JP2001136690A

JP2001136690A - 回転機のロータ

Info

Publication number: JP2001136690A
Application number: JP32013899A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuwabara; 徹桑原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2001-05-18
Also published as: EP1100175A3; EP1100175A2; CN1296324A; US6429566B1

Abstract

(57)【要約】【課題】性能を向上させること。【解決手段】回転軸１２が一体に装着された、非磁性
材料からなる本体部２０と、本体部２０に一体に周方向
に交互に密着して放射状に配列された永久磁石１６及び
磁性部材１８とから構成された回転機２のロータ４。磁
性部材１８の各々の、永久磁石１６に密着した周方向両
側面における半径方向外側端間の周方向長さｌは、永久
磁石１６の各々の半径方向長さｈよりも大きく規定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機又は電動機
である回転機のロータ、更に詳しくは回転軸が実質上一
体に装着された、非磁性材料からなる本体部と、本体部
に一体に周方向に交互に密着して放射状に配列された永
久磁石及び磁性部材とから構成された、回転機のロータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電機又は電動機である回転機を構成す
るロータの一つの具体例は、回転軸と、回転軸に嵌合・
装着されたスリーブと、スリーブの外周部に周方向に交
互に密着して放射状に配列された永久磁石及び磁性部材
と、スリーブ、永久磁石及び磁性部材の各々の軸方向両
側面に配置されかつそれらを軸方向に挟んで保持する一
対のサイドカバーとを備えている。スリーブ及び一対の
サイドカバーは、オーステナイト系のステンレスあるい
はアルミニウム合金等の非磁性材料から形成されてい
る。磁性部材の各々は、磁性材料からなる金属板、例え
ば電磁鋼板の積層体から構成されている。

【０００３】スリーブは回転軸に対しキー結合されるこ
とによりそれと一体に連結されている。スリーブの外周
面には周方向に間隔をおいて軸方向に延在する溝が形成
され、電磁鋼板の積層体からなる磁性部材の各々におけ
る半径方向内側の、上記溝の各々に対応する位置には、
それぞれ半径方向内側に延び出す突起部が形成されてい
る。磁性部材の各々は、各々の突起部がスリーブの外周
面に形成された対応する溝に嵌合されることにより、回
転軸に連結されたスリーブに対し相対回転できないよう
に配設される。磁性部材の各々には、永久磁石の各々よ
りも半径方向外側に延び出す突出部が形成されている。
該突出部の各々には周方向両側に延び出すフランジ部が
形成されているので、磁性部材の各々がスリーブに配設
され、永久磁石の各々が、磁性部材の各々の周方向に形
成される放射状の空間部内に挿入・保持された状態にお
いて、永久磁石の各々の半径方向外側端は、周方向に間
隔をおいて対向する上記フランジ部の各々によって半径
方向外側への抜け出しが防止されるように保持される。
上記一対のサイドカバー間には、一方のサイドカバーか
ら、磁性部材の各々及び他方のサイドカバーを貫通する
ように複数の通しボルトが配設されている。通しボルト
の各々の端部をナットで締め付けることにより、回転軸
に連結されたスリーブの外周部に配置された永久磁石及
び磁性部材の各々は、スリーブと共に一対のサイドカバ
ー間に軸方向両側面が挟み込まれることによって、回転
軸と一体に連結されている。磁性部材の各々の半径方向
外側端面は、それぞれ実質上同一形状の円弧面をなすと
共に、回転軸と同一軸心を有する一つの円形外周面上に
周方向に間隔（周方向に対向する上記フランジ部間に形
成される間隔）をおいて位置付けられるよう構成されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のロータにおいて、より強力な磁界を確保して回
転機の高性能化を図るためには、放射状に配列された永
久磁石の各々の半径方向長さを可能な限り長くしかつ多
極化する手段を施すことにより対応していた。しかしな
がら、永久磁石の各々の半径方向長さを可能な限り長く
し、しかも、永久磁石の数を可能な限り増大することに
よって多極化した場合には、永久磁石の各々と周方向に
交互に配設された磁性部材の各々の周方向の幅が過剰に
狭くなり、しかも、磁性部材の各々の外周面から永久磁
石の各々の半径方向内側端までの距離が長くなるので、
組付後における着磁が著しく困難となる。すなわち近
年、永久磁石の性能は著しく向上し、小型で強力な磁界
が得られることに付随して、着磁時に強力な磁化力を加
えることになるが、磁性部材の各々の周方向の幅が過剰
に狭くなると、組付後における着磁作用時において磁束
の飽和が発生し、永久磁石の各々を所望のとおりに着磁
することが不可能となる。それに加えて、磁性部材の各
々の外周面から永久磁石の各々の半径方向内側端までの
距離が長くなると、永久磁石の各々の半径方向内側端に
近い部分ほど磁束が入りにくくなり、着磁は一層困難と
なる。その結果、永久磁石の数を増大しかつ多極化した
にもかかわらず、発電機又は電動機である回転機の性能
を所望のとおりに向上させることができない。

【０００５】また上記従来のロータは、回転軸、スリー
ブ、回転軸とスリーブとを連結するためのキー、複数の
永久磁石、複数の磁性部材、一対のサイドカバー、複数
の通しボルト及びナット等の、多種類かつ多数の部品か
ら構成され、しかもこれら多種類かつ多数の部品を寄せ
集めて組み付けなければならないため、部品点数及び組
付工数が多く、組付作業が煩雑となって労力の負担が大
きく、比較的長い組付時間を要し、全体として製作コス
トが高くなる。

【０００６】本発明は上記事実に基づいてなされたもの
であり、その目的は、永久磁石の数を増大して多極化す
ると共に、一体化した後においても永久磁石の各々を十
分確実に着磁することを可能にし、性能を向上させるこ
とができる、新規な回転機のロータを提供することであ
る。

【０００７】本発明の更に他の目的は、永久磁石の数を
増大して多極化すると共に、一体化した後においても永
久磁石の各々を十分確実に着磁することを可能にして性
能を向上させることができ、しかも構成が簡単で部品点
数が少なく、従来よりも低コストで製作することを可能
にする、新規な回転機のロータを提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、永久磁石の各々の抜
けを確実に防止すると共に一体化した後においても永久
磁石の各々を十分確実に着磁することを可能にし、性能
を向上させることができる、新規な回転機のロータを提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、軸手段
が実質上一体に装着された、非磁性材料からなる本体部
と、本体部に一体に周方向に交互に密着して放射状に配
列された永久磁石及び磁性部材とから構成され、磁性部
材の各々の、永久磁石に密着した周方向両側面における
半径方向外側端間の周方向長さは、永久磁石の各々の半
径方向長さよりも大きく規定される、ことを特徴とする
回転機のロータ、が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を添
付図面を参照して更に詳細に説明する。なお、図１〜図
１９において実質上同一部分は同一符号で示されてい
る。全体を番号２で示す発電機である回転機は、図１〜
図４に示すように、ロータ４と、一対のケース部材６及
び８と、ステータ１０とを備えている。ロータ４は、ス
リーブ１４を介して一体に装着された回転軸１２と、複
数の永久磁石１６と、複数の磁性部材１８と、本体部２
０とから構成されている。永久磁石１６の各々は本体部
２０内に完全に埋設され、また磁性部材１８の各々は半
径方向外側端面のみが露呈され他の表面は全て本体部２
０内に埋設されるよう構成されている。

