WO2017014015A1 - ロータ、回転電機、ロータ製造方法、及びロータ製造装置 - Google Patents

ロータ、回転電機、ロータ製造方法、及びロータ製造装置 Download PDF

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淳弥 岡部
黒川　芳輝
広之 三好
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Definitions

  • the present invention relates to a rotor, a rotating electrical machine, a rotor manufacturing method, and a rotor manufacturing apparatus.
  • JP 1999-299149 A discloses a rotor used for a rotating electrical machine.
  • the rotor includes a yoke having a magnet attached to the outer periphery thereof and a cover covering the outer circumferential surface of the magnet.
  • the magnet is provided with a notch at its circumferential end, and the cover is provided with a recess at its opening edge. Movement of the cover in the axial direction and the circumferential direction is restricted by the recess of the cover being locked in the notch between the adjacent magnets.
  • An object of the present invention is to facilitate rotation prevention of a rotor cover.
  • a rotor core unit comprising: a rotor core unit having a rotor core fixed integrally to a rotating shaft and a plurality of permanent magnets mounted along the circumferential direction of the rotor core; There is a first holding portion in contact with the outer peripheral edge at one end face of the direction and a second holding portion in contact with at least one of the other end face of the permanent magnet and the rotor core to axially hold the rotor core unit together with the first holding portion And a single cylindrical rotor cover covering the outer periphery of the rotor core.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine provided with a rotor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, which is a plane including the rotation axis of the shaft.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing a rotor in which the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine provided with a rotor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, which is a plane including the rotation axis of the shaft.
  • FIG. 4 is a
  • FIG. 5 is a view showing a modification of the rotor in which the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6 is a view on arrow C in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a rotor in which the axial length of the rotor core is shorter than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 10 is a block diagram of a rotor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a part in cross section.
  • FIG. 10 is a block diagram of a rotor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a part in cross section.
  • FIG. 11 is a perspective view showing an outer collet in a method of manufacturing a rotor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows the process of housing the rotor core in the rotor cover.
  • FIG. 13 is a perspective view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the rotor core is accommodated in the rotor cover.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a rotor, and shows a rotor core and a rotor cover accommodated in a regulating member.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows the process of housing the rotor core in the rotor cover.
  • FIG. 13 is a perspective view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the rotor core is accommodated in the rotor cover.
  • FIG. 15 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the outer collet and the inner collet are arranged.
  • FIG. 16 is a plan view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the outer collet and the inner collet are arranged.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the first pressing process is completed.
  • FIG. 18 is a plan view for illustrating the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the first pressing step is completed.
  • FIG. 19 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the outer collet and the inner collet are removed from the state in which the first pressing step is completed.
  • FIG. 20 is a plan view for explaining a second pressing step in the manufacturing process of the rotor.
  • FIG. 21 is a plan view for illustrating the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the second pressing process is completed.
  • FIG. 22 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the outer collet is removed from the state in which the second pressing step is completed.
  • FIG. 20 is a plan view for explaining a second pressing step in the manufacturing process of the rotor.
  • FIG. 21 is a plan view for illustrating the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the second pressing process is completed.
  • FIG. 22 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the outer
  • FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state before performing the first pressing step when the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the first pressing step is completed when the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a cross section different from FIG. 24 for explaining the manufacturing process of the rotor, and the first pressing step is completed when the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet Indicates the status.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state before performing the first pressing step when the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the rotor, and shows a state in which the second pressing step is completed when the axial length of the rotor core is longer than the axial length of the permanent magnet.
  • FIG. 27 is a view showing a modified example of the present invention, and is a cross-sectional view showing a state before forming the upper surface portion of the rotor cover.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a rotary electric machine 100 provided with a rotor 2 according to the present embodiment, cut in a direction perpendicular to the rotation axis.
  • the rotary electric machine 100 functions as at least one of a motor and a generator. As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 100 has a shaft 1 as a rotatable rotation shaft, a rotor 2 integrally fixed to the shaft 1, and a predetermined gap from the rotor 2 on the outer peripheral side of the rotor 2. And a stator 3 disposed.
  • the rotor 2 includes a rotor core unit 4 and a rotor cover 22 that accommodates the rotor core unit 4.
  • the rotor core unit 4 has a rotor core 20 fixed to the outer periphery of the shaft 1 and rotating with the shaft 1 and a plurality of permanent magnets 21 attached to the outer peripheral surface of the rotor core 20 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rotor core unit 4 has six permanent magnets 21 aligned in the circumferential direction.
  • the rotor core unit 4 is not limited to this, and may have seven or more permanent magnets 21 aligned in the circumferential direction, or may have any of two to five permanent magnets 21.
  • the rotor core 20 has a central portion 20A provided inside the plurality of permanent magnets 21 and a plurality of projecting portions 20B formed to project radially outward from the central portion 20A.
  • the shaft 1 is fixed to the rotor core 20 through the central portion 20A.
  • the protrusions 20B are provided at equal intervals in the circumferential direction, and are disposed between the adjacent permanent magnets 21 respectively.
  • the permanent magnet 21 is disposed between the adjacent protrusions 20B of the rotor core 20 and fixed to the central portion 20A.
  • the stator 3 includes an annular stator core 31 disposed to surround the rotor 2 with the rotor 2 via a predetermined gap, and a winding 32 wound on the stator core 31.
  • the stator core 31 includes an annular yoke portion 33, a plurality of teeth 34 protruding radially inward from the yoke portion 33 and disposed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the adjacent teeth 34, the inside of the yoke portion 33 And a slot 35 defined on the circumferential side.
  • the windings 32 are wound around the teeth 34 of the stator core 31, and coils are formed on the teeth 34.
  • the end of the winding 32 is connected to an electrode (not shown) provided on the stator 3.
  • the stator core 31 is magnetized, and the rotor 2 rotates about the shaft 1 by the action of the permanent magnet 21 of the rotor core unit 4.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rotor 2 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the shaft 1 and the rotor 2 along the line AA in FIG.
  • the rotor cover 22 is formed in a bottomed cylindrical shape made of nonmagnetic stainless steel accommodating the rotor core unit 4 having the rotor core 20 and the permanent magnet 21 attached to the rotor core 20. As shown in FIG. 3, the rotor cover 22 is bent from the cylindrical portion 23 provided on the cylindrical cylindrical portion 23 covering the outer periphery of the rotor core 20 and on one axial side (left side in FIG. 3) of the cylindrical portion 23. It has the upper surface part 24 as a 1st clamping part formed, and the bottom part 26 as a 2nd clamping part provided in the axial direction other side (right side in FIG. 3) of the cylindrical part 23. As shown in FIG. The rotor cover 22 is formed by processing a single member, and the cylindrical portion 23, the top portion 24, and the bottom portion 26 are integrally formed.
  • the upper surface portion 24 is formed in an annular shape having a surface perpendicular to the axial direction and having a hole 24A larger in diameter than the shaft 1 at the center.
  • the upper surface portion 24 is formed between one end portion of the cylindrical portion 23 and has an upper surface corner 25 at the outer peripheral end that abuts on the outer peripheral edge 21A at one end surface of the permanent magnet 21 in the axial direction.
  • the bottom portion 26 is formed in an annular shape having a surface perpendicular to the axial direction and having a hole 26A having a diameter larger than that of the shaft 1 at the center, as shown in FIG.
  • the bottom portion 26 faces the other end surface of the permanent magnet 21 and abuts on the other end portion of at least one of the rotor core 20 and the permanent magnet 21 in the rotor core unit 4.
  • the bottom portion 26 has a bottom corner portion 27 formed between the bottom portion 26 and the other end of the cylindrical portion 23 at the outer peripheral end. The specific configuration of the bottom 26 will be described in detail later.
  • the upper surface portion 24 is formed by pressing an end portion on one axial side (left side in FIG. 3) of the cylindrical portion 23 radially inward.
  • the upper surface corner 25 is formed to abut on the outer peripheral edge 21A of one end surface of the permanent magnet 21.
  • the rotor core unit 4 includes an upper surface corner 25 of the upper surface 24 contacting the outer peripheral edge 21A of one end surface of the permanent magnet 21 and a bottom 26 contacting the other end of at least one of the rotor core 20 and the permanent magnet 21. It is clamped in the axial direction with a predetermined force. Thereby, the frictional force between the rotor cover 22 and the rotor core unit 4 becomes large, and the circumferential relative rotation between the rotor cover 22 and the rotor core unit 4 is restricted by the frictional force.
  • the upper surface corner 25 may be in contact with a part of the entire circumference of the outer peripheral edge 21A at one end surface of the permanent magnet 21 in the axial direction. Further, in order to prevent the upper surface portion 24 from rotating the rotor cover 22 more securely, it is desirable to contact the end face on one side in the axial direction of the rotor core 20 and the permanent magnet 21 to increase the frictional force. It is sufficient that the portion 25 abuts on the outer peripheral edge 21A. That is, a portion other than the upper surface corner portion 25 in the upper surface portion 24 may be formed with a gap between itself and the rotor core unit 4.
  • the holes 24A of the upper surface portion 24 and the holes 26A of the bottom portion 26 are smaller in diameter than the outer diameter of the central portion 20A of the rotor core 20.
  • the top surface 24 and the bottom 26 extend to cover both axial end surfaces of the permanent magnet 21.
  • a rotor cover 22 is formed with an upper surface portion 24 having an upper surface corner portion 25 to be in contact, and a bottom portion 26 to be in contact with at least one of the other end surface of the permanent magnet 21 and the rotor core 20. Therefore, in the rotor 2, relative rotation between the rotor core unit 4 and the rotor cover 22 in the circumferential direction can be restricted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA in FIG. 1 when the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21.
  • the rotor core 20 in the case where the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, the rotor core 20 has a projecting portion 20C that protrudes in the axial direction more than the other end face of the permanent magnet 21.
  • the projecting portion 20C is configured by a part of the central portion 20A and a part of the projecting portion 20B which project in the axial direction more than the other end face of the permanent magnet 21.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 has a core contact portion 120 that contacts the bottom surface of the rotor core 20 (the end surface of the protrusion 20C), and a connection portion 121 that connects the core contact portion 120 and the bottom corner portion 27. .
  • connection portion 121 may be in contact with the outer peripheral surface of the rotor core 20 and the other axial end surface of the permanent magnet 21 as shown in FIG. 4, or may be separated as shown in FIG. In any case, the upper surface corner 25 abuts on the outer peripheral edge 21A at one axial end face of the permanent magnet 21 and the bottom 26 abuts on at least the projecting portion 20C of the rotor core 20 so that the rotor core unit 4 is axially Since it is held, rotation of the rotor cover 22 can be prevented. As shown in FIG.
  • connection portion 121 abuts on the outer peripheral surface of the rotor core 20 and the other axial end surface of the permanent magnet 21, and the bottom corner portion 27 corresponds to the outer peripheral edge 21 B of the other end surface of the permanent magnet 21.
  • the friction force is increased, and the rotation of the rotor cover 22 can be prevented more reliably.
  • FIG. 6 is a view on arrow C in FIG. 3 and is a plan view showing the bottom portion 26 of the rotor cover 22.
