JPH07107687A - 回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着剤を用いて回転子の磁石と鉄心との接着
を均一かつ十分に行う。 【構成】 鉄心４の接着面５側又は磁石２の接着面側の
少なくとも一方に、所定の深さを有する複数の溝であっ
て、平坦部６によって互いに所定の間隔を隔てられた溝
８を形成した。 【効果】 鉄心４と磁石２との接着後に、磁石２がその
磁力によって鉄心４に引き付けられても、溝８内に入り
込んだ接着剤１０が接着面５から押し出されることがな
く確実に接着ができるので、回転子７の回転中に磁石２
が鉄心４から剥離したりずれたりするという問題が発生
しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接着剤によって磁性体
の表面に磁石を接着する回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、磁性体と磁石との接着（例え
ば回転子の磁性体と磁石との接着）に接着剤を用いるこ
とが知られている。接着剤による接着の際には、予め、
磁性体の接着面と磁石の接着面とをそれぞれ研磨し、十
分な脱脂を行い、その後一方又は両方の接着面に接着剤
を塗布し、磁石の磁性体への吸着力を利用して磁石を固
定し、接着剤を乾燥、硬化して接着している。

【０００３】一方、近年、サマリウムコバルト磁石やネ
オジウム系等の希土類系磁石の開発によって、磁石の磁
束密度が飛躍的に向上し、磁石の磁性体への吸着力は極
めて強力になっている。

【０００４】この結果、接着剤によって磁性体に磁石を
接着する場合には、接着剤の乾燥中に、磁性体と磁石と
の間に塗布した接着剤のほとんどが、時間が経つにつれ
接着面間から外部に押し出されてしまい、接着剤が硬化
した時には所定の接着強度を得るために必要な厚さの接
着剤が接着面には残っておらず、接着強度が弱くなって
しまっていた。

【０００５】更に、従来から接着品質の向上のために接
着剤を乾燥させる際には熱処理を行っている。この熱処
理によって磁石にいわゆる熱減磁が発生することを防止
する目的で、熱処理時には熱減磁防止ブロック材を磁石
の接着面の反対側の外面に取り付けていた。ところが、
この熱減磁防止ブロックによって磁束の閉回路が形成さ
れるため、磁石の磁束密度が一層向上し磁石と磁性体と
の吸着力が更に強力になり、接着剤はそのほとんどが接
着面間から外部に押し出されてしまっていた。従って、
電動機の性能向上のために、上記のような強力な磁石を
回転子の磁石として用いた場合にも、磁性体である回転
子の鉄心と磁石との間の吸着力が非常に強力であるた
め、塗布した接着剤が接着面間から外部に押し出されて
しまい所定の接着強度を有する厚さを確保することがで
きなかった。

【０００６】更に、回転子の磁石には、回転子が回転中
に強い遠心力が働くため、十分な接着強度が確保されて
いないと磁石が鉄心から剥離したり接着位置がずれたり
して、かえって電動機の性能が低下するという問題があ
った。

【０００７】従来、これらの問題を解決するために次に
示すような方法が既に提案されていた。これを図５及び
図６を用いて説明する。

【０００８】まず、図５に示す方法は、磁性体である回
転子の鉄心３４の磁石３２に対する接着面に傷を付けて
荒らす方法である。この方法によると、接着面につけら
れた傷部分に接着剤３６が残留するため、残留した接着
剤の分だけ接着強度が向上するというものである。この
表面加工は、鉄心３４を回転させながら、図示しないバ
イトを鉄心３４の軸方向に移動させて行う。そして、バ
イトを移動させる際に、バイトの送り速度や鉄心３４へ
の切込み深さを制御して、鉄心３４の接着面全体を荒ら
していた。

【０００９】次に、図６に示す方法は、接着剤３６に所
定直径を有するアルミ等からなる粒子３８を混ぜる方法
である。粒子３８を接着剤３６に混ぜることにより、回
転子の鉄心３４と磁石３２の接着面間に粒子３８の大き
さ分の接着剤を確保していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
鉄心３４の接着面を荒らす方法では、鉄心３４の接着面
全面に渡って均一にその表面を荒らすことは難しく、偏
りが生じていた。すると、接着面間に確保される接着剤
３６の量にも偏りが生じ、均一な接着強度が得られな
い。また、接着面を荒らす場合であっても、必要な量の
接着剤３６を確保できるほど深い傷を接着面の全面にわ
たって均一に付けることが困難であるので、接着強度は
それ程向上せず、依然として十分な接着強度が得られな
いという問題があった。

