(57)【要約】【課題】第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる回転電機のロータ、回転電機、及び回転電機のロータの製造方法を提供すること。【解決手段】筒部材１６と、筒部材１６の内周面１６ａに固定された永久磁石１７と、筒部材１６の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに筒部材１６の内周面１６ａに固定される第１軸部材１８及び第２軸部材１９と、を備えた回転電機のロータ１５であって、永久磁石１７と筒部材１６との間には、永久磁石１７と筒部材１６とを溶着する溶着部Ｗ１が設けられている。【選択図】図３
2020005428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部材と、
前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、
前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、
前記磁性体と前記筒部材との間には、前記磁性体と前記筒部材とを溶着する溶着部が設けられていることを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
前記筒部材は、樹脂を有する繊維強化材料により構成され、
前記樹脂の融点は、前記磁性体の融点よりも低く、
前記溶着部は、前記磁性体と前記樹脂とを溶着していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記溶着部は、前記磁性体と前記筒部材との間における前記筒部材の周方向の全周であって、且つ前記磁性体と前記筒部材との間における前記筒部材の軸線の延びる方向の一端から他端にかけて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機のロータ。
【請求項４】
前記磁性体は、着磁されている着磁部と、着磁されていない非着磁部と、を有し、
前記溶着部は、前記非着磁部と前記筒部材とを溶着していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機のロータ。
【請求項５】
ステータと、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のロータと、を備えていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
樹脂を有する繊維強化材料により構成されている筒部材と、
前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、
前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、
前記樹脂の融点は、前記磁性体となりうる磁性体材料の融点よりも低い回転電機のロータの製造方法であって、
前記筒部材の内周面に前記磁性体材料が圧入された状態で、前記磁性体材料に取り付けられた回転冶具を前記筒部材の軸線を回転中心として回転させることにより前記磁性体材料を前記筒部材に対して回転させ、前記樹脂と前記磁性体材料との間で生じる摩擦熱によって前記樹脂を溶融させることにより前記磁性体材料と前記樹脂とを溶着する溶着工程と、
前記溶着工程後、前記磁性体材料に着磁を施す着磁工程と、を有することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項７】
筒部材と、
前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、
前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、
前記磁性体は、着磁されている着磁部と、着磁されていない非着磁部と、を有している回転電機のロータの製造方法であって、
前記非着磁部と前記筒部材との間を加熱することにより前記非着磁部と前記筒部材とを溶着する溶着工程を有することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータ、回転電機、及び回転電機のロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、高速回転可能な回転電機のロータとして、筒部材の内側に磁性体（永久磁石）が設けられるとともに筒部材の軸方向両側に第１軸部材及び第２軸部材がそれぞれ設けられたロータが知られている。磁性体、第１軸部材、及び第２軸部材は、筒部材の内周面に固定されることにより筒部材と締結されている。筒部材は、ロータの回転によって遠心力を受ける磁性体の変形を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１２８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば、磁性体が筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材の内周面に固定されている場合、筒部材において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりすると、磁性体に対する筒部材の内周面の締め代が小さくなって、磁性体と筒部材との間の締結力（スリップトルク）が小さくなる場合がある。すると、磁性体から筒部材を介して第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる回転電機のロータ、回転電機、及び回転電機のロータの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する回転電機のロータは、筒部材と、前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、前記磁性体と前記筒部材との間には、前記磁性体と前記筒部材とを溶着する溶着部が設けられている。
