WO2004068673A2 - 永久磁石式モータ用ロータ - Google Patents

Description

明 細 書 永久磁石式モータ用ロー夕 技術分野

本発明は、 永久磁石式モータ用ロータに係り、 特に、 口一夕ヨークと永久磁石 との間の接合強度等を向上させたロータに関する。 背景技術

自動車等の動力源として使用される永久磁石式モ一夕に用いられるロータにお いては、 その耐久性、 コスト、 磁気効率、 熱ひけ性、 およびロータヨークと永久 磁石との間の接合強度等についての性能を目的に応じて実現すべく、 種々の技術 が提案されている。

このような永久磁石式モータ用口一夕には、 例えば、 永久磁石をロータヨーク に埋め込んで耐久性等の向上を図った技術が提案されている （例えば、 特開平 6 一 3 8 4 1 5号公報参照） 。 また、 口一夕ヨークと永久磁石との接合に焼結接合 を用いて、 磁気効率や熱ひけ性の向上を図った技術も提案されている （例えば、 特開平 7— 1 7 7 7 1 2号公報参照） 。 さらに、 上記接合に高分子材料による接 着技術を用いて、 コストやロータヨークと永久磁石と間の接合強度の向上を図つ た技術も提案されている （例えば、 特開 2 0 0 2— 2 7 2 0 3 3号公報参照） 。 しかしながら、 上記特開平 6— 3 8 4 1 5号公報に記載されたロータは、 ロー タヨークを永久磁石で挟み込んで半径方向に二重にすることからコス卜が割高と なるとともに、 永久磁石がロータ表面に露出していないことからロータとステー 夕とのエアーギャップに基づく磁気効率が低いという欠点がある。 また、 上記特 開平 7— 1 7 7 7 1 2号公報に記載されたロー夕は、 粉末冶金手段に用いる製造 設備によってコストが割高となるとともに、 接着媒体を用いない焼結接合を採用 したことにより、 高温 ·高速回転での接合強度ゃサーマルショックを含めた耐久 性が低く、 しかもロータヨークを積層体とする場合には粉末冶金法が適用できな いことから製造不可能であるという欠点がある。 さらに、 上記特開 2 0 0 2— 2 7 2 0 3 3号公報に記載されたロー夕は、 ロー夕使用時の温度下において、 高分 子材料からなる接着剤の軟化により耐久性が劣化するとともに、 永久磁石の接着 剤は金属膜に比べて熱伝導率が低く、 ロータ側に熱が逃げていかないため、 永久 磁石からロー夕ヨークへの熱ひけ性が低い等の欠点もある。 しかも、 上記特開 2 0 0 2 - 2 7 2 0 3 3号公報に記載されたロー夕は、 高分子材料からなる接着剤 を使用することにより、 ロータとステ一夕とのエアーギヤップに基づく磁気効率 や永久磁石とロー夕ヨークとの間の介在物ギヤップに基づく磁気効率が低いとい う欠点もある。

したがって、 近年においては、 耐久性、 コスト、 ロータとステ一夕とのエアー ギャップに基づく磁気効率、 永久磁石とロータヨークとの間の介在物ギャップに 基づく磁気効率、 熱ひけ性、 およびロータヨークと永久磁石との間の接合強度に 関する全ての性能が、 '高いレベルで好適に実現される永久磁石式モー夕用ロー夕 の開発技術が要請されていた。 発明の開示

本発明は、 このような要請に鑑みてなされたものであり、 上記耐久性等の種々 の性能が高いレベルで好適に実現される永久磁石式モータ用ロータを提供するこ とを目的としている。

本発明の永久磁石式モ一夕用ロータは、 永久磁石をロータヨーク表面に接合し てなり、 上記永久磁石と上記ロータヨークとの間に金属膜を介在させ、 ビーム溶 接により接合を行うことを特徴としている。