【００１１】また、図６の接着剤３６に粒子３８を混ぜ
る方法では、接着剤３６中に粒子３８を均一に混ぜるこ
とが難しいために、粒子３８が多い部分では接着剤３６
の厚みが図中４０ａで示すように厚く、少ない部分では
４０ｂのように薄くなってしまう。このような接着剤３
６の厚さのばらつきにより、磁石３２が鉄心３４の接着
面に対して傾いて接着されるので、回転子の寸法（磁石
外径）がばらつき、従って、電動機の性能がばらついて
しまうという問題があった。

【００１２】更に、所望の接着強度を有するためには鉄
心３４と磁石３２の接着面における接着剤３６の厚さ
は、通常は１００μｍ程度必要であるが、粒子３８の直
径は約４０μｍ程度の大きさが限界であるため、接着剤
３６にこの粒子３８を混ぜて使用しても、必要な接着強
度を得るには十分ではなかった。

【００１３】本発明は、これらの課題を解消するために
なされたもので、接着剤を用いて磁性体に磁石を接着す
るにあたり、必要な接着剤の厚さを磁石と磁性体との間
に確保することによってその接着強度を十分かつ均一な
ものとし、電動機等の回転子にこの強力な磁石を用いた
場合にも、電動機の基本的性能を低下させることない回
転子を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る回転子は、磁性体と、前記磁性体の表
面に接着剤によって接着された磁石とを有する回転子に
おいて、前記磁性体の接着面側又は前記磁石の接着面側
の少なくとも一方に、前記磁性体の接着面側又は前記磁
石の接着面側の少なくとも一方に、所定の深さを有する
複数の溝であって、平坦部によって互いに所定の間隔を
隔てられた溝が形成されていることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明に基づく回転子には、磁性体である回転
子の鉄心または磁石の接着面側の少なくとも一方に、所
定の深さでかつ平坦部によって所定の間隔隔てられた溝
が規則的に形成されている。従って、接着剤によって鉄
心に磁石を接着する際に、この溝内に接着剤が入り込
む。

【００１６】また、平坦部が接着剤の厚さを保証するス
ペーサの機能を有し、接着剤が塗布された鉄心の接着面
上の所定位置に磁石を配置した後に、磁石がその磁力に
よって鉄心に引き付けらて平坦部上の接着剤が少なくな
っても、溝内に入り込んだ接着剤が接着面間から押し出
されることがないので、必要な量（厚さ）の接着剤が確
保でき、回転子の回転中に磁石が鉄心から剥離したりず
れたりするという問題が発生しない。

【００１７】また、溝は鉄心または磁石の接着面側の少
なくとも一方に均一に形成されているので接着面全体に
わたって接着強度に偏りがなく、更に、この溝の深さは
要求される接着強度に応じて自由に変更すれば良く、使
用する接着剤や磁石の材質の自由度が向上する。

【００１８】

【実施例】（実施例１）以下、この発明の一実施例を図
面を用いて説明する。

【００１９】図１（ａ）は、本発明の実施例に係る回転
子の概略構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の回
転子の鉄心と磁石との接着部分の断面拡大図、図１
（ｃ）は、図１（ａ）の回転子の鉄心の接着面の拡大図
である。

【００２０】図中、回転子７はインナー型の回転子であ
って、磁性体である鉄心４と、この鉄心４の径方向の外
周表面（接着面）５に接着剤１０によって接着された磁
石２とを有している。

【００２１】鉄心４の接着面５には、所定の深さを有
し、断面略円弧状の溝８が平坦部６によって所定の間隔
を隔てられて複数形成されている。

【００２２】この溝８の溝深さ８Ｄは、直径約４０μｍ
のアルミ等の粒子が混ぜられた接着剤や通常の接着剤１
０が所定の接着強度を有するために必要な厚さ約１００
μｍとほぼ等しい。また、溝幅８Ｗは約６００μｍ、及
び平坦部幅６Ｗは約１００μｍとした。

【００２３】しかし、これらの値は、同一接着面上でほ
ぼ一定であれば、使用する接着剤１０の種類、要求され
る接着強度や設計上の規定等により自由に設定でき、上
記数値には限られない。

【００２４】また、溝８の形状は上記断面略円弧状に限
られず、所望の溝深さ８Ｄを有し、接着剤に対する接着
面積を単一平面の場合よりも増加させる形状（例えば断
面略Ｖ字、Ｕ字形状）であれば良い。

【００２５】鉄心４の溝８は、鉄心４をその軸を中心に
回転させながら、所望の曲率（Ｒ：本実施例では０．
４）を有するバイトを鉄心４の軸方向に一定速度で移動
させて鉄心４の径方向の外周表面を螺旋状に研削するこ
とによって形成される。よって、溝８は、鉄心４の回転
方向に対してほぼ平行方向にかつ同一形状に形成されて
いる。しかし、平坦部６によって所定の間隔に隔てられ
たほぼ同一形状の複数の溝８であれば、軸方向に平行な
方向に形成されていても良く、更には、連続的な溝でな
くほぼ同一形状の穴であっても良い。

