JP7452658B2 - ロータの製造方法およびロータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータの製造方法およびロータに関する。

従来、シャフトが挿入されるロータの製造方法およびロータが知られている。このようなロータの製造方法およびロータは、たとえば、特開２００１－２６８８５８号公報に開示されている。

上記特開２００１－２６８８５８号公報には、パイプ構造を有した中空形状の回転軸と、回転軸が挿入された積層鉄心とを備えるモータ用ロータが開示されている。回転軸は、積層鉄心の中央に設けられた貫通孔に挿入されている。また、回転軸には、ハイドロフォーミング法により形成された抜止部が設けられている。抜止部は、ハイドロフォーミング法により、回転軸が外径側に膨張することによって形成されている。また、抜止部は、積層鉄心を軸方向に挟み込むように設けられている。

また、積層鉄心は、キー溝が１つ設けられたケイ素鋼板が積層されることにより形成されている。これにより、ハイドロフォーミング法により回転軸が膨張することにより、キー溝に噛み合う凸部が形成される。凸部とキー溝とが噛み合うことにより、回転軸に対する積層鉄心の回転方向のずれが抑制される。

特開２００１－２６８８５８号公報

しかしながら、上記特開２００１－２６８８５８号公報に記載のロータでは、積層鉄心の回転方向（周方向）において、キー溝が設けられる１箇所のみにより、回転軸に対する積層鉄心の回転方向のずれが抑制される。このため、キー溝が１箇所に設けられることにより、軸方向視においてシャフトの形状がアンバランスになるという不都合がある。このため、ロータの回転におけるバランスが悪化するという問題点がある。

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、ハイドロフォーミングによりシャフトを積層コアに固定する場合に、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれを防止しながら、ロータの回転におけるバランスが悪化するのを防止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。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるロータの製造方法は、円筒状のシャフトが挿入されるシャフト挿入孔と、永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを含む積層コアを備えるロータの製造方法であって、シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように、積層コアを形成する第１コア形成工程と、積層コアの軸方向から見て、積層コアの中央部に設けられるとともに複数の極の各々に対して、または、約数ごとの極のグループの各々に対して、頂点および辺が均等に配置されるシャフト挿入孔の頂点とシャフトの外周面との距離が第１距離となるとともに、シャフトの外周面とシャフト挿入孔の辺との距離が第１距離よりも小さい第２距離となるように、シャフトをシャフト挿入孔に挿入する挿入工程と、積層コアのシャフト挿入孔にシャフトが挿入された状態で、シャフトの内部に充填された液体が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより、軸方向から見てシャフトの外周面をシャフト挿入孔の内周面に沿うように非円形形状に変形させることによって、シャフトを積層コアに固定する固定工程と、を備える。

この発明の第１の局面によるロータの製造方法では、上記のように、積層コアの軸方向から見て、複数の頂点を含む非円形形状を有するシャフト挿入孔の頂点とシャフトの外周面との距離が第１距離となるとともに、シャフトの外周面とシャフト挿入孔の辺との距離が第１距離よりも小さい第２距離となるように、シャフトをシャフト挿入孔に挿入する挿入工程と、ハイドロフォーミングにより、軸方向から見てシャフトの外周面をシャフト挿入孔の内周面に沿うように非円形形状に変形させることによって、シャフトを積層コアに固定する固定工程と、が行われる。これにより、複数の頂点の各々において、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれが規制される。その結果、シャフト挿入孔の頂点が１つのみの場合に比べて、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれをよりバランス良く防止することができる。これにより、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれを防止しながら、ロータの回転におけるバランスが悪化するのを防止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。

この発明の第２の局面におけるロータは、円筒状のシャフトと、永久磁石と、シャフトが挿入されるシャフト挿入孔と、永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを含む積層コアと、を備え、シャフトは、シャフトの内部に充填された液体が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより積層コアに固定されており、積層コアは、シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように構成されており、シャフト挿入孔は、積層コアの軸方向から見て、積層コアの中央部に設けられるとともに、複数の極の各々に対して、または、約数ごとの極のグループの各々に対して、頂点および辺が均等に配置されている。

