(57)【要約】【課題】基材の外周面にマグネットが設けられた回転機器用の回転子において、基材に対するマグネットの固着強度を向上させてマグネットの剥離を抑える。【解決手段】金属製のホルダ１１の外周面１１１にマグネット２１を接着剤４１で固着するにあたり、マグネット２１の内周面２１２にアンカー用の空孔２１３を形成し、接着剤４１を空孔２１３に侵入させてアンカー効果でマグネット２１を強固に固着させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外周面を有する金属製の基材の該外周面に環状のマグネットが接合された回転機器用の回転子であって、
前記基材の前記外周面と、該外周面に接合される前記マグネットの内周面のうちの少なくともいずれか一方に、アンカー用の空孔を形成し、これら外周面と内周面との間に接着剤を注入して前記基材に前記マグネットが接合されてなることを特徴とする回転機器用の回転子。
【請求項２】
円筒状の外周面を有する金属製の基材の該外周面に環状のマグネットが接合された回転機器用の回転子であって、
前記基材の前記外周面にアンカー用の空孔を形成し、該外周面に、前記マグネットを射出成形されて該マグネットが前記基材に接合されてなることを特徴とする回転機器用の回転子。
【請求項３】
前記空孔はエッチング処理によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機器用の回転子。
【請求項４】
前記マグネットの外周面に、遠心力の保護層として炭素繊維強化プラスチックが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転機器用の回転子。
【請求項５】
前記マグネットの外周面に、遠心力の保護層として、繊維間の樹脂部に該繊維と略直角方向に延びる細線繊維が分散された繊維強化プラスチックが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転機器用の回転子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の回転機器用の回転子を用いたことを特徴とする磁気エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器用の回転子およびその回転子を用いた磁気エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータやエンコーダ等の各種回転機器においては、マグネットを備えた回転子（ロータ）を有しているものがある。例えば特許文献１には回転軸にマンガンアルミ製のマグネットからなるロータを締り嵌めにより外嵌固定した構造が開示されている。また、特許文献２には、積層電磁鋼板に板状の磁石を巻き付けてエポキシ樹脂で接着固定した回転子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６８８５９号公報
【特許文献２】特開２００６−０７３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の回転子にあっては高速回転（〜８万ｍｉｎ−１）させられるものがあり、高速回転時には大きな遠心力が発生することにより、外側のマグネットが、接合されている回転軸等の基材から剥離するおそれがある。マグネットを基材に締り嵌めで固着したものでは、固着状態が不確実になるおそれがあり、また、接着の場合には接着強度の不足が懸念される。
【０００５】
よって本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、基材に対するマグネットの固着強度が向上し、マグネットの剥離を効果的に抑えることができる回転機器用の回転子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転機器用の回転子は、円筒状の外周面を有する金属製の基材の該外周面に環状のマグネットが接合された回転機器用の回転子であって、前記基材の前記外周面と、該外周面に接合される前記マグネットの内周面のうちの少なくともいずれか一方に、アンカー用の空孔を形成し、これら外周面と内周面との間に接着剤を注入して前記基材に前記マグネットが接合されてなることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の回転機器用の回転子によれば、接着剤がアンカー用の空孔に侵入して固化することにより、基材に対するマグネットの固着強度がアンカー効果によって大幅に向上する。
【０００８】
また、本発明の回転機器用の回転子は、円筒状の外周面を有する金属製の基材の該外周面に環状のマグネットが接合された回転機器用の回転子であって、前記基材の前記外周面にアンカー用の空孔を形成し、該外周面に、前記マグネットを射出成形されて該マグネットが前記基材に接合されてなることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の回転機器用の回転子によれば、射出成形されるマグネットが、基材の外周面に形成されたアンカー用の空孔に侵入して固化することにより、基材に対するマグネットの固着強度がアンカー効果によって大幅に向上する。
【００１０】
本発明においては、前記空孔はエッチング処理によって形成されている形態を含む。
【００１１】
また、本発明においては、前記マグネットの外周面に、遠心力の保護層として炭素繊維強化プラスチックが設けられている形態を含む。
【００１２】
また、本発明においては、前記マグネットの外周面に、遠心力の保護層として、主繊維間の樹脂部に該主繊維と略直角方向に延びる細線繊維が分散された繊維強化プラスチックが設けられている形態を含む。
【００１３】
上記保護層がマグネットの外周面に設けられることにより、マグネットの破損を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の磁気エンコーダは、上記本発明の回転機器用の回転子を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基材の外周面にマグネットが設けられた回転機器用の回転子において、基材に対するマグネットの固着強度が向上し、マグネットの剥離を効果的に抑えることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転子の全体を示す断面図である。
【図２】図１のII部分の拡大図である。
【図３】第１実施形態のホルダに対するマグネットの接合構造を模式的に示す断面図である。
