(57)【要約】【課題】製造効率を向上させ、且つ、部材の損傷を防止することができる回転子部材を提供する。【解決手段】回転子部材３００は、第１端部および第２端部を有する筒状のスリーブ部３０１と、スリーブ部３０１の径方向外側において周方向に並ぶように配置された複数の磁石セグメント３１１と、磁石セグメント３１１を径方向外側から覆い、スリーブ部３０１との間で磁石セグメント３１１を挟持する筒状部材３２１とを備える。ここで、スリーブ部３０１の内周面は、第１端部から第２端部に向かうにつれて徐々に径方向外側に向かって拡がるテーパ面を有する。【選択図】図３
2014212680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の回転軸部に圧入によって固定される回転子部材であって、
軸方向第１の側の第１端部と、軸方向第２の側の第２端部とを有する、筒状のスリーブ部と、
前記スリーブ部の径方向外側において周方向に並ぶように配置された複数の磁石セグメントと、
前記複数の磁石セグメントを径方向外側から覆い、前記スリーブ部との間で前記複数の磁石セグメントを挟持する筒状部材と、を備え、
前記スリーブ部の内周面は、
前記第１端部から前記第２端部に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面を有し、且つ、
前記第１端部から前記第２端部に向かう方向において該内周面の半径が小さくなる部分を含まない、回転子部材。
【請求項２】
前記テーパ面は、線形テーパ面であるか、または、互いに連続的に接続された、回転軸線に対する角度が互いに異なる複数の線形テーパ面を含む、請求項１に記載の回転子部材。
【請求項３】
前記スリーブ部の内周面は、前記第１端部から延びて前記第２端部に向かうにつれて内径が一定となる円筒面をさらに有し、
前記テーパ面は、前記円筒面から前記第２端部に向って延びる線形テーパ面を含む、請求項１または２に記載の回転子部材。
【請求項４】
前記線形テーパ面は、１／２００〜１／３０のテーパ率を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項５】
前記スリーブ部は、該スリーブ部の内周面に開口を有する孔を有さない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項６】
前記スリーブ部と、前記磁石セグメントとの間の少なくとも一部の領域には、隙間が形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項７】
前記スリーブ部の外周面は、円筒状であり、
前記複数の磁石セグメントの各々の内周面は、円弧状であり、
前記磁石セグメントの内周面の曲率半径は、前記スリーブ部の外周面の曲率半径よりも大きい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項８】
前記スリーブ部と前記磁石セグメントとの間の相対移動を防止する移動防止要素をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項９】
前記筒状部材は、
炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、もしくはポリブチレンテレフタレート繊維、
炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、もしくはポリブチレンテレフタレート繊維を使用した繊維強化樹脂、または
非磁性金属を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転子部材。
【請求項１０】
軸方向第１の側から軸方向第２の側に向かうにつれて径方向外側に向かって拡がる外周面を有する回転軸部と、
前記第２端部が前記第１端部よりも前記回転軸部の軸方向第２の側に位置するように、前記回転軸部の径方向外側に固定された、請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転子部材と、を備え、
前記回転子部材が前記回転軸部に固定された状態において、前記スリーブ部は、前記回転軸部によって径方向外側に膨張するように変形され、前記スリーブ部の外周面と、前記磁石セグメントの内周面とが、圧力を伴って互いに密着する、回転子。
【請求項１１】
前記筒状部材が延在している軸方向区間において、前記スリーブ部の内周面と前記回転軸部の外周面とは、略全面に亘って面接触する、請求項１０に記載の回転子。
【請求項１２】
前記スリーブ部は、弾性変形領域を超えて変形する、請求項１０または１１に記載の回転子。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の回転子を備える、回転電機。
【請求項１４】
前記回転電機の動作可能な回転数の全範囲において、前記スリーブ部と前記回転軸部との間の固定トルク、および前記磁石セグメントと前記スリーブ部との間の固定トルクが、前記回転電機の最大トルクを上回るように、前記筒状部材の締め代が設定される、請求項１３に記載の回転電機。
【請求項１５】
圧入によって回転軸部に固定される回転子部材を製造する方法であって、
軸方向第１の側の第１端部、および軸方向第２の側の第２端部と、前記第１端部から前記第２端部に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面を含む内周面と、を有する筒状のスリーブ部の外周面に、複数の磁石セグメントを周方向に設置するステップと、
前記複数の磁石セグメントを径方向外側から覆うように筒状部材を取り付けるステップと、備える、方法。
【請求項１６】
前記筒状部材を取り付けるステップは、該筒状部材の材料を前記磁石セグメントの外周に直接巻き付けることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の方法で製造された回転子部材を使用して、回転電機の回転子を製造する方法であって、
前記回転子部材を固定する区間において、軸方向第１の側から軸方向第２の側に向かうにつれて径方向外側に向かって拡がる外周面を有する回転軸部を準備するステップと、
前記回転軸部の径方向外側に、前記回転子部材を締り嵌めによって固定するステップと、を備え、
前記回転子部材を締り嵌めによって固定するステップは、
前記第２端部が前記第１端部よりも前記回転軸部の軸方向第２の側に位置するように、前記スリーブ部を前記回転軸部の前記軸方向第１の側から嵌め入れることと、
前記スリーブ部の前記第１端部を軸方向第２の側の方向へ向かって押し、前記スリーブ部を前記回転軸部に圧入することと、
前記スリーブ部を所定の固定位置まで圧入する間に、前記スリーブ部を圧入する力によって、前記スリーブ部を径方向外側に膨張させることと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記回転子部材は、前記スリーブ部と、前記磁石セグメントとの間の少なくとも一部の領域に、隙間を有し、
前記回転子部材を締り嵌めによって固定するステップにおいて、前記スリーブ部を、前記隙間を埋めるように径方向外側に膨張させることによって、前記スリーブ部の外周面と、前記磁石セグメントの内周面とを、略全面に亘って面接触させる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記スリーブ部の外周面は、円筒状であり、
前記複数の磁石セグメントの各々の内周面は、円弧状であり、
前記磁石セグメントの内周面の曲率半径は、前記スリーブ部の外周面の半径よりも大きく、
前記回転子部材を締り嵌めによって固定するステップにおいて、前記スリーブ部を径方向外側に膨張させることによって、前記スリーブ部の外周面と、前記磁石セグメントの内周面とを面接触させる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の回転軸部に固定される回転子部材、回転子部材を備える回転子、および回転電機、ならびに、回転子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を回転子に使用した電動機を高速回転させる場合、永久磁石自体の強度と、永久磁石を固定する構造とに関して、高速回転時の遠心力に十分耐え得るように、何らかの補強を施す必要がある。この場合において、一般的には、例えば炭素繊維またはチタンからなるスリーブを被せるといった補強構造を設ける。例えば、特許文献１には、リング状の磁石を使用し、磁石の外周を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で補強した、高速回転用途の同期電動機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８９１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているようなリング状の磁石は、製造上の制約から大型化には限界があり、よってより大きなトルクを得るために電動機を大型化しようとしても対応が困難であった。また、リング状磁石を磁性体リングに外嵌し、高速回転でも緩まないような多大な締め代で回転軸に固定した場合、その締め代に起因する磁性体リングの膨張によって、リング状磁石が割れてしまう可能性があった。
【０００５】
