(57)【要約】【課題】    金属部品等をインサートした希土類ボンド磁石よりなるローターにおいて、希土類ボンド磁石層の厚さが薄い場合には、ローターの磁力波形が大きく乱れるという現象が見られ、磁石厚さを厚くする必要があるが、コストが高くなるという問題があった。また、成型工程や温度サイクル試験などにおいて磁石部分に割れが発生し易いという問題があった。【解決手段】    本発明においては、磁石層を希土類ボンド磁石層と金属部品の間に、磁性の中間層を設けたものである。さらに中間層として希土類ボンド磁石よりも曲げひずみ量の大きい材料を使用することで、成形工程や温度サイクル試験において材料界面で発生するひずみを吸収させるものである。【選択図】    図１
2005151757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンド磁石を使用したローターであって、成型体が少なくとも２層以上の積層構造であり、最外層として希土類磁性粉を含有する樹脂複合材料からなる希土類層が設置され、該希土類層の内側に少なくとも１層の強磁性樹脂複合材料又は軟磁性樹脂複合材料からなる中間層が設けられていることを特徴とするローター。
【請求項２】
中間層がフェライトボンド磁石であることを特徴とする請求項１のローター。
【請求項３】
フェライトボンド磁石に使用するバインダーがエラストマーと可塑剤を添加したしたことを特徴とする請求項２のローター。
【請求項４】
中間層及び希土類層の磁極位置が一致していることを特徴とする請求項１〜３のローター。
【請求項５】
中間層及び希土類層を極異方射出成型により製造することを特徴とする請求項１〜４のローターを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーターに使用されるローター及びローターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石をインナーローターに使用するタイプのＤＣモーターにおいては、フェライトボンド磁石を使用した射出成型により、シャフト等がインサートされた一体構造なっているローターが実用化されている。シャフト等のアッセンブリ工程の削減やローターの軽量化、ローターの回転による磁石の飛散防止手段が不要となるなどのメリットがあるため、広く普及している。例えばエアコンを初めとした各種ファンモーター用のローターとしては採用例が多い。
近年の電気、電子機器分野において、製品の小型化や高性能化のニーズが強く、これらに使用されるモーターに使用される磁石の磁力を高くする要望が非常に強くなってきており、その解決策として、ローターの表面磁力を効率よく発生させる目的で珪素鋼板の円盤を内部に抱き込んだ一体成型のローターに関する技術が開示されている（特許文献１）。
金属部品をインサートした成型を行う際に割れの発生が問題となる場合があり、発明者らは、インサート成型した際に割れの発生しにくい高性能ボンド磁石材料についての技術を開示している（特許文献２）。
【０００３】
さらに、ローター表面の磁力を高くする手段のひとつとして、希土類ボンド磁石を使用したローターが考えられる。希土類ボンド磁石材料はフェライトボンド磁石材料と比較して磁気特性が高く、例えば最大エネルギー積で７〜８倍程度である。しかし、希土類ボンド磁石材料の材料価格が５〜１０倍程度するため、ローターの製造コストが非常に高くなるという課題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１３５９
【特許文献２】特願２００２−１６８８５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
永久磁石を使用したインナーローター用の磁石材料に希土類ボンド磁石を使用する際には、フェライトボンド磁石に比較して磁気特性が高いため磁石体積を小さくすることが可能である。また、経済的観点から磁石重量を少なくするという要求があり、ローターに使用される磁石の厚さを薄肉に設計する必要がある。
【０００６】
