(57)【要約】      （修正有）【課題】遠心力が加わる磁石ユニットを適切に保持しつつ、磁石ユニットの回転を好適に行うことができるモータを提供する。【解決手段】回転軸１０と、回転軸に固定され、回転軸と共に回転する磁石ユニット１２と、磁石ユニットに対して、回転軸の軸方向に対向するコイルユニット１３と、を備え、磁石ユニットは、回転軸の周方向に複数の磁石が並べて設けられる磁石リング３１と、磁石リングの外周側に設けられ、磁石リングを保持する保持リング３２と、を有し、保持リングは、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維とを含む炭素繊維に樹脂が含浸された複合材を含んで構成され、外周側の部位においてＰＡＮ系炭素繊維に比してピッチ系炭素繊維の割合が多い一方で、内周側の部位においてピッチ系炭素繊維に比してＰＡＮ系炭素繊維の割合が多い。【選択図】図２
2019161758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に固定され、回転軸と共に回転する磁石ユニットと、
前記磁石ユニットに対して、前記回転軸の軸方向に対向するコイルユニットと、を備え、
前記磁石ユニットは、
前記回転軸の周方向に複数の磁石が並べて設けられる磁石リングと、
前記磁石リングの外周側に設けられ、前記磁石リングを保持する保持リングと、を有し、
前記保持リングは、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維とを含む炭素繊維に樹脂が含浸された複合材を含んで構成され、外周側の部位において前記ＰＡＮ系炭素繊維に比して前記ピッチ系炭素繊維の割合が多い一方で、内周側の部位において前記ピッチ系炭素繊維に比して前記ＰＡＮ系炭素繊維の割合が多いことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記保持リングは、
外周側の部位となり、前記ピッチ系炭素繊維からなるピッチ層と、
内周側の部位となり、前記ＰＡＮ系炭素繊維からなるＰＡＮ層と、
前記ピッチ層と前記ＰＡＮ層との間の部位となり、前記ピッチ系炭素繊維及び前記ＰＡＮ系炭素繊維を含む層となる混合層と、を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記保持リングは、強化繊維基材が周方向に亘って配置されると共に、前記強化繊維基材が内周側から外周側に亘って一層毎に積層されており、各層の前記強化繊維基材の端部同士の間には、スプライスが形成され、
前記強化繊維基材は、隣接する層の前記強化繊維基材の前記スプライスが周方向に位相が異なるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記磁石ユニットは、
前記磁石リングと前記保持リングとを被覆する保護カバーを、さらに有し、
前記保護カバーは、前記ピッチ系炭素繊維に樹脂を含浸させた複合材を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項５】
前記磁石ユニットは、
前記保持リングの外周側に設けられると共に、前記保護カバーの内周側に設けられる発泡材を、さらに有し、
前記発泡材は、前記保護カバーに対して屈曲部が非形成となる形状となっていることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記磁石ユニットは、
前記磁石リングの内周側に設けられると共に、前記磁石リングと前記回転軸との間に設けられる支持部材を、さらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項７】
前記磁石リングは、
前記回転軸の周方向に並べて設けられる複数の磁石と、
複数の前記磁石をそれぞれ収容する複数の収容穴が形成された磁石ガイドと、を含み、
前記磁石ガイドは、前記回転軸の軸方向に積層された複数のプレートを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項８】
前記回転軸、前記磁石ユニット及び前記コイルユニットを内部に収容し、前記コイルユニットの外周側に設けられるケーシングを、さらに備え、
前記コイルユニットは、前記ケーシングに固定するための取付部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトに取り付けられたロータプレートに対して、周方向に複数の磁石を配置したモータのロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このロータプレートは、シャフトから延びるバックプレートの外側に形成されるリムと、リムの外側に設けられる拘束バンドによって保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０３２９７８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のロータにおいて、複数の磁石には、高速回転時において大きな遠心力が加わる。このため、特許文献１のロータでは、磁石への遠心力に抗する拘束バンドが設けられている。