(57)【要約】【課題】磁性体の配向を径方向全体に亘って確実に揃えることができるロータの製造装置及びロータの製造方法を提供する。【解決手段】ロータコア４１の周方向に間隔をあけて形成されたスリット４４ａ〜４４ｃ内に磁性材料を配置するためのロータ製造装置５１において、ロータコア４１を囲繞する筒状の界磁手段６５を有し、界磁手段６５は、周方向に異極となるように着磁された複数の界磁マグネット６６と、界磁マグネット６６間にそれぞれ配置された複数の磁性コア６７と、を備え、ロータコア４１に対して磁場が印加された状態で、スリット４４ａ〜４４ｃ内に磁性体を充填することを特徴とする。【選択図】図４
2014143906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアの周方向に間隔をあけて形成されたスリット内に磁性体を配設するためのロータの製造装置において、
前記ロータコアを囲繞する筒状の界磁手段を有し、
前記界磁手段は、
周方向に異極となるように着磁された複数の界磁マグネットと、
前記界磁マグネット間にそれぞれ配置された複数の磁性コアと、を備え、
前記ロータコアに対して磁場が印加された状態で、前記スリット内に前記磁性体を充填することを特徴とするロータの製造装置。
【請求項２】
前記ロータコアは、前記スリットと前記磁性コアとが前記界磁手段の径方向に対向するように前記界磁手段内に配置されることを特徴とする請求項１記載のロータの製造装置。
【請求項３】
前記ロータコアは、周方向に隣接する前記スリット間に前記界磁マグネットが跨るように前記界磁手段内に配置されることを特徴とする請求項２記載のロータの製造装置。
【請求項４】
前記界磁マグネットは、希土類系磁石からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のロータの製造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のロータの製造装置を用いたロータの製造方法であって、
前記ロータコアを前記界磁手段内にセットするセット工程と、
前記ロータコアの前記スリット内に前記磁性体の成形材料を供給する供給工程と、を備えていることを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの製造装置及びロータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コイルが巻装されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備え、コイルへの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させるブラシレスモータが知られている。
この種のブラシレスモータのロータは、回転軸に外嵌固定された筒状のロータコアと、ロータコアの外周部分に配置され、周方向に磁極が順番になるように（径方向で異極となるように）配置された複数のマグネットと、を有している。
【０００３】
マグネットをロータに配置する方式として、ロータコアにスリットを形成し、このスリット内にマグネットを配置するマグネット埋込方式（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）がある。
そして、マグネット埋込方式のロータに用いるマグネットとして、形状や寸法の自由度、加工の容易性等の観点から、異方性を有するボンド永久磁石を用いる場合がある。
一方、異方性のボンド永久磁石は、例えばフェライト系や希土類系等の磁性材料が樹脂材料に分散された磁性成形材料を、磁場中で成形することで、磁性材料の配向を揃えつつ磁性体として製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、特許文献１に記載されるような成形方法を用いた、従来のロータ製造装置１００について簡単に説明する。図７は、従来のロータ製造装置１００を示す平面図である。
図７に示すように、ロータ製造装置１００は、それぞれ扇状とされた界磁マグネット１０１及び非磁性体１０２が周方向に交互に並んで、全体として筒状に形成された界磁手段１０３を備えている。界磁マグネット１０１は、周方向に磁極が順番になるように配置されるとともに、周方向に沿う幅が非磁性体１０２よりも短くなっている。
【０００５】
この場合、一の界磁マグネット１０１から延びる磁力線Ｂ’は、Ｎ極（例えば、径方向内側の端面）から、周方向に隣接する他の界磁マグネット１０１のＳ極（例えば、径方向内側の端面）に向かう閉ループとなる。
