１０７の軸穴１７８にシャフトを強制的に貫通させる場合、シャフトの曲がりを生じ、ポールコア１０７を含む回転子としてシャフト外周の回転基準に対して振れが大きくなる恐れがある。そして、この振れが大きくなると、ステータコアとの干渉、振動の増大、ベアリング寿命の低下、および発電、またはトルクのばらつきが大きくなるという性能低下の懸念がある。

しかし、このとき、各ポールコア１０７のボス部端面１７６のボス部高さの高低を互いのポールコア１０７で密着するように相対的な回転を加えることによって調整することで隙間のない、両ポールコア１０７の厚みが最小となる組合せが可能である。図２１（ｄ）〜図２１（ｆ）は代表的な密着パターンを示したものである。図２１（ｄ）〜図２１（ｆ）のような密着パターンを示すポールコア１０７の組合せでは、各ポールコア１０７の軸穴１７８は一直線状であって、この軸穴１７８にシャフトを圧入することは容易である。また、圧入したシャフトも曲がることはなく、シャフト外周の回転基準に対して振れが大きくなることはない。この相対的回転を加えてボス部高さの調整をすることをここでは回転調整と呼ぶ。

しかし、この回転調整によるシャフトの曲がりの抑制は、ポールコア１０７の軸穴１７８が外側端面基準で切削加工された場合（図２１（ｄ））に特に有効であって、図２１（ｆ）のようにボス部端面基準や、図２１（ｅ）のようにボス底部端面基準の場合には、ポールコア１０７の軸穴１７８が後述する受け台に対し傾倒、すなわちパンチ下降方向に傾倒すると、シャフト圧入においてシャフトの曲げ力が働いたり、かしめ成形においても、やはりかしめパンチの下降方向と軸穴方向が傾いているので、パンチが受け台に保持されるポールコアの外側端面に垂直に圧入されない等の問題があって、回転調整のみでシャフト曲がりの抑制が、十分有効であるとは言えない。従って、シャフトの曲がりの抑制のために、ポールコア１０７の組合せ工程やシャフト圧入工程の前後工程で直角もしくは平行に対する仕上げ加工の追加や、回転軸基準で修正する切削除去方法や矯正曲げ方法などがあるが、工程の追加が必要であり、また、切削代を見込まざるを得ず素材の無駄が生じ、コストアップとなる懸念がある。

このため、ポールコアなどの被圧入体の軸穴に対し、シャフトなどの圧入体を貫通させ締結させるに際して、被圧入体を水平方向に移動が自由になる調芯手段を備えた受け治具に乗せ、さらにこの受け治具の軸方向角度を調整する角度調整手段を備えた調芯機構を採用して、プレス機のような手段で圧入体を圧入体押圧手段によって被圧入体に貫挿する方法が開示されている（特許文献３参照）。

〔従来技術の不具合〕
特許文献３に開示される被圧入体を、この調芯機構を採用した受け治具に乗せ、圧入体を圧入体押圧手段によって被圧入体に貫挿する圧入方法は、上述した同様な懸念を解消するものである。しかし、開示された手段は、受け治具が圧入体の圧入され始める直前まで、受け治具接触部に支持される被圧入体の姿勢、つまり圧入体の中心軸向きに対する被圧入体の軸穴の同軸および振れを維持するため、接触部の形状のばらつきにより必ずしも同軸上に被圧入体の軸穴と圧入体の中心軸がない場合がある。この場合、開示された調芯機構の角度調整手段の調整により、被圧入体の軸穴と圧入体の中心軸が同軸化に至ると思われるが、タイミング的に圧入体と被圧入体との衝突が先に生じてしまうために、被圧入体の軸穴に圧入体が入り難くなったり、入っても被圧入体の軸穴に圧入体が斜めに入り込み、その結果、高速回転時の遠心力や軸力により被圧入体が抜けやすくなる可能性が高いという問題があった。
特開平１１−２２０８４５号公報 特開昭５６−９８３４９号公報 特開２００２−２３９８４９号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、コストアップを抑え、回転子のポールコアの両軸受部基準に対する振れを低減し、性能低下を抑えることのできる回転電機の回転子の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、対をなすランデル型回転子鉄心の対向する両側端面が互いに傾斜しており、両側端面を貫通する軸穴があり、軸穴に直角となる向きを軸中心に相対的に両回転子鉄心を回転させる調芯工程と、その後、回転子鉄心の軸穴にシャフトを圧入する圧入工程を備えているので、この方法によれば、シャフトの圧入開始に伴い、ポールコアの軸穴円筒面がシャフト円筒面に倣って圧入されるので、ポールコアの外側端面が互いに傾斜していても、この外側端面の傾斜に倣ってポールコアは受け台とともに回転調芯し、受け台面およびポールコア爪間部の爪突起により軸方向および軸直角向きに圧入力を受け、シャフト摩擦力とのバランスが釣合う姿勢、つまり、同軸の姿勢で釣合うため、シャフトに曲げモーメント等が作用することなくシャフト曲げを抑止できる。また、シャフト圧入姿勢を任意に選ぶことが可能となって、圧入方向の自由度が増す。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、一対の回転子鉄心の端面を対向させて構成され、各軸穴の向きは内側端面であるボス部端面に対し垂直であるので、これにより、両ポールコア間の対向する面が互いに密着し、各軸穴向きを一直線状とすることができ、シャフトを容易に圧入することができる。また、シャフトと軸穴向きが一致しなくても調芯工程で一致させることができ、曲げを生じさせるモーメントとなるシャフト圧入によるシャフト半径方向成分が生じないのでポールコア外側端面においてシャフトが曲がりにくい。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、一対の回転子鉄心の端面を対向させて構成され、各軸穴の向きはボス底部端面に対し垂直であるが、ボス部端面とは傾斜を有するので、両ポールコアの対向面には隙間を生じて当接する場合がある。両ポールコアの対向面に隙間を生じるとき、またはこの隙間を両ポールコア間の相対的回転によって生じないように調整を実施した場合にもいずれも各軸穴向きを一直線状とすることができ、これにより、シャフトを容易に圧入することができる。また、シャフトと軸穴向きが一致しなくても調芯工程で一致させることができ、曲げを生じさせるモーメントとなるシャフト圧入によるシャフト半径方向成分が生じないのでポールコア外側端面においてシャフトが曲がりにくい。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、調芯工程が、所定の姿勢となるように圧入工程前に行われる。これにより、端面が傾斜していても、この傾斜に沿って調芯機構が回転移動して、常にシャフト押圧を適正な荷重点で支持するので、シャフトの曲がりにくい圧入が容易に実施できる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、圧入工程後、回転子鉄心の外側端面上のシャフト外周に、円環状の溝を成形するかしめ工程を備えているので、これにより、円環状の溝が偏ることなく、溝深さが略一様なかしめの加工が可能となり、十分なシャフト締結力を確保した回転子が得られる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、シャフト圧入方向と回転子鉄心の軸穴の中心軸の方向と各位置が一致するようにしている。これにより、ステーキングかしめに調芯方法を適用できるのでポールコアの外側端面の直角度のばらつきがある場合にも、溝の付設形状を適切に形成することができる。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、シャフト圧入方向と回転子鉄心の外側端面の方向が直角で軸穴の中心位置とシャフト軸中心位置が一致するようにしている。これにより、パンチ移動方向とシャフト延在方向が一致するので、部材とシャフトが干渉することなく両者のクリアランスを小さくでき、パンチの設計自由度が増す。

〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、ステーキングかしめに調芯工程を適用することにより、ポールコアの外側端面の直角度のばらつきがあっても、溝の付設形状を適切に形成することができる。

〔請求項９の手段〕
請求項９の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、調芯工程が円環状の成形溝の深さ方向と回転子鉄心の軸穴の方向と各中心が一致するので、これにより、円環状の溝が偏ることなく、溝深さが略一様な溝の付設形状を適切に形成することができる。

〔請求項１０の手段〕
請求項１０の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、ポールコア外側端面の中心と円環状の溝が偏ることなく、溝深さが略一様に成形でき、十分、かつ、安定したシャフト締結力が確保できる。

