JP2011036094A

JP2011036094A - Caulking jig

Info

Publication number: JP2011036094A
Application number: JP2009182298A
Authority: JP
Inventors: Katsunari Matsumoto; 克成松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a caulking jig, capable of effectively suppressing crack generation in a caulking member and breakage generation in a claw portion. <P>SOLUTION: The caulking jig 10 is used for pushing a cylindrical caulking member 12 externally attached on a shaft body from radially outside into a groove 15 formed along a circumference direction on the outer peripheral surface of the columnar shaft body and plastically deforming the member to be fixed. The jig has the claw portion 40 for pushing the caulking member 12 into the groove 15. The claw portion 40 is shaped in a circular arc state with a radius R1 of curvature larger than a radius R2 of curvature of the outer periphery of the caulking member 12, and is formed by bending a fastened object tightened and fixed to the shaft body into an arc shape so as to project toward a direction to which the caulking member 12 pushes along the axial direction, owing to the caulking member 12. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、かしめ冶具に係り、特に、円柱状の軸体の外周面に周方向に沿って形成された溝に、前記軸体に外装された円筒状のかしめ部材を径方向外側から押し込んで塑性変形させて固定するために用いるかしめ冶具に関する。 The present invention relates to a caulking jig, and in particular, by pushing a cylindrical caulking member sheathed on the shaft body from the outside in the radial direction into a groove formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the columnar shaft body. The present invention relates to a caulking jig used for fixing by plastic deformation.

従来、モータを構成するロータに関し、ロータシャフトに対してロータコアをかしめ締結によって固定する場合があることが知られている。 Conventionally, it has been known that a rotor core constituting a motor may be fixed to the rotor shaft by caulking.

例えば、特開２００９−１２４８８１号公報（特許文献１）には、ロータコアの固定に対する信頼性を向上させることを目的とした回転電機が開示されている。この特許文献１の回転電機であるモータジェネレータは、ロータシャフト１１と、ロータコア１２と、エンドプレート３１とを備える。エンドプレート３１は、ロータシャフト１１の外周面上に嵌め合わされ、ロータコア１２の端面２７に当接する。ロータシャフト１１は、かしめ爪部４２を有する。かしめ爪部４２は、ロータシャフト１１の回転軸に対して外周側に曲げられ、エンドプレート３１およびロータコア１２に対してロータシャフト１１の回転軸方向に力を作用させながら、エンドプレート３１を係止する。ロータシャフト１１の回転軸を中心に半径方向に延びる線上において、かしめ爪部４２とエンドプレート３１とが接触する位置の最も内側の半径Ｒ１は、エンドプレート３１と端面２７とが当接する位置の最も内側の半径Ｒ２よりも大きく設定されている。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2009-124881 (Patent Document 1) discloses a rotating electrical machine intended to improve the reliability of fixing a rotor core. A motor generator that is a rotating electrical machine of Patent Document 1 includes a rotor shaft 11, a rotor core 12, and an end plate 31. The end plate 31 is fitted on the outer peripheral surface of the rotor shaft 11 and abuts on the end surface 27 of the rotor core 12. The rotor shaft 11 has a caulking claw portion 42. The caulking claw portion 42 is bent toward the outer peripheral side with respect to the rotation axis of the rotor shaft 11, and engages the end plate 31 while applying a force to the end plate 31 and the rotor core 12 in the direction of the rotation axis of the rotor shaft 11. To do. On the line extending in the radial direction about the rotation axis of the rotor shaft 11, the innermost radius R1 of the position where the caulking claw portion 42 and the end plate 31 are in contact is the most at the position where the end plate 31 and the end surface 27 are in contact with each other. It is set to be larger than the inner radius R2.

このような構成を有する特許文献１の回転電機によれば、かしめ爪部によるエンドプレートの係止時、かしめ爪部からエンドプレートに力が作用する位置が、エンドプレートとロータコアの端面とが当接する位置よりも外周側となることで、エンドプレートをロータコアの端面から浮き上がらせることなく、かしめ爪部によってエンドプレートを係止することができ、これによりロータコアをより確実にロータシャフトに対して固定することができる、と述べられている。 According to the rotating electric machine of Patent Document 1 having such a configuration, when the end plate is locked by the caulking claw portion, the position at which the force acts on the end plate from the caulking claw portion is matched between the end plate and the end surface of the rotor core. By being on the outer peripheral side of the contact position, the end plate can be locked by the caulking claw portion without lifting the end plate from the end surface of the rotor core, thereby fixing the rotor core to the rotor shaft more securely. It is said that you can.

特開２００９−１２４８８１号公報JP 2009-124881 A

上記特許文献１の回転電機では、ロータシャフトに形成されているかしめ爪部をロータシャフトの回転軸に対して外周側に曲げることにより、エンドプレートを係止するものである。このようにかしめ爪部を外周側に曲げるためのかしめ冶具は、湾曲面を有する。上記かしめ爪部は、かしめ冶具の湾曲面に当接した状態でかしめ冶具がロータシャフトの軸方向に移動させられることによって、外周側に曲げられる。 In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the end plate is locked by bending a caulking claw portion formed on the rotor shaft to the outer peripheral side with respect to the rotating shaft of the rotor shaft. Thus, the caulking jig for bending the caulking claw portion toward the outer peripheral side has a curved surface. The caulking claw portion is bent outward by moving the caulking jig in the axial direction of the rotor shaft in a state where the caulking jig is in contact with the curved surface of the caulking jig.

