JP2003224944A - Permanent magnet rotor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐冷熱サイ
クル性と耐湿性が確保された、ロータ表面に永久磁石を
配置した永久磁石型ロータ、即ち、ＳＰＭ（Surface Pe
rmanent Magnet）型ロータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet type rotor having permanent magnets arranged on the rotor surface, that is, SPM (Surface Pe), which has excellent resistance to cold and heat cycles and moisture resistance.
rmanent Magnet) type rotor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＳＰＭ型ロータを使用したモータは、小
型化（軽量化）やモータ特性などの点で優れており、例
えば、自動車の電動式パワーステアリング用モータなど
としての適用が期待されている。代表的なＳＰＭ型ロー
タの一部分解斜視図を図１に示す。ＳＰＭ型ロータ１
は、Ｆｅ系磁性素材（珪素鋼や炭素鋼）などのような磁
性素材からなる略円筒形のロータコア２の外周面に、ロ
ータの回転中心を中心とする略円弧状の永久磁石３が複
数個（図１では６個）、接着剤により貼付固定されたも
のである。図１に示したＳＰＭ型ロータを搭載したモー
タの横断面図を図２に示す。モータ１１におけるロータ
１は、微小なエアギャップを介して同心円状に対抗する
ステータ５に施された巻線に電流を流すことにより発生
する回転磁界により、回転中心である回転軸４を中心に
回転する。2. Description of the Related Art Motors using SPM type rotors are excellent in miniaturization (lightening) and motor characteristics, and are expected to be applied as, for example, motors for electric power steering of automobiles. . A partially exploded perspective view of a typical SPM type rotor is shown in FIG. SPM type rotor 1
Is a substantially cylindrical rotor core 2 made of a magnetic material such as an Fe-based magnetic material (silicon steel or carbon steel), and a plurality of substantially arc-shaped permanent magnets 3 around the rotor rotation center. (6 pieces in FIG. 1), which are attached and fixed by an adhesive. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a motor equipped with the SPM type rotor shown in FIG. The rotor 1 of the motor 11 is rotated about a rotation shaft 4 which is a rotation center by a rotating magnetic field generated by passing a current through a winding provided on a stator 5 that concentrically opposes through a minute air gap. To do.
【０００３】電動式パワーステアリングは、従来の油圧
式パワーステアリングに比較して機構上メインテナンス
が少なくてすむので有利であるが、その分、そこに使用
されるモータには長期の信頼性が要求される。中でも、
耐冷熱サイクル性の確保は重要である。なぜなら、ロー
タの回転に伴って発生する渦電流が主要因となる発熱は
時として１００℃以上に達する場合がある一方、寒冷地
域などにおいては零下数十℃にまで冷却されるからであ
る。従って、電動式パワーステアリング用モータのみな
らず自動車部品用モータにおいては、通常、−４０℃〜
１２０℃の温度範囲における冷熱サイクル劣化試験にも
優れた耐性を示すことが必要とされる。The electric power steering is advantageous because it requires less mechanical maintenance as compared with the conventional hydraulic power steering, but the motor used therefor requires long-term reliability. It Above all,
Ensuring resistance to cold and heat cycles is important. This is because the heat generated mainly by the eddy current generated by the rotation of the rotor may sometimes reach 100 ° C. or higher, while it is cooled to tens of degrees below zero in a cold region. Therefore, not only in the motor for electric power steering but also in the motor for automobile parts, normally, -40 ° C to
It is also required to show excellent resistance to the cold cycle deterioration test in the temperature range of 120 ° C.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＰＭ
型ロータを使用したモータの場合、上記のような冷熱サ
イクル劣化試験を行うと、永久磁石とロータコアとの間
での接着疲労が顕著に起こり、最終的には、永久磁石が
ロータコアから脱落するといった事態を招く場合があ
る。このような事態を招かないように、永久磁石の外周
面にＳＵＳやＡｌなどの非磁性素材からなる永久磁石脱
落防止板を巻きつける方法もあるが、このような方法
は、磁気回路的な観点からは不利であり、また、コスト
アップにもなるので望ましいものとはいえない。また、
接着疲労は温度変化によって起こると同時に湿度変化に
よっても起こるので耐湿性の確保も重要なポイントであ
る。そこで本発明は、永久磁石脱落防止板などを使用し
なくても、優れた接着強度が長期間保持されることで耐
冷熱サイクル性と耐湿性が確保されたＳＰＭ型ロータを
提供することを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] However, SPM
In the case of a motor using a mold rotor, when the above-mentioned thermal cycle deterioration test is performed, adhesive fatigue between the permanent magnet and the rotor core remarkably occurs, and eventually the permanent magnet falls off from the rotor core. It may cause a situation. In order to prevent such a situation, there is a method of winding a permanent magnet dropout prevention plate made of a non-magnetic material such as SUS or Al around the outer peripheral surface of the permanent magnet. It is not desirable because it is disadvantageous and increases costs. Also,
Adhesion fatigue occurs not only due to temperature changes but also due to humidity changes, so ensuring moisture resistance is also an important point. Therefore, an object of the present invention is to provide an SPM type rotor in which excellent adhesive strength is maintained for a long period of time without using a permanent magnet fallout prevention plate or the like, thereby ensuring cold-heat cycle resistance and humidity resistance. And
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の点に鑑みてなされ
た本発明の永久磁石型ロータは、請求項１記載の通り、
磁性素材からなるロータコアの外側面に、永久磁石が複
数個、接着剤により貼付固定された永久磁石型ロータで
あって、前記ロータコアの少なくとも前記永久磁石との
接着部分がＡｌ被膜、または、Ａｌ被膜とその表面に積
層形成された化成処理被膜で被覆されており、かつ、前
記永久磁石の少なくとも前記ロータコアとの接着部分が
Ａｌ被膜、または、Ａｌ被膜とその表面に積層形成され
た化成処理被膜で被覆されていることを特徴とする。ま
た、請求項２記載の永久磁石型ロータは、請求項１記載
