JP2007149911A - Permanent magnet and motor equipped with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁性及び耐熱性を備えた永久磁石及びそれを用いたモータに関する。 The present invention relates to a permanent magnet having insulation properties and heat resistance and a motor using the same.
多くの電化製品には永久磁石を備えたモータが使用されている。また、電気自動車(EV)やハイブリッド式電気自動車(HEV)には駆動用やホイル組込用等の様々な部位に永久磁石を備えたモータが使用されている。これらの永久磁石は、渦電流発生を防止してモータ効率を向上するため絶縁性が求められる。 Many electric appliances use a motor with a permanent magnet. In addition, electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) use motors having permanent magnets at various sites such as driving and wheel assembly. These permanent magnets are required to have insulating properties in order to prevent generation of eddy currents and improve motor efficiency.
また、これらの製品内にはモータを配置するスペース内の温度上昇を防止するためにファン等の冷却装置が設けられており、これらの小型化を阻害する。このため、冷却装置を省くことのできる耐熱性を備えたモータが求められる。更に、電気自動車やハイブリッド式電気自動車の駆動手段としてエンジンルーム等に配置されるモータの周辺温度は約200℃以上の高温状態に達する。このため、より高い耐熱性を備えたモータが必要とされている。 Further, in these products, a cooling device such as a fan is provided in order to prevent a temperature rise in a space in which the motor is arranged, which hinders downsizing of these products. For this reason, a motor with heat resistance that can omit the cooling device is required. Furthermore, the ambient temperature of a motor disposed in an engine room or the like as a driving means for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle reaches a high temperature state of about 200 ° C. or higher. For this reason, a motor with higher heat resistance is required.
従来の永久磁石は特許文献1〜4に開示されている。これらの永久磁石はR−Fe−B系(Rは希土類元素)永久磁石素体の表面に下地金属膜を形成し、下地金属膜上にポリイミド膜を形成する。これにより、絶縁性及び耐熱性を備えた永久磁石を得ることができる。
しかしながら、上記従来の永久磁石によると、下地金属膜はメッキや蒸着等により形成され、ポリイミド膜は蒸着重合法や塗布後に熱硬化して形成される。このため、製造工程が複雑で高価な設備を必要とし、永久磁石及びモータのコストが高くなる問題があった。また、永久磁石の一部に被膜を形成する場合には、マスクスパッタリングによる成膜やエッチングによる被膜除去等を行う必要がある。このため、設備や工数が増加し、永久磁石及びモータが更に高価になる問題があった。 However, according to the conventional permanent magnet, the base metal film is formed by plating, vapor deposition, or the like, and the polyimide film is formed by vapor deposition polymerization or thermosetting after coating. For this reason, there is a problem that the manufacturing process is complicated and expensive equipment is required, and the cost of the permanent magnet and the motor is increased. Further, when a film is formed on a part of the permanent magnet, it is necessary to perform film formation by mask sputtering, film removal by etching, or the like. For this reason, there existed a problem that an installation and man-hour increased and a permanent magnet and a motor became further expensive.
本発明は、絶縁性及び耐熱性を備え、コストを削減できる永久磁石及びそれを用いたモータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a permanent magnet having insulation properties and heat resistance and capable of reducing costs, and a motor using the permanent magnet.
上記目的を達成するために本発明の永久磁石は、熱接着樹脂層と耐熱性樹脂層とを積層したシート状の包材により永久磁石素体の表面を被覆したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the permanent magnet of the present invention is characterized in that the surface of the permanent magnet body is covered with a sheet-like packaging material in which a heat bonding resin layer and a heat resistant resin layer are laminated.
