(57)【要約】【課題】  磁石に破損が生じるおそれを低減しながら、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することを可能とする回転子の製造方法を提供する。【解決手段】  磁石２と磁石２の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブ３とを備える回転子１を製造するための方法である。この方法では、ばね２２により磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与した状態で、磁石２の上端側で拡径器２３によりスリーブ３の内径を拡げながら、磁石２の軸方向に沿ってスリーブ３を下方に押し込んで、磁石２をスリーブ３に圧入する。【選択図】  図７
2005341658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石と該磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する方法であって、
前記磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与した状態で、該磁石の該軸方向における一端側で前記スリーブの内径を拡げながら、該スリーブと該磁石とを該軸方向に相対的に移動させて、該磁石を該スリーブに圧入することを特徴とする回転子の製造方法。
【請求項２】
磁石と該磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する方法であって、
前記磁石の軸方向における一端側で前記スリーブの内径を拡げながら、該スリーブの圧入側端部の内側への変形を抑制しつつ、該スリーブと該磁石とを該軸方向に相対的に移動させて、該磁石を該スリーブに圧入することを特徴とする回転子の製造方法。
【請求項３】
磁石と該磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する装置であって、
前記磁石を保持するための保持部材と、
前記保持部材に保持される前記磁石の軸方向における一端側に配置され、前記スリーブの内径を拡げるための拡径器と、
前記保持部材に保持される前記磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与するための荷重付与手段と、
を備えることを特徴とする回転子の製造装置。
【請求項４】
磁石と該磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する装置であって、
前記磁石を保持するための保持部材と、
前記保持部材に保持される前記磁石の軸方向における一端側に配置され、前記スリーブの内径を拡げるための拡径器と、
前記保持部材に保持される前記磁石の外周面上を前記軸方向に移動可能に設けられており、該磁石が圧入される前記スリーブの圧入側端部の内側への変形を抑制するように該端部を支持する支持具と、
を備えることを特徴とする回転子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機などの回転機に用いられる回転子を製造するための回転子の製造方法、及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギと回転エネルギの変換を行うモータや発電機などの回転機は、回転子を備えている。特に、高速回転する回転機においては、強い遠心力により磁石が破損するおそれを低減するため、磁石の周りに筒状のスリーブを圧入して嵌め合わせ、回転子を構成している。
【０００３】
従来、このような高速回転用の回転子を製造するときには、例えば特許文献１に開示されているように、スリーブを予め加熱して、いわゆる焼き嵌めにより磁石に対してスリーブを圧入していた。
【特許文献１】特開平１１−２３４９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁石に対して大きな圧縮応力を付与すべく、スリーブの内径は磁石の外径よりも小さくされているため、圧入にはスリーブを相当加熱する必要があり、嵌め合わせ作業が容易でなかった。
【０００５】
そこで発明者は、拡径器を用いてスリーブの内径を拡げながら磁石を圧入することを考えたが、単に圧入したのでは、スリーブの圧入側端部が拡径器を超えたところで内側にくびれ、これにより磁石に局所的な力が働くおそれがあった。その結果、磁石にくびれが生じ、磁石が軸方向に伸張して、このくびれ部分で磁石が破損するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、磁石に破損が生じるおそれを低減しながら、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することを可能とする回転子の製造方法、及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転子の製造方法は、磁石と磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する方法である。この方法は、磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与した状態で、磁石の軸方向における一端側でスリーブの内径を拡げながら、スリーブと磁石とを軸方向に相対的に移動させて、磁石をスリーブに圧入することを特徴とする。
