(57)【要約】【課題】磁束ロスを低減しつつ液中でも十分な耐久性を発揮する異方性磁石を備えたモータロータを提供する。【解決手段】ロータシャフト１の周囲にリング状の異方性磁石体２を配設したモータロータにおいて、磁性材と樹脂材の混合材３をロータシャフト１と異方性磁石体２の間に射出してこれらロータシャフト１と異方性磁石体２を一体化してあり、混合材３における磁性材の混合割合を全体の４０質量％以上７０質量％以下にし、混合材３の断面厚Ｌと異方性磁石体２の断面厚ｔの比ｔ／Ｌを０．６以上４．０以下にする。【選択図】        図１
2013031233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータシャフトの周囲にリング状の異方性磁石体を配設したモータロータにおいて、磁性材と樹脂材の混合材を前記シャフトと前記異方性磁石体の間に射出してこれらシャフトと異方性磁石体を一体化してあり、前記混合材における磁性材の混合割合を全体の４０質量％以上７０質量％以下にするとともに、前記混合材の断面厚Ｌと前記異方性磁石体の断面厚ｔの比ｔ／Ｌを０．６以上４．０以下にしてあることを特徴とするモータロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータロータに関し、特にロータ外周に異方性磁石体を配設したモータロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性の磁石体は等方性のものに比して小型で強力な磁石体を実現できることから小型モータのモータロータとして多用されている。しかし、異方性磁石体を円環状に成形し配向方向を放射状にした、いわゆるラジアルリング磁石をモータロータに使用する場合には、放射状に磁束が形成されるため、磁束ロス（無駄な磁束）が発生し得る。このため、磁束ロスを少なくするためには、可及的に小さな磁気回路を形成する必要がある。そこで、金属製のロータシャフトをバックヨークとして機能させるべく、円環状の異方性磁石体の内周とその中心に配したロータシャフトの外周との間の間隙を０．１〜０．２ｍｍ程度に設定して、この間隙に接着材を注入してロータシャフトに異方性磁石を固着する構造としていた。この場合、接着材としてはアクリル等が使用されることが多い。
【０００３】
なお、特許文献１には、渦電流損を小さくするために、軟磁性粉を絶縁性樹脂によって結合した高い絶縁性を有する軟質磁性体によってロータシャフトの外周に磁石体を一体化したモータロータが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２９３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の接着材使用のモータロータで構成されたモータを溶液ポンプ等に組み込んで使用すると、接着材が溶媒との化学反応で変化して接着力を保てないためにモータの耐久性が損なわれるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、磁束ロスを低減しつつ液中でも十分な耐久性を発揮し得る異方性磁石を備えたモータ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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、ロータシャフト（１）の周囲にリング状の異方性磁石体（２）を配設したモータロータにおいて、磁性材と樹脂材の混合材（３）を前記シャフト（１）と前記異方性磁石体（２）の間に射出してこれらシャフト（１）と異方性磁石体（２）を一体化してあり、前記混合材（３）における磁性材の混合割合を全体の４０質量％以上７０質量％以下にするととも前記混合材（３）の断面厚Ｌと前記異方性磁石体（２）の断面厚ｔの比ｔ／Ｌを０．６以上４．０以下にしてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、異方性磁石体とロータシャフトを、樹脂材に磁性材を混入した混合材で一体化してあるから可及的に小さな磁気回路が形成されて磁束ロスが十分低減されるとともに、混合材は従来の接着剤のように容液中で劣化しないから十分な耐久性も併せて発揮する。なお、ｔ／Ｌを０．６以上４．０以下に設定する意味は，樹脂部分の割合が過大になると磁束ロスが大きくなって発明の効果が抑制され、一方、樹脂部分の割合が過小になって薄くなると成形が困難になるからである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明のモータロータによれば、磁束ロスを低減しつつ液中でも十分な耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示すモータロータの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１２】
図１にモータロータの断面図を示す。モータロータは中心にＳＵＳ材のロータシャフト１を配するとともに、その周囲に配向方向を放射状とした異方性の円環状磁石体（ラジアルリング磁石）２を配し、これらロータシャフト１と磁石体２を、磁性材と樹脂材の混合材３で一体化してある。
