JP7420327B1 - ロータ部材、ロータ、回転電気機械、ブラシレスモータ、及び、ロータ部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

ロータ部材は、軟磁性粉から形成された筒状の成形体であり、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、硬磁性粉から形成された筒状の成形体であり、第１方向を向いた第３端面と第２方向を向いた第４端面とを有し、中心軸線を中心とする径方向についての軟磁性体の外周面に接触する硬磁性体と、を備え、軟磁性体と硬磁性体との接触面は、径方向の反対方向に突出する形状を有し、軟磁性体の内の接触面を構成する部分の径方向についての幅が最小となる第１方向の位置は、第１端面の第１方向の位置、第２端面の第１方向の位置、第３端面の第１方向の位置、及び、第４端面の第１方向の位置と異なる。

Description

本発明は、回転電気機械に用いられるロータ部材、ロータ部材を備えるロータ、ロータ部材を備える回転電気機械、ロータ部材を備えるブラシレスモータ、及び、回転電気機械に用いられるロータ部材の製造方法に関する。

従来のロータ部材に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載のモータ用回転子が知られている。特許文献１に記載のモータ用回転子は、軟磁性ヨーク部及び磁石部を備える。軟磁性ヨーク部の材料は、結合材を含む軟磁性粉である。磁石部の材料は、結合材を含む磁石粉である。結合材を含む軟磁性粉と結合材を含む磁石粉とは、一体的に成形されている。

特開２００７－０７４８８８号公報

ところで、特許文献１に記載のモータ用回転子において、軟磁性ヨーク部と磁石部との接着強度を向上したいという要望がある。

そこで、本発明の目的は、軟磁性体と硬磁性体との固定強度を向上することができるロータ部材、ロータ、回転電気機械、ブラシレスモータ、及び、ロータ部材の製造方法を提供することである。

本発明の一形態に係るロータ部材は、
回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
軟磁性粉から形成された筒状の成形体であり、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
硬磁性粉から形成された筒状の成形体であり、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
を備え、
前記軟磁性体と前記硬磁性体との接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記径方向の反対方向に突出する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記径方向に突出する形状を有し、
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記第１端面の前記第１方向の位置、前記第２端面の前記第１方向の位置、前記第３端面の前記第１方向の位置、及び、前記第４端面の前記第１方向の位置と異なる。

本発明の一形態に係るロータ部材の製造方法は、
回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
筒状を有し、かつ、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
筒状を有し、かつ、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
を備える、
ロータ部材の製造方法であって、
等方性磁石粉及び第１結合材粉が混合された硬磁性粉を圧縮成形し、仮硬磁性体を形成する仮硬磁性体形成工程と、
前記仮硬磁性体形成工程の後に、鉄粉及び第２結合材粉が混合された軟磁性粉、及び、前記仮硬磁性体が前記径方向に並び、かつ、互いに接触するように、型に充填する充填工程と、
前記充填工程の後に、前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体を前記第１方向から圧縮成形し、ロータ部材を形成するロータ部材形成工程と、
を備え、
前記ロータ部材形成工程において前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体のそれぞれを加圧する圧力は、前記仮硬磁性体形成工程において前記硬磁性粉を加圧する圧力よりも大きい。

本発明によれば、軟磁性体と硬磁性体との固定強度を向上することができるロータ部材、ロータ、回転電気機械、ブラシレスモータ、及び、ロータ部材の製造方法を提供することができる。

図１は、ロータ１０の斜視図である。 図２は、ロータ１０のＡ－Ａにおける断面図である。 図３は、ロータ部材１の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図４は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。 図５は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。 図６は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。 図７は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。 図８は、ロータ部材１が用いられるブラシレスモータ１００の外観斜視図である。 図９は、ロータ部材１が用いられるブラシレスモータ１００の分解斜視図である。 図１０は、比較例に係るロータ２０のＡ－Ａにおける断面図である。 図１１は、ロータ部材１のせん断試験のモデル図である。 図１２は、比較例に係るロータ部材６のせん断試験のモデル図である。 図１３は、ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験の結果である。 図１４は、ロータ１０ａのＡ－Ａにおける断面図である。 図１５は、ロータ１０ｂのＡ－Ａにおける断面図である。 図１６は、ロータ１０ｃのＡ－Ａにおける断面図である。 図１７は、ロータ１０ｄのＡ－Ａにおける断面図である。 図１８は、ロータ１０ｅのＡ－Ａにおける断面図である。 図１９は、ロータ１０ｆのＡ－Ａにおける断面図である。

［第１の実施形態］
（ロータ１０の構成）
以下に、本発明の第１の実施形態に係るロータ１０の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、ロータ１０の斜視図である。図２は、ロータ１０のＡ－Ａにおける断面図である。

ロータ１０は、後述するブラシレスモータ１００に用いられる。ブラシレスモータ１００は、本発明の「回転電気機械」の一例である。

ロータ１０は、図１に示すように、シャフト４及びロータ部材１を備える。シャフト４は、図１に示すように、Ｚ軸の正方向であるＺ＋方向に延びる形状を有する。より詳細には、シャフト４は、円柱状である。シャフト４の中心軸線は、Ｚ軸である。また、シャフト４は、第１端Ｅ１及び第２端Ｅ２を含む。第１端Ｅ１は、ロータ部材１のＺ＋方向の端よりもＺ＋方向に位置する。第２端Ｅ２は、ロータ部材１のＺ軸の負方向であるＺ－方向の端よりもＺ－方向に位置する。なお、Ｚ－方向は、Ｚ＋方向の反対方向である。また、Ｚ＋方向は、本発明の「第１方向」に対応する。Ｚ－方向は、本発明の「第２方向」に対応する。Ｚ＋方向及びＺ－方向のそれぞれは、Ｚ軸に沿う。

ロータ部材１は、図１に示すように、軟磁性体２及び硬磁性体３を含む。ロータ部材１は、円筒状である。ロータ部材１の中心軸線は、Ｚ軸である。すなわち、ロータ部材１の中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致する。また、ロータ部材１は、Ｚ－方向に視て、ロータ部材１の内縁がシャフト４の外縁と一致するように配置される。すなわち、Ｚ軸を中心とする径方向についてのシャフト４の外周面ＯＳ４は、図２に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についてのロータ部材１の内周面ＩＳ１に接触する。

軟磁性体２は、図１に示すように、円筒状である。軟磁性体２の中心軸線は、Ｚ軸である。すなわち、軟磁性体２の中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致する。また、Ｚ－方向に視た軟磁性体２の内縁及び軟磁性体２の外縁のそれぞれは、円状である。また、軟磁性体２は、Ｚ－方向に視て、軟磁性体２の内縁がシャフト４の外縁と一致するように配置される。すなわち、Ｚ軸を中心とする径方向についてのシャフト４の外周面ＯＳ４は、図２に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の内周面ＩＳ２に接触する。これにより、軟磁性体２は、Ｚ軸を中心とする径方向についてのシャフト４の外周面ＯＳ４に接触する。