金属部品が内部へインサートされた異方性希土類系ボンド磁石ローターにおいて、薄肉の希土類ボンド磁石が金属部品の周辺に直接射出成型された場合には、ボンド磁石が磁場配向される工程において金型表面から発生する磁力線が磁石層を突き抜けて金属部品内部まで達してしまい、金属部品にまで達した磁力線は金属部品内において隣接する磁極の方へショートカットしようとする傾向が強くなり、結果的にローターの表面磁力波形がサイン波からずれてくる現象が見られる。この現象を回避するためには、磁力線が突き抜けてしまわない程度に希土類層を厚くすれば、磁力線が磁石層内で均一になり、結果的にローター表面の磁力波形がサイン波に近くなる。単純にこの現象を回避するためには、磁石の厚さをある程度厚くすればよいが、磁石材料の重量が多くなり、ローターの単価が高くなってしまうという問題が生じていた。このため希土類層を薄くしつつ磁力波形がサイン波になる様にする方法が求められていた。
【０００７】
また、例えばプラスチックなどの非磁性材料の周りに、極異方成型により薄肉の希土類層を設ける場合には、希土類層から希土類層の内側の非磁性材料へ磁力線が突き抜けてしまい、この磁力線が漏れ磁束として無駄なものとなってしまうために磁力線が有効に活用されず、期待した表面磁力が出ない結果となり、磁石能力の有効活用という観点からは効率が悪く問題である。  
【０００８】
一方、金属部品をインサートするローターの成型工程において、磁石層の厚さが薄くなるに従って、成型時の冷却工程での割れが発生することが問題となっている。
これは、射出工程におけるボンド磁石材料の熱収縮が大きな原因である。射出工程においては、例えば材料に使用されるバインダーの融点以上の高温状態でボンド磁石材料が金型内へ射出されて、金型内で金属部品と高温状態のままで一体成形された後、急激に冷却を受け、リング形状に成形されたボンド磁石は急激に収縮する。一体成形される金属部品も射出された溶融状態のボンド磁石材料に接するために加熱されて温度が上昇するが、成型されたボンド磁石に比較して冷却工程での温度変化は小さく、かつボンド磁石よりも金属部品の線膨張係数が小さいため、冷却工程での熱収縮による変位量はボンド磁石の収縮による変位量よりも小さい。つまりリング状ボンド磁石が金属に対して相対的に大きく収縮することになり、結果的にリング状のボンド磁石が金属部品との界面において周方向働く応力を受け、その応力に耐えられなくなった場合に成型品が割れる。
【０００９】
また、成形の冷却工程で割れが発生しない場合であっても、一体成形したローターを高温と低温を繰り返すという試験（以下温度サイクル試験という）を行うと、温度を高温から低温にする過程で割れが発生するという問題がある。これも、成型後に発生する割れと同じ要因によると考えられ、金属とボンド磁石の線膨張係数の差により発生するリング状ボンド磁石の周方向の応力に耐えられなくなったために成型品が割れると考えられる。
ボンド磁石は一般にポリアミド１２などのバインダーに希土類磁粉が８５重量％以上の高充填で配合されているため、バインダーに使用されている樹脂単体成型品に比較して曲げ強度や引っ張り強度などの物理的強度が低下し、かつ弾性率が高くなる傾向がある。つまりボンド磁石へ応力がかけられたときに、材料で吸収できず破壊されやすくなるという傾向がある。従って、磁性粉末の充填率が高くなるほど破壊されやすくなる傾向がある。
【００１０】
フェライトボンド磁石がローター等に使用する場合には、たとえ大きく温度が変化しても、成型体の強度が応力に耐えられる様なケースが多かった。これは、希土類ボンド磁石に比べて低い磁気特性を補うために、磁石層の厚さが温度変化の際に生じる応力を吸収できる程度に厚い場合が多かったからである。
これに対して希土類ボンド磁石では磁石厚さが薄くなるため、その応力に耐えられずに割れが発生するという問題は深刻であり、実用化のためには対策が必要である。
割れが発生するかどうかは、製造しようとするローターの磁石層の厚さやインサートする部品の径や磁石層の強度等との関係で決まる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、希土類系ボンド磁石を使用するローターにおいて、希土類ボンド磁石から構成される層（以下希土類層という）の内側へ磁性の樹脂複合材料により構成される層（以下中間層という）を設けたものである。
さらに、中間層の材料に希土類層よりも曲げひずみ量の大きな材料を中間層の材料として選択することで、割れの発生を防止するものである。