  • the recess 122 covering a part of the projection 20B constituting the projection 20C of the rotor core 20 is the rotor It is provided on the bottom 26 of the cover 22.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • the boundary between the protrusion 20B and the central portion 20A in the rotor core 20 is schematically represented by a broken line.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG.
  • the recess 122 is formed such that the inside in the axial direction (the inside of the rotor cover 22) is recessed along the outer peripheral edge at the end of the protrusion 20 ⁇ / b> C.
  • a part of the protrusion 20B constituting the protrusion 20C is engaged with the recess 122, and the relative rotation between the rotor core 20 and the rotor cover 22 in the circumferential direction (the left and right direction in FIG. 8) is restricted.
  • the recess 122 is formed in the bottom 26 of the rotor cover 22. Not formed.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 abuts on the other end face of the permanent magnet 21.
  • the bottom corner 27 contacts the outer peripheral edge 21 B of the other end of the permanent magnet 21, and the rotor core unit 4 together with the top corner 25. Hold it.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 is formed as an annular flat surface abutting on both the permanent magnet 21 and the rotor core 20. Ru. In this case, the bottom portion 26 abuts on both the permanent magnet 21 and the rotor core 20 and the bottom corner 27 abuts on the outer peripheral edge 21 B at the other end face of the permanent magnet 21. Hold the
  • FIG. 10 is a block diagram showing the rotor manufacturing apparatus 10, and shows a state before forming the upper surface portion 24 of the rotor cover 22. As shown in FIG.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 is a hydraulic press that forms the upper surface portion 24 of the rotor cover 22 by the slide portion 12 driven in a substantially vertical direction by hydraulic pressure pressing the mold portion 40. is there.
  • the rotor manufacturing device 10 may be another hydraulic pressing device or a mechanical pressing device.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 may be a press device driven by air pressure.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 includes a bolster 11 provided substantially horizontally, a slide portion 12 vertically moved along the substantially vertical direction with respect to the bolster 11, and a position of the rotor cover 22 mounted on the bolster 11 by movement of the slide portion 12. And a mold portion 40 forming the upper surface portion 24.
  • the slide portion 12 is driven along a substantially vertical direction (vertical direction in FIG. 10) with respect to the bolster 11 by a drive mechanism (not shown) for transmitting hydraulic pressure as a power source.
  • the slide portion 12 is formed in an annular shape with a curved slide tapered surface 13A whose diameter increases as it goes downward and is formed in an annular shape, and has a slide contact portion 13 that abuts on the mold portion 40.
  • the slide portion 12 is moved downward by the drive mechanism, and the mold portion 40 is pressed through the slide contact portion 13, whereby the upper surface portion 24 of the rotor cover 22 is formed.
  • the mold portion 40 forms the upper surface portion 24 by pressing the axial direction end portion of the rotor cover 22 radially inward toward the outer mold 41 as a restricting member mounted on the bolster 11 and accommodating the rotor cover 22.
  • a lower die 44 mounted on the bolster 11 and on which the rotor cover 22 is mounted.
  • the outer mold 41 is a cylindrical member whose inner diameter is set to be substantially equal to the outer diameter of the cylindrical portion 23 of the rotor cover 22, and the cylindrical portion 23 of the rotor cover 22 bulges radially outward when the rotor cover 22 described later is pushed. Regulate the release.
  • the first outer collet 42 is used in the first pressing step of the rotor manufacturing method described later, and the second outer collet 52 is used in the second pressing step described later.
  • the first outer collet 42 and the second outer collet 52 differ only in radial thickness. For this reason, in FIG.10 and FIG.11, only the 1st outer side collet 42 is shown in figure, and the 2nd outer side collet 52 is shown with the code
  • the first and second outer collets 42 and 52 are circumferentially divided and annularly arranged and placed on the outer mold 41. As shown in FIG. 11, the outer peripheries of the first and second outer collets 42 and 52 are formed as curved outer tapered surfaces 42A and 52A inclined from the central axis such that the outer diameter increases toward the lower part. .
  • the first and second outer collets 42 and 52 are formed in a truncated cone shape in a state where the adjacent first and second outer collets 42 and 52 are in contact with each other.
  • the downward movement of the slide portion 12 causes the slide contact portion 13 to press the outer tapered surfaces 42A and 52A of the first and second outer collets 42 and 52 downward toward the rotor core 20 in FIG.
  • the first and second outer collets 42 and 52 move radially inward at the top of the outer die 41.
  • the first and second outer collets 42 and 52 press the axial end of the rotor cover 22 radially inward.
  • the outer circumferential surfaces of the plurality of first and second outer collets 42 and 52 may not be curved surfaces, but may be formed as flat pressing taper planes.
  • the inner collet 43 is circumferentially divided and annularly arranged, and is provided on the upper portion of the rotor core 20 housed in the rotor cover 22 (see FIG. 15).
  • the inner collet 43 holds the rotor cover 22 with the first outer collet 42 by pressing the inner periphery of the axial end of the rotor cover 22 radially outward.
  • the lower die 44 is formed to have an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the outer die 41, and is accommodated inside the outer die 41.
  • the lower die 44 has a disk-like base 45 and an annular abutment 46 projecting axially from the base 45 toward the rotor cover 22 and abutting on the bottom 26 of the rotor cover 22.
  • the contact portion 46 supports the other end surface of the permanent magnet 21 via the bottom portion 26 of the rotor cover 22. As shown in FIG. 10, the contact portion 46 has an inner diameter larger than the outer diameter of the protrusion 20B of the rotor core 20, and opposes the other end surface of the permanent magnet 21 with the bottom portion 26 interposed therebetween. An inner space facing the rotor core 20 is provided inside the contact portion 46 with the bottom portion 26 of the rotor cover 22 interposed therebetween.
  • the lower mold 44 when the first and second outer collets 42 and 52 move radially inward to press the axial end of the rotor cover 22, the lower mold 44 receives the permanent magnet 21 via the bottom 26 of the rotor cover 22. Support the other end face. For this reason, the upper surface portion 24 of the rotor cover 22, the permanent magnet 21, and the bottom portion 26 of the rotor cover 22 are axially held by a predetermined force by the first and second outer collets 42 and 52 and the lower mold 44.
  • the lower mold 44 may not have the base 45, and may be formed in a cylindrical shape having only the contact portion 46.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 further includes a pressing assisting member 14 which defines the axial position of the first and second outer collets 42 and 52 with respect to the rotor core 20, as shown in FIG.
  • the pressing assisting member 14 is provided so as to be vertically movable with respect to the bolster 11, and abuts on the upper surfaces of the first and second outer collets 42 and 52 so that the axes of the first and second outer collet 42 or 52 with respect to the rotor core 20 Define the position of the direction.
  • the pressing assisting member 14 is capable of moving up and down relative to the bolster 11 independently of the slide portion 12.
  • the pressing assisting member 14 is a disk-like member that contacts all of the upper surfaces of the plurality of first and second outer collets 42 and 52.
  • the first and second outer collets 42, 52 are axially displaced from the rotor core 20 when the rotor cover 22 is pushed radially inward by the pressing assisting member 14 coming into contact with the upper surfaces of the first and second outer collets 42, 52. Lifting away in the direction is prevented.
  • the pressing assisting member 14 is a reaction force from the rotor cover 22 acting on the first and second outer collets 42 and 52 when the first and second outer collets 42 and 52 press the rotor cover 22 radially inward. May be merely supported, or the first outer collet 42 may be actively pushed downward in the axial direction against the reaction force from the rotor cover 22. In any case, the pressing assisting member 14 defines the axial position of the first outer collet 42 with respect to the rotor core 20.
  • the outer tapered surfaces 42A and 52A of the first and second outer collets 42 and 52 are not shown in FIGS. 15, 16, 18, 20 and 21, respectively.
  • the case where the axial direction length of the rotor core 20 and the axial direction length of the permanent magnet 21 are the same is demonstrated to an example first.
  • the plurality of permanent magnets 21 are attached to the outer peripheral surface of the rotor core 20 to form the rotor core unit 4.
  • the permanent magnet 21 is attached between adjacent projections 20B of the rotor core 20 using an adhesive or the like.
  • the permanent magnets 21 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 20.
  • the rotor core unit 4 is inserted from the open end of the rotor cover 22 and accommodated in the rotor cover 22. Since the upper surface portion 24 is not yet formed at this stage, when the rotor core unit 4 is inserted until it abuts on the bottom portion 26 of the rotor cover 22, the open end of the rotor cover 22 is from the upper end of the rotor core 20 as shown in FIG. It will be located above.
  • the rotor cover 22 accommodating the rotor core unit 4 is put into the outer mold 41 from the bottom portion 26 side and mounted on the lower mold 44.
  • the rotor cover 22 may be accommodated inside the outer mold and placed on the lower die 44, and then the rotor core unit 4 may be inserted from the open end of the rotor cover 22 and accommodated inside the rotor cover 22.
  • a pressing step of pressing the opening end of the rotor cover 22 axially protruding from the end of the rotor core 20 radially inward is performed.
  • the rotor cover 22 is formed with an upper surface portion 24 and a bottom portion 26 which sandwich the rotor core unit 4 in the axial direction.
  • the opening end of the rotor cover 22 is pressed radially inward by the pressing member while the bottom portion 26 of the rotor cover 22 is sandwiched between the lower mold 44 and the permanent magnet 21.
  • the open end of the rotor cover 22 is pressed radially inward by the plurality of outer collets as the pressing member and the plurality of inner collets as the holding member.
  • a first outer collet 42 and an inner collet 43 as an outer collet are used.
  • the second outer collet 52 is used as the outer collet.
  • the inner collet 43 is not used in the second pressing step, but the present invention is not limited to this, and an inner collet may be used.
  • first outer collets 42 divided in the circumferential direction are arranged annularly at the top of the outer mold 41.
  • the first outer collet 42 is arranged to abut on the outer peripheral surface of the opening end of the rotor cover 22 with a predetermined gap in the circumferential direction.
  • the first outer collet 42 is disposed such that a circumferential gap faces the gap between the permanent magnets 21 with the rotor cover 22 interposed therebetween (see FIG. 16).
  • a plurality of inner collets 43 divided in the circumferential direction are arranged annularly on the inner peripheral side of the rotor cover 22 above the rotor core 20.
  • Each inner collet 43 is arranged to abut on the inner peripheral surface of the open end of the rotor cover 22 with a predetermined gap in the circumferential direction.
  • the inner collet 43 is disposed such that the circumferential gap is circumferentially offset from the gap between the first outer collet 42.
  • the first outer collet 42 is pressed radially inward.
  • the radially inward pressing force acting on the first outer collet 42 is set to be greater than the radially outward pressing force acting on the inner collet 43.
  • the radially inward pushed portion of the rotor cover 22 may only be pulled radially inward by the first outer collet 42 and the inner collet 43, or may be stretched like a drawing process. Whether to draw or stretch is adjusted by the relationship between the pressing force of the first outer collet 42 and the inner collet 43. In other words, even if the pressing force of the first outer collet 42 and the inner collet 43 is applied to the rotor cover 22 as a crease pressing force, the open end of the rotor cover 22 is bent so as not to change the plate thickness radially inward. Alternatively, the thickness of the rotor cover 22 may be actively reduced by the pressing force of the first outer collet 42 and the inner collet 43. The portions of the rotor cover 22 that are pushed radially inward during pulling or stretching may or may not be wrinkled.