【０００７】
例えば、磁性体が筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材の内周面に固定されている場合、筒部材において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりすると、磁性体に対する筒部材の内周面の締め代が小さくなって、磁性体と筒部材との間の締結力（スリップトルク）が小さくなるときがある。しかし、磁性体と筒部材とが溶着部によって溶着されている。よって、筒部材において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりしても、磁性体が筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材の内周面に固定されている場合のように、磁性体と筒部材との間の締結力（スリップトルク）が小さくなってしまうことを抑制できる。その結果、第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【０００８】
上記回転電機のロータにおいて、前記筒部材は、樹脂を有する繊維強化材料により構成され、前記樹脂の融点は、前記磁性体の融点よりも低く、前記溶着部は、前記磁性体と前記樹脂とを溶着しているとよい。
【０００９】
これによれば、樹脂の融点が磁性体の融点よりも低いため、例えば、筒部材が磁性体の融点よりも高い融点を持つ材質で形成されている場合に比べると、磁性体と筒部材とを溶着させる際に必要な熱量を抑えることができる。その結果、磁性体と筒部材とを溶着させる際に磁性体に加わる熱的影響を抑えることができる。
【００１０】
上記回転電機のロータにおいて、前記溶着部は、前記磁性体と前記筒部材との間における前記筒部材の周方向の全周であって、且つ前記磁性体と前記筒部材との間における前記筒部材の軸線の延びる方向の一端から他端にかけて設けられているとよい。
【００１１】
これによれば、磁性体と筒部材との間における筒部材の周方向の全周であって、且つ磁性体と筒部材との間における筒部材の軸線の延びる方向の一端から他端にかけて溶着部が設けられているため、磁性体と筒部材との固定の信頼性をより向上させることができる。
【００１２】
上記回転電機のロータにおいて、前記磁性体は、着磁されている着磁部と、着磁されていない非着磁部と、を有し、前記溶着部は、前記非着磁部と前記筒部材とを溶着しているとよい。
【００１３】
これによれば、溶着部は、非着磁部と筒部材とを溶着しているため、例えば、溶着部が着磁部と筒部材とを溶着する場合に比べると、磁性体と筒部材とを溶着させる際に磁性体に加わる熱によって着磁部の熱減磁が生じてしまうことを抑制することができる。
【００１４】
上記課題を解決する回転電機は、ステータと、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のロータと、を備えている。
上記課題を解決する回転電機のロータの製造方法は、樹脂を有する繊維強化材料により構成されている筒部材と、前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、前記樹脂の融点は、前記磁性体となりうる磁性体材料の融点よりも低い回転電機のロータの製造方法であって、前記筒部材の内周面に前記磁性体材料が圧入された状態で、前記磁性体材料に取り付けられた回転冶具を前記筒部材の軸線を回転中心として回転させることにより前記磁性体材料を前記筒部材に対して回転させ、前記樹脂と前記磁性体材料との間で生じる摩擦熱によって前記樹脂を溶融させることにより前記磁性体材料と前記樹脂とを溶着する溶着工程と、前記溶着工程後、前記磁性体材料に着磁を施す着磁工程と、を有する。
【００１５】
これによれば、溶着工程によって磁性体と樹脂とが溶着されている。よって、筒部材において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりしても、磁性体が筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材の内周面に固定されている場合のように、磁性体と筒部材との間の締結力（スリップトルク）が小さくなってしまうことを抑制できる。その結果、第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【００１６】
また、筒部材の樹脂の融点が磁性体材料の融点よりも低いため、例えば、筒部材が磁性体材料の融点よりも高い融点を持つ材質で形成されている場合に比べると、磁性体材料と筒部材とを溶着させる際に必要な熱量を抑えることができる。その結果、磁性体材料と筒部材とを溶着させる際に磁性体材料に加わる熱的影響を抑えることができる。さらに、溶着工程後に着磁工程が行われるため、磁性体と筒部材とを溶着させる際に磁性体に加わる熱によって磁性体の熱減磁が生じてしまうといった問題を回避することができる。