この構成によると、永久磁石素体の表面がシート状の包材により被覆される。包材はポリプロピレン(PP)や酸変性ポリオレフィン等から成る熱接着樹脂層と、ポリエチレンテレフタレート(PET)や二軸延伸ポリエチレンナフタレート等から成る耐熱性樹脂層とを積層して形成される。包材の端部と端部を熱接着樹脂層により接着して永久磁石素体を被覆してもよく、熱接着樹脂層により包材を永久磁石素体の表面に接着して永久磁石素体を被覆してもよい。 According to this configuration, the surface of the permanent magnet body is covered with the sheet-like packaging material. The packaging material is formed by laminating a heat bonding resin layer made of polypropylene (PP) or acid-modified polyolefin and a heat resistant resin layer made of polyethylene terephthalate (PET) or biaxially stretched polyethylene naphthalate. The permanent magnet element body may be covered with the thermal adhesive resin layer by adhering the packaging material to the surface of the permanent magnet element body. May be coated.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記耐熱性樹脂層の両面に前記熱接着樹脂層を設けたことを特徴としている。この構成によると、包材の表面の熱接着樹脂層と裏面の熱接着樹脂層とを重ねて接着して永久磁石素体を被覆できる。 According to the present invention, in the permanent magnet configured as described above, the thermal adhesive resin layer is provided on both surfaces of the heat resistant resin layer. According to this configuration, the permanent magnet element body can be covered by overlapping and adhering the thermal adhesive resin layer on the front surface of the packaging material and the thermal adhesive resin layer on the rear surface.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記耐熱性樹脂層の片面に前記熱接着樹脂層を設け、前記耐熱性樹脂層の耐熱温度を200℃以上にするとともに、前記熱接着樹脂層の融点を90〜150℃にしたことを特徴としている。この構成によると、永久磁石の耐熱温度を200℃以上にしてEV駆動用やHEV駆動用のモータに永久磁石を使用できるとともに、永久磁石の包材を90〜150℃の雰囲気で熱接着樹脂層を軟化して接着できる。 Further, the present invention provides the permanent magnet having the above-described configuration, in which the heat-adhesive resin layer is provided on one surface of the heat-resistant resin layer, the heat-resistant temperature of the heat-resistant resin layer is set to 200 ° C. or higher, and It is characterized by a melting point of 90-150 ° C. According to this configuration, the heat resistance temperature of the permanent magnet can be set to 200 ° C. or higher, and the permanent magnet can be used in a motor for EV driving or HEV driving. Can be softened and bonded.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記熱接着樹脂層が酸変性ポリオレフィンから成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the permanent magnet configured as described above, the thermal adhesive resin layer is made of an acid-modified polyolefin.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記熱接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンから成り、前記耐熱性樹脂層が二軸延伸ポリエチレンナフタレートから成ることを特徴としている。 According to the present invention, in the permanent magnet configured as described above, the thermal adhesive resin layer is made of acid-modified polypropylene, and the heat-resistant resin layer is made of biaxially stretched polyethylene naphthalate.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記耐熱性樹脂層と前記熱接着樹脂層とをアミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物及びリン化合物を含む接着層を介して積層したことを特徴としている。 In the permanent magnet having the above-mentioned configuration, the heat-resistant resin layer and the heat-adhesive resin layer are laminated via an adhesive layer containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound. It is said.
また本発明は、上記構成の永久磁石において、前記永久磁石素体がR−Fe−B系(Rは希土類元素)であることを特徴としている。 According to the present invention, in the permanent magnet configured as described above, the permanent magnet body is an R-Fe-B system (R is a rare earth element).
また本発明のモータは、上記各構成の永久磁石を備えたことを特徴としている。 A motor according to the present invention is characterized by including the permanent magnets having the above-described configurations.
本発明によると、熱接着樹脂層と耐熱性樹脂層とを積層したシート状の包材により永久磁石素体の表面を被覆したので、絶縁性及び耐熱性を備えた永久磁石を簡単に得ることができ、永久磁石や電気自動車やハイブリッド式電気自動車の駆動等に用いられるモータのコストを削減することができる。また、永久磁石の一部に簡単に被覆することができ、一部を絶縁及び耐熱された永久磁石のコストを削減することができる。 According to the present invention, since the surface of the permanent magnet body is covered with the sheet-shaped packaging material in which the heat-adhesive resin layer and the heat-resistant resin layer are laminated, it is possible to easily obtain a permanent magnet having insulation and heat resistance. The cost of a motor used for driving a permanent magnet, an electric vehicle, or a hybrid electric vehicle can be reduced. Further, a part of the permanent magnet can be easily covered, and the cost of the permanent magnet partially insulated and heat-resistant can be reduced.
