회전자 축 및 그 제조 방법

회전자 축 및 그 제조 방법 {ROTOR SHAFT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 축과 회전자가 코킹(caulking)에 의해 함께 고정된 회전자 및 그 회전자 축 제조 방법에 관한 것이다.

일본 공개 특허 공보 제2004-48925호(이하, '925호 공보라 함)는 코킹에 의해 회전자와 축을 고정시키는 방법으로써 다음의 발명이 개시되어 있다. 도20 및 21은 '925호 공보에 개시된 방법인, 회전자(112)를 축(111)에 고정시키는 예1을 도시한다. 도20에 도시된 바와 같이, 회전자(112)는 축(111)의 플랜지부(111a) 상에 배치되고, 고정 부재(113)는 회전자(112) 상에 배치된다. 또한, 코킹 지그(114)는 축(111)의 축부(111c)의 절결부(111d)를 따라서 이동 가능하도록 배치된다. 팁부(114a)의 내경은 축(111)의 절결부(111d)의 외경보다는 크고, 축(111)의 축부(111c)의 직경보다는 작게 설정된다.

이러한 구성에서, 코킹 지그(114)는 축(111)의 절결부(111d)의 말단부에 대해 압박하면서, 코킹 지그(114) 및 축(111)이 서로에 대해 상대적으로 회전하게 한다. 그 결과, 도21에 도시된 바와 같이, 축(111)의 축부(111c)와 절결부(111d) 사이의 경계부는 코킹 지그(114)에 의해 코킹되어, 돌기(protuberance, 115)가 형성 된다. 그 결과, 고정 부재(113)는 돌기(115)에 의해 축(111)에 확고하게 코킹된다.

도22 및 도23은 '925호 공보에 개시된 방법인, 코킹에 의해 회전자 및 축을 서로 고정하는 예2를 도시한다. 도22에 도시된 바와 같이, 회전자(112)는 축(111)의 플랜지부(111a) 상에 배치되고 고정 부재(113)는 회전자(112) 상에 배치된다. 또한, 코킹 지그(116)는 축(111)의 축부(111c)를 따라 이동 가능하도록 배치된다. 코킹 지그(116)에는 테이퍼진 면(116a)이 형성된다.

이러한 구성에서, 코킹 지그(116)의 회전 중에 회전자(112)의 축방향으로 하중이 가해진다. 그 결과, 고정 부재(113)는 코킹 지그(116)의 테이퍼진 면(116a)에 의해 유도된 하중에 의해 가압되어, 고정 부재(113)의 형상 중 상단부(113a)가 축(111)의 홈(111b)으로 들어가서 고정 부재(113)는 축(111)에 확고하게 코킹된다.

위의 공보 '925호에 개시된 코킹에 의한 축-회전자 고정 방법의 예1에 따르면, 축(111)은 회전자(112)의 외경이 약 160mm이고 축(111)의 외경이 이에 대응하여 큰 경우, 변형되거나 또는 코킹될 수 있다. 그러나, 회전자(112)의 외경이 약 130mm이고 축(111)의 외경이 이에 대응하여 작은 경우, 더 작은 직경 측의 축(111) 주위에 구조상으로 배치될 수 있는 코킹 지그(114)를 제작하는 것이 어렵다.

위의 공보 '925호에 개시된 코킹에 의한 축-회전자 고정 방법의 예2에 따르면, 고정 부재(113)의 형상에서 전체 상단부(113a)는 축(111)의 홈(111b)에 완전히 삽입되지만, 회전자(112)의 축방향으로의 크기의 큰 편차가 발생되어, 코킹에 필요한 코킹 하중이 크게 될 수 있다. 또한, 고정 부재(113)의 상단부(113a)가, 회전자(112)의 축방향으로 상단부(113a)를 가압하여 좌굴시킴으로써, 축(111)의 홈(111b) 내로 압입되기 때문에, 코킹에 필요한 코킹 하중이 증가할 우려가 있다. 그 결과, 큰 코킹 하중의 사용이 불가능한 경우, 고정 부재(113)의 코킹에 의한 고정 상태가 회전자 축의 회전 시에 원심력 또는 회전자(112)와의 충돌 시의 G의 작용에 의해 풀려서 최종적으로 회전자(112)가 축(111)으로부터 빠지게 될 때의 하중인 회전자(112)의 필요 추출 하중(required extraction load)을 확보하는 것이 불가능할 수 있다.

또한, 위의 공보 '925호에 개시된 예1 및 예2의 공통점은, 코킹에 의한 고정 이후에 축(111)에 대해 필요한 추출 하중을 확보하면서 회전자(112)가 고정 부재(113)에 의해 고정되었는지 여부를 점검하는 것이 불가능하다는 것이다. 따라서, 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증하는 것은 불가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 회전자가 작은 외경을 갖는 경우에도 코킹에 의해 회전자를 축에 고정할 수 있으며, 코킹에 필요한 코킹 하중을 적게 하여 필요한 회전자 추출 하중을 확보하고 코킹에 의한 고정 이후 품질을 보증할 수 있는 회전자 축 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반경 방향 외향으로 개방되도록 주연부에 형성된 홈을 구비한 축 및 회전자를 포함하며, 상기 회전자는 홈을 포함하는 축의 주연부와 접촉하도록 소정 위치에 배치되고 축방향에서 회전자에 인접하는 고정 부재를 통해 축에 고정되는 회전자 축을 제조하는 방법으로서, 상기 고정 부재가 소정 위치에 배치되어 고정 부재의 일부가 홈에 압입될 때, 홈에 대향하여, 반경 방향 외측으로부터 고정 부재의 단부로 하중을 가함으로써 고정 부재를 코킹하여 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하고, 상기 코킹 및 고정 단계는 축의 반경 방향 외측으로부터 고정 부재에 대해 코킹 지그를 가압하여 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 축이 변형되지 않고 고정 부재가 변형된다. 따라서, 회전자의 외경이 작은 경우에도, 대응하는 코킹 지그를 제작하여 회전자를 축에 고정시키는 것이 가능하다. 또한, 코킹 지그의 가압력은 고정 부재를 축의 홈으로 압입하는 방향으로 작용하여, 코킹 하중을 작게할 수 있다. 이것은 회전자의 필요 추출 하중을 보증하는 것을 가능하게 한다. 또한, 코킹에 의한 고정 이후, 회전자의 추출 하중은 고정 부재의 코킹부의 외경을 측정함으로써 점검될 수 있다. 따라서, 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증하는 것이 가능하다.