この発明の第２の局面によるロータでは、上記のように、シャフト挿入孔は、積層コアの軸方向から見て、複数の頂点を含む非円形形状を有する。これにより、複数の頂点の各々において、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれが規制される。さらに、積層コアは、シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように構成されている。これにより、シャフト挿入孔の頂点および辺の数が極数の整数倍である場合は、複数の極の各々に対して頂点（辺）が均等に配置されるようにロータを形成することを容易に行うことができる。また、頂点および辺の数が極数を極数以外の極数の約数で除した数である場合は、上記約数ごとの極のグループの各々に対して頂点（辺）が均等に配置されるようにロータを形成することを容易に行うことができる。その結果、複数の極の各々に対して、または、上記約数ごとの極のグループの各々に対して、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれをよりバランス良く防止することができる。これにより、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれを防止しながら、ロータの回転におけるバランスが悪化するのを防止することができる。

本発明によれば、シャフトに対する積層コアの回転方向のずれを防止しながら、ロータの回転におけるバランスが悪化するのを防止することができる。

第１実施形態によるロータ（回転電機）の構成を示す平面断面図である。 図１の磁極形成部の近傍の部分拡大図である。 第１実施形態による積層コアおよびシャフトの軸方向に沿った断面斜視図である。 第１実施形態によるロータの製造方法を示すフロー図である。 第１実施形態によるシャフトを積層コアに挿入する前のシャフトおよび積層コアの構成を示す斜視図である。 第１実施形態によるシャフトを積層コアに挿入した状態の軸方向に沿った断面図である。 第１実施形態によるシャフトを積層コアに挿入した状態で、かつ、ハイドロフォーミングを行う前の状態の平面断面図である。 第１実施形態によるハイドロフォーミング時の軸方向に沿った断面図である。 第２実施形態によるロータ（回転電機）の構成を示す平面断面図である。 図９の磁極形成部の近傍の部分拡大図である。 第２実施形態によるロータの製造方法を示すフロー図である。 第１実施形態の変形例による積層コアの構成を示す平面断面図である。 第２実施形態の変形例による積層コアの構成を示す平面断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１～図８を参照して、第１実施形態によるロータ１およびロータ１の製造方法について説明する。

本願明細書では、「軸方向」とは、ロータ１の回転軸線Ｃに沿った方向を意味し、図中のＺ方向を意味する。また、「径方向」とは、ロータ１の径方向（Ｒ１方向またはＲ２方向）を意味し、「周方向」は、ロータ１の周方向（Ｅ１方向またはＥ２方向）を意味する。

（ロータの構造）
まず、図１を参照して、第１実施形態のロータ１の構造について説明する。

図１に示すように、回転電機１００は、ロータ１とステータ２とを備える。また、ロータ１およびステータ２は、それぞれ、円環状に形成されている。そして、ロータ１は、ステータ２の径方向内側に対向して配置されている。すなわち、第１実施形態では、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。また、ロータ１（ロータコア４）の径方向内側には、シャフト３が配置されている。シャフト３は、ギア等の回転力伝達部材を介して、エンジンや車軸等に接続されている。たとえば、回転電機１００は、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成されており、車両に搭載されるように構成されている。

また、ロータ１は、ロータコア４を備える。ロータコア４は、複数の電磁鋼板４ａ（図３参照）が積層され、電磁鋼板４ａの積層方向に延びる磁石挿入孔１０ａを有する積層コア４ｂを含む。また、ロータ１（ロータコア４）は、永久磁石５を含む。永久磁石５は、積層コア４ｂの磁石挿入孔１０ａに挿入（配置）されている。

磁石挿入孔１０ａは、積層コア４ｂに複数（第１実施形態では１６個）設けられている。すなわち、回転電機１００は、埋込永久磁石型モータ（ＩＰＭモータ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）として構成されている。

積層コア４ｂは、周方向に隣り合う一対の磁石挿入孔１０ａと、一対の磁石挿入孔１０ａの磁石挿入孔１０ａ同士の間に配置されるブリッジ部１０ｂ（図２参照）とを含む、磁極を形成する複数の磁極形成部１０を含む。ブリッジ部１０ｂは、積層コア４ｂの径方向内側部分４ｈと、積層コア４ｂの径方向外側部分４ｌとを連結するように設けられている。磁極形成部１０は、積層コア４ｂにおいて、回転軸線Ｃ方向から見て、周方向に沿って、等角度間隔に８つ設けられている。また、磁極形成部１０における一対の磁石挿入孔１０ａは、Ｖ字状に配置されている。

図２に示すように、ブリッジ部１０ｂは、積層コア４ｂにおいて、磁石挿入孔１０ａよりも径方向外側の部分と、磁石挿入孔１０ａよりも径方向内側の部分とを接続するように設けられている。ブリッジ部１０ｂは、径方向に延びるように設けられている。ブリッジ部１０ｂの周方向の幅Ｗ１は、ブリッジ部１０ｂの径方向の長さＬ１よりも小さい。