【００１７】
上記課題を解決する回転電機のロータの製造方法は、筒部材と、前記筒部材の内周面に固定された磁性体と、前記筒部材の軸方向両端にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に固定される第１軸部材及び第２軸部材と、を備え、前記磁性体は、着磁されている着磁部と、着磁されていない非着磁部と、を有している回転電機のロータの製造方法であって、前記非着磁部と前記筒部材との間を加熱することにより前記非着磁部と前記筒部材とを溶着する溶着工程を有する。
【００１８】
これによれば、溶着工程によって非着磁部と筒部材とが溶着されている。よって、筒部材において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりしても、磁性体が筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材の内周面に固定されている場合のように、磁性体と筒部材との間の締結力（スリップトルク）が小さくなってしまうことを抑制できる。その結果、第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【００１９】
また、非着磁部と筒部材とが溶着されているため、例えば、着磁部と筒部材とを溶着する場合に比べると、磁性体と筒部材とを溶着させる際に磁性体に加わる熱によって着磁部の熱減磁が生じてしまうことを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、第１軸部材及び第２軸部材へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態における回転電機を説明するための概略断面図。
【図２】ロータの筒部材の斜視図。
【図３】ロータの一部分を拡大した断面図。
【図４】ロータの製造方法の溶着工程を説明するための概略図。
【図５】ロータの製造方法の着磁工程を説明するための概略図。
【図６】第２の実施形態における回転電機を説明するための概略断面図。
【図７】ロータの一部分を拡大した断面図。
【図８】ロータの製造方法の溶着工程を説明するための概略図。
【図９】変更例におけるロータの製造方法の溶着工程を説明するための概略図。
【図１０】変更例におけるロータの製造方法の溶着工程を説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
以下、回転電機のロータ、回転電機、及び回転電機のロータの製造方法を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
【００２３】
図１に示すように、回転電機１０は、筒状のハウジング１１内に収容されている。ハウジング１１は、有底筒状の第１ハウジング構成体１２と、第１ハウジング構成体１２に連結される板状の第２ハウジング構成体１３と、を備えている。第１ハウジング構成体１２及び第２ハウジング構成体１３は金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。
【００２４】
第１ハウジング構成体１２は、板状の底壁１２ａと、底壁１２ａの外周部から筒状に延びる周壁１２ｂと、を有している。第２ハウジング構成体１３は、周壁１２ｂにおける底壁１２ａとは反対側の開口を閉塞した状態で第１ハウジング構成体１２に連結されている。
【００２５】
第１ハウジング構成体１２の底壁１２ａの内面には、円筒状のボス部１２ｃが突設されている。ボス部１２ｃの軸線は、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの軸線と一致している。また、第２ハウジング構成体１３の内面には、円筒状のボス部１３ｃが突設されている。ボス部１３ｃは、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの軸線と一致している。よって、両ボス部１２ｃ，１３ｃの軸線は互いに一致している。
【００２６】
回転電機１０は、ステータ１４と、ロータ１５とを備えている。ステータ１４は、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの内周面に固定される円筒状のステータコア１４ａと、ステータコア１４ａに巻回されるコイル１４ｂと、を有している。ロータ１５は、ハウジング１１内においてステータ１４の径方向内側に回転可能に配置されている。
【００２７】
ロータ１５は、筒部材１６と、磁性体である永久磁石１７と、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と、を備えている。筒部材１６は、繊維強化材料により構成される円筒状である。本実施形態において、筒部材１６は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から構成されている。筒部材１６は、筒部材１６の軸線ｍが直線状に延びる筒状である。
【００２８】
図２に示すように、筒部材１６は、筒部材１６の軸線ｍが延びる方向である筒部材１６の軸方向に延びる第１繊維１６ｄと、筒部材１６の周方向に延びる第２繊維１６ｅと、をそれぞれ複数有している。筒部材１６は、複数の第１繊維１６ｄ及び複数の第２繊維１６ｅが樹脂１６ｆ（マトリックス樹脂）中に複合化されることにより形成されている。よって、筒部材１６は、樹脂１６ｆを有している。樹脂１６ｆの融点は、約４００℃〜６００℃である。筒部材１６の内周面１６ａは、樹脂１６ｆにより形成されている。
