JP6988699B2 - 回転電機のロータ、及び回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機のロータ、及び回転電機に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、高速回転可能な回転電機のロータとして、繊維強化材料から構成される筒部材の内側に磁性体（永久磁石）が設けられるとともに筒部材の軸方向両側に第１軸部材及び第２軸部材がそれぞれ設けられたロータが知られている。磁性体、第１軸部材、及び第２軸部材は、筒部材の内周面に圧入されることにより筒部材と締結されている。筒部材は、ロータの回転によって遠心力を受ける磁性体の変形を抑制する。

特開２００４−１１２８４９号公報

ところで、このようなロータにおいては、第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方は、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入されることになる。よって、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方と磁性体との間に空気溜まりによる隙間が生じてしまう。第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方と磁性体との間に隙間が生じると、ロータ全体における筒部材の軸方向に対する曲げ方向の剛性が低くなる。その結果、ロータに共振が発生し易くなり、回転電機としての危険回転速度（共振回転数）が低下して、ロータ全体が筒部材の軸方向に対して撓み易くなってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータ全体が筒部材の軸方向に対して撓んでしまうことを抑制することができる回転電機のロータ、及び回転電機を提供することにある。

上記課題を解決する回転電機のロータは、筒部材と、前記筒部材の内周面に圧入された磁性体と、前記筒部材の軸方向両側にそれぞれ設けられるとともに前記筒部材の内周面に圧入される第１軸部材及び第２軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、前記第１軸部材及び前記第２軸部材の少なくとも一方には、前記磁性体に向けて開口するとともに前記磁性体から遠ざかる方向へ延びる凹部が形成されている。

これによれば、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方と磁性体との間の空気を凹部に逃がすことができ、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方と磁性体との間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方を磁性体に接触させることができ、ロータ全体における筒部材の軸方向に対する曲げ方向の剛性が高まる。したがって、ロータに共振が発生し難くなり、回転電機としての危険回転速度（共振回転数）が低下してしまうことが抑制され、ロータ全体が筒部材の軸方向に対して撓んでしまうことを抑制することができる。

上記回転電機のロータにおいて、前記第１軸部材における前記磁性体との対向面、及び前記第２軸部材における前記磁性体との対向面の少なくとも一方には、前記凹部として、穴が形成されているとよい。

これによれば、第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方に形成された穴は、磁性体から穴が形成された第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方へ洩れ出して第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方を通過しようとする磁束を妨げる。よって、磁性体から第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方へ洩れ出す磁束が第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方を通過し難くなり、ロータの性能低下を抑制することができる。

上記回転電機のロータにおいて、前記第１軸部材の外周面の一部分、及び前記第２軸部材の外周面の一部分の少なくとも一方には、前記凹部として、切欠が形成されているとよい。

これによれば、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方と磁性体との間の空気を、切欠を介して筒部材の外部へ逃がしながら第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方を筒部材に圧入することができる。よって、磁性体が筒部材の内周面に圧入された後に筒部材に圧入される第１軸部材及び第２軸部材の少なくとも一方を、筒部材に対してスムーズに圧入することができる。

上記課題を解決する回転電機は、ステータと、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機のロータと、を備える。

この発明によれば、ロータ全体が筒部材の軸方向に対して撓んでしまうことを抑制することができる。

第１の実施形態における回転電機を説明するための概略断面図。 ロータの一部分を拡大した断面図。 第１軸部材の正面図。 第１軸部材及び第２軸部材が筒部材に圧入されている状態を示す断面図。 第２の実施形態におけるロータの一部分を拡大した断面図。 第１軸部材の正面図。 第１軸部材及び第２軸部材が筒部材に圧入されている状態を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、回転電機のロータ、及び回転電機を具体化した第１の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。

図１に示すように、回転電機１０は、筒状のハウジング１１内に収容されている。ハウジング１１は、有底筒状の第１ハウジング構成体１２と、第１ハウジング構成体１２に連結される板状の第２ハウジング構成体１３と、を備えている。第１ハウジング構成体１２及び第２ハウジング構成体１３は金属材料製であり、例えば、アルミニウム製である。