ここで、複合材を用いて拘束バンドを構成することが考えられているが、拘束バンドの内周側と外周側とではフープ応力が異なり、具体的に、拘束バンドの内周側のフープ応力が外周側に比して大きくなっている。このため、拘束バンドによる磁石の保持を適切に行うことができない可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、遠心力が加わる磁石ユニットを適切に保持しつつ、磁石ユニットの回転を好適に行うことができるモータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータは、回転軸と、前記回転軸に固定され、回転軸と共に回転する磁石ユニットと、前記磁石ユニットに対して、前記回転軸の軸方向に対向するコイルユニットと、を備え、前記磁石ユニットは、前記回転軸の周方向に複数の磁石が並べて設けられる磁石リングと、前記磁石リングの外周側に設けられ、前記磁石リングを保持する保持リングと、を有し、前記保持リングは、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維とを含む炭素繊維に樹脂が含浸された複合材を含んで構成され、外周側の部位において前記ＰＡＮ系炭素繊維に比して前記ピッチ系炭素繊維の割合が多い一方で、内周側の部位において前記ピッチ系炭素繊維に比して前記ＰＡＮ系炭素繊維の割合が多いことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、保持リングの内周側の部位に、高強度となるＰＡＮ系炭素繊維を多く配置することができ、保持リングの外周側の部位に、高弾性となるピッチ系炭素繊維を多く配置することができる。このため、保持リングの内周側の部位においてフープ応力が大きい場合であっても、高強度のＰＡＮ系炭素繊維によりフープ応力に抗することができ、さらに、高弾性のピッチ系炭素繊維を外周側に多く配置することによりフープ応力の応力分布を平準化することができる。また、保持リングの外周側の部位においてフープ応力による変形量が大きい場合であっても、高弾性のピッチ系炭素繊維により変形を許容することができる。これにより、遠心力が加わる磁石リングを、保持リングにより適切に保持することができるため、磁石ユニットの回転を好適に行うことができる。
【０００８】
また、前記保持リングは、外周側の部位となり、前記ピッチ系炭素繊維からなるピッチ層と、内周側の部位となり、前記ＰＡＮ系炭素繊維からなるＰＡＮ層と、前記ピッチ層と前記ＰＡＮ層との間の部位となり、前記ピッチ系炭素繊維及び前記ＰＡＮ系炭素繊維を含む層となる混合層と、を有することが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、保持リングの内周側から外周側に向かって、ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維の割合を柔軟に変更して配置することができるため、保持リングに加わるフープ応力に対して、ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維の割合を適切なものにすることができる。
【００１０】
また、前記保持リングは、強化繊維基材が周方向に亘って配置されると共に、前記強化繊維基材が内周側から外周側に亘って一層毎に積層されており、各層の前記強化繊維基材の端部同士の間には、スプライスが形成され、前記強化繊維基材は、隣接する層の前記強化繊維基材の前記スプライスが周方向に位相が異なるように配置されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、保持リングの周方向において、強化繊維基材の端部同士のスプライスが、周方向において同じ位置となることがないため、スプライスが重なることによる保持リングの強度の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、前記磁石ユニットは、前記磁石リングと前記保持リングとを被覆する保護カバーを、さらに有し、前記保護カバーは、前記ピッチ系炭素繊維に樹脂を含浸させた複合材を含むことが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、保護カバーにより磁石リングと保持リングとを一体に保持することができる。また、保護カバーを設けることで磁石ユニットの外表面を平滑にできることから、磁石ユニットの回転時における空力特性を向上させることができる。
【００１４】
また、前記磁石ユニットは、前記保持リングの外周側に設けられると共に、前記保護カバーの内周側に設けられる発泡材を、さらに有し、前記発泡材は、前記保護カバーに対して屈曲部が非形成となる形状となっていることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、発泡材を設けることで、保護カバーに屈曲部を形成することがないため、保護カバーにより、磁石リング、保持リング及び発泡材を好適に被覆することができる。
【００１６】
