JP2000295804A - 希土類焼結磁石と永久磁石型同期モータ - Google Patents
希土類焼結磁石と永久磁石型同期モータInfo
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 渦電流の発生を低減させた永久磁石型同期モ
ータを提供する。 【解決手段】 希土類焼結磁石をロータに組み込んだ永
久磁石型同期モータにおいて、該希土類焼結磁石の電機
子側の表面に複数のスリットを設ける。このスリットに
より、ロータの磁石に生じる渦竜流が低減され、その結
果高速回転でも該磁石の減磁が起こらない、汎用性の高
い、永久磁石型同期モータを簡単な工程で提供できる。
ータを提供する。 【解決手段】 希土類焼結磁石をロータに組み込んだ永
久磁石型同期モータにおいて、該希土類焼結磁石の電機
子側の表面に複数のスリットを設ける。このスリットに
より、ロータの磁石に生じる渦竜流が低減され、その結
果高速回転でも該磁石の減磁が起こらない、汎用性の高
い、永久磁石型同期モータを簡単な工程で提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転を行う電
気自動車用モータやＦＡモータ等に最適な永久磁石型同
期モータに関する。
気自動車用モータやＦＡモータ等に最適な永久磁石型同
期モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類磁石は、主に音響・映像分野の電
気・電子機器に使用される小型モータの材料として用い
られている。その理由は、保磁力及び残留磁束密度の大
きな希土類磁石を用いるとモータ設計の自由度が大幅に
向上するため、小型で偏平かつ高効率なモータを作製し
て、電気・電子機器に組込むことが可能となるからであ
る。このような小型モータは概ね定格が１００Ｗ以下で
あるため、モータ効率を損失させる要素として、希土類
磁石に発生する渦電流やそれに伴う発熱は、他のモータ
効率損失要素に比べると、モータ効率に与える影響は小
さかったことから、特に問題にはならなかった。
気・電子機器に使用される小型モータの材料として用い
られている。その理由は、保磁力及び残留磁束密度の大
きな希土類磁石を用いるとモータ設計の自由度が大幅に
向上するため、小型で偏平かつ高効率なモータを作製し
て、電気・電子機器に組込むことが可能となるからであ
る。このような小型モータは概ね定格が１００Ｗ以下で
あるため、モータ効率を損失させる要素として、希土類
磁石に発生する渦電流やそれに伴う発熱は、他のモータ
効率損失要素に比べると、モータ効率に与える影響は小
さかったことから、特に問題にはならなかった。
【０００３】ところが、近年、ＡＣサーボモータとして
定格が数百Ｗ〜数十ｋＷ、電気自動車駆動用モータとし
て１０ｋＷ〜数十ｋＷ級の大容量のモータに希土類磁石
が使用されるようになった。大容量ＡＣサーボモータや
電気自動車駆動用モータのロータに使用される希土類磁
石は、小型モータのロータ（回転子）に使用されるもの
よりも格段に大きく、かつ高回転（例えば５００ｒｐｍ
以上）を要求されることが多い。そのため、希土類磁石
に生じる渦電流やそれに伴う発熱によるモータ効率の損
失が問題となっている。また、ロータの磁石に逆磁場が
印加されたり、電機子磁場の急激な変化を伴う制御な
ど、モータ制御の面からも同様に渦電流が深刻な問題と
なっている。これは小型モータにはなかった問題であ
る。
定格が数百Ｗ〜数十ｋＷ、電気自動車駆動用モータとし
て１０ｋＷ〜数十ｋＷ級の大容量のモータに希土類磁石
が使用されるようになった。大容量ＡＣサーボモータや
電気自動車駆動用モータのロータに使用される希土類磁
石は、小型モータのロータ（回転子）に使用されるもの
よりも格段に大きく、かつ高回転（例えば５００ｒｐｍ
以上）を要求されることが多い。そのため、希土類磁石
に生じる渦電流やそれに伴う発熱によるモータ効率の損
失が問題となっている。また、ロータの磁石に逆磁場が
印加されたり、電機子磁場の急激な変化を伴う制御な
ど、モータ制御の面からも同様に渦電流が深刻な問題と
なっている。これは小型モータにはなかった問題であ