第１ハウジング構成体１２は、板状の底壁１２ａと、底壁１２ａの外周部から筒状に延びる周壁１２ｂと、を有している。第２ハウジング構成体１３は、周壁１２ｂにおける底壁１２ａとは反対側の開口を閉塞した状態で第１ハウジング構成体１２に連結されている。

第１ハウジング構成体１２の底壁１２ａの内面には、円筒状のボス部１２ｃが突設されている。ボス部１２ｃの軸線は、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの軸線と一致している。また、第２ハウジング構成体１３の内面には、円筒状のボス部１３ｃが突設されている。ボス部１３ｃは、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの軸線と一致している。よって、両ボス部１２ｃ，１３ｃの軸線は互いに一致している。

回転電機１０は、ステータ１４と、ロータ１５と、を備えている。ステータ１４は、第１ハウジング構成体１２の周壁１２ｂの内周面に固定される円筒状のステータコア１４ａと、ステータコア１４ａに巻回されるコイル１４ｂと、を有している。ロータ１５は、ハウジング１１内においてステータ１４の径方向内側に回転可能に配置されている。

ロータ１５は、筒部材１６と、磁性体である永久磁石１７と、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と、を備えている。筒部材１６は、繊維強化材料から構成される円筒状である。本実施形態において、筒部材１６は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から構成されている。筒部材１６は、筒部材１６の軸線が直線状に延びる筒状である。永久磁石１７は、中実円柱状である。永久磁石１７は、永久磁石１７の径方向に着磁されている。

図２に示すように、永久磁石１７は、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されている。よって、永久磁石１７の外周面１７ａと筒部材１６の内周面１６ａとは圧接されている。永久磁石１７の軸線は、筒部材１６の軸線と一致している。永久磁石１７における軸線が延びる方向（永久磁石１７の軸方向）の長さは、筒部材１６における軸線が延びる方向（筒部材１６の軸方向）の長さよりも短い。永久磁石１７の軸方向両側に位置する両端面１７ｂ，１７ｃは、永久磁石１７の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面状である。

また、永久磁石１７は、永久磁石１７の軸方向の一方に位置する端面１７ｂと永久磁石１７の外周面１７ａとを繋ぐ環状の面取り部１７ｄを有している。したがって、永久磁石１７の軸方向の一方の角部は、全周に亘って面取りされている。面取り部１７ｄは、永久磁石１７の端面１７ｂから永久磁石１７の軸方向の他方に位置する端面１７ｃ側へ離間するにつれて徐々に拡径していくテーパ形状である。また、永久磁石１７は、永久磁石１７の端面１７ｃと永久磁石１７の外周面１７ａとを繋ぐ環状の面取り部１７ｅを有している。したがって、永久磁石１７の軸方向の他方の角部は、全周に亘って面取りされている。面取り部１７ｅは、永久磁石１７の端面１７ｃから永久磁石１７の端面１７ｂ側へ離間するにつれて徐々に拡径していくテーパ形状である。

永久磁石１７の端面１７ｂは、筒部材１６の内側に位置している。よって、筒部材１６の軸方向の一方に位置する端部１６ｂは、永久磁石１７の端面１７ｂよりも軸方向へ突出している。また、永久磁石１７の端面１７ｃは、筒部材１６の内側に位置している。よって、筒部材１６の軸方向の他方に位置する端部１６ｃは、永久磁石１７の端面１７ｃよりも軸方向へ突出している。

第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ設けられている。第１軸部材１８は、第１圧入部１８ａ、第１フランジ部１８ｂ、及び第１軸部１８ｃを有している。第１圧入部１８ａは、円柱状であるとともに筒部材１６の内周面１６ａにおける軸方向の一端部に圧入されている。よって、第１軸部材１８は、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されている。第１圧入部１８ａは、筒部材１６の端部１６ｂの内側に圧入されている。

第１フランジ部１８ｂは、第１圧入部１８ａに連続するとともに第１圧入部１８ａよりも外径が大きい円環状である。第１軸部１８ｃは、第１フランジ部１８ｂにおける第１圧入部１８ａとは反対側の端部に連続する円柱状である。第１軸部１８ｃの外径は、第１圧入部１８ａの外径と同じである。

