JP2002021746A - ローター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低価格で、高強度と高耐摩耗性を有するベー
ンポンプ、トロコイドポンプ等に使用するローターを提
供する。 【解決手段】 ローターが、１対の挾持部材と、それら
の挾持部材の間に多数の薄い板を積層状態に配置して構
成した積層部と、挾持部材及び積層部をカシメにより固
定する固定手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベーンポンプやト
ロコイドポンプ用のローターとして最適のローターに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、モーター用の薄板積層構造のロー
ターは公知である。この積層構造の強度を維持するため
に、従来は、アルミダイキャストで多数の薄板が固定さ
れていた。

【０００３】従来ポンプ用のローターは、焼結、切削又
は鍛造により加工されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の薄板積層構造の
ローターは、オイルポンプ、エアーポンプ、トロコイド
ポンプ等のローターとしては、強度や耐摩耗性が不足し
ているため、適当なものではなかった。

【０００５】そこで、本発明は、従来技術の欠点を解消
し、高強度と高耐摩耗性を有する薄板積層構造のロータ
ーを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の好適な解決手段
は、請求項１〜９に記載のローターである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明によれば、ローターが、１
対の挾持部材と、それらの挾持部材の間に配置された積
層部を有する。積層部は、多数の薄い板を積層したもの
である。挾持部材及び積層部は固定部材のカシメにより
一体に固定する。固定部材の好適例は、リベットであ
る。

【０００８】挾持部材が多数の穴を有し、固定手段たと
えばリベットの少くとも一端がその穴にカシメにより固
定されている形態が好ましい。

【０００９】穴の好適な例は、皿穴である。しかも、挾
持部材と積層部の板が同心円上に多数の穴を有するのが
好ましい。たとえば、それらの穴にリベットが挿入され
ており、各リベットの少くとも一端が挾持部材の穴にカ
シメで固定されている。

【００１０】本発明の別の実施形態においては、多数の
薄い板の各々に多数の凹部と凸部を所定の位置に形成
し、多数の板を積層するとともに、互いに対応する位置
の凹部と凸部を緊密に嵌合カシメして、多数の板を積層
状態で一体に固定する。

【００１１】この場合、リベットその他の固定手段を使
用しなくてもよいが、より確実な固定を必要とする場合
は、リベットその他の固定手段を使用してもよい。たと
えば、多数の薄い板の各々に多数の凹部と凸部を所定の
位置に形成し、多数の板を積層して積層部を形成すると
ともに、互いに対応する位置の凹部と凸部を堅く結合し
て、多数の板を積層状態で一体に固定し、しかも、リベ
ットを併用することによりカシメで挾持部材及び積層部
を固定する。

【００１２】本発明によるローターは、高強度や高耐摩
耗性が必要とされるオイルポンプ、エアポンプ、トロコ
イドポンプやベーンポンプ等のローターとして最適であ
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

【００１４】図１〜３の実施例 図１〜３は、本発明の好適な実施例の一つを示してい
る。

【００１５】図１は本発明によるポンプ用ローターを示
し、図２及び図３はその構成部品を示している。

【００１６】図１において、ローター１０は、軸方向の
両端に配置される１対のプレート状の挾持部材１２と、
それらの間に配置される積層部１４から構成されてい
る。積層部１４は同一形状の多数の薄い板２０を積層し
たものである。

【００１７】この図１〜３の実施例においては、挾持部
材１２と積層部１４は、リベット１５のカシメにより固
定されている。リベット１５の材料としては、カシメ可
能で強度的にも満足のいく、硬く、割れにくい材料（た
とえば、クロームモリブデン鋼）が好ましい。

【００１８】図２には、１つの挾持部材１２が示されて
いる。挾持部材１２は、略円環状の薄いプレートであ
り、多数の本体１６と、放射方向に形成された多数のス
リット１８を有している。本体１６の外周には円弧状の
傾斜面が設けられている。本体１６の側面は、隣り合う
別の本体１６の側面と向かい合っており、それらの間に
スリット１８が形成されている。各スリット１８の基部
は径の大きい円形の穴２５とつながっており、その結
果、本体１６の基部は、細くくびれた形状となってい
る。挾持部材１２は、傾斜面を有する内周部２４を有す
る。