の永久磁石型ロータにおいて、前記ロータコアの少なく
とも前記永久磁石との接着部分に形成されたＡｌ被膜が
気相めっき法にて形成されたものであることを特徴とす
る。また、請求項３記載の永久磁石型ロータは、請求項
１または２記載の永久磁石型ロータにおいて、前記ロー
タコアの少なくとも前記永久磁石との接着部分に形成さ
れたＡｌ被膜の膜厚が１μｍ〜３０μｍであることを特
徴とする。また、請求項４記載の永久磁石型ロータは、
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石型ロータに
おいて、前記ロータコアの少なくとも前記永久磁石との
接着部分がＡｌ被膜とその表面に積層形成された化成処
理被膜で被覆されていることを特徴とする。また、請求
項５記載の永久磁石型ロータは、請求項４記載の永久磁
石型ロータにおいて、前記化成処理被膜の膜厚が０．０
１μｍ〜１μｍであることを特徴とする。また、請求項
６記載の永久磁石型ロータは、請求項１乃至５のいずれ
かに記載の永久磁石型ロータにおいて、前記永久磁石の
少なくとも前記ロータコアとの接着部分がＡｌ被膜とそ
の表面に積層形成された化成処理被膜で被覆されている
ことを特徴とする。また、請求項７記載の永久磁石型ロ
ータは、請求項１乃至６のいずれかに記載の永久磁石型
ロータにおいて、前記ロータコアがＦｅ系磁性素材から
なることを特徴とする。また、請求項８記載の永久磁石
型ロータは、請求項１乃至７のいずれかに記載の永久磁
石型ロータにおいて、前記永久磁石が希土類系永久磁石
であることを特徴とする。また、請求項９記載の永久磁
石型ロータは、請求項１乃至８のいずれかに記載の永久
磁石型ロータにおいて、前記接着剤がエポキシ樹脂系接
着剤であることを特徴とする。また、本発明のロータコ
アは、請求項１０記載の通り、磁性素材からなるロータ
コアであって、少なくともその外側面がＡｌ被膜、また
は、Ａｌ被膜とその表面に積層形成された化成処理被膜
で被覆されていることを特徴とする。The permanent magnet type rotor of the present invention made in view of the above points is as described in claim 1.
A permanent magnet rotor in which a plurality of permanent magnets are adhered and fixed to an outer surface of a rotor core made of a magnetic material by an adhesive, and at least an adhesive portion of the rotor core with the permanent magnet is an Al coating or an Al coating. And a chemical conversion coating laminated on the surface of the permanent magnet, and at least an adhesive portion of the permanent magnet with the rotor core is an Al coating, or an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface. It is characterized by being coated. A permanent magnet rotor according to a second aspect is the permanent magnet rotor according to the first aspect, wherein the Al coating film formed on at least a portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet is formed by vapor phase plating. It is characterized by being Further, the permanent magnet type rotor according to claim 3 is the permanent magnet type rotor according to claim 1 or 2, wherein a film thickness of the Al coating film formed on at least a portion of the rotor core bonded to the permanent magnet is 1 μm to 30 μm. Is characterized in that. Further, the permanent magnet type rotor according to claim 4,
The permanent magnet type rotor according to any one of claims 1 to 3, wherein at least an adhesion portion of the rotor core with the permanent magnet is covered with an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating. And The permanent magnet type rotor according to claim 5 is the permanent magnet type rotor according to claim 4, wherein the film thickness of the chemical conversion coating is 0.0
It is characterized by being 1 μm to 1 μm. Further, the permanent magnet type rotor according to claim 6 is the permanent magnet type rotor according to any one of claims 1 to 5, wherein at least an adhesive portion of the permanent magnet with the rotor core is laminated on an Al film and its surface. It is characterized in that it is coated with the chemical conversion treatment film. Further, a permanent magnet type rotor according to a seventh aspect is the permanent magnet type rotor according to any one of the first to sixth aspects, characterized in that the rotor core is made of an Fe-based magnetic material. The permanent magnet rotor according to claim 8 is the permanent magnet rotor according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the permanent magnet is a rare earth-based permanent magnet. A ninth aspect of the present invention is the permanent magnet type rotor according to any one of the first to eighth aspects, wherein the adhesive is an epoxy resin type adhesive. According to a tenth aspect of the present invention, the rotor core is a rotor core made of a magnetic material, at least the outer surface of which is covered with an Al coating, or an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface. It is characterized by
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の永久磁石型ロータは、磁
性素材からなるロータコアの外側面に、永久磁石が複数
個、接着剤により貼付固定された永久磁石型ロータであ
って、前記ロータコアの少なくとも前記永久磁石との接
着部分がＡｌ被膜、または、Ａｌ被膜とその表面に積層
形成された化成処理被膜で被覆されており、かつ、前記
永久磁石の少なくとも前記ロータコアとの接着部分がＡ
ｌ被膜、または、Ａｌ被膜とその表面に積層形成された
化成処理被膜で被覆されていることを特徴とするもので
ある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The permanent magnet type rotor of the present invention is a permanent magnet type rotor in which a plurality of permanent magnets are attached and fixed to the outer surface of a rotor core made of a magnetic material by an adhesive. At least an adhesive portion with the permanent magnet is covered with an Al coating, or an Al coating and a chemical conversion treatment coating laminated on the surface of the Al coating, and at least an adhesive portion with the rotor core of the permanent magnet is A.
