JP2016005338A - 回転電機の回転軸部に固定される回転子部材、回転子、回転電機、および回転子を分解する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て作業を容易とするとともに、構成部材を回収して再利用することのできる回転子部材を提供する。
【解決手段】回転子部材１０は、第１端部１８と第２端部２０とを有する磁石搭載部材１２と、磁石搭載部材１２の径方向外側に配置される複数の磁石１４と、複数の磁石１４の径方向外側に配置され、磁石搭載部材１２との間で磁石１４を挟持する筒状の保持部材１６とを備える。磁石搭載部材１２は、該磁石搭載部材１２を径方向に貫通する切れ目２８、３０を有し、該切れ目２８、３０は、予め定められた軸方向区間３６で延在する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機の回転軸部に固定される回転子部材、回転子、回転電機、および回転子を分解する方法に関する。

回転子の回転軸部の径方向外側に磁石を配置した同期電動機を回転させる場合、回転時の遠心力に十分耐え得るように磁石を固定すべく、何らかの補強を施す必要がある。この場合において、一般的には、例えば炭素繊維またはチタンからなる筒状の保持部材を被せるといった補強構造を設ける。例えば特許文献１には、リング状の磁石を使用し、磁石の外周を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で補強した、高速回転用途の同期電動機が開示されている。

特開平１１−８９１４２号公報

特許文献１においては、高速回転を目的とした同期電動機の構造が開示されている。特許文献１によれば、高速回転時の遠心力でも回転軸部への固定が緩まないように、筒状のスリーブに十分に大きな締め代を設けて回転軸部の外周に締まり嵌めにより固定している。このスリーブの外周に磁石が配置されており、該磁石およびスリーブ全体を回転軸部に向って圧縮保持するように、該磁石の外周から、保持部材が締まり嵌めによって固定されている。このような構造により、特許文献１は、電動機の高速回転を実現している。

また、特許文献１に記載の回転子は、高速回転駆動を第１の目的として構成されているので、大きな締め代による強固な締まり嵌めが重要となっている。このため、特許文献１においては、一旦組み立てられた回転子を分解することに関しては考慮されていない。したがって、特許文献１に記載の回転子によれば、その分解は容易ではなく、また、強固な締まり嵌めに逆らって無理に分解した場合、磁石やスリーブが損傷し、再利用が不可能となってしまう虞がある。

一方、高速回転駆動を必要とせず、回転速度を速めることよりも、トルクが大きいことを重要とする電動機の用途もある。電動機のトルクを増大させる手法としては、直径を大きくする、および／または全長を長くする等、電動機の寸法を大型化する手法が最も有効である。しかしながら、特許文献１に記載の構造では、直径や全長が大きくなるに従って、回転子を組み立てるときに、スリーブを径方向外側へ押し広げるのに必要な力も大きくなってしまう問題がある。

ある大きさ以上の直径では、回転子の組み立てのときに非常に大きな力が必要となることから、回転子の組み立てが不可能になってしまう場合がある。すなわち、ある大きさ以上の直径の回転子になると、特許文献１に記載のような構造では、製造が不可能となってしまう場合がある。

また、高速回転を必要としない一方で、回転子に用いられる磁石の原料費が高騰しているという背景の下、回転子に用いられる磁石等の部品を再利用したいという要望が高まってきている。特に、ネオジム磁石のような希土類磁石は、近年その価格が高騰し、且つその原材料の入手も困難となっているため、このような磁石の再利用の必要性は、より高まりつつある。しかしながら、特許文献１に記載のような構造では、分解は容易ではなく、このため、部品の回収および再利用をすることができない。

本発明の一態様によれば、回転電機の回転軸部に固定される回転子部材は、軸方向第１の側の第１端部と、軸方向第２の側の第２端部とを有する磁石搭載部材と、磁石搭載部材の径方向外側に並んで配置される複数の磁石と、複数の磁石の径方向外側に配置され、該複数の磁石を環囲する筒状の保持部材とを備える。磁石搭載部材は、該磁石搭載部材を径方向に貫通する切れ目を有し、該切れ目は、第１端部および第２端部の少なくとも一方を含む、予め定められた軸方向区間で延在する。磁石搭載部材は、磁性体から構成されてもよい。

切れ目は、周方向に互いに隣り合う磁石の間の位置に配置されてもよい。複数の磁石は、軸方向区間内に配置されてもよい。磁石搭載部材は、軸方向第１の側から軸方向第２の側へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面を有してもよい。

回転子部材は、磁石搭載部材の径方向内側に配置される楔部材をさらに備えてもよい。磁石搭載部材は、軸方向において一定の内径を有する円筒状の内周面を有してもよく、楔部材は、軸方向第１の側から軸方向第２の側へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面を有してもよい。

切れ目は、周方向に複数配置されてもよい。切れ目は、第２端部を含み且つ第１端部を含まない軸方向区間で延在してもよい。または、磁石搭載部材は、第２端部を含み且つ第１端部を含まない軸方向区間で延在する第１の切れ目と、第１の切れ目と周方向に隣接して設けられ、第１端部を含み且つ第２端部を含まない軸方向区間で延在する第２の切れ目とを有してもよい。または、切れ目は、第１端部から第２端部までの全軸方向区間で延在してもよい。この場合において、磁石搭載部材の内周面は、平面を含んでもよい。

保持部材は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせから選択した繊維を含んでもよい。または、保持部材は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせから選択した繊維を使用した繊維強化樹脂を含んでもよい。

本発明の他の態様によれば、回転子は、回転軸部と、上述の回転子部材とを備える。回転軸部は、回転子部材が固定されている軸方向区間において、軸方向第１の側から軸方向第２の側に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の外周面を有する。磁石搭載部材は、回転軸部の外周面の上に配置される。磁石搭載部材および複数の磁石は、回転軸部によって径方向外側に押圧され、保持部材に生じる径方向内側へ向けた弾性復元力によって、回転軸部と保持部材との間で挟持される。

切れ目は、予め定められた周方向幅を有する隙間を含んでもよい。回転軸部は、該回転軸部の外周面から径方向外側へ突出し且つ軸方向へ延びる突部を有してもよい。この突部は、隙間と係合するように該隙間内に受容され、磁石搭載部品が回転軸部の外周面の上を周方向に相対移動することを防止してもよい。

本発明のさらに他の態様によれば、回転電機は、上述の回転子を備える。本発明のさらに他の態様によれば、回転子を分解する方法は、保持部材を、周方向に互いに隣り合う磁石の間の位置で軸方向に分断することと、磁石搭載部材の第２端部を回転軸部の第１の側へ押し、磁石搭載部材を回転軸部から取り外すこととを備える。上記分断することは、保持部材の一部を軸方向に分断し、保持部材に生じている張力の作用により、保持部材の分断を軸方向の全区間に亘って進行させることを含んでもよい。

本発明によれば、磁石搭載部品に切れ目を入れることで磁石搭載部品の締め代がなくなり、それに相当する圧入トン数が不要になる分、組み立てるときの圧入トン数が下がり、より寸法の大きな、回転子の製造が可能となる。また、保持部材を除去するだけで回転子が分解可能となるので、磁石、磁石搭載部品、および回転軸の再利用が容易となる。また、磁石搭載部材の内周面をテーパ面としたことによって、回転子部材を回転軸部に圧入するときに、磁石搭載部材の内周面を油圧で一時的に拡径する方法は不要となる。これにより、組立作業を簡単化する事ができる。