【００１１】以下、本発明によるロータ４の構成（完成
された構成）について更に具体的に説明する。図２〜図
４を参照して、本体部２０は、アルミニウム合金あるい
は亜鉛合金等の非磁性材料、実施形態ではアルミニウム
合金からなり、後述するようにダイキャストによって、
スリーブ１４、永久磁石１６の各々及び磁性部材１８の
各々を一体に埋設して、実質上円形をなす外周面と、軸
方向に直交するよう延在する両側面とを有するよう形成
されている。本体部２０にはスリーブ１４が一体に装着
されている。スリーブ１４は、本体部２０の外周面と共
通の軸心を有するよう位置付けられると共にその軸方向
の両端部を除く全ての外周面が本体部２０によって覆わ
れるよう配設されている。スリーブ１４の貫通孔１４ａ
（図８参照）に回転軸１２が圧入されることによって、
回転軸１２がスリーブ１４を介して本体部２０に一体に
装着される。この実施形態において、スリーブ１４及び
回転軸１２は軸手段を構成するので、軸手段は本体部２
０に実質上一体に装着される。回転軸１２は、本体部２
０の両側面から軸方向外方にそれぞれ所定の長さだけ突
出するよう、その長さが規定されている。

【００１２】本体部２０には、複数の永久磁石１６及び
複数の磁性部材１８が一体に埋設されている。永久磁石
１６の各々は相互に実質上同一の形状をなし、また磁性
部材１８の各々も相互に実質上同一の形状をなしてい
る。永久磁石１６及び磁性部材１８は、本体部２０に周
方向に交互に密着して放射状にそれぞれ等ピッチで配列
されている。この配設状態において、永久磁石１６の各
々及び磁性部材１８の軸方向両側面は実質上同一面上に
位置付けられている。なお「軸方向」とは、回転軸１
２、スリーブ１４及び本体部２０の共通の軸線方向、し
たがってロータ４の軸線方向を意味するもので、以下
「軸方向」とは、特段の記載がない限り、上記方向を意
味するものとする。

【００１３】磁性材料から形成される磁性部材１８の各
々は、実質上同一の形状をなす複数の電磁鋼板、実施形
態においては、複数の珪素鋼板の積層体から構成されて
いる。磁性部材１８の各々は、回転軸１２と同心の円弧
形状をなす半径方向外側端面と、接線方向に直線状に延
在する半径方向内側端面と、半径方向に延在する周方向
両側面とを有している。上記内側端面の周方向中央に
は、半径方向内側に向かって突出する抜け止め用の突起
部１８ａが軸方向の全域にわたって延在するよう形成さ
れている。突起部１８ａの各々の半径方向内側先端部
は、軸方向から見て半径方向内側に向かって末広がりの
形状をなしている。軸方向から見て、上記周方向両側面
における半径方向外側寄り部分の、周方向に相互に対向
する側面の各々は、軸心を通りかつ該側面間の周方向中
心を通る直線に平行に形成され、上記周方向両側面にお
ける半径方向内側寄り部分の、周方向に相互に対向する
側面の片方は、該直線に平行に形成され、また該側面の
他方は、該直線に対し鈍角の凹部をなすよう形成されて
いる。上記内側寄り部分の該側面の他方は、軸方向から
見て、二つの直線状の傾斜面によって上記凹部が形成さ
れるよう構成されている。上記外側寄り部分の、周方向
に相互に対向する側面の各々間には、軸方向から見て、
ほぼ正方形に近い矩形状をなす空間部（本体部充填用空
間部）が形成され、また上記内側寄り部分の、周方向に
相互に対向する側面の各々間には、軸方向から見て、周
方向幅よりも半径方向の長さが若干長い、概ね矩形状を
なす空間部（永久磁石挿入・保持用空間部）が形成され
る。したがって、永久磁石挿入・保持用空間部の各々に
は、各々の半径方向内側端及び外側端の周方向幅よりも
大きな周方向幅が形成されるように上記凹部が形成され
ている。なお上記凹部は、永久磁石挿入・保持用空間部
の各々の半径方向外側寄り部分に形成されている。本体
部充填用空間部の周方向幅は、永久磁石挿入・保持用空
間部の周方向幅（最大幅）よりも大きく形成されてい
る。そして両空間部の半径方向の境界部にはアール形状
をなす段部が形成されている。

【００１４】磁性部材１８の各々の形状を別の表現で説
明すると、磁性部材１８の各々には、永久磁石１６の各
々よりも半径方向外側に延び出す突出部１８ｂ（図３参
照）が形成されている。永久磁石１６の各々の半径方向
外側端面の外方には、突出部１８ｂの各々によって周方
向に本体部２０を充填するための空間部（本体部充填用
空間部）が形成される。磁性部材１８の各々の、突出部
１８ｂよりも半径方向内側部分１８ｃ（図３参照）の各
々によって、周方向に、永久磁石１６が密着して挿入・
保持される空間部（永久磁石挿入・保持用空間部）が形
成される。永久磁石挿入・保持用空間部の各々の形状
は、もちろん、後述する永久磁石１６が密着して挿入さ
れ、保持されるよう、対応する永久磁石１６と整合する
形状に形成される。

【００１５】例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の永久磁石１６
の各々は、非着磁の状態で上記した永久磁石挿入・保持
用空間部の各々内に挿入・保持される。図１２及び図１
３に示すように、永久磁石１６の各々は、細長いほぼ直
方体形状をなすよう形成されているが、上記説明から明
らかなように、磁性部材１８の各々の、永久磁石挿入・
保持用空間部を形成する側面の片方は直線状に延び、側
面の他方は二つの傾斜面から形成された鈍角の凹部をな
しているので、挿入される永久磁石１６の各々の両側面
もそれらに整合する形状に形成されている。

【００１６】以下、永久磁石１６の各々が磁性部材１８
に装着された状態を仮定して、永久磁石１６の一つにつ
いて説明する。永久磁石１６は、上記軸方向と一致す
る、その長手方向に見て（すなわち図１２において）、
相互に間隔をおいて平行に直線状に延びる一端面１６ａ
及び他端面１６ｂと、一端面１６ａ及び他端面１６ｂに
直交するよう直線状に延びる一側面１６ｃと、二つの直
線状に延びる傾斜面１６ｄ及び１６ｅによって鈍角の凸
部１６ｆが形成された他側面とを備えている。一方の傾
斜面１６ｄは、永久磁石１６の半径方向外側寄り部分
（図１２においては一端面１６ａ寄り部分）における周
方向他側面に、半径方向外側端である一端面１６ａに向
かうに従って両側面が相対的に近付く方向に直線状に延
びる、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄを規定する。半径
方向外側寄り傾斜面１６ｄは半径方向外側端である一端
面１６ａに至るまで形成されている。また他方の傾斜面
１６ｅは、永久磁石１６の上記半径方向外側寄り部分を
除いた半径方向内側部分（図１２においては他端面１６
ｂ側の部分）における周方向他側面に、半径方向内側端
である他端面１６ｂに向かうに従って両側面が相対的に
近付く方向に直線状に延びる、半径方向内側傾斜面１６
ｅを規定する。半径方向内側傾斜面１６ｅは半径方向内
側端である他端面１６ｂに至るまで形成されている。半
径方向外側寄り傾斜面１６ｄ及び半径方向内側傾斜面１
６ｅにより、永久磁石１６の半径方向外側寄り部分と上
記半径方向内側部分との境界には、凸部１６ｆが形成さ
れる。凸部１６ｆは、半径方向外側端である一端面１６
ａ及び半径方向内側端である他端面１６ｂの周方向幅ａ
及びｂよりも大きな周方向幅ｃを有している。永久磁石
１６の周方向幅（図１２において左右方向の幅）は、凸
部１６ｆの形成部分から半径方向外側端（一端面１６
ａ）及び半径方向内側端（他端面１６ｂ）に向かうに従
って徐々に小さくなるよう規定される。また半径方向内
側傾斜面１６ｅの長さは、半径方向外側寄り傾斜面１６
ｄの長さよりも長く形成されている。なお、以下の記載
において、永久磁石１６における「周方向幅」を単に
「幅」と略称することがある。