【０００６】
なお、図７に示すロータコア１１０は、いわゆる多層ＩＰＭ構造のものであって、リラクタンスモータをベースとしつつ、ロータコア１１０にマグネットを配することにより、マグネットの磁力を補助的に利用したマグネット補助型のリラクタンスモータである。具体的に、ロータコア１１０には、ロータの磁気抵抗を回転方向に沿って異ならせるためのスリット１１２ａ〜１１２ｃが径方向に間隔をあけて複数設けられ、これらスリット１１２ａ〜１１２ｃからなるスリット群１１２が周方向に間隔をあけて複数形成されている。各スリット１１２ａ〜１１２ｃは、径方向内側に向けて突の円弧状とされ、ロータコア１１０の外周より外側に設定される図示しない仮想曲率中心を中心として同軸上に配置されている。
【０００７】
上述したロータ製造装置１００を用いてロータを製造する場合、まずロータコア１１０を界磁手段１０３の内側にセットする。この際、ロータコア１１０のスリット群１１２が、周方向において界磁マグネット１０１と同等の位置に配置されるように、ロータコア１１０の周方向の位置合わせを行う。これにより、周方向で隣接する界磁マグネット１０１から延びる磁力線Ｂ’がスリット１１２ａ〜１１２ｃを交差（例えば、法線方向）するように発生する。
そして、この状態でスリット１１２ａ〜１１２ｃ内に溶融した磁性成形材料を注入することで、磁性成形材料の分子配向を揃えつつ、ボンド磁性体を成形できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般的に、磁性成形材料の分子配向を揃えるためには、１[Ｔ]（テスラ）以上の磁場が必要とされているが、上述した従来のロータ製造装置１００にあっては、径方向内側に向かうに従い磁束密度が低くなるため、ロータコア１１０の外周側で界磁手段１０３により発生させた磁場（磁束）がロータコア１１０内部に到達し辛い。この場合、ロータコア１１０の径方向内側付近の領域Ｘでは所望の磁場を掛けられず、ボンド磁性体における径方向全体の分子の配向を揃えることが難しい。そのため、配向後、ボンド磁性体を着磁する際に所望の磁力を付与することができないという問題がある。
特に、上述した多層ＩＰＭ構造のロータを採用する場合には、同一のスリット群１１２のうち、最も径方向内側に位置するスリット１１２ａに形成されるボンド磁性体の中央部位がロータコア１１０の貫通孔１１０ａ寄りに位置するようになっているため、さらに磁束密度が低くなってしまいボンド磁性体の配向を揃えることが難しい。
【００１０】
これに対して、界磁マグネット１０１の周方向の幅を拡大して、界磁マグネット１０１から発生する磁束密度を高くすることも考えられる。
しかしながら、この場合には界磁マグネット１０１間に配置される非磁性体１０２の周方向の幅が縮小されるため、磁力線Ｂ’が径方向内側まで延びなくなるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、磁性体の配向を径方向全体に亘って確実に揃えることができるロータの製造装置及びロータの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係るロータの製造装置は、ロータコアの周方向に間隔をあけて形成されたスリット内に磁性体を配設するためのロータの製造装置において、前記ロータコアを囲繞する筒状の界磁手段を有し、前記界磁手段は、周方向に異極となるように着磁された複数の界磁マグネットと、前記界磁マグネット間にそれぞれ配置された複数の磁性コアと、を備え、前記ロータコアに対して磁場が印加された状態で、前記スリット内に前記磁性体を充填することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、周方向で隣接する界磁マグネットから延びる磁力線は、Ｎ極（例えば、各界磁マグネットの対向面側）から各界磁マグネット間（周方向内側）に配置された磁性コアを通過する。その後、磁力線は、各界磁マグネットの周方向外側に配置された各磁性コアに回り込んで、Ｓ極（各界磁マグネットの対向面とは反対側）に向かう閉ループが形成される。
すなわち、周方向で隣接する界磁マグネットから発生する磁束が、各界磁マグネット間に位置する磁性コアで集中した後、径方向の内側に向けて延びることになるので、界磁手段内に高磁束の磁場を発生させることができる。
そのため、界磁手段内に収容されるロータコアに対して径方向の全体に亘って磁場を印加することができるので、各スリット内で磁性体を成形する際に、磁性体の配向を径方向全体に亘って揃えることができる。これにより、配向後、磁性体を着磁した場合に、所望の磁力が付与された永久磁石を提供することができる。この場合、上述した多層ＩＰＭ構造のロータであっても、径方向内側に位置するスリットに充填される磁性体まで配向を確実に揃えることができる。