本発明の一実施形態に係る回転子部材を軸方向前方から見た外観図である。 図１に示す回転子部材を図１中のＩＩ−ＩＩで切断した断面図である。 図１に示す磁石搭載部材を軸方向前方から見た外観図である。 図３に示す磁石搭載部材を図３中のＩＶ−ＩＶで切断した断面図である。 図１に示す磁石のうちの１つの斜視図である。 図１に示す保持部材の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る磁石搭載部材を軸方向前方から見た外観図である。 図７に示す磁石搭載部材を図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで切断した断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回転子部材を軸方向前方から見た外観図である。 図９に示す回転子部材を図９中のＸ−Ｘで切断した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る磁石搭載部材を軸方向前方から見た外観図である。 図１１に示す磁石搭載部材を図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩで切断した断面図である。 図１１に示す磁石搭載部材のセグメントのうちの１つの斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る回転子部材を軸方向前方から見た外観図である。 図１４に示す回転子部材を軸方向後方から見た外観図である。 図１４に示す回転子部材を図１４（図１５）中のＸＶＩ−ＸＶＩで切断した断面図である。 図１４に示すセグメントのうちの１つの斜視図である。 図１４に示す磁石のうちの１つの斜視図である。 セグメントと磁石の組立体の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る回転子部材を軸方向前方から見た外観図である。 図２０に示す回転子部材を図２０中のＸＸＩ−ＸＸＩで切断した断面図である。 図２１に示す楔部材の断面図である。 図２１に示す磁石搭載部材の断面図である。 本発明の一実施形態に係る電動機の断面図である。 図２４に示す回転軸部の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る電動機の断面図である。 図２６に示す回転子の断面図である。 図２７に示す回転子を軸方向前方（すなわち、図２７中の矢印ＸＸＶＩＩＩ）から見た外観図である。 図２７に示す回転子を軸方向後方（すなわち、図２７中の矢印ＸＸＩＸ）から見た外観図である。 図２７に示す回転軸部の断面図である。 図３０に示す回転軸部を軸方向後方（すなわち、図３０中の矢印ＸＸＸＩ）から見た外観図である。 本発明の一実施形態に係る、回転子の製造方法のフローチャートである。 回転子部材を回転子に圧入する工程を説明するための図であって、磁石搭載部材の前端が回転軸部の外周面と当接した状態を示す。 回転子部材を所定の固定位置まで回転子に圧入した状態を示す。 磁石搭載部材の径方向への変形を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る、回転子の分解方法のフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る回転軸部の一部の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係る回転子部材１０について説明する。なお、以下の説明においては、図中の軸線Ｏに沿う方向を軸方向とする。また、説明を容易とする観点から、図２の紙面左方を軸方向前方、紙面右方を軸方向後方とする。

しかしながら、以下の説明における軸方向前方、軸方向後方は、理解の容易の観点から便宜的に定めたものであって、回転子部材、電動機の前方、後方等の特定の方向を限定して示すものではない点に留意されたい。また、以下の説明における径方向とは、軸線Ｏを中心とする円の半径方向を示し、周方向とは、軸線Ｏを中心とする円の円周方向を示す。

図１および図２に示すように、回転子部材１０は、磁石搭載部材１２と、磁石搭載部材１２の径方向外側において、周方向に並んで配置された複数の磁石１４と、これら磁石１４の径方向外側に配置された筒状の保持部材１６とを有する。磁石１４は、製造の都合や磁石の成形の都合に応じて軸方向に複数に分割されてもよい。図２に示すように、本実施形態においては、軸方向に２分割されている。

図３および図４に示すように、磁石搭載部材１２は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、軸方向後方側（軸方向第１の側）の第１端部１８と、軸方向前方側（軸方向第２の側）の第２端部２０と、軸方向に沿って延びる円筒状の外周面２２とを有する。磁石搭載部材１２の軸方向後端に配置された、外周面２２から径方向外側に突出する突部２４は、製造時に磁石の軸方向の位置を揃え易くするための要素の一例である。

磁石搭載部材１２は、例えばＳＳ４００またはＳ４５Ｃといった、磁性体の金属材料から作製される。磁石搭載部材１２は、第１端部１８から第２端部２０に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面２６を有する。本実施形態においては、この内周面２６は、第１端部１８から第２端部２０までの、磁石搭載部材１２の全軸方向区間に亘って、軸方向前方に向かうにつれてその内径が大きくなっている。

内周面２６は、線形のテーパ面であってもよい。この場合、内周面２６の半径は、第１端部１８における半径Ｒ１から、第２端部２０における半径Ｒ２まで、第１端部１８から第２端部２０に向かうにつれて、線形的に増大する。この場合の内周面２６のテーパ率は、例えば、１／２００〜１／３０であってもよい。

一方、磁石搭載部材１２の外周面２２は、その外径が軸方向において一定となる円筒面である。したがって、磁石搭載部材１２は、第１端部１８から第２端部２０に向かうにつれて、その径方向厚さが徐々に小さくなっている。

磁石搭載部材１２には、計４つの切れ目２８、３０、３２、および３４が形成されている。これら切れ目２８、３０、３２、および３４の各々は、磁石搭載部材１２の内周面２６から外周面２２まで、磁石搭載部材１２を径方向に貫通するように形成されており、磁石搭載部材１２は、切れ目２８、３０、３２、および３４にて、周方向に分断されている。切れ目２８、３０、３２、および３４の各々は、互いに周方向に当接する２つの壁面によって画定されている。切れ目２８、３０、３２、および３４の各々は、図４に示す軸方向区間３６で延在している。なお、これら切れ目２８、３０、３２、および３４は、予め定められた周方向幅を有するように画定されてもよい。

この軸方向区間３６は、第２端部２０を含み、且つ第１端部１８を含まない軸方向区間である。換言すれば、切れ目２８、３０、３２、および３４は、第２端部２０から軸方向後方へ延び、第１端部１８よりも予め定められた距離だけ軸方向前方の位置で、終端している。

本実施形態においては、切れ目２８、３０、３２、および３４は、周方向に略等間隔（すなわち、約９０°の角度）で並ぶように配置されている。磁石搭載部材１２は、これら切れ目２８、３０、３２、および３４にて周方向に分断されている。なお、これら切れ目２８、３０、３２、および３４の機能については、後述する。

図５に示すように、磁石１４の各々は、弧状の部材であって、軸方向前方の端面３８および軸方向後方の端面４０と、周方向一方の端面４２および周方向他方の端面４４と、内周面４６および外周面４８とを有する。磁石１４の内周面４６は、予め定められた曲率半径の内径を有する円弧面である。その一方で、外周面４８は、任意の曲面、または異なる曲率半径を有する複数の曲面の組み合わせであってもよい。

なお、図５の例では、理解の容易の観点から、端面４２、４４、４６、および４８を明確に図示しているが、これらの端面は、磁気回路設計や電動機の仕様等によって、曲面であったり、または極小面であったりする。このため、実際上は、これらの端面が明確に存在するとは限らない場合がある点に留意されたい。また、それぞれの面を形成する辺は、実際には面取りが施され、または曲面でなだらかに落とされており、明確な線で画定されるとは限らない点にも留意されたい。

図６に示すように、保持部材１６は、軸線Ｏを有する筒状の部材である。具体的には、保持部材１６は、軸方向前方の端面５０および軸方向後方の端面５２と、内周面５４および外周面５６とを有する。図６の例では、理解の容易の観点から端面５０と端面５２を明確に図示しているが、保持部材１６の材料や構造、製造方法によっては、これらの端面が明確に存在するとは限らない点に留意されたい。