軟磁性体２は、図２に示すように、第１端面ＥＦ１及び第２端面ＥＦ２を有する。より詳細には、第１端面ＥＦ１は、軟磁性体２のＺ＋方向の端に位置する。また、第１端面ＥＦ１は、Ｚ＋方向を向いている。すなわち、第１端面ＥＦ１の法線方向は、Ｚ＋方向である。第２端面ＥＦ２は、軟磁性体２のＺ－方向の端に位置する。また、第２端面ＥＦ２は、Ｚ－方向を向いている。すなわち、第２端面ＥＦ２の法線方向は、Ｚ－方向である。また、Ｚ－方向に視た第１端面ＥＦ１の内縁及びＺ－方向に視た第１端面ＥＦ１の外縁のそれぞれ、及び、Ｚ＋方向に視た第２端面ＥＦ２の内縁及びＺ＋方向に視た第２端面ＥＦ２の外縁のそれぞれは、円状である。

軟磁性体２は、軟磁性体である。軟磁性体は、外部から磁界を印加されると、磁化される。その後、磁界の印加を停止すると、軟磁性体は、磁化を失う。このような軟磁性体の材料は、例えば、鉄である。

軟磁性体２は、軟磁性粉２１から形成された成形体である。軟磁性粉２１の材料は、例えば、鉄及び結合材を含む。鉄は、軟磁性材料の一例である。結合材は、例えば、樹脂である。軟磁性粉２１は、例えば、鉄粉、及び、結合材粉の一例であるエポキシ樹脂粉を混合したものである。軟磁性体２の形成方法については、後述する。

硬磁性体３は、図１に示すように、円筒状である。硬磁性体３の中心軸線は、Ｚ軸である。すなわち、硬磁性体３の中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致する。また、Ｚ－方向に視た硬磁性体３の内縁及び硬磁性体３の外縁のそれぞれは、円状である。また、硬磁性体３は、Ｚ－方向に視て、硬磁性体３の内縁が軟磁性体２の外縁と一致するように配置される。すなわち、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の内周面ＩＳ３は、図２に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２に接触する。これにより、硬磁性体３は、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２に接触する。また、硬磁性体３は、図１及び図２に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の内周面ＩＳ２に接触しない。

硬磁性体３は、図２に示すように、第３端面ＥＦ３及び第４端面ＥＦ４を有する。より詳細には、第３端面ＥＦ３は、硬磁性体３のＺ＋方向の端に位置する。また、第３端面ＥＦ３は、Ｚ＋方向を向いている。すなわち、第３端面ＥＦ３の法線方向は、Ｚ＋方向である。第４端面ＥＦ４は、硬磁性体３のＺ－方向の端に位置する。また、第４端面ＥＦ４は、Ｚ－方向を向いている。すなわち、第４端面ＥＦ４の法線方向は、Ｚ－方向である。また、Ｚ－方向に視た第３端面ＥＦ３の内縁及びＺ－方向に視た第３端面ＥＦ３の外縁のそれぞれ、及び、Ｚ＋方向に視た第４端面ＥＦ４の内縁及びＺ＋方向に視た第４端面ＥＦ４の外縁のそれぞれは、円状である。

硬磁性体３は、硬磁性体である。硬磁性体は、外部から磁界を印加されると、磁化される。その後、磁界の印加を停止しても、硬磁性体は、磁化を失わない。このような硬磁性体の材料は、磁石である。

硬磁性体３は、硬磁性粉３１から形成された成形体である。硬磁性粉３１の材料は、例えば、磁石及び結合材を含む。磁石は、例えば、ネオジム磁石等の希土類磁石である。結合材は、例えば、樹脂である。硬磁性粉３１は、例えば、ネオジム磁石粉、及び、結合材粉の一例であるエポキシ樹脂粉を混合したものである。硬磁性体３の形成方法については、後述する。

軟磁性体２の第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置は、図２に示すように、硬磁性体３の第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と等しい。また、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置は、硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と等しい。

Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２の全体は、図１及び図２に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の内周面ＩＳ３の全体に面接触している。そこで、本実施形態では、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２、及び、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の内周面ＩＳ３のそれぞれを軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳと定義する。

軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、図２に示すように、硬磁性体３が軟磁性体２の外周面ＯＳ２に接触する場合には向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有している。ここで、向心方向ＤＩＲＣは、Ｚ軸を中心とする径方向の反対方向である。具体的には、向心方向ＤＩＲＣは、Ｚ軸に直交し、かつ、Ｚ＋方向又はＺ－方向に視て、Ｚ軸に向かう方向である。言い換えると、向心方向ＤＩＲＣは、Ｚ＋方向又はＺ－方向に視たときに、Ｚ軸に向かう方向である。そして、本実施形態では、図２に示すように、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、向心方向ＤＩＲＣに突出するように湾曲する形状を有している。また、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、曲面であり、かつ、平面を含まない。

このように軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳが向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有しているため、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳの向心方向ＤＩＲＣの位置は、図２に示すように、Ｚ＋方向において、不均一である。すなわち、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分（外周面ＯＳ２）のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗは、Ｚ＋方向において、不均一である。

軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗは、言い換えると、軟磁性体２が存在するＺ＋方向の位置（例えば、図２における第１位置ＰＯ１）における内周面ＩＳ２と外周面ＯＳ２との間の向心方向ＤＩＲＣの距離（例えば、図２における距離ＷＣ，ＤＣ）の内、第１位置ＰＯ１における内周面ＩＳ２と外周面ＯＳ２との間に軟磁性体２以外の部材（例えば、図２におけるシャフト４）又は空間等が存在しない場合の第１位置ＰＯ１における内周面ＩＳ２と外周面ＯＳ２との間の向心方向ＤＩＲＣの距離（例えば、図２における距離ＷＣ）である。

そして、上記幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置、第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置及び第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置のいずれとも異なる位置である。本実施形態では、そのように幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、図２に示すように、１つのみ存在しており、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と等しい位置である。すなわち、幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置のみである。ここで、中間面ＩＳは、硬磁性体３の第３端面ＥＦ３とのＺ＋方向の距離Ｄ１が硬磁性体３の第４端面ＥＦ４との距離Ｄ２と等しい面である。このような中間面ＩＳは、第３端面ＥＦ３の法線方向がＺ＋方向であること、及び、第４端面ＥＦ４の法線方向がＺ－方向であることにより、Ｚ軸に垂直な平面である。

また、本実施形態では、軟磁性体２は、次のような構成を有している。第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置における幅Ｗ（以下、「幅Ｗ１」と称す）は、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置における幅Ｗ（以下、「幅Ｗ２」と称す）と等しく、かつ、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分の最大幅ＷＭＡＸとなっている（Ｗ１＝Ｗ２＝ＷＭＡＸ）。なお、本実施形態では、第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置は、第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置と等しい。従って、第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置における幅Ｗ（以下、「幅Ｗ３」と称す）は、幅Ｗ１と等しくなっている（Ｗ３＝Ｗ１）。また、第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置は、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置と等しい。従って、第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置における幅Ｗ（以下、「幅Ｗ４」と称す）は、幅Ｗ２と等しくなっている（Ｗ４＝Ｗ２）。