【００１７】永久磁石１６の長手方向の一端面１６ｇ及
び他端面１６ｈは、上記一端面１６ａ及び他端面１６ｂ
に直交する平坦面からなる。永久磁石１６の横断面形状
（図１２に示す形状と実質上同一の形状）は、長手方向
の一端から他端にわたって実質上同一に規定されてい
る。図示の実施形態においては、上記長手方向に見て
（図１２において）、一端面１６ａの幅ａ及び他端面１
６ｂの幅ｂは実質上同じに規定され、また凸部１６ｆが
形成された部分の幅（最大幅）ｃは、上記幅ａ及びｂよ
りも大きく規定されている（ａ＝ｂ＜ｃ）。永久磁石１
６の一端面１６ａ及び他端面１６ｂ間の長さ（一側面１
６ｃの長さ）は、一端面１６ａ及び他端面１６ｂの幅の
２倍＋α程度に規定され、永久磁石１６の長手方向の長
さ（一端面１６ｇ及び他端面１６ｈ間の長さ）は、一端
面１６ａ及び他端面１６ｂの幅の１０倍程度に規定され
ている。

【００１８】図２〜図４を参照して、上記のように構成
された永久磁石１６の各々は、磁性部材１８の各々にお
ける永久磁石挿入用空間部内に挿入・保持される。永久
磁石１６の各々が磁性部材１８の各々に装着された状態
で、永久磁石１６の各々の半径方向外側端面（１６ａ）
は、周方向に延在して上記本体部充填用空間部の一部を
規定する段部の各々と周方向にほぼ同列に位置付けら
れ、各々の半径方向内側端面（１６ｂ）は、永久磁石挿
入・保持用空間部の半径方向内側端を規定する、磁性部
材１８の半径方向内側端面の各々と周方向にほぼ同列に
位置付けられるよう、相互の長さが規定されている。

【００１９】非磁性材料であるアルミニウム合金からな
る本体部２０は、永久磁石１６の各々及び磁性部材１８
の各々の半径方向内側とスリーブ１４の外周面との間
（実質上環状の空間部をなす）及び上記本体部充填用空
間部を充填しかつ永久磁石１６の各々及び磁性部材１８
の各々の軸方向両側面を所定の厚さで覆うよう配設され
る。このような配設は、鋳造、好ましくはダイキャスト
によって容易に遂行可能である。磁性部材１８の各々
は、半径方向外側端面のみが本体部２０からの露呈面を
形成し、かつ本体部２０の外周面と実質上同一面上に位
置付けられるよう形成される。すなわち、永久磁石１６
の各々及び磁性部材１８の各々は本体部２０により一体
に形成されるが、このうち永久磁石１６の各々は本体部
２０内に完全に埋設され、また磁性部材１８の各々は、
半径方向外側端面のみが露呈され他の表面は全て本体部
２０内に埋設されるよう構成される。換言すれば、磁性
部材１８の各々の半径方向外側端面は、本体部充填用空
間部の各々に充填された本体部２０の一部により周方向
に等間隔で仕切られかつ軸方向の両側を本体部２０によ
り所定の厚さで覆われる形態で外部に露呈するよう構成
される。なお、磁性部材１８の各々の該露呈面から非着
磁永久磁石１６の各々に着磁を施すことができる。

【００２０】上記磁性部材１８の各々は、成型後のロー
タ４として完成された状態においては、上記したよう
に、相互に周方向に分離された不連続の独立部材として
配列されているが、成形前においては、上記本体部充填
用空間部の各々の半径方向外端が円弧状の細い橋絡部
（ブリッジ部）によって連結されることにより、外周縁
全体が連続した円形状をなすよう一体に形成された１枚
の珪素鋼板を積層してなる１個の磁性体から構成され
る。以上のように形成された珪素鋼板の各々からなる１
個の磁性体が、本体部２０によって、スリーブ１４、永
久磁石１６の各々と共にロータ４の中間品として一体に
成形された後、ロータ４の外周縁部がスリーブ１４、し
たがって回転軸１２と同心円となるよう切削加工される
ことにより、上記橋絡部の各々は切除され、上記橋絡部
の各々の半径方向内側の空間部に充填されかつ成形当初
は橋絡部の各々によって半径方向外側が覆われていた本
体部２０の一部の各々が外周面に露呈されることにな
る。このようなロータ４の製作方法については、後に詳
細に説明する。以上のようにして形成されたロータ４の
中間品は、スリーブ１４に回転軸１２が圧入・装着され
ることにより、その構成が完成される。

【００２１】次に、上記のように構成された本発明によ
るロータ４の製作方法について詳細に説明する。ロータ
４は、上記実施形態においては、回転軸１２、スリーブ
１４、複数の永久磁石１６、複数の磁性部材１８及び本
体部２０とから構成されているが、ダイキャストによる
成形時に図示しない型内に注湯、加圧される本体部２０
を除く他の部材は予め、個別に製作される。このうち、
スリーブ１４は、図８に示すように、貫通孔１４ａと、
外周面に軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状溝
１４ｂとを備えている。スリーブ１４の外周面が本体部
２０に覆われる形態で一体成形されたとき、環状溝１４
ｂの各々内に本体部２０の一部が充填されるので、スリ
ーブ１４の、本体部２０に対する軸方向への抜けが確実
に防止される。回転軸１２は、図１１に示すように、ス
リーブ１４の貫通孔１４ａ内に軸方向の一端側から圧入
できるようにその外径が規定された圧入可能部分１２ａ
と、圧入可能部分１２ａの他端に設けられた大径のフラ
ンジ部１２ｂとを備えている。フランジ部１２ｂはスリ
ーブ１４に圧入した際の位置決め用ストッパの機能を有
している。永久磁石１６の各々は、磁石材料、例えば、
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂを所定の割合で混合してなる粉末を、そ
れ自体は周知の方法を利用することでよい粉末冶金によ
って、図１２及び図１３を参照して先に説明したとおり
の形状に成形（フォーミング）・焼結することにより形
成される。永久磁石１６の各々は、このようなフリーの
状態においては着磁されていない。

【００２２】上記磁性部材１８の各々は、成型後のロー
タ４として完成された状態においては（実施形態ではロ
ータ４の中間品として成形された状態においては）、先
に説明したように、相互に周方向に分離された不連続の
独立部材として配列されているが、成形前においては、
上記本体部充填用空間部の各々の半径方向外端が円弧状
の細い橋絡部によって連結されることにより、外周縁全
体が連続した円形状をなすよう一体に形成された１枚の
珪素鋼板を積層することにより形成される１個の磁性体
から構成される。そして成形後に上記のように磁性体１
８の各々に分離される。

【００２３】図５及び図６を参照して、番号１００は、
磁性材料からなる金属板、実施形態では電磁鋼板の一実
施形態である珪素鋼板を示している。珪素鋼板１００
は、全体が連続した円形外周面を有すると共に半径方向
内側に貫通孔が形成された、全体としてほぼプレーンワ
ッシャのような基本形状をなしている。珪素鋼板１００
には、複数個のスロット１０２が周方向に相互に間隔を
おいて等ピッチで放射状に配列されるように形成されて
いる。相互に実質上同一の形状を有するよう形成された
スロット１０２の各々は、一端が半径方向内側端、した
がって貫通孔の外周縁を規定する一部に開放され、他端
が外周面との間に珪素鋼板１００の軸心Ｏと同心の円弧
形状をなす橋絡部１０４を残して閉じられるよう形成さ
れている。軸方向から見て、上記スロット１０２の各々
における半径方向外側寄り部分の、周方向に相互に対向
する側面１０２ａ及び１０２ｂの各々は、珪素鋼板１０
０の軸心Ｏを通りかつ該側面１０２ａ及び１０２ｂ間の
周方向中心を通る直線Ｌに平行に直線状に延びるよう形
成され、また、半径方向内側寄り部分の、周方向に相互
に対向する側面の片方１０２ｃは、直線Ｌに平行に直線
状に延びるよう形成され、また該側面の他方は、二つの
直線状に延びる傾斜面１０２ｄ及び１０２ｅによって、
直線Ｌに対し鈍角をなす凹部１０２ｆが形成されるよう
構成されている。

