JPH03117350A - 小型モーター用ローター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は小型モーター用ローターに関するものである。

詳しくは、概ね外径５０ｍｍ＋以下のＯＡ機器関係に用
いられる小型モーター用ローターの改良に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の小型ステップモーター用ローター磁石は例えば公
開実開昭５９−１９１８８０号のように円筒状磁石を軸
に接着法により固定した構造である。

これに使われる磁石の材質は、Ｓｒ−フェライト磁石で
その肉厚は２〜３．５ｍｍと比較的厚いローター磁石が
採用されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のローター磁石は、肉厚があまり大きくなると、磁
石の重量が増大し、ローターの慣性が大きくなり易く、
高トルクのモーターが得られない。

またステップモーターの場合は着磁極数が多いほど、肉
厚が大きいと多極着磁が困難となる等の欠点を有してい
た。

そこで、本発明は、このような従来技術の問題点を解決
するためのもので、その目的とするところは、多極着磁
し易くした、薄肉状シート磁石でつくられた低イナーシ
ヤな、小型モーター用ローターを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、希土類磁石粉末と有機物樹脂バインダーから
なる混合物を加熱溶融し、該溶融物を４〜１８　ＫＯｅ
磁場中を配向させながら、厚さ０．１〜１．５ｍｍのシ
ート状薄肉磁石に押出し成形し、該シート状薄肉磁石を
ローター体に巻きつけて円筒状として構成してなること
を特徴とする小型モーター用ローターである。

［作用］ 本発明のＰＭ型スステップモーター用ローター磁石、そ
の材質は希土類樹脂ボンド磁石で且つ磁場押出成形法に
より厚さ０．１〜１．５ｍｍのシート状磁石をつくりそ
のままローター体に巻きつけてつくるものである。

本発明に使用する希土類磁石は、Ｒ２１Ｍ１□系であれ
ば良い。

一般的に知られている次のような合金組成の磁石である
。

５ＩＩ（Ｃｏ　　　Ｃｕ　　　Ｐｅ　　　Ｚｒ　　　　
）ｂａｌ　　Ｏ，０８０，２０，０２８８，３’５Ｉｉ
Ｙ　　　（Ｃｏ　　　Ｃｕ　　　Ｐｅ　　　）０．８　
０．２　　　ｂａｌ　　Ｏ，１０，１５７，５′Ｓｌ　
（ＣＯｂａ＋　Ｃｕｏ、ｔ　Ｐｅｏ、ｘ　Ｔｌｏ、ｏｔ
）　７．ａ。

５ＬＩ（００ｂａｌ　”０．０８Ｆ８０．２３”０．０
２）７．８等の希土類金属（Ｒ）と遷移金属（ＴＭ）か
らなる組成物を溶解し合金塊となし、次に磁気的硬化の
ための熱処理を行って粉末をつくる。

磁石粉末は、ボールミル法によってつくりその粒度は平
均５−〜２ｈｔｍで、粒度分布は５μｍ〜１２〇−のも
のが良い。

前記磁石粉末は樹脂と混練される。

樹脂は熱可塑性で代表的なものとして、ナイロン６、ナ
イロン１２などのポリアミド（ＰＡ）、ＥＶＡ（エチレ
ンビニールアセテート）、ＰＶＡＣ（酢酸ビニール樹脂
）、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）などを使用する。

磁石粉末と有機物樹脂は予備混線機にて混練しコンパウ
ンド（混合物）をつくるが、通常は、加圧ニーダ−又は
二軸のスクリュータイプ混練機で磁石組成物をつくる。

そのコンパウンドは、第１図に示す磁場押出成形装置に
て、厚さ０．１〜１．５ＩＩｍのシート状薄肉磁石を製
造する。この時の磁場配向は、４Ｋｏ　ｅ〜１８Ｋｏｅ
が良い。

