(57)【要約】【課題】磁石部を十分に固定しつつ保持部および磁石部が破損するのを抑制することが可能な磁気カップリング装置を提供する。【解決手段】この磁気カップリング装置１００は、磁石部１０ａと、磁石部１０ａに圧力を加えて磁石１２を固定することが可能な１つの保持部１３とを含む回転可能な負荷側回転体１０と、負荷側回転体１０と磁気カップリングする駆動源側回転体２０とを備え、保持部１３は、磁石部１０ａよりも冷却により収縮しにくい材料から構成されており、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂは、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、磁石部１０ａの外周面１０ｂは、挿入穴１３ａの内周面１３ｂのテーパ形状に対応するように、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、磁石部１０ａは、保持部１３に冷やしばめ工程によって挿入されて固定されている。【選択図】図３
2014126100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を有する磁石部と、前記磁石部が挿入される挿入穴を有し、前記挿入穴に挿入された前記磁石部に圧力を加えて前記磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含む回転可能な第１カップリング体と、
前記第１カップリング体に対して非接触の状態で配置され、前記第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体とを備え、
前記保持部は、前記磁石部よりも冷却により収縮しにくい材料から構成されており、
前記保持部の前記挿入穴の内周面は、前記第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、
前記磁石部の外周面は、前記挿入穴の前記内周面のテーパ形状に対応するように、前記回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、
前記磁石部は、前記保持部に冷やしばめ工程によって挿入されて固定されている、磁気カップリング装置。
【請求項２】
前記保持部の前記挿入穴の前記内周面のテーパ形状、および、前記磁石部の前記外周面のテーパ形状における傾斜角度θは、０＜θ≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たしている、請求項１に記載の磁気カップリング装置。
【請求項３】
前記保持部の厚みは、前記保持部による圧力が前記磁石部に働く遠心力よりも大きくなるような厚みに設定されている、請求項１または２に記載の磁気カップリング装置。
【請求項４】
前記保持部の厚みは、前記回転軸線方向に沿って一定になるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置。
【請求項５】
前記保持部は、非磁性の炭素繊維強化プラスチックからなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置。
【請求項６】
前記磁石部は、円柱状のヨークと、前記ヨークの外表面に互いに間隔を隔てて密着する複数の前記磁石とを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置。
【請求項７】
磁石を有する磁石部と、前記磁石部が挿入される挿入穴を有し、前記磁石部に圧力を加えて前記磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含む回転可能な第１カップリング体と、前記第１カップリング体に対して非接触の状態で配置され、前記第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体とを備え、前記保持部が、前記磁石部よりも冷却により収縮しにくい材料から構成されている磁気カップリング装置の製造方法であって、
前記保持部の前記挿入穴の内周面を、前記第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程と、
前記磁石部の外周面を、前記挿入穴の前記内周面のテーパ形状に対応するように、前記回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程と、
冷却された状態の前記磁石部を、冷却された状態の前記保持部に挿入する冷やしばめ工程とを備える、磁気カップリング装置の製造方法。
【請求項８】
前記冷やしばめ工程は、冷却された状態の前記磁石部の前記外径が、冷却された状態の前記保持部の前記挿入穴の前記内周面の前記穴径と略同一になるように、前記磁石部を前記保持部に挿入する工程を含む、請求項７に記載の磁気カップリング装置の製造方法。
【請求項９】
前記保持部を形成する工程は、前記保持部の前記回転軸線方向の長さが、前記磁石部の前記回転軸線方向の長さよりも大きくなるように形成する工程を含み、
前記冷やしばめ工程の後に、前記保持部の前記回転軸線方向の一方端部と、前記磁石部の前記回転軸線方向の一方端部とが略面一になるとともに、前記保持部の前記回転軸線方向の他方端部と、前記磁石部の前記回転軸線方向の他方端部とが略面一になるように、前記保持部の一部を取り除く工程をさらに備える、請求項７または８に記載の磁気カップリング装置の製造方法。
【請求項１０】
前記冷やしばめ工程の前に、前記磁石部の複数の前記磁石を、接着剤を用いることなく、磁力により円柱状のヨークに密着させる工程をさらに備える、請求項７〜９のいずれか１項に記載の磁気カップリング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気カップリング装置および磁気カップリング装置の製造方法に関し、特に、磁石部と保持部とを含むカップリング体を備える磁気カップリング装置およびその磁気カップリング装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁石部と保持部とを含むカップリング体が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ロータハブと、ロータハブの表面上に配置された複数の磁石を含む磁石部と、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなり、複数の磁石の外周面に嵌合（圧入）された複数の保持リングとを備える永久磁石ロータが開示されている。この永久磁石ロータの磁石部の外周は、回転軸線方向の一方端部側から他方端部側に向かってテーパ形状に形成されている。また、複数の保持リングは、回転軸線方向に沿って隣接するように複数の磁石の外周面に嵌め合わされている。ここで、複数の保持リングの穴径は、テーパ状の磁石部に対応するように、各々異なるように（徐々に小さくなるように）形成されている。さらに、複数の保持リングの穴径は、テーパ状に形成された磁石部のうち、各々の保持リングが嵌め込まれる位置の外径よりもわずかに小さく形成されることによって、所定の締め代（磁石部の外径が保持リングの穴径よりも大きい場合の、磁石部の外径と保持リングの穴径との差）が確保されている。そして、複数の保持リングは、複数の磁石の外周面にそれぞれ個別に圧入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６５９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された永久磁石ロータでは、複数の保持リングの穴径をそれぞれ異なるように形成する必要があるとともに、複数の保持リングをそれぞれ個別に圧入する必要があるため、複数の保持リングによる圧力（内圧）の不均一に起因して磁石のがたつきなどが生じ、この結果、磁石部を十分に固定することができないという問題点がある。また、保持リングにおいて所定の締め代（磁石部の外径と保持リングの穴径との差）を確保した状態で磁石部に圧入する必要があるため、締め代を確保した分、回転軸線方向に沿った大きな力を保持リングに加えて、保持リングを広げる必要がある。ここで、引張弾性率の大きなＣＦＲＰからなる保持リングを広げるために要する力は、非常に大きなものになるため、圧入時に、保持リングや磁石部が破損しやすいという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、磁石部を十分に固定しつつ保持部および磁石部が破損するのを抑制することが可能な磁気カップリング装置およびその磁気カップリング装置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】