위의 방법에서, 코킹 및 고정 단계는 가압 지그와 회전자 사이의 간극을 확보하면서 고정 부재를 축방향으로 회전자에 대해 가압하는 가압 지그로 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 회전자는 코킹에 의한 고정 이후 고정 부재와 회전자 사이에 간극이 형성되지 않기 때문에 더 신뢰성 있게 고정될 수 있다.

위의 방법에서, 코킹 및 고정 단계는, 축의 주연부에 대해 홈의 컷인(cut-in) 각도를 θs라 하고, 고정 부재를 가압하기 위해 코킹 지그의 팁의 테이퍼진 형상부와 회전자의 축 사이의 각도를 θp라 할 때, (θs-20°) < θp < (θs-10°)의 조건 하에서 코킹에 의해 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하는 것이 더 바람직하다.

이에 따르면, 코킹 지그는 기계 강도의 관점에서 아무런 문제없이 제조될 수 있고 소정의 코킹 하중을 가함으로써 필요한 가압량을 보증할 수 있다. 이렇게 하면, 회전자의 필요 추출 하중을 확실하게 보증하는 것이 가능하다.

위의 방법에서, 코킹 지그는 주위 방향으로 정렬된 복수의 분할부로 형성될 수 있다.

코킹에 의한 고정 이후, 코킹 및 고정 단계가 종료되었는지 여부를 시각적으로 점검할 수 있고 따라서 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증하는 것이 가능하다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 반경 방향 외향으로 개방되도록 주연부에 형성된 홈을 구비한 축 및 회전자를 포함하며, 상기 회전자는 홈을 포함하는 축의 주연부와 접촉하도록 소정 위치에 배치되고 축방향에서 회전자에 인접하는 고정 부재를 통해 축에 고정되는 회전자 축을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, 상기 고정 부재가 소정 위치에 배치되어 고정 부재의 일부가 홈에 압입될 때, 홈에 대향하여, 반경 방향 외측으로부터 고정 부재의 단부로 하중을 가함으로써 고정 부재를 코킹하여 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하고, 상기 코킹 및 고정 단계는 코킹 지그와 축 사이의 간극량을 펀치(punch)-축 간극량 △c라 하고, 코킹 지그는 홈에 대향하여, 반경 방향으로 외측으로부터 고정 부재의 단부에 하중을 가하기 위해 하중의 축방향으로 상하로 이동하도록 구성되고, 반경 방향의 하중이 코킹 지그에 의해 가해지는 고정 부재 부분의 두께를 고정 부재 두께 T라 하고, 고정 부재의 일부가 수용되는 홈의 깊이를 홈 내-맞물림(bite-in) 두께 △t라 할 때, △c=T-△t의 조건 하에 코킹에 의해 회전자를 축에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따르면, 축이 변형되지 않고, 고정 부재가 변형된다. 따라서, 회전자의 외경이 작은 경우에도, 이에 대응하는 코킹 지그를 제작하여 코킹에 의해 회전자를 축에 고정시키는 것이 가능하다. 또한, 축과 펀치 사이의 간극으로 들어가는 고정 부재의 양이 증가되어 그 강도를 향상시키기 때문에, 코킹 중에 그리고 축으로부터 코킹 지그를 빼낼 때, 고정 부재의 일부가 떨어지지 않고, 따라서 버어(burr)의 형성을 방지하는 것이 가능하다.

위의 방법에서, 코킹 부재에는 내주연부 상에 테이퍼진 면이 형성되어 이를 통해 고정 부재에 반경 방향의 하중이 가해지는 것이 바람직하다.

이에 따르면, 작은 코킹 하중으로, 고정 부재는 축의 홈에 압입되어 회전자를 축(11)에 고정할 수 있고 따라서 회전자의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

위의 방법에서, 고정 부재는 홈에 대향하여 그 외주연부 상에 테이퍼부를 구비하고, 테이퍼부는 테이퍼부의 연장선과 축의 외주연부 사이의 교차점이 축의 외경 상에 그리고 홈의 영역 내에 놓이도록 형성되는 것이 더 바람직하다.

이에 따르면, 고정 부재는 회전자를 축에 고정시키도록 축의 홈으로 확실히 압입될 수 있고, 여기서 회전자의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

위의 방법에서, 코킹에 의해 회전자를 축에 고정시킬 때 고정 부재에 표시를 하기 위한 돌출부가, 회전자측 단부면 상에 형성되는 것이 바람직하다.

코킹에 이한 고정 이후, 코킹 상태는 회전자 축의 외관을 관측함으로써 점검될 수 있고, 따라서 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증하는 것이 가능하다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 중공 원통 형상으로 강판을 적층함으로써 구성되는 회전자 코어와, 회전자 코어의 축방향으로 회전자 코어에 인접하게 배치되는 단부판을 갖는 회전자 및 회전자가 고정 부재를 통해 고정되는 축을 포함하며, 회전자 코어 측의 단부판의 단부면에 절결부가 형성되어 단부판이 두 개의 내주연부 및 외주연부 접촉면을 통해 회전자 코어와 접촉하는 회전자 축으로써, 상기 회전자 코어 및 단부판은 회전자 코어와 접촉하기 위한 단부판의 내주연부측 접촉면의 반경 방향의 폭을 W라 하고 단부판의 직경을 De라 할 때, (2×W/De) < 0.26의 조건을 만족하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 회전자 축을 제공한다.

그 결과, 외주연부에서 회전자 코어와 단부판 사이에 간극이 형성되지 않는다. 이것은 고속 회전 중에 원심력에 의해 코어가 파손되는 것을 방지할 수 있게 한다.

위의 회전자 축에서, 축은 주연부 상에 홈이 형성되고, 회전자는 회전자의 축방향으로 고정 부재의 단부 사이에 고정 부재의 폭에 대응하는 돌출부에 대한 공차 및 홈을 포함하는 축의 소정 위치에 배치된 고정 부재를 통해 축에 코킹함으로써 고정되고, 고정 부재는 코킹에 의해 축에 고정되고, 홈의 에지는 반경 방향 축의 홈의 깊이보다 크다.

따라서, 고정 부재의 전방 단부의 일부가 축의 홈을 지나 돌출하여 버어를 형성하는 것을 방지할 수 있다.

도1은 (코킹 이전의) 제1 실시예의 개략도이다.

도2는 (코킹 이후의) 제1 실시예의 개략도이다.

도3은 펀치의 가압부의 평면도이다.

도4는 도3의 화살표 AA 방향에서 관측된 도면이다.

도5는 축의 홈부의 확대도이다.

도6은 회전자 코어에서의 반경 위치와 그 위치에서 적층 두께 사이이 관계의 평가 결과를 도시하는 그래프이다.