また、前記磁石ユニットは、前記磁石リングの内周側に設けられると共に、前記磁石リングと前記回転軸との間に設けられる支持部材を、さらに有することが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、支持部材により磁石リングの中心と回転軸の中心とを適切に位置決めして、回転軸に磁石ユニットを配置することができる。なお、支持部材は、軽量化のために、例えば、ワイヤを用いたスポーク構造、ラティス構造または発泡材を用いた構造等を適用してもよい。
【００１８】
また、前記磁石リングは、前記回転軸の周方向に並べて設けられる複数の磁石と、複数の前記磁石をそれぞれ収容する複数の収容穴が形成された磁石ガイドと、を含み、前記磁石ガイドは、前記回転軸の軸方向に積層された複数のプレートを有することが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、切削加工が困難な磁石ガイドであっても、複数のプレートを重ねることで、磁石ガイドを容易に形成することが可能となる。なお、プレートは、例えば、非磁性体の金属プレートである。
【００２０】
また、前記回転軸、前記磁石ユニット及び前記コイルユニットを内部に収容し、前記コイルユニットの外周側に設けられるケーシングを、さらに備え、前記コイルユニットは、前記ケーシングに固定するための取付部が設けられていることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、取付部を介して、コイルユニットをケーシングに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態に係るモータを模式的に表した模式図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るモータの一部を模式的に表した模式図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るモータの磁石ユニットの断面を示す斜視図である。
【図４】図４は、保持リングに加わるフープ応力に関する説明図である。
【図５】図５は、保持リングの積層構造を示す説明図である。
【図６】図６は、磁石ガイドを模式的に表した斜視図である。
【図７】図７は、磁石ユニットの成形に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００２４】
［本実施形態］
本実施形態に係るモータ１は、コイルに鉄心を設けないコアレスモータとなっており、固定子となるコイルユニット１３と、コイルユニット１３の両側に設けられる回転子となる２つの磁石ユニット１２を一段として、軸方向に多段となる多段コアレスモータ構造のモータとなっている。このモータ１は、高出力化を図るために、回転子となる磁石ユニット１２の周速が高速（例えば、マッハ１に近い値）となる高速回転用のモータとなっている。
【００２５】
図１は、本実施形態に係るモータを模式的に表した模式図である。図２は、本実施形態に係るモータの一部を模式的に表した模式図である。図３は、本実施形態に係るモータの磁石ユニットの断面を示す斜視図である。図４は、保持リングに加わるフープ応力に関する説明図である。図５は、保持リングの積層構造を示す説明図である。図６は、磁石ガイドを模式的に表した斜視図である。図７は、磁石ユニットの成形に関する説明図である。
【００２６】
図１に示すように、モータ１は、回転軸１０と、ケーシング１１と、磁石ユニット１２と、コイルユニット１３と、軸受１５と、を備えている。
【００２７】
回転軸１０は、中心が中空となる円筒形状に形成されている。この回転軸１０には、図２に示すように、磁石ユニット１２を固定するための位置規制部２１が設けられている。位置規制部２１は、回転軸１０の外周に突出して設けられ、磁石ユニット１２の軸方向への移動を規制している。図２に示すように、位置規制部２１は、隣接する２つの磁石ユニット１２に対して、軸方向の両側に配置されており、２つの位置規制部２１の軸方向における間隔は、２つの磁石ユニット１２の軸方向における長さとなっている。また、位置規制部２１のそれぞれには、軸方向に延在する締結孔２２が貫通形成されており、この締結孔２２に、図示しない締結部材が挿通されて、磁石ユニット１２に締結されることで、磁石ユニット１２の周方向への移動を規制すると共に、回転軸１０に磁石ユニット１２が固定される。そして、回転軸１０は、磁石ユニット１２と共に周方向に回転可能となっている。
【００２８】
ケーシング１１は、内部に回転軸１０を収容すると共に、回転軸１０の外周側を取り囲むように設けられている。このケーシング１１の内側には、コイルユニット１３が取り付けられる。
【００２９】
軸受１５は、ケーシング１１と回転軸１０との間に設けられ、回転軸１０の軸方向の両側に設けられている。２つの軸受１５は、回転軸１０を回転可能に軸支している。
【００３０】
磁石ユニット１２は、回転軸１０に固定され、回転軸１０の軸方向に複数並べて設けられている。磁石ユニット１２は、隣接する２段のコアレスモータ構造のうち、図２に示すように、隣接する２つの磁石ユニット１２をワンセットとして配置されている。なお、複数の磁石ユニット１２は、同様の構成となっているため、以下では、１つの磁石ユニット１２について説明する。