第２軸部材１９は、第２圧入部１９ａ、第２フランジ部１９ｂ、及び第２軸部１９ｃを有している。第２圧入部１９ａは、円柱状であるとともに筒部材１６の内周面１６ａにおける軸方向の他端部に圧入されている。よって、第２軸部材１９は、筒部材１６の内周面１６ａに圧入されている。第２圧入部１９ａは、筒部材１６の端部１６ｃの内側に圧入されている。

第２フランジ部１９ｂは、第２圧入部１９ａに連続するとともに第２圧入部１９ａよりも外径が大きい円環状である。第２軸部１９ｃは、第２フランジ部１９ｂにおける第２圧入部１９ａとは反対側の端部に連続する円柱状である。第２軸部１９ｃの外径は、第２圧入部１９ａの外径と同じである。

第１圧入部１８ａの外径と第２圧入部１９ａの外径とは同じである。また、第１フランジ部１８ｂの外径と第２フランジ部１９ｂの外径とは同じである。さらに、第１軸部１８ｃの外径と第２軸部１９ｃの外径とは同じである。第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、第１軸部材１８の軸線及び第２軸部材１９の軸線が筒部材１６の軸線と一致した状態で、筒部材１６の軸方向両側にそれぞれ設けられている。したがって、第１軸部材１８の軸線及び第２軸部材１９の軸線は、永久磁石１７の軸線に一致している。

第１圧入部１８ａにおける第１フランジ部１８ｂとは反対側の端面は、第１軸部材１８における永久磁石１７との対向面１８ｄである。第１軸部材１８の対向面１８ｄは、第１軸部材１８の軸線が延びる方向（第１軸部材１８の軸方向）に対して直交する方向に延びる平坦面状である。第１軸部材１８の対向面１８ｄは、永久磁石１７の端面１７ｂに面接触している。

第１圧入部１８ａは、対向面１８ｄと第１圧入部１８ａの外周面１８ｆとを繋ぐ環状の面取り部１８ｇを有している。したがって、第１圧入部１８ａにおける第１フランジ部１８ｂとは反対側の角部は、全周に亘って面取りされている。面取り部１８ｇは、対向面１８ｄから第１フランジ部１８ｂ側へ離間するにつれて徐々に拡径していくテーパ形状である。

第２圧入部１９ａにおける第２フランジ部１９ｂとは反対側の端面は、第２軸部材１９における永久磁石１７との対向面１９ｄである。第２軸部材１９の対向面１９ｄは、第２軸部材１９の軸線が延びる方向（第２軸部材１９の軸方向）に対して直交する方向に延びる平坦面状である。第２軸部材１９の対向面１９ｄは、永久磁石１７の端面１７ｃに面接触している。

第２圧入部１９ａは、対向面１９ｄと第２圧入部１９ａの外周面１９ｆとを繋ぐ環状の面取り部１９ｇを有している。したがって、第２圧入部１９ａにおける第２フランジ部１９ｂとは反対側の角部は、全周に亘って面取りされている。面取り部１９ｇは、対向面１９ｄから第２フランジ部１９ｂ側へ離間するにつれて徐々に拡径していくテーパ形状である。

第１フランジ部１８ｂにおける第１圧入部１８ａ側の端面１８ｅは、筒部材１６の端部１６ｂに当接している。第２フランジ部１９ｂにおける第２圧入部１９ａ側の端面１９ｅは、筒部材１６の端部１６ｃに当接している。そして、第１フランジ部１８ｂの端面１８ｅにおける筒部材１６の端部１６ｂに対する当接、及び第２フランジ部１９ｂの端面１９ｅにおける筒部材１６の端部１６ｃに対する当接によって、筒部材１６における軸方向の移動が規制されている。

図１に示すように、第１軸部材１８の第１軸部１８ｃは、ボス部１３ｃの内側を通過するとともに第２ハウジング構成体１３を貫通してハウジング１１外へ突出している。ボス部１３ｃの内周面と第１軸部１８ｃの外周面との間には、第１軸受２１が設けられている。そして、第１軸部材１８は、第１軸部１８ｃが第１軸受２１を介してボス部１３ｃに支持されることにより、ハウジング１１に回転可能に支持されている。

