JP4999535B2 - ローターヨークおよびローターヨークの製造方法および電動機 - Google Patents

Description

本発明は、ローターヨークおよびローターヨークの製造方法および電動機に関する。

従来、例えば電動機の回転軸の周囲に同心円状に設けた第１および第２回転子を備え、電動機の回転速度に応じて、あるいは、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の周方向の相対位置つまり位相差を制御する電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電動機では、例えば電動機の回転速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。
特開２００２−２０４５４１号公報

ところで、上記従来技術の一例に係る電動機においては、内周側の第２回転子の永久磁石による界磁磁束が、外周側の第１回転子の永久磁石を鎖交せずに、第１回転子のヨークを介して短絡してしまう虞があり、この場合には、内周側の第２回転子の永久磁石による界磁磁束のうち、外周側の第１回転子の永久磁石を鎖交する磁束の量（鎖交磁束量）が低下し、漏洩磁束が増大してしまい、第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更することに伴う誘起電圧定数の可変幅が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、界磁磁束の短絡を抑制し、漏洩磁束を低減することが可能なローターヨークおよびローターヨークの製造方法および電動機を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係るローターヨークは、何れか一方は軟磁性材（例えば、実施の形態での軟磁性材７ａ）からなり、何れか他方は非磁性材（例えば、実施の形態での非磁性材７ｂ）からなる内周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での内周側ヨーク部材４１）および外周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での外周側ヨーク部材４２）に対し、環状であって外周部に凹凸部（例えば、実施の形態での凸部４１ａ）を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部（例えば、実施の形態での嵌合凹部４２ａ）を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、焼結拡散接合により接合して接合体（例えば、実施の形態での接合体４３）を形成し、内周面から外周面に亘って前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除して形成されているローターヨークであって、前記ローターヨークの前記軟磁性材が配置された前記内周面または前記外周面において周方向に配置された複数の永久磁石片（例えば、実施の形態での永久磁石９ａ）を備えている。

また、本発明の第２態様に係る電動機は、第１態様に記載のローターヨークと、前記ローターヨークの外周側のうち径方向で前記軟磁性材に対向する位置に前記永久磁石片を備える外周側回転子（例えば、実施の形態での外周側回転子５）と、前記外周側回転子に対して同軸かつ相対回動可能に配置され、周方向に配置された複数の永久磁石片（例えば、実施の形態での永久磁石９ｂ）を備える内周側回転子（例えば、実施の形態での内周側回転子６）と、前記外周側回転子と前記内周側回転子との相対位相を変更する位相変更手段（例えば、実施の形態での位相変更手段１２）とを備える。