本発明の永久磁石式モータ用口一夕では、 永久磁石とロータヨークとの間に金 属膜を介在させることで、 真空ビームやレーザービーム等により、 ビーム照射部 分の金属膜が溶解して、 溶接におけるろう材の役割を担うことから、 永久磁石と ロータヨークとの間の接合が強固なものとなる。 このため、 高温 ·高速回転での 接合強度ゃサーマルショックを含めた耐久性を向上させることができる。 また、 通常鉄系材料からなるロータヨークと金属膜 （例えば、 銅） との間の熱膨張係数 の差が小さく、 金属膜自体が変形することで、 金属膜が永久磁石とロータヨーク の間において緩衝剤の役割を果たし、 大幅な温度変化の下でのロー夕ヨークの膨 張と収縮とを吸収し、 冷熱耐久性を向上させることができる。

また、 本発明の永久磁石式モ一夕用ロー夕では、 上記特開平 6— 3 8 4 1 5号 公報に記載したロータのように、 永久磁石をロー夕に埋め込む必要がなく、 また 上記特開 2 0 0 2 - 2 7 2 0 3 3号公報に記載したロー.夕のように高分子材料か らなる接着剤を使用する必要もないので、 コスト削減を図ることもできる。 なお、 高分子材料からなる接着剤を使用しないことから、 接着時に悪臭が発生すること もなく、 しかも塗布などの工程も必要ないので、 作業性に優れるという利点もあ る。

さらに、 本発明の永久磁石式モータ用ロー夕では、 永久磁石がロータ表面に露 出していることから、 ロータとステ一夕とのエアーギャップに基づく磁気効率が 高く、 また高分子からなる接着剤を使用する場合に比して、 永久磁石とロータョ ークとの間に介在させる金属膜の厚さをメツキや溶射等により薄くすることがで きることから、 永久磁石と口一夕ヨークとの間の介在物ギヤップに基づく磁気効 率が高いという利点もある。 なお、 永久磁石とロー夕ヨークとの接合にビーム溶 接を用いることで、 溶接時に発生する熱は永久磁石とロータヨークとの接合界面 の極微小領域にしか加わらないため、 永久磁石自身の磁気特性の劣化も生じない。 しかも、 本発明の永久磁石式モータ用ロータでは、 使用時に永久磁石に渦電流 が発生した場合でも、 永久磁石と口一夕ヨークとの間に介在した金属膜の熱伝導 率が大きく、 永久磁石からロー夕ヨークへの熱ひけ性が高いため、 安定した使用 を実現することができる。 また、 粉末冶金法を採用しないため、 ロー夕を積層構 造とする場合にも製造することができる。

以上に示したように、 本発明の永久磁石式モータ用ロータによれば、 耐久性、 コスト、 ロー夕とステ一夕とのエア一ギャップに基づく磁気効率、 永久磁石と口 —夕ヨークとの間の介在物ギャップに基づく磁気効率、 熱ひけ性、 およびロータ ヨークと永久磁石との間の接合強度に関する全ての性能が、 高いレベルで好適に 実現される。

このような永久磁石式モー夕用口一夕においては、 上記金属膜を永久磁石表面 に形成することが望ましい。 本発明によれば、 永久磁石をロー夕ヨークにビーム 溶接する前に、 真空蒸着法やスパッタリング法等に比して安価かつ簡易に永久磁 石表面全体を金属膜で予め覆うことができ、 永久磁石の腐食や磁石表面の破損を 効果的に防止することができる。

また、 このような永久磁石式モータ用ロータにおいては、 上記金属膜の厚さが

2 5 - 9 0 mであることが望ましい。

このような本発明の永久磁石式モー夕用口一夕では、 金属膜の厚さを 2 5 u rn 以上としているため、 上記のような強固な接合を十分に実効あるものとすること ができる。 しかも、 本発明では、 金属膜の厚さを 9 0 m以下としていることか ら、 金属膜を過剰に使用することがなく、 この観点からもコスト削減を十分に図 ることができる。

