特許 7425981 モータロータ及びモータロータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-24

(45)【発行日】2024-02-01

(54)【発明の名称】モータロータ及びモータロータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/2733 20220101AFI20240125BHJP

   H02K 15/03 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

H02K1/2733

H02K15/03 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022553769

(86)(22)【出願日】2021-09-13

(86)【国際出願番号】 JP2021033514

(87)【国際公開番号】W WO2022070857

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-12-02

(31)【優先権主張番号】P 2020165146

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100133307

【弁理士】

【氏名又は名称】西本 博之

(72)【発明者】

【氏名】飯嶋 海

(72)【発明者】

【氏名】大岩 直貴

(72)【発明者】

【氏名】米山 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕司

(72)【発明者】

【氏名】勝 義仁

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 光

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１５０４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０２２０１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１７２０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０８７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７３３

Ｈ０２Ｋ １５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸体と、
前記軸体の外周面を覆う円筒状の磁石と、
前記磁石の外周面を覆う円筒状の保護層と、
輪状であり、前記軸体に挿通されて前記磁石の端面に接するエンドリングと、を備え、
前記エンドリングは、前記エンドリングの内周面と前記軸体の外周面との間に形成された内周樹脂部によって前記軸体に対して固定されており、
前記エンドリングの内側端面の全面は、前記磁石の端面に対面する、モータロータ。

【請求項2】

前記エンドリングは、調整痕を含む、請求項１に記載のモータロータ。

【請求項3】

前記エンドリングを構成する材料の密度は、前記内周樹脂部を構成する材料の密度よりも、大きい、請求項１又は２に記載のモータロータ。

【請求項4】

前記軸体の軸線に沿う前記保護層の長さは、前記軸体の軸線に沿う前記磁石の長さよりも長い、請求項１～３の何れか一項に記載のモータロータ。

【請求項5】

軸体と、
前記軸体の外周面を覆う円筒状の磁石と、
前記磁石の外周面を覆う円筒状の保護層と、
輪状であり、前記軸体に挿通されて前記磁石の端面に接するエンドリングと、を備え、
前記エンドリングは、前記エンドリングの内周面と前記軸体の外周面との間に形成された内周樹脂部によって前記軸体に対して固定されており、
前記エンドリングの外周面と前記保護層の内周面との間には、外周樹脂部が設けられており、
前記外周樹脂部は、前記エンドリングの外周面と前記保護層の内周面との間に設けられた第１部分と、前記第１部分から前記エンドリングの外側端面に沿って延びる第２部分と、を含む、モータロータ。

【請求項6】

金型に、軸体及び前記軸体の外周面を覆う円筒状の磁石を配置すると共に、輪状であり前記軸体に挿通されて前記磁石の端面に接するようにエンドリングを配置する工程と、
前記軸体の外周面と前記磁石の内周面との間及び前記軸体の外周面と前記エンドリングの内周面との間のそれぞれに未硬化の樹脂材料を充填する工程と、を有し、
前記エンドリングの内側端面の全面は、前記磁石の端面に対面するように形成する、モータロータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータロータ及びモータロータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータに関する技術として、特許文献１に開示された永久磁石付きの回転子が知られている。回転子は、いわゆるモータロータである。特許文献１の回転子は、樹脂材料に複数の永久磁石を埋め込んでいる。樹脂材料に複数の永久磁石を埋め込んだ構造によれば、永久磁石が充分なエネルギ積を有することができる。その結果、モータの出力を高めることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５８－１２５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

モータを構成する部品は、回転バランスが重要である。特に、モータの回転数が高まるほど、要求される回転バランスの精度は高まる。回転バランスを調整する手法は、例えば、まず、回転バランスを調整するための錘を回転体に取り付ける。次に、回転体に取り付けた錘を削る。その結果、回転軸線まわりの質量分布が調整されるので、回転バランスが高まる。