【００１４】
また、本発明に係るロータの製造装置は、前記ロータコアは、前記スリットと前記磁性コアとが前記界磁手段の径方向に対向するように前記界磁手段内に配置されていてもよい。
この構成によれば、界磁手段の径方向において、ロータコアのスリットと、磁性コアと、が対向するようにロータコアを界磁手段内に配置することで、周方向で隣接する界磁マグネットから延びる磁力線がスリットを通過し易くなる。そのため、スリットに磁束を集中させることができ、磁性体の配向をより確実に揃えることができる。
【００１５】
また、本発明に係るロータの製造装置は、前記ロータコアは、周方向に隣接する前記スリット間に前記界磁マグネットが跨るように前記界磁手段内に配置されていてもよい。
この構成によれば、周方向で隣接する界磁マグネットから延びる磁力線をスリットに確実に通過させることができ、磁性体の配向をより確実に揃えることができる。
【００１６】
また、本発明に係るロータの製造装置は、前記界磁マグネットは、希土類系磁石からなっていてもよい。
この構成によれば、界磁マグネットから発生する磁束を増加させ、界磁手段内に効率的に磁場を印加することができる。
【００１７】
また、本発明に係るロータの製造方法は、上記本発明のロータの製造装置を用いたロータの製造方法であって、前記ロータコアを前記界磁手段内にセットするセット工程と、前記ロータコアの前記スリット内に前記磁性体の成形材料を供給する供給工程と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、周方向で隣接する界磁マグネットから発生する磁束が、各界磁マグネット間に位置する磁性コアで集中した後、径方向の内側に向けて延びることになるので、界磁手段内の径方向全体に亘って磁束を確保できる。
そのため、界磁手段内に収容されるロータコアに対して径方向の全体に亘って磁場を印加することができるので、供給工程において、各スリット内に磁性体の成形材料を供給する際に、磁性体の配向を径方向全体に亘って揃えることができる。そのため、配向後の磁性体を着磁する際に所望の磁力を付与することができる。この場合、上述した多層ＩＰＭ構造のロータであっても、径方向内側に位置するスリットに供給される磁性体まで配向を確実に揃えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るロータの製造装置及びロータの製造方法によれば、磁性体の配向を径方向全体に亘って確実に揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一の実施形態におけるブラシレスモータの中心軸を含む断面図である。
【図２】第一の実施形態におけるロータの平面図である。
【図３】図４のＡ−Ａ線に相当するロータ製造装置の断面図である。
【図４】第一の実施形態におけるロータ製造装置の平面図である。
【図５】第一の実施形態におけるロータ製造装置（界磁手段）の磁束分布図である。
【図６】第二の実施形態におけるロータ製造装置の平面図である。
【図７】従来のロータ製造装置の平面図である。
【図８】従来のロータ製造装置（界磁手段）の磁束分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一の実施形態）
以下、第一の実施形態におけるロータの製造装置（以下、ロータ製造装置という）及びロータの製造方法を図面に基づいて説明する。まず、以下の説明では、後述するロータ製造装置５１で製造されるロータ４を備えたブラシレスモータ１について説明する。
（ブラシレスモータ）
図１は、ブラシレスモータ１の中心軸Ｏを含む断面図である。
図１に示すように、本実施形態のブラシレスモータ１は、例えば図示しない電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）等に用いられるものであって、ステータハウジング２に圧入された筒状のステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられた円柱状のロータ４と、を有している。
【００２１】