保持部材１６は、径方向外側に向かって膨張するような変形に対して、強い強度を有する。換言すれば、保持部材１６は、その半径が変化し難い。また、保持部材１６は、磁束による発熱や、磁束の漏れによる性能低下を防止する観点から、非磁性材料から作製されることが好ましい。さらに、保持部材１６は、回転によって生じる遠心力を小さくするために、小さい密度を有することが好ましい。

例えば、保持部材１６の材料として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせから選択した繊維を用いてもよい。代替的には、保持部材１６の材料として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせから選択した繊維を使用した繊維強化樹脂を用いてもよい。

再度、図１および図２を参照して、本実施形態に係る回転子部材１０においては、計８個の磁石１４が配置されている。具体的には、図１のＡに示す周方向位置において、図２に示すように２つの磁石１４が軸方向に隣り合うように配置されて一対となっている。同様に、図４のＢ、Ｃ、およびＤに示す周方向位置において、それぞれ、２つの磁石１４が軸方向に隣り合って一対となっている。

このように、４対の磁石１４が、磁石搭載部材１２の外周面２２上において、周方向に略等間隔で並ぶように配置されている。軸方向後方側に位置する磁石１４の各々は、例えば磁石搭載部材１２に突部２４等の構造を設けることによって、軸方向の位置を揃えて位置決めされる。これら磁石１４の径方向外側には、全ての磁石１４を径方向外側から環囲するように、保持部材１６が配置されている。

磁石１４は、磁石搭載部材１２の外周面２２に接着剤によって固定されてもよい。この場合、回転子部材１０の分解を容易とする観点から、磁石１４は、磁石搭載部材１２の外周面２２に、比較的に小さな力で剥離できる程度の接着力で接着される。なお、回転子部材の分解については、後述する。

磁石１４と磁石搭載部材１２とを固定することによって、回転子部材１０の稼働時に、磁石１４と磁石搭載部材１２との間の相対移動を防止することができる。一方、接着剤を用いずに磁石１４を磁石搭載部材１２の外周面２２に配置させる場合には、磁石１４と磁石搭載部材１２との間に、該磁石１４と磁石搭載部材１２との間の相対移動を防止するための移動防止要素を設けてもよい。

このような移動防止要素として、磁石搭載部材１２の外周面２２、および磁石１４の内周面４６の少なくとも一方に、突部または凹部を形成してもよい。または、磁石搭載部材１２の外周面２２と磁石１４の内周面４６の少なくとも一方に、高摩擦性樹脂塗料層、粘着性樹脂塗料層、サンドブラスト加工、摩擦係数を高める材料を含有した塗料層、摩擦係数を高める化学表面処理等の、摩擦係数を増大させる構成を形成しても良い。または、磁石１４と磁石搭載部材１２との間に、表面に摩擦係数を高める処理が施された摩擦シート、表面に粘着剤が塗布された粘着性シート、もしくは、ＮＢＲもしくはシリコーンからなるゴムシート等のタック性を有するシートを介挿してもよい。

磁石搭載部材１２の切れ目２８、３０、３２、および３４の各々は、周方向に互いに隣り合う磁石１４の間の位置に配置される。具体的には、切れ目２８は、周方向位置Ａに配置された一対の磁石１４と、周方向位置Ｄに配置された一対の磁石１４との間に配置されている。

同様に、切れ目３０は、周方向位置Ｄに配置された一対の磁石１４と、周方向位置Ｃに配置された一対の磁石１４との間に配置され、切れ目３２は、周方向位置Ｃに配置された一対の磁石１４と、周方向位置Ｂに配置された一対の磁石１４との間に配置され、切れ目３４は、周方向位置Ａに配置された一対の磁石１４と、周方向位置Ｂに配置された一対の磁石１４との間に配置されている。

また、図２に示すように、全ての磁石１４は、軸方向区間３６内に配置される。より具体的には、軸方向前方側に位置する磁石１４の軸方向前方の端面３８は、第２端部２０よりも軸方向後方に位置するように配置され、且つ、軸方向後方側に位置する磁石１４の軸方向後方の端面４０は、切れ目２８、３０、３２、および３４の軸方向後端よりも、軸方向前方に位置するように配置されている。

次に、図７および図８を参照して、他の実施形態に係る磁石搭載部材６２について説明する。この磁石搭載部材６２は、上述の磁石搭載部材１２の代替として、図１および図２に示す回転子部材１０に適用され得る部材である。磁石搭載部材６２は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、軸方向後方側の第１端部６３と、軸方向前方側の第２端部６４と、軸方向に延びる円筒状の外周面６６と、第１端部６３から第２端部６４に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面６８とを有する。磁石搭載部材６２の外周面６６の軸方向後端には、該外周面６６から径方向外側に突出する突部７０が形成されている。この突部７０は、上記突部２４と同様に、製造時に磁石１４の軸方向の位置を揃え易くするための要素の一例である。

磁石搭載部材６２には、計４つの切れ目７２、７４、７６、および７８が形成されている。切れ目７２、７４、７６、および７８の各々は、磁石搭載部材６２の内周面６８から外周面６６まで、磁石搭載部材６２を径方向に貫通するように形成されており、且つ、磁石搭載部材６２の軸方向区間８０で延在している。この軸方向区間８０は、第２端部６４を含み、且つ第１端部６３を含まない軸方向区間である。

より具体的には、切れ目７２は、第２端部６４から軸方向後方へ延びる隙間７２ａと、隙間７２ａの軸方向後端に形成された略円形の孔７２ｂとを含む。隙間７２ａは、予め定められた周方向幅を有している。この隙間７２ａは、予め定められた周方向距離だけ離間しつつ、互いに周方向に対面する２つの壁面によって画定されている。孔７２ｂは、隙間７２ａの周方向幅よりも大きな直径を有するように形成されている。

同様に、切れ目７４、７６、および７８は、それぞれ、第２端部６４から軸方向後方へ延びる隙間７４ａ、７６ａ、および７８ａと、該隙間７４ａ、７６ａ、および７８ａの軸方向後端に形成された孔７４ｂ、７６ｂ、および７８ｂとを含む。本実施形態における軸方向区間８０は、第２端部６４から、孔７２ｂ、７４ｂ、７６ｂ、および７８ｂの軸方向後端までの軸方向区間である。

磁石搭載部材６２を図１に示す回転子部材１０に適用した場合、磁石１４は、軸方向区間８０内に収まるように、磁石搭載部材６２の外周面６６上に配置される。また、切れ目７２、７４、７６、および７８は、周方向に互いに隣り合う磁石１４の間の位置に配置される。

次に、図９および図１０を参照して、他の実施形態に係る回転子部材３００について説明する。なお、上述の実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。回転子部材３００は、磁石搭載部材３０２と、磁石搭載部材３０２の径方向外側において、周方向に並んで配置された複数の磁石３０４と、これら磁石３０４の径方向外側に配置された筒状の保持部材１６とを有する。

磁石搭載部材３０２は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、軸方向後方側の第１端部３０６と、軸方向前方側の第２端部３０８と、軸方向に延びる円筒状の外周面３１０と、第１端部３０６から第２端部３０８に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面３１２とを有する。

磁石搭載部材３０２には、計８つの切れ目３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、および３２８が形成されている。切れ目３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、および３２８の各々は、磁石搭載部材３０２の内周面３１２から外周面３１０まで、磁石搭載部材３０２を径方向に貫通するように形成されている。

切れ目３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、および３２８は、周方向に略等間隔（すなわち、約４５°の角度）で並ぶように配置されている。磁石搭載部材３０２は、これら切れ目３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、および３２８にて周方向に分断されている。