【００２９】
図１に示すように、永久磁石１７は、中実円柱状である。永久磁石１７は、永久磁石１７の径方向に着磁されている。永久磁石１７は、筒部材１６の内周面１６ａに固定されている。永久磁石１７の軸線は、筒部材１６の軸線ｍと一致している。永久磁石１７における軸線が延びる方向（永久磁石１７の軸方向）の長さは、筒部材１６における軸線ｍが延びる方向（筒部材１６の軸方向）の長さよりも短い。本実施形態の永久磁石１７は、ネオジム磁石である。ネオジム磁石の融点は、約１０００℃である。よって、筒部材１６の樹脂１６ｆの融点は、永久磁石１７の融点よりも低い。
【００３０】
第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ設けられている。第１軸部材１８は、第１圧入部１８ａ、第１フランジ部１８ｂ、及び第１軸部１８ｃを有している。第１圧入部１８ａは、円柱状であるとともに筒部材１６の内周面１６ａにおける軸方向の一端部１６ｂに圧入されている。よって、第１軸部材１８は、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより固定されている。第１圧入部１８ａは、筒部材１６の一端部１６ｂの内側に圧入されている。
【００３１】
第１フランジ部１８ｂは、第１圧入部１８ａに連続するとともに第１圧入部１８ａよりも外径が大きい円環状である。第１軸部１８ｃは、第１フランジ部１８ｂにおける第１圧入部１８ａとは反対側の端部に連続する円柱状である。第１軸部１８ｃの外径は、第１圧入部１８ａの外径と同じである。
【００３２】
第２軸部材１９は、第２圧入部１９ａ、第２フランジ部１９ｂ、及び第２軸部１９ｃを有している。第２圧入部１９ａは、円柱状であるとともに筒部材１６の内周面１６ａにおける軸方向の他端部１６ｃに圧入されている。よって、第２軸部材１９は、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより固定されている。第２圧入部１９ａは、筒部材１６の他端部１６ｃの内側に圧入されている。
【００３３】
第２フランジ部１９ｂは、第２圧入部１９ａに連続するとともに第２圧入部１９ａよりも外径が大きい円環状である。第２軸部１９ｃは、第２フランジ部１９ｂにおける第２圧入部１９ａとは反対側の端部に連続する円柱状である。第２軸部１９ｃの外径は、第２圧入部１９ａの外径と同じである。
【００３４】
第１圧入部１８ａの外径と第２圧入部１９ａの外径とは同じである。また、第１フランジ部１８ｂの外径と第２フランジ部１９ｂの外径とは同じである。さらに、第１軸部１８ｃの外径と第２軸部１９ｃの外径とは同じである。第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、第１軸部材１８の軸線及び第２軸部材１９の軸線が筒部材１６の軸線ｍと一致した状態で、筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ設けられている。したがって、第１軸部材１８の軸線及び第２軸部材１９の軸線は、永久磁石１７の軸線に一致している。筒部材１６は、永久磁石１７、第１軸部材１８、及び第２軸部材１９の同軸状態を担保する。
【００３５】
第１フランジ部１８ｂにおける第１圧入部１８ａ側の端面は、筒部材１６の一端部１６ｂに当接している。第２フランジ部１９ｂにおける第２圧入部１９ａ側の端面は、筒部材１６の他端部１６ｃに当接している。そして、第１フランジ部１８ｂの端面における筒部材１６の一端部１６ｂに対する当接、及び第２フランジ部１９ｂの端面における筒部材１６の他端部１６ｃに対する当接によって、筒部材１６における軸方向の移動が規制されている。
【００３６】
第１軸部材１８の第１軸部１８ｃは、ボス部１３ｃの内側を通過するとともに第２ハウジング構成体１３を貫通してハウジング１１外へ突出している。ボス部１３ｃの内周面と第１軸部１８ｃの外周面との間には、第１軸受２１が設けられている。そして、第１軸部材１８は、第１軸部１８ｃが第１軸受２１を介してボス部１３ｃに支持されることにより、ハウジング１１に回転可能に支持されている。
【００３７】
第２軸部材１９の第２軸部１９ｃは、ボス部１２ｃの内側に挿入されている。ボス部１２ｃの内周面と第２軸部１９ｃの外周面との間には、第２軸受２２が設けられている。そして、第２軸部材１９は、第２軸部１９ｃが第２軸受２２を介してボス部１２ｃに支持されることにより、ハウジング１１に回転可能に支持されている。
【００３８】
上記構成のロータ１５において、図示しない駆動回路によって制御された電力がコイル１４ｂに供給されると、永久磁石１７が回転しようとし、永久磁石１７が固定されている筒部材１６が永久磁石１７と一体的に回転する。そして、筒部材１６と第１軸部材１８との圧入部分においてトルクが筒部材１６から第１軸部材１８に伝達されるとともに、筒部材１６と第２軸部材１９との圧入部分においてトルクが筒部材１６から第２軸部材１９に伝達され、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が筒部材１６と一体的に回転する。このようにして、ロータ１５が回転する。筒部材１６は、ロータ１５の回転によって遠心力を受ける永久磁石１７の変形を抑制する。
【００３９】
