(57)【要約】      （修正有）【課題】アキシャルギャップ型回転電機において、回転数を上げることが可能なように、回転子の磁石を保持する。【解決手段】回転子と固定子を備えるアキシャルギャップ型回転電機において、回転の内周と外周を有する前記回転子は、前記外周に設けられた外周部リング３が、ガラス繊維を含有する樹脂で構成される寸法吸収部材２を介して前記磁石１に応力を付与し、前記内周と前記外周で機械的に締結して、前記磁石１を回転子に保持する。【選択図】図１
2018082578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と固定子を備えるアキシャルギャップ型回転電機において、
回転の内周と外周を有する前記回転子は、
前記内周と前記外周で機械的に締結された磁石を含むこと
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記回転子は、
前記外周に外周部リングを含み、
前記外周部リングは、
前記外周から前記内周に向けて、前記磁石へ応力を付与すること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記回転子は、
前記外周部リングと前記磁石の間に有機物を含有する寸法吸収部材を含み、
前記外周部リングは、
前記寸法吸収部材を介して前記磁石へ応力を付与すること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記寸法吸収部材は、
ガラス繊維を含む樹脂であり、
前記磁石の外周方向の面の凹凸を補うこと
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記寸法吸収部材は、
ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）Ｒｅｓｉｎ、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）、あるいはＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）を含むこと
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記磁石は、
放射状の複数の磁石から成り、
前記寸法吸収部材は、
複数の寸法吸収部材から成り、
前記複数の磁石のそれぞれに前記複数の寸法吸収部材のそれぞれが対応すること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記複数の寸法吸収部材のそれぞれは、
中央が端より厚い板状の樹脂であること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項８】
請求項６に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記複数の寸法吸収部材のそれぞれは、
前記複数の磁石のそれぞれに応じた層数の樹脂から成ること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項９】
請求項３に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記磁石は、
放射状の複数の磁石から成り、
前記回転子は、
前記複数の磁石における磁石と磁石の間に寸法吸収部材をさらに含むこと
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１０】
請求項３に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記外周部リングは、
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の継目のないリングであること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１１】
請求項３に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記外周部リングは、
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の帯が巻かれた状態であること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記寸法吸収部材は、