【０００８】
この方法では、磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与しているため、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するときに、スリーブの圧入側端部が内側にくびれても、磁石のくびれが抑制される。その結果、磁石の軸方向の伸びが抑制され、磁石に破損を生じるおそれを低減することができる。また、磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与した状態で、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブを相当加熱する必要がないため、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することができる。
【０００９】
また本発明に係る回転子の製造方法は、磁石と磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する方法である。この方法は、磁石の軸方向における一端側でスリーブの内径を拡げながら、スリーブの圧入側端部の内側への変形を抑制しつつ、スリーブと磁石とを軸方向に相対的に移動させて、磁石をスリーブに圧入することを特徴とする。
【００１０】
この方法では、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するときに、スリーブの圧入側端部の内側への変形が抑制されるため、磁石のくびれが抑制される。その結果、磁石の軸方向の伸びが抑制され、磁石に破損を生じるおそれを低減することができる。また、スリーブの圧入側端部が内側へ変形するのを抑制しつつ、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブを相当加熱する必要がないため、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００１１】
本発明に係る回転子の製造装置は、磁石と磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する装置である。この装置は、（１）磁石を保持するための保持部材と、（２）保持部材に保持される磁石の軸方向における一端側に配置され、スリーブの内径を拡げるための拡径器と、（３）保持部材に保持される磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与するための荷重付与手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この装置では、保持部材に保持された磁石に対して荷重付与手段により軸方向に圧縮荷重を付与することができる。従って、拡径器によりスリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するときに、スリーブの圧入側端部が内側にくびれても、磁石のくびれが抑制される。その結果、磁石の軸方向の伸びが抑制され、磁石に破損を生じるおそれを低減することができる。また、磁石に対して軸方向に圧縮荷重を付与した状態で、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブを相当加熱する必要がないため、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００１３】
また本発明に係る回転子の製造装置は、磁石と磁石の外周面に嵌め合わされた筒状のスリーブとを備える回転子を製造する装置である。この装置は、（１）磁石を保持するための保持部材と、（２）保持部材に保持される磁石の軸方向における一端側に配置され、スリーブの内径を拡げるための拡径器と、（３）保持部材に保持される磁石の外周面上を軸方向に移動可能に設けられており、磁石が圧入されるスリーブの圧入側端部の内側への変形を抑制するように端部を支持する支持具と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この装置では、支持具は、スリーブの圧入側端部を受けて支持しながら、磁石の外周面上を軸方向に移動することができる。従って、拡径器によりスリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するときに、スリーブの圧入側端部の内側への変形が抑制されるため、磁石のくびれが抑制される。その結果、磁石の軸方向の伸びが抑制され、磁石に破損を生じるおそれを低減することができる。また、スリーブの圧入側端部の内側への変形を抑制するように端部を支持具により支持しつつ、スリーブの内径を拡げながら磁石を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブを相当加熱する必要がないため、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁石に破損が生じるおそれを低減しながら、磁石に対するスリーブの嵌め合わせを容易に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るロータ（回転子）の製造方法により製造されるロータの構成を、一部破断して示す斜視図である。また図２は、ロータの構成を示す分解斜視図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、ロータ１は、所定軸αに沿って延びる円柱状の磁石２と、磁石２の外周面に嵌め合わされた円筒状のスリーブ３とを備えている。磁石２は、例えば希土類の焼結磁石などの磁石から形成されている。この磁石２は、軸αに沿って延びる貫通孔２ａを有している。スリーブ３は、例えばステンレスなどの非磁性材料などから形成されている。