【００２４】スロット１０２の各々における上記外側寄
り部分の側面１０２ａ及び１０２ｂ間には、軸方向から
見て、ほぼ正方形に近い矩形状をなす空間部（先に述べ
た、本体部充填用空間部）１０２Ａが形成され、また上
記内側寄り部分の側面の片方１０２ｃと、側面の他方１
０２ｄ及び１０２ｅとの間には、軸方向から見て、周方
向幅よりも半径方向の長さが若干長い、概ね矩形状をな
す空間部（先に述べた、永久磁石挿入・保持用空間部）
１０２Ｂが形成される。本体部充填用空間部１０２Ａの
周方向幅は、永久磁石挿入・保持用空間部１０２Ｂの周
方向幅（凹部１０２ｆが存在する部分により規定される
最大幅）よりも大きく形成されている。そして両空間部
１０２Ａ及び１０２Ｂの半径方向の境界部には、アール
形状を含む段部１０２ｇ及び１０２ｈが形成されてい
る。上記凹部１０２ｆは、永久磁石挿入・保持用空間部
１０２Ｂの半径方向外側寄りの部分に形成され、その周
方向幅は、空間部１０２Ｂの半径方向外側端及び内側端
の周方向幅よりも大きく形成されている。空間部１０２
Ｂの周方向幅は、凹部１０２ｆの形成部分から半径方向
外側及び内側に向かうに従って徐々に小さくなる。上記
凹部１０２ｆを形成する二つの傾斜面１０２ｄ及び１０
２ｅのうち、半径方向内側寄りに位置する傾斜面１０２
ｅの長さは、半径方向外側寄りに位置する傾斜面１０２
ｄの長さよりも長く形成されている。スロット１０２の
各々における上記空間部１０２Ｂは、先に述べた永久磁
石１６の横断面形状（図１２参照）と実質上同じ形状を
なしている（より厳密には、永久磁石１６は圧入代分だ
け上記空間部１０２Ｂよりも大きく形成されている）。

【００２５】珪素鋼板１００に上記スロット１０２の各
々が形成されることにより、珪素鋼板１００にはまた、
スロット１０２の各々によって周方向に相互に間隔をお
いて等ピッチで放射状に配列される基部１０６が形成さ
れる。相互に実質上同一の形状を有するよう形成される
基部１０６の各々の半径方向内側端（珪素鋼板１００の
上記貫通孔の外周縁の一部を規定する半径方向内側端）
１０６ａは、該貫通孔の接線方向に直線状に延在するよ
う形成されている。基部１０６の各々の半径方向内側端
１０６ａの周方向中央には、半径方向内側に向かって突
出する抜け止め用の突起部１０６ｂが形成されている。
突起部１０６ｂの各々の半径方向内側先端部は、軸方向
から見て、半径方向内側に向かって末広がりの形状をな
している。

【００２６】以上のように構成された珪素鋼板１００
は、平板をプレス機械によって打ち抜き加工することに
より容易に形成することができる。打ち抜き加工により
形成された珪素鋼板１００を複数枚（例えば、１．０ｍ
ｍの珪素鋼板１００を４０枚）、相互に整合して積層す
ることによって、円形外周面を有する実質上円筒形状を
なし、一端が半径方向内側に開放され他端が外周面との
間に円弧状の橋絡部１０４を残して閉じられたスロット
１０２が周方向に間隔をおいて放射状に配列された１個
の磁性体１８０、すなわち複数の珪素鋼板１００の積層
体である磁性体１８０を形成する（図７参照）。磁性体
１８０を珪素鋼板１００の積層体として一体的に保持す
るためには、珪素鋼板１００の各々の外周面にかしめ、
あるいは溶接等の適宜の固定手段を施すことが好まし
い。

【００２７】珪素鋼板１００を積層することによって磁
性体１８０を形成した後、上記スロット１０２の各々に
おける永久磁石挿入・保持用空間部１０２Ｂ内に、非着
磁状態の上記永久磁石１６を、橋絡部１０４との間に本
体部充填用空間部１０２Ａが残されるように挿入・保持
する（図７参照）。永久磁石１６の各々の、対応する空
間部１０２Ｂ内への挿入は、実施形態では圧入により行
われている。図７を参照して、磁性体のスロット１０２
の各々内に永久磁石１６を挿入・保持した後、磁性体１
８０の軸心に合わせて上記スリーブ１４をセットする。
磁性体１８０及びスリーブ１４の各々の同心のセット
は、ダイキャスト用の図示しない鋳型内において遂行さ
れる。なお、磁性体１８０及び永久磁石１６の半径方向
内側とスリーブ１４の外周面との間には、環状の空間部
（本体部充填用空間部）１８２が形成される。

【００２８】次いで、溶融された非磁性材料であるアル
ミニウム合金を鋳型内に注入（注湯）・加圧することに
よって、それ自体は周知の方法を利用することでよいダ
イキャストを行なう。すなわち、溶融されたアルミニウ
ム合金を、磁性体１８０及び非着磁永久磁石１６の各々
とスリーブ１４との間の本体部充填用空間部１８２及び
本体部充填用空間部１０２Ａの各々に充填すると共に磁
性体１８０及び永久磁石１６の各々の軸方向両側面を所
定の厚さで覆うことにより形成される本体部２０（図２
及び図３参照）に、スリーブ１４、磁性体１８０及び永
久磁石１６の各々を一体に鋳込む。このようにして一体
成形されたロータ４の中間品を鋳型から取り出して冷却
した後、本体部２０及び磁性体１８０の外周面をスリー
ブ１４の軸心回りに切削加工して橋絡部１０４の各々を
切り離す（図９及び図１０参照）。以上のようにして切
削されたロータ４の中間品の外周面は、スリーブ１４と
同軸に形成される。なお図６において、２点鎖線で示す
円弧形状部は、上記切削加工によって切削される切削予
定面を示している。この切削代は、少なくとも磁性体１
８０の橋絡部１０４の各々が完全に切削される程度に規
定される。

【００２９】図９及び図１０を参照して、上記切削加工
によって、上記橋絡部１０４の各々の半径方向内側の上
記空間部１０２Ａの各々に充填されかつ成形当初は橋絡
部１０４の各々によって半径方向外側が覆われていた本
体部２０の一部の各々は、外周面に露呈されることにな
る。また上記切削加工によって、珪素鋼板１００の積層
体から構成された磁性体１８０を、相互に周方向に分離
された複数の磁性部材１８（分離前の基部１０６の各々
に相当する）とすると共に、磁性部材１８の各々の半径
方向外側端面が本体部２０からの露呈面を形成しかつ本
体部２０の外周面と実質上同一面上に位置付けられるよ
う形成する。

【００３０】図３及び図９に示すように、永久磁石１６
の各々が磁性部材１８と共に本体部２０に一体に成形さ
れた状態において、磁性部材１８の各々の、永久磁石１
６に密着した周方向両側面における半径方向外側端間の
周方向長さｌ（図６に示すように、基部１０６の各々の
周方向両側面において、空間部１０２Ｂと１０２Ａとの
境界を規定する角の各々間の周方向幅ｌ）は、永久磁石
１６の各々の半径方向長さ（図１２に示すように、長手
方向から見た一端面１６ａ及び他端面１６ｂ間の長さ）
ｈよりも大きく規定されることが重要である。これらの
寸法は、着磁後の永久磁石１６の磁力の強さ、周方向の
厚さによっても変動するが、ｌ／ｈ＝１．５〜２．０程
度に規定することが、実用上、後述する着磁性を向上さ
せるためには好ましい。