さらに、 このような永久磁石式モータ用ロー夕においては、 上記金属膜が、 二 ッケルまたは銅のうちの少なくとも一種類を含む膜であることを特徴とすること が望ましい。 本発明によれば、 耐食性に優れるニッケルまたは熱伝導性に優れる 銅を金属膜に含ませることにより、 永久磁石の耐食性または永久磁石からロータ ヨークへの熱ひけ性の少なくとも一方を向上させることができる。 なお、 ニッケ ルゃ銅は単体で用いることができることは勿論、 ニッケルと銅とを別個の層とし て金属膜を 2層とすることもできる。 また、 ニッケルと銅とからなる合金を金属 膜とすることもできる。

加えて、. このような永久磁石式モ一夕用ロータにおいては、 ロータヨークが積 層口一夕ヨークであることが望ましい。 このような構成を採用することで、 ビー ム溶接時に金属膜が溶解した際に、 通常円板状のチップが積層された口一タョー クのチップ同士の間隙に溶融金属膜が幾分浸入するため、 永久磁石とロータョー クとの接合がより強固なものとなり、 高温 ·高速回転での接合強度ゃサ一マルシ ョックを含めた耐久性をさらに向上させることができる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の第 1実施形態に係る永久磁石式モータ用ロータに使用する 口一夕ヨークの製造例を示す斜視図である。

第 2図は、 本発明の第 1実施形態に係る永久磁石式モータ用ロータの製造例を 示す斜視図である。 第 3図は、 本発明の第 1実施形態に係るメツキ付き永久磁石とロー夕ヨークと の接合態様を示す平面図である。

第 4図は、 （A) は、 図 3に示したメツキ付き永久磁石とロータヨークとの間 のビーム溶接態様の一の例を示す斜視図であり、 （B ) は、 図 3に示したメツキ 付き永久磁石とロータヨークとの間のビーム溶接態様の他の例を示す斜視図であ る。

第 5図は、 本発明の第 2実施形態に係るメツキ付き永久磁石とロータヨークと の接合態様を示す平面図である。

第 6図は、 （A) は、 口一夕ョ一ク材とメツキ付き永久磁石とをレーザ一ビ一 ム溶接により接着する一態様を示す斜視図であり、 （B ) は、 ロータヨーク材と 永久磁石とをエポキシ接着剤を塗布して接着する一態様を示す斜視図であり、

( C ) は、 （A) または （B ) の態様により接着された口一夕ヨークと （メツキ 付き） 永久磁石とに対して引張りせん断試験を実施する際の斜視図である。

第 7図は、 実施例 1、 ならびに比較例 1および比較例 2の評価結果を示すダラ フである。

第 8図は、 実施例 3〜7および比較例 4 , 5についての、 引張りせん断試験の 結果を示すグラフである。

第 9図は、 実施例 8〜 1 3についての、 引張りせん断試験の結果を示すグラフ である。 発明を実施するための最良の形態

( 1 ) 第 1実施形態

以下に、 本発明の永久磁石式モータ用ロータの製造例を図面を参照して説明す る。

本発明の永久磁石式モータ用ロー夕を製造する際には、 図 1に示すように、 鉄 系材料からなる複数枚の円板状チップを順次積層してロータヨーク 1を成形する。 次いで、 図 2に示すように、 永久磁石の全面に予め銅メツキを施した銅メツキ付 き永久磁石 2をロータヨーク 1の周面に所定数 （同図においては 4つ） 接合する。 図 3は、 図 2に示したロータヨーク 1と銅メツキ付き永久磁石 2との接合部分 を示す平面図である。 上述したように、 銅メツキ付き永久磁石 2は N cl— F e— B系の希土類磁石からなる永久磁石 3の全面に銅メツキ膜 4が予め被覆されたも のであり、 この銅メツキ付き永久磁石 2が、 図 3に示すように、 ロータヨーク 1 の周面に配置され、 次いでレーザービームによる溶接が施される。

