(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子において、
上記中央層を形成する磁性材料と、上記中央層の磁性材料より保磁力の低い上記端部層を形成する磁性材料とを一体に成形した後、着磁してなるものであることを特徴とする永久磁石回転子。
【請求項２】
溶接可能な部材で形成された溶接層が、上記各端部層の外側に一体に固着されていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
【請求項３】
ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子の製造方法において、
上記中央層を形成する磁性材料成型用粉末と、上記中央層の幅方向両端側に、上記中央層より保磁力の低い端部層を形成する磁性材料成型用粉末とを、プレス成形型のキャビティ内にそれぞれ区画して充填し、上記各磁性材料成型用粉末に磁場をかけながら配向を行うとともに、上記磁場と同方向にプレス加工して上記中央層および端部層を一体に成形してなる磁石を形成する工程と、上記磁石をヨーク部の外周面に所定の間隔を介して装着して、着磁して上記磁極を形成する工程とを包含したことを特徴とする永久磁石回転子の製造方法。
【請求項４】
上記磁石を形成する工程において、上記プレス成形型のキャビティ内に、上記端部層を形成する磁性材料粉末と区画して、上記端部層の外側に溶接可能な部材の粉末を充填し、上記端部層に接合された溶接層を有する磁石を形成し、上記磁石をヨーク部に装着する工程において、上記溶接層を有する磁石を上記溶接層を介して上記ヨーク部の外周面に溶接することを特徴とする請求項３記載の永久磁石回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヨーク部の外周面に永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成される永久磁石回転子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種従来の永久磁石回転子は、例えばこの出願と同一の出願人によって出願された特願２００１−００３９２９号に記載されているように、図１０に示すように磁極１を、本体層１ａおよびこの本体層１ａの表面に厚みが均一に形成された磁極層１ｂで構成することにより、磁極層１ｂを形成する磁性材料成形用粉末の粒子２のプレス段階におけるキャビティ内での移動を抑制し、図１１に示すように配向の乱れを防止して、トルクリップルの小さな高性能のモータを得ることが提示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の永久磁石回転子は以上のように、磁極層１ｂを形成する磁性材料成形用粉末の粒子２のプレス段階における磁極着磁時の移動を抑制し、配向の乱れを防止することにより性能の向上を図るようにしているが、一般に、キャビティ内での磁場のかかり具合は、着磁装置の構成等が原因で、中央部に比較して端部がどうしても弱くなるため、端部は着磁されにくく平均化されないので、効率が低下するという問題点があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、磁極を均一に着磁することにより効率の向上を図ることが可能な永久磁石回転子およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る永久磁石回転子は、ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子において、
上記中央層を形成する磁性材料と、上記中央層の磁性材料より保磁力の低い上記端部層を形成する磁性材料とを一体に成形した後、着磁してなるものである。
【０００６】
又、この発明の請求項２に係る永久磁石回転子は、請求項１において、溶接可能な部材で形成された溶接層を、各端部層の外側に一体に固着させたものである。
【０００７】
又、この発明の請求項３に係る永久磁石回転子の製造方法は、ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子の製造方法において、
上記中央層を形成する磁性材料成型用粉末と、上記中央層の幅方向両端側に、上記中央層より保磁力の低い端部層を形成する磁性材料成型用粉末とを、プレス成形型のキャビティ内にそれぞれ区画して充填し、上記各磁性材料成型用粉末に磁場をかけながら配向を行うとともに、上記磁場と同方向にプレス加工して上記中央層および端部層を一体に成形してなる磁石を形成する工程と、上記磁石をヨーク部の外周面に所定の間隔を介して装着して、着磁して上記磁極を形成する工程とを包含するものである。
【０００８】