ステータハウジング２は、有底筒形状とされ、その底部２ａの中央部には軸受５が圧入されている。なお、ステータハウジング２、ステータ３、及びロータ４は、それぞれの中心軸線が共通軸上に位置した状態で配設されている。以下、上述した共通軸を中心軸Ｏといい、その軸方向に沿うステータハウジング２の開口部側を軸方向一方側、底部２ａ側を軸方向他方側といい、また、中心軸Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００２２】
ステータ３は、筒状のステータコア１０を有している。ステータコア１０は、外周面が、上述したステータハウジング２の筒状部分における内周面に圧入されている。ステータコア１０には、径方向内側に向かって複数のティース１１が周方向に等間隔で突設されている。ティース１１には、図示しないインシュレータを介してコイル１２が巻装されている。なお、ステータコア１０は鋼板材を複数枚積層して構成されている。
【００２３】
ステータハウジング２内において、ステータコア１０に対して軸方向一方側には、環状のバスバーユニット２２が設けられている。バスバーユニット２２は、外部からの電力をコイル１２に供給するためのものであって、環状の樹脂モールド体２２ａに金属製のバスバー２２ｂが複数埋設されている。そして、上述した各ティース１１に巻装されているコイル１２の各端末部１２ａは、ステータハウジング２における軸方向一方側に向かって引き出され、対応する各バスバー２２ｂにそれぞれ接続されている。
【００２４】
上述したバスバーユニット２２は、ステータハウジング２の外周部に突設された電源コネクタ（不図示）にリード線２３を介して接続されている。電源コネクタには、外部電源から延びる電源ケーブルのコネクタ（不図示）が嵌着可能に形成されており、外部からの電力をバスバーユニット２２に供給できるようになっている。
【００２５】
バスバーユニット２２に対して軸方向一方側には、ステータハウジング２の開口部を塞ぐブラケット７が設けられている。ブラケット７は、円盤状とされ、その中央部には軸受２１が圧入固定された軸受支持孔２０が形成されている。
【００２６】
また、ブラケット７には、ロータ４の回転位置検出用のレゾルバ１４を構成するレゾルバステータ１４ａが固定されている。レゾルバステータ１４ａは、後述する回転軸６と一体に回転するレゾルバロータ１４ｂの回転位置を検出可能になっている。
また、ブラケット７の外周部には貫通孔２４が形成され、この貫通孔２４にボルト（不図示）が挿通されることで、ブラシレスモータ１が被取付体（不図示）に締結固定される。
【００２７】
（ロータ）
図２は、ロータ４の平面図である。
図１、図２に示すように、ロータ４は、回転軸６と、回転軸６に外嵌固定されたロータコア４１と、ロータコア４１内に配置された複数の永久磁石１３と、を備えている。
回転軸６は、軸方向両端部が上述した軸受５，２１にそれぞれ各別に支持され、中心軸Ｏ回りに回転自在とされている。
【００２８】
ロータコア４１は、例えば電磁鋼板等の環状の磁性板が軸方向に積層されてなり、軸方向に沿って貫通する貫通孔４１ａを有する筒状に形成されている。貫通孔４１ａ内には、上述した回転軸６が圧入等によって固定されている。これにより、ロータコア４１は、外周面がステータコア１０の内周面に径方向で対向した状態で保持されている。
【００２９】
ロータコア４１における外周部分には、ロータ４の磁気抵抗を回転方向に沿って異ならせるための複数のスリット４４ａ〜４４ｃを有するスリット群４５が、周方向に間隔をあけて複数形成されている（いわゆる、多層ＩＰＭ構造）。同一のスリット群４５において、各スリット４４ａ〜４４ｃは、それぞれ軸方向に沿って貫通するとともに、互いに径方向に間隔をあけて配設されている。具体的に、各スリット４４ａ〜４４ｃは、径方向内側に向けて突の円弧状とされ、ロータコア４１より外側に設定される図示しない仮想曲率中心を中心として同軸上に配置されている。また、各スリット４４ａ〜４４ｃの中心角は、径方向内側に位置するスリット４４ａの方が大きくなっている。
そして、図示の例では、各スリット群４５が周方向に沿って９０度ピッチで４つ形成されている。なお、周方向で隣接するスリット群４５のうち、径方向内側に位置するスリット４４ａは、その端部同士が周方向で対向する位置まで延在している。
【００３０】
各スリット４４ａ〜４４ｃ内には、それぞれ永久磁石１３が配設されている。永久磁石１３は、極異方性を有するボンド永久磁石からなり、各スリット４４ａ〜４４ｃ内の形状に倣って軸方向から見て円弧状に形成されている。各永久磁石１３は、厚さ方向で異極となるように形成され、同一のスリット群４５において、径方向で隣接するスリット４４ａ〜４４ｃ内に配置された永久磁石１３同士は、磁極が同じ向きになるように配置されている。さらに、周方向で隣接するスリット群４５内に配置された永久磁石１３同士は、周方向に磁極が順番に異なるように配置されている。