第２軸部材１９の第２軸部１９ｃは、ボス部１２ｃの内側に挿入されている。ボス部１２ｃの内周面と第２軸部１９ｃの外周面との間には、第２軸受２２が設けられている。そして、第２軸部材１９は、第２軸部１９ｃが第２軸受２２を介してボス部１２ｃに支持されることにより、ハウジング１１に回転可能に支持されている。

図３に示すように、第１軸部材１８の対向面１８ｄには、穴３１が形成されている。穴３１は、円孔状である。図２に示すように、穴３１は、永久磁石１７の端面１７ｂに向けて開口するとともに永久磁石１７の端面１７ｂから遠ざかる方向へ延びている。よって、本実施形態において、第１軸部材１８には、永久磁石１７に向けて開口するとともに永久磁石１７から遠ざかる方向へ延びる凹部として、穴３１が形成されている。

穴３１の内周面３１ａは、第１軸部材１８の軸方向に延びている。穴３１の底面３１ｂは、第１軸部材１８の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面状である。穴３１における第１軸部材１８の軸方向の長さＬ１は、第１圧入部１８ａにおける軸方向の長さＬ２よりも長くなっている。

第２軸部材１９の対向面１９ｄには、穴３２が形成されている。穴３２は、第１軸部材１８に形成されている穴３１と同じ形状である円孔状である。穴３２は、永久磁石１７の端面１７ｃに向けて開口するとともに永久磁石１７の端面１７ｃから遠ざかる方向へ延びている。よって、本実施形態において、第２軸部材１９には、永久磁石１７に向けて開口するとともに永久磁石１７から遠ざかる方向へ延びる凹部として、穴３２が形成されている。

穴３２の内周面３２ａは、第２軸部材１９の軸方向に延びている。穴３２の底面３２ｂは、第２軸部材１９の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面状である。穴３２における第２軸部材１９の軸方向の長さＬ１１は、第２圧入部１９ａにおける軸方向の長さＬ１２よりも長くなっている。

次に、第１の実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入された後、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａが筒部材１６の端部１６ｂの内側に圧入されるとともに、第２軸部材１９の第２圧入部１９ａが筒部材１６の端部１６ｃの内側に圧入される。

このとき、第１軸部材１８は面取り部１８ｇを有しているため、第１軸部材１８の角部が面取りされていない場合に比べると、第１軸部材１８が筒部材１６の内側に挿入され易くなっている。また、第２軸部材１９は面取り部１９ｇを有しているため、第２軸部材１９の角部が面取りされていない場合に比べると、第２軸部材１９が筒部材１６の内側に挿入され易くなっている。

第１軸部材１８が筒部材１６に圧入されるときには、第１軸部材１８と永久磁石１７との間の空気が穴３１に逃げるため、第１軸部材１８の対向面１８ｄと永久磁石１７の端面１７ｂとの間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、第１軸部材１８は、第１軸部材１８の対向面１８ｄが永久磁石１７の端面１７ｂに面接触した状態で筒部材１６に圧入される。

また、第２軸部材１９が筒部材１６に圧入されるときには、第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気が穴３２に逃げるため、第２軸部材１９の対向面１９ｄと永久磁石１７の端面１７ｃとの間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、第２軸部材１９は、第２軸部材１９の対向面１９ｄが永久磁石１７の端面１７ｃに面接触した状態で筒部材１６に圧入される。

上記構成のロータ１５において、図示しない駆動回路によって制御された電力がコイル１４ｂに供給されると、永久磁石１７が回転しようとし、永久磁石１７が圧入されている筒部材１６が永久磁石１７と一体的に回転する。そして、筒部材１６と第１軸部材１８との圧入部分においてトルクが筒部材１６から第１軸部材１８に伝達されるとともに、筒部材１６と第２軸部材１９との圧入部分においてトルクが筒部材１６から第２軸部材１９に伝達され、第１軸部材１８及び第２軸部材１９が筒部材１６と一体的に回転する。このようにして、ロータ１５が回転する。筒部材１６は、ロータ１５の回転によって遠心力を受ける永久磁石１７の変形を抑制する。