前記外周部リングとの接触面に、巻かれた前記ＦＲＰの帯の長辺方向の溝を有すること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１３】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機において、
前記磁石は、
フェライト磁石であり、
前記内周で機械的に締結するための内周部リングと嵌合する１または複数の面を有すること
を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１４】
気体の圧縮機において、
気体に加圧するスクリューおよびケースと、
ハウジングが前記ケースと固定子に接続され、回転子が前記スクリューに接続されたアキシャルギャップ型回転電機と
を備え、
前記回転子は、
回転の内周と外周を有し、
前記内周と前記外周で機械的に締結された磁石を含むこと
を特徴とする圧縮機。
【請求項１５】
気体の圧縮機において、
気体に加圧する旋回スクロールおよび固定スクロールと、
前記旋回スクロールと前記固定スクロールと冷媒を内包し、前記固定スクロールと接続された圧縮容器と、
前記圧縮容器に内包され、固定子が前記圧縮容器に接続され、回転子が前記旋回スクロールに接続されたアキシャルギャップ型回転電機と
を備え、
前記回転子は、
回転の内周と外周を有し、
前記内周と前記外周で機械的に締結された磁石を含むこと
を特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機および圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業機械の動力源として用いられる回転電機として、アキシャルギャップ型回転電機はモータ部分の薄型化や高イナーシャ化、高効率化などの特徴があるため、各種の用途に用いられている。アキシャルギャップ型回転電機は、一般的なラジアル型回転電機に比べて、比較的大きな径を持つディスク状の回転子を有する構造となっている。このため、決められた径の中にモータを構成しようとするとき、ディスクの径を大きくできるので、ラジアル型モータに比べて大きなトルクが得られるといった特徴を持っている。
【０００３】
さらに大きなトルクを期待する場合、一つの固定子に対して、軸方向に２つの回転子を有する構造のアキシャルギャップ型回転電機を構成することができる。この構成は、ディスク上に多くの界磁源である永久磁石を配置できるため、トルク発生に寄与する磁束量を増加させることが可能となる。
【０００４】
永久磁石の配置に関しては、特許文献１に、永久磁石を遠心力方向に対して保持するために、円盤状の支持部材に永久磁石を配置する穴を構成し、その穴に永久磁石を接着剤で固定する構造が開示されている（例えば段落００１９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された構造を用いれば、永久磁石を配置することは可能である。しかしながら、回転電機の出力を向上させるために回転速度を高くすると、永久磁石に加わる遠心力が大きくなり、発熱量も高くなるので、接着剤による接着強度では十分に固定できない。
【０００７】
また、永久磁石となる焼結磁石は焼き物であるので、寸法精度が悪い。量産時に寸法公差で指定された範囲内でのばらつきが発生する。このため、特許文献３に開示された構造の穴は、公差の最大値を許容するように大き目の穴とする必要があり、接着面積が十分に確保できない場合や、指示部材と接触する永久磁石の一部に遠心力の応力が集中する場合もある。
【０００８】
そこで、本発明は、アキシャルギャップ型回転電機において、回転数を上げることが可能なように、回転子の磁石を保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る代表的なアキシャルギャップ型回転電機は、例えば、回転子と固定子を備えるアキシャルギャップ型回転電機であって、回転の内周と外周を有する前記回転子は、前記内周と前記外周で機械的に締結された磁石を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アキシャルギャップ型回転電機において、回転数を上げることが可能なように、回転子の磁石を保持することができる。上述した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アキシャルギャップ型回転電機の回転子の例を示す正面図と横断面図である。
