特許 7601929 ロータの製造方法及びロータ

(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】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】ロータの製造方法及びロータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20241210BHJP

   H02K 1/278 20220101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 K

H02K1/278

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023032866

(22)【出願日】2023-03-03

(65)【公開番号】P2024124892

(43)【公開日】2024-09-13

【審査請求日】2023-11-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】阿部 勇紀

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 勇喜

(72)【発明者】

【氏名】永嶋 雅俊

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－５６０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－８９７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７８８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－２９０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５６０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－９２８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－４８２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｈ０２Ｋ １／２７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータコアと、
前記ロータコアの外周部に設けられ前記ロータコアの周方向に並列する複数の永久磁石と、
前記ロータコアと前記複数の永久磁石とからなるロータ本体の外周部を囲み前記ロータ本体に嵌合され、前記複数の永久磁石に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブと、
を有するロータの製造方法であって、
前記スリーブは、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層を備え、
前記複数のスリーブ層は、前記スリーブにおいて最も径方向内方に配置され前記ロータ本体の前記外周部に嵌合される第１スリーブ層と、
前記第１スリーブ層の径方向外方に配置され前記第１スリーブ層に嵌合される第２スリーブ層と、
を有し、
前記製造方法は、
前記ロータ本体の前記外周部の外径よりも小さな第１内径を有した前記第１スリーブ層に、前記ロータ本体の前記外周部を圧入して嵌合させる第１嵌合工程と、
前記ロータ本体の前記外周部に嵌合された前記第１スリーブ層の第１外周部を、前記第１スリーブ層の第１外径よりも小さな第２内径を有した前記第２スリーブ層に圧入して嵌合させる第２嵌合工程と、
を有する、ロータの製造方法。

【請求項2】

請求項１記載のロータの製造方法において、
前記複数のスリーブ層は、前記第２スリーブ層の径方向外方に配置され前記第２スリーブ層の第２外周部に嵌合される第３スリーブ層を備え、
前記第１スリーブ層に嵌合された前記第２スリーブ層の前記第２外周部を、前記第２スリーブ層の第２外径よりも小さな第３内径を有した前記第３スリーブ層に圧入して嵌合させる第３嵌合工程を有する、ロータの製造方法。

【請求項3】

請求項１記載のロータの製造方法において、
前記複数のスリーブ層は、炭素繊維強化材料（ＣＦＲＰ）で形成される、ロータの製造方法。

【請求項4】

ロータコアと、
前記ロータコアの外周部に設けられ前記ロータコアの周方向に並列する複数の永久磁石と、
前記ロータコアと前記複数の永久磁石とからなるロータ本体の外周部を囲み前記ロータ本体に嵌合され、前記複数の永久磁石に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブと、
を有するロータであって、
前記スリーブは、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層を備え、
前記複数のスリーブ層は、前記スリーブにおいて最も径方向内方に配置され前記ロータ本体の前記外周部に嵌合される第１スリーブ層と、
前記第１スリーブ層の径方向外方に配置され前記第１スリーブ層に嵌合される第２スリーブ層と、
を有する、ロータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータの製造方法及びロータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、回転電機のロータを開示している。ロータは、ロータコアの外周面に固定される永久磁石と、ロータコアの外周部を覆うことでロータコアに与圧力を付与する円筒状のスリーブとを備える。スリーブと磁石との間の隙間に樹脂を充填して固化させている。ロータが回転したとき、スリーブ及び樹脂によって遠心力による永久磁石の径方向外方への移動を抑えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第７０４９２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、特許文献１に開示されたようなロータでは、スリーブのみで遠心力による永久磁石の移動を抑制することが求められると共に、スリーブの薄肉化が求められている。しかしながら、スリーブによるロータコアへの与圧力と、スリーブの薄さとを両立させることが難しいという問題がある。また、ロータコアの外周部に単一層構造のスリーブを取り付けたとき、スリーブの周方向に働く周方向応力が内周から外周側に向かうほど小さくなるように分布する。そのため、スリーブによってロータコアの外周部に対して与圧力を効率的に付与できないという問題がある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様は、ロータコアと、前記ロータコアの外周部に設けられ前記ロータコアの周方向に並列する複数の永久磁石と、前記ロータコアと前記複数の永久磁石とからなるロータ本体の外周部を囲み前記ロータ本体に嵌合され、前記複数の永久磁石に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブと、を有するロータの製造方法であって、前記スリーブは、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層を備え、前記複数のスリーブ層は、前記スリーブにおいて最も径方向内方に配置され前記ロータ本体の前記外周部に嵌合される第１スリーブ層と、前記第１スリーブ層の径方向外方に配置され前記第１スリーブ層に嵌合される第２スリーブ層と、を有し、前記製造方法は、前記ロータ本体の前記外周部の外径よりも小さな第１内径を有した前記第１スリーブ層に、前記ロータ本体の前記外周部を圧入して嵌合させる第１嵌合工程と、前記ロータ本体の前記外周部に嵌合された前記第１スリーブ層の第１外周部を、前記第１スリーブ層の第１外径よりも小さな第２内径を有した前記第２スリーブ層に圧入して嵌合させる第２嵌合工程と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ロータ本体の外周部に嵌合された第１スリーブ層を、第１スリーブ層の第１外径よりも小さな第２内径を有した第２スリーブ層に圧入して嵌合させることで、第２スリーブ層の周方向応力と、第１スリーブ層の周方向応力との差を抑制することができる。これにより、単一層構造のスリーブによってロータ本体に与圧力を付与する構成に比べ、径方向外方に配置された第２スリーブ層による径方向内方への与圧力を効率的に高めることができるため、スリーブの薄肉化を図ることができる。あるいは、同じ厚みの単一層構造のスリーブと比較して、ロータが回転した際の耐回転数の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るロータの全体平面図である。