第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１−１）第１軸部材１８及び第２軸部材１９には、永久磁石１７に向けて開口するとともに永久磁石１７から遠ざかる方向へ延びる凹部としての穴３１，３２がそれぞれ形成されている。これによれば、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入された後に筒部材１６に圧入される第１軸部材１８及び第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気をそれぞれ穴３１，３２に逃がすことができる。よって、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と永久磁石１７との間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、第１軸部材１８及び第２軸部材１９を永久磁石１７に接触させることができ、ロータ１５全体における筒部材１６の軸方向に対する曲げ方向の剛性が高まる。したがって、ロータ１５に共振が発生し難くなり、回転電機１０としての危険回転速度（共振回転数）が低下してしまうことが抑制され、ロータ１５全体が筒部材１６の軸方向に対して撓んでしまうことを抑制することができる。

（１−２）第１軸部材１８における永久磁石１７との対向面１８ｄ、及び第２軸部材１９における永久磁石１７との対向面１９ｄには、凹部として、穴３１，３２がそれぞれ形成されている。これによれば、第１軸部材１８に形成された穴３１は、永久磁石１７から第１軸部材１８へ洩れ出して第１軸部材１８を通過しようとする磁束を妨げるとともに、第２軸部材１９に形成された穴３２は、永久磁石１７から第２軸部材１９へ洩れ出して第２軸部材１９を通過しようとする磁束を妨げる。よって、永久磁石１７から第１軸部材１８及び第２軸部材１９へ洩れ出す磁束が第１軸部材１８及び第２軸部材１９を通過し難くなり、ロータ１５の性能低下を抑制することができる。

（１−３）永久磁石１７が第１軸部材１８の対向面１８ｄ及び第２軸部材１９の対向面１９ｄにそれぞれ面接触しているため、永久磁石１７が筒部材１６内において筒部材１６の軸方向に移動してしまうことを規制することができる。その結果、永久磁石１７が、ステータ１４の径方向内側でステータ１４に対して移動してしまうことが規制されるため、永久磁石１７の位置がステータ１４に対してずれてしまうことが規制され、回転電機１０の性能低下を抑制することができる。

（１−４）第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、穴３１，３２がそれぞれ形成されている分だけ肉抜きされており、軽量化されている。よって、ロータ１５全体が軽量化されるため、ロータ１５に共振が発生し難くなり、回転電機１０としての危険回転速度（共振回転数）が低下してしまうことを抑制することができる。

（１−５）第１軸部材１８及び第２軸部材１９は、ステータ１４において発生する渦電流によって発熱する場合がある。このとき、第１軸部材１８の対向面１８ｄ及び第２軸部材１９の対向面１９ｄに穴３１，３２がそれぞれ形成されているため、永久磁石１７と第１軸部材１８の対向面１８ｄ及び第２軸部材１９の対向面１９ｄとの接触面積が小さくなっている。よって、第１軸部材１８及び第２軸部材１９からの熱が永久磁石１７に伝達してしまうことを抑制することができ、永久磁石１７の熱減磁によるロータ１５の性能低下を抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下、回転電機のロータ、及び回転電機を具体化した第２の実施形態を図５〜図７にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

図５及び図６に示すように、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａの外周面１８ｆの一部分には、切欠４１が形成されている。図６に示すように、本実施形態において、第１軸部材１８には、切欠４１が二つ形成されている。二つの切欠４１は、第１圧入部１８ａの外周面１８ｆの一部分に対してＤカット加工を行うことにより形成されている。図５に示すように、各切欠４１は、永久磁石１７の端面１７ｂに向けて開口するとともに永久磁石１７の端面１７ｂから遠ざかる方向へ延びている。よって、本実施形態において、第１軸部材１８には、永久磁石１７に向けて開口するとともに永久磁石１７から遠ざかる方向へ延びる凹部として、切欠４１が形成されている。

