JPH1066287A

JPH1066287A - 磁石発電機の回転子

Info

Publication number: JPH1066287A
Application number: JP9107220A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Takeuchi; 則和竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ボス２と鉄椀４とを接合して回転子１のコス
トを抑える。半径方向応力によるボス２と鉄椀４との接
合部の破損を回避する。【解決手段】ボス２の外周部２ｃには多数のローレッ
トが形成され、鉄椀４の内周部４ｃを打ち込むことで、
回転方向の結合がなされる。外周部２ｃの一方側には、
鉄椀４を受ける鉄椀受け部２ｅが設けられている。ま
た、外周部２ｃの他方側には、打ち込まれた鉄椀４をカ
シメ付けるカシメ２ｆが設けられている。さらに、ボス
２と鉄椀４とを接合する接合部の位置は、半径方向応力
が最小の位置に設けられている。このように、回転子１
はボス２と鉄椀４とを接合するとともに、カシメによっ
て軸方向の結合がなされるため、回転子１のコストを大
変低く抑えることができる。また、接合位置は半径方向
応力が最小であるため、カシメによる接合であっても、
充分な軸方向強度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石発電機の回転
子におけるボスと鉄椀との接合技術に関するもので、特
にボスと鉄椀との軸方向の固定技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートバイ等に搭載される磁石発電機の
回転子は、回転駆動軸に固定されるボスと磁石を保持す
る鉄椀とを鍛造で一体に作り、切削加工で仕上げる一体
成形技術と、鍛造後に切削加工で仕上げられたボスとプ
レス成形品の鉄椀とを、溶接や鉄椀を凹ませてボスに設
けた溝に鉄椀材をフローさせるメタルフロー等によって
接合する別体接合技術とが知られている。

【０００３】一体成形技術による回転子は、切削代が多
く加工費が高く、結果的に回転子のコストが高くなる不
具合が生じる。同様に、溶接の場合、溶接のための特殊
設備によるコストが高くなる不具合が生じる。一方、メ
タルフローによる別体接合技術による回転子は、一体成
形技術に比べて切削代が大幅に低減でき、コストを下げ
られるが、鉄椀を薄くして回転子の慣性モーメントを小
さくしようとすると、鉄椀を凹ませるのでボスと鉄椀と
の接合代が小さくなり、必要結合強度を確保できない問
題がある。

【０００４】結合強度不足による破損のメカニズムを具
体的に説明する。回転子が１００００ｒｐｍなど、高速
回転する場合、回転子の動的アンバランスと遠心力によ
り、鉄椀の外周側が軸方向に振動する。また、駆動軸の
偏心回転によっても鉄椀の外周側が軸方向に振動する。
さらに、駆動軸の回転時に生じる軸方向のズレによって
も鉄椀の外周側が軸方向に振動する。このように回転子
が高速回転する際、鉄椀側に軸方向の振動が発生するこ
とによって、ボスと鉄椀との溶接部分に半径方向の引張
り応力（半径方向応力）が発生する。このため、ボスと
鉄椀との溶接部分が結合強度不足であると、溶接部が破
損しやすくなる。

【０００５】一体成形技術による不具合と、別体接合技
術による不具合とを、同時に解決する技術として、特開
昭６０−５９９５３号公報に開示された技術が知られて
いる。この技術は、別体接合技術を採用することで、回
転子のコストを下げるとともに、回転子が高速回転する
際、外側の軸方向の振動と、内側の振動とが逆相になる
ことに着目し、溶接部にかかる半径方向応力が小さい部
分を見つけだし、その半径方向応力が小さい部分に溶接
部を設けることで、溶接部の破損を回避するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示した技
術は、回転子のコストを下げ、且つ溶接部の破損を回避
できるものではあるが、ボスと鉄椀とを溶接技術を用い
て接合しているため、特殊で高価な溶接装置を用いる必
要がある。このため、安価な接合装置を用いてボスと鉄
椀とを接合し、回転子のコストをさらに下げる要求があ
る。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、ボスと鉄椀とを接合して回転子を設けることで
回転子のコストを抑えるとともに、半径方向応力による
ボスと鉄椀との接合部の破損を回避でき、さらに安価な
接合装置を用いてボスと鉄椀とを接合して回転子のコス
トを下げることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の磁石発電機の回転子は、次の技術的手段
を採用した。〔請求項１の手段〕請求項１を採用し、ボスと鉄椀とを
接合して回転子を製造することにより、鉄椀に安価なプ
レス加工品を用いることができる。このため、ボスと鉄
椀とを鍛造で一体に作り、切削加工で仕上げる技術に比
較して切削代が大幅に少なくなり、回転子のコストを下
げることができる。

【０００９】また、請求項１を採用し、ボスを鉄椀に圧
入し、さらにボスの鉄椀受け部に鉄椀が当り、ボスのカ
シメ部が鉄椀をカシメ付ける構造によって、ボスと鉄椀
とが軸方向に固定される。つまり、溶接装置に比較して
安価なプレス加工機を用いてボスのカシメ部を鉄椀にカ
シメ付けることで、ボスと鉄椀とを軸方向に固定でき
る。このように、従来に比較して安価なプレス加工機で
ボスと鉄椀とが接合されるため、回転子のコストをさら
に下げることができる。