It is characterized in that it is coated with an l coating or an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface thereof.
【０００７】本発明の永久磁石型ロータは、ロータコア
の少なくとも永久磁石との接着部分、および、永久磁石
の少なくともロータコアとの接着部分に対して特定の表
面処理、即ち、Ａｌ被膜による被覆、または、Ａｌ被膜
とその表面に積層形成された化成処理被膜による被覆が
行われており、これによって、永久磁石とロータコアと
の間での優れた接着強度が長期間保持されるという特有
の効果を奏する。In the permanent magnet type rotor of the present invention, a specific surface treatment, that is, a coating with an Al film, is performed on a portion of the rotor core that is bonded to at least the permanent magnet and a portion of the permanent magnet that is bonded to at least the rotor core. The coating is performed by an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating, which has a unique effect of maintaining excellent adhesive strength between the permanent magnet and the rotor core for a long period of time.
【０００８】ロータコアの永久磁石との接着部分へのＡ
ｌ被膜の形成は、公知のＡｌ被膜形成方法にて行えばよ
いが、ロータコアの腐食防止や高生産効率の観点からは
気相めっき法にて行うことが望ましい。気相めっき法に
てＡｌ被膜を形成するための装置としては、例えば、米
国特許第４１１６１６１号公報やGraham Legge :"IonVa
por Deposited Coatings for Improved Corrosion Prot
ection": Reprintedfrom Industrial Heating, Septemb
er, 135-140, 1994に記載の蒸着装置が挙げられる。Ａ
ｌ被膜の形成は、ロータコアの永久磁石との接着部分に
のみ選択的に行わなければならないというものではない
ので、ロータコアの全面にＡｌ被膜が形成されても何ら
問題はない。ロータコアの外側面に形成されるＡｌ被膜
の膜厚は、１μｍ〜３０μｍであることが望ましい。膜
厚が１μｍ未満であると優れた接着強度が長期間保持さ
れない恐れがある一方、膜厚が３０μｍを超えるとＡｌ
被膜の表面の凹凸が顕著となり、接着強度に悪影響を及
ぼす恐れがあるからである。なお、Ａｌ被膜の表面を均
一なものにして安定な接着強度を得るなどの目的でＡｌ
被膜の表面に対してピーニング処理を施してもよい。A to the bonding portion of the rotor core with the permanent magnet
The l coating may be formed by a known Al coating formation method, but from the viewpoint of preventing corrosion of the rotor core and high production efficiency, it is preferable to use the vapor phase plating method. As an apparatus for forming an Al film by a vapor phase plating method, for example, US Pat. No. 4,116,161 or Graham Legge: "IonVa
por Deposited Coatings for Improved Corrosion Prot
ection ": Reprintedfrom Industrial Heating, Septemb
er, 135-140, 1994. A
The formation of the l coating does not have to be selectively performed only on the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet, so there is no problem even if the Al coating is formed on the entire surface of the rotor core. The thickness of the Al coating film formed on the outer surface of the rotor core is preferably 1 μm to 30 μm. If the film thickness is less than 1 μm, excellent adhesive strength may not be maintained for a long time, while if the film thickness exceeds 30 μm, Al
This is because irregularities on the surface of the coating film become prominent and the adhesive strength may be adversely affected. For the purpose of making the surface of the Al coating uniform and obtaining stable adhesive strength,
The surface of the coating may be subjected to peening treatment.
【０００９】ロータコアの永久磁石との接着部分にＡｌ
被膜を形成することにより、接着剤との界面での強度が
ロータコア素材と接着剤との界面での強度よりも向上す
るとともに、界面への水の侵入が阻止される。また、金
属Ａｌが有する軟質性が温度変化に起因したロータコア
と永久磁石との間の歪みを緩和し、その結果、永久磁石
とロータコアとの間での優れた接着強度が長期間保持さ
れる。Al is adhered to the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet.
By forming the film, the strength at the interface with the adhesive is improved as compared with the strength at the interface between the rotor core material and the adhesive, and water is prevented from entering the interface. Further, the softness of the metal Al relaxes the distortion between the rotor core and the permanent magnet due to the temperature change, and as a result, the excellent adhesive strength between the permanent magnet and the rotor core is maintained for a long period of time.