また、ローターの製造が極異方成型により行われる製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されているので、以下に示す効果を奏する。
【００１３】
ローターを構成する希土類層の厚さが薄い場合であっても、希土類層の磁力線が有効に活用でき、ローター表面の磁力波形をサイン波に近づけることが可能となる。
また、磁性の金属部品が内部にインサートされたローターにおいては、インサートされた金属部品への漏れが少ないので磁力線のショートカットによる乱れの影響を抑えることができ、ローター表面の磁力波形を理想的なサイン波に近づけることが可能となる。
【００１４】
希土類層に使用される材料よりも曲げひずみ量の大きい材料を中間層に使用することで、成形の際に発生する磁石の割れや、温度サイクル試験で発生する磁石の割れを防止できる。
【００１５】
中間層に異方性強磁性材料を使用することで、中間層を極異方成形することが可能となり、さらに表面磁力を高くすることが可能となる。これにより、希土類層を成型する際に中間層成型品の表面に磁極が形成されているため、希土類層の成型用の金型表面から発生するに磁力によって中間層の磁極が引きつけられて自動的に精度良く位置決めが可能となるため、特殊な位置決め手段が省略できる。さらに、中間層と希土類層の磁極が一致するために磁力線が集中し、希土類層の磁場配向が効率よくできる。
【００１６】
中間層に使用する材料として希土類層よりも曲げ歪み量の大ききな材料を使用することで成型工程や温度サイクル試験で材料に生じる応力を中間層が吸収するために割れの発生が抑制できる。
【００１７】
中間層にフェライトを使用すると、材料価格が安いため経済的である。さらに、エラストマーと可塑剤を配合したボンド磁石を使用すると、成型時や温度サイクル試験における割れの発生が抑制されるため好ましい。
【００１８】
希土類層に異方性強磁性材料を使用した場合には、高い表面磁力が達成できるため好ましく、希土類層に異方性ＮｄＦｅＢを使用した場合には、特に磁力が高くなり、かつ成型時の割れ発生が少ないために好ましい。
【００１９】
磁石層全体の厚さと希土類層の厚さを適切に選択することで磁力とコストのバランスのとれたローターを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のローターは、磁石層が少なくとも２層以上の積層構造であり、最外層が希土類層であり、希土類層の内側に設けられた中間層が磁性材料である構成のローターである。また、ローターの表面には錆の対策などを目的とした各種コーティングを行っても良い。
【００２１】
本発明において希土類層に使用される希土類ボンド磁石とは、一般のフェライトボンド磁石より磁気特性が高く、例えば最大エネルギー積が２０ｋＪ／ｍ３以上であり、リング磁石を製造する際に薄肉化することでフェライトボンド磁石よりメリットの出る強磁性材料であれば良い。特に希土類層に使用される強磁性材料は等方性であっても異方性であってもよい。例えばNdFeBを初めとする希土類元素を含有する強磁性粉末を含むボンド磁石などがあり、その他にSmCo、SmFeNなどの強磁性粉末を単独でまたはこれらの組み合わせて使用することも出来るが、特にこれらに限定されるものではない。  
また、希土類を含有する磁性材料とフェライトを混合したハイブリッド型のボンド磁石材料を使用しても良い。
【００２２】
希土類層に使用されるバインダー樹脂には特に限定はないが、ポリアミドが好ましく、ポリアミド１２が特に好ましい。また、エラストマーや可塑剤、柔軟化剤などを添加すると、希土類層の割れ防止に効果があるため好ましい。
エラストマーは弾性があるため樹脂溶融粘度が高くなる傾向があり、ベース樹脂に比較して磁性粉末を配向させるには不利である場合もある。添加量は性能と成型時などの割れの発生状況から慎重に選択すべきである。全樹脂に対して５重量％以上５０重量％以下が好ましく、１０重量％以上３０％以下がさらに好ましい。
また、耐薬品性、耐熱性が求められるような用途に使用される場合には、PPSなどを選択しても良い。
【００２３】