【００１９】各本体１６には、貫通穴、好ましくは、皿
穴２２が形成されている。皿穴２２は、すべて、ロータ
ー１０の軸心１９を中心として同心円上に配置されてい
る。各皿穴２２を通したリベット１５をカシメ加工をす
ることにより、積層部１４が挾持部材１２に対して固定
されている。

【００２０】図３には、積層部１４が示されている。積
層部１４は、複数枚積み重ねられた同一厚みかつ同一形
状の薄い板２０から構成されている。

【００２１】板２０は、略円環状の薄いプレートであ
り、複数の本体２６を有している。各本体２６の側面
は、隣り合う別の本体２６の側面と向かい合っており、
それらの間に同一形状のスリット２７が形成されてい
る。各スリット２７の幅は、挾持部材１２のスリット１
８の幅よりもやや狭い。スリット２７の幅に基づいて板
２０の最大厚が決められている。各スリット２７の基部
はそれにより径の大きい円形の穴３５と連絡しており、
その結果、本体２６の基部は細くくびれた形状となって
いる。板２０は、円形の内周部２８を有する。内周部２
８には、後にスプライン溝が形成される（図示省略）。
板２０の材料としては、ＳＫ５又は浸炭焼入れ性の良い
材質が選択される。

【００２２】本体２６には、リベットを通すための穴３
０が形成されている。各穴３０は、軸心１９を中心とし
て同心円上に配置されている。

【００２３】以上のように、図１〜３の実施例において
は、各本体１６、２６の穴にリベットを通し、各リベッ
トの両端をカシメることにより、２枚の挾持部材１２と
多数の板２０を強固に固定して、ローターの積層構造を
作っている。

【００２４】厚みの一例を挙げると、挾持部材１２の厚
さは０．２〜１．０ｍｍが好ましく、特にＳＰＣＣ板の
場合、厚さ１．６ｍｍが好ましい。板２０は、ＳＫ５焼
き入れ板の場合、厚さ０．２ｍｍが好ましい。この場
合、板２０は、例えば９３枚積み重ねられる。実験によ
れば、板２０のビッカース硬度は２００〜２３０程度が
好ましい。

【００２５】但し硬い板材の場合は打抜型の材質が超硬
の場合でも、メンテナンス作業の回数が多くなりがちで
ある。板厚を厚くする場合、型換え頻度を多くをするの
が好ましい。全体の厚みは１０〜３０ｍｍが好ましい
が、この場合の全体の厚みの合計は２１．０９ｍｍとな
る。実際に、積層した状態での厚みは２１．８ｍｍ程度
となる。積層枚数を増加させることによる全体のバラツ
キの修正と、リベットのカシメ加工後の厚みをそろえる
ために研磨を行うとよい。

【００２６】図４〜５の実施例 図４及び図５は、本発明のもう１つ別の好適な実施例を
示している。この実施例においては、リベットを使用し
ない形態のローター３２の積層構造が採用されている。

【００２７】図４〜５の実施例においては、固定手段
が、プレスで形成された凹部と凸部の緊密な嵌合カシメ
構造になっている。このような固定手段は、電気モータ
ーのローターに適したものである。

【００２８】図４において、ローター３２は、同一形状
の複数枚の板３４が積み重ねられて構成されている。た
だし、図５の最下位置の板３４ａのみは、他の板３４と
異なっていて、凹部のみが形成されいて、凸部が形成さ
れていない。

【００２９】板３４は、略円環状の薄いプレートであ
り、多数の本体３６と、放射方向に形成された多数のス
リット３７を有している。本体３６の側面は、隣り合う
別の本体３６の側面と向かい合っており、それらの間に
スリット３７が形成されている。各スリット３７の基部
は径の大きい円形の穴４５とつながっており、その結
果、本体３６の基部は、細くくびれた形状となってい
る。板３４は、円形の内周部３８を有する。