る。
【０００４】希土類磁石の電気抵抗は１０−４Ω・ｃｍ
台であり、鉄系材料の１０−６Ω・ｃｍ台に比較すれば
相対的に高い抵抗を示す。しかし、希土類磁石はバルク
形状で使用されるため、鉄系材料のように薄板化して打
抜き・絶縁積層することにより高抵抗化することはでき
ない。フェライト磁石は本質的に絶縁体であるので、フ
ェライト磁石を用いた従来の同期モータでは、磁石に生
じる渦電流は全く問題にならなかった。しかし、フェラ
イト磁石は磁気特性が低いため、フェライト磁石を用い
た大型同期モータは実用化されていない。一方、希土類
磁石は抵抗値に程度の問題はあるが、金属材料であると
いえる。したがって、前記のような使用分野・条件下で
は、希土類磁石に生じる渦電流によるモータ効率の低
下、希土類磁石の発熱による該磁石の減磁が深刻であ
る。なお、ロータコアは鉄系薄板の積層又は鉄系バルク
コアであるため、この部分に生じる損失（渦電流損、鉄
損）は従来と同じである。
台であり、鉄系材料の１０−６Ω・ｃｍ台に比較すれば
相対的に高い抵抗を示す。しかし、希土類磁石はバルク
形状で使用されるため、鉄系材料のように薄板化して打
抜き・絶縁積層することにより高抵抗化することはでき
ない。フェライト磁石は本質的に絶縁体であるので、フ
ェライト磁石を用いた従来の同期モータでは、磁石に生
じる渦電流は全く問題にならなかった。しかし、フェラ
イト磁石は磁気特性が低いため、フェライト磁石を用い
た大型同期モータは実用化されていない。一方、希土類
磁石は抵抗値に程度の問題はあるが、金属材料であると
いえる。したがって、前記のような使用分野・条件下で
は、希土類磁石に生じる渦電流によるモータ効率の低
下、希土類磁石の発熱による該磁石の減磁が深刻であ
る。なお、ロータコアは鉄系薄板の積層又は鉄系バルク
コアであるため、この部分に生じる損失（渦電流損、鉄
損）は従来と同じである。
【０００５】希土類磁石に生じる渦電流を低減するに
は、フェライト磁石のように磁石素材の電気抵抗を大き
くするか、磁石を細分化したセグメント磁石を接着固化
して所要の大きさの磁石とする方法が有効である。しか
し、前者の方法は磁石特性と両立させることが極めて困
難であるため、現在のところ実際に利用される見込みは
ほとんどない。一方、後者の方法は現実的な方法ではあ
るものの、磁石の製造工程が増加し、製造コストの増加
や磁石重量歩留まりの低下を招く。また、磁石の表面処
理の工程において、セグメント磁石の接着部に良好なコ
ーティングを施すことができないため、耐蝕性の低下を
招く危険性がある。セグメント磁石を接着固化せず小磁
石のまま用いることも考えられるが、磁石間の反発力に
抗して小磁石をロータに組込み固着することは難しく、
また、組み合わせた時の寸法精度も低下する。
は、フェライト磁石のように磁石素材の電気抵抗を大き
くするか、磁石を細分化したセグメント磁石を接着固化
して所要の大きさの磁石とする方法が有効である。しか
し、前者の方法は磁石特性と両立させることが極めて困
難であるため、現在のところ実際に利用される見込みは
ほとんどない。一方、後者の方法は現実的な方法ではあ
るものの、磁石の製造工程が増加し、製造コストの増加
や磁石重量歩留まりの低下を招く。また、磁石の表面処
理の工程において、セグメント磁石の接着部に良好なコ
ーティングを施すことができないため、耐蝕性の低下を
招く危険性がある。セグメント磁石を接着固化せず小磁
石のまま用いることも考えられるが、磁石間の反発力に
抗して小磁石をロータに組込み固着することは難しく、
また、組み合わせた時の寸法精度も低下する。
【０００６】磁石に生じる渦電流による問題を解決はで
きないが取り敢えず高温で使用できるようにする方法と
して、希土類磁石の耐熱性を向上させて、磁石が昇温し
ても減磁させないようにする方法も考えられる。例え
ば、ＮｄＦｅＢ系焼結磁石では、Ｄｙのような添加物を
合金組成に加えることにより、耐熱性が向上し、保磁力
を増大できることが知られている。室温での保磁力を増
大させることにより、磁石が高温に晒されても減磁しな
いだけの保磁力を確保できる。なお、電装用モータとし
ては、ＮｄＦｅＢ磁石に１５０℃程度の耐熱性が要求さ