また本発明によると、耐熱性樹脂層の両面に熱接着樹脂層を設けたので、包材の表面と裏面とを重ねて簡単に接着することができる。従って、永久磁石から接着部分が突出されず、永久磁石の小型化を図ることができる。 Further, according to the present invention, since the heat-bonding resin layers are provided on both surfaces of the heat-resistant resin layer, the front and back surfaces of the packaging material can be easily stacked and bonded. Therefore, the adhesion portion is not projected from the permanent magnet, and the permanent magnet can be reduced in size.
また本発明によると、耐熱性樹脂層の片面に熱接着樹脂層を設け、耐熱性樹脂層の耐熱温度を200℃以上にするとともに、熱接着樹脂層の融点を90〜150℃にしたので、耐熱性樹脂層により断熱される熱接着樹脂層を低温で接着することができる。従って、永久磁石の耐熱温度を200℃以上にしてEV駆動用やHEV駆動用のモータに永久磁石を使用できるとともに、簡単に永久磁石素体を被覆することができる。 Moreover, according to the present invention, the heat-adhesive resin layer is provided on one side of the heat-resistant resin layer, the heat-resistant resin layer has a heat-resistant temperature of 200 ° C. or higher, and the melting point of the heat-adhesive resin layer is 90 to 150 ° C. The heat bonding resin layer thermally insulated by the heat resistant resin layer can be bonded at a low temperature. Accordingly, the heat resistance temperature of the permanent magnet can be set to 200 ° C. or higher, and the permanent magnet can be used for an EV driving motor or HEV driving motor, and the permanent magnet body can be easily covered.
また本発明によると、熱接着樹脂層が酸変性ポリオレフィンから成るので、合金から成る永久磁石素体と包材との接着力を向上することができる。 According to the present invention, since the heat bonding resin layer is made of acid-modified polyolefin, the adhesive force between the permanent magnet element made of an alloy and the packaging material can be improved.
また本発明によると、耐熱性樹脂層が二軸延伸ポリエチレンナフタレートから成るので、包材の水蒸気バリア性及び酸素バリア性を向上して永久磁石の耐食性を向上することができる。また、熱接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンから成るので、二軸延伸ポリエチレンナフタレートと熱接着樹脂層との間で高い層間接着強度を得ることができる。 According to the present invention, since the heat resistant resin layer is made of biaxially stretched polyethylene naphthalate, the water vapor barrier property and oxygen barrier property of the packaging material can be improved, and the corrosion resistance of the permanent magnet can be improved. Moreover, since the heat bonding resin layer is made of acid-modified polypropylene, a high interlayer adhesion strength can be obtained between the biaxially stretched polyethylene naphthalate and the heat bonding resin layer.
また本発明によると、耐熱性樹脂層と熱接着樹脂層とをアミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物及びリン化合物を含む接着層を介して積層したので、二軸延伸ポリエチレンナフタレートと酸変性ポリプロピレンとの間の層間接着強度をより向上することができる。 According to the present invention, the heat-resistant resin layer and the thermal adhesive resin layer are laminated via the adhesive layer containing an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound and a phosphorus compound, so that biaxially stretched polyethylene naphthalate and acid-modified Interlayer adhesion strength with polypropylene can be further improved.
また本発明によると、永久磁石素体をR−Fe−B系にしたので、永久磁石の磁気特性が優れ、高効率のモータを得ることができる。 In addition, according to the present invention, since the permanent magnet element body is made of an R—Fe—B system, the permanent magnet has excellent magnetic characteristics and a highly efficient motor can be obtained.