【００１０】さらに、請求項１を採用し、ボスの外周部
と鉄椀の内周部との接合部を、半径方向応力が略最小の
位置に設けている。これによって、回転子が高速回転し
て鉄椀側に軸方向の振動が発生しても、ボスと鉄椀との
接合部分には、半径方向応力が殆ど加わらない。このた
め、上記のようにボスと鉄腕の圧接力とカシメによって
ボスと鉄椀を軸方向に接合する構造を採用しても、接合
部の圧接力低下がなくなり、軸方向振動荷重によって破
損する不具合を回避できる。

【００１１】〔請求項２の手段〕カシメ部の外周径を、
ボスの外周部の外径よりも所定寸法内周側に設けるとと
もに、ボスの外周部と鉄椀の内周部とがカシメ部側で接
し始める点を、鉄椀の他方側の面（カシメ部でカシメ付
けられる面）よりも所定寸法一方側（鉄椀受け部側）に
設けることにより、ボスの外周部のカシメ部側と、鉄椀
の内周部のカシメ部側との間に、隙間が生じることとな
る。つまり、ボスの外周部と鉄椀の内周部とは、カシメ
部側で結合しない状態となるため、鉄椀に軸方向の力が
加わった際、鉄椀が軸方向に振動し易くなる。そこで、
鉄椀の内周部のカシメ部側に、鉄椀の内周側に突出する
突出部を設け、この突出部がカシメ部の根元の外周面に
当接するように設けることによって、ボスの外周部と鉄
椀の内周部とが、カシメ部側でも結合した状態となるた
め、鉄椀に軸方向の力が加わっても、鉄椀が軸方向に振
動するのを抑制でき、鉄椀の耐振性を向上できる。

【００１２】〔請求項３の手段〕ボスと鉄椀の他に、ス
タータ用クラッチのクラッチアウタを回転子に設ける場
合、請求項３を採用しない従来技術では、クラッチアウ
タはボルト等の締結具によってボスのみに固定されてい
た。そして、請求項１または請求項２を採用する場合に
おいて、既存のクラッチアウタをそのまま用いようとす
ると、クラッチアウタを固定する締結具の位置と、半径
方向応力の最小位置とが、干渉する場合がある。その場
合は、請求項３を採用し、クラッチアウタを固定する締
結具の位置よりやや内径側に接合部を設け、ボスの鉄椀
受け部が鉄椀とクラッチアウタに挟まれた状態で、ボ
ス、鉄椀およびクラッチアウタを締結具で共締めする構
造とする。

【００１３】このように干渉を避けるために、接合部の
位置を半径方向応力の最小位置よりやや内径側に設ける
ことで接合部にかかる半径方向応力が、最小位置よりも
やや増加するとともに、クラッチアウタ自身が重りとし
て作用して接合部に半径方向応力を加えるように作用す
るが、鉄椀受け部がボスとクラッチアウタに挟まれて共
締めされる構造を採用することで、鉄椀受け部でも確実
に半径方向応力を受ける。このため、接合部における半
径方向応力が小さくなり、接合部が半径方向応力によっ
て破損する不具合を回避できる。

【００１４】〔請求項５の手段〕請求項５を採用し、ボ
スの外周部に多数の溝状のローレットを設け、ボスの外
周部に鉄椀の内周部を圧入する構造により、ボスに加わ
る回転力を接合部を介して鉄椀に確実に伝えることがで
き、ボスと鉄椀とに加わる回転応力によって接合部が破
損する不具合を回避できる。

【００１５】〔請求項８の手段〕請求項８を採用し、鉄
椀にカシメられる前の筒状を呈したカシメ部を、先端に
向かって薄くなるテーパ状に設けたことによって、先端
に向かって径方向に変形容易なため、筒状を呈したカシ
メ部を外側に向けて容易にカールでき、生産性に優れ
る。

【００１６】〔請求項９の手段〕請求項９を採用し、鉄
椀にカシメられる前の筒状を呈したカシメ部を鉄椀にカ
シメる際、外周側を鉄椀側に押し潰すコーキングによっ
てカシメ部が鉄椀をカシメ付けるため、カシメ部の形状
を簡略化できるとともに、接合部の軸方向の接合強度が
高くなる。

【００１７】〔請求項１０の手段〕請求項１０を採用
し、ボスの外周部と鉄椀受け部とのコーナ部に、内径方
向に凹んだ逃げ溝を形成したことにより、鉄椀の角部
と、コーナ部とが干渉する不具合を回避できる。

【００１８】〔請求項１１の手段〕請求項１１を採用
し、ボスの外周部と鉄椀受け部とのコーナ部に、軸方向
に凹んだ逃げ溝を形成したことにより、鉄椀の角部と、
コーナ部とが干渉する不具合を回避できる。また、ボス
の外周部と鉄椀の内周部とが接する幅を広くし、接合強
度を向上させることができる。