【図２Ａ】永久磁石の例を示す図である。
【図２Ｂ】永久磁石とその外周部に配置される寸法吸収部材の例を示す図である。
【図３】永久磁石と寸法吸収部材の例を示す斜視図である。
【図４Ａ】寸法吸収部材を射出成型する前の例を示す図である。
【図４Ｂ】寸法吸収部材を射出成型している例を示す図である。
【図４Ｃ】寸法吸収部材を射出成型した後の例を示す図である。
【図５Ａ】永久磁石を配置する前の回転子の例を示す図である。
【図５Ｂ】永久磁石を配置した後の回転子の例を示す図である。
【図５Ｃ】外周部リングを配置した後の回転子の例を示す図である。
【図５Ｄ】外周部リングを配置した後の回転子の例を示す横断面図である。
【図６Ａ】永久磁石の３辺に寸法吸収部材を配置した例を示す図である。
【図６Ｂ】寸法吸収部材に溝を有する例を示す図である。
【図６Ｃ】永久磁石が略扇形の例を示す図である。
【図６Ｄ】寸法吸収部材をシート状にした例を示す図である。
【図６Ｅ】円盤状の永久磁石の一部に寸法吸収部材を配置した例を示す図である。
【図７Ａ】外周部リングを焼き嵌めによって嵌合する例を示す図である。
【図７Ｂ】外周部リングを巻回する例を示す図である。
【図８】回転電機の例を示す図である。
【図９】スクリュー型空気圧縮機の例を示す図である。
【図１０】スクロール圧縮機の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、以下の説明で使用する図において、同一のものを指し示す場合は、同一の符号を付け、その繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１３】
図１は、一実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の回転子の例を示す正面図と横断面図である。図１に示す回転子は、円盤状となっており、図示を省略したシャフトが円盤の中心に配置される穴がキー溝付で構成されるものとなっている。図１に示す回転子は、アキシャルギャップ型回転電機のなかでも、図示を省略したひとつの固定子の軸方向両面に回転子が配置される、１ステータ２ロータ型と呼ばれるものの回転子である。
【００１４】
このタイプのアキシャルギャップ型回転電機の回転子では、永久磁石１が軸方向表面に配置されるが、永久磁石１のもう一方の面には、磁気回路を構成するための継鉄（バックヨークコア４）が存在する。図１の例では、バックヨークコア４は薄手の電磁鋼板（珪素鋼板）を巻いて製作した巻き鉄心で構成されており、構造部材でできた回転子構造体ヨーク５のなかに同心円状に配置されている。
【００１５】
さらに、回転子構造体ヨーク５と巻き鉄心（バックヨークコア４）とは、回転子構造体ヨーク５の背面に配置された溶接用穴、または溝１４の部分で溶接固定されている。そして、巻き鉄心（バックヨークコア４）の表面に永久磁石１が配置される構造となっている。
【００１６】
永久磁石１は、回転子円盤状の周方向に複数枚が配置される構造となっており、それらは均等配置される構造となっている。小容量のアキシャルギャップ型回転電機では、円盤状のリング磁石を配置することもできるが、フェライト磁石などの焼結磁石は、大型のものが製造困難であるために、磁石ひとつのピースを小さく構成したものを複数配置する構造が必要となるのである。
【００１７】
図１の例では、周方向に１６個の略台形形状の永久磁石１を配置する例を示す。図１の正面図に示すように、一つの永久磁石１の角度を２２．５度として、周方向に１６枚の永久磁石１が配置される。回転電機としての回転子極数は、８極の例であり、隣り合わせに同一極の永久磁石１が配置される構造となっている。
【００１８】
磁石の着磁（磁石が磁力を持つ状態にすること）は、回転子として組みあがってから着磁ヨークを用いて行うため、その磁極数は、回転電機に合わせて調整可能である。図１の例で永久磁石１の形状を略台形形状としている理由は、永久磁石１そのものの量産性を高めるためである。なお、永久磁石１は台形形状であってもよい。
【００１９】
例えば、永久磁石１を略台形形状ではなく扇形とすることにより、リング状の磁石として、周方向に均一な磁束を発生させる回転子が構成できる一方、永久磁石１が出来上がった時の寸法管理が困難となる。外径側のＲ寸法などの正確な測定が必要となったり、Ｒ寸法の中心位置のばらつきが発生したりするなど、管理が困難となる。
