(57)【要約】【課題】  磁石の配向や磁束に影響を与えずに、ロータとシャフト間の締結力が高く、かつクラックの発生防止ができるボンド磁石一体成形ロータを得る。【解決手段】  本発明のボンド磁石一体成形ロータは、電動機のシャフト２の周囲にボンド磁石１を一体に成形し、かつ円周方向に磁極を有するもので、隣接する磁極の中間部に対応するシャフトの表面部分に凹部４を設けたものである。  また、凹部の形状は湾曲状としてもよいし、平面形状にしてもよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のシャフトの周囲にボンド磁石を一体に成形し、かつ円周方向に磁極を有するボンド磁石一体成形ロータにおいて、前記隣接する磁極の中間部に対応する前記シャフトの表面部分に凹部を設けたことを特徴とするボンド磁石一体成形ロータ。
【請求項２】
前記凹部が湾曲形状であることを特徴とする請求項１記載のボンド磁石一体成形ロータ。
【請求項３】
前記凹部が平面形状であることを特徴とする請求項１記載のボンド磁石一体成形ロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用に用いられるサーボモータのボンド磁石一体成形ロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボンド磁石一体成形ロータのシャフト断面は、円形の形状をしている（例えば、非特許文献１参照）。図３にその形状を示す。図において、１はボンド磁石、２はシャフト、３は磁束である。ボンド磁石１は、シャフト２をインサートモールドして、磁場中で射出成形や圧縮成形にて一体成形する。磁束３はＮ極からＳ極に向って分布している。シャフト２の断面形状が円形であると、その磁束３の設計・解析が容易になるので、設計通りの磁場配向や磁束を実現できる。
また、図４に示すようにシャフト２の表面にローレット加工にて微小な凹部面を形成しているものもある。
このように、従来のボンド磁石一体成形ロータは、円形断面のシャフトをインサートモールドして一体成形するものである。
【非特許文献１】電気学会静止器回転機合同研究会資料、１９９７年８月５日、ｐ．６３−６８  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のボンド磁石一体成形ロータは、ロータの断面が円形となっていて、回転方向に機械的な嵌め合いによる締結をすることができないので、シャフト／磁石間の締結力が小さいという問題があった。また、シャフト表面にローレット加工を施したような場合は、ローレット溝にボイドが発生したり、ローレット山が応力集中部となるので、磁石にクラックが発生したりするというような問題もあった。
また、隣接する磁極の中間部に対応するシャフトの近傍では磁束の流れが幾分乱される問題もある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、磁石の配向や磁束に影響を与えずに、ロータとシャフト間の締結力が高く、かつクラックの発生防止ができるボンド磁石一体成形ロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、電動機のシャフトの周囲にボンド磁石を一体に成形し、かつ円周方向に磁極を有するボンド磁石一体成形ロータにおいて、前記隣接する磁極の中間部に対応する前記シャフトの表面部分に凹部を設けたものである。
請求項２に記載の発明は、前記凹部を湾曲形状としたものである。
請求項３に記載の発明は、前記凹部を平面形状としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、隣接する磁極の中間部に対応するシャフトの表面部分に凹部を設けたので、磁束に影響を与えず回転時のトルクに対して機械的な嵌め合いによる締結をすることができ、締結力を高めるとともにクラック発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の第１実施例を図１に示す。図１は、ボンド磁石一体成形ロータの側断面図である。図において、１はサマリウム−鉄−窒素を磁石粉とし、ナイロン１２をマトリックスとしたボンド磁石、２は鉄製のシャフト、３は磁束、４はシャフト２の表面に設けた凹部である。本実施例に用いたロータは、４極のもので、シャフト２の直径は２０ｍｍである。凹部４は円形断面のシャフトの４５°離れた表面を、軸方向に長さ３０ｍｍ、最大深さ    １ｍｍをグラインダー研削して形成した。なお、図１の凹部４は説明のために、実際の寸法よりも誇張して描いている。
本発明が非特許文献１と異なる部分は、ボンド磁石中の磁束３とシャフト表面が近接する部分のシャフト表面に、凹部４を設けた点である。
【０００８】
なお、比較のために、図３に示す従来例１と図４に示す従来例２を加えた。従来例は、ボンド磁石１の材質、寸法、成形・磁場配向・着磁条件とシャフト２の直径は、本実施例と同じにした。従来例２は、シャフト２の表面にローレット加工６を施している。
【０００９】
つぎに、ロータの磁気特性、締結力およびクラックの有無について調べた。
最大表面磁束密度は、ボンド磁石１の表面から０．３ｍｍのギャップをはさんでヨークを取り付けて測定した。締結力は最大表面磁束密度を測定後、トルクレンチを用いてボンド磁石１とシャフト２との間で回転し始めたときのトルクを測定した。なお、各特性は室温にて測定したものである。
その結果を表１に示す。本実施例は、最大表面磁束密度は従来例１，２よりも、磁路が大きくなった分若干高くなり、クラックは発生せず、締結力は従来例１の２倍以上と大きく、著しい効果のあることが分った。
【００１０】
【表１】
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【実施例２】
【００１１】
本発明の第２実施例を図２に示す。図２は、ボンド磁石一体成形ロータの側断面図である。本実施例は、凹部４を平面形状に仕上げたものである。効果については、第１実施例と同じである。ただし、凹部４の加工性は第１実施例よりもさらに良いものであった。
以上のべたように、本発明によれば、ボンド磁石の磁束流を妨げることなく、良好な締結力が得られる。
なお、本発明にて設けたシャフトの凹部の個数は、磁束の極数には関わらず、凹部の形状は、平面に切り落としたものでも良く、シャフト表面に設けた凹部は、本実施例に示した円弧状や平面形状に限らず、磁束に影響を与えない形状であれば、三角形や矩形などでも良い。また、本発明に用いられるボンド磁石の磁石粉の材質は、サマリウム−鉄−窒素系だけでなくネオジウム−鉄−ホウ素系、フェライト系、サマリウム−コバルト系などいかなる材質でも良く、マトリックス樹脂の材質は、ナイロン系だけでなくポリフェニレンスルフィド、アクリル、エポキシ、各種ゴムなどでも良く、シャフトの材質は鉄だけでなく、ケイ素鋼板やアルミニウム、ステンレス、各種プラスチック、各種セラミックならびにそれらを複合したものでも良い。
【００１２】
このように、磁束部分に磁石を確保して、磁束に影響を与えずにシャフトの表面に凹部を設けた構成をしているので、回転方向に機械的な嵌め合いによる締結をすることができ、締結力を高めるとともにクラック発生を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
磁束に影響を与えずにシャフトの表面に凹部を設けることによって、回転方向に機械的な嵌め合いによる締結をすることができ、締結力を高めることができるので、小型高出力のサーボモータという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例を示すボンド磁石一体成形ロータの側断面図
【図２】本発明の第２実施例を示すボンド磁石一体成形ロータの側断面図
【図３】従来のボンド磁石一体成形ロータを示す側断面図
【図４】従来の他のボンド磁石一体成形ロータを示す側断面図
【符号の説明】
【００１５】
１  ボンド磁石
２  シャフト
３  磁束
４  凹部
５  ローレット
６  クラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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