【００３１】
図２及び図３に示すように、磁石ユニット１２は、内周側から順に、支持リング３４と、磁石リング３１と、保持リング３２と、発泡リング３３とを有し、これらは、保護カバー３５によって被覆されている。
【００３２】
磁石リング３１は、図６に示すように、回転軸１０の周方向に並べて設けられる複数の磁石４２と、複数の磁石４２を保持する磁石ガイド４１と、を含んで構成されている。複数の磁石４２のそれぞれは、永久磁石であり、各磁石４２は、内周側の長さが短く、外周側の長さが長い、ほぼ扇形の形状となっている。各磁石４２は、軸方向の一方側が、正極及び負極の一方の磁極となっており、軸方向の他方側が、正極及び負極の他方の磁極となっている。磁石ガイド４１は、円環形状となる非磁性体の部材となっており、複数の磁石４２をそれぞれ収容する複数の収容穴４３が周方向に並べて形成されている。収容穴４３は、磁石４２と相補的な形状となっており、内周側の長さが短く、外周側の長さが長い、ほぼ扇形の形状となっている。この磁石ガイド４１は、金属プレート４５を複数積層して形成されている。金属プレート４５は、磁石４２を収容する収容穴４３に相当する部位をパンチ等により打ち抜き加工し、打ち抜き加工後の金属プレート４５を、板厚方向に複数積層することで、磁石ガイド４１を形成している。
【００３３】
図２及び図３に示すように、保持リング３２は、磁石リング３１の外周側に設けられており、磁石リング３１を保持している。保持リング３２は、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維とを含む炭素繊維と、炭素繊維に含浸される樹脂と、を含む複合材を用いて構成されている。保持リング３２に含まれる炭素繊維は、その繊維方向が周方向となる炭素繊維の割合が最も多くなっており、例えば、５０％以上となっている。この保持リング３２は、炭素繊維をフィラメントとし、このフィラメントを用いて形成するフィラメントワインディング、または、炭素繊維をシートとし、このシートを用いて形成するシートワインディング等の手法によって、成形されている。
【００３４】
ここで、この保持リング３２には、図４に示すように、磁石ユニット１２が回転することにより作用する遠心力によって、フープ応力が加えられる。保持リング３２に作用するフープ応力は、保持リング３２の内周側が大きくなっており、保持リング３２の外周側に向かって小さくなっていく。このフープ応力を平準化すべく、保持リング３２は、外周側の部位においてピッチ系炭素繊維の割合を多くし、内周側の部位においてＰＡＮ系炭素繊維の割合が多くしている。ここで、ピッチ系炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維に比して高弾性となる炭素繊維となっており、また、ＰＡＮ系炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維に比して高強度となる炭素繊維となっている。
【００３５】
具体的に、保持リング３２は、図４に示すように径方向に２段となる２段構造、または、図５に示すように径方向に３段となる３段構造となっている。なお、図４及び図５に示す保持リング３２は、一例の構造であり、複数段の構造にしても良いし、径方向においてピッチ系炭素繊維及びＰＡＮ系炭素繊維の割合を連続的に変化させた構造であってもよく、特に限定されない。つまり、保持リング３２は、外周側の部位においてピッチ系炭素繊維の割合が多くなり、内周側の部位においてＰＡＮ系炭素繊維の割合が多くなる構造であれば、いずれの構造であってもよい。
【００３６】
図４に示す保持リング３２は、内周側の部位となるＰＡＮ層５５と、ＰＡＮ層５５の外周側に設けられる外周側の部位となるピッチ層５７と、を有している。ＰＡＮ層５５は、用いられる炭素繊維がすべてＰＡＮ系炭素繊維となっている。また、ピッチ層５７は、用いられる炭素繊維がすべてピッチ系炭素繊維となっている。ＰＡＮ層５５とピッチ層５７との層厚は、ほぼ同じ厚さとなっているが、要求される性能に応じて異なる厚さとしてもよい。
【００３７】
図５に示す保持リング３２は、内周側の部位となるＰＡＮ層５５と、外周側の部位となるピッチ層５７と、ＰＡＮ層５５とピッチ層５７の間の部位となる混合層５６と、を有している。ＰＡＮ層５５とピッチ層５７とは、図４と同様であるため、説明を省略する。混合層５６は、用いられる炭素繊維がＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維を含むものとなっており、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との割合が５０％ずつとなっている。
【００３８】
次に、図５を参照して、保持リング３２の炭素繊維に係る積層構造について説明する。図５では、シート状とした炭素繊維シート（強化繊維基材）５１を積層する、いわゆるシートワインディング法により、保持リング３２を形成している。なお、図５において用いられる炭素繊維シート５１は、炭素繊維に樹脂を含浸させた、いわゆるプリプレグであるが、この構成に特に限定されず、樹脂が含浸されていないドライ状態の炭素繊維シートまたはフィラメントを適用し、後工程で樹脂を含浸させても良い。