【0005】

一方、モータが適用される外部装置に応じて、モータには様々な性能が要求される。例えば、外部装置の状態に応じて、モータの出力を増加又は減少させることが求められる。この場合には、外部装置の状態の変化に素早く応じられるように、モータの出力の応答性を高めることが望まれる。出力の応答性は、モータが備えるロータの質量と関係がある。調整用の錘を用いて回転バランスを高める手法では、錘の大きさは、回転バランスの調整ができる程度であることが要求される。他方、錘が大きくなると錘の質量が増加する。その結果、ロータの質量が増大するので、回転の安定性が悪化するおそれがある。

【0006】

本開示は、質量を低減することが可能なモータロータ及びモータロータの製造方法を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一形態であるモータロータは、軸体と、軸体の外周面を覆う円筒状の磁石と、磁石の外周面を覆う円筒状の保護層と、輪状であり、軸体に挿通されて磁石の端面に接するエンドリングと、を備える。エンドリングは、エンドリングの内周面と軸体の外周面との間に形成された内周樹脂部によって軸体に対して固定されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示のモータロータ及びモータロータの製造方法によれば、質量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示のモータロータを備えた過給機を示す断面図である。

【図2】図２は、モータロータの構造を示す斜視図である。

【図3】図３（ａ）及び図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、モータロータの製造方法の工程を示す図である。

【図4】図４（ａ）及び図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、モータロータの製造方法の工程を示す図である。

【図5】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、モータロータの製造方法の工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一形態であるモータロータは、軸体と、軸体の外周面を覆う円筒状の磁石と、磁石の外周面を覆う円筒状の保護層と、輪状であり、軸体に挿通されて磁石の端面に接するエンドリングと、を備える。エンドリングは、エンドリングの内周面と軸体の外周面との間に形成された内周樹脂部によって軸体に対して固定されている。

【0011】

モータロータのエンドリングは、回転バランスを調整するための錘として用いることができる。回転バランスの調整では、回転軸線から質点までの距離が遠いほど、質量を調整したときに得られる回転バランスの調整の効果が大きい。換言すると、回転軸線から質点までの距離が近いほど、質量を調整したときに得られる回転バランスの調整の効果が小さい。モータロータのエンドリングは、内周樹脂部によって軸体に固定されている。この構成によれば、質量が大きいエンドリングは、回転軸線から遠いために回転バランスの調整効果が高い部分に配置される。質量が小さい内周樹脂部は、回転軸線から近いために回転バランスの調整効果が低い部分に配置される。その結果、エンドリングを直接に軸体に固定する構成と比べると、錘であるエンドリングの調整しろを低減することができる。その結果、軽量なエンドリングを用いることが可能となる。内周樹脂部を採用することにより、モータロータを軽量化することが可能になる。従って、モータロータの質量を低減することができる。

【0012】

一形態においてエンドリングは、調整痕を含んでもよい。

【0013】

一形態において、エンドリングを構成する材料の密度は、内周樹脂部を構成する材料の密度よりも、大きくてもよい。この構成によれば、モータロータを軽量化することができる。

【0014】

一形態において、軸体の軸線に沿う保護層の長さは、軸体の軸線に沿う磁石の長さよりも長くてもよい。この構成によれば、磁石を保護層によって保護することができる。さらに、エンドリングも保護層によって保護できる。

【0015】

一形態において、エンドリングの内側端面の全面は、磁石の端面に対面してもよい。この構成によれば、エンドリングを回転軸線から離れた位置に配置することができる。

【0016】

一形態において、エンドリングの外周面と保護層の内周面との間には、外周樹脂部が設けられていてもよい。この構成によれば、エンドリングを保護層によって保護することができる。

【0017】

一形態において、外周樹脂部は、エンドリングの外周面と保護層の内周面との間に設けられた第1部分と、第1部分からエンドリングの外側端面に沿って延びる第２部分と、を含んでもよい。この構成によれば、エンドリングを磁石に対して固定することができる。

【0018】

本開示の別の形態であるモータロータの製造方法は、金型に、軸体を配置する工程と、金型に軸体の外周面を覆う円筒状の磁石を配置すると共に、輪状であり軸体に挿通されて磁石の端面に接するようにエンドリングを配置する工程と、軸体の外周面と磁石の内周面との間及び軸体の外周面とエンドリングの内周面との間のそれぞれに未硬化の樹脂材料を充填する工程と、を有する。この製造方法によれば、回転バランスを調整する高い効果及びモータロータの軽量化を両立させたモータロータを製造することができる。さらに、磁石とエンドリングとを１回の充填工程によって形成することができる。