また逆に、リング状磁石が割れない程度に締め代を制限すると、磁石や磁性体リングに十分な締め代を確保することができず、磁石や磁性体リングが空転してしまう問題が発生するため、高速域でトルクが上げられない、または、高速回転そのものが不可能となる問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献１に記載の方法によれば、回転子部材を、いわゆる「油圧嵌め」によって、回転軸に固定している。この方法を用いることによって、複雑且つ大型な製造装置が必要となるとともに、作業も複雑となり、より困難となる問題がある。その結果、製造効率の低下に繋がる問題がある。また、油圧嵌めをするために、磁性体リング（ロータスリーブ）には、磁性体リングと回転軸との間にその外部から油圧を導くための穴が、必須となる。しかし高速回転時には、この穴の周辺に応力集中が発生し、その最大応力が最高回転数を上げることの妨げになる問題がある。また、上記の穴は、回転体の釣り合わせに配慮して、バランスよく高精度に配置、加工する必要があり、コストアップの要因となる問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献１によれば、油圧嵌めによって回転子部品と回転軸との固定が完了した後に、上記の応力集中を回避するために、油圧孔を切削加工によって除去する事が書かれている。しかし、回転子完成後の切削加工は、加工中における永久磁石の磁気吸引力に対する注意や、切削液による回転子本体への化学的なダメージの可能性など、単純な工程の増大以上にリスクの大きい工程であり、非常にコストのかかる作業となる問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１によれば、回転子部材の外周部の周速が２５０ｍ／ｓ以上においても、スリーブが回転軸に対して締め付け力を残していることが求められている。これは、最高回転数においても、回転子部材の固定が緩むことなく、即ち回転子部材が空転することなく、安定して最高回転数で回転することを意図している。しかし、例えば工作機械の主軸に用いられる電動機では、最高回転数において回転子部材が空転しないだけではなく、さらに上記に加えて、どれだけ大きな切削トルクを発生可能かが、当該回転電機の重要な性能指標となる。特許文献１に示される条件では、最高回転数において、切削の負荷トルクが掛かった際においても回転子部材の固定部分で固定が滑らない条件としては、不十分である。またさらに、同様の問題は、磁石と磁性体リングの間においても存在するが、特許文献１には、この部分に関する対策は書かれていない。即ち、最高回転数においてもスリーブが回転軸に対して締め付け力を残しているだけでは、負荷が増大した際に磁石やスリーブが回転方向に滑る可能性があるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を鑑み、製造効率を向上させるとともに、製造工程において磁石が損傷するのを防止することができ、さらに、回転電機のトルクおよび出力が大きくでき、さらにそのトルクを確実に回転軸に伝達可能な、回転電機の回転子部材、および回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様において、回転子部材は、回転電機の回転軸部に圧入によって固定される回転子部材であって、軸方向第１の側の第１端部と、軸方向第２の側の第２端部とを有する、筒状のスリーブ部と、スリーブ部の径方向外側において周方向に並ぶように配置された複数の磁石セグメントと、複数の磁石セグメントを径方向外側から覆い、スリーブ部との間で複数の磁石セグメントを挟持する筒状部材とを備える。ここで、スリーブ部の内周面は、圧入による組立を可能とするために、第１端部から第２端部に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面を有し、且つ、第１端部から第２端部に向かう方向において該内周面の半径が小さくなる部分を含まない。ここで、磁石セグメントは、周方向に分割されており、一方、回転軸に沿う方向には、複数に分割されていてもよいし、または分割されていなくてもよい。
【００１１】
好ましくは、テーパ面は、線形テーパ面であるか、または、互いに連続的に接続された、回転軸線に対する角度が互いに異なる複数の線形テーパ面を含む。また、スリーブの厚肉側はテーパによって径が小さくなる側であり、圧入時にプレスで押されるための端面を設けるのが好ましい。その結果、当該部分近傍のスリーブ肉厚は厚くなり、当該箇所を圧入する際に圧入トン数の増大に繋がるため、当該箇所近傍の内径部に限っては、テーパ角０°、即ち円筒状内径である事が好ましい。
【００１２】
好ましくは、スリーブ部の内周面は、第１端部から延びて第２端部に向かうにつれて内径が一定となる円筒面を一定区間に亘ってさらに有し、テーパ面は、円筒面から第２端部に向って延びる線形テーパ面を含む。好ましくは、スリーブ部と、磁石セグメントとの間の少なくとも一部の領域には、隙間が形成される。また、好ましくは、スリーブ部の外周面は、円筒状であり、複数の磁石セグメントの各々の内周面は、円弧状である。この場合において、磁石セグメントの内周面の曲率半径は、スリーブ部の外周面の半径よりも大きい。
【００１３】
好ましくは、テーパ面は、第１端部から第２端部まで延在する。さらに好ましくは、上記テーパ面は、線形テーパ面である。この場合において、好ましくは、上記線形テーパ面は、１／２００〜１／３０のテーパ率を有する。好ましくは、スリーブ部は、該スリーブ部の内周面に開口する孔を有さない。
【００１４】
好ましくは、スリーブ部と磁石セグメントとの間に設けられ、スリーブ部と磁石セグメントとの間の相対移動を防止する移動防止要素をさらに備える。好ましくは、筒状部材は、炭素繊維、ガラス繊維、非磁性金属、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、もしくはポリブチレンテレフタレート繊維等、比強度（単位密度当りの引張強度）に優れた材料を有してもよい。または、筒状部材は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、もしくはポリブチレンテレフタレート繊維を使用したＦＲＰ（繊維強化樹脂）や、これらを組み合わせた複合材を有してもよい。または、筒状部材は、非磁性金属を含んでもよい。
【００１５】
本発明の他の態様において、回転子は、軸方向第１の側から軸方向第２の側に向かうにつれて徐々に径方向外側に向かって拡がる外周面を有する回転軸部と、第２端面が第１端面よりも回転軸部の軸方向第２の側に位置するように、回転軸部の径方向外側に軸方向への圧入による締り嵌めによって固定された、上述の回転子部材とを備える。油圧嵌めを使用しないことで、スリーブに油圧用の穴を設ける必要が無く、よって、油圧用の穴周辺に発生していた応力集中が解消され、最高回転数の向上に有利となる。
【００１６】
ここで、回転子部材が回転軸部に固定された状態において、スリーブ部は、回転軸部によって径方向外側に膨張するように変形して、スリーブ部の外周面と、磁石セグメントの内周面とが、圧力を伴って互いに密着する。ここで、「圧力を伴って互いに密着する」とは、面の圧力によって互いの相対移動を拘束することを示す。但し、圧力を除いた後の状態については、これに限定されない。即ち、互いの拘束状態が解消されてもよいし、または、互いの拘束状態が解消されなくてもよい。
【００１７】
筒状部材が延在している軸方向区間において、スリーブ部の内周面と回転軸部の外周面とは、略全面（例えば、９０％以上の領域）に亘って、面接触する。こうすることで、スリーブ部の内周面と回転軸部の外周面との間の接触面が広くなり、該接触面の面圧を下げることができ、その結果、圧入がより容易となる効果がある。分解時の利便性を考慮する場合には、潤滑油を接触面に浸潤させるための最小限の溝を設けても良く、その場合にも、少なくとも９０％以上の面積で接触固定面を構成することが好ましい。好ましくは、スリーブ部は、弾性変形領域を超えて変形する。本発明のさらに他の態様において、回転電機は、上述の回転子を備える。
【００１８】
回転子部材が回転軸部に固定され、回転電機に組み込まれ、運転される状態で、回転電機の動作可能な回転数の全範囲において、スリーブ部と回転軸部との間の固定トルク、および磁石セグメントとスリーブ部との間の固定トルクは、回転電機の最大トルクを上回るように、筒状部材の締め代を設定する事が好ましい。
【００１９】
応力集中箇所があると、回転子の最高回転数は、その限界応力で抑制される。したがって応力集中が発生するような形状は極力避ける事が好ましい。よって、上述の特許文献１にあるような、回転子外周面とロータスリーブ内径面とを連通する貫通孔は、形成されていない事が好ましい。貫通孔を廃止することで、応力集中箇所が無くなり、さらなる回転数向上が可能となる。
【００２０】
本発明のさらに他の態様において、圧入によって回転軸に組み付けられる回転子部材を製造する方法は、軸方向第１の側の第１端部、および軸方向第２の側の第２端部と、第１端部から第２端部に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面を含む内周面と、を有する筒状のスリーブ部の外周面に、複数の磁石セグメントを少なくとも周方向に設置するステップと、前記複数の磁石セグメントを径方向外側から覆うように筒状部材を取り付けるステップとを備える。筒状部材を取り付けるステップは、該筒状部材の材料を磁石セグメントの外周に直接巻き付けることを含んでもよい。
【００２１】
上述の方法で製造された回転子部材を使用して、回転電機の回転子を製造する方法は、回転子部材を固定する区間において、軸方向第１の側から軸方向第２の側に向かうにつれて徐々に径方向外側に向かって拡がる外周面を有する回転軸部を準備するステップと、回転軸部の径方向外側に、回転子部材を締り嵌めによって固定するステップとを備える。
【００２２】
回転子部材を締まり嵌めによって固定するステップは、第２端部が第１端部よりも回転軸部の軸方向第２の側に位置するように、スリーブ部を回転軸部の軸方向第１の側から嵌め入れることと、回転軸部を保持しつつ、スリーブ部の第１端部を軸方向第２の側の方向へ向かって押し、スリーブ部を回転軸部に圧入することと、スリーブ部を所定の固定位置まで圧入する間に、スリーブ部を圧入する力によって、スリーブ部を径方向外側に膨張させることとを含む。
【００２３】
好ましくは、回転子部材においては、スリーブ部と、磁石セグメントとの間の少なくとも一部の領域に、隙間が形成され、回転子部材を締り嵌めによって固定するステップにおいて、スリーブ部を、前記隙間を埋めるように径方向外側に膨張させることによって、スリーブ部の外周面と、磁石セグメント内周面とを略全面に亘って面接触させる。
【００２４】