【００３９】
図５の保持リング３２では、１枚の炭素繊維シート５１を周方向に巻回することで、単層の積層構造を形成すると共に、この単層の積層構造を径方向に複数積層することで、積層体となるＰＡＮ層５５、混合層５６及びピッチ層５７をそれぞれ形成している。ここで、周方向に巻回した１枚の炭素繊維シート５１の端部同士の間には、隙間となるスプライス５２が形成される。つまり、単層の積層構造に対して１つのスプライス５２が形成されることから、複数積層することで、複数のスプライス５２が形成される。このスプライス５２が径方向に連続して設けられると、保持リング３２の周方向における強度低下を招くことから、保持リング３２に形成される複数のスプライス５２は、周方向において位相が異なるように配置されている。つまり、複数のスプライス５２は、周方向において所定の間隔を空けて並べて配置されている。周方向におけるスプライス５２同士の間隔は、例えば、２５ｍｍ以上となっている。
【００４０】
発泡リング３３は、保持リング３２の外周側に設けられており、磁石ユニット１２の外形形状を、後述する保護カバー３５により被覆し易い形状とする部材となっている。発泡リング３３は、軽量化を図るために、発泡材が用いられており、発泡材としては、例えば、伝熱性が高く非磁性体となる金属の発泡材（または多孔質材）、または、伝熱性を高めるための繊維状の部材を含有させた樹脂の発泡材等がある。この発泡リング３３は、周方向に直交する面で切った断面が、半円形状または半楕円形状となっている。つまり、発泡リング３３は、内周側の面が、保持リング３２の外周面と相補的な形状となる面となっており、外周側の面が、外周側に向かって凸となる円弧状の面となっている。このような形状とすることで発泡リング３３は、保護カバー３５に対して屈曲部が形成されない（非形成となる）形状となっている。
【００４１】
支持リング３４は、磁石リング３１の内周側に設けられており、磁石リング３１と回転軸１０との間に設けられている。支持リング３４は、磁石リング３１の軸心と、回転軸１０の軸心とが重なるように、磁石リング３１を回転軸１０に支持している。支持リング３４は、軽量化を図るために、発泡リング３３と同様の発泡材が用いられている。なお、支持リング３４は、発泡材を適用したが、この構成に限定されない。支持リング３４は、軽量化が可能な構造であれば、何れであってもよく、例えば、ワイヤを用いたスポーク構造、ラティス構造等を適用してもよい。支持リング３４には、回転軸１０の位置規制部２１に形成される締結孔２２と軸方向に重なるように貫通形成される締結孔５９が設けられている。そして、位置規制部２１の締結孔２２と、支持リング３４の締結孔５９とに、図示しない締結部材が挿通されて締結されることで、磁石ユニット１２が回転軸１０に固定される。
【００４２】
保護カバー３５は、磁石リング３１、保持リング３２、発泡リング３３及び支持リング３４を被覆しており、これらのリングを軸方向に保持することで、これらのリングを一体としている。なお、図３において、保護カバー３５は、一部のみを図示している。保護カバー３５は、ピッチ系炭素繊維を含む複合材を用いて形成されており、ピッチ系炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維に比して熱伝導率が高い炭素繊維となっている。このため、保護カバー３５は、磁石ユニット１２に発生する熱を外部へ向けて放熱することを促し、磁石ユニット１２の温度上昇を抑制し、磁石４２の性能低下を抑制している。また、保護カバー３５は、その外表面が平滑な面となるように形成されており、磁石ユニット１２の回転時における空力特性の向上を図っている。なお、この保護カバー３５は、軸方向の中央において分割されたものを、軸方向に重ね合わせて一体とすることで、各リングを被覆している。
【００４３】
コイルユニット１３は、ケーシング１１に固定され、回転軸１０の軸方向に複数並べて設けられている。コイルユニット１３は、１段のコアレスモータ構造に対して、２つの磁石ユニット１２の間に１つ設けられ、図２においては、隣接する２つの磁石ユニット１２の両側に配置されている。なお、複数のコイルユニット１３も同様の構成となっているため、以下では、１つのコイルユニット１３について説明する。
【００４４】
図２に示すように、コイルユニット１３は、コイル６１と、コイル６１を被覆する被覆部６２と、ケーシング１１に取り付けるためのフランジ部（取付部）６３と、を有している。コイル６１は、例えば、樹脂を充填して、樹脂と一体に形成したものとなっており、電流を与えることで磁界を発生させている。被覆部６２は、コイル６１の周囲を被覆しており、フランジ部６３に連なって設けられている。フランジ部６３は、コイル６１のケーシング１１側、つまり、回転軸１０の外周側に設けられており、コイル６１から軸方向の両側に突出して設けられている。このフランジ部６３には、図示しない締結孔が設けられており、締結部材を締結孔に挿通してケーシング１１に締結することで、コイルユニット１３がケーシング１１に固定される。
【００４５】
ここで、被覆部６２とフランジ部６３とは、複合材により一体に形成されており、コイル６１とケーシング１１とを絶縁すべく、複合材として、ガラス繊維に樹脂を含浸させたＧＦＲＰ（Glass  Fiber  Reinforced  Plastic）が適用されている。