【００１９】
図３は、上記ロータ１を用いたモータ５の構成を示す断面図である。図３に示すように、ロータ１は、磁石２の貫通孔２ａにロータ軸６が挿通固定された状態で、筐体７内に収容されている。ロータ１は、ロータ軸６の両端６ａがベアリング８を介して筐体７に支持されることで、軸周りに回転可能に設けられている。筐体７内であってロータ１の周りには、ステータ９が設けられている。このモータ５では、ステータ９側のＳ極とＮ極の切り替え操作によって、ロータ１が回転駆動される。
【００２０】
高速回転モータでは、ロータ１は、例えば数万ｒｐｍ以上の回転数で回転することがある。このように大きな回転数でロータ１を回転させると、ロータ１の磁石２には非常に大きな遠心力が働き、磁石２が破損するおそれがある。そこで、磁石２の外周面にスリーブ３を嵌め合わせ、磁石２に強い圧縮応力を作用させることで、遠心力により磁石２が破損するおそれを低減している。
【００２１】
ここで、磁石２に対して大きな圧縮応力を付与するためには、スリーブ３の内径を磁石２の外径よりも小さくする必要がある。特に、広い作動温度範囲に対応するためには、磁石２とスリーブ３の線膨張係数差により磁石２への圧縮荷重が減少する分を、圧入代を高くして対応する必要がある。従って、従来のように焼き嵌めにより磁石２をスリーブ３に圧入するのでは、スリーブ３を相当に過熱する必要があり嵌め合わせが難しくなる。
【００２２】
そこで発明者は、図４に示すように、拡径器１０を用いてスリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入することを考えたが、単に圧入したのでは、スリーブ３の圧入側端部３ａが拡径器１０を超えたところで内側にくびれ、これにより磁石２に局所的な力が働くおそれがあった。その結果、磁石２にくびれが生じ、磁石２が軸方向に伸張して、このくびれ部分Ｋで磁石２が破損するおそれがあった。
【００２３】
そこで本実施形態では、以下の方法により、磁石２に破損が生じるおそれを低減しながら、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現している。
（第１実施形態）
まず、図５から図７を参照して、第１の実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係るロータ１の製造に使用されるロータの製造装置２０を示す分解斜視図である。
【００２４】
この装置２０は、図５に示すように、磁石２を保持するための保持部材２１と、圧縮ばね（荷重付与手段）２２と、拡径器２３と、雌ネジ部材２４とを備えている。
【００２５】
保持部材２１は、所定軸βに沿って延びる円柱状の軸部２５と、軸部２５の下端に設けられたフランジ部２６とを有している。保持部材２１は、フランジ部２６を介して載置面上に載置されることで、軸部２５が直立した状態になる。軸部２５の外径は、ロータ１を構成する磁石２の貫通孔２ａの内径よりも若干小さめに設けられている。また軸部２５の長さは、磁石２と拡径器２３の長さの和よりも長めに設けられている。この軸部２５の上端外周面上には、雌ネジ部材２４の雌ネジ２７と噛合する雄ネジ２８が刻設されている。
【００２６】
圧縮ばね２２は、内径が軸部２５の外径よりも若干大きめに設けられており、軸部２５に挿通可能になっている。
【００２７】
拡径器２３は、外形が円錐台状をなす部材である。この拡径器２３の外側面は、上端から下端に向けて広がっている。この拡径器２３の上端における外径は、スリーブ３の内径よりも小さく設けられており、一方、下端における外径は、磁石２の外径よりも大きく設けられている。従って、拡径器２３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込むことで、拡径器２３の下端でスリーブ３の内径が拡げられる。この拡径器２３には、保持部材２１の軸部２５に挿通可能な貫通孔２９が設けられている。
【００２８】
雌ネジ部材２４は、雌ネジ２７が保持部材２１の軸部２５に設けられた雄ネジ２８と噛合する。
【００２９】
次に、この装置２０を用いたロータ１の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、図６に示すように、フランジ部２６を介して保持部材２１を載置面Ｓ上に載置する。次に、保持部材２１の軸部２５に、貫通孔２ａを介して磁石２を挿通する。次に、軸部２５に圧縮ばね２２を通し、磁石２の上に圧縮ばね２２を配置する。更に、軸部２５に貫通孔２９を介して拡径器２３を挿通し、圧縮ばね２２の上に拡径器２３を配置する。そして、雌ネジ部材２４を軸部２５の雄ネジ２８に噛合させる。これにより、磁石２には、圧縮ばね２２により軸方向に圧縮荷重Ｆが付与される。