  • the first outer collet 42 also presses axially downward.
  • the downward pressing in the axial direction by the first outer collet 42 is performed by the application of an external force by the weight of the first outer collet 42 or the pressing assisting member 14.
  • the first outer collet 42 presses the rotor cover 22 radially inward and axially downward, as shown in FIG. 17, the upper surface 24 of the rotor cover 22, the permanent magnet 21, and the bottom 26 of the rotor cover 22 It is clamped by the outer collet 42 and the lower mold 44. That is, in the first pressing step, the gap between the first outer collet 42 and the inner collet 43 is reduced at the open end of the rotor cover 22 while the bottom 26 of the rotor cover 22 is sandwiched between the lower mold 44 and the permanent magnet 21. Push radially inward (see FIG. 18). Thus, the open end of the rotor cover 22 is pressed radially inward from the cylindrical portion 23.
  • the rotor cover 22 has a part of the upper surface 24, a boss 28 having an outer diameter smaller than that of the cylindrical part 23, and one axial end face of the permanent magnet 21.
  • An upper surface corner 25 is formed in contact with the outer peripheral edge 21A.
  • the rotor core unit 4 is held by the upper surface corner 25 and the bottom 26.
  • the second outer collet 52 is disposed on the outer peripheral side of the boss portion 28 which is the opening end of the rotor cover 22.
  • the second outer collet 52 is disposed such that the circumferential gap is offset from the gap between the permanent magnets 21 in the circumferential direction.
  • the second outer collet 52 is pressed radially inward. Also in this case, as in the first pressing step, the portion pushed inward in the radial direction of the rotor cover 22 may only be pulled inward in the radial direction by the second outer collet 52, or the drawing process It may be stretched as follows.
  • the second outer collet 52 In addition to pressing the rotor cover 22 radially inward, the second outer collet 52 also presses axially downward. Thereby, the spring back when the upper surface part 24 is completed can be reduced. Similarly to the first pressing step, the downward pressing in the axial direction by the second outer collet 52 is performed by the application of an external force by the weight of the second outer collet 52 or the pressing assisting member 14.
  • the bosses 28 of the rotor cover 22 are pushed radially inward so that the respective gaps of the second outer collet 52 disappear, as shown in FIG.
  • the bosses 28 of the rotor cover 22 are further pushed radially inward as shown in FIG. 22, and the upper surface 24 is formed on the rotor cover 22.
  • the rotor core unit 4 is axially held by the whole of the upper surface 24 including the upper surface corner 25 and the bottom 26.
  • the pressing process in the case where the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21 will be described.
  • the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, in addition to the upper surface portion 24 having the upper surface corner 25, the core contact portion 120 and the core contact that contact the bottom surface of the rotor core 20
  • the inner side in the axial direction is recessed along the shape of the bottom portion 26 having the connection portion 121 connecting the portion 120 and the bottom corner portion 27 and the one end portion in the axial direction of the projecting portion 20C of the rotor core 20 and covers one end portion of the rotor core 20
  • the recess 122 is formed in the pressing step.
  • FIGS. 23 to 26 are diagrams showing a pressing process in the case where the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21.
  • FIG. FIG. 23 is a view before the upper surface portion 24 is formed by the pressing process, and illustrates a cross section (corresponding to the cross section AA in FIG. 1) including only the central portion 20A of the rotor core 20.
  • 24 and 25 are views showing a first pressing step.
  • FIG. 24 shows a cross section (corresponding to the AA cross section of FIG. 1) including only the central part 20A of the rotor core 20, and
  • FIG. 25 shows a cross section including the central part 20A of the rotor core 20 and the projection 20B (B- of FIG. (Corresponding to the B cross section).
  • FIG. 24 shows a cross section (corresponding to the AA cross section of FIG. 1) including only the central part 20A of the rotor core 20
  • FIG. 25 shows a cross section including the central part 20A of the rotor core 20
  • FIG. 26 is a view showing a second pressing step, and illustrates a cross section (corresponding to a cross section taken along line AA in FIG. 1) including only the central portion 20A of the rotor core 20.
  • FIG. 23, FIG. 24, and FIG. 26, the protrusion 20B of the rotor core 20 is schematically shown by a broken line.
  • FIG. 25 the central portion 20A of the rotor core 20 and the permanent magnet 21 are schematically shown by broken lines.
  • FIG. 1 When the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, when the rotor core 20 to which the permanent magnet 21 is attached is accommodated in the rotor cover 22 before the upper surface portion 24 is formed, FIG. An axial gap 60 is formed between the permanent magnet 21 and the bottom 26 of the rotor cover 22 as shown in FIG.
  • the first outer collet 42 presses the rotor cover 22 axially downward and radially inward as shown by the broken line arrow in FIG. 24, thereby forming a cylinder as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the portion 23 is pulled upward, and a part of the bottom portion 26 in the rotor cover 22 that abuts on the contact portion 46 of the lower mold 44 is sandwiched and deformed by the permanent magnet 21 and the contact portion 46.
  • a part of the outer peripheral side of the bottom portion 26 of the rotor cover 22 in contact with the contact portion 46 is deformed to eliminate the axial gap 60 between the permanent magnet 21 and the bottom surface of the permanent magnet 21. Abut on.
  • the upper surface 24, the bottom 26 and the permanent magnet 21 of the rotor cover 22 are held by the first outer collet 42 and the lower die 44.
  • the contact portion 46 of the lower die 44 can easily deform a part of the outer peripheral side of the bottom portion 26 of the rotor cover 22, the processing force for deforming the rotor cover 22 can be suppressed.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 on the center side deforms along one axial end portion of the protrusion 20B of the rotor core 20, that is, along the outer peripheral edge of the protrusion 20C.
  • the core contact portion 120 contacting the rotor core 20, the recess 122 along the outer peripheral edge of the protrusion 20C, and the connection portion 121 connecting the core contact portion 120 and the bottom corner 27 are formed.
  • the bosses 28 formed in the first pressing step are further pressed radially inward, and the upper surface portion 24 is formed.
  • the upper surface corner 25 that contacts the outer peripheral edge 21 A at one axial end surface of the permanent magnet 21 in the pressing step.
  • the upper surface portion 24 including the core contact portion 120, the connection portion 121, and the concave portion 122 are further formed.
  • the permanent magnet 21 is attached as in the case where the axial lengths of the rotor core 20 and the permanent magnet 21 are the same.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 contacts the permanent magnet 21. That is, since the axial gap 60 is not formed between the bottom 26 of the rotor cover 22 and the permanent magnet 21, the rotor cover 22 is not deformed in the first pressing step without causing the bottom 26 and the bottom 26 of the rotor cover 22 to deform.
  • the upper surface 24, the bottom 26, and the permanent magnet 21 are securely held by the first outer collet and the lower die 44. Thereby, the first holding portion and the second holding portion for holding the rotor core unit 4 in the axial direction, that is, the upper surface portion 24 including the upper surface corner portion 25 and the bottom portion 26 are reliably formed.
  • the outer peripheral edge of the permanent magnet 21 in the axial direction one end face of the rotor cover 22 regardless of the magnitude relationship between the axial lengths of the rotor core 20 and the permanent magnet 21.
  • the rotor core unit 4 is axially oriented by the top surface portion 24 and the bottom portion 26. It can be held securely. Therefore, regardless of the magnitude relation between the axial lengths of the rotor core 20 and the permanent magnets 21, the rotation of the rotor cover 22 can be prevented.
  • an extra material portion 29 separated from the outer peripheral edge portion 21B of the permanent magnet 21 is on the bottom portion 26 of the rotor cover 22. It may be provided. Since the rotor cover 22 before the pressing step has the remaining material portion 29, when forming the upper surface portion 24 in the pressing step, the radial length of the upper surface portion 24 of the rotor cover 22 is suppressed while suppressing a reduction in thickness. To ensure that the permanent magnet 21 is covered.
  • the rotor cover is formed so that the axial gap 60 is eliminated by the contact portion 46 of the lower die 44 even in the case where the surplus material portion 29 is provided.
  • a rotor cover 22 as shown in FIG. 24 can be formed. Therefore, even in the case where the surplus material portion 29 is provided, the rotor core unit 4 can be axially held by the upper surface portion 24 and the bottom portion 26 to prevent the rotor cover 22 from rotating.
  • the rotor core unit 4 when the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, the rotor core unit 4 is accommodated in the rotor cover 22 so that the projecting portion 20C faces the bottom portion 26 Explained. Instead of this, the rotor core unit 4 is placed on the rotor cover 22 so that the protrusion 20C is positioned upward before the formation of the upper surface 24, that is, opposed to the opening end of the rotor cover 22 before the formation of the upper surface 24. You may store it. Even in this case, by pressing the end of the rotor cover 22 radially inward in the first pressing step, the upper surface corner 25 in contact with the outer peripheral edge 21A at one axial end face of the permanent magnet 21 is assured Is formed.
  • the rotor core is formed by the upper surface 24 having the upper surface corner 25 in contact with the outer peripheral edge 21 A at one axial end face of the permanent magnet 21 and the bottom 26 in contact with at least one of the rotor core 20 and the other end face of the permanent magnet 21. Since the unit 4 is held in the axial direction, the circumferential relative rotation between the rotor core unit 4 and the rotor cover 22 is restricted by the frictional force between them. Therefore, the rotation of the rotor cover 22 can be easily prevented.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 in the rotor 2 is provided with a recess 122 which is formed along the shape of one end of the protrusion 20B constituting the protrusion 20C and covers the one end.
  • a part of the protrusion 20B constituting the protrusion 20C of the rotor core 20 is accommodated in the recess 122 of the rotor cover 22, whereby the protrusion 20B is engaged with the recess 122 and the circumferential direction between the rotor core 20 and the rotor cover 22 Relative rotation is restricted.
  • the upper surface corner 25 that contacts the outer peripheral edge 21A at one axial end face of the permanent magnet 21 is formed on the rotor cover 22 in contact with at least one of the upper surface 24 and the rotor core 20 and the other end surface of the permanent magnet 21 to hold the rotor core unit 4 in the axial direction together with the upper surface 24. Therefore, according to the rotor manufacturing method according to the present embodiment, the rotor 2 having the rotor cover 22 locked by the same manufacturing method regardless of the magnitude relation between the axial length of the rotor core 20 and the permanent magnet 21 is obtained. It can be manufactured.
  • the first and second outer collets 42 and 52 press the opening end of the rotor cover 22 radially inward while pressing the rotor collet 20 axially toward the rotor core 20.
  • the permanent magnet 21 and the rotor cover 22 can be reliably held by the first and second outer collets 42 and 52 and the lower die 44. Therefore, the upper surface portion 24 and the bottom portion 26 which sandwich the rotor core unit 4 in the axial direction can be formed more reliably, and the rotation of the rotor cover 22 can be prevented more reliably.
  • the rotor core 20 when the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, the rotor core 20 in addition to the upper surface 24 and the bottom 26 sandwiching the rotor core unit 4.
  • the recessed part 122 which the inner side of an axial direction is depressed is further formed along the outer peripheral edge part in the axial direction one end part of the projection part 20B which comprises the projection part 20C.
