JP5558211B2

JP5558211B2 - 回転電機用ロータシャフト及び回転電機用ロータ

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Publication number: JP5558211B2
Application number: JP2010126708A
Authority: JP
Inventors: 大輔北田; 千明加藤; 一也伊藤; 博寿原
Original assignee: ONDO CORPORATION; Toyota Motor Corp
Current assignee: ONDO CORPORATION; Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: JP2011254622A

Description

本発明は、中心部に孔部を有する中空部と、キー溝とを備える回転電機用ロータシャフトと、回転電機用ロータとに関する。

回転電機は、ロータと、ロータに対向するステータとを備える。また、ロータとして、回転可能なロータシャフトと、ロータシャフトに固定したロータコアとにより構成する構造が知られている。このようなロータでは、ロータシャフトを製造する場合に、ロータシャフトを構成する素材に浸炭焼入れや、高周波焼入れ等の熱処理を施すことにより、所望の硬度や強度等の、所望の性能を確保することが行われている。

一方、ロータシャフトにロータコアを固定するために、ロータシャフトの外周面等の周面に設けたシャフト側キー溝と、ロータコアの内周面等の周面に設けたコア側キー溝とにキーを係合させ、ロータシャフトとロータコアとの一体回転を可能とすることが行われる。この場合、ロータシャフトの周面の１個所または２個所等の複数個所にキー溝が形成されている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１から特許文献３がある。

特開２００９−２６８１６４号公報特開２００８−２７２７１２号公報特開２００７−３３００３０号公報

上記のようにロータシャフトの周面にキー溝を形成している場合、ロータシャフトの素材に焼入れ等の熱処理を施すと、ロータシャフトの形状が、キー溝の形成部分と、非形成部分とで、周方向に不均一になり、熱容量も、キー溝の形成部分と、非形成部分とで、周方向に不均一になる可能性がある。このため、熱処理によりロータシャフトに熱歪みが発生しやすくなり、ロータシャフトの真円度を十分に高くできない可能性がある。また、ロータシャフトに別の軸をスプライン結合する場合には、ロータシャフトを、中心部に孔部を有する中空部を備える構成とし、中空部の内外両周面のうち、一方の周面にスプラインを設ける場合がある。この場合には、中空部のスプラインを設けた側とは反対側の周面にキー溝を形成する。このようなロータシャフトを構成する素材に熱処理を施すと、中空部の熱容量が小さくなるため、中空部に熱歪みがさらに発生しやすくなり、ロータシャフトのスプラインの歯先円及び歯底円の真円度を十分に高くすることが難しくなる。この場合、スプラインの寸法や形状の精度が悪化して、ロータシャフトを、別の軸とスプライン結合することが難しくなる可能性がある。また、中空部や、スプラインの歯先円及び歯底円の真円度が悪化すると、ロータシャフトの回転時の振れが大きくなり、振動や騒音が増大する要因となる可能性がある。

また、ロータシャフトの軽量化のために、中空部の径方向の肉厚低減を推進することも考えられているが、この場合には、熱容量がさらに減少するため、熱処理後の歪みがより大きくなり、上記の真円度がさらに悪化しやすくなる。

また、ロータシャフトに、軽量化のために、スプラインを持たない中空部を設ける場合もあり、この場合もロータシャフトを構成する素材に熱処理を施した場合に、中空部の真円度が悪化する可能性がある。

このような事情から、ロータシャフトが中空部を備える構成において、ロータシャフトを構成する素材に熱処理を施す場合でも、中空部の周面の真円度や、この周面にスプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることが望まれている。

これに対して、特許文献１には、永久磁石取り付け部を有する回転子コアを形成するための円弧状のユニットコアを備える回転子の積層コアにおいて、環状コア板を互いにかしめ結合する構成が記載されている。また、ユニットコアは、放射方向における永久磁石取り付け部と反対側の面に、回転子コアをシャフトに嵌合する際に位置決めを行うための複数のロータキー溝を設けている。

また、特許文献２には、回転軸を有する台ロールと、複数の粉砕セグメント部材とからなる粉砕ロールにおいて、台ロールと粉砕セグメント部材とは、台ロールの６箇所に設けたキー溝と、粉砕セグメント部材のキー溝とに収納される共通のキーを介して連結することが記載されている。

