(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形ロータ本体（３）と、そのロータ本体（３）の外周面にろう材（１５）よりなる接合層（４）を介して加熱接合された複数の永久磁石（５）とを備えた回転機用ロータ（１）を製造するに当り、
前記ロータ本体（３）の外周面に前記永久磁石（５）を前記ろう材（１５）を介して配設すると共に、ばね部材（１６）により前記永久磁石（５）を前記ロータ本体（３）にその径方向外方側から内方側に向けて押圧し、
次いで加熱下で、前記ろう材（１５）より前記接合層（４）を形成すると共に、前記ロータ本体（３）の熱膨脹による拡径に起因した永久磁石（５）の割れ発生を回避すべく、前記拡径に伴い、前記ばね部材（１６）を収縮変形させて前記永久磁石（５）の半径方向外方への変位を許容させることを特徴とする、回転機用ロータの製造方法。
【請求項２】
前記ろう材（１５）は希土類元素系合金よりなる、請求項１記載の回転機用ロータの製造方法。
【請求項３】
前記ろう材（１５）において、希土類元素ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選択される少なくとも一種であり、合金元素ＡＥはＣｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＧｅおよびＩｎから選択される少なくとも一種であって、その合金元素ＡＥの含有量が５原子％≦ＡＥ≦５０原子％である、請求項１または２記載の回転機用ロータの製造方法。
【請求項４】
前記永久磁石は希土類元素を含有する永久磁石（５）であり、また前記ロータ本体（３）は複数の鋼板（２）を積層して構成されている、請求項１，２または３記載の回転機用ロータの製造方法。
【請求項５】
円筒形ロータ本体（３）と、そのロータ本体（３）の外周面にろう材（１５）よりなる接合層（４）を介して加熱接合された複数の永久磁石（５）とを備えた回転機用ロータ（１）を製造するために用いられる永久磁石固定装置（１３）であって、  前記ロータ本体（３）の外周面を囲繞する筒体（１４）と、前記ロータ本体（３）の外周面にろう材（１５）を介して配設された前記永久磁石（５）を前記ロータ本体（３）にその径方向外方側から内方側に向けて押圧すべく、前記永久磁石（５）と前記筒体（１４）内周面との間に配設されるばね部材（１６）と、そのばね部材（１６）の位置決めを行う位置決め手段（１７）とを備え、
前記ばね部材（１６）の押圧力は、前記ロータ本体（３）の熱膨脹による拡径に起因した永久磁石（５）の割れ発生を回避すべく、前記拡径に伴い、該ばね部材（１６）を収縮変形させて前記永久磁石（５）の半径方向外方への変位を許容するように設定されていることを特徴とする、回転機のロータ製造用永久磁石固定装置。
【請求項６】
前記ばね部材はコイルばね（１６）であり、前記位置決め手段は位置決めピン（１７）であって、ピン状本体（２５）と、そのピン状本体（２５）の外周面に突設された少なくとも２つのピン状凸部（２６）とよりなり、前記ピン状本体（２５）は前記筒体周壁（１８）の孔部（２０）に嵌挿されて前記コイルばね（１６）内に挿入され、また各ピン状凸部（２６）は、前記孔部（２０）に開口して各ピン状凸部（２６）の通過を許容する各切欠き部（２１）と食違うと共に前記コイルばね（１６）の端部と係合して前記筒体（１４）内周面に押圧される、請求項５記載の回転機のロータ製造用永久磁石固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転機用ロータ、特に、円筒形ロータ本体と、そのロータ本体の外周面にろう材よりなる接合層を介して加熱接合された複数の永久磁石とを備えたロータの製造方法および回転機のロータ製造用永久磁石固定装置に関する。この回転機にはモータおよびジェネレータが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼製ロータ本体に複数の永久磁石を接合してロータを製造する場合、合成樹脂接着剤が用いられている（例えば、特開平７−７９５３７号公報参照）。