しかし、円柱状の外周面を有するとともにその外周面上にかしめ用溝が形成されたロータシャフトに対し、円筒状のかしめ部材を外装し、このかしめ部材の一部を径方向外側から上記溝内に押し込んで塑性変形させることにより、ロータコアの端面に配置されたエンドプレートにかしめ部材を係止させる構成のものがある。この場合には、上記特許文献１におけるようなロータシャフトの軸方向に移動させるかしめ冶具は使用できない。 However, a cylindrical caulking member is externally mounted on a rotor shaft having a cylindrical outer peripheral surface and a caulking groove formed on the outer peripheral surface, and a part of the caulking member is inserted from the radially outer side into the groove. There is a configuration in which a caulking member is engaged with an end plate disposed on an end surface of a rotor core by being pushed into the plate and plastically deformed. In this case, a caulking jig that moves in the axial direction of the rotor shaft as in Patent Document 1 cannot be used.

上記のような円筒状のかしめ部材をロータシャフトの外周面上の溝にかしめて固定するには、ロータシャフトの軸方向に対して例えば直角に横切る方向からかしめ部材を押圧変形させるかしめ冶具を用いる必要がある。このようなかしめ冶具は、かしめ部材をロータシャフトの溝に押し込むための爪部を有する。この爪部は、かしめ部材を上記溝の底部までしっかりと押し込んだ状態に塑性変形させるように、ロータシャフトの溝の底部の内径にかしめ部材の板厚を考慮した程度の曲率半径を有する円弧状に形成されており、この曲率半径はかしめ部材を構成する円筒部の外周面の曲率半径以下に設定されているのが一般的である。 In order to fix the above-mentioned cylindrical caulking member by caulking in the groove on the outer peripheral surface of the rotor shaft, a caulking jig that press-deforms the caulking member from a direction crossing at right angles to the axial direction of the rotor shaft is used. There is a need. Such a caulking jig has a claw portion for pushing the caulking member into the groove of the rotor shaft. The claw portion has an arcuate shape having a radius of curvature in consideration of the plate thickness of the caulking member on the inner diameter of the bottom of the rotor shaft groove so as to be plastically deformed in a state where the caulking member is firmly pushed to the bottom of the groove. In general, the radius of curvature is set to be equal to or smaller than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the cylindrical portion constituting the caulking member.

しかしながら、このようなかしめ冶具で上記かしめ部材をかしめるとき、かしめ冶具の爪部の周方向両端部がまずかしめ部材の外周面に食い込むこととなる。そのため、上記かしめ冶具の爪部の周方向両端部に対応する位置でかしめ部材内の塑性変形時の応力が上記爪部によって変形させられるかしめ部材の他の部分よりも大きくなる。その結果、かしめ部材の板厚や強度にも依存するが、上記かしめ冶具の爪部の周方向両端部に対応する位置でかしめ部材に亀裂が生じやすいという問題がある。これと同時に、かしめ冶具の爪部についても周方向両端部に作用する内部応力が大きくなることで、爪部の破損が生じやすいという問題がある。 However, when the caulking member is caulked with such a caulking jig, both end portions in the circumferential direction of the claw portion of the caulking jig first bite into the outer circumferential surface of the caulking member. Therefore, the stress at the time of plastic deformation in the caulking member at positions corresponding to both ends in the circumferential direction of the claw portion of the caulking jig becomes larger than other portions of the caulking member deformed by the claw portion. As a result, although depending on the plate thickness and strength of the caulking member, there is a problem that the caulking member is likely to crack at positions corresponding to both ends in the circumferential direction of the claw portion of the caulking jig. At the same time, the claw portion of the caulking jig has a problem that the claw portion is liable to be damaged because the internal stress acting on both ends in the circumferential direction is increased.

本発明の目的は、円柱状の軸体の外周面上の溝に円筒状のかしめ部材を押し込んでかしめ固定するために用いるかしめ冶具の爪部の形状を改良することで、かしめ部材の亀裂発生および上記爪部の破損発生を効果的に抑制できるかしめ冶具を提供することにある。 It is an object of the present invention to improve the shape of the claw portion of a caulking jig used to press and fix a cylindrical caulking member into a groove on the outer peripheral surface of a columnar shaft body, thereby generating cracks in the caulking member. Another object of the present invention is to provide a caulking jig that can effectively suppress the occurrence of breakage of the claw portion.

本発明に係るかしめ冶具は、円柱状の軸体の外周面に周方向に沿って形成された溝に、前記軸体に外装された円筒状のかしめ部材を径方向外側から押し込んで塑性変形させて固定するために用いるかしめ冶具であって、前記かしめ部材を前記溝に押し込むための爪部を有し、この爪部は、前記かしめ部材の外周面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状に形成されるとともに、前記かしめ部材によって前記軸体に対して締結固定される被締結物を前記かしめ部材が前記軸方向に沿って押す方向に向かって凸状となるよう湾曲して形成されていることを特徴とする。 The caulking jig according to the present invention plastically deforms a cylindrical caulking member sheathed on the shaft body from outside in the radial direction into a groove formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the columnar shaft body. A caulking jig used to fix the caulking member into the groove, and the claw portion is a circle having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer circumferential surface of the caulking member. In addition to being formed in an arc shape, the object to be fastened to the shaft body by the caulking member is curved so as to be convex toward the direction in which the caulking member pushes along the axial direction. It is characterized by.