また、特許文献３には、回転機を構成するロータシャフトの外側にリング磁石を嵌合固定してなるロータのリング磁石固定構造において、ロータコアの外周面とリング磁石の内周面とに、４つずつ、キー溝を形成し、これらキー溝を対向させてなる断面矩形状の孔に、角棒状のキー部材を嵌合することが記載されている。

このような特許文献１から特許文献３には、ロータシャフトが中空部を備える構成において、ロータシャフトを構成する素材に熱処理を施す場合でも、中空部の周面の真円度や、この周面にスプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くできる手段や、それを示唆する事項が記載されていないだけでなく、中空部を備えるロータシャフトすら記載されていない。

本発明は、回転電機用ロータシャフト及び回転電機用ロータにおいて、ロータシャフトが中空部を備える構成において、素材に熱処理を施す場合でも、中空部の周面の真円度、または、この周面にスプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることを目的とする。

本発明に係る回転電機用ロータシャフトは、中心部に孔部を有し、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられたキー溝と、前記一方側周面において、前記キー溝に対し周方向にずれた位置に軸方向に延伸するように設けられた切欠とを有する中空部を含み、鋼または合金により形成される素材に熱処理を施すことにより形成され、前記切欠は、前記キー溝に対し、周方向の幅と、軸方向の長さと、軸方向に対し直交する平面に関する断面形状とのいずれか１つ以上が異なっていることを特徴とする回転電機用ロータシャフトである。

本発明に係る回転電機用ロータシャフトによれば、ロータシャフトが中空部を備える構成において、中空部の一方の周面にキー溝と切欠とが設けられているので、キー溝の存在にかかわらず中空部の熱容量の周方向に関する不均一を緩和でき、製造時にロータシャフトを構成する素材に熱処理を施す場合でも、ロータシャフトでの熱歪みの発生を抑えることができる。このため、素材に熱処理を施す場合でも、中空部の周面の真円度、またはこの周面にスプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができる。また、ロータシャフトにロータコアを組み合わせてロータを構成する場合に、ロータシャフトに対するロータコアの位置関係が誤って組み付けられる誤組み付けを有効に防止できる。

また、本発明に係る回転電機用ロータシャフトにおいて、好ましくは、前記中空部は、内外両周面のうち、他方側周面に設けられたスプライン部を有する。

また、本発明に係る回転電機用ロータシャフトにおいて、好ましくは、切欠は、キー溝に対し、軸方向の長さが小さい。

また、本発明に係る回転電機用ロータは、本発明に係る回転電機用ロータシャフトと、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられた第２キー溝を含み、前記ロータシャフトの前記一方側周面に嵌合固定されるロータコアと、前記第２キー溝と前記キー溝とに係合するキーとを備え、前記切欠にはキーが係合されないことを特徴とする回転電機用ロータである。また、本発明に係る回転電機用ロータは、回転電機用ロータシャフトと、ロータコアと、キーとを備える回転電機用ロータであって、前記ロータシャフトは、中心部に孔部を有し、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられたキー溝と、前記一方側周面に前記キー溝に対し周方向にずれた位置に軸方向に延伸するように設けられた切欠とを有する中空部を含み、鋼または合金により形成される素材に熱処理を施すことにより形成され、前記ロータコアは、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられた第２キー溝を含み、前記ロータシャフトの前記一方側周面に嵌合固定され、前記キーは、前記第２キー溝と前記キー溝とに係合され、前記切欠にはキーが係合されないことを特徴とする回転電機用ロータである。

本発明に係る回転電機用ロータシャフト及び回転電機用ロータによれば、ロータシャフトが中空部を備える構成において、素材に熱処理を施す場合でも、中空部の周面の真円度、または、この周面にスプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができる。

本発明に係る実施の形態のロータを備える回転電機である、モータジェネレータを組み込んだハイブリッド車両の駆動装置の１例の構成を示す図である。本発明に係る実施の形態の１例のロータを示す、図３のＡ−Ｏ−Ａ断面図である。図２のロータを軸方向片側から他側に見た図である。本発明に係る実施の形態の１例のロータシャフトを示す、図５のＢ−Ｏ−Ｂ断面図である。図４のロータシャフトを、軸方向片側から他側に見た図である。比較例のロータシャフトを示す、図７のＣ−Ｃ断面図である。図６のロータシャフトを、軸方向片側から他側に見た図である。図７のロータシャフトに熱処理を施した後の状態を、各部の変形を誇張して示す図である。本発明に係る実施の形態の別例の第１例のロータシャフトを示す、図５に対応する図である。本発明に係る実施の形態の別例の第２例のロータシャフトを示す、図５に対応する図である。