【００４６】
次に、図７を参照して、磁石ユニット１２の一体成形に関する一連の処理について説明する。先ず、磁石リング３１と保持リング３２とを接着剤を用いて接合することで一体にする。磁石リング３１は金属であることから、一時的に冷却することで収縮させ、収縮させた磁石リング３１の外周面と保持リング３２の内周面との間に接着剤を塗布して、磁石リング３１と保持リング３２とを嵌め合わせる。この後、磁石リング３１が加温され、磁石リング３１が膨張することで、磁石リング３１と保持リング３２とは一体となる。
【００４７】
以上のように、実施形態１によれば、保持リング３２の内周側の部位に、高強度となるＰＡＮ系炭素繊維を多く配置することができ、保持リング３２の外周側の部位に、高弾性となるピッチ系炭素繊維を多く配置することができる。このため、保持リング３２の内周側の部位においてフープ応力が大きい場合であっても、高強度のＰＡＮ系炭素繊維によりフープ応力に抗することができ、さらに、高弾性のピッチ系炭素繊維を外周側に多く配置することによりフープ応力の応力分布を平準化することができる。また、保持リング３２の外周側の部位においてフープ応力による変形量が大きい場合であっても、高弾性のピッチ系炭素繊維により変形を許容することができる。これにより、遠心力が加わる磁石リング３１を、保持リング３２により適切に保持することができるため、磁石ユニット１２の回転を好適に行うことができる。
【００４８】
また、実施形態１によれば、図５に示すように、ＰＡＮ層５５とピッチ層５７との間に混合層５６を設けることで、保持リング３２の内周側から外周側に向かって、ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維の割合を柔軟に変更して配置することができるため、保持リング３２に加わるフープ応力に対して、ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維の割合を適切なものにすることができる。
【００４９】
また、実施形態１によれば、保持リング３２に形成されるスプライス５２が、周方向において同じ位置、つまり径方向に重ね合わされることがないため、スプライス５２が重なることによる保持リング３２の強度低下を抑制することができる。
【００５０】
また、実施形態１によれば、保護カバー３５を設けることにより、磁石リング３１及び保持リング３２を含む各リングを一体に保持することができる。また、保護カバー３５を設けることで磁石ユニット１２の外表面を平滑にできることから、磁石ユニット１２の回転時における空力特性を向上させることができる。
【００５１】
また、実施形態１によれば、発泡リング３３を設けることで、保護カバー３５に屈曲部を形成することがないため、保護カバー３５により、磁石リング３１、保持リング３２及び発泡リング３３を好適に被覆することができる。
【００５２】
また、実施形態１によれば、支持リング３４を設けることで、磁石リング３１の中心と回転軸１０の中心とを適切に位置決めして、回転軸１０に磁石ユニット１２を配置することができる。
【００５３】
また、実施形態１によれば、金属プレート４５を積層して磁石ガイド４１を形成することにより、切削加工が困難な磁石ガイド４１であっても、複数の金属プレート４５を重ねることで、磁石ガイド４１を容易に形成することが可能となる。
【００５４】
また、実施形態１によれば、コイルユニット１３にフランジ部６３を設けることで、フランジ部６３を介して、コイルユニット１３をケーシング１１に適切に固定することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、保持リング３２をシートワインディング法により形成した場合について説明したが、フィラメントワインディング法を用いて図４の保持リング３２を形成する場合、フィラメントを巻回してＰＡＮ層５５を形成した後、ＰＡＮ層５５を硬化させ、この後、再度、フィラメントを巻回して、ピッチ層５７を形成した後、ピッチ層５７を硬化させてもよい。つまり、フィラメントワインディング法を用いる場合には、各層ごとに部分硬化をしながら、保持リング３２を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  モータ
１０  回転軸
１１  ケーシング
１２  磁石ユニット
１３  コイルユニット
１５  軸受
２１  位置規制部
２２  位置規制部の締結孔
３１  磁石リング
３２  保持リング
３３  発泡リング
３４  支持リング
３５  保護カバー
４１  磁石ガイド
４２  磁石
４３  収容穴
４５  金属プレート
５１  炭素繊維シート
５２  スプライス
５５  ＰＡＮ層
５６  混合層
５７  ピッチ層
５９  支持リングの締結孔
６１  コイル
６２  被覆部
６３  フランジ部
【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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