本発明に係るかしめ冶具によれば、かしめ部材を軸体の溝に押し込むための爪部が、かしめ部材の外周面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状に形成されるとともに、かしめ部材によって軸体に対して締結固定される被締結物をかしめ部材が軸体の軸方向に沿って押す方向に向かって凸状となるよう湾曲して形成されている。このように爪部を形成したことで、かしめ部材は、爪部の周方向両端部よりも周方向中間部分においてより強く軸体の溝内に押し込まれて塑性変形されることになる。その結果、かしめ冶具の爪部の周方向両端部に対応する位置でかしめ部材に亀裂が発生すること、および、上記爪部の周方向両端部が破損することを効果的に抑制することができる。 According to the caulking jig of the present invention, the claw portion for pushing the caulking member into the groove of the shaft body is formed in an arc shape having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the caulking member, and the caulking member The member to be fastened and fixed to the shaft body is curved so as to be convex toward the direction in which the caulking member is pushed along the axial direction of the shaft body. By forming the claw portion in this manner, the caulking member is more strongly pushed into the groove of the shaft body and plastically deformed at the circumferential intermediate portion than at both circumferential ends of the claw portion. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of cracks in the caulking member at positions corresponding to both circumferential ends of the claw portion of the caulking jig, and damage to both circumferential ends of the claw portion. .

また、かしめ冶具の爪部は、かしめ部材によって軸体に対して締結固定される被締結物をかしめ部材が軸体の軸方向に沿って押す方向に向かって凸状となるよう湾曲して形成されている。これにより、爪部の押し込みによって形成されたかしめ部材の凹み変形領域内の壁面のうち、かしめ部材が被締結物を押し付けることの反力を受けることなる壁面が、上記溝の側面に周方向にほぼ均一に当接した状態に形成されることができ、その結果、かしめ部材による被締結物の軸体に対する安定した締結固定状態を実現できる。 Further, the claw portion of the caulking jig is formed so as to be curved in a convex shape toward the direction in which the caulking member pushes the object to be fastened to the shaft body by the caulking member along the axial direction of the shaft body. Has been. Thereby, among the wall surfaces in the concave deformation region of the caulking member formed by pushing the claw portion, the wall surface that receives the reaction force of the caulking member pressing the object to be fastened is circumferentially applied to the side surface of the groove. As a result, a stable fastening and fixing state of the object to be fastened to the shaft body by the caulking member can be realized.

図１は、本発明の一実施形態であるかしめ冶具を用いてかしめ部材をロータシャフトに固定することにより、ロータシャフトにロータコアおよびエンドプレートが締結固定された状態を示す図である。FIG. 1 is a view showing a state in which a rotor core and an end plate are fastened and fixed to a rotor shaft by fixing a caulking member to the rotor shaft using a caulking jig according to an embodiment of the present invention. 図２において、（Ａ）は図１のかしめ冶具によって円筒状のかしめ部材がかしめられる様子を模式的に示す図、（Ｂ）はかしめ冶具の爪部を示す側面図、（Ｃ）はかしめ冶具によってかしめ部材に形成された凹み変形領域を示す側面図である。2A is a view schematically showing a state where a cylindrical caulking member is caulked by the caulking jig of FIG. 1, FIG. 2B is a side view showing a claw portion of the caulking jig, and FIG. 2C is a caulking jig. It is a side view which shows the dent deformation | transformation area | region formed in the crimping member by. 図３は、かしめ部材が押し込み変形されるときのかしめ冶具の爪部およびその近傍を示す部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing the claw portion of the caulking jig and its vicinity when the caulking member is pushed and deformed. 図４は、かしめ部材が押し込み変形されるときのかしめ部材およびかしめ冶具の爪部の応力状態を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the stress state of the caulking member and the claw portion of the caulking jig when the caulking member is pushed and deformed. 図５において、（Ａ）は従来のかしめ冶具によって円筒状のかしめ部材がかしめられる様子を模式的に示す図、（Ｂ）は従来のかしめ冶具の爪部を示す側面図、（Ｃ）は従来のかしめ冶具によってかしめ部材に形成された凹み変形領域を示す側面図である。In FIG. 5, (A) is a figure which shows typically a mode that a cylindrical caulking member is caulked by the conventional caulking jig, (B) is a side view which shows the nail | claw part of the conventional caulking jig, and (C) is conventional. It is a side view which shows the dent deformation | transformation area | region formed in the caulking member with the caulking jig. 図６は、従来のかしめ冶具によって円筒状のかしめ部材を軸体にかしめたときの、かしめ冶具の爪部の周方向端部と、これに対応するかしめ部材の部分との各応力状態を模式的に示す図である。FIG. 6 schematically shows respective stress states of the circumferential end portion of the claw portion of the caulking jig and the caulking member portion corresponding thereto when the cylindrical caulking member is caulked to the shaft by a conventional caulking jig. FIG.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like.

なお、下記においては、軸体であるロータシャフトに円筒状のかしめ部材によって被締結物であるロータコアおよびエンドプレートを締結固定する例について説明するが、本発明に係るかしめ冶具はこれ以外の種々の軸体に対して種々の被締結物をかしめ部材によって締結固定する場合にも適用可能である。 In the following, an example of fastening and fixing a rotor core and an end plate, which are objects to be fastened, to a rotor shaft that is a shaft body by a cylindrical caulking member will be described, but the caulking jig according to the present invention has various other types. The present invention can also be applied to a case where various fastening objects are fastened and fixed to the shaft body by caulking members.