【００３０】本実施例においては、ローター３２の両端
付近にある板３４の２枚ずつを除いて、内周部３８にス
プライン溝３９が形成されている。

【００３１】各本体３６には、固定用の凹凸部４０が形
成されている。固定用の凹凸部４０の中心は、すべて軸
心１９を中心とする同心円上に配置されている。

【００３２】図５には、固定用の凹凸部４０付近の拡大
断面が示されている。

【００３３】固定用の凹凸部４０は、凹部４２と、その
下方に位置する逆向きの凸部４４から構成されている。
図５によく示されているように、凸部４４は、隣接する
別の板３４の凹部４２に堅く緊密にはめ込まれて固定さ
れている。

【００３４】同一形状の複数枚の板３４を積層して固定
した後に、それらの焼入れの歪取りをし、かつ厚みをそ
ろえるために研磨を行うのが好ましい。

【００３５】以上のように、図４〜５の実施例において
は、隣接する２枚の板３４が積層されるとともに、凹部
４２と凸部４４が強固にかみ合って結合され、それによ
り、多数の板３４が一体的に固定されるようになってい
る。

【００３６】板３４の厚みの一例を挙げると、ＳＫ５の
板の場合、厚さ１．０ｍｍが好ましい。この場合、加工
に用いるプレス金型の耐久性が良い。

【００３７】また、板３０は、例えば２２枚積み重ねら
れる。それらの板を積層して固定した後、ローター３２
の軸方向長さが２１．０９ｍｍになるまで研磨される。
また、凹部４２の内径及び深さは、それぞれ１．５ｍ
ｍ、０．５ｍｍが好ましい。凸部４４の外径及び高さ
は、それぞれ１．５ｍｍ、０．５ｍｍが好ましい。

【００３８】多数の板を積層して固定した後、焼き入れ
を行い、板の凹凸部での固着（だきつき）強度を増加さ
せるのが好ましい。その後、歪取りと厚さをそろえるた
めに研磨を行う。

【００３９】図６〜８の実施例 図６〜８は、本発明のもう１つ別の好適な実施例を示し
ている。

【００４０】図６は本発明によるローターのほぼ全体を
示し、図７及び図８はその構成部品の１つを示してい
る。

【００４１】図６〜８の実施例においては、リベットの
カシメ加工と固定用の凹凸部による嵌合が組み合わせて
用いられている。

【００４２】図６において、ローター５０は、軸方向の
両端に配置される１対のプレート状の挾持部材５２と、
それらの間に配置される積層部５４から構成されてい
る。積層部５４は同一形状の多数の薄い板５８を積層し
たものである。

【００４３】この図６〜８の実施例においては、挾持部
材５２と積層部５４は、リベット５５のカシメにより固
定されている。リベット５５の材料としては、前述のリ
ベット１５と同じものが好ましい。

【００４４】図７には、１つの挾持部材５２が示されて
いる。挾持部材５２は、略円環状の薄いプレートであ
り、多数の本体５６と、放射方向に形成された多数のス
リット５７を有している。本体５６の外周には円弧状の
傾斜面が設けられている。本体５６の側面は、隣り合う
別の本体５６の側面と向かい合っており、それらの間に
スリット５７が形成されている。各スリット５７の基部
は径の大きい円形の穴６５とつながっており、その結
果、本体５６の基部は、細くくびれた形状となってい
る。挾持部材５２は、傾斜面を有する内周部５９を有す
る。

【００４５】各本体５６には、貫通穴、好ましくは、皿
穴７２が形成されている。皿穴７２は、すべて、ロータ
ー５０の軸心１９を中心として同心円上に配置されてい
る。各皿穴７２を通したリベット５５をカシメ加工する
ことにより、積層部５４が挾持部材１２に対して固定さ
れている。

【００４６】図６に示すように、本実施例においては、
リベット５５が多数本体５６の１つおきに設けられてい
る。

【００４７】図７には、１つの挾持部材５２が示されて
いる。挾持部材５２には貫通穴、好ましくは皿穴７２が
多数の本体５６の１つおきに形成されている。

【００４８】挾持部材５２の本体５６の形状は、図２に
おける本体１６の形状と同様である。本体５６には、図
２における皿穴２２と同様の皿穴７２が形成されてい
る。各皿穴７２を通したリベットによるカシメが挾持部
材５２に対して行われている。