なお、本実施形態のボンド永久磁石の磁性成形材料は、磁性材料（例えばネオジムやサマリウム等の希土類系）が熱可塑性の樹脂材料に分散されてなり、後述するロータ製造装置５１により磁性材料の配向を揃えつつ、成形される。
【００３１】
（ロータ製造装置）
次に、上述したロータ４を製造するためのロータ製造装置５１について説明する。図３は図４のＡ−Ａ線に相当するロータ製造装置５１の断面図であり、図４はロータ製造装置５１（界磁手段６５）の平面図である。
図３、図４に示すように、本実施形態のロータ製造装置５１は、ロータ４のうち、ロータコア４１の各スリット４４ａ〜４４ｃ内に永久磁石１３の磁性成形材料を注入し、スリット４４ａ〜４４ｃ内で磁性成形材料の成形（射出成形）、及び配向を行うものである。具体的に、ロータ製造装置５１は、下型５２、及び上型５３と、下型５２及び上型５３の間に配置された中間型５４と、を備え、これら下型５２、上型５３、及び中間型５４によりロータコア４１が収容されるロータ収容部５５を画成している。
【００３２】
下型５２は、ベース６１から立設された非磁性材料からなるピン部材６２と、ピン部材６２が挿通された台座部６３と、を備えている。ピン部材６２は、ロータコア４１の貫通孔４１ａ内に挿入可能な外径に形成されている。
台座部６３は、上方に向かうに従い段々と縮径する円板状とされ、そのうち上段部の上面はロータコア４１を支持する支持面になっている。
【００３３】
中間型５４は、上述したピン部材６２を取り囲む筒状の外枠部材５６と、外枠部材５６の内側に配置された界磁手段６５と、を備えている。
外枠部材５６は、その下端部の内側に上述した下型５２の台座部６３が組み付けられる一方、上端面が上型５３の下面に当接している。
【００３４】
界磁手段６５は、ロータ収容部５５内に磁場を印加するものであり、それぞれ扇状とされた複数の界磁マグネット６６及び磁性コア６７が周方向に交互に並んで全体として筒状に形成されている。
界磁マグネット６６は、例えばネオジムやサマリウム等の希土類系の焼結磁石からなり、周方向で異極となるように形成されている。また、界磁マグネット６６は、ロータ４の磁極数に合わせて周方向に間隔をあけて複数（図示の例では４つ）配置されている。
磁性コア６７は、例えば鉄等の磁性材料からなり、周方向に沿う幅が界磁マグネット６６よりも短く形成されている。また、界磁マグネット６６及び磁性コア６７のうち、径方向内側に位置する内周面は段差無く連なっており、その内側にロータコア４１が収容されるようになっている。
【００３５】
本実施形態の界磁手段６５において、周方向で隣接する界磁マグネット６６から延びる磁力線Ｂ１，Ｂ２は、Ｎ極（各界磁マグネット６６の対向面側）から各界磁マグネット６６間（周方向内側）に配置された磁性コア６７を通過する。その後、磁力線Ｂ１，Ｂ２は、各界磁マグネット６６の周方向外側に配置された各磁性コア６７に回り込んで、各界磁マグネット６６のＳ極（各界磁マグネット６６の対向面とは反対側）に向かう閉ループとなる。すなわち、一の磁性コア６７には、一の磁性コア６７の周方向両側に配置された界磁マグネット６６から延びる磁力線Ｂ１，Ｂ２が通過するとともに、周方向で隣接する磁性コア６７間には互いに逆向きの磁力線Ｂ１，Ｂ２が通過することになる。
【００３６】
上型５３の下面は、上述した中間型５４の上面に当接しており、下型５２の上面との間でロータコア４１を軸方向に挟持するための支持面となっている。なお、下型５２は図示しない駆動手段によって上下動可能とされている。
上型５３には、ロータコア４１のスリット４４ａ〜４４ｃ内に向けて磁性成形材料を供給するための材料供給部６８が形成されている。材料供給部６８は、図示しない射出機に接続されたヘッダー通路６９と、ヘッダー通路６９のからそれぞれ分岐された複数の分岐通路７１と、を有している。
【００３７】
分岐通路７１は、ロータコア４１のスリット４４ａ〜４４ｃの数に合わせて分岐しており、ヘッダー通路６９からそれぞれ下方に向けて延在するとともに、その下流端が上型５３の下面において下方に向けて開口する複数のゲート７２にそれぞれ各別に接続されている。
ゲート７２は、ロータ収容部５５内に収容されるロータコア４１の各スリット４４ａ〜４４ｃに対応して形成されている。具体的に、ゲート７２は、径方向に間隔をあけて複数並んでゲート群７３を構成しており、このゲート群７３が周方向に間隔をあけて配置されている。各ゲート群７３は、周方向において磁性コア６７と同等の位置に配置されている。
【００３８】
（ロータの製造方法）