さらに、本発明の第３態様に係る電動機では、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側での周方向幅ａと、前記軟磁性材の内周側での周方向幅ｂと、前記内周側回転子の磁石装着突部の周方向幅ｃとに対して、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）が設定され、かつ、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側の周方向両端が中心軸に対してなす角θ１と、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側および内周側での周方向の一端同士を含む直線と他端同士を含む直線とのなす角θ２とに対して、所定関係（θ１＜θ２）が設定されている。
また、本発明の第４態様に係る電動機は、何れか一方は軟磁性材（例えば、実施の形態での軟磁性材７ａ）からなり、何れか他方は非磁性材（例えば、実施の形態での非磁性材７ｂ）からなる内周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での内周側ヨーク部材４１）および外周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での外周側ヨーク部材４２）に対し、環状であって外周部に凹凸部（例えば、実施の形態での凸部４１ａ）を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部（例えば、実施の形態での嵌合凹部４２ａ）を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、焼結拡散接合により接合して接合体（例えば、実施の形態での接合体４３）を形成し、前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除して形成されているローターヨークと、前記ローターヨークの内周側または外周側において周方向に配置された複数の永久磁石片（例えば、実施の形態での永久磁石９ａ）と、前記ローターヨークの外周側のうち径方向で前記軟磁性材に対向する位置に前記永久磁石片を備える外周側回転子（例えば、実施の形態での外周側回転子５）と、前記外周側回転子に対して同軸かつ相対回動可能に配置され、周方向に配置された複数の永久磁石片（例えば、実施の形態での永久磁石９ｂ）を備える内周側回転子（例えば、実施の形態での内周側回転子６）と、前記外周側回転子と前記内周側回転子との相対位相を変更する位相変更手段（例えば、実施の形態での位相変更手段１２）と、を備え、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側での周方向幅ａと、前記軟磁性材の内周側での周方向幅ｂと、前記内周側回転子の磁石装着突部の周方向幅ｃとに対して、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）が設定され、かつ、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側の周方向両端が中心軸に対してなす角θ１と、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側および内周側での周方向の一端同士を含む直線と他端同士を含む直線とのなす角θ２とに対して、所定関係（θ１＜θ２）が設定されている。
また、本発明の第５態様に係るローターヨークの製造方法は、何れか一方は軟磁性材（例えば、実施の形態での軟磁性材７ａ）からなり、何れか他方は非磁性材（例えば、実施の形態での非磁性材７ｂ）からなる内周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での内周側ヨーク部材４１）および外周側ヨーク部材（例えば、実施の形態での外周側ヨーク部材４２）に対し、環状であって外周部に凹凸部（例えば、実施の形態での凸部４１ａ）を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部（例えば、実施の形態での嵌合凹部４２ａ）を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させる嵌合工程（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、前記内周側ヨーク部材と前記外周側ヨーク部材とを焼結拡散接合により接合して接合体（例えば、実施の形態での接合体４３）を形成する接合工程（例えば、実施の形態でのステップＳ０３）と、内周面から外周面に亘って前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除する切除工程（例えば、実施の形態でのステップＳ０４）と、前記軟磁性材が配置された前記内周面または前記外周面において周方向に複数の永久磁石片を配置する工程と、を含む。

本発明の第１態様に係るローターヨークによれば、煩雑な手間および過剰な費用が掛かることを防止しつつ、周方向に交互に配置された軟磁性材と非磁性材とに対して所望の接合強度を確保することができると共に、ローターヨークにおいて磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができる。
さらに、永久磁石の界磁磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができ、電動機のトルクおよび回転数に対する運転可能範囲が減少してしまうことを防止することができる。

また、本発明の第２態様に係る電動機によれば、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束が外周側回転子の永久磁石片を鎖交せずにローターヨークを介して短絡してしまうことを抑制し、漏洩磁束を低減することができ、外周側回転子と内周側回転子との相対位相を変更することに伴う電動機の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第３態様に係る電動機によれば、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束を外周側回転子の永久磁石片に効率よく鎖交させることができる。
一方、例えば所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）または所定関係（θ１＜θ２）が成り立たない場合には、漏洩磁束が増大したり、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束を適切に収束させることができずに、外周側回転子の永久磁石片を鎖交する界磁磁束の量（鎖交磁束量）が低下し、外周側回転子と内周側回転子との相対位相を変更することに伴う電動機の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまう虞がある。
また、本発明の第４態様に係る電動機によれば、煩雑な手間および過剰な費用が掛かることを防止しつつ、周方向に交互に配置された軟磁性材と非磁性材とに対して所望の接合強度を確保することができると共に、ローターヨークにおいて磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができる。
さらに、永久磁石の界磁磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができ、電動機のトルクおよび回転数に対する運転可能範囲が減少してしまうことを防止することができる。
さらに、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束が外周側回転子の永久磁石片を鎖交せずにローターヨークを介して短絡してしまうことを抑制し、漏洩磁束を低減することができ、外周側回転子と内周側回転子との相対位相を変更することに伴う電動機の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束を外周側回転子の永久磁石片に効率よく鎖交させることができる。
一方、例えば所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）または所定関係（θ１＜θ２）が成り立たない場合には、漏洩磁束が増大したり、内周側回転子の永久磁石片による界磁磁束を適切に収束させることができずに、外周側回転子の永久磁石片を鎖交する界磁磁束の量（鎖交磁束量）が低下し、外周側回転子と内周側回転子との相対位相を変更することに伴う電動機の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまう虞がある。
また、本発明の第５態様に係るローターヨークの製造方法によれば、煩雑な手間および過剰な費用が掛かることを防止しつつ、周方向に交互に配置された軟磁性材と非磁性材とに対して所望の接合強度を確保することができると共に、ローターヨークにおいて磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができる。
さらに、永久磁石の界磁磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができ、電動機のトルクおよび回転数に対する運転可能範囲が減少してしまうことを防止することができる。