れ、電気自動車駆動用モータとしては、２００℃までの
耐熱性が要求される。しかしながら、保磁力を増大させ
るための添加元素は、全て残留磁化の低下を伴うため、
磁石から取出せる磁束は減少する。また、耐熱性を向上
させた磁石はより大きな磁気特性の低下や原料コストの
増加を招くため、使用できる分野が限定される。
きないが取り敢えず高温で使用できるようにする方法と
して、希土類磁石の耐熱性を向上させて、磁石が昇温し
ても減磁させないようにする方法も考えられる。例え
ば、ＮｄＦｅＢ系焼結磁石では、Ｄｙのような添加物を
合金組成に加えることにより、耐熱性が向上し、保磁力
を増大できることが知られている。室温での保磁力を増
大させることにより、磁石が高温に晒されても減磁しな
いだけの保磁力を確保できる。なお、電装用モータとし
ては、ＮｄＦｅＢ磁石に１５０℃程度の耐熱性が要求さ
れ、電気自動車駆動用モータとしては、２００℃までの
耐熱性が要求される。しかしながら、保磁力を増大させ
るための添加元素は、全て残留磁化の低下を伴うため、
磁石から取出せる磁束は減少する。また、耐熱性を向上
させた磁石はより大きな磁気特性の低下や原料コストの
増加を招くため、使用できる分野が限定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、容量が
ｋＷ級以上の永久磁石型同期モータでは、高速回転時に
ロータの希土類磁石に生じる渦電流によるモータ効率の
低下が大きな問題であった。そこで、本発明は、耐渦電
流性を有する希土類磁石とロータに該磁石を使用して希
土類磁石に生じる渦電流の発生を低減させた永久磁石型
同期モータを提供することを目的とする。
ｋＷ級以上の永久磁石型同期モータでは、高速回転時に
ロータの希土類磁石に生じる渦電流によるモータ効率の
低下が大きな問題であった。そこで、本発明は、耐渦電
流性を有する希土類磁石とロータに該磁石を使用して希
土類磁石に生じる渦電流の発生を低減させた永久磁石型
同期モータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため、希土類焼結磁石の実効電気抵抗を向上さ
せることについて鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、表面の少なくとも一面
に複数のスリットを設けた希土類焼結磁石と、少なくと
も電機子側の表面に複数のスリットを設けた該希土類焼
結磁石をロータに組み込んだことを特徴とする永久磁石
型同期モータである。
解決するため、希土類焼結磁石の実効電気抵抗を向上さ
せることについて鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、表面の少なくとも一面
に複数のスリットを設けた希土類焼結磁石と、少なくと
も電機子側の表面に複数のスリットを設けた該希土類焼
結磁石をロータに組み込んだことを特徴とする永久磁石
型同期モータである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、表面の少なくと
も一面に複数のスリットを設けた希土類焼結磁石と該希
土類焼結磁石をロータに組み込んだ永久磁石型同期モー
タにおいて、渦電流が主に生じる該磁石面、すなわち電
機子側の磁石表面に微細なスリットを設けて、渦電流の
生じる実効面積を低下させることにより、渦電流を抑制
した点にある。渦電流は磁束変化を妨げる向きに導体上
に発生する電流である。モータにおいて渦電流が生じる
原因は、ロータが回転することによりロータとステータ
（電機子）の相対位置が変化し、スロット部分で特に磁
束変化が大きくなるのが１つの原因である。また、電機
子で作る回転磁束が滑らかなサイン波ではない点も渦電
流の原因の１つである。したがって、渦電流が生じるの
は磁石の部分のみではないが渦電流による発熱により磁
石では熱減磁が起きるため、他の部材より渦電流の影響
が深刻である。
も一面に複数のスリットを設けた希土類焼結磁石と該希
土類焼結磁石をロータに組み込んだ永久磁石型同期モー
タにおいて、渦電流が主に生じる該磁石面、すなわち電