好ましくは、スリーブ部の外周面は、円筒状であり、複数の磁石セグメントの各々の内周面は、円弧状である。この場合において、磁石セグメントの内周面の曲率半径は、スリーブ部の外周面の半径よりも大きく、回転子部材を締り嵌めによって固定するステップにおいて、スリーブ部を径方向外側に膨張させることによって、スリーブ部の外周面と、磁石セグメント内周面とを面接触させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、まず、永久磁石はリング状ではなく、少なくとも周方向に複数に分割された磁石セグメントを使用する。そして、スリーブ部を回転軸部に固定する場合、テーパ面を利用してスリーブ部を膨張させつつ、スリーブ部を回転軸部に圧入する。こうすることにより、スリーブ部と筒状部材には、焼き嵌めによる締め代よりも大きな締め代を与える事ができるため、磁石セグメントとスリーブ部を強固に回転軸部に固定する事ができる。しかも磁石セグメントが周方向に分割されたことにより、大きな締め代でも磁石セグメントが割れることなく、磁石セグメントをスリーブ部と筒状部材との間に、強固に挟持することができる。その結果、回転子部材の構造をより堅固とすることができる。これにより、回転子部材を、より高い回転数で回転させることが求められる回転電機に適用することが可能となる。
【００２６】
また、スリーブ部を回転軸部に固定する工程を簡単とすることができるので、スリーブ部を回転軸部に固定する工程において、複雑な製造装置を要することがない。これにより、製造効率を向上させるとともに、製造コストを低減することができる。
【００２７】
また、磁石セグメントが周方向に分離しているので、スリーブ部を回転軸部に固定するときに、スリーブ部が径方向外側に膨張した場合においても、磁石セグメントが破損してしまう問題を効果的に防止することができる。その結果、より大きな締め代で回転子部材を回転軸に組付けても磁石が破損する事がなくなる。このように締め代を大きくできることによって、従来に比べて、さらなる高速回転が可能となる。
【００２８】
また、磁石セグメントが周方向に分離しているので、磁石セグメント自体の製造が容易となり、比較的大きなサイズの磁石セグメントも利用が可能となる。これを利用することで、リング状磁石では得られなかった、よりトルクの大きな回転電機を作る事が可能となる。このように、本発明によれば、より大きなトルクの回転電機をより高速で回転させる事が可能になることから、より高出力な回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機の断面図である。
【図２】図１に示す回転軸部の断面図である。
【図３】図１に示す回転子部材の断面図である。
【図４】図１に示す回転子部材を軸方向から見た外観図である。
【図５】図３に示すスリーブ部の断面図である。
【図６】図３に示す磁石セグメントのうちの１つの斜視図である。
【図７】図３に示す筒状部材の斜視図である。
【図８】回転軸部、スリーブ部、および磁石セグメントに作用する遠心力、回転軸部とスリーブ部との間の固定トルク、ならびに、スリーブ部と磁石セグメントとの間の固定トルクと、電動機の回転数との間の関係を示すグラフである。
【図９】電動機の停止時における、筒状部材と、磁石セグメントと、スリーブ部との間の力の釣り合いを示す図である。
【図１０】電動機の回転時における、筒状部材と、磁石セグメントと、スリーブ部との間の力の釣り合いを示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る、回転子部材および回転子の製造方法を説明するためのフローチャートを示す。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る回転子部材および回転子の製造方法を説明するためのフローチャートを示す。
【図１３】磁石セグメントをスリーブ部に取り付けるステップを説明するための図である。
【図１４】回転子部材を組み立てた状態を示す。
【図１５】図１４の一部領域を拡大した拡大図である。
【図１６】回転子部材を回転軸部に固定するステップを説明するための断面図である。
【図１７】図１６の一部領域を拡大した拡大断面図である。
【図１８】回転子部材を回転軸部に固定した後の状態を示す断面図である。
【図１９】回転子部材を回転軸部に固定するステップにおける、回転子部材の状態の変化を説明するための図である。
【図２０】他の実施形態に係る回転子部材の拡大図である。
【図２１】さらなる他の実施形態に係る回転子部材の拡大図である。
【図２２】さらなる他の実施形態に係る回転子部材の拡大図である。
【図２３】さらなる他の実施形態に係る回転子部材を示す。
【図２４】さらなる他の実施形態に係る回転子部材を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る電動機１００の構成について説明する。なお、以下の説明においては、電動機１００の回転軸部の軸心に沿う方向を軸方向とし、図１の紙面左方を軸方向前方、紙面右方を軸方向後方とする。しかしながら、以下の説明における軸方向前方、軸方向後方は、理解の容易の観点から便宜的に定めたものであって、電動機の前方、後方等の特定の方向を限定して示すものではない。
【００３１】
電動機１００は、内部空間１０１を画定するハウジング１０２と、ハウジング１０２の内部空間１０１に静止して配置される固定子１１０と、固定子１１０の径方向内側に回転可能に設置された回転子４００とを備える。固定子１１０は、固定子鉄心１０３と、固定子鉄心１０３に巻回されたコイル１０４とを有する。固定子鉄心１０３は、例えば電磁鋼板の薄板を積層して作製される。
【００３２】
固定子１１０からは、コイル１０４に電気的に接続された動力線（図示せず）が引き出されており、動力線は、ハウジング１０２に設けられた貫通孔を介して、電動機１００の外部に設置された動力源（図示せず）に接続される。
【００３３】
回転子４００は、内部空間１０１において軸方向に延びる回転軸部２００と、回転軸部２００の径方向外側に固設される回転子部材３００とを有する。
【００３４】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る回転軸部２００について説明する。回転軸部２００は、軸心Ｏ１と、該軸心Ｏ１と同心の中心孔２０１を有する、筒状の部材である。本実施形態では、工作機械の主軸に用いられるビルトインモータを想定しているため、回転軸部２００に中心孔２０１が形成されているが、これに限定されない。すなわち、回転軸部２００は、中心孔２０１を有さない中実材で作られてもよい。
【００３５】
回転軸部２００の軸心Ｏ１は、電動機１００の回転軸心である。回転軸部２００の軸方向前方側の部分は、ハウジング１０２の前方側の壁部に取り付けられた軸受（図示せず）を介して、ハウジング１０２に回転可能に支持される。同様に、回転軸部２００の軸方向後方側の部分は、ハウジング１０２の後方側の壁部に取り付けられた軸受（図示せず）を介して、ハウジング１０２に回転可能に支持される。
【００３６】
回転軸部２００は、軸方向後方側から軸方向前方側に向かうにつれて、徐々に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の外周面２０２を有する。回転軸部２００の軸方向前方側の部分２０３および段差部２０４は、製造時の利便性のために設けられた突き当ての一例である。テーパ状外周面２０２は、軸方向後端２０５から、軸方向前端２０６まで連続して延びている。テーパ状外周面２０２の軸方向後端２０５の軸方向後方には、軸方向に沿って直線状に延びる円筒状の外周面２０７が形成されている。
【００３７】
なお、テーパ状外周面２０２は、線形のテーパ面、すなわち円錐面が好ましい。この場合、テーパ状外周面２０２の半径は、軸方向後端２０５から軸方向前端２０６に向かうにつれて、線形的に増加する。テーパ状外周面２０２は、例えば、１／２００〜１／３０のテーパ率を有する線形のテーパ面であることが好ましい。
【００３８】
突き当て用の部分２０３および段差部２０４は、製造時に組付け作業をし易くするための工夫の一例である。突き当て用の部分２０３は、軸方向に沿って延びる円筒状の外周面を有しており、テーパ状外周面２０２の軸方向前端２０６との間で段差部２０４を形成するように、テーパ状外周面２０２から径方向外側に突出するように形成されている。
【００３９】
次に、図３〜図７を参照して、本実施形態に係る回転子部材３００について説明する。回転子部材３００は、筒状のスリーブ部３０１と、スリーブ部３０１の径方向外側において、周方向に並ぶように配置された複数の磁石セグメント３１１と、磁石セグメント３１１を径方向外側から覆う、筒状部材３２１とを有する。磁石セグメント３１１は、製造の都合や磁石の成形の都合に応じて軸方向に複数に分割されてもよく、図３の例では、軸方向に２分割されている。
【００４０】
図５に示すように、スリーブ部３０１は、中心軸線Ｏ２を有する筒状の部材であって、軸方向後方側（すなわち軸方向第１の側）の第１端部３０２と、軸方向前方側（すなわち軸方向第２の側）の第２端部３０３と、軸方向に沿って延びる円筒状の外周面３０４とを有する。スリーブ部３０１の軸方向後端の、外周面３０４から径方向外側に突出する凸部３０５は、製造時に磁石の軸方向の位置を揃え易くするための工夫の一例である。
【００４１】
スリーブ部３０１は、例えばＳＳ４００またはＳ４５Ｃといった、磁性体の金属材料から作製される。また、スリーブ部３０１の厚さは、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入する作業を容易とするために、より薄くすることが好ましい。例えば、スリーブ部３０１は、最も厚みが薄い部分において、１ｍｍ〜２ｍｍの厚みを有する。なお、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入する作業については、後述する。
【００４２】
本実施形態においては、スリーブ部３０１は、第１端部３０２から第２端部３０３に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状内周面３０６（すなわち、テーパ面）を有する。このテーパ状内周面３０６は、第１端部３０２から第２端部３０３まで連続して延びており、且つ、第１端部３０２から第２端部３０３に向かう方向（すなわち、軸方向前方向）において、その半径が小さくなる部分を含まない。換言すれば、テーパ状内周面３０６は、第１端部３０２から第２端部３０３までの全域に亘って、軸方向前方に向かうにつれてその半径が大きくなっている。