【００４９】図８には、積層部５４が示されている。積
層部５４は、複数枚重ねられて同一厚みかつ同一形状の
板５８から構成されている。各板５８の多数の本体に
は、リベット用の穴６０と固定用の凹凸部７０が交互に
形成されている。板５８はＳＫの板が好ましい。リベッ
ト５５を穴６０に通して両端のカシメ加工が行われ、固
定用の凹凸部７０により挾持部材５２と積層部５４が固
定されるようになっている。

【００５０】なお、リベット用の穴６０と固定用の凹凸
部７０の構成と作用は、図３におけるリベット用の穴３
０と図５における固定用の凹凸部４０とそれぞれ同様で
あるので、説明を省略する。

【００５１】以上のように、図６〜８の実施例において
は、リベットによるカシメ加工と板の凹凸部の嵌合の両
方を組み合わせることにより挾持部材５２と積層部５４
を一体的に固定するようになっている。

【００５２】なお、本実施例においては、挾持部材５２
には、熱処理を行う必要がない。また、板５８は浸炭熱
処理をすると良い。

【００５３】厚みの一例を挙げると、挾持部材５２は厚
さ１．６〜２．２ｍｍが好ましいが、特にＳＰＣＣ板の
場合、厚さ１．６ｍｍが好ましい。板５８はＳＫ５の場
合、厚さ０．６ｍｍが好ましい。この場合、板５８は例
えば３１枚積み重ねられる。本実施例においては、特に
カシメのない部分の反り、歪が出ないようにするのが好
ましい。

【００５４】図９の実施例 図９は、挾持部材を省略して、ローター８０を薄い板８
２からなる積層部のみで構成した例を示す。

【００５５】積層部は、複数枚積み重ねられた同一厚み
かつ同一形状の薄い板８２から構成されている。

【００５６】板８２は、略円環状の薄いプレートであ
り、複数の本体８３を有している。各本体８３の側面
は、隣り合う別の本体８３の側面と向かい合っており、
それらの間に同一形状のスリット８７が形成されてい
る。各スリット８７の幅に基づいて板８２の最大厚が決
められている。各スリット８７の基部はそれにより径の
大きい円形の穴８９と連絡しており、その結果、本体８
３の基部は細くくびれた形状となっている。板８２は、
円形の内周部８５を有する。内周部８５には、スプライ
ン溝が形成されている。板８２の材料としては、ＳＫ５
又は浸炭焼入れ性の良い材質が選択される。

【００５７】本体８３には、リベット８６を通すための
穴８４が形成されている。各穴８４は、軸心を中心とし
て同心円上に配置されている。

【００５８】各本体８３の穴８４にリベット８６を通
し、各リベット８６の両端をカシメ加工することによ
り、多数の板８２を強固に固定して、ローターの積層構
造を作っている。

【００５９】厚みの一例を挙げると、板８２は、ＳＫ５
焼き入れ板の場合、厚さ０．２ｍｍが好ましい。この場
合、板８２は、例えば９３枚積み重ねられる。実験によ
れば、板２０のビッカース硬度は２００〜２３０程度が
好ましい。

【００６０】積層部の軸方向両端にある板８２には、皿
穴８４が形成されている。積層部の内周には、端面から
始まる円筒面８８とそれに続く切頭円錐面９０が形成さ
れていて、切頭円錐面９０はスプライン歯に接続してい
る。

【００６１】各皿穴８４を通したリベット８６をカシメ
加工することにより、軸方向の両端付近にある板８２の
間で多数の板８２を一体的に固定するようになってい
る。

【００６２】板の積層の前に、バリを完全に除去するよ
うにすると良い。

【００６３】なお、本発明は上述の実施例に限定されな
い。ローターの主要部分をなす本体の数は１４でなくて
も良く、１０や１２であっても良い。また、リベットの
カシメ加工と固定用の凹凸部による結合を組み合わせて
用いる場合、その組み合わせは１つおきでなくても良
く、いずれかを２つおき等にしても良い。