【０００３】
このように合成樹脂接着剤を用いる理由は、永久磁石、特に、希土類元素を含む永久磁石は、非常に脆いため機械加工性が悪く、また高温下に曝されると、金属組織が変化するのでそれに伴い磁気特性が影響を受ける、といった性質を有し、そのため、永久磁石をロータ本体に取付ける場合、あり差し構造、ねじ止め、溶接等の取付手段を採用することができないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、合成樹脂接着剤による接合では、その永久磁石の昇温に伴い接合強度が著しく低下し、また接合強度のばらつきが大きいため品質管理が難しい、といった問題がある。
【０００５】
そこで、本出願人は先に、希土類元素系合金よりなるろう材を用い、永久磁石の接合強度を向上させることのできる接合方法を提案している（例えば、特願平６−２７７０２７号明細書および図面参照）。
【０００６】
前記接合方法を適用してロータを製造する場合、その生産能率を向上させるためには、先ず、ロータ本体の外周面に全部の永久磁石をろう材を介して位置決め固定し、次いで加熱下で各ろう材より各接合層を形成する、といった方法を採用するのが望ましい。この場合、各永久磁石の位置決め固定に当っては、簡便な方法として、押えボルトにより永久磁石をロータ本体外周面に押圧固定することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、前記のように、永久磁石の半径方向外方への変位を阻止するような押圧固定手段を採用すると、ロータ本体の熱膨脹率が比較的大きいことに起因して、加熱下におけるロータ本体の拡径に伴い次のような問題を生じる。
(a)   永久磁石がボルト当接部を起点として割れを生じることがある、
(b)   液相状態または固相と液相とが共存する固液共存状態となったろう材の不定量が永久磁石およびロータ本体間から食出し、その結果、各接合層の厚さが不均一となるため各永久磁石の接合強度に比較的大きなばらつきを生じる、
(c)   永久磁石が前記状態のろう材を介してロータ軸線方向へ滑り易く、これにより永久磁石が前記方向へ位置ずれを起す。
【０００８】
本発明は前記に鑑み、ロータ本体の拡径に伴う永久磁石の割れ発生等を回避することのできる前記製造方法およびその方法に用いられる前記永久磁石固定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒形ロータ本体と、そのロータ本体の外周面にろう材よりなる接合層を介して加熱接合された複数の永久磁石とを備えた回転機用ロータを製造するに当り、前記ロータ本体の外周面に前記永久磁石を前記ろう材を介して配設すると共に、ばね部材により前記永久磁石を前記ロータ本体にその径方向外方側から内方側に向けて押圧し、次いで加熱下で、前記ろう材より前記接合層を形成すると共に、前記ロータ本体の熱膨脹による拡径に起因した永久磁石の割れ発生を回避すべく、前記拡径に伴い、前記ばね部材を収縮変形させて前記永久磁石の半径方向外方への変位を許容させることを特徴とする。
【００１０】
この製造方法において、ロータの製造に当り、ロータ本体の外周面にろう材を介して配設された各永久磁石は、ロータ本体の熱膨張による拡径に伴い、該永久磁石をロータ本体にその径方向外方側から内方側に向けて押圧しているばね部材が収縮変形することで、半径方向外方への変位を許容されているので、ロータ本体の拡径に起因した永久磁石の割れ発生、永久磁石の接合強度におけるばらつきの発生および永久磁石の位置ずれの発生といった各種不具合をことごとく回避することができる。
【００１１】
