(57)【要約】永久磁石３とロータヨーク１との間に金属膜４を介在させ、ビーム溶接により接合を行う。永久磁石３とロータヨーク１との間に金属膜４を介在させることで、真空ビームやレーザービーム等により、ビーム照射部分の金属膜４が溶解して、溶接におけるろう材の役割を担うことから、永久磁石３とロータヨーク１との間の接合が強固なものとなる。また、永久磁石３をロータヨーク１に埋め込む必要がなく、また高分子材料からなる接着剤を使用する必要もないので、コスト削減を図ることもできる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石をロータヨーク表面に接合してなる永久磁石式モータ用ロータにおいて、前記永久磁石と前記ロータヨークとの間に金属膜を介在させ、ビーム溶接により接合を行うことを特徴とする永久磁石式モータ用ロータ。
【請求項２】
前記金属膜を永久磁石表面に形成することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式モータ用ロータ。
【請求項３】
前記金属膜の厚さが２５〜９０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の永久磁石式モータ用ロータ。
【請求項４】
前記金属膜が、ニッケルまたは銅のうちの少なくとも一種類を含む膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の永久磁石式モータ用ロータ。
【請求項５】
前記金属膜は、銅からなる銅膜とニッケルからなるニッケル膜とから構成されていることを特徴とする請求項４に記載の永久磁石式モータ用ロータ。
【請求項６】
前記ロータヨークが積層ロータヨークであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石式モータ用ロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、永久磁石式モータ用ロータに係り、特に、ロータヨークと永久磁石との間の接合強度等を向上させたロータに関する。
【背景技術】  自動車等の動力源として使用される永久磁石式モータに用いられるロータにおいては、その耐久性、コスト、磁気効率、熱ひけ性、およびロータヨークと永久磁石との間の接合強度等についての性能を目的に応じて実現すべく、種々の技術が提案されている。
このような永久磁石式モータ用ロータには、例えば、永久磁石をロータヨークに埋め込んで耐久性等の向上を図った技術が提案されている（例えば、特開平６−３８４１５号公報参照）。また、ロータヨークと永久磁石との接合に焼結接合を用いて、磁気効率や熱ひけ性の向上を図った技術も提案されている（例えば、特開平７−１７７７１２号公報参照）。さらに、上記接合に高分子材料による接着技術を用いて、コストやロータヨークと永久磁石と間の接合強度の向上を図った技術も提案されている（例えば、特開２００２−２７２０３３号公報参照）。
しかしながら、上記特開平６−３８４１５号公報に記載されたロータは、ロータヨークを永久磁石で挟み込んで半径方向に二重にすることからコストが割高となるとともに、永久磁石がロータ表面に露出していないことからロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率が低いという欠点がある。また、上記特開平７−１７７７１２号公報に記載されたロータは、粉末冶金手段に用いる製造設備によってコストが割高となるとともに、接着媒体を用いない焼結接合を採用したことにより、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性が低く、しかもロータヨークを積層体とする場合には粉末冶金法が適用できないことから製造不可能であるという欠点がある。さらに、上記特開２００２−２７２０３３号公報に記載されたロータは、ロータ使用時の温度下において、高分子材料からなる接着剤の軟化により耐久性が劣化するとともに、永久磁石の接着剤は金属膜に比べて熱伝導率が低く、ロータ側に熱が逃げていかないため、永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性が低い等の欠点もある。しかも、上記特開２００２−２７２０３３号公報に記載されたロータは、高分子材料からなる接着剤を使用することにより、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率や永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率が低いという欠点もある。
したがって、近年においては、耐久性、コスト、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率、永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率、熱ひけ性、およびロータヨークと永久磁石との間の接合強度に関する全ての性能が、高いレベルで好適に実現される永久磁石式モータ用ロータの開発技術が要請されていた。
【発明の開示】