【００６４】

【発明の効果】本発明のローターによれば、リベットの
カシメあるいは固定用の凹凸部の嵌合を行うことによ
り、ローター自体が一体強固となり、高強度のローター
を製造することができる。

【００６５】また、固定用の凹凸部により板同士を相互
に係合する場合は、他の固定用部材が不要となり、ロー
ターを低コストで製造することができる。

【００６６】さらに、リベットカシメと固定用の凹凸部
による固定を組み合わせた場合には、高強度かつ低コス
トのローターを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明によるローターの実施例を示
す平面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図２】（Ａ）は、図１のローターの構成部品を示す平
面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図３】（Ａ）は、図１のローターの構成部品を示す平
面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図４】（Ａ）は、本発明によるローターの別の実施例
を示す平面図。（Ｂ）は（Ａ）Ｘ−Ｘ線に沿ったの縦断
面図。

【図５】図４のローターの一部を拡大して示す拡大断面
図。

【図６】（Ａ）は、本発明によるローターのさらに別の
実施例を示す平面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図７】（Ａ）は、図６のローターの構成部品を示す平
面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図８】（Ａ）は、図６のローターの構成部品を示す平
面図。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図。

【図９】（Ａ）は、本発明によるローターのさらに別の
実施例を示す平面図。（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿っ
た縦断面図。

【符号の説明】

１０、３２、５０、８０ ローター １２、５２ 挾持部材 １４、５４ 積層部 １５、５５、８６ リベット １６、２６、３６、５６、６６、６７、８２ 本体 １８、２７、３７、５７、８７ スリット １９ 軸心 ２０、３４、５８、８２ 板 ２２、７２、８４ 皿穴 ２４、２８、３８、８５ 内周部 ２５、３５、４５、６５、８９ 円形の穴 ３０、６０ リベット用の穴 ３９ スプライン歯 ４０、７０ 固定用の凹凸部 ４２ 凹部 ４４ 凸部 ８８ 円筒面 ９０ 切頭円錐面

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対の挾持部材と、それらの挾持部材の
   間に多数の薄い板を積層状態に配置して構成した積層部
   と、挾持部材及び積層部を固定する固定手段を有するこ
   とを特徴とするローター。
2. 【請求項２】 挾持部材が多数の穴を有し、固定手段が
   細長い形状になっていて、固定手段の少くとも一端が挾
   持部材の穴にカシメにより固定されている請求項１に記
   載のローター。
3. 【請求項３】 挾持部材の穴が、皿穴である請求項２に
   記載のローター。
4. 【請求項４】 挾持部材と、積層部を構成する板が、そ
   れぞれ同心円上に多数の穴を有し、それらの穴に細長い
   形状の固定手段が挿入されており、固定手段の少くとも
   一端が挾持部材の穴にカシメにより固定されている請求
   項１に記載のローター。
5. 【請求項５】 多数の薄い板を積層状態に配置して構成
   した積層部と、積層部をカシメにより固定する固定手段
   を有することを特徴とするローター。
6. 【請求項６】 積層部を構成する板が、それぞれ同心円
   上に多数の穴を有し、それらの穴に細長い形状の固定手
   段が挿入されていて、固定手段の少くとも一端が穴にカ
   シメにより固定されている請求項５に記載のローター。
7. 【請求項７】 固定手段がリベットである請求項１〜６
   のいずれか１項に記載のローター。
8. 【請求項８】 多数の薄い板の各々が多数の凹部と凸部
   を所定の位置に有し、それらの板を積層するとともに、
   互いに対応する位置の凹部と凸部を堅く結合させること
   により、多数の板を積層状態で一体に固定したことを特
   徴とするローター。
9. 【請求項９】 多数の薄い板の各々が多数の凹部と凸部
   を所定の位置に有し、それらの板を積層するとともに、
   互いに対応する位置の凹部と凸部を堅く結合させること
   により、多数の板を積層状態で一体に固定したことを特
   徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載したロータ
   ー。