以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図５は、本発明に係る実施の形態の１例を示している。本実施の形態の回転電機用ロータシャフト(以下、単にロータシャフトという。)を組み込んで構成する回転電機は、例えば、ハイブリッド車両の駆動装置１０を構成する第１モータジェネレータ(ＭＧ１)１２または第２モータジェネレータ(ＭＧ２)１４として使用する。各モータジェネレータ１２，１４は、モータや発電機としての機能を有する。

まず、これら各モータジェネレータ１２，１４を備えるハイブリッド車両の駆動装置の１例を、図１を用いて説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両の駆動装置１０は、エンジン１６と、第１モータジェネレータ１２と、動力分割部１８と、第２モータジェネレータ１４と、減速歯車部２０とを備える。ハイブリッド車両は、エンジン１６と第２モータジェネレータ１４とのうち、少なくとも一方を車両の駆動源として使用する。

エンジン１６の駆動軸２２にダンパを介して動力分割部１８を連結しており、動力分割部１８に第１モータジェネレータ１２の回転軸および２段変速機構付きの減速歯車部２０を連結している。また、減速歯車部２０に第２モータジェネレータ１４の回転軸であるロータシャフトを連結している。

動力分割部１８は、サンギヤ２４と、リングギヤ２６と、複数のピニオンギヤ２８と、キャリア３０とを含む遊星歯車機構である。キャリア３０にエンジン１６の駆動軸２２をダンパを介して連結し、サンギヤ２４に第１モータジェネレータ１２の回転軸であるロータシャフトを連結している。また、リングギヤ２６に、出力軸３２を連結している。出力軸３２の回転は、図示しない動力伝達機構を介して、図示しない車輪に伝達される。

減速歯車部２０は、フロントサンギヤ３４及びリアサンギヤ３６を含む複合式遊星歯車機構３８と、第１制動部４０及び第２制動部４２とを備える。複合式遊星歯車機構３８は、フロント側(図１の右側)及びリア側(図１の左側)の２段の遊星歯車機構を、共通のリングギヤ４４及びロングピニオンギヤ４６により組み合わせている。また、第２モータジェネレータ１４のロータシャフトをリアサンギヤ３６に連結している。第１制動部４０及び第２制動部４２の作動は、図示しない制御部により制御される。

減速歯車部２０は、第１制動部４０または第２制動部４２の作動により、第２モータジェネレータ１４の出力を低速側、高速側のいずれかの速度に減速してから出力軸３２に取り出すことを可能としている。

各モータジェネレータ１２，１４及びエンジン１６の駆動は、図示しない制御部により制御される。このため、各モータジェネレータ１２，１４及びエンジン１６の少なくとも１の要素の駆動力は、制御部で制御され、出力軸３２から取り出され、車輪を駆動する。

次に、このような駆動装置１０を構成するモータジェネレータ１２，１４として使用する回転電機を説明する。回転電機は、ステータと、ステータに対向し、ロータ４８(図２、図３)とを備える。図２、図３に示すように、ロータ４８は、回転軸であるロータシャフト５０にロータコア５２を固定することにより構成する。また、ロータシャフト５０は、使用時に、サンギヤ２４，３６(図１)に連結される軸をスプライン結合により連結する。このため、図４、図５に示すように、ロータシャフト５０は、中心部に孔部であり、軸方向に貫通する貫通孔５４を有する中空部である段付き円筒状の筒部５６を備える。また、筒部５６の一端寄り部分(図４の右端部)内周面にスプライン部である雌スプラインを設けている。雌スプラインの図示は省略するが、例えば、ロータシャフト５０の内周面のうち、図４に矢印αで示す範囲部分に雌スプラインを設けている。

ロータシャフト５０の使用時には、ロータシャフト５０の一端寄り部分内側に、サンギヤ２４，３６(図１)に連結している軸の端部を嵌合し、この軸の外周面に設けた雄スプライン(図示せず)を、ロータシャフト５０に設けた雌スプラインとスプライン係合させる。