도7은 도6에 도시된 평가 결과를 도시하는 표이다.

도8은 단부판의 직경과 접촉면의 반경 폭 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다.

도9는 축의 홈으로부터 코킹판의 돌출부에 대한 공차와 축 홈의 깊이 사이의 관계를 도시하는 도면이다.

도10은 (코킹 이전의) 제2 실시예의 개략도이다.

도11은 (코킹 이후의) 제2 실시예의 개략도이다.

도12는 펀치, 회전자 축 및 코킹판의 개략도이다.

도13은 △c와 코킹 하중 사이의 관계와, △t와 코킹 해제 하중 사이의 관계의 조사 결과를 도시하는 도면이다.

도14는 펀치의 최대 스트로크에서 축 홈부의 확대도이다.

도15는 압축 하중의 작용 이전의 코킹판의 상태를 도시하는 도면이다.

도16은 압축 하중의 작용 시의 코킹 하중의 상태를 도시하는 도면이다.

도17은 코킹판의 테이퍼부를 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

도18은 코킹판의 상부면에 표시를 하기 위한 돌출부가 펀치의 팁에 형성된 예를 도시하는 도면이다.

도19는 코킹판의 측면에 표시를 하기 위한 돌출부가 펀치의 팁에 형성된 예를 도시하는 도면이다.

도20은 일본 공개 특허 공보 제2004-48925호에 개시된 방법인, 회전자를 축게 고정시키는 방법의 예1을 도시하는 도면이다.

도21은 '925호 공보에 개시된 예1을 도시하는 도면이다.

도22는 '925호 공보에 개시된 방법인, 회전자를 축에 고정시키는 방법의 예2를 도시하는 도면이다.

도23은 '925호 공보에 개시된 예2를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예는 이후 설명된다.

[제1 실시예]

도1 및 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따르는 회전자 축(1)을 제조하는 방법의 개요를 도시하며, 도1은 회전자(12)를 축(11)에 고정시키기 전의 상태를 도시하고, 도2는 회전자(12)를 축(11)에 고정시킨 이후의 상태를 도시한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라서 회전자 축(1)을 제조하는 방법을 실행하기 위한 구성은 축(11), 회전자(12), 코킹판(13), 펀치(14) 및 가압 지그(15)를 사용한다. 회전자(12)는 회전자 코어(21) 및 단부판(22)을 포함한다.

축(11)은 회전자 코어(21)의 내경과 거의 일치하는 외경을 갖는 원통 형상으로 되어 있다. 플랜지부(11a) 및 코킹홈(11b)은 축(11)의 외주연부에서 반경 방향 외향으로 개방되어 주위 방향으로 형성된다. 단부판(22)의 축방향에서의 일 단부면은 축(11)의 플렌지부(11a)에 의해 지지된다. 단부판(22)은 디스크 형상이고, 축(11)으로의 삽입을 위한 삽입 구멍(22a)이 중앙에 형성된다. 또한, 각각의 단부판(22)에는 회전자 코어(21) 측의 단부면에서 벽 절결부로써 절결부(22b)가 형성되어서 절결부(22b)는 도1 및 도2에서 소정의 반경 영역(또는 폭)으로 주위 방향으로 연장한다. 단부판(22)은 축(11)으로의 삽입을 위해 삽입 구멍(22a)이 중앙에 각각 형성되고, 디스크 형상으로 적층된 강판으로 구성된 회전자 코어(21)는 한 쪽 단부판(22) 상에 놓여진다. 다른 단부판(22)이 회전자 코어(21) 상에 위치되고, 코킹판(13)은 그 위에 배치된다. 코킹판(13)은 L자형 단면을 갖는 디스크 형상이고, 축(11)에 삽입하기 위한 삽입 구멍이 중앙에 형성된다. 가압 지그(15)는 코킹판(13) 위에 놓여진다. 가압 지그(15)는 내주연부 하부가 코킹판(13)과 끼워지는 중공 디스크 형상이다.

도1에 도시된 바와 같이, 펀치(14)는 코킹판(13)과 가압 지그(15)에 대해 회전자(12)의 축방향 위치에 배치된다. 펀치(14)는 회전자(12)의 축방향에서 상하로 이동하도록 구성된 스트로크부(31)와, 스트로크부(31)와 접촉하여 반경 방향 내향으로 축(11)에 대해 코킹판(13)을 가압하는 가압부(32)를 포함한다. 도3은 가압부(32)의 평면도이고, 도4는 도3의 화살표 AA 로 지시되는 방향에서 관측된 도면이다. 도3에 도시된 바와 같이, 펀치(14)의 가압부(32)는 도4에 도시된 바와 같이 테이퍼진 외면(32b)을 갖는 중공 피라미드 원추를 4분할한 형상이다.

한편, 스트로크부(31)는 가압부(32)의 테이퍼진 외면(32b)과 접촉하면서 상하로 이동하도록 테이퍼진 내면을 갖는 중공 원통형으로 되어 있다. 이러한 형상을 갖는 스트로크부(31) 및 가압부(32)는 스트로크부(31)가 회전자(12)의 축방향으로 상하로 이동함으로써 가압부(32)가 축(11)의 반경 방향으로 이동하게 하는 캠 기구를 구성한다.

이러한 구성하에, 다음 공정이 본 실시예에서 실행된다.

우선, 도1에 도시된 바와 같이, 펀치(14)의 가압부(32)의 펀치 팁(32a)은 코킹판(13)의 외주연부에 대해 맞닿게 놓인다. 이와 동시에, 펀치(14)의 스트로크부(31)는 회전자(12)의 축방향에서 코킹판(13)으로부터 먼 가압부(32)에 위치된다.

이후, 펀치(14)의 스트로크부(31)는 회전자(12)를 향해 이동된다. 그 결과, 스트로크부(31) 및 가압부(32)는 위의 캠 기구를 구성하기 때문에, 가압부(32)는 축(11)의 반경 방향 내향으로 이동하고, 펀치 팁(32a)은 코킹판(13)을 압축한다. 이에 따라 가압된 코킹판(13)은 가압부 및 그 부근이 변형되고, 축(11)의 홈(11b) 에 압입된다.

이후, 스트로크부(31)가 가장 낮은 위치로 이동할 때, 가압부(32)는 코킹판(13)을 내향으로 가압하면서 축(11)의 반경 방향에서 가장 깊숙한 위치로 이동한다. 그 결과, 코킹판(13)은 회전자(12)의 축방향에서 상측 단부판(22)에 인접하면서 축(11)에 압입되어 고정된다. 따라서, 단부판(22) 및 회전자 코어(21)는 축방향으로 더 이상 이동할 수 없고, 축(11)에 고정된다. 따라서, 코킹판(13)을 축(11)에 압입하고 고정함으로써, 단부판(22) 및 회전자 코어(21)를 포함하는 회전자(12)는 회전자(12)의 축방향에서 회전자(12)와 인접하게 접촉하는 코킹판(13)을 통해 축에 코킹되어 고정될 수 있다.