【００１３】
磁石体２は本実施形態では、Ｎｄ:３０質量％，Ｃｏ:４．０質量％，Ｇａ:０．５質量％，Ｂ:０．９質量％，Ｆｅ:残部からなるＮｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金から、公知の超急冷法によって得た薄片の磁粉により成形されている。すなわち、上記磁粉を冷間プレス成形し、冷間プレス成形体にカーボン潤滑剤を塗布した後、８００℃で熱間プレス成形を行う。その後、熱間プレス成形体を室温まで冷却し、再度カーボン潤滑剤の塗布を行って、８００℃で熱間押出加工を行い、磁石体２を得る。磁石体２の寸法の一例は、外径１７ｍｍ、内径１１ｍｍ、長さ３５ｍｍである。
【００１４】
混合材３を構成する磁性材としては、鉄粉等の軟磁性粉や希土類磁石等の硬磁性粉が使用できる。特に鉄粉は透磁率が高いので好ましい。その粒径は１５０μｍ程度とするのが良い。粒径は大きい方が好ましいが、以下に説明する射出成形時に良好な流動性を確保するには必要以上に大きくしない方が良いからである。また、混合材３を構成する樹脂材としてはＰＰＳ、ナイロン等の熱可塑性樹脂が使用できる。      
【００１５】
モータロータを製造する場合には、上記磁石体２を入れ子キャビに保持させて金型内に挿置し、磁石体２の中心にロータシャフト１が位置するように金型に保持させた状態で、混合材３を金型内に射出して図１に示す構造のモータロータを一体成形する。
【００１６】
ここで、磁石体２の磁束ロスを低減するには混合材３中の磁性材の混合割合は多いほど良いが、磁性材の混合割合が全体の７０質量％を越えると射出流動性が悪くなる。一方、磁性材の混合割合が全体の４０質量％を下回ると磁束ロス低減の効果が得られない。したがって、磁性材の混合割合は全体の４０〜７０質量％とするのが良い。
【００１７】
また、ロータシャフトと磁石体の間の間隙に接着剤を注入して両者を一体化している従来の構造で上記注入間隙を０．１ｍｍとした時と同程度の磁気特性を得るには、本実施形態における混合材の断面厚Ｌ（図１）と磁石体の断面厚ｔの比（厚み比）ｔ／Ｌは０．６以上とするのが良い。一方、モータロータの小型化を実現するには上記厚み比は４．０以下とするのが良い。ここで、本発明における混合材３の断面厚Ｌは、図１に示すように、磁石体２と対向する部分（磁石体２から見てロータシャフト１側の面で接する部分）の混合材３の断面の厚さをいう。なお、本実施形態において、射出時に、ロータシャフト１と磁石体２の間の間隙は、射出時の混合材の流動性を確保するためには０．５ｍｍ以上を確保する必要がある。
【実施例】
【００１８】
表１は、上述の組成、外形の磁石体２を使用し、上記厚み比ｔ／Ｌを変えてＳＵＳ製ロータシャフト１と磁石体２の間に混合材３を射出し一体成形したモータロータについて、その磁気特性を測定したものである。なお、磁気特性はマグネットアナライザーにより最大磁束密度を測定した。
【００１９】
表１より明らかなように、混合材３中の樹脂材としてＰＰＳを全体の５０質量％混入するとともに磁性材として鉄粉を全体の５０質量％混入し（実施例１）、あるいは樹脂材としてＰＰＳを全体の４５質量％混入するとともに磁性材としてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉（株式会社ダイドー電子製、型番「ＮＰＩ−６ＬＲ」）を５５質量％混入した（実施例２）いずれの場合でも、厚み比を０．６にすると、接着剤を使用した従来構造のモータロータ（参考例）とほぼ同じ最大磁束密度が得られており、磁束ロスの低減が実現されている。厚み比ｔ／Ｌを１．０にすると最大磁束密度はさらに大きくなる（実施例３，４）。これに対して、厚み比ｔ／Ｌを０．６より小さい０．４にすると（比較例１，２）、最大磁束密度は従来構造（参考例）に比して大きく低下してしまい、磁束ロス低減の効果が得られない。
【００２０】
【表１】
2013031233.tif 000003
【００２１】
表２は、上述の磁石体２を使用し、上記厚み比ｔ／Ｌを０．６にしてＳＵＳ製ロータシャフト１と磁石体２の間に異なる混合割合の混合材３を射出し一体成形したモータロータについて、その磁気特性を測定したものである。なお、磁気特性はマグネットアナライザーにより最大磁束密度を測定した。
【００２２】
表２より明らかなように、混合材３中の樹脂材をＰＰＳとし、磁性材としての鉄粉の混合割合を全体の５０質量％、６０質量％とした場合（実施例５，６）には従来構造のモータロータ（表１の参考例）とほぼ同じ最大磁束密度が得られている。一方、鉄粉の混合割合を全体の３５質量％とした場合（比較例３）は最大磁束密度は従来構造に比して低下し、鉄粉をゼロ、すなわち樹脂材を１００質量％にすると（比較例４）最大磁束密度は大きく低下して、いずれも磁束ロス低減の効果が得られない。
【００２３】
【表２】
2013031233.tif 000004
【符号の説明】
【００２４】
１…ロータシャフト、２…磁石体、３…混合材。
【図１】
2013031233.tif 000005