図 4 (A ) は、 図 3に示したロータヨーク 1と銅メツキ付き永久磁石 2との間 のビーム溶接態様の一の例を示す斜視図である。 同図に示す例によれば、 レーザ ビームによる溶接箇所はロータヨーク 1と銅メツキ付き永久磁石 2との接触面の 外周の一部 （図中の波線部） である。 これに対し、 図 4 ( B ) は、 図 3に示した ロータヨーク 1と銅メツキ付き永久磁石 2との間のビーム溶接態様の他の例を示 す斜視図である。 同図に示す例によれば、 レ一ザビームによる溶接箇所はロータ ヨーク 1と銅メツキ付き永久磁石 2との接触面の外周の全体 （図中の波線部） で ある。

図 3および図 4 (A) ， ( B ) に示した接合態様にしたがい、 レーザービーム 溶接を行った場合には、 ビーム照射部分の銅メツキ膜 4が溶解して、 銅メツキ膜 4が溶接におけるろう材の役割を担うことから、 図 3においてロータヨーク 1と 永久磁石 3との間の接合が強固なものとなる。 このため、 高温 ·高速回転での接 合強度ゃサーマルショックを含めた耐久性を向上させることができる。 特に、 図 4 ( B ) に示すように、 レーザビームによる溶接箇所をロータヨーク 1と銅メッ キ付き永久磁石 2との接触面の外周の全体とした場合には、 上記接合がより強固 なものとなり、 耐久性をより向上させることができる。 また、 図 3において、 鉄 系材料からなるロータヨーク 1と銅メツキ膜 4との間の熱膨張係数の差が小さく、 銅メツキ膜 4自体が変形して緩衝するので、 銅メツキ膜 4がロータヨーク 1と永 久磁石 3との間において緩衝剤の役割を果たし、 大幅な温度変化の下でのロータ ヨーク 1の弹性変形を防止し、 冷熱耐久性を向上させることができる。

また、 図 3および図 4 (A) ， ( B ) に示した磁石式モータ用ロータでは、 銅 メツキ付き永久磁石 2をロータヨーク 1に埋め込む構造としておらず、 また高分 子材料からなる接着剤を使用する構造でもないので、 コスト削減を図ることもで きる。 さらに、 銅メツキ付き永久磁石 2がロー夕ヨーク 1の表面に露出している ことから、 口一夕とステ一夕とのエアーギャップに基づく磁気効率が高く、 しか も高分子からなる接着剤を使用する場合に比して、 ロー夕ヨーク 1と永久磁石 3 との間に介在させる銅メツキ膜 4の厚さが極めて薄いことから、 ロータヨーク 1 と永久磁石 3との間の介在物ギャップに基づく磁気効率が高いという利点もある。 さらに、 図 3および図 4 ( A ) ， ( B ) に示した永久磁石式モー夕用ロータで は、 使用時に永久磁石 3に渦電流が発生した場合でも、 ロータヨーク 1と永久磁 石 3との間に介在した銅メッキ膜 4の熱伝導率が大きいため、 永久磁石 3から口 —夕ヨーク 1への熱ひけ性が高く、 安定した使用が実現される。

( 2 ) 第 2実施形態

図 5を参照して本発明の第 2実施形態の永久磁石式モータ用ロー夕の製造例を 説明する。 図 5は、 図 2に示したロータヨーク 1とメツキ付き永久磁石 2との接 合部分をより詳細に示す平面図である。 なお、 第 2実施形態では、 第 1実施形態 と同様な構成要素には同符号を付して、 その構成 ·作用の説明は省略する。

第 2実施形態では、 メツキ付き永久磁石 2は、 N d— F e— B系の希土類磁石 からなる永久磁石 3の全面に厚さ 3 0 i mの銅メツキ膜 4が被覆され、 その外周 に厚さ 3 0 mのニッケルメツキ膜 5がさらに被覆されたものである。 図 5に示 すように、 ニッケルの優れた耐食性を十分に発揮させるためには、 ニッケルメッ キ膜 5を銅メツキ膜の外側に被覆することが好ましい。 このように成形されたメ ツキ付き永久磁石 2は、 図 5に示すように、 ロータヨーク 1の周面に配置され、 次いでレーザ一ビームによる溶接が施される。