  • the protruding portion 20B of the rotor core 20 is engaged with the recessed portion 122, and the circumferential relative between the rotor core 20 and the rotor cover 22 is obtained. Rotation is regulated. Therefore, when the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, the rotation of the rotor cover 22 can be prevented more reliably.
  • the lower die 44 has an annular contact portion 46 that supports one axial end surface of the permanent magnet 21 via the bottom portion 26 of the rotor cover 22. Therefore, even when the axial length of the rotor core 20 is longer than the axial length of the permanent magnet 21, the bottom portion 26 of the rotor core 20 can be reliably held by the permanent magnet 21 and the lower die 44. Therefore, the concave portion 122 can be reliably formed in the bottom portion 26, and the rotation of the rotor cover 22 can be reliably prevented.
  • the rotor 2 has a rotor core unit 4 having a rotor core 20 fixed to the shaft 1 integrally rotatably and a plurality of permanent magnets 21 mounted along the circumferential direction of the rotor core 20, and one axial end face of the permanent magnet 21
  • the outer periphery of the rotor core 20 has an upper surface 24 in contact with the outer peripheral edge 21A, and a bottom 26 in contact with at least one of the other end surface of the permanent magnet 21 and the rotor core 20 and axially holding the rotor core unit 4 together with the upper surface 24.
  • a single cylindrical rotor cover 22 covering the
  • the rotor 2 has a projecting portion 20C in which the rotor core 20 projects in the axial direction more than the other end surface of the permanent magnet 21, and a projecting portion is formed on the bottom portion 26 of the rotor cover 22 facing the other end surface of the permanent magnet 21.
  • a recess 122 is provided to abut the outer peripheral edge of 20C.
  • the rotor core 20 projects from the central portion 20 A provided inside the plurality of permanent magnets 21 radially outward from the central portion 20 A and a plurality of projections provided respectively between the adjacent permanent magnets 21. 20B, and the recess 122 abuts on the outer peripheral edge of the protrusion 20B.
  • the protrusion 20B constituting the protrusion 20C of the rotor core 20 is accommodated in the recess 122 of the rotor cover 22. Therefore, the protrusion 20B constituting the protrusion 20C is engaged with the recess 122 and the rotor core unit 4 The relative rotation between the rotor and the rotor cover 22 in the circumferential direction is restricted. Therefore, rotation prevention of the rotor cover 22 can be performed more reliably.
  • the rotary electric machine 100 includes a rotor 2 having these configurations.
  • the rotor manufacturing method according to the embodiment of the present invention includes a rotor core unit 4 having a rotor core 20 fixed to the shaft 1 integrally rotatably and a plurality of permanent magnets 21 attached along the circumferential direction of the rotor core 20.
  • a rotor manufacturing method for manufacturing a rotor 2 comprising the steps of: mounting a cylindrical rotor cover 22 having a bottom 26 on a lower mold 44; storing the rotor core unit 4 inside the rotor cover 22; The outer collet (first outer collet 42, second outer collet 52) of the open end of the rotor cover 22 axially projecting from the end of the rotor core 20 while the bottom 26 of the rotor 22 is sandwiched by the lower mold 44 and the permanent magnet 21 By pressing radially inwards to abut the outer peripheral edge 21A at one end face of the permanent magnet 21 in the axial direction.
  • a bottom 26 to which the other end face of the section 24 and the permanent magnet 21 and in contact with at least one of the rotor core 20 to sandwich the rotor core unit 4 together with the upper surface portion 24 in the axial direction comprises a pressing step of forming the rotor cover 22, the.
  • the open end of the rotor cover 22 is pressed radially inward by the outer collet (first outer collet 42, second outer collet 52) while the bottom portion 26 of the rotor cover 22 is sandwiched between the lower mold 44 and the permanent magnet 21. Do. Thereby, the upper surface portion 24 and the bottom portion 26 which sandwich the rotor core unit 4 in the axial direction are formed on the rotor cover 22.
  • the pressing step of forming the upper surface portion 24 and the bottom portion 26 axially presses the outer collet (first outer collet 42, second outer collet 52) toward the rotor core 20. While pressing the open end of the rotor cover 22 radially inward, the permanent magnet 21 and the rotor cover 22 are axially sandwiched by the outer collet (first outer collet 42, second outer collet 52) and the lower die 44. Form the top 24 and the bottom 26 by pressing.
  • the rotor core unit 4 can be easily held by the rotor cover 22 by pressing the outer collet (the first outer collet 42 and the second outer collet 52) in the axial direction, and the upper surface portion 24 and bottom 26 can be easily formed.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 manufactures a rotor 2 including a rotor core unit 4 having a rotor core 20 fixed to the shaft 1 so as to be integrally rotatable and a plurality of permanent magnets 21 mounted along the circumferential direction of the rotor core 20.
  • An outer collet (a first outer collet 42, a second outer collet 52) for pressing the open end of the rotor cover 22 axially projecting from an end of the rotor core 20 radially inward, and a rotor core
  • An outer collet (a first outer collet 42, a second outer ring 42, a lower mold 44 having a bottomed cylindrical rotor cover 22 accommodating the unit 4 mounted thereon and sandwiching a bottom portion 26 of the rotor cover 22 with the permanent magnet 21;
  • An upper surface portion 2 which is in contact with the outer peripheral edge portion 21A at one end face in the axial direction of the permanent magnet 21 by the two outer collets 52) and the lower die 44.
  • the upper surface portion 24 abuts on at least one of the other end face and the rotor core 20 of the permanent magnet 21 and a bottom 26 that sandwich the rotor core unit 4 in the axial direction is formed in the rotor cover 22.
  • first outer collet 42, second outer collet 52 pressing the open end of the rotor cover 22 and a lower mold 44 sandwiching the bottom portion 26 of the rotor cover 22 with the permanent magnet 21;
  • the rotor cover 22 is formed with an upper surface portion 24 and a bottom portion 26 which sandwich the rotor core unit 4 in the axial direction.
  • the lower die 44 is in contact with the bottom portion 26 of the rotor cover 22 to be mounted, and an annular contact for supporting one axial end surface of the permanent magnet 21 via the bottom portion 26 of the rotor cover 22. It has a part 46.