（ロータ部材１の製造方法）
次に、ロータ部材１の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。図３は、ロータ部材１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。図５は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。図６は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。図７は、ロータ部材１の製造工程の一例を示すＡ－Ａにおける断面図である。

まず、硬磁性粉３１をインナーパンチＩＰと型ＤＩの一部分であるアウターダイスＯＤＩとの間であって、アウターパンチＯＰよりもＺ＋方向に充填する（図３：ステップＳ１１）。より詳細には、硬磁性粉３１は、例えば、ネオジム磁石粉及びエポキシ樹脂粉を混合したものである。ネオジム磁石粉は、本発明の「希土類磁石粉」及び「等方性磁石粉」のそれぞれの一例である。エポキシ樹脂粉は、本発明の「樹脂」及び「第１結合材粉」のそれぞれの一例である。

インナーパンチＩＰ、アウターパンチＯＰ及びアウターダイスＯＤＩのそれぞれは、円筒状である。インナーパンチＩＰ、アウターパンチＯＰ及びアウターダイスＯＤＩのそれぞれの中心軸線は、Ｚ軸である。アウターパンチＯＰは、図４に示すように、アウターダイスＯＤＩよりも向心方向ＤＩＲＣに配置される。また、インナーパンチＩＰは、アウターパンチＯＰよりも向心方向ＤＩＲＣに配置される。また、Ｚ軸を中心とする径方向についてのアウターパンチＯＰの外周面ＯＳＯＰは、Ｚ軸を中心とする径方向についてのアウターダイスＯＤＩの内周面ＩＳＯＤＩに接触する。また、Ｚ軸を中心とする径方向についてのインナーパンチＩＰの外周面ＯＳＩＰは、Ｚ軸を中心とする径方向についてのアウターパンチＯＰの内周面ＩＳＯＰに接触する。なお、インナーパンチＩＰ及びアウターパンチＯＰのそれぞれは、Ｚ＋方向及びＺ－方向のそれぞれに移動可能である。

型ＤＩは、前述のアウターダイスＯＤＩ及びインナーダイスＩＤＩを備える。インナーダイスＩＤＩは、円柱状である。インナーダイスＩＤＩの中心軸線は、Ｚ軸である。インナーダイスＩＤＩは、図４に示すように、インナーパンチＩＰよりも向心方向ＤＩＲＣに配置される。また、Ｚ軸を中心とする径方向についてのインナーダイスＩＤＩの外周面ＯＳＩＤＩは、Ｚ軸を中心とする径方向についてのインナーパンチＩＰの内周面ＩＳＩＰに接触する。

充填された硬磁性粉３１は、図５に示すように、硬磁性粉３１よりもＺ－方向に配置されているアウターパンチＯＰ、及び、硬磁性粉３１よりもＺ＋方向に配置されているパンチＰにより、Ｚ－方向に加圧される。パンチＰのＺ－方向の端面は、Ｚ－方向を向いている。すなわち、パンチＰのＺ－方向の端面の法線方向は、Ｚ－方向である。

硬磁性粉３１を加圧する圧力は、例えば、３００ＭＰａである。これにより、硬磁性粉３１が圧縮成形され、仮硬磁性体３２が形成される（図３：ステップＳ１２、仮硬磁性体形成工程）。より詳細には、仮硬磁性体３２のＺ軸を中心とする径方向の厚みは、Ｚ＋方向において、均一である。

仮硬磁性体形成工程の後に、図６に示すように、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２がＺ軸を中心とする径方向に並び、かつ、互いに接触するように、型ＤＩに充填する（図３：ステップＳ１３、充填工程）。より詳細には、軟磁性粉２１は、例えば、鉄粉及びエポキシ樹脂粉を混合したものである。エポキシ樹脂粉は、本発明の「樹脂」及び「第２結合材粉」のそれぞれの一例である。

充填工程の後に、充填された軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれは、図７に示すように、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれよりもＺ－方向に配置されているインナーパンチＩＰ及びアウターパンチＯＰのそれぞれ、及び、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれよりもＺ＋方向に配置されているパンチＰにより、Ｚ－方向に加圧される。ここで、仮硬磁性体３２を加圧する圧力は、軟磁性粉２１を加圧する圧力よりも大きい。仮硬磁性体３２を加圧する圧力は、例えば、８００ＭＰａである。これにより、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２がＺ＋方向から圧縮成形され、本成形体が形成される。形成された本成形体を熱硬化させることにより、ロータ部材１を形成する（図３：ステップＳ１４、ロータ部材形成工程）。

本成形体が形成されるとき、インナーパンチＩＰのＺ＋方向の端面のＺ＋方向の位置は、アウターパンチＯＰのＺ＋方向の端面のＺ＋方向の位置と等しい。これにより、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置を硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と等しくすることができる。なお、型ＤＩが撓んでいる場合であっても、インナーパンチＩＰのＺ＋方向の端面のＺ＋方向の位置、及び、アウターパンチＯＰのＺ＋方向の端面のＺ＋方向の位置を調整することにより、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置を硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と等しくすることができる。また、軟磁性粉２１と仮硬磁性体３２とが、Ｚ－方向の端面がＺ－方向を向いているパンチＰによりＺ－方向に一体成形されることにより、軟磁性体２の第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置を硬磁性体３の第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と等しくすることができる。

また、硬磁性体３の形成に必要な圧力は、軟磁性体２の形成に必要な圧力よりも大きい。これにより、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれを加圧する圧力条件（平均圧力、加圧分布、加圧時間等）を制御することにより、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳを向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有するようにすることができる。より詳細には、インナーパンチＩＰ及びアウターパンチＯＰのそれぞれによりＺ－方向から、及び、パンチＰによりＺ＋方向から軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれを加圧するとき、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれを加圧する圧力を軟磁性体２の形成に必要な圧力よりも大きく、かつ、硬磁性体３の形成に必要な圧力よりも小さくする期間を設けることにより、軟磁性体２を形成しつつ、硬磁性体３を、向心方向ＤＩＲＣ（例えば、図２における領域Ａ１）に入り込ませることができる。従って、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳを向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有するようにすることができる。

（ブラシレスモータ１００の構成）
以下に、本発明の第１の実施形態に係るブラシレスモータ１００の構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、ロータ部材１が用いられるブラシレスモータ１００の外観斜視図である。図９は、ロータ部材１が用いられるブラシレスモータ１００の分解斜視図である。なお、図９では、複数のティース部１４ｂ、複数のコイル１５及び複数の絶縁性部材１６のそれぞれの内の代表的なティース部１４ｂ、コイル１５及び絶縁性部材１６のそれぞれにのみ参照符号を付した。