又、この発明の請求項４に係る永久磁石回転子の製造方法は、磁石を形成する工程において、プレス成形型のキャビティ内に、端部層を形成する磁性材料成型用粉末と区画して、端部層の外側に溶接可能な部材の粉末を充填した後、各磁性材料成形用粉末および溶接可能な部材の粉末に磁場をかけながら配向を行うとともに、磁場と同方向にプレス加工して端部層に接合された溶接層を有する磁石を形成し、磁石をヨーク部に装着する工程において、溶接層を有する磁石を溶接層を介してヨーク部の外周面に溶接するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における永久磁石回転子の構成を示す斜視図、図２は図１における磁極の構成を示す斜視図、図３は図２における磁極の製造方法の第１の工程を示す断面図、図４は図２における磁極の製造方法の第２の工程を示す断面図、図５は図２における磁極の製造方法の第３の工程を示す断面図、図６は図２における磁極の製造方法の第４の工程を示す断面図である。
【００１０】
図において、１１は回転軸、１２はこの回転軸１１の外周部に装着され、外周面に所定の間隔を介して複数の切り込み１２ａが形成されたヨーク部、１３はこのヨーク部１２の切り込み１２ａに嵌合して固着され永久磁石でなる磁極で、磁性材料でなり外周面が円弧状に形成された中央層１３ａと、外周面がこの中央層１３ａの外周面に連なる円弧状を有し、中央層１３ａの幅方向両端側に一体に固着され、中央層１３ａより保磁力の低い磁性材料で形成された一対の端部層１３ｂとで構成されている。そして、これら１１ないし１３で永久磁石回転子２０が構成されている。
【００１１】
次に、上記のように構成される実施の形態１における永久磁石回転子２０の製造方法を図に基づいて説明する。
まず、図３に示すようにパンチ１４によって下方が閉塞されたキャビティ１５内を、２枚の仕切り板１６、１７により領域１８ａ、１８ｂ、１８ｃに区画する。次いで、図４に示すようにこれら各領域１８ａ、１８ｂ、１８ｃにそれぞれ磁性材料成形用粉末１９ａ、１９ｂ、１９ｃを充填する。この時、両端部に充填された両磁性材料成形用粉末１９ａ、１９ｃは、中央部に充填された磁性材料成形用粉末１９ｂより保磁力の低い磁性材料が用いられる。次いで、図示はしないが両仕切り板１６、１７を上方に引き上げて、図５に示すようにキャビティ１５内に充填された各磁性材料成形用粉末１９ａ、１９ｂ、１９ｃがそれぞれ区画された状態とする。
【００１２】
次に、図６に示すようにパンチ１４と対向する側の面２１ａが、磁極１３の外周面の円弧と一致する形状を有する別のパンチ２１を下降させ、キャビティ１５の上方を閉塞してプレス加工を開始するとともに、図示はしないが装置内に組み込まれた着磁装置により磁場２２をかけながら配向を行う。そして、さらにプレスを進行させることにより、両パンチ１４、２１間に磁場２２の配向により着磁された磁極１３が図２に示すように形成される。最後に、図１に示すように各磁極１３をヨーク部１２の切り込み１２ａに嵌合させ、例えば接着等により固着一体化させることにより永久磁石回転子２０が完成する。
【００１３】
このように上記実施の形態１によれば、各磁極１３を、中央層１３ａおよびこの中央層１３ａの幅方向両端側に一体に固着され、中央層１３ａより保磁力の低い磁性材料で形成された端部層１３ｂとで構成しているので、磁極着磁時に磁場をかける場合に両端部層１３ｂにかかる磁場が弱くとも、中央層１３ａよりも保磁力の低い磁性材料で形成され磁化されやすくなっているので、磁極１３全体として均一に着磁されるため、モータの効率の向上が可能になる。
【００１４】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２における永久磁石回転子の構成を示す斜視図、図８は図７における磁極の構成を示す斜視図、図９は図８における磁極をヨーク部に固着させた状態を示す正面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。２３はヨーク部１２の切り込み１２ａに嵌合し後述の溶接層を介して溶接２４により固着され永久磁石でなる磁極で、磁性材料でなり外周面が円弧状に形成された中央層２３ａと、外周面がこの中央層２３ａの外周面に連なる円弧状を有し、中央層２３ａの幅方向両端側に一体に固着され、中央層１３ａより保磁力の低い磁性材料で形成された一対の端部層２３ｂと、外周面がこれら中央層２３ａおよび両端部層２３ｂの外周面に連なる円弧状を有し、両端部層２３ｂの外端側にそれぞれ一体に固着され、溶接可能な部材で形成された一対の溶接層２３ｃとで構成されている。そして、これら１１、１２、２３で永久磁石回転子３０が構成されている。
【００１５】
なお、上記のように構成される実施の形態２における永久磁石回転子３０も、上記実施の形態１における永久磁石回転子２０の場合と同様の工程を経て製造されるので、詳しい説明はしないが、上記実施の形態１においては、図３に示すようにキャビティ１５内を２枚の仕切り板１６、１７で３つの領域１８ａ、１８ｂ、１８ｃに区画し、中央層１３ａ、両端部層１３ｂを形成しているのに対し、この実施の形態２では、図示はしないがキャビティ内を４枚の仕切り板で５つの領域に区画し、中央層２３ａ、両端部層２３ｂ、両溶接層２３ｃを形成することは言うまでもない。