また、ロータシャフト５０を構成する筒部５６の他端寄り部分（図４の左端寄り部分）外周面にフランジ５８を全周にわたり設けている。また、筒部５６のフランジ５８に対して一端側(図４の右端側)に、両端部の円筒部よりも直径が大きくなった大径円筒部６０を設けている。また、ロータシャフト５０は、大径円筒部６０の外周面の直径方向反対側２個所位置に、軸方向に延伸するように設けられたキー溝６２を備える。すなわち、ロータシャフト５０の雌スプラインを設けた周面と反対側の周面に、キーを係合させるためのキー溝６２を設けている。キー溝６２の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状は、略矩形である。また、キー溝６２の軸方向長さＬ１は、大径円筒部６０の軸方向長さＬ１と一致させている。すなわち、キー溝６２の一端（図４の左端）はフランジ５８の片側面（図４の右側面）に一致し、キー溝６２の他端(図４の右端)は大径円筒部６０の先端面に開口させている。

また、ロータシャフト５０は、大径円筒部６０の外周面で、周方向に関してキー溝と９０度位相がずれた位置である、直径方向反対側２個所位置に、軸方向に延伸するように設けられた切欠である擬似キー溝６４を備える。擬似キー溝６４には、使用時でもキーを係合させない。また、擬似キー溝６４の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状は、キー溝６２と同様の略矩形としている。擬似キー溝６４の軸方向一端(図４の右端)は、大径円筒部６０の先端面に開口させている。擬似キー溝６４の軸方向長さＬ２は、キー溝６２の軸方向長さＬ１よりも短くしている。また、擬似キー溝６４の周方向(「周方向」とはロータシャフト５０の周方向をいう。本明細書及び特許請求の範囲の全体で、「周方向」の表す意味は同じとする。)の幅Ｗ２と、キー溝６２の周方向の幅Ｗ１とは同じとしている(Ｗ２＝Ｗ１)。なお、各キー溝６２及び各擬似キー溝６４の底部は筒部５６の両端部外周面と同一円筒面上に位置させている。

このようなロータシャフト５０は、上記の図２、図３に示したように、ロータコア５２を組み合わせてロータ４８を構成する。この場合、ロータコア５２は、例えば、複数の磁性鋼板の積層体により構成したり、または、圧粉磁心により構成する。また、ロータコア５２の周方向複数個所に図示しない永久磁石を固定している。なお、図示は省略するが、ロータコア５２の軸方向両側に一対のエンドプレートを設けて、一対のエンドプレートによりロータコア５２を軸方向に挟むこともできる。

また、ロータコア５２の内周面において、ロータシャフト５０に設けた各キー溝６２と整合する、径方向反対側２個所位置に一対の第２キー溝６６を設けている。そしてロータシャフト５０のキー溝６２が設けられた周面である大径円筒部６０の外周面に、ロータコア５２を嵌合固定している。また、互いに整合するキー溝６２と第２キー溝６６とにキー６８を係合させている。すなわち、ロータ４８は、ロータシャフト５０と、ロータコア５２と、複数のキー６８とを備える。また、ロータシャフト５０に設けた擬似キー溝６４には、ロータコア５２の内周面の円筒部を対向させており、擬似キー溝６４にはキーを係合していない。

また、ロータシャフト５０は、製造時にロータシャフト５０を構成する素材であり、鋼や合金等により構成する素材に、フランジ５８、キー溝６２及び擬似キー溝６４を機械加工等により形成した状態で、浸炭焼入れや高周波焼入れ等の熱処理を施し、硬度等、所望の性能を得られるようにしている。

このようなロータシャフト５０及びロータ４８によれば、ロータシャフト５０が中空部である筒部５６を備える構成において、筒部５６の一方の周面である外周面にキー溝６２と擬似キー溝６４とを設けている。このため、キー溝６２の存在にかかわらず、筒部５６の熱容量が周方向に関して不均一になるのを緩和でき、製造時に熱処理を施す場合でも、ロータシャフト５０での熱歪みの発生を抑えることができる。したがって、ロータシャフト５０を構成する素材に熱処理を施す場合でも、筒部５６の内周面の真円度や、この内周面に雌スプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができる。