【００４３】
テーパ状内周面３０６は、線形のテーパ面が好ましい。この場合、テーパ状内周面３０６の半径は、第１端部３０２におけるテーパ状内周面３０６の半径Ｒ３から、第２端部３０３におけるテーパ状内周面３０６の半径Ｒ４まで、第１端部３０２から第２端部３０３に向かうにつれて、線形的に拡径する。なお、Ｒ４＞Ｒ３である。また、テーパ状内周面３０６は、例えば、１／２００〜１／３０のテーパ率を有する線形のテーパ面が好ましい。この数値範囲に関しては、後述する。
【００４４】
ここで、テーパ状内周面３０６のテーパの度合いは、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２のテーパの度合いに対応するように、設定される。より具体的には、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２、およびスリーブ部３０１のテーパ状内周面３０６が、ともに線形テーパ面であるとすると、テーパ状外周面２０２と、テーパ状内周面３０６とは、略同じテーパ率（例えば１／１００）を有するように、設定される。
【００４５】
スリーブ部３０１は、図１に示す電動機１００の組み立て状態においては、回転軸部２００の中心軸線Ｏ１と、スリーブ部３０１の中心軸線Ｏ２とが一致するように、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２上に、締り嵌めによって固定される。この状態においては、スリーブ部３０１の第２端部３０３と、組み立て時の利便性のために設けられた突き当て用の部分２０３の段差部２０４とが、例えば当接するように設計される。そして、第２端部３０３におけるテーパ状内周面３０６の半径Ｒ４と、テーパ状外周面２０２の軸方向前端２０６の半径とが、略同じとなっている。
【００４６】
また、この状態においては、スリーブ部３０１のテーパ状内周面３０６と、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２とは、互いに大きな面圧で密着しており、スリーブ部３０１は、回転軸部２００によって、径方向外側に向かって押圧されている。なお、スリーブ部３０１の回転軸部２００に対する取り付け構造については、後述する。
【００４７】
図６に示すように、磁石セグメント３１１の各々は、予め定められた曲率半径の内径を有する略円弧状の磁石片である。具体的には、磁石セグメント３１１は、軸方向前方側の端面３１２、および軸方向後方側の端面３１３と、周方向一方側の端面３１４、および周方向他方側の端面３１５と、径方向内側の内周面３１６、および径方向外側の外周面３１７とを有する。磁石セグメント３１１の内周面３１６は、円弧状である一方、外周面３１７は、任意の曲面、平面、または曲面と平面の組み合わせである。
【００４８】
図６の例では実施形態の一例として端面３１２、端面３１３、端面３１４、端面３１５が明確に描かれているが、磁気回路設計や電動機の仕様などの都合により、これらの端面は曲面であったり、テーパ面や曲面で挟まれる極小面であったりするため、実際にはこれらの端面は明確に存在するとは限らない。また、それぞれの面を形成する辺は、実際には面取りが施され、または曲面でなだらかに落とされており、明確な線で画定されるとは限らない。
【００４９】
内周面３１６は、予め定められた曲率半径を有する円弧面であって、端面３１２を形成する径方向内側の一辺と、端面３１３の径方向内側を形成する一辺とを接続するように、軸方向に沿って延びている。外周面３１７は、周方向に滑らかな曲線で構成され、例えば円弧面であってもよいし、他の任意の曲面であってもよい。内周面３１６の曲率半径に関しては、後述する。
【００５０】
図７に示すように、筒状部材３２１は、軸方向に延びる筒状の部材である。具体的には、筒状部材３２１は、軸方向前方側の端面３２２、および軸方向後方側の端面３２３と、筒状の内周面３２４および外周面３２５とを有する。図７の例では、実施形態の一例として端面３２２と端面３２３が明確に描かれているが、筒状部材の材料や構造、製造方法によっては、これらの端面は明確に存在するとは限らない。
【００５１】
筒状部材３２１は、径方向外側に向かって膨張するような変形に対して、強い強度を有する。換言すれば、筒状部材３２１は、その半径（直径）が変化し難い。また、筒状部材３２１は、磁束による発熱や、磁束の漏れによる性能低下を防止する観点から、非磁性材料から作製されることが好ましい。さらに、筒状部材３２１は、回転によって生じる遠心力を小さくするために、小さい密度を有することが好ましい。
【００５２】
例えば、筒状部材３２１の材料としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、またはポリブチレンテレフタレート繊維といった、比強度（単位密度当りの引張強度）に優れた材料が好適である。また、筒状部材３２１の材料として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、またはポリブチレンテレフタレート繊維を使用したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、もしくは、これらの幾つかを組み合わせた複合材も好適である。また、筒状部材３２１の材料として、オーステナイト系のステンレスやチタン、またはチタン合金等の非磁性金属を用いてもよい。
【００５３】
図３および図４に示す例では、回転子部材３００を組み立てた状態において、計８個の磁石セグメント３１１が配置されている。具体的には、図４のＡに示す周方向位置において、２つの磁石セグメント３１１が軸方向に隣り合うように配置されて一対となっている。同様に、図４のＢ、Ｃ、およびＤに示す周方向位置において、それぞれ、２つの磁石セグメント３１１が軸方向に隣り合って一対となっている。
【００５４】
このように、本実施形態に係る回転子部材３００においては、４対の磁石セグメント３１１が、スリーブ部３０１の外周面３０４上において、周方向に略等間隔で配列するように配置されている。軸方向後方側に位置する磁石セグメント３１１の各々は、例えばスリーブ部３０１に凸部３０５等の構造を設けることによって、軸方向の位置を揃えて配置される。
【００５５】
周方向に４対、計８個の磁石セグメント３１１の径方向外側には、全ての磁石セグメント３１１を径方向外側から環囲するように、筒状部材３２１が嵌着されている。ここで、上述したように、図１に示す電動機１００の組み立て状態においては、スリーブ部３０１は、回転軸部２００によって、径方向外側に向かって押圧されている。この押圧により、スリーブ部３０１は、径方向外側に変形しようとし、磁石セグメント３１１の各々を、径方向外側に向かって押すことになる。
【００５６】
これに対して、筒状部材３２１は、上述したように、径方向外側に向かって膨張するような変形に対して強い強度を有している。したがって、磁石セグメント３１１から加えられる圧力を受け止め、その反力として、磁石セグメント３１１を径方向内側に向けて押し返す。
【００５７】
この構成により、磁石セグメント３１１は、スリーブ部３０１と筒状部材３２１との間で、強固に挟持されることになる。これにより、電動機１００の駆動時において、回転子部材３００が高速で回転した場合においても、磁石セグメント３１１が、スリーブ部３０１および筒状部材３２１に対して相対移動してしまうのを防止することができる。
【００５８】
これについて、図８〜図１０を参照して、さらに詳細に説明する。図８は、電動機１００の回転数の増大と共に変化する、各部材に作用する遠心力の大きさと、それによって減少していく、回転軸部２００とスリーブ部３０１との間の固定トルク、およびスリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の固定トルクとを示している。ここで、「固定トルク」とは、一方の部材と他方の部材との間の接触面に生じる周方向の摩擦力に、回転軸線と該接触面との間の径方向距離（すなわち半径）を掛け算した値であって、この固定トルクが大きいほど、一方の部材は他方の部材に対して周方向へ相対移動し難い（ずれ難い）ことになる。
【００５９】
図８の線１０は、回転軸部２００とスリーブ部３０１との間の固定トルクを示し、線１２は、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の固定トルクを示している。また、図８の線１４、線１６、および線１８は、それぞれ、磁石セグメント３１１、スリーブ部３０１、および筒状部材３２１に作用する遠心力を示している。また、線２０は、電動機１００の最大トルクを示している。
【００６０】
図８に示すように、停止時（回転数０）においては、電動機１００の最大トルク２０に対して、固定トルク１０および１２は、十分大きくなっているが、電動機１００の回転数の増大と共に減少し、徐々に最大トルク２０に近づいていくことがわかる。
【００６１】
ここで、電動機１００の最大トルク２０が１００００min-1付近から減少しているのは、この実例でモデルとしたモータの最大出力を、たまたま９０ｋＷとしたためである。一般的に、トルク一定のまま回転数を上げると、電動機出力＝トルク×回転数であるから、際限なく出力が増加することになるが、駆動電源の電源容量の限界がありそれは不可能である。そのため高速高トルク用途の電動機設計では一般に、ある回転数からトルクを低減させ、替わりに出力一定とする設計がなされる。そのため、本実例では、トルクが１００００min-1付近から低下している。
【００６２】
図９および図１０は、停止時と回転時における力の釣り合いを示したものである。図が複雑にならないように、図９および図１０においては、説明の簡単化の観点から、特に磁石セグメント３４とスリーブ３６との間の力の関係を中心に示してある。スリーブ３６と回転軸３７との間の力の関係についは、図示はしていないが、考え方は全く同様であり、当業者であれば、容易に理解されるであろう。
【００６３】