図１に示すように、ロータコア４は、回転軸線Ｃ回りに回転される。また、ロータコア４（積層コア４ｂ）は、積層コア４ｂの軸方向から見て（Ｚ１方向側から見て）、積層コア４ｂの中央部に設けられるシャフト挿入孔４ｃを含む。シャフト３は、積層コア４ｂのシャフト挿入孔４ｃに挿入されている。シャフト３が回転することにより、積層コア４ｂにシャフト３の回転力が伝達され、積層コア４ｂが回転するように構成されている。

また、ステータ２は、ステータコア２ａと、ステータコア２ａに巻回（配置）されたコイル２ｂとを含む。ステータコア２ａは、ロータコア４の径方向外側に配置されている。ステータコア２ａは、たとえば、複数の電磁鋼板（珪素鋼板）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２ｂ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２ｂ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。また、ロータ１およびシャフト３は、コイル２ｂに電力が供給されない場合でも、エンジン等の駆動に伴って、ステータ２に対して回転するように構成されている。なお、図１では、コイル２ｂの一部のみを図示しているが、コイル２ｂは、ステータコア２ａの全周に亘って配置されている。

永久磁石５は、軸方向に直交する断面が長方形形状を有している。たとえば、永久磁石５は、磁化方向（着磁方向）が短手方向となるように構成されている。また、磁石挿入孔１０ａには、磁石挿入孔１０ａに配置されている永久磁石５を固定する図示しない樹脂材が配置されている。

また、図３に示すように、シャフト３は、筒状に形成されている。シャフト３には、後述するオイル射出部６が挿入される挿入孔３ａが設けられている。

また、シャフト３は、シャフト３の内部に充填された液体８００（図８参照）が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングによって積層コア４ｂに固定されている。具体的には、シャフト３は、積層コア４ｂに固定される固定部分３ｂを含む。固定部分３ｂとは、シャフト３のうち、積層コア４ｂのシャフト挿入孔４ｃに挿入されている部分の全体である。

また、ロータ１は、挿入孔３ａを介してシャフト３の内部に挿入され、シャフト３の内部において冷却用オイルを射出するオイル射出部６を備える。

ここで、第１実施形態では、図１に示すように、シャフト挿入孔４ｃは、軸方向から見て、複数の頂点４ｆを含む非円形形状を有する。具体的には、シャフト挿入孔４ｃは、軸方向から見て、正多角形形状を有する。詳細には、シャフト挿入孔４ｃは、軸方向から見て、正１６角形形状を有する。なお、シャフト挿入孔４ｃは、軸方向から見て、正１６角形以外の正多角形（たとえば正６角形）を有していてもよい。

これにより、ハイドロフォーミングにより膨張されたシャフト３の外周面３ｅ（内周面３ｃ）は、軸方向から見て、ロータコア４のシャフト挿入孔４ｃに沿うように正１６角形形状を有している。

また、第１実施形態では、積層コア４ｂは、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆおよび辺４ｇの数が、極数の整数倍になるように構成されている。具体的には、極数の数（磁極形成部１０の数）は８つであり、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆおよび辺４ｇの数は１６である。すなわち、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆおよび辺４ｇの数は、極数の２倍である。

なお、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとは、隣接する辺４ｇ同士の交点に相当する部分であり、必ずしもピン角ではなく、一定の曲率を有していてもよい。また、辺４ｇとは、必ずしも直線である必要はなく、一定の曲率を有していてもよい。

また、第１実施形態では、積層コア４ｂは、軸方向から見て、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、磁極形成部１０のブリッジ部１０ｂ（８つ全てのブリッジ部１０ｂ）と周方向に重なる位置に配置されるように構成されている。ブリッジ部１０ｂと周方向に重ならない頂点４ｆは、周方向に隣り合う磁極形成部１０同士の周方向における中央部と、周方向に重なる位置に配置される。なお、ブリッジ部１０ｂと周方向に重なる位置に配置される頂点４ｆは、ブリッジ部１０ｂの周方向における中央近傍と周方向に重なるように設けられる。

また、積層コア４ｂは、軸方向から見て、磁石挿入孔１０ａが、周方向においてシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇと重なる位置に配置されるように構成されている。磁石挿入孔１０ａと辺４ｇとの間には、径方向における幅が幅Ｗ２の径方向内側部分４ｈが形成されている。幅Ｗ２は、一対の磁石挿入孔１０ａがＶ字形状を有していることによって、ブリッジ部１０ｂと周方向に重なる位置に配置される頂点４ｆ側に向かって徐々に小さくなる。