図１は、本発明の一実施形態であるかしめ冶具１０を用いてかしめ部材１２をロータシャフト１４に固定することにより、ロータシャフト１４にロータコア１６およびエンドプレート１８が締結固定された状態を示す図である。図１においては、簡略化のために、一点鎖線で示すロータシャフト１４の回転軸Ｘから右半分だけを示し、また、ロータシャフト１４以外の部材についての断面ハッチングが省略されている。 FIG. 1 is a view showing a state in which a rotor core 16 and an end plate 18 are fastened and fixed to a rotor shaft 14 by fixing a caulking member 12 to the rotor shaft 14 using a caulking jig 10 according to an embodiment of the present invention. It is. In FIG. 1, for the sake of simplification, only the right half from the rotation axis X of the rotor shaft 14 indicated by a one-dot chain line is shown, and cross-sectional hatching of members other than the rotor shaft 14 is omitted.

ロータシャフト１４は、円柱状の外周面２０を有する。この外周面２０上には、かしめ部材１２によってロータコア１６とこれを挟持する２枚のエンドプレート１８，１８とが締結固定されている。これらのロータシャフト１４、ロータコア１６およびエンドプレート１８によって、ロータ１が構成されている。 The rotor shaft 14 has a cylindrical outer peripheral surface 20. On the outer peripheral surface 20, a rotor core 16 and two end plates 18, 18 sandwiching the rotor core 16 are fastened and fixed by a caulking member 12. The rotor 1 is configured by the rotor shaft 14, the rotor core 16, and the end plate 18.

ロータ１の外周には、円筒状のステータ（図示せず）が配置される。また、ロータ１およびステータは、モータケース（図示せず）内に収容されてモータを構成する。ロータシャフト１４は、モータケースに回転可能に支持されている。 A cylindrical stator (not shown) is disposed on the outer periphery of the rotor 1. The rotor 1 and the stator are housed in a motor case (not shown) to constitute a motor. The rotor shaft 14 is rotatably supported by the motor case.

ロータシャフト１４は、金属製の丸棒から形成されており、図示するように中空部材であってもよいし、中実部材であってもよい。ロータシャフト１４の円柱状の外周面２０上に配置されたロータコア１６は、中心部に貫通孔を有する円盤状をなす複数の電磁鋼板が軸方向（回転軸Ｘに沿う方向、以下に同じ。）に積層されて一体化された略円筒状のものである。ロータコア１６の外周面近傍の内部には、軸方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、ロータコア１６の周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。各貫通孔２２内には、永久磁石２４が挿入されている。永久磁石２４は、接着剤等の樹脂が貫通孔２２の内壁面との間に充填されることによって、貫通孔２２から軸方向に抜け出ないよう固定されている。 The rotor shaft 14 is formed of a metal round bar, and may be a hollow member or a solid member as illustrated. In the rotor core 16 disposed on the columnar outer peripheral surface 20 of the rotor shaft 14, a plurality of electromagnetic steel plates having a disk shape having a through hole in the center is axial (the direction along the rotation axis X, the same applies hereinafter). It is the thing of the substantially cylindrical shape laminated | stacked and integrated. A through hole 22 penetrating in the axial direction is formed in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotor core 16. A plurality of through holes 22 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the rotor core 16. A permanent magnet 24 is inserted into each through hole 22. The permanent magnet 24 is fixed so as not to come out from the through hole 22 in the axial direction by filling a resin such as an adhesive between the inner wall surface of the through hole 22.

なお、図１では、ロータコア１６の内部に永久磁石２４が埋設されたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）タイプのロータ１を示すが、これに限定されず、ロータコア１６の外周面上に永久磁石が固定されているＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）タイプのロータであってもよい。 FIG. 1 shows an IPM (Interior Permanent Magnet) type rotor 1 in which a permanent magnet 24 is embedded in the rotor core 16. However, the present invention is not limited to this, and the permanent magnet is fixed on the outer peripheral surface of the rotor core 16. A SPM (Surface Permanent Magnet) type rotor may be used.

ロータシャフト１４の外周面２０上には、ロータコア１６を上下から挟持する２枚のエンドプレート１８が外装されている。エンドプレート１８は、ロータシャフト１４には、外周面２０から外方に突出した段部２６が形成されている。エンドプレート１８は、例えばアルミニウム板によって好適に形成され、中心部に貫通孔を有する円盤状をなしている。 On the outer peripheral surface 20 of the rotor shaft 14, two end plates 18 that sandwich the rotor core 16 from above and below are packaged. In the end plate 18, a step portion 26 that protrudes outward from the outer peripheral surface 20 is formed on the rotor shaft 14. The end plate 18 is preferably formed of, for example, an aluminum plate, and has a disk shape having a through hole at the center.