【００１９】〔請求項１２の手段〕請求項１２を採用
し、ボスの外周部と鉄椀受け部とのコーナ部に、内径方
向と軸方向の両方に凹んだ共通の逃げ溝を形成したこと
により、鉄椀の角部と、コーナ部とが干渉する不具合を
回避できるとともに、回転するボスのコーナ部に切削工
具を押し付けることにより、容易に逃げ溝が形成でき、
逃げ溝の生産性が向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、第
１〜第７実施例を用いて説明する。〔第１実施例〕第１実施例を図１ないし図４を用いて説
明する。図１は磁石発電機の回転子の断面図である。

【００２１】磁石発電機は、オートバイのエンジンの端
に装着されるもので、この磁石発電機に用いられる回転
子１は、クランクシャフト（回転駆動軸に相当する、図
示しない）の端に固定されて回転駆動されるボス２と、
このボス２の外周に同芯的に配置され、内周面に永久磁
石３が固定される鉄椀４とを接合して設けたものであ
る。

【００２２】次に、回転子１のボス２、鉄椀４、および
ボス２と鉄椀４との接合について、それぞれ順次説明す
る。ボス２は、鋼材を鍛造によって成形した後、切削加
工等の機械加工によって作られたもので、クランクシャ
フトの端に固定されるテーパ部２ａに対して外径方向に
直角に延び、且つ円板状に設けられたつば部２ｂを有す
る。なお、つば部２ｂの外周端部の形状等は、後述す
る。

【００２３】鉄椀４は、圧延鋼板をプレス加工によって
環状のお椀形状に絞られて作られたもので、ボス２のつ
ば部２ｂに接合される円板状の平面部４ａを有する。な
お、平面部４ａの内周端部の形状等は、後述する。鉄椀
４の内側には、フェライトまたは希土類の永久磁石３が
固定されている。この磁石３と平面部４ａとの間には、
磁石３の保持のために樹脂等の非磁性体材料で作られた
スペーサ５が配置される。また、磁石３は、保護のため
にＳＵＳ等の非磁性体材料で作られた保護ケース６で覆
われている。これら、磁石３、スペーサ５、保護ケース
６は、鉄椀４の内側に装着された後、鉄椀４の端部に設
けられた係止片４ｂが磁石３側にカシメられて、鉄椀４
内に固定されている。なお、この実施例では、磁石３を
カシメによって鉄椀４に固定する例を示すが、接着剤に
より磁石３を鉄椀４に固定したり、磁石３を鉄椀４に樹
脂モールドして固定するなど、他の磁石固定手段を採用
しても良い。

【００２４】ボス２と鉄椀４とは、つば部２ｂの外周端
が、平面部４ａの内周端をカシメ付けることによって軸
方向に固定される。また、つば部２ｂの外周部２ｃに
は、図２に示すように、軸方向に伸びる多数の溝状のロ
ーレット２ｄが設けられており、この外周部２ｃに平面
部４ａの内周部４ｃが圧入されることにより、ボス２に
加わる回転力を接合部（外周部２ｃと内周部４ｃとが接
合する部分）を介して鉄椀４に確実に伝えることができ
る。又、前記圧入によってボスつば部２ｂと鉄椀平面部
４ａは軸方向に固定される。

【００２５】外周部２ｃの一方側（図１の右側）には、
鉄椀４が打ち込みによって圧入される際に鉄椀４の平面
部４ａと当って平面部４ａを受け止める鉄椀受け部２ｅ
がリング状に設けられている（図３参照）。また、外周
部２ｃの他方側（図１の左側）には、圧入された鉄椀４
の平面部４ａをカシメ付けるカシメ部２ｆが設けられて
いる（図４参照）。

【００２６】カシメ部２ｆは、図２、図３に示すよう
に、鉄椀４をカシメ付ける前の状態においては筒状を呈
しており、鉄椀４をカシメる際、図４に示すように、外
周側にカールされて先端が鉄椀４をカシメ付ける。な
お、この実施例のカシメ部２ｆは、根元から先端に亘っ
て一定の厚さに設けられている。

【００２７】カシメ部２ｆの外周径は、外周部２ｃの外
径よりも、およそ０．２〜１．５ｍｍ内側（所定寸法内
周側に相当する）に設けられている。この値が、０．２
ｍｍより少ないと、鉄椀４の内周部４ｃをボス２の外周
部２ｃに打ち込んで圧入するのが困難になるとともに、
カシメ部２ｆを図４のようにカシメた際、カシメ部２ｆ
の折り曲げ内側に急激な曲げ（小さなＲ）が発生して応
力集中によりカシメ部２ｆが折れ易くなる不具合が生じ
る。一方、値が１．５ｍｍより大きいと、カシメ部２ｆ
を図４のようにカシメた際、カシメ部２ｆが鉄椀４を押
し付ける力が低下する不具合が生じる。