【００１０】さらに、驚くべきことに、ロータコアの永
久磁石との接着部分に形成されたＡｌ被膜の表面に化成
処理被膜を積層形成し、化成処理被膜の表面で接着剤に
より永久磁石を貼付固定することで、永久磁石とロータ
コアとの間での接着強度をより優れたものとすることが
できる。化成処理被膜の形成は、ロータコアの永久磁石
との接着部分にのみ選択的に行わなければならないとい
うものではないので、ロータコアの全面に化成処理被膜
が形成されても何ら問題はない。化成処理被膜として
は、構成元素として（１）チタンおよびジルコニウムか
ら選ばれる少なくとも１種、（２）リン、（３）酸素、
（４）フッ素を含有する公知の被膜が例示される。Ａｌ
被膜の表面にこの化成処理被膜を積層形成する方法は、
例えば、特許第３１７６５９７号公報に記載されてい
る。また、モリブデン酸塩とリン酸塩からなる被膜やク
ロム酸塩被膜などの公知の被膜を化成処理被膜として適
用することもできる。Ａｌ被膜の表面にこれらの化成処
理被膜を積層形成する方法は、例えば、表面技術 vol.4
9.221 (1998)に記載されている。化成処理被膜の膜厚
は、接着強度の向上への寄与と低製造コスト化などの観
点から、０．０１μｍ〜１μｍであることが望ましい。Further, surprisingly, a chemical conversion coating is laminated on the surface of the Al coating formed on the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet, and the permanent magnet is attached and fixed by an adhesive on the surface of the chemical conversion coating. As a result, the adhesive strength between the permanent magnet and the rotor core can be further improved. The formation of the chemical conversion coating does not have to be selectively performed only on the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet, so there is no problem even if the chemical conversion coating is formed on the entire surface of the rotor core. As the chemical conversion coating, (1) at least one selected from titanium and zirconium as constituent elements, (2) phosphorus, (3) oxygen,
(4) A known coating containing fluorine is exemplified. Al
The method of laminating this chemical conversion treatment coating on the surface of the coating is
For example, it is described in Japanese Patent No. 3176597. Further, a known coating such as a coating made of molybdate and phosphate or a chromate coating can be applied as the chemical conversion coating. A method for laminating these chemical conversion treatment coatings on the surface of the Al coating is described in, for example, Surface Technology
9.221 (1998). The thickness of the chemical conversion treatment film is preferably 0.01 μm to 1 μm from the viewpoints of contribution to improvement of adhesive strength and reduction of manufacturing cost.
【００１１】永久磁石のロータコアとの接着部分へのＡ
ｌ被膜の形成は、ロータコアの永久磁石との接着部分へ
のＡｌ被膜の形成と同様、公知のＡｌ被膜形成方法にて
行えばよいが、気相めっき法にて行うことが望ましい。
Ａｌ被膜の形成は、永久磁石のロータコアとの接着部分
にのみ選択的に行わなければならないというものではな
いので、永久磁石の全面にＡｌ被膜が形成されても何ら
問題はない。永久磁石の中でも、特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ
系永久磁石に代表されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石やＳｍ
−Ｆｅ−Ｎ系永久磁石に代表されるＲ−Ｆｅ−Ｎ系永久
磁石などの希土類系永久磁石は、酸化腐食されやすいと
いう特性を有していることから、その表面には耐食性被
膜を形成する必要がある。耐食性被膜としては種々のも
のが知られているが、Ａｌ被膜も耐食性被膜として機能
するので、永久磁石の全面に耐食性被膜としてのＡｌ被
膜を形成すれば、当該Ａｌ被膜はロータコアとの接着部
分において接着強度の向上に寄与する。従って、例え
ば、永久磁石の表面にＡｌ被膜以外の耐食性被膜を形成
し、その表面に接着強度の向上のためにＡｌ被膜を積層
形成するようなことは必ずしも必要ない。永久磁石の全
面にＡｌ被膜を形成し、当該Ａｌ被膜に耐食性被膜とし
ての機能と接着強度の向上に対する機能を発揮させる場
合、当該Ａｌ被膜の膜厚は１μｍ〜３０μｍであること
が望ましい。A to the portion where the permanent magnet is bonded to the rotor core
The l coating may be formed by a known Al coating forming method as in the case of forming the Al coating on the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet, but it is preferably formed by vapor phase plating.
The formation of the Al coating does not have to be selectively performed only on the bonded portion of the permanent magnet to the rotor core, so that there is no problem even if the Al coating is formed on the entire surface of the permanent magnet. Among the permanent magnets, especially Nd-Fe-B
R-Fe-B system permanent magnets and Sm typified by system permanent magnets
Since rare earth-based permanent magnets such as R-Fe-N-based permanent magnets typified by -Fe-N-based permanent magnets have the property of being easily oxidized and corroded, a corrosion-resistant coating is formed on the surface thereof. There is a need. Although various types of corrosion-resistant coatings are known, the Al coating also functions as a corrosion-resistant coating. Therefore, if an Al coating as a corrosion-resistant coating is formed on the entire surface of the permanent magnet, the Al coating will adhere to the rotor core. Contributes to the improvement of adhesive strength. Therefore, for example, it is not always necessary to form a corrosion-resistant coating other than the Al coating on the surface of the permanent magnet and laminate the Al coating on the surface to improve the adhesive strength. When an Al coating film is formed on the entire surface of the permanent magnet and the Al coating film has a function as a corrosion-resistant coating film and a function for improving the adhesive strength, the film thickness of the Al coating film is preferably 1 μm to 30 μm.