ロータシャフト１４には、まず、下側のエンドプレート１８が上方から挿通される。この下側エンドプレート１８は、ロータシャフト１４の段部２６に当接して留められる。それから、ロータコア１６が上方からロータシャフト１４に挿通される。ロータコア１６は、下側エンドプレート１８上に載置されて、ロータシャフト１４の外周面２０上に外装される。続いて、上側のエンドプレート１８が、上方からロータシャフト１４に挿通されて、ロータコア１６の軸方向上端面に載置される。そして、円筒状のかしめ部を有するかしめ部材１２が上方からロータシャフト１４に挿通されて外周面２０に外装される。最後に、かしめ冶具１０を用いてかしめ部材１２をロータシャフト１４にかしめ固定することにより、ロータシャフト１４にロータコア１６およびエンドプレート１８が締結固定される。このとき、ロータコア１６およびエンドプレート１８は、軸方向への移動およびロータシャフト１４に対する回転のいずれもが不能な状態になる。 First, the lower end plate 18 is inserted into the rotor shaft 14 from above. The lower end plate 18 is held in contact with the step portion 26 of the rotor shaft 14. Then, the rotor core 16 is inserted into the rotor shaft 14 from above. The rotor core 16 is placed on the lower end plate 18 and is externally mounted on the outer peripheral surface 20 of the rotor shaft 14. Subsequently, the upper end plate 18 is inserted through the rotor shaft 14 from above and placed on the upper end surface in the axial direction of the rotor core 16. A caulking member 12 having a cylindrical caulking portion is inserted through the rotor shaft 14 from above and is externally mounted on the outer peripheral surface 20. Finally, the caulking member 12 is caulked and fixed to the rotor shaft 14 using the caulking jig 10, whereby the rotor core 16 and the end plate 18 are fastened and fixed to the rotor shaft 14. At this time, the rotor core 16 and the end plate 18 are in a state in which neither movement in the axial direction nor rotation with respect to the rotor shaft 14 is possible.

次に、かしめ部材１２と、これをロータシャフト１４に対してかしめ固定する際に用いるかしめ冶具１０について図２も参照して詳細に説明する。図２において、（Ａ）はかしめ冶具１０によってかしめ部材１２がかしめられる様子を図１中の矢印Ａ方向から見た状態で示しており、（Ｂ）は図２（Ａ）中の矢印Ｃ方向から見たかしめ冶具１０の爪部４０の形状を示しており、（Ｃ）はかしめ冶具１０の爪部４０によってかしめ部材１２に形成された凹み変形領域５０を示している。 Next, the caulking member 12 and the caulking jig 10 used when caulking and fixing the caulking member 12 to the rotor shaft 14 will be described in detail with reference to FIG. 2A shows a state in which the caulking member 12 is caulked by the caulking jig 10, as viewed from the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 2B shows the direction of arrow C in FIG. The shape of the nail | claw part 40 of the crimping jig 10 seen from FIG. 10 is shown, (C) has shown the dent deformation | transformation area | region 50 formed in the crimping member 12 by the nail | claw part 40 of the crimping jig 10. FIG.

図１に示すように、かしめ部材１２は、ロータシャフト１４の外周面２０上に外装される円筒状のかしめ部２８と、かしめ部２８の下端部から外側に軸方向と直交する方向へ突出するフランジ部３０とを有する。かしめ部材１２は、例えばアルミニウム等の金属材料によって好適に形成される。一方、ロータシャフト１４の外周面２０にあってかしめ部材１２が外装される位置には、例えばＶ字状の凹み形状または切り込み形状を有する溝１５がロータシャフト１４の周方向に延伸して形成されている。 As shown in FIG. 1, the caulking member 12 protrudes in a direction perpendicular to the axial direction outward from the lower end portion of the caulking portion 28 and a cylindrical caulking portion 28 that is externally mounted on the outer peripheral surface 20 of the rotor shaft 14. And a flange portion 30. The caulking member 12 is preferably formed of a metal material such as aluminum. On the other hand, at the position on the outer circumferential surface 20 of the rotor shaft 14 where the caulking member 12 is sheathed, for example, a groove 15 having a V-shaped dent shape or a cut shape is formed by extending in the circumferential direction of the rotor shaft 14. ing.

かしめ冶具１０は、例えば鋼等の硬質な金属材料から好適に形成され、くさび状の断面形状を有する爪部４０を備える。かしめ冶具１０の爪部４０をかしめ部材１２のかしめ部２８の外周面に当接して矢印Ｂ方向に力を加えると、爪部４０の先端部がかしめ部２８を塑性変形させて溝１５内に押し込み、これによりかしめ部材１２がロータシャフト１４にかしめ固定されてロータコア１６およびエンドプレート１８をロータシャフト１４に対して締結固定した状態になる。なお、かしめ冶具１０を押し込む方向は、ロータシャフト１４の回転軸Ｘに対して横切る方向であればよく、回転軸Ｘと直交する方向に限定されるものではない。 The caulking jig 10 is preferably formed of a hard metal material such as steel, for example, and includes a claw portion 40 having a wedge-shaped cross-sectional shape. When the claw portion 40 of the caulking jig 10 is brought into contact with the outer peripheral surface of the caulking portion 28 of the caulking member 12 and a force is applied in the direction of arrow B, the tip end portion of the claw portion 40 plastically deforms the caulking portion 28 into the groove 15. As a result, the caulking member 12 is caulked and fixed to the rotor shaft 14, and the rotor core 16 and the end plate 18 are fastened and fixed to the rotor shaft 14. Note that the direction in which the caulking jig 10 is pushed in may be a direction that crosses the rotation axis X of the rotor shaft 14 and is not limited to a direction orthogonal to the rotation axis X.

図２（Ａ）に示すように、かしめ冶具１０の爪部４０の先端部４２は、かしめ部２８の周方向にほぼ沿って所定の角度範囲に延伸する円弧状をなしており、その曲率半径Ｒ１はかしめ部材１２のかしめ部２８の曲率半径Ｒ２（かしめ部２８の外周面の半径）よりも若干大きく形成されている。 As shown in FIG. 2 (A), the tip end portion 42 of the claw portion 40 of the caulking jig 10 has an arc shape extending in a predetermined angular range substantially along the circumferential direction of the caulking portion 28, and the radius of curvature thereof. R1 is formed to be slightly larger than the radius of curvature R2 of the caulking portion 28 of the caulking member 12 (the radius of the outer peripheral surface of the caulking portion 28).

