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公開番号2025176913
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024083309
出願日2024-05-22
発明の名称ロータ及びロータの製造方法
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 1/2726 20220101AFI20251128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ロータが回転動作をするときに磁石とアーマリングとの間に生じる予圧の減少を抑制する。
【解決手段】ロータ1は、磁石2と、円筒形状であって、磁石2に接すると共に金属材料によって形成されたインナーアーマリング4と、円筒形状であって、インナーアーマリング4に接すると共に非金属材料によって形成されたアウターアーマリング5と、を備える。磁石2、インナーアーマリング4及びアウターアーマリング5が一体となって回転動作を行うときに、アウターアーマリング5は、インナーアーマリング4より変形しにくい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁石と、
円筒形状であって、前記磁石に接するリング部を含むと共に金属材料によって形成された第１アーマリングと、
円筒形状であって、前記第１アーマリングに接すると共に非金属材料によって形成された第２アーマリングと、を備え、
前記磁石、前記第１アーマリング及び前記第２アーマリングが一体となって回転動作を行うときに、前記第２アーマリングは、前記第１アーマリングより変形しにくい、ロータ。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記第２アーマリングを形成する前記非金属材料の弾性率は、前記第１アーマリングを形成する金属材料の弾性率より、大きい、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第２アーマリングを形成する前記非金属材料の線膨張係数は、前記第１アーマリングを形成する金属材料の線膨張係数より、小さい、請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記第１アーマリングの内径は、前記磁石の外周面により定義される外接円の直径より小さく、
前記第２アーマリングの内径は、前記第１アーマリングの外径より小さく、
前記第１アーマリングの内径と前記磁石の外形により定義される外接円の直径との差分は、前記第２アーマリングの内径と前記第１アーマリングの外径との差分より大きい、請求項１に記載のロータ。
【請求項５】
前記第２アーマリングは、前記非金属材料である炭素繊維強化プラスチックによって形成されている、請求項１に記載のロータ。
【請求項６】
円筒形状であるリング部を含み金属材料によって形成された第１アーマリングを加熱する又は磁石を冷却することによって、隙間を設けた状態で、前記第１アーマリングを前記磁石に組み合わせる工程と、
円筒形状であって非金属材料によって形成された第２アーマリングを、前記磁石に対して組み合わされた前記第１アーマリングに対して、前記第２アーマリングを加熱することなく圧入する工程と、を含む、ロータの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ及びロータ製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１～３は、ロータに関する技術を開示する。例えば、特許文献１には、ロータコアと、ロータコアの外周面を囲む磁石と、磁石の外周面を囲む覆い部材を備えたロータが記載されている。覆い部材は、磁性部と磁性部を覆う非磁性部とにより構成されている。特許文献２には、円筒状の磁石と、それらの磁石の間に鉄部材が配置されている回転子や、円筒状の磁石と磁石の外周面を覆うリングを備えた回転子が開示されている。特許文献３には、回転子の断面が示されている。この回転子は、回転子キャリアと、回転子キャリアの内周部に配置された円筒状の磁石ユニットを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５２４６６号公報
特許第４７０４８８３号公報
特開２０２１－１９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁石の磁界とコイルの磁界との相互作用によって、磁石にはトルクが生じる。このトルクがシャフトに伝達されることによって、シャフトが回転する。磁石からシャフトへのトルクの伝達は、磁石に接するリング状のアーマリングによって達成される。磁石からアーマリングへのトルクの伝達は、磁石とアーマリングとの間に作用する摩擦力の影響を受ける。トルクの伝達に必要な摩擦力を確保するためには、磁石とアーマリングとの間に生じる予圧を確保する必要がある。
【０００５】
しかし、磁石及びアーマリングによって構成されたロータが回転すると、磁石及びアーマリングには回転数に応じた遠心力が作用する。この遠心力は、ロータが回転しているときに磁石とアーマリングとの間に生じる予圧が、ロータが回転していないときに磁石とアーマリングとの間に生じる予圧より小さくなるという現象をもたらすことがある。磁石とアーマリングとの間に生じる予圧の減少は、磁石からアーマリング、ひいてはシャフトへのトルクの伝達に影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、本発明は、ロータが回転動作をするときに磁石とアーマリングとの間に生じる予圧の減少を抑制することができるロータ及びロータの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態であるロータは、磁石と、円筒形状であって、磁石に接するリング部を含むと共に金属材料によって形成された第１アーマリングと、円筒形状であって、第１アーマリングに接すると共に非金属材料によって形成された第２アーマリングと、を備える。磁石、第１アーマリング及び第２アーマリングが一体となって回転動作を行うときに、第２アーマリングは、第１アーマリングより変形しにくい。
【０００８】
このロータは、回転動作であるときに、遠心力が作用する第２アーマリングは、遠心力が作用する第１アーマリングよりも変形しにくい。その結果、運転時に生じる第１アーマリングの変形は、第２アーマリングによって抑制されるので、第１アーマリングが磁石に与える与圧の低下を抑制することができる。
【０００９】
上記のロータにおいて、第２アーマリングを形成する非金属材料の弾性率は、第１アーマリングを形成する金属材料の弾性率より、大きくてもよい。この構成によれば、遠心力に起因する第２アーマリングの変形量は、遠心力に起因する第１アーマリングの変形量よりも小さい。その結果、遠心力に起因する第１アーマリングの変形は、第２アーマリングによって抑制されるので、第１アーマリングが磁石に与える与圧の低下を抑制することができる。
【００１０】
上記のロータにおいて、第２アーマリングを形成する非金属材料の線膨張係数は、第１アーマリングを形成する金属材料の線膨張係数より、小さくてもよい。この構成によれば、ロータの回転動作時において磁石及びアーマリングに生じる熱に起因する第２アーマリングの変形量は、磁石及びアーマリングに生じる熱に起因する第１アーマリングの変形量よりも小さい。その結果、磁石及びアーマリングに生じる熱に起因する第１アーマリングの変形は、第２アーマリングによって抑制されるので、第１アーマリングが磁石に与える与圧の低下を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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