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1、図2は第1実施形態の永久磁石を示す斜視図及び断面図である。永久磁石1は角柱状の永久磁石素体2の表面がシート状の包材3で被覆されている。永久磁石素体2は円柱状、球状、アーチ状等の他の形状であってもよい。永久磁石素体2はNd−Fe−B等のR−Fe−B系や、Sm−Co等のR−Co系(Rは希土類元素)の希土類磁石等から成っている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view showing the permanent magnet of the first embodiment. In the
永久磁石1を電気自動車(EV)やハイブリッド式電気自動車(HEV)の駆動用のモータに使用する場合は、R−Fe−B系の永久磁石素体2を用いるとよい。これにより、比較的安価に磁気特性に優れた永久磁石1を得ることができ、高効率のモータを低価格で実現することができる。
When the
包材3は耐熱性樹脂層5の片面に接着層(不図示)を介して熱接着樹脂層4が積層されている。接着層は耐熱性樹脂層5上に塗布され、焼き付け乾燥される。接着層の乾燥後、接着層上に熱接着樹脂層4がTダイ押出機で押出し塗布され、包材3が形成される。耐熱性樹脂層5及び熱接着樹脂層4はそれぞれ厚みが例えば12μm及び30μmの樹脂材料から成り、高い絶縁性を有する。従って、永久磁石素体2を容易に外部から電気的に絶縁することができる。
The
永久磁石1は包材3の端部の熱接着樹脂層4同士を接着した接着部3a、3bにより密封される。熱接着樹脂層4により包材3を永久磁石素体2に接着してもよく、包材3と永久磁石素体2とを接着しなくてもよい。
The
耐熱性樹脂層5には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリメチルペンテン(TPX(登録商標))、ポリアセタール(POM)、環状ポリオレフィン、ポリプロピレン(PP)等の無延伸または延伸フィルムを用途に応じて用いることができる。
The heat-
耐熱温度が200℃以上の材料を耐熱性樹脂層5に選択すると、永久磁石1の耐熱温度を200℃以上にできる。これにより、高温となるEV駆動用やHEV駆動用のモータに永久磁石1を使用することができる。
When a material having a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher is selected for the heat
また、二軸延伸ポリエチレンナフタレートは融点が269℃、水蒸気透過度が6.7g/(m2・24hr)である(厚み25μm、測定方法はJISZ0208準拠)。このため、二軸延伸ポリエチレンナフタレートは耐熱温度及び水蒸気バリア性が高く、更に酸素バリア性が高い。従って、耐熱性樹脂層5を二軸延伸ポリエチレンナフタレートにすると、永久磁石素体2の錆や酸化を防止して永久磁石1の耐食性を向上できるのでより望ましい。
Biaxially stretched polyethylene naphthalate has a melting point of 269 ° C. and a water vapor permeability of 6.7 g / (m 2 · 24 hr) (thickness 25 μm, measurement method conforms to JISZ0208). For this reason, biaxially stretched polyethylene naphthalate has high heat resistance and water vapor barrier properties, and further has high oxygen barrier properties. Therefore, it is more preferable to use biaxially stretched polyethylene naphthalate for the heat
熱接着樹脂層4は加熱により軟化する熱可塑性樹脂から成り、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィンや、酸変性ポリプロピレン等の酸変性ポリオレフィンを用途に応じて用いることができる。熱接着樹脂層4は耐熱性樹脂層5により断熱される。このため、耐熱温度が200℃以上の耐熱性樹脂層5により永久磁石1の耐熱温度を200℃以上にする場合は、融点が90〜150℃の材料を熱接着樹脂層4として選択することができる。これにより、熱接着樹脂層4を低温で接着することができ、簡単に永久磁石素体2を被覆することができる。
The
また、酸変性ポリオレフィンは金属との接着力大きいため、熱接着樹脂層4として酸変性ポリオレフィンを用いると、合金から成る永久磁石素体2に包材3を強固に接着することができる。
In addition, since acid-modified polyolefin has high adhesive strength with metal, when acid-modified polyolefin is used as the thermal
耐熱性樹脂層5と熱接着樹脂層4との間の接着層として、トリフェニルメタン−4,4',4"−トリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリス(P−イソシアネートフェニル)チオフォスフェイト、ポリエチレンイミンと主剤としてポリカルボジイミドを架橋剤とした二液硬化型の材料、アミノ化フェノール重合体と三価クロム化合物とリン化合物を含む材料等を用いることができる。
As an adhesive layer between the heat-
耐熱性を有する二軸延伸ポリエチレンナフタレートは接着層を適切に選択することにより酸変性ポリプロピレンと高い層間接着強度が得られる。このため、耐熱性樹脂層5を二軸延伸ポリエチレンナフタレートにした場合は、熱接着樹脂層4を酸変性ポリプロピレンにすると層間の接着強度が向上するためより望ましい。特に、アミノ化フェノール重合体と三価クロム化合物とリン化合物を含む接着層は、二軸延伸ポリエチレンナフタレートと酸変性ポリプロピレンとの層間接着強度を著しく向上することができる。