次に、上述したロータ製造装置５１を用いたロータ４の製造方法について説明する。
まず、ロータ収容部５５内にロータコア４１をセットする（セット工程）。具体的には、下型５２のピン部材６２をロータコア４１の貫通孔４１ａ内に挿通させた状態で、下型５２の台座部６３上にロータコア４１を載置する。そして、周方向において、ロータコア４１におけるスリット群４５の中央部が、磁性コア６７の中央部と同等の位置に配置されるように（ロータコア４１と磁性コア６７とが径方向に対向するように）、ロータコア４１の周方向の位置決めを行う。なお、図示の例では、界磁マグネット６６が、周方向で隣り合うスリット群４５間に跨るように配置される。
【００３９】
ここで、本実施形態のロータ製造装置５１においては、上述した界磁手段６５によってロータ収容部５５内に磁場が発生している。具体的に、ロータコア４１のスリット４４ａ〜４４ｃには、各スリット４４ａ〜４４ｃに交差（スリット４４ａ〜４４ｃの法線方向）するように磁力線Ｂ１，Ｂ２が通過するとともに、周方向で隣接するスリット群４５間で磁力線Ｂ１，Ｂ２が逆向きに通過する。
【００４０】
その後、下型５２と上型５３とを相対的に接近させ、下型５２及び上型５３によりロータコア４１を軸方向両側から挟持する。これにより、ロータ収容部５５内にロータコア４１が収容されるとともに、ロータコア４１の各スリット４４ａ〜４４ｃと、上述した材料供給部６８のゲート７２と、がそれぞれ連通する。
【００４１】
次に、図示しない射出機から材料供給部６８に向けて、溶融された磁性成形材料を供給する（供給工程）。材料供給部６８に供給された磁性成形材料は、ヘッダー通路６９及び分岐通路７１を経た後、各分岐通路７１のゲート７２からロータコア４１の各スリット４４ａ〜４４ｃ内に注入される。
【００４２】
各スリット４４ａ〜４４ｃ内に注入される磁性成形材料は、ロータ収容部５５内で発生した磁場によって磁性材料が配向されながらスリット４４ａ〜４４ｃ内に充填される。
その後、スリット４４ａ〜４４ｃ内に充填された磁性成形材料を冷却することで、スリット４４ａ〜４４ｃ内に異方性を有するボンド磁性体を成形することができる。なお、ロータコア４１内で成形されたボンド磁性体は、その後図示しない着磁装置で着磁されることで、上述した永久磁石１３となる。
【００４３】
このように、本実施形態のロータ製造装置５１は、界磁手段６５が周方向に異極となるように着磁された複数の界磁マグネット６６と、界磁マグネット６６間にそれぞれ配置された磁性コア６７と、を備える構成とした。
この構成によれば、周方向で隣接する界磁マグネット６６から発生する磁束が、各界磁マグネット６６間に位置する磁性コア６７で集中した後、径方向の内側に向けて延びることになるので、ロータ収容部５５内に高磁束の磁場を発生させることができる。つまり、界磁マグネット６６の周方向幅を拡大することなく、磁性材料の分子配向を揃えるために必要な１［Ｔ］程度の磁場をロータコア４１の径方向内側付近の領域Ｘに発生させることが可能となる。
そのため、界磁手段６５内に収容されるロータコア４１に対して径方向の全体に亘って磁場を印加することができるので、各スリット４４ａ〜４４ｃ内にボンド磁性体の磁性成形材料を注入する際に、ボンド磁性体の配向を径方向全体に亘って揃えることができる。これにより、配向後、ボンド磁性体を着磁した場合に、所望の磁力が付与された永久磁石１３を提供することができる。この場合、本実施形態のような多層ＩＰＭ構造のロータ４であっても、径方向内側に位置するスリット４４ａに注入されるボンド磁性体まで配向を確実に揃えることができる。したがって、同一のスリット群４５の各スリット４４ａ〜４４ｃ内に形成される各永久磁石１３間での磁力のばらつきも抑えることができる。
【００４４】
特に、界磁手段６５の径方向において、ロータコア４１のスリット４４ａ〜４４ｃの周方向中心と、磁性コア６７の周方向中心と、が径方向に対向するようにロータコア４１を界磁手段６５内に収容することで、周方向で隣接する界磁マグネット６６から延びる磁力線Ｂ１，Ｂ２がスリット４４ａ〜４４ｃを通過し易くなる。そのため、スリット４４ａ〜４４ｃに磁束を集中させることができ、ボンド磁性体の配向をより確実に揃えることができる。
さらに、界磁マグネット６６が、周方向で隣り合うスリット群４５間に跨るように配置されるため、周方向で隣接する界磁マグネット６６から延びる磁力線をスリットに確実に通過させることができ、ボンド磁性体の配向をより確実に揃えることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、界磁マグネット６６に希土類系磁石を採用することで、界磁マグネット６６から発生する磁束を向上させ、界磁手段６５内に効率的に磁場を印加することができる。