本発明は、このような要請に鑑みてなされたものであり、上記耐久性等の種々の性能が高いレベルで好適に実現される永久磁石式モータ用ロータを提供することを目的としている。
本発明の永久磁石式モータ用ロータは、永久磁石をロータヨーク表面に接合してなり、上記永久磁石と上記ロータヨークとの間に金属膜を介在させ、ビーム溶接により接合を行うことを特徴としている。
本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、永久磁石とロータヨークとの間に金属膜を介在させることで、真空ビームやレーザービーム等により、ビーム照射部分の金属膜が溶解して、溶接におけるろう材の役割を担うことから、永久磁石とロータヨークとの間の接合が強固なものとなる。このため、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性を向上させることができる。また、通常鉄系材料からなるロータヨークと金属膜（例えば、銅）との間の熱膨張係数の差が小さく、金属膜自体が変形することで、金属膜が永久磁石とロータヨークの間において緩衝剤の役割を果たし、大幅な温度変化の下でのロータヨークの膨張と収縮とを吸収し、冷熱耐久性を向上させることができる。
また、本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、上記特開平６−３８４１５号公報に記載したロータのように、永久磁石をロータに埋め込む必要がなく、また上記特開２００２−２７２０３３号公報に記載したロータのように高分子材料からなる接着剤を使用する必要もないので、コスト削減を図ることもできる。なお、高分子材料からなる接着剤を使用しないことから、接着時に悪臭が発生することもなく、しかも塗布などの工程も必要ないので、作業性に優れるという利点もある。
さらに、本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、永久磁石がロータ表面に露出していることから、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率が高く、また高分子からなる接着剤を使用する場合に比して、永久磁石とロータヨークとの間に介在させる金属膜の厚さをメッキや溶射等により薄くすることができることから、永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率が高いという利点もある。なお、永久磁石とロータヨークとの接合にビーム溶接を用いることで、溶接時に発生する熱は永久磁石とロータヨークとの接合界面の極微小領域にしか加わらないため、永久磁石自身の磁気特性の劣化も生じない。
しかも、本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、使用時に永久磁石に渦電流が発生した場合でも、永久磁石とロータヨークとの間に介在した金属膜の熱伝導率が大きく、永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性が高いため、安定した使用を実現することができる。また、粉末冶金法を採用しないため、ロータを積層構造とする場合にも製造することができる。
以上に示したように、本発明の永久磁石式モータ用ロータによれば、耐久性、コスト、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率、永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率、熱ひけ性、およびロータヨークと永久磁石との間の接合強度に関する全ての性能が、高いレベルで好適に実現される。
このような永久磁石式モータ用ロータにおいては、上記金属膜を永久磁石表面に形成することが望ましい。本発明によれば、永久磁石をロータヨークにビーム溶接する前に、真空蒸着法やスパッタリング法等に比して安価かつ簡易に永久磁石表面全体を金属膜で予め覆うことができ、永久磁石の腐食や磁石表面の破損を効果的に防止することができる。
また、このような永久磁石式モータ用ロータにおいては、上記金属膜の厚さが２５〜９０μｍであることが望ましい。
このような本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、金属膜の厚さを２５μｍ以上としているため、上記のような強固な接合を十分に実効あるものとすることができる。しかも、本発明では、金属膜の厚さを９０μｍ以下としていることから、金属膜を過剰に使用することがなく、この観点からもコスト削減を十分に図ることができる。
さらに、このような永久磁石式モータ用ロータにおいては、上記金属膜が、ニッケルまたは銅のうちの少なくとも一種類を含む膜であることを特徴とすることが望ましい。本発明によれば、耐食性に優れるニッケルまたは熱伝導性に優れる銅を金属膜に含ませることにより、永久磁石の耐食性または永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性の少なくとも一方を向上させることができる。なお、ニッケルや銅は単体で用いることができることは勿論、ニッケルと銅とを別個の層として金属膜を２層とすることもできる。また、ニッケルと銅とからなる合金を金属膜とすることもできる。