機子側の磁石表面に微細なスリットを設けて、渦電流の
生じる実効面積を低下させることにより、渦電流を抑制
した点にある。渦電流は磁束変化を妨げる向きに導体上
に発生する電流である。モータにおいて渦電流が生じる
原因は、ロータが回転することによりロータとステータ
（電機子）の相対位置が変化し、スロット部分で特に磁
束変化が大きくなるのが１つの原因である。また、電機
子で作る回転磁束が滑らかなサイン波ではない点も渦電
流の原因の１つである。したがって、渦電流が生じるの
は磁石の部分のみではないが渦電流による発熱により磁
石では熱減磁が起きるため、他の部材より渦電流の影響
が深刻である。
【００１０】渦電流は磁束変化部分で生じるため、ロー
タに組み込んだ磁石において渦電流が特に問題となる部
分は、電機子側の磁石表面である。導体中の渦電流の浸
透深さは、式δ＝√２／μσω（μは透磁率、σは電気
伝導度、ωは磁束変化の各周波数）で表され、δは表皮
深さ（渦電流が１／ｅになる深さ）と呼ばれる。金属の
透磁率や電気伝導度により表皮深さは異なるが、概して
表面近傍以外には渦電流は流れない。例えば、上式にお
いてμ＝１、σ＝１０４ 、ω＝１０３Ｈｚとすると、
表皮深さδはμｍオーダーとなる。したがって、渦電流
の流れる表面近傍の実効的抵抗値を上げることができれ
ば、渦電流による影響を避けることができることにな
る。また、磁石の厚み方向全域を切断して非導電剤で固
着一体化することにより、渦電流の流れる実質的な表面
積を低減することが一番確実であるが、既に述べたよう
に製造コストの増加や歩留まりの低下等の問題がある。
そこで、本発明では、渦電流の表皮深さより十分に深い
スリットを磁石の表面に形成してやることにより、渦電
流の低減を可能とした。本磁石をロータに用いることに
より高回転でモータを回せるようになった。本発明にお
いて、スリットの形成は、磁束変化の主に起こる面であ
る電機子側の表面のみ行えば概ね十分で、その他の面は
スリットを入れる必要は少ない。
タに組み込んだ磁石において渦電流が特に問題となる部
分は、電機子側の磁石表面である。導体中の渦電流の浸
透深さは、式δ＝√２／μσω（μは透磁率、σは電気
伝導度、ωは磁束変化の各周波数）で表され、δは表皮
深さ（渦電流が１／ｅになる深さ）と呼ばれる。金属の
透磁率や電気伝導度により表皮深さは異なるが、概して
表面近傍以外には渦電流は流れない。例えば、上式にお
いてμ＝１、σ＝１０４ 、ω＝１０３Ｈｚとすると、
表皮深さδはμｍオーダーとなる。したがって、渦電流
の流れる表面近傍の実効的抵抗値を上げることができれ
ば、渦電流による影響を避けることができることにな
る。また、磁石の厚み方向全域を切断して非導電剤で固
着一体化することにより、渦電流の流れる実質的な表面
積を低減することが一番確実であるが、既に述べたよう
に製造コストの増加や歩留まりの低下等の問題がある。
そこで、本発明では、渦電流の表皮深さより十分に深い
スリットを磁石の表面に形成してやることにより、渦電
流の低減を可能とした。本磁石をロータに用いることに
より高回転でモータを回せるようになった。本発明にお
いて、スリットの形成は、磁束変化の主に起こる面であ
る電機子側の表面のみ行えば概ね十分で、その他の面は
スリットを入れる必要は少ない。
【００１１】スリットの幅は、磁束分布を乱す効果が少
なくなるように、１ｍｍ以下の狭い幅にするのが好まし
い。スリットの幅が１ｍｍを超えると、表面の磁石ロス
による磁束密度分布への影響が大きくなりすぎるので好
ましくない。スリットは内周または外周切断機やワイヤ
ーソー等で加工して溝切りして形成するため、切断歯の
厚みを考慮すると、望ましくは０．８ｍｍ以下であり、
一方、スリット幅の下限は幾らでもよいが、加工機のワ
イヤーソーの制約から０．０５ｍｍ以上が実際的であ
る。スリットの深さは、深い方が渦電流低減の観点から
は望ましいが、あまり深すぎると磁石の抗折強度が低下
する。条件により表皮深さは変化するが、表皮深さの１
０倍以上であれば実用的には十分である。したがって、
０．５ｍｍ以上が望ましく、スリット方向の磁石厚みの
１／３以下であればよい。
なくなるように、１ｍｍ以下の狭い幅にするのが好まし