【００４６】
ここで、本願発明者は、ロータ収容部５５内（界磁手段６５，１０３内）に発生する磁束密度を、上述した本実施形態のロータ製造装置５１と、従来のロータ製造装置１００と、の間で比較する解析試験を行った。図５は本実施形態のロータ製造装置５１（界磁手段６５）の磁束分布図であり、図８は従来のロータ製造装置１００（界磁手段１０３）の磁束分布である。
図５、図８に示すように、各ロータ製造装置５１，１００ともに、径方向内側に向かうに従い、磁束密度が低下しているものの、本実施形態のロータ製造装置５１では、ロータ収容部５５内の径方向全体に亘って高磁束を確保できていることがわかる。この場合、本実施形態のロータ製造装置５１では、径方向全体で１[Ｔ]以上の磁束を確保できる結果になった。
【００４７】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
図６は、第二の実施形態におけるロータ製造装置１５１（界磁手段１６５）の平面図である。なお、前述の第一の実施形態と同一態様については、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、前述の第一の実施形態と本第二の実施形態との相違点は、第一の実施形態における中間型５４と、第二の実施形態における中間型１５４との形状が異なる点にある。より具体的に、以下に説明する。
【００４８】
界磁手段１６５は、ロータ収容部５５内に磁場を印加するものであり、それぞれ軸方向に直交する方向の断面形状（以下、単に断面形状という）が略扇状とされた複数の主界磁マグネット１６６と、径方向外側に向かうに従って先細りとなるように断面形状が略台形状とされた磁性コア１６７とがハルバックアレイ磁石配列となるように周方向に沿って配置されている。
【００４９】
また、磁性コア１６７の径方向外側端には、それぞれ断面形状が三角形の補助界磁マグネット２６６（２６６ａ，２６６ｂ，２６６ｃ，２６６ｄ）が配置されている。これら補助界磁マグネット２６６は、磁性コア１６７の径方向外側への磁束の漏れを抑えるためのものである。
さらに、界磁手段１６５は、主界磁マグネット１６６及び補助界磁マグネット２６６の周囲を取り囲むように略円筒状に形成された非磁性材からなる型枠３００を有している。型枠３００の内周面には、非磁性材からなる４つの隔壁部３０２が周方向に等間隔に配置されている。隔壁部３０２は、型枠３００の内周面からロータコア収容部５５に至る間に、径方向に沿って延出形成されている。そして、隔壁部３０２は、型枠３００と一体成形されている。
【００５０】
隔壁部３０２によって、型枠３００の径方向内側は、４つのスペースに区画される。そして、各スペースに、それぞれハルバックアレイ磁石配列に並べられた２つの主界磁マグネット１６６と、１つの磁性コア１６７および補助界磁マグネット２６６が１セットになって収納された形になっている。
また、型枠３００の内周面には、周方向に隣接する隔壁部３０２の間のほぼ中心に、凹部３０１が形成されている。この凹部３０１に補助界磁マグネット２６６の径方向外側端が挿入されている。
【００５１】
ここで、主界磁マグネット１６６は、例えばネオジムやサマリウム等の希土類系の焼結磁石からなり、周方向両側面が互いに異極となるように形成されている。また、主界磁マグネット１６６は、ロータ４の磁極数に合わせて周方向に間隔をあけて複数配置された状態になっている。
一方、磁性コア１６７は、例えば鉄等の磁性材からなり、周方向の幅が主界磁マグネット１６６よりも狭く設定されている。
また、補助界磁マグネット２６６は、例えばネオジムやサマリウム等の希土類の焼結磁石からなり、径方向両端が互いに異極となるように形成されている。
【００５２】
さらに、補助界磁マグネット２６６および磁性コア１６７を挟んで両側に配置されている２つの主界磁マグネット１６６は、それぞれ対向する面が同極となるように配置されている。また、これら主界磁マグネット１６６の対向する面の磁極と、補助界磁マグネット２６６の径方向内側の磁極とが同極となるように、補助界磁マグネット２６６が配置されている。例えば、補助界磁マグネット２６６の径方向内側の磁極がＮ極に設定されている場合、この補助界磁マグネット２６６を挟んで両側に配置されている２つの主界磁マグネット１６６は、対向する面の磁極がＮ極に設定されている。
【００５３】