【０００７】
この発明の第１の局面による磁気カップリング装置は、磁石を有する磁石部と、磁石部が挿入される挿入穴を有し、挿入穴に挿入された磁石部に圧力を加えて磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含む回転可能な第１カップリング体と、第１カップリング体に対して非接触の状態で配置され、第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体とを備え、保持部は、磁石部よりも冷却により収縮しにくい材料から構成されており、保持部の挿入穴の内周面は、第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、磁石部の外周面は、挿入穴の内周面のテーパ形状に対応するように、回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成されており、磁石部は、保持部に冷やしばめ工程によって挿入されて固定されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による磁気カップリング装置では、上記のように、第１カップリング体が、磁石を有する磁石部と、挿入穴に挿入された磁石部に圧力を加えて磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含むことによって、保持部が複数からなる場合と異なり、複数の保持部による圧力（内圧）が不均一になるのを抑制することができる。また、磁石部を、保持部に冷やしばめ工程によって挿入して固定することによって、冷却により収縮した状態の磁石部を保持部に挿入することができるので、保持部の挿入穴の穴径を磁石部の外径よりも小さく形成して締め代（磁石部の外径と保持部の挿入穴の穴径との差）を確保した状態であっても、圧入に比べて小さな力で、磁石部を保持部に挿入することができる。これにより、保持部や磁石部が破損するのを抑制することができる。
【０００９】
また、この発明の第１の局面による磁気カップリング装置では、保持部の挿入穴の内周面を、第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成し、磁石部の外周面を、挿入穴の内周面のテーパ形状に対応するように、回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成するとともに、磁石部を、保持部に冷やしばめ工程によって挿入して固定する。このように構成することによって、保持部の挿入穴の内周面、および、磁石部の外周面がテーパ形状でない場合と異なり、冷やしばめ工程において磁石部を保持部の挿入穴に挿入する場合に、穴径の大きな箇所から穴径の小さな箇所に向かって挿入すればよいので、磁石部の径方向の公差および保持部の挿入穴の穴径の公差などを考慮して、磁石部と保持部との間の隙間を確保する必要がない。これにより、テーパ形状の磁石部をテーパ形状の保持部の挿入穴に挿入した状態で、冷やしばめ工程を行うことができるので、冷やしばめ工程後に磁石部が膨張して元の大きさに戻った際に、保持部により、十分な圧力（内圧）を磁石部に加えることができる。
【００１０】
また、磁石部および保持部の挿入穴をテーパ形状にしていない場合、磁石部と保持部との間に大きな摩擦力が生じることにより、強い押圧力にて保持部に磁石部を挿入しなければならず、保持部の厚みはその際の摩擦により割れないように、充分な厚さを確保する必要があったのに対して、本発明では、磁石部および保持部の挿入穴がテーパ形状に形成されていることにより、磁石部を保持部の挿入穴に挿入する際に、磁石部と保持部との間に大きな摩擦力が生じるのを抑制することができるので、保持部の厚みを大きくすることなく、磁石部を十分に固定することができる。これにより、第１カップリング体の磁石部を、第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体により近づけることができるので、第１カップリング体と第２カップリング体との間の力（トルク）の伝達をより効率的に行うことができる。
【００１１】
上記第１の局面による磁気カップリング装置において、好ましくは、保持部の挿入穴の内周面のテーパ形状、および、磁石部の外周面のテーパ形状における傾斜角度θは、０＜θ≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たしている。このように構成すれば、容易に、テーパ形状の磁石部をテーパ形状の保持部の挿入穴に挿入して両者を密着させた状態で、冷やしばめ工程を行うことができる。ここで、「傾斜角度θ」とは、保持部の挿入穴の内周面と第１カップリング体の回転軸線とのなす角度、および、磁石部の外周面と第１カップリング体の回転軸線とのなす角度のことを意味する。
【００１２】
上記第１の局面による磁気カップリング装置において、好ましくは、保持部の厚みは、保持部による圧力が磁石部に働く遠心力よりも大きくなるような厚みに設定されている。このように構成すれば、第１カップリング体の回転時に、磁石部に働く遠心力により保持部が破損することを確実に抑制することができる。なお、「遠心力」とは、回転運動に基づいて働く慣性力を意味する。
【００１３】
上記第１の局面による磁気カップリング装置において、好ましくは、保持部の厚みは、回転軸線方向に沿って一定になるように構成されている。このように構成すれば、保持部の厚みを回転軸線方向に沿って異ならせる必要がないので、容易に、保持部を形成することができる。
【００１４】
上記第１の局面による磁気カップリング装置において、好ましくは、保持部は、非磁性の炭素繊維強化プラスチックからなる。このように構成すれば、炭素繊維強化プラスチックにより、保持部を軽量化することができる。また、炭素繊維強化プラスチックは引張強度が高いので、第１カップリング体が高速回転することによって働く遠心力によって保持部が割れることが起きにくくなり、保持部の厚さをさらに薄くすることができる。これにより、保持部をさらに軽量化させることができる。また、保持部が非磁性であるので、トルク伝達効率が低下するのを抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による磁気カップリング装置において、好ましくは、磁石部は、円柱状のヨークと、ヨークの外表面に互いに間隔を隔てて密着する複数の磁石とを有する複数の磁石を互いに間隔を隔てて配置することによって、冷やしばめ工程の際に、磁石とヨークとの冷却による収縮度合いが異なることに起因して磁石同士が接触するのを抑制することができる。これにより、磁石が破損するのを抑制することができる。
【００１６】
この発明の第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法は、磁石を有する磁石部と、磁石部が挿入される挿入穴を有し、磁石部に圧力を加えて磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含む回転可能な第１カップリング体と、第１カップリング体に対して非接触の状態で配置され、第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体とを備え、保持部が、磁石部よりも冷却により収縮しにくい材料から構成されている磁気カップリング装置の製造方法であって、保持部の挿入穴の内周面を、第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程と、磁石部の外周面を、挿入穴の内周面のテーパ形状に対応するように、回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程と、冷却された状態の磁石部を、冷却された状態の保持部に挿入する冷やしばめ工程とを備える。
【００１７】