い。スリットの幅が１ｍｍを超えると、表面の磁石ロス
による磁束密度分布への影響が大きくなりすぎるので好
ましくない。スリットは内周または外周切断機やワイヤ
ーソー等で加工して溝切りして形成するため、切断歯の
厚みを考慮すると、望ましくは０．８ｍｍ以下であり、
一方、スリット幅の下限は幾らでもよいが、加工機のワ
イヤーソーの制約から０．０５ｍｍ以上が実際的であ
る。スリットの深さは、深い方が渦電流低減の観点から
は望ましいが、あまり深すぎると磁石の抗折強度が低下
する。条件により表皮深さは変化するが、表皮深さの１
０倍以上であれば実用的には十分である。したがって、
０．５ｍｍ以上が望ましく、スリット方向の磁石厚みの
１／３以下であればよい。
【００１２】希土類焼結磁石の表面にスリットを形成す
るには、磁石の大きさや形状等を考慮して有利な方法を
選択すればよい。例えばワイヤーソーを使用すると、一
度に複数のスリットを刻むことができ、かつスリットの
幅をワイヤー径近くまで狭くできるが、溝切り速度が遅
い。また、切断機の場合は溝切り速度が速く、外周切断
機ならば複数のスリットを刻めるが、スリットの幅がワ
イヤーソーより大きくなる。磁粉の圧粉成形時に、パン
チに突起を設けて成形体にスリットを形成する方法も考
えられるが、かかる方法ではスリットの幅が０．８ｍｍ
以下の狭いスリットを設けることが比較的難しい。
るには、磁石の大きさや形状等を考慮して有利な方法を
選択すればよい。例えばワイヤーソーを使用すると、一
度に複数のスリットを刻むことができ、かつスリットの
幅をワイヤー径近くまで狭くできるが、溝切り速度が遅
い。また、切断機の場合は溝切り速度が速く、外周切断
機ならば複数のスリットを刻めるが、スリットの幅がワ
イヤーソーより大きくなる。磁粉の圧粉成形時に、パン
チに突起を設けて成形体にスリットを形成する方法も考
えられるが、かかる方法ではスリットの幅が０．８ｍｍ
以下の狭いスリットを設けることが比較的難しい。
【００１３】スリットを設けることにより渦電流は低減
されるが、既に述べたように抗折力は低下する。特に表
面磁石型ロータ（ＳＰＭタイプ）の場合は、高速回転で
磁石に大きな遠心力が働くため、機械特性が良好でなけ
れば磁石が破損して飛散してしまう。また、内部磁石型
ロータ（ＩＰＭタイプ）の場合は、ロータ内のキャビテ
ィーに磁石が挿入され、機械的に保持されるため、スリ
ットを入れたことによる機械特性上の問題は軽減され
る。このような問題を解決するにはスリットに接着剤や
樹脂等の非導電性物質を充填することにより機械強度の
低下を補うのが好ましく、これにより渦電流低減の効果
は確保しつつ、抗折力の低下を補償することが可能とな
る。
されるが、既に述べたように抗折力は低下する。特に表
面磁石型ロータ（ＳＰＭタイプ）の場合は、高速回転で
磁石に大きな遠心力が働くため、機械特性が良好でなけ
れば磁石が破損して飛散してしまう。また、内部磁石型
ロータ（ＩＰＭタイプ）の場合は、ロータ内のキャビテ
ィーに磁石が挿入され、機械的に保持されるため、スリ
ットを入れたことによる機械特性上の問題は軽減され
る。このような問題を解決するにはスリットに接着剤や
樹脂等の非導電性物質を充填することにより機械強度の
低下を補うのが好ましく、これにより渦電流低減の効果
は確保しつつ、抗折力の低下を補償することが可能とな
る。
【００１４】上記接着剤は耐熱性と接着強度を両立でき
るものが望ましく、例えばエポキシ系やアクリル系接着
剤が挙げられる。上記エポキシ樹脂としては、例えばス
コッチ（登録商標）ウェルドＥＷ−２（住友３Ｍ）が挙
げられ、これらはＳＰＭタイプ、ＩＰＭタイプの両方に
用いることが可能である。ただし、シリコーン系樹脂は
耐熱性と弾力性に優れているが、接着強度は高くないの
で、ＩＰＭタイプに用いることが望ましい。また、スリ
ットに充填する非導電性物質として、ボンド磁石用等の
永久磁石粉と樹脂を混練した複合樹脂も使用することが
できる。該複合樹脂は磁石特性を有するので、スリット
を形成したことによる磁石特性の低下をある程度補償す
ることができるが、接着強度はほとんど期待できないの