【００２８】カシメ部２ｆの外周側の根元にあり、鉄椀
４の内周部４ｃと接し始める点Ｐ（図３参照、外周部と
内周部とがカシメ部側で接し始める点に相当する）は、
平面部４ａの内面４ｄよりも、およそ０．５〜２．０ｍ
ｍ低い位置（鉄椀の他方側の面よりも所定寸法一方側に
相当する）に設けられている。この値が、０．５ｍｍよ
り少ないと、カシメ部２ｆを図４のようにカシメた際、
カシメ部２ｆの折り曲げ内側に急激な曲げ（小さなＲ）
が発生して応力集中によりカシメ部２ｆが折れ易くなる
不具合が生じる。一方、値が２．０ｍｍより大きいと、
外周部２ｃの軸方向寸法、つまり鉄椀４の内周部４ｃと
接合する幅が狭くなり、ボス２と鉄椀４の回転方向の結
合強度が充分取れなくなる不具合が生じる。

【００２９】上記のように、ボス２の外周部２ｃのカシ
メ部２ｆ側と、鉄椀４の内周部４ｃのカシメ部２ｆ側と
の間に隙間を設ける（突出部４ｇがない状態）と、外周
部２ｃと内周部４ｃとはカシメ部２ｆ側で結合しない状
態となるため、鉄椀４に図４の矢印Ａに示すような軸方
向の力が加わった際、鉄椀４が矢印Ａ方向に振動し易く
なる。そこで、この実施例では、鉄椀４の内周部４ｃの
カシメ部２ｆ側に、鉄椀４の内周側に突出して、カシメ
部２ｆの根元の外周面に当接する突出部４ｇを設けた。
この突出部４ｇを設けたことで、ボス２の外周部２ｃと
鉄椀４の内周部４ｃとが、カシメ部２ｆ側でも結合した
状態となる。このため、鉄椀４に軸方向の力が加わって
も、鉄椀４が図４の矢印Ａ方向に振動するのを抑制で
き、結果的に鉄椀４の耐振性を向上できる。

【００３０】また、鉄椀４に設けた突出部４ｇは、カシ
メ部２ｆの根元部分で押し付けられるので、鉄椀４の抜
き強度が向上する。さらに、突出部４ｇがないと、鉄椀
４を押し付けるカシメ部２ｆの先端Ｈと、カシメ部２ｆ
の根元までの距離Ｌが長いため、カールしたカシメ部２
ｆが変形され易い。しかし、突出部４ｇを設けたことに
より、カシメ部２ｆの根元部分が突出部４ｇで固定され
ることとなり、実質的なカシメ部２ｆの根元側から先端
Ｈまので距離Ｌが短くなる。このため、カシメ部２ｆの
根元に働く力が小さくなり、カールしたカシメ部２ｆの
変形が抑えられ、鉄椀４の耐振性および抜き強度が向上
する。

【００３１】カシメ部２ｆの内周側の根元より内側のつ
ば部２ｂの内面２ｇは、鉄椀４の平面部４ａの内面４ｄ
よりも、およそ０．５〜２．０ｍｍ低く設けられてい
る。この値が、０．５ｍｍより少ないと、カシメ部２ｆ
を図４のようにカシメる治具（図示しない）と、つば部
２ｂの内面２ｇとが干渉し、カシメ部２ｆが鉄椀４を押
す力が不十分になる可能性がある。一方、値が２．０ｍ
ｍより大きいと、カシメ部２ｆの根元の強度が低下して
カシメ部２ｆが鉄椀４を押す力が不十分になる可能性が
ある。

【００３２】ボス２の外周部２ｃと鉄椀受け部２ｅとの
コーナ部には、図２に示すように、内径方向に凹んだ逃
げ溝２ｈが形成されている。このように、逃げ溝２ｈを
設けたことにより、鉄椀４の角のＲ部４ｅと、コーナ部
とが干渉する不具合を回避できる。

【００３３】ボス２の外周部２ｃと鉄椀４の内周部４ｃ
とが接合する接合部は、半径方向応力σが最小（零）の
位置に設けられている。この半径方向応力σは、次の数
式１によって求められるもので、半径方向応力σ＝０と
なる半径ｒを求め、その半径ｒ位置に接合部を設けるこ
とで、接合部を半径方向応力σの最小の位置にすること
ができる。

【数１】

【００３４】式中のａは鉄椀４の内径を示す半径、ｂは
ボス２の外径を示す半径、ｔはつば部２ｂの厚み、ｈは
平面部４ａの厚み、Ｆは鉄椀４の外周における軸方向振
動の変移量である。この実施例ではｔ＝ｈを示し、ｈお
よびＦは任意の定数を代入する。また、式中のＡ、Ｂは
次の数式２、３をそれぞれ代入する。

【数２】

【数３】

【００３５】なお、上記の数式１に代わって、次の数式
４によって半径方向応力σ＝０の接合位置ｒを求めても
良い。

【数４】

【００３６】この実施例では、ボス２と鉄椀４との接合
部の位置を、半径方向応力σが最小の位置に設ける例を
示したが、ボス２と鉄椀４との接合部の位置を、半径方
向応力σが略最小の位置に設けても良い。なお、略最小
の位置の範囲は、上記数式１あるいは数式４で求めた半
径方向応力σ＝０の半径ｒに対して０．９３〜１．１５
倍の範囲である。