【００１６】
このように上記実施の形態２によれば、各磁極２３を、中央層２３ａ、この中央層２３ａの幅方向両端側に一体に固着され、中央層２３ａより保磁力の低い磁性材料で形成された一対の端部層２３ｂ、および両端部層２３ｂの外端側にそれぞれ一体に固着され、溶接可能な部材で形成された一対の溶接層２３ｃで構成しているので、溶接層２３ｃを介して図９に示すように溶接２４による固着一体化が可能になるため、組立作業性を向上させてコストの低減を図ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子において、
上記中央層を形成する磁性材料と、上記中央層の磁性材料より保磁力の低い上記端部層を形成する磁性材料とを一体に成形した後、着磁してなるものであるので、磁極を均一に着磁し効率の向上を図ることが可能な永久磁石回転子を提供することができる。
【００１８】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、溶接可能な部材で形成された溶接層を、各端部層の外側に一体に固着させたので、効率の向上は勿論のことコストの低減を図ることが可能な永久磁石回転子を提供することができる。
【００１９】
又、この発明の請求項３によれば、ヨーク部の外周面に、中央層と、上記中央層の幅方向両端側に端部層とを一体に成形した永久磁石で形成された複数の磁極を装着して構成された永久磁石回転子の製造方法において、
上記中央層を形成する磁性材料成型用粉末と、上記中央層の幅方向両端側に、上記中央層より保磁力の低い端部層を形成する磁性材料成型用粉末とを、プレス成形型のキャビティ内にそれぞれ区画して充填し、上記各磁性材料成型用粉末に磁場をかけながら配向を行うとともに、上記磁場と同方向にプレス加工して上記中央層および端部層を一体に成形してなる磁石を形成する工程と、上記磁石をヨーク部の外周面に所定の間隔を介して装着して、着磁して上記磁極を形成する工程とを包含するようにしたので、磁極を均一に着磁し効率の向上を図ることが可能な永久磁石回転子の製造方法を提供することができる。
【００２０】
又、この発明の請求項４によれば、磁石を形成する工程において、プレス成形型のキャビティ内に、端部層を形成する磁性材料成型用粉末と区画して、端部層の外側に溶接可能な部材の粉末を充填した後、各磁性材料成形用粉末および溶接可能な部材の粉末に磁場をかけながら配向を行うとともに、磁場と同方向にプレス加工して端部層に接合された溶接層を有する磁石を形成し、磁石をヨーク部に装着する工程において、溶接層を有する磁石を溶接層を介してヨーク部の外周面に溶接するようにしたので、効率の向上は勿論のことコストの低減を図ることが可能な永久磁石回転子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における永久磁石回転子の構成を示す斜視図である。
【図２】  図１における磁極の構成を示す斜視図である。
【図３】  図２における磁極の製造方法の第１の工程を示す断面図である。
【図４】  図２における磁極の製造方法の第２の工程を示す断面図である。
【図５】  図２における磁極の製造方法の第３の工程を示す断面図である。
【図６】  図２における磁極の製造方法の第４の工程を示す断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態２における永久磁石回転子の構成を示す斜視図である。
【図８】  図７における磁極の構成を示す斜視図である。
【図９】  図８における磁極をヨーク部に固着させた状態を示す正面図である。
【図１０】  従来の永久磁石回転子の磁極の構成を示す斜視図である。
【図１１】  図１０における磁極の配向の状態を模式して示す図である。
【符号の説明】
１１  回転軸、１２  ヨーク部、１２ａ  切り込み、１３，２３  磁極、
１３ａ，２３ａ  中央層、１３ｂ，２３ｂ  端部層、２３ｃ  溶接層、
１４，２１  パンチ、１５  キャビティ、１６，１７  仕切り板、
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  領域、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  磁性材料成形用粉末、２０，３０  永久磁石回転子、
２２  磁場、２４  溶接。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003684344.tif 000009
【図９】
0003684344.tif 000010
【図１０】
0003684344.tif 000011
【図１１】
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