図 4 (A ) , ( B ) および図 5に示した接合態様にしたがい、 第 1実施形態と 同様にレーザービーム溶接を行った場合には、 ビーム照射部分の銅メツキ膜 4お よびニッケルメツキ膜 5が溶解して、 両メツキ膜 4， 5が溶接におけるろう材の 役割を担うことから、 図 5においてロータヨーク 1と永久磁石 3との間の接合が 強固なものとなる。 特に、 図 5に示すロー夕においては、 銅メツキ膜 4とニッケ ルメツキ膜 5との全厚さを 2 5 m以上としているため、 このような強固な接合 を十分に実効あるものとすることができる。 なお、 第 2実施形態では、 メツキ膜 を銅メツキ膜 4およびニッケルメツキ膜 5の 2層としていることから、 銅の有す る優れた熱伝導性と、 ニッケルの有する優れた耐食性とを兼ね備えることができ る。 また、 図 4 (A) , ( Β ) および図 5に示した磁石式モ一夕用口一夕では、 メ ツキ付き永久磁石 2をロータヨーク 1に埋め込む構造としておらず、 また高分子 材料からなる接着剤を使用する構造ともしていないので、 コスト削減を図ること もできる。 しかも、 図 5に示すロータでは、 銅メツキ膜 4とニッケルメツキ膜 5 との全厚さを 9 0 m以下としているため、 金属膜を過剰に使用することがなく、 この観点からもコスト削減を十分に図ることができる。

さらに、 図 4 (A) , ( B ) および図 5に示した永久磁石式モ一夕用口一夕で は、 使用時に永久磁石 3に渦電流が発生した場合でも、 ロータヨーク 1と永久磁 石 3との間に介在した銅メツキ膜 4およびニッケルメツキ膜 5の熱伝導率が大き いため、 永久磁石 3からロータヨーク 1への熱ひけ性が高く、 安定した使用が実 現される。 実施例

以下に、 本発明の永久磁石式モータ用ロータについて、 その各種性能評価を行 つた結果を示す。 各種性能試験ば、 図 3および図 4 (A) 、 あるいは図 4 (A) および図 5に示した接合態様にしたがい製造した永久磁石式モータ用ロー夕を想 定して実施した。 永久磁石には N d— F e—B系の希土類磁石を用いるとともに、 永久磁石の全面には銅メツキまたはニッケルメツキの少なくとも一方を施し、 口 一夕ヨーク材は鉄系材料から成形した。

なお、 本願発明の目的は、 上述したとおり、 耐久性、 コスト、 ロータとステー 夕とのエア一ギャップに基づく磁気効率、 永久磁石とロータヨークとの間の介在 物ギャップに基づく磁気効率、 熱ひけ性、 およびロータヨークと永久磁石との間 の接合強度に関する全ての性能を高いレベルで好適に実現することであるため、 これら全ての性能についての評価試験を行うことが望ましい。 しかしながら、 本 願発明にかかる永久磁石式モータ用ロータについては、 永久磁石をロータに埋め 込む態様を採用せず、 しかも上記接着剤を使用していないので、 コスト削減は明 らかに図られている。 また、 上記接着剤を使用していないので、 ロータとステー 夕とのエアーギヤップに基づく磁気効率や永久磁石と口一夕ヨークとの間の介在 物ギャップに基づく磁気効率に優れることも明らかである。 さらに、 ロー夕ョー クと永久磁石との接着媒体として上記接着剤を使用せずに金属膜を使用している ことことから、 永久磁石からロー夕ヨークへの熱ひけ性についても優れることが 推測される。 したがって、 以下の実施例では、 上記各性能を除いた性能、 すなわ ち、 ロータヨークと永久磁石との間の接合強度についての種々の評価試験結果を 示す。 なお、 高温 ·高速回転での接合強度ゃサーマルショックを含めた耐久性に ついては、 上記ロータヨークと永久磁石との間の接合強度の結果から推定するこ とができる。