図９は、電動機の停止時における筒状部材３２と、磁石セグメント３４と、スリーブ３６との間の力の釣り合いを示す。図９中の矢印３０は、スリーブ３６が磁石セグメント３４から受ける力を示す。矢印２６は、磁石セグメント３４がスリーブ３６から受ける反力を示す。矢印２８は、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間に生じる摩擦力を示す。摩擦力２８は、力２６に、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間の摩擦係数を掛け算した値である。また、図９中の矢印２４は、磁石セグメント３４が筒状部材３２から受ける力（すなわち、筒状部材３２の圧縮保持力）を示す。矢印２２は、筒状部材３２が磁石セグメント３４から受ける反力を示す。
【００６４】
以上、簡単のため、磁石セグメント３４とスリーブ３６との間の力の関係を中心に力の関係を示した。回転軸３７とスリーブ３６との間の力の関係については省略したが、考え方は同じであり、当業者であれば理解は容易であろう。注意点としては、回転軸３７がスリーブ３６から受ける力には、スリーブ３６の締め代に起因する圧縮力に加え、スリーブ３６自身が磁石セグメント３４から受ける力を加える点に注意する程度であり、考え方は同じである。
【００６５】
一方、図１０は、電動機の回転時における筒状部材３２と、磁石セグメント３４と、スリーブ３６との間の力の釣り合いを示す。図１０中の矢印５２は、スリーブ３６が磁石セグメント３４から受ける力を示す。矢印４２は、磁石セグメント３４がスリーブ３６から受ける反力を示す。矢印４８は、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間に生じる摩擦力を示す。矢印４６は、磁石セグメント３４が筒状部材３２から受ける力（すなわち、筒状部材３２の圧縮保持力）を示す。矢印５４は、磁石セグメント３４を介して筒状部材３２へ伝達される、スリーブ３６からの反力を示す。矢印３８は、筒状部材３２へ加わる力の合計を示す。点線矢印４０は、磁石セグメント３４に作用する遠心力を示す。点線矢印４４は、筒状部材３２に作用する遠心力を示す。
【００６６】
図１０に示すとおり、回転時に筒状部材３２が負担する圧縮保持力４６の大きさは、図９に示す停止時の圧縮保持力２４から、回転時に筒状部材３２自体に作用する遠心力４４を減じた値となる。それ故、筒状部材３２には、質量が軽いことと強度が高いことの二つ、即ち比強度が高いことが重要となる。このため、筒状部材３２の材料としては、特に炭素繊維を主体とする材料が好ましい。筒状部材３２の質量が軽い場合には、圧縮保持力２４の、遠心力による減少分が小さくて済むため、その分磁石およびスリーブの保持力を高める事が可能となり、更なる高速化が可能となる。
【００６７】
図１０に示すように、力５２は、磁石セグメント３４の遠心力４０と、筒状部材３２による遠心力４４とによって、図９および図１０に示す力３０よりも小さくなる。これに伴って、力４２も小さくなるので、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間に生じる摩擦力４８が、小さくなる。このように、電動機１００の回転時においては、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間の固定トルクが減少することになる。
【００６８】
以上、簡単のため、磁石セグメント３４とスリーブ３６との間の力の関係を中心に力の関係を示した。回転軸３７とスリーブ３６との間の力の関係については省略したが、考え方は同じであり、当業者であれば理解は容易であろう。注意点としては、回転軸３７がスリーブ３６から受ける力には、スリーブ３６の締め代に起因する圧縮力に加え、スリーブ３６自身が磁石セグメント３４から受ける力を加える点と、回転時に発生する遠心力に関して、スリーブ３６自身の遠心力に加え、筒状部材３２と磁石セグメント３４の遠心力も考慮する点、に注意する程度であり、考え方は同じである。その結果、電動機１００の回転時においては、スリーブ３６と回転軸３７との間の固定トルクも、スリーブ３６と磁石セグメント３４との間の固定トルクが減少するのと同様の理由によって、減少することになる。
【００６９】
筒状部材３２に与える圧縮保持力４６に関して、最高回転数において圧縮保持力４６を残しているのみでは不十分であり、圧縮保持力によってもたらされる回転方向の磁石セグメント３４とスリーブ３６との間の固定トルク、およびスリーブ３６と回転軸３７との間の固定トルクそれぞれが、各々の回転数におけるモータの最大トルクを常に上回っている必要がある。モータの最大トルクに対して、例えば５倍以上のさらに十分な余裕がある事が好ましい。
【００７０】
そこで、本実施形態に係る回転子部材３００においては、回転電機１００の動作可能な回転数の全範囲において、スリーブ部３０１と回転軸部２００との間の固定トルク、および、磁石セグメント３１１とスリーブ部３０１との間の固定トルクが、回転電機１００の最大トルクを上回るように、筒状部材３２１の締め代が設定される。
【００７１】
この構成により、図８に示すように、回転軸部２００とスリーブ部３０１との間の固定トルク１０、およびスリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の固定トルク１２が、電動機１００が如何なる回転数で駆動されたとしても、電動機１００の最大トルク２０を上回ることになる。したがって、電動機１００の駆動時に、回転軸部２００とスリーブ部３０１との間、および、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間で、ずれが生じるのを防止することができる。
【００７２】
次に、図１〜図７を参照して、電動機１００の動作について説明する。電動機１００の外部に設置された動力源から、動力線を介してコイル１０４に電流が流されると、固定子１１０によって、軸心Ｏ１の周りに回転磁界が生成される。回転子部材３００の磁石セグメント３１１は、固定子１１０によって生成される回転磁界によって周方向に電磁力を受ける。その結果、回転子部材３００は、回転軸部２００とともに一体的に回転する。
【００７３】
次に、図１１〜図１９を参照して、本発明の一実施形態に係る回転子部材３００の製造方法について説明する。回転子部材３００を製造する方法Ｓ１０は、ステップＳ１〜ステップＳ５を備える。具体的には、ステップＳ１において、スリーブ部３０１を準備する。例えば、円筒状部材の内周面および外周面を切削加工し、テーパ状内周面３０６、外周面３０４を形成する。また組立て時の利便性のために例えば必要に応じて、凸部３０５等を形成する。このステップＳ１によって作製されるスリーブ部３０１の、第２端部３０３におけるテーパ状内周面３０６の半径は、電動機１００を組み立てた状態における上記半径Ｒ４よりも小さい半径Ｒ４’（図１７を参照）となっている。同様に、スリーブ部３０１の第１端部３０２におけるテーパ状内周面３０６の半径は、電動機１００を組み立てた状態における上記半径Ｒ３よりも小さい半径Ｒ３’となっている。
【００７４】
ステップＳ２において、磁石セグメント３１１を準備する。具体的には、所定の曲率半径を有する内周面３１６を含む、略円弧状の磁石セグメント３１１を８個準備する。ステップＳ３において、筒状部材３２１を準備する。その材料としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、またはポリブチレンテレフタレート繊維等、比強度（単位密度当りの引張強度）に優れた材料が好適である。また、これらを利用したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、オーステナイト系のステンレスやチタン、チタン合金等の非磁性金属、の何れか一つ、またはこれらのうち任意の幾つかを組み合わせた複合材料が、適している。
【００７５】
ここで、ステップＳ１〜ステップＳ３は、並行して実行されてもよいし、または、任意の順序で実行されてもよい。また、ステップＳ１〜ステップＳ３は、それぞれ別の製造場所にて実行されてもよいし、または、ステップＳ１〜ステップＳ３のうちの少なくとも２つのステップを、同じ製造場所にて実行してもよい。
【００７６】
ステップＳ４において、スリーブ部３０１の外周面３０４に、計８個の磁石セグメント３１１を設置する。このステップＳ４について、図１３を参照して説明する。まず、Ａに示す周方向位置において、ステップＳ２にて作製した磁石セグメント３１１のうちの２個を、軸方向に隣り合うように並べて一対とし、スリーブ部３０１の外周面３０４上に設置する。同様にして、Ｂ、Ｃ、およびＤに示す周方向位置において、それぞれ、２個の磁石セグメント３１１を軸方向に隣り合うように並べて一対とし、スリーブ部３０１の外周面３０４上に設置する。
【００７７】
このときに、Ａに示す周方向位置に設置した磁石セグメント対３１１Ａの磁界の方向は、径方向内側の内周面３１６側にＳ極、径方向外側の外周面３１７側にＮ極が配されるように、設定される。また、Ｂに示す周方向位置に設置した磁石セグメント対３１１Ｂの磁界の方向は、径方向内側の内周面３１６側にＮ極、径方向外側の外周面３１７側にＳ極が配されるように、設定される。
【００７８】
また、Ｃに示す周方向位置に設置した磁石セグメント対３１１Ｃの磁界の方向は、径方向内側の内周面３１６側にＳ極、径方向外側の外周面３１７側にＮ極が配されるように、設定される。また、Ｄに示す周方向位置に設置した磁石セグメント対３１１Ｄの磁界の方向は、径方向内側の内周面３１６側にＮ極、径方向外側の外周面３１７側にＳ極が配されるように、設定される。
【００７９】
すなわち、本実施形態においては、周方向に配列する磁石セグメント対３１１Ａ〜３１１Ｄは、それぞれの磁極が周方向において交互に入れ替わるように、設置される。なお、本実施形態においては、磁石セグメント３１１は、このステップＳ４の前に、予め着磁される。これにより、磁石セグメント３１１が生成する磁界によって、それぞれの磁石セグメント３１１が互いに引き付け合うことになるので、磁石セグメント３１１を、スリーブ部３０１の外周面３０４上の所定の位置に設置する作業が、容易となる。
【００８０】
ステップＳ５において、磁石セグメント３１１を径方向外側から覆うように筒状部材３２１を取り付ける。具体的には、磁石セグメント３１１の各々の径方向外側の外周面３１７に、筒状部材３２１の内周面３２４が向き合うように、ステップＳ３にて作製した筒状部材３２１を磁石セグメント３１１の径方向外側に嵌め入れる。この時点では、両者は隙間嵌めでも多少の締まり嵌めでも構わない。締まり嵌めの場合には、筒状部材３２１が抜けない程度の僅かな締め代で十分である。