【図2】図２は、図１のロータにおけるスリーブ周辺の拡大断面図である。

【図3】図３は、ロータの製造装置の全体構成図である。

【図4】図４Ａは、ロータの製造装置によるロータの製造方法において、第１スリーブ層を取り付ける第１嵌合工程の液体導入工程までを示す説明図である。図４Ｂは、第１嵌合工程における膨張工程の説明図である。

【図5】図５Ａは、第１嵌合工程における挿入工程の説明図である。図５Ｂは、第１嵌合工程の固定工程の説明図である。

【図6】図６Ａは、第２スリーブ層を取り付ける第２嵌合工程の説明図である。図６Ｂは、第２嵌合工程における固定工程を示す説明図である。

【図7】図７Ａは、第３スリーブ層を取り付ける第３嵌合工程の説明図である。図７Ｂは、第３嵌合工程における固定工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態に係るロータ１０は、ハウジング及びステータを有した回転電機の一部を構成する。図１に示されるように、ロータ１０は、ロータ本体１２と、ロータ本体１２の外周部１２１を囲むスリーブ１４とを備える。ロータ本体１２は、ロータコア１６と、複数の永久磁石１８とを備える。

【0010】

ロータコア１６は、磁性体から円柱状に形成される。ロータコア１６の軸方向から見たとき、ロータコア１６のコア外周部１６１は円形状である。ロータコア１６のコア外周部１６１は、複数の収容部２０を有する。複数の収容部２０は、ロータ本体１２の周方向に沿って並列し、且つロータコア１６のコア外周部１６１に対して径方向内方に窪む。複数の収容部２０は、ロータコア１６の周方向において互いに等間隔離間する。ロータコア１６の中心は、軸方向に貫通した貫通孔１６２を有する。貫通孔１６２には、図示しない回転電機のシャフトが嵌合される。

【0011】

複数の永久磁石１８は、ロータコア１６の各収容部２０に収容される。複数の永久磁石１８は、収容部２０を介してロータコア１６のコア外周部１６１に設けられ、且つロータコア１６の周方向に並列する。ロータ本体１２の周方向に沿って複数の永久磁石１８が配置される。複数の永久磁石１８は、ロータコア１６の周方向において極性が交互となるように配置される。複数の永久磁石１８は、例えばロータコア１６のコア外周部１６１に露出する。なお、複数の永久磁石１８は、ロータコア１６の外周部１２１に露出して外周面と面一に配置される場合に限定されない。複数の永久磁石１８が、ロータコア１６の外周面に対して径方向外方に配置されてもよいし、ロータコア１６のコア外周部１６１に対して径方向内方に配置されてもよい。複数の永久磁石１８が、ロータコア１６のコア外周部１６１に内蔵され外周面に露出しなくてもよい。

【0012】

スリーブ１４は、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）によって円筒状に形成される。スリーブ１４は、補強繊維を周方向に巻き付けたフープ層のみで構成される。スリーブ１４は、ロータコア１６及び永久磁石１８からなるロータ本体１２の外周部１２１を囲んで外周部１２１を覆う。スリーブ１４は、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合され、複数の永久磁石１８に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する。ロータ１０が回転したとき、遠心力による永久磁石１８のロータ本体１２からの浮き上がりをスリーブ１４によって防止する。ロータ本体１２の外周部１２１に装着される前のスリーブ１４の内径は、ロータ本体１２の外径Ｄ（直径）よりも小さい（図２参照）。なお、スリーブ１４は、炭素繊維強化樹脂によって形成される場合に限定されるものではない。スリーブ１４を、例えば、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）を含むその他の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、金属材料、樹脂材料等で形成してもよい。

【0013】

スリーブ１４は、径方向に積層された複数のスリーブ層２２を有する。複数のスリーブ層２２は、例えば最も径方向内方に配置される第１スリーブ層２２１と、第１スリーブ層２２１の径方向外方に配置される第２スリーブ層２２２と、第２スリーブ層２２２の径方向外方に配置される第３スリーブ層２２３とから構成される。すなわち、スリーブ１４は、第１～第３スリーブ層２２１、２２２、２２３から構成される３層構造である。

【0014】

なお、スリーブ１４は、第１～第３スリーブ層２２１、２２２、２２３から構成される場合に限定されない。少なくとも２層以上のスリーブ層２２を有し、ロータ本体１２の外周部１２１において径方向に積層される構造であれば４層以上であってもよい。ロータ本体１２の外周部１２１に対して径方向内方から径方向外方に向けて、第１スリーブ層２２１、第２スリーブ層２２２、第３スリーブ層２２３の順番でスリーブ１４が嵌合される。