図１０に示すように、切れ目３１４および３１８は、軸方向区間３３０で延在している。この軸方向区間３３０は、第２端部３０８を含み、且つ第１端部３０６を含まない軸方向区間である。換言すれば、切れ目３１４および３１８は、第２端部３０８から軸方向後方へ延び、第１端部３０６よりも予め定められた距離だけ軸方向前方の位置で、終端している。

また、切れ目３２２および３２６も、切れ目３１４および３１８と同様に、軸方向区間３３０で延在している。このように、切れ目３１４、３１８、３２２、および３２６は、軸方向区間３３０で延在する第１の切れ目を構成する。

一方、図１０に示すように、切れ目３１４および３１８に対してそれぞれ周方向に隣接する、切れ目３１６および３２０は、軸方向区間３３２で延在している。この軸方向区間３３２は、第１端部３０６を含み、且つ第２端部３０８を含まない軸方向区間である。換言すれば、切れ目３１６および３２０は、第１端部３０６から軸方向前方へ延び、第２端部３０８よりも予め定められた距離だけ軸方向後方の位置で、終端している。

また、切れ目３２２および３２６に対してそれぞれ周方向に隣接する、切れ目３２４および３２８も、切れ目３１６および３２０と同様に、軸方向区間３３２で延在している。このように、切れ目３１６、３２０、３２４、および３２８は、第１の切れ目と周方向に隣接し、軸方向区間３３２で延在する第２の切れ目を構成する。

本実施形態においては、計１６個の磁石３０４が配置されている。具体的には、図９のＯ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、およびＶに示す周方向位置において、図１０に示すように２つの磁石３０４を軸方向に隣り合うように配置して一対としている。磁石搭載部材３０２に形成された切れ目３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、および３２８の各々は、周方向に互いに隣り合う磁石３０４の間の位置に配置される。

次に、図１１および図１２を参照して、さらに他の実施形態に係る磁石搭載部材８２について説明する。この磁石搭載部材８２は、上述の磁石搭載部材１２の代替として、図１および図２に示す回転子部材１０に適用される部材である。磁石搭載部材８２は、軸方向後方側の第１端部８４と、軸方向前方側の第２端部８６と、軸方向に延びる円筒状の外周面８５と、第１端部８４から第２端部８６に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面８７とを有する。

本実施形態に係る磁石搭載部材８２は、４箇所に形成された切れ目８８、９０、９２、および９４を有している。本実施形態においては、これら切れ目８８、９０、９２、および９４は、第１端部８４から第２端部８６までの、磁石搭載部材８２の全軸方向区間に亘って延在している。すなわち、磁石搭載部材８２は、切れ目８８、９０、９２、および９４にて周方向に４個に分割され、周方向に整列する計４個のセグメント９６から構成されている。

図１３を参照して、磁石搭載部材８２を構成する１つのセグメント９６について説明する。セグメント９６は、軸方向前方側の端部９８および軸方向後方側の端部１００と、周方向一方の端面１０２および周方向他方の端面１０４と、内周面１０６および外周面１０８とを有する。

セグメント９６の内周面１０６は、端部１００から端部９８まで、軸方向前方へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面である（図１２を参照のこと）。その一方で、セグメント９６の外周面１０８は、その外径が軸方向において一定となる円弧面である。したがって、セグメント９６は、端部９８から端部１００まで、軸方向前方へ向かうにつれて、その径方向厚さが徐々に小さくなっている。また、セグメント９６の端部１００には、外周面１０８から径方向外側へ突出する突部１１０が形成されている。

このセグメント９６を、図１１に示す周方向位置Ａ〜Ｄの位置に、周方向に並べて配置することによって、筒状の磁石搭載部材８２が構成される。この構成についてより具体的に述べると、周方向位置Ａに配置されたセグメント９６の周方向の端面１０４と、周方向位置Ｂに配置されたセグメント９６の周方向の端面１０２とが互いに対面して配置され、これら端面１０４および端面１０２の間に、切れ目８８が形成されることになる。

同様に、周方向位置Ｂに配置されたセグメント９６の端面１０４と、周方向位置Ｃに配置されたセグメント９６の端面１０２との間に切れ目９０が形成され、周方向位置Ｃに配置されたセグメント９６の端面１０４と、周方向位置Ｄに配置されたセグメント９６の端面１０２との間に切れ目９２が形成され、周方向位置Ｄに配置されたセグメント９６の端面１０４と、周方向位置Ａに配置されたセグメント９６の端面１０２との間に切れ目９４が形成される。

このように、計４個のセグメント９６が配置されたとき、セグメント９６の各々の軸方向後方の端部１００が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材８２のリング状の第１端部８４を形成する。一方、セグメント９６の各々の軸方向前方の端部１００が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材８２のリング状の第２端部８６を形成する。また、セグメント９６の各々の内周面１０６が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材８２のテーパ状の内周面８７を形成する。一方、セグメント９６の各々の外周面１０８が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材８２の円筒状の外周面８５を形成する。

磁石搭載部材８２を図１に示す回転子部材１０に適用した場合、軸方向に並ぶ一対の磁石１４が、セグメント９６の各々の外周面１０８上に配置される。したがって、セグメント９６を周方向に整列させたときには、切れ目８８、９０、９２、および７８は、必然的に、周方向に互いに隣り合う磁石１４の間の位置に配置されることになる。

次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の他の実施形態に係る回転子部材２１０について説明する。なお、上述の実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。回転子部材２１０は、磁石搭載部材２１２と、磁石搭載部材２１２の径方向外側において、周方向に並んで配置された複数の磁石２１４と、これら磁石２１４の径方向外側に配置された筒状の保持部材１６とを有する。磁石搭載部材２１２は、周方向に整列する計８個のセグメント２１６から構成されている。磁石２１４は、セグメント２１６の各々と、保持部材１６との間に配置されている。

次に、図１７を参照して、磁石搭載部材２１２を構成する１つのセグメント２１６について説明する。セグメント２１６は、軸方向前方側の端部２１８および軸方向後方側の端部２２０と、周方向一方の端面２２２および周方向他方の端面２２４と、内周面２２６および外周面２２８とを有する。

セグメント２１６の内周面２２６は、端部２２０から端部２１８まで、軸方向前方へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるように軸線Ｏに対して傾斜する、テーパ状の平面である。その一方で、セグメント２１６の外周面２２８は、軸線Ｏと平行に配置された（すなわち、軸方向において軸線Ｏからの距離が一定となるように配置された）平面である。セグメント２１６の端部２２０には、外周面２２８から径方向外側へ突出する突部２３０が形成されている。

次に、図１８を参照して、本実施形態に係る磁石２１４について説明する。磁石２１４の各々は、軸方向前方の端面２３２および軸方向後方の端面２３４と、周方向一方の端面２３６および周方向他方の端面２３８と、内周面２４０および外周面２４２とを有する。磁石２１４の内周面２４０は、軸線Ｏと平行に配置される（すなわち、軸方向において軸線Ｏからの距離が一定となる）平面である。その一方で、外周面２４２は、予め定められた曲率半径を有する曲面である。なお、外周面２４２は、任意の曲面、または異なる曲率半径を有する複数の曲面の組み合わせであってもよい。

図１９に示すように、軸方向に並べられた一対の磁石２１４が、セグメント２１６の外周面２２８の上に設置される。図１９に示すように組み立てられたセグメント２１６および磁石２１４の組立体が、図１４および図１５に示す周方向位置Ｅ〜Ｌの位置に、周方向に略等間隔に並べて配置される。上述の実施形態と同様に、周方向に配列する磁石２１４は、それぞれの磁極が周方向に交互に入れ替わるように設置される。保持部材１６は、全ての磁石２１４の外周面２４２を径方向外側から囲むように配置される。このようにして、図１４および図１５に示す回転子部材２１０が、構成される。