【0019】

図面を参照しながら、本開示のモータロータについて説明する。図１は、過給機１の回転軸線Ｈを含む断面を示す図である。過給機１は、本開示のモータロータを備えた可変容量型過給機である。以下の説明で、単に「軸方向」と言うときは、後述する回転軸２の軸方向を意味する。「径方向」と言うときは、回転軸２の径方向を意味する。「周方向」と言うときは、回転軸２の周方向を意味する。

【0020】

過給機１は、車両等に搭載される内燃機関に適用される。図１に示すように、過給機１は、タービン３とコンプレッサ４とを備えている。タービン３は、タービンハウジング３１と、タービン翼車３２と、を備えている。タービン翼車３２は、タービンハウジング３１に収納されている。タービンハウジング３１は、タービン翼車３２の周囲に配置されたスクロール流路３３を有している。スクロール流路３３は、周方向に延びている。コンプレッサ４は、コンプレッサハウジング４１と、コンプレッサ翼車４２と、を備えている。コンプレッサ翼車４２は、コンプレッサハウジング４１に収納されている。コンプレッサハウジング４１は、コンプレッサ翼車４２の周囲に配置されたスクロール流路４３を有している。スクロール流路４３は、周方向に延びている。

【0021】

タービン翼車３２は、回転軸２の一端に設けられている。コンプレッサ翼車４２は、回転軸２の他端に設けられている。軸受ハウジング２１は、タービンハウジング３１とコンプレッサハウジング４１との間に設けられている。回転軸２は、軸受２２を介して軸受ハウジング２１に回転可能に支持されている。回転軸２、タービン翼車３２及びコンプレッサ翼車４２は、一体の回転体２３として回転軸線Ｈのまわりに回転する。

【0022】

タービンハウジング３１には、排気ガス流入口と排気ガス流出口３１ａとが設けられている。内燃機関から排出された排気ガスは、排気ガス流入口を通じてタービンハウジング３１に流入する。タービンハウジング３１に流入した排気ガスは、スクロール流路３３を通じてタービン翼車３２に流入する。タービン翼車３２に流入した排気ガスは、タービン翼車３２を回転させる。タービン翼車３２を回転させた排気ガスは、排気ガス流出口３１ａを通じてタービンハウジング３１から流出する。

【0023】

コンプレッサハウジング４１には、吸入口４１ａと吐出口とが設けられている。タービン翼車３２が回転すると、回転軸２を介してコンプレッサ翼車４２が回転する。回転するコンプレッサ翼車４２は、吸入口４１ａを通じて外部の空気を吸入する。吸入された空気は、コンプレッサ翼車４２及びスクロール流路４３を通過する間に圧縮される。圧縮された空気は、吐出口から吐出される。吐出口から吐出された圧縮空気は、内燃機関に供給される。

【0024】

過給機１は電動機５を備えている。例えば車両の加速時など、回転軸２のトルクが不足する場合に、不足するトルクを補うように電動機５が回転軸２にトルクを付与する。電動機５は、例えばブラシレスの交流電動機である。電動機５は、回転子であるモータロータ５０と、固定子であるモータステータ６０とを備えている。電動機５の駆動源として、車両のバッテリを使用することができる。車両の減速時において、電動機５は、回転体２３の回転エネルギによって回生発電してもよい。電動機５は、回転軸２の高速回転に対応可能な特性を有する。高速回転とは、例えば１０万～２０万ｒｐｍ程度が例示できる。

【0025】

モータロータ５０は、軸方向において軸受２２とコンプレッサ翼車４２との間に配置されている。モータロータ５０は、回転軸２に固定されている。モータロータ５０は、回転軸２と共に回転可能である。モータステータ６０は、軸受ハウジング２１に収容されている。モータステータ６０は、モータロータ５０を周方向に囲む。モータステータ６０は、複数のコイルと複数の鉄心とを備えている。コイルに電流が供給されることにより、モータステータ６０は、磁場を生じさせる。モータステータ６０が発生する磁場によって、モータロータ５０に周方向の力が作用する。その結果、回転軸２にトルクが付与される。