〔請求項１１の手段〕
請求項１１の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、ポールコア端面に対する溝深さが所定値以上で略一様に成形でき、かしめ強度が安定する。

〔請求項１２の手段〕
請求項１２の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、ポールコアを受ける受け台が回転可能であるので、ポールコア軸穴向きにばらつきがあってもシャフト圧入向きと一致するようにポールコアを回転させることができる。

〔請求項１３の手段〕
請求項１３の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、ポールコアを受ける受け台が回転可能であるので、ポールコアの外側端面に傾斜のばらつきがあっても、傾斜に沿ってポールコアを回転させ、シャフト圧入向きの荷重点を適切に支持できる。

〔請求項１４の手段〕
請求項１４の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、回転中心がポールコアの厚み方向中心および軸穴中心位置と一致するので、両外側端面における回転による装置に対する位置ずれが少なく、シャフトを容易に圧入することができる。

〔請求項１５の手段〕
請求項１５の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、受け台を、一対の回転子鉄心のそれぞれに備えているので、各外側端面のそれぞれの直角度のばらつきにも対応できる。

〔請求項１６の手段〕
請求項１６の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、受け台が、固定手段によって固定できるので、シャフト圧入力（抗力）がシャフト円周方向において偏りがある場合においても、受け台がずれることなく安定して圧入できる。

〔請求項１７の手段〕
請求項１７の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、本発明になる圧入装置を利用できるので、シャフトの圧入が容易にできる。

〔請求項１８の手段〕
請求項１８の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、圧入直前のシャフトの向きと位置を一定に定めることができ、パンチとシャフトとの位置のずれをなくすことができる。

〔請求項１９の手段〕
請求項１９の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、かしめの円環状の溝深さ方向の一様性と径方向の均一性を確保しやすい。

〔請求項２０の手段〕
請求項２０の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、シャフト圧入力（抗力）がシャフト円周方向において偏りがある場合においても、受け台がずれることなく安定して圧入できる。

〔請求項２１の手段〕
請求項２１の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、受け台と圧入パンチの少なくともいずれかにおいて、圧入方向直角向きに任意に移動可能であるので、簡単にシャフトと軸穴の中心を一致させる調芯ができ、シャフトを容易に圧入することができる。

〔請求項２２の手段〕
請求項２２の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、ポールコアを受ける受け台が回転可能で、ポールコア向きがばらついても、成形パンチの打ち込み方向を所定の向きに定めることができる。

〔請求項２３の手段〕
請求項２３の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、ポールコアを受ける受け台が回転可能であるので、ポールコアの外側端面に傾斜のばらつきがあっても、傾斜に沿ってポールコアを回転させ、成形パンチの打ち込み方向の荷重点を支持できる。

〔請求項２４の手段〕
請求項２４の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、回転によって、上下各外側端面における径方向位置ずれが少なくかしめ位置を安定させることができる。

〔請求項２５の手段〕
請求項２５の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、回転によって、一側（一方）ポールコアの外側端面における径方向位置ずれが少なく、かしめパンチを装置に対して押圧方向に使用することができる。

〔請求項２６の手段〕
請求項２６の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、受け台を、一対の回転子鉄心のそれぞれに備えているので、各外側端面のそれぞれの直角度のばらつきにも対応できる（浮き上がりが防止できる）。

〔請求項２７の手段〕
請求項２７の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、パンチ押圧力がシャフト円周方向において偏りがある場合においても受け台がずれることなく溝成形を安定して行うことができる。

〔請求項２８の手段〕
請求項２８の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、本発明になるかしめ装置を利用できるので、ステーキングかしめが容易にできる。

〔請求項２９の手段〕
請求項２９の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法は、パンチ移動方向とシャフト延在向きが一致するので、成形パンチとシャフトが干渉することなく両者のクリアランスを小さくし易く、成形パンチの設計自由度が増す。

〔請求項３０の手段〕
請求項３０の手段を採用する回転電機の回転子の製造方法および製造装置は、かしめ直前のシャフト向きと位置を一定に定めることができ、かしめ位置のずれをなくすことができる。

〔請求項３１の手段〕
請求項３１の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、かしめの円環状の溝深さ方向の一様性と径方向の均一性を確保しやすい。

〔請求項３２の手段〕
請求項３２の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、シャフト圧入力（抗力）がシャフト円周方向において偏りがある場合においても、受け台がずれることなく安定して圧入できる。

〔請求項３３の手段〕
請求項３３の手段を採用する回転電機の回転子の製造装置は、受け台と成形パンチの少なくともいずれかにおいて、かしめ方向直角向きに任意に移動可能であるので、簡単に成形パンチと軸穴の中心を一致させる調芯ができ、ポールコアの外側端面のかしめを容易に成形できる。

この発明の最良の実施形態は、ランデル型ポールコアの対向する両外側端面が互いに傾斜しており、両外側端面を貫通する軸穴があり、この軸穴にシャフトを圧入して回転子を製造する際に、ランデル型ポールコアの軸穴の軸中心に三次元方向の回転をさせる調芯工程と、その後、ランデル型ポールコアの軸穴に対しシャフトを圧入する圧入工程を備え、さらに、その後に続くランデル型ポールコアの対向する両外側端面上の圧入シャフト外周部に円環状の溝を付設するステーキングかしめ工程にも、ランデル型ポールコアの軸穴の軸中心に三次元方向の回転をさせる調芯工程を備え、その後、かしめ工程を実施する製造方法および製造装置を採用して、回転電機のシャフト振れの少ない、十分なシャフト締結力を確保した回転子を容易に製造するものである。
この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。

〔実施例１の構成〕
本実施例のランデル型ポールコアを用いる車両用交流発電機の全体構成を図１に基づいて説明する。車両用交流発電機１は、電機子として働く固定子２と、界磁子として働く回転子３とを有している。固定子２は、ハウジング４に固定されるステータコア２１と、ステータコア２１に巻装されるステータコイル２２とを有している。回転子３は、ハウジング４に回転自在に支承されるシャフト５に一体に嵌着されており、ポールコア７、界磁コイル８を有している。

また、シャフト５の後部（図示右部）には、一対のスリップリング９、１０と、一対のブラシ１１と、レギュレータ１２、エンドカバー１３、出力ターミナル１４、および一対の冷却ファン１５を有している。この車両用交流発電機１の回転子３以外のさらに詳細な構造説明および動作説明は省略する。

次に、回転子３の全体構成について図２を参照して説明する。回転子３は、互いに同形で対向して密着するポールコア７の中心穴に、ローレット加工もしくは多数の爪起し加工のシャフト５を相対回転不能に圧入して、ポールコア７を所定位置に固定し、圧入されたシャフト５の前後端の周径を軸受にて支持される回転体である。また、互いのポールコア７の内部には発電のための界磁コイル８が挟装、固定されている。

次に、ランデル型ポールコアについて以下説明する。ランデル型ポールコアは、互いに同形で対向してシャフト５に相対回転不能に嵌着される軟鉄材の一対のポールコア７からなる。ポールコア７は、図３に示すように、円筒状の基部７１を有し、この基部７１の軸方向の外側端部から周方向に関して所定間隔を隔てて径外方向へ向けて伸びる角柱状の多数の爪基部７３を有する。それぞれの爪基部７３の径方向先端部から軸方向へ向けて界磁コイル８を囲包するように延伸する爪部７４を備える。本実施例では、ポールコア７には８個の爪部７４が設けられ、これら爪部７４はステータコア２１内に所定のクリアランスを有して収容される。

また、ポールコア７の円筒状の基部７１の一方端に平面で構成される外側端面７２を備え、円筒状の基部７１の他方端にはボス部７５を設けて、同様に平面で構成される内側端面（ボス部端面）７６を備えている。そして、ボス部７５と基部７１の略中間部にはボス底部端面７７を構成して、ポールコア７には３つの端面がそれぞれ互いに幾何的平行となる構造を有している。そして、ポールコア７の基部軸心に、シャフト５を貫通して通す穴、つまり軸穴（貫通穴）７８が切削加工によって開けられている。