【００３７】ボス２と鉄椀４との接合部の位置が、０．
９３ｒよりも小さいと、半径方向応力σが大きくなると
ともに、ローレット２ｄによる山数も減少して軸方向お
よび回転方向の接合強度が低下し、接合部がエンジン側
からの振動に耐えられなくなる不具合が発生する。ま
た、ボス２と鉄椀４との接合部の位置が、１．１５ｒよ
りも大きいと、ボス２のつば部２ｂの径が大きくなり、
ボス２の製造コストが増加して、ボス２と鉄椀４とを接
合するメリットが小さくなるとともに、半径方向応力σ
が大きくなり軸方向の接合強度が低下する不具合が発生
する。

【００３８】次に、上記構成よりなる本実施例の作動を
説明する。オートバイのエンジンは、約１００００ｒｐ
ｍなどの高回転まで使用される。このようにエンジンが
高速回転する場合、エンジンのクランクシャフトに結合
された回転子１は、回転子１の動的アンバランスと遠心
力により、鉄椀４の外周側が軸方向に振動するととも
に、駆動軸の偏心回転によっても鉄椀４の外周側が軸方
向に振動し、さらに、駆動軸の回転時に生じる軸方向の
ズレによっても鉄椀４の外周側が軸方向に振動する。

【００３９】エンジンが高速回転して、鉄椀４の外周側
の軸方向振動が大きい状態では、ボス２と鉄椀４とは逆
相で振動しており、つば部２ｂおよび平面部４ａには、
図１に示すように、半径方向応力＋σ1 〜−σ2 が発生
する。ここで、ボス２と鉄椀４とは、半径方向応力σ＝
０の位置で接合されているため、回転子１に軸方向振動
が発生した際、ボス２と鉄椀４との接合部の圧接力低
下、つまり軸方向の固定力の低下が、わずかしかないの
で、接合部における軸方向の結合がカシメであっても、
軸方向に対して充分耐えることができる。

【００４０】本実施例の効果を説明する。本実施例の磁
石発電機の回転子１は、鍛造品を機械加工したボス２
と、プレス成形品の鉄椀４とを接合して回転子１が製造
されているため、ボス２と鉄椀４とを鋳造で一体に作
り、切削加工で仕上げる場合に比較して、回転子１のコ
ストを大幅に下げることができる。

【００４１】ボス２の鉄椀受け部２ｅが鉄椀４を受け止
め、ボス２のカシメ部２ｆが鉄椀４をカシメ付けると同
時に外周部２ｃと鉄椀４の内周部４ｃを圧入する構造に
よって、ボス２と鉄椀４とが軸方向に固定されることに
より、溶接装置に比較して安価なプレス加工機を用いて
ボス２と鉄椀４とを軸方向に固定できる。このように、
従来に比較して安価なプレス加工機でボス２と鉄椀４と
が接合されるため、回転子１のコストをさらに下げるこ
とができる。

【００４２】ボス２の外周部２ｃと鉄椀４の内周部４ｃ
との接合部を、半径方向応力が最小の位置に設けたた
め、回転子１が高速回転して鉄椀４側が軸方向に振動し
ても、ボス２と鉄椀４との接合部分には半径方向応力が
殆ど加わらない。このため、カシメによってボス２と鉄
椀４とを軸方向に接合する構造を採用しても、接合部が
軸方向荷重によって破損する不具合が発生しない。

【００４３】つまり、発明を採用した回転子１は、エン
ジンの回転によって発生する軸方向荷重に対し、上記の
ような簡単な構造で耐えることができようになり、安価
で且つ充分の強度を有する回転子１とすることができ
る。

【００４４】メタルフロー結合のように、鉄椀４の平面
部４ａに、接合のために凹部等の加工を施す必要がな
い。このため、平面部４ａの強度を低下させることな
く、ボス２と接合できる。従って、エンジン側から回転
子１の慣性モーメントを下げる要求がある場合、鉄椀４
の板厚を下げることで、容易に慣性モーメントを下げる
ことが可能になり、回転子１の設計の自由度が大きくな
る。

【００４５】ここで、特開昭６０−５９９５３号公報に
開示される半径方向応力の最小位置を見つけ出す手段と
して、回転子１の平面部にひずみゲージを貼り、その歪
みゲージの電気抵抗変化から最小位置を見つけだす手段
が開示されているが、このような従来の手段では半径方
向応力が最小の位置を見つけだすのに、多大な時間と経
費とを必要とする不具合がある。しかるに、この実施例
では、半径方向応力が最小の位置を計算によって求めて
いるため、従来に比較して半径方向応力が最小の位置を
容易に見つけだすことができる。

【００４６】この第１実施例では、回転子１の外側に鉄
椀受け部２ｅを設け、内側にカシメ部２ｆを設けた例を
示したが、逆に、回転子１の外側にカシメ部２ｆを設
け、内側に鉄椀受け部２ｅを設けても良い。