【0026】

図２を参照しながら、モータロータ５０について説明する。モータロータ５０は、インナースリーブ５１と、永久磁石５２と、エンドリング５３と、エンドリング５４と、保護層５５と、内周樹脂部５６と、外周樹脂部５７と、を有する。

【0027】

インナースリーブ５１は、回転軸２と共に軸体を構成する。インナースリーブ５１は、やや大径に設けられた大径部５１１を備えている。大径部５１１は、軸方向の中央部に設けられている。インナースリーブ５１の材料としては、例えばＳＣＭ４３５Ｈ等の鋼材を採用してよい。

【0028】

円筒状をなす永久磁石５２は、大径部５１１の周囲に設置されている。永久磁石５２の外周面には、軸方向に延びる溝が、周方向に等間隔に形成されていてもよい。永久磁石５２の軸方向の長さは、大径部５１１の軸方向の長さとほぼ同じである。永久磁石５２としては、例えば、ネオジム磁石（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）及びサマリウムコバルト磁石などを採用してよい。永久磁石５２は、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７に覆われる。その結果、永久磁石５２は、外的環境から保護される。

【0029】

保護層５５は、円筒状の部材である。保護層５５は、「アーマリング」と呼ばれる場合もある。円筒状である保護層５５は、永久磁石５２の周囲に設置されている。保護層５５は、永久磁石５２が破損した場合に破片が径方向へ飛散することを防止する。保護層５５は、永久磁石５２のひずみを抑制すると共に、永久磁石５２の破損の可能性を低減する。従って、保護層５５には、ある程度の剛性が要求される。保護層５５の軸方向の長さは、永久磁石５２の軸方向の長さよりも長い。保護層５５の軸方向の長さは、大径部５１１の軸方向の長さよりも長い。保護層５５の材料としては、金属材料又は樹脂材料を採用してよい。金属材料としては、チタン（例えばＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ）等の非磁性体金属が挙げられる。樹脂材料としては、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）なども挙げられる。

【0030】

エンドリング５３及びエンドリング５４は、回転軸線Ｈの方向において永久磁石５２を挟む。エンドリング５３とエンドリング５４と永久磁石５２とを含む構成物の長さは、保護層５５の長さとおおむね同じである。エンドリング５３及びエンドリング５４は、円環状をなす。エンドリング５３は、内向き端面５３ａ（内側端面）と、外向き端面５３ｂ（外側端面）と、リング内周面５３ｃと、リング外周面５３ｄと、を有する。エンドリング５４は、内向き端面５４ａ（内側端面）と、外向き端面５４ｂ（外側端面）と、リング内周面５４ｃと、リング外周面５４ｄと、を有する。

【0031】

エンドリング５３及びエンドリング５４の材料の密度は、後述する内周樹脂部５６の材料の密度よりも大きい。この密度の大小関係を満たす限りにおいて、エンドリング５３、エンドリング５４及び内周樹脂部５６の材料を適宜選択してよい。例えば、エンドリング５３及びエンドリング５４の材料としては、ＳＵＳ等の非磁性体金属、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂などを採用してよい。

【0032】

輪状のエンドリング５３は、永久磁石５２の第１の磁石端面５２ａに接している。より詳細には、エンドリング５３の内向き端面５３ａは、永久磁石５２の第１の磁石端面５２ａに接している。この「接している」とは、必ずしも固定されていることを要しない。内向き端面５３ａは、第１の磁石端面５２ａに対して接着されていてもよい。内向き端面５３ａは、第１の磁石端面５２ａに対して単に接触しているだけでもよい。図２の例示では、リング外周面５３ｄの直径は、永久磁石５２の磁石外周面５２ｄの直径と同じである。リング外周面５３ｄは、磁石外周面５２ｄと面一である。リング内周面５３ｃの直径は、磁石内周面５２ｃの直径より大きい。リング内周面５３ｃは、磁石内周面５２ｃと面一ではない。リング内周面５３ｃと磁石内周面５２ｃとの間には段差が存在する。このような構成によれば、リング内周面５３ｃは、スリーブ外周面５１ｄに対して直接に接しない。リング内周面５３ｃとスリーブ外周面５１ｄとの間には、隙間が存在する。リング内周面５３ｃとスリーブ外周面５１ｄとの間の隙間には、内周樹脂部５６が充填されている。