図１４および図１５に示すように計８個のセグメント２１６が周方向に配置されたとき、セグメント２１６の各々の軸方向後方の端部２２０が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材２１２の軸方向後方の第１端部２６０（図１６）が画定される。一方、セグメント２１６の各々の軸方向前方の端部２１８が周方向に連なって配置され、磁石搭載部材２１２の第２端部２６２（図１６）が画定される。

また、互いに周方向に隣り合うセグメント２１６の間には、隙間２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８が形成される。これらの隙間２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、および２５８は、磁石搭載部材２１２の第１端部２６０から第２端部２６２まで磁石搭載部材２１２の全軸方向区間に亘って延在する切れ目として機能し、磁石搭載部材２１２を周方向に分断する。

次に、図２０〜図２３を参照して、本発明の他の実施形態に係る回転子部材１２０について説明する。なお、上述の実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。回転子部材１２０は、楔部材１２４と、楔部材１２４の径方向外側に配置された磁石搭載部材１２２と、磁石搭載部材１２２の径方向外側に配置された複数の磁石１４と、これら磁石１４の径方向外側に配置された保持部材１６とを有する。

図２２に示すように、楔部材１２４は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、軸方向後方の端面１２６および軸方向前方の端面１２８と、内周面１３０および外周面１３２とを有する。内周面１３０は、端面１２６から端面１２８に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ面である。その一方で、外周面１３２は、軸方向においてその外径が一定となる円筒面である。したがって、楔部材１２４は、軸方向前方へ向かうにつれて、その径方向の厚さが徐々に小さくなっている。楔部材１２４にも、上述の磁石搭載部材と同様に、複数の切れ目を形成してもよい。

図２３に示すように、磁石搭載部材１２２は、軸線Ｏを有する円筒状の部材であって、軸方向後方側の第１端部１３４および軸方向前方側の第２端部１３６と、内周面１３８および外周面１４０とを有する。磁石搭載部材１２２の外周面１４０の軸方向後端には、該外周面１４０から径方向外側に突出する突部１４２が形成されている。この突部１４２は、上述の突部２４と同様に、製造時に磁石１４の軸方向の位置を揃え易くするための要素の一例である。

磁石搭載部材１２２は、４箇所に形成された切れ目１４４、１４６、１４８、および１５０を有する。切れ目１４４、１４６、１４８、および１５０の各々は、磁石搭載部材１２２の内周面１３８から外周面１４０まで、磁石搭載部材１２２を径方向に貫通するように形成されており、且つ、磁石搭載部材１２２の軸方向区間１５２で延在している。この軸方向区間１５２は、第２端部１３６を含み、且つ第１端部１３４を含まない軸方向区間である。磁石搭載部材１２２の内周面１３８および外周面１４０は、軸方向において一定の半径を有する円筒面である。

次に、図２４を参照して、本発明の一実施形態に係る電動機１６０について説明する。なお、図２４の紙面左方を軸方向前方、紙面右方を軸方向後方とする。電動機１６０は、回転電機の一例である。電動機１６０は、内部空間１６２を画定するハウジング１６４と、ハウジング１６４の内部空間１６２に静止して配置される固定子１６６と、固定子１６６の径方向内側に回転可能に設置された回転子１８０とを備える。固定子１６６は、固定子鉄心１６８と、固定子鉄心１６８に巻回されたコイル１７０とを有する。固定子鉄心１６８は、例えば電磁鋼板の薄板を積層して作製される。

固定子１６６からは、コイル１７０に電気的に接続された動力線（図示せず）が引き出されており、動力線は、ハウジング１６４に設けられた貫通孔を介して、電動機１６０の外部に設置された動力源（図示せず）に接続される。回転子１８０は、軸線Ｏの周りに回転する。回転子１８０は、内部空間１６２において軸方向に延びる回転軸部１８２と、回転軸部１８２の径方向外側に固定された、上述の回転子部材１０とを有する。

次に、図２５を参照して、回転軸部１８２について説明する。回転軸部１８２は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、該軸線Ｏと同心となるように形成された中心孔１８４を有する。本実施形態に係る電動機１６０においては、工作機械の主軸に用いられるビルトインモータの用途に適用可能とするために、回転軸部１８２に、中心孔１８４を形成している。しかしながら、これに限らず、回転軸部を、中心孔を有さない中実部材によって構成してもよい。

回転軸部１８２の軸方向前方側の部分は、ハウジング１６４の前方側の壁部に取り付けられた軸受（図示せず）を介して、ハウジング１６４に回転可能に支持される。同様に、回転軸部１８２の軸方向後方側の部分は、ハウジング１６４の後方側の壁部に取り付けられた軸受（図示せず）を介して、ハウジング１６４に回転可能に支持される。

回転軸部１８２は、軸方向後方側から軸方向前方側に向かうにつれて、径方向外側に向かって連続的に拡がるテーパ状の外周面１８６を有する。なお、この外周面１８６は、線形のテーパ面、すなわち円錐面であることが好ましい。この場合、外周面１８６の外径は、軸方向前方に向かうにつれて、線形的に増加する。この場合の外周面１８６のテーパ率は、例えば、１／２００〜１／３０である。

回転子部材１０は、磁石搭載部材１２の内周面２６と、回転軸部１８２の外周面１８６とが互いに面接触するように、回転軸部１８２の外周面１８６の上に固定されている。ここで、磁石搭載部材１２の内周面２６のテーパの度合いは、回転軸部１８２の外周面１８６のテーパの度合いに対応するように設定される。例えば、回転軸部１８２の外周面１８６、および磁石搭載部材１２の内周面２６が、ともに線形テーパ面である場合、外周面１８６および内周面２６は、略同じテーパ率（例えば１／１００）を有する。

回転子部材１０を回転軸部１８２に圧入し、図２４に示す回転子１８０が組み立てられると、磁石搭載部材１２および磁石１４が、回転軸部１８２によって押圧されて径方向外側に変位し、これにより、保持部材１６に張力が与えられる。保持部材１６に与えられた張力によって、保持部材１６に弾性圧縮力が発生し、該弾性圧縮力によって、磁石１４および磁石搭載部材１２は、保持部材１６と回転軸部１８２との間で堅固に挟持されることになる。

次に、図２６〜図２９を参照して、本発明の他の実施形態に係る電動機２７０について説明する。なお、上述の実施形態と同様の要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、図２６の紙面左方を軸方向前方、紙面右方を軸方向後方とする。電動機２７０は、ハウジング１６４と、ハウジング１６４の内部空間１６２に配置される固定子１６６と、固定子１６６の径方向内側に回転可能に設置された回転子２８０とを備える。

回転子２８０は、軸線Ｏの周りに回転する。回転子２８０は、内部空間１６２において軸方向に延びる回転軸部２８２と、回転軸部２８２の径方向外側に固定された、上述の回転子部材２１０とを有する。

次に、図３０および図３１を参照して、本実施形態に係る回転軸部２８２について説明する。回転軸部２８２は、軸線Ｏを有する筒状の部材であって、該軸線Ｏと同心となるように形成された中心孔２８４を有する。なお、回転軸部を、中心孔を有さない中実部材によって構成してもよい。