【００３１】次いで必要であれば、上記ロータ４の中間
品の軸方向両側面を切削加工する。次に、上記ロータ４
の中間品におけるスリーブ１４に回転軸１２を圧入・装
着し、ロータ４としての形態（構成）を完成する（図１
１参照）。次いでロータ４の回転バランス取り（バラン
シング）を行なった後、磁性部材１８の各々の外周面で
ある上記露呈面から、本体部２０内に埋設された非着磁
永久磁石１６の各々に着磁を施す。この着磁は、図示し
ない着磁装置により、磁性部材１８の各々の上記露呈面
各々に対し、周方向に相互に異極（Ｎ−Ｓ）となるよう
に着磁を施す。その結果、磁性部材１８の各々によって
周方向に密着して挟まれた非着磁永久磁石１６の周方向
両側面（図１２において、側面の片方１６ｃと、側面の
他方１６ｄ及び１６ｅ）から着磁され、該周方向の両面
に磁極が形成される。上記のような着磁作用により、着
磁永久磁石１６の各々において、磁性部材１８を挟んで
相互に周方向に対向する側面は、相互に同極（Ｎ−Ｎ、
Ｓ−Ｓ）となるよう着磁されることになる（図３参
照）。

【００３２】上記説明から明らかなように、本発明によ
る回転機２のロータ４は、軸手段を構成するスリーブ１
４及び回転軸１２が実質上一体に装着された、非磁性材
料からなる本体部２０と、本体部２０に一体に周方向に
交互に密着して放射状に配列された永久磁石１６及び磁
性部材１８とから構成され、磁性部材１８の各々の、永
久磁石１６に密着した周方向両側面における半径方向外
側端間の周方向長さｌは、永久磁石１６の各々の半径方
向長さｈよりも大きく規定されるよう構成されている。
このような構成とすることによって、永久磁石１６の各
々の半径方向長さｈを、永久磁石１６の性能向上に従っ
て短くすると共に、磁性部材１８の各々の、永久磁石１
６に密着して挟まれた周方向の距離ｌを十分に確保する
ことができるので、上記のように一体化した後におい
て、磁性部材１８の各々の半径方向外側端面から永久磁
石１６の各々に強力な磁化力を加えても、磁性部材１８
の各々に磁気飽和を発生させることなく着磁することが
できる。その結果、永久磁石１６の数を増大して多極化
すると共に、一体化した後においても永久磁石１６の各
々の全体を十分確実に着磁することを可能にし、永久磁
石１６の高性能特性を十分に生かすことができ、回転機
２の性能を向上させることができる。

【００３３】磁性部材１８の各々の、永久磁石１６に密
着した周方向両側面における半径方向外側端間の周方向
長さｌが、永久磁石１６の各々の半径方向長さｈの１．
５倍〜２．０倍に規定された場合には、実用上、上記着
磁を効果的に遂行することができる。上記周方向長さｌ
が過剰に長くなると、永久磁石１６の各々に対する着磁
性が低下し、この着磁性を向上させるためには着磁装置
を大型化しなければならず、コストアップを招くことに
なる。また永久磁石１６の数も減少させられ、回転機２
の性能が低下することになる。また上記周方向長さｌが
過剰に短くなると、従来のロータと同じように着磁作用
時において磁束の飽和が発生し、永久磁石１６の各々を
所望のとおりに着磁することが不可能となる。上記周方
向長さｌを、上記半径方向長さｈの１．５倍〜２．０倍
に規定した場合には、理論的には必ずしも明らかではな
いが、実用上においては、上記不具合を回避することが
でき、したがって充分効果的な着磁が可能になり、回転
機２の性能を向上させることができる。

【００３４】本発明による回転機２のロータ４は、上記
したように、軸手段を構成するスリーブ１４及び回転軸
１２と、本体部２０と、複数の永久磁石１６及び磁性部
材１８のみから構成されているので、従来のように多種
かつ多数の部品を必要とせず、最小限必要な部品のみか
ら構成されているので、構成が簡単で部品点数が少な
く、その結果、従来に較べ、低コストで製作することを
可能にするものである。また永久磁石１６の各々は本体
部２０内に完全に埋設（密封）されるので、酸化防止の
ための表面処理を施す必要が全くなくなり、この点にお
いてもコストダウンを図ることができる。更にはまた、
その構成上、ダイキャスト等の鋳造によって、永久磁石
１６及び磁性部材１８の各々を本体部２０に一体成形す
ることが可能となるので、従来のように、多種類かつ多
数の部品を寄せ集めて組み付ける必要がなくなり、製作
を著しく容易にして製作時間を短縮でき、その結果、従
来に較べ、より低コストで製作することを可能にするも
のである。また永久磁石１６の形状も比較的単純であ
り、その製作も比較的容易である。

【００３５】本発明による回転機２のロータ４におい
て、本体部２０は実質上円形外周面及び両側面を有し、
永久磁石１６の各々は本体部２０内に完全に埋設され、
磁性部材１８の各々は半径方向外側端面のみが露呈され
他の表面は本体部２０内に埋設されるよう構成された場
合には、全体として構成が簡単で製作が容易となり、低
コストでの製作が可能となる。本発明による回転機２の
ロータ４において、磁性部材１８の各々には永久磁石１
６の各々よりも半径方向外側に延び出す突出部１８ｂが
形成され、永久磁石１６の各々の半径方向外側端面の外
方には該突出部１８ｂの各々によって周方向に空間部１
０２Ａが形成され、本体部２０は、永久磁石１６及び磁
性部材１８の各々の半径方向内側面と軸手段１４の外周
面との間（１８２）と該空間部１０２Ａとを充填しかつ
永久磁石１６及び磁性部材１８の各々の軸方向両側面を
所定の厚さで覆うよう配設され、磁性部材１８の各々の
露呈された半径方向外側端面は本体部２０の外周面と実
質上同一面上に位置付けられるよう構成された場合に
は、従来に較べ、低コストで製作することを、実用上容
易に可能にするものである。本発明による回転機２のロ
ータ４において、上記空間部Ａの各々に本体部２０が充
填された場合には、永久磁石１６の各々の半径方向外側
への抜けが確実に防止され、かつ磁性部材１８の各々の
半径方向外側端面間の磁気シールドが十分確実に行なわ
れる。

【００３６】本発明による回転機２のロータ４におい
て、永久磁石１６の各々の半径方向外側寄り部分におけ
る周方向側面の片方に、半径方向外側端（一端面１６
ａ）に向かうに従って両側面が相対的に近付く方向に直
線状に延びる、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄが上記半
径方向外側端まで形成された場合には、磁性部材１８の
各々と周方向に密着して本体部２０に一体に配設された
状態において、永久磁石１６の各々の半径方向外方への
抜け（珪素鋼板１００への組付時及びロータ４の回転時
における抜け）を確実に防止することができる。なお、
上記半径方向外側寄り傾斜面１６ｄを、周方向側面の上
記片方に代えて、永久磁石１６の各々の周方向側面の他
方に形成した場合にも、実質上同じ作用効果が得られる
ことはいうまでもない。

【００３７】本発明による回転機２のロータ４におい
て、永久磁石１６の各々の半径方向外側寄り部分を除い
た半径方向内側部分における周方向側面の片方に、半径
方向内側端（他端面１６ｂ）に向かうに従って両側面が
相対的に近付く方向に直線状に延びる、半径方向内側傾
斜面１６ｅが上記半径方向内側端まで形成され、半径方
向内側傾斜面１６ｅは、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄ
が形成された周方向側面と同じ側の周方向側面（図１２
及び図１３に示す実施形態においては、周方向側面１６
ｃと反対側の側面）に形成されている場合には、磁性部
材１８の各々と周方向に密着して本体部２０に一体に配
設された状態において、永久磁石１６の各々の半径方向
外方及び内方への抜け（珪素鋼板１００への組付時及び
ロータ４の回転時における抜け）を確実に防止すること
ができる。また、上記二つの傾斜面１６ｄ及び１６ｅが
磁束を通り易くガイドするので、着磁性を向上させる。
特に、磁性部材１８の各々の半径方向外側端面からの距
離が遠い、永久磁石１６の各々の半径方向内側寄りの部
分に半径方向内側傾斜面１６ｅが形成されているので、
磁性部材１８の各々の半径方向外側端面（一端面１６
ａ）からの距離が最も遠い、半径方向内側端（他端面１
６ｂ）に近い部分に対する着磁も十分良好に行なうこと
ができる。なお、上記半径方向外側寄り傾斜面１６ｄ及
び半径方向内側傾斜面１６ｅを、周方向側面の上記片方
に代えて、永久磁石１６の各々の周方向側面の他方に形
成した場合にも、実質上同じ作用効果が得られることは
いうまでもない。