【0015】

図２に示すように、第１スリーブ層２２１は、径方向に第１厚みを有した円筒状に形成される。第１スリーブ層２２１の外周には、第２スリーブ層２２２が嵌合される第１外周部２４１を備える。第１スリーブ層２２１は、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合される。ロータ本体１２の外周部１２１に第１スリーブ層２２１が嵌合される前の嵌合前状態において、第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１は、ロータ本体１２の外周部１２１の外径Ｄ（直径）よりも小さい（ｄ１＜Ｄ）。ロータ本体１２の外周部１２１が第１スリーブ層２２１に圧入される。ロータ本体１２の外周部１２１の径方向外方に第１スリーブ層２２１が嵌合される。このとき、第１スリーブ層２２１は、ロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張する。第１スリーブ層２２１には、第１スリーブ層２２１の周方向に沿って第１周方向応力Ｆ１（張力）が生じる。第１スリーブ層２２１には、径方向内方に向かう第１与圧力２８１ｆ（第１締付荷重）が生じる。第１与圧力２８１ｆが、第１スリーブ層２２１の内面からロータ本体１２の外周部１２１に対して径方向内方へ付与される。第１与圧力２８１ｆの付与方向は、ロータコア１６の中心軸線に向かう方向である。

【0016】

第２スリーブ層２２２は、径方向に第２厚みを有した円筒状に形成される。第２スリーブ層２２２の外周には、第３スリーブ層２２３が嵌合される第２外周部２４２を備える。ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合した第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１に第２スリーブ層２２２が嵌合される前の状態において、第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２は、第１スリーブ層２２１（第１外周部２４１）の第１外径Ｄ１よりも小さい（ｄ２＜Ｄ１）。第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２は、第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１より大きい。ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合された第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１が、第２スリーブ層２２２に圧入され嵌合される。

【0017】

このとき、第２スリーブ層２２２は、ロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張する。第２スリーブ層２２２には、第２スリーブ層２２２の周方向に沿って第２周方向応力Ｆ２（張力）が生じる。第２スリーブ層２２２には、第２スリーブ層２２２の内面から径方向内方に向かう第２与圧力２８２ｆ（第２締付荷重）が生じる。第１スリーブ層２２１を介して、第２与圧力２８２ｆがロータ本体１２の外周部１２１に対して径方向内方へ付与される。第２与圧力２８２ｆの付与方向は、ロータコア１６の中心軸線に向かう方向である。

【0018】

第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２は、第２スリーブ層２２２に働く第２周方向応力Ｆ２と第１スリーブ層２２１に働く第１周方向応力Ｆ１とが略均等となるように設定される。例えば、第１周方向応力Ｆ１に対する第２周方向応力Ｆ２の割合（Ｆ２／Ｆ１）は、単一層構造のスリーブの径方向における同一部位（同一径部位）で発生する周方向応力以上となるように設定される。

【0019】

第３スリーブ層２２３は、径方向に第３厚みを有した円筒状に形成される。第３スリーブ層２２３は、第１及び第２スリーブ層２２１、２２２を介してロータ本体１２の外周部１２１に嵌合される。第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１に嵌合した第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２に第３スリーブ層２２３が嵌合される前の状態において、第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３は、ロータ本体１２に嵌合された第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２（直径）よりも小さい（ｄ３＜Ｄ２）。第３スリーブ層２２３に、第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２が圧入されて嵌合される。

【0020】

このとき、第３スリーブ層２２３は、ロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張する。第３スリーブ層２２３には、第３スリーブ層２２３の周方向に沿って第３周方向応力Ｆ３（張力）が働く。第３スリーブ層２２３には、径方向内方に向かう第３与圧力２８３ｆ（第３締付荷重）が生じる。第１及び第２スリーブ層２２１、２２２を介して、第３与圧力２８３ｆが第３スリーブ層２２３の内面からロータ本体１２の外周部１２１に対して径方向内方へ付与される。第３与圧力２８３ｆの付与方向は、ロータコア１６の中心軸線に向かう方向である。

【0021】

第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３は、第３スリーブ層２２３に働く第３周方向応力Ｆ３と第１及び第２スリーブ層２２１、２２２に働く第１及び第２周方向応力Ｆ１、Ｆ２とが略均等となるように設定される。例えば、第１及び第２周方向応力Ｆ１、Ｆ２に対する第３周方向応力Ｆ３の割合（Ｆ３／Ｆ１、Ｆ３／Ｆ２）は、単一層構造のスリーブの径方向における同一部位（同一径部位）で発生する周方向応力以上となるように設定される。

【0022】

次に、ロータ本体１２の外周部１２１をスリーブ１４に圧入するためのロータ１０の製造装置５０について説明する。

【0023】

図３に示すように、製造装置５０は、シリンダ治具５２と、液体供給部５４とを備える。シリンダ治具５２は、ロータ本体１２及びスリーブ１４を保持し、ロータ本体１２の外周部１２１にスリーブ１４を取り付けるための治具である。液体供給部５４は、シリンダ治具５２に液体Ｌを供給する。

【0024】

シリンダ治具５２は、支持ブロック５６と、連結部５８と、シリンダ部材６０とを有する。支持ブロック５６は、シリンダ治具５２の下部に位置する。支持ブロック５６は、スリーブ１４を支持する支持面６２と、支持面６２から下方に向けて窪んだ凹部６４と、凹部６４に開口するポート部６６とを備える。

【0025】

支持面６２は、シリンダ治具５２の軸線と直交する平面を有し、スリーブ１４の下端部と当接する。支持面６２は、スリーブ１４の下端部を支持面６２の延在方向に摺動可能に支持する。