この発明の第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法では、上記のように、第１カップリング体が、磁石を有する磁石部と、挿入穴に挿入された磁石部に圧力を加えて磁石を固定することが可能な１つの保持部とを含むことによって、保持部が複数からなる場合と異なり、複数の保持部による圧力（内圧）が不均一になるのを抑制することができる。また、冷却された状態の磁石部を、冷却された状態の保持部に挿入する冷やしばめ工程を備えることによって、冷却により収縮した状態の磁石部を保持部に挿入することができるので、保持部の挿入穴の穴径を磁石部の外径よりも小さく形成して締め代（磁石部の外径と保持部の挿入穴の穴径との差）を確保した状態であっても、圧入に比べて小さな力で、磁石部を保持部に挿入することができる。これにより、保持部や磁石部が破損するのを抑制することができる。
【００１８】
また、この発明の第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法では、保持部の挿入穴の内周面を、第１カップリング体の回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、穴径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程と、磁石部の外周面を、挿入穴の内周面のテーパ形状に対応するように、回転軸線方向における一方端部側から他方端部側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成する工程とを備えている。これにより、保持部の挿入穴の内周面、および、磁石部の外周面がテーパ形状に形成されていない場合と異なり、冷やしばめ工程において磁石部を保持部の挿入穴に挿入する場合に、穴径の大きな箇所から穴径の小さな箇所に向かって挿入すればよいので、磁石部の径方向の公差および保持部の挿入穴の穴径の公差などを考慮して、磁石部と保持部との間の隙間を確保する必要がない。これにより、テーパ形状の磁石部をテーパ形状の保持部の挿入穴に挿入して両者を密着させた状態で、冷やしばめ工程を行うことができるので、冷やしばめ工程後に磁石部が膨張して元の大きさに戻った際に、保持部により、十分な圧力（内圧）を磁石部に加えることができる。
【００１９】
また、磁石部および保持部の挿入穴をテーパ形状にしていない場合、磁石部と保持部との間に大きな摩擦力が生じることにより強い押圧力にて保持部に磁石部を挿入しなければならず、保持部の厚みはその際の摩擦により割れないように、充分な厚さを確保する必要があったのに対して、本発明では、磁石部および保持部の挿入穴がテーパ形状に形成されていることにより、磁石部を保持部の挿入穴に挿入する際に、磁石部と保持部との間に大きな摩擦力が生じるのを抑制することができるので、保持部の厚みを大きくすることなく、磁石部を十分に固定することができる。これにより、第１カップリング体の磁石部を、第１カップリング体と磁気カップリングする第２カップリング体により近づけることができるので、第１カップリング体と第２カップリング体との間の力（トルク）の伝達をより効率的に行うことができる。
【００２０】
上記第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法において、好ましくは、冷やしばめ工程は、冷却された状態の磁石部の外径が、冷却された状態の保持部の挿入穴の内周面の穴径と略同一になるように、磁石部を保持部に挿入する工程を含む。このように構成すれば、テーパ形状の磁石部をテーパ形状の保持部の挿入穴に挿入して両者を確実に密着させることができる。
【００２１】
上記第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法において、好ましくは、保持部を形成する工程は、保持部の回転軸線方向の長さが、磁石部の回転軸線方向の長さよりも大きくなるように形成する工程を含み、冷やしばめ工程の後に、保持部の回転軸線方向の一方端部と、磁石部の回転軸線方向の一方端部とが略面一になるとともに、保持部の回転軸線方向の他方端部と、磁石部の回転軸線方向の他方端部とが略面一になるように、保持部の一部を取り除く工程をさらに備える。このように構成すれば、回転軸線方向に大きめに形成した保持部の挿入穴に磁石部を挿入した後に、保持部の一部を取り除くことによって、磁石部および保持部において回転軸線方向の長さを予め合わせている場合と異なり、確実に、保持部の回転軸線方向の一方端部と、磁石部の回転軸線方向の一方端部とを略面一にすることができるとともに、保持部の回転軸線方向の他方端部と、磁石部の回転軸線方向の他方端部とを略面一にすることができる。これにより、回転軸線方向に保持部が磁石部よりも長くなることを抑制することができるので、回転軸線方向に磁気カップリング装置が大型化するのを抑制することができる。また、回転軸線方向に磁石部が保持部よりも長くなることを抑制することができるので、保持部により、磁石部を確実に固定することができる。
【００２２】
上記第２の局面による磁気カップリング装置の製造方法において、好ましくは、冷やしばめ工程の前に、磁石部の複数の磁石を、接着剤を用いることなく、磁力により円柱状のヨークに密着させる工程をさらに備える。ここで、磁石部にてヨークと接合している磁石は、冷やしばめ工程後に磁石部が膨張して元の大きさに戻った際にはじめて、十分な圧力（内圧）にて保持部とヨークとに挟まれ強固に保持される。すなわち、本発明の磁石部では、保持部に挿入する際、磁石部の磁石に大きな力が働かないので、磁石とヨークを接着剤にて接合させる必要がなくなり、冷やしばめ工程における接着剤の熱収縮や低温耐久性を考慮する必要がなくなる。そのため、容易に、第１カップリング体を作製することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、上記のように、磁石部を十分に固定しつつ保持部および磁石部が破損するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置を示した断面図である。
【図２】図１の２００−２００線に沿った磁気カップリング装置の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の負荷側回転体の磁石部および保持部を示した拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の保持部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の磁石部の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の負荷側回転体の冷やしばめ工程前の状態を示した断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の磁石部の挿入前を示した断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の磁石部の挿入後を示した断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による磁気カップリング装置の保持部の切断および研磨工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による磁気カップリング装置１００について説明する。なお、以下に記載する負荷側回転体１０および駆動源側回転体２０は、それぞれ、本発明の「第１カップリング体」および「第２カップリング体」の一例であり、負荷側回転体１０を第１カップリング体の例として、そして駆動源側回転体２０を第２カップリング体の例として説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態による磁気カップリング装置１００は、図１に示すように、図示しない負荷部に駆動力を伝達する負荷側部１と、図示しない駆動源から駆動力が伝達されるとともに、駆動力を負荷側部１に伝達する駆動源側部２と、負荷側部１側の空間と駆動源側部２側の空間とを隔離する隔離部材３とを備えている。また、負荷側部１および駆動源側部２は、共に、Ｘ方向に延びる回転軸線Ａを回転中心として回転可能に構成されている一方、隔離部材３は回転および移動を行わないように固定されている。
【００２８】
負荷側部１は、図示しない負荷部に一方端部側（Ｘ１側）が接続され、Ｘ１側に延びる軸部１ａと、軸部１ａの他方端部側（Ｘ２側）に接続された負荷側回転体１０とを含んでいる。また、駆動源側部２は、図示しない駆動源に一方端部側（Ｘ２側）が接続され、Ｘ２側に延びる軸部２ａと、軸部２ａの他方端部側（Ｘ１側）に接続された駆動源側回転体２０とを含んでいる。