【００３１】
この状態で、図７に示すように、拡径器２３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込む。このとき、磁石２には圧縮ばね２２により軸方向に圧縮荷重Ｆが付与されている。特に、スリーブ３が未圧入の磁石２の下部には、スリーブ３を圧入する力も働く。従って、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、この局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。
【００３２】
このようにしてスリーブ３に磁石２を完全に圧入した後、雌ネジ部材２４、拡径器２３、及び圧縮ばね２２を保持部材から取り外し、次いで、ロータ１を取り出す。このようにして、ロータ１が製造される。
【００３３】
このように、本実施形態では、圧縮ばね２２により磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与しているため、拡径器２３によりスリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するときに、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、その局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。その結果、磁石２の軸方向の伸びが抑制され、磁石２に破損を生じるおそれを低減することができる。また、磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与した状態で、スリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブ３を相当加熱する必要がないため、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００３４】
なお、このように圧縮ばね２２を用いて磁石２に圧縮荷重Ｆを付与する方法は、簡易的に荷重を一定化できるため好ましい。
【００３５】
ここで、上記したように磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与しているが、磁石２は圧縮荷重には非常に強く、伸びには非常に弱い。本実施形態では、この性質をうまく利用することにより、磁石２に破損が生じるおそれを低減しながら、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現している。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上記した第１実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００３６】
図８は、第２実施形態に係るロータの製造装置３０を用いたロータの製造方法を示す図である。
【００３７】
この装置３０は、図８に示すように、磁石２を保持するための保持部材３１と、雌ネジ部材（荷重付与手段）３２と、拡径器３３と、を備えている。
【００３８】
保持部材３１は、所定軸に沿って延びる円柱状の軸部３５と、軸部３５の下端に設けられたフランジ部３６とを有している。保持部材３１は、フランジ部３６を介して載置面Ｓ上に載置されることで、軸部３５が直立した状態になる。軸部３５の外径は、ロータ１を構成する磁石２の貫通孔２ａの内径よりも若干小さめに設けられている。また軸部３５の長さは、磁石２の長さよりも長めに設けられている。この軸部３５の下端外周面上には、雌ネジ部材３２の雌ネジと噛合する雄ネジ３８が刻設されている。
【００３９】
拡径器３３は、外形が円錐台状をなす部材である。この拡径器３３の外側面は、上端から下端に向けて広がっている。この拡径器３３の上端における外径は、スリーブ３の内径よりも小さく設けられており、一方、下端における外径は、磁石２の外径よりも大きく設けられている。従って、拡径器３３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込むことで、拡径器３３の下端でスリーブ３の内径が拡げられる。この拡径器３３には、第１実施形態の拡径器２３のような貫通孔２９は設けられておらず、保持部材３６の軸部３５の上端に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
雌ネジ部材３２は、雌ネジが保持部材３１の軸部３５に設けられた雄ネジ３８と噛合する。
【００４１】
次に、この装置３０を用いたロータ１の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、図８に示すように、フランジ部３６を介して保持部材３１を載置面Ｓ上に載置する。次に、雌ネジ部材３２を保持部材３１の軸部３５の雄ネジ３８に噛合させる。次に、軸部３５に貫通孔２ａを介して磁石２を挿通し、雌ネジ部材３２上に磁石２を配置する。次に、軸部３５上端に拡径器３３を取り付ける。そして、雌ネジ部材３２を締め付け、雌ネジ部材３２と拡径器３３の間で磁石２を挟持する。これにより、磁石２には軸方向に圧縮荷重Ｆが付与される。
【００４３】