【００３８】本発明による回転機２のロータ４におい
て、永久磁石１６の各々の半径方向内側傾斜面１６ｅの
長さが、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄの長さよりも長
く形成された場合には、上記抜け防止の効果及び着磁性
の効果を、実用上容易かつ確実に達成することを可能に
するものである。

【００３９】図１〜図４を参照して、以上のようにして
製作されたロータ４における回転軸１２の、本体部２０
の両側壁から外側に突出した部分の各々には、軸受であ
るラジアルボールベアリング（以下、単に「ベアリン
グ」と略称する）２２及び２４が圧入・装着されてい
る。ロータ４の本体部２０の軸方向両側には、一対のケ
ース部材６及び８が、ベアリング２２及び２４を介して
回転軸１２に相対回転自在に支持されている。ケース部
材６及び８は、各々に形成された貫通孔がベアリング２
２及び２４に圧入されることにより回転軸１２に相対回
転自在に支持されている。一対のケース部材６及び８に
はそれぞれ通風孔が形成されている。一対のケース部材
６及び８間には、ステータ１０が、ロータ４の外周面を
隙間をおいて覆うよう装着されている。ほぼ円筒形状を
なすステータ１０は、鉄材、鋼材等の磁性材料から一体
に成形されている。ステータ１０内には周方向に間隔を
おいて軸方向に延在するスロット３０が形成され、スロ
ット３０の各々内には銅線の束からなる巻線３２が挿入
・保持されている。ステータ１０には、ロータ４の、ス
テータ１０に覆われていない外表面部分を隙間をおいて
覆うダストカバー４０及び４２が装着されている。ダス
トカバー４０及び４２は耐熱性合成樹脂から形成され、
永久磁石１６の各々からの磁気洩れを遮断し、鉄粉等の
ダストがロータ４等に吸着されるのを防止することがで
きる。回転軸１２の一端部には、冷却用ファン３４及び
回転駆動用のプーリ３６がボルト３８により一体的に装
着されている。プーリ３６は図示しないＶベルト及びそ
の他の動力伝達手段を介して駆動源である、例えばエン
ジンのクランク軸に駆動結合される。上記のように構成
された発電機である回転機２において、エンジンが作動
すると、動力伝達手段、プーリ３６及び回転軸１２を介
してロータ４が回転駆動させられるので、ステータ１０
に配設された巻線３２に電流が発生し、発電が遂行され
る。エンジンが停止されると、ロータ４の回転が停止さ
れ、発電が停止される。

【００４０】図１４には、永久磁石１６の他の実施形態
が示されている。この実施形態においては、一端面１６
ａの幅ａは他端面１６ｂの幅ｂよりも大きく形成され、
また凸部１６ｆが形成された部分の幅（最大幅）ｃは、
上記幅ａ及びｂよりも大きく規定されており（ｂ＜ａ＜
ｃ）、これ以外の構成は図１２及び図１３に示す実施形
態と実質上同じであり、該実施形態と実質上同じ作用効
果を達成することができる。

【００４１】図１５には、永久磁石１６の更に他の実施
形態が示されている。この実施形態においては、永久磁
石１６の両側面に二つの傾斜面１６ｄ及び１６ｅからな
る凸部１６ｆがそれぞれ形成されている。傾斜面１６ｄ
の各々は、永久磁石１６の半径方向外側寄り部分におけ
る周方向側面の片方及び他方に、半径方向外側端である
一端面１６ａに向かうに従って両側面が相対的に近付く
方向に直線状に延びる、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄ
の各々を規定する。半径方向外側寄り傾斜面１６ｄの各
々は半径方向外側端である一端面１６ａに至るまで形成
されている。また、傾斜面１６ｅの各々は、永久磁石１
６の上記半径方向外側寄り部分を除いた半径方向内側部
分における周方向側面の片方及び他方に、半径方向内側
端である他端面１６ｂに向かうに従って両側面が相対的
に近付く方向に直線状に延びる、半径方向内側傾斜面１
６ｅの各々を規定する。半径方向内側傾斜面１６ｅの各
々は半径方向内側端である他端面１６ｂに至るまで形成
されている。半径方向外側寄り傾斜面１６ｄの各々及び
半径方向内側傾斜面１６ｅの各々により、永久磁石１６
の半径方向外側寄り部分と上記半径方向内側部分との境
界には、凸部１６ｆが形成される。一端面１６ａの幅ａ
及び他端面１６ｂの幅ｂは実質上同じに規定され、また
凸部１６ｆの各々が形成された部分の幅（最大幅）ｃ
は、上記幅ａ及びｂよりも大きく規定されている（ａ＝
ｂ＜ｃ）。永久磁石１６の幅は、凸部１６ｆの形成部分
から半径方向外側端（一端面１６ａ）及び半径方向内側
端（他端面１６ｂ）に向かうに従って徐々に小さくなる
よう規定される。また半径方向内側傾斜面１６ｅの長さ
は、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄの長さよりも長く形
成されている。上記永久磁石１６は、上記軸線方向に見
て（図１５において）、周方向の中央を半径方向（図１
５の上下方向）に延びる仮想中心線に対し、図１５にお
いて左右対称に形成されている。図１５に示す実施形態
は、先の二つの実施形態に対し、半径方向内方及び外方
における一層安定した抜止効果が達成できると共に周方
向両面からバランスよく着磁を行なうことができるの
で、着磁性も一層向上する。

【００４２】図１６には、永久磁石１６の更に他の実施
形態が示されている。この実施形態においては、図１５
に示す実施形態と同様に、周方向両側面に半径方向外側
寄り傾斜面１６ｄ及び半径方向内側傾斜面１６ｅが形成
されているが、凸部１６ｆの各々の形成部分が、図１５
に示す実施形態におけるよりも若干半径方向中央部寄り
である。また、一端面１６ａの幅ａは他端面１６ｂの幅
ｂよりも大きく形成され、また凸部１６ｆの各々が形成
された部分の幅（最大幅）ｃは、上記幅ａ及びｂよりも
大きく規定されている（ｂ＜ａ＜ｃ）。その他の基本的
構成は図１５に示す実施形態と実質上同一である。この
実施形態においても、図１５に示す実施形態と実質上同
じ作用効果を得ることができる。

【００４３】図１７には、永久磁石１６の更に他の実施
形態が示されている。この実施形態においては、半径方
向外側寄り部分における周方向側面の片方に半径方向外
側寄り傾斜面１６ｄが形成され、そして半径方向外側寄
り部分を除いた半径方向内側部分における幅は、該半径
方向内側部分の全域にわたって一定に形成されている。
図１７において、符号１６ｊは該半径方向内側部分にお
ける他側面を示し、この他側面１６ｊは一側面１６ｃと
平行に延在するように形成されている。該半径方向内側
部分の幅ｄは、他端面１６ｂの幅ｂと実質上等しく、一
端面１６ａの幅ａは、該半径方向内側部分の幅ｄ及び他
端面１６ｂの幅ｂよりも小さく規定されている（ｄ＝ｂ
＞ａ）。図１７に示す永久磁石１６の基本構成は断面が
矩形状をなし、その半径方向外側端部における一つの角
部に半径方向外側寄り傾斜面１６ｄを形成することによ
り構成されているので、全体の構成が図１２〜図１６に
示す先の実施形態よりもシンプルであり、したがって製
作が先の実施形態よりも容易であり、より低コストで製
作できる。永久磁石１６の半径方向外方への抜け（珪素
鋼板１００への組付時及びロータ４の回転時における抜
け）防止効果は、図１２〜図１４に示す実施形態と実質
上同じであるが、珪素鋼板１００への組付時における半
径方向内方への抜け防止効果は図１２〜図１４に示す実
施形態に及ばない。しかしながら珪素鋼板１００に対し
圧入によって組み付けることにより、この弱点を補うこ
とができ、実用上の問題はない。この実施形態におい
て、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄを周方向側面の上記
片方に代えて、他方（図１７において右側）に形成して
も実質上同一の作用効果が得られるものである。

