JPS63206142A - 磁石ロ−タ - 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、外径φ５０ｍ以下の小型アクチュエータ及び
小型ジェネレータの磁石ロータに関するものである。

（発明の概要） 本発明は、外径φ５０Ｉ！ｍ以下のジェネレータ及びア
クチュエータの磁石ロータ構造において、ロータ磁石の
最終厚みに対し、薄い磁石に穴明加工をしておぎ、ロー
タ軸に、前記穴明加工をした薄い磁石を積層状に固定し
、ロータ磁石の最終厚みにした磁石ロータ構造である。

本発明により、脆くて、穴径の小さな穴明り加工が困難
なため利用出来なかった、焼結タイプの高エネルギー＆
！磁石をロータ磁石として使用出来る様になり、アクチ
ュエータ及びジェネレータの入出力変換効率を向上する
ことが出来た。

〔従来の技術〕

最近のアクチュエータ及びジェネレータに於いては、よ
り小型な、より高性能の入出力変換効率の良いものが求
められているが、これらを実現させるためには、コイル
部のアンペアターンを大きくするか、ロータ磁石のエネ
ルギー積を高くするか、磁気回路の磁気抵抗をいかに小
さくするかということと、適正なロータ慣性モーメント
を選択することにあり、実現しようとするアクチュエー
タ及びジェネレータの大きさにより、前記設計要因の最
適値を選択して、設計される。そして定性的に、コイル
部は、長手方向を短かくして、径方向を大きくすること
により、アンペアターンをあげようとすると、コイル外
周部の１ターンあたりの径が大きくなり、コイルのター
ン数に比ベコイル抵抗が大きくなり、コイルの径方向を
おさえ、コイル長手方向を長くしたものよりアンペアタ
ーンが小さくなってしまうので、外径φ５０Ｍ以下のア
クチュエータ及びジェネレータにおいては外径と厚味の
比が１：２〜２：１の範囲で設計されるのが一般的であ
る。そして、磁石ロータにおいては、ロータ慣性モーメ
ントを小さくするために、ロータ磁石外径はなるべく小
さくし、ロータ磁石の磁力を得るため厚みとのバランス
をとって設計されるのが一般的である。

前記、設計上の理由から、外径φ５０ｓ以下のアクチュ
エータ及びジェネレータに於いてロータ磁石の厚みは０
．７　ｍ以上にならざるを得ずロータ慣性モーメントを
おさえて、ロータ磁石の磁力を確保するために、ロータ
穴径をφ０．２　ｔｍ以下に設定するのが一般的である
。

以上のことから、従来のジェネレータ及びアクチュエー
タ磁石ロータは、ロータ磁石穴径をφ０、２　ｍ以下で
、厚み０．７＃以上の中心穴加工の問題から、機械加工
の容易な磁石材料を用い、ロータ軸を前記ロータ磁石穴
に挿入するか、ロータ軸と、プラスチック磁石を射出成
形することにより、磁石ロータを実現させていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記、従来技術において、勺マリウムコバルトの焼結タ
イプの様なエネルギー積は大きいが、脆くて、機械加工
の困難な磁石材料は、特にロータ軸挿入用の中心穴を明
けるのが難しく、ロータ軸長手方向に、φ２．０１以下
で０．７履以上の貫通穴を明けようとすると、磁石割れ
が生じてしまい、量産レベルの加工が困難である。その
ため、ロータ軸穴径の小さな磁石ロータに於いては、エ
ネルギー積は小さいが、機械加工の容易なフェライト磁
石等を採用するか、サマリウムコバルトの焼結タイプよ
りはエネルギー積が劣るが、サマリウムコバルトのプラ
スヂックス射出成形磁石を採用するのが、一般的であっ
た。

上記の様な磁石ロータの場合、焼結タイプのエネルギー
積の優れたロータ磁石を採用した場合に比べ、ジェネレ
ータ及びアクチュエータの性能が劣るという欠点を有し
ていた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、外径φ５０ａｗｍ５０ａジェネレー
タ及びアクチュエータの、磁石ロータのロータ軸径がφ
２．　Ｏｍ以下で、ロータ磁石厚みが０．７Ｍ以上であ
る磁石ロータに於いて、エネルギー積が大きく、ロータ
磁石として性能が良いが脆くて、加工が難しく、ロータ
磁石として採用されていなかったものを、ロータ磁石を
積層構造とすることにより高エネルギー積のロータ１ａ
石を使用可能とする。

〔問題点を解決するための手段〕

外径φ５０ｓ以下のジェネレータ及びアクチュエータの
磁石ロータ磁石穴において、ロータ磁石の最終厚みに対
し、薄い磁石に穴明は加工しておき、ロータ軸に、前記
穴明は加工をした薄い磁石を積層状に固定し、ロータ磁
石の最終厚みにする構造にした。