  • the bottom portion 26 of the rotor cover 22 can be reliably held between the lower die 44 and the permanent magnet 21. Therefore, the top surface 24 and the bottom 26 can be easily formed, and the rotation of the rotor cover 22 can be prevented more reliably.
  • the upper surface portion 24 of the rotor cover 22 extends radially inward until it covers the permanent magnet 21.
  • the upper surface portion 24 may extend so that a part of the permanent magnet 21 is exposed.
  • the outer die 41 is disposed on the entire outer periphery of the cylindrical portion 23 in forming the upper surface portion 24 of the rotor cover 22.
  • the outer die 41 may be disposed in part or not. Good.
  • the upper surface portion 24 is gradually formed twice in the first pressing step and the second pressing step.
  • the upper end portion 24 may be formed by pressing the open end of the rotor cover 22 radially inward three or more times.
  • the bottom corner 27 is formed on the rotor cover 22 in the first pressing step.
  • the bottom corner portion 27 may be gradually formed by a plurality of pressing steps, such as forming the first pressing step and the second pressing step twice.
  • the upper surface part 24 is formed using the 1st outer side collet 42 and the inner side collet 43 in a 1st press process.
  • the upper surface portion 24 may be formed using only the first outer collet 42 without using the inner collet 43 as in the second pressing step.
  • the rotor cover 22 has been described as being made of nonmagnetic stainless steel in the above embodiment, it may be made of other nonmagnetic metals such as aluminum.
  • the rotor manufacturing apparatus 10 may include an inner auxiliary member (not shown) that defines the axial position of the inner collet 43 with respect to the rotor core 20. Thereby, the floating of the inner collet 43 away from the rotor core 20 in the axial direction is prevented, and the rotor cover 22 can be held by the first outer collet 42 and the inner collet 43 with a stable holding force.

Landscapes

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Abstract

ロータ２は、シャフト１に一体回転可能に固定されるロータコア２０とロータコア２０の周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石２１とを有するロータコアユニット４と、永久磁石２１の軸方向の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面部２４と永久磁石２１及びロータコア２０の少なくとも一方に当接して上面部２４と共にロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６とを有しロータコア２０の外周を覆う単一の円筒状のロータカバー２２と、を備える。

Description

ロータ、回転電機、ロータ製造方法、及びロータ製造装置
　本発明は、ロータ、回転電機、ロータ製造方法、及びロータ製造装置に関する。
　ＪＰ１９９９－２９９１４９Ａには、回転電機に用いられるロータが開示されている。このロータは、マグネットが外周に取り付けられたヨークと、マグネットの外周面を覆うカバーと、を備える。マグネットには周方向端部に切り欠きが設けられ、カバーにはその開口縁部に凹部が設けられる。カバーの凹部が隣接するマグネット間の切り欠きに係止されることで、カバーの軸方向及び周方向の移動が規制される。
　上記従来の技術では、ヨークに対するカバーの周方向の固定、すなわちカバーの回り止めを行うため、カバーをマグネットの外周に被せる前にマグネット及びカバーに加工を施す必要がある。このため、製造工程が複雑化する。
　本発明は、ロータカバーの回り止めを容易に行うことを目的とする。
　本発明のある態様によれば、ロータであって、回転軸に一体回転可能に固定されるロータコアとロータコアの周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石とを有するロータコアユニットと、永久磁石の軸方向の一端面における外周縁部に当接する第一挟持部と永久磁石の他端面及びロータコアの少なくとも一方に当接して第一挟持部と共にロータコアユニットを軸方向に挟持する第二挟持部とを有しロータコアの外周を覆う単一の円筒状のロータカバーと、を備える。
図１は、本発明の実施形態に係るロータを備える回転電機を示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るロータを示す斜視図である。 図３は、ロータをシャフトの回転軸を含む平面である図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図４は、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長いロータを示す図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図５は、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長いロータの変形例を示す図であり、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図６は、図３におけるＣ矢視図である。 図７は、図６におけるＤ－Ｄ線に沿った断面図である。 図８は、図６におけるＥ－Ｅ線に沿った断面図である。 図９は、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも短いロータを示す断面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るロータ製造装置の構成図であり、一部を断面で示す。 図１１は、本発明の実施形態に係るロータ製造方法における外側コレットを示す斜視図である。 図１２は、ロータの製造工程を説明するための斜視図であり、ロータコアをロータカバーに収容する工程を示す。 図１３は、ロータの製造工程を説明するための斜視図であり、ロータコアがロータカバーに収容された状態を示す。 図１４は、ロータの製造工程を説明するため断面図であり、規制部材に収容されたロータコア及びロータカバーを示す。 図１５は、ロータの製造工程を説明するための斜視図であり、外側コレット及び内側コレットが配置された状態を示す。 図１６は、ロータの製造工程を説明するための平面図であり、外側コレット及び内側コレットが配置された状態を示す。 図１７は、ロータの製造工程を説明するための断面図であり、第一押圧工程が完了した状態を示す。 図１８は、ロータの製造工程を説明するための平面図であり、第一押圧工程が完了した状態を示す。 図１９は、ロータの製造工程を説明するための斜視図であり、第一押圧工程が完了した状態から外側コレット及び内側コレットを取り外した状態を示す。 図２０は、ロータの製造工程における第二押圧工程を説明するための平面図である。 図２１は、ロータの製造工程を説明するための平面図であり、第二押圧工程が完了した状態を示す。 図２２は、ロータの製造工程を説明するための斜視図であり、第二押圧工程が完了した状態から外側コレットを取り外した状態を示す。 図２３は、ロータの製造工程を説明するための断面図であり、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長い場合において、第一押圧工程を行う前の状態を示す。 図２４は、ロータの製造工程を説明するための断面図であり、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長い場合において、第一押圧工程が完了した状態を示す。 図２５は、ロータの製造工程を説明する図２４とは異なる断面を示す断面図であり、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長い場合において、第一押圧工程が完了した状態を示す。 図２６は、ロータの製造工程を説明するための断面図であり、ロータコアの軸方向長さが永久磁石の軸方向長さよりも長い場合において、第二押圧工程が完了した状態を示す。 図２７は、本発明の変形例を示す図であり、ロータカバーの上面部を形成する前の状態を示す断面図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態に係るロータ２を備える回転電機１００を回転軸に垂直な方向に切断した断面を示す断面図である。
　回転電機１００は、モータ及び発電機の少なくとも一方として機能する。回転電機１００は、図１に示すように、回転可能な回転軸としてのシャフト１と、シャフト１に一体的に固定されるロータ２と、ロータ２の外周側にロータ２と所定の空隙を介して配設されるステータ３と、を備える。
　ロータ２は、ロータコアユニット４と、ロータコアユニット４を収容するロータカバー２２と、を備える。
　ロータコアユニット４は、シャフト１の外周に固定されてシャフト１とともに回転するロータコア２０と、ロータコア２０の外周面に周方向に亘って等間隔で取り付けられる複数の永久磁石２１と、を有する。
　ロータコアユニット４は、周方向に並ぶ６個の永久磁石２１を有する。ロータコアユニット４は、これに限らず、周方向に並ぶ７個以上の永久磁石２１を有していてもよいし、２から５個のいずれかの永久磁石２１を有していてもよい。
　ロータコア２０は、複数の永久磁石２１の内側に設けられる中心部２０Ａと、中心部２０Ａから径方向外側に突出して形成される複数の突起部２０Ｂと、を有する。シャフト１は、中心部２０Ａを挿通してロータコア２０に固定される。突起部２０Ｂは、周方向に等間隔で複数設けられ、それぞれ隣り合う永久磁石２１の間に配置される。言い換えれば、永久磁石２１は、ロータコア２０の隣り合う突起部２０Ｂの間に配置され、中心部２０Ａに固定される。
　ステータ３は、ロータ２と所定の空隙を介してロータ２を取り囲むように配設される円環状のステータコア３１と、ステータコア３１に巻装される巻線３２と、を備える。
　ステータコア３１は、環状のヨーク部３３と、ヨーク部３３から径方向内側に向けて突設され周方向に所定の間隔で配置される複数のティース３４と、隣接するティース３４によってヨーク部３３の内周側に画成されるスロット３５と、を有する。
　巻線３２は、ステータコア３１のティース３４に巻回され、各ティース３４にはコイルが形成される。巻線３２の端末は、ステータ３に設けられる電極（図示せず）に接続される。電極を介してコイルに電力が供給されるとステータコア３１が磁化し、ロータコアユニット４の永久磁石２１との作用によってロータ２がシャフト１を軸として回転する。
　図２は、本実施形態におけるロータ２を示す斜視図である。図３は、図１におけるＡ－Ａ線に沿ったシャフト１及びロータ２の断面図である。
　ロータカバー２２は、ロータコア２０及びロータコア２０に取り付けられる永久磁石２１を有するロータコアユニット４を収容する非磁性のステンレス鋼から成る有底筒状に形成される。ロータカバー２２は、図３に示すように、ロータコア２０の外周を覆う円筒状の円筒部２３と、円筒部２３の軸方向一方側（図３中左側）に設けられ円筒部２３から折り曲げられて形成される第一挟持部としての上面部２４と、円筒部２３の軸方向他方側（図３中右側）に設けられる第二挟持部としての底部２６と、を有する。ロータカバー２２は、単一の部材を加工することによって形成されるものであり、円筒部２３、上面部２４、及び底部２６は一体的に形成される。
　上面部２４は、軸方向に垂直な面を有すると共に中央にシャフト１より大径の孔２４Ａを有する円環状に形成される。上面部２４は、円筒部２３の一端部との間に形成され、永久磁石２１の軸方向の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を外周端部に有する。
　底部２６は、図３に示すように、軸方向に垂直な面を有するとともに中央にシャフト１より大径の孔２６Ａを有する円環状に形成される。底部２６は、永久磁石２１の他端面に対向し、ロータコアユニット４におけるロータコア２０及び永久磁石２１の少なくとも一方の他端部に当接する。底部２６は、円筒部２３の他端部との間に形成される底部角部２７を外周端部に有する。底部２６の具体的な構成は、後に詳しく説明する。
　上面部２４は、円筒部２３の軸方向一方側（図３中左側）の端部を径方向内側に押圧して形成される。これにより、上面角部２５が永久磁石２１の一端面における外周縁部２１Ａに当接するように形成される。ロータコアユニット４は、永久磁石２１の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面部２４の上面角部２５と、ロータコア２０及び永久磁石２１の少なくとも一方の他端部に当接する底部２６とによって、所定の力で軸方向に挟持される。これにより、ロータカバー２２とロータコアユニット４との間の摩擦力が大きくなり、摩擦力によってロータカバー２２とロータコアユニット４との周方向の相対回転が規制される。