【００２６】予め、鉄心４の接着面５に溝８を形成した
後は、従来と同様に、鉄心４の接着面に接着剤１０を塗
布し、磁石１２を配置する。そして約２時間接着剤１０
を乾燥させて硬化させ、鉄心４への磁石１２の接着は完
了する。なお、乾燥時には磁石１２が熱減磁を起こさな
いように、磁石１２の外側から熱減磁防止ブロックを取
り付けても良い。

【００２７】以上述べたように本実施例によれば、鉄心
の接着面に、所定深さを有しかつ平坦部によって所定の
間隔に隔てられた複数の溝が形成されているので、鉄心
への吸着力の大きい強力な磁石を使用しても、接着剤に
よってこの磁石と鉄心とを接着する際に、平坦部が鉄心
と磁石とのスペーサーとして機能するため、接着剤の乾
燥中に、溝内に入り込んだ接着剤が接着面間から外部に
徐々に押し出されてしまうことがない。よって、接着に
必要な厚さの接着剤が確保できる。また、接着剤の乾燥
時に、熱減磁防止ブロックを使用して磁石の鉄心への吸
着力が更に増加しても同様である。

【００２８】なお、溝を形成しない場合に比べると接着
面積が断面略円弧状の溝の表面積分だけ増加するため接
着強度が更に向上し、磁石を確実に鉄心に接着できる。
回転子の回転中に磁石が鉄心から剥離したりずれたりす
ることがないという効果を有する。

【００２９】更に、溝が鉄心の接着面上に均一に形成さ
れているために、接着剤の接着強度及び回転子の径が場
所によってばらつかないので、本実施例に係る回転子を
用いれば電動機の性能を飛躍的に向上させることができ
る。

【００３０】本実施例では、インナー型の回転子につい
て説明したが、アウター型の回転子についても本実施例
と同様な効果を有し、また、回転子に限らず磁性体と磁
石との接着強度を向上させるものである。

【００３１】（実施例２）次に、実施例１とは別の実施
例に係る回転子の構成について図面を用いて説明する。

【００３２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例に係
る回転子の磁石の製造方法を示す図であり、図２（ｄ）
は図２（ａ）〜（ｃ）の方法によって製造された磁石の
要部拡大図、図２（ｅ）は、本実施例の回転子の鉄心と
磁石との接着部分の断面拡大図である。なお、図１と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００３３】本実施例の特徴は、実施例１における溝８
を回転子の磁石の接着面側に設けたことである。即ち、
図２（ｄ）及び図２（ｅ）に示すように、回転子の磁石
１２の接着面１５には、所定の深さを有し、平坦部１６
によって所定の間隔隔てられ断面略円弧状のほぼ同一形
状の複数の溝１８が形成されている。

【００３４】また、この溝１８の溝深さ１８Ｄは、直径
約４０μｍのアルミ等の粒子が混ぜられた接着剤や通常
の接着剤１０に必要な厚さ約１００μｍとほぼ等しい。
また、溝幅１８Ｗは約６００μｍ、及び平坦部幅１６Ｗ
は約１００μｍである。なお、この溝１８の形状、大き
さは実施例１同様同一接着面上でほぼ一定であれば上記
値には限らない。

【００３５】次に、磁石１２の製造方法について説明す
る。

【００３６】まず、図２（ａ）に示すように、粉末状の
希土類系磁石の原材料１２ａ（例えばネオジウム系磁石
であれば、所定混合比のネオジウム，鉄，ボロン等）を
予め所望の溝１８及び平坦部１６を型取った下型２２に
入れる。ここで、溝１８や平坦部１６の大きさは、要求
される接着強度や設計上の規定等によって下型２２の設
計変更すれば良い。

【００３７】次に、図２（ｂ）に示すように、上型２０
で下型２２の開口部を覆い、粉末状の磁石の原材料１２
ａを圧縮して成形する。成形された磁石材１２ｂを焼結
し、焼結後着磁することにより図２（ｃ）に示すような
形状の磁石１２が得られる。そして、鉄心１４との接着
方法は、実施例１と同様に、鉄心１４の接着面に接着剤
１０を塗布し、予め溝１８を形成した磁石１２を配置
し、約２時間で接着剤１０を乾燥させて硬化し、鉄心４
に磁石１２を接着する。なお、乾燥時には磁石１２が熱
減磁を起こさないように、磁石１２の外側から熱減磁防
止ブロックを取り付けても良い。