ブラシレスモータ１００は、図８及び図９に示すように、ステータアッシー１１、シャフト４及びロータ部材１を備える。ステータアッシー１１は、図９に示すように、Ｚ－方向に視て、ロータ１０の周囲に配置される。すなわち、ブラシレスモータ１００は、インナーロータ型である。

ステータアッシー１１は、図９に示すように、軸受１２、筐体１３、磁性体コア１４、複数のコイル１５及び複数の絶縁性部材１６を含む。

軸受１２は、シャフト４がＺ軸を中心とする周方向に回転できるように支持する。より詳細には、軸受１２は、図９に示すように、第１軸受１２ａ及び第２軸受１２ｂを有する。第１軸受１２ａ及び第２軸受１２ｂのそれぞれは、円筒状である。第１軸受１２ａ及び第２軸受１２ｂのそれぞれの中心軸線は、Ｚ軸である。第１軸受１２ａ及び第２軸受１２ｂのそれぞれの中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致する。

第１軸受１２ａは、図９に示すように、第２軸受１２ｂよりもＺ＋方向に位置する。また、第１軸受１２ａは、ロータ部材１よりもＺ＋方向に位置する。第２軸受１２ｂは、ロータ部材１よりもＺ－方向に位置する。第２軸受１２ｂは、シャフト４の第２端Ｅ２を支持する。

筐体１３は、図８に示すように、第１筐体１３ａ及び第２筐体１３ｂを有する。第１筐体１３ａは、図８及び図９に示すように、円筒状である。第１筐体１３ａの中心軸線は、Ｚ軸である。第２筐体１３ｂは、第１筐体１３ａよりもＺ－方向に位置する。また、第１筐体１３ａは、開口ＯＰ１を有する。これにより、シャフト４の第１端Ｅ１は、開口ＯＰ１からＺ＋方向に突出している。すなわち、ブラシレスモータ１００は、片軸型である。

第１筐体１３ａは、第１軸受１２ａ、磁性体コア１４、複数のコイル１５及び複数の絶縁性部材１６を支持する。第２筐体１３ｂは、第２軸受１２ｂを支持する。第１筐体１３ａ及び第２筐体１３ｂのそれぞれの材料は、例えば、ＳＵＳ等の剛性が高い材料である。

磁性体コア１４は、軟磁性体である。磁性体コア１４は、図９に示すように、電磁鋼板を積層することにより、作製される。磁性体コア１４は、円筒状であるコアバック部１４ａ、及び、複数のティース部１４ｂを有する。コアバック部１４ａの中心軸線は、Ｚ軸である。ティース部１４ｂの数は、９つである。９つのティース部１４ｂは、Ｚ軸を中心とする周方向に並ぶ。また、９つのティース部１４ｂのそれぞれは、コアバック部１４ａの内側面からＺ軸を中心とする径方向の反対方向に延びている。磁性体コア１４の外面には、絶縁処理が施されている。磁性体コア１４は、硬磁性体３が発生する磁界及び後述するコイル１５が発生する磁界のそれぞれにより、磁化される。

複数のコイル１５及び複数の絶縁性部材１６のそれぞれの数は、９つである。９つのコイル１５のそれぞれ及び９つの絶縁性部材１６のそれぞれは、９つのティース部１４ｂのそれぞれに対応して設けられる。より詳細には、１つのティース部１４ｂ、１つのコイル１５及び１つの絶縁性部材１６を含む組を１つのセットとすると、９つのセットは、Ｚ軸を中心とする周方向に並ぶ。各セットは、硬磁性体３と間隔を空けて、硬磁性体３の周囲に配置される。なお、各セットの構造は、同じである。そのため、１つのティース部１４ｂ、１つのコイル１５及び１つの絶縁性部材１６を含む組を１つのセットについて、説明する。

コイル１５は、図９に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向に視て、ティース部１４ｂの周囲に位置するように、ティース部１４ｂに巻き付けられる。コイル１５は、例えば、銅等の導電性材料により作製される。また、コイル１５は、銅線の表面が絶縁膜により覆われた構造を有している。コイル１５は、コイル１５に電流が流れることにより、磁界を発生する。

絶縁性部材１６は、絶縁体である。絶縁性部材１６は、図９に示すように、磁性体コア１４とコイル１５との間に配置される。これにより、磁性体コア１４とコイル１５とは、電気的に絶縁される。

コイル１５には、電源（図示せず）から電流が供給される。ロータ１０の回転は、この電流を制御することにより、制御される。

［効果］
本願発明者は、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度の向上を確認するために、ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験を行った。ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験について、図面を参照しながら説明する。図１０は、比較例に係るロータ２０のＡ－Ａにおける断面図である。図１１は、ロータ部材１のせん断試験のモデル図である。図１２は、比較例に係るロータ部材６のせん断試験のモデル図である。図１３は、ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験の結果である。

まず、比較例に係るロータ２０について説明する。なお、比較例に係るロータ２０については、ロータ１０と異なる部分のみ説明し、後は省略する。比較例に係るロータ２０において、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳの向心方向ＤＩＲＣの位置は、図１０に示すように、Ｚ＋方向において、均一である。従って、比較例に係るロータ２０において、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有していない。

次に、ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験について説明する。ここで、コイル１５に電流が流れると、ロータ１０又は比較例に係るロータ２０のそれぞれに回転トルクが発生する。このとき、ロータ１０又は比較例に係るロータ２０のそれぞれには、ロータ１０又は比較例に係るロータ２０のそれぞれの回転方向（Ｚ軸を中心とする周方向）に対し、接線方向の応力が加わる。軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳには、主にせん断応力が加わる。ロータ１０又は比較例に係るロータ２０のそれぞれの回転速度が大きくなるにつれ、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳには、引張応力も加わるが、本発明に係るロータ部材１を回転電気機械のロータ１０として使用する場合、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳに大きなせん断応力が加わる場合が多いことが想定される。そのため、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度を軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度の指標とした。

ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれのせん断試験では、図１０及び図１１のそれぞれに示すように、ロータ部材１及び比較例に係るロータ部材６のそれぞれに対し、Ｚ－方向に力を加えた。

ロータ部材１における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度は、図１３に示すように、比較例に係るロータ部材６における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度よりも大きい。より詳細には、比較例に係るロータ部材６における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度が回転電気機械のロータ１０として実用上必要とされる２０ＭＰａ以下であるのに対し、ロータ部材１における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度は、２０ＭＰａ以上である。このように、ロータ部材１によれば、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳのせん断強度を向上することができる。その結果、ロータ部材１によれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度を向上することができる。

ロータ部材１によれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。より詳細には、ロータ部材１における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、向心方向ＤＩＲＣに突出するように湾曲する形状を有している。従って、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳの面積を大きくすることができる。その結果、ロータ部材１によれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。

ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。より詳細には、接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と等しい。ここで、中間面ＩＳは、硬磁性体３の第３端面ＥＦ３とのＺ＋方向の距離Ｄ１が硬磁性体３の第４端面ＥＦ４との距離Ｄ２と等しい面である。これにより、硬磁性体３のＺ軸を中心とする径方向についての幅が最大となるＺ＋方向の位置を、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と等しくしやすくなる。従って、硬磁性体３が発生する磁束の内、漏れ磁束を抑制しやすくなる。その結果、ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。

ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。より詳細には、硬磁性体３が発生する磁束に対するパーミアンス値が最大となるＺ＋方向の位置は、１つあればよい。そこで、接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、１つのみ存在する。従って、ロータ部材１によれば、軟磁性体を有効に活用することができる。その結果、ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。

ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。より詳細には、硬磁性体３が発生する磁束に対するパーミアンス値のＺ＋方向の位置に対する分布は、連続である。そこで、接触面ＣＳは、曲面であり、かつ、平面を含まない。従って、ロータ部材１によれば、硬磁性体３が発生する磁束に対するパーミアンス値のＺ＋方向の位置に対する変化に合わせて、軟磁性体２の形状を連続的に変化させることにより、軟磁性体を有効に活用することができる。その結果、ロータ部材１によれば、より少ない軟磁性体により、所望の磁気特性を得やすくなる。

本発明の第１の実施形態に係るロータ部材１の製造方法によれば、ロータ部材１を製造することができる。より詳細には、仮硬磁性体形成工程において、等方性磁石粉及び第１結合材粉が混合された硬磁性粉３１を圧縮成形し、仮硬磁性体３２を形成する。仮硬磁性体形成工程の後の充填工程において、鉄粉及び第２結合材粉が混合された軟磁性粉２１、及び、仮硬磁性体３２がＺ軸を中心とする径方向に並び、かつ、互いに接触するように、型ＤＩに充填する。充填工程の後のロータ部材形成工程において、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２をＺ＋方向から圧縮成形し、ロータ部材１を形成する。ここで、ロータ部材形成工程において、仮硬磁性体３２を加圧する圧力は、軟磁性粉２１を加圧する圧力よりも大きい。これにより、本成形体が形成される。その結果、本発明の第１の実施形態に係るロータ部材１の製造方法によれば、ロータ部材１を製造することができる。

本発明の第１の実施形態に係るロータ部材１の製造方法によれば、ロータ部材１を製造しやすくなる。より詳細には、軟磁性体２の形成に必要な圧力は、硬磁性体３の形成に必要な圧力よりも小さい。そこで、Ｚ＋方向から軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれを加圧するとき、軟磁性粉２１及び仮硬磁性体３２のそれぞれを加圧する圧力を軟磁性体２の形成に必要な圧力よりも大きく、硬磁性体３の形成に必要な圧力よりも小さくする期間を設ける。これにより、軟磁性体２を形成しつつ、硬磁性体３を、向心方向ＤＩＲＣに入り込ませることができる。従って、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳを向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有するようにすることができる。その結果、本発明の第１の実施形態に係るロータ部材１の製造方法によれば、ロータ部材１を製造しやすくなる。

［第１の変形例］
以下に、本発明の第１の変形例に係るロータ部材１ａについて、図を参照しながら説明する。図１４は、ロータ１０ａのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第１の変形例に係るロータ部材１ａについては、第１の実施形態に係るロータ部材１と異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ａは、図１４に示すように、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳが向心方向ＤＩＲＣに突出するように屈曲する形状を有している点において、ロータ部材１と異なる。

以上のようなロータ部材１ａにおいても、ロータ部材１と同じ効果を奏する。また、ロータ部材１ａによれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。より詳細には、ロータ部材１における軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、向心方向ＤＩＲＣに突出するように屈曲する形状を有している。従って、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳの面積を大きくすることができる。その結果、ロータ部材１ａによれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。

［第２の変形例］
以下に、本発明の第２の変形例に係るロータ部材１ｂについて、図を参照しながら説明する。図１５は、ロータ１０ｂのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第２の変形例に係るロータ部材１ｂについては、第１の変形例に係るロータ部材１ａと異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ｂは、図１５に示すように、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が中間面ＩＳのＺ＋方向の位置のみでない点において、ロータ部材１ａと異なる。また、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、平面を含む。

以上のようなロータ部材１ｂにおいても、ロータ部材１ａと同じ効果を奏する。

［第３の変形例］
以下に、本発明の第３の変形例に係るロータ部材１ｃについて、図を参照しながら説明する。図１６は、ロータ１０ｃのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第３の変形例に係るロータ部材１ｃについては、第１の実施形態に係るロータ部材１と異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ｃは、図１６に示すように、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と異なる点において、ロータ部材１と異なる。

本変形例では、図１６に示すように、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置よりもＺ＋方向である。

以上のようなロータ部材１ｃにおいても、ロータ部材１と同じ効果を奏する。また、ロータ部材１ｃによれば、所望の磁気特性を得やすくなる。より詳細には、接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と異なる。従って、磁性体コア１４が非対称な形状を有する場合においても、軟磁性体２が構成する磁気回路を柔軟に設計することができる。その結果、ロータ部材１ｃによれば、所望の磁気特性を得やすくなる。

［第４の変形例］
以下に、本発明の第４の変形例に係るロータ部材１ｄについて、図を参照しながら説明する。図１７は、ロータ１０ｄのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第４の変形例に係るロータ部材１ｄについては、第１の実施形態に係るロータ部材１と異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ｄは、図１７に示すように、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が２つ存在する点において、ロータ部材１と異なる。

具体的には、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、図１７に示すように、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置よりもＺ＋方向及びＺ－方向のそれぞれに存在する。

以上のようなロータ部材１ｄにおいても、ロータ部材１と同じ効果を奏する。また、ロータ部材１ｄによれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。より詳細には、接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小となるＺ＋方向の位置は、複数存在する。従って、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳの面積を大きくすることができる。その結果、ロータ部材１ｄによれば、軟磁性体２と硬磁性体３との固定強度をより向上することができる。

［第５の変形例］
以下に、本発明の第５の変形例に係るロータ部材１ｅについて、図を参照しながら説明する。図１８は、ロータ１０ｅのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第５の変形例に係るロータ部材１ｅについては、第１の実施形態に係るロータ部材１と異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ｅは、図１８に示すように、軟磁性体２の第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置が硬磁性体３の第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と異なる点、及び、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置が硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と異なる点において、ロータ部材１と異なる。

また、本変形例では、第１端面ＥＦ１は、図１８に示すように、第３端面ＥＦ３よりもＺ－方向に位置している。従って、幅Ｗ３は、存在しない。第１端面ＥＦ１と第３端面ＥＦ３との間のＺ＋方向の距離Ｈ１３は、０よりも大きい。また、第１端面ＥＦ１と第３端面ＥＦ３との間のＺ＋方向の距離Ｈ１３は、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下である。

より詳細には、本変形例では、第２端面ＥＦ２は、図１８に示すように、第４端面ＥＦ４よりもＺ＋方向に位置している。従って、幅Ｗ４は、存在しない。第２端面ＥＦ２と第４端面ＥＦ４との間のＺ＋方向の距離Ｈ２４は、０よりも大きい。また、第２端面ＥＦ２と第４端面ＥＦ４との間のＺ＋方向の距離Ｈ２４は、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下である。

