JPS6318950A - 永久磁石回転子 - 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 この発明はブラシレスモータに用いられろ永久磁石回転
子に関するものである。

従来の技術 家電機器や産業機器用モータは制御の必要性から、ブラ
シレスモータ化が進んでいる。ブラシレスモータは、回
転子に永久磁石が使われるが、−般的には、フェライト
磁石を使用する。フェライト磁石は安価であり、良好な
磁気特性を有しているが、機械強度が低（、特に高出力
や高速回転のブラシレスモータにおいては、回転子の信
頼性上問題がある。その対策として種々の方法が提案さ
れている。例えば、実開昭５８　１７２３７６号では永
久磁石の外周を樹脂で包んで補侍する方法、特開昭５７
−１．８０３６０号ではガラス繊維と樹脂により外周を
補強する方法が提案されている。

第５図はガラス繊維とエポキシ樹脂により補強した回転
子の一例を示す。回転子ヨーク５１の外周にフェライト
磁石５２が接着され、さらにその外周をガラス繊維でテ
ーピングしエポキシ樹脂を含浸し乾燥硬化させた補強部
５３を設けである。

これらの樹脂を補強に使用した場合、回転子の温度が運
転、停止により変化した場合永久磁石を含む金属部材と
熱膨張係数が異なるため、補強部と永久磁石間に隙間が
発生し、補強の機能をはたさな（なる恐れがある。

そこで、例えば特開昭５９−２０１６６３号で知られる
如く、金属製円筒を磁石の外周燗に配置する、いわゆる
キャンド構造が提案され実用化されている。この方法で
あれば、回転子の温度変化、撮動等による補強低下は起
こらず、十分な信頼性が確保できるが、大巾なコスト増
加を招（と同時に、外周の補強部が金属であるため、固
定子側の磁束による渦電流が発生し、モータ特性が低下
する。例えば、４極１００Ｗのモータでは、効率が３〜
５％低下するため、ブラシレスモータの特性の良さが一
部そこなわれる。

機械強度が十分有りかつ切削加工が可能で安価な磁石と
して、Ｍｎ−−Ａｌ−−Ｃ系磁石が有り、その僻気的性
能は、フェライト磁石のそれを上回るものであることは
知られている。当該Ｍｎ−−Ａｌ−−Ｃ磁石を高出力、
高速回転用に使用する場合、機械強度が十分あるので、
フェライト磁石のような補強部材の必要は輿＜、かつ、
磁気特性の優位性から、小型化が可能な場合も有り、好
都合である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、Ｍｎ−−Ａｌ−−Ｃ磁石素材の電気抵抗
は、フェライト磁石素材と比較し、非常に低いため、フ
ェライト磁石の補強部材として、金属部材を使用した場
合と同様に、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ瞬石自身に渦電流が流れモ
ータ効率を低下させる。

又、Ｍｎ−−Ａｌ−−Ｃ磁石は、磁気特性の異方性を、
機械的手段で実施する。さらに詳しく言えば、所定の配
合のＭｎ−−Ａｌ−−Ｃ合金母材を鋳造法により製作し
、しかる后、高圧プレス機により圧縮する。これにより
圧縮方向に対して９０°の平面内の各方向に対して良好
な磁気特性が発現する。このような工程により製造され
るため、例えば、円筒形の磁石の場合、その外径と高さ
には一定の関係が存在し、モータの回転子として必要な
寸法の磁石を一体物として製造出来ない場合もある。こ
のような場合、回転子の所定の高さを複数に分割した磁
石を使用せざるを得ない。このような場合、分割された
磁石を一体に組み合わせる工程が必要であり、コスト増
加をまねく。

本発明の目的は、固定子の磁束により発生する回転子の
渦電流を防出すると同時に、磁石を一体化させるための
工程を簡略化させたＭｎ−Ａ　ｌ　−Ｃ磁石回転子を提
供することにある。

問題点を解決するための手段 そこで、本発明は厚さが２１ｍ１１以下のＭｎＡｌ−Ｃ
磁石コアを製作し、その厚み方向の少な（とも一端面に
電気的絶縁手段を施し、しかる后この磁石コアを所定１
ｍ層し一体化し、回転子を実現したものである。