【0026】

凹部６４は、シリンダ治具５２の軸方向から見た平面視で円形である。凹部６４は、ロータ本体１２の先端に取り付けられたヘッド部材６８を収容可能な直径及び深さを有する。凹部６４には、位置決め部材７０が設けられる。位置決め部材７０は、スリーブ１４に向けて突出し、スリーブ１４の内周面に当接することでスリーブ１４を、シリンダ部材６０と同心に位置決め可能である。

【0027】

ポート部６６は、凹部６４の中央に形成され凹部６４の底部に開口する。ポート部６６は、液体流路９４を介して液体供給部５４と接続される。

【0028】

連結部５８は、支持ブロック５６の上部に接続され、支持ブロック５６とシリンダ部材６０とを接続する。連結部５８は、内部にスリーブ１４を収容する収容室７２を有する。収容室７２は、シリンダ部材６０及びスリーブ１４よりも大きな内径を有し、スリーブ１４の周囲にスリーブ１４が膨張可能な隙間７４を形成する。シリンダ治具５２の軸方向における収容室７２の高さは、例えばスリーブ１４の高さと略同じである。連結部５８の側部には複数の排出ポート７６を有する。排出ポート７６は、連結部５８を径方向に貫通する排出流路７８を有する。排出ポート７６は、収容室７２の液体Ｌを外部に排出する。

【0029】

シリンダ部材６０は、本体部８０と、ピストン８２と、ヘッド部材６８とを有する。本体部８０は、当接面８６と、シリンダ孔８８とを有する。当接面８６は、本体部８０の下部に位置する。当接面８６は、シリンダ部材６０の軸線と直交する平面であり、スリーブ１４の上端部と当接する。液圧を付与する前のスリーブ１４の内周部は、ロータ本体１２よりも小さな内径を有するため、シリンダ孔８８よりも内方に位置する。

【0030】

当接面８６は、スリーブ１４の上端部との摺動を許容する。スリーブ１４の膨張によって、スリーブ１４の上端部は当接面８６の外周側に向けて摺動する。

【0031】

本体部８０は、内部にシリンダ孔８８を有する。シリンダ孔８８は、ロータ本体１２よりわずかに大きな内径を有した断面円形の孔であり、上下方向に本体部８０を貫通する。シリンダ孔８８とロータ本体１２との間には間隙を有する。シリンダ孔８８は、上下方向（軸線方向）にロータ本体１２と、ピストン８２の一部とを収容可能な長さを有する。シリンダ孔８８は、径方向外方に窪んだ収容溝８０１を有する。収容溝８０１にはパッキン９０が収容される。パッキン９０は、例えばОリングからなり、ピストン８２の外周面と液密に当接する。パッキン９０は、ピストン８２とシリンダ孔８８との隙間を通じた液体Ｌの流出を阻止する。

【0032】

ピストン８２は、シリンダ孔８８に収容される。ピストン８２は、例えばプレス装置Ｐによって軸方向に移動可能に設けられる。ピストン８２は、シリンダ孔８８と摺動しつつシリンダ孔８８に沿って上下方向に移動する。ピストン８２の下端部８２１は、ロータ本体１２を保持する。ピストン８２は、下方に突出しロータ本体１２をピストン８２の中心軸に位置決めする支柱９２を有する。支柱９２は、ロータ本体１２（ロータコア１６）の貫通孔１６２を挿通する。

【0033】

ヘッド部材６８は、支柱９２の先端に連結される。ヘッド部材６８は、ヘッド部材６８とピストン８２との間にロータ本体１２を挟み込んで保持する。ヘッド部材６８は、ロータ本体１２の外周部１２１と同一の直径を有する。ヘッド部材６８は、ロータ本体１２がスリーブ１４の内部に挿入された後、支柱９２との連結が解除される（図６Ｂ参照）。ヘッド部材６８と支柱９２との連結が解除されると、ロータ本体１２及びスリーブ１４をピストン８２から取り外し可能となる。

【0034】

液体供給部５４は、液体流路９４を介してポート部６６に接続される。液体供給部５４は、リリーフ弁９６と、遮断弁９８と、ポンプ１００と、貯留タンク１０２とを有する。液体流路９４は、貯留タンク１０２とポート部６６を結ぶ第１流路１０４と、第１流路１０４から分岐してリリーフ弁９６に接続する第２流路１０６とを有する。

【0035】

リリーフ弁９６は、第２流路１０６及び第１流路１０４（液体流路９４）を介してポート部６６に接続される。リリーフ弁９６は、液圧が所定値を超えると液体Ｌを排出する。リリーフ弁９６は、スリーブ１４に付与される液圧を所定値以下の範囲に維持する。

【0036】

貯留タンク１０２は、第１流路１０４を介してポート部６６に接続される。貯留タンク１０２は、スリーブ１４の内部に導入される液体Ｌを収容する。液体Ｌは、例えば、シリコンオイル、グリス、又は作動油等が用いられる。

【0037】

遮断弁９８及びポンプ１００は、第１流路１０４に配置される。遮断弁９８は、第１流路１０４と第２流路１０６との分岐よりも貯留タンク１０２に近い位置の第１流路１０４に配置される。遮断弁９８は、第１流路１０４を閉塞し、ポンプ１００及び貯留タンク１０２への液圧の伝搬を防止する。

