JP2001037124A

JP2001037124A - 回転子

Info

Publication number: JP2001037124A
Application number: JP11211487A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Tanigawa; 茂穂谷川; Masahiro Tobise; 飛世　　正博
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｒ_２Ｔ_１４Ｂを主相とするとともに内径面が
無加工部分を有するＲ−Ｔ−Ｂ系異方性焼結リング磁石
を用いて、偏芯を抑えた高効率の回転機用回転子を提供
する。【解決手段】Ｒ_２Ｔ_１４Ｂを主相とするとともに内径
面が無加工部分を有するＲ−Ｔ−Ｂ系異方性焼結リング
磁石（ＲはＹを含む希土類元素の１種または２種以上、
ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を用いたことを特徴とする
回転子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金
属間化合物を主相とするとともに内径面が無加工部分を
有するＲ−Ｔ−Ｂ系のラジアル異方性、極異方性または
径２極異方性を有する焼結リング磁石（ＲはＹを含む希
土類元素の１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅと
Ｃｏ）を用いて構成した高効率の回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば回転機のコギングトルクを
抑制しかつ回転子コアへの接着作業を簡略化できる利点
から、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物を主相とするＲ−Ｔ
−Ｂ系のラジアル異方性焼結リング磁石（ＲはＹを含む
希土類元素の１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅ
とＣｏ）のニーズが増大している（例えば特開平８―２
２２４１９号公報、特開平１０−５５９２９号公報等参
照）。また、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物を主相とする
Ｒ−Ｔ−Ｂ系の極異方性または径２極異方性の焼結リン
グ磁石のニーズがある。図３に、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間
化合物を主相とするラジアル異方性焼結リング磁石（以
後、ラジアルリングという）であって、外径（Ｄｏ）と
軸方向長さ（Ｌ）との比率が（Ｌ／Ｄｏ）≧０．５で
ある長尺のラジアルリングの代表的な表面磁束密度波形
およびラジアル配向の付与状況を模式的に示す。図３に
おいて、ｌは焼結前の各成形体の軸方向長さに対応する
接合部間長さである。接合部は、少なくとも２つ以上の
ラジアル配向したリング状成形体（図３の場合は３つの
成形体）を軸方向に積層させて成形し、相互に接触させ
た状態で焼結することにより形成される。焼結により成
形体同士の接触部分が焼結されて接合部を形成する。こ
の焼結された接合部は配向がやや乱れており、図示する
ように接合部近傍で表面磁束密度が数十Ｇ程度落ち込む
現象が観察される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ラジアルリングは有用
な特長を有しており、各種磁石応用製品の高性能化、コ
ストダウンに貢献できるものとしてさらなる改良が期待
されている。ところで、高い磁気特性を維持しつつコス
トダウンを実現するには、ラジアルリングの焼結体上が
りの寸法が最終磁石製品寸法により近い（ニアネットシ
ェープである）ことが、磁石材料費および加工費の低減
上重要である。この点から、本発明者らはラジアルリン
グの内径無加工化を検討した。この検討により内径無加
工のラジアルリングの内径同軸度がばらついて、回転機
に組み込んだ場合のエアギャップ間隔が不均一になり高
効率の回転機を構成できない場合があることがわかっ
た。図４（ａ）は２つの接合部を有する内径無加工のラ
ジアルリングを模式的に示す。図４（ｂ）は、図４
（ａ）の内径面の軸方向（位置Ｐから位置Ｑに至る）に
沿う表面粗さの測定結果を示す。図４（ｂ）において、
Ｂは位置Ｐと位置Ｑを結ぶ表面粗さの測定の基準位置で
ある。Highは表面粗さの最大値（凸部）、Lowは表面粗
さの最小値（凹部）を示す。図４（ｂ）より、２つの接
合部２１、２２近傍に凸部（凹部）が存在し、表面粗さ
が大きく変動している。表面粗さは０．１０ｍｍであ
る。内径無加工面の表面粗さと内径同軸度には相関が認
められ、より長尺形状のものほど内径同軸度が大きくば
らつくことが確認された。次に、本発明者らは、Ｒ_２Ｔ
_１４Ｂ型金属間化合物を主相とし、かつ接合部を有しな
い通常のＲ−Ｔ−Ｂ系のラジアル異方性リング磁石（Ｌ
／Ｄｏ＜０．５のもの）の内径無加工化を検討した。し
かし、この場合でも内径同軸度のばらつきにより高効率
の回転機を構成できない場合があった。次に、本発明者
らは、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物を主相とし、かつ極
異方性または径２極異方性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結リ
ング磁石の内径無加工化を検討した。しかし、この場合
も内径同軸度のばらつきにより高効率の回転機を構成で
きない場合があった。本発明者らは、内径同軸度が顕著
にばらつくという性質を有する内径無加工の前記異方性
リング磁石を用いて高効率の回転機を構成することを鋭
意検討した結果、(1)前記異方性リング磁石の外周加工
面を基準にして他の回転子構成部品とともに所定の射出
成形用金型のキャビティにセットする。次に、前記異方
性リング磁石の内径無加工面とこの内径無加工面に対向
する他の回転子構成部品との間に射出充填し固化して形
成した射出成形部材により前記異方性リング磁石と他の
回転子構成部品とを抱持し、固定することにより偏芯を
抑えた回転子を構成できること、(2) 前記異方性リング
磁石の外周加工面を基準にして他の回転子構成部品とと
もに所定の接着用治具に組み込む。次に、前記異方性リ
ング磁石の内径無加工面とこの内径無加工面に対向する
他の回転子構成部品との間に接着剤を充填して固定する
ことにより偏芯を抑えた回転子を構成できること、(3)
漏れ磁束を低減して回転機の効率を高めるために、射出
成形部材または接着剤に所定量の強磁性材料粉末および
／または磁石材料粉末を含むことが有効なことを知見
し、本発明に想到した。