本実施例では、この軸穴７８はボス部端面７６を基準にボス部端面７６に垂直な穴加工が施された場合のポールコアの製造方法および製造装置について説明する。ちなみに、ボス底部端面７７または外側端面７２を基準に垂直穴加工も可能であるが、既に説明したように、ポールコア７が軟鉄材を使用して、生産性の高い鍛造設備によって製造される場合には、必ずしもボス部端面７６やボス底部端面７７と幾何的平行とならず、ばらつきによって傾斜を生じることとなる。よって、ボス部端面７６を基準にボス部端面７６に垂直な軸穴加工が施された場合が最もばらつきを小さく抑え易いと考えられる。

次に、製造装置について説明する。図４は、本実施例にかかるシャフト圧入装置の要部である三次元方向回転の調芯機構を示す概略図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は立面断面図を示し、（ａ）の平面図には（ｂ）に示すＸ−Ｘ線上の半断面も併せ示している。図５は、圧入工程を示す圧入装置の要部概略図である。図６は、かしめ工程を示すかしめ装置の要部概略図である。

図５は、本発明になる圧入装置の好ましい一実施例である。圧入装置３０は、パンチ部３１とダイ部３２からなる通常のダイセット構造であり、ダイ部３２には、本発明になる調芯機構Ａが設けられている。本実施例の調芯機構Ａは、図４に示すように、ベース３３にベアリング３４を介して球状座面３５ｂを備えたテーブル３５がセットされている。テーブル３５は円柱体であって、一端は平面をなしてベアリング３４と当接し、他端は球状座面３５ｂを備えて対をなす受け台３６を支持している。そして、テーブル３５の中心には貫通穴が設けられ、その貫通穴を通過して、ワークであるポールコアの中心位置および向きを設定するセンタ押え３７が上下移動可能に設けられている。

また、テーブル３５の外周部には、周方向に等間隔に多数の穴が設けられ、この穴にスプリング３８を介在した支持棒３９がさらにボール４０を介在して受け台３６の鍔部３６ａを支持するようにセットされている。これにより、テーブル３５の球状座面３５ｂと受け台３６の固着や過度の摩擦力の発生を抑制している。つまり、受け台３６が球状座面３５ｂに対して三次元方向に回転し、また復元しやすいようになっている。なお、受け台３６の水平方向の移動は、テーブル３５と共にテーブル３５の下部に備えたベアリング３４によって実現される。

受け台３６は同様に円柱体であってその軸心に貫通穴が開けられ、外周には円盤状の鍔部３６ａを有する。そして、受け台３６の軸方向の一端は、テーブル３５の他端に設けられた球状座面３５ｂと対をなす球面部３６ｂが形成され、テーブル３５の球状座面３５ｂと三次元方向に滑動できるようになっている。また、受け台３６の他端は平面部３６ｃを構成し、ワークと密接できるようになっており、さらに、受け台３６の外周部にはワークであるポールコア爪間部と位置合わせが可能なように複数（本実施例では８個）の爪突起３６ｄが設けられている。これにより、ワークであるポールコアと受け台３６が密着して一体的な保持と回転移動が可能である。

また、受け台３６の鍔部３６ａの上面には、同様にスプリング３８を介在した支持棒３９とボール４０を介在してセットされている。この支持棒３９は、ベース３３の軸方向他端部のフランジ部３３ａに周方向に等間隔に設けられた多数の穴に装着されて、受け台３６の鍔部３６ａを上下に対向したボール４０によって挟着し、受け台３６の宙吊り支持を構成している。

また、センタ押え３７は、ワークであるポールコアの中心位置および向きを設定するものであり、センタ押え３７の外径はシャフト径より小さく、従ってポールコアの軸穴７８と摺動するものの嵌合することはない。また、センタ押え３７の先端は尖っているので、軸穴向きおよび位置ずれがあっても、軸穴７８に挿入することが容易であり、挿入が進むにつれ、位置ずれは受け台３６の三次元方向回転や、調芯用のベアリング３４の水平方向移動により、ポールコア７は調芯され、ポールコア７の軸穴７８はセンタ押え３７と同心に位置決めされる。

また、少なくとも２個の爪押え４１がベース３３のフランジ部３３ａに固定され、ワークであるポールコア爪部を軸方向もしくは求心方向に押え、保持して、レバー４２によって保持（固定）および解除が自在にできるものとなっている。

また、回転止め４３がベース３３の円筒状筒部に中心軸方向に向かって作用力を生じるように配置され、テーブル３５が回転しないよう固定できるようになっている。

つづいて、図５に示す圧入装置３０のパンチ部３１は、シャフト５を垂直方向に保持し、シャフト５の端面肩部５ａを押圧して圧入する受け穴４５ａを軸心に有するシャフト保持パンチ４５を備えた圧入パンチ４６が垂直方向に下降または上昇するようにダイセットに組立てられている。

次に、かしめ装置について説明する。図６はかしめ工程を示すかしめ装置５０の要部概略図である。図６は、本発明になるかしめ装置の好ましい一実施例である。かしめ工程は、シャフト５を圧入したポールコア７の両外側端面７２に円環状の所定の深さを有する溝状の圧痕を付けることにより、その圧痕が同様にシャフト５の両外側端面７２位置に設けた円環状の凹部に塑性流れを呈してなされるかしめ成形する工程をいう。かしめ成形は、車両用交流発電機１が高速回転で使用されるとき、その回転子３が、高速回転時の遠心力や軸力に対し、圧入されたシャフト５からポールコア７が抜けたり、強度が低下しないように機械的な締結力アップを図るもので、ステーキングかしめと呼ばれるものである。

かしめ工程に使用するかしめ装置５０は、上述した圧入工程に使用される圧入装置３０とよく似ている。異なるのは、押圧によりかしめ加工をするために、パンチ部５１、ダイ部５２においてかしめパンチ５３、かしめダイ５４に取り替わり、パンチ部５１にも調芯機構Ａが備えられたことである。ここで、パンチ部５１に備えられた調芯機構を上調芯機構Ａ２と称し、ダイ部５２に備えられた調芯機構を下調芯機構Ａ１と称して区別する。

かしめダイ５４は硬度を有する工具材等で形成された略円筒形のダイである。かしめダイ５４の中心にはワークに圧入されるシャフト５の外径と同径か少し大きな内径のガイド穴が備えられ、シャフト５の中心軸とかしめダイ５４の中心軸は一致して、シャフト外周を倣って軸方向に摺動できるようになっている。そして、かしめダイ５４の外径は受け台３６の中心に設けられた貫通穴と所定の隙間を形成して、互いに独立した移動が可能なようになっている。

そして、かしめダイ５４の一端は径大の鍔部５４ａを備え、かしめ成形押圧を全面で均一に支持できるようになっており、他端はその押圧を集中応力となす円環状のかしめ突起５４ｂが中心軸に同軸に、また所定のかしめ溝深さを形成するように出代が決められている。そして、このかしめダイ５４はかしめダイ保持部５５にリターンスプリング５６を介在してかしめダイ保持部５５とともにテーブル３５に嵌着されている。リターンスプリング５６はかしめダイ５４のかしめ突起５４ｂが非押圧時に受け台３６の他端側に設けられた平面部３６ｃを越えて突き出さないためのものである。

また、かしめ成形押圧、つまりかしめ荷重は受け台３６が支持する構成であり、しかもワークであるポールコアの外側端面７２と密着して、外側端面７２の傾斜に倣って三次元方向の回転調芯を経て支持する構成であるので、受け台３６の荷重（支持）点は外側端面７２の傾斜に応じ、傾斜に対して垂直方向に一義的に決まることとなる。そして、本実施例のかしめ装置５０では、受け台３６の荷重（支持）点がかしめ工程中にかしめ荷重によって移動しないよう、つまり対シャフト傾斜端面の回転防止を図る固定手段Ｂが備えられている。

固定手段Ｂは、図６に示すように、受け台３６を受け台３６の外周部からストッパ２５を介してブレーキを掛けて固定できるよう、係止ピン２６に支持されるカンチレバー２７の一端を、常時ブレーキを開放する方向に作用するスプリング２８の付勢力に抗して固定レバー２９を挿入することにより固定できる構成である。固定手段Ｂにより、受け台３６を所定の位置に固定可能であるので、かしめ工程時にワークであるポールコアの浮き上がりや、跳ね返りを防止することが可能となる。