【００４７】〔第２実施例〕第２実施例を図５および図
６を用いて説明する。この第２実施例は、外周部２ｃと
鉄椀受け部２ｅとのコーナ部の逃げ溝２ｈを、鉄椀受け
部２ｅの軸方向に設けて、鉄椀４の角のＲ部４ｅと、コ
ーナ部とが干渉する不具合を回避するものである。この
ように逃げ溝２ｈを鉄椀受け部２ｅ側に設けることによ
って、ボス２の外周部２ｃの幅が厚くなってローレット
２ｄの長さを長くでき、ローレット２ｄを介する圧入量
が増加することによって、ボス２と鉄椀４との回転方向
および軸方向の結合強度が向上する。

【００４８】〔第３実施例〕第３実施例を図７および図
８を用いて説明する。この第３実施例の鉄椀４にカシメ
られる前のカシメ部２ｆは、第１、第２実施例のカシメ
部２ｆの幅より広く設けられる。また、カシメ部２ｆの
外径は鉄椀４の内周部４ｃの径よりも、およそ０．２〜
１．５ｍｍ内周側（所定寸法内周側に相当する）に設け
られている。カシメ部２ｆの外径と鉄椀４の内周部４ｃ
との差が０．２ｍｍより小さいと、ボス２と鉄椀４の打
ち込み交点Ｐからカシメ部２ｆの先端までの距離が短い
ため、後述するコーキング２ｊを施す際、大きなプレス
圧力が必要となり、汎用のプレス機では対応できない。
また、上記の差が０．２ｍｍより小さいと、ボス２と鉄
椀４を打ち込む前の嵌合代が少ないため、打ち込み前に
おけるボス２と鉄椀４の位置決めが困難になる。

【００４９】しかし、本実施例では、上記の差を０．２
ｍｍより大きく設けたため、ボス２と鉄椀４の打ち込み
交点からカシメ部２ｆの先端までの距離が長くなり、後
述するコーキング２ｊを施す際のプレス圧力を減少させ
ることができ、汎用のプレス機でコーキング２ｊを形成
できる。また、上記の差を０．２ｍｍより大きく設けた
ため、ボス２と鉄椀４を打ち込む前の嵌合代にゆとりが
でき、打ち込み前におけるボス２と鉄椀４の位置決めが
容易になる。また、上記の差を１．５ｍｍより大きく設
けると、突出部４ｇが長くなり、突出部４ｇの強度が低
下する不具合が生ずる。しかし、本実施例では、上記の
差を１．５ｍｍより小さく設けたため、不具合が抑えら
れる。

【００５０】カシメ部２ｆの高さは、平面部４ａの内面
４ｄから、およそ０．８〜１．５ｍｍ突出するように設
けられる。カシメ部２ｆの突出長を０．８ｍｍよりも低
くすると、後述するコーキング２ｊを施す際に充分なコ
ーキング量を得ることができずに接合強度が不十分にな
り、突出長を１．５ｍｍよりも高くすると、コーキング
荷重が高くなりすぎる不具合が生じる。

【００５１】カシメ部２ｆによる鉄椀４のカシメ付け
は、ボス２の外周部２ｃに鉄椀４の内周部４ｃを打ち込
んだ後、カシメ部２ｆの外周側を、全周に亘って鉄椀４
側に押し潰すコーキング２ｊを施し、このコーキング２
ｊによるカシメ付けで鉄椀４の抜けを防止する。この実
施例のように、コーキング２ｊによるカシメを採用する
ことにより、第１、第２実施例に比較して、カシメ部２
ｆの形状を簡素化できる。

【００５２】なお、コーキング２ｊを全周に亘って施さ
ない場合、つまり分割コーキングとする場合では、コー
キング２ｊが施されない部分でカシメ部２ｆと突出部４
ｇとの間に隙間が発生し、接合強度の低下を招く。しか
し、コーキング２ｊを全周に施すことで、カシメ部２ｆ
と突出部４ｇとの間に隙間が発生するのをなくすことが
でき、隙間発生による接合強度の低下をなくすことがで
きる。この実施例では逃げ溝２ｈを内径方向に凹まして
設けたが、軸方向に凹ましても良い。

【００５３】〔第４実施例〕第４実施例を図９を用いて
説明する。この第４実施例の回転子１は、ボス２と鉄椀
４の他に、スタータ用クラッチのクラッチアウタ７を備
えるものである。本実施例に用いるクラッチアウタ７
は、内側に複数のクラッチ要素８が装着された既存のも
ので、回転子１の内側より挿通されるボルト９（締結具
に相当する）を用いて回転子１に固定されるものであ
る。このように、既存のクラッチアウタ７を用いる場
合、コストの増加を抑えることが可能になるが、クラッ
チアウタ７を取り付けるボルト９の締結位置が、半径方
向応力が最小の位置と干渉する場合がある。