以上のようなロータ部材１ｅにおいても、ロータ部材１と同じ効果を奏する。また、ロータ部材１ｅによれば、硬磁性体３に裂け又は割れが発生することを抑制することができる。より詳細には、型ＤＩが撓んでいる場合、第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置は、第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と異なる。また、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置は、第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と異なる。第１端面ＥＦ１と第３端面ＥＦ３との間のＺ＋方向の距離Ｈ１３が大きい、又は、第２端面ＥＦ２と第４端面ＥＦ４との間のＺ＋方向の距離Ｈ２４が大きいと、硬磁性体３に裂け又は割れが発生しやすくなる。そこで、ロータ部材１ｅによれば、第１端面ＥＦ１と第３端面ＥＦ３との間のＺ＋方向の距離Ｈ１３は、０以上であり、かつ、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下である。また、第２端面ＥＦ２と第４端面ＥＦ４との間のＺ＋方向の距離Ｈ２４は、０以上であり、かつ、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下である。これらにより、ロータ部材１ｅによれば、硬磁性体３に裂け又は割れが発生することを抑制することができる。

［第２の実施形態］
以下に、本発明の第２の実施形態に係るロータ部材１ｆについて、図を参照しながら説明する。図１９は、ロータ１０ｆのＡ－Ａにおける断面図である。なお、第２の実施形態に係るロータ部材１ｆについては、第１の実施形態に係るロータ部材１と異なる部分のみ説明し、後は省略する。

ロータ部材１ｆは、アウターロータ型回転電気機械に用いられる点において、ロータ部材１と異なる。より詳細には、Ｚ＋方向に視た軟磁性体２の第２端面ＥＦ２の内縁は、Ｚ－方向に視た軟磁性体２の第１端面ＥＦ１の内縁を囲む。アウターロータ型回転電気機械において、ステータアッシー１１（図示せず）は、Ｚ－方向に視て、シャフト４の周囲、かつ、シャフト４と硬磁性体３との間に配置される。

硬磁性体３は、Ｚ－方向に視て、硬磁性体３の外縁が軟磁性体２の内縁の一部と一致するように配置される。すなわち、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の外周面ＯＳ３は、図１９に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の内周面ＩＳ２の一部に接触する。これにより、硬磁性体３は、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の内周面ＩＳ２に接触する。また、硬磁性体３は、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２に接触しない。

軟磁性体２の第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置は、図１９に示すように、硬磁性体３の第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と異なる。より詳細には、第１端面ＥＦ１は、第３端面ＥＦ３よりもＺ＋方向に位置する。また、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置は、硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と異なる。より詳細には、第２端面ＥＦ２は、第４端面ＥＦ４よりもＺ－方向に位置する。

Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の外周面ＯＳ３の全体は、図１９に示すように、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の内周面ＩＳ２の一部に面接触している。そこで、本実施形態では、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の外周面ＯＳ３を軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳと定義する。

軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、図１９に示すように、硬磁性体３が軟磁性体２の内周面ＩＳ２に接触する場合には動径方向ＤＩＲＲに突出する形状を有している。ここで、動径方向ＤＩＲＲは、Ｚ軸を中心とする径方向である。そして、本実施形態では、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、動径方向ＤＩＲＲに突出するように湾曲する形状を有している。

第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置における軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗ１は、図１９に示すように、存在しない。また、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置における軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗ２は、存在しない。

以上のようなロータ部材１ｆにおいても、ロータ部材１と同じ効果を奏する。

［その他の実施形態］
本発明に係るロータ部材は、ロータ部材１，１ａ～１ｆに限らず、その要旨の範囲において変更可能である。また、ロータ部材１，１ａ～１ｆの構造を任意に組み合わせてもよい。

なお、回転電気機械は、電気によりロータが回転する構造、又は、ロータが回転することにより電気が発生する構造を有していればよい。この場合、回転電気機械は、ロータ部材１，１ａ～１ｆの少なくともいずれかを備えていればよく、ブラシを備えていてもよい。

なお、シャフト４は、円柱状でなくてもよい。シャフト４は、Ｚ＋方向に延びる形状を有していればよい。従って、シャフト４は、例えば、中心軸線がＺ軸である角柱状又は中心軸線がＺ軸である楕円柱状等であってもよい。

なお、軟磁性体２の中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致していなくてもよい。

なお、軟磁性体２は、円筒状でなくてもよい。軟磁性体２は、筒状であればよい。従って、軟磁性体２は、例えば、角筒状又は楕円筒状等であってもよい。

なお、硬磁性体３の中心軸線は、シャフト４の中心軸線と一致していなくてもよい。

なお、硬磁性体３は、円筒状でなくてもよい。硬磁性体３は、筒状であればよい。従って、硬磁性体３は、例えば、角筒状又は楕円筒状等であってもよい。

なお、硬磁性粉３１の材料の一つである磁石は、ネオジム磁石に限られない。硬磁性粉３１の材料である磁石は、サマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石又はサマリウム鉄窒素磁石等の希土類磁石であってもよい。また、硬磁性粉３１の材料である磁石は、希土類磁石に限られない。硬磁性粉３１の材料である磁石は、フェライト磁石等であってもよい。

なお、ロータ部材１ｅにおいて、第１端面ＥＦ１は、第３端面ＥＦ３よりもＺ＋方向に位置していてもよい。この場合においても、第１端面ＥＦ１と第３端面ＥＦ３との間のＺ＋方向の距離Ｈ１３が、０以上であり、かつ、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下であれば、ロータ部材１ｅと同じ効果を奏する。また、ロータ部材１ｅにおいて、第２端面ＥＦ２は、第４端面ＥＦ４よりもＺ－方向に位置していてもよい。この場合においても、第２端面ＥＦ２と第４端面ＥＦ４との間のＺ＋方向の距離Ｈ２４が、０以上であり、かつ、ロータ部材１ｅのＺ＋方向の長さＨ１ｅの５％以下であれば、ロータ部材１ｅと同じ効果を奏する。

なお、ロータ部材１，１ａ～１ｄにおいて、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２の全体は、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の内周面ＩＳ３の全体に面接触していなくてもよい。すなわち、Ｚ軸を中心とする径方向についての軟磁性体２の外周面ＯＳ２の一部が、Ｚ軸を中心とする径方向についての硬磁性体３の内周面ＩＳ３の一部に接触していればよい。

なお、第１端面ＥＦ１、第２端面ＥＦ２、第３端面ＥＦ３及び第４端面ＥＦ４のそれぞれは、曲面であってもよい。

なお、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、平面であってもよい。

なお、幅Ｗ１、幅Ｗ２、幅Ｗ３及び幅Ｗ４のそれぞれは、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗの最大である最大幅ＷＭＡＸと等しくなくてもよい。