また本発明は、円筒形ロータ本体と、そのロータ本体の外周面にろう材よりなる接合層を介して加熱接合された複数の永久磁石とを備えた回転機用ロータを製造するために用いられる永久磁石固定装置であって、前記ロータ本体の外周面を囲繞する筒体と、前記ロータ本体の外周面にろう材を介して配設された前記永久磁石を前記ロータ本体にその径方向外方側から内方側に向けて押圧すべく、前記永久磁石と前記筒体内周面との間に配設されるばね部材と、そのばね部材の位置決めを行う位置決め手段とを備え、前記ばね部材の押圧力は、前記ロータ本体の熱膨脹による拡径に起因した永久磁石の割れ発生を回避すべく、前記拡径に伴い、該ばね部材を収縮変形させて前記永久磁石の半径方向外方への変位を許容するように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
この永久磁石固定装置によれば、前記各種不具合の回避を確実に実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜３において、回転機としてのモータ用ロータ１は、複数の円形鋼板２を積層して構成された円筒形ロータ本体３と、そのロータ本体３の外周面にろう材よりなる接合層４を介して加熱接合された複数の永久磁石５とを備えている。この場合、ロータ本体３の熱膨脹率は各永久磁石５のそれに比べて大きい。ロータ本体３の中心に存するスプライン孔３ａに、ロータ軸６のスプライン軸部６ａが圧入され、スプライン孔３ａの両開口縁部はロータ軸６にそれぞれ溶接部７を介して固着される。各永久磁石５は、ロータ本体３の外周面母線方向に延びると共に相隣る両永久磁石５間には間隔が存する。
【００１４】
ロータ本体３は、スプライン孔３ａを備えたボス部８と、そのボス部８外周面から放射状に延びる複数のアーム部９と、各アーム部９に連設されたリム部１０とからなる。リム部１０に、その外周面母線方向に延びる複数の接合溝１１が形成され、各接合溝１１において、各永久磁石５がロータ本体３に接合されている。各鋼板２のリム部形成領域ａにおいて、接合溝１１を形成する切欠き状凹部１２を備えた各永久磁石接合部ｂの両側には、その領域ａの外周面から半径方向中間部まで延びるスリットｃが形成されている。この場合、相隣る両永久磁石接合部ｂ間に１つのスリットｃが存在し、各鋼板２の各スリットｃはロータ本体３の外周面母線方向において合致している。
【００１５】
図２，３に明示するように、ロータ本体３の少なくとも軸線ｄ方向両端部側において、複数の鋼板２の各永久磁石接合部ｂは、その両側に存するスリットｃの存在下で、ロータ本体３外方側へ折曲がることにより、前記軸線ｄ方向において相隣る両永久磁石接合部ｂ間に間隙ｅが存する。
【００１６】
ロータ１において、そのロータ本体３に永久磁石５がろう材よりなる接合層４を介して接合されているので、モータの運転に伴いロータ温度が、合成樹脂接着剤の接合強度を低下させる、例えば１００℃に上昇しても、各永久磁石５の接合強度が損われることはない。
【００１７】
一方、ロータ温度の上昇、降下に伴い、ロータ本体３の軸線ｄ方向両端部外周側に熱応力が集中する。前記構成によれば、これら両端部外周側においては複数の鋼板２の相隣る両永久磁石接合部ｂ間に間隙ｅが存するので、それら永久磁石接合部ｂの膨脹、収縮は前記間隙ｅにより吸収され、これにより前記両端部外周側における熱応力が緩和されるので、各永久磁石５に割れを生じることはない。なお、ロータ本体３の軸線方向２等分位置よりも一端側に位置する各永久磁石接合部ｂと、他端側に位置する各永久磁石接合部ｂとが、スリットｃの存在下で、互に離れる方向、つまりロータ本体３外方側へ折曲がることにより全部の相隣る両永久磁石接合部ｂ間に間隙ｅが生じていてもよい。
【００１８】
さらに、各鋼板２の各スリットｃは、ボス部８のスプライン孔３ａにロータ軸６を圧入する際に広がり傾向となってその圧入に伴う応力を緩和する効果を発揮する。
【００１９】
永久磁石５としては、ＮｄＦｅＢ系永久磁石、ＳｍＣｏ系永久磁石等の希土類元素を含む永久磁石が用いられる。
【００２０】
ろう材は、前記のような希土類元素を含む永久磁石５の磁気特性に影響を与えない温度Ｔ、つまりＴ≦６５０℃で接合力を発揮するものでなければならない。また、この接合力は、加熱下において、ろう材が固相状態である場合にはその拡散性により発現し、一方、ろう材が液相状態または固液共存状態である場合にはその濡れ性により発現することが必要である。
【００２１】