【0033】

永久磁石５２とエンドリング５３との関係は、上記の関係には限定されない。内向き端面５３ａの内側部分は、永久磁石５２の磁石内周面５２ｃよりも回転軸線Ｈに近くてもよい。リング内周面５３ｃの直径は、永久磁石５２の磁石内周面５２ｃの直径よりも小さくてもよい。内向き端面５３ａの外側部分は、永久磁石５２の磁石外周面５２ｄよりも回転軸線Ｈから遠くてもよい。リング外周面５３ｄの直径は、永久磁石５２の磁石外周面５２ｄの直径より大きくてもよい。

【0034】

リング内周面５３ｃには、内周樹脂部５６が接合されている。エンドリング５３は、内周樹脂部５６によってインナースリーブ５１に対して固定されている。リング外周面５３ｄには、外周樹脂部５７が接合されている。エンドリング５３は、外周樹脂部５７によって保護層５５に対して固定されている。外向き端面５３ｂの外周側の一部分にも、外周樹脂部５７が接合されている。図２に示す例示では、外向き端面５３ｂの内周側は、露出面である。外向き端面５３ｂの内周側には、樹脂部などが設けられていない。

【0035】

エンドリング５４は、永久磁石５２の第２の磁石端面５２ｂに接している。エンドリング５４の内向き端面５４ａは、永久磁石５２の第２の磁石端面５２ｂに接している。詳細な構成については、エンドリング５４も、エンドリング５３と同様である。従って、エンドリング５４の詳細な説明は省略する。

【0036】

インナースリーブ５１と永久磁石５２との間には僅かな隙間が存在する。隙間には内周樹脂部５６が形成されている。その結果、インナースリーブ５１のスリーブ外周面５１ｄは、内周樹脂部５６によって覆われる。磁石内周面５２ｃは、内周樹脂部５６によって覆われる。エンドリング５３のリング内周面５３ｃも内周樹脂部５６によって覆われる。エンドリング５４のリング内周面５４ｃも内周樹脂部５６によって覆われる。内周樹脂部５６は、部分５６ｓ１と、部分５６ｓ２と、部分５６ｓ３と、を含む。部分５６ｓ１は、スリーブ外周面５１ｄと磁石内周面５２ｃとに挟まれている。部分５６ｓ２は、スリーブ外周面５１ｄとリング内周面５３ｃとに挟まれている。部分５６ｓ３は、スリーブ外周面５１ｄとリング内周面５４ｃとに挟まれている。内周樹脂部５６の第１の端面５６ａは、エンドリング５３の外向き端面５３ｂと面一であってよい。内周樹脂部５６の第２の端面５６ｂは、エンドリング５４の外向き端面５４ｂから突出してもよい。つまり、第２の端面５６ｂと外向き端面５４ｂとの間には、段差が形成されていてもよい。