図３に示すように、永久磁石１７と筒部材１６との間には、永久磁石１７と筒部材１６とを溶着する溶着部Ｗ１が設けられている。図３では、溶着部Ｗ１をドットハッチングで示している。溶着部Ｗ１は、永久磁石１７と筒部材１６の樹脂１６ｆとを溶着している。溶着部Ｗ１は、永久磁石１７の外周部及び筒部材１６の内周部の樹脂１６ｆが互いに溶融して混ざり合った状態で永久磁石１７と筒部材１６とを互いに固着させている部分である。溶着部Ｗ１は、永久磁石１７と筒部材１６との間における筒部材１６の周方向の全周であって、且つ永久磁石１７と筒部材１６との間における筒部材１６の軸方向の一端１７１から他端１７２にかけて設けられている。永久磁石１７の軸方向に位置する両端面１７ｂ，１７ｃには、永久磁石１７の軸方向において深さを有する雌ねじ穴１７ｄ，１７ｅがそれぞれ設けられている。雌ねじ穴１７ｄ，１７ｅの軸心は、永久磁石１７の軸線に一致している。
【００４０】
次に、ロータ１５の製造方法について説明する。ロータ１５の製造方法は、溶着工程及び着磁工程を有している。
図４に示すように、まず、磁性体材料としての磁石材料２０と筒部材１６とを溶着する溶着工程が行われる。磁石材料２０とは、永久磁石１７となりうる中実円柱状の金属材料である。磁石材料２０は、磁石材料２０の径方向に着磁されておらず、永久磁石１７となる前の状態のものである。磁石材料２０の形状及び融点は永久磁石１７と同じである。
【００４１】
溶着工程では、最初に、磁石材料２０を筒部材１６の内周面１６ａの軸方向中央部に圧入された状態にする。次に、磁石材料２０の軸方向両端に、円柱状の回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２をそれぞれ取り付ける。回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２は、各雌ねじ穴１７ｄ，１７ｅにねじ込まれる円柱状の雄ねじ部３１，３２をそれぞれ有している。そして、各雌ねじ穴１７ｄ，１７ｅに各雄ねじ部３１，３２がねじ込まれることにより、各回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２が、磁石材料２０の軸方向両端にそれぞれ取り付けられる。各回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２が磁石材料２０の軸方向両端にそれぞれ取り付けられた状態において、回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２の軸線は、筒部材１６の軸線ｍに一致している。
【００４２】
次に、各回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２を、筒部材１６の軸線ｍを回転中心としてそれぞれ同一方向に回転させる。このとき、筒部材１６は、図示しない固定冶具により筒部材１６の周方向に回転しないように固定された状態になっている。これにより、磁石材料２０が、各回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２と一体的に筒部材１６に対して回転する。磁石材料２０は、磁石材料２０の外周面２０ａが筒部材１６の内周面１６ａに対して摺接しながら回転するため、磁石材料２０の外周面２０ａと筒部材１６の内周面１６ａとの間で摩擦熱が発生し、磁石材料２０の外周面２０ａと筒部材１６の内周面１６ａとの間が摩擦熱により加熱される。そして、磁石材料２０と筒部材１６との間の温度が筒部材１６の樹脂１６ｆの融点に達すると、筒部材１６の内周面１６ａを形成する樹脂１６ｆが溶融する。また、磁石材料２０と筒部材１６との間の温度が摩擦熱によりさらに上昇して磁石材料２０の融点に達すると、磁石材料２０の外周面２０ａが溶融する。そして、筒部材１６の樹脂１６ｆが溶融した部分と磁石材料２０が溶融した部分とが混ざり合った部分が冷却されて再凝固することで溶着部Ｗ１が形成され、永久磁石１７と筒部材１６とが溶着部Ｗ１によって溶着される。このようにして、溶着工程が完了する。
【００４３】
図５に示すように、溶着工程後、磁石材料２０に着磁を施す着磁工程が行われる。磁石材料２０と筒部材１６とが溶着部Ｗ１により溶着されている状態で、磁石材料２０及び筒部材１６を着磁装置Ａｐ（図５においての二点鎖線で示す）に設置し、磁石材料２０の径方向において磁石材料２０に着磁が実施され、着磁工程が完了する。その後、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ圧入されることによりロータ１５の製造が完了する。
【００４４】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
例えば、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより筒部材１６の内周面１６ａに固定されている場合を考える。この場合、筒部材１６において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりすると、永久磁石１７に対する筒部材１６の内周面１６ａの締め代が小さくなって、永久磁石１７と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなるときがある。しかし、本実施形態では、永久磁石１７と筒部材１６とが溶着部Ｗ１によって溶着されている。よって、筒部材１６において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりしても、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより筒部材１６の内周面１６ａに固定されている場合のように、永久磁石１７と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなってしまうことが抑制される。その結果、第１軸部材１８及び第２軸部材１９へトルクが伝達される。