このような観点から、ろう材としては、希土類元素系合金より構成された高活性なものが用いられる。この希土類元素系合金においては、非晶質相の体積分率Ｖｆが５０％≦Ｖｆ≦１００％であることが望ましい。その理由は次の通りである。即ち、非晶質相は、酸化の起点となるような粒界層が存在しないので耐酸化性が著しく高く、また酸化物の混在も僅少であり、その上偏析がなく組成が均一である、といった特性を有するので、接合層４の強度向上を図る上で有効であるからである。
【００２２】
この場合、希土類元素にはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選択される少なくとも一種が該当し、それらは単体、または混合物であるＭｍ（ミッシュメタル）、Ｄｉ（ジジミウム）の形態で用いられる。また合金元素ＡＥは希土類元素と共晶反応を行うもので、その合金元素ＡＥには、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＧｅおよびＩｎから選択される少なくとも一種が該当する。合金元素ＡＥの含有量は５原子％≦ＡＥ≦５０原子％に設定される。二種以上の合金元素ＡＥを含有する場合には、それらの合計含有量が５原子％≦ＡＥ≦５０原子％となる。ただし、合金元素ＡＥの含有量がＡＥ＞５０原子％では希土類元素系合金の活性が損われ、一方、ＡＥ＜５原子％では、固液共存状態において液相を確保することが難しくなる。
【００２３】
希土類元素系合金における共晶合金を例示すれば表１の通りである。
【００２４】
【表１】
0003599132.tif 000002
【００２５】
また希土類元素系合金における亜、過共晶合金としては以下のものを挙げることができる。各化学式において、数値の単位は原子％である（これは以下同じ）。
（ａ）  Ｎｄ60Ｃｕ40合金、Ｎｄ75Ｃｕ25合金、Ｎｄ80Ｃｕ20合金、Ｎｄ50Ｃｕ50合金……液相発生温度５２０℃（図４参照）
（ｂ）  Ｓｍ75Ｃｕ25合金、Ｓｍ65Ｃｕ35合金……液相発生温度５９７℃
（ｃ）  Ｎｄ90Ａｌ10合金（液相発生温度６３４℃）、Ｎｄ80Ｃｏ20合金（液相発生温度５９９℃）、Ｌａ85Ｇａ15合金（液相発生温度５５０℃）
さらに三元系合金としては、Ｎｄ65Ｆｅ5 Ｃｕ30合金（液相発生温度５０１℃）およびＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金（液相発生温度４７４℃）を挙げることができる。
【００２６】
前記ロータ１の製造に当っては、次のような方法が採用される。
【００２７】
即ち、図５に示すように鋼板２として、切欠き状凹部１２を持つ各永久磁石接合部ｂの両側に、外周面から内方に向って延びる、図示例では半径方向中間部まで延びるスリットｃを備えたものを、複数積層して構成され、且つロータ軸６を有するロータ本体３を用意する。
【００２８】
また図６〜９に示す永久磁石固定装置１３を用意する。この装置１３は、ロータ本体３の外周面を囲繞する断面円形の筒体１４と、ロータ本体３の外周面の各接合溝１１にろう材１５を介して配設された各永久磁石５をロータ本体３に押圧すべく、各永久磁石５と筒体１４内周面との間に配設される複数のコイルばね（ばね部材）１６と、各コイルばね１６の位置決めを行う複数の位置決めピン（位置決め手段）１７とを備えている。
【００２９】
筒体１４は炭素鋼より構成され、その周壁１８には、図６，7 に明示するように複数の係合孔１９が形成される。それら係合孔１９において、筒体１４の外周面母線方向に所定の間隔で並ぶ各２つの係合孔１９がロータ本体３の各接合溝１１に対応する。各係合孔１９は円形孔部２０と、その円形孔部２０に開口する少なくとも２つ、実施例では２つの切欠き部２１とよりなる。両切欠き部２１は互に対向すると共に筒体１４の外周面母線上に存する。
【００３０】
各コイルばね１６はニッケル基合金より構成される。図８に明示するように、コイルばね１６は各永久磁石５に対して２つ宛設けられ、両コイルばね１６の一端部は永久磁石５に押当てられる押え板２２にそれぞれ固着される。両コイルばね１６間の間隔は、筒体１４の外周面母線方向に並ぶ２つの係合孔１９の間隔に等しい。各押え板２２はステンレス鋼より構成される。