【００２９】
負荷側回転体１０は、図１および図２に示すように、正円柱状のヨーク１１および弓型の複数の磁石１２から構成される磁石部１０ａと、磁石部１０ａを径方向の外側から覆う円筒状の保持部１３とを含んでいる。また、磁石部１０ａのＸ方向の長さはＬ１である。
【００３０】
ヨーク１１は、一般構造用鋼材であるＳＳ４００からなる。また、ヨーク１１は、磁石１２の磁力により複数の磁石１２が密着される外表面１１ａと、回転軸線Ａに沿って形成され、軸部１ａが挿入および固定される挿入穴１１ｂとを有している。外表面１１ａは、図１に示すように、Ｘ方向（回転軸線方向）に沿って略平行に延びるように形成されている。つまり、ヨーク１１のＸ方向と直交する径方向の直径Ｒ１は、Ｘ方向に沿って変化しない。また、ヨーク１１のＸ方向の長さはＬ１である。
【００３１】
複数の磁石１２は、ネオジム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石）からなる。また、複数の磁石１２の各々の内周面は、ヨーク１１の外表面１１ａに沿うように湾曲するような弓型形状に形成されている。また、複数の磁石１２は、１８個のＮ極磁石１１２と、１８個のＳ極磁石２１２とからなる。なお、Ｎ極磁石１１２とは、外周面側の磁極がＮ極である磁石１２のことを指し、Ｓ極磁石２１２とは、外周面側の磁極がＳ極である磁石１２のことを指す。
【００３２】
また、図３に示すように、ヨーク１１の外表面１１ａ上に、３個のＮ極磁石１１２および３個のＳ極磁石２１２が、回転軸線Ａに沿って並んで配置されている。また、図２に示すように、ヨーク１１の外表面１１ａ上に、６個のＮ極磁石１１２と６個のＳ極磁石２１２とが、回転方向Ｂに沿って等角度間隔で交互に配置されている。なお、各々の磁石１２は、図２および図３に示すように、約１ｍｍ以下の大きさの間隔ｄになるように、Ｘ方向およびＢ方向に沿って配置されている。
【００３３】
ここで、本実施形態では、磁石部１０ａの外周面１０ｂは、図３に示すように、Ｘ１側からＸ２側に向かって、径方向の内側（回転軸線Ａ側）に傾斜するように形成されている。つまり、磁石部１０ａの外周面１０ｂは、Ｘ１側からＸ２側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成されている。具体的には、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおいて、磁石１２は、径方向の厚みｔ１を有するとともに、Ｘ２側の端部１０ｄにおいて、磁石１２は、厚みｔ１よりも小さな径方向の厚みｔ２を有している。そして、磁石部１０ａの外周面１０ｂは、Ｘ１側からＸ２側に向かって外径が小さくなるように、０＜α≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度αで傾斜している。なお、磁石部１０ａの外周面１０ｂのテーパ形状は、磁石１２の外周面がテーパ形状にされることにより形成されている。なお、傾斜角度αは、本発明の「傾斜角度θ」の一例である。
【００３４】
また、図１に示すように、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおける外径Ｒ２（＝ヨーク１１の外径Ｒ１＋（磁石１２の厚みｔ１×２））は、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄにおける外径Ｒ３（＝ヨーク１１の外径Ｒ１＋（磁石１２の厚みｔ２×２））よりも大きくなる。
【００３５】
また、本実施形態では、円筒状の保持部１３には、Ｘ方向に貫通するように形成され、磁石部１０ａが内部に挿入される挿入穴１３ａが形成されている。また、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂは、Ｘ１側からＸ２側に向かって、径方向の内側（回転軸線Ａ側）に傾斜するように形成されている。つまり、図４に示すように、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂは、Ｘ１側からＸ２側に向かって、径方向の穴の直径（穴径）が小さくなるようなテーパ形状に形成されている。
【００３６】
具体的には、図１に示すように、保持部１３は、Ｘ１側の端部１３ｃにおいて、穴径Ｒ２を有するとともに、Ｘ２側の端部１３ｄにおいて、穴径Ｒ２よりも小さな穴径Ｒ３を有している。つまり、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂは、Ｘ１側からＸ２側に向かって穴径が小さくなるように、０＜β≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度βで傾斜している。なお、傾斜角度βは、本発明の「傾斜角度θ」の一例である。
【００３７】
また、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂにおける傾斜角度βは、磁石部１０ａの外周面１０ｂの傾斜角度αと略等しい。この結果、図１および図３に示すように、磁石部１０ａの外周面１０ｂと、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂとは、互いに対応するようにテーパ形状に形成されている。ここで、傾斜角度αおよびβは、０＜α（β）≦ｔａｎ−１（０．1／１０）を満たす方が好ましい。
【００３８】
また、保持部１３は、図３に示すように、Ｘ方向（回転軸線方向）に沿って略一定の厚みｔ３になるように構成されている。つまり、保持部１３の外周面１３ｅは、挿入穴１３ａの内周面１３ｂと略同一の傾斜角度βで傾斜している。また、保持部１３の厚みｔ３は、磁石１２の厚みの約２分の１未満であるのが好ましく、より好ましくは、約４分の１以下である。また、保持部１３の厚みｔ３は、保持部１３による圧力（内圧）が磁石部１０ａに働く遠心力よりも大きくなるような厚みに設定されている。さらに、保持部１３の厚みｔ３は、保持部１３に働く遠心力よりも大きくなるような厚みに設定されている。
【００３９】
また、保持部１３は、非磁性の炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる。このＣＦＲＰは、熱膨張率が非常に小さく、常温（約２０℃）の状態から液体窒素の沸点（−１９６℃）の温度状態に変化させた場合であっても、ほとんど収縮しない性質を有しており、ヨーク１１を構成するＳＳ４００および磁石１２を構成するネオジム磁石よりも冷却によって収縮しにくい。なお、ＣＦＲＰは、エポキシ樹脂などの樹脂材料からなる母材と、引張弾性率が約６００ＧＰａ以上の炭素繊維からなる強化材とから構成されている。また、ＣＦＲＰからなる保持部１３の引張弾性率は、炭素繊維の引張弾性率の約半分程度である。また、保持部１３のＸ方向の長さは、磁石部１０ａのＸ方向の長さＬ１と略等しい。
【００４０】
また、本実施形態では、下記の磁気カップリング装置１００の製造方法において詳述するように、保持部１３の挿入穴１３ａは磁石部１０ａよりも径方向に若干小さく形成されていることによって、締め代（磁石部１０ａの外径と保持部１３の挿入穴１３ａの穴径との差）が確保されている。また、相対的に保持部１３の挿入穴１３ａよりも径方向に若干大きく形成された磁石部１０ａは、保持部１３の挿入穴１３ａに冷やしばめ工程によって挿入されて固定されている。これにより、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂが磁石部１０ａの外周面１０ｂに密着されて、保持部１３により、磁石部１０ａに対して径方向の内側に向かう圧力（内圧）が加えられるように構成されている。この結果、複数の磁石１２が、径方向に移動するのが抑制されて固定されるように構成されている。
【００４１】
また、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃと保持部１３のＸ１側の端部１３ｃとは略面一になるように構成されているとともに、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄと保持部１３のＸ２側の端部１３ｄとは略面一になるように構成されている。
【００４２】