【図４】保護層を構成する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の構造を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回転子のホルダに対するマグネットの接合構造を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る回転子のホルダに対するマグネットの接合構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を説明する。
（１）第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る回転子を示している。この回転子１は、金属製の環状ホルダ１１の外周面１１１にマグネット２１が接合して設けられ、マグネット２１の外周面２１１に保護層３１が接合して設けられたものである。回転子１の外径は例えばφ５０ｍｍ程度である。
【００１８】
図２に示すように、マグネット２１は、ホルダ１１の外周面１１１にエポキシ樹脂等の接着剤４１によって接合されている。図３に示すように、ホルダ１１への接合面であるマグネット２１の内周面２１２には、多数の微細なアンカー用の空孔２１３が形成されており、これら空孔２１３に接着剤４１が侵入して充満している。
【００１９】
回転子１は、次のようにして作られる。まず、マグネット２１の内周面２１２を研削加工して金属面を露出させ、次いでこの内周面２１２をエッチング処理することにより、露出する金属成分を溶解させて空孔２１３を形成する。次いで、ホルダ１１の外周面１１１もしくはマグネット２１の内周面２１２の少なくともいずれか一方に接着剤４１を塗布してマグネット２１をホルダ１１に嵌め込むか、あるいはマグネット２１をホルダ１１に嵌め込んでから両者の間に接着剤４１を注入する。接着剤４１は空孔２１３に侵入させた状態で固化させる。この後、保護層３１をマグネット２１の外周面２１１に巻き付け、接着剤等によって固着させる。以上で、回転子１を得る。この回転子１は、磁気エンコーダの回転子として組み込まれ、高速（例えば８万ｍｉｎ−１）で回転させられる。
【００２０】
ここで、材料に関して述べると、ホルダ１１は、例えばＳＵＳ３０４等のステンレスが用いられる。また、マグネット２１は、例えば希土類からなる磁石粉末を樹脂からなるバインダで結合させた希土類樹脂ボンド磁石が用いられる。希土類磁石の材料としては、サマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）やネオジウム鉄ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）が挙げられ、バインダ樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ナイロン、エポキシ等が挙げられる。
【００２１】
保護層３１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が好適に用いられる。この他には、図４に示すように、主繊維３１１間の樹脂部３１２に細線繊維３１３が分散された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）も好適に用いられる。この場合の細線繊維３１３は、主繊維３１１に対し略直角方向に延びるものがある。保護層３１の厚さは、０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下とされる。
【００２２】
上記回転子１によれば、接着剤４１が、マグネット２１の内周面２１２に形成されたアンカー用の空孔２１３に侵入して固化することにより、ホルダ１１に対するマグネット２１の固着強度がアンカー効果によって大幅に向上する。このため、高速回転によって強い遠心力を受けても、マグネット２１はホルダ１１から剥離しにくく、剥離が効果的に抑えられる。このことからマグネット２１は大きな遠心力に耐えることができ、磁気エンコーダの一層の高速回転化を図ることができる。
【００２３】
また、保護層３１がマグネット２１の外周面２１１に設けられることにより、マグネット２１の破損が防止される。特に上記ＣＦＲＰやＦＲＰは引張強度が鉄やステンレスと同等か高いため、保護層２１は薄くて済み、しかも軽いため、磁気エンコーダの起動トルクや起動時間を低減させることができるとともに省電力化を図ることができる。
【００２４】
（２）第２実施形態
図５は、本発明の第２実施形態の回転子２の要部を示している。この回転子２は、金属製のホルダ１２の外周面に、マグネット２２が射出成形された構成となっている。ホルダ１２の外周面１２１には微細なアンカー用の空孔１２３が形成されている。空孔１２３は、ホルダ１２の外周面１２１を研削加工した際などに形成されるもの、あるいはエッチング処理によって形成したものとされる。エッチング処理は、ホルダ１２の外周面１２１にマスクを設けた状態でエッチング液にホルダ１２を侵漬してマスク以外の部分の表面を溶解し、その後マスクを除去するといった一般周知のエッチング方法で行うことができる。
【００２５】
第２実施形態の回転子２によれば、射出成形されるマグネット２２が、ホルダ１２の外周面１２１に形成されたアンカー用の空孔１２３に侵入して固化することにより、ホルダ１２に対するマグネット２２の固着強度がアンカー効果によって大幅に向上し、ホルダ１２からのマグネット２２の剥離が効果的に抑えられる。
【００２６】
（３）第３実施形態
図６は、本発明の第３実施形態の回転子３の要部を示している。この回転子３は、上記ホルダ１２の外周面１２１に、接着剤４１を介して上記マグネット２１が固着されて構成されている。ホルダ１２の外周面１２１とマグネット２１の内周面２１２の双方には、それぞれ微細な空孔１２３，２１３が形成されており、接着剤４１は、それら空孔１２３，２１３に侵入して固化している。ホルダ１２側の空孔１２３は、上記のように研削加工時に形成されるか、あるいはエッチング処理によって形成される。マグネット２１側の空孔２１３は、上記のようにマグネット２１の内周面２１２を研削加工して金属面を露出させ、次いでこの内周面２１２をエッチング処理することにより形成される。
【００２７】
第３実施形態の回転子３によれば、接着剤４１がホルダ１２とマグネット２１の双方の空孔１２３，２１３に侵入して固化することにより、ホルダ１２に対するマグネット２１の固着強度がアンカー効果によって大幅に向上し、ホルダ１２からのマグネット２１の剥離が効果的に抑えられる。
【符号の説明】
【００２８】
１，２，３…回転子
１１，１２…ホルダ（基材）
１１１，１２１…ホルダの外周面
１２３…ホルダ側の空孔
２１，２２…マグネット
２１２…マグネットの内周面
２１３…マグネット側の空孔
３１…保護層
３１１…主繊維
３１２…樹脂部
３１３…細線繊維
４１…接着剤
【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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