以下、本発明のローターヨークおよびローターヨークの製造方法および電動機の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施の形態による電動機１は、例えばハイブリッド車や電動車両等の車両の走行駆動源として搭載され、例えば図１から図３に示すように、円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスモータとされている。
固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に回転軸４を有している。

回転子ユニット３は、例えば円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６とが所定の設定角度の範囲で相対的に回動可能とされている。

外周側回転子５は、回転子本体である円環状のロータ鉄心７（ローターヨーク）の外周面上に固定された複数の永久磁石９ａを備え、各永久磁石９ａは厚み方向に磁化された平板状とされている。
内周側回転子６は、回転子本体である円環状のロータ鉄心８の外周側に偏寄した位置に円周方向等間隔に形成された複数の磁石装着スロット８ａを備え、各磁石装着スロット８ａには、厚み方向に磁化された平板状の永久磁石９ｂが装着されている。

そして、外周側回転子５と内周側回転子６の各永久磁石９ａ，９ｂは夫々同数設けられ、夫々１対１で対応するようになっている。これにより、外周側回転子５と内周側回転子６の各永久磁石９ａ，９ｂを互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（例えば、図２，図４（ａ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各永久磁石９ａ，９ｂを互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（例えば、図３，図４（ｂ）参照）を得ることができる。

外周側回転子５のロータ鉄心７は、後述する嵌合工程および接合工程および切除工程により形成され、例えば図２および図３に示すように、焼結拡散接合により接合された軟磁性材７ａと非磁性材７ｂとが周方向で交互に配置されて構成されている。外周側回転子５の各永久磁石９ａは各軟磁性材７ａの外周面上に配置され、例えばフィラメントワインディング等により非磁性材７ｂの外周面上に形成された磁石保持層７ｃによって保持されている。

また、内周側回転子６のロータ鉄心８は、各永久磁石９ｂ毎に対応して径方向外方に向かい突出する突部８ｂを備え、各突部８ｂに磁石装着スロット８ａが形成されている。

そして、例えば図５に示すように、外周側回転子５のロータ鉄心７の軟磁性材７ａの外周側での周方向幅ａと、軟磁性材７ａの内周側での周方向幅ｂと、内周側回転子６のロータ鉄心８の突部８ｂの周方向幅ｃとに対して、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）が設定され、かつ、外周側回転子５のロータ鉄心７の軟磁性材７ａの外周側の周方向両端が中心軸線Ｏに対してなす角θ１と、外周側回転子５のロータ鉄心７の軟磁性材７ａの外周側および内周側での周方向の一端同士を含む直線と他端同士を含む直線とのなす角θ２とに対して、所定関係（θ１＜θ２）が設定されている。

なお、この電動機１において、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）または所定関係（θ１＜θ２）が成り立たない場合には、漏洩磁束が増大したり、内周側回転子６の永久磁石９ｂによる界磁磁束を適切に収束させることができずに、外周側回転子５の永久磁石９ａを鎖交する界磁磁束の量（鎖交磁束量）が低下し、外周側回転子５と内周側回転子６との相対位相を変更することに伴う電動機１の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまう虞がある。

また、例えば図１から図３および図６および図７に示すように、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させるための回動機構１１を備えている。この回動機構１１は、両回転子５，６の相対位相を任意に変更するための位相変更手段１２の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液（例えば、トランスミッションＴ／Ｍ用の潤滑油、エンジンオイル等でもよい）の圧力によって操作されるようになっている。
位相変更手段１２は、例えば図７に示すように、回動機構１１と、この回動機構１１に供給する作動液の圧力を制御する油圧制御装置１３とを主要な要素として備えて構成されている。

回動機構１１は、例えば図１から図３および図６に示すように、回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。

ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数の羽根部１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応する羽根部１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、羽根部１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の突出部２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、羽根部１８が一方の突出部２１と他方の突出部２１の間を変位し得るようになっている。