【0038】

ポンプ１００は、貯留タンク１０２と遮断弁９８との間に配置される。ポンプ１００は、貯留タンク１０２の液体Ｌをポート部６６に送り込む。

【0039】

次に、製造装置５０によって、ロータ本体１２の外周部１２１にスリーブ１４を取り付けるロータ１０の製造方法について説明する。

【0040】

先ず、スリーブ１４の最内層を構成する第１スリーブ層２２１をロータ本体１２の外周部１２１に取り付ける第１嵌合工程を行う。ロータ本体１２に嵌合する前の第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１は、ロータ本体１２の外周部１２１の外径Ｄよりも小さい（図２参照）。第１嵌合工程では、第１スリーブ層２２１を取り付けるための第１製造装置５０１が用いられる。

【0041】

図４Ａに示されるように、第１スリーブ層２２１が第１製造装置５０１の収容室７２に配置される。第１スリーブ層２２１の下端部が支持ブロック５６の支持面６２と当接し、第１スリーブ層２２１の上端部はシリンダ部材６０の本体部８０の当接面８６と当接する。これにより、第１スリーブ層２２１が、シリンダ治具５２の軸方向に沿って配置され、且つ第１スリーブ層２２１の内面が、シリンダ孔８８と同軸となるように配置される。

【0042】

次に、第１嵌合工程の液体導入工程において、ポート部６６及び凹部６４を通じて第１スリーブ層２２１の内部に液体Ｌが導入される。液体Ｌは、図３の貯留タンク１０２及びポンプ１００を介して供給される。図４Ａに示されるように、液体Ｌの導入は、ヘッド部材６８の下側のシリンダ孔８８が液体Ｌで満たされるまで継続される。液体Ｌの導入が完了すると、図３のポンプ１００が停止し、遮断弁９８が第１流路１０４を閉塞する。

【0043】

次に、図４Ｂに示される膨張工程が行われる。膨張工程では、プレス装置Ｐによってピストン８２が押し下げられて、ピストン８２の下方への移動に伴って、ヘッド部材６８によって液体Ｌが押し下げられる。シリンダ孔８８の内部の液体Ｌがスリーブ１４の内部に向けて流動する。これにより、第１スリーブ層２２１の内部の液圧が上昇する。このとき、液体Ｌの一部は、第１スリーブ層２２１の上端部とシリンダ部材６０（当接面８６）との隙間７４及び第１スリーブ層２２１の下端部と支持ブロック５６（支持面６２）との隙間７４から流出する。

【0044】

第１スリーブ層２２１の内部において液圧が増大することで、所定の液圧が第１スリーブ層２２１に対して付与される。液圧の付与により、第１スリーブ層２２１が径方向外方に押されて膨張する。これにより、第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１´は、ロータ本体１２の外径Ｄよりも大きくなる（ｄ１´＞Ｄ）。

【0045】

図５Ａに示すように、ピストン８２がさらに下降し、第１スリーブ層２２１の内部にロータ本体１２が挿入される挿入工程が行われる。挿入工程では、第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１´がロータ本体１２の外径Ｄよりも大きいため、ロータ本体１２は第１スリーブ層２２１と接触することなく、第１スリーブ層２２１の内部に挿入される。ヘッド部材６８の下側に位置する液体Ｌの一部は、ロータ本体１２とスリーブ１４の内周面との隙間７４を流れてスリーブ１４の外部に流出する。このとき、ロータ本体１２と第１スリーブ層２２１の内面との隙間７４が狭くなり流路長が増大することで、液体Ｌの外部への流出が困難になるため、第１スリーブ層２２１の内部の液圧が増大する。

【0046】

挿入工程において、第１スリーブ層２２１の内部の液圧が所定圧を上回ると、リリーフ弁９６（図３参照）が開く。リリーフ弁９６は、第１スリーブ層２２１の内部の液体Ｌを放出することで、スリーブ１４の内部の液圧を所定値に維持する。リリーフ弁９６は、スリーブ１４の内部で過剰な液圧が発生するのを防止して第１スリーブ層２２１の破損を防止する。

【0047】

図５Ｂに示される固定工程において、第１スリーブ層２２１の内部にロータ本体１２が完全に挿入されると、ヘッド部材６８が凹部６４の底に当接して、ピストン８２の下降が停止する。その後、第１スリーブ層２２１の内部への液体Ｌの流入が停止し、第１スリーブ層２２１の内部の液圧が低下する。第１スリーブ層２２１の内部の液圧の低下によって、第１スリーブ層２２１に対する径方向外方への押圧力がなくなり第１スリーブ層２２１が径方向内方に収縮する。第１スリーブ層２２１の径方向内方への収縮に伴って、第１スリーブ層２２１が、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合されて固定される。このとき、第１スリーブ層２２１は、初期状態に対してロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張している。

【0048】

図２に示すように、初期状態（嵌合前状態）における第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１とロータ本体１２の外径Ｄとの差に応じた第１周方向応力Ｆ１が第１スリーブ層２２１に生じる。第１スリーブ層２２１には、第１スリーブ層２２１の第１内径ｄ１とロータ本体１２の外径Ｄとの差に応じた第１与圧力２８１ｆ（第１締付荷重）が径方向内方に向けて生じ、第１与圧力２８１ｆがロータ本体１２の外周部１２１に付与される。第１与圧力２８１ｆを付与した状態で、第１スリーブ層２２１がロータ本体１２の外周部１２１に固定される。すなわち、第１嵌合工程は、液体Ｌの液圧を利用して第１スリーブ層２２１を拡張させてロータ本体１２の外周部１２１を第１スリーブ層２２１に圧入可能な液圧拡張圧入方法である。