また、図２（Ｂ）に示すように、かしめ部材１２の爪部４０、特にその先端部４２は、かしめ部材１２によってロータシャフト１４に締結固定されるロータコア１６およびエンドプレート１８をかしめ部材１２のフランジ部３０で軸方向に押す方向（図１中の矢印Ａ方向）に向かって凸状となるよう湾曲して形成されている。 As shown in FIG. 2B, the claw portion 40 of the caulking member 12, particularly the tip portion 42, of the caulking member 12 is fastened and fixed to the rotor shaft 14 by the caulking member 12. The flange portion 30 is curved so as to be convex toward the axial direction (the direction of arrow A in FIG. 1).

図２（Ｃ）は、上記のような形状に形成されたかしめ冶具１０の爪部４０でかしめられたかしめ部材１２の側面図である。図示するように、かしめ部材１２のかしめ部２８の外周面には、上記爪部４０によってロータシャフト１４の溝１５内に押し込まれることによって塑性変形した凹み変形領域５０が形成される。この凹み変形領域５０内に示される実線は、爪部４０の先端部４２に対応した凹み線５２である。 FIG. 2C is a side view of the caulking member 12 that is caulked by the claw portion 40 of the caulking jig 10 formed in the shape as described above. As shown in the figure, a concave deformation region 50 that is plastically deformed by being pushed into the groove 15 of the rotor shaft 14 by the claw portion 40 is formed on the outer peripheral surface of the caulking portion 28 of the caulking member 12. A solid line shown in the dent deformation region 50 is a dent line 52 corresponding to the tip 42 of the claw 40.

この凹み変形領域５０では、かしめ部２８の周方向に関し、中央領域の凹み量が深く、周方向両端側になるほど凹み量が浅くなっている。これは、かしめ冶具１０の爪部４０の先端部４２の曲率半径Ｒ１が、かしめ部材１２のかしめ部２８の曲率半径Ｒ２よりも大きく形成されていることよるものである。 In the dent deformation region 50, the dent amount in the central region is deeper in the circumferential direction of the caulking portion 28, and the dent amount is shallower toward both ends in the circumferential direction. This is because the radius of curvature R1 of the tip portion 42 of the claw portion 40 of the caulking jig 10 is formed larger than the radius of curvature R2 of the caulking portion 28 of the caulking member 12.

また、上記凹み変形領域５０において、凹み線５２に対してフランジ部３０側に位置する壁面５４は湾曲面として形成されている。これに対し、凹み線５２に対してフランジ部３０の反対側に位置する壁面５６は、溝１５の側面１５ａ（図３参照）の曲率に則した湾曲はあるもののほぼ平坦な面として形成されることができる。これにより、図３を参照すると、かしめ部材１２のかしめ部２８に形成された凹み変形領域５０において、凹み線５２に対してフランジ部３０の反対側に位置する壁面５６が、ロータシャフト１４の溝１５の一方側の内面１５ａと周方向に関してほぼ均一に当接した状態に形成されることになる。 Moreover, in the said dent deformation | transformation area | region 50, the wall surface 54 located in the flange part 30 side with respect to the dent line 52 is formed as a curved surface. On the other hand, the wall surface 56 positioned on the opposite side of the flange portion 30 with respect to the recessed line 52 is formed as a substantially flat surface although there is a curvature according to the curvature of the side surface 15a of the groove 15 (see FIG. 3). be able to. Thus, referring to FIG. 3, the wall surface 56 located on the opposite side of the flange portion 30 with respect to the recess line 52 in the recess deformation region 50 formed in the crimp portion 28 of the crimp member 12 is a groove of the rotor shaft 14. 15 is formed so as to be in contact with the inner surface 15a on one side substantially uniformly in the circumferential direction.

続いて、上記かしめ冶具１０を用いてかしめ部材１２をかしめる際の作用について説明する。ここで、本実施形態のかしめ冶具１０と対比するために、図５および６を参照して従来のかしめ冶具１０ａでかしめ部材１２を固定した場合についてまず説明する。なお、従来のかしめ冶具１０ａにおいて上記かしめ冶具１０と対応する部分については、同一の参照番号に符合「ａ」を添付して説明するものとするとし、かしめ部材１２のかしめ部２８に形成される凹み変形領域５０ａについても同様とする。 Next, the operation when the caulking member 12 is caulked using the caulking jig 10 will be described. Here, in order to compare with the caulking jig 10 of this embodiment, the case where the caulking member 12 is fixed with the conventional caulking jig 10a will be described first with reference to FIGS. In the conventional caulking jig 10a, the portion corresponding to the caulking jig 10 is described with the reference numeral “a” attached to the same reference number, and formed in the caulking portion 28 of the caulking member 12. The same applies to the dent deformation region 50a.

図５は、図２に対応した図である。すなわち、（Ａ）は従来のかしめ冶具１０ａによってかしめ部材１２がかしめられる様子を模式的に示しており、（Ｂ）は（Ａ）中の矢印Ｃ方向から見た従来のかしめ冶具１０ａの爪部４０ａの形状を示しており、（Ｃ）はかしめ冶具１０ａの爪部４０ａによってかしめ部材１２に形成された凹み変形領域５０ａを示している。また、図６は、従来のかしめ冶具１０ａによってかしめ部材１２をロータシャフト１４にかしめたときの、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａの周方向端部４１と、これに対応するかしめ部材１２の部分との各応力状態を模式的に示す図である。 FIG. 5 corresponds to FIG. That is, (A) schematically shows a state in which the caulking member 12 is caulked by the conventional caulking jig 10a, and (B) is a claw portion of the conventional caulking jig 10a as viewed from the direction of arrow C in (A). The shape of 40a is shown, (C) has shown the dent deformation | transformation area | region 50a formed in the caulking member 12 by the nail | claw part 40a of the caulking jig 10a. Further, FIG. 6 shows a circumferential end portion 41 of the claw portion 40a of the caulking jig 10a when the caulking member 12 is caulked to the rotor shaft 14 by the conventional caulking jig 10a, and a portion of the caulking member 12 corresponding thereto. It is a figure which shows each each stress state typically.