【００８１】
また、図１２に示すように、他の実施形態に係る、回転子部材３００の製造方法は、図１１のステップＳ３の代わりに、ステップＳ５において、筒状部材３２１相当の部材を、その材料を磁石セグメント３１１の外周に直接巻きつけることで、形成してもよい（ステップＳ３’）。例えば、糸状や帯状、シート状の材料を、磁石セグメント３１１の外周に各々の磁石セグメント３１１を覆うように、複数回所定の厚さになるまで回転方向に周回しつつ巻きつけて形成してもよい。
【００８２】
ここで、本実施形態においては、磁石セグメント３１１の内周面３１６の半径は、スリーブ部３０１の外周面３０４の半径よりも大きくなるように、設定される。具体的には、図１５に示すように、磁石セグメント３１１の内周面３１６の曲率半径をＲ７とし、スリーブ部３０１の外周面３０４の半径をＲ８とすると、Ｒ７＞Ｒ８となる。
【００８３】
この構成により、回転子部材３００を組み立てた状態において、磁石セグメント３１１の内周面３１６と、スリーブ部３０１の外周面３０４との間における、磁石セグメント３１１の内周面３１６の周方向両端の領域に、隙間３３０が形成されることになる。なお、この隙間３３０の機能については、後述する。
【００８４】
また、磁石セグメント３１１の外周の輪郭線が円ではない場合には、それを利用して、例えば図１４に示すように、筒状部材３２１を磁石セグメント３１１の外縁に沿って変形させつつ嵌め入れる事により、磁石セグメント３１１の外面と筒状部材３２１の内面とが接触することで、両者を一体に組み立てても良い。
【００８５】
これにより、筒状部材３２１を磁石セグメント３１１の径方向外側に嵌着した場合に、スリーブ部３０１と筒状部材３２１との間に磁石セグメント３１１を挟持しつつ、回転子部材３００を一体的な部材として構成することができる。
【００８６】
ステップＳ１〜ステップＳ５によって、図１４に示す回転子部材３００が作製される。このように、回転子部材３００を一体的な部材として予め作製することによって、回転子部材３００を運搬することが容易となる。また、例えばビルトイン式電動機の分野においては、このような回転子部材の組立体を、１つの商品として製造し、流通させる場合もある。本実施形態に係る回転子部材３００は、一体的な構造を有することから、取り扱いが容易であるので、流通の観点から、このような分野において有利である。
【００８７】
引き続き、図１１を参照して、本発明の一実施形態に係る回転子の製造方法について説明する。回転子を製造する方法Ｓ２０は、ステップＳ６〜ステップＳ８を備える。具体的には、ステップＳ６において、図２に示したような回転軸部２００を準備する。例えば、円筒状の棒部材の外周面を切削加工し、テーパ状外周面２０２を形成する。また例えばその前後の部分には、円筒状の外周面２０７、および突き当て用部分２０３を必要に応じて設けてもよい。
【００８８】
ステップＳ７において、上述のステップＳ５にて作製された回転子部材３００を、回転軸部２００の軸方向後方側から嵌め入れる。このステップＳ７について、図１６および図１７を参照して説明する。まず、回転子部材３００のスリーブ部３０１を、第２端部３０３側から、ステップＳ６にて作製した回転軸部２００の軸方向後端に嵌め入れる。
【００８９】
そして、回転軸部２００を、例えば回転軸部２００の軸方向第２の側（前方側）の端面（図示せず）を軸方向第１の側（後方側）に向って保持し、回転子部材３００のスリーブ部３０１の端部３０２を保持方向に対し、軸方向反対向きに押す。即ち、回転子部材３００を、図１６の矢印Ｅに示すように、軸方向前方に向けて押し入れる。
【００９０】
そうすると、スリーブ部３０１のテーパ状内周面３０６の軸方向前端と、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２とが、当接部Ｐにて当接する。この状態を、図１６に示す。なお、図１７に示すように、テーパ状外周面２０２における当接部Ｐの半径は、ステップＳ１にて作製したスリーブ部３０１の、第２端部３０３におけるテーパ状内周面３０６の半径Ｒ４’に等しい。
【００９１】
ステップＳ８において、回転子部材３００を、回転軸部２００に対して、軸方向前方側に向けてさらに圧入する。具体的には、スリーブ部３０１の第２端部３０３が、所定の位置、例えば図の例では、突き当て用の部分２０３の段差部２０４と当接するまで、回転子部材３００を軸方向前方側に向けて圧入する。
【００９２】
この時、スリーブ部３０１は、当接部Ｐから段差部２０４までの距離ｘだけ軸方向前方に移動するとともに、上記半径Ｒ１と、上記半径Ｒ４’との差δだけ、径方向外側に向かって膨張することになる。すなわち、この状態においては、回転子部材３００は、嵌め代φ２δで、回転軸部２００に締り嵌めによって固定されることになる。なお、この状態において、スリーブ部３０１は、弾性変形領域を超えて変形してもよい。
【００９３】
スリーブ部３０１が所定の固定位置まで圧入する間に、スリーブ部３０１を圧入する力によって、スリーブ部３０１は、径方向外側に膨張し、それに伴って磁石セグメント３１１も径方向外側に移動する。その結果、筒状部材３２１も外側に向って力を受けることになり、径方向外側に向って筒状部材３２１も膨張する。これにより、筒状部材３２１に弾性圧縮力が蓄えられ、この弾性圧縮力によって、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２と筒状部材３２１との間で、磁石セグメント３１１およびスリーブ部３０１が挟持され、その際の各々の接触面間に発生する圧力（面圧）によって、磁石セグメント３１１とスリーブ部外周面３０４との周方向の固定と、スリーブ部３０１の内周面３０６と回転軸部２００のテーパ状外周面２０２との固定が、完成する。
【００９４】
なお、スリーブ部３０１の内周面３０６と回転軸部２００のテーパ状外周面２０２とは、筒状部材３２１の軸方向前方の端面３２２から軸方向後方の端面３２３までの軸方向区間において、略全面（例えば、９０％以上の領域）に亘って、面接触している。
【００９５】
以下に、回転軸部２００およびスリーブ部３０１の具体的な寸法例を示す。回転軸部２００のテーパ状外周面２０２と、スリーブ部３０１のテーパ状内周面３０６のテーパ率を、ともに１／１００に設定する。そして、スリーブ部３０１の第２端部３０３における厚みを１ｍｍとし、スリーブ部３０１の軸方向長さ、すなわち、第１端部３０２と第２端部３０３との間の軸方向距離を１００ｍｍとする。
【００９６】
そうすると、スリーブ部３０１の第１端部３０２における厚みは、１．５ｍｍとなる。この場合において、スリーブ部３０１の外周面３０４の直径をφ８０ｍｍ（すなわち、半径が４０ｍｍ）とすると、第２端面３０３におけるテーパ状内周面３０６の直径は、φ７８ｍｍ（すなわち、Ｒ４＝３９ｍｍ）となり、第１端部３０２におけるテーパ状内周面３０６の直径は、φ７７ｍｍ（すなわち、Ｒ３＝３８．５ｍｍ）となる。
【００９７】
一方、回転軸部２００の軸方向前端２０６の外径をφ７８．５（すなわち、Ｒ１＝３９．２５ｍｍ）とする。そうすると、軸方向前端２０６から軸方向後方に１００ｍｍの位置においては、回転軸部２００のテーパ状外周面２０２の外径は、φ７７．５ｍｍ（すなわち、半径が３８．７５ｍｍ）となる。
【００９８】
この場合において、スリーブ部３０１の第２端部３０３と、回転軸部２００の段差部２０４とが当接するように、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入した場合、スリーブ部３０１と回転軸部２００とは、締め代φ０．５ｍｍの締まり嵌めによって、互いに固定されることになる。
【００９９】
ステップＳ８の結果、回転軸部２００に回転子部材３００が締り嵌めによって固定され、図１８に示す回転子４００が製造される。すなわち、ステップＳ７およびステップＳ８は、回転軸部２００の径方向外側に回転子部材３００を締り嵌めによって固定するステップＳ９を構成する。
【０１００】
ここで、本実施形態においては、上述したように、周方向に並ぶ磁石セグメント３１１を採用し、且つ、磁石セグメント３１１の内周面３１６の曲率半径Ｒ７は、スリーブ部３０１の外周面３０４の半径Ｒ８よりも大きくなるように、設定されている。これにより、回転子４００を製造する工程において、磁石が割れてしまうのを防ぐことができる。
【０１０１】
これについて、図１９を参照して説明する。なお、図１９（ａ）は、回転軸部２００に圧入する前の状態の回転子部材３００を示しており、図１５に対応する。一方、図１９（ｂ）は、回転軸部２００に圧入した後の状態の回転子部材３００を示しており、図４に対応する。
【０１０２】
上述したように、回転軸部２００に圧入する前の状態においては、磁石セグメント３１１の内周面３１６と、スリーブ部３０１の外周面３０４との間に、隙間３３０が形成されている。この状態から、ステップＳ８において回転子部材３００を回転軸部２００に圧入すると、上記の差δだけ、径方向外側に向かって膨張することとなる。
【０１０３】
そうすると、図１９（ｂ）に示すように、スリーブ部３０１が隙間３３０を埋めるように径方向外側に膨張し、その結果、スリーブ部の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の径方向内側の内周面３１６とが面接触する。この隙間３３０は、磁石セグメント３１１の内周面３１６の曲率半径Ｒ７と、スリーブ部３０１の外周面３０４の半径Ｒ８との間の半径の差に起因して形成される隙間であって、ステップＳ８におけるスリーブ部３０１の膨張を考慮して、適宜設定される。
【０１０４】
この構成によれば、隙間３３０が、スリーブ部３０１の膨張を許容する「遊び」として機能することとなり、ステップＳ８の工程の間に、磁石セグメント３１１にスリーブ部３０１から過度な力が加えられてしまうことを防止することができる。これにより、磁石セグメント３１１が割れてしまうのを防止することができる。
【０１０５】