回転軸部２８２は、外周面２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ、２８６ｄ、２８６ｅ、２８６ｆ、２８６ｇ、および２８６ｈを含む。計８個の外周面２８６ａ〜２８６ｈの各々は、軸方向後方側から軸方向前方側に向かうにつれて、径方向外側に向かって連続的に拡がるように軸線Ｏに対して傾斜した、テーパ状の平面である。

外周面２８６ａと２８６ｂの間には、突条部２８８ａが形成されている。突条部２８８ａは、外周面２８６ａおよび２８６ｂから径方向外側へ突出し、軸方向へ延在している。同様に、外周面２８６ｂと２８６ｃの間、外周面２８６ｃと２８６ｄの間、外周面２８６ｄと２８６ｅの間、外周面２８６ｅと２８６ｆの間、外周面２８６ｆと２８６ｇの間、外周面２８６ｇと２８６ｈの間、および、外周面２８６ｈと２８６ａの間に、それぞれ、突条部２８８ｂ、２８８ｃ、２８８ｄ、２８８ｅ、２８８ｆ、２８８ｇ、および２８８ｈが形成されている。

再度、図２７〜図２９を参照して、回転子２８０を組み立てた状態においては、外周面２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ、２８６ｄ、２８６ｅ、２８６ｆ、２８６ｇ、および２８６ｈの各々の上に、図１９に示すセグメント２１６と磁石２１４の組立体が設置される。そして、周方向に隣り合うセグメント２１６の間に形成された隙間２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、および２５８に、それぞれ、突条部２８８ａ、２８８ｂ、２８８ｃ、２８８ｄ、２８８ｅ、２８８ｆ、２８８ｇ、および２８８ｈが嵌合している。セグメント２１６は、これら突条部２８８ａ〜２８８ｈによって周方向への移動が規制され、周方向に略等間隔で整列するように、所定の位置に位置決めされている。

次に、図３２〜図３５を参照して、回転子１８０の製造方法の例について説明する。ステップＳ１において、使用者は、計８個の磁石１４を磁石搭載部材１２の外周面２２の上に配置する。具体的には、使用者は、図１の周方向位置Ａに２個の磁石１４を軸方向に並べて一対とし、磁石搭載部材１２の外周面２２の上に設置する。

同様にして、周方向位置Ｂ、Ｃ、およびＤにおいて、それぞれ、２個の磁石１４を軸方向に並べて一対とし、磁石搭載部材１２の外周面２２の上に設置する。このとき、磁石搭載部材１２の切れ目２８、３０、３２、および３４の各々は、周方向に互いに隣り合う磁石１４の間の位置に配置される。このように磁石１４を所定の位置に配置するときに、使用者は、磁石１４を周方向に等間隔に配置するための治具を用いてもよい。このような治具を用いることによって、作業を容易とすることができる。

周方向位置Ａに設置した磁石１４の磁界の方向は、内周面４６側にＳ極、外周面４８側にＮ極が配されるように、設定される。また、周方向位置Ｂに設置した磁石１４の磁界の方向は、内周面４６側にＮ極、外周面４８側にＳ極が配されるように、設定される。

また、周方向位置Ｃに設置した磁石１４の磁界の方向は、内周面４６側にＳ極、外周面４８側にＮ極が配されるように、設定される。また、周方向位置Ｄに設置した磁石１４の磁界の方向は、内周面４６側にＮ極、外周面４８側にＳ極が配されるように、設定される。このように、周方向に配列する磁石１４は、それぞれの磁極が周方向において交互に入れ替わるように、設置される。

磁石１４は、このステップＳ１の前に、予め着磁されることが好ましい。これにより、磁石１４の磁気吸引力によって、該磁石１４を、磁性体である磁石搭載部材１２の外周面２２の所定の位置に設置する作業が、容易となる。

一方、図１１および図１２に示す磁石搭載部材８２を用いる場合、このステップＳ１において、使用者は、２個の磁石１４を軸方向に並べて一対とし、セグメント９６の各々の外周面１０８上に設置する。また、図２６に示す回転子２８０を製造する場合、このステップＳ１において、使用者は、２個の磁石２１４を軸方向に並べて一対とし、セグメント２１６の各々の外周面２２８上に設置し、図１９に示すセグメント２１６と磁石２１４の組立体を作製する。

ステップＳ２において、使用者は、磁石１４を径方向外側から覆うようして、保持部材１６を磁石１４の径方向外側に取り付ける。具体的には、磁石１４の各々の外周面４８に、保持部材１６の内周面５４が対面するように、保持部材１６を磁石１４の径方向外側に嵌め込む。

この時点では、保持部材１６は、隙間嵌めで磁石１４の外周に嵌め込まれてもよいし、または、適当な締め代を伴った締まり嵌めで磁石１４の外周に嵌め込まれてもよい。保持部材１６を締まり嵌めで取り付ける場合には、保持部材１６が磁石１４から脱落しない程度の締め代を保持部材１６に与えればよい。

また、このステップＳ２において、保持部材１６の材料を、磁石１４の外周に直接巻き付けることによって、保持部材１６を磁石１４の外周に取り付けてもよい。例えば、糸状、帯状、またはシート状の材料を所定の径方向厚さになるまで複数回に亘って磁石１４の外周に周回して巻き付けて、所定の径方向厚さを有する保持部材１６を形成してもよい。

一方、図１１および図１２に示す磁石搭載部材８２を用いる場合、このステップＳ２において、使用者は、適当な治具を用いてセグメント９６を周方向に配列させた状態で、保持部材１６を磁石１４の外周に取り付ける。また、図２６に示す回転子２８０を製造する場合、このステップＳ２において、使用者は、適当な治具を用いて、図１９に示すセグメント２１６と磁石２１４の組立体を周方向に配列させた状態で、保持部材１６を磁石２１４の外周に取り付ける。

ステップＳ２の結果、図１に示す回転子部材１０が作製される。そして、ステップＳ３において、使用者は、回転子部材１０を回転軸部１８２に圧入する。このステップＳ３について以下に詳細に説明する。まず、使用者は、上述のステップＳ２にて作製された回転子部材１０を、回転軸部１８２の軸方向後方側から嵌め入れる。そうすると、図３３に示すように、磁石搭載部材１２の内周面２６の軸方向前端と、回転軸部１８２の外周面１８６とが、当接部Ｐにて当接する。

この状態から、使用者は、磁石搭載部材１２の第１端部１８を軸方向前方へ押し、図３４に示す位置Ｐ’まで、回転子部材１０を軸方向前方側に向けてさらに圧入する。この回転子部材１０の圧入動作に伴って、磁石搭載部材１２は、回転軸部１８２から径方向外側へ向けた力を受ける。

ここで、上記したように、本実施形態に係る磁石搭載部材１２には、軸方向区間３６に亘って延在する切れ目２８、３０、３２、および３４が形成されている。これら切れ目２８、３０、３２、および３４によって、磁石搭載部材１２は、回転軸部１８２から力を受けたときに、径方向外側へ容易に変形することができる。

このような磁石搭載部材１２の変形の態様を、図３５に概略的に示す。なお、図３５においては、切れ目３４の位置での磁石搭載部材１２の変形を特に示している。図３５に示すように、磁石搭載部材１２は、切れ目３４の位置で周方向に分離可能となっているので、回転軸部１８２から径方向外側に向けた力を受けると、図３５の点線Ｅで示す状態から、実線Ｆで示す状態へ、図中の矢印Ｇに示す方向へ比較的小さな力で変形する。一方、磁石搭載部材１２が径方向外側へ変形したときに、磁石搭載部材１２から回転軸部１８２へ加えられる弾性復元力は、切れ目が形成されていない場合に比べて、大幅に小さくなる。