【００４４】図１８には、永久磁石１６の更に他の実施
形態が示されている。この実施形態は、図１７に示す永
久磁石１６の一側面１６ｃ側にも半径方向外側寄り傾斜
面１６ｄを周方向に対称的に形成することにより構成さ
れている。図１８において、符号１６ｊの各々は、上記
半径方向内側部分の、相互に平行な側面を示している。
この実施形態も、全体の構成が図１２〜図１６に示す先
の実施形態よりもシンプルであり、したがって製作が先
の実施形態よりも容易であり、より低コストで製作でき
る。永久磁石１６の半径方向外方への抜け（珪素鋼板１
００への組付時及びロータ４の回転時における抜け）防
止効果は、図１７に示す実施形態におけるよりも一層安
定した抜止効果が達成できると共に周方向両面からバラ
ンスよく着磁を行なうことができるので、着磁性も一層
向上する。

【００４５】なお、図１４〜図１８に示す実施形態の永
久磁石１６が使用される場合には、これに対応して珪素
鋼板１００の永久磁石挿入・保持用空間部１０２Ｂの形
状もこれらに整合するよう形成されることはいうまでも
ない。

【００４６】以上の説明から明らかなように、本発明の
ロータ４において、永久磁石１６の各々の半径方向外側
寄り部分における周方向側面の片方及び／又は他方に
は、半径方向外側端に向かうに従って両側面が相対的に
近付く方向に直線状に延びる、半径方向外側寄り傾斜面
１６ｄが該外側端まで形成されている（図１２〜図１８
に示す実施形態参照）、ことが好ましい。また、永久磁
石１６の各々の該半径方向外側寄り部分を除いた半径方
向内側部分における周方向側面の片方及び／又は他方に
は、半径方向内側端に向かうに従って両側面が相対的に
近付く方向に直線状に延びる、半径方向内側傾斜面１６
ｅが該内側端まで形成され、半径方向内側傾斜面１６ｅ
は、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄが形成された周方向
側面と同じ側の周方向側面に形成されている（図１２〜
図１６に示す実施形態参照）、ことが好ましい。更には
また、永久磁石１６の各々の半径方向内側傾斜面１６ｅ
の長さは、半径方向外側寄り傾斜面１６ｄの長さよりも
長く形成されている（図１２〜図１６に示す実施形態参
照）、ことが好ましい。更にはまた、永久磁石１６の各
々の該半径方向外側寄り部分を除いた半径方向内側部分
における周方向幅ｄは、該半径方向内側部分の全域にわ
たって一定に形成されている（図１７及び図１８に示す
実施形態参照）、ことが好ましい。

【００４７】図１９には、珪素鋼板１００の他の実施形
態の要部が示されている。図１９に示す珪素鋼板１００
において（珪素鋼板１００を軸方向に見て）、上記スロ
ット１０２の各々の本体部充填用空間部１０２Ａを形成
する、周方向に相互に対向する側面１０２ｉ及び１０２
ｊの各々は、上記直線Ｌに平行に直線状に延びるよう形
成され、また、永久磁石挿入・保持用空間部１０２Ｂを
形成する、周方向に相互に対向する側面１０２ｍ及び１
０２ｎの各々は、上記軸心Ｏを通り上記直線Ｌを周方向
に対称に挟んで半径方向に延在する直線Ｌ１及びＬ２上
に存在するよう形成されている。本体部充填用空間部１
０２Ａの各々は、軸方向から見て、周方向に細長い、ほ
ぼ矩形状をなしている。永久磁石挿入・保持用空間部１
０２Ｂの各々は、軸方向から見て、周方向幅よりも半径
方向の長さが長い、概ね矩形状をなしているが、半径方
向外側端から内側端に向かって徐々に周方向幅が狭くな
るような、概ね台形状をなしている。

【００４８】本体部充填用空間部１０２Ａの各々の周方
向幅は、対応する永久磁石挿入・保持用空間部１０２Ｂ
の周方向幅（半径方向外側端により規定される最大幅）
よりも広く形成されている。そして両空間部１０２Ａ及
び１０２Ｂの半径方向の境界部であって空間部１０２Ａ
の半径方向内側端には、周方向に延在する段部１０２ｇ
及び１０２ｈが形成されている。永久磁石挿入・保持用
空間部１０２Ｂの各々には、該空間部１０２Ｂとほぼ同
じ横断面形状をなす図示しない永久磁石１６が挿入・保
持される。空間部１０２Ｂの各々は半径方向内側端の周
方向幅が外側端のそれよりも狭く形成されているので、
挿入された永久磁石１６の半径方向内外への抜けは確実
に防止され、安定した保持が得られる。またロータ４の
中間品として一体に形成された後の着磁性も、先の実施
形態と同様に十分効果的に得られるがその理由は、本体
部充填用空間部１０２Ａの各々の半径方向の長さが短く
形成されたこと及びその分、永久磁石１６の各々が半径
方向外側へ移動させられたこと、である。スロット１０
２の各々によって周方向に相互に間隔をおいて等ピッチ
で放射状に配列される基部１０６の各々の半径方向内側
端１０６ａは、接線方向に直線状に延びるよう形成され
ているが、上記軸心Ｏと同心の円弧形状に形成してもよ
い。また図１９に示す実施形態において、基部１０６の
各々の半径方向内側端１０６ａに、図６に示す実施形態
と同様な突起部１０６ｂを形成してもよい。

【００４９】上記のように構成された珪素鋼板１００を
積層することにより、先の実施形態と同様に１個の磁性
体１８０を形成し、上記空間部１０２Ｂの各々に永久磁
石１６を挿入・保持した後、先の実施形態と実質上同じ
方法によりロータ４を製作することができ、実質上同じ
作用効果を得ることができる。図１９に示す珪素鋼板１
００の形状は、先の実施形態における珪素鋼板１００の
形状に較べて、より単純化されているので、製作が一層
容易となり、より低コストで製作することができる。ま
た永久磁石１６の形状が更に単純化されるので、その製
作は一層容易となる。なお図１９に示す実施形態におい
て、空間部１０２Ｂの各々の側面１０２ｍ及び１０２ｎ
を上記直線Ｌに平行に形成する他の実施形態も可能であ
る。この実施形態の場合、空間部１０２Ｂの各々は軸方
向から見て実質上矩形状をなし、挿入・保持される永久
磁石１６の横断面形状もほぼ同じ矩形状に形成されるの
で、永久磁石１６の形状が更に単純化され、更に製作が
容易となり、したがって更に低コストで製作することが
できる。この実施形態では、空間部１０２Ｂの各々に永
久磁石１６が挿入された状態において、永久磁石１６の
半径方向内外への抜け防止は、永久磁石１６の上記挿入
を圧入により行なうことで確保できる。また本体部２０
により一体に成形された後は、空間部１０２Ａの各々に
より半径方向外側への抜けは確実に防止される。