なお、ロータ部材１の製造方法は、第１の実施形態において示したロータ部材１の製造方法に限られない。ロータ部材１は、例えば、あらかじめ、内周面が向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有する仮硬磁性体３２ａと、外周面が向心方向ＤＩＲＣに陥没する形状を有する仮軟磁性体２２ａと、を形成し、仮硬磁性体３２ａと仮軟磁性体２２ａとを一体成形することにより、本成形体を形成し、ロータ部材１を製造してもよい。あるいは、ロータ部材１の製造方法は、例えば、あらかじめ、内周面が向心方向ＤＩＲＣに突出する形状を有する仮硬磁性体３２ａを形成し、仮硬磁性体３２ａと軟磁性粉２１とを一体成形することにより、本成形体を形成し、ロータ部材１を製造してもよい。

なお、ブラシレスモータ１００は、片軸型に限られない。ブラシレスモータ１００は、例えば、両軸型であってもよい。

なお、第１筐体１３ａ及び第２筐体１３ｂのそれぞれの材料は、剛性が高い材料であればよい。

なお、複数のティース部１４ｂ、複数のコイル１５及び複数の絶縁性部材１６の数は、それぞれ９つに限らない。複数のコイル１５のそれぞれ及び複数の絶縁性部材１６のそれぞれは、複数のティース部１４ｂのそれぞれに対応して設けられていればよい。

なお、磁性体コア１４は、電磁鋼板を積層することにより、作製されることに限らない。磁性体コア１４は、軟磁性体であればよい。

なお、ロータ部材１ｃにおいて、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置よりもＺ－方向であってもよい。

なお、ロータ部材１ｄにおいて、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、２つに限らず、複数存在していればよい。

なお、ロータ部材１ｄにおいて、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置は、中間面ＩＳのＺ＋方向の位置よりもＺ＋方向のみ又はＺ－方向のみに存在していてもよい。

なお、ロータ部材１ｆにおいて、軟磁性体２の第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置は、硬磁性体３の第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置と等しくてもよい。また、軟磁性体２の第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置は、硬磁性体３の第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置と等しくてもよい。

なお、ロータ部材１ｆにおいて、第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置における軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗ１は、存在してもよい。また、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置における軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗ２は、存在してもよい。これらの場合においても、上記幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が、第１端面ＥＦ１のＺ＋方向の位置、第２端面ＥＦ２のＺ＋方向の位置、第３端面ＥＦ３のＺ＋方向の位置及び第４端面ＥＦ４のＺ＋方向の位置のいずれとも異なる位置であればよい。

なお、ロータ部材１ｆにおいて、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、動径方向ＤＩＲＲに突出するように屈曲する形状を有していてもよい。

なお、ロータ部材１ｆにおいて、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が中間面ＩＳのＺ＋方向の位置と異なっていてもよい。

なお、ロータ部材１ｄにおいて、軟磁性体２の内の接触面ＣＳを構成する部分のＺ軸を中心とする径方向についての幅Ｗが最小の最小幅ＷＭＩＮとなるＺ＋方向の位置が、複数存在していてもよい。

なお、軟磁性体２と硬磁性体３との接触面ＣＳは、軟磁性体２と硬磁性体３とが接触する面であればよい。

本発明は、以下の構成を有する。

（１）
回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
軟磁性粉から形成された筒状の成形体であり、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
硬磁性粉から形成された筒状の成形体であり、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
を備え、
前記軟磁性体と前記硬磁性体との接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記径方向の反対方向に突出する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記径方向に突出する形状を有し、
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記第１端面の前記第１方向の位置、前記第２端面の前記第１方向の位置、前記第３端面の前記第１方向の位置、及び、前記第４端面の前記第１方向の位置と異なる、
ロータ部材。

（２）
前記接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記径方向の反対方向に突出する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記径方向に突出するように湾曲する形状を有する、
（１）に記載のロータ部材。

（３）
前記接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記径方向の反対方向に突出する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記径方向に突出するように屈曲する形状を有する、
（１）又は（２）に記載のロータ部材。

（４）
前記第１端面と前記第３端面との間の前記第１方向の距離は、０以上であり、かつ、前記ロータ部材の前記第１方向の長さの５％以下であり、
前記第２端面と前記第４端面との間の前記第１方向の距離は、０以上であり、かつ、前記ロータ部材の前記第１方向の長さの５％以下である、
（１）乃至（３）のいずれかに記載のロータ部材。

（５）
前記第３端面との前記第１方向の距離が前記第４端面との前記第１方向の距離と等しい面を中間面と定義し、
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記中間面の前記第１方向の位置と等しい、
（１）乃至（４）のいずれかに記載のロータ部材。

（６）
前記第３端面との前記第１方向の距離が前記第４端面との前記第１方向の距離と等しい面を中間面と定義し、
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記中間面の前記第１方向の位置と異なる、
（１）乃至（４）のいずれかに記載のロータ部材。

（７）
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、１つのみ存在する、
（１）乃至（６）のいずれかに記載のロータ部材。

（８）
前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、複数存在する、
（１）乃至（６）のいずれかに記載のロータ部材。

（９）
前記接触面は、曲面であり、かつ、平面を含まない、
（１）乃至（８）のいずれかに記載のロータ部材。

（１０）
前記軟磁性体の前記筒状は、円筒状であり、
前記硬磁性体の前記筒状は、円筒状である、
（１）乃至（９）のいずれかに記載のロータ部材。

（１１）
前記硬磁性体は、前記軟磁性体の前記外周面に接触し、かつ、前記軟磁性体の前記内周面に接触しない、
（１）乃至（１０）のいずれかに記載のロータ部材。

（１２）
前記軟磁性粉の材料は、鉄及び樹脂を含み、
前記硬磁性粉の材料は、磁石及び樹脂を含む、
（１）乃至（１１）のいずれかに記載のロータ部材。

（１３）
前記磁石は、希土類磁石である、
（１２）に記載のロータ部材。

（１４）
（１）乃至（１３）のいずれかに記載のロータ部材と、
前記第１方向に延びる形状を有するシャフトと、を備え、
前記径方向についての前記シャフトの外周面は、前記軟磁性体の前記内周面に接触する、
ロータ。

（１５）
（１）乃至（１４）のいずれかに記載のロータ部材を備える、
回転電気機械。

（１６）
（１）乃至（１４）のいずれかに記載のロータ部材を備える、
ブラシレスモータ。

（１７）
回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
筒状を有し、かつ、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
筒状を有し、かつ、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
を備える、
ロータ部材の製造方法であって、
等方性磁石粉及び第１結合材粉が混合された硬磁性粉を圧縮成形し、仮硬磁性体を形成する仮硬磁性体形成工程と、
前記仮硬磁性体形成工程の後に、鉄粉及び第２結合材粉が混合された軟磁性粉、及び、前記仮硬磁性体が前記径方向に並び、かつ、互いに接触するように、型に充填する充填工程と、
前記充填工程の後に、前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体を前記第１方向から圧縮成形し、ロータ部材を形成するロータ部材形成工程と、
を備え、
前記ロータ部材形成工程において、前記仮硬磁性体を加圧する圧力は、前記軟磁性粉を加圧する圧力よりも大きい、
ロータ部材の製造方法。