【0049】

次に、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合された第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１に対し、第２スリーブ層２２２を取り付ける第２嵌合工程を行う。第１スリーブ層２２１に嵌合する前の第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２は、ロータ本体１２に嵌合された第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１よりも小さい。第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２は、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１と略均等な第２周方向応力Ｆ２を発生可能に設定される。

【0050】

図６Ａに示すように、第２嵌合工程では、第２スリーブ層２２２を取り付けるための第２製造装置５０２が用いられる。第２製造装置５０２は、第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１に対応したピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８を備える。すなわち、第１製造装置５０１のピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８に対し、第１スリーブ層２２１の厚みの分だけ、第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１に対応して第２製造装置５０２のピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８の各々が大径で形成される。

【0051】

先ず、第２スリーブ層２２２が第２製造装置５０２の収容室７２に配置される。第１スリーブ層２２１が固定されたロータ本体１２は、シリンダ部材６０のシリンダ孔８８に収容される。その後、第２スリーブ層２２２の内部及びシリンダ部材６０のシリンダ孔８８の内部に液体Ｌを導入する液体導入工程が行われる。

【0052】

次に、膨張工程において、ピストン８２が下方に押し下げられ、第２スリーブ層２２２の内部に液圧が付与されることで第２スリーブ層２２２が径方向外方に向けて膨張する。第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２´が、第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１よりも大きくなる（ｄ２´＞Ｄ１）。その後、膨張した第２スリーブ層２２２の内部に第１スリーブ層２２１の固定されたロータ本体１２が挿入される。図６Ｂに示すように、固定工程において、液圧が取り除かれて第２スリーブ層２２２が径方向内方に収縮する。第２スリーブ層２２２の径方向内方への収縮に伴って、第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１が第２スリーブ層２２２に圧入されて嵌合される。このとき、第２スリーブ層２２２は、初期状態に対してロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張している。

【0053】

図２に示すように、初期状態（嵌合前状態）における第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２と第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１との差に応じた第２周方向応力Ｆ２が第２スリーブ層２２２に生じる。例えば、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１に対する第２周方向応力Ｆ２の割合が、単一層構造のスリーブの径方向における同一部位（同一径部位）で発生する周方向応力以上に設定される。第２スリーブ層２２２には、第２スリーブ層２２２の第２内径ｄ２と第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１との差に応じた第２与圧力２８２ｆ（第２締付荷重）が径方向内方に向けて生じ、第２与圧力２８２ｆが第１スリーブ層２２１を介してロータ本体１２の外周部１２１に付与される。第２与圧力２８２ｆを付与した状態で、第２スリーブ層２２２が第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１に固定される。すなわち、第２嵌合工程は、液体Ｌの液圧を利用して第２スリーブ層２２２を拡張させ、第２スリーブ層２２２に第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１を圧入可能な液圧拡張圧入方法である。

【0054】

次に、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合された第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２に対し、第３スリーブ層２２３を取り付ける第３嵌合工程を行う。第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３は、第１スリーブ層２２１に嵌合した第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２よりも小さい。第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３は、第１及び第２スリーブ層２２１、２２２の第１及び第２周方向応力Ｆ１、Ｆ２と略均等な第３周方向応力Ｆ３を発生可能に設定される。

【0055】

図７Ａに示すように、第３嵌合工程では、第３スリーブ層２２３を取り付けるための第３製造装置５０３が用いられる。第３製造装置５０３は、第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２に対応したピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８を備える。すなわち、第２製造装置５０２のピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８に対し、第２スリーブ層２２２の厚みの分だけ、第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２に対応して第３製造装置５０３のピストン８２、ヘッド部材６８及びシリンダ孔８８の各々が大径で形成される。

【0056】

先ず、第３スリーブ層２２３が第３製造装置５０３の収容室７２に配置される。第１及び第２スリーブ層２２１、２２２が固定されたロータ本体１２は、シリンダ部材６０のシリンダ孔８８に収容される。その後、第３スリーブ層２２３の内部及びシリンダ部材６０のシリンダ孔８８の内部に液体Ｌを導入する液体導入工程が行われる。

【0057】

次に、膨張工程において、ピストン８２が下方に押し下げられ、第３スリーブ層２２３の内部に液圧が付与されることで、第３スリーブ層２２３が径方向外方に向けて膨張する。その後、膨張した第３スリーブ層２２３の内部に第１及び第２スリーブ層２２１、２２２、２２２の固定されたロータ本体１２が挿入される。図７Ｂに示すように、固定工程において、液圧が取り除かれて第３スリーブ層２２３が径方向内方に収縮する。第３スリーブ層２２３の径方向内方への収縮に伴って、第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２が第３スリーブ層２２３に圧入されて嵌合される。このとき、第３スリーブ層２２３は、初期状態に対してロータ本体１２の外周部１２１の周方向に沿って拡張している。

【0058】

図２に示すように、初期状態（嵌合前状態）における第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３と第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２との差に応じた第３周方向応力Ｆ３が第３スリーブ層２２３に生じる。例えば、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１に対する第３周方向応力Ｆ３の割合が単一層構造のスリーブの径方向における同一部位（同一径部位）で発生する周方向応力以上に設定される。第３スリーブ層２２３には、第３スリーブ層２２３の第３内径ｄ３と第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２との差に応じた第３与圧力２８３ｆ（第３締付荷重）が径方向内方に向けて生じ、第３与圧力２８３ｆが第１及び第２スリーブ層２２１、２２２を介してロータ本体１２の外周部１２１に付与される。第３与圧力２８３ｆを付与した状態で、第３スリーブ層２２３が第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２に固定される。すなわち、第２嵌合工程は、液体Ｌの液圧を利用して第３スリーブ層２２３を拡張させ、第３スリーブ層２２３に第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２を圧入可能な液圧拡張圧入方法である。