駆動源側回転体２０は、図１および図２に示すように、ヨークを兼ねる円筒部２１と、磁石部２２とを含んでいる。円筒部２１は、図１に示すように、回転軸線Ａを中心とするとともに、Ｘ１側に開口を有する有底円筒状に形成されている。また、駆動源側回転体２０の円筒部２１の内側に、負荷側回転体１０および隔離部材３が配置されている。また、駆動源側回転体２０の負荷側回転体１０の外周面と対向する円筒部２１の内周面２１ａには、磁石部２２と、一対の押さえ部２３とが配置されている。一対の押さえ部２３は、それぞれ、磁石部２２のＸ方向（回転軸線方向）の両端部に配置されることによって、磁石部２２がＸ方向に動くのを抑制する機能を有している。なお、駆動源側回転体２０の磁石部２２は、テーパ形状には形成されておらず、Ｘ方向に沿って略平行に形成されている。
【００４３】
また、磁石部２２は、ネオジム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石）からなる３６個の磁石（１８個のＮ極磁石１２２および１８個のＳ極磁石２２２）を有しており、各々の磁石は、負荷側回転体１０における磁石部１０ａの各々の磁石１２と対向するように配置されている。具体的には、図１に示すように、磁石部２２では、磁石部１０ａと同様に、３個のＮ極磁石１２２および３個のＳ極磁石２２２が、回転軸線Ａに沿って並んで配置されている。また、図２に示すように、磁石部２２では、磁石部１０ａと同様に、６個のＮ極磁石１２２と６個のＳ極磁石２２２とが、回転方向Ｂに沿って等角度間隔で交互に配置されている。なお、Ｎ極磁石１２２とは、径方向の内側（負荷側回転体１０側）の磁極がＮ極である磁石のことを指し、Ｓ極磁石２２２とは、径方向の内側の磁極がＳ極である磁石のことを指す。
【００４４】
また、磁石部１０ａと磁石部２２とは、互いに磁気カップリングするように構成されている。具体的には、図２に示すように、磁気カップリング装置１００の初期状態において、磁石部１０ａのＮ極磁石１１２と磁石部２２のＳ極磁石２２２とが互いに対向するとともに、磁石部１０ａのＳ極磁石２１２と磁石部２２のＮ極磁石１２２とが互いに対向するように構成されている。そして、駆動源側回転体２０（図１参照）が回転軸線Ａ回りに回転した際に、負荷側回転体１０（図１参照）の磁石部１０ａのＳ極磁石２１２が、対向する磁石部２２のＮ極磁石１２２に対して少しずれた状態で従動して、回転方向Ｂに沿って回転移動する。同様に、磁石部１０ａのＮ極磁石１１２が、対向する磁石部２２のＳ極磁石２２２に対して少しずれた状態で従動して、回転方向Ｂに沿って回転移動することによって、負荷側回転体１０が駆動源側回転体２０と共に回転軸線Ａ回りに回転する。この結果、駆動源側回転体２０の回転軸線Ａ回りの駆動力が、負荷側回転体１０の回転軸線Ａ回りの駆動力として伝達されるように構成されている。
【００４５】
本実施形態では、上記のように、負荷側回転体１０が、磁石部１０ａと、磁石部１０ａを径方向の外側から覆う円筒状の保持部１３とを含むとともに、保持部１３により、磁石部１０ａに対して径方向の内側に向かう圧力（内圧）が加えられて、複数の磁石１２が固定されるように構成することによって、保持部１３が複数からなる場合と異なり、複数の保持部による圧力（内圧）が不均一になるのを抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって、磁石部１０ａが配置される径方向の穴の直径（穴径）が小さくなるようなテーパ形状に形成するとともに、磁石部１０ａの外周面１０ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって、外径が小さくなるようにテーパ形状に形成する。また、磁石部１０ａの外周面１０ｂと、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂとを、互いに対応するようにテーパ形状に形成する。このように構成することによって、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂおよび磁石部１０ａの外周面１０ｂがテーパ形状でない場合と異なり、冷やしばめ工程において磁石部１０ａを保持部１３の挿入穴１３ａに挿入する場合に、穴径の大きな箇所から穴径の小さな箇所に向かって挿入すればよいので、磁石部１０ａの径方向の公差および保持部１３の挿入穴１３ａの穴径の公差などを考慮して、磁石部１０ａと保持部１３との間の隙間を確保する必要がない。これにより、テーパ形状の磁石部１０ａをテーパ形状の保持部１３の挿入穴１３ａに挿入した状態で、冷やしばめ工程を行うことができるので、冷やしばめ工程後に磁石部１０ａが膨張して元の大きさに戻った際に、保持部１３により十分な圧力（内圧）を磁石部１０ａに加えることができる。
【００４７】
また、磁石部１０ａおよび保持部１３の挿入穴１３ａをテーパ形状にしていない場合、磁石部１０ａと保持部１３との間に大きな摩擦力が生じることにより、強い押圧力にて保持部１３に磁石部１０ａを挿入しなければならず、保持部１３の厚みｔ３はその際の摩擦により割れないように、充分な厚さを確保する必要があったのに対して、本実施形態では、磁石部１０ａおよび保持部１３の挿入穴１３ａがテーパ形状に形成されていることにより、磁石部１０ａを保持部１３の挿入穴１３ａに挿入する際に、磁石部１０ａと保持部１３との間に大きな摩擦力が生じるのを抑制することができるので、保持部１３の厚みｔ３を大きくすることなく、磁石部１０ａを十分に固定することができる。これにより、負荷側回転体１０の磁石部１０ａを、負荷側回転体１０と磁気カップリングする駆動源側回転体２０により近づけることができるので、負荷側回転体１０と駆動源側回転体２０との間の力（トルク）の伝達をより効率的に行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態では、磁石部１０ａの外周面１０ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって外径が小さくなるように、０＜α≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度αで傾斜させるとともに、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって穴径が小さくなるように、０＜β≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度βで傾斜させる。このように構成することによって、容易に、テーパ形状の磁石部１０ａをテーパ形状の保持部１３の挿入穴１３ａに挿入して両者を密着させた状態で、冷やしばめ工程を行うことができる。また、テーパ形状に形成された負荷側回転体１０と、テーパ形状に形成していない駆動源側回転体２０との間隔が、Ｘ１側とＸ２側とで大きく異なることを抑制することができるので、磁気カップリング装置１００において、Ｘ１側とＸ２側とで磁気カップリングの状態が大きく異なることを抑制することができる。これにより、負荷側回転体１０と駆動源側回転体２０との間の力（トルク）の伝達が不安定になるのを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、保持部１３の厚みｔ３を、保持部１３による圧力（内圧）が磁石部１０ａに働く遠心力よりも大きくなるような厚みに設定することによって、負荷側回転体１０の回転時に、磁石部１０ａに働く遠心力により保持部１３が破損することを確実に抑制することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、保持部１３を、回転軸線方向に沿って略一定の厚みｔ３になるように構成することによって、保持部１３の厚みｔ３を回転軸線方向に沿って異ならせる必要がないので、容易に、保持部１３を形成することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、保持部１３が、非磁性のＣＦＲＰからなることによって、保持部１３を軽量化することができるとともに、保持部１３の引張弾性率が大きいので、冷やしばめ工程後に磁石部１０ａが膨張して元の大きさに戻った際に、保持部１３の変形量を十分に小さくすることができる。さらに、ＣＦＲＰは引張強度が高いので、負荷側回転体１０が高速回転することによって働く遠心力によって保持部１３が割れることが起きにくくなり、保持部１３の厚さｔ３を薄くすることができる。これにより、保持部１３のさらなる軽量化を図ることができる。また、保持部１３が非磁性であるので、負荷側回転体１０と駆動源側回転体２０との磁気カップリングの状態が不安定になるのを抑制することができるとともに、トルク伝達効率が低下するのを抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、磁石部１０ａを、正円柱状のヨーク１１およびヨークの外表面１１ａに磁力により密着している複数の磁石１２から構成することによって、容易に、磁石部１０ａを形成することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、各々の磁石１２を、間隔ｄが約１ｍｍ以下になるようにＸ方向およびＢ方向に沿って配置することによって、冷やしばめ工程の際に、磁石１２とヨーク１１との冷却による収縮度合いが異なることに起因して磁石１２同士が接触するのを抑制することができる。これにより、磁石１２が破損するのを抑制することができる。