　なお、上面角部２５は、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａの全周のうちの一部に当接していればよい。また、上面部２４は、より確実にロータカバー２２を回り止めするためにはロータコア２０及び永久磁石２１の軸方向一方側の端面に当接して摩擦力を増大させることが望ましいが、少なくとも上面角部２５が外周縁部２１Ａに当接していればよい。つまり、上面部２４における上面角部２５以外の部分がロータコアユニット４との間に隙間を持って形成されてもよい。
　上面部２４の孔２４Ａ及び底部２６の孔２６Ａはロータコア２０の中心部２０Ａの外径よりも小径に形成される。上面部２４及び底部２６は、永久磁石２１の軸方向両端面を覆い隠すように延びて形成される。
　次に、上面角部２５、底部２６、及び底部角部２７について詳しく説明する。
　ロータコア２０及び永久磁石２１を同一の軸方向長さで形成しようとしても、それぞれ寸法公差の範囲内で軸方向長さにばらつきが生じ、ロータコア２０と永久磁石２１との軸方向長さが互いに異なることがある。
　これに対し、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合、短い場合、及び互いに同一の場合のいずれの場合であっても、永久磁石２１の外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を有する上面部２４と永久磁石２１の他端面及びロータコア２０の少なくとも一方に当接する底部２６とがロータカバー２２に形成される。このため、ロータ２では、ロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転を規制することができる。言い換えれば、上面部２４と底部２６とによってロータコアユニット４を軸方向に挟持することにより、ロータコア２０と永久磁石２１の軸方向長さの大小関係に関わらず、ロータカバー２２の回り止めを行うことができる。
　図４は、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合において、図１におけるＡ－Ａ線に沿った断面を示す断面図である。図４に示すように、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、ロータコア２０は、永久磁石２１の他端面よりも軸方向に突出する突出部２０Ｃを有する。突出部２０Ｃは、永久磁石２１の他端面よりも軸方向に突出する中心部２０Ａの一部及び突起部２０Ｂの一部によって構成される。ロータカバー２２の底部２６は、ロータコア２０の底面（突出部２０Ｃの端面）に当接するコア当接部１２０と、コア当接部１２０と底部角部２７とを接続する接続部１２１と、を有する。
　接続部１２１は、図４に示すように、ロータコア２０の外周面と永久磁石２１の軸方向他端面とに当接するものでもよいし、図５に示すように離間するものでもよい。いずれの場合にも、上面角部２５が永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接し、底部２６が少なくともロータコア２０の突出部２０Ｃに当接することによりロータコアユニット４が軸方向に挟持されるため、ロータカバー２２の回り止めを行うことができる。なお、図４に示すように、接続部１２１がロータコア２０の外周面と永久磁石２１の軸方向他端面とに当接する場合及び底部角部２７が永久磁石２１の他端面の外周縁部２１Ｂ当接する場合には、それぞれ摩擦力が増大しロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　図６は、図３におけるＣ矢視図であり、ロータカバー２２の底部２６を示す平面図である。ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、図６に示すように、ロータコア２０の突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの一部を覆う凹部１２２がロータカバー２２の底部２６に設けられる。
　図７は、図６におけるＤ－Ｄ線に沿った断面図である。図７では、ロータコア２０における突起部２０Ｂと中心部２０Ａとの境界を模式的に破線で表す。図８は、図６におけるＥ－Ｅ線に沿った断面図である。
　図７及び図８に示すように、凹部１２２は、突出部２０Ｃの端部における外周縁部に沿って軸方向の内側（ロータカバー２２の内側）が窪んで形成される。これにより、突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの一部が凹部１２２に係止されてロータコア２０とロータカバー２２との周方向（図８中左右方向）の相対回転が規制される。このように、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、上面部２４の上面角部２５と底部２６とによってロータコアユニット４が挟持されることに加え、凹部１２２によって突出部２０Ｃが係止される。したがって、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも短い場合（図９参照）及び互いの長さが同一の場合（図２参照）では、ロータカバー２２の底部２６に凹部１２２は形成されない。図９に示すように、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも短い場合には、ロータカバー２２の底部２６は、永久磁石２１の他端面に当接し、ロータコア２０とは離間する環状の平面として形成される。この場合には、底部２６は、永久磁石２１の端面に当接することに加え底部角部２７が永久磁石２１の他端面における外周縁部２１Ｂに当接して、上面角部２５と共にロータコアユニット４を挟持する。
　図２に示すように、ロータコア２０と永久磁石２１の軸方向長さが同一の場合には、ロータカバー２２の底部２６は、永久磁石２１及びロータコア２０の両方に当接する環状の平面として形成される。この場合には、底部２６は、永久磁石２１及びロータコア２０の両方に当接すると共に底部角部２７が永久磁石２１の他端面における外周縁部２１Ｂに当接して、上面角部２５と共にロータコアユニット４を挟持する。
　次に、主に図１０及び図１１を参照して、ロータ２を製造するロータ製造装置１０について説明する。図１０は、ロータ製造装置１０を示す構成図であり、ロータカバー２２の上面部２４を形成する前の状態を示す図である。
　ロータ製造装置１０は、図１０に示すように、油圧によって略鉛直方向に駆動されるスライド部１２が金型部４０を押圧することにより、ロータカバー２２の上面部２４を形成する油圧プレス装置である。ロータ製造装置１０は、他の液圧プレス装置でもよく、機械プレス装置でもよい。また、ロータ製造装置１０は、空気圧によって駆動されるプレス装置でもよい。
　ロータ製造装置１０は、略水平に設けられるボルスタ１１と、ボルスタ１１に対して略鉛直方向に沿って上下動するスライド部１２と、ボルスタ１１に載置されスライド部１２の移動によってロータカバー２２の上面部２４を形成する金型部４０と、を備える。
　スライド部１２は、動力源としての油圧を伝達する駆動機構（図示省略）により、ボルスタ１１に対して略鉛直方向（図１０中上下方向）に沿って駆動される。スライド部１２は、下方に向かうにつれて径が大きくなる曲面状のスライドテーパ面１３Ａを内側に有して環状に形成されると共に金型部４０に当接するスライド当接部１３を有する。駆動機構によりスライド部１２が下方に移動し、スライド当接部１３を介して金型部４０が押圧されることにより、ロータカバー２２の上面部２４が形成される。
　金型部４０は、ボルスタ１１に載置されロータカバー２２を収容する規制部材としての外型４１と、ロータカバー２２における軸方向端部を径方向内側へ向けて押圧して上面部２４を形成する押圧部材としての複数の外側コレットと、ロータカバー２２の軸方向端部の内周を径方向外側へ向けて押圧して保持する保持部材としての複数の内側コレット４３と、外型４１の内側に収容されてボルスタ１１に載置されると共にロータカバー２２が載置する下型４４と、を備える。
　外型４１は、内径がロータカバー２２の円筒部２３の外径とほぼ等しく設定された円筒状部材であり、後述するロータカバー２２の押し込み時にロータカバー２２の円筒部２３が径方向外側に膨出することを規制する。
　外側コレットとしては、後述するロータ製造方法の第一押圧工程では第一外側コレット４２が用いられ、後述する第二押圧工程では第二外側コレット５２が用いられる。第一外側コレット４２と第二外側コレット５２とは、径方向の厚さのみが異なる。このため、図１０及び図１１では、第一外側コレット４２のみを図示し、第二外側コレット５２は括弧内の符号で示す。
　第一、第二外側コレット４２，５２は、周方向に分割され環状に並べられて外型４１に載置される。図１１に示すように、第一、第二外側コレット４２，５２の外周は、下部に向かうにつれて外径が大きくなるように中心軸から傾斜する曲面状の外側テーパ面４２Ａ，５２Ａとして形成される。各第一、第二外側コレット４２，５２は、隣り合う第一、第二外側コレット４２，５２が互いに当接した状態で円錐台形状になるように形成される。
　スライド部１２の下方への移動により、スライド当接部１３によって第一、第二外側コレット４２，５２の外側テーパ面４２Ａ，５２Ａがロータコア２０へ向かって図１０中下方へ押圧される。これにより、第一，第二外側コレット４２，５２は、外型４１の上部において径方向内側へ向かって移動する。よって、第一、第二外側コレット４２，５２は、ロータカバー２２における軸方向端部を径方向内側へ向けて押圧する。なお、複数の第一、第二外側コレット４２，５２の外周面は、曲面ではなく、それぞれ平面状の押圧テーパ平面として形成されてもよい。
　内側コレット４３は、周方向に分割されて環状に並べられて、ロータカバー２２に収容されたロータコア２０の上部に設けられる（図１５参照）。内側コレット４３は、ロータカバー２２の軸方向端部の内周を径方向外側へ向けて押圧することにより、第一外側コレット４２との間でロータカバー２２を保持する。
　下型４４は、外径が外型４１の内径と略同一に形成され、外型４１の内側に収容される。下型４４は、円盤状の基部４５と、基部４５からロータカバー２２に向かって軸方向に突出すると共にロータカバー２２の底部２６に当接する環状の当接部４６と、を有する。
　当接部４６は、ロータカバー２２の底部２６を介して永久磁石２１の他端面を支持する。当接部４６は、図１０に示すように、ロータコア２０の突起部２０Ｂの外径よりも大きな内径を有し底部２６を挟んで永久磁石２１の他端面に対向する。当接部４６の内側には、ロータカバー２２の底部２６を挟んでロータコア２０に対向する内側空間が設けられる。
　下型４４は、第一、第二外側コレット４２，５２が径方向内側に移動してロータカバー２２の軸方向端部を押圧する際に、ロータカバー２２の底部２６を介して永久磁石２１の他端面を支持する。このため、第一、第二外側コレット４２，５２と下型４４とにより、ロータカバー２２の上面部２４、永久磁石２１、ロータカバー２２の底部２６が所定の力により軸方向に挟持される。なお、下型４４は、基部４５を有していなくてもよく、当接部４６のみを有する筒状に形成されてもよい。
　ロータ製造装置１０は、図１０に示すように、ロータコア２０に対する第一、第二外側コレット４２，５２の軸方向の位置を規定する押圧補助部材１４をさらに備える。
　押圧補助部材１４は、ボルスタ１１に対して上下動可能に設けられ、第一、第二外側コレット４２，５２の上面に当接することによりロータコア２０に対する第一、第二外側コレット４２，５２の軸方向の位置を規定する。押圧補助部材１４は、スライド部１２とは連動せず、独立してボルスタ１１に対して上下動可能である。押圧補助部材１４は、複数の第一、第二外側コレット４２，５２における上面の全てに当接する円盤状部材である。押圧補助部材１４が第一、第二外側コレット４２，５２の上面に当接することにより、ロータカバー２２を径方向内側に押し込む際に、第一、第二外側コレット４２，５２がロータコア２０から軸方向に離れて浮き上がることが防止される。
　押圧補助部材１４は、第一、第二外側コレット４２，５２がロータカバー２２を径方向内側に押圧する際に、第一、第二外側コレット４２，５２に作用するロータカバー２２からの反力を単に支持するのみでもよいし、ロータカバー２２からの反力に抗して第一外側コレット４２を軸方向下方に積極的に押圧してもよい。いずれの場合であっても、押圧補助部材１４は、ロータコア２０に対する第一外側コレット４２の軸方向の位置を規定する。
　次に、ロータ２の製造方法について図１２～図２６を参照しながら説明する。なお、図１５、図１６、図１８、図２０、及び図２１では、第一、第二外側コレット４２，５２における外側テーパ面４２Ａ，５２Ａの図示を省略する。以下では、まず、ロータコア２０の軸方向長さと永久磁石２１の軸方向長さが同一である場合を例に説明する。
　初めに、ロータコア２０の外周面に複数の永久磁石２１を取り付けてロータコアユニット４を形成する。永久磁石２１は、ロータコア２０の隣り合う突起部２０Ｂの間に接着剤などを用いて取り付けられる。これにより、永久磁石２１は、ロータコア２０の周方向に亘って等間隔に配置される。
　続いて、図１２に示すように、ロータカバー２２の開口端から、ロータコアユニット４を入れてロータカバー２２内に収容する。この段階ではまだ上面部２４が形成されていないので、ロータコアユニット４をロータカバー２２の底部２６に当接するまで入れると、図１３に示すように、ロータカバー２２の開口端はロータコア２０の上端より上方に位置することになる。
　続いて、図１４に示すように、ロータコアユニット４が収容されたロータカバー２２を底部２６側から外型４１に入れて下型４４に載置する。なお、先にロータカバー２２を外型の内側に収容して下型４４に載置し、その後ロータコアユニット４をロータカバー２２の開口端から入れてロータカバー２２の内側に収容してもよい。
　続いて、ロータコア２０の端部から軸方向に突出するロータカバー２２の開口端を径方向内側へ向けて押圧する押圧工程を行う。押圧工程では、ロータコアユニット４を軸方向に挟持する上面部２４と底部２６とをロータカバー２２に形成する。
　押圧工程では、ロータカバー２２の底部２６を下型４４と永久磁石２１とによって挟みながら、ロータカバー２２の開口端を押圧部材によって径方向内側へ向けて押圧する。押圧工程は、押圧部材としての複数の外側コレット及び保持部材としての複数の内側コレットによってロータカバー２２の開口端を径方向内側へ向けて押圧する。
　押圧工程は、円筒部２３の開口端を径方向内側へ向けて押圧する第一押圧工程と、第一押圧工程で径方向内側へ押し込まれたロータカバー２２の開口端をさらに径方向内側へ押圧する第二押圧工程と、を含む。第一押圧工程では、外側コレットとしての第一外側コレット４２と内側コレット４３が使用される。また、第二押圧工程では、外側コレットとして第二外側コレット５２が使用される。なお、本実施形態では、第二押圧工程において、内側コレット４３は使用されないが、これに限らず、内側コレットを使用してもよい。
　第一押圧工程では、まず、図１５及び図１６に示すように、外型４１の上部に周方向に分割された複数の第一外側コレット４２を環状に並べて配置する。第一外側コレット４２は、周方向に所定の隙間を有した状態でロータカバー２２の開口端の外周面に当接するように配置される。第一外側コレット４２は、周方向の隙間がロータカバー２２を挟んで永久磁石２１間の隙間と対向するように配置される（図１６参照）。