加えて、このような永久磁石式モータ用ロータにおいては、ロータヨークが積層ロータヨークであることが望ましい。このような構成を採用することで、ビーム溶接時に金属膜が溶解した際に、通常円板状のチップが積層されたロータヨークのチップ同士の間隙に溶融金属膜が幾分浸入するため、永久磁石とロータヨークとの接合がより強固なものとなり、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石式モータ用ロータに使用するロータヨークの製造例を示す斜視図である。
第２図は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石式モータ用ロータの製造例を示す斜視図である。
第３図は、本発明の第１実施形態に係るメッキ付き永久磁石とロータヨークとの接合態様を示す平面図である。
第４図は、（Ａ）は、図３に示したメッキ付き永久磁石とロータヨークとの間のビーム溶接態様の一の例を示す斜視図であり、（Ｂ）は、図３に示したメッキ付き永久磁石とロータヨークとの間のビーム溶接態様の他の例を示す斜視図である。
第５図は、本発明の第２実施形態に係るメッキ付き永久磁石とロータヨークとの接合態様を示す平面図である。
第６図は、（Ａ）は、ロータヨーク材とメッキ付き永久磁石とをレーザービーム溶接により接着する一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）は、ロータヨーク材と永久磁石とをエポキシ接着剤を塗布して接着する一態様を示す斜視図であり、（Ｃ）は、（Ａ）または（Ｂ）の態様により接着されたロータヨークと（メッキ付き）永久磁石とに対して引張りせん断試験を実施する際の斜視図である。
第７図は、実施例１、ならびに比較例１および比較例２の評価結果を示すグラフである。
第８図は、実施例３〜７および比較例４，５についての、引張りせん断試験の結果を示すグラフである。
第９図は、実施例８〜１３についての、引張りせん断試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】（１）第１実施形態
以下に、本発明の永久磁石式モータ用ロータの製造例を図面を参照して説明する。
本発明の永久磁石式モータ用ロータを製造する際には、図１に示すように、鉄系材料からなる複数枚の円板状チップを順次積層してロータヨーク１を成形する。次いで、図２に示すように、永久磁石の全面に予め銅メッキを施した銅メッキ付き永久磁石２をロータヨーク１の周面に所定数（同図においては４つ）接合する。
図３は、図２に示したロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との接合部分を示す平面図である。上述したように、銅メッキ付き永久磁石２はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石３の全面に銅メッキ膜４が予め被覆されたものであり、この銅メッキ付き永久磁石２が、図３に示すように、ロータヨーク１の周面に配置され、次いでレーザービームによる溶接が施される。
図４（Ａ）は、図３に示したロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との間のビーム溶接態様の一の例を示す斜視図である。同図に示す例によれば、レーザビームによる溶接箇所はロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との接触面の外周の一部（図中の波線部）である。これに対し、図４（Ｂ）は、図３に示したロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との間のビーム溶接態様の他の例を示す斜視図である。同図に示す例によれば、レーザビームによる溶接箇所はロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との接触面の外周の全体（図中の波線部）である。
図３および図４（Ａ），（Ｂ）に示した接合態様にしたがい、レーザービーム溶接を行った場合には、ビーム照射部分の銅メッキ膜４が溶解して、銅メッキ膜４が溶接におけるろう材の役割を担うことから、図３においてロータヨーク１と永久磁石３との間の接合が強固なものとなる。このため、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性を向上させることができる。特に、図４（Ｂ）に示すように、レーザビームによる溶接箇所をロータヨーク１と銅メッキ付き永久磁石２との接触面の外周の全体とした場合には、上記接合がより強固なものとなり、耐久性をより向上させることができる。また、図３において、鉄系材料からなるロータヨーク１と銅メッキ膜４との間の熱膨張係数の差が小さく、銅メッキ膜４自体が変形して緩衝するので、銅メッキ膜４がロータヨーク１と永久磁石３との間において緩衝剤の役割を果たし、大幅な温度変化の下でのロータヨーク１の弾性変形を防止し、冷熱耐久性を向上させることができる。