【0059】

以上のロータ１０の製造工程により、ロータ本体１２の外周部１２１に第１～第３スリーブ層２２１、２２２、２２３が順次径方向に積層され取り付けが完了する。

【0060】

本実施形態は、以下の効果を奏する。

【0061】

図１に示すように、ロータ１０は、ロータコア１６と複数の永久磁石１８とからなるロータ本体１２の外周部１２１を囲みロータ本体１２に嵌合され、複数の永久磁石１８に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブ１４とを有する。スリーブ１４は、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層２２を備え、複数のスリーブ層２２は、スリーブ１４において最も径方向内方に配置されロータ本体１２の外周部１２１に嵌合される第１スリーブ層２２１と、第１スリーブ層２２１の径方向外方に配置され第１スリーブ層２２１に嵌合される第２スリーブ層２２２とを有する。ロータ１０の製造方法は、ロータ本体１２の外周部１２１の外径Ｄよりも小さな第１内径ｄ１を有した第１スリーブ層２２１に、ロータ本体１２の外周部１２１を圧入して嵌合させる第１嵌合工程と、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合された第１スリーブ層２２１の第１外周部２４１を、第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１よりも小さな第２内径ｄ２を有した第２スリーブ層２２２に圧入して嵌合させる第２嵌合工程とを有している。

【0062】

この製造方法によれば、ロータ本体１２の外周部１２１に嵌合された第１スリーブ層２２１を、第１スリーブ層２２１の第１外径Ｄ１よりも小さな第２内径ｄ２を有した第２スリーブ層２２２に嵌合させることで、第２スリーブ層２２２の第２周方向応力Ｆ２（張力）と、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１（張力）との差を抑制することができる。換言すれば、スリーブ１４の径方向における周方向応力を平準化することができる。これにより、単一層構造のスリーブによってロータ本体に与圧力を付与する構成に比べ、径方向外方に配置された第２スリーブ層２２２による径方向内方への第２与圧力２８２ｆを効率的に高めることができるため、スリーブ１４の径方向の薄肉化を図ることができる。あるいは、同じ厚みの単一層構造のスリーブと比較した場合、ロータ１０が回転した際の耐回転数の向上を図ることができる。換言すれば、単一層構造のスリーブと比較して、ロータ１０をより高回転化させることが可能となる。この場合、スリーブ１４の厚みは、第１スリーブ層２２１の厚み、第２スリーブ層２２２の厚み、第３スリーブ層２２３の第みを合算した値である。

【0063】

これにより、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１と第２スリーブ層２２２の第２周方向応力Ｆ２とを平準化することで、第１及び第２スリーブ層２２１、２２２によってロータ本体１２の外周部１２１に対して略均等に与圧力を付与することが可能となる。

【0064】

複数のスリーブ層２２は、第２スリーブ層２２２の径方向外方に配置され第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２に嵌合される第３スリーブ層２２３を備え、第１スリーブ層２２１に嵌合された第２スリーブ層２２２の第２外周部２４２を、第２スリーブ層２２２の第２外径Ｄ２よりも小さな第３内径ｄ３を有した第３スリーブ層２２３に圧入して嵌合させる第３嵌合工程を有する。

【0065】

これにより、第２スリーブ層２２２の径方向外方に配置される第３スリーブ層２２３の第３周方向応力Ｆ３（張力）を効果的に高めることができる。第１～第３スリーブ層２２１、２２２、２２３によって、スリーブ１４内の周方向応力の一層の平準化が図られる。

【0066】

複数のスリーブ層２２は、炭素繊維強化材料（ＣＦＲＰ）で形成されるため、ロータ本体１２の外周部１２１に複数のスリーブ層２２を嵌合させることで、各スリーブ層２２の周方向応力を生じさせ、径方向内方に向かう与圧力を効果的に生じさせることができる。

【0067】

図１に示すように、ロータ１０が、ロータコア１６と複数の永久磁石１８とからなるロータ本体１２の外周部１２１を囲みロータ本体１２に嵌合され、複数の永久磁石１８に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブ１４を備える。スリーブ１４は、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層２２を備え、複数のスリーブ層２２は、スリーブ１４において最も径方向内方に配置されロータ本体１２の外周部１２１に嵌合される第１スリーブ層２２１と、第１スリーブ層２２１の径方向外方に配置され第１スリーブ層２２１に嵌合される第２スリーブ層２２２とを有する。

【0068】

この構成によれば、ロータ本体１２の外周部１２１に対して、第１スリーブ層２２１、第１スリーブ層２２１の径方向外方となる第２スリーブ層２２２を順番に嵌合することで、第２スリーブ層２２２の第２周方向応力Ｆ２と、第１スリーブ層２２１の第１周方向応力Ｆ１との差を抑制して平準化することができる。これにより、単一層構造のスリーブによってロータ本体に与圧力を付与する構成に比べ、径方向外方に配置される第２スリーブ層２２２から付与される与圧力を効率的に高めることができるため、スリーブ１４の薄肉化を図ることができる。あるいは、同じ厚みの単一層構造のスリーブと比較して、ロータ１０が回転した際の耐回転数の向上を図ることができる。