【０００４】本発明の課題は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間
化合物を主相とするとともに内径面が無加工部分を有す
るＲ−Ｔ−Ｂ系のラジアル異方性、極異方性または径２
極異方性を有する焼結リング磁石（ＲはＹを含む希土類
元素の１種または２種以上）を用いて、偏芯を抑えた高
効率の回転子を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物を主相とするととも
に内径面が無加工部分を有するＲ−Ｔ−Ｂ系のラジアル
異方性、極異方性または径２極異方性を有する焼結リン
グ磁石（ＲはＹを含む希土類元素の１種または２種以
上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を用いた回転子であ
る。より好ましい態様は、回転軸まわりに前記リング磁
石が配置されている回転子であって、前記リング磁石が
射出成形部材を介して固定されているものがよい。この
回転子の構成によれば、前記リング磁石の内径無加工面
の内径同軸度のばらつきを排除して、偏芯を抑えた回転
子を構成することができる。前記射出成形部材が強磁性
材料および／または磁石材料を含む場合、漏れ磁束が抑
えられて回転機の効率を向上することができる。本発明
に用いる強磁性材料として鉄粉、マグネタイト等の公知
のものを使用できる。また、本発明に用いる磁石材料と
して公知のものを使用できるが、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間
化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系磁石粉末（ＲはＹを含
む希土類元素の１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦ
ｅとＣｏ）および／またはＴｈ_２Ｚｎ _１７型、Ｔｈ_２Ｎ
ｉ_１７型、ＴｂＣｕ_７型、ＴｈＭｎ_１２型のいずれかを
主相とするＲ−Ｔ−Ｎ系磁石粉末（ＲはＹを含む希土類
元素の１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣ
ｏ）を用いることが回転機の効率を高めるために好まし
い。特に、前記磁石材料を用いて形成した射出成形部材
の室温における（ＢＨ）maxが４ＭＧＯｅ以上であるこ
とが好ましい。