【0037】

永久磁石５２と保護層５５との間には僅かな隙間が存在する。永久磁石５２と保護層５５との間の隙間には、外周樹脂部５７が形成されている。その結果、永久磁石５２の磁石外周面５２ｄは、外周樹脂部５７によって覆われる。保護層内周面５５ｃは、外周樹脂部５７によって覆われる。保護層５５の第２の保護層端面５５ｂの内周側も外周樹脂部５７によって覆われる。エンドリング５３のリング外周面５３ｄも外周樹脂部５７によって覆われる。エンドリング５４のリング外周面５４ｄも外周樹脂部５７によって覆われる。エンドリング５３の外向き端面５３ｂの外周部分も外周樹脂部５７によって覆われる。エンドリング５４の外向き端面５４ｂの外周部分も外周樹脂部５７によって覆われる。外周樹脂部５７は、部分５７ｓ１と、部分５７ｓ２（第１部分）と、部分５７ｓ３（第１部分）と、を含む。部分５７ｓ１は、磁石外周面５２ｄと保護層内周面５５ｃとに挟まれている。部分５７ｓ２は、リング外周面５３ｄと保護層内周面５５ｃとに挟まれている。部分５７ｓ３は、リング外周面５４ｄと保護層内周面５５ｃとに挟まれている。外周樹脂部５７は、部分５７ｓ４（第２部分）をさらに含む。部分５７ｓ４は、外周樹脂部５７の第１の端面側において、エンドリング５３の外向き端面５３ｂより突出する。部分５７ｓ４は、外向き端面５３ｂの一部を覆う。外周樹脂部５７は、部分５７ｓ５と、部分５７ｓ６と、をさらに含む。部分５７ｓ５は、外周樹脂部５７の第２の端面側において、エンドリング５４の外向き端面５４ｂより突出する。部分５７ｓ５は、エンドリング５４の外向き端面５４ｂの一部を覆う。部分５７ｓ６も、外周樹脂部５７の第２の端面側において、エンドリング５４の外向き端面５４ｂより突出する。部分５７ｓ６は、保護層５５の第２の保護層端面５５ｂの一部を覆う。

【0038】

インナースリーブ５１、永久磁石５２、保護層５５、エンドリング５３及びエンドリング５４は、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７を介して一体的に連結される。内周樹脂部５６は、永久磁石５２からインナースリーブ５１へトルクを伝達する。外周樹脂部５７は、永久磁石５２から保護層５５へトルクを伝達する。過給機１において、永久磁石５２からインナースリーブ５１へ伝達されるトルクは、例えば約０．５Ｎｍである。永久磁石５２から保護層５５へ伝達されるトルクも、例えば約０．５Ｎｍである。

【0039】

内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂等を採用してよい。内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂及びエポキシ樹脂を採用してよい。また、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料は、熱可塑性樹脂である液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）を採用してよい。発明者らの試験によれば、ＬＣＰは、フェノール樹脂に比べて射出成形時の流動性が高い点において、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料として好ましい。ＬＣＰは、フェノール樹脂に比べて比較的入手が容易である点において、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料として好ましい。フェノール樹脂は、ＬＣＰに比べて耐熱性、剛性、及び耐環境性に優れる点において、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料として好ましい。エポキシ樹脂は、密着性を有するので、内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７の材料として好ましい。

【0040】

内周樹脂部５６の材料は、エンドリング５３の材料と所定の関係を満たす必要がある。内周樹脂部５６の材料の密度は、エンドリング５３の材料の密度よりも小さい。

【0041】

モータロータ５０の製造方法について説明する。図３（ａ）に示すように、金型９１を準備する。次に、金型９１の内部へ、インナースリーブ５１を配置する。次に、金型９１の内部へ、エンドリング５３、永久磁石５２及びエンドリング５４の順に配置する（工程Ｓ１）。エンドリング５３、永久磁石５２及びエンドリング５４を配置するとき、インナースリーブ５１と永久磁石５２との間に隙間を設ける。インナースリーブ５１とエンドリング５３との間にも隙間を設ける。インナースリーブ５１とエンドリング５４との間にも隙間を設ける。インナースリーブ５１の配置を行った後に、エンドリング５３、永久磁石５２及びエンドリング５３の配置を行ってもよい。また、エンドリング５３、永久磁石５２及びエンドリング５３の配置を行った後に、インナースリーブ５１の配置を行ってもよい。次に、図３（ｂ）に示すように、蓋９２を取り付ける（工程Ｓ２）。蓋９２には、穴９２ａが設けられている。穴９２ａには、内周樹脂部５６となる未硬化の樹脂材料５６ｓを充填するために蓋９２に設けられている。