본 실시예에서, 상술한 바와 같이, 코킹은 축(11)을 변형시키는 것이 아니라 코킹판(13)을 변형시킴으로써 이루어진다. 따라서, 회전자 코어(21)의 외경이 작은 경우에도, 코킹에 의해 회전자(12)를 축(11)에 고정시키기 위해 대응하는 펀치(14)를 제조하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서, 상술한 바와 같이, 펀치 팁(32a)은 코킹판(13)을 반경 방향으로 가압한다. 따라서, 펀치 팁(32a)의 가압력(코킹 하중)은 코킹판(13)이 축(11)의 홈(11b)으로 압입되는 방향으로 작용한다. 이러한 이유로, 코킹판(13)을 축(11)으로 압입하기 위한 코킹 하중은 작을 수 있다. 특히, 본 실시예에서, 펀치 팁(32a)은 펀치 팁(32a)이 어떤 지점에서 코킹판(13)에 대해 초기에 인접하도록 허용하는 원형 단면을 구비하여, 펀치 팁(32a)의 가압력이 집중될 수 있다. 따라서, 코킹 하중이 작을 수 있다. 이러한 이유로, 회전자(12)의 필요 추출 하중은 큰 코 킹 하중의 사용 없이도 보장될 수 있다.

도5는 축(11)에 형성된 홈(11b)의 확대도이다. 하이브리드 차량의 충돌(G)시 코킹판(13)이 축(11)의 홈(11b)에서 결합 해제되고, 따라서 축(11)으로부터 회전자가 결합 해제 되는 경우를 가정하면, 이 순간 코킹판(13)에 부과된 하중의 하한값은 회전자(12)의 추출 하중을 나타낸다. 회전자(12)의 추출 하중이 클수록, 축(11)으로부터의 회전자의 결합 해제는 더 어려워진다고 할 수 있다. 회전자(12)의 추출 하중은 축(11)의 홈(11b)으로의 코킹판(13)의 삽입량과 서로 관련된다. 본 실시예에서, 상술한 바와 같이, 펀치 팁(32a)은 코킹판(13)을 반경 방향으로 외측으로부터 가압한다. 따라서, 코킹판(13)의 코킹부의 형상은 현저하게 나타나서, 도5에 도시된 코킹부의 외경(Dc)을 측정하는 것을 쉽게 한다. 따라서, 코킹에 의한 고정 이후 코킹부의 외경(Dc)을 측정함으로써, 회전자(12)의 추출 하중을 점검하는 것이 가능하므로 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축(1)의 품질을 보증할 수 있다.

축(11)의 홈(11b)으로의 삽입량은 펀치(14)의 반경 방향에서의 스트로크량과 서로 관련된다. 또한, 펀치(14)의 가압부(32) 및 스트로크부(31)는 위의 캠 기구를 구성하고, 스트로크부(31)를 회전자(12)를 향해 이동시킴으로써, 가압부(32)는 축(11)의 반경 방향 내향으로 이동하고 코킹판(13)을 가압한다. 이에 따라, 펀치(14)의 가압부(32)의 반경 방향에서의 스트로크량과 회전자(12)의 축방향에서 펀치의 스트로크부(31)의 스트로크량 사이에도 상호 관련이 있다. 따라서, 회전자(12)의 추출 하중은 회전자(12)의 축방향에서 펀치(14)의 스트로크부(31)의 스트 로크량과 서로 관련된다고 할 수 있다. 회전자(12)의 추출 하중은 회전자(12)의 축방향에서 펀치(14)의 스트로크부(31)의 스트로크량을 조절함으로써 조절될 수도 있다는 점을 알 수 있다.

펀치(14)의 스트로크부(31)가 회전자(12)를 향해 이동될 때, 코킹판(13)을 가압하기 위해 축(11)의 반경 방향 내향으로 가압부(32)를 이동하게 하여, 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극을 형성하지 않도록 축방향에서 단부판을 가압하는 것이 필요하다. 이러한 요구 조건을 충족하기 위해, 단부판(22)에는 축 하중이 가압 지그(15)에 의해 가해진다. 이 경우, 코킹판(13)에 인접한 단부판(22)이 가압 지그(15)에 의해 직접적으로 가압되면, 코킹판(13)을 코킹에 의해 축(11)에 고정할 때 코킹판(13)과 단부판(22) 사이에 간극이 생길 위험이 있다.

이러한 결점을 회피하기 위해, 코킹판(13)은 가압 지그(15)에 의해 가압되어 코킹판(13)에 인접한 단부판(22)에 축 하중을 간접적으로 가하게 된다. 더 자세하게는, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 코킹판(13)에 끼워져서 가압 지그(15)의 내주연부 하부는 가압 지그(15)와 단부판(22) 사이에 간극을 형성한다. 그 결과, 코킹에 의한 고정 이후, 코킹판(13)과 단부판(22) 사이에 간극이 전혀 형성되지 않는다. 이에 따라, 회전자(12)는 더 신뢰성 있게 고정될 수 있다.

다음으로, 단부판(22)의 특징적인 형상에 대해 설명한다. 판에 돌출부(도웰)를 형성하여 이를 코킹부를 형성하는 오목부로 압입하는 방법으로써, 도웰 코킹이라 칭하는 코킹 방법이 공지되어 있다. 회전자 코어(21)는 도웰-코킹 적층 강판으로 구성된다. 따라서, 회전자 코어(21) 측에서 각각의 단부판(21)의 단부면은 도웰-코킹부에 대응하는 부분의 일부가 도웰-코킹부에 대한 릴리프(relief)를 제공하도록 절결되는 형상을 갖는 것이 필요하다. 이 경우, 반경 방향에서 절결부의 폭이 작을 경우, 도웰-코킹부에 대한 릴리프를 제공하는 것이 가능하지만, 코킹 시 단부판(22)이 회전자 코어(21)에 대해 가압될 때, 단부면이 절결부의 반경 방향에서 양측에 위치된 회전자 코어(21)에 대해 단부판(22)의 접촉면(22c, 22d)의 내주연부 접촉면(22c)의 폭은 커지게 된다. 따라서, 가압 지그(15)에 의해 코킹판(13)을 통해 단부판(22)을 가압하고 단부판(22)에 의해 회전자 코어(21)를 가압할 때, 회전자 코어(21)는 반경 방향으로 전체적으로 압축된다. 따라서, 외주연부에서 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서, 회전자 코어(21)의 각각의 단부판(22)의 단부면은 회전자 코어(21)의 근접한 도웰-코킹부에서 근접한 내주연부까지 넓은 영역에 걸쳐 절결한다. 이러한 넓은 영역에 걸쳐 각각의 단부판(22)의 회전자 코어(21)-측 단부면의 일부를 절결함으로써, 회전자 코어(21)에 대한 단부판(22)의 접촉면(22c)의 반경 방향에서의 폭은 작아지게 된다. 이에 따라, 회전자 코어(21)를 가압하는 접촉면(22c)에 집중된 하중이 작용하고 따라서 외주연부에서 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성될 위험은 없다.