【0069】

上記の実施形態をまとめると、以下のようになる。

【0070】

上記の実施形態は、ロータコア（１６）と、前記ロータコアの外周部（１２１）に設けられ前記ロータコアの周方向に並列する複数の永久磁石（１８）と、前記ロータコアと前記複数の永久磁石とからなるロータ本体（１２）の外周部を囲み前記ロータ本体に嵌合され、前記複数の永久磁石に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブ（１４）と、を有するロータ（１０）の製造方法であって、前記スリーブは、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層（２２）を備え、前記複数のスリーブ層は、前記スリーブにおいて最も径方向内方に配置され前記ロータ本体の前記外周部に嵌合される第１スリーブ層（２２１）と、前記第１スリーブ層の径方向外方に配置され前記第１スリーブ層に嵌合される第２スリーブ層（２２２）と、を有し、前記製造方法は、前記ロータ本体の前記外周部の外径（Ｄ）よりも小さな第１内径（ｄ１）を有した前記第１スリーブ層に、前記ロータ本体の前記外周部を圧入して嵌合させる第１嵌合工程と、前記ロータ本体の前記外周部に嵌合された前記第１スリーブ層の第１外周部（２４１）を、前記第１スリーブ層の第１外径（Ｄ１）よりも小さな第２内径（ｄ２）を有した前記第２スリーブ層に圧入して嵌合させる第２嵌合工程と、を有する。

【0071】

この製造方法によれば、ロータ本体の外周部に嵌合された第１スリーブ層を、第１スリーブ層の第１外径よりも小さな第２内径を有した第２スリーブ層に圧入して嵌合させることで、第２スリーブ層の周方向応力（張力）と、第１スリーブ層の周方向応力（張力）との差を抑制することができる。これにより、単一層構造のスリーブによってロータ本体に与圧力を付与する構成に比べ、径方向外方に配置された第２スリーブ層による径方向内方への与圧力を効率的に高めることができるため、スリーブの薄肉化を図ることができる。あるいは、同じ厚みの単一層構造のスリーブと比較して、ロータが回転した際の耐回転数の向上を図ることができる。

【0072】

この製造方法によれば、第１スリーブ層の第１周方向応力と第２スリーブ層の第２周方向応力とを平準化することで、第１及び第２スリーブ層によってロータ本体の外周部に対して略均等に与圧力を付与することが可能となる。

【0073】

前記複数のスリーブ層は、前記第２スリーブ層の径方向外方に配置され前記第２スリーブ層の第２外周部（２４２）に嵌合される第３スリーブ層（２２３）を備え、前記第１スリーブ層に嵌合された前記第２スリーブ層の前記第２外周部を、前記第２スリーブ層の第２外径（Ｄ２）よりも小さな第３内径（ｄ３）を有した前記第３スリーブ層に圧入して嵌合させる第３嵌合工程を有する。

【0074】

この製造方法によれば、第２スリーブ層の径方向外方に配置される第３スリーブ層の第３周方向応力（張力）を効果的に高めることができる。第１～第３スリーブ層によって、スリーブ内の周方向応力の一層の平準化が図られる。

【0075】

前記複数のスリーブ層は、炭素繊維強化材料（ＣＦＲＰ）で形成される。

【0076】

この製造方法によれば、ロータ本体の外周部に複数のスリーブ層を嵌合させることで、各スリーブ層の周方向応力を生じさせ、径方向内方に向かう与圧力を効果的に生じさせることができる。

【0077】

ロータコアと、前記ロータコアの外周部に設けられ前記ロータコアの周方向に並列する複数の永久磁石と、前記ロータコアと前記複数の永久磁石とからなるロータ本体の外周部を囲み前記ロータ本体に嵌合され、前記複数の永久磁石に対して径方向内方に向けた与圧力を付与する円筒状のスリーブと、を有するロータであって、前記スリーブは、径方向に積層される少なくとも２つ以上となる複数のスリーブ層を備え、前記複数のスリーブ層は、前記スリーブにおいて最も径方向内方に配置され前記ロータ本体の前記外周部に嵌合される第１スリーブ層と、前記第１スリーブ層の径方向外方に配置され前記第１スリーブ層に嵌合される第２スリーブ層と、を有する。

【0078】

この構成によれば、ロータ本体の外周部に対して、第１スリーブ層、第１スリーブ層の径方向外方となる第２スリーブ層を順番に嵌合することで、第２スリーブ層の周方向応力（張力）と、第１スリーブ層の周方向応力（張力）との差を抑制して平準化することができる。これにより、単一層構造のスリーブによってロータ本体に与圧力を付与する構成に比べ、径方向外方に配置される第２スリーブ層から付与される与圧力を効率的に高めることができるため、スリーブの薄肉化を図ることができる。あるいは、同じ厚みの単一層構造のスリーブと比較して、ロータが回転した際の耐回転数の向上を図ることができる。

【0079】

この構成によれば、第１スリーブ層の第１周方向応力と第２スリーブ層の第２周方向応力とを平準化することで、第１及び第２スリーブ層、によってロータ本体の外周部に対して略均等に与圧力を付与することが可能となる。

【0080】

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0081】

１０…ロータ
１２…ロータ本体
１４…スリーブ
１６…ロータコア
１８…永久磁石
２２…スリーブ層
１２１…外周部
２２１…第１スリーブ層
２２２…第２スリーブ層
２２３…第３スリーブ層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】