【００１２】また、永久磁石のロータコアとの接着部分
に形成されたＡｌ被膜の表面に化成処理被膜を積層形成
し、化成処理被膜の表面で接着剤により永久磁石がロー
タコアに貼付固定されるようにすることで、永久磁石と
ロータコアとの間での接着強度をより優れたものとする
ことができる。この効果は、特に、ロータコアの永久磁
石との接着部分がＡｌ被膜とその表面に積層形成された
化成処理被膜で被覆されている場合において顕著であ
る。化成処理被膜の形成は、永久磁石のロータコアとの
接着部分にのみ選択的に行わなければならないというも
のではないので、永久磁石の全面に化成処理被膜が形成
されても何ら問題はない。永久磁石に適用可能な化成処
理被膜の種類やその形成方法は、ロータコアに適用可能
な化成処理被膜の種類やその形成方法と同じでよい。化
成処理被膜の膜厚は、接着強度の向上への寄与と低製造
コスト化などの観点から、０．０１μｍ〜１μｍである
ことが望ましい。Further, a chemical conversion coating is laminated on the surface of the Al coating formed on the portion where the permanent magnet is bonded to the rotor core, and the permanent magnet is attached and fixed to the rotor core with an adhesive on the surface of the chemical conversion coating. By doing so, the adhesive strength between the permanent magnet and the rotor core can be made more excellent. This effect is particularly remarkable when the portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet is covered with the Al coating and the chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating. The formation of the chemical conversion treatment film does not have to be selectively performed only on the adhesion portion of the permanent magnet to the rotor core, so that there is no problem even if the chemical conversion treatment film is formed on the entire surface of the permanent magnet. The type of chemical conversion coating applicable to the permanent magnet and its forming method may be the same as the type of chemical conversion coating applicable to the rotor core and its forming method. The thickness of the chemical conversion treatment film is preferably 0.01 μm to 1 μm from the viewpoints of contribution to improvement of adhesive strength and reduction of manufacturing cost.
【００１３】永久磁石をロータコアに貼付固定するため
に使用する接着剤としては、エポキシ樹脂系、フェノー
ル樹脂系、反応性アクリル樹脂系、変性アクリル樹脂系
（紫外線硬化型接着剤や嫌気性接着剤）、シアノアクリ
レート樹脂系、シリコーン樹脂系、ポリイソシアネート
系、酢酸ビニル樹脂系、メタクリル樹脂系、ポリアミド
系、ポリエーテル系などの各種樹脂系接着剤、各種樹脂
系接着剤（例えば、酢酸ビニル樹脂系接着剤やアクリル
樹脂系接着剤など）のエマルジョン型接着剤、各種ゴム
系接着剤（例えば、ニトリルゴム系接着剤やポリウレタ
ンゴム系接着剤など）、セラミックス接着剤などが挙げ
られるが、接着剤自体の接着強度や接着信頼性などを考
慮すれば、エポキシ樹脂系接着剤が好適に使用される。
通常、接着剤の厚みは３μｍ〜２００μｍとすればよ
い。As an adhesive used for sticking and fixing the permanent magnet to the rotor core, epoxy resin type, phenol resin type, reactive acrylic resin type, modified acrylic resin type (ultraviolet curing type adhesive or anaerobic adhesive) , Cyanoacrylate resin-based, silicone resin-based, polyisocyanate-based, vinyl acetate resin-based, methacrylic resin-based, polyamide-based, polyether-based, etc., various resin-based adhesives, various resin-based adhesives (for example, vinyl acetate resin-based adhesion Adhesives, acrylic resin-based adhesives, etc.), various rubber-based adhesives (eg, nitrile rubber-based adhesives, polyurethane rubber-based adhesives, etc.), ceramics adhesives, etc. An epoxy resin adhesive is preferably used in consideration of the adhesive strength and the adhesive reliability.
Usually, the thickness of the adhesive may be 3 μm to 200 μm.
【００１４】本発明の永久磁石型ロータは、永久磁石脱
落防止板などを使用しなくても、優れた接着強度が長期
間保持されることで耐冷熱サイクル性と耐湿性が確保さ
れているが、永久磁石脱落防止板などの使用を妨げるも
のではない。In the permanent magnet type rotor of the present invention, even though a permanent magnet fall prevention plate or the like is not used, excellent adhesive strength is maintained for a long period of time, so that the cold cycle resistance and the humidity resistance are secured. It does not prevent the use of permanent magnet fallout prevention plates.
【００１５】[0015]
【実施例】本発明を以下の実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will be explained in more detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto.
【００１６】１．ロータコアの製作
炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）製で外径３０ｍｍ×内径１０ｍｍ×
高さ１８ｍｍの円筒形ロータコアを製作した。得られた
ロータコアをアセトンで洗浄した後、ブラスト処理した
（得られたロータコアを「ロータコアＡ」と称する）。
米国特許第４１１６１６１号公報に記載された蒸着装置
を使用し、真空処理室内を１×１０−４Ｐａ以下に真空
排気した後、Ａｒガス圧１Ｐａ、バイアス電圧−５００
Ｖの条件下、ロータコア温度２５０℃でターゲットとし
て金属Ａｌを用い、２０分間のイオンプレーティングに
て、ブラスト処理されたロータコアの全面に膜厚７μｍ
のＡｌ被膜を形成した。Ａｌ被膜で被覆されたロータコ
アを放冷した後、このロータコアに対し、圧力１．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ２の条件下、加圧窒素ガスとともに球状ガラ
スビーズ粉末（ＧＢ−ＡＧ：新東ブレーター社製）を５
分間投射してＡｌ被膜の表面に対してショットピーニン
グ処理を施した（得られたロータコアを「ロータコア
Ｂ」と称する）。パルコート３７５６ＭＡおよびパルコ
ート３７５６ＭＢ（いずれも製品名：日本パーカライジ
ング社製）各１０ｇを水１リットルに溶解し、処理液と
した（ジルコニウム含有モル数に対するリン含有モル数
の比率は６．２／ｐＨ３．２）。この処理液に、表面が
ショットピーニング処理されたＡｌ被膜を有するロータ
コアを温浴４５℃で２分間浸漬した後、１２０℃で２０
分間乾燥処理を行うことによって、Ａｌ被膜の表面に膜
厚０．１μｍのジルコニウム含有化成処理被膜を積層形
成した。この化成処理被膜中のジルコニウム含有量は１
８ｍｇ（磁石表面１ｍ２上あたり）、リン含有量は３０
ｍｇ（同）、酸素含有量は５６ｍｇ（同）、フッ素含有
量は０．４ｍｇ（同）であった（得られたロータコアを
「ロータコアＣ」と称する）。1. Manufacturing of rotor core Made of carbon steel (S45C), outer diameter 30 mm × inner diameter 10 mm ×
A cylindrical rotor core having a height of 18 mm was manufactured. The obtained rotor core was washed with acetone and then blasted (the obtained rotor core was referred to as "rotor core A").