위의 효과를 검증하기 위해, 본 발명의 출원인은 접촉면(22c)의 반경 폭이 변화됨에 따라 회전자 코어(21)의 적층 두께 상태가 변하는지를 점검했다. 도6은 회전자 코어(21)에서의 반경 위치와 그 위치에서 적층 두께 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 검증에서, 접촉면(22c)의 직경 방향에서의 폭은 A, B, C 및 D의 네 단계로 변하고, 그 관계는 A < B < C < D 이다. 접촉면(22c)의 반경 방향에서의 폭이 작은 경우(A, B), 회전자 코어(21)의 적층 두께는 내주연부 측보다 외주연부 측에서 크거나 또는 양측에서 동일하다. 그러나, 접촉면(22c)의 반경에서의 폭이 소정치 이상인 경우(C, D), 적층 두께는 내주연부 측보다 외주연부 측에서 작아서 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성된다.

도7은 도6에 도시된 평가 결과를 도시하는 표이다. 접촉면(22c)의 반경 폭(A, B, C 및 D)과 관련하여, 도7은 단부판(22)의 직경에 대한 접촉면(22c)의 직경 방향에서의 폭의 비와, 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성되었는지 여부 사이의 관계를 도시한다. 도7에서부터, 단부판(22)의 직경에 대한 접촉면(22c)의 반경 폭의 비가 26% 이상일 때 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성되는 것을 알 수 있다. 위의 검증 결과의 관점에서, 도8에 도시된 바와 같이, 단부판(22)의 직경이 De이고 접촉면(22c)의 반경 방향에서의 폭이 W이고 (2×W/De)<0.26의 관계가 만족되는 경우, 외주연부에서 단부판(22)과 회전자 코어(21) 사이에 간극이 형성될 위험은 없다. 따라서, 회전자 코어(21)의 필요 추출 하중을 보증하는 것이 가능하다.

다음으로, 축(11)에 형성된 홈(11b)의 각도와 펀치(14)의 가압부(32)의 각도 사이의 관계에 대해 설명한다. 본 실시예에서, 도5에 도시된 바와 같이, 다음의 조건(I)은 축(11)의 홈(11b)의 컷인 각도는 θs이고 펀치(14)의 가압부(32)의 테이퍼 형상부와 회전자(12)의 축 사이의 각도가 θp이라는 가정에서 성립된다.

(θs - 20°) < θp < (θs - 10°) ...(I)

조건(I)이 성립되기 위한 이유는 다음과 같다. (θs-20°) > θp 인 경우, 펀치(14)의 가압부(32)의 팁의 각도가 커지게 된다. 따라서, 코킹판(13)이 펀치(14)의 가압부(32)에 의해 가압될 때, 축(11)의 홈(11b)의 측면으로부터 작용힘은 커지고 코킹 하중은 상당히 커지게 된다. 이에 따라, 표준 코킹 하중으로, 펀치(14)의 가압부(32)의 필요한 압축량을 보증하는 것이 불가능하고 코킹판(13)의 코킹량은 불충분하게 되고, 따라서 회전자(12)의 충분한 추출 하중을 보증하는 것이 불가능하다. 이러한 관점에서, 회전자(12)의 축방향에서의 허용 가능한 범위 내에서 펀치(14)의 가장 큰 코킹 하중에 대응하는 가장 높은 부분에서도 회전자(12)의 충분한 추출 하중의 보증을 허락하는 조건으로써, (θs-20°) < θp 이 성립된다.

또한, (θs-10°) < θp 인 경우, 초경 공구와 같은 펀치(14)의 가압부(32)의 팁의 각도는 매우 작고 이의 다듬질(machining)이 불가능하게 될 수 있다. 따라서, 기계적인 범위로써 θp < (θs-10°)가 성립된다.

위의 이유에 대해, 축(11)의 홈(11b)의 각도와 펀치(14)의 가압부(32)의 각도 사이의 관계는 위의 조건(I)과 같이 성립된다. 이리하여, 회전자(12)의 필요 추출 하중을 보증하는 것이 가능하다.

다음의 설명은 축(11)의 홈(11b)으로부터 코킹판(13)의 돌출부(α)에 대한 공차와 축(11)의 홈(11b)의 깊이(d) 사이의 관계에 대해 제공된다. 도9는 돌출부(α)에 대한 공차와 깊이(d) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 도9에 도시된 바와 같이, 돌출부(α)에 대한 공차는 코킹판(13)의 단부(13a)의 단부면과 축(11)의 홈(11b)의 절단 에지(도9의 상부 에지) 사이의 코킹판(13) 부분의 폭(길이)을 나타낸다. 동일 도면에 도시된 바와 같이, 축(11)의 홈(11b)으로부터 코킹판(13)의 돌출부(α)에 대한 공차값은 축(11)에서 홈(11b)의 깊이 값보다 크게 설정된다. 따라서, 코킹판(13)의 상단부(13a)는 축(11)의 홈(11b)으로 완전히 들어가는 것을 방지할 수 있고 회전자(12)의 추출 하중을 확실히 보증하는 것이 가능하다. 또한 코킹판(13)의 형상에서 상단부(13a)의 일부가 축(11)의 홈(11b)으로 들어가는 것을 방지할 수 있고, 그 다른 부분이 버어를 형성하도록 홈(11b)을 넘어서 돌출하는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 펀치(14)의 구성에 대해 설명한다. 본 실시예에서, 도3에 도시된 바와 같이, 펀치(14)는 코킹부와 비코킹부를 제공하기 위해 주위 방향에서 4등분된다. 따라서, 코킹 이후, 코킹 단계가 종료되었는지 여부는 회전자 축(1)의 외형을 관측함으로써 점검될 수 있다. 펀치(14)의 분할 수는 4등분으로 제한되지 않으며, 예를 들어, 펀치(14)가 복수의 부분으로 분할되는 것이라면, 둘, 셋 또는 다섯으로의 분할이 될 수도 있다.