作用 つまり、厚みが２ｎ＋ｍ以下のうすいＭｎ−−Ａｌ−−
Ｃ磁石コアの端面に電気絶縁物を形成させ、これを積層
するため、（４）電子の磁束による渦電流は流れにくく
なる。さらにこの電気絶縁物に接着性を付与することに
より、積層后、適切な加圧、加温により一体化せしめ、
モータ特性の良好なＭｎ　−−Ａｌ−−Ｃ磁石の回転子
が提供できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の回転子の実施例で、外観を示すものであ
る。Ｍｎ−Ａｌ−Ｃよりなる磁石コア１は、所定量積層
され、一体構造となり、かつ中心にモータ軸２が挿入さ
れている。この磁石コア１は例えば、Ｍｎ６９．５重量
部、Ａ＋ｚ９．：；重ｐｐＣ部、Ｃ０，５重量部、Ｎｉ
０．７重量部からなる組成の合金からなるもので、面異
方性を有するものである。製造方法並びに磁気特性は、
本発明の趣旨とは関係ないので省略才ろが、その詳細は
Ｎａｔｉｏｎａｌ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ、Ｒｅｐ（＋ｒ
ｔ、Ｖｏ１．２８　　Ｎｏ６　　Ｄｅｃ、１９８２Ｐ１
７９〜１８８ｒ面異方性Ｍｎ　　−Ａｌ−　　Ｃ磁石−
」に記載されている。この磁石コアｌを外径φ５０、内
径φ１２、厚さ２關の形状に製造した。さらに、第２図
に示すように、磁石コア１の両端面に、熱硬化性エポキ
シ樹脂を厚さ１〜２μｍとなるように塗布片室温にて乾
燥させ電気絶縁皮膜：３を形成させた。この電気絶縁皮
膜３は、第３図のように磁石コア１の片面だけでもよい
が、その場合の反り厚さは多少厚い方が良い。電気絶縁
皮膜処理を施した磁石コアを積層し、樗厚さが５０　ｍ
ｍの回転子磁石一体物を製作した。’４４　Ｆ閾は積層
状態を説明する概念図である。ｍ層された磁石コア１は
、電気絶縁皮膜３により、電気的に分離されているため
、積層磁石コア間に渦電流が流れない。この回転子と、
磁石コアの厚みが１０ｍｍのもので絶縁皮膜処理を施こ
さないものにより構成した回転子とでモータ特性の評価
をした供試モータの仕様を第１表に、その結果を第２表
に示す。又、それぞれの回転子を外部から回転させ、固
定子巻線に誘起する電圧を測定した所、両者間に有意差
は無かった。以上の結果から、第２表に示オモータ特性
に有意差は、磁石コアの厚さと電気絶縁皮膜に寄大して
いると言える。

第１表 箪２表 渦電流防止のための絶縁皮膜３は、占積率を低下させな
いため、可能な限り薄いのが好ましく、１〜２μｍ程度
の厚さに処理可能なものであれば、有機質であっても、
又無機質であってもかまわない。磁石コア１は所定量積
層し、一般的には接着剤を使用し一体化する。そこで、
熱硬化性のエポキシ接着材を適切なる溶剤、（低沸点の
ものが好ましい）により希薄し、磁石コア１の両端面又
は片端面に塗布し、室温にて乾燥后、所定Ｊ）積層し、
適切な加熱手段により加熱するとともに加圧し、接着剤
を硬化せしめろ方法を採用すれば、電気絶縁皮膜自身が
磁石コア１を一体化させる接着剤の役目をも兼ねて、大
変好都合である。尚、加熱加圧手段としては、例えば、
ホットプレスが有効であり、この５段を採用した場合、
加圧時に不用な接着剤が、ｍ層磁石コア間から押し出さ
れるため、磁石コアの占積率を向上させることが可能で
ある。

又、磁石コア１の厚みは、渦電流を防止するためには、
可能な限り薄いことが望ましい。しかしながら、薄くす
ればする程、占積率が低下し、磁石の正味体積に対して
実寸法が増加すること、又磁石コア自体の製造上の制約
もあり、０．５〜２．０ｍｍが好ましい。さらに厚みが
、５咽を越えると、渦電流が１枚の磁石コア内で発生す
るため、絶縁処理の効果は期待できない。

発明の効果 本発明は、磁気特性にすぐれ、機械強度が良好な、Ｍｎ
−−Ａｌ−−Ｃ磁石コアを９層して、モータ特性のすぐ
れた、永久磁石回転子を提供するものであり、これまで
の欠点であったフェライト磁石の各種補強部材が不要で
あり、かつ、Ｍｎ−−Ａｌ−−Ｃ磁石自身に発生する渦
電流を防止し、さらに一体化処理が容易であり、良好な
モータ特性を発現する回転子の提供を可能とするもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１内は本発明の回転子の構造を示す正面図、第２図、
第３図は本発明の回転子を構成する磁石コアの絶縁皮膜
処理状態を示す断面図、第４図は本発明の回転子の磁石
コアを積層し、一体化をした状態を示す概念図、第５唄
は従来のブラシレスモータの回転子の構造を示す断面図
である。 １・・・・・・磁石コア、３・・・・・・絶縁皮膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｎ−Ａｌ−Ｃからなり、厚みが２ｍｍ以下で、
   かつ少なくとも一方の端面に電気的絶縁手段が施された
   磁石コアを所定量積層して構成した永久磁石回転子。
2. （２）電気的絶縁手段は、加圧加熱することにより同着
   する絶縁皮膜で構成した特許請求の範囲第１項記載の永
   久磁石回転子。