After the vacuum processing chamber was evacuated to 1 × 10 −4 Pa or less using the vapor deposition device described in US Pat. No. 4,116,161, Ar gas pressure was 1 Pa and bias voltage was −500.
Under the conditions of V, at a rotor core temperature of 250 ° C., using metallic Al as a target, and performing ion plating for 20 minutes, a film thickness of 7 μm is formed on the entire surface of the blasted rotor core.
Al film was formed. After allowing the rotor core covered with the Al film to cool, the pressure of 1.5 k is applied to the rotor core.
Spherical glass bead powder (GB-AG: manufactured by Shinto Blator Co., Ltd.) was added together with pressurized nitrogen gas under the condition of gf / cm 2.
Shot peening treatment was performed on the surface of the Al coating by projecting for minutes (the obtained rotor core is referred to as "rotor core B"). Palcoat 3756MA and Palcoat 3756MB (both product names: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) were dissolved in 1 liter of water to prepare a treatment liquid (ratio of moles of phosphorus to moles of zirconium was 6.2 / pH 3.2). ). A rotor core having an Al coating, the surface of which was shot peened, was immersed in this treatment solution for 2 minutes at a warm bath of 45 ° C., and then at 20 ° C. for 20 minutes.
A zirconium-containing chemical conversion coating having a film thickness of 0.1 μm was laminated on the surface of the Al coating by performing a drying treatment for minutes. The zirconium content in this chemical conversion coating is 1
8 mg (per 1 m 2 of magnet surface), phosphorus content 30
mg (same), oxygen content was 56 mg (same), and fluorine content was 0.4 mg (same) (the obtained rotor core is referred to as "rotor core C").
【００１７】２．永久磁石の製作
例えば、米国特許第４７７０７２３号公報や米国特許第
４７９２３６８号公報に記載されているようにして、公
知の鋳造インゴットを粉砕し、微粉砕後に成形、焼結、
熱処理、表面加工を行うことにより、１７Ｎｄ−１Ｐｒ
−７５Ｆｅ−７Ｂ組成（ａｔ％）で長さ１８ｍｍ×弦１
３ｍｍ×中央厚み３ｍｍ×円弧外面Ｒ１０ｍｍ×円弧内
面Ｒ１５ｍｍの円弧状Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結型永久磁石
を製作した。この永久磁石の全面に、ロータコアＢを製
作する条件と同じ条件にて、膜厚７μｍのＡｌ被膜を形
成した後、Ａｌ被膜の表面に対してショットピーニング
処理を施した（得られた永久磁石を「永久磁石１」と称
する）。続いて、ロータコアＣを製作する条件と同じ条
件にて、表面がショットピーニング処理されたＡｌ被膜
を有する永久磁石における当該ショットピーニング処理
されたＡｌ被膜の表面に膜厚０．１μｍのジルコニウム
含有化成処理被膜を積層形成した（得られた永久磁石を
「永久磁石２」と称する）。2. Manufacture of Permanent Magnet For example, as described in US Pat. No. 4,770,723 or US Pat. No. 4,792,368, a known casting ingot is crushed, and after fine crushing, molding, sintering,
17Nd-1Pr by heat treatment and surface processing
-75Fe-7B composition (at%), length 18 mm x string 1
An arc-shaped Nd-Fe-B system sintered permanent magnet having a size of 3 mm x central thickness 3 mm x arc outer surface R10 mm x arc inner surface R15 mm was manufactured. An Al coating having a film thickness of 7 μm was formed on the entire surface of this permanent magnet under the same conditions as those for producing the rotor core B, and then the surface of the Al coating was subjected to shot peening (the obtained permanent magnet was "Permanent magnet 1"). Then, under the same conditions as those for producing the rotor core C, a zirconium-containing chemical conversion treatment having a film thickness of 0.1 μm is formed on the surface of the shot-peened Al coating in the permanent magnet having the shot-peened Al coating. The coating was laminated (the obtained permanent magnet was referred to as "permanent magnet 2").