【００５０】以上、本発明による回転機のロータを、実
施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の種々の
変形あるいは修正が可能である。例えば、上記実施形態
において回転機２は発電機であるが、これに代えて上記
回転機２と実質上同じ構成を有する電動機であっても、
上記と実質上同じ作用効果が得られることはいうまでも
ない。また上記実施形態において、磁性体１８０（した
がって磁性部材１８の各々）は、電磁鋼板の一実施形態
である珪素鋼板１００の積層体から構成されているが、
他の軟磁性鋼板（電磁鋼板に対し、保磁力が比較的弱い
鋼板）、例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＨＣ、ＳＳ４１Ｐ等の
軟磁性鋼板の積層体から構成される他の実施形態ももち
ろん成立する。要するに非磁性材料ではなく、磁性材料
（強磁性材料あるいは軟磁性材料のいずれでもよい）か
ら形成された鋼板の積層体であれば成立する。更にはま
た、磁性体１８０（したがって磁性部材１８の各々）
を、電磁鋼板の積層体ではなく、磁性材料から予め一体
に形成されたブロックから構成する他の実施形態もあ
る。

【００５１】更にはまた、上記実施形態においては、ス
リーブ１４、磁性体１８０（したがって磁性部材１８の
各々）及び永久磁石１６の各々を一体に鋳込む本体部２
０を、アルミニウム合金や亜鉛合金等の非磁性金属材料
により形成しているが、耐熱性を有する高強度合成樹脂
等の非金属材料により形成してもよい。更にはまた、上
記実施形態においては、軸手段を構成するスリーブ１
４、磁性体１８０及び永久磁石１６の各々を一体に鋳込
んだ後に、スリーブ１４に回転軸１２を圧入・装着して
いるが、スリーブ１４を使用することなく、回転軸１２
を直接、磁性体１８０及び永久磁石１６の各々と共に一
体に鋳込む他の実施形態もある。その場合には回転軸１
２の、鋳込む必要のない部分にアルミニウム合金等の溶
融材料が付着しないように、回転軸１２に十分なマスキ
ングを施すことが望まれる。更にはまた、上記実施形態
においては、スリーブ１４、磁性体１８０及び永久磁石
１６の各々を一体に鋳込んだ後に、磁性体１８０の外周
面に上記切削加工を施しているが、これに代えて、回転
軸１２をスリーブ１４に圧入・装着した後に、磁性体１
８０の外周面に上記切削加工を施す他の実施形態もあ
る。更にはまた、上記実施形態においては、回転軸１２
をスリーブ１４に圧入・装着した後に、回転バランスを
取るようにしているが、これに代えて、回転軸１２をス
リーブ１４に圧入・装着する前工程において、バランシ
ングを行なう実施形態もある。

【００５２】

【発明の効果】本発明による回転機のロータによれば、
永久磁石の数を増大して多極化すると共に、一体化した
後においても永久磁石の各々を十分確実に着磁すること
を可能にし、性能を向上させることができる。また、永
久磁石の数を増大して多極化すると共に、一体化した後
においても永久磁石の各々を十分確実に着磁することを
可能にして性能を向上させることができ、しかも構成が
簡単で部品点数が少なく、従来よりも低コストで製作す
ることを可能にする。更にはまた、永久磁石の各々の抜
けを確実に防止すると共に一体化した後においても永久
磁石の各々を十分確実に着磁することを可能にし、性能
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータを備えた回転機の側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視拡大断面図。

【図４】回転軸にラジアルボールベアリグを組み付けた
ロータの平面図。

【図５】ロータに配設される磁性部材を構成するための
電磁鋼板の平面図。

【図６】図５のＣ部拡大図。

【図７】図５に示す電磁鋼板の積層体から構成された磁
性体の軸心と共通の軸心上にスリーブを配置した状態を
軸方向から見た図。

【図８】スリーブを、その軸線を境にした片側を破断し
て示す側面図。

【図９】図７の状態でダイキャストにより成形したロー
タの中間品（回転軸が装着されていない、ロータの中間
品）の外周面の一部を切削加工により削除した状態を軸
方向から見た断面図。

【図１０】図９に示すロータの中間品を半径方向外側か
ら見た図。

【図１１】図１０に示すロータの中間品に回転軸を装着
することにより構成として完成した状態のロータを、そ
の一部を破断して示す図。

【図１２】ロータに配設される永久磁石の側面図。

【図１３】図１２に示す永久磁石の斜視図。

【図１４】永久磁石の他の実施形態を示す側面図であっ
て図１２と同様な側面図。

【図１５】永久磁石の更に他の実施形態を示す側面図で
あって図１２と同様な側面図。

【図１６】永久磁石の更に他の実施形態を示す側面図で
あって図１２と同様な側面図。

【図１７】永久磁石の更に他の実施形態を示す側面図で
あって図１２と同様な側面図。

【図１８】永久磁石の更に他の実施形態を示す側面図で
あって図１２と同様な側面図。

【図１９】ロータに配設される磁性部材を構成するため
の電磁鋼板の他の実施形態の要部を示す平面図であっ
て、図６と同様な平面図。

【符号の説明】

２回転機４ロータ１０ステータ１２回転軸１４スリーブ１６永久磁石１６ｆ凸部１８磁性部材２０本体部１００珪素鋼板１０２スロット１０２Ａ本体部充填用空間部１０２Ｂ永久磁石挿入・保持用空間部１０２ｄ傾斜面１０２ｅ傾斜面１０２ｆ凸部１８０磁性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸手段が実質上一体に装着された、非磁
性材料からなる本体部と、本体部に一体に周方向に交互
に密着して放射状に配列された永久磁石及び磁性部材と
から構成され、磁性部材の各々の、永久磁石に密着した
周方向両側面における半径方向外側端間の周方向長さ
は、永久磁石の各々の半径方向長さよりも大きく規定さ
れる、ことを特徴とする回転機のロータ。
【請求項２】磁性部材の各々の、永久磁石に密着した
周方向両側面における半径方向外側端間の周方向長さ
は、永久磁石の各々の半径方向長さの１．５倍〜２．０
倍に規定される、請求項１記載の回転機のロータ。
【請求項３】本体部は実質上円形外周面及び両側面を
有し、永久磁石の各々は本体部内に完全に埋設され、磁
性部材の各々は半径方向外側端面のみが露呈され他の表
面は本体部内に埋設されるよう構成される、請求項１又
は請求項２記載の回転機のロータ。
【請求項４】磁性部材の各々には永久磁石の各々より
も半径方向外側に延び出す突出部が形成され、永久磁石
の各々の半径方向外側端面の外方には該突出部の各々に
よって周方向に空間部が形成され、本体部は、永久磁石
及び磁性部材の各々の半径方向内側面と軸手段の外周面
との間と該空間部とを充填しかつ永久磁石及び磁性部材
の各々の軸方向両側面を所定の厚さで覆うよう配設さ
れ、磁性部材の各々の露呈された半径方向外側端面は本
体部の外周面と実質上同一面上に位置付けられる、請求
項３記載の回転機のロータ。
【請求項５】永久磁石の各々の半径方向外側寄り部分
における周方向側面の片方及び／又は他方には、半径方
向外側端に向かうに従って両側面が相対的に近付く方向
に直線状に延びる、半径方向外側寄り傾斜面が該外側端
まで形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記
載の回転機のロータ。
【請求項６】永久磁石の各々の該半径方向外側寄り部
分を除いた半径方向内側部分における周方向側面の片方
及び／又は他方には、半径方向内側端に向かうに従って
両側面が相対的に近付く方向に直線状に延びる、半径方
向内側傾斜面が該内側端まで形成され、半径方向内側傾
斜面は、半径方向外側寄り傾斜面が形成された周方向側
面と同じ側の周方向側面に形成されている、請求項５記
載の回転機のロータ。
【請求項７】永久磁石の各々の半径方向内側傾斜面の
長さは、半径方向外側寄り傾斜面の長さよりも長く形成
されている、請求項６記載の回転機のロータ。
【請求項８】永久磁石の各々の該半径方向外側寄り部
分を除いた半径方向内側部分における周方向幅は、該半
径方向内側部分の全域にわたって一定に形成されてい
る、請求項５記載の回転機のロータ。