で、ＩＰＭタイプに用いることが望ましい。上記永久磁
石粉としては、ＮｄＦｅＢ系急冷薄帯や２−１７系Ｓｍ
Ｃｏ磁石磁粉等を使用することができる。上記各種非導
電性物質をスリットに充填させるには、該非導電性物質
をスリットに埋め込み、固化させればよい。
るものが望ましく、例えばエポキシ系やアクリル系接着
剤が挙げられる。上記エポキシ樹脂としては、例えばス
コッチ（登録商標）ウェルドＥＷ−２（住友３Ｍ）が挙
げられ、これらはＳＰＭタイプ、ＩＰＭタイプの両方に
用いることが可能である。ただし、シリコーン系樹脂は
耐熱性と弾力性に優れているが、接着強度は高くないの
で、ＩＰＭタイプに用いることが望ましい。また、スリ
ットに充填する非導電性物質として、ボンド磁石用等の
永久磁石粉と樹脂を混練した複合樹脂も使用することが
できる。該複合樹脂は磁石特性を有するので、スリット
を形成したことによる磁石特性の低下をある程度補償す
ることができるが、接着強度はほとんど期待できないの
で、ＩＰＭタイプに用いることが望ましい。上記永久磁
石粉としては、ＮｄＦｅＢ系急冷薄帯や２−１７系Ｓｍ
Ｃｏ磁石磁粉等を使用することができる。上記各種非導
電性物質をスリットに充填させるには、該非導電性物質
をスリットに埋め込み、固化させればよい。
【００１５】本発明において、ロータに組み込む磁石
は、矩形や瓦状等の希土類焼結磁石であり、具体的には
ＮｄＦｅＢ系焼結磁石やＳｍＣｏ系焼結磁石等である。
希土類ボンド磁石は樹脂と混合した複合磁石で、元々の
電気抵抗が高く渦電流の影響が少ない上に、樹脂の耐熱
性の限界や磁気特性が低いことから大型同期モータ用の
磁石の候補として考えられていない。そのため該ボンド
磁石は本発明の対象とはならない。
は、矩形や瓦状等の希土類焼結磁石であり、具体的には
ＮｄＦｅＢ系焼結磁石やＳｍＣｏ系焼結磁石等である。
希土類ボンド磁石は樹脂と混合した複合磁石で、元々の
電気抵抗が高く渦電流の影響が少ない上に、樹脂の耐熱
性の限界や磁気特性が低いことから大型同期モータ用の
磁石の候補として考えられていない。そのため該ボンド
磁石は本発明の対象とはならない。
【００１６】本発明で使用する希土類焼結磁石は、スリ
ットを磁石表面に設ける工程が通常のスリットのない磁
石を製造する粉末冶金法に比べて増えるが、セグメント
磁石を接着固化した磁石を製造するための分割接着法に
比較すると簡単で、それでいて該磁石とほぼ同等の渦電
流低減効果を生むことができる。また、スリットを磁石
表面に設けることにより減少する磁石体積量は僅かであ
り、磁束の低下も僅かで済むため、電磁トルクの低下は
小さい。したがって従来の永久磁石型同期モータにおけ
るように、渦電流による発熱・昇温を前提として、むや
みに大きな保磁力を予め磁石に付与する必要がなく、磁
石の磁気特性や原料コストの面からも非常に大きな効果
が期待できる。また、本発明で使用する磁石はスリット
を設けた状態でもコーティングを良好に行うことができ
るので、耐蝕性の点でも問題はない。
ットを磁石表面に設ける工程が通常のスリットのない磁
石を製造する粉末冶金法に比べて増えるが、セグメント
磁石を接着固化した磁石を製造するための分割接着法に
比較すると簡単で、それでいて該磁石とほぼ同等の渦電
流低減効果を生むことができる。また、スリットを磁石
表面に設けることにより減少する磁石体積量は僅かであ
り、磁束の低下も僅かで済むため、電磁トルクの低下は
小さい。したがって従来の永久磁石型同期モータにおけ
るように、渦電流による発熱・昇温を前提として、むや
みに大きな保磁力を予め磁石に付与する必要がなく、磁
石の磁気特性や原料コストの面からも非常に大きな効果
が期待できる。また、本発明で使用する磁石はスリット
を設けた状態でもコーティングを良好に行うことができ
るので、耐蝕性の点でも問題はない。
【００１７】
【実施例】（実施例、比較例）寸法が４０ｍｍ×６０ｍ
ｍ×３ｍｍで、４２ＭＧＯｅグレードのＮｄＦｅＢ焼結
磁石（信越化学社製／Ｎ４２Ｈ）を４枚使用し、直径７
０ｍｍで長さ６２ｍｍの珪素鋼鈑積層（０．５ｍｍ厚の
珪素鋼鈑）からなるロータに該磁石を挿入してＩＰＭタ
イプのロータを作製した。該磁石の電機子側表面には、