【００３１】
各位置決めピン１７はステンレス鋼、低炭素鋼等より構成され、図９に明示するように、大径部２３と小径部２４を有するピン状本体２５と、その大径部２３における小径部２４側の端部外周面に突設された少なくとも２つ、実施例では互に逆方向に突出する２つのピン状凸部２６とよりなる。前記係合孔１９の円形孔部２０は大径部２３の嵌挿を許容し、また各切欠き部２１は各ピン状凸部２６の通過を許容するようになっている。
【００３２】
ロータ本体３に対する永久磁石５の固定に当っては、図６に明示するように、ロータ本体３に筒体１４を被せてロータ軸６の両端部を所定の支持具に支持させる。
【００３３】
図６において（Ａ）に示すように、筒体１４の外周面母線上に存する２個の係合孔１９をロータ本体３の接合溝１１に対向させて、係合溝１１と筒体１４内周面との間に、押え板２２とそれに一端を固着された２個のコイルばね１６とを配設する。押え板２２は接合溝１１に位置し、また両コイルばね１６はそれぞれ圧縮状態にある。この作業を、残りの接合溝１１全てについて繰返して行う。
【００３４】
図６において（Ａ），（Ｂ）に示すように、位置決めピン１７のピン状本体２５を係合孔１９の円形孔部２０に嵌挿して小径部２４をコイルばね１６内に挿入し、また各ピン状凸部２６を各切欠き部２１を通過させて各コイルばね１６の端部に係合させる。そして、ピン状本体２５を押圧してコイルばね１６を圧縮させながら、そのピン状本体２５を回転させて各ピン状凸部２６と各切欠き部２１とを食違わせ、次いでピン状本体２５に対する押圧力を解除すると、各ピン状凸部２６がコイルばね１６により筒体１４内周面に押圧される。これにより、筒体１４に対する各位置決めピン１７の外れ止めがなされ、また各コイルばね１６の位置決めがなされる。この作業を、残りのコイルばね１６全てについて繰返して行う。
【００３５】
図６において（Ｃ）に示すように、押え板２２を２つのコイルばね１６の押圧力に抗して半径方向外方へ移動させ、次いで接合溝１１に箔状ろう材１５を介して永久磁石５を重ね合せ、次いで図６において（Ｄ）および図１０に示すように押え板２２を永久磁石５に押当てて２つのコイルばね１６により永久磁石５をロータ本体３に押圧する。この作業を、残りの永久磁石５全てについて繰返して行う。
【００３６】
この場合、１つの永久磁石５に対する２つ１組のコイルばね１６による押圧力は、ロータ本体３の熱膨脹による拡径に伴い、永久磁石５の半径方向外方への変位を許容するように設定されている。
【００３７】
このように各永久磁石５を固定されたロータ本体３を真空加熱炉内に設置して加熱下でろう材１５を、例えば液相状態にして、各永久磁石５をロータ本体３に接合する。
【００３８】
図１１は前記加熱接合のメカニズムを示す。図１１（ａ）の加熱前においては、ロータ本体３と各永久磁石５の長さＬ1 は等しい。また各コイルばね１６は圧縮状態にあって、その長さはＬ2 である。
【００３９】
図１１（ｂ）の加熱中においてはロータ本体３および各永久磁石５が熱膨脹し、各鋼板２の厚さｔ2 が加熱前のそれｔ1 よりも厚くなり（ｔ2 ＞ｔ1 ）、また各永久磁石５の長さＬ3 が加熱前のそれＬ1 よりも長くなる（Ｌ3 ＞Ｌ1 ）。さらにロータ本体３の拡径に伴い各コイルばね１６が収縮してその長さＬ4 が加熱前のそれＬ2 よりも短くなる（Ｌ4 ＜Ｌ2 ）、つまり、各コイルばね１６により各永久磁石５の半径方向外方への変位が許容される。これにより、ロータ本体３の拡径に起因した各永久磁石５の割れ発生、接合層４の厚さの不均一化に伴う接合強度のばらつきの発生および各永久磁石５の位置ずれの発生といった各種不具合をことごとく回避することができる。
【００４０】