다음의 효과는 위에서 설명된 제1 실시예에 의해 얻어진다.

(1) 본 실시예는 반경 방향 외향으로 개방되도록 주연부에 형성된 홈(11b)을 갖는 축(11)과 회전자(12)를 포함하고, 상기 회전자(12)는 홈(11b)을 포함하는 축의 주연부와 접촉하고, 축방향으로 회전자와 인접하는 소정 위치에 배치된 코킹판(13)을 통해 축(11)에 고정되는, 회전자 축 제조 방법을 예시하고 있다. 상기 방법은 코킹판(13)이 소정 위치에 배치되고, 홈(11b)에 대향하여, 반경 방향 외측으로부터 코킹판(13)의 단부에 하중을 가함으로써 코킹판(13)을 코킹하여 코킹판(13)의 일부를 홈(11b)으로 압입하여, 회전자(12)를 축(11)에 고정시키는 단계를 포함한다. 코킹 및 고정 단계는 축(11)의 반경 방향 외측으로부터 코킹판(13)에 대해 펀치(14)를 가압함으로써 회전자(12)를 축(11)에 고정시키는 단계를 포함한다. 이에 따라, 축(11)이 변형되지 않고, 코킹판(13)이 변형된다. 따라서, 회전자(12)의 외경이 작은 경우에도, 대응하는 펀치(14)를 제조하고 회전자(12)를 축(11)에 고정하는 것이 가능하다. 또한, 펀치(14)의 가압력은 코킹판(13)이 축(11)의 홈(11b)으로 압입되게 하는 방향으로 작용하고, 따라서 코킹 하중을 작게할 수 있다. 이것은 회전자(12)의 필요 추출 하중을 보증하는 것을 가능하게 한다. 또한, 코킹에 의한 고정 이후, 회전자(12)의 추출 하중은 코킹판(13)의 코킹부의 외경(Dc)을 측정함으로써 점검될 수 있다. 따라서, 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증하는 것이 가능하다.

(2) 본 실시예에 따르면, 위의 (1)에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 코킹 및 고정 단계는 가압 지그(15)와 회전자(12) 사이에서의 간극을 보증하면서 코킹판(12)을 그 축방향에서 회전자(12)에 대해 가압하는 가압 지그(15)로 회전자(12)를 축(11)에 고정하는 단계를 포함한다. 따라서, 위의 (1)에서 언급된 효과에 추가하여, 코킹에 의한 고정 이후 코킹판(13)과 회전자(12) 사이에 간극이 형성되지 않기 때문에 회전자(12)가 더욱 신뢰성 있게 고정될 수 있는 효과도 달성될 수 있다.

(3) 본 실시예에 따르면, 위의 (1) 또는 (2)에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 코킹 및 고정 단계는 축(11)의 주연부에 대한 홈(11b)의 컷인 각도가 θs이고, 코킹판(13)을 가압하는 펀치(14) 팁의 테이퍼 형상부와 회전자(12)의 축 사이의 각도가 θp일 때, (θs-20°) < θp < (θs-10°)의 조건 하에 회전자(12)를 축(11)에 고정시키는 단계를 포함한다. 따라서, 위의 (1) 또는 (2)에서 언급된 효과에 추가하여, 펀치(14)가 가공 강도의 관점에서 아무런 문제없이 제작될 수 있고, 소정의 코킹 하중을 가함으로써 필요한 가압량을 보증할 수 있는 효과도 달성된다. 이것은 회전자(12)의 필요 추출 하중을 확실히 보증하는 것을 가능하게 한다.

(4) 본 실시예에 따르면, 위의 (1) 내지 (3)에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 펀치(14)는 주위 방향으로 정렬된 복수의 분할부로 형성된다. 따라서, 위의 (1) 내지 (3)에 개시된 효과에 추가하여, 코킹에 의한 고정 이후 코킹 및 고정 단계가 종료되었는지 여부를 시각적으로 점검할 수 있고 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증할 수 있는 효과도 얻어진다.

(5) 본 실시예에서, 회전자 축은 중공 원통형으로 강판을 적층하여 구성된 회전자 코어(21) 및 축방향으로 회전자 코어(21)에 인접하게 배치되고 회전자 코어(21) 측 단부면에 절결부(22b)가 각각 형성된 단부판(22)을 포함하여, 단부판(22)은 내부 및 외부 주연측에 위치된 두 개의 접촉면(22c, 22d)을 통해 회전자 코어(21)와 각각 접촉하고, 상기 회전자 축은 회전자(12)가 코킹판(13)을 통해 고정되는 축(11)도 포함한다. 이러한 회전자 축에서, 회전자 코어(21)와 접촉하기 위한 각각의 단부판(22)의 내주연부 접촉면(22c)의 반경 방향의 폭을 W라 하고, 단 부판(22)의 직경을 De라 할 때, (2×W/De) < 0.26의 조건이 만족되어서, 외주연부에서 회전자 코어(21)와 단부판(22) 사이에 간격이 형성될 수 없고, 따라서 고속 회전 중에 원심력에 의해 코어가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

(6) 본 실시예에 따르면, 위의 (5)에 개시된 회전자 축에서, 축(11)은 주연부 내에 홈(11b)이 형성되고, 회전자(12)는 홈(11b)을 포함한 축(11)의 소정 위치에 배치된 코킹판(13)을 통해 축(11)에 코킹함으로써 고정되고, 회전자(12)의 축방 향에서 그 단부와 홈(11)의 에지 사이에서, 코킹에 의해 축(11)에 고정된 코킹판(13)의 폭에 대응하는 돌출부(α)에 대한 공차는 반경 방향에서 축(11)의 홈(11b)의 깊이(d)보다 크다. 따라서, 위의 (5)에 개시된 효과에 추가하여, 코킹판(13)의 상단부의 일부가 축(11)의 홈(11b)을 넘어 돌출하여 버어를 형성하는 것을 방지할 수 있는 효과도 얻는다.

[제2 실시예]

이하에는, 본 발명의 제2 실시예를 설명하기로 한다.