（１８）
前記ロータ部材形成工程において、前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体のそれぞれを加圧する圧力を前記軟磁性体の形成に必要な圧力よりも大きく、かつ、前記硬磁性体の形成に必要な圧力よりも小さくする期間が設けられている、
（１７）に記載のロータ部材の製造方法。

（１９）
前記等方性磁石粉は、希土類磁石粉であり、
前記第１結合材粉は、樹脂であり、
前記第２結合材粉は、樹脂である、
（１７）又は（１８）に記載のロータ部材の製造方法。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，６：ロータ部材
２：軟磁性体
３：硬磁性体
４：シャフト
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，２０：ロータ
１１：ステータアッシー
１２：軸受
１２ａ：第１軸受
１２ｂ：第２軸受
１３：筐体
１３ａ：第１筐体
１３ｂ：第２筐体
１４：磁性体コア
１４ａ：コアバック部
１４ｂ：ティース部
１５：コイル
１６：絶縁性部材
２１：軟磁性粉
２２ａ：仮軟磁性体
３１：硬磁性粉
３２，３２ａ：仮硬磁性体
１００：ブラシレスモータ
Ａ１：領域
ＣＳ：接触面
Ｄ１，Ｄ２，ＤＣ，ＷＣ：距離
ＤＩ：型
ＤＩＲＣ：向心方向
ＤＩＲＲ：動径方向
Ｅ１：第１端
Ｅ２：第２端
ＥＦ１：第１端面
ＥＦ２：第２端面
ＥＦ３：第３端面
ＥＦ４：第４端面
ＩＤＩ：インナーダイス
ＩＳ：中間面
ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＳ３，ＩＳＩＰ，ＩＳＯＤＩ，ＩＳＯＰ：内周面
ＯＤＩ：アウターダイス
ＯＰ：アウターパンチ
ＯＰ１：開口
ＯＳ２，ＯＳ３，ＯＳ４，ＯＳＩＤＩ，ＯＳＩＰ，ＯＳＯＰ：外周面
Ｐ：パンチ
ＰＯ１：第１位置
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４：ステップ
ＷＭＡＸ：最大幅
ＷＭＩＮ：最小幅

Claims (19)

1. 回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
   軟磁性粉から形成された筒状の成形体であり、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
   硬磁性粉から形成された筒状の成形体であり、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
   を備え、
   前記軟磁性体と前記硬磁性体との接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向の反対方向に突出する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向に突出する形状を有し、
   前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記第１端面の前記第１方向の位置、前記第２端面の前記第１方向の位置、前記第３端面の前記第１方向の位置、及び、前記第４端面の前記第１方向の位置と異なる、
   ロータ部材。
2. 前記接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向の反対方向に突出するように湾曲する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向に突出するように湾曲する形状を有する、
   請求項１に記載のロータ部材。
3. 前記接触面は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記外周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向の反対方向に突出するように屈曲する形状を有し、又は、前記硬磁性体が前記軟磁性体の前記内周面に接触する場合には前記中心軸線を中心とする全周に亘って前記径方向に突出するように屈曲する形状を有する、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
4. 前記第１端面と前記第３端面との間の前記第１方向の距離は、０以上であり、かつ、前記ロータ部材の前記第１方向の長さの５％以下であり、
   前記第２端面と前記第４端面との間の前記第１方向の距離は、０以上であり、かつ、前記ロータ部材の前記第１方向の長さの５％以下である、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
5. 前記第３端面との前記第１方向の距離が前記第４端面との前記第１方向の距離と等しい面を中間面と定義し、
   前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記中間面の前記第１方向の位置と等しい、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
6. 前記第３端面との前記第１方向の距離が前記第４端面との前記第１方向の距離と等しい面を中間面と定義し、
   前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、前記中間面の前記第１方向の位置と異なる、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
7. 前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、１つのみ存在する、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
8. 前記軟磁性体の内の前記接触面を構成する部分の前記径方向についての幅が最小となる前記第１方向の位置は、複数存在する、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
9. 前記接触面は、曲面であり、かつ、平面を含まない、
   請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
10. 前記軟磁性体の前記筒状は、円筒状であり、
    前記硬磁性体の前記筒状は、円筒状である、
    請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
11. 前記硬磁性体は、前記軟磁性体の前記外周面に接触し、かつ、前記軟磁性体の前記内周面に接触しない、
    請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
12. 前記軟磁性粉の材料は、鉄及び樹脂を含み、
    前記硬磁性粉の材料は、磁石及び樹脂を含む、
    請求項１又は請求項２に記載のロータ部材。
13. 前記磁石は、希土類磁石である、
    請求項１２に記載のロータ部材。
14. 請求項１又は請求項２に記載のロータ部材と、
    前記第１方向に延びる形状を有するシャフトと、を備え、
    前記径方向についての前記シャフトの外周面は、前記軟磁性体の前記内周面に接触する、
    ロータ。
15. 請求項１又は請求項２に記載のロータ部材を備える、
    回転電気機械。
16. 請求項１又は請求項２に記載のロータ部材を備える、
    ブラシレスモータ。
17. 回転電気機械に用いられるロータ部材であって、
    筒状を有し、かつ、その中心軸線に沿う第１方向を向いた第１端面と前記第１方向の反対方向である第２方向を向いた第２端面とを有する軟磁性体と、
    筒状を有し、かつ、前記第１方向を向いた第３端面と前記第２方向を向いた第４端面とを有し、前記中心軸線を中心とする径方向についての前記軟磁性体の外周面又は内周面に接触する硬磁性体と、
    を備える、
    ロータ部材の製造方法であって、
    等方性磁石粉及び第１結合材粉が混合された硬磁性粉を圧縮成形し、仮硬磁性体を形成する仮硬磁性体形成工程と、
    前記仮硬磁性体形成工程の後に、鉄粉及び第２結合材粉が混合された軟磁性粉、及び、前記仮硬磁性体が前記径方向に並び、かつ、互いに接触するように、型に充填する充填工程と、
    前記充填工程の後に、前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体を前記第１方向から圧縮成形し、ロータ部材を形成するロータ部材形成工程と、
    を備え、
    前記ロータ部材形成工程において、前記仮硬磁性体を加圧する圧力は、前記軟磁性粉を加圧する圧力よりも大きい、
    ロータ部材の製造方法。
18. 前記ロータ部材形成工程において、前記軟磁性粉及び前記仮硬磁性体のそれぞれを加圧する圧力を前記軟磁性体の形成に必要な圧力よりも大きく、かつ、前記硬磁性体の形成に必要な圧力よりも小さくする期間が設けられている、
    請求項１７に記載のロータ部材の製造方法。
19. 前記等方性磁石粉は、希土類磁石粉であり、
    前記第１結合材粉は、樹脂であり、
    前記第２結合材粉は、樹脂である、
    請求項１７又は請求項１８に記載のロータ部材の製造方法。

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