この実施の形態においては、突出部２１は羽根部１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制する規制部材としても機能する。なお、各羽根部１８の先端部と突出部２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によって羽根部１８と凹部１９の底壁２０、突出部２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。

また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース部１５ａは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、例えば図１に示すように、内周側回転子６や突出部２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。

外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各羽根部１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。

進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図２，図３中の矢印Ｒで示す電動機１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、電動機１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。

また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、例えば図７に示す油圧制御装置１３の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置１３の遅角側給排通路２７に接続されている。さらに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、例えば図１に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。

そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした２位置に形成された環状溝２６ｂと環状溝２７ｂに夫々接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ，…，２６ｃ，２７ｃ，…，２７ｃに接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。

この実施の形態の電動機１において、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９ａ，９ｂが異極同士で対向して強め界磁の状態（例えば、図２，図４（ａ）参照）になり、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９ａ，９ｂが同極同士で対向して弱め界磁の状態（例えば、図３，図４（ｂ）参照）になるように設定されている。

なお、この電動機１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、このように磁界の強さが変更されると、これに伴って誘起電圧定数Ｋｅが変化し、この結果、電動機１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが大きくなると、電動機１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが小さくなると、電動機１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。

油圧制御装置１３は、例えば図７に示すように、オイルタンク（図示略）から作動液を吸い上げて通路に吐出する電動のオイルポンプ（ＥＯＰ）３２と、このオイルポンプ３２から吐出された作動液の油圧を調整して高圧のライン通路３３に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路３４に流出させるレギュレータバルブ３５と、ライン通路３３に導入された作動液を進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に振り分けるとともに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７で不要な作動液をドレン通路３６に排出する流路切換弁３７とを備えている。

レギュレータバルブ３５は、ライン通路３３の圧力を制御圧として受け、反力スプリング３８とのバランスによって作動液の振り分けを行う。
また、流路切換弁３７は、制御スプール３７ａを進退操作する電磁ソレノイド３７ｂを有し、この電磁ソレノイド３７ｂが制御装置（図示略）によって制御されるようになっている。

本実施の形態による外周側回転子５のロータ鉄心７（ローターヨーク）および電動機１は上記構成を備えており、次に、このロータ鉄心７（ローターヨーク）の製造方法について説明する。

先ず、例えば図８に示すステップＳ０１の圧粉体形成工程では、例えば図９（ａ），（ｂ）に示すように、軟磁性材または非磁性材の何れか他方を圧縮成形して、圧粉体による環状の内周側ヨーク部材４１を形成すると共に、軟磁性材または非磁性材の何れか一方を圧縮成形して、圧粉体による環状の外周側ヨーク部材４２を形成する。
内周側ヨーク部材４１は外周部に凹凸部、例えば径方向外方に突出する複数の凸部４１ａを備え、外周側ヨーク部材４２は内周部に、内周側ヨーク部材４１の凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部、例えば内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａが嵌合される嵌合凹部４２ａを備えている。

ここで、後述する接合工程での焼結拡散接合に係る所定温度（例えば、９１２℃以上の温度等）において、内周側ヨーク部材４１の線膨張係数は、外周側ヨーク部材４２の線膨張係数よりも大きな値を有するように設定されており、例えば内周側ヨーク部材４１は、非磁性材であるアルミニウムまたは銅等による圧粉体とされ、例えば外周側ヨーク部材４２は、軟磁性材である純鉄系焼結材料による圧粉体とされている。

また、例えば図１０に示すように、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａの周方向幅および外周側ヨーク部材４２の嵌合凹部４２ａの周方向幅は、径方向内方から径方向外方に向かうことに伴い、漸次減少するように形成されている。さらに、外周側ヨーク部材４２の内径は内周側ヨーク部材４１の外径に対して所定の締め代を有し、外周側ヨーク部材４２の嵌合凹部４２ａは、幅方向（つまり、周方向）には、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａに対して所定の締め代を有すると共に、深さ方向（つまり、径方向）には、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａの長さよりも若干深く形成されている。

次に、ステップＳ０２の嵌合工程では、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａを外周側ヨーク部材４２の嵌合凹部４２ａに嵌合させるようにして、外周側ヨーク部材４２の内部に内周側ヨーク部材４１を圧入して、例えば図９（ｃ）に示すように、内周側ヨーク部材４１と外周側ヨーク部材４２とが接合された接合体４３を形成する。