各切欠４１は、第１軸部材１８の軸方向に延びる平坦面状の延在面４１ａと、第１軸部材１８の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面状の底面４１ｂと、を有している。各切欠４１の延在面４１ａにおける第１軸部材１８の軸方向の一端部は、第１軸部材１８の対向面１８ｄにそれぞれ連続している。各切欠４１の延在面４１ａにおける第１軸部材１８の軸方向の他端部は、各切欠４１の底面４１ｂにそれぞれ連続している。各切欠４１の延在面４１ａは、互いに平行に延びている。各切欠４１の延在面４１ａにおける第１軸部材１８の軸方向の長さＬ３はそれぞれ同じである。各切欠４１の延在面４１ａの長さＬ３は、第１圧入部１８ａにおける軸方向の長さＬ２よりも短い。各切欠４１の底面４１ｂは、第１軸部材１８の径方向において互いに離間する方向へ延びている。各切欠４１の底面４１ｂにおける第１軸部材１８の径方向外側の端部は、第１圧入部１８ａの外周面１８ｆにそれぞれ連続している。

第２軸部材１９の第２圧入部１９ａの外周面１９ｆの一部分には、切欠４２が形成されている。第２軸部材１９には、第１軸部材１８と同様に、切欠４２が二つ形成されている。二つの切欠４２は、第２圧入部１９ａの外周面１９ｆの一部分に対してＤカット加工を行うことにより形成されている。各切欠４２は、永久磁石１７の端面１７ｃに向けて開口するとともに永久磁石１７の端面１７ｃから遠ざかる方向へ延びている。よって、本実施形態において、第２軸部材１９には、永久磁石１７に向けて開口するとともに永久磁石１７から遠ざかる方向へ延びる凹部として、切欠４２が形成されている。

各切欠４２は、第２軸部材１９の軸方向に延びる平坦面状の延在面４２ａと、第２軸部材１９の軸方向に対して直交する方向に延びる平坦面状の底面４２ｂと、を有している。各切欠４２の延在面４２ａにおける第２軸部材１９の軸方向の一端部は、第２軸部材１９の対向面１９ｄにそれぞれ連続している。各切欠４２の延在面４２ａにおける第２軸部材１９の軸方向の他端部は、各切欠４２の底面４２ｂにそれぞれ連続している。各切欠４２の延在面４２ａは、互いに平行に延びている。各切欠４２の延在面４２ａにおける第２軸部材１９の軸方向の長さＬ１３はそれぞれ同じである。各切欠４２の延在面４２ａの長さＬ１３は、第２圧入部１９ａにおける軸方向の長さＬ１２よりも短い。各切欠４２の底面４２ｂは、第２軸部材１９の径方向において互いに離間する方向へ延びている。各切欠４２の底面４２ｂにおける第２軸部材１９の径方向外側の端部は、第２圧入部１９ａの外周面１９ｆにそれぞれ連続している。

次に、第２の実施形態の作用について説明する。
図７に示すように、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入された後、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａが筒部材１６の端部１６ｂの内側に圧入されるとともに、第２軸部材１９の第２圧入部１９ａが筒部材１６の端部１６ｃの内側に圧入される。

第１軸部材１８が筒部材１６に圧入されるときには、第１軸部材１８と永久磁石１７との間の空気が、各切欠４１を介して筒部材１６の外部へ逃がされる。このため、第１軸部材１８の対向面１８ｄと永久磁石１７の端面１７ｂとの間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、第１軸部材１８は、第１軸部材１８の対向面１８ｄが永久磁石１７の端面１７ｂに面接触した状態で筒部材１６に圧入される。

各切欠４１の延在面４１ａの長さＬ３は、第１圧入部１８ａにおける軸方向の長さＬ２よりも短いため、第１フランジ部１８ｂの端面１８ｅが筒部材１６の端部１６ｂに当接するまで、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａが筒部材１６の内周面１６ａに圧入されると、各切欠４１は筒部材１６の内周面１６ａによって閉塞される。これにより、筒部材１６の外部から各切欠４１に空気が流入してしまうことが回避されている。

また、第２軸部材１９が筒部材１６に圧入されるときには、第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気が、各切欠４２を介して筒部材１６の外部へ逃がされる。このため、第２軸部材１９の対向面１９ｄと永久磁石１７の端面１７ｃとの間に空気溜まりによる隙間が生じなくなる。その結果、第２軸部材１９は、第２軸部材１９の対向面１９ｄが永久磁石１７の端面１７ｃに面接触した状態で筒部材１６に圧入される。