特に異方性希土類強磁性粉末を含むボンド磁石材料は、金型内に埋め込まれた永久磁石により磁場配向させる極異方成形を採用することで多極に配向したリング磁石が成形でき、かつローター表面の磁力波形がサイン波に近いものが容易に製造出るため、ファンモーター用に使用する場合には特にモーターの振動や騒音の低減、効率向上などの効果があり、好適である。
【００２４】
本発明においては希土類層の厚さには特に限定はないが、磁力と原材料費の関係から最適な希土類層厚さが選択されるべきである。
また、製造するローターの外径によっても、最適な希土類層の厚さは変わるため、これらを考慮して、厚さを決めるべきである。
【００２５】
例えば、外径が５１ｍｍ、高さ３５ｍｍのローターに外径３５ｍｍ高さ２０ｍｍの珪素鋼板製円盤をインサートし、希土類層と中間層の厚さの合計が８ｍｍとなるように選定した場合には、希土類層の厚さは０．１以上５ｍｍ以下の範囲が好ましく、０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下がさらに好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下がさらに好ましい。希土類層の厚さが０．１ｍｍ以下に薄くなると成形性が困難になる傾向がある。また、希土類層の厚さが０．５ｍｍ以下になると表面磁束向上への寄与が小さくなるため、あえて希土類ボンド磁石を採用する意義が小さくなる。１ｍｍ以下になると磁性粉の配向効率が下がってくる傾向があり、配向の点では１ｍｍ以上が好ましい。また、希土類層の厚さが厚くなれば磁力は向上するが、原材料価格が高くなるため、出来るだけ薄くする方が好ましい。  
【００２６】
中間層に使用される材料は磁性材料であればよく、希土類層の磁力線を内側の部品、例えば金属などの磁性材料又は樹脂などの非磁性材料への漏れ磁束を制御する効果があればよい。
【００２７】
さらに中間層に使用する材料が強磁性材料であれば、単純に最終的なローターの表面磁束に加算的に寄与するだけでなく、中間層の表面に磁極が発生させることが可能となるために、金型表面に発生する磁極と対向することで磁気回路が有効に形成され、特に異方性希土類層の成形の際に配向度を高める効果がある。
中間層に使用される材料として保持力が低い磁性粉を使用した場合には、より中間層に含まれる磁製粉の配向率が高くなるために深部まで磁場配向されやすくなり、結果的に中間層内に形成され、希土類層へ繋がる磁路が、中間層のより深部までより効率よく形成されることになり、希土類層の磁力を効率よく引き出すことが出来て好ましい。例えば、中間層に使用する磁性材料として磁気交換スプリング磁石粉を用いても良い。
【００２８】
中間層に使用する材料がフェライトボンド磁石であれば材料価格が安く、極異方成形が容易に出来るため好ましい。
【００２９】
また、中間層に使用する材料は、希土類層に比較して曲げひずみ量が大きい材料が好ましく、成型工程、温度サイクル試験等における割れの発生の抑制に効果がある。例えば、希土類層に使用されるボンド磁石粉と同じ磁性粉を使用し、かつ希土類層よりも充填率の低いボンド磁石材料を中間層として使用しても良い。
【００３０】
また、割れ防止の観点からは中間層の材料は強磁性材料以外でも良く、例えば純鉄、パーマロイ、その他透磁率の高い各種軟磁性材料を配合した樹脂複合材料でも良い。これにより中間層からの漏れ磁束を少なくし、より効率的に磁気回路が設計できるようにすることで、ローターの表面磁力を高くすることが可能となる。
【００３１】
中間層に使用する材料は、希土類層と密着性が高いものが好ましく、希土類層に使用されているバインダーと同じバインダーを使用するのが好ましい。しかし希土類層の成形工程やその後の工程で問題がなければ、特にこれにこだわる必要はない。
また、曲げひずみ量を大きくする目的でバインダーの一部のエラストマーへの置換、可塑剤、柔軟化剤などの添加も有効である。
【００３２】
本発明において中間層の厚さには特に限定はないが、その厚さの選定は製造するローターの外径、希土類層の厚さ、インサートする金属部品の径、実際に試験する温度サイクルの条件、中間層に使用される材料など様々な要素を考慮して選定されるべきである。
例えば、中間層の厚さを厚くすれば磁気波形の乱れは抑制され、割れの発生も抑制される傾向があるが、原材料費が高くなるため適度に選定する必要がある。特に割れ発生の抑制の観点からは、インサートする金属部品の外径に比較して希土類層が非常に薄い場合には割れが生じやすくなるため、中間層の厚さを厚くして金属部品と希土類層の間に生じる変位量の差を吸収できるだけの体積を確保する必要がある。