次に、このような本実施の形態の効果を、本実施の形態と異なり、本発明から外れる比較例のロータシャフトの場合と比較して詳しく説明する。図６から図８は、比較例のロータシャフト７０を示している。図６は、比較例のロータシャフト７０を示す、図７のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図６のロータシャフト７０を、軸方向片側から他側に見た図である。図８は、図７のロータシャフト７０に熱処理を施した後の状態を、各部の変形を誇張して示す図である。

図６、図７に示す比較例のロータシャフト７０の場合、上記の図４、図５に示した本実施の形態のロータシャフト５０と同様の構成において、擬似キー溝６４(図４、図５)を設けていない。また、ロータシャフト７０の外周面に設けた大径円筒部６０の外周面の径方向反対側２個所位置に、キーを係合させるためのキー溝６２を設けている。このような比較例のロータシャフト７０を構成する素材にキー溝６２を形成した状態では、周方向の２個所位置のみにキー溝６２が形成されるため、筒部５６の形状が周方向に関して大きく不均一になる。このため、筒部５６の熱容量も周方向に関して大きく不均一になる。このような比較例のロータシャフト７０の製造時には、ロータシャフト７０を構成する素材にキー溝６２を形成した状態で、焼入れ等の熱処理を施すと、図８に誇張して示すように、キー溝６２の周方向長さが、ロータシャフト７０の径方向外側に向かうほど広がるように筒部５６が熱変形する可能性がある。すなわち、筒部５６において、中心軸Ｏを通り、互いに直交する２の軸ｘ、ｙを規定する。ｙ軸は、２のキー溝６２を通り、ｘ軸は、ｙ軸に対し直交する。この場合、筒部５６は、熱処理により、ｘ軸方向に関して大幅に直径が小さくなり、ｙ軸方向に関して大幅に直径が大きくなるように変形し、筒部５６の内周面である貫通孔５４の内周面が楕円状に変形する可能性がある。この場合には、ロータシャフト７０の回転時の先端振れが大きくなったり、貫通孔５４に形成する雌スプラインの形状精度が悪化する可能性がある。

これに対して、図４、図５に示した本実施の形態のロータシャフト５０では、筒部５６のキー溝６２と周方向に関してずれた位置に擬似キー溝６４を設けている。このため、筒部５６の熱容量が周方向に関して不均一になるのを緩和できる。したがって、ロータシャフト５０を構成する素材にキー溝６２及び擬似キー溝６４を形成した状態でロータシャフト５０の素材に熱処理を施す場合でも、筒部５６の内周面の真円度や、この内周面に雌スプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができ、所望の形状及び寸法を確保しやすい。このため、筒部５６に形成した雌スプラインに、サンギヤ２４，３６(図１)に連結している軸の端部を嵌合し、この軸の外周面に設けた雄スプラインを容易に係合させることができる。また、筒部５６の形状精度を十分に高くできるため、ロータシャフト５０の回転時の先端振れを抑制できる。

また、本実施の形態では、キー溝６２と、擬似キー溝６４との軸方向長さを異ならせ、擬似キー溝６４の軸方向長さＬ２をキー溝６２の軸方向長さＬ１よりも短くしている。このため、ロータコア５２を構成するために、ロータシャフト５０とロータコア５２とを組み合わせる場合に、作業者が、キー溝６２と第２キー溝６６とを整合させた状態で、ロータシャフト５０にロータコア５２を嵌合しやすくでき、擬似キー溝６４と第２キー溝６６とを整合させて組み合わせるような、ロータ４８の誤組み付けを有効に防止できる。すなわち、ロータシャフト５０に対するロータコア５２の位置関係が誤って組み付けられる誤組み付けを有効に防止できる。また、擬似キー溝６４の軸方向長さＬ２を短くするので、加工作業時間を短くできる。なお、擬似キー溝６４の軸方向長さＬ２は、筒部５６の内周面の変形を防止できるのに十分な長さに設定する。

また、ロータ４８を構成する場合に、作業者が誤って擬似キー溝６４と第２キー溝とを対向させてロータシャフト５０にロータコア５２を嵌合した場合でも、キー６８を擬似キー溝６４により第２キー溝６６の途中までにしか挿入できず、キー６８の残りが第２キー溝６６から軸方向に突出した状態となる。このため、再度の組み付けし直しの必要があることを作業者が容易に認識でき、ロータ４８の誤組み付けを有効に防止できる。