【００２０】
したがって、図１では、略台形の形状とする例を示している。もちろん、フェライト焼結磁石でも、乾式成形や焼結工程後の加工方法などにより寸法精度が確保できる場合もありうるので、本実施例が図１に示した形状だけとどまるものではない。
【００２１】
永久磁石１の形状を略台形とすることによって、外径側（台形の長辺側）が直線となるので、磁石の有効断面積が少なくなるため、ひとつあたりの磁石角度を小さくすることが望ましい。このため、１極分の磁石を２枚の永久磁石１で構成している。回転子磁極数が、４極の場合には、４枚で１極分を構成してもよい。
【００２２】
略台形の永久磁石１は、回転子内径側に配置される１６角形内周部リング８に、略台形の短辺側を接触させて配置されている。１６角形内周部リング８は、回転子構造体ヨーク５と同心円状に配置され、軸方向には、１６角形内周部リング取り付けボルト９を用いて締結される。
【００２３】
また、１６角形内周部リング８の軸方向の永久磁石１側には、永久磁石１の短辺部につけられたテーパ部分をオーバーハングして軸方向に抑えるように配置される軸方向押さえ６が配置されている。この軸方向押さえ６も、１６角形内周部リング８と同様に、軸方向押さえ用取り付けボルト７で軸方向に固定されている。
【００２４】
永久磁石１の内周側の短辺部が１６角形内周部リング８に接触した状態で、永久磁石１の外周側には、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック：Fiber−Reinforced Plastics）製の外周部リング３が配置されている。この外周部リング３は、焼き嵌めや、巻き付けなどによって、永久磁石１が内径側に向かう方向に応力を付与するような状態となっている。図１の例では、外周部リング３が掛かるように回転子構造体ヨーク５の一部分が段付構造となっており、回転子構造体ヨーク５の一部にも内径方向の応力が付与される構造となっている。
【００２５】
永久磁石１の長辺部と外周部リング３との間には、寸法吸収部材２が配置される構造となっている。これは、略台形の永久磁石１の角部に応力が集中することを防止することと、複数の永久磁石１それぞれの寸法ばらつきに対応することが目的である。外周部リング３によって内径側に付与する応力に対して、短期的、長期的に圧縮やクリープの強度に耐えることができる材質を使用する。
【００２６】
図１に示す構造によって、回転子に使用されている各部品は、回転方向、径方向、軸方向のそれぞれの方向に対して機械的に締結して保持される構造となる。寸法吸収部材２と一体化した永久磁石１は、回転方向に対しては、１６角形内周部リング８と永久磁石１の短辺部との摩擦力によって保持され、径方向は、外周部リング３によって保持され、軸方向は軸方向押さえ６と、外周部リング３との摩擦力で保持されている。
【００２７】
これにより、これまでは接着剤による固定が主流であった回転子の磁石保持が、機械的な締結とできることで、回転子強度を格段に向上できる。このため、アキシャルギャップ型回転電機の回転速度を向上させ、回転電機の出力密度を向上することが可能となる。
【００２８】
次いで、図２以降を用いて、アキシャルギャップ型回転電機の構造をさらに説明する。図２Ａ、２Ｂは、図１に示した回転子に配置される永久磁石１とその外周部に配置される寸法吸収部材２との関係の例を示す図である。略台形のフェライト焼結の永久磁石１は、図２Ａに示すような形状であり、その縦方向（台形の高さ方向）寸法は、85．5±1．5ｍｍと寸法巾で3ｍｍのばらつきをもっている。
【００２９】
このように寸法がばらつく永久磁石１を、図１のような周方向に配置する場合には、外周部リング３を外周側に配置しても、その寸法差によって凹凸が生じて応力を付与できないことがある。そこで、図２Ｂに示すように、永久磁石１の外周部に寸法吸収部材２をそれぞれ配置して縦方向寸法を90ｍｍに合わせこむ。
【００３０】
図２Ｂの例では、縦方向寸法が84ｍｍの永久磁石１と縦方向寸法が87ｍｍの永久磁石１の例を並べて示している。そのどちらにも、寸法吸収部材２が配置されており、縦方向寸法84ｍｍの永久磁石１には、寸法吸収部材２が多く（大きく）、縦方向寸法87ｍｍの永久磁石１には、寸法吸収部材２が少なく（小さく）している。
【００３１】