磁石シートの巾は、２０ｍｍ以下でその厚さは０．１〜
１．５ｍｍｍｍ以下が好ましい。

ちなみにＷ／ｌは、大略１０〜６７程度が好ましい。

次にシート状薄肉磁石は、第２図に示すようにローター
体に巻きつけ接着することによってＰＭモーターロータ
ー体となすものである。

この場合接着剤は、嫌気性エポキシ、アクリル系、ゴム
系、エポキシ系などの接着剤が好ましい。

また別の方法は、熱可塑性バインダーを使用した場合、
シート状薄肉磁石はローターに巻き付ける時に加熱し、
可塑化状態にて接合することができる。

このように本願発明のローターは、ＰＭ型スステップモ
ーターＤ／Ｃモーター　ヒステリシスモーターなどに応
用できるものである。

以下本発明を実施例に従って詳述する。

［実施例］ （実施例１） 磁石粉末の材質は、Ｓｍ（Ｃｏ　　　Ｃｕｂｉｔ　　　
０．０６ ０．２　　０．０２４　）７．９で表わせるＳ　ｍ　２
　Ｔ　ＭＦｅ　　　Ｚｒ １７型希土類金属間化合物で、その平均粉末粒度は、約
２０−で粒度分布範囲は２　ｗｎ−１２０−である。

次に磁石粉末を、ナイロン６と混合し二軸混練機でコン
パウンドをつくった。

その配合比は磁石粉末６２容量％、ナイロン６．３８容
量％である。

第１図に示す押出成形機によりコンパウンドでシート状
異方性薄肉磁石をつくった。

まずコンパウンドは、３の装入口より投入され、スクリ
ュー１、および２のバレル内で、４のヒータによって約
２５０℃に加熱され、流動物を磁場中配向させながら成
形する。

磁場コイル６、ポールピース５を介して、対向するＮ−
Ｓ間に、４〜１８ＫＯｅの磁場を配向させシート状薄肉
磁石をつくった。

第１表に製造条件を示す。

試料（磁石シート）の巾は約８　＋ａｍであった。

この試料をＶＳＭ　（振動試料型磁気測定機）で、Ｈｅ
ｘｔ　　（外部磁場）＝１５ＫＯｅを加えて測定した時
の磁気特性を第２表に示す。

第 １ 表 第 表 第１表、第２表かられかるように、押出成形法によって
、モーター用シート状希土類樹脂ボンド磁石をつくるこ
とが出来た。

磁気性能は、配向磁場４ＫＯｅ　〜１８ＫＯｅで７゜２
ＭＧＯｅ以上の最大磁気エネルギー積を得られた。

従来例の射出成形法では、厚さ（ｔ　）　−１，２ｍｍ
しか得られず、これ以下の厚さはコンパウンドの流動性
を確保出来ず、成形できなかった。

また狭隙空間の型穴を流動させるため表皮効果により磁
場配向度は低下するため、磁気特性に悪影響を及ぼすこ
とが判っている。

（実施例２） 実施例１で得られた第２図（ａ）に示すシート状薄肉希
土類磁石を第２図（ｂ）　、（ｃ）に示す如き方法によ
ってステップモーター用ローターをつくった。

第２図（ａ）のシート磁石は、９の予熱ヒータコイルで
約１５０℃に加熱可塑化した状態で、ＪＩＳ。

５Ｓ４１材でつくられたローター１１に巻き付け、周さ
せてローター体とした。なおＩＯはローター芯である。

なお第２図（ｅ）に示すようにローター体は、１０のロ
ーター芯が、ローター１１に打ち込まれ、ローター用シ
ート磁石１２は、ローター１１に巻きつけられローター
磁石の接合部１４で接合している。この接合部１４は、
エポキシ接着剤で固着されている。

なお１３は着磁極である。

次に該ローター１１は、パルス着磁によって多相着磁さ
れる。着磁極数は２４極でピッチ２４５５　ｍ、ロータ
ー外径１８關である。

一方従来法のローターを第３図に示す。

１２のローター用シート磁石は外径１８ｍｍであるが、
その肉厚は３ＩＩｍと大変厚い。またその材質はフェラ
イト焼結磁石である。１２のローター用シート磁石は１
１の継鉄に１５のエポキシ接着層を介して固着されてい
る。