(A) 接着媒体に金属膜を使用した場合と、 エポキシ樹脂を使用した場合とにお ける接合強度の比較

[実施例 1 ]

鉄系材料からなるロータヨーク材 1 1と、 Nd— F e— B系の希土類磁石の全 面に厚さ 50 mの銅メツキを施したメツキ付き永久磁石 1 2とを用意し、 これ らを図 6 (A) に示すように接触させた状態で、 ロータヨーク 1 1とメツキ付き 永久磁石 1 2との接触面の外周辺の一部 （同図の波線部分） にレーザービーム溶 接を施した。 次いで、 図 6 (C) に示すように、 接合されたロータヨーク 1 1と メツキ付き永久磁石 12とに対して、 J I S K 68 50に準拠した引張りせ ん断試験を実施した。 なお、 試験装置は、 島津製作所製 「高温槽付きオートダラ フ AG— 5000」 を用い、 引張りせん断試験は、 — 20°C、 25°C 140°C, 200°Cの各温度にて行い、 引張り速度は 5mm/m i nとした。

[比較例 1 ]

鉄系材料からなるロータョ一ク材 1 3と、 Nd— F e— B系の希土類磁石から なる永久磁石 14とを用意し、 これらを図 6 (B) に示すように、 接触面全体に エポキシ接着剤 （ブレニ一技研製 「GM 8300」 ) を 80 mの厚さに塗布し て接着した。 次いで、 実施例 1と同様に、 接合されたロー夕ヨーク 1 3と永久磁 石 14とに対して、 J I S K 6850に準拠した引張りせん断試験を実施し た。 なお、 各試験条件については、 実施例 1と同様とした。

[比較例 2]

鉄系材料からなる口一夕ヨーク材 1 3と、 Ncl— F e— Β系の希土類磁石から なる永久磁石 14とを用意し、 これらを図 6 (B) に示すように、 接触面全体に エポキシ接着剤 （コニシ株式会社製 「ポンド Eセッ ト」 ） を 8 0 の厚さに塗 布して接着した。 次いで、 実施例 1と同様に、 接合された口一夕ヨーク 1 3と永 久磁石 1 4に対して、 J I S K 6 8 5 0に準拠した引張りせん断試験を実施 した。 なお、 各試験条件については、 実施例 1と同様とした。 以上、 実施例 1お よび比較例 1 , .2についての評価試験結果を図 Ίに示す。

図 7によれば、 実施例 1では、 一 2 0 °Cから 2 0 0 まで、 ほぼ同じ強度が得 られることが判る。 よって、 実施例 1に相当するロータは、 その使用時の全温度 領域において安定して使用することができる。 これに対し、 比較例 1では、 低温 側では十分な接合強度が得られるものの、 高温側では接合強度が著しく低下する ことが判る。 よって、 比較例 1に相当するロータは、 その使用時の高温度領域に おいては安定して使用することができない。 また、 比較例 2では、 低温側および 高温側の双方で、 十分な接合強度が得られないことが判る。 よって、 比較例 2に 相当する口一夕は、 その使用時の全温度領域において安定して使用することがで きない。 なお、 高温，高速回転での接合強度ゃサーマルショックを含めた耐久性 については、 上記ロータヨークと永久磁石との間の接合強度の結果を考慮すれば、 実施例 1については優れており、 各比較例については不良であることが推定され る。

( B ) 永久磁石から口一夕ヨークへの熱ひけ性

永久磁石からロータヨークへの熱ひけ性については、 ロータ全体の熱伝導率が 問題となるため、 この熱伝導率について調査した。

[実施例 2 ]