【0042】

次に、図３（ｃ）に示すように、未硬化の樹脂材料５６ｓを充填する（工程Ｓ３）。未硬化の樹脂材料５６ｓを充填するとき、金型９１及び蓋９２は、所定の温度となるように予熱されている。従って、充填された樹脂材料５６ｓは、時間の経過と共に硬化が進行する。硬化が完了すると、サブアッシ５０ｓ（ＳＵＢ ＡＳＳＹ）が得られる。サブアッシ５０ｓは、インナースリーブ５１、永久磁石５２、エンドリング５３及びエンドリング５４が内周樹脂部５６によって一体化されたものである。そして、蓋９２を取り外した後に、金型９１からサブアッシ５０ｓを取り外す（図４（ａ）参照、（工程Ｓ４））。

【0043】

次に、図４（ｂ）に示すように、サブアッシ５０ｓを別の金型９３に配置する（工程Ｓ５）。次に、サブアッシ５０ｓが配置された金型９３に保護層５５を配置する。その後、図４（ｃ）に示すように、蓋９４を配置する（工程Ｓ６）。蓋９４を配置したとき、永久磁石５２と保護層５５との間には隙間が形成される。エンドリング５３と保護層５５との間にも隙間が形成される。奥側のエンドリング５３の外向き端面５３ｂの外周側と金型９３との間にも隙間が形成される。外向き端面５３ｂの内周側は、金型９３と接している。手前側のエンドリング５４の外向き端面５４ｂの外周側と蓋９４との間にも隙間が形成される。この隙間は、蓋９４に設けられた穴９４ａと連通している。この隙間は、樹脂だまりとして機能する。保護層５５が含む第２の保護層端面５５ｂの内周側は、蓋９４と接しない。保護層５５が含む第２の保護層端面５５ｂの外周側は、蓋９４と接する。

【0044】

次に、図５（ａ）に示すように、未硬化の樹脂材料５７ｓを充填する（工程Ｓ７）。工程Ｓ３と同様に、金型９３及び蓋９４は、所定の温度となるように予熱されている。従って、充填された樹脂材料５７ｓは、時間の経過と共に硬化が進行する。硬化が完了すると、モータロータ５０が得られる（工程Ｓ８）。モータロータ５０は、インナースリーブ５１、永久磁石５２、エンドリング５３、エンドリング５４及び保護層５５が内周樹脂部５６及び外周樹脂部５７によって一体化されたものである。

【0045】

発明者らは、過渡応答性とワイドレンジ性とを実現する二段過給システムに適用する電動コンプレッサの実用化を目指している。発明者らは、高負荷時の余剰のタービン出力を回生する電動アシストターボの実用化も目指している。これらの電動コンプレッサ及び電動アシストターボには、空気力学の都合に基づき、所定の回転数が要求される。例えば、電動コンプレッサには、１００、０００ｒｐｍ程度の回転数が要求される。電動アシストターボには、２００、０００ｒｐｍ程度の回転数が要求される。

【0046】

車両用の電動化製品は、高効率、低騒音及び省スペース化の要求が厳しい。これらの要求を満たすために、表面磁石型（ＳＰＭ：ｓｕｒｆａｃｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ）モータが選定される。一般的に高い回転数を得るためには、埋め込み磁石型（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータが有利である。埋め込み磁石型モータは、多極化及び多スロット化することができる。例えばハイブリッド車に用いられるモータ等は、多極化及び多スロット化という考え方を採用して製品化している。しかし、電動コンプレッサ及び電動アシストターボに関しては、多極化及び多スロット化という考え方を採用できない。

【0047】

超高速ＳＰＭモータは、磁石の飛散を防止することが課題である。特に、小型モータは、シャフトに円筒型磁石を挿入する。さらに、小型モータは、円筒型磁石の外周側に飛散防止のための保護層（アーマリング）を設ける。これらの構造によって、小型モータは、磁石の破損を防止する。アーマリングには、軽量且つ高強度であることが要求される。アーマリングには、磁気性能に影響を与えないために非磁性体であることも要求される。アーマリングには、肉厚を薄くすることも求められる。

【0048】

上述の技術的な背景のもと発明者らは、電動コンプレッサ及び電動アシストターボに適用可能なモータロータについて開発を進めてきた。そして、いくつかの技術開発によって、経済的であり、かつ大幅にイナーシャが低減されたモータロータを得ることに成功した。発明者らは、いっそうの高回転に適用可能であると共に、優れた制御性を実現可能とするため、さらなるモータロータのイナーシャの低減について検討を行った。