次に、ステップＳ０３の接合工程では、接合体４３に焼結処理を行い、内周側ヨーク部材４１と外周側ヨーク部材４２との界面において原子を拡散させ、所望の接合強度を確保する。なお、この焼結処理での温度条件は、例えば内周側ヨーク部材４１および外周側ヨーク部材４２の材質等に応じて適宜に設定される。また、拡散を促進させるために適宜の加圧が行われてもよい。

次に、ステップＳ０４の切除工程では、接合体４３の内周部および外周部を切削加工等によって切除して、例えば図９（ｄ）に示すように、内周側ヨーク部材４１の非磁性材７ｂと外周側ヨーク部材４２の軟磁性材７ａとが周方向で交互に配置されるように構成され、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）および所定関係（θ１＜θ２）が設定されたロータ鉄心７を形成する。

上述したように、本実施の形態によるロータ鉄心７（ローターヨーク）によれば、煩雑な手間および過剰な費用が掛かることを防止しつつ、周方向に交互に配置された軟磁性材７ａと非磁性材７ｂとに対して所望の接合強度を確保することができると共に、ロロータ鉄心７（ローターヨーク）において磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができる。
また、本実施の形態によるロータ鉄心７（ローターヨーク）の製造方法によれば、周方向に交互に配置された軟磁性材７ａと非磁性材７ｂとに対して所望の接合強度を確保しつつ、磁束を所望の方向に収束させ、漏洩磁束を低減することができるロータ鉄心７（ローターヨーク）を、煩雑な手間および過剰な費用が掛かることを防止しつつ、容易に作製することができる。

また、本実施の形態による電動機１によれば、外周側回転子５のロータ鉄心７（ローターヨーク）において、内周側回転子６の永久磁石９ｂの界磁磁束を所望の方向に収束させることができ、漏洩磁束を低減することができ、電動機１のトルクおよび回転数に対する運転可能範囲が減少してしまうことを防止することができ、外周側回転子５と内周側回転子６との相対位相を変更することに伴う電動機１の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまうことを防止することができる。

さらに、本実施の形態による電動機１によれば、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）および所定関係（θ１＜θ２）が設定されていることで、内周側回転子６の永久磁石９ｂによる界磁磁束を外周側回転子５の永久磁石９ａに効率よく鎖交させることができる。
一方、例えば所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）または所定関係（θ１＜θ２）が成り立たない場合には、漏洩磁束が増大したり、内周側回転子６の永久磁石９ｂによる界磁磁束を適切に収束させることができずに、外周側回転子５の永久磁石９ａを鎖交する界磁磁束の量（鎖交磁束量）が低下し、外周側回転子５と内周側回転子６との相対位相を変更することに伴う電動機１の誘起電圧定数の可変幅が低下してしまう虞がある。

なお、上述した実施の形態においては、圧粉体からなる内周側ヨーク部材４１および外周側ヨーク部材４２から接合体４３を形成するとしたが、これに限定されず、圧粉体からなる内周側ヨーク部材４１および外周側ヨーク部材４２の何れか一方を焼結して焼結体を形成し、この焼結体と、圧粉体からなる内周側ヨーク部材４１および外周側ヨーク部材４２の何れか他方とによって、接合体４３を形成してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、外周側ヨーク部材４２の嵌合凹部４２ａは深さ方向（つまり、径方向）には、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａの長さよりも若干深く形成されているとしたが、これに限定されず、例えば図１１（ａ）に示すように、嵌合凹部４２ａの深さは凸部４１ａの長さと同程度であってもよい。
また、上述した実施の形態においては、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａの周方向幅は、径方向内方から径方向外方に向かうことに伴い、漸次減少するとしたが、これに限定されず、例えば図１１（ｂ）に示すように、凸部４１ａの周方向幅は、径方向において不変であってもよい。