各切欠４２の延在面４２ａの長さＬ１３は、第２圧入部１９ａにおける軸方向の長さＬ１２よりも短いため、第２フランジ部１９ｂの端面１９ｅが筒部材１６の端部１６ｃに当接するまで、第２軸部材１９の第２圧入部１９ａが筒部材１６の内周面１６ａに圧入されると、各切欠４２は筒部材１６の内周面１６ａによって閉塞される。これにより、筒部材１６の外部から各切欠４２に空気が流入してしまうことが回避されている。

第２の実施形態では、第１の実施形態の効果（１−１）、（１−３）、（１−４）、及び（１−５）と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（２−１）第１軸部材１８の外周面１８ｆの一部分、及び第２軸部材１９の外周面１９ｆの一部分には、凹部として、切欠４１，４２がそれぞれ形成されている。これによれば、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気を、切欠４１，４２を介して筒部材１６の外部へ逃がしながら第１軸部材１８及び第２軸部材１９を筒部材１６に圧入することができる。よって、第１軸部材１８及び第２軸部材１９を、筒部材１６に対してスムーズに圧入することができる。

（２−２）例えば、面取り部１８ｇ，１９ｇにおける端面１７ｂ，１７ｃと外周面１７ａとの間の長さを長くすることにより、筒部材１６の内側における面取り部１８ｇ，１９ｇよりも外側の空間に、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気を逃がすことが考えられる。しかし、面取り部１８ｇ，１９ｇは、環状であるため、面取り部１８ｇ，１９ｇにおける端面１７ｂ，１７ｃと外周面１７ａとの間の長さを長くするほど、筒部材１６の内周面１６ａにおける第１軸部材１８及び第２軸部材１９に対する圧入部位の軸方向の長さが短くなる。すると、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と筒部材１６との間の締結力（スリップトルク）が小さくなるため、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と筒部材１６との間で滑りが生じ易くなってしまい、第１軸部材１８及び第２軸部材１９へトルクが伝達され難くなってしまう。

そこで、本実施形態では、第１軸部材１８の外周面１８ｆの一部分、及び第２軸部材１９の外周面１９ｆの一部分に、凹部として、切欠４１，４２をそれぞれ形成したため、筒部材１６の内周面１６ａにおける第１軸部材１８及び第２軸部材１９に対する圧入部位の軸方向の長さが短くなってしまうことが無い。よって、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と筒部材１６との間の締結力を確保しつつも、第１軸部材１８及び第２軸部材１９と永久磁石１７との間の空気を切欠４１，４２に逃がすことができる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 上記各実施形態において、第１軸部材１８及び第２軸部材１９を、永久磁石１７が筒部材１６の内周面１６ａに圧入された後に、筒部材１６の端部１６ｂの内側に圧入しなくてもよい。例えば、第２軸部材１９の対向面１９ｄと永久磁石１７の端面１７ｃとを接触させた状態で、永久磁石１７及び第２軸部材１９を筒部材１６に圧入し、その後、第１軸部材１８を筒部材１６の内側に圧入するようにしてもよい。この場合、第２軸部材１９に、凹部として、穴３２や切欠４２を形成しなくてもよい。したがって、凹部は、第１軸部材１８及び第２軸部材１９の少なくとも一方に形成されていればよい。

○ 第１軸部材１８の面取り部１８ｇ及び第２軸部材１９の面取り部１９ｇに、凹部が形成されていてもよい。
○ 第１軸部材１８に穴３１及び切欠４１の両方が形成されていてもよい。また、第２軸部材１９に穴３２及び切欠４２の両方が形成されていてもよい。

○ 第１の実施形態において、第１軸部材１８の対向面１８ｄに穴３１が複数形成されていてもよい。また、第２軸部材１９の対向面１９ｄに穴３２が複数形成されていてもよい。

○ 第１の実施形態において、穴３１，３２の内面が球面状であってもよい。
○ 第１の実施形態において、穴３１，３２内の一部を、炭素繊維強化プラスチックやチタン等の高剛性材料によって埋めてもよい。