【００５４】このような場合、この第４実施例に示すよ
うに、上記の干渉を避けるため、接合部の位置を、半径
方向応力が最小の位置より少し内側に設ける必要があ
り、接合部の半径方向応力が大きくなる。また、クラッ
チアウタ７が重りとして作用し、その作用によっても半
径方向応力が増える。この２つの作用により、接合部の
軸方向荷重による半径方向応力が大きくなる。

【００５５】このため、この第４実施例の回転子１は、
上記の各実施例に比較して大きい接合部の軸方向荷重に
耐えるように設けられる。具体的には、本実施例の鉄椀
受け部２ｅは、外径方向に延長されてクラッチアウタ７
が嵌め込まれるインロー部２ｋが形成されている。ま
た、延長された鉄椀受け部２ｅと、鉄椀４の平面部４ａ
とには、クラッチアウタ７を固定するためのボルト９
（締結具に相当する）を挿通する穴２ｌ、４ｆが、同軸
的に複数設けられている。

【００５６】そして、インロー部２ｋにクラッチアウタ
７を嵌め込み、鉄椀受け部２ｅをボス２とクラッチアウ
タ７で挟み、回転子１の内側よりボルト９をクラッチア
ウタ７のネジ穴７ａにねじ込むことによって、ボス２、
鉄椀４およびクラッチアウタ７を共締めする。このよう
に設けることにより、ボス２の鉄椀受け部２ｅでも、確
実に半径方向応力を受けるようになり、接合部にかかる
半径方向応力を軽減することができる。このため、接合
部の位置が半径方向応力が最小位置より少し内側に設け
られるとともに、クラッチアウタ７が重りとして作用し
ても、接合部において充分な接合強度を得ることができ
る。

【００５７】〔第５実施例〕第５実施例を図１０および
図１１を用いて説明する。本実施例に用いるクラッチア
ウタ７も既存のもので、第４実施例のクラッチアウタ７
は、複数個のクラッチ要素８が組み付けられるものであ
ったのに対し、この実施例のクラッチアウタ７は、３個
のローラ１０が組み付けられ、３個のローラ１０によっ
てクラッチ機構を構成するものである。

【００５８】この実施例に示されるクラッチアウタ７
は、外側より挿通されるボルト９（締結具に相当する）
によって回転子１に締結されるもので、クラッチアウタ
７には回転子１に嵌め合わされるインロー部７ｂが形成
されている。このような、既存のクラッチアウタ７を用
い、ボス２と鉄椀４との接合部が半径方向応力が最小位
置となるように、本実施例は設けられている。具体的に
は、クラッチアウタ７のインロー部７ｂに嵌まり合うよ
うにつば部２ｂの形状を設けるとともに、ボルト９がネ
ジ込まれるつば部２ｂの部分を厚く設け、ボルト９のネ
ジ穴２ｎが、接合部に干渉する不具合を避けるように設
けられている。

【００５９】このように設けられることにより、クラッ
チアウタ７の荷重はボス２のみにかかるとともに、接合
部は半径方向応力が最小位置に設けられるため、第４実
施例で示したように、鉄椀受け部２ｅによって補強する
必要がなく、クラッチアウタ７を設けた場合であって
も、第１〜第３実施例で示したように、接合部のみで軸
方向強度を確保することができる。

【００６０】〔第６実施例〕第６実施例を図１２を用い
て説明する。この第６実施例では、鉄椀４にカシメられ
る前のカシメ部２ｆ、つまり筒状を呈したカシメ部２ｆ
を、先端に向かって薄くなるテーパ状に設けたものであ
る。このように設けたことによって、カシメ部２ｆは先
端に向かって径方向が変形し易くなるため、カシメ部２
ｆを鉄椀４にカシメ付ける際、カシメ部２ｆを容易にカ
ールでき、生産性が向上する。

【００６１】〔第７実施例〕第７実施例を図１３を用い
て説明する。この第７実施例は、外周部２ｃと鉄椀受け
部２ｅとのコーナ部の逃げ溝２ｈを、内径方向と、軸方
向との両方に共通に凹んで設けたものである。このよう
な逃げ溝２ｈは、ボス２を回転させ、回転するボス２の
コーナ部に切削工具を押し付けることにより、容易に逃
げ溝２ｈが形成できる。このため、逃げ溝２ｈを内径方
向のみ、あるいは外径方向のみに形成する場合に比較し
て、逃げ溝２ｈの生産性が優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転子の断面図である（第１実施例）。

【図２】ボスの外周部分の斜視図である（第１実施
例）。

【図３】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける前の状態におけ
る接合部の斜視図である（第１実施例）。

【図４】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける状態における接
合部の斜視図である（第１実施例）。

【図５】ボスの外周部分の斜視図である（第２実施
例）。

【図６】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける前の状態におけ
る接合部の斜視図である（第２実施例）。

【図７】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける前の状態におけ
る接合部の斜視図である（第３実施例）。

【図８】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける状態における接
合部の斜視図である（第３実施例）。

【図９】クラッチアウタを有する回転子の断面図である
（第４実施例）。

【図１０】クラッチアウタを有する回転子の断面図であ
る（第５実施例）。

【図１１】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける状態における
接合部の斜視図である（第５実施例）。