なお、上述した実施の形態においては、例えば内周側ヨーク部材４１は、非磁性材であるアルミニウムまたは銅等による圧粉体とされ、例えば外周側ヨーク部材４２は、軟磁性材である純鉄系焼結材料による圧粉体とされるとしたが、これに限定されず、例えば内周側ヨーク部材４１は、軟磁性材である純鉄系焼結材料による圧粉体とされ、例えば外周側ヨーク部材４２は、非磁性材であるオーステナイト系ステンレス鋼等による圧粉体とされてもよい。
この場合、接合工程での焼結拡散接合に係る所定温度（例えば、９１２℃以上の温度等）において、軟磁性材である純鉄系焼結材料の線膨張係数は、非磁性材であるオーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数よりも大きな値を有している。

そして、例えば図１２（ａ），（ｂ）に示すように、内周側ヨーク部材４１の凸部４１ａの周方向幅および外周側ヨーク部材４２の嵌合凹部４２ａの周方向幅は、径方向内方から径方向外方に向かうことに伴い、漸次増大するように形成されている。
そして、これらの内周側ヨーク部材４１および外周側ヨーク部材４２に対して、嵌合工程および接合工程を実行することで、例えば図１２（ｃ）に示す接合体４３が形成され、この接合体４３に対して切除工程を実行することで、例えば図１２（ｄ）に示す所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）および所定関係（θ１＜θ２）が設定されたロータ鉄心７が形成される。

なお、上述した実施の形態においては、外周側回転子５の各永久磁石９ａは各軟磁性材７ａの外周面上に配置され、例えばフィラメントワインディング等により非磁性材７ｂの外周面上に形成された磁石保持層７ｃによって保持されているとしたが、これに限定されず、例えば図１３（ａ）に示すように、外周側回転子５の各永久磁石９ａは、レーザー溶接等によって各軟磁性材７ａの外周面上に固定されてもよい。また、例えば図１３（ｂ）に示すように、ロータ鉄心７の外周面上に、例えば積層鋼板からなり、磁石装着スロット７０ａを有する磁石保持層７０を設け、各磁石装着スロット７０ａには、厚み方向に磁化された平板状の永久磁石９ａが装着されてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、内周側回転子６は磁石装着スロット８ａに装着される永久磁石９ｂを備えるとしたが、これに限定されず、例えば図１４および図１５に示すように、内周側回転子６において、磁石装着スロット８ａおよび永久磁石９ｂを省略してもよい。

この場合、外周側回転子５の永久磁石９ａおよび軟磁性材７ａと、内周側回転子６の突部８ｂとを径方向で対向させることにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（例えば、図１４参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５の非磁性材７ｂと、内周側回転子６の突部８ｂとを径方向で対向させることにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（例えば、図１５参照）を得ることができる。

なお、上述した実施の形態においては、電動機１はインナロータ型としたが、これに限定されず、電動機１は、円環状の固定子２の外周側に回転子ユニット３が配置されたアウタロータ型としてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６とを備えるとしたが、これに限定されず、例えば内周側回転子６を省略し、電動機１の誘起電圧定数を所定値に固定してもよい。

本発明の実施の形態に係る電動機の要部断面図である。 本発明の実施の形態に係る電動機の最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 本発明の実施の形態に係る電動機の最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 本発明の実施の形態に係る電動機の内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが異極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図（ｂ）を併せて記載した図である。 本発明の実施の形態に係る電動機の回転子ユニットの要部側面図である。 本発明の実施の形態に係る走行モータおよび発電モータの回転子ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る油圧制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る外周側回転子のロータ鉄心（ローターヨーク）の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る外周側回転子のロータ鉄心（ローターヨーク）の製造工程における、内周側ヨーク部材および外周側ヨーク部材を示す側面図（ａ），（ｂ）と、接合体を示す側面図（ｃ）と、ロータ鉄心を示す側面図（ｄ）とを併せて記載した図である。 本発明の実施の形態に係る接合体の要部側面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る接合体の要部側面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る外周側回転子のロータ鉄心（ローターヨーク）の製造工程における、内周側ヨーク部材および外周側ヨーク部材を示す側面図（ａ），（ｂ）と、接合体を示す側面図（ｃ）と、ロータ鉄心を示す側面図（ｄ）とを併せて記載した図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る電動機の回転子ユニットの要部側面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る電動機の最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る電動機の最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。