一方、パンチ部５１は、本実施例では、ダイ部５２に採用された三次元方向回転をする調芯機構Ａ（Ａ１）と概ね同様な調芯機構Ａ（Ａ２）が備えられ、その調芯機構Ａ（Ａ２）の上受け台３６がワークであるポールコアの外側端面７２と密接保持できるよう三次元方向の回転ができるようになっている。そして、かしめパンチ５３が調芯機構Ａ（Ａ２）の軸心位置に、かしめダイ５４と対向して対をなすように対称に配置される。つまり、かしめパンチ５３は、かしめダイ５４と略同形の硬度を有する工具材等で形成された円筒状のパンチである。

かしめパンチ５３の中心軸には、ワークであるポールコアに圧入されるシャフト５の外径と同径か少し大きな内径の穴が備えられ、シャフト５の中心軸とかしめパンチ５３の中心軸は一致して、シャフト外周に倣って軸方向に摺動できるようになっている。そして、かしめパンチ５３の他端は径大の鍔部５３ａを備え、かしめ成形押圧を全面で均一に支持できるようになっており、一端はその押圧を集中応力となす円環状のかしめ突起５３ｂが中心軸に同軸に、また所定のかしめ溝深さを形成するように出代が決められている。そして、このかしめパンチ５３はかしめ成形パンチ５７と一体となって、上調芯機構Ａ（Ａ２）の上テーブル３５に嵌着されている。

かしめ成形パンチ５７は上テーブル３５内を上昇・下降することによりかしめパンチ５３を上昇・下降させ、かしめ加工が実施できる。このとき、かしめ荷重によるシャフト５の芯振れが生じないようにするためにかしめ成形パンチ５７の内周側に摺動して、しかもその一端がかしめパンチ５３の中心穴に嵌入されて、シャフト５の端面肩部５ａと当接してシャフト芯合せをなすシャフト圧入パンチ５８が備えられる。また、シャフト圧入パンチ５８の軸芯に上センタ押え５９を配置して、シャフト５の中心位置出しを確保している。

上下の調芯装置Ａ１、Ａ２を構成する各受け台３６はそれぞれ独立して三次元方向回転をなすことができるが、ワークであるポールコアのシャフト５を中心軸にして、かしめパンチ５３とかしめダイ５４とによってワークであるポールコアの外側端面７２にステーキングかしめを行う場合には、加圧方向をシャフト外周に倣って軸方向に押圧するので、外側端面７２には、シャフト軸心と同心の円環状の溝加工が可能となる。このとき、上下調芯機構Ａ１、Ａ２は押圧の荷重を荷重点に垂直に支持することができるので、ワークであるポールコアの浮き上がりや跳ね返りを生じることなく、つまり、シャフトに曲げモーメントを与えることなく所定の溝深さを付設するかしめが実行できる。

以上にて、圧入装置およびかしめ装置の製造装置の説明を終えて、次に、上述した各装置を使用して、ワークとなる対をなすポールコア７に界磁コイル８を装着し、その軸穴７８にシャフト５を圧入して回転子３を組付ける同時組立方式について、その製造方法を図７〜図８の圧入工程と、図９〜図１４のかしめ工程とからなる組立工程にて説明する。

まず、圧入工程の第１工程を説明する。図７は圧入工程の第１工程を示す圧入装置３０の要部概略図である。圧入工程の第１工程は、調芯機構Ａ（Ａ１）を含む圧入装置３０に対をなすポールコアの軸心合わせについての工程である。対をなすポールコア７を回転調整することなく互いに対向させて組合せ、その内部に界磁コイル８を装着した組合せポールコア７を、受け台３６にセットする。受け台３６にセットされたポールコア７は略水平に配置され、受け台３６の他端は平面部３６ｃを有しているので、組合せポールコア７の外側端面７２は受け台３６の平面部３６ｃと密着して支持される。

そして、次に、下センタ押え３７が受け台３６貫通穴を経由して上昇し、組合せポールコア７の軸穴７８に挿入される。軸穴７８はポールコア７のボス部端面７６に垂直に加工されており、また、下センタ押え３７の先端は尖っているので、この軸穴７８に、下センタ押え３７はスムースに挿入ができる。仮に、組合せポールコア７の軸穴７８の軸心と下センタ押え３７の軸心にずれがあったとしても、ポールコア７を受ける受け台３６は調芯機構Ａ（Ａ１）を備えており、ベアリング３４によって水平方向の移動を可能とするため、簡単に調芯され、軸心は一致される。また、同時に、この軸穴７８および下センタ押え３７の軸心に対して組合せポールコア７の外側端面７２は傾斜を有しているので、この傾斜した外側端面７２と密着する受け台３６の平面部３６ｃは外側端面７２と離接することなく、受け台３６が傾斜に倣って三次元方向の回転をなして、支持点を設定する。

そして、さらに下センタ押え３７が上昇し、組合せポールコア７の上側のポールコア７の外側端面７２を突き出ることなく少し手前の位置で停止する。このとき、下センタ押え３７は上側のポールコア７の軸穴７８に同軸に軸心を構成するので、下センタ押え３７は軸穴７８を滑らかに摺動し挿入される。下センタ押え３７を停止させて後、爪押え４１をロックして、軸方向もしくは求心方向に固定する。これにより、調芯機構Ａを有する受け台３６は支持点を荷重点として固定される。なお、このとき、組合せポールコア７の上外側端面７２は水平方向に対し、少し傾斜をもつ場合がある。

次に、圧入工程の第２工程を説明する。第２工程はシャフト５の圧入工程である。図８は圧入工程の第２工程を示す圧入装置３０の要部概略図である。シャフト５は垂直姿勢を維持され、一端は下センタ押え３７の挿入によって、垂直方向に微調整された軸穴７８の他端に位置され、下センタ押え３７の先端と当接して配置される。また、シャフト５の他端は、パンチ部３１の圧入パンチ４６に設けられたシャフト保持パンチ４５の受け穴４５ａに挿入され、垂直姿勢を保つ（図７参照）。

そして、ダイセット（プレス機）によって、圧入パンチ４６を下降させると、シャフト５は端面肩部５ａに圧入パンチ４６からの押圧を受け、シャフト５の一端が下センタ押え３７の他端を押しながら、下センタ押え３７によって垂直にガイドされた軸穴７８に傾くことなく押込まれ、一方、受け台３６は押圧を回転調芯位置で決まる荷重点にて支持して、所定の圧入位置まで圧入が実行される。このようにして、シャフト５が曲がることなく圧入された組合せポールコア７が製作される。

そして、圧入パンチ４６を上昇させて、初期の位置まで戻して（図８、二点鎖線の表示位置）後、組合せポールコア７を固定する爪押え４１をアンロックして解除し、ダイ部３２から取出して次工程へ流す。

次に、かしめ工程を説明する。図９にかしめ工程の第１工程を示す。図９はかしめ工程の第１工程を示すかしめ装置５０の要部概略図である。
前工程の組合せポールコア７のシャフト圧入にて製作され、取出されたシャフト圧入済み組合せポールコア７を、下調芯機構Ａ１を有するダイ部５２にセットする。このセットは、シャフト５を下センタ押え３７でガイドされたかしめダイ５４のガイド穴に垂直方向に挿入することでなされる。このとき、かしめダイ５４の他端のかしめ突起５４ｂは、一端の鍔部５４ａが軸方向にリターンスプリング５６により下方に押されているので、受け台３６の他端の平面部３６ｃより突出することはなく、従って、組合せポールコア７の外側端面７２は受け台３６の平面部３６ｃと当接して保持される。