また、図３および図４（Ａ），（Ｂ）に示した磁石式モータ用ロータでは、銅メッキ付き永久磁石２をロータヨーク１に埋め込む構造としておらず、また高分子材料からなる接着剤を使用する構造でもないので、コスト削減を図ることもできる。さらに、銅メッキ付き永久磁石２がロータヨーク１の表面に露出していることから、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率が高く、しかも高分子からなる接着剤を使用する場合に比して、ロータヨーク１と永久磁石３との間に介在させる銅メッキ膜４の厚さが極めて薄いことから、ロータヨーク１と永久磁石３との間の介在物ギャップに基づく磁気効率が高いという利点もある。
さらに、図３および図４（Ａ），（Ｂ）に示した永久磁石式モータ用ロータでは、使用時に永久磁石３に渦電流が発生した場合でも、ロータヨーク１と永久磁石３との間に介在した銅メッキ膜４の熱伝導率が大きいため、永久磁石３からロータヨーク１への熱ひけ性が高く、安定した使用が実現される。
（２）第２実施形態
図５を参照して本発明の第２実施形態の永久磁石式モータ用ロータの製造例を説明する。図５は、図２に示したロータヨーク１とメッキ付き永久磁石２との接合部分をより詳細に示す平面図である。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付して、その構成・作用の説明は省略する。
第２実施形態では、メッキ付き永久磁石２は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石３の全面に厚さ３０μｍの銅メッキ膜４が被覆され、その外周に厚さ３０μｍのニッケルメッキ膜５がさらに被覆されたものである。図５に示すように、ニッケルの優れた耐食性を十分に発揮させるためには、ニッケルメッキ膜５を銅メッキ膜の外側に被覆することが好ましい。このように成形されたメッキ付き永久磁石２は、図５に示すように、ロータヨーク１の周面に配置され、次いでレーザービームによる溶接が施される。
図４（Ａ），（Ｂ）および図５に示した接合態様にしたがい、第１実施形態と同様にレーザービーム溶接を行った場合には、ビーム照射部分の銅メッキ膜４およびニッケルメッキ膜５が溶解して、両メッキ膜４，５が溶接におけるろう材の役割を担うことから、図５においてロータヨーク１と永久磁石３との間の接合が強固なものとなる。特に、図５に示すロータにおいては、銅メッキ膜４とニッケルメッキ膜５との全厚さを２５μｍ以上としているため、このような強固な接合を十分に実効あるものとすることができる。なお、第２実施形態では、メッキ膜を銅メッキ膜４およびニッケルメッキ膜５の２層としていることから、銅の有する優れた熱伝導性と、ニッケルの有する優れた耐食性とを兼ね備えることができる。
また、図４（Ａ），（Ｂ）および図５に示した磁石式モータ用ロータでは、メッキ付き永久磁石２をロータヨーク１に埋め込む構造としておらず、また高分子材料からなる接着剤を使用する構造ともしていないので、コスト削減を図ることもできる。しかも、図５に示すロータでは、銅メッキ膜４とニッケルメッキ膜５との全厚さを９０μｍ以下としているため、金属膜を過剰に使用することがなく、この観点からもコスト削減を十分に図ることができる。
さらに、図４（Ａ），（Ｂ）および図５に示した永久磁石式モータ用ロータでは、使用時に永久磁石３に渦電流が発生した場合でも、ロータヨーク１と永久磁石３との間に介在した銅メッキ膜４およびニッケルメッキ膜５の熱伝導率が大きいため、永久磁石３からロータヨーク１への熱ひけ性が高く、安定した使用が実現される。
【実施例】  以下に、本発明の永久磁石式モータ用ロータについて、その各種性能評価を行った結果を示す。各種性能試験は、図３および図４（Ａ）、あるいは図４（Ａ）および図５に示した接合態様にしたがい製造した永久磁石式モータ用ロータを想定して実施した。永久磁石にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石を用いるとともに、永久磁石の全面には銅メッキまたはニッケルメッキの少なくとも一方を施し、ロータヨーク材は鉄系材料から成形した。
なお、本願発明の目的は、上述したとおり、耐久性、コスト、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率、永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率、熱ひけ性、およびロータヨークと永久磁石との間の接合強度に関する全ての性能を高いレベルで好適に実現することであるため、これら全ての性能についての評価試験を行うことが望ましい。しかしながら、本願発明にかかる永久磁石式モータ用ロータについては、永久磁石をロータに埋め込む態様を採用せず、しかも上記接着剤を使用していないので、コスト削減は明らかに図られている。また、上記接着剤を使用していないので、ロータとステータとのエアーギャップに基づく磁気効率や永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率に優れることも明らかである。さらに、ロータヨークと永久磁石との接着媒体として上記接着剤を使用せずに金属膜を使用していることことから、永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性についても優れることが推測される。したがって、以下の実施例では、上記各性能を除いた性能、すなわち、ロータヨークと永久磁石との間の接合強度についての種々の評価試験結果を示す。なお、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性については、上記ロータヨークと永久磁石との間の接合強度の結果から推定することができる。