【００４５】
第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１−１）永久磁石１７と筒部材１６とが溶着部Ｗ１によって溶着されている。よって、筒部材１６において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりしても、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより筒部材１６の内周面１６ａに固定されている場合のように、永久磁石１７と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなってしまうことを抑制できる。その結果、第１軸部材１８及び第２軸部材１９へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【００４６】
（１−２）溶着部Ｗ１は、永久磁石１７と筒部材１６の樹脂１６ｆとを溶着している。これによれば、筒部材１６の樹脂の融点が磁石材料２０の融点よりも低いため、例えば、筒部材１６が磁石材料２０の融点よりも高い融点を持つ材質で形成されている場合に比べると、磁石材料２０と筒部材１６とを溶着させる際に必要な熱量を抑えることができる。その結果、磁石材料２０と筒部材１６とを溶着させる際に磁石材料２０に加わる熱的影響を抑えることができる。
【００４７】
（１−３）永久磁石１７と筒部材１６との間における筒部材１６の周方向の全周であって、且つ永久磁石１７と筒部材１６との間における筒部材１６の軸方向の一端１７１から他端１７２にかけて溶着部Ｗ１が設けられている。これによれば、永久磁石１７と筒部材１６との固定の信頼性をより向上させることができる。
【００４８】
（１−４）溶着工程後に着磁工程が行われるため、永久磁石１７と筒部材１６とを溶着させる際に永久磁石１７に加わる熱によって永久磁石１７の熱減磁が生じてしまうといった問題を回避することができる。
【００４９】
（１−５）本実施形態では、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより筒部材１６の内周面１６ａに固定されているのではなく、永久磁石１７と筒部材１６とが溶着部Ｗ１によって溶着されることにより永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに固定されている。よって、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより筒部材１６の内周面１６ａに固定されている場合に必要となる永久磁石１７に対する筒部材１６の内周面１６ａの締め代の管理を無くすことができる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
以下、回転電機のロータ、回転電機、及び回転電機のロータの製造方法を具体化した第２の実施形態を図６〜図８にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明は割愛する。
【００５１】
図６に示すように、永久磁石１７は、着磁されている着磁部１７ｆと、着磁されていない一対の非着磁部１７ｇとを有している。着磁部１７ｆは、中実円柱状である。着磁部１７ｆは、永久磁石１７の径方向に着磁されている。着磁部１７ｆの軸線は、筒部材１６の軸線ｍに一致している。
【００５２】
図７に示すように、一対の非着磁部１７ｇは、着磁部１７ｆの軸方向両端からそれぞれ突出する円筒状である。各非着磁部１７ｇの軸線は、着磁部１７ｆの軸線に一致している。よって、各非着磁部１７ｇの軸線は、筒部材１６の軸線ｍに一致している。着磁部１７ｆと筒部材１６とは、着磁部１７ｆが筒部材１６の内周面１６ａに圧入されることにより固定されている。また、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とは、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間に、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とを溶着する溶着部Ｗ２がそれぞれ設けられることにより固定されている。
【００５３】
各溶着部Ｗ２は、永久磁石１７の各非着磁部１７ｇと筒部材１６の樹脂１６ｆとを溶着している。各溶着部Ｗ２は、各非着磁部１７ｇの外周部及び筒部材１６の内周部の樹脂１６ｆが互いに溶融して混ざり合った状態で各非着磁部１７ｇと筒部材１６とを互いに固着させている部分である。各溶着部Ｗ２は、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間における筒部材１６の周方向の全周であって、且つ各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間における筒部材１６の軸方向の一端１７１ｅから他端１７２ｅにかけて設けられている。
【００５４】
次に、ロータ１５の製造方法について説明する。ロータ１５の製造方法は、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とを溶着する溶着工程を有している。