図３は、図１、２に示した永久磁石１の例を示す斜視図である。永久磁石１は、図１、２に示した略台形の形状であり、内径側短辺部の一辺には、磁石内径側短辺部テーパ１１（面取り）が設けられている。図３に示すように磁石内径側短辺部テーパ１１は、永久磁石１の軸方向の面に対して斜めとなり、型枠により斜めに凝固されてもよいし、斜めに削り取られてもよい。
【００３２】
また、この永久磁石１の外形側となる長辺部に、寸法吸収部材２を配置され、この例では、長辺部の角部に設けられた角Ｒ部をも包含するような形で寸法吸収部材２が付着されている。
【００３３】
図４Ａ〜４Ｃは、図１〜３に示した寸法吸収部材２を永久磁石１の外周部に配置する一実施形態として、射出成型を用いて有機材料を配置する例を示す図である。図４Ａは、射出成型用の金型と射出部分の例を示す図である。射出成型金型４３は、図２Ｂに示した永久磁石１と寸法吸収部材２の入る空間を有し、空間の縦方向寸法は90ｍｍである。略台形形状の永久磁石１は、永久磁石１の内径側すなわち短辺部が、金型内の空間の底面部分に接触するように配置される。
【００３４】
射出成型金型４３には、有機材料である射出成型樹脂４２の射出されるゲート４４が構成され、ゲート４４から射出するために用いられるシリンダ４０が接続されて、シリンダ４０内を移動可能にプランジャ４１が配置されている。
【００３５】
図４Ｂは、射出成型樹脂４２が、成型用のプランジャ４１によって押し出された状態の例を示す図である。射出成型樹脂４２が、加温された状態のシリンダ４０にある状態から、プランジャ４１の下降によってある圧力をもって押し出さ、射出成型金型４３と永久磁石１の隙間に充填される。
【００３６】
その後、射出成型樹脂４２の形状が安定したところで、図４Ｃに示すようにプランジャ４１を上昇させ、射出成型金型４３を開くと、寸法吸収部材２となる射出成型樹脂４２と、永久磁石１が一体となって取り出せる。ここで使用する有機材料の射出成型樹脂４２は、外周部リング３によって内径側に付与する応力に対して、短期的、長期的に圧縮やクリープの強度に耐えることができる材質を使用する必要がある。
【００３７】
このため、本実施例では、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）Ｒｅｓｉｎや、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）、ＬＣＰ（液晶ポリマ；Liquid Crystal Polymer）などのエンジニアリングプラスチックを使用する。また、これらの樹脂材質に加え、ガラス繊維の配合を20％〜45％と高くすることでも強度を確保してもよく、ナイロンやポリエステルといった比較的強度の低い樹脂にガラス繊維の配合を高くして強度を向上させたものを使用してもよい。
【００３８】
図５Ａ〜５Ｄは、図１に示した回転子の組立ての例を示す図である。図５Ａは、回転子構造体ヨーク５に電磁鋼板を巻き付けて製作されたバックヨークコア４（巻き鉄心）の斜視図である。回転子構造体ヨーク５の内周側、外周側ともバックヨークコア４の軸方向厚みと同一の高さの壁が存在し、これらの壁により、いったん巻き付けると径方向にバラけない構造である。
【００３９】
巻き付けた後、回転子構造体ヨーク５とバックヨークコア４は、前述したとおり、回転子構造体ヨーク５の裏側で溶接されて固定される。なお、別の保持構造として、接着剤により固定してもよい。バックヨークコア４と回転子構造体ヨーク５の隙間部分に接着剤や樹脂などを流し込み、固めることでも保持してもよい。より強固な保持のため、接着剤、樹脂を流し込む時に真空状態にして、微小な隙間にも樹脂を入り込こませてもよい。
【００４０】
図５Ｂは、１６角形内周部リング８と１６枚の永久磁石１を配置した状態の斜視図である。永久磁石１には寸法吸収部材２が配置されているため、永久磁石１と寸法吸収部材２の長手方向（縦方向）寸法は設計値（90ｍｍ）にそろえられており、この設計値は１６角形内周部リング８と回転子構造体ヨーク５の外周側までの寸法となっているため、永久磁石１の台形の短辺直線部が内周側に接し、一意に周方向の位置が決まることになる。
【００４１】
図５Ｃは、さらに外周部リング３と軸方向押さえ６を配置した状態の斜視図である。軸方向押さえ６は、永久磁石１の磁石内径側短辺部テーパ１１に掛かるように配置され、外周部リング３は、永久磁石１と一体化した寸法吸収部材２の外側と、回転子構造体ヨーク５の外側の一部にかかるように配置される。図５Ｄは、図５Ｃに示した状態の断面を示す斜視図であり、図１に示した横断面図に対応する。
【００４２】