ここで、界磁手段１６５に補助界磁マグネット２６６がない場合、この補助界磁マグネット２６６を挟んで両側に配置されている２つの主界磁マグネット１６６間の磁束の一部が径方向外側に漏れてしまう。しかしながら、第二の実施形態における界磁手段１６５には、２つの主界磁マグネット１６６の間に補助界磁マグネット２６６が配置されている。このため、この補助界磁マグネット２６６によって、２つの主界磁マグネット１６６の磁束を径方向内側に向けることができる。よって、主界磁マグネット１６６の磁束を無駄なく効率よく使うことができる。
【００５４】
また、補助界磁マグネット２６６は、径方向の長さＤ１が磁性コア１６７の径方向の長さＤ２に対し、Ｄ１≦Ｄ２となるように設定されていることが好ましい。さらに、Ｄ１：Ｄ２の比率を１：４となるように設定するとより好ましい。補助界磁マグネット２６６の径方向の長さＤ１よりも磁性コア１６７の径方向の長さＤ２が大きいと、より効果的に径方向外側への磁束の漏れを抑えることができる。
【００５５】
ここで、界磁マグネット（１６６，２６６）自体は、透磁率が低い。このため、仮に、各径方向の長さＤ１，Ｄ２を、Ｄ１＞Ｄ２に設定すると、主界磁マグネット１６６の磁束が補助界磁マグネット２６６を通り難い分、主界磁マグネット１６６に生じる磁束をロータ４側に導き難くなる。つまり、各径方向の長さＤ１，Ｄ２を、Ｄ１≦Ｄ２となるように設定することにより、主界磁マグネット１６６の磁束を、ロータ４側に効率よく導くことができる。このため、型枠３００、および各界磁マグネット１６６，２６６の小型化を図りつつ、主界磁マグネット１６６から延びる磁力線を、ロータ４のロータコア４１の径方向中心まで満遍なく通すことができる。
【００５６】
また、型枠３００の内周面には、周方向に隣接する隔壁部３０２の間のほぼ中心に、凹部３０１が形成されており、この凹部３０１に補助界磁マグネット２６６の径方向外側端が挿入されている。このため、凹部３０１を、補助界磁マグネット２６６を組付ける際の位置出し部と機能させることができるため、補助界磁型マグネット２６６の組付け性を向上できる。
さらに、主界磁マグネット１６６の周方向に設けられた、隔壁部３０２により、主界磁マグネット１６６同士が吸着してしまうことを防止できる。このため、主界磁マグネット１６６の組付け性を向上できる。
【００５７】
なお、本第二の実施形態において、補助界磁マグネット２６６の径方向の長さＤ１、および磁性コア１６７の径方向の長さＤ２を、Ｄ１：Ｄ２＝１：４に設定した場合、ロータコア４１に形成されている各スリット４４ａ〜４４ｃのうち、最も径方向内側に位置するスリット４４ａ（図２参照）を通る磁力線（磁束）は、前述の第一の実施形態と比較して約１０％程度増加するという結果が得られている。
【００５８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、多層ＩＰＭ構造のロータ４を製造する場合について説明したが、これに限らず、単層のＩＰＭ構造であってもよい。
また、上述した実施形態では、スリット４４ａ〜４４ｃを円弧状とし、ボンド磁性体を異方性に配向する場合について説明したが、これに限らず、スリットの形状や数等は適宜設計変更が可能である。
さらに、前述の実施例では、ロータコア内にマグネットを埋設設置したＩＰＭ構造に本発明を適用した例を示したが、これに限定されず、本発明は、ロータコアの表面にマグネットを配置したＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）構造に適用することもできる。
【００５９】
また、上述した実施形態では、ロータコア４１のスリット４４ａ〜４４ｃと磁性コア６７との周方向に沿う位置を合わせてセットする場合について説明したが、これに限らず、ロータコア４１とスリット４４ａ〜４４ｃとの周方向に沿う位置は適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態では、射出成形によりボンド磁石を成形する構成について説明したが、これに限らず、圧縮成形により成形しても構わない。
【００６０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
４…ロータ  ４４ａ〜４４ｃ…スリット  ５１，１５１…ロータ製造装置  ６５，１６５…界磁手段  ６６…界磁マグネット  ６７，１６７…磁性コア  １６６…主界磁マグネット  ２６６…補助界磁マグネット
【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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