도10 및 도11은 제2 실시예에 따르는 회전자 축 제조 방법의 개요를 도시하며, 도10은 회전자(12)를 축(11)에 고정하기 전의 상태를 도시하고, 도11은 회전자(12)를 축(11)에 고정한 이후의 상태를 도시한다. 이러한 제2 실시예의, 2로 표시한 회전자 축을 제조하는 방법을 실행하기 위한 구성에서, 제1 실시예와의 상이점은 펀치(16)에 있다. 펀치(16)는 중공부를 형성하는 테이퍼진 내면을 갖는 중공 원통형으로 되어 있다. 펀치(16)의 테이퍼부의 단부면측 직경은 코킹판(13)의 수직부의 외경보다 크게 설정되지만, 펀치(16)의 테이퍼부의 내주연측 직경은 코킹 판(13)의 수직부의 외경보다 작게 설정된다. 펀치(16)를 제외한 다른 구성 부재는 제1 실시예와 일치하고, 따라서 이의 설명은 생략한다.

이후의 공정은 제2 실시예의 이러한 구성 하에 실행된다.

펀치(16)는 도10에 도시된 상태로부터 회전자(12)의 축방향의 아래로 이동된다. 이후, 도11에 도시된 바와 같이, 펀치(16)의 테이퍼부는 코킹판(13)과 접촉하게 되어, 축(11)의 홈(11b)에 대해 코킹판(13)을 가압한다. 그 결과, 코킹판(13)의 일부는 축(11)의 홈(11b)으로 압입되어 회전자(12)를 축(11)에 고정한다.

도12는 펀치(16), 축(11) 및 코킹판(13)의 개략도이다. 본 발명에서, 도12에 도시된 바와 같이, 축(11)의 외주연부와 펀치(16) 사이의 간극은 △c이고, 반경 방향의 하중이 펀치(16)에 의해 가해지는 코킹판(13)의 일부의 두께는 고정 부재 두께 T이고, 코킹판(13)의 일부가 수용되는 홈(11b)의 깊이는 홈 내-맞물림 깊이 △t이다.

본 발명에서, 다음 조건식(Ⅱ)이 성립된다.

△c = T - △t ...(Ⅱ)

축(11)의 외주연부와 펀치(16) 사이에 간극량 △c를 제공함으로써, 축(11)와 펀치(16) 사이의 간극으로 삽입된 코킹판(13)의 양은 증가하여, 그 강도가 증가하게 된다. 따라서, 코킹판(13)은 코킹 중에 그리고 펀치(16)를 빼낼 때 떨어지지 않아서, 버어의 형성을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 출원인은 △c와 코킹 하중 사이의 관계 및 △t와 코킹 해제 하중 사이의 관계를 실험으로 점검하였다. 도13은 이러한 점검된 관계의 결과를 도시한 다. 도13에 도시된 바와 같이, 코킹 하중 및 △c의 값은 비례 관계이다. △c의 값이 작을수록 코킹 하중은 커지고, △c의 값이 클수록 코킹 하중은 적어진다. △t와 코킹 해제 하중 사이의 관계는 곡선으로 표시된다. △t의 값이 작을수록 코킹 해제 하중은 작아지고, △t의 값이 클수록 코킹 해제 하중은 커진다. 또한, 축(11)과 펀치(16) 사이의 간극으로 들어가는 코킹판(13)은 펀치(16)를 빼낼 때 떨어지지 않고 따라서 버어가 형성되지 않는 영역이 도시된다. 도13으로부터, 버어는 △c의 값이 0.3mm 이상일 때 형성되지 않음을 알 수 있다. 따라서, △c의 값은 0.3mm 이상이 바람직하다.

도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 펀치(16)에는 테이퍼진 팁이 형성된다. 이러한 테이퍼부로 인해, 코킹판(13)은 펀치(16)에 의해 회전자(12)의 축방향으로 압축되고, 하중은 반경 방향으로 코킹판(13)에 가해진다. 반경 방향 외측으로부터 가해지는 이러한 하중으로, 코킹판(13)은 축(11)의 홈(11b)에 압입된다. 따라서, 적은 코킹 하중으로, 코킹판(13)을 축(11)의 홈(11b)으로 밀어서 회전자(12)를 축(11)에 고정하는 것이 가능하다.

따라서, 회전자(12)의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

도14는 펀치(16)의 최대 스트로크에서 축(11)의 홈(11b)의 확대도이다. 도14에 도시된 바와 같이, 펀치(16)의 테이퍼부의 단부는 축 홈(11b)의 절단 에지(도면에서 상부 에지)보다 회전자(12)의 축방향에서 하부 위치가 되게 설정된다. 따라서, 하중은 펀치(16)의 전체 테이퍼부에 의해 축(11)의 반경 방향으로 코킹판(13)에 가해진다. 그 결과, 코킹판(13)은 축(11)의 홈(11b)으로 신뢰성 있게 밀 어지고 따라서 단부판(22)의 추출 하중은 더 커질 수 있다.

도15는 압축 하중이 가해지기 직전의 코킹판(13)의 상태를 도시한다. 도15에 도시된 바와 같이, 코킹판(13)에는 테이퍼부(13b)가 형성된다. 이 상태에서, 압축 하중이 회전자(12)의 축방향으로 코킹판(13)의 상단부(13a)에 가해지면, 테이퍼부(13b)는 압축된 단부(13a)를 지지하기 위해 그 자체로 신장하여, 도16에 도시된 바와 같이, 내주연측 상의 코킹판(13)의 물질이 유동하고 테이퍼부의 터미널 단부 근처는 벌지(bulge)된다. 이 벌지부를 축(11)의 홈(11b)에 압입함으로써, 코킹판(13)의 상단부(13a)가 홈(11b)으로부터 먼 경우에도 회전자(12)를 축(11)에 고정시킬 수 있다. 도17에 도시된 바와 같이, 테이퍼부(13b)의 형상은 테이퍼부(13b)의 연장선과 축(11)의 외주연부의 연장선 사이에서 교차점(Q)의 위치가 홈(11b)의 영역 내에 놓이도록 결정된다. 테이퍼부(13b)의 형상을 이렇게 설정함으로써, 회전자(12)를 축(11)에 확실히 고정할 수 있고 회전자(12)의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

도18에 도시된 바와 같이, 돌기(16a)는 펀치(16)가 코킹판(13)과 접촉하게 될 때, 코킹판(13)의 상부면에 새겨지는 표시를 형성하도록 펀치(16)의 팁에 제공된다. 이와 달리, 도19에 도시된 바와 같이, 돌출부(16b)는 펀치(16)가 코킹판과 접촉하게 될 때, 코킹판(13)의 측면에 새겨지는 표시를 형성하도록 펀치(16)의 팁의 측면에 제공된다. 코킹판(13)에 표시를 새김으로써, 코킹 및 고정 단계의 종료는 회전자 축의 외관을 관측함으로써 확인될 수 있고, 따라서 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증할 수 있다.

