JP2004194472A - 電動機用希土類磁石の固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】希土類磁石を用いた電動機における磁石の固定を、容易、確実にし、磁石の腐食、ＥＭＦの低下を防止する。
【解決手段】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石などの電動機用希土類磁石４の表面に、脱オキシム系、脱アセトン系などのシリコーン系樹脂を主成分とした接着剤５を塗布して鉄心２に接着固定させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類磁石を電動機の回転子または固定子などに接着・固定させる固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、希土類磁石を用いた同期電動機や Interior Parmanent Magnetモータ（以下ＩＰＭモータという）などの電動機においては、回転子または固定子などの鉄心に磁石を接着、固定させるためにアミン系の硬化剤を含むエポキシ系の接着剤が使用されている。
【０００３】
【特許文献1】特開始２０００−２４５０８５号公報
この公報に示されているモータは、永久磁石を埋め込んだロータと、コイルを集中巻きにしたステータをそなえており、前記永久磁石相互を電気的に絶縁するため、たとえばエポキシ樹脂をコーティングして（公報第4欄）挿入孔に埋め込んでいる。
【０００４】
【非特許文献1】西日本腐蝕防蝕研究会 第１３１回例会会報、Vol.38.No.3 1998「Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石の腐食に及ぼす接着剤の影響」p.33-34
この文献には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石にエポキシ系接着剤を塗布した場合、高温高湿度、たとえば温度８０℃、相対湿度９０％の環境では、エポキシ系接着剤を塗布しない場合に較べて激しい腐食を生じることが実験で明らかになり、この腐食は接着剤中に含まれる塩素および水素が影響していると考えられ、磁気特性の１つである保磁力(iHc)も劣化させることが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、希土類磁石をそなえたモータにおいては、従来から一般にアミン系の硬化剤を含むエポキシ系接着剤を用いて磁石を接着固定させているが、同期電動機などのモータを作った場合にフレーム内の環境が８０℃、９０％相対湿度に達すると、接着剤中に水分が侵入してアミン系硬化剤に含まれているＣｌ⁻ イオンおよびＨ₄ ⁺ イオンが溶け出す。さらにこのＣｌ⁻ イオンおよびＮＨ₄ ⁺イオンから乖離したＨ原子が希土類磁石の粒界相に侵入して保磁力発現を担う粒界相を変質させ、Ｈ原子に関しては最悪の場合は水素脆性を誘発して希士類磁石を粉末状にすることにより保磁力を減少させる。その結果、モータ特性の一つである誘導起電力（Electro Motive Force以下ＥＭＦという） が、モータの使用とともに減少するという問題があった。
そこで、本発明は安価で長時間磁力の劣化を生じない信頼性の高い電動機用希土類磁石の固定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、請求項1記載の発明は、接着剤を塗布して希土類磁石を鉄心に固定する電動機用希土類磁石の固定方法において、前記接着剤の主成分をシリコーン系樹脂としたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、前記接着剤として脱オキシム系のシリコーン系樹脂を用いることを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明は、前記接着剤として脱アセトン系のシリコーン系樹脂を用いることを特徴とするものである。
また、請求項４記載の発明は、前記希土類磁石としてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石を用いることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明を用いたＩＰＭモータのロータの断面図である。
図において、１はロータ、２はケイ素鋼板を積層した鉄心、３は回転軸、４はＮｄ−Ｆｅ−Ｂを焼結した希土類磁石、５は脱オキシム系のシリコーン樹脂を主成分とする接着剤（以下、脱オキシム系シリコーン系接着剤という）である。
最初に、図２に示すように、希土類磁石４に脱オキシム系シリコーン系接着剤５を塗布する。なお、図では接着剤の一部を省略している。
つぎに、接着剤５を塗布した希土類磁石４を図１に示す鉄心２の打ち抜き孔に挿入し、１５０℃に加熱して1時間で脱オキシム系シリコーン系接着剤５を硬化させた。このロータ１に回転軸３を焼き嵌めし、ＩＰＭモータ用のロータ１を作製し、ＩＰＭモータフレームに装着してＩＰＭモータを作製した。
なお、比較例として同様の構成でアミン系硬化剤を含むエポキシ系接着剤を使用したＩＰＭモータも作製した。
【０００８】
効果確認のため、図１に示す本実施例のＩＰＭモータと比較例のＩＰＭモータとを用いて高温高湿試験（８０℃、９０％相対湿度）を行い、磁石の劣化度合いを評価できるＥＭＦを測定した。