この状態で、拡径器３３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込む。このとき、磁石２には雌ネジ部材３２により軸方向に圧縮荷重Ｆが付与されている。従って、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、この局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。
【００４４】
このようにしてスリーブ３に磁石２を完全に圧入した後、拡径器３３を保持部材３１から取り外し、次いで、ロータ１を取り出す。このようにして、ロータ１が製造される。
【００４５】
このように、本実施形態では、雌ネジ部材３２により磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与しているため、拡径器３３によりスリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するときに、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、その局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。その結果、磁石２の軸方向の伸びが抑制され、磁石２に破損を生じるおそれを低減することができる。また、磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与した状態で、スリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブ３を相当加熱する必要がないため、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００４６】
なお、このように雌ネジ部材３２を用いて磁石２に圧縮荷重Ｆを付与する方法は、磁石２の長さを一定化することができ、磁石２の伸び変形を極めて小さく抑えることができるため好ましい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記した第１及び第２実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００４７】
図９は、第３実施形態に係るロータの製造装置４０を用いたロータの製造方法を示す図である。
【００４８】
この装置４０は、図９に示すように、磁石２を保持するための保持部材４１と、油圧シリンダ（荷重付与手段）４２と、拡径器４３と、を備えている。
【００４９】
保持部材４１は、所定軸に沿って延びる円柱状の軸部４５と、軸部４５の下端に設けられたフランジ部４６とを有している。保持部材４１は、フランジ部４６を介して載置面Ｓ上に載置されることで、軸部４５が直立した状態になる。軸部４５の外径は、ロータ１を構成する磁石２の貫通孔２ａの内径よりも若干小さめに設けられている。また軸部２の長さは、磁石２の長さよりも長めに設けられている。
【００５０】
油圧シリンダ４２は、油圧により伸縮する伸縮部４７と、伸縮部４７の伸縮を制御するポンプ部４８とを有している。伸縮部４７は、保持部材４１の軸部４５の下端に設けられており、その上端４７ａが軸方向に伸縮して上下動する。
【００５１】
拡径器４３は、外形が円錐台状をなす部材である。この拡径器４３の外側面は、上端から下端に向けて広がっている。この拡径器４３の上端における外径は、スリーブ３の内径よりも小さく設けられており、一方、下端における外径は、磁石２の外径よりも大きく設けられている。従って、拡径器４３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込むことで、拡径器４３の下端でスリーブ３の内径が拡げられる。この拡径器４３には、第１実施形態の拡径器２３のような貫通孔２９は設けられておらず、保持部材４１の軸部４５の上端に着脱可能に取り付けられている。
【００５２】
次に、この装置４０を用いたロータ１の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、図９に示すように、フランジ部４６を介して保持部材４１を載置面Ｓ上に載置する。次に、軸部４５に貫通孔２ａを介して磁石２を挿通し、油圧シリンダ４２の伸縮部４７上に磁石２を配置する。次に、軸部４５上端に拡径器４３を取り付ける。そして、ポンプ部４８を駆動させて伸縮部４７の上端４７ａを上昇させ、伸縮部４７と拡径器４３の間で磁石２を挟持する。これにより、磁石２には軸方向に圧縮荷重Ｆが付与される。
【００５４】
この状態で、拡径器４３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込む。このとき、磁石２には油圧シリンダ４２により軸方向に圧縮荷重Ｆが付与されている。従って、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、この局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。
【００５５】
このようにしてスリーブ３に磁石２を完全に圧入した後、拡径器４３を保持部材４１から取り外し、次いで、ロータ１を取り出す。このようにして、ロータ１が製造される。
【００５６】