【００１８】３．ＳＰＭ型ロータの製作
３種類のロータコアと２種類の永久磁石を組み合わせて
６種類のロータを製作した。個々のロータは次のように
製作した。接着剤として一液硬化性エポキシ樹脂系接着
剤（ＥＷ２０２０：住友スリーエム社製）を使用し、こ
れをロータコアの外周面に十分に塗布した後、この外周
面に、６個の永久磁石をその円弧内面を接着面として磁
石間ギャップ２ｍｍで均等に貼付し、クランプで固定
し、この状態で１２０℃のオーブンに２時間収容して接
着剤を硬化させ完成品とした。3. Production of SPM type rotor Six types of rotors were produced by combining three types of rotor cores and two types of permanent magnets. Each rotor was manufactured as follows. A one-component curable epoxy resin adhesive (EW2020: manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) was used as an adhesive, which was sufficiently applied to the outer peripheral surface of the rotor core, and then six permanent magnets were formed on the outer peripheral surface. The inner surface was bonded evenly with a gap between magnets of 2 mm, fixed with a clamp, and in this state, it was housed in an oven at 120 ° C. for 2 hours to cure the adhesive to obtain a finished product.
【００１９】試験１：ＳＰＭ型ロータの接着強度
ロータの接着強度をせん断試験により評価した。ロータ
を万能試験機（ＡＵＴＯ ＧＲＡＰＨ ＡＧ−１０Ｔ
Ｂ：島津製作所社製）にセットし、ロータの軸方向にせ
ん断強度２ｍｍ／分の圧縮せん断を行った。そして永久
磁石がロータコアから脱離する時の加重を測定し、接着
面積（２．４２ｃｍ２）で除した値を接着強度（ＭＰ
ａ）として評価した。結果を表１に示す。Test 1: Adhesive strength of SPM type rotor The adhesive strength of the rotor was evaluated by a shear test. Universal rotor (AUTO GRAPH AG-10T)
B: manufactured by Shimadzu Corp.) and subjected to compressive shearing in the axial direction of the rotor with a shear strength of 2 mm / min. Then, the weight when the permanent magnet was detached from the rotor core was measured, and the value obtained by dividing the weight by the adhesive area (2.42 cm 2 ) was measured as the adhesive strength (MP
It was evaluated as a). The results are shown in Table 1.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】試験２：冷熱サイクル劣化試験後のＳＰＭ
型ロータの接着強度
ロータを冷熱サイクル劣化試験装置（サーマルショック
チャンバーＴＳＶ−４０：タバイエスペック社製）に収
容し、１２０℃にて４０分間保持した後、２０分で−４
０℃にまで冷却し、その後−４０℃にて４０分間保持し
た後、２０分で１２０℃にまで加熱するという工程を１
サイクルとし、この工程を５０サイクル行った後の接着
強度を試験１と同様の方法で評価した。結果を表２に示
す。表２から明らかなように、ロータコアの接着面をＡ
ｌ被膜とすることで、冷熱サイクル劣化試験後において
も十分な接着強度が保持され、Ａｌ被膜の表面に化成処
理被膜を積層形成し、接着面を化成処理被膜とすること
で、接着強度はさらに優れたものとなった。この傾向
は、永久磁石の接着面がＡｌ被膜の場合においても化成
処理被膜の場合においても同様であり、ロータコアの接
着面と永久磁石の接着面をいずれも化成処理被膜とした
場合が最も優れた接着強度を示した。Test 2: SPM after cold cycle deterioration test
Bond strength of mold rotor The rotor was housed in a thermal cycle deterioration tester (Thermal shock chamber TSV-40: manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.).
After cooling to 0 ° C., holding at −40 ° C. for 40 minutes, and then heating to 120 ° C. in 20 minutes 1
The adhesive strength after 50 cycles of this step was evaluated in the same manner as in Test 1. The results are shown in Table 2. As is clear from Table 2, the bonding surface of the rotor core is
By using the l coating, sufficient adhesive strength can be retained even after the thermal cycle deterioration test. By forming a chemical conversion coating on the surface of the Al coating and forming the adhesive surface as the chemical conversion coating, the adhesive strength is further improved. It was excellent. This tendency is the same regardless of whether the adhesive surface of the permanent magnet is an Al coating or a chemical conversion coating, and it is the best when both the adhesive surface of the rotor core and the adhesive surface of the permanent magnet are chemical conversion coatings. The adhesive strength was shown.
【００２２】[0022]
【表２】 [Table 2]
【００２３】試験３：耐湿性試験後のＳＰＭ型ロータの
接着強度
ロータを耐熱性試験装置（プラマウントＰＭ−４０：エ
タックエンジニアリング社製）に収容し、温度１２５℃
×相対湿度８５％、装置内圧力２ｋｇｆ／ｃｍ ２の環境
下に１２時間放置した。その後、装置から取り出して室
温雰囲気下まで冷却したロータの接着強度を試験１と同
様の方法で評価した。結果を表３に示す。表３から明ら
かなように、ロータコアの接着面をＡｌ被膜とすること
で、耐湿性試験後においても十分な接着強度が保持さ
れ、Ａｌ被膜の表面に化成処理被膜を積層形成し、接着
面を化成処理被膜とすることで、接着強度はさらに優れ
たものとなった。この傾向は、永久磁石の接着面がＡｌ
被膜の場合においても化成処理被膜の場合においても同
様であり、ロータコアの接着面と永久磁石の接着面をい
ずれも化成処理被膜とした場合が最も優れた接着強度を
示した。Test 3: SPM type rotor after humidity resistance test
Adhesive strength
The rotor was tested for heat resistance (Plamount PM-40:
Tuck Engineering Co., Ltd.), temperature 125 ℃
× Relative humidity 85%, device pressure 2kgf / cm TwoEnvironment
It was left under for 12 hours. Then, remove it from the device
The adhesion strength of the rotor cooled to a warm atmosphere was the same as in Test 1.