図５（Ａ）に示すように、従来のかしめ冶具１０ａの爪部４０ａは、かしめ部材１２のかしめ部２８を上記溝１５の底部までしっかりと押し込んだ状態に塑性変形させるように、ロータシャフト１４の溝１５の底部の内径にかしめ部材の板厚を考慮した程度の曲率半径Ｒ１を有する円弧状に形成されており、この曲率半径Ｒ１はかしめ部２８の外周面の曲率半径Ｒ２以下に設定されているのが一般的であった。また、図５（Ｂ）に示すように、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａは、その先端部４２ａが直線状に示されるように溝１５の周方向に沿って形成されており、本実施形態のかしめ冶具１０の爪部４０がフランジ部３０側の凸状をなす湾曲形状をなしているのとは異なっている。 As shown in FIG. 5A, the claw portion 40a of the conventional caulking jig 10a is plastically deformed so that the caulking portion 28 of the caulking member 12 is firmly pushed down to the bottom of the groove 15. The groove 15 is formed in an arc shape having a radius of curvature R1 in consideration of the plate thickness of the caulking member on the inner diameter of the bottom of the groove 15, and the radius of curvature R1 is set to be equal to or less than the radius of curvature R2 of the outer peripheral surface of the caulking portion 28. It was common. Further, as shown in FIG. 5B, the claw portion 40a of the caulking jig 10a is formed along the circumferential direction of the groove 15 so that the tip end portion 42a is shown in a straight line. This is different from the case where the claw portion 40 of the caulking jig 10 has a curved shape forming a convex shape on the flange portion 30 side.

このようなかしめ冶具１０ａでかしめ部材１２をかしめるとき、図６に示すように、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａの周方向両端部４１が先ずかしめ部２８の外周面に食い込むこととなる。そのため、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａの周方向両端部４１に対応する位置２９でかしめ部２８の塑性変形時の応力が上記爪部４０ａによって変形させられるかしめ部２８の他の部分よりも大きくなる。図６では、その様子がハッチングの種類によって示される。クロスハッチングにより示される部分で応力が最も大きく、そこから離れるにつれて応力が小さくなる状態がハッチング線の間隔を広くすることで表されている。このことは、図６に示される爪部４０ａについても同様である。 When the caulking member 12 is caulked with such a caulking jig 10a, both circumferential ends 41 of the claw portion 40a of the caulking jig 10a first bite into the outer circumferential surface of the caulking part 28 as shown in FIG. Therefore, the stress at the time of plastic deformation of the caulking portion 28 at positions 29 corresponding to the circumferential end portions 41 of the claw portion 40a of the caulking jig 10a is larger than the other portions of the caulking portion 28 deformed by the claw portion 40a. . In FIG. 6, this state is shown by the type of hatching. The state where the stress is greatest at the portion indicated by cross-hatching, and the stress decreases as the distance from the portion increases, is expressed by widening the interval between the hatching lines. The same applies to the claw portion 40a shown in FIG.

また、上記のように爪部４０ａの周方向両端部４１に対応する位置２９でかしめ部２８の塑性変形時の応力が大きくなることで、図５（Ｃ）に示すように、かしめ部２８に形成される凹み変形領域５０ａの上記位置２９を含む周方向両端部で塑性変形領域が大きく形成されることになる。 Moreover, as shown in FIG. 5 (C), the caulking portion 28 has a large stress at the position 29 corresponding to the circumferential end portions 41 of the claw portion 40a. A large plastic deformation region is formed at both ends in the circumferential direction including the position 29 of the dent deformation region 50a to be formed.

このようなことで、従来のかしめ冶具１０ａを用いた場合には、かしめ部２８の板厚や強度にも依存するが、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａの周方向両端部４１に対応する位置２９でかしめ部２８に亀裂が生じやすかった。これと同時に、かしめ冶具１０ａの爪部４０ａについても周方向両端部４１に作用する内部応力が大きくなることで、爪部４１ａの破損も生じやすかった。 For this reason, when the conventional caulking jig 10a is used, the position 29 corresponding to the circumferential end portions 41 of the claw portions 40a of the caulking jig 10a depends on the thickness and strength of the caulking jig 28a. Cracks were likely to occur in the crimped portion 28. At the same time, the claw portion 40a of the caulking jig 10a is also prone to breakage of the claw portion 41a because the internal stress acting on both end portions 41 in the circumferential direction is increased.