このように、本実施形態では、油圧シリンダ４２により磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与しているため、拡径器４３によりスリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するときに、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれても、その局所的な応力に抗して、磁石２のくびれが抑制される。その結果、磁石２の軸方向の伸びが抑制され、磁石２に破損を生じるおそれを低減することができる。また、磁石２に対して軸方向に圧縮荷重Ｆを付与した状態で、スリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブ３を相当加熱する必要がないため、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００５７】
なお、このように油圧シリンダ４２を用いて磁石２に圧縮荷重Ｆを付与する方法は、磁石２に付与する荷重の影響等をフィードバックすることにより、安定した圧縮荷重を付与できるため好ましい。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、上記した第１〜第３実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００５８】
図１０は、第４実施形態に係るロータの製造装置５０を用いたロータの製造方法を示す図である。上記した第１〜第３実施形態では、磁石２に軸方向の圧縮荷重Ｆを付与することで、磁石２のくびれを抑制していた。これに対し、本実施形態では、スリーブ３の圧入側端部３ａのくびれを抑制することで、結果として磁石２のくびれを抑制するものである。
【００５９】
本実施形態に係るロータの製造装置５０は、図１０に示すように、磁石２を保持するための保持部材５１と、支持具５２と、拡径器５３と、操作具５４と、を備えている。
【００６０】
保持部材５１は、所定軸に沿って延びる円柱状の軸部５５と、軸部５５の下端に設けられたフランジ部５６とを有している。軸部５５の外径は、ロータ１を構成する磁石２の貫通孔２ａの内径よりも若干小さめに設けられている。また軸部５５の長さは、磁石２の長さと略同一に設けられている。フランジ部５６の外径は、磁石２の外径と略同一に設けられている。
【００６１】
拡径器５３は、外形が円錐台状をなす部材である。この拡径器５３の外側面は、上端から下端に向けて広がっている。この拡径器の５３上端における外径は、スリーブ３の内径よりも小さく設けられており、一方、下端における外径は、磁石２の外径よりも大きく設けられている。従って、拡径器５３の上端からスリーブ３を通し、スリーブ３を下方に押し込むことで、拡径器５３の下端でスリーブ３の内径が拡げられる。この拡径器５３には、第１実施形態の拡径器２３のような貫通孔２９は設けられておらず、保持部材５１の軸部５５の上端に着脱可能に取り付けられている。
【００６２】
支持具５２は、内径が磁石２の外径よりも若干大きめに設けられた筒状の部材である。この支持具５２は、磁石２の長さよりも短めに設けられており、磁石２の外周面上を軸方向に摺動可能である。支持具５２の上端にはテーパ部５２ａが設けられており、スリーブ３の下端３ａを受けて支持し易くなっている。
【００６３】
操作具５４は、上筐体５７と下筐体５８とを有している。下筐体５８は、上端が開口された円筒状の有底容器であり、底壁５９には保持部材５１のフランジ部５６より若干大きめの貫通孔５９ａが設けられている。そして、下筐体５９の底壁５９上で、支持具５２が支持されるようになっている。上筐体５７は、下筐体５８の上端開口を塞ぐ。上筐体５７の上壁６０には、スリーブ３の外形よりも若干小さい貫通孔６０ａが設けられている。そして、上筐体５７の上壁６０で、スリーブ３を受けるようになっている。なお、下筐体５８の上端外周面と上筐体５７の下端内周面との間には、互いに噛合するネジ部が設けられており、このネジ部の噛合関係により、両部材が嵌め合わされる。
【００６４】
下筐体５８に上筐体５７を合わせた状態で、操作具５４の高さは、スリーブ３の長さと支持具５２の長さとの和よりも若干小さく設けられている。従って、スリーブ３は、下筐体５８の底壁５９上に支持された支持具５２と上筐体５７の上壁６０との間で挟持され、スリーブ３の圧入側端部（下端）３ａは、支持具５２の上端にあるテーパ部５２ａで受けられ支持される。
【００６５】
次に、この装置５０を用いたロータの製造方法について説明する。
【００６６】
まず、図１０に示すように、保持部材５１の軸部５５に貫通孔２ａを介して磁石２を挿通し、フランジ部５６上に磁石２を配置する。次に、貫通孔５９ａを通して磁石２の周りに下筐体５８を挿通する。次に、磁石２の外周面上に支持具５２を挿通し、支持具５２の下端を下筐体５８の底壁５９で受ける。次に、軸部５５上端に拡径器５３を取り付ける。次に、拡径器５３の上端からスリーブ３を通す。そして、下筐体５８に上筐体５７を被せ、スリーブ３の上端を上壁６０で受ける。
【００６７】
この状態で、上筐体５７の側から操作具５４を下方に押圧し、スリーブ３を下方に押し込む。このとき、拡径器５３を超えたところでスリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれようとしても、この端部３ａを支持具５２のテーパ部５２ａが受けて支持する。これにより、スリーブ３の圧入側端部３ａのくびれが抑制され、結果として磁石２のくびれが抑制される。