It evaluated by the same method. The results are shown in Table 3. Clear from Table 3
As you can see, the adhesive surface of the rotor core should be an Al coating.
The sufficient adhesive strength is maintained even after the humidity resistance test.
Then, a chemical conversion coating is laminated on the surface of the Al coating and bonded.
Adhesion strength is further improved by forming a chemical conversion coating on the surface.
It became a thing. This tendency is that the adhesive surface of the permanent magnet is Al
The same applies to both coatings and chemical conversion coatings.
The rotor core adhesive surface and the permanent magnet adhesive surface.
The best adhesion strength is obtained when a chemical conversion coating is used for misalignment.
Indicated.
【００２４】[0024]
【表３】 [Table 3]
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、優れた接着強度が長期
間保持されることで耐冷熱サイクル性と耐湿性が確保さ
れたＳＰＭ型ロータを提供することが可能となる。According to the present invention, it is possible to provide an SPM type rotor in which the excellent adhesive strength is maintained for a long period of time and the cold-heat cycle resistance and the humidity resistance are secured.
【図１】 代表的なＳＰＭ型ロータの一部分解斜視図。FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a typical SPM type rotor.
【図２】 図１に示したＳＰＭ型ロータを搭載したモー
タの横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a motor equipped with the SPM type rotor shown in FIG.
１ ＳＰＭ型ロータ ２ ロータコア ３ 永久磁石 ４ 回転軸 ５ ステータ １１ モータ 1 SPM type rotor 2 rotor core 3 permanent magnet 4 rotation axes 5 Stator 11 motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA08 AB07 AC04 AE08 5H622 AA03 CA02 CA05 CB04 DD02 PP19 QA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5H002 AA08 AB07 AC04 AE08 5H622 AA03 CA02 CA05 CB04 DD02 PP19 QA08
Claims (10)
に、永久磁石が複数個、接着剤により貼付固定された永
久磁石型ロータであって、前記ロータコアの少なくとも
前記永久磁石との接着部分がＡｌ被膜、または、Ａｌ被
膜とその表面に積層形成された化成処理被膜で被覆され
ており、かつ、前記永久磁石の少なくとも前記ロータコ
アとの接着部分がＡｌ被膜、または、Ａｌ被膜とその表
面に積層形成された化成処理被膜で被覆されていること
を特徴とする永久磁石型ロータ。1. A permanent magnet type rotor in which a plurality of permanent magnets are adhered and fixed to an outer surface of a rotor core made of a magnetic material by an adhesive, and at least an adhesive portion of the rotor core with the permanent magnet is an Al coating. Or an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating, and at least a portion of the permanent magnet that is adhered to the rotor core is the Al coating, or the Al coating and the Al coating are laminated on the surface. A permanent magnet type rotor characterized by being coated with a chemical conversion coating.
石との接着部分に形成されたＡｌ被膜が気相めっき法に
て形成されたものであることを特徴とする請求項１記載
の永久磁石型ロータ。2. The permanent magnet rotor according to claim 1, wherein the Al coating film formed on at least a portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet is formed by a vapor phase plating method.
石との接着部分に形成されたＡｌ被膜の膜厚が１μｍ〜
３０μｍであることを特徴とする請求項１または２記載
の永久磁石型ロータ。3. The film thickness of the Al coating film formed on at least a portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet has a thickness of 1 μm to
The permanent magnet type rotor according to claim 1 or 2, wherein the thickness is 30 μm.
石との接着部分がＡｌ被膜とその表面に積層形成された
化成処理被膜で被覆されていることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の永久磁石型ロータ。4. The aluminum core and at least a portion of the rotor core that is bonded to the permanent magnet are coated with an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating. Permanent magnet type rotor.
〜１μｍであることを特徴とする請求項４記載の永久磁
石型ロータ。5. The film thickness of the chemical conversion treatment film is 0.01 μm.
5. The permanent magnet type rotor according to claim 4, wherein the rotor has a thickness of ˜1 μm.
アとの接着部分がＡｌ被膜とその表面に積層形成された
化成処理被膜で被覆されていることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれかに記載の永久磁石型ロータ。6. The method according to claim 1, wherein at least an adhesion portion of the permanent magnet to the rotor core is covered with an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating. Permanent magnet type rotor.
ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
永久磁石型ロータ。7. The permanent magnet type rotor according to claim 1, wherein the rotor core is made of an Fe-based magnetic material.
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の永
久磁石型ロータ。8. The permanent magnet rotor according to claim 1, wherein the permanent magnet is a rare earth-based permanent magnet.
ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
永久磁石型ロータ。9. The permanent magnet rotor according to claim 1, wherein the adhesive is an epoxy resin adhesive.
て、少なくともその外側面がＡｌ被膜、または、Ａｌ被
膜とその表面に積層形成された化成処理被膜で被覆され
ていることを特徴とするロータコア。10. A rotor core made of a magnetic material, at least the outer surface of which is covered with an Al coating, or an Al coating and a chemical conversion coating laminated on the surface of the Al coating.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017687A JP2003224944A (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Permanent magnet rotor |
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| JP2002017687A JP2003224944A (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Permanent magnet rotor |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2003224944A (en) |
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- 2002-01-25 JP JP2002017687A patent/JP2003224944A/en active Pending
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