符号の説明

１ 電動機
５ 外周側回転子
６ 内周側回転子
７ａ 軟磁性材
７ｂ 非磁性材
９ａ，９ｂ 永久磁石
１１ 回動機構
１２ 位相変更手段
４１ 内周側ヨーク部材
４１ａ 凸部（凹凸部）
４２ 外周側ヨーク部材
４２ａ 嵌合凹部（嵌合凹凸部）
４３ 接合体
ステップＳ０２ 嵌合工程
ステップＳ０３ 接合工程
ステップＳ０４ 切除工程

Claims (5)

1. 何れか一方は軟磁性材からなり、何れか他方は非磁性材からなる内周側ヨーク部材および外周側ヨーク部材に対し、
   環状であって外周部に凹凸部を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、焼結拡散接合により接合して接合体を形成し、
   内周面から外周面に亘って前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除して形成されているローターヨークであって、
   前記ローターヨークの前記軟磁性材が配置された前記内周面または前記外周面において周方向に配置された複数の永久磁石片を備えていることを特徴とするローターヨーク。
2. 請求項１に記載のローターヨークと、
   前記ローターヨークの外周側のうち径方向で前記軟磁性材に対向する位置に前記永久磁石片を備える外周側回転子と、
   前記外周側回転子に対して同軸かつ相対回動可能に配置され、周方向に配置された複数の永久磁石片を備える内周側回転子と、
   前記外周側回転子と前記内周側回転子との相対位相を変更する位相変更手段とを備える
   ことを特徴とする電動機。
3. 前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側での周方向幅ａと、前記軟磁性材の内周側での周方向幅ｂと、前記内周側回転子の磁石装着突部の周方向幅ｃとに対して、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）が設定され、かつ、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側の周方向両端が中心軸に対してなす角θ１と、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側および内周側での周方向の一端同士を含む直線と他端同士を含む直線とのなす角θ２とに対して、所定関係（θ１＜θ２）が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
4. 何れか一方は軟磁性材からなり、何れか他方は非磁性材からなる内周側ヨーク部材および外周側ヨーク部材に対し、
   環状であって外周部に凹凸部を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、焼結拡散接合により接合して接合体を形成し、
   前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除して形成されているローターヨークと、
   前記ローターヨークの内周側または外周側において周方向に配置された複数の永久磁石片と、
   前記ローターヨークの外周側のうち径方向で前記軟磁性材に対向する位置に前記永久磁石片を備える外周側回転子と、
   前記外周側回転子に対して同軸かつ相対回動可能に配置され、周方向に配置された複数の永久磁石片を備える内周側回転子と、
   前記外周側回転子と前記内周側回転子との相対位相を変更する位相変更手段と、を備え、
   前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側での周方向幅ａと、前記軟磁性材の内周側での周方向幅ｂと、前記内周側回転子の磁石装着突部の周方向幅ｃとに対して、所定の関係（ａ＞ｂ≧ｃ）が設定され、かつ、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側の周方向両端が中心軸に対してなす角θ１と、前記外周側回転子の前記軟磁性材の外周側および内周側での周方向の一端同士を含む直線と他端同士を含む直線とのなす角θ２とに対して、所定関係（θ１＜θ２）が設定されていることを特徴とする電動機。
5. 何れか一方は軟磁性材からなり、何れか他方は非磁性材からなる内周側ヨーク部材および外周側ヨーク部材に対し、
   環状であって外周部に凹凸部を有する前記内周側ヨーク部材と、環状であって内周部に前記凹凸部に嵌合する嵌合凹凸部を有する前記外周側ヨーク部材とを、前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させる嵌合工程と、
   前記凹凸部と前記嵌合凹凸部とを嵌合させた状態で、前記内周側ヨーク部材と前記外周側ヨーク部材とを焼結拡散接合により接合して接合体を形成する接合工程と、
   内周面から外周面に亘って前記軟磁性材と前記非磁性材とが周方向で交互に配置されるように前記接合体の内周部および外周部を切除する切除工程と、
   前記軟磁性材が配置された前記内周面または前記外周面において周方向に複数の永久磁石片を配置する工程と、
   を含むことを特徴とするローターヨークの製造方法。

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