図８に示すように、溶着工程では、回転ツールＲｔを二つ使用する。各回転ツールＲｔは、大径側円柱部Ｒｔ１と、小径側円柱部Ｒｔ２とを有する段付き円柱状である。大径側円柱部Ｒｔ１の外径は、小径側円柱部Ｒｔ２の外径よりも小さい。大径側円柱部Ｒｔ１の軸線と小径側円柱部Ｒｔ２の軸線とは一致している。大径側円柱部Ｒｔ１の軸線及び小径側円柱部Ｒｔ２の軸線は、回転ツールＲｔの軸線ｍ１である。
【００５５】
溶着工程では、最初に、永久磁石１７を筒部材１６の内周面１６ａの軸方向中央部に圧入された状態にする。各非着磁部１７ｇと筒部材１６とを溶着する前の永久磁石１７においては、各非着磁部１７ｇの外周面１７ｋと着磁部１７ｆの外周面１７ｈとは面一となっている。よって、各非着磁部１７ｇと筒部材１６の内周面１６ａとを溶着する前においては、各非着磁部１７ｇは、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されている。永久磁石１７の外周面１７ａは、着磁部１７ｆの外周面１７ｈと各非着磁部１７ｇの外周面１７ｋとにより構成されている。
【００５６】
次に、各回転ツールＲｔの大径側円柱部Ｒｔ１を各非着磁部１７ｇの内周面１７ｍにそれぞれ当接させ、各回転ツールＲｔを、各回転ツールＲｔの軸線ｍ１を回転中心として回転させる。さらに、各回転ツールＲｔを、各非着磁部１７ｇの内周面１７ｍに沿って移動させる。これにより、各非着磁部１７ｇと大径側円柱部Ｒｔ１との間で摩擦熱が発生し、各非着磁部１７ｇが摩擦熱により加熱される。そして、摩擦熱により加熱された各非着磁部１７ｇからの熱が筒部材１６の内周面１６ａに伝熱され、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間が加熱される。各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間の温度が筒部材１６の樹脂１６ｆの融点に達すると、筒部材１６の内周面１６ａを形成する樹脂１６ｆが溶融する。また、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間の温度がさらに上昇して各非着磁部１７ｇ（永久磁石１７）の融点に達すると、各非着磁部１７ｇの外周面１７ｋが溶融する。そして、筒部材１６の樹脂１６ｆが溶融した部分と各非着磁部１７ｇが溶融した部分とが混ざり合った部分が冷却されて再凝固することで溶着部Ｗ２が形成され、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とが各溶着部Ｗ２によって溶着される。このようにして、溶着工程が完了する。その後、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ圧入されることによりロータ１５の製造が完了する。
【００５７】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
例えば、筒部材１６において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりたりして、永久磁石１７の着磁部１７ｆに対する筒部材１６の内周面１６ａの締め代が小さくなる場合がある。この場合であっても、永久磁石１７の各非着磁部１７ｇと筒部材１６とが各溶着部Ｗ２によって溶着されているため、永久磁石１７と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなることが抑制される。その結果、第１軸部材１８及び第２軸部材１９へトルクが伝達される。
【００５８】
第２の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（２−１）例えば、筒部材１６において、製造のばらつきによる寸法誤差が生じたり、経年劣化による変形が生じたりして、永久磁石１７の着磁部１７ｆに対する筒部材１６の内周面１６ａの締め代が小さくなる場合がある。この場合であっても、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とが各溶着部Ｗ２により溶着されているため、永久磁石１７と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなることを抑制できる。その結果、第１軸部材１８及び第２軸部材１９へトルクが伝達され難くなることを抑制できる。
【００５９】
（２−２）各溶着部Ｗ２は、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とを溶着している。これによれば、例えば、着磁部１７ｆと筒部材１６とを溶着する場合に比べると、永久磁石１７と筒部材１６とを溶着させる際に永久磁石１７に加わる熱によって着磁部１７ｆの熱減磁が生じてしまうことを抑制することができる。
【００６０】
（２−３）各非着磁部１７ｇと筒部材１６とが各溶着部Ｗ２によって溶着されているため、着磁部１７ｆに対する筒部材１６の内周面１６ａの締め代の管理を緩和させることができる。
【００６１】
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００６２】
〇  図９に示すように、例えば、レーザにより各非着磁部１７ｇを加熱し、加熱された各非着磁部１７ｇからの熱が筒部材１６の内周面１６ａに伝熱され、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間を加熱されるようにしてもよい。