この厚さも、中間層の曲げ歪み量が希土類層の曲げ歪み量に比較して大きい場合には必要な厚さは薄くなる傾向がある。
【００３３】
成形工程は射出成形により行い、中間層成型用の金型と希土類層成型用の金型を分けて別工程で成形しても良い。
また、製造工程において二色成形法を採用することにより、同じ金型内で中間層と希土類層を連続的に成形しても良い。
【００３４】
希土類層、中間層の材料が異方性の場合には、成型時の磁場の印加は、金型に設置されたコイルに電流を流して磁場を発生させる方法でも可能であるが、多極磁石を製造するには、金型内部に永久磁石を埋め込んだ極異方成形でもよい。特に中間層と希土類層の両方の成型方法に極異方成型を採用すると、希土類層を成型する前の段階で中間層の表面に磁極があらかじめ形成されるため、中間層の外側に希土類層を形成する際には成型品最表面にあたる中間層の磁極の位置が一致するため、両層の磁力線が効率よくつながり、ローターの特性が高くなる効果がある。
【００３５】
希土類層の成型工程において極異方金型へ中間層成型品を設置すると、中間層に形成された磁極が成型金型の表面から発生している磁気吸引力により引き寄せられて位置が固定される。これにより中間層成型品の金型内での位置決め方法が簡便になり、金型等に特別な位置決め機構を設ける必要がなくなり好ましい。
【００３６】
希土類ボンド磁石材料は一般に保持力がフェライトの場合に比べて高いため、磁粉を配向させるために必要な磁場は高く、金型内に埋め込まれたＳｍＣｏなどの永久磁石により印加される磁場では十分な配向が期待されない。しかし、本発明のように中間層に磁極が発生していれば、キャビティーの外側から金型内の永久磁石により印加される磁場と内側の中間層表面に発生した磁極へ磁力線が効率よく抜けるため、単に金型内に埋め込まれた永久磁石から印加される磁場のみに比べて磁力線が効率よく磁極に集中させることが出来るため好ましい。
【００３７】
これより本発明の実施例の手順を以下に詳細に説明するが、本発明の趣旨の範囲内においては以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
１）希土類ボンド磁石材料の製造
強磁性材料とポリアミド樹脂等を表１に示す比率となるように秤量し、これらを万能混合機を使用して均一に混合し、得られた混合物を２軸押出機で混練押し出しを行い、樹脂複合材料ペレットを製造した。強磁性粉末へは流動性、強度などの改善のために、エポキシ系シランカップリング剤で表面処理を行った。
２）中間層用の樹脂複合材料の製造製造
表１に示す配合比率となるように各材料を秤量し、希土類ボンド磁石材料の製造と同様の方法で樹脂複合材料ペレットを製造した。フェライトにはあらかじめアミノシランカップリング剤で表面処理を行った。
また、配合Ｂと配合Ｆにおいては、樹脂に対して１０重量％のスルホンサンアミド系可塑剤を添加した。
３）珪素鋼板製円盤インサートローターの製造
中間層の成形は射出成形により行い、金型内に永久磁石が埋設された中間層成型用の極異方金型を使用した（日本製鋼所製  Ｊ３０ＭＥII）。
外径３５ｍｍ高さ２０ｍｍで中心部にシャフト挿入用の内径８ｍｍの穴の空いた珪素鋼板製の円盤を金型内の所定の位置へ設置し、中間層用の樹脂複合材料使用して金属円盤を抱き込んだインサート成型を行い、珪素鋼板製円盤の外周へ厚さ６ｍｍの中間層が形成された、外径４７ｍｍ高さ３５ｍｍの中間層成型品を成形した。
続いて外周部にリング状中間層が形成された中間層成型品を希土類層成型用の金型内の所定の位置へ設置し、希土類層の厚さが２ｍｍとなるように外径５１ｍｍ高さ３５ｍｍで外周１０極となるように極異方成型を行った。このとき金型内に埋め込まれた永久磁石より発生する磁力と中間層の表面に発生している磁極が引き合う様に中間層成型品を設置することで、射出成形により希土類層成型品表面に形成される磁極位置と中間層の磁極位置を一致させることが出来る。
比較例で希土類層のみを成型する場合には、ローター外径がそろうように珪素鋼板性円盤の外径が大きいものを使用した。
【００３８】
【表１】