（ロータの製造方法）
次に、図４～図８を参照して、ロータ１の製造方法について説明する。

まず、図４に示すように、ステップＳ１において、積層コア４ｂおよびシャフト３を準備する工程が行われる。具体的には、図５に示すように、筒状のシャフト３と、シャフト挿入孔４ｃが軸方向から見て非円形形状（正１６角形）を有する積層コア４ｂとが準備される。この時点では、シャフト３は、軸方向から見て円形形状（図７参照）を有する。

また、ステップＳ１では、軸方向から見て、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、周方向に隣り合う磁石挿入孔１０ａ同士の間に設けられたブリッジ部１０ｂと周方向に重なる位置に配置されるように、積層コア４ｂを形成するコア形成工程が行われる。具体的には、コア形成工程は、軸方向から見て、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、複数の磁極形成部１０の各々において周方向に隣り合う一対の磁石挿入孔１０ａの磁石挿入孔１０ａ同士の間に設けられ、積層コア４ｂの径方向外側部分４ｌと積層コア４ｂの径方向内側部分４ｈとを連結するブリッジ部１０ｂと、周方向に重なる位置に配置されるように、積層コア４ｂを形成する工程である。なお、ステップＳ１で行われるコア形成工程は、請求の範囲の「第１コア形成工程」の一例である。

次に、図４に示すように、ステップＳ２において、シャフト挿入孔４ｃにシャフト３を挿入する（図６参照）挿入工程が行われる。具体的には、図７に示すように、挿入工程は、軸方向から見て正多角形（正１６角形）形状を有するシャフト挿入孔４ｃに、軸方向から見て円形形状を有するシャフト３を挿入する工程である。

具体的には、第１実施形態では、挿入工程は、軸方向から見て、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、周方向に隣り合う磁石挿入孔１０ａ同士の間に設けられたブリッジ部１０ｂ（図２参照）と周方向に重なる位置に配置される積層コア４ｂのシャフト挿入孔４ｃに、シャフト３を挿入する工程である。この挿入工程の後（後述する固定工程の前）では、シャフト３の外周面３ｅと、シャフト挿入孔４ｃの内周面４ｉとは、離間した状態である。

具体的には、挿入工程は、軸方向から見て、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとの距離が距離Ｌ２となるとともに、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇとの距離がＬ２距離よりも小さい距離Ｌ３となるように、シャフト３をシャフト挿入孔４ｃに挿入する工程である。具体的には、シャフト３の外周面３ｅと全てのシャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとの距離が距離Ｌ２で等しくなるとともに、シャフト３の外周面３ｅと全てのシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇとの距離が距離Ｌ３で等しくなるように、シャフト３はシャフト挿入孔４ｃに挿入（配置）される。なお、距離Ｌ２は、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとの最短距離である。また、距離Ｌ３は、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇとの最短距離である。なお、距離Ｌ２および距離Ｌ３は、それぞれ、請求の範囲の「第１距離」および「第２距離」の一例である。

次に、図４に示すように、ステップＳ３において、シャフト３を積層コア４ｂに固定する固定工程が行われる。具体的には、固定工程は、積層コア４ｂのシャフト挿入孔４ｃにシャフト３が挿入された状態で、ハイドロフォーミングにより、軸方向から見てシャフト３の外周面３ｅをシャフト挿入孔４ｃの内周面４ｉに沿うように非円形形状（正１６角形形状）に変形させる（図１参照）ことによって、シャフト３を積層コア４ｂに固定する工程である。この際、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇとの距離Ｌ３が、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとの距離Ｌ２よりも小さいので、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの辺４ｇとが最初に接触した後、シャフト３の外周面３ｅとシャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとが接触するように、シャフト３が膨張する。

また、図８に示すように、ハイドロフォーミングを行う際、積層コア４ｂおよびシャフト３は、ハイドロフォーミング成形機９００に配置（セット）される。ハイドロフォーミング成形機９００は、積層コア４ｂをＺ１側から押圧する上型９０１と、積層コア４ｂをＺ２側から押圧する下型９０２とを含む。また、ハイドロフォーミング成形機９００は、積層コア４ｂの径方向の移動を径方向外側から規制する規制部９０３を含む。

また、ハイドロフォーミング成形機９００は、シャフト３のＺ１側の端部をシールする上側シール部９０４と、シャフト３のＺ２側の端部をシールする下側シール部９０５とを含む。上側シール部９０４および下側シール部９０５には、それぞれ、シャフト３の内部に液体８００を導入するための導入路９０４ａおよび９０５ａが設けられている。