【0049】

モータロータ５０は、その結果得られたものである。モータロータ５０のエンドリング５３及びエンドリング５４は、回転バランスを調整するための錘として用いることができる。回転バランスを調整するとき、回転軸線Ｈから回転バランスを調整するための錘までの距離が遠いほど、錘の質量を調整したときに得られる回転バランスの調整の効果が大きい。逆に言えば、回転軸線Ｈから回転バランスを調整するための錘までの距離が近いほど、錘の質量を調整したときに得られる回転バランスの調整の効果が小さい。モータロータ５０のエンドリング５３及びエンドリング５４は、内周樹脂部５６によってインナースリーブ５１に固定されている。従って、質量が大きいエンドリング５３及びエンドリング５４は、回転軸線Ｈから遠いために回転バランスの調整効果が高い場所に配置される。質量が小さい内周樹脂部５６は、回転軸線Ｈから近いために回転バランスの調整効果が低い場所に配置される。その結果、エンドリング５３及びエンドリング５４を直接にインナースリーブ５１に固定する構成と比べると、内周樹脂部５６を採用することにより軽量化することが可能になる。従って、モータロータ５０の質量を低減することができる。

【0050】

エンドリング５３及びエンドリング５４は、組み立て作業の後に実施する回転バランスの修正作業において、加工しろ（バランスランド）として用いることができる。バランスランドとしての機能は、外周側にあるほど効果が高い。発明者らは、エンドリング５３及びエンドリング５４が円盤状である必要性は低く、リング状であれば良いことに想到した。エンドリング５３及びエンドリング５４の形状をリング状とする。そして、エンドリング５３及びエンドリング５４は、圧入ではなく、樹脂材料の射出成形によって永久磁石５２と一体化する。そうすると、エンドリングにおいて、回転軸線Ｈに近い部分が樹脂材料に置き換わる。その結果、エンドリングから樹脂材料に置き換えられた体積と、エンドリングの材料と樹脂材料との密度差と、に応じた重量が低減される。その結果、より軽量なモータロータ５０を得ることができる。また、後工程におけるエンドリング５３、５４を圧入する工程を省くことができる。従って、より経済的に優れる。

【0051】

エンドリング５３及びエンドリング５４はバランスランドである。従って、エンドリング５３及びエンドリング５４は、調整痕を含んでもよい。調整痕とはバランス調整の痕跡である。調整痕とは、例えば、エンドリング５３及びエンドリング５４に設けられた窪み及び突出である。この窪み及び突出は、バランスを調整する作業時に、重量を低減するためにエンドリング５３及びエンドリング５４の一部が削られることによって生じる。さらに、調整痕とは、例えば、ヒートマークである。ヒートマークは、重量の調整のための加工時に発生する熱によって生じる。さらに、調整痕とは、例えば、部材を追加研削することで生じる加工溝の屈曲及び加工溝のパターンの不連続である。さらに、調整痕とは、エンドリング５３及びエンドリング５４を単体で回転させた場合に、回転軸心回りの回転にアンバランスとなる部位である。

【0052】

本開示は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

【0053】

上述の実施形態では、モータロータ５０が過給機１の電動機５に適用された場合を例として説明した。モータロータ５０は、電動コンプレッサにも適用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 過給機
２ 回転軸
３ タービン
４ コンプレッサ
５ 電動機
２１ 軸受ハウジング
２２ 軸受
２３ 回転体
３１ タービンハウジング
３２ タービン翼車
３３ スクロール流路
４１ コンプレッサハウジング
４２ コンプレッサ翼車
４３ スクロール流路
５０ モータロータ
５０ｓ サブアッシ
５１ インナースリーブ（軸体）
５１ｄ スリーブ外周面
５２ 永久磁石（磁石）
５２ｃ 磁石内周面
５２ｄ 磁石外周面
５３、５４ エンドリング
５３ｃ、５４ｃ リング内周面
５３ｄ、５４ｄ リング外周面
５５ 保護層
５６ 内周樹脂部
５７ 外周樹脂部
６０ モータステータ
Ｈ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】