【００６３】
○  図１０に示すように、レーザによって、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間をそれぞれ直接加熱するようにしてもよい。
〇  第２の実施形態において、各溶着部Ｗ２が、例えば、各非着磁部１７ｇと筒部材１６との間の一部分にのみ設けられていてもよい。要するに、各非着磁部１７ｇと筒部材１６とが互いに溶着部Ｗ２によって溶着されていれば、その溶着箇所を適宜変更してもよい。
【００６４】
〇  第２の実施形態において、非着磁部１７ｇが、例えば、着磁部１７ｆの軸方向一端部にのみ設けられていてもよい。
〇  第２の実施形態において、例えば、永久磁石１７が、永久磁石１７の一端から他端にかけて、着磁部１７ｆ、非着磁部１７ｇ、及び着磁部１７ｆの順に並んで設けられる構成であってもよい。このような構成であっても、非着磁部１７ｇと筒部材１６とを溶着することが好ましい。
【００６５】
〇  第２の実施形態において、例えば、非着磁部１７ｇと筒部材１６との間に溶着部Ｗ２が設けられておらず、着磁部１７ｆと筒部材１６との間に溶着部Ｗ２が設けられていてもよい。
【００６６】
〇  第２の実施形態において、着磁部１７ｆと非着磁部１７ｇの境目の部分を跨ぐように溶着部Ｗ２が設けられていてもよい。
〇  第１の実施形態において、磁石材料２０を回転冶具Ｒｊ１，Ｒｊ２のいずれか１つを用いて筒部材１６に対して回転させてもよい。
【００６７】
〇  第１の実施形態において、例えば、溶着部Ｗ１が、永久磁石１７と筒部材１６との間の一部分に設けられるようにしてもよい。要するに、永久磁石１７と筒部材１６とが互いに溶着部Ｗ１によって溶着されていれば、その溶着箇所を適宜変更してもよい。
【００６８】
〇  上記各実施形態において、例えば、溶着部Ｗ１，Ｗ２が、筒部材１６の周方向に等間隔に複数箇所設けられていてもよい。
〇  上記各実施形態において、筒部材１６は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）に限らず、例えば、ガラス繊維強化プラスチックであってもよい。この場合であっても、ガラス繊維強化プラスチックの樹脂の融点は、永久磁石１７を構成するネオジム磁石の融点よりも小さいほうが好ましい。
【００６９】
○  上記各実施形態において、筒部材１６が、例えば、金属製であってもよい。
〇  上記各実施形態において、例えば、溶着部Ｗ１，Ｗ２は、永久磁石１７よりも融点の低い筒部材１６の樹脂１６ｆのみが溶融し、溶融した部分が冷却されて再凝固することにより形成されるものであってもよい。この場合、永久磁石１７の外周面に、例えばスリットを形成し、溶融した筒部材１６の樹脂１６ｆの一部がスリットに流れ込み、再凝固することによって筒部材１６と永久磁石１７との固定が強化される構成としてもよい。
【００７０】
〇  筒部材１６の樹脂１６ｆの融点が永久磁石１７の融点よりも高くてもよい。この場合、溶着部Ｗ１，Ｗ２は、永久磁石１７のみが溶融し、溶融した部分が冷却されて再凝固することにより形成されるものであってもよい。そして、筒部材１６の内周面に、例えばスリットを形成し、溶融した永久磁石１７の一部がスリットに流れ込み、再凝固することによって筒部材１６と永久磁石１７との固定が強化される構成としてもよい。
【００７１】
○  上記各実施形態において、磁性体としては、永久磁石１７に限らず、例えば、積層コア、アモルファスコア、又は圧粉コア等であってもよい。
○  上記各実施形態において、永久磁石１７が、例えば、中実四角柱状であってもよく、永久磁石１７の形状は特に限定されるものではない。また、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が、例えば、四角柱状であってもよく、第１軸部材１８の形状、及び第２軸部材１９の形状は特に限定されるものではない。そして、例えば、永久磁石１７が中実四角柱状であるとともに、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が四角柱状である場合、筒部材１６が四角筒状に形成されている必要がある。したがって、筒部材１６の形状は、永久磁石１７、第１軸部材１８及び第２軸部材１９のそれぞれの形状によって適宜変更してもよい。
【００７２】
○  上記各実施形態において、第１軸部材１８が、例えば、筒部材１６の内周面１６ａに接着されることにより固定されていてもよい。
○  上記各実施形態において、第２軸部材１９が、例えば、筒部材１６の内周面１６ａに接着されることにより固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０…回転電機、１４…ステータ、１５…ロータ、１６…筒部材、１６ａ…内周面、１６ｆ…樹脂、１７…磁性体としての永久磁石、１７ｆ…着磁部、１７ｇ…非着磁部、１８…第１軸部材、１９…第２軸部材、２０…磁性体材料としての磁石材料、１７１…一端、１７２…他端、ｍ…軸線、Ｗ１，Ｗ２…溶着部、Ｒｊ１，Ｒｊ２…回転冶具。
【図１】
2020005428.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020005428.tif 000009
【図８】
2020005428.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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