そして、図４に示すように、ステップＳ４において、永久磁石５（図１参照）を磁石挿入孔１０ａに挿入するとともに、図示しない樹脂材を磁石挿入孔１０ａに充填することにより永久磁石５を固定する工程が行われる。すなわち、ハイドロフォーミングは、磁石挿入孔１０ａに永久磁石５が挿入（配置）されていない状態で行われる。

［第２実施形態］
次に、図９～図１１を参照して、第２実施形態によるロータ１１およびロータ１１の製造方法について説明する。第２実施形態のロータ１１では、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆとブリッジ部１０ｂとが周方向において重なるように配置される上記第１実施形態とは異なり、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇがｄ軸と周方向において重なる位置に配置される。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（ロータの構造）
まず、図９を参照して、第２実施形態のロータ１１の構造について説明する。

図９に示すように、回転電機２００は、上記第１実施形態の回転電機１００のロータ１の代わりに、ロータ１１を備える。

また、ロータ１１は、ロータコア１４を備える。ロータコア１４は、磁石挿入孔１０ａを有する積層コア１４ｂを含む。また、ロータコア１４（積層コア１４ｂ）は、積層コア１４ｂの軸方向から見て（Ｚ１方向側から見て）、積層コア１４ｂの中央部に設けられるシャフト挿入孔１４ｃを含む。

ここで、第２実施形態では、図１０に示すように、積層コア１４ｂは、軸方向から見て、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇが、周方向において積層コア１４ｂのｄ軸と重なる位置に配置されるように構成されている。ここで、ｄ軸とは、ロータコア１４（積層コア１４ｂ）において磁極が作る磁束の方向を意味する。図１０に示す例では、磁束はブリッジ部１０ｂを通過するので、ｄ軸は、軸方向から見て、回転軸線Ｃからブリッジ部１０ｂへ向かう方向である。

ロータコア１４（積層コア１４ｂ）には、ブリッジ部１０ｂが８つ設けられているので、それぞれのブリッジ部１０ｂに対応するようにｄ軸は８つ存在する。そして、それぞれのｄ軸は、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇと周方向において重なる位置に形成される。なお、図９に示すように、シャフト挿入孔１４ｃの頂点１４ｆは、周方向に隣り合う磁極形成部１０同士の間の位置と周方向に重なるように配置される。

（ロータの製造方法）
次に、図１１を参照して、ロータ１の製造方法について説明する。

まず、図１１に示すように、ステップＳ１１において、積層コア１４ｂおよびシャフト３を準備する工程が行われる。

また、ステップＳ１１では、軸方向から見て、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇが、周方向において積層コア１４ｂのｄ軸と重なる位置に配置されるように、積層コア１４ｂを形成するコア形成工程が行われる。なお、ステップＳ１１で行われるコア形成工程は、請求の範囲の「第２コア形成工程」の一例である。

次に、ステップＳ１２において、シャフト挿入孔１４ｃにシャフト３を挿入する挿入工程が行われる。第２実施形態では、挿入工程は、軸方向から見て、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇが、周方向において積層コア１４ｂのｄ軸と重なる位置に配置される積層コア１４ｂのシャフト挿入孔１４ｃに、シャフト３を挿入する工程である。

次に、図１１に示すように、ステップＳ１３において、シャフト３を積層コア１４ｂに固定する固定工程が行われる。具体的には、固定工程は、積層コア１４ｂのシャフト挿入孔１４ｃにシャフト３が挿入された状態で、ハイドロフォーミングにより、軸方向から見てシャフト３の外周面３ｅをシャフト挿入孔４ｃの内周面１４ｉに沿うように非円形形状（正１６角形形状）に変形させる（図１参照）ことによって、シャフト３を積層コア１４ｂに固定する工程である。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第１および第２実施形態の効果］
第１および第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