また、本実施形態においては、磁石セグメント３１１は、リング状に連続する形態ではなく、周方向に配列する４対の磁石セグメント対によって、周方向に４つに分離されている。このため、ステップＳ８の工程の間に、磁石セグメント３１１に力が負荷されたとしても、リング状に連続する磁石と比べて、磁石セグメント３１１が破損してしまう虞を、大幅に低減することができる。また、電動機を大型化する場合、適用する磁石セグメント３１１の寸法および数を調整することによって、電動機の大型化の要求に対して、より容易に対応することが可能となる。
【０１０６】
さらに、本実施形態によれば、スリーブ部３０１は、ステップＳ８において、隙間３３０を埋めるように径方向外側に膨張し、スリーブ部の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とが面接触することになる。この構成により、回転子４００が完成した状態において、スリーブ部の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とを、均等な圧力分布で互いに強固に、圧力を伴って密着させることができる。これにより、スリーブ部の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６との間の摩擦力（固定トルク）を増大させることができるので、電動機１００の駆動時において、磁石セグメント３１１がスリーブ部３０１に対して相対移動してしまうのを、効果的に防ぐことができる。
【０１０７】
また、本実施形態によれば、ステップＳ８において、テーパ面２０２、３０６を利用してスリーブ部３０１を膨張させ、回転子部材３００を回転軸部２００に圧入している。これにより、スリーブ部３０１を均一且つ高精度に膨張させることができるので、磁石セグメント３１１を、スリーブ部３０１と筒状部材３２１との間に安定して挟持することができる。その結果、回転子４００の構造をより堅固とすることができるので、回転子４００を、より高い回転数で回転させることが求められる製品に適用することが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、回転子部材３００を回転軸部２００に圧入する工程においては、回転子部材３００を一軸方向に押すプレス装置が必要となるのみであって、その他の複雑な製造装置を必要としない。したがって、製造効率を向上させるとともに、製造コストを低減することができる。
【０１０９】
また、本実施形態によれば、回転子部材３００および回転軸部２００の部材を加熱し、その間に回転子部材３００を回転軸部２００に圧入する、いわゆる「焼き嵌め」の手法を用いる必要もない。したがって、加熱によって磁石の高温減磁が引き起こされてしまうのを防止することができる。
【０１１０】
また、本実施形態は、「焼き嵌め」を用いる必要性がないことから、炭素繊維、チタン、ガラス繊維等の線膨張係数の小さい材料を使用した場合においても、効果的に回転子部材３００を回転軸部２００に固定することができる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、テーパ面２０２、３０６のテーパの度合い（テーパ率、軸方向に対する傾斜角度）を適切に変更することによって、スリーブ部３０１および筒状部材３２１の嵌め代を、容易且つ自在に設計することができる。このため、回転子部材３００を、様々な種類および寸法の電動機に応用することが可能となる。
【０１１２】
なお、テーパ状外周面２０２およびテーパ状内周面３０６のテーパ率は、１／１０００〜１／３０の範囲内に設定されることが好ましい。この数値範囲に関して、以下に説明する。まず、テーパ率の上限値（１／３０）に関して、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入すると、膨張するように変形したスリーブ部３０１から、回転軸部２００に対して、径方向内側に向けた弾性収縮力が負荷される。このため、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入した直後には、この弾性収縮力に起因して、スリーブ部３０１が、テーパ状外周面２０２に沿って、回転軸部２００から抜ける方向へと摺動しようとする。
【０１１３】
ここで、本発明者は、実験検証の結果、テーパ率を１／３０よりも大きく設定した場合（例えば、１／１０、１／５等）に、以下のような問題が生じる虞があることを把握した。具体的には、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入したときに、スリーブ部３０１が回転軸部２００から抜けようとする力が、スリーブ部３０１と回転軸部２００との間に働く摩擦力を上回り易くなる。その結果、スリーブ部３０１が回転軸部２００から脱落してしまう可能性が高まってしまう。
【０１１４】
また、テーパ率を１／３０よりも大きく設定した場合、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入するために、非常に大きな圧入力が必要となるので、より大型の製造装置が必要となってしまう虞もある。このような観点から、テーパ率の上限値を、１／３０に設定することが好ましい。
【０１１５】
次に、テーパ率の下限値（１／１０００）に関して、仮に、テーパ率を１／１０００よりも小さく設定した場合、所定の締め代（上記の例ではφ０．５ｍｍ）を得るために、スリーブ部３０１を回転軸部２００に圧入する軸方向距離（上記した距離ｘに相当）が、長くなってしまう。これにより、作業効率が低下してしまうことになる。また、実際の製造上、テーパ率を１／１０００よりも小さくすると、加工の誤差の影響が大きくなってしまう虞もある。このような観点から、テーパ率の下限値を、１／１０００に設定することが好ましい。特に好ましくは、上述の観点からテーパ率の下限値として１／２００程度が、現実的な製造コスト上、好ましい。この程度までであれば、旋盤加工が可能であり、研削加工が不要である。
【０１１６】
なお、本発明の他の実施形態として、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間に、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の相対移動を防止するための移動防止要素を設けてもよい。この構成について、図２０〜図２２を参照して説明する。なお、上述の実施形態と同様の部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
まず、図２０を参照して、本発明の他の実施形態に係る回転子部材５００について説明する。図２０（ａ）は、回転軸部２００に圧入する前の状態の回転子部材５００を示しており、図１９（ａ）に対応する。図２０（ｂ）は、回転軸部２００に圧入した後の状態の回転子部材５００を示しており、図１９（ｂ）に対応する。
【０１１８】
この実施形態に係る回転子部材５００は、スリーブ部３０１の外周面３０４上に形成された移動防止要素５０１を備えている。この移動防止要素５０１は、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の相対移動を防止するために、例えば、高摩擦性樹脂塗料層、粘着性樹脂塗料層、サンドブラスト加工、摩擦係数を高める材料を含有した塗料層、摩擦係数を高める化学表面処理等、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の摩擦係数を増大させる構成を含む。
【０１１９】
または、移動防止要素５０１は、スリーブ部３０１の外周面３０４から径方向外側に突出する凸部を含んでもよい。この場合において、磁石セグメント３１１の内周面３１６に、上記凸部と係合する係合部が形成されてもよい。なお、好ましくは、この移動防止要素５０１は、塗料層で形成する場合、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの厚みを有するように形成される。
【０１２０】
また、移動防止要素５０１を、スリーブ部３０１の外周面３０４から径方向外側に突出する凸部によって形成する場合には、該凸部の高さは、好ましくは、０．５ｍｍ以上、且つ、磁石セグメント３１１の厚さの１／３以下となるように設定される。なお、移動防止要素５０１をスリーブ部３０１の外周面３０４上に形成する工程は、上記したステップＳ１において、スリーブ部３０１の外周面３０４を切削加工するときに実行されてもよいし、または、上記したステップＳ４において、スリーブ部３０１上に磁石セグメント３１１を設置する前に実行されてもよい。
【０１２１】
図２０（ｂ）に示すように、回転軸部２００との締め代によってスリーブ部３０１が隙間３３０を埋めるように径方向外側に膨張すると、スリーブ部３０１の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とが、移動防止要素５０１を介して面接触する。このように、予め隙間３３０を設けておくことによって、スリーブ部３０１の径方向の膨張による磁石セグメント３１１の割れを防止することができる。
【０１２２】
また、スリーブ部３０１の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とが、移動防止要素５０１を介して面接触することによって、電動機１００の駆動時において、回転子部材５００が高速で回転した場合において、磁石セグメント３１１が、スリーブ部３０１および筒状部材３２１に対して相対移動してしまうのを効果的に防止することができる。
【０１２３】
次に、図２１を参照して、本発明のさらなる他の実施形態に係る回転子部材５１０について説明する。図２１（ａ）は、回転軸部２００に圧入する前の状態の回転子部材５１０を示しており、図１９（ａ）に対応する。図２１（ｂ）は、回転軸部２００に圧入した後の状態の回転子部材５１０を示しており、図１９（ｂ）に対応する。
【０１２４】
この実施形態に係る回転子部材５１０は、磁石セグメント３１１の内周面３１６上に形成された移動防止要素５１１を備えている。上記と同様に、この移動防止要素５１１は、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間の摩擦係数を増大させる構成を含む。または、移動防止要素５１１は、磁石セグメント３１１の内周面３１６から径方向内側に突出する凸部を含んでもよい。