【００５４】
次に、図１、図２および図４〜図９を参照して、磁気カップリング装置１００の製造プロセスについて説明する。
【００５５】
まず、ＣＦＲＰからなる円筒状の保持部１３を作製する。具体的には、図４に示すように、回転しているマンドリル１０１の外表面１０１ａに対して、樹脂を浸み込ませた炭素繊維（図示せず）を厚みｔ３になるまで巻きつけた後に、熱を加えて樹脂を硬化させる。これにより、ＣＦＲＰからなる円筒状の保持部１３が作製される。この際、マンドリル１０１として、外表面１０１ａが、０＜β≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度βで傾斜しているマンドリル１０１を用いる。これにより、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂが、傾斜角度βで傾斜するようにテーパ形状に形成される。
【００５６】
また、保持部１３は、図１に示す負荷側回転体１０におけるＸ方向の長さＬ１よりも大きな長さＬ２で形成される。この際、保持部１３のＸ１側の端部１３ｃは、図１に示す負荷側回転体１０における穴径Ｒ２よりも大きな穴径Ｒ４を有するとともに、Ｘ２側の端部１３ｄは、図１に示す負荷側回転体１０における穴径Ｒ３よりも小さな穴径Ｒ５を有するように形成される。
【００５７】
このとき、冷やしばめによる収縮を考慮して、保持部１３を締め代分だけ小さく形成する。
【００５８】
また、図５に示すように、正円柱状のヨーク１１を準備する。なお、前段で冷やしばめによる収縮を考慮して、保持部１３を締め代分だけ小さく形成すると記載したが、ヨーク１１の径方向の直径Ｒ１ａを、図１に示す負荷側回転体１０における直径Ｒ１よりも、所定の大きさ（締め代）だけ大きく形成しても同様の効果が得られる。
【００５９】
そして、径方向に厚みｔ１を有する３６個の磁石１２（１８個のＮ極磁石１１２および１８個のＳ極磁石２１２）を、正円柱状のヨーク１１の外表面１１ａに密着させる。この際、３個のＮ極磁石１１２および３個のＳ極磁石２１２を回転軸線Ａに沿って並んで配置するとともに、図２に示すように、６個のＮ極磁石１１２と６個のＳ極磁石２１２とを、回転方向Ｂに沿って等角度間隔で交互に配置する。なお、この際、接着剤を用いずに、磁力により、ヨーク１１の外表面１１ａに３６個の磁石１２を密着させる。
【００６０】
そして、図５に示すように、固定治具１０２を用いて、磁石部１０ａをＸ方向の両側から挟み込むことによって、磁石部１０ａをＸ方向（回転軸線方向）に固定する。また、磁石部１０ａのＸ方向の長さは、図１に示す負荷側回転体１０と同様に、Ｌ１である。つまり、保持部１３のＸ方向の長さＬ２は、磁石部１０ａのＸ方向の長さＬ１よりも大きい。
【００６１】
そして、研磨装置１０３を用いて、磁石部１０ａの外周面１０ｂにテーパ形状を形成する加工を行う。テーパ形状の加工では、磁石部１０ａの回転軸に対して研磨装置１０３の回転軸を平行な状態から少し傾けて、研磨装置１０３をＸ方向に回転させながら移動させることによって、磁石部１０ａの外周面１０ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって外径が小さくなるように研磨する。この際、磁石部１０ａの外周面１０ｂが、０＜α≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度αで傾斜するように研磨する。これにより、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおいて、磁石１２の厚みは、厚みｔ１のままである一方、Ｘ２側の端部１０ｄにおいて、磁石１２の厚みは、厚みｔ１よりも小さな厚みｔ２になり、磁石部１０ａの外周面１０ｂにテーパ形状が形成される。
【００６２】
この結果、磁石部１０ａは、図１に示す負荷側回転体１０（実際に磁石部１０ａが挿入される位置における、保持部１３の挿入穴１３ａ）よりも径方向に前述した所定の大きさ（締め代）だけ大きくなる。具体的には、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおける外径Ｒ２ａ（＝ヨーク１１の外径Ｒ１ａ＋（磁石１２の厚みｔ１×２））、および、Ｘ２側の端部１０ｄにおける外径Ｒ３ａ（＝ヨーク１１の外径Ｒ１ａ＋（磁石１２の厚みｔ２×２））は、それぞれ、図１に示す負荷側回転体１０における外径Ｒ２およびＲ３よりも、所定の大きさ（締め代）だけ大きくなるとともに、Ｘ方向に沿って、図１に示す負荷側回転体１０よりも、径方向に所定の大きさ（締め代）だけ大きくなる。
【００６３】
そして、図６〜図８に示すように、磁石部１０ａを保持部１３に挿入するための冷やしばめ工程を行う。具体的には、まず、図６に示すように、液体窒素で満たされた冷却容器１０４内に、保持部１３のＸ１側（穴径が大きい側）が冷却容器１０４の開口１０４ａ側に位置するように、保持部１３を配置する。そして、保持部１３を液体窒素の沸点（−１９６℃）と略同一の温度の状態になるまで冷却する。この冷却過程において、保持部１３はほとんど収縮しない。
【００６４】
そして、十分に保持部１３が冷却された後に、冷却容器１０４内に、磁石部１０ａを、磁石部１０ａのＸ２側（外径が小さい側）から挿入することにより、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄが、保持部１３のＸ１側の端部１３ｃと対向するように配置する。
【００６５】
この際、図７に示すように、磁石部１０ａが液体窒素の沸点（−１９６℃）と略同一の温度になる前の状態においては、磁石部１０ａの端部１０ｃにおける外径Ｒ２ａ、および、Ｘ２側の端部１０ｄにおける外径Ｒ３ａが、それぞれ、図１に示す負荷側回転体１０における外径Ｒ２およびＲ３よりも、共に所定の大きさだけ大きくなるように形成されているため、磁石部１０ａの一部しか保持部１３の挿入穴１３ａに挿入されない。
【００６６】
その後、磁石部１０ａが液体窒素の沸点（−１９６℃）と略同一の温度の状態になるまで冷却されることによって、磁石部１０ａの外径Ｒ２ａおよびＲ３ａが、それぞれ、図１に示す負荷側回転体１０における外径Ｒ２およびＲ３と略同一の大きさになるまで、磁石部１０ａは収縮される。これにより、図８に示すように、冷却された状態の磁石部１０ａが締め代分だけ収縮することによって、テーパ形状の磁石部１０ａがテーパ形状の保持部１３の挿入穴１３ａに、穴径の大きな箇所（Ｘ１側の端部１３ｃ）から穴径の小さな箇所（Ｘ２側の端部１３ｄ）に向かって、Ｘ２方向に挿入される。この際、冷却された状態の磁石部１０ａは、冷却しない状態で圧入する場合よりも小さな力をＸ２方向に加えるだけで、容易に、冷却された状態の保持部１３の挿入穴１３ａに挿入される。
【００６７】
そして、磁石部１０ａが保持部１３に完全に挿入された後、磁石部１０ａが挿入された保持部１３を冷却容器１０４から取り出して、常温に戻す。これにより、収縮していた磁石部１０ａが膨張する。これにより、磁石部１０ａが保持部１３の挿入穴１３ａ内に密着した状態で固定されて、冷やしばめ工程が終了される。
【００６８】
そして、固定治具１０２を取り外した後、図９に示すように、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃと保持部１３のＸ１側の端部１３ｃとが略面一になるように、切断線Ｃで切断および研磨する。これにより、保持部１３のＸ１側の一部が取り除かれる。同様に、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄと保持部１３のＸ２側の端部１３ｄとが略面一になるように、切断線Ｃで切断および研磨する。これにより、保持部１３のＸ２側の一部が取り除かれる。この結果、負荷側回転体１０が作製される。その後、図１に示すように、ヨーク１１の挿入穴１１ｂに、軸部１ａを挿入および固定することによって、負荷側部１が作製される。