つづいて、上センタ押え５９を下降させ、上センタ押え５９の尖った先端部をシャフト５の端面肩部５ａ近傍に備えられたセンタ穴に当接させ、軸方向に所定の押圧を加えることにより、シャフト５の軸心の微調整を図ってシャフト５の垂直方向の中心位置を決定し、固定する。このとき、ポールコア７の外側端面７２と受け台３６との当接はさらにしっかりと促進して密着し、受け台３６はその密着した傾斜する外側端面７２に倣って三次元方向の回転調芯がなされ、調芯位置で荷重点が設定される。そして、必要に応じ、固定手段Ｂの固定レバー２９を押し上げ、ストッパ２５により受け台３６にブレーキを掛け、受け台３６がさらに回転をしないように固定する。

次に、かしめ工程の第２工程を説明する。図１０はかしめ工程の第２工程を示すかしめ装置５０の要部概略図である。第２工程は、パンチ部５１を下降させポールコア７を上下受け台３６で挟み込む工程である。図１０に示すように、上センタ押え５９によってシャフト５の軸心位置と軸心方向を垂直方向に保持したままかしめパンチ５３を下降させると、かしめパンチ５３とシャフト軸心は一致しているので、かしめパンチ５３とシャフト５は従来のように干渉したり、もしくは衝突を生じることなく滑らかに摺動して、かしめパンチ５３のガイド穴の内周にシャフト５が収容されて、シャフト５と同心のかしめ加工が可能となる。

また、同時に、上受け台３６も下降し、かしめパンチ５３との相対位置の違いにより、かしめパンチ５３より先にポールコア７の外側端面７２と当接することとなる。この上側の外側端面７２が傾斜を有して配置される場合には、上受け台３６はこの上側外側端面７２の傾斜に倣って三次元方向の回転調芯し、上側外側端面７２としっかりと密着を図って、ポールコア７を両受け台３６に挟んで固定することができる。

これにより、第１工程の下受け台３６の調芯と、シャフト５の中心とかしめダイ５４の同心化、および第２工程の上受け台３６の調芯と、シャフト５の中心とかしめパンチ５３の同心化によって、かしめパンチ５３またはかしめダイ５４がシャフト５と干渉もしくは衝突することなくかしめが実行でき、それぞれ下外側端面７２と上外側端面７２とに作用するかしめ荷重を、下受け台３６および上受け台３６の三次元方向回転の調芯位置を荷重点として支持することができる。

次に、かしめ工程の第３工程を説明する。図１１はかしめ工程の第３工程を示すかしめ装置５０の要部概略図である。第３工程は、第２工程で調芯されて荷重点が設定される上下受け台３６と、シャフト５の中心と同心化されガイドされるかしめパンチ５３およびかしめダイ５４によって、ポールコア７の両外側端面７２に円環状の溝を付設するかしめ加工である。図１１に示すように、引き続き、かしめ成形パンチ５７を下降押圧すると、既にパンチ部５１は、上受け台３６がポールコア７の上外側端面７２と密着可能な位置まで下降しており、上受け台３６はこれ以上のストロークを生じることはない。しかし、かしめパンチ５３の鍔部５３ａ近傍には、かしめストロークが設けられ、かしめ成形パンチ５７の下降によって、同様にかしめパンチ５３も下降するので、所定のストロークが得られ、かしめパンチ５３の円環状のかしめ突起５３ｂがポールコア７の外側端面７２に当接するようになる。

そして、さらにかしめ成形パンチ５７に押圧が作用すれば、円環状のかしめ突起５３ｂでは応力集中が起こり、かしめ突起５３ｂがポールコア７の母材に喰い込み、ポールコア７は塑性変形を起こす。そして、円環状の溝形状が形成される。つまり、かしめがなされるのである。かしめ成形パンチ５７の垂直方向の押圧によって、シャフト５と同心に円環状の溝は付設されるので、かしめはシャフト５の軸心に対して偏ることなく、また、外側端面７２に略垂直の、所定の溝深さを有するかしめが可能となる。

かしめパンチ５３の下降とかしめダイ５４の上昇は相対的であり、いずれか一方の作動によって、両外側端面７２のかしめは均等に、同時に実行される。このとき、円環状の溝深さの円環状中心はポールコア７の軸穴７８、つまりシャフト５の軸心と同心であるため、径方向の均一性と、深さ方向の均等性とが確保され、十分なシャフト締結力が得られ易い。

次に、かしめ工程の第４工程を説明する。図１２はかしめ工程の第４工程を示すかしめ装置５０の要部概略図である。第４工程は、かしめパンチ５３をノックアウトする工程であり、図１２に示すように、かしめ成形パンチ５７を上昇させて、かしめパンチ５３とポールコア７とを離接させることである。

そして、第５工程として、図１３に示すように、上受け台３６をポールコア７と離接させるため、かしめパンチ５３を上昇させ初期の位置に戻すことである。回転子３の取出しは、センタ押え３７を上昇させれば、かしめダイ５４から簡単に回転子３の解除ができる。

そして、最後の第６工程として、図１４に示すように、上治具に保持されるシャフト圧入パンチ５８および上センタ押え５９を上昇させ、初期の位置に戻し、その後に、シャフト圧入済み組合せポールコア７にかしめにより円環状の溝が付設された回転子３を取出す。これにより、シャフト振れのない、シャフト締結力を確保した回転子３が得られる。

〔変形例１〕
実施例１では、ポールコア７のボス部端面基準に垂直に軸穴７８を加工し、対をなすポールコア７を対向して組合せ、特に、対向する面の密着性を回転により調整しない単純組合せの組合せポールコア７の同時組立方式の場合を説明したが、本変形例では対向する面の密着性を回転により調整する調整組合せの組合せポールコア７の同時組立方式の場合を説明する。

本変形例と実施例１との違いは上述したことのみであり、他の構成は同じである。調整組合せポールコア７は、例えば図２１（ｆ）に示す代表的パターンの構成がある。この構成は、単純組合せでは両外側端面７２は互いに傾斜し、ボス部端面７６とも傾斜をもつものが、調整によって両外側端面７２が互いに平行になる場合の例を（代表的に）示している。しかし、互いに平行となるが、ボス部端面７６に対しても平行となる場合と、ボス部端面７６とは傾斜が残る場合とがある。この二つの場合について変形例を説明する。

まず、両外側端面７２が互いに平行で、ボス部端面７６とは傾斜が残る場合の圧入工程を説明する。図１５は、圧入工程の第１、第２工程を示す圧入装置３０の要部概略図である。本変形例の圧入工程は、図１５に示すように、実施例１の圧入工程と同様な工程で実施される。つまり、調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であるが、密着したボス部端面７６と傾斜を有するので、両外側端面７２と密着してポールコア７を受ける受け台３６は、外側端面７２の傾斜に倣って三次元方向の回転調芯し、調芯位置に荷重点を支持して収まる。

そして、圧入工程の第２工程も、圧入装置３０の圧入パンチ４６の下降によって、実施例１の圧入工程と同様に実施され、シャフト５の曲がりのない組合せポールコア７が製作される。

次に、かしめ工程を説明する。上述の調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であるが、密着したボス部端面７６と傾斜を有する場合のかしめ工程は、同様に、実施例１のかしめ工程と変わることはなく、図９〜図１４に示す第１〜第６工程が採用される。従って、本変形例においても、作用・効果は実施例１と変わることがなく、同じ作用・効果を奏するといえる。

しかし、他の変形例の場合、つまり、調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であり、しかも、密着したボス部端面７６とも平行となる場合は、調整が理想的に実行された場合に相当し、例えば図２１（ｄ）の代表的な例示の場合に相当する。この場合は、既に説明したように、本発明になる調芯機構を備えた圧入装置やかしめ装置を利用した製造方法（圧入工程とかしめ工程）を採用することなく、より簡単な、例えば調芯機構なしの圧入装置もしくはかしめ装置で製造することができる。

他の変形例、つまり、調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であるが、密着したボス部端面７６とも平行となる場合の圧入工程は、先の変形例の圧入工程と同様な図１５に示すような工程で実施される。しかし、両外側端面７２と密着してポールコア７を受ける受け台３６は、外側端面７２が傾斜を有しないので、傾斜に倣って三次元方向の回転調芯することなく、水平位置に、つまり、シャフト５の軸穴７８と直角に荷重点を支持して収まる。そして、圧入工程の第２工程も、圧入装置３０の圧入パンチ４６の下降によって、先の変形例の圧入工程と同様に実施され、シャフト５の曲がりのない組合せポールコア７が製作される。