The biaxially stretched polyethylene naphthalate having heat resistance can be obtained with acid-modified polypropylene and high interlayer adhesive strength by appropriately selecting the adhesive layer. For this reason, when the heat-
本実施形態によると、熱接着樹脂層4と耐熱性樹脂層5とを積層したシート状の包材3により永久磁石素体2の表面を被覆したので、絶縁性及び耐熱性を備えた永久磁石1を簡単に得ることができる。従って、永久磁石をコスト削減できるとともに、電化製品に使用されるモータ、電気自動車やハイブリッド式電気自動車の駆動用やホイル組込用等に使用されるモータのコストを削減することができる。
According to the present embodiment, since the surface of the
次に、図3、図4は第2実施形態の永久磁石を示す斜視図及び断面図である。また、図5は図4のA部詳細図である。説明の便宜上、前述の図1〜図2に示す第1実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態の永久磁石1は、耐熱性樹脂層5の両面に熱接着樹脂層4を設けた包材3により永久磁石素体2が被覆されている。
Next, FIGS. 3 and 4 are a perspective view and a sectional view showing the permanent magnet of the second embodiment. FIG. 5 is a detailed view of part A of FIG. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. In the
これにより、永久磁石素体2の周囲を覆う包材3は折り畳まれ、包材3は表面と裏面とを重ねた接着部3cで接着されている。また、折り畳んだ部分(図中、B部)についても包材3の表面と裏面とが重ねて接着されている。永久磁石素体2、耐熱性樹脂層5及び熱接着樹脂層4の材料やその他の部分は第1実施形態と同様である。
Thereby, the
本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果に加え、耐熱性樹脂層5の両面に熱接着樹脂層4を設けたので、包材3の表面と裏面とを重ねて簡単に接着することができる。従って、永久磁石1から接着部3a、3b(図1参照)が突出されず、永久磁石1の小型化を図ることができる。これにより、本実施形態の永久磁石1を用いたモータを小型化することができる。
According to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, since the heat-
次に、図6は第3実施形態の永久磁石を示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図1〜図2に示す第1実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態は円柱状の永久磁石素体2の周面が第1実施形態と同様の包材3で被覆されている。永久磁石素体2、耐熱性樹脂層5及び熱接着樹脂層4の材料やその他の部分は第1実施形態と同様である。
Next, FIG. 6 is a perspective view showing the permanent magnet of the third embodiment. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. In the present embodiment, the peripheral surface of the cylindrical
包材3は熱接着樹脂4により永久磁石素体2の周面に接着されている。これにより、永久磁石1の一部に簡単に被覆することができ、一部を絶縁及び耐熱された永久磁石1のコストを削減することができる。また、接着部3a、3b(図1参照)が突出されず、永久磁石1の小型化を図ることができる。これにより、本実施形態の永久磁石1を用いたモータを小型化することができる。
The
尚、熱接着樹脂4として合金から成る永久磁石素体2との接着強度の大きい酸変性ポリオレフィンを用いるとより望ましい。また、第2実施形態と同様に、耐熱性樹脂5の両面に熱接着樹脂4を設けた包材3を用いてもよい。加えて、複数の包材3により永久磁石素体2の全面に接着してもよく、この場合、耐熱性樹脂5の両面に熱接着樹脂4を設けた包材3を互いに接着してもよい。
It is more preferable to use an acid-modified polyolefin having a high adhesive strength with the
本発明によると、絶縁性、耐熱性及び耐食性の必要な永久磁石に利用することができる。また本発明によると、電化製品に使用されるモータ、電気自動車やハイブリッド式電気自動車の駆動用やホイルに組み込まれるモータ等に利用することができる。 According to the present invention, it can be used for a permanent magnet that requires insulation, heat resistance and corrosion resistance. Moreover, according to this invention, it can utilize for the motor etc. which are used for the motor used for electrical appliances, the drive of an electric vehicle, a hybrid type electric vehicle, or a foil.
1 永久磁石
2 永久磁石素体
3 包材
3a、3b、3c 接着部
4 熱接着樹脂層
5 耐熱性樹脂層
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- 2005-11-28 JP JP2005341443A patent/JP2007149911A/en active Pending
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