（Ａ）接着媒体に金属膜を使用した場合と、エポキシ樹脂を使用した場合とにおける接合強度の比較
【実施例１】  鉄系材料からなるロータヨーク材１１と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石の全面に厚さ５０μｍの銅メッキを施したメッキ付き永久磁石１２とを用意し、これらを図６（Ａ）に示すように接触させた状態で、ロータヨーク１１とメッキ付き永久磁石１２との接触面の外周辺の一部（同図の波線部分）にレーザービーム溶接を施した。次いで、図６（Ｃ）に示すように、接合されたロータヨーク１１とメッキ付き永久磁石１２とに対して、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。なお、試験装置は、島津製作所製「高温槽付きオートグラフＡＧ−５０００」を用い、引張りせん断試験は、−２０℃、２５℃、１４０℃、２００℃の各温度にて行い、引張り速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。
［比較例１］
鉄系材料からなるロータヨーク材１３と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石１４とを用意し、これらを図６（Ｂ）に示すように、接触面全体にエポキシ接着剤（ブレニー技研製「ＧＭ８３００」）を８０μｍの厚さに塗布して接着した。次いで、実施例１と同様に、接合されたロータヨーク１３と永久磁石１４とに対して、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。なお、各試験条件については、実施例１と同様とした。
［比較例２］
鉄系材料からなるロータヨーク材１３と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石１４とを用意し、これらを図６（Ｂ）に示すように、接触面全体にエポキシ接着剤（コニシ株式会社製「ボンドＥセット」）を８０μｍの厚さに塗布して接着した。次いで、実施例１と同様に、接合されたロータヨーク１３と永久磁石１４に対して、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。なお、各試験条件については、実施例１と同様とした。以上、実施例１および比較例１，２についての評価試験結果を図７に示す。
図７によれば、実施例１では、−２０℃から２００℃まで、ほぼ同じ強度が得られることが判る。よって、実施例１に相当するロータは、その使用時の全温度領域において安定して使用することができる。これに対し、比較例１では、低温側では十分な接合強度が得られるものの、高温側では接合強度が著しく低下することが判る。よって、比較例１に相当するロータは、その使用時の高温度領域においては安定して使用することができない。また、比較例２では、低温側および高温側の双方で、十分な接合強度が得られないことが判る。よって、比較例２に相当するロータは、その使用時の全温度領域において安定して使用することができない。なお、高温・高速回転での接合強度やサーマルショックを含めた耐久性については、上記ロータヨークと永久磁石との間の接合強度の結果を考慮すれば、実施例１については優れており、各比較例については不良であることが推定される。
（Ｂ）永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性
永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性については、ロータ全体の熱伝導率が問題となるため、この熱伝導率について調査した。
【実施例２】  鉄系材料からなるロータヨーク材１１と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石の全面に銅メッキが施されたメッキ付き永久磁石１２とを用意し、これらを図６（Ａ）に示すように接触させた状態で、ロータヨーク１１とメッキ付き永久磁石１２との接触面の外周辺の一部（同図の波線部分）にレーザービーム溶接を施した。次いで、同図における接合部分における熱伝導率をＪＩＳ  Ｒ  １６１１に準拠したレーザーフラッシュ法により測定した。
［比較例３］
鉄系材料からなるロータヨーク材１３と、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石１４とを用意し、これらを図６（Ｂ）に示すように、接触面全体にエポキシ接着剤（ブレニー技研製「ＧＭ８３００」）を塗布して接着した。次いで、同図における接合部分における熱伝導率をＪＩＳ  Ｒ  １６１１に準拠したレーザーフラッシュ法により測定した。