図１１（ｃ）の冷却後においては、冷却時に熱膨脹率の大きいロータ本体３の各鋼板２が収縮すると共に各永久磁石５と接合されるので、ロータ本体３の軸線ｄ方向２等分位置ｆよりも一端側に位置する各永久磁石接合部ｂと、他端側に位置する各永久磁石接合部ｂとが、スリットｃの存在下で、相隣る両スリットｃの終端間を結ぶ仮想線を折れ目ｇとして互に離れる方向、つまりロータ本体３外方側へ折曲がる。その結果、軸線ｄ方向において相隣る両永久磁石接合部ｂ間には間隙ｅが生じるので、ロータ本体３における永久磁石接合部ｂ側は、加熱前の長さＬ1 よりも長い状態に拘束され、Ｌ5 ＞Ｌ1 となる。これにより、図１１（ｃ）に鎖線で示すようにロータ本体３における永久磁石接合部ｂ側の長さが加熱前の長さＬ1 に略復元する場合に比べてその永久磁石接合部ｂに発生する熱応力が緩和されるので、ロータ本体３と各永久磁石５との熱膨脹率の差に起因した永久磁石５の割れ発生を回避することができる。
【００４１】
前記接合過程における加熱時間ｈは、それが長過ぎる場合にはロータ本体３および永久磁石５の特性に影響を与えるので、ｈ≦１０時間であることが望ましく、生産性向上の観点からはｈ≦１時間である。
【００４２】
以下、具体例について説明する。
【００４３】
ロータ本体３として、図５に示すように切欠き状凹部１２の数が１２個、スリットｃの数が１２個、各スリットｃの寸法が幅０．３mm、長さが１０mmであり、また厚さが０．４mmの複数の円形冷間圧延鋼板２を積層して構成されたものを用意した。ロータ本体３において、その外径は１３６mm、長さは１００mm、接合溝１１の数は１２本、各接合溝１１の寸法は幅２０mm、深さ１mm、長さ１００mmである。
【００４４】
また永久磁石固定装置１３として前記構造のものを用意した。この場合、筒体１４は、ＪＩＳ  Ｓ３５Ｃより構成され、外径が２１６mm、内径が２０２mm、長さが１０４mmである。各コイルばね１６はインコネルＸ７５０より構成され、ばね定数は０．８kgｆ／mmである。各押え板２２及び各位置決めピン１７はＪＩＳ  ＳＵＳ３０４より構成される。
【００４５】
またろう材１５として、Ｎｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金よりなり、且つ非晶質相の体積分率ＶｆがＶｆ＝１００％であり、縦１０４mm、横２０mm、厚さ１００μｍの箔状ろう材を用意した。
【００４６】
更に永久磁石５として、縦１０４mm、横２０mm、厚さ６mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ、キュリー点３１０℃）を用意した。
【００４７】
図１２は、ロータ本体３とＮｄＦｅＢ系永久磁石５の温度に対する熱膨脹率の変化を示す。図１２より、温度上昇に伴い両熱膨脹率の差が大きく広がることが判る。
【００４８】
図６，１０に示すように、永久磁石固定装置１３により各永久磁石５およびろう材１５をロータ本体３に固定した。この場合、各コイルばね１６の撓み量は２mmであり、また各コイルばね１６のばね定数は前記のように０．８kgｆ／mmであって、各永久磁石５に対して２つのコイルばね１６が用いられているから、各永久磁石５に対する押圧力（荷重）は、室温にて、（０．８×２）×２＝３．２kgｆとなる。このように永久磁石５等を固定されたロータ本体３を、１０-3Torrの真空加熱炉内に設置して、加熱温度Ｔ＝５２０℃、加熱時間ｈ＝２０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりなる接合処理を行って、図１〜３に示すように各永久磁石５を接合層４を介しロータ本体３に接合したロータ１を得た。
【００４９】
このロータ１においては、相隣る両永久磁石接合部ｂ間の全                        てに間隙ｅが存在しており、その間隙ｅにおける両永久磁石接合部ｂの外周縁ｍ間における平均長さは０．０４mmであった。また各永久磁石５の割れおよびロータ軸線方向への位置ずれは生じていなかった。
【００５０】
さらに、各接合層４の厚さは約３０μｍ±５μｍであり、均一化が達成されていることが判明した。
【００５１】