図３にＥＭＦ低下量の時間依存性を調べた結果を示す。本実施例のモータは特性曲線４１で示されているように、約２５００時間経過後におけるＥＭＦは、初期のＥＭＦに対して１％程度しか低下せず、優れた特性を示している。これに対して、比較例のモータは、特性曲線４２で示すように１３％も低下しており、本発明が著しい効果を有することを示している。
【０００９】
さらに、高温高湿試験後にロータ１を取り出し、鉄心に内挿された部分の磁石を切り出して、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石の劣化の程度を観察した。その結果、本実施例のモータでは、ほとんど腐食および割れが発生していないのに対し、比較例のモータでは、腐食および割れがかなり進行していることが認められた。
【００１０】
比較例のモータのように、アミン系硬化剤を含むエポキシ系接着剤を使用したＩＰＭモータの場合、前述のように接着剤中に水分が侵入してアミン系硬化剤に含まれているＣｌ⁻ イオンおよびＮＨ₄ ⁺ イオンが溶け出し、さらにＮＨ₄ ⁺ イオンはＨ原子を乖離する。このＣｌ⁻ イオンおよびＨ原子が、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石のＮｄがリッチな粒界相に侵入して保磁力発現を担う粒界相を変質させ、Ｈ原子に関してはさらに水素脆性を誘発して、希土類磁石を粉末状にしたと推定できる。
一方、本実施例として示した脱オキシム系シリコーン系接着剤を使用して作製したＩＰＭモータにおいては、Ｃｌ⁻ イオンやＨ原子が発生しないため、このような粒界相の変質や水素脆性の現象を発生することがない。
このため、比較例では保磁力(iHc)が低下するためＥＭＦが１３％も低下するが、本実施例では保磁力(iHc)がほとんど低下しないためＥＭＦが１％程度しか低下しなかったと考えられる。
【００１１】
つぎに、脱アセトン系のシリコーン樹脂を主成分とする接着剤（以下、脱アセトン系シリコーン系接着剤という）を用いて作製したＩＰＭモータを、上記と同様の高温高湿試験を行い、ＥＭＦを測定した。その結果、脱オキシム系シリコーン系接着剤を用いて作製したＩＰＭモータと同様にＥＭＦ低下率が小さく良好な結果が得られた。
なお、上記の実施例ではＩＰＭモータの回転子について述べたが、これに限られず他のモータの回転子や固定子など希土類磁石を用いるところには全て適用できる。また、希土類磁石にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系を用いたが、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系など他の希土類磁石を用いても良好な効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、請求項1記載の発明では、希土類磁石に接着剤を塗布して鉄心に固定する電動機用希土類磁石の固定方法において、前記接着剤の主成分をシリコーン系樹脂としたことを特徴とするため、廉価な接着剤を使用して、取り扱いが容易で確実に希土類磁石を固定でき、かつ同期電動機のＥＭＦを低下させることがないなどの効果が得られる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、脱オキシム系のシリコーン系樹脂を用い、請求項３記載の発明では、脱アセトン系のシリコーン系樹脂を用いており、いずれの場合も、廉価で、取り扱いも容易で確実な固定を行うことができ、モータのＥＭＦを低下させることがない。
また、請求項４記載のように希土類磁石として、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石を用いることにより、確実に前記の効果をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いたＩＰＭモータのロータを示す実施例断面図である。
【図２】本発明によるシリコーン系接着剤を希土類磁石に塗布した状態を示す部分斜視図で、接着剤の一部を除いてある。
【図３】本発明の実施例におけるＥＭＦ低下量の時間依存性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ 鉄心
３ 回転軸
４ 希土類磁石
５ 脱オキシム系シリコーン系接着剤
４1 脱オキシム系シリコーン系接着剤使用モータのＥＭＦ特性
４２ エポキシ系接着剤使用モータのＥＭＦ特性

Claims (4)

1. 接着剤を塗布して鉄心に固定する電動機用希土類磁石の固定方法において、前記接着剤がシリコーン系樹脂を主成分とした接着剤であることを特徴とする電動機用希土類磁石の固定方法。
2. 前記接着剤が脱オキシム系のシリコーン系樹脂を主成分とする接着剤である請求項１記載の電動機用希土類磁石の固定方法。
3. 前記接着剤が脱アセトン系のシリコーン系樹脂を主成分とする接着剤である請求項１記載の電動機用希土類磁石の固定方法。
4. 前記希土類磁石がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石である請求項１ないし３のいずれかに記載の電動機用希土類磁石の固定方法。

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