図６Ａ〜６Ｄは、寸法吸収部材２の配置の例を示す図である。図６Ａは、永久磁石１の外周部すなわち略台形の長辺直線部の寸法吸収部材２に加え、略台形の横方向２面にも寸法吸収部材２を配置する例を示す図である。当然ながら永久磁石１の寸法ばらつきは、縦方向だけでなく横方向にも発生するため、横方向の寸法をそろえる場合に、この例に示すような構造が有効である。
【００４３】
ただし、永久磁石１は縦方向で機械的に締結されるので、横方向の寸法吸収部材２は必ずしも必要ではない。ちなみに横方向の寸法吸収部材２がないと、永久磁石１それぞれの間には隙間ができる。これに対して、横方向にも寸法吸収部材２があると、横方向に物理的に接触するので、熱伝導の向上や、空気との摩擦損（風損）の低減などの効果がある。
【００４４】
図６Ｂは、寸法吸収部材２の外径側（外周部リング３と接する面）に溝３５を有する例を示す図である。この溝３５は、張力を付与しながら外周部リング３を外周側に巻き付ける場合に、ガラス繊維や炭素繊維の糸、または、織布などがはみ出ないように保持しながら巻けるようにするためのものである。
【００４５】
また、図６Ｂに示すように永久磁石１の内周部は、磁石内径側短辺部テーパ１１ではなく段付構造１２となっていてもよい。軸方向に押さえるための面積を確保したい場合に、このような段付構造１２の方が有利な場合もある。永久磁石１の内周部が段付構造１２の場合、軸方向押さえ６も段付構造１２と嵌合する形状であってもよい。
【００４６】
図６Ｃは、永久磁石１の形状が略扇形の例を示す図である。外径側のＲ寸法の管理が難しいことを前述したが、永久磁石１が小さめに作られること、すなわち寸法吸収部材２で補うことを前提とすれば、略扇形としても管理が難しくなりにくい。そして、略扇形の永久磁石１の外径側に寸法吸収部材２を設けることによって、機械的な締結が可能となる点は略台形の場合と同様である。なお、略扇型は扇型であってもよい。
【００４７】
図６Ｄは、寸法吸収部材２をシート状にした例を示す図である。図４に示したように射出成型により１つの寸法吸収部材２を１つの永久磁石１の外径側に配置する以外に、寸法（特に厚さ）が管理された複数枚のシート状の寸法吸収部材２ａ、２ｂを外径部に配置してもよい。例えば、厚さが同じシート状の寸法吸収部材２を配置する枚数により、縦方向寸法の90ｍｍに合わせこんでもよい。
【００４８】
寸法吸収部材２はシート状でなくともよく、ブロック状であってもよい。ブロック状の寸法吸収部材２であっても、厚さの異なる複数種類の寸法吸収部材２を予め用意し、永久磁石１の寸法に応じて複数種類の中から縦方向寸法を90ｍｍに合わせこめる厚さの寸法吸収部材２を選択して、永久磁石１の外径側に配置してもよい。
【００４９】
図６Ｅは、円盤状の永久磁石１３の一部に寸法吸収部材２を配置した例を示す図である。この例のように、円盤状の永久磁石１３においても、焼結時の収縮により永久磁石１３の寸法はばらつきをもつので、その外径寸法のばらつき（凹凸）を補うために、寸法の足りない部分へ寸法吸収部材２を配置すると、寸法を一意にそろえることが可能である。
【００５０】
図７Ａ、７Ｂは、外周部リング３とその装着の例を示す図である。図７Ａは、外周部リング３が装着前から輪状であり、外周部リング３を焼き嵌めによって嵌合する例を示す図である。炭素繊維やガラス繊維は、線膨張係数が低いため膨張しにくいが、外周部リング３を加温することで外周部リング３の径を大きくして、回転子構造体ヨーク５と寸法吸収部材２（永久磁石１）に嵌める。これにより、加温で膨張した外周部リング３が、室温に戻ることで、内径に向かう方向の応力を発生する。
【００５１】
焼き嵌めは、外周部リング３が金属の場合でも使用できる。外周部リング３の材質として、ジュラルミン、高強度アルミニウム、チタン、インコネルなどは軽量で強度が得られやすい。また、冷やし嵌めによって、回転子側の温度を下げて収縮させ、外周部リング３を嵌めてもよい。内径に向かう方向の応力と軸方向押さえ６により、永久磁石１は保持される。
【００５２】
図７Ｂは、外周部リング３が装着前に帯状であり、外周部リング３を巻回する例を示す図である。外周部リング３としてガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの高強度部材に矢印で示す方向へ張力を与えながら、回転子構造体ヨーク５と寸法吸収部材２（永久磁石１）に巻き付ける。その付与する張力により、外周部リング３が内径に向かう方向の応力を発生する。内径に向かう方向の応力と軸方向押さえ６により、永久磁石１は保持される。