上記熱伝導率測定の結果、実施例２では、熱伝導率が５０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋと高い値を示した。これは、永久磁石とロータヨークとの間に銅メッキ膜を介在させたことにより、金属同士の接触部分が存在するためである。したがって、実施例２では優れた熱ひけ性が実現される。一方、比較例３では、熱伝導率が０．１〜０．９Ｗ／ｍ・Ｋと著しく低いものとなった。これは、永久磁石とロータヨークとの間にエポキシ樹脂を介在させたことにより、樹脂部分において熱が滞留し、優れた熱伝導性が実現されないためである。したがって、比較例３では優れた熱ひけ性が実現されない。
（Ｃ）金属膜を銅メッキ膜から構成し、銅メッキ膜の膜厚を変化させた場合の接合強度
【実施例３〜７】
鉄系材料からなるロータヨーク（外径１７０ｍｍ、厚さ５５ｍｍ）に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メッキ（膜厚３０μｍ（実施例３）、膜厚４０μｍ（実施例４）、膜厚５０μｍ（実施例５）、膜厚６０μｍ（実施例６）、膜厚８０μｍ（実施例７））した各メッキ付き永久磁石をレーザビーム溶接により接合してロータをそれぞれ製造した。次いで、各ロータにおいて、接合されたロータヨークと永久磁石とに対し、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。なお、各試験条件については、実施例１と同様とした。なお、引張りせん断試験実施温度は、２００℃とした。さらに、各ロータを８０００ｒｐｍで３０分回転させ、永久磁石のロータヨークからの離脱について調査した。
［比較例４，５］
鉄系材料からなるロータヨーク（外径１７０ｍｍ、厚さ５５ｍｍ）に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メッキ（膜厚２０μｍ（比較例４），膜厚１００μｍ（比較例５））した各メッキ付き永久磁石をレーザビーム溶接により接合してロータをそれぞれ製造した。次いで、各ロータにおいて、接合されたロータヨークと永久磁石とに対し、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。なお、各試験条件については、実施例１と同様とした。なお、引張りせん断試験実施温度は、２００℃とした。さらに、各ロータを８０００ｒｐｍで３０分回転させ、永久磁石のロータヨークからの離脱について調査した。
図８は、実施例３〜７および比較例４，５についての、引張りせん断試験の結果を示すグラフである。同図に示すところのよれば、実施例３〜７については、銅メッキの膜厚の増大に伴い、接合強度が高められていることから、製造コストの観点から好適な例であるといえる。また実施３〜７については、上記のようにロータを回転させても永久磁石のロータヨークからの離脱は生じなかったため、使用に耐え得る十分な接合強度が得られていることも確認された。
これに対し、比較例４については、上記のようにロータを回転させた場合、永久磁石のロータヨークからの離脱が生じたため、使用に耐え得る十分な接合強度が得られていないことから、好適な例とはいえない。また比較例５については、図８に示すように、実施例７に比して銅メッキの膜厚を増大させているにもかかわらず、接合強度が高められていないので、製造コストの観点から好適な例であるとはいえない。以上示したとおり、実施例３〜７および比較例４，５についての接合強度等の調査結果から、金属膜厚の好適な範囲は、本願の請求項３に記載したように、２５〜９０μｍであるといえる。
（Ｄ）金属膜を銅メッキ膜とニッケルメッキ膜との少なくとも一方から構成し、全メッキ膜の厚みを一定とするとともに、各メッキ膜の膜厚を変化させた場合の接合強度
【実施例８〜１３】
鉄系材料からなるロータヨーク（外径１７０ｍｍ、厚さ５５ｍｍ）に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メッキし（膜厚５０μｍ（実施例８）、膜厚４０μｍ（実施例９）、膜厚３０μｍ（実施例１０）、膜厚２０μｍ（実施例１１）、膜厚１０μｍ（実施例１２）、膜厚０μｍ（実施例１３））、その上からニッケルメッキをさらに施した（膜厚０μｍ（実施例８）、膜厚１０μｍ（実施例９）、膜厚２０μｍ（実施例１０）、膜厚３０μｍ（実施例１１）、膜厚４０μｍ（実施例１２）、膜厚５０μｍ（実施例１３））各メッキ付き永久磁石をレーザビーム溶接により接合して各ロータを製造した。次いで、各ロータにおいて、接合されたロータヨークと永久磁石とに対し、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠した引張りせん断試験を実施した。その結果を図９に示す。
図９によれば、実施例８〜１３のいずれの例においても、図８から推測して、使用に耐え得る好適な接合強度が得られていることが判る。また、銅メッキとニッケルメッキとの膜厚を変化させても、全体の金属膜厚が一定であれば、接合強度にはほとんど影響がないことが判る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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