幅０．５ｍｍで深さ１ｍｍのスリットを、５ｍｍ間隔で
１１本入れた。方向は４０ｍｍ幅方向に平行で、０．４
ｍｍ厚の外周切断機で歯を１１枚マルチに組んで刻ん
だ。該磁石を電気Ｎｉメッキでコーティングした後、ロ
ータに挿入する時に、エポキシ系１液常温硬化接着剤
（スコッチウェルドＥＷ−２）と一緒に封止して、スリ
ットを接着剤で封入した。そして、該ロータを１２スロ
ットの電機子を持つステータに組込んで、該電機子に３
相交流電流を投入して、６０００ｒｐｍで１時間回転さ
せた。停止後、直ちに分解しロータ端部の磁石部の温度
を計測したところ１１０℃であった。比較のため、上記
と同一の寸法と材料で、スリットを設けていない磁石を
使用して同様のロータを製作し、同じ条件で回転させ
て、温度上昇を計測した。その結果、ロータ端部の磁石
部の温度は１４５℃で、スリットを設けた場合とは３０
℃以上昇温に差があった。すなわち、磁石にスリットを
設けたことにより磁石の温度上昇が抑えられた。
ｍ×３ｍｍで、４２ＭＧＯｅグレードのＮｄＦｅＢ焼結
磁石（信越化学社製／Ｎ４２Ｈ）を４枚使用し、直径７
０ｍｍで長さ６２ｍｍの珪素鋼鈑積層（０．５ｍｍ厚の
珪素鋼鈑）からなるロータに該磁石を挿入してＩＰＭタ
イプのロータを作製した。該磁石の電機子側表面には、
幅０．５ｍｍで深さ１ｍｍのスリットを、５ｍｍ間隔で
１１本入れた。方向は４０ｍｍ幅方向に平行で、０．４
ｍｍ厚の外周切断機で歯を１１枚マルチに組んで刻ん
だ。該磁石を電気Ｎｉメッキでコーティングした後、ロ
ータに挿入する時に、エポキシ系１液常温硬化接着剤
（スコッチウェルドＥＷ−２）と一緒に封止して、スリ
ットを接着剤で封入した。そして、該ロータを１２スロ
ットの電機子を持つステータに組込んで、該電機子に３
相交流電流を投入して、６０００ｒｐｍで１時間回転さ
せた。停止後、直ちに分解しロータ端部の磁石部の温度
を計測したところ１１０℃であった。比較のため、上記
と同一の寸法と材料で、スリットを設けていない磁石を
使用して同様のロータを製作し、同じ条件で回転させ
て、温度上昇を計測した。その結果、ロータ端部の磁石
部の温度は１４５℃で、スリットを設けた場合とは３０
℃以上昇温に差があった。すなわち、磁石にスリットを
設けたことにより磁石の温度上昇が抑えられた。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、ロータの磁石に生じる渦
電流が低減され、その結果、高回転でも該磁石の減磁が
起こらない、汎用性の高い永久磁石型同期モータを簡単
な工程で提供することができるので、産業上、その利用
価値は極めて高い。
電流が低減され、その結果、高回転でも該磁石の減磁が
起こらない、汎用性の高い永久磁石型同期モータを簡単
な工程で提供することができるので、産業上、その利用
価値は極めて高い。
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類焼結磁石において、該希土類焼結
磁石の少なくとも１つ以上の表面に複数のスリットを設
けたことを特徴とする希土類焼結磁石。 - 【請求項２】 請求項１の希土類焼結磁石をロータに組
み込んだ永久磁石型同期モータにおいて、該希土類焼結
磁石の電機子側の表面に複数のスリットを設けたことを
特徴とする永久磁石型同期モータ。 - 【請求項３】 希土類焼結磁石の表面に設けたスリット
の幅が１ｍｍ以下、深さが０．５ｍｍ以上であり、該ス
リットに非導電性物質を充填してなる請求項２記載の永
久磁石型同期モータ。 - 【請求項４】 スリットに充填した非導電性物質が、接
着剤、樹脂又は永久磁石粉と樹脂を混錬した複合樹脂で