○ 第２の実施形態において、切欠４１，４２の数は特に限定されるものではない。
○ 第２の実施形態において、切欠４１，４２の加工方法は、Ｄカット加工に限らない。

○ 第２の実施形態において、各切欠４１，４２の延在面４１ａ，４２ａが第１軸部材１８及び第２軸部材１９の軸方向に対して斜交する方向に延びていてもよい。
○ 上記各実施形態において、磁性体としては、永久磁石１７に限らず、例えば、積層コア、アモルファスコア、又は圧粉コア等であってもよい。

○ 上記各実施形態において、筒部材１６は、繊維強化材料から構成されていなくてもよく、例えば、金属製であってもよい。
○ 上記各実施形態において、永久磁石１７が、例えば、中実四角柱状であってもよく、永久磁石１７の形状は特に限定されるものではない。また、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａ及び第２軸部材１９の第２圧入部１９ａが、例えば、四角柱状であってもよく、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａの形状、及び第２軸部材１９の第２圧入部１９ａの形状は特に限定されるものではない。そして、例えば、永久磁石１７が中実四角柱状であるとともに、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａ及び第２軸部材１９の第２圧入部１９ａが四角柱状である場合、筒部材１６が四角筒状に形成されている必要がある。したがって、筒部材１６の形状は、永久磁石１７、第１軸部材１８の第１圧入部１８ａ、及び第２軸部材１９の第２圧入部１９ａそれぞれの形状によって適宜変更してもよい。

１０…回転電機、１４…ステータ、１５…ロータ、１６…筒部材、１６ａ…内周面、１７…磁性体である永久磁石、１８…第１軸部材、１８ｄ，１９ｄ…対向面、１８ｆ，１９ｆ…外周面、１９…第２軸部材、３１，３２…凹部としての穴、４１，４２…凹部としての切欠。

Claims (5)

1. 筒部材と、
   前記筒部材の内周面に圧入された磁性体と、
   前記筒部材の軸方向両側にそれぞれ圧入される第１軸部材及び第２軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、
   前記第１軸部材及び前記第２軸部材は、前記筒部材の内周面に圧入される圧入部を備え、
   前記第１軸部材の前記圧入部における前記磁性体との対向面、及び前記第２軸部材の前記圧入部における前記磁性体との対向面の少なくとも一方には、前記磁性体に向けて開口するとともに前記磁性体から遠ざかる方向へ延びる凹部として、穴が形成され、
   前記穴の底面は、前記磁性体と離間しており、
   前記圧入部の径方向の厚さは、前記筒部材の径方向の厚さよりも厚いことを特徴とする回転電機のロータ。
2. 前記圧入部における前記磁性体との対向面と前記穴の底面との前記第１軸部材又は前記第２軸部材の軸方向における長さは、前記圧入部の前記軸方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
3. 筒部材と、
   前記筒部材の内周面に圧入された磁性体と、
   前記筒部材の軸方向両側にそれぞれ圧入される第１軸部材及び第２軸部材と、を備えた回転電機のロータであって、
   前記第１軸部材及び前記第２軸部材は、前記筒部材の内周面に圧接される圧入部を備え、
   前記第１軸部材の前記圧入部における前記磁性体との対向面、及び前記第２軸部材の前記圧入部における前記磁性体との対向面の少なくとも一方には、前記磁性体に向けて開口するとともに前記磁性体から遠ざかる方向へ延びる凹部として、切欠が形成され、
   前記切欠は、前記筒部材の内周面に圧接される前記圧入部の外周面の一部分を、前記第１軸部材又は前記第２軸部材の軸方向に沿って切り欠いて形成されており、
   前記第１軸部材又は前記第２軸部材の軸方向における前記切欠の長さは、前記圧入部の前記軸方向における長さよりも短いことを特徴とする回転電機のロータ。
4. 前記切欠は、前記第１軸部材又は前記第２軸部材の軸方向に延びる延在面と、前記軸方向に対して直交する又は斜交する方向に延びる底面と、を有している請求項３に記載の回転電機のロータ。
5. ステータと、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機のロータと、を備えることを特徴とする回転電機。

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