（ロータの効果）
第１および第２実施形態では、上記のように、シャフト（３）は、シャフト（３）の内部に充填された液体（８００）が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより積層コア（４ｂ、１４ｂ）に固定されている。また、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）は、積層コア（４ｂ、１４ｂ）の軸方向から見て、積層コア（４ｂ、１４ｂ）の中央部に設けられるとともに、複数の頂点（４ｆ、１４ｆ）を含む非円形形状を有する。また、積層コア（４ｂ、１４ｂ）は、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）および辺（４ｇ、１４ｇ）の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように構成されている。これにより、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）および辺（４ｇ、１４ｇ）の数が極数の整数倍である場合は、複数の極の各々に対して頂点（４ｆ、１４ｆ）（辺（４ｇ、１４ｇ））が均等に配置されるようにロータ（１、１１）を形成することを容易に行うことができる。また、頂点（４ｆ、１４ｆ）および辺（４ｇ、１４ｇ）の数が極数を極数以外の極数の約数で除した数である場合は、上記約数ごとの極のグループの各々に対して頂点（４ｆ、１４ｆ）（辺（４ｇ、１４ｇ））が均等に配置されるようにロータ（１、１１）を形成することを容易に行うことができる。その結果、複数の極の各々に対して、または、上記約数ごとの極のグループの各々に対して、シャフト（３）に対する積層コア（４ｂ、１４ｂ）の回転方向のずれをよりバランス良く防止することができる。これにより、シャフト（３）に対する積層コア（４ｂ、１４ｂ）の回転方向のずれを防止しながら、ロータ（１、１１）の回転におけるバランスが悪化するのを防止することができる。

（ロータの製造方法の効果）
また、第１および第２実施形態では、上記のように、ロータ（１、１１）の製造方法は、軸方向から見て、複数の頂点（４ｆ、１４ｆ）を含む非円形形状を有するシャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）とシャフト（３）の外周面（３ｅ）との距離が第１距離（Ｌ２）となるとともに、シャフト（３）の外周面（３ｅ）とシャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の辺（４ｇ、１４ｇ）との距離が第１距離（Ｌ２）よりも小さい第２距離（Ｌ３）となるように、シャフト（３）をシャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）に挿入する挿入工程を備える。また、ロータ（１、１１）の製造方法は、積層コア（４ｂ、１４ｂ）のシャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）にシャフト（３）が挿入された状態で、シャフト（３）の内部に充填された液体（８００）が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより、軸方向から見てシャフト（３）の外周面（３ｅ）をシャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の内周面（４ｉ、１４ｉ）に沿うように非円形形状に変形させることによって、シャフト（３）を積層コア（４ｂ、１４ｂ）に固定する固定工程を備える。これにより、複数の頂点（４ｆ、１４ｆ）の各々において、シャフト（３）に対する積層コア（４ｂ、１４ｂ）の回転方向のずれが規制される。その結果、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）が１つのみの場合に比べて、シャフト（３）に対する積層コア（４ｂ、１４ｂ）の回転方向のずれをよりバランス良く防止することができる。これにより、シャフト（３）に対する積層コア（４ｂ、１４ｂ）の回転方向のずれを防止しながら、ロータ（１、１１）の回転におけるバランスが悪化するのを防止することが可能なロータ（１、１１）の製造方法を提供することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ロータ（１）の製造方法は、軸方向から見て、少なくとも一部のシャフト挿入孔（４ｃ）の頂点（４ｆ）が、周方向に隣り合う磁石挿入孔（１０ａ）同士の間に設けられたブリッジ部（１０ｂ）と周方向に重なる位置に配置されるように、積層コア（４ｂ）を形成する第１コア形成工程を備える。ここで、ハイドロフォーミングにおいて、シャフト（３）の外周面（３ｅ）は、最初にシャフト挿入孔（４ｃ）の辺（４ｇ）に接触した後に、シャフト挿入孔（４ｃ）の頂点（４ｆ）に接触するように膨張する。これにより、シャフト挿入孔（４ｃ）の辺（４ｇ）にかかる応力よりも、シャフト挿入孔（４ｃ）の頂点（４ｆ）にかかる応力の方が小さくなる。また、ブリッジ部（１０ｂ）は、周方向の幅（Ｗ１）が比較的小さいため、機械的強度が比較的低い。したがって、機械的強度が比較的低いブリッジ部（１０ｂ）にかかる応力を小さくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、積層コア（４ｂ）は、磁極を形成する磁極形成部（１０）を複数含む。また、第１コア形成工程は、軸方向から見て、少なくとも一部のシャフト挿入孔（４ｃ）の頂点（４ｆ）が、複数の磁極形成部（１０）の各々において周方向に隣り合う一対の磁石挿入孔（１０ａ）の磁石挿入孔（１０ａ）同士の間に設けられ、積層コア（４ｂ）の径方向外側部分（４ｌ）と積層コア（４ｂ）の径方向内側部分（４ｈ）とを連結するブリッジ部（１０ｂ）と、周方向に重なる位置に配置されるように、積層コア（４ｂ）を形成する工程である。これにより、頂点（４ｆ）にかかるハイドロフォーミングの応力は比較的小さいので、複数の磁極形成部（１０）の各々に設けられるブリッジ部（１０ｂ）にかかるハイドロフォーミングによる応力を小さくすることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、軸方向から見て、シャフト挿入孔（１４ｃ）の辺（１４ｇ）が、周方向において積層コア（１４ｂ）のｄ軸と重なる位置に配置されるように、積層コア（１４ｂ）を形成する第２コア形成工程をさらに備える。ここで、軸方向から見て、シャフト挿入孔（１４ｃ）の辺（１４ｇ）は、シャフト挿入孔（１４ｃ）の頂点（１４ｆ）よりも径方向内側に配置されている。これにより、シャフト挿入孔（１４ｃ）の辺（１４ｇ）が比較的径方向内側に配置されている分、ｄ軸の周方向の一方側に隣り合うｑ軸から、ｄ軸の周方向の他方側に隣り合うｑ軸に流れる磁束が通る磁路の幅を大きくすることができる。その結果、磁束を流れやすくすることができるので、磁束の低下に起因してモータ出力が低下するのを防止することができる。