このようにして、回転子部材１０を回転軸部１８２に圧入する間に、磁石搭載部材１２は、回転軸部１８２によって径方向外側に押されて変形しようとし、これに伴って磁石１４も径方向外側に向かって押される。その結果、保持部材１６は、磁石１４から力を受けて径方向外側へ僅かに膨張する。この反力として、保持部材１６において径方向内側へ向けた弾性復元力が発生し、この弾性復元力によって、磁石１４を径方向内側に向けて押し返す。こうして、磁石１４および磁石搭載部材１２は、回転軸部１８２と保持部材１６との間で堅固に挟持される。

ここで、上述したように、磁石搭載部材１２に形成された切れ目２８、３０、３２、および３４によって、磁石搭載部材１２から回転軸部１８２へ加えられる弾性復元力は小さくなっている。このため、回転子部材１０から回転軸部１８２へ加えられる径方向内側へ向けた力の大部分は、保持部材１６による弾性圧縮力となる。すなわち、本実施形態に係る回転子１８０においては、保持部材１６に与えられた締め代のみによって、回転子部材１０を回転軸部１８２に締り嵌めで固定しているものと見做すことができる。

このように、本実施形態によれば、磁石搭載部材１２が切れ目２８、３０、３２、および３４によって径方向に変形し易くなっているので、回転子部材１０を回転軸部１８２に圧入するときに、磁石搭載部材１２を変形させるのに要する力を大幅に低減できる。このため、回転子部材１０を、より小さな圧入力で回転軸部１８２に固定することが可能となる。その結果、回転子１８０の組み立て作業を容易にすることができ、組み立て工数を削減することができる。

また、より直径の大きい、またはより全長の長い、従来では不可能であった寸法の回転子を組み立てることも可能となることから、よりトルクの大きな同期電動機を容易に組み立てることができるようになる。

また、本実施形態においては、切れ目２８、３０、３２、および３４が、磁石搭載部材１２の軸方向区間３６で延在するように形成されているので、磁石搭載部材１２は、一体形状となる。このため、回転子部材１０を１個の部品として取り扱うことができるので、回転子部材１０の搬送や、回転子部材１０回転軸部１８２に固定する作業を容易とすることができる。

磁石搭載部材を容易に変位させることができるという効果は、図７および図１１に示す磁石搭載部材６２、８２を回転子部材１０に適用した場合、ならびに、図９、図１４、および図２０に示す回転子部材３００、２１０、および１２０においても、同様にもたらされる。例えば、磁石搭載部材６２を回転子部材１０に適用した場合、回転子部材１０の圧入時に磁石搭載部材６２が回転軸部１８２から径方向外側へ力を受けると、切れ目７２、７４、７６、および７８によって、磁石搭載部材６２は、容易に変形することができる。

また、切れ目７２、７４、７６、および７８は、周方向幅を有する隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａから構成されているため、磁石搭載部材６２の変形時に切れ目７２、７４、７６、および７８にて摩擦が発生することがない。このため、磁石搭載部材６２は、さらに容易に径方向外側へ変形し易くなる。また、磁石搭載部材６２が径方向外側へ変形したときに、磁石搭載部材６２から回転軸部１８２へ加えられる弾性復元力は、磁石搭載部材１２と比べて、さらに小さくなる。

また、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａの後端にそれぞれ設けられた孔７２ａ、７４ｂ、７６ｂ、および７８ｂによって、磁石搭載部材６２が変形したときに切れ目７２、７４、７６、および７８の後端に生じる応力集中を緩和することができる。これにより、回転子部材１０を回転軸部１８２へ圧入する工程において、切れ目７２、７４、７６、および７８の後端において磁石搭載部材６２に亀裂等が生じてしまうのを防止することができる。

一方、磁石搭載部材８２は、切れ目８８、９０、９２、および９４にて周方向に分割されているので、回転軸部１８２から径方向外側へ力を受けると、何ら反力を与えることなく、径方向外側へ変位する。また、磁石搭載部材８２が径方向外側へ変位したときに、磁石搭載部材８２から回転軸部１８２へ加えられる弾性復元力は、発生しない。

このように、磁石搭載部材６２、８２を回転子部材１０に適用した場合においても、回転子部材１０を回転軸部１８２に圧入するときに、磁石搭載部材６２、８２を変位させるのに要する力を大幅に低減できる。このため、回転子部材１０を、より小さな圧入力で回転軸部１８２に固定することが可能となる。

また、回転子２８０を製造する場合においても、回転子２８０の磁石搭載部材２１２は、上述の磁石搭載部材８２と同様に、隙間２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、および２５８にて周方向に分割されているので、回転子部材２１０を回転軸部２８２に圧入するときに、磁石搭載部材２１０を変位させるのに要する力を大幅に低減できる。このため、回転子部材２１０を、より小さな圧入力で回転軸部２８２に固定することが可能となる。

また、回転子２８０を製造する場合においては、磁石搭載部材２１２のセグメント２１６および磁石２１４は、外周面２２８および内周面２４０にそれぞれ平面を含むので、セグメント２１６および磁石２１４を作製するときの加工作業を容易とすることができる。これにより、製造コストを低減できる。

次に、図３６を参照して、上記の回転子１８０を分解する方法の一例について説明する。ステップＳ１１において、使用者は、保持部材１６を、周方向に互いに隣り合う磁石１４の間の位置で、軸方向に分断する。例えば、保持部材１６が繊維から作製されている場合、使用者は、保持部材１６の一部に軸方向に裂け目を入れることによって、保持部材１６に生じている張力の作用により、該裂け目を起点にして保持部材１６を軸方向全長に亘って破断させることができる。これにより、使用者は、保持部材１６を磁石１４の外周から容易に取り外すことができる。

ステップＳ１２において、使用者は、磁石搭載部材１２の第２端部２０を軸方向後方へ押し、磁石搭載部材１２を回転軸部１８２から取り外す。上述したように、回転子１８０においては、切れ目２８、３０、３２、および３４によって、磁石搭載部材１２から回転軸部１８２へ加えられる弾性復元力は小さくなっている。このため、使用者は、磁石搭載部材１２を比較的に小さな力で回転軸部１８２から取り外すことができる。

そして、使用者は、磁石１４を磁石搭載部材１２から取り外すことによって、回転子１８０を分解する。このように、本実施形態によれば、使用者は、保持部材１６を切断するだけで、磁石１４や磁石搭載部材１２を回転子１８０から回収し、これら部品を再利用することができる。その結果、これら部材に用いられる資源を有効に活用することができる。このことは、例えばネオジムのような、産出量の限られた希土類元素を磁石の材料として使用している場合において、特に有益である。

磁石１４と磁石搭載部材１２とを接着剤を用いて固定している場合、このステップＳ１２において、使用者は、互いに固定された磁石１４および磁石搭載部材１２を、一体となった部品として回収することができる。この場合において、ステップＳ１２は、例えば溶剤を用いて接着剤を除去することによって、磁石１４と磁石搭載部材１２とを分離する工程を含んでもよい。一方、磁石１４と磁石搭載部材１２とを接着剤で固定していない場合は、使用者は、このステップＳ１２において、磁石１４と磁石搭載部材１２とを別個に回収することができる。

なお、回転子は、磁石搭載部材が回転軸部に対して周方向に相対移動するのを防止するための手段をさらに備えてもよい。以下、図３７を参照して、このような手段が設けられた回転軸部１９０について説明する。図３７においては、理解の容易の観点から、軸方向へ延在する回転軸部１９０の一部のみを示している。また、図３７の紙面左方を軸方向前方とする。