なお、擬似キー溝６４の軸方向長さＬ２をキー溝６２の軸方向長さＬ１と同じとすることもできる。ただし、この場合には、ロータ４８の誤組み付けを有効に防止できるという効果が、本実施の形態の場合よりも劣る。

また、本実施の形態のロータ４８は、図１の駆動装置１０のモータジェネレータ１２，１４として使用する回転電機を構成するロータに限定するものではない。ロータシャフト５０が中空部を備える構成で、中空部の内外両周面の一方の周面にキー溝６２及び切欠である擬似キー溝６４が形成され、他方の周面にスプラインが形成されていればよい。

図９は、本発明に係る実施の形態の別例の第１例のロータシャフト５０を示す、図５に対応する図である。図９に示す実施例のロータシャフト５０では、上記の図４、図５に示した実施の形態のロータシャフト５０と同様の構成において、各擬似キー溝６４の周方向の幅Ｗ２を、各キー溝６２の周方向の幅Ｗ１よりも小さくし（Ｗ２＜Ｗ１）、各擬似キー溝６４の周方向の幅Ｗ２を、各キー溝６２の周方向の幅Ｗ１に対して異ならせている。

このような図９の構成の場合も、上記の図４、図５の構成と同様に、ロータシャフト５０を構成する素材に熱処理を施す場合でも、筒部５６の内周面の真円度や、この内周面に雌スプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができる。また、図９の構成の場合、各擬似キー溝６４の周方向の幅Ｗ２を、各キー溝６２の周方向の幅Ｗ１よりも小さくしているので、各擬似キー溝６４の周方向の幅Ｗ２を、キー６８（図２、図３参照）が入らない大きさとすることで、ロータの誤組み付けをより有効に防止できる。このため、図９の構成では、擬似キー溝６４の軸方向長さをキー溝６２の軸方向長さと同じとする場合でも、誤組み付けを有効に防止できる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図５の実施の形態と同様である。

図１０は、本発明に係る実施の形態の別例の第２例のロータシャフト５０を示す、図５に対応する図である。図１０に示す実施例のロータシャフト５０では、上記の図４、図５に示した実施の形態のロータシャフト５０と同様の構成において、各擬似キー溝６４の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状を、矩形ではなく略半円形として、各キー溝６２の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状と異ならせている。

このような図１０の構成の場合、キー６８(図２、図３参照)として断面略矩形の構成を用いることで、擬似キー溝６４に誤ってキー６８が挿入されるのを防止できる。このため、各擬似キー溝６４の周方向の幅を、各キー溝６２の周方向の幅と同じとした場合や、各擬似キー溝６４の軸方向長さを、各キー溝６２の軸方向長さと同じとした場合でも、ロータの誤組み付けをより有効に防止できる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図５の実施の形態と同様である。なお、図１０の構成において、各擬似キー溝６４の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状を、略半円形以外の、各キー溝６２の軸方向に対し直交する平面に関する断面形状と異なる形状とすることもできる。

また、ロータの誤組み付けを有効に防止する手段として、擬似キー溝６４は、キー溝６２に対し、周方向の幅と、軸方向の長さと、軸方向に対し直交する平面に関する断面形状とのいずれか１、または２以上を異ならせればよい。例えば、擬似キー溝６４は、キー溝６２に対し、周方向の幅と軸方向長さとを、それぞれ異ならせてもよい。

また、上記の図１から図５の実施の形態、及び、図９、図１０の実施の形態において、キー溝６２及び擬似キー溝６４は、それぞれ２ずつ設ける構成に限定するものではない。例えば、キー溝６２及び擬似キー溝６４を、それぞれ１ずつのみ設けたり、または、擬似キー溝６４を、３以上設けることもできる。

また、上記の図１から図５の実施の形態、及び、図９、図１０の実施の形態では、筒部５６の内周面にスプラインを形成する場合を説明した。ただし、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、ロータシャフト５０が、中心部に孔部を有する中空部、すなわち筒部を備えるものであれば、筒部の内周面は、スプラインを形成しない単なる円筒面とすることもできる。この場合でも、擬似キー溝６４の存在により熱容量の周方向に関する不均一を緩和でき、筒部の内周面の形状精度を確保できる。このため、ロータシャフト５０の回転時の先端振れを十分に抑制できる。