2005151757.tif 000003
【００３９】
図１は２層構造のローターの概略断面図であり、図２は図１におけるＸ-Ｘ'断面図である。中心に金属シャフト１が設置された珪素鋼板製円盤２がインサートされており、珪素鋼板製円盤２の周囲にフェライトボンド磁石による中間層３があり、さらにその周囲に希土類層４が積層された構造となっている。
【００４０】
４）温度サイクル試験
温度プログラムが設定できる恒温槽へ成型品を１０個入れ、−３０℃で１時間８０℃で１時間保持する温度サイクルを１００サイクル行った後に、恒温層から取り出して試験に使用した成型品のうち割れが発生した成型品の数を計数し、割れ発生率を算出した。
【００４１】
表１には、ローターを構成する希土類層と中間層に使用する材料の配合内容、その材料の磁気特性、および曲げひずみ量をまとめてある。
なお、曲げひずみ量は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に従って室温にて３点曲げ試験を行い、そのときの破壊点までの変位量を曲げひずみ量とした。
【００４２】
表２に実施例１の手順に従って製造したローターの表面磁束ピーク値とローター表面の磁力波形の形状、成型時の割れの発生率、温度サイクル試験後の割れの発生率をまとめた。
【００４３】
【表２】
2005151757.tif 000004
【００４４】
図３はローター表面の磁速密度を周方向にスキャンさせて記録した磁力波形の傾向をしめした概念図である。波形の評価として波形５のようなものは○とし、波形６のように波形がサイン波からずれて、乱れているようなものは×とした。
【００４５】
表２から明らかなように、本発明ではローターの磁力波形がサインに近く、比較例１、３ではサイン波から大きくはずれた波形であった。
希土類層の厚さがが同じでも、波形６（比較例３）では磁力波形が大きく乱れているのに対して、波形５（本発明２）のローターでは磁力波形がサイン波に近くなっていることがわかる。
図４は比較例１のローターについて、金型内での磁場配向工程における金型内部及びローター内部において発生している磁力線の一部分を表した概念図であり、図５は本発明２についての金型内部およびローターの内部における磁力線の一部分を表した概念図である。
異方性磁石の極異方成型においては、金型９内に磁極が交互になるように永久磁石８ｓ、８ｎが埋設されており、永久磁石８ｎより発生した磁力線７がキャビティーを通過して隣接するＳ極の永久磁石８ｓへ至る磁気回路が形成されている。このキャビティ内において磁石材料に含まれる磁性粉が配向されて磁力を発揮するため磁気回路、つまりキャビティー内の磁力線の通り方が製造されるローターの性能に大きく影響を与える。
図４において、金型９内に埋設された永久磁石８ｎより発生した磁力線７が希土類層４を通過し、一部の磁力線７’は中央付近の珪素鋼板製円盤２まで突き抜けてしまい、その磁力線７’は透磁率が高い珪素鋼板製円盤２内部で最短経路をとろうとしてショートカットしようとする。このため波形全体がその影響を強く受けてしまい、磁極の両端付近に磁束が集中して、結果的に成型されたローターにおいても次極端部の表面磁力が相対的に高くなるような傾向が見られ、磁力波形が大きく乱れてしまう。
これに対して図５に示した本発明２の様に、希土類層の厚さが同じ様に薄い場合であっても、中間層３を設けることによって希土類層２と中間層３で構成される磁石層の厚さがある程度以上に厚いと、インサートされた珪素鋼板金属板２まで突き抜けた磁力線７’の影響が小さくなり、磁力線７及び磁力線７’の向きが連続的に変化するため、ローター表面の磁力波形が理想的なサイン波に近づく。
【００４６】
本発明１、２、３より２層構造にした場合には希土類層の厚さを２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍとしても、本発明によるローターは成型後には割れが発生しないことがわかる。
これに対して、希土類層の厚さが本発明２と同じである比較例１、つまり希土類層のみの構成のローターでは、成型後の割れの発生率が２０％であった。