［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請求の範囲によって示され、さらに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。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）は、正多角形形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、シャフト挿入孔は、正多角形でない多角形形状を有していてもよい。また、シャフト挿入孔は、多角形でない形状であるとともに頂点が設けられる形状を有していてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）および辺（４ｇ、１４ｇ）の数が、極数の整数倍である例を示したが、本発明はこれに限られない。シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数を極数以外の極数の約数で除した数（第１および第２実施形態では４つ）であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、シャフト挿入孔（４ｃ、１４ｃ）の頂点（４ｆ、１４ｆ）および辺（４ｇ、１４ｇ）の数が、極数の２倍である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数と等しくてもよい。

また、上記第１実施形態では、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、周方向において全てのブリッジ部１０ｂと重なる位置に配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆが、８つのブリッジ部１０ｂのうちの一部と周方向において重なる位置に配置されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、磁極形成部１０が、周方向に隣り合う一対の磁石挿入孔１０ａとブリッジ部１０ｂとにより構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２Ａおよび図１３Ａに示すように、磁極形成部１１０は、周方向に延びる１つの磁石挿入孔１１０ａのみを含んでいる。この場合、周方向において隣り合う磁石挿入孔１１０ａ同士の間がブリッジ部１１０ｂとなる。図１２Ａに示すように、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆは、全てのブリッジ部１１０ｂと周方向において重なる位置に配置される。また、図１３Ａに示すように、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇは、ｄ軸（回転軸線Ｃから磁石挿入孔１１０ａの周方向中央に向かう方向）と周方向において重なる位置に配置されている。

また、図１２Ｂおよび図１３Ｂに示すように、磁極形成部２１０は、一対の磁石挿入孔１０ａと、一対の磁石挿入孔１０ａ同士の間のブリッジ部１０ｂと、一対の磁石挿入孔１０ａの径方向外側において周方向に延びる磁石挿入孔２１０ａとを含んでいる。図１２Ｂに示すように、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆは、全てのブリッジ部１０ｂと周方向において重なる位置に配置される。また、図１３Ｂに示すように、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇは、ｄ軸（回転軸線Ｃからブリッジ部１０ｂおよび磁石挿入孔２１０ａの周方向中央に向かう方向）と周方向において重なる位置に配置されている。

また、図１２Ｃおよび図１３Ｃに示すように、磁極形成部３１０は、周方向に隣り合う一対の磁石挿入孔３１０ａと、一対の磁石挿入孔３１０ａの径方向外側において周方向に延びる磁石挿入孔３１１ａとを含んでいる。磁石挿入孔３１０ａ同士の間のブリッジ部３１０ｂには、フラックスバリア３１０ｃが設けられている。図１２Ｃに示すように、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆは、全てのブリッジ部３１０ｂ（フラックスバリア３１０ｃ）と周方向において重なる位置に配置される。また、図１３Ｃに示すように、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇは、ｄ軸（回転軸線Ｃからブリッジ部３１０ｂおよび磁石挿入孔３１１ａの周方向中央に向かう方向）と周方向において重なる位置に配置されている。