鉄系材料からなるロータヨーク材 1 1と、 N d— F e—B系の希土類磁石の全 面に銅メツキが施されたメツキ付き永久磁石 1 2とを用意し、 これらを図 6

(A) に示すように接触させた状態で、 ロータヨーク 1 1とメツキ付き永久磁石 1 2との接触面の外周辺の一部 （同図の波線部分） にレーザ一ビーム溶接を施し た。 次いで、 '同図における接合部分における熱伝導率を J I S R 1 6 1 1に 準拠したレーザーフラッシュ法により測定した。

[比較例 3 ]

鉄系材料からなる口一夕ヨーク材 1 3と、 N d— F e— B系の希土類磁石から なる永久磁石 14とを用意し、 これらを図 6 (B) に示すように、 接触面全体に エポキシ接着剤 （ブレニー技研製 「GM 8 3 0 0」 ） を塗布して接着した。 次い で、 同図における接合部分における熱伝導率を J I S R 1 6 1 1に準拠した レーザーフラッシュ法により測定した。

上記熱伝導率測定の結果、 実施例 2では、 熱伝導率が 5 0〜 40 0 W/m · K と高い値を示した。 これは、 永久磁石とロータヨークとの間に銅メツキ膜を介在 させたことにより、 金属同士の接触部分が存在するためである。 したがって、 実 施例 2では優れた熱ひけ性が実現される。 一方、 比較例 3では、 熱伝導率が 0. 1〜0. 9 W/m · Kと著しく低いものとなった。 これは、 永久磁石と口一タョ ークとの間にエポキシ樹脂を介在させたことにより、 樹脂部分において熱が滞留 し、 優れた熱伝導性が実現されないためである。 したがって、 比較例 3では優れ た熱ひけ性が実現されない。

(C) 金属膜を銅メツキ膜から構成し、 銅メツキ膜の膜厚を変化させた場合の接 合強度

[実施例 3〜 7 ]

鉄系材料からなる口一夕ヨーク （外径 1 7 0mm、 厚さ 5 5 mm) に、 N cl— F e— B系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メツキ （膜厚 3 (実施例

3) 、 膜厚 40 m (実施例 4 ) 、 膜厚 5 0 m (実施例 5 ) 、 膜厚 6 0 m (実施例 6) 、 膜厚 80 ; m (実施例 7) ) した各メツキ付き永久磁石をレーザ ビーム溶接により接合してロータをそれぞれ製造した。 次いで、 各口一夕におい て、 接合されたロータヨークと永久磁石とに対し、 J I S K 6 8 5 0に準拠 した引張りせん断試験を実施した。 なお、 各試験条件については、 実施例 1と同 様とした。 なお、 引張りせん断試験実施温度は、 2 0 0°Cとした。 さらに、 各口 一夕を 8 0 0 0 r pmで 3 0分回転させ、 永久磁石のロータヨークからの離脱に ついて調査した。

[比較例 4， 5]

鉄系材料からなるロータヨーク （外径 1 7 0mm、 厚さ 5 5 mm) に、 Nd— F e— B系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メツキ （膜厚 2 0 m (比較例

4) ， 膜厚 1 00 m (比較例 5) ) した各メツキ付き永久磁石をレーザビーム 溶接により接合してロー夕をそれぞれ製造した。 次いで、 各口一夕において、 接 合されたロータヨークと永久磁石とに対し、 J I S K 6 8 5 0に準拠した引 張りせん断試験を実施した。 なお、 各試験条件については、 実施例 1と同様とし た。 なお、 引張りせん断試験実施温度は、 2 0 0 °Cとした。 さらに、 各ロー夕を 8 0 0 0 r p mで 3 0分回転させ、 永久磁石の口一夕ヨークからの離脱について 調査した。