次に着磁は、本発明方法と同一条件で行った。

第３表に諸特性を示す。

第 表 慣性モーメントは、本発明法を１として対比した総体値
である。

第３表からもわかるように本発明法は、ローター用シー
ト磁石の表面磁束密度が高く且つそのバラツキは、大変
小さい。

さらに慣性モーメントも小さいので、ＰＭステップモー
ターにとって大変好都合である。

すなわち高性能化をするのに大変有利である。

そこで本願発明者等は、実際にＰＭステップモーターに
組込みステップモーターのトルク−パルスレート特性を
調べた。その結果を第４図に示す。

このモーターに用いたローター磁石は、（実施例１）の
試料Ｎ０．３の磁石を用いた。

また従来例はラジアル異方性射出形法によりっ（られた
２−１７系希土類磁石を用いた両者の諸特性の比較デー
タを第４表に示す。

第 表 前記ローター磁石はローターに組立後ＰＭステップモー
タ特性試験を行った。モータのドライブ条件は、ユニポ
ーラ２相駆動、操作電圧は２４Ｖ、測定温度は２５±１
．５℃で行った。コイルは、５ＯＮ／相である。

第４図に示すように、本発明法に係るＰＭ型スステップ
モーター、プルイントルク、プルアウトトルクとも高性
能化を達成できた。

特に高速対応できるので、プリンターの高速化などにと
って大変好都合である。

（実施例３） 実施例１試料Ｎｏ、　３と同一条件にて、シート状薄肉
磁石をつくった。

第５表に製造条件を第６表に諸特性を示す。

なお比較例は、射出成形法でつくられた一軸配向処理に
よった２−１７系希土類磁石である。

比較例は、磁石の厚みが１關程度になると射出成形でき
なかったためｔ＝１．８ｍｍで比較した。

本発明方法は、磁石の厚さ０．１ｍｍまで薄いシート状
磁石をつくることができた。

一方１．８ｍｍをこえると、従来法と性能に大差ないた
め、好ましい範囲は１−０．１〜１．５ｍｍである。

第 表 第 表 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、薄肉状のシート磁石
を高性能且つ生産性良く製造出来る上、モーターなどに
用いることによって、高い性能を得られた。

また薄肉状シート磁石よりなるローターは、多極着磁し
易く使用磁石重量の軽減化により、低いコスト、低いイ
ナーシャ化出来る等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の一実施例を示す押出成形装置の断面
図、第２図は本発明法でつくられたＰＭモーター用コロ
−ター磁石組立加工を示す説明図、第３図は従来法のＰ
Ｍモーター用フロータ−模式図、第４図はＰＭ型スステ
ップモーターパルスレート−トルク特性を示すトルクと
スピードとの関係図である。 １・・・スクリュー　　　　　２・・・バレル、３・・
・原料装入口、　　　　４・・・ヒータ、５・・・ポー
ルピース、　　　６・・・磁石発生コイル、７・・・型
、　　　　　　　　８・・・シート磁石、９・・・予熱
ヒーターコイル、１０・・・ローター軸、１１・・・ロ
ーター（継鉄）、　１３・・・着磁極、１２・・・ロー
ター用シート磁石、 １４・・・ローター磁石の接合部、 １５・・・ローター（継鉄）とローター磁石の接着部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希土類磁石粉末と有機物樹脂バインダーからなる混合物
   を加熱溶融し、該溶融物を４〜１８ＫＯｅの磁場中を配
   向させながら、厚さ０．１〜１．５ｍｍのシート状薄肉
   磁石に押出し成形し、該シート状薄肉磁石をローター体
   に巻きつけて円筒状として構成してなることを特徴とす
   る小型モーター用ローター。