【００６９】
そして、別途作製した駆動源側部２および隔離部材３と、負荷側部１とを、図１および図２に示すように配置する。これにより、磁気カップリング装置１００が作製される。
【００７０】
本実施形態の製造方法では、上記のように、磁石部１０ａを、保持部１３の挿入穴１３ａに冷やしばめ工程によって挿入して固定することによって、冷却により収縮した状態の磁石部１０ａを保持部１３に挿入することができるので、保持部１３の挿入穴１３ａの穴径を、磁石部１０ａの外径よりも小さく形成して締め代（磁石部１０ａの外径と保持部１３の挿入穴１３ａの穴径との差）を確保した状態であっても、圧入に比べて小さな力で、磁石部１０ａを保持部１３に挿入することができる。これにより、保持部１３や磁石部１０ａが破損するのを抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態の製造方法では、冷やしばめ工程において、冷却された状態の磁石部１０ａのＸ１側の外径Ｒ２およびＸ２側の外径Ｒ３を、それぞれ、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂにおける穴径Ｒ２およびＲ３と略同一の大きさにすることによって、テーパ形状の磁石部１０ａをテーパ形状の保持部１３の挿入穴１３ａに挿入して両者を確実に密着させることができる。
【００７２】
また、本実施形態の製造方法では、保持部１３のＸ方向の長さＬ２を、磁石部１０ａのＸ方向の長さＬ１よりも大きくする。そして、冷やしばめ工程の後に、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃと保持部１３のＸ１側の端部１３ｃとが略面一になるように、保持部１３のＸ１側の一部を取り除くとともに、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄと保持部１３のＸ２側の端部１３ｄとが略面一になるように、保持部１３のＸ２側の一部を取り除く。これにより、Ｘ方向（回転軸線方向）に大きめに形成した保持部１３の挿入穴１３ａに磁石部１０ａを挿入した後に、保持部１３の一部を取り除くことによって、磁石部１０ａおよび保持部１３においてＸ方向の長さを予め合わせている場合と異なり、確実に、保持部１３のＸ１側の端部１３ｃと、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃとを略面一にすることができるとともに、保持部１３のＸ２側の端部１３ｄと、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄとを略面一にすることができる。この結果、Ｘ方向に保持部１３が磁石部１０ａよりも長くなることを抑制することができるので、Ｘ方向に磁気カップリング装置１００が大型化するのを抑制することができる。また、Ｘ方向に磁石部１０ａが保持部１３よりも長くなることを抑制することができるので、保持部１３により、磁石部１０ａを確実に固定することができる。
【００７３】
また、本実施形態の製造方法では、冷やしばめ工程の前に、接着剤を用いずに、磁力により、ヨーク１１の外表面１１ａに３６個の磁石１２を密着させることによって、磁石部１０ａにてヨーク１１と接合している磁石１２は、冷やしばめ工程後に磁石部１０ａが膨張して元の大きさに戻った際にはじめて、十分な圧力（内圧）にて保持部１３とヨーク１１とに挟まれ強固に保持される。つまり、本実施形態の磁石部１０ａでは、保持部１３に挿入する際、磁石部１０ａの磁石１２に大きな力が働かないので、磁石１２とヨーク１１を接着剤にて接合させる必要がなくなり、冷やしばめ工程における接着剤の熱収縮や低温耐久性を考慮する必要がなくなる。そのため、容易に、負荷側回転体１０を作製することができる。
【００７４】
（実施例）
次に、図１、図４、図５および図８を参照して、上記実施形態に記載した磁気カップリング装置１００の負荷側回転体１０の実施例について説明する。
【００７５】
この実施例における負荷側回転体１０では、図５に示すように、磁石部１０ａのＸ方向（回転軸線方向）の長さＬ１を、６３．０ｍｍにした。また、冷やしばめ前のヨーク１１の径方向の直径Ｒ１ａを、１２５．２５ｍｍになるように形成した。また、磁石部１０ａの外周面１０ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって外径が小さくなるように、α≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度αで傾斜するように形成した。具体的には、磁石１２のＸ１側の端部１０ｃにおける厚みｔ１を、５．０７５ｍｍにするとともに、Ｘ２側の端部１０ｄにおける厚みｔ２を、４．９２５ｍｍにした。この結果、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおける外径Ｒ２ａ（＝ヨーク１１の外径Ｒ１ａ＋磁石１２の厚みｔ１×２）が、１３５．４００ｍｍになるとともに、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄにおける外径Ｒ３ａ（＝ヨーク１１の外径Ｒ１ａ＋磁石１２の厚みｔ２×２）が、１３５．１００ｍｍになった。
【００７６】
また、図４に示すように、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂを、Ｘ１側からＸ２側に向かって穴径が小さくなるように、β≦ｔａｎ−１（０．２／１０）を満たすような傾斜角度βで傾斜するように形成した。つまり、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂを、磁石部１０ａの外周面１０ｂに対応するようなテーパ角になるように形成した。具体的には、保持部１３のＸ１側の端部１３ｃにおける穴径Ｒ２を、１３５．２７５ｍｍにするとともに、Ｘ２側の端部１３ｄにおける穴径Ｒ３を、１３４．９７５ｍｍにした。また、保持部１３の厚みｔ３を、２．０ｍｍにするとともに、Ｘ方向に沿って一定の厚みにした。
【００７７】
すなわち、保持部１３のＸ１側の端部１３ｃにおける穴径Ｒ２（図４参照）を、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃにおける外径Ｒ２ａ（図５参照）よりも、締め代として０．１２５ｍｍ（＝１３５．４００−１３０．２７５）だけ小さく形成するとともに、保持部１３のＸ２側の端部１３ｄにおける穴径Ｒ３（図４参照）を、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄにおける外径Ｒ３ａ（図５参照）よりも、締め代として０．１２５ｍｍ（＝１３５．１００−１３４．９７５）だけ小さく形成した。
【００７８】
そして、上記した冷やしばめ工程において磁石部１０ａを冷却することによって、磁石部１０ａの外径Ｒ２ａおよびＲ３ａを、それぞれ、外径Ｒ２およびＲ３と同一の大きさになるまで、磁石部１０ａを収縮させた。つまり、磁石部１０ａを、径方向に０．１２５ｍｍ（締め代）だけ収縮させた。そして、図８に示すように、冷却された状態の磁石部１０ａを、冷却された状態の保持部１３の挿入穴１３ａに、穴径の大きな側（Ｘ１側の端部１３ｃ）から穴径の小さな側（Ｘ２側の端部１３ｄ）に向かって、Ｘ２方向に挿入した。
【００７９】
その後、磁石部１０ａが挿入された保持部１３を冷却容器１０４から取り出して、常温に戻した後、上記した製造方法に基づいて、図１に示す磁気カップリング装置１００を作製した。そして、負荷側回転体１０を、１分あたり２万回の回転速度で回転させた。この際、磁石部１０ａの３６個の磁石１２は、保持部１３により、移動せずに十分に固定されていた。この結果、上記実施例では、保持部１３により、磁石部１０ａに十分な圧力（内圧）が加えられており、磁石部１０ａを十分に固定できていると考えられる。
【００８０】