また、上記の図１から図５の実施の形態、及び、図９、図１０の実施の形態では、ロータシャフト５０の径方向外側にロータコア５２を嵌合してロータ４８(図２)を構成する場合を説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、ロータを含む回転電機は、回転可能なロータの径方向内側にステータを対向配置する構成とし、ロータシャフトの径方向内側にロータコアを固定する構成とすることもできる。この場合、ロータシャフトの外周面に、サンギヤに連結している軸の端部を嵌合し、この軸の内周面に設けた雌スプラインを、ロータシャフトの外周面に設けた雄スプラインにスプライン係合させる。また、ロータシャフトの雄スプラインを形成しない内周面に、キー溝と切欠である擬似キー溝とを設ける。このような構成の場合も、ロータシャフトを構成する素材に熱処理を施す場合でも、ロータシャフトの中空部である筒部の外周面の真円度や、この外周面に雄スプラインを形成した場合の歯先円及び歯底円の真円度を容易に、かつ、十分に高くすることができる。

１０駆動装置、１２第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１４第２モータジェネレータ（ＭＧ２）、１６エンジン、１８動力分割部、２０減速歯車部、２２駆動軸、２４サンギヤ、２６リングギヤ、２８ピニオンギヤ、３０キャリア、３２出力軸、３４フロントサンギヤ、３６リアサンギヤ、３８複合式遊星歯車機構、４０第１制動部、４２第２制動部、４４リングギヤ、４６ロングピニオンギヤ、４８ロータ、５０ロータシャフト、５２ロータコア、５４貫通孔、５６筒部、５８フランジ、６０大径円筒部、６２キー溝、６４擬似キー溝、６６第２キー溝、６８キー、７０ロータシャフト。

Claims

中心部に孔部を有し、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられたキー溝と、前記一方側周面において、前記キー溝に対し周方向にずれた位置に軸方向に延伸するように設けられた切欠とを有する中空部を含み、鋼または合金により形成される素材に熱処理を施すことにより形成され、前記切欠は、前記キー溝に対し、周方向の幅と、軸方向の長さと、軸方向に対し直交する平面に関する断面形状とのいずれか１つ以上が異なっていることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
請求項１に記載の回転電機用ロータシャフトにおいて、
前記中空部は、内外両周面のうち、他方側周面に設けられたスプライン部を有することを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
請求項１または請求項２に記載の回転電機用ロータシャフトにおいて、
前記切欠は、前記キー溝に対し、軸方向の長さが小さいことを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の回転電機用ロータシャフトにおいて、
前記切欠は、前記キー溝に対し、周方向の幅が小さいことを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の回転電機用ロータシャフトにおいて、
前記キー溝は、前記中空部の一方側周面において、周方向にずれた位置に少なくとも２つが設けられ、
前記切欠は、前記中空部の一方側周面において、２つの前記キー溝の周方向中間位置に設けられることを特徴とする回転電機用ロータシャフト。
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の回転電機用ロータシャフトと、
内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられた第２キー溝を含み、前記ロータシャフトの前記一方側周面に嵌合固定されるロータコアと、
前記第２キー溝と前記キー溝とに係合するキーとを備え、
前記切欠にはキーが係合されないことを特徴とする回転電機用ロータ。
回転電機用ロータシャフトと、ロータコアと、キーとを備える回転電機用ロータであって、
前記ロータシャフトは、
中心部に孔部を有し、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられたキー溝と、前記一方側周面に前記キー溝に対し周方向にずれた位置に軸方向に延伸するように設けられた切欠とを有する中空部を含み、鋼または合金により形成される素材に熱処理を施すことにより形成され、
前記ロータコアは、内外両周面のうち、一方側周面に軸方向に延伸するように設けられた第２キー溝を含み、前記ロータシャフトの前記一方側周面に嵌合固定され、
前記キーは、前記第２キー溝と前記キー溝とに係合され、
前記切欠にはキーが係合されないことを特徴とする回転電機用ロータ。
請求項７に記載の回転電機用ロータにおいて、
前記中空部は、内外両周面のうち、他方側周面に設けられたスプライン部を有することを特徴とする回転電機用ロータ。
請求項７または請求項８に記載の回転電機用ロータにおいて、
前記キー溝は、前記中空部の一方側周面において、周方向にずれた位置に少なくとも２つが設けられ、
前記切欠は、前記中空部の一方側周面において、２つの前記キー溝の周方向中間位置に設けられることを特徴とする回転電機用ロータ。