【００３８】以上述べたように本実施例によれば、磁石
の接着面に、所定深さを有しかつ平坦部によって所定の
間隔に隔てられた複数の溝が形成されているので、鉄心
への吸着力の大きい強力な磁石を使用しても、接着剤に
よってこの磁石と鉄心とを接着する際に、平坦部が鉄心
と磁石とのスペーサーとして機能し、接着剤の乾燥中に
溝内に入り込んだ接着剤が、鉄心と磁石との接着面間か
ら外部に押し出されることがない。

【００３９】従って、接着に必要な厚さの接着剤が確保
され、かつ接着面積を断面略半円状の溝の表面積分だけ
増やすことができ、磁石を確実に鉄心に接着できるの
で、回転子の回転中に磁石が鉄心から剥離することがな
いという効果を有する。

【００４０】更に、鉄心１４の接着面側に後から溝を形
成した実施例１に比べ、磁石１２の溝１８は成型によっ
て形成するのでその寸法精度が高く、また大量生産に適
しているので低い製造コストで回転子を製造することが
容易である。

【００４１】なお、図３に示したように回転子の鉄心４
及び磁石１２の接着面５，１５の両方に溝８，１８を設
ければ、溝８，１８の分接着面積が増加するので更に接
着強度を向上させることができる。

【００４２】次に、接着剤によって回転子の鉄心と磁石
とを接着する場合の、接着面の形状と接着強度との関係
を図４を用いて説明する。

【００４３】ここで、縦軸は接着剤の接着強度（ｋｇ／
ｃｍ² ）を示している。また、横軸のＡは、従来技術に
係る回転子であって、鉄心及び磁石の接着面の両方を表
面加工によって荒らした（面粗度６．３Ｚ：傷の深さが
６．３μｍ）場合である。Ｂは、磁石の接着面側を荒ら
して面粗度６．３Ｚに加工し、鉄心の接着面側には本発
明の実施例１に係る溝を形成した場合、そして、Ｃは磁
石の接着面側及び鉄心の接着面側の両方に図３に示すよ
うな溝を形成した場合を示している。接着剤としては、
直径約４０μｍのアルミ等の粒子が混ぜられた接着剤を
用いた。

【００４４】図４によると、Ａ、Ｂ、Ｃの接着強度はそ
れぞれ２６８ｋｇ／ｃｍ² 、３５３ｋｇ／ｃｍ² 、４０
０ｋｇ／ｃｍ² であり、本発明に係るＢ及びＣの接着強
度は、従来技術に係るＡの接着強度よりも大きいことが
理解できる。なお、図には示していないが、図２（ｄ）
に示したように磁石の接着面側に溝を形成した場合は、
Ｂとほぼ同様の接着強度が得られる。

【００４５】このように、所定の深さを有しかつ平坦部
によって所定の間隔に隔てられた複数の溝を鉄心の接着
面側又は磁石の接着面側の少なくとも一方に形成するこ
とにより、鉄心に接着剤によって磁石を確実に接着する
ことができることが図４から明らかである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回転
子は、所定の深さを有しかつ平坦部によって所定の間隔
に隔てられた複数の溝を鉄心の接着面側又は磁石の接着
面側の少なくとも一方に形成した。

【００４７】従って、鉄心への吸着力の大きい強力な磁
石を使用しても、接着剤によってこの磁石と鉄心とを接
着する際に、接着剤の乾燥時にも溝内に入り込んだ接着
剤が、接着面から外部に押し出されることがない。

【００４８】従って、接着剤の硬化後にも必要な厚さの
接着剤が鉄心と磁石の接着面間に確保され、かつ接着面
積が増加して磁石を確実に鉄心に接着できるので、回転
子の回転中に磁石が鉄心から剥離したりずれたりするこ
とがないという効果を有する。

【００４９】更に、溝が鉄心の接着面上に均一に形成さ
れているために、接着剤の接着強度及び回転子の径が場
所によってばらつかず、本発明に係る回転子を用いれば
電動機の性能を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る回転子の要部を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の実施例２に係る回転子の概略構成図及
び磁石の製造工程を示す図である。

【図３】本発明の図１及び図２とは異なる構成を有する
回転子の概略構成図である。

【図４】鉄心と磁石との接着面の形状と接着強度との関
係を示す図である。

【図５】従来の回転子の要部の拡大図である。

【図６】図５とは別の構成を有する従来の回転子の要部
の拡大図である。

【符号の説明】

２、１２ 磁石 ４、１４ 鉄心 ６ 鉄心の接着面の平坦部 ８ 鉄心の接着面の溝 １０ 接着剤 １６ 磁石の接着面の平坦部 １８ 磁石の接着面の溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 英治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体と、前記磁性体の表面に接着剤に
   よって接着された磁石とを有する回転子において、 前記磁性体の接着面側又は前記磁石の接着面側の少なく
   とも一方に、所定の深さを有する複数の溝であって、平
   坦部によって互いに所定の間隔を隔てられた溝が形成さ
   れていることを特徴とする回転子。