　さらに、図１５及び図１６に示すように、周方向に分割された複数の内側コレット４３をロータコア２０の上部であってロータカバー２２の内周側に環状に並べて配置する。各内側コレット４３は、周方向に所定の隙間を有した状態でロータカバー２２の開口端の内周面に当接するように配置される。内側コレット４３は、周方向の隙間が第一外側コレット４２間の隙間と周方向にずれて配置される。
　続いて、内側コレット４３を径方向外側に向けて押圧した状態で、第一外側コレット４２を径方向内側に向けて押圧する。このとき、第一外側コレット４２に作用する径方向内側への押圧力は、内側コレット４３に作用する径方向外側への押圧力を上回るように設定される。これにより、第一外側コレット４２が径方向内側へ移動し、ロータカバー２２の開口端は、内側コレット４３によって内周側から保持された状態で第一外側コレット４２によって径方向内側へ向けて押し込まれる。
　ロータカバー２２の径方向内側へ向けて押し込まれる部分は、第一外側コレット４２及び内側コレット４３によって径方向内側へ引っ張られるだけであってもよいし、引き抜き加工のように引き伸ばされてもよい。引っ張りとするか引き伸ばしとするかは、第一外側コレット４２及び内側コレット４３の押圧力の関係によって調整される。言い換えれば、第一外側コレット４２及び内側コレット４３の押圧力がしわ押さえ力としてロータカバー２２に付与されながら、ロータカバー２２の開口端が径方向内側へ板厚を変化させないように折り曲げられるものでもよいし、第一外側コレット４２及び内側コレット４３の押圧力によってロータカバー２２の板厚を積極的に減少させるものでもよい。引っ張り又は引き伸ばしに際して、ロータカバー２２の径方向内側へ向けて押し込まれる部分には、しわが形成されていてもよいし、形成されなくてもよい。
　また、第一外側コレット４２は、ロータカバー２２を径方向内側に向けて押圧するのに加えて軸方向下方にも押圧する。第一外側コレット４２による軸方向下方への押圧は、第一外側コレット４２の自重又は押圧補助部材１４による外力の付加によって行われる。
　第一外側コレット４２がロータカバー２２を径方向内側及び軸方向下方に押圧することにより、図１７に示すように、ロータカバー２２の上面部２４、永久磁石２１、ロータカバー２２の底部２６が第一外側コレット４２と下型４４とによって挟持される。つまり、第一押圧工程では、ロータカバー２２の底部２６を下型４４と永久磁石２１とによって挟みながら、ロータカバー２２の開口端を、第一外側コレット４２及び内側コレット４３の各隙間が減少するように径方向内側に押し込む（図１８参照）。このようにして、ロータカバー２２の開口端が円筒部２３より径方向内側に押圧される。
　これにより、図１７及び図１９に示すように、ロータカバー２２には、上面部２４の一部と、円筒部２３よりも小さな外径を有するボス部２８と、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５と、が形成される。上面角部２５と底部２６とにより、ロータコアユニット４が挟持される。
　続いて、第二押圧工程では、図２０に示すように、第二外側コレット５２をロータカバー２２の開口端であるボス部２８の外周側に配置する。第二外側コレット５２は、周方向の隙間が永久磁石２１間の隙間とは周方向にずれて配置される。
　続いて、第二外側コレット５２を径方向内側に向けて押圧する。この際においても、第一押圧工程と同様に、ロータカバー２２の径方向内側へ向けて押し込まれる部分は、第二外側コレット５２によって径方向内側へ引っ張られるだけであってもよいし、引き抜き加工のように引き伸ばされてもよい。
　また、第二外側コレット５２は、ロータカバー２２を径方向内側に向けて押圧するのに加えて軸方向下方にも押圧する。これにより、上面部２４が完成した際のスプリングバックを低減することができる。第二外側コレット５２による軸方向下方への押圧は、第一押圧工程と同様に、第二外側コレット５２の自重又は押圧補助部材１４による外力の付加によって行われる。
　ロータカバー２２のボス部２８は、図２１に示すように、第二外側コレット５２の各隙間がなくなるように径方向内側に押し込まれる。これにより、第二外側コレット５２を取り除くと、図２２に示すように、ロータカバー２２のボス部２８はさらに径方向内側に押し込まれて、上面部２４がロータカバー２２に形成される。これにより、上面角部２５を含む上面部２４の全体と底部２６とによって、ロータコアユニット４が軸方向に挟持される。
　このような押圧工程が完了すると、外型４１を取り外し、ロータコア２０の中央にシャフト１を挿入する。これにより、図２に示すように、シャフト１を有するロータ２が完成する。
　次に、図２３から図２６を参照して、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合における押圧工程について説明する。ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、上面角部２５を有する上面部２４に加え、ロータコア２０の底面に当接するコア当接部１２０及びコア当接部１２０と底部角部２７とを接続する接続部１２１を有する底部２６と、ロータコア２０の突出部２０Ｃの軸方向の一端部の形状に沿って軸方向の内側が窪みロータコア２０の一端部を覆う凹部１２２と、が押圧工程において形成される。
　図２３から図２６は、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合における押圧工程を示す図である。図２３は、押圧工程により上面部２４が形成される前の状態における図であり、ロータコア２０の中心部２０Ａのみを含む断面（図１のＡ－Ａ断面に相当）を図示したものである。図２４及び図２５は第一押圧工程を示す図である。図２４はロータコア２０の中心部２０Ａのみを含む断面（図１のＡ－Ａ断面に相当）を図示し、図２５はロータコア２０の中心部２０Ａ及び突起部２０Ｂを含む断面（図１のＢ－Ｂ断面に相当）を図示したものである。図２６は、第二押圧工程を示す図であり、ロータコア２０の中心部２０Ａのみを含む断面（図１のＡ－Ａ断面に相当）を図示したものである。図２３、図２４、及び図２６では、ロータコア２０の突起部２０Ｂを破線で模式的に示す。図２５では、ロータコア２０の中心部２０Ａと永久磁石２１とを破線で模式的に示す。
　ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、永久磁石２１が取り付けられたロータコア２０を上面部２４が形成される前のロータカバー２２に収容すると、図２３に示すように、永久磁石２１とロータカバー２２の底部２６との間に軸方向隙間６０が形成される。
　第一押圧工程において、第一外側コレット４２が図２４中破線矢印で示すように軸方向下方及び径方向内側へ向けてロータカバー２２を押圧することにより、図２４中実線矢印で示すように円筒部２３が上方に引っ張られて、ロータカバー２２において下型４４の当接部４６に当接する底部２６の一部は、永久磁石２１と当接部４６とによって挟み込まれて変形する。具体的には、当接部４６に当接するロータカバー２２の底部２６における外周側の一部は、永久磁石２１との間の軸方向隙間６０をなくすように変形して、永久磁石２１の底面に当接する。よって、ロータカバー２２の上面部２４、底部２６、及び永久磁石２１が第一外側コレット４２及び下型４４によって挟持される。
　また、下型４４の当接部４６により、ロータカバー２２の底部２６における外周側の一部を容易に変形させることができるため、ロータカバー２２を変形させる加工力を抑えることができる。
　第一押圧工程では、このようなロータカバー２２の底部２６における外周側の変形と同時に、中心側のロータカバー２２の底部２６にも、上方に引っ張られる力が作用する。よって、図２５に示すように、中心側のロータカバー２２の底部２６は、ロータコア２０の突起部２０Ｂの軸方向一端部、つまり突出部２０Ｃの外周縁部に沿うように変形する。これにより、ロータコア２０に当接するコア当接部１２０、突出部２０Ｃの外周縁部に沿った凹部１２２、及びコア当接部１２０と底部角部２７とを接続する接続部１２１が形成される。
　第二押圧工程では、図２６に示すように、第一押圧工程で形成されたボス部２８がさらに径方向内側に押圧され、上面部２４が形成される。
　このように、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、押圧工程において、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を含む上面部２４に加え、コア当接部１２０、接続部１２１、及び凹部１２２がさらに形成される。
　一方、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも短い場合には、ロータコア２０と永久磁石２１の軸方向長さが同一の場合と同様に、永久磁石２１が取り付けられたロータコア２０をロータカバー２２に収容すると、ロータカバー２２の底部２６と永久磁石２１とが接触する。つまり、ロータカバー２２の底部２６と永久磁石２１との間に軸方向隙間６０が形成されないため、第一押圧工程において、底部２６とロータカバー２２の底部２６の変形を伴わずに、ロータカバー２２の上面部２４、底部２６、及び永久磁石２１が第一外側コレット及び下型４４によって確実に挟持される。これにより、ロータコアユニット４を軸方向に挟持する第一挟持部及び第二挟持部、つまり上面角部２５を含む上面部２４と底部２６とが確実に形成される。
　以上のように、本実施形態に係るロータ製造方法では、ロータコア２０と永久磁石２１の軸方向長さの大小関係によらず、ロータカバー２２には、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を含む上面部２４と、ロータコアユニット４におけるロータコア２０及び永久磁石２１の他端面の少なくとも一方に当接して上面部２４との間でロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６と、が形成される。言い換えれば、ロータコア２０と永久磁石２１との軸方向長さが寸法公差の範囲内でばらつき、大小関係が異なる場合であっても、上面部２４と底部２６とにより、ロータコアユニット４を軸方向に確実に挟持することができる。したがって、ロータコア２０と永久磁石２１との軸方向長さの大小関係に関わらず、ロータカバー２２の回り止めを行うことができる。
　次に、図２７を参照して、本実施形態に係る変形例について説明する。
　図２７に示すように、上面部２４を形成する前の状態（押圧工程前の状態）において、ロータカバー２２の底部２６には、永久磁石２１の外周縁部２１Ｂから離間する余材部２９が設けられてもよい。押圧工程前のロータカバー２２が余材部２９を有することにより、押圧工程において上面部２４を形成する際に、肉厚の減少を抑制しつつ、ロータカバー２２の上面部２４の径方向長さを大きくして永久磁石２１を確実に覆うことができる。
　このような変形例において、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、余材部２９が設けられることにより軸方向隙間６０が大きくなる。しかしながら、本実施形態に係るロータ製造方法及びロータ製造装置によれば、余材部２９を有する場合であっても、下型４４の当接部４６により、軸方向隙間６０をなくすようにロータカバー２２の底部２６が変形するため、図２４に示すようなロータカバー２２を形成することができる。したがって、余材部２９を有する場合であっても、上面部２４と底部２６とにより、ロータコアユニット４を軸方向に挟持して、ロータカバー２２の回り止めを行うことができる。
　また、上記実施形態では、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合において、突出部２０Ｃが底部２６に対向するようにロータコアユニット４をロータカバー２２に収容する場合について説明した。これに代えて、上面部２４の形成前において突出部２０Ｃが上方に位置するように、つまり上面部２４の形成前のロータカバー２２の開口端に対向するようにロータコアユニット４をロータカバー２２に収容してもよい。この場合であっても、第一押圧工程においてロータカバー２２の端部を径方向内側に押圧することにより、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５が確実に形成される。
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
　ロータ２では、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を有する上面部２４と、ロータコア２０及び永久磁石２１他端面の少なくとも一方に当接する底部２６とによってロータコアユニット４が軸方向に挟持されるため、両者の間の摩擦力によってロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータカバー２２の回り止めを容易に行うことができる。
　また、ロータ２におけるロータカバー２２の底部２６には、突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの一端部の形状に沿って形成され一端部を覆う凹部１２２が設けられる。ロータコア２０の突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの一部がロータカバー２２の凹部１２２に収容されることにより、突起部２０Ｂが凹部１２２に係止されてロータコア２０とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。このように、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合には、上面部２４と底部２６とによってロータコアユニット４が挟持されることに加え、凹部１２２によって突起部２０Ｂが係止される。したがって、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　また、本実施形態に係るロータ製造方法では、ロータコア２０と永久磁石２１の軸方向長さの大小関係に関わらず、永久磁石２１の軸方向一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面角部２５を有する上面部２４とロータコア２０及び永久磁石２１の他端面の少なくとも一方に当接して上面部２４と共にロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６とをロータカバー２２に形成する。よって、本実施形態に係るロータ製造方法によれば、ロータコア２０と永久磁石２１との軸方向長さの大小関係に関わらず同一の製造方法により、回り止めされたロータカバー２２を有するロータ２を製造することができる。