ここで、保持部１３の厚みｔ３について考える。保持部１３の厚みｔ３は、保持部１３による圧力（内圧）が磁石部１０ａに働く遠心力よりも大きいという条件から、ｔ３＞（ｒ×ρｍ×ｔｍ×ｒ×ω２）／（ε×Ｅｃ）という式が導き出される。なお、上記式のうち、ｔ３は、保持部１３の厚み、ｒは、磁石部１０ａの平均の半径、ρｍは、磁石１２の磁石密度、ｔｍは、磁石１２の平均の厚み、および、ωは磁石部１０ａ（負荷側回転体１０）の角速度、εは、保持部１３の冷やしばめ工程後の径方向の歪み、Ｅｃは、保持部１３の縦弾性係数である。
【００８１】
また、本実施形態では、冷やしばめ工程時において、磁石部１０ａの外周面１０ｂの外径と、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂの穴径とを同一の大きさにすることが可能であるので、上記実施例における保持部１３の冷やしばめ工程後の径方向の歪みεは、ε＝α×ΔＴで表すことが可能である。なお、上記式のうち、αは、磁石部１０ａの線膨張係数、ΔＴは、冷やしばめ工程時の温度差である。
【００８２】
ここで、αは、磁石部１０ａの線膨張係数を磁石部１０ａの大半を占めるヨーク１１の線膨張係数で近似することができるので、上記実施例における具体的な数値を代入すると、磁石部１０ａの線膨張係数α＝１１．７×１０−６（ＳＳ４００の線膨張係数）、ΔＴ＝２０（常温）−（−１９６）（液体窒素の沸点）＝２１６になり、その結果、ε＝２．５３×１０−３になる。
【００８３】
また、上記実施例におけるε以外の値は、それぞれ、磁石部１０ａの平均の半径ｒ＝６５ｍｍ、磁石１２の磁束密度ρｍ＝７．４×１０−３ｇ／ｍｍ３（一般的なネオジム磁石の密度）、磁石１２の平均の厚みｔｍ＝５．０ｍｍ、磁石部１０ａの角速度＝２０９０ｒａｄ／ｓ、保持部１３の縦弾性係数Ｅｃ＝３００ＧＰａになる。
【００８４】
この結果、上記した式からｔ３を求めると、ｔ３＞０．９０ｍｍになる。つまり、安全率として２倍を掛け合わせたとしても、ｔ３＞１．８０ｍｍになる。つまり、上記実施例の保持部１３の厚みｔ３（２．０ｍｍ）は上記した式を十分に満たしているので、保持部１３による圧力（内圧）を磁石部１０ａに働く遠心力よりも十分に大きくすることが可能である。
【００８５】
また、保持部１３の厚みｔ３を２．０ｍｍにすることによって、保持部１３の厚みｔ３が６．５ｍｍである場合と比べて、トルクの伝達率を２５％程度向上させることができた。つまり、保持部１３の厚みｔ３を小さくすることによって、磁石部１０ａを、負荷側回転体１０と磁気カップリングする駆動源側回転体２０により近づけることができ、その結果、負荷側回転体１０と駆動源側回転体２０との間の力（トルク）の伝達をより効率的に行うことができることが確認できた。
【００８６】
なお、保持部１３の厚みｔ３は、負荷側回転体１０の回転数などの条件が変更された場合には、上記した式に合わせて変更される。そのような場合であっても、本実施形態では、冷やしばめ工程時において、磁石部１０ａの外周面１０ｂの外径と、保持部１３の挿入穴１３ａの内周面１３ｂの穴径とを一致させることが可能であるので、保持部１３の厚みｔ３を小さくすることが可能である。
【００８７】
また、本実施形態では、保持部１３の厚みｔ３を大きく確保できる場合には、保持部１３を構成するＣＦＲＰの炭素繊維として、引張弾性率が小さな炭素繊維を用いることが可能である。引張弾性率が小さいものを用いても十分に磁石部１０ａに対して圧力（内圧）を加えつつ、保持部１３が破損することをより確実に抑制することが可能である。
【００８８】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８９】
たとえば、上記実施形態では、磁石部１０ａの外周面１０ｂのテーパ形状を、磁石１２の外周面をテーパ形状にすることにより形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、磁石部１０ａの外周面１０ｂをテーパ状に形成せずに、ヨーク１１の外表面をテーパ状に形成することによって、磁石部１０ａの外周面１０ｂをテーパ形状に形成してもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、保持部１３として、ＣＦＲＰを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、保持部として、ＣＦＲＰの代わりに、エポキシ樹脂などの樹脂材料からなる母材と、ガラス繊維からなる強化材とから構成されるガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を用いてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、ヨーク１１の外表面１１ａ上に、３個のＮ極磁石１１２および３個のＳ極磁石２１２が回転軸線Ａに沿って並んで配置されるとともに、６個のＮ極磁石１１２と６個のＳ極磁石２１２とが、回転方向Ｂに沿って等角度間隔で交互に配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石部の磁石は１つからなるように構成してもよい。また、磁石部の磁石が、回転方向に沿って一体に形成されたリング状の複数の磁石からなるように構成してもよい。この場合、複数のリング状の磁石は、回転軸線方向に沿って並んで配置される。また、磁石部の磁石が、回転軸線方向に沿って一体に形成された複数の磁石からなるように構成してもよい。この場合、複数の磁石は、回転方向に沿って並んで配置される。
【００９２】
また、上記実施形態では、ヨーク１１がＳＳ４００からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヨークは、磁性材料であれば特に限定されない。たとえば、ヨークは、ＳＵＳ４３０でもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、磁石がネオジム磁石からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、磁石は、フェライト磁石でもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、保持部１３の挿入穴１３ａをＸ方向に貫通するように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保持部の挿入穴は、貫通するように形成されていなくてもよく、たとえば、保持部を、図１におけるＸ１側に開口を有し、図１におけるＸ２側に底部を有するようなカップ形状（有底円筒状）に形成してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、磁石部１０ａのＸ１側の端部１０ｃと保持部１３のＸ１側の端部１３ｃとを略面一になるように形成するとともに、磁石部１０ａのＸ２側の端部１０ｄと保持部１３のＸ２側の端部１０ｄとを略面一になるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石部の端部と保持部の端部とは、面一でなくてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、駆動源側回転体２０（第２カップリング体）が回転可能な例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、テーパ形状が形成される負荷側回転体が回転可能なように構成されていればよく、第２カップリング体は回転しなくてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、駆動源側回転体２０の円筒部２１の内側に、負荷側回転体１０および隔離部材３が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、負荷側回転体と駆動源側回転体とを、共に円盤状に形成するとともに、回転軸線方向に互いに対向するように配置してもよい。この際、負荷側回転体と駆動源側回転体との両方に、テーパ形状の磁石部および保持部を設けた方が好ましい。
【符号の説明】
【００９８】
１０  負荷側回転体（第１カップリング体）
１０ａ  磁石部
１０ｂ  外周面
１１  ヨーク
１１ａ  外表面
１２  磁石
１３  保持部
１３ａ  挿入穴
１３ｂ  内周面
２０  駆動源側回転体（第２カップリング体）
１００  磁気カップリング装置
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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