【０１２５】
図２１（ｂ）に示すように、スリーブ部３０１が隙間３３０を埋めるように径方向外側に膨張すると、スリーブ部３０１の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とが、移動防止要素５１１を介して面接触する。この構成により、電動機１００の駆動時において、回転子部材５１０が高速で回転した場合において、磁石セグメント３１１が、スリーブ部３０１および筒状部材３２１に対して相対移動してしまうのを効果的に防止することができる。
【０１２６】
なお、移動防止要素５１１を磁石セグメント３１１の内周面３１６上に形成する工程は、上記したステップＳ２において、磁石セグメント３１１を作製するときに実行されてもよいし、または、上記したステップＳ４において、スリーブ部３０１上に磁石セグメント３１１を設置する前に実行されてもよい。
【０１２７】
次に、図２２を参照して、本発明のさらなる他の実施形態に係る回転子部材５２０について説明する。図２２（ａ）は、回転軸部２００に圧入する前の状態の回転子部材５２０を示しており、図１９（ａ）に対応する。図２２（ｂ）は、回転軸部２００に圧入した後の状態の回転子部材５２０を示しており、図１９（ｂ）に対応する。
【０１２８】
この実施形態に係る回転子部材５２０においては、独立部材である移動防止要素５２１を、スリーブ部３０１と磁石セグメント３１１との間に挿入している。この移動防止要素５２１は、スリーブ部３０１および磁石セグメント３１１の各々に対して、大きな摩擦係数を有する部材である。このような移動防止要素５２１としては、例えば、表面に摩擦係数を高める処理が施された摩擦シート、表面に粘着剤が塗布された粘着性シート、または、タック性を有するシートの例として、ＮＢＲもしくはシリコーンからなるゴムシート等を適用することができる。なお、好ましくは、この移動防止要素５２１は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍの厚みを有する。
【０１２９】
図２２（ｂ）に示すように、スリーブ部３０１が隙間３３０を埋めるように径方向外側に膨張すると、スリーブ部３０１の外周面３０４と、磁石セグメント３１１の内周面３１６とが、移動防止要素５２１を介して面接触する。この構成により、電動機１００の駆動時において、回転子部材５２０が高速で回転した場合において、磁石セグメント３１１が、スリーブ部３０１および筒状部材３２１に対して相対移動してしまうのを効果的に防止することができる。
【０１３０】
なお、磁石セグメントは、上述した実施形態においては、磁石セグメントが所定の曲率半径を有する円弧形状の磁石片である場合について述べたが、これに限らず、他の形状を有していてもよい。この構成に関して、図２３を参照して、説明する。
【０１３１】
図２３は、本発明のさらなる他の実施形態に係る回転子部材６００を示しており、図２３（ａ）は、回転子部材６００を軸方向から見た外観図であり、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。
【０１３２】
回転子部材６００は、スリーブ部６０１と、スリーブ部６０１の径方向外側に配置された複数の磁石セグメント６１１と、磁石セグメント６１１を径方向外側から覆う筒状部材３２１とを備える。
【０１３３】
本実施形態においては、スリーブ部６０１は、外周面６０４から内方に凹む凹部６０２を有している。この凹部６０２は、スリーブ部６０１の軸方向一方の端面から、軸方向他方の端面まで、軸方向に沿って延びており、略平面状の底面と、該底面の周方向両端から立ち上がる周方向端面とよって画定されている。凹部６０２は、周方向に等間隔で配列するように、外周面６０４に複数形成されている。隣り合う２つの凹部６０２の間には、凹部６０２の底面から径方向外側に突出する凸部６０３が形成されている。
【０１３４】
磁石セグメント６１１は、径方向内側の内周面６１６と、径方向外側の外周面６１７とを有する。本実施形態においては、磁石セグメント６１１の外周面６１７は、上記実施形態と同様に、任意の曲面である一方、磁石セグメント６１１の内周面６１６は、略平面となっている。
【０１３５】
図２３に示すように、回転子部材６００を組み立てた状態においては、磁石セグメント６１１は、スリーブ部６０１に形成された凹部６０２内に収容されており、磁石セグメント６１１の内周面６１６と、凹部６０２の底面とが面接触している。そして、凹部６０２の周方向両側に設けられた凸部６０３によって、磁石セグメント６１１の周方向への移動が防止される。
【０１３６】
なお、凹部６０２は、該凹部６０２の底面の軸方向両端から立ち上がる軸方向端面をさらに含んでもよい。この場合、磁石セグメント６１１の軸方向への移動は、凹部６０２の軸方向端面によって防止される。
【０１３７】
本実施形態によれば、上記したステップＳ４において、スリーブ部６０１の径方向外側に磁石セグメント６１１を位置決めする作業を容易とすることができる。また、回転子部材６００を電動機に適用した場合、電動機の駆動時に、磁石セグメント６１１がスリーブ部６０１に対して相対移動してしまうのを、確実に防止することができる。
【０１３８】
次に、図２４を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る回転子部材７００について説明する。なお、上述の実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。回転子部材７００は、筒状のスリーブ部７０１と、スリーブ部３０１の径方向外側に配置された複数の磁石セグメント３１１と、磁石セグメント３１１を径方向外側から覆う、筒状部材３２１とを有する。
【０１３９】
スリーブ部７０１は、中心軸線Ｏ２を有する筒状の部材であって、軸方向後方側（すなわち軸方向第１の側）の第１端部７０２と、軸方向前方側（すなわち軸方向第２の側）の第２端部７０３と、軸方向に沿って延びる円筒状の外周面７０４とを有する。スリーブ部７０１の軸方向後端の、外周面７０４から径方向外側に突出する凸部７０５は、製造時に磁石の軸方向の位置を揃え易くするための工夫の一例である。
【０１４０】
スリーブ部７０１は、第１端部７０２から径方向前方へ延びる円筒面７０４と、軸方向前方へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がる第１のテーパ状内周面７０５および第２のテーパ状内周面７０６とを有する。円筒面７０４の半径は、第１端部７０２から第２端部７０３に向かうにつれて一定となっている。
【０１４１】
第１のテーパ状内周面７０５は、円筒面７０４の軸方向前方の端縁７０４ａから軸方向前方へ延びる、軸線Ｏ２に対して第１の角度θ１で傾斜する円錐面である。第２のテーパ状内周面７０６は、第１のテーパ状内周面７０５の軸方向前方の端縁７０５ａから第２端部７０３まで軸方向前方へ延びる、軸線Ｏ２に対して第２の角度θ２で傾斜する円錐面である。ここで、第１の角度θ１は、第２の角度θ２よりも小さく設定されている。
【０１４２】
また、上述した実施形態においては、周方向に並ぶように計８個の磁石セグメントを設置した場合について述べたが、これに限らず、周方向に２以上に分離された磁石セグメントであれば、如何なる数の磁石セグメントを設置してもよい。また、周方向に隣り合う磁石セグメントの間に間隔を設けてもよいし、互いに接触するように配置してもよい。
【０１４３】
また、回転軸部のテーパ状外周面、およびスリーブ部のテーパ状内周面は、線形テーパ面に限らず、例えば指数関数テーパ面のような、軸方向に対して任意の曲率で変化するテーパ面であってもよい。
【０１４４】
また、上述した実施形態においては、筒状部材を磁石セグメント３１１の径方向外側に嵌め入れる（ステップＳ５）場合について説明したが、これに限らず、シート状、或いは帯状、或いはひも状、或いは糸状の部材を準備し、磁石セグメント３１１の径方向外側に巻き付けることによって、回転子部材３００を組み立ててもよい。
【０１４５】
また、上述した実施形態においては、本発明を電動機に適用した場合について述べたが、これに限らず、本発明は、例えば発電機を含む回転電機に有利に適用することができる。
【０１４６】
以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４７】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４８】
１００    電動機
２００    回転軸部
２０２    テーパ状外周面
３００，５００，５１０，５２０，６００，７００    回転子部材
３０１，６０１，７０１    スリーブ部
３０６，７０５，７０６    テーパ状内周面
３１１，６１１    磁石セグメント
３２１    筒状部材
【図１】
2014212680.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】
2014212680.tif 000009
【図８】
2014212680.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014212680.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2014212680.tif 000014
【図１３】
2014212680.tif 000015
【図１４】
2014212680.tif 000016
【図１５】
2014212680.tif 000017
【図１６】
2014212680.tif 000018
【図１７】
2014212680.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2014212680.tif 000025
【図２４】
2014212680.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月22日(2014.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記線形テーパ面は、１／２００〜１／３０のテーパ率を有する、請求項２または３に記載の回転子部材。