本実施形態に係る回転軸部１９０は、上述の回転軸部１８２と以下の構成において異なっている。すなわち、回転軸部１９０は、その外周面１９２から径方向外側へ突出するように形成された突部１９４、１９６、１９８および２００を有している。これら突部１９４、１９６、１９８および２００の各々は、外周面１９２の上を軸方向へ真直ぐに延びている。突部１９４、１９６、１９８および２００は、回転軸部１９０の径方向外側に固定される磁石搭載部材の切れ目に対応する位置に形成される。本実施形態においては、計４個の突部１９４、１９６、１９８および２００が、周方向に略等間隔（すなわち９０°の間隔）で配置されている。

突部１９４、１９６、１９８および２００は、回転軸部１９０に磁石搭載部材を圧入するときに磁石搭載部材をガイドする要素として機能するとともに、磁石搭載部材が固定された後には、該磁石搭載部材が回転軸部１９０に対して周方向に相対移動するのを防止するための要素としても機能する。この機能に関して、図７および図８に示す磁石搭載部材６２を回転軸部１９０に固定する場合を例として、以下に説明する。

磁石搭載部材６２を回転軸部１９０に軸方向後方側から圧入するとき、磁石搭載部材６２の隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａの軸方向前方の開口が、回転軸部１９０の突部１９４、１９６、１９８および２００の位置に一致するように、それぞれ位置決めされる。ここで、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａの周方向幅は、突部１９４、１９６、１９８および２００の周方向幅と同じ、またはそれよりも僅かに大きくなるように設定される。

この状態から、使用者が磁石搭載部材６２を軸方向前方へ押して回転軸部１９０に圧入すると、突部１９４、１９６、１９８および２００は、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａ内に受容され、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａを画定する壁面と係合する。

磁石搭載部材６２を回転軸部１９０に圧入している間、これら突部１９４、１９６、１９８および２００は、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａと係合することによって、磁石搭載部材６２を軸方向前方へ真直ぐに移動するように案内する。これにより、磁石搭載部材６２を回転軸部１９０に圧入する作業を円滑に行うことができる。

また、磁石搭載部材６２を所定の固定位置に固定した後は、突部１９４、１９６、１９８および２００は、隙間７２ａ、７４ａ、７６ａ、および７８ａと係合することによって、回転子の稼働時において、磁石搭載部材６２が回転軸部１９０に対して周方向に相対移動するのを防止する。

このようにして、突部１９４、１９６、１９８および２００は、回転軸部１９０に磁石搭載部材を圧入するときのガイド要素として機能するとともに、該磁石搭載部材の回転軸部１９０に対する相対移動を防止する相対移動防止要素として機能する。

なお、上述した実施形態においては、計４つの切れ目が磁石搭載部材に形成されている場合について述べた。しかしながら、これに限らず、切れ目は、磁石搭載部材に１個形成されてもよいし、任意の個数だけ形成されてもよい。また、上述した実施形態においては、切れ目が周方向に略等間隔（具体的には約９０°の角度）で並ぶように配置されている場合について述べた。しかしながら、これに限らず、磁石搭載部材の任意の周方向位置に形成されてもよい。

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。しかしながら、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０，１２０，２１０，３００ 回転子部材
１２，６２，８２，２１２，３０２ 磁石搭載部材
１４，２１４，３０４ 磁石
１６ 保持部材
２８，３０，３２，３４，７２，７４，７６，７８，８８，９２，９４，９６，３１４，３１６，３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８ 切れ目
１２４ 楔部材
１６０ 電動機
１８０ 回転子

Claims (16)

1. 回転電機の回転軸部に固定される回転子部材であって、
   軸方向第１の側の第１端部と、軸方向第２の側の第２端部とを有する磁石搭載部材と、
   前記磁石搭載部材の径方向外側に並んで配置される複数の磁石と、
   前記複数の磁石の径方向外側に配置され、該複数の磁石を環囲する筒状の保持部材と、を備え、
   前記磁石搭載部材は、該磁石搭載部材を径方向に貫通する切れ目を有し、該切れ目は、前記第１端部および前記第２端部の少なくとも一方を含む、予め定められた軸方向区間で延在する、回転子部材。
2. 前記切れ目は、周方向に互いに隣り合う前記磁石の間の位置に配置される、請求項１に記載の回転子部材。
3. 前記複数の磁石は、前記軸方向区間内に配置される、請求項１または２に記載の回転子部材。
4. 前記磁石搭載部材は、前記軸方向第１の側から前記軸方向第２の側へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子部材。
5. 前記磁石搭載部材の径方向内側に配置される楔部材をさらに備え、
   前記磁石搭載部材は、軸方向において一定の内径を有する円筒状の内周面を有し、
   前記楔部材は、前記軸方向第１の側から前記軸方向第２の側へ向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の内周面を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子部材。
6. 前記切れ目は、周方向に複数配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子部材。
7. 前記切れ目は、前記第２端部を含み且つ前記第１端部を含まない前記軸方向区間で延在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子部材。
8. 前記磁石搭載部材は、
   前記第２端部を含み且つ前記第１端部を含まない前記軸方向区間で延在する第１の前記切れ目と、
   前記第１の切れ目と周方向に隣接して設けられ、前記第１端部を含み且つ前記第２端部を含まない前記軸方向区間で延在する第２の前記切れ目と、を有する、請求項６に記載の回転子部材。
9. 前記切れ目は、前記第１端部から前記第２端部までの全軸方向区間で延在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子部材。
10. 前記磁石搭載部材の内周面は、平面を含む、請求項９に記載の回転子部材。
11. 前記保持部材は、
    炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせ、から選択した繊維、または、
    炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、チタン合金繊維、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート繊維、およびこれらの２以上の組み合わせ、から選択した繊維を使用した繊維強化樹脂を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転子部材。
12. 回転軸部と、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転子部材と、を備える回転子であって、
    前記回転軸部は、前記回転子部材が固定されている軸方向区間において、前記軸方向第１の側から前記軸方向第２の側に向かうにつれて連続的に径方向外側に向かって拡がるテーパ状の外周面を有し、
    前記磁石搭載部材は、前記回転軸部の前記外周面の上に配置され、
    前記磁石搭載部材および前記複数の磁石は、前記回転軸部によって径方向外側に押圧され、前記保持部材に生じる径方向内側へ向けた弾性復元力によって、前記回転軸部と前記保持部材との間で挟持される、回転子。
13. 前記切れ目は、予め定められた周方向幅を有する隙間を含み、
    前記回転軸部は、該回転軸部の外周面から径方向外側へ突出し且つ軸方向へ延びる突部を有し、
    前記突部は、前記隙間と係合するように該隙間内に受容され、前記磁石搭載部材が前記回転軸部の外周面の上を周方向に相対移動することを防止する、請求項１２に記載の回転子。
14. 請求項１２または１３に記載の回転子を備える回転電機。
15. 請求項１２または１３に記載の回転子を分解する方法であって、
    前記保持部材を、周方向に互いに隣り合う前記磁石の間の位置で軸方向に分断することと、
    前記磁石搭載部材の前記第２端部を前記回転軸部の前記第１の側へ押し、前記磁石搭載部材を前記回転軸部から取り外すことと、を備える、方法。
16. 前記分断することは、前記保持部材の一部を軸方向に分断し、前記保持部材に生じている張力の作用により、前記保持部材の分断を軸方向の全区間に亘って進行させることを含む、請求項１５に記載の方法。

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