また、図１２Ｄおよび図１３Ｄに示すように、磁極形成部４１０は、一対の磁石挿入孔３１０ａと、ブリッジ部３１０ｂと、一対の磁石挿入孔３１０ａの径方向外側において周方向に隣り合うように設けられる一対の磁石挿入孔４１０ａとを含んでいる。一対の磁石挿入孔４１０ａ同士の間にはブリッジ部４１０ｂが設けられている。図１２Ｄに示すように、シャフト挿入孔４ｃの頂点４ｆは、全てのブリッジ部３１０ｂ（ブリッジ部４１０ｂ）と周方向において重なる位置に配置される。また、図１３Ｄに示すように、シャフト挿入孔１４ｃの辺１４ｇは、ｄ軸（回転軸線Ｃからブリッジ部３１０ｂおよびブリッジ部４１０ｂに向かう方向）と周方向において重なる位置に配置されている。

また、上記第１および第２実施形態では、ハイドロフォーミングを行った後に永久磁石５を磁石挿入孔１０ａに挿入する工程を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。永久磁石５を磁石挿入孔１０ａに挿入した後にハイドロフォーミングを行ってもよい。

１、１１ ロータ
３ シャフト
３ｅ 外周面
４ｂ、１４ｂ 積層コア
４ｃ、１４ｃ シャフト挿入孔
４ｆ、１４ｆ 頂点
４ｇ、１４ｇ 辺
４ｈ 径方向内側部分
４ｉ、１４ｉ 内周面
４ｌ 径方向外側部分
５ 永久磁石
１０、３１０、４１０ 磁極形成部
１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、３１１ａ、４１０ａ 磁石挿入孔
１０ｂ、１１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ ブリッジ部
８００ 液体
Ｌ２ 距離（第１距離）
Ｌ３ 距離（第２距離）

Claims (5)

1. 円筒状のシャフトが挿入されるシャフト挿入孔と、永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを含む積層コアを備えるロータの製造方法であって、
   前記シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように、前記積層コアを形成する第１コア形成工程と、
   前記積層コアの軸方向から見て、前記積層コアの中央部に設けられるとともに複数の極の各々に対して、または、前記約数ごとの極のグループの各々に対して、前記頂点および前記辺が均等に配置される前記シャフト挿入孔の前記頂点と前記シャフトの外周面との距離が第１距離となるとともに、前記シャフトの前記外周面と前記シャフト挿入孔の前記辺との距離が前記第１距離よりも小さい第２距離となるように、前記シャフトを前記シャフト挿入孔に挿入する挿入工程と、
   前記積層コアの前記シャフト挿入孔に前記シャフトが挿入された状態で、前記シャフトの内部に充填された液体が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより、前記軸方向から見て前記シャフトの前記外周面を前記シャフト挿入孔の内周面に沿うように非円形形状に変形させることによって、前記シャフトを前記積層コアに固定する固定工程と、を備える、ロータの製造方法。
2. 前記軸方向から見て、少なくとも一部の前記シャフト挿入孔の前記頂点が、周方向に隣り合う前記磁石挿入孔同士の間に設けられたブリッジ部と前記周方向に重なる位置に配置されるように、前記積層コアを形成する第２コア形成工程をさらに備える、請求項１に記載のロータの製造方法。
3. 前記積層コアは、磁極を形成する磁極形成部を複数含み、
   前記第２コア形成工程は、前記軸方向から見て、少なくとも一部の前記シャフト挿入孔の前記頂点が、前記複数の磁極形成部の各々において前記周方向に隣り合う一対の前記磁石挿入孔の前記磁石挿入孔同士の間に設けられ、前記積層コアの径方向外側部分と前記積層コアの径方向内側部分とを連結する前記ブリッジ部と、前記周方向に重なる位置に配置されるように、前記積層コアを形成する工程である、請求項２に記載のロータの製造方法。
4. 前記軸方向から見て、前記シャフト挿入孔の辺が、周方向において前記積層コアのｄ軸と重なる位置に配置されるように、前記積層コアを形成する第３コア形成工程をさらに備える、請求項１に記載のロータの製造方法。
5. 円筒状のシャフトと、
   永久磁石と、
   前記シャフトが挿入されるシャフト挿入孔と、前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔とを含む積層コアと、を備え、
   前記シャフトは、前記シャフトの内部に充填された液体が加圧されることによって膨張されるハイドロフォーミングにより前記積層コアに固定されており、
   前記積層コアは、前記シャフト挿入孔の頂点および辺の数が、極数の整数倍、または、極数を極数以外の極数の約数で除した数になるように構成されており、
   前記シャフト挿入孔は、前記積層コアの軸方向から見て、前記積層コアの中央部に設けられるとともに、複数の極の各々に対して、または、前記約数ごとの極のグループの各々に対して、前記頂点および前記辺が均等に配置されている、ロータ。

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