　また、本実施形態に係るロータ製造方法では、第一、第二外側コレット４２，５２がロータコア２０に向けて軸方向に押圧しつつロータカバー２２の開口端を径方向内側へ向けて押圧するため、永久磁石２１とロータカバー２２とを第一、第二外側コレット４２，５２と下型４４とによって確実に挟持することができる。したがって、ロータコアユニット４を軸方向に挟持する上面部２４及び底部２６をより確実に形成し、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　さらに、本実施形態に係るロータ製造方法では、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合において、ロータコアユニット４を挟持する上面部２４及び底部２６に加え、ロータコア２０の突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの軸方向一端部における外周縁部に沿って軸方向の内側が窪む凹部１２２がさらに形成される。突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂの外周縁部を覆う凹部１２２が形成されることにより、ロータコア２０の突起部２０Ｂが凹部１２２に係止されてロータコア２０とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合において、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　また、本実施形態に係るロータ製造装置では、下型４４が、ロータカバー２２の底部２６を介して永久磁石２１の軸方向一端面を支持する環状の当接部４６を有する。このため、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合であっても、永久磁石２１と下型４４とによってロータコア２０の底部２６を確実に挟持することができる。したがって、凹部１２２を底部２６に確実に形成することができ、ロータカバー２２の回り止めを確実に行うことができる。
　また、下型４４の当接部４６により、ロータカバー２２の底部２６における外周側の一部を容易に変形させることができるため、加工力を抑えることができる。したがって、ロータ製造装置１０によれば、装置の大型化を防止することができる。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　ロータ２は、シャフト１に一体回転可能に固定されるロータコア２０とロータコア２０の周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石２１とを有するロータコアユニット４と、永久磁石２１の軸方向の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面部２４と永久磁石２１の他端面及びロータコア２０の少なくとも一方に当接して上面部２４と共にロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６とを有しロータコア２０の外周を覆う単一の円筒状のロータカバー２２と、を備える。
　この構成では、上面部２４と底部２６とによってロータコアユニット４が軸方向に挟持されるため、外周縁部２１Ａと上面部２４の上面角部２５との間の摩擦力及びロータコア２０及び永久磁石２１の他端面の少なくとも一方と底部２６との間の摩擦力によってロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータカバー２２の回り止めを容易に行うことができる。
　また、ロータ２は、ロータコア２０が、永久磁石２１の他端面よりも軸方向に突出する突出部２０Ｃを有し、永久磁石２１の他端面に対向するロータカバー２２の底部２６には、突出部２０Ｃの外周縁部に当接する凹部１２２が設けられる。
　また、ロータ２は、ロータコア２０が、複数の永久磁石２１の内側に設けられる中心部２０Ａと、中心部２０Ａから径方向外側に突出し、隣り合う永久磁石２１の間にそれぞれ設けられる複数の突起部２０Ｂと、を有し、凹部１２２が突起部２０Ｂの外周縁部に当接する。
　これらの構成では、ロータカバー２２の凹部１２２にロータコア２０の突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂが収容されるため、突出部２０Ｃを構成する突起部２０Ｂが凹部１２２に係止されてロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　回転電機１００は、これらの構成を有するロータ２を備える。
　また、本発明の実施形態に係るロータ製造方法は、シャフト１に一体回転可能に固定されるロータコア２０とロータコア２０の周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石２１とを有するロータコアユニット４を備えるロータ２を製造するロータ製造方法であって、底部２６を有する円筒状のロータカバー２２を下型４４に載置する工程と、ロータコアユニット４をロータカバー２２の内側に収容する工程と、ロータカバー２２の底部２６を下型４４と永久磁石２１とによって挟みながら、ロータコア２０の端部から軸方向に突出するロータカバー２２の開口端を外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）によって径方向内側へ向けて押圧して、永久磁石２１の軸方向の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面部２４と永久磁石２１の他端面及びロータコア２０の少なくとも一方に当接して上面部２４と共にロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６とをロータカバー２２に形成する押圧工程と、を含む。
　この構成では、ロータカバー２２の底部２６を下型４４と永久磁石２１とによって挟みながら外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）によってロータカバー２２の開口端を径方向内側に押圧する。これにより、ロータコアユニット４を軸方向に挟持する上面部２４及び底部２６がロータカバー２２に形成される。永久磁石２１の軸方向両端面における外周縁部２１Ｂ，２１Ｂがロータカバー２２の底部角部２７及び上面角部２５によって軸方向に挟持されるため、外周縁部２１Ａと上面部２４の上面角部２５との間の摩擦力及びロータコア２０及び永久磁石２１の少なくとも一方と底部２６との間の摩擦力によってロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータカバー２２の回り止めを容易に行うことができる。
　また、本発明に係るロータ製造方法は、上面部２４及び底部２６を形成する押圧工程が、外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）をロータコア２０に向けて軸方向に押圧しつつロータカバー２２の開口端を径方向内側へ向けて押圧し、外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）と下型４４とによって永久磁石２１及びロータカバー２２を軸方向に挟んで押圧することによって上面部２４及び底部２６を形成する。
　この構成によれば、外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）を軸方向に向けて押圧することにより、ロータカバー２２によってロータコアユニット４を容易に挟持させることができ、上面部２４及び底部２６を容易に形成することができる。
　また、ロータ製造装置１０は、シャフト１に一体回転可能に固定されるロータコア２０とロータコア２０の周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石２１とを有するロータコアユニット４を備えるロータ２を製造するロータ製造装置であって、ロータコア２０の端部から軸方向に突出するロータカバー２２の開口端を径方向内側へ向けて押圧する外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）と、ロータコアユニット４を収容する有底円筒状のロータカバー２２が載置されロータカバー２２の底部２６を永久磁石２１との間で挟む下型４４と、を備え、外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）と下型４４とによって、永久磁石２１の軸方向の一端面における外周縁部２１Ａに当接する上面部２４と永久磁石２１の他端面及びロータコア２０の少なくとも一方に当接し上面部２４と共にロータコアユニット４を軸方向に挟持する底部２６とをロータカバー２２に形成する。
　この構成では、ロータカバー２２の開口端を押圧する外側コレット（第一外側コレット４２、第二外側コレット５２）と、ロータカバー２２の底部２６を永久磁石２１との間で挟む下型４４と、によってロータコアユニット４を軸方向に挟持する上面部２４及び底部２６をロータカバー２２に形成する。ロータコアユニット４がロータカバー２２の上面部２４及び底部２６によって軸方向に挟持されるため、外周縁部２１Ａと上面部２４の上面角部２５との間の摩擦力及びロータコア２０及び永久磁石２１の少なくとも一方と底部２６との間の摩擦力によってロータコアユニット４とロータカバー２２との周方向の相対回転が規制される。したがって、ロータカバー２２の回り止めを容易に行うことができる。
　また、ロータ製造装置１０は、下型４４が、載置されるロータカバー２２の底部２６に当接しロータカバー２２の底部２６を介して永久磁石２１の軸方向一端面を支持する環状の当接部４６を有する。
　この構成によれば、下型４４が当接部４６を有することにより、ロータカバー２２の底部２６を下型４４と永久磁石２１とによって確実に挟持することができる。したがって、上面部２４及び底部２６を容易に形成することができ、ロータカバー２２の回り止めをより確実に行うことができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　上記実施形態では、ロータカバー２２の上面部２４は永久磁石２１を覆い隠すまで径方向内側に延設されているが、永久磁石２１の一部が露出するように延設されていてもよい。
　また、上記実施形態では、ロータカバー２２の上面部２４を形成するにあたって外型４１を円筒部２３の外周全体に配置したが、外型４１を一部に配置するか、又は、用いなくてもよい。
　さらに、上記実施形態では、第一押圧工程及び第二押圧工程の２回にわたって徐々に上面部２４を形成している。これに対し、３回以上にわたってロータカバー２２の開口端を径方向内側に押圧して、上面部２４を形成してもよい。
　さらに、上記実施形態では、ロータコア２０の軸方向長さが永久磁石２１の軸方向長さよりも長い場合において、第一押圧工程でロータカバー２２に底部角部２７を形成している。これに代えて、例えば第一押圧工程及び第二押圧工程の２回に亘って形成するなど、複数の押圧工程によって徐々に底部角部２７を形成してもよい。
　また、上記実施形態では、第一押圧工程において、第一外側コレット４２と内側コレット４３とを用いて上面部２４を形成している。これに代えて、第二押圧工程と同様に、内側コレット４３を用いずに、第一外側コレット４２のみを用いて上面部２４を形成してもよい。
　さらに、上記実施形態では、ロータカバー２２が、非磁性のステンレス鋼から構成されるとして説明したが、アルミ等の他の非磁性金属から構成されていてもよい。
　また、上記実施形態では、ロータ製造装置１０は、ロータコア２０に対する内側コレット４３の軸方向の位置を規定する内側補助部材（図示省略）を備えていてもよい。これにより、ロータコア２０から軸方向に離れる内側コレット４３の浮き上がりが防止されると共に、安定した保持力によって第一外側コレット４２及び内側コレット４３によるロータカバー２２の保持を行うことができる。
　本願は２０１５年７月２１日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１４４２１４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (8)

  1. 　ロータであって、
    　回転軸に一体回転可能に固定されるロータコアと前記ロータコアの周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石とを有するロータコアユニットと、
    　前記永久磁石の軸方向の一端面における外周縁部に当接する第一挟持部と前記永久磁石の他端面及び前記ロータコアの少なくとも一方に当接して前記第一挟持部と共に前記ロータコアユニットを軸方向に挟持する第二挟持部とを有し前記ロータコアの外周を覆う単一の円筒状のロータカバーと、を備えるロータ。
  2. 　請求項１に記載のロータであって、
    　前記ロータコアは、前記永久磁石の他端面よりも軸方向に突出する突出部を有し、
    　前記永久磁石の他端面に対向する前記ロータカバーの底部には、前記突出部の外周縁部に沿って軸方向の内側が窪んで形成され前記突出部の外周縁部に当接する凹部が設けられるロータ。
  3. 　請求項２に記載のロータであって、
    　前記ロータコアは、
    　前記複数の永久磁石の内側に設けられる中心部と、
    　前記中心部から径方向外側に突出し、隣り合う前記永久磁石の間にそれぞれ設けられる複数の突起部と、を有し、
    　前記凹部は、前記突起部の外周縁部に当接するロータ。
  4. 　請求項１に記載のロータを備える回転電機。
  5. 　回転軸に一体回転可能に固定されるロータコアと前記ロータコアの周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石とを有するロータコアユニットを備えるロータを製造するロータ製造方法であって、
    　底部を有する円筒状のロータカバーを下型に載置する工程と、
    　前記ロータコアユニットを前記ロータカバーの内側に収容する工程と、
    　前記ロータカバーの前記底部を前記下型と前記永久磁石とによって挟みながら、前記ロータコアの端部から軸方向に突出する前記ロータカバーの開口端を押圧部材によって径方向内側へ向けて押圧して、前記永久磁石の軸方向の一端面における外周縁部に当接する第一挟持部と前記永久磁石及び前記ロータコアの少なくとも一方に当接して当該第一挟持部と共に前記ロータコアユニットを軸方向に挟持する第二挟持部とを前記ロータカバーに形成する工程と、を含むロータ製造方法。
  6. 　請求項５に記載のロータ製造方法であって、
    　前記第一挟持部及び前記第二挟持部を形成する工程は、前記押圧部材を前記ロータコアに向けて軸方向に押圧しつつ前記ロータカバーの開口端を径方向内側へ向けて押圧し、前記押圧部材と前記下型とにより前記永久磁石及び前記ロータカバーを軸方向に挟んで押圧することによって前記第一挟持部及び前記第二挟持部を形成するロータ製造方法。
  7. 　回転軸に一体回転可能に固定されるロータコアと前記ロータコアの周方向に亘って取り付けられる複数の永久磁石とを有するロータコアユニットを備えるロータを製造するロータ製造装置であって、
    　前記ロータコアの端部から軸方向に突出する前記ロータカバーの開口端を径方向内側へ向けて押圧する押圧部材と、
    　前記ロータコアユニットを収容する有底円筒状のロータカバーが載置され前記ロータカバーの底部を前記永久磁石との間で挟む下型と、を備え、
    　前記押圧部材と前記下型とによって、前記永久磁石の軸方向の一端面における外周縁部に当接する第一挟持部と前記永久磁石の他端面及び前記ロータコアの少なくとも一方に当接し当該第一挟持部と共に前記ロータコアユニットを軸方向から挟持する第二挟持部とを前記ロータカバーに形成するロータ製造装置。
  8. 　請求項7に記載のロータ製造装置であって、
    　前記下型は、載置される前記ロータカバーの前記底部に当接し前記ロータカバーの前記底部を介して前記永久磁石の軸方向一端面を支持する環状の当接部を有するロータ製造装置。
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