以上の圧入工程は、調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行で、ボス部端面とも平行となる理想的な、姿勢が安定した場合の圧入工程であって、調芯機構の採用は不要であり、通常の調芯機構なしの単純圧入装置でも同じ効果を得ることが可能であるといえる。

次に、かしめ工程を説明する。上述の調整組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であり、しかも、密着したボス部端面７６とも平行となる場合のかしめ工程は、上述したような調芯機構なしの通常のかしめ装置を使用するかしめ工程であっても同じ効果が得られる。

図１６はかしめ工程を示す調芯機構なしの通常のかしめ装置５０の要部概略図である。図１６に示すかしめ装置が実施例１で採用されるかしめ装置５０と異なるのは、パンチ部５１とダイ部５２それぞれに調芯機構Ａを備え、パンチ部５１のかしめパンチ５３とダイ部５２の下受け台の少なくともいずれかにおいて、かしめ方向直角向きに任意に移動可能である調芯装置を備えた複雑なかしめ装置ではなく、少なくともパンチ部５１とダイ部５２それぞれに調芯機構Ａを備えない簡単な構造のかしめ装置５０である。

かしめ装置５０は、パンチ部５１とダイ部５２からなり、パンチ部５１にはかしめパンチ５３が軸方向を垂直に、組合せポールコア７のシャフト５と同心に保持されている。かしめパンチ５３は硬度を有する工具材等で形成された略円筒形のパンチであり、かしめパンチ５３の中心にはシャフト５の外径と同径か少し大きな内径のガイド穴が備えられ、シャフト５の中心軸とかしめパンチ５３の中心軸は一致して、シャフト外周を倣って軸方向に摺動できるようになっている。また、かしめパンチ５３の他端は径大の鍔部５３ａを備え、かしめ成形押圧を全面で均一に支持できるようになっており、一端はその押圧を集中応力となす円環状のかしめ突起５３ｂが中心軸に同軸に、また所定のかしめ溝深さを形成するように出代が決められている。

また、ダイ部５２には、かしめパンチ５３と対をなす対称形状のかしめダイ５４が、テーブル３５に嵌着されている。かしめダイ５４の中心にガイド穴が備えられており、ガイド穴の内径はシャフト５の外径と同径か少し大きく、シャフト５の中心軸とかしめダイ５４の中心軸は一致して、シャフト外周を倣って軸方向に摺動できるようになっている。

また、シャフト５と同径か少し小さい外径を有するセンタ押え３７がかしめダイ５４のガイド穴に挿入され、かしめダイ５４の軸心を一致させて、シャフト５のセンタ穴を支持してシャフト５の同心を保持する。テーブル３５はベース３３に固定され、ベース３３には爪押え４１が備えられ、組合せポールコア７を軸方向または求心方向に固定する。

また、テーブル３５はベアリング（図示せず）を介してベース３３に固定されてもよい。仮に、かしめダイ５４の中心にずれが生じていても、先端が尖ったセンタ押え３７によって、簡単に水平方向に移動でき、調芯が図れる。

かしめ工程は、シャフト５を圧入した組合せポールコア７をテーブル３５にセットする。セットは、組合せポールコア７のシャフト５の一端をかしめダイ５４のガイド穴に装着して、シャフト５のセンタ穴とセンタ押え３７の尖った先端を当接させ、軽く押圧しながらかしめパンチ５３を下降させると、シャフト５の一端はセンタ押え３７にガイドされてかしめダイ５４のガイド穴に同心を維持して挿入される。

一方、かしめパンチ５３もシャフト５の外径に倣ってガイド穴が下降し、かしめパンチ５３のかしめ突起５３ｂと、かしめダイ５４のかしめ突起５４ｂが組合せポールコア７の外側端面７２に当接して始めて本格的なかしめ荷重が作用する。両外側端面７２は、本変形例では互いに平行であり、またシャフト５の軸心と直角であるため、両円環状のかしめ突起５３ｂ、５４ｂはその周方向一様に、かつ、同時にかしめ荷重が発生し、急激な荷重立上りを示す。このとき、テーブル３５の受け面３５ｃは組合せポールコア７の外側端面７２と一様な全面当りをなして密着する。従って、かしめ荷重に対して組合せポールコア７の浮き上がりや跳ね返りを起こすことなくかしめがされる。

さらに、押圧を増せば、両かしめ突起５３ｂ、５４ｂに応力集中がなされ、円環状の溝形状が形成され、所定の溝深さのかしめが付設される。このとき、両かしめ突起５３ｂ、５４ｂはシャフト５と同心に軸方向に摺動移動するので、円環状の溝はシャフト５中心と偏ることなく同心の溝加工が得られ、また、外側端面７２が互いに平行でシャフト５の軸心と直角であることより、一定の溝深さが得られる。

本変形例の場合には、簡単なかしめ装置が採用でき、また、かしめ工程も調芯工程等の工数の掛かる工程が不要となるため、同様に、工程を簡略にすることができ、コストアップを抑制し易い。これにより、コストアップを抑えた、シャフト振れのない、シャフト締結力を確保した回転子３が得られる。

〔実施例１の効果〕
本発明の製造方法は、ポールコア７のボス部端面基準としてボス部端面７６に垂直なシャフト貫通穴、つまり軸穴７８を切削加工で加工したポールコア７を、そのボス部端面７６の回転調整なしに、もしくは回転調整を有して各ポールコア７を組合せ、その内部に界磁コイル８を装着してシャフト５に同時圧入する圧入工程と、このシャフト圧入済みの組合せポールコア７の両外側端面７２に円環状の溝を軸方向に所定の深さ形成するかしめ工程を、本発明の調芯機構Ａを採用した製造装置を使用して実現している。

この方法によれば、シャフトの圧入開始に伴い、ポールコアの軸穴円筒面がシャフト円筒面に倣って圧入されるので、ポールコア７は受け台３６とともに回転調芯し、受け台３６の平面部３６ｃおよびポールコア爪間部の爪突起３６ｄにより軸方向および軸直角向きに圧入力を受け、シャフト摩擦力とのバランスが釣合う姿勢、つまり、同軸の姿勢で釣合うため、シャフトに曲げモーメント等が作用することなくシャフト曲げを抑止できる。

また、かしめ成形に際しても、かしめ成形の開始に伴い、上センタ押え５９でシャフト軸心にガイドされたかしめパンチ５３が押圧し、ポールコア７は傾斜を有する両外側端面７２に倣って両受け台３６が三次元方向に回転調芯し、調芯位置で荷重点を支持するので、かしめ荷重は両外側端面７２に略垂直に作用し、シャフト軸心に対して偏りなく、所定の溝深さを有するかしめが成形できる。また、上下調芯機構Ａ１、Ａ２の調芯位置で荷重点を支持し、さらにこの荷重点が回転移動しないよう固定手段Ｂを備えているので、ポールコア７の浮き上りや跳ね返りを防止でき、かしめによるシャフト曲がりを抑止できる。これにより、シャフト振れの小さい、十分なシャフト締結力を確保した回転子３が実現でき、ステータコア２１との干渉、振動の増大、ベアリング寿命の低下、および発電、またはトルクのばらつきが大きくなるという性能低下を抑制することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例１では、ポールコア７のボス部端面基準に垂直に軸穴７８を加工し、対をなすポールコア７を対向して組合せ、特に、対向する面の密着性を回転により調整しない単純組合せの組合せポールコア７の同時組立方式の場合を、また、変形例１では、回転により調整した代表的な場合を説明したが、本実施例では、ポールコア７のボス底部端面基準に垂直に軸穴７８を加工し、対をなすポールコア７を対向して組合せた組合せポールコア７の同時組立方式の場合を説明する。実施例１と異なるのは、ポールコア７の垂直軸穴加工がボス底部端面基準かボス部端面基準かの違いであり、他は異なるところはない。