図 8は、 実施例 3〜7および比較例 4 , 5についての、 引張りせん断試験の結 果を示すグラフである。 同図に示すところのよれば、 実施例 3〜 7については、 銅メツキの膜厚の増大に伴い、 接合強度が高められていることから、 製造コスト の観点から好適な例であるといえる。 また実施 3〜7については、 上記のように ロータを回転させても永久磁石のロータヨークからの離脱は生じなかったため、 使用に耐え得る十分な接合強度が得られていることも確認された。

これに対し、 比較例 4については、 上記のようにロータを回転させた場合、 永 久磁石のロータヨークからの離脱が生じたため、 使用に耐え得る十分な接合強度 が得られていないことから、 好適な例とはいえない。 また比較例 5については、 図 8に示すように、 実施例 7に比して銅メツキの膜厚を増大させているにもかか わらず、 接合強度が高められていないので、 製造コストの観点から好適な例であ るとはいえない。 以上示したとおり、 実施例 3〜 7および比較例 4， 5について の接合強度等の調査結果から、 金属膜厚の好適な範囲は、 本願の請求項 3に記載 したように、 2 5〜 9 0 mであるといえる。

( D ) 金属膜を銅メツキ膜とニッケルメツキ膜との少なくとも一方から構成し、 全メツキ膜の厚みを一定とするとともに、 各メツキ膜の膜厚を変化させた場合の 接合強度

[実施例 8 ~ 1 3 ]

鉄系材料からなるロータヨーク （外径 1 7 0 mm、 厚さ 5 5 mm) に、 N d— F e一 B系の希土類磁石からなる永久磁石を銅メツキし （膜厚 5 0 a m (実施例 8 ) 、 膜厚 4 0 m (実施例 9 ) 、 膜厚 3 0 m (実施例 1 0 ) 、 膜厚 2 0 m (実施例 1 1 ) 、 膜厚 1 0 m (実施例 1 2 ) 、 膜厚 0 rn (実施例 1 3 ) ) 、 その上からニッケルメツキをさらに施した （膜厚 Ο ΙΉ (実施例 8 ) 、 膜厚 1 0 ii (実施例 9 ) 、 膜厚 2 0 m (実施例 1 0 ) 、 膜厚 3 0 m (実施例 1 1 ) 、 膜厚 4 0 n m (実施例 1 2 ) 、 膜厚 5 0 (実施例 1 3 ) ) 各メツキ付き永久 磁石をレーザビーム溶接により接合して各ロータを製造した。 次いで、 各ロータ において、 接合されたロータヨークと永久磁石とに対し、 J I S K 6 8 5 0 に準拠した引張りせん断試験を実施した。 その結果を図 9に示す。

図 9によれば、 実施例 8〜 1 3のいずれの例においても、 図 8から推測して、 使用に耐え得る好適な接合強度が得られていることが判る。 また、 銅メツキと二 ッケルメツキとの膜厚を変化させても、 全体の金属膜厚が一定であれば、 接合強 度にはほとんど影響がないことが判る。

Claims

1 . 永久磁石を口一夕ヨーク表面に接合してなる永久磁石式モータ用ロー夕に おいて、 前記永久磁石と前記ロータヨークとの間に金属膜を介在させ、 ビーム溶 接により接合を行うことを特徴とする永久磁石式モータ用ロー夕。

2 . 前記金属膜を永久磁石表面に形成することを特徴とする請求項 1に記載の 永久磁石式モー夕用ロータ。

3 . 前記金属膜の厚さが 2 5二口

〜 9 0 mであることを特徴とする請求項 1また は 2に記載の永久磁石式モ一タ用ロータ。

4 . 前記金属膜が、 ニッケルまたは銅ののうちの少なくとも一種類を含む膜であ ることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の永久磁石式モータ用ロー夕。

5 . 前記金属膜は、 銅からなる銅膜とニッケル囲からなるニッケル膜とから構成 されていることを特徴とする請求項 4に記載の永久磁石式モ一夕用ロー夕。

6 . 前記ロータヨークが積層口一夕ヨークであることを特徴とする請求項 1〜 5のいずれかに記載の永久磁石式モータ用口一夕。