これに対し、本実施形態のかしめ冶具１０によれば、爪部４０が、かしめ部材１２のかしめ部２８の外周面の曲率半径Ｒ２よりも大きい曲率半径Ｒ１を有する円弧状に形成されていることで、かしめ部２８は爪部４０の周方向両端部よりも周方向中間部分においてより強くロータシャフト１４の溝１５内に押し込まれて塑性変形されることになる。このときのかしめ部２８および爪部４０の応力状態が図４において上述した図６と同様の手法で表されている。図４に示すように、かしめ部２８および爪部４０のいずれについても、周方向の中央領域において内部応力が高くなり、爪部４０の周方向両端部４１側に近くなるにつれて内部応力が低くなる傾向にある。したがって、かしめ冶具１０の爪部４０の周方向両端部４１に対応する位置でかしめ部２８に亀裂が発生すること、および、上記爪部４０の周方向両端部４１が破損することを効果的に抑制することができる。 On the other hand, according to the caulking jig 10 of the present embodiment, the claw portion 40 is formed in an arc shape having a curvature radius R1 larger than the curvature radius R2 of the outer peripheral surface of the caulking portion 28 of the caulking member 12. Thus, the caulking portion 28 is more strongly pushed into the groove 15 of the rotor shaft 14 at the circumferential intermediate portion than the both end portions in the circumferential direction of the claw portion 40 and is plastically deformed. The stress state of the caulking portion 28 and the claw portion 40 at this time is represented by the same method as in FIG. 6 described above with reference to FIG. As shown in FIG. 4, for both the caulking portion 28 and the claw portion 40, the internal stress increases in the central region in the circumferential direction, and the internal stress decreases as the claw portion 40 comes closer to both ends 41 in the circumferential direction. There is a tendency. Therefore, it is effective that cracks occur in the caulking portion 28 at positions corresponding to the circumferential end portions 41 of the claw portion 40 of the caulking jig 10 and that the circumferential end portions 41 of the claw portion 40 are damaged. Can be suppressed.

また、かしめ冶具１０の爪部４０は、かしめ部材１２によってロータシャフト１４に対して締結固定されるロータコア１６およびエンドプレート１８をそのフランジ部３０で軸方向に押す方向に向かって凸状となるよう湾曲して形成されている。これにより、図２（Ｃ）を参照して上述したように、爪部４０の押し込みによって形成されたかしめ部２８の凹み変形領域５０内の壁面のうち、かしめ部材１２がロータコア１６およびエンドプレート１８を押し付けることの反力を受けることなる壁面５６が、溝１５の側面１５ａに周方向にほぼ均一に当接した状態に形成されることができ、その結果、かしめ部材１２によるロータコア１６およびエンドプレート１８の安定した締結固定状態を実現できる。 Further, the claw portion 40 of the caulking jig 10 is convex toward the direction in which the rotor core 16 and the end plate 18 fastened and fixed to the rotor shaft 14 by the caulking member 12 are pushed in the axial direction by the flange portion 30. It is curved. Accordingly, as described above with reference to FIG. 2C, the caulking member 12 is the rotor core 16 and the end plate 18 among the wall surfaces in the concave deformation region 50 of the caulking portion 28 formed by pushing the claw portion 40. The wall surface 56 that receives a reaction force against pressing can be formed in a state of substantially uniformly contacting the side surface 15a of the groove 15 in the circumferential direction. As a result, the rotor core 16 and the end plate by the caulking member 12 can be formed. 18 stable fastening and fixing states can be realized.

なお、かしめ冶具１０を用いてのかしめ部材１２に対するかしめは、周方向に適当な間隔をおいて複数箇所（例えば２〜４箇所）について行うのが好ましいが、物によっては軸体に対する被締結物の締結強度が大きく要求されないこともあるため１箇所だけであってもよい場合もあり得る。 The caulking member 12 using the caulking jig 10 is preferably caulked at a plurality of locations (for example, 2 to 4 locations) at an appropriate interval in the circumferential direction. Since there is a case where the fastening strength is not required to be large, there may be a case where only one place is sufficient.

１ロータ、１０かしめ冶具、１２かしめ部材、１４ロータシャフト、１５溝、１５ａ溝の側面、１６ロータコア、１８エンドプレート、２０外周面、２２貫通孔、２４永久磁石、２６段部、２８かしめ部、３０フランジ部、４０爪部、４１周方向端部、４２先端部、５０凹み変形領域、Ｒ１，Ｒ２曲率半径、Ｘ回転軸。 1 Rotor, 10 Caulking jig, 12 Caulking member, 14 Rotor shaft, 15 Groove, 15a Groove side surface, 16 Rotor core, 18 End plate, 20 Outer peripheral surface, 22 Through hole, 24 Permanent magnet, 26 Step portion, 28 Caulking portion, 30 flange part, 40 claw part, 41 circumferential end part, 42 tip part, 50 dent deformation region, R1, R2 radius of curvature, X rotation axis.

Claims

円柱状の軸体の外周面に周方向に沿って形成された溝に、前記軸体に外装された円筒状のかしめ部材を径方向外側から押し込んで塑性変形させて固定するために用いるかしめ冶具であって、
前記かしめ部材を前記溝に押し込むための爪部を有し、この爪部は、前記かしめ部材の外周面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する円弧状に形成されるとともに、前記かしめ部材によって前記軸体に対して締結固定される被締結物を前記かしめ部材が前記軸方向に沿って押す方向に向かって凸状となるよう湾曲して形成されていることを特徴とするかしめ冶具。 A caulking jig used for fixing a cylindrical caulking member sheathed on the shaft body from the outside in the radial direction by being plastically deformed into a groove formed in the outer circumferential surface of the columnar shaft body along the circumferential direction. Because
A claw portion for pushing the caulking member into the groove, and the claw portion is formed in an arc shape having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer circumferential surface of the caulking member; A caulking jig characterized in that the object to be fastened to the shaft body is curved so as to be convex toward the direction in which the caulking member pushes along the axial direction.