図１７は、ボス底部端面基準に垂直に軸穴７８を加工したポールコア７を示す。ポールコア７のボス底部端面基準に垂直に軸穴７８を加工して、対をなすポールコア７を対向して組合せて組合せポールコア７を作る。図２１（ｂ）に示すように、単純に両ポールコア７の軸穴７８が一直線状になるように組合せると、ボス底部端面７７とは僅かに傾斜を有するボス部端面７６は、互いに対向して片当りして当接し、楔状の隙間を有して組合う場合がある。このとき、両外側端面７２もボス底部端面７７とは僅かに傾斜を有するので、一直線状の軸穴の軸心とは僅かに傾斜を有することとなる。

また、この楔状の隙間を有した組合せポールコア７に、それぞれの軸穴７８の軸心に対して相対的な回転を加えることで、図２１（ｅ）に示すように軸穴７８の軸心は一直線状のまま、ボス部端面７６が隙間のない密着した組合せをなすことが可能である。また、この回転調整により、両外側端面７２を互いに平行に、かつボス底部端面７７と平行に組合せる（図２１（ｄ）相当）ことが可能となるが、この調整は困難を伴うものであって、通常では、両外側端面７２はボス底部端面７７と僅かに傾斜が残る場合が多い。

以下に、このボス底部端面基準の垂直軸穴加工のポールコア７の単純同時組立方式による回転子３の製造方法を説明する。

図１８は、圧入工程の第１、第２工程を示す圧入装置３０の要部概略図である。本実施例の圧入工程をなす圧入装置３０は基本的には実施例１の場合の圧入装置３０と同じである。また、圧入工程も同様な二つの工程にて実施される。つまり、両外側端面７２に僅かに傾斜が残っても、この傾斜する外側端面７２に密着してポールコア７を受ける受け台３６が、この傾斜に倣って三次元方向の回転調芯し、調芯位置で荷重点を支持して収まる。

従って、圧入パンチ４６の下降により、シャフト５は端面肩部５ａに圧入パンチ４６からの押圧を受け、シャフト５の一端が下センタ押え３７の他端を押しながら、下センタ押え３７によって垂直にガイドされた軸穴７８に傾くことなく押込まれ、一方、受け台３６は押圧を所定の荷重点にて支持して、所定の圧入が実行される。このようにして、同時組立方式のシャフト５の曲がりがない組合せポールコア７が製作される。

次に、かしめ工程を説明する。本実施例のかしめ工程をなすかしめ装置５０は基本的には実施例１の場合と同様な図９に示すかしめ工程の第１工程を示すかしめ装置５０が使用される。また、かしめ工程も同様に、図９〜図１４に示す六つの工程にて実施される。つまり、図９〜図１４に示すように、両外側端面７２に僅かに傾斜が残っても、この傾斜する外側端面７２に密着してポールコア７を受ける受け台３６が、この傾斜に倣って三次元方向の回転調芯し、調芯位置で荷重点を支持して収まる。

そして、かしめ成形パンチ５７に押圧が作用すれば、円環状のかしめ突起５３ｂでは応力集中が起こり、かしめ突起５３ｂがポールコア７の母材に喰い込み、ポールコア７は塑性変形を起こす。そして、円環状の溝形状が形成される。つまり、かしめがなされるのである。かしめ成形パンチ５７の垂直方向の押圧によって、シャフト５と同心に円環状の溝は付設されるので、かしめはシャフト５の軸心に対して偏ることなく、また、外側端面７２に略垂直の、所定の溝深さを有するかしめが可能となる。

かしめパンチ５３の下降とかしめダイ５４の上昇は相対的であり、いずれか一方の作動によって、両外側端面７２のかしめは均等に、同時に実行される。このとき、円環状の溝深さの円環状中心はポールコア７の軸穴７８、つまりシャフト５の軸心と同心であるため、径方向の均一性と、深さ方向の均等性とが確保され、偏りのないかしめ締結力が得られ易い。
これにより、シャフト振れのない、シャフト締結力を確保した回転子３が製造できる。

〔変形例２〕
ポールコア７のボス底部端面基準に垂直に軸穴７８を加工し、対をなすポールコア７を対向して組合せた組合せポールコア７に回転調整を加え、この調整により、両外側端面７２を互いに平行に、かつボス底部端面７７と平行に組み合わされる組合せポールコア７においては、本変形例に採用する圧入装置は、上述の変形例の場合と同様な図１８に示す圧入装置３０が使用され、圧入工程も同様に二つの工程にて実施される。

また、かしめ工程に使用するかしめ装置５０は、ポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であることから、図１９に示すような簡略化したかしめ装置５０であってもよい。
図１９に示すかしめ装置５０が実施例２で採用されるかしめ装置５０と異なるのは、上下受け台３６にそれぞれ調芯機構Ａを備えたかしめ装置５０であったものが、受け台３６の一方のみに調芯機構Ａを備え、他方は調芯機構Ａを備えない通常のかしめ成形パンチ５７を備えるダイセット構造のかしめ装置５０である。

本かしめ装置５０を使用してのかしめ工程は、基本的な工程は実施例２と変わることなく、つまり、実施例１とも変わることなく、六つの工程にてなされるのが基本である。しかし、組合せポールコア７の両外側端面７２が互いに平行であることから、かしめパンチ５３とかしめダイ５４との接近によるかしめ加工の所定の円環状の溝深さの成形は、外側端面７２に垂直なかしめパンチ５３の移動が確保されればよく、このため、受け台３６の何れかに調芯機構Ａが備えられていれば済むことである。

従って、実施例１または２に示す六つの工程の例えば上受け台３６の調芯工程が不要となり、五つの工程でかしめ加工が実施でき、工程を簡単にすることができるとともにコストアップが抑制できる。また、かしめ装置自体も簡単になるため、例えばシャフト５の圧入工程での圧入装置３０（図１８参照）を流用して、かしめパンチ５３の取替えもしくはシャフト保持パンチ４５との兼用でかしめ加工が実施できるので、コストアップの抑制を図ることができる。

〔実施例２の効果〕
本実施例では、軸穴７８を加工し、対をなすポールコア７を対向して組合わせ、軸穴７８にシャフト５を圧入し、その後かしめて回転子３を製作するに、ポールコア７の軸穴７８を、ポールコア７のボス底部端面基準に垂直か、ボス部端面基準に垂直かの違いであって、組立される回転子３の製造方法および製造装置は実施例１と変わるところはない。よって、実施例１と同じ作用・効果を奏する。また、ボス底部端面基準に垂直の軸穴加工では、ポールコア７の両外側端面７２が互いに平行に回転調整ができるので、この場合、かしめ工程およびかしめ装置が簡略化でき、生産性が向上するとともに、コストアップを抑えることができる。

車両用交流発電機を示す軸方向半断面図である（実施例１）。 回転子の構造を示す断面図である（実施例１）。 ポールコアの構造を示す断面図である（実施例１）。 三次元方向回転の調芯機構を示す要部概略図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は立面断面図を示す（実施例１）。 圧入装置を示す要部概略図である（実施例１）。 かしめ装置を示す要部概略図である（実施例１）。 圧入工程の第１工程を示す圧入装置の要部概略図である（実施例１）。 圧入工程の第２工程を示す圧入装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第１工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第２工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第３工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第４工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第５工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 かしめ工程の第６工程を示すかしめ装置の要部概略図である（実施例１）。 圧入工程の第１、第２工程を示す圧入装置の要部概略図である（変形例１）。 かしめ工程を示すかしめ装置の要部概略図である（変形例１）。 ポールコアの構造を示す断面図である（実施例２）。 圧入工程の第１、第２工程を示す圧入装置の要部概略図である（実施例２）。 かしめ工程を示すかしめ装置の要部概略図である（変形例２）。 ポールコアの構造を示す断面図である（従来例）。 一対のポールコアの組合せ姿勢を示す概略の模式断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は単純組合せ時の、（ｄ）〜（ｆ）は調整組合せ時の代表的姿勢を示す一覧図表である（従来例）。