ある請求項３記載の永久磁石型同期モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095940A JP2000295804A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 希土類焼結磁石と永久磁石型同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095940A JP2000295804A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 希土類焼結磁石と永久磁石型同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295804A true JP2000295804A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14151275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11095940A Pending JP2000295804A (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 希土類焼結磁石と永久磁石型同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000295804A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114535A (en) * | 1998-06-15 | 2000-09-05 | American Cyanamid Company | Process and intermediates for the manufacture of pyridine-2,3-dicarboxylate compounds |
| JP2006271057A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 永久磁石同期電動機の回転子 |
| JP2007033329A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 電磁超音波探傷法およびそれに用いる電磁超音波トランスジューサ |
| JP2008043133A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Via Mechanics Ltd | 揺動アクチュエータ装置およびレーザ加工装置 |
| JP2009231507A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Seiko Epson Corp | 永久磁石および永久磁石の生産方法 |
| WO2010052862A1 (ja) | 2008-11-06 | 2010-05-14 | インターメタリックス株式会社 | 希土類焼結磁石製造方法及び希土類焼結磁石製造用粉末充填容器 |
| WO2023216358A1 (zh) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 江西金力永磁科技股份有限公司 | 一种低涡流损耗钕铁硼磁体 |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP11095940A patent/JP2000295804A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009231507A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Seiko Epson Corp | 永久磁石および永久磁石の生産方法 |
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| WO2023216358A1 (zh) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 江西金力永磁科技股份有限公司 | 一种低涡流损耗钕铁硼磁体 |
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040510 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040714 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041018 |