一方、希土類層のみで中間層がない構成では、比較例１の希土類層の材料に配合D（ポリアミド１２）を使用した場合には、成型後に２０％の割れが発生し、温度サイクル試験後に４０％の割れが発生した。また、曲げ歪み量が比較的大きい比較例３にしめす配合F（ポリアミド１２とエラストマー）を使用した場合には成型後の割れ発生はなかったが、温度サイクル試験後に割れが発生したため、実用性に十分とはいえない。
【００４７】
また、本発明２と本発明６を比較すると明らかなように、中間層に使用するフェライトプラマグの配合Ａ（バインダーにポリアミド１２とポリアミド１２系エラストマーと可塑剤を添加）を採用した本発明２では、温度サイクル試験後の割れ発生率が０％であったのに対して、配合Ｂ（バインダーにポリアミド１２を使用）を採用した場合の割れ発生率は３０％であった。
【００４８】
図６は希土類層と中間層の厚さの合計が８ｍｍとなるように、希土類層、中間層の厚さを変えた場合の２層ローターにおいて、希土類層の材料に異なるボンド磁石材料を使用して製造した場合のローターの表面磁力変化をまとめた。
希土類層材料として配合Ｄ（異方性ＮｄＦｅＢ）の場合にローターの表面磁力が一番高くなった。
また、希土類層の材料が配合Ｃ（等方性ＮｄＦｅＢ）、配合Ｄ（異方性ＮｄＦｅＢ）の場合には、成型後の割れ発生率が０％であった。これに対して、希土類層の材料が配合Ｆ（異方性ＳｍＦｅＮ）の場合には、成型後に希土類層の割れの発生率が非常に高くなり、希土類層厚さが１ｍｍでは割れ発生率１００％、２ｍｍでは発生率９０％となった。
また、配合Ｃ（等方性ＮｄＦｅＢ）の場合には希土類層の厚さを３ｍｍ以上にしてもそれ以上表面磁力が飽和し、ほとんど向上しなかった。
【００４９】
（実施例２）
シャフトインサート成型により作製したローターの実施例について説明する。
５）シャフトインサートローターの製造
中間層の材料は配合Ｂとし、金型内に永久磁石が埋設された中間層成型用の１０極の極異方金型を使用した。射出成型機は日本製鋼所製Ｊ３０ＭＥIIを使用した。
外径８ｍｍのシャフトを金型内の所定の位置へ設置し、中間層としては配合Ｂのフェライトボンド磁石を射出成形して中心部に金属シャフトを抱き込んで一体成形された外径４７ｍｍ、高さ３５ｍｍの中間層成型品を成形した。中間層は極異方成型されたボンド磁石となっており、表面に１０極の磁極が発生している。この中間層成型品に同様の方法で配合Ｄ希土類層を厚さ２ｍｍで成型し、外径５１ｍｍの２層構造のローターを製造した。
【００５０】
シャフトインサートしたローターの表面磁束は２９５ｍＴであった。磁力波形はサイン波に近く、成型後の割れ発生率は０％であり、温度サイクル試験後の割れ発生率も０％であった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明はローターおよびローターの製造方法に関するものであるが、このほかにも磁石を多極着磁するようなエンコーダーやセンサーなどに使用されるボンドマグネットへ応用が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明ローターの概略断面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ’断面図である。
【図３】本発明および比較例におけるローターの磁力波形の傾向を示した概念図である。
【図４】比較例１のローターの内部における磁力線の概念図である。
【図５】本発明２のローターの内部における磁力線の概念図である。
【図６】本発明の希土類層を変えた場合のローター表面の磁束変化を表したグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１            シャフト
２              珪素鋼板製円盤
３              中間層
４              希土類層
５              本発明の磁気波形
６              比較例の磁気波形
７              希土類層及び中間層内部の磁力線
７’            珪素鋼板製円盤内部の磁力線
８            永久磁石
９            金型
【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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