다음의 관점에 대해, 제1 실시예와 공통되는 설명은 생략한다. (1) 간극은 코킹에 의한 고정 중에 가압 지그(15)와 단부판(22) 사이에 형성되고, (2) 단부판(22)은 특정 형상을 갖고, (3) 축(11)의 홈(11b)으로부터 코킹판(13)의 돌기(α)에 대한 공차 사이에 관계가 성립되고, (4) 펀치(16)는 주위 방향으로 4분할 된다.

다음의 효과는 상술한 제2 실시예에 의해 얻어진다.

(1) 제2 실시예는 주위 방향 외향으로 개방되도록 주연부에 형성된 홈(11b)을 갖는 축(11) 및 회전자(12)를 포함하고, 상기 회전자(12)는 홈(11b)을 포함하는 축(11)의 주연부와 접촉하고 축방향으로 회전자(12)와 인접하는 소정 위치에 배치된 코킹판(13)을 통해 축(11)에 고정되는, 회전자 축 제조 방법을 예시하고 있다. 상기 방법은 코킹판(13)이 소정 위치에 배치되고 홈(11)에 대향하여, 반경 방향 외측으로부터 코킹판(13)의 단부에 하중을 가함으로써 코킹판(13)을 코킹하고 코킹판(13)의 일부를 홈(11)으로 압입하여 회전자(12)를 축(11)에 고정시키는 단계를 포함한다. 상기 코킹 및 고정 단계는 펀치(16)와 축(11) 사이의 간극량이 펀치-축 간극량 △c이고, 펀치(16)는 홈(11)에 대향하여, 반경 방향 외측으로부터 코킹판(13)의 단부에 하중을 가하도록 회전자(12)의 축방향으로 상하로 이동하도록 구성되고, 펀치(16)에 의해 반경 하중이 가해지는 코킹판(13)의 부분의 두께는 고정 부재 두께 T이고, 코킹판(13)의 일부의 깊이가 수용되는 홈(11)의 깊이는 홈 내-맞물림 두께 △t일 때, △c = T - △t인 조건 하에서 코킹에 의해 회전자(12)를 축(11)에 고정하는 단계를 포함한다.

이에 따르면, 축(11)이 변형되지 않고, 코킹판(13)이 변형된다. 따라서, 회 전자(12)의 외경이 적은 경우에도, 대응하는 펀치(16)를 제작하여 코킹에 의해 회전자(12)를 축(11)에 고정하는 것이 가능하다. 또한, 축(11)과 펀치(16) 사이의 간극으로 들어가는 코킹판(13)의 양이 증가되어 강도가 향상되기 때문에, 코킹 중에 그리고 축(11)으로부터 펀치(16)를 빼낼 때 코킹판(13)의 일부가 떨어져 나가지 않고 따라서 버어의 형성을 방지할 수 있다.

(2) 제2 실시예에 따르면, 위의 (1)에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 펀치(16)에는 내주연부 상에 테이퍼면이 형성되어 있어서 이를 통해 반경 방향 하중을 코킹판(13)에 가하게 한다. 이에 따라, 위의 (1)에서 언급된 효과에 추가하여, 작은 코킹 하중으로, 코킹판(13)은 축(11)의 홈(11b)에 압입되어 회전자(12)를 축(11)에 고정시킬 수 있고, 따라서 회전자(12)의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

(3) 제2 실시예에 따르면, 위의 (1) 또는 (2)에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 코킹판(13)은 홈(11b)에 대향하는 외주연부에 테이퍼부(13b)를 갖고, 테이퍼부는 테이퍼부(13b)의 연장선과 축(11)의 외주연부 사이의 교점(Q)이 축(11)의 외경 및 회전자(12)의 축방향에서 홈(11b)의 영역 내에 놓이도록 형성된다. 따라서, 위의 (1) 또는 (2)에서 개시된 효과에 추가하여, 코킹판(13)은 축(11)의 홈(11b)으로 정확하게 압입되어 회전자(12)를 축(11)에 고정시킬 수 있고, 회전자(12)의 필요 추출 하중은 더 신뢰성 있게 보증될 수 있다.

(4) 제2 실시예에 따르면, 위의 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 개시된 회전자 축 제조 방법에서, 회전자(12)를 축(11)에 고정시킬 때 코킹판(13)에 표시를 하기 위한 돌기 또는 돌출부(16a, 16b)가 펀치(16)의 회전자(12)-측 단부면에 형성된다. 따라서, 위의 (1) 내지 (3)에 개시된 효과에 추가하여, 코킹에 의한 고정 이후, 코킹 상태는 회전자 축의 외관을 관측함으로써 점검될 수 있고, 따라서, 코킹에 의한 고정 이후 회전자 축의 품질을 보증할 수 있는 효과도 얻어진다.

(5) 제2 실시예에서, 회전자 축은 중공 원통 형상으로 강판을 적층함으로써 구성되는 회전자 코어(21) 및 회전자 코어(21)의 축방향에서 회전자 코어(21)에 인접하여 배치된 단부판(22)을 갖는 회전자(12)를 포함하고, 각각의 단부판(21)의 단부면에 절결부(22b)가 형성되어, 단부판(22)은 내부 및 외부 주연측에 각각 위치된 두 개의 접촉면(22c, 22d)을 통해 회전자 코어(21)와 각각 접촉한다. 이러한 회전자 축에서, 각각의 단부판(22)의 내주연부 접촉면(22c)의 반경 방향에서의 폭을 W라 하고 단부판(22)의 직경을 De라 할 경우, (2×W/De) < 0.26의 조건이 만족된다. 그 결과, 외주연부에서 회전자 코어(21)와 단부판(22) 사이에 간극이 형성될 위험이 없고, 따라서 고속 회전 중에 원심력에 의해 코어가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

(6) 제2 실시예에 따르면, 위의 (5)에 개시된 회전자 축에서, 축(11)에는 주연부상에 홈(11b)이 형성되고, 회전자(12)는 회전자(12)의 축방향에서 코킹판(13)의 단부 사이에서 코킹판(13)의 폭에 대응하는 돌출부(α)에 대한 공차를 두고, 홈(11b)을 포함하는 축(11)의 소정 위치에 배치된 코킹판(13)을 통해 축(11)에 코킹되어 고정되고, 코킹판(13)은 코킹에 의해 축(11)에 고정되고, 홈(11b)의 에지는 반경 방향에서 축(11)의 홈(11b)의 깊이(d)보다 크다. 따라서, 위의 (5)에 개시된 효과에 추가하여, 코킹판(13)의 전방 단부의 일부가 축(11)의 홈(11b)을 지나서 돌출하여 버어를 형성하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 위의 실시예에 제한되지 않으나, 본 발명의 요점에서 벗어지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 이루어질 수 있다.