【００５３】
図８は、以上に示した回転子を実装する回転電機（モータ）の例を示す断面図である。ハウジング１６の内部に、アキシャル型回転電機固定子コア２１をほぼ軸方向中心にして、その軸方向両側に２つの回転子構造体ヨーク５を有するアキシャルギャップ型回転電機を構成している。固定子は、アキシャル型回転電機固定子コア２１とそれに巻かれるアキシャル型回転電機固定子コイル２２とで構成され、ハウジング１６に固定される。
【００５４】
その固定子の中央部は、貫通穴が構成されており、その貫通穴に対してシャフト１７が通る構造となっている。シャフト１７は、ハウジング１６の軸方向両端にそれぞれ取り付けられたエンドブラケット１９に保持されたベアリング１５によって回転可能に保持されている。その回転可能なシャフト１７に回転子構造体ヨーク５が、２枚のベアリングナット１８で固定され、回転子として回転するようになっている。
【００５５】
シャフト１７には外扇ファン３７が取り付けられ、外扇ファン３７は、シャフト１７とともに回転し、冷却風を発生させる。外扇ファン３７は、ファンカバー３８で覆われている。以上の構造により、産業用のモータとして、アキシャルギャップ型回転電機を構成することができ、永久磁石１の保持強度を高めることができるため、回転数を高く設定することが可能となる。
【００５６】
図９は、スクリュー型空気圧縮機への実装例を示す図である。スクリュー型空気圧縮機は、スクリュー４６の陰に隠れて図示を省略したスクリューとスクリュー４６がかみ合って気体を圧縮するものであり、スクリュー４６は、スクリュー圧縮機ケース４５に収められ、その軸はシャフト１７と接続されて、ベアリング４７とスクリュー用ベアリング４８で回転可能に支えられる。
【００５７】
回転子構造体ヨーク５、ベアリング１５、シャフト１７、アキシャル型回転電機固定子コア２１、アキシャル型回転電機固定子コイル２２のそれぞれは既に説明したとおりであり、特に回転子構造体ヨーク５は図１などを用いて説明したとおりである。
【００５８】
このスクリュー型空気圧縮機は、スクリュー４６の回転数が高いほど、スクリュー４６およびスクリュー圧縮機ケース４５が小形であっても、多くの空気を圧縮することが可能であるが、これまでのアキシャルギャップ型回転電機は、永久磁石を接着で実装するため、永久磁石の保持強度の課題があり、回転数が低く抑えられていた。
【００５９】
これに対して、本実施例の回転子は、スクリュー部の発熱や振動に対しても、永久磁石１の保持強度が十分であるため、高速回転を可能にするとともに、アキシャル型回転電機とスクリュー部の近接実装を可能にした。さらに、スクリュー４６の軸とアキシャル型回転電機のシャフト１７を一体化できるため、機械としてもコンパクトにできる。
【００６０】
図１０は、スクロール圧縮機への実装例を示す図である。スクロール圧縮機は、旋回スクロールの旋回運動に伴い、旋回スクロールと固定スクロールとの間に生じる圧縮室により気体を圧縮するものであり、スクロール圧縮機構５１は旋回スクロールと固定スクロールおよび旋回スクロールに旋回運動を発生させるようにシャフト１７と接続する機構である。
【００６１】
回転子構造体ヨーク５、シャフト１７、アキシャル型回転電機固定子コア２１、アキシャル型回転電機固定子コイル２２のそれぞれは既に説明したとおりであり、特に回転子構造体ヨーク５は図１などを用いて説明したとおりである。
【００６２】
これまで、スクロール圧縮機では、圧縮のための機械部品と回転電機（モータ）を一体化して実装する構造として、回転電機が圧縮容器の中に実装され、冷媒中で動作する回転電機となっていたために、永久磁石を保持する接着剤が冷媒に触れるアキシャルギャップ型回転電機の実装は困難であった。これに対して、本実施例の回転子は、永久磁石１を機械的な締結により保持するため、圧縮容器５０内の冷媒中に実装されるスクロール圧縮器へも実装が可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１    永久磁石
２    寸法吸収部材
３    外周部リング
４    バックヨークコア
５    回転子構造体ヨーク
６    軸方向押さえ
８    １６角形内周部リング
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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