比較のため、図１３に示すように各永久磁石５を押えボルト２７によりロータ本体３に押圧固定した、ということ以外は前記と同一条件にて前記同様の接合処理を行ったところ、３個の永久磁石５に割れが生じており、また２個の永久磁石５がロータ軸線方向への位置ずれを生じていた。さらに接合層４の厚さは、最小で１０μｍ、最大で５０μｍであって不均一であることが判明した。
【００５２】
ロータ１の耐熱性を調べるため、ロータ１を加熱炉に設置して１５０℃で、１時間加熱し、次いで室温下にて冷却したところ、各永久磁石５に割れの発生はなかった。
【００５３】
なお、前記接合処理後において、各永久磁石５に着磁処理が施される。
【００５４】
図１４はロータ１の他例を示す。そのロータ本体３は、ボス部８と、そのボス部８外周面から放射状に延びる複数のアーム部９と、各アーム部９に連設されたリム部１０とからなる。相隣る両スリットｃは、鋼板２のリム部形成領域ａとアーム部形成領域ｈとの連設部ｋを挟むように、そのリム部形成領域ａにおいて、その外周面から内周面まで延びている。この場合、各鋼板２の各永久磁石接合部ｂは幅狭の各連設部ｋにおいて折れ目ｇより折曲がるので、図５のものに比べて折曲り易く、したがって間隙ｅの形成が容易に行われる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、前記のように特定された手段を採用することによって、ロータ本体の熱膨脹による拡径に起因した永久磁石の割れ発生、接合強度のばらつき発生および永久磁石の位置ずれ発生といった各種不具合をことごとく回避し得る回転機用ロータの製造方法を提供することができる。
【００５６】
また本発明によれば、前記不具合の回避を確実に実現し得る永久磁石固定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロータの一例を示す正面図である。
【図２】一部を拡大した図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３−３線要部断面図である。
【図４】Ｎｄ−Ｃｕ系状態図の要部を示す。
【図５】一部を拡大したロータ本体の要部破断端面図である。
【図６】ロータ本体と永久磁石固定装置との関係を示す要部破断端面図である。
【図７】筒体の正面図である。
【図８】コイルばねを備えた押え板の斜視図である。
【図９】位置決めピンの斜視図である。
【図１０】図６の１０−１０線断面図である。
【図１１】加熱接合メカニズムを示す説明図である。
【図１２】温度と熱膨脹率の関係を示すグラフである。
【図１３】比較例の要部断面図で、図６に対応する。
【図１４】一部を拡大したロータの他例を示す断面図で、図２に対応する。
【符号の説明】
１          ロータ
２          鋼板
３          ロータ本体
４          接合層
５          永久磁石
１３        永久磁石用固定装置
１４        筒体
１５        ろう材
１６        コイルばね（ばね部材）
１７        位置決めピン（位置決め手段）
１８        周壁
２０        円形孔部
２１        切欠き部
２５        ピン状本体
２６        ピン状凸部
【図１】
0003599132.tif 000003
【図２】
0003599132.tif 000004
【図３】
0003599132.tif 000005
【図４】
0003599132.tif 000006
【図５】
0003599132.tif 000007
【図６】
0003599132.tif 000008
【図７】
0003599132.tif 000009
【図８】
0003599132.tif 000010
【図９】
0003599132.tif 000011
【図１０】
0003599132.tif 000012
【図１１】
0003599132.tif 000013
【図１２】
0003599132.tif 000014
【図１３】
0003599132.tif 000015
【図１４】
0003599132.tif 000016