符号の説明

３ 回転子
５ シャフト（圧入シャフト）
７ ポールコア（回転子鉄心）
８ 界磁コイル
２５ ストッパ
２６ 係止ピン
２７ カンチレバー
２８ スプリング
２９ 固定レバー
３０ 圧入装置
３１、５１ パンチ部
３２、５２ ダイ部
３３ ベース
３４ ベアリング
３５ テーブル
３６ 受け台（下受け台、上受け台）
３７ センタ押え（下センタ押え）
３８ スプリング
３９ 支持棒
４０ ボール
４１ 爪押え
４２ レバー
４３ 回転止め
４５ シャフト保持パンチ
４６ 圧入パンチ
５０ かしめ装置
５３ かしめパンチ
５４ かしめダイ
５７ かしめ成形パンチ
５８ シャフト圧入パンチ
５９ 上センタ押え
７２ 外側端面
７５ ボス部
７６ ボス部端面（内側端面）
７７ ボス底部端面
７８ 軸穴（貫通穴、シャフト軸穴）
Ａ 調芯機構
Ａ１ 下調芯機構
Ａ２ 上調芯機構
Ｂ 固定手段

Claims (33)

1. 対をなすランデル型回転子鉄心の対向する両側端面が互いに傾斜しており、
   前記両側端面を貫通する軸穴があり、
   前記軸穴に直角となる向きを軸中心に相対的に前記両回転子鉄心を回転させる調芯工程と、
   その後、前記回転子鉄心の前記軸穴にシャフトを圧入する圧入工程を備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
2. 請求項１に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   一対の前記回転子鉄心の端面を対向させて構成され、前記軸穴の向きは対向する内側端面であるボス部端面に対し垂直であることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
3. 請求項１に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   一対の前記回転子鉄心の端面を対向させて構成され、前記軸穴の向きはボス部の根元に形成されるボス底部端面に対し垂直であることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   前記調芯工程は、前記両回転子鉄心が所定の姿勢となるように前記圧入工程前に行うことを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   前記圧入工程後、前記回転子鉄心の外側端面上のシャフト外周に、円環状の溝を成形するかしめ工程を備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
6. 請求項１に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   前記シャフト圧入方向と前記回転子鉄心の前記軸穴の中心軸方向および各中心位置が一致するようにしたことを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
7. 請求項１に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   前記シャフト圧入方向と前記回転子鉄心の外側端面の方向が直角で、前記軸穴の中心位置と前記シャフト軸中心位置が一致することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
8. 回転電機の回転子の製造方法において、
   対をなすランデル型回転子鉄心の両側端面が互いに傾斜しており、
   前記両側端面を貫通する軸穴があり、
   前記軸穴に対しシャフトを圧入する圧入工程と、
   その後、前記回転子鉄心の前記両側端面上の前記シャフト外周に、円環状の溝を成形するかしめ工程を備え、
   前記軸穴に直角となる向きを軸中心に相対的に前記両回転子鉄心を回転させる調芯工程と、
   その後、前記かしめ工程を行うことを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
9. 請求項８に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
   前記調芯工程は、前記円環状の成形溝の深さ方向と前記回転子鉄心の前記軸穴の中心軸方向および各中心とが一致することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
10. 請求項８に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
    前記調芯工程は、前記円環状の成形溝の深さ方向と前記回転子鉄心の外側端面方向と中心が一致することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
    前記円環状の成形溝の周方向に沿った溝深さは所定値以上で略一様であることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
12. 回転電機の回転子の製造装置において、
    回転子鉄心の外側端面に密着して前記回転子鉄心の位置を固定する受け台と、
    シャフトを圧入する圧入パンチを含み、
    前記受け台は三次元方向の回転が可能であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
13. 請求項１２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、前記回転子鉄心の端面との接触面が、前記回転子鉄心の端面と密着する姿勢であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
14. 請求項１２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台の回転中心は前記回転子鉄心の厚み方向中心およびシャフト軸穴中心位置であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
15. 請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、一対の前記回転子鉄心のそれぞれに対応して備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
16. 請求項１２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、前記三次元方向の回転に対して固定および解除される固定手段を備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
17. 請求項１４に記載の製造装置を利用する回転電機の回転子の製造方法において、
    一対の回転子鉄心と界磁コイルを組合せ、組合せ後の一対の前記回転子鉄心を下側の受け台に載せ、もしくは上下受け台に挟み、シャフトを前記回転子鉄心の直上に前記回転子鉄心の略軸穴向きに配置し、圧入パンチを下降させて前記シャフトの軸方向側面を押圧すると同時に、前記シャフト圧入方向に対し、前記回転子鉄心の軸穴向きが一致するように回転し、所定量前記シャフトを移動させて圧入を完了することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
18. 請求項１２ないし請求項１６のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記シャフトの両端のセンタ穴に支承して、三次元方向位置を規制する上下センタ押えを備え、該上下センタ押えを前進させて前記シャフトの両端を挟み、
    前記圧入における前記シャフトの移動に追従して前記センタ押えが移動することを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
19. 請求項１８に記載される回転電機の回転子の製造装置において、
    かしめ工程の前に前記センタ押えを解除することを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
20. 請求項１６に記載される回転電機の回転子の製造装置において、
    固定手段を用い前記受け台を固定することを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
21. 請求項１２ないし請求項１８のいずれかに記載される回転電機の回転子の製造方法および製造装置において、
    前記下受け台と前記圧入パンチの少なくともいずれかにおいて、圧入方向直角向きに任意に移動可能であることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法および製造装置。
22. 回転電機の回転子の製造装置において、
    回転子鉄心の外側端面に密着して前記回転子鉄心の位置を固定する受け台と、
    前記回転子鉄心の前記外側端面に円環状の溝を成形する成形パンチとを含み、
    前記受け台は三次元方向の回転が可能であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
23. 請求項２２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、前記回転子鉄心端面との接触面が、前記回転子鉄心の前記外側端面に密着する姿勢であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
24. 請求項２２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台の回転中心は、前記回転子鉄心の厚み方向中心およびシャフト軸穴中心位置であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
25. 請求項２２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台の回転中心は、前記回転子鉄心の外側端面およびシャフト軸穴中心位置であることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
26. 請求項２２ないし請求項２５のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、一対の前記回転子鉄心のそれぞれに対応して備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
27. 請求項２２に記載の回転電機の回転子の製造装置において、
    前記受け台は、前記三次元方向の回転に対して固定および解除される固定手段を備えることを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
28. 請求項２２に記載の製造装置を利用する回転電機の回転子の製造方法において、
    一対の前記回転子鉄心と界磁コイルを組合せ、組合せ後の前記回転子鉄心を下側の前記受け台に載せ、シャフトを前記回転子鉄心の直上に、すなわち前記回転子鉄心の略軸穴向きに配置し、前記成形パンチを下降させて前記回転子鉄心の端面を押圧成形することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
29. 請求項２８に記載の回転電機の回転子の製造方法において、
    一対の前記回転子鉄心と前記界磁コイルを組合せ、組合せ後の前記回転子鉄心を下側の前記受け台に載せ、前記シャフトを前記回転子鉄心の直上に、すなわち前記回転子鉄心の略軸穴向きに配置し、前記成形パンチを下降させて前記回転子鉄心端面を押圧成形するときに、
    前記シャフト向きと前記成形パンチの押圧向きとを一致するように前記受け台を回転させることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法。
30. 請求項２２ないし請求項２９のいずれかに記載される回転電機の回転子の製造方法および製造装置において、
    前記シャフトの両端のセンタ穴に支承して、三次元方向位置を規制する上下センタ押えを備え、該上下センタ押えを前進させて前記シャフトの両端を挟み、
    前記圧入における前記シャフトの移動に追従して前記センタ押えが移動することを特徴とする回転電機の回転子の製造方法および製造装置。
31. 請求項３０に記載される回転電機の回転子の製造装置において、
    かしめ工程の前に前記センタ押えを解除することを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
32. 請求項２７に記載される回転電機の回転子の製造装置において、
    固定手段を用い前記受け台を固定することを特徴とする回転電機の回転子の製造装置。
33. 請求項２２ないし請求項３１のいずれかに記載される回転電機の回転子の製造方法および製造装置において、
    前記下受け台と前記成形パンチの少なくともいずれかにおいて、かしめ方向直角向きに任意に移動可能であることを特徴とする回転電機の回転子の製造方法および製造装置。

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