【００６８】
このようにしてスリーブ３に磁石２を完全に圧入した後、上筐体５７を上から取り外すと共に、下筐体５８を下から取り外す。次に、支持部材５２を下から取り外すと共に拡径器５３を保持部材５１から取り外し、ロータ１を取り出す。このようにして、ロータ１が製造される。
【００６９】
このように、本実施形態では、支持具５２によりスリーブ３の圧入側端部３ａを受けて支持しているため、拡径器５３によりスリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するときに、スリーブ３の圧入側端部３ａが内側にくびれようとしても、そのくびれが抑制される。その結果、磁石２のくびれが抑制され、磁石２の軸方向の伸びが抑制されて、磁石２に破損を生じるおそれを低減することができる。また、スリーブ３の圧入側端部３ａの内側への変形を抑制するように端部３ａを支持具５２により支持しつつ、スリーブ３の内径を拡げながら磁石２を圧入するだけでよく、従来のようにスリーブ３を相当加熱する必要がないため、磁石２に対するスリーブ３の嵌め合わせを容易に実現することができる。
【００７０】
なお、圧入過程では、拡径器５３と支持具５２に支えられないスリーブ３の中腹部により磁石２に応力が働くことがあるが、このスリーブ３の中腹部によるヘルツ応力は、図１１に示すように、曲率半径Ｒが大きいため、磁石２にくびれを生じさせるようなものではなく、十分に小さい。
【００７１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、第１〜第３実施形態において、スリーブ３のみを高周波等で加熱しながらスリーブ３に磁石２を圧入してもよい。このようにすれば、磁石２とスリーブ３の嵌め合わせが一層容易になる。なお、高周波等によるスリーブ３の加熱は短時間で昇温することができ、インライン化が可能であるため好ましい。
【００７２】
また、第１〜第３実施形態において、磁石２のみを液体窒素等で冷却しながらスリーブ３に磁石２を圧入してもよい。このようにすれば、磁石２とスリーブ３の嵌め合わせが一層容易になる。なお、この方法によれば、液体窒素等による冷却により、磁石２表面の水分がスリーブ３と磁石２との間の潤滑材として機能し、圧入荷重を低減することが可能になるため好ましい。
【００７３】
また、第１〜第３実施形態において、スリーブ３のみの高周波等による加熱、及び磁石２のみの液体窒素等による冷却を併用しながら、スリーブ３に磁石２を圧入してもよい。
【００７４】
また、上記した実施形態では、貫通孔２ａを有する磁石２について説明したが、磁石２を好適に保持することにより、貫通孔のない円柱状の磁石にも本発明は適用可能である。
【００７５】
また、第１〜第３実施形態において、磁石２に軸方向に圧縮荷重を付与した状態で、第４実施形態のようにスリーブ３の圧入側端部３ａを支持具５２で受けて支持しながら、磁石２をスリーブ３に圧入してもよい。
【００７６】
また、上記した実施形態では、ロータ１が用いられる回転機としてモータ５の例について説明したが、本発明は発電機など他の回転機のロータの製造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態に係るロータ（回転子）の製造方法により製造されるロータの構成を、一部破断して示す斜視図である。
【図２】ロータの構成を示す分解斜視図である。
【図３】ロータを用いたモータの構成を示す断面図である。
【図４】拡径器を用いて単に磁石にスリーブを圧入するときに、磁石が破損する様子を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るロータの製造装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５のロータの製造装置に磁石を設置し、軸方向に圧縮荷重を付与した状態を示す図である。
【図７】図５のロータの製造装置を利用してスリーブを圧入する様子を示す図である。
【図８】第２実施形態に係るロータの製造装置を利用してスリーブを圧入する様子を示す図である。
【図９】第３実施形態に係るロータの製造装置を利用してスリーブを圧入する様子を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係るロータの製造装置を利用してスリーブを圧入する様子を示す図である。
【図１１】図１０のＱ部を拡大して示す拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…ロータ、２…磁石、３…スリーブ、５…モータ、２１，３１，４１，５１…保持部材、２３，３３，４３，５３…拡径器、２２…圧縮ばね、３２…雌ネジ部材、４２…油圧シリンダ、５２…支持具、Ｆ…圧縮荷重。
【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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【図１０】
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【図１１】
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