【図１２】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける前の状態にお
ける接合部の斜視図である（第６実施例）。

【図１３】カシメ部が鉄椀をカシメ付ける前の状態にお
ける接合部の斜視図である（第７実施例）。

【符号の説明】

１回転子２ボス２ｃ外周部２ｄローレット２ｅ鉄椀受け部２ｆカシメ部２ｈ逃げ溝２ｊコーキング２ｋインロー部２ｎネジ穴３永久磁石４鉄椀４ｃ内周部４ｇ突出部７クラッチアウタ７ｂインロー部９ボルト（締結具）Ｐ点（外周部と内周部とがカシメ部側で接し始める
点）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動軸に固定されるボスと、このボスの外周に同芯的に配置され、内周面に永久磁石
を配置する鉄椀と、を接合してなる磁石発電機の回転子
において、前記ボスの外周部と前記鉄椀の内周部とが接し、且つ前
記外周部の一方側に設けられた鉄椀受け部に前記鉄椀が
当り、さらに前記外周部の他方側に設けられたカシメ部
が前記鉄椀をカシメ付けることによって前記ボスと前記
鉄椀とが軸方向に固定されており、前記外周部と前記内周部との接合部は、軸方向荷重によ
る半径方向の引張り応力が略最小の位置に設けられてい
ることを特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項２】請求項１の磁石発電機の回転子において、前記カシメ部の外周径は、前記外周部の外径よりも所定
寸法内周側に設けられるとともに、前記外周部と前記内
周部とが前記カシメ部側で接し始める点は、前記鉄椀の
前記他方側の面よりも所定寸法前記一方側に設けられ、前記鉄椀の内周部のカシメ部側には、前記鉄椀の内周側
に突出し、前記カシメ部の根元の外周面に当接する突出
部が設けられたことを特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項３】請求項１または請求項２の磁石発電機の回
転子は、前記ボスおよび前記鉄椀の他に、スタータ用ク
ラッチのクラッチアウタを備え、前記鉄椀受け部は、外径方向に延長されて前記クラッチ
アウタが嵌め込まれるインロー部が形成されており、こ
のインロー部に前記クラッチアウタが嵌め込まれた状態
で、且つ前記鉄椀受け部が前記鉄椀と前記クラッチアウ
タに挟まれた状態で、前記ボス、前記鉄椀および前記ク
ラッチアウタが締結具で共締めされていることを特徴と
する磁石発電機の回転子。
【請求項４】請求項１または請求項２の磁石発電機の回
転子は、前記ボスおよび前記鉄椀の他に、スタータ用ク
ラッチのクラッチアウタを備え、このクラッチアウタは、一方の面に前記ボスが嵌め込ま
れるインロー部が形成されており、前記ボスに前記イン
ロー部が嵌め合わされた状態で、前記ボスに設けられた
ネジ穴に前記クラッチアウタ側から締結具を用いて締結
されていることを特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかの磁石
発電機の回転子において、前記外周部には、軸方向に伸びる多数の溝状のローレッ
トが設けられており、前記内周部は、前記ローレットが設けられた前記外周部
に圧入されていることを特徴とする磁石発電機の回転
子。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの磁石
発電機の回転子において、前記カシメ部は、前記鉄椀をカシメ付ける前は筒状を呈
しており、前記鉄椀をカシメる際、外周側にカールされ
て先端部が前記鉄椀をカシメ付けることを特徴とする磁
石発電機の回転子。
【請求項７】請求項６の磁石発電機の回転子において、前記鉄椀にカシメられる前の筒状を呈した前記カシメ部
は、根元から先端に亘って一定の厚さに設けられたこと
を特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項８】請求項６の磁石発電機の回転子において、前記鉄椀にカシメられる前の筒状を呈した前記カシメ部
は、先端に向かって薄くなるテーパ状に設けられたこと
を特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項９】請求項１ないし請求項５のいずれかの磁石
発電機の回転子において、前記カシメ部は、前記鉄椀をカシメ付ける前は筒状を呈
しており、前記鉄椀をカシメる際、外周側を前記鉄椀側
に押し潰すコーキングによって前記鉄椀をカシメ付ける
ことを特徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９のいずれかの磁
石発電機の回転子において、前記外周部と前記鉄椀受け部とのコーナ部には、内径方
向に凹んだ逃げ溝が形成されたことを特徴とする磁石発
電機の回転子。
【請求項１１】請求項１ないし請求項９のいずれかの磁
石発電機の回転子において、前記外周部と前記鉄椀受け部とのコーナ部には、前記鉄
椀受け部の軸方向に凹んだ逃げ溝が形成されたことを特
徴とする磁石発電機の回転子。
【請求項１２】請求項１ないし請求項９のいずれかの磁
石発電機の回転子において、前記外周部と前記鉄椀受け部とのコーナ部には、内径方
向と、前記鉄椀受け部の軸方向との両方に凹んだ共通の
逃げ溝が形成されたことを特徴とする磁石発電機の回転
子。