（作用〕 上記の様な構成により、エネルギー積が大きくて性能が
優れているが、脆くて貫通穴を明けられない高性能磁石
を使用して、高エネルギー積の磁石ロータを実現出来る
。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図において、厚みｔは０．７　ｍ以下、穴径φＡは２
．　Ｏｒａｔｓ以下である焼結タイプサマリウムコバル
トのロータ磁石１１．　１１ａ、１１ｂ。

ｌｉＣ，ｌｉｄ、１１ｅが磁石ロータ＠１２の長手方向
に、少なくとも２個以上積層され、磁石枠１４．１５に
より、上下から締結されている。

さらに、ロータ磁石１１．１１ａ、　１１ｂ。

１１ｃ、１１ｄ、Ｉｌｅは、最大エネルギー積の高い、
サマリウムコバルト等の、焼結タイプの異方性磁石であ
る場合には、周方向に２ＮＩＡ以上の磁極を有している
ため、ロータ磁石を積層固定する時点で、第４図に示す
様に、ロータ磁石４１〜４１ｅの外周部に、電磁石のＩ
ｉｔ＆極４５．４６を近づけ、ロータ磁石の極性を合わ
せることが必要である。前記、電磁石の磁極４５．４６
は、どちらか一方だけでも、ロータ磁石の極性を合わす
ことは可能である。

次に、他の実施例を、第２図、第３図により説明する。

第２図の実施例において、厚みｔは０．７Ｍ以下、穴径
φＢは２．０　ｐｍ以下である焼結タイプサマリウムコ
バルトのロータ磁石２１．２１ａ。

２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを積層にして、プラス
チック磁石枠２３で示す様に磁石２１〜２１ｅをインサ
ート成形する。次に、磁石ロータ軸２２をプラスチック
磁石枠２３に挿入して、磁石ロータを完成させる。

第３図の実施例において、厚みｔは０．７　ｔｘｍ以下
、穴径φＣは２．０Ｍ以下である焼結タイプサマリウム
コバルトのロータ磁石３１．３１ａ、３１ｂ。

３１ｃ、３１ｄ、３１ｅを積層にして、磁石ロータ軸３
２と同時に、インサート成形してプラスチック磁石枠３
３を形成して磁石ロータとする。第２図、第３図におい
て、ロータ磁石が異方性磁石である場合には、周方向に
２極以上の１１極を有しているため、ロータ磁石を積層
固定する時点で、前述のように、第４図の方法でロータ
磁石の極性を合わすことが必要である。

従来の、プラスチック磁石の場合、例えば、プラスチッ
クタイプの成形磁石の中で最も性能が良い、サマリウム
コバルトのプラスチック成形磁石の最大エネルギー積は
１７ＭＧＯｅ程度である。

又、焼結タイプのサマリウム系磁石の最大エネルギー積
は、２８ＭＧＯｅから３０ＭＧＯｅのものが一般的とな
って来た。最大エネルギー積に比例して、アクチュエー
タ及びジェネレータの入出力エネルギーの変換効率も良
くなり、本発明により、従来のアクチュエータ及びジェ
ネレータの入出力エネルギーの変換効率に対し、６０％
以上の効率ＵＰとなる。

〔発明の効果〕

前記の様な構成により、小型アクチュエータ及び小型ジ
ェネレータの入出力エネルギー変換効率を向上すること
が出来、これにより、さらに従来の入出力エネルギー変
換効率を下げることなくさらに小型のアクチュエータ及
びジェネレータを実現させることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図−１第３図は本発明の実施例を示す磁石
ロータの断面図、第４図は本発明のロータ磁石組込方法
を示す概略図、第５図は従来の実施例を示す磁石ロータ
の断面図である。 １１．１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ｌｉｄ、１１ｅ、２１
．２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１６゜２１ｅ、３１，３
１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ。 ３１ｅ、４１．４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ。 ４１ｅ・・・ロータ磁石、５１・・・プラスチック成形
磁石、１２．２２．３２，４２．５２・・・磁石ロータ
軸、１３，２３．３３．４４・・・磁石枠、４５゜４６
・・・電磁石の磁極、４７．４８・・・コイル。 出願人　　セイコー電子工業株式会社 代理人　　弁理士　　最　上　　　務゛（１′ （他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外径φ５０ｍｍ以下の小型アクチュエータ及び小型ジェ
   ネレータのロータに於いて、円筒形ロータ磁石を軸方向
   に、２層以上に積層してなる磁石ロータ。