【０００６】本発明に用いるＲ−Ｔ−Ｂ系の焼結リング
磁石は、主成分のＲとＢとＴとの総計を１００重量％と
して、Ｒ：２７〜３４％（ＲはＹを含む希土類元素の１
種または２種以上）、Ｂ：０．５〜２％、残部Ｔ（Ｔは
ＦｅまたはＦｅとＣｏ）からなり、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属
間化合物を主相とするものである。また、前記リング磁
石の総重量を１００重量％としたとき、不可避不純物成
分として重量で０．６％以下（より好ましくは０．３％
以下、特に好ましくは０．２％未満）の酸素、０．２％
以下（より好ましくは０．１％以下）の炭素、０．０８
％以下の窒素、０．０２％以下の水素、０．２％以下
（より好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．
０２％以下）のＣａの含有が許容される。Ｒとして（Ｎ
ｄ、Ｄｙ）またはＤｙまたは（Ｄｙ、Ｐｒ）または（Ｎ
ｄ、Ｄｙ、Ｐｒ）が実用上選択される。Ｒ量は２７〜３
４％が好ましい。Ｒが２７％未満では保磁力ｉＨｃが
大きく低下し、３４％を超えると残留磁束密度Ｂｒが大
きく低下する。Ｂ量は０．５〜２％が好ましい。Ｂ量が
０．５％未満では十分なｉＨｃが得られず、２％超では
Ｂｒが大きく低下する。より好ましいＢ量は０．８〜
１．５％である。磁気特性を改善するために、Ｎｂ，Ａ
ｌ，Ｃｏ，Ｇａ，Ｃｕの１種または２種以上を適量含有
することが好ましい。Ｎｂの含有量は０．１〜２％とさ
れる。Ｎｂの添加により焼結過程でＮｂのほう化物が生
成し、結晶粒の異常粒成長を抑制する。Ｎｂ含有量が
０．１％未満では添加効果が認められず、２％超ではＮ
ｂのほう化物の生成量が多くなりＢｒが大きく低下す
る。Ａｌの含有量は０．０２〜２％とされる。Ａｌ含有
量が０．０２％未満では添加効果が認められず、２％超
ではＢｒが急激に低下する。Ｃｏ含有量は０．３〜５％
とされる。Ｃｏ含有量が０．３％未満ではキュリー点、
Ｎｉめっきとの密着性の向上効果が顕著でなく、５％超
ではＢｒ、ｉＨｃが大きく低下する。Ｇａ含有量は０．
０１〜０．５％とされる。Ｇａ含有量が０．０１％未満
ではｉＨｃの向上効果が認められず、０．５％超ではＢ
ｒの低下が顕著になる。Ｃｕ含有量は０．０１〜１％と
される。Ｃｕの微量添加はｉＨｃの向上をもたらすが、
含有量が１％を超えると添加効果は飽和する。０．０１
％未満では添加効果が認められない。

【０００７】本発明に用いる焼結リング磁石の内径同軸
度は図５に示す治具３５を用いて測定する。治具３５は
リングゲージ３１とプラグゲージ３２とからなる。プラ
グゲージ３２は測定ワーク３３のＬ寸法よりも長い突出
部３２ａを有する。突出部３２ａは焼結リング磁石製品
の内径寸法公差に対応した突出部外径寸法（Ｄｉ）に形
成してある。リングゲージ３１は焼結リング磁石製品の
外径寸法公差に対応した内径寸法（Ｄｏ）に形成してあ
り、プラグゲージの基体部３２ｂと所定のクリアランス
を介して挿通／脱着自在になっている。まず、測定ワー
ク３３の内径部に所定寸法（Ｄｉ）のプラグゲージの突
出部３２ａを挿通する。挿通する（Ｄｉ）寸法を次第に
大きくして行き、挿通する最大寸法の（Ｄｉ）を測定ワ
ーク３３の内径寸法（ワーク、内径）と定義する。次
に、図５の組込み状態で、挿通する最大寸法（Ｄｉ、ma
x）を求める。これらから、内径同軸度＝（Ｄｉ、max）
−（ワーク、内径）で定義する。

【０００８】本発明に用いる焼結リング磁石は、軸方向
の全長（Ｌ）および外径寸法（Ｄｏ）が、Ｌ＝３〜１５
０ｍｍでかつＤｏ＝５〜１５０ｍｍのものに好適であ
り、Ｌ＝５〜１００ｍｍでかつＤｏ＝１０〜１００ｍｍ
のものにより好適である。Ｄｏ＜５ｍｍの焼結リング磁
石に良好な異方性を付与することは工業生産上困難を伴
う。また、Ｄｏ＞１５０ｍｍの焼結リング磁石は製造上
のハンドリングに困難を伴う。また、Ｌ＜３ｍｍのもの
は実用性に乏しく、Ｌ＞１５０ｍｍのものは製造可能で
あるが最近の磁石応用製品の小型化のニーズに合致しな
い。

【０００９】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、それら実施例により本発明が限定されるもので
はない。（実施例１）主成分のＮｄ，Ｄｙ，Ｂ，Ｆｅの総計を１
００重量％として、主成分組成が重量比率で３０．５％
Ｎｄ−１．５％Ｄｙ−１．１％Ｂ−残部Ｆｅである合金
を粗粉砕後、不活性ガス中でジェットミル微粉砕して平
均粒径が４．３μｍの原料粉を準備した。次に、所定の
成形装置を用いて、ラジアル異方性を有するリング状成
形体を３個順次成形し積層した成形体を得た。次に、前
記積層成形体を約５×１０^−４Ｔｏｒｒの真空中で１１
００℃で２時間加熱して焼結した。次にＡｒ雰囲気中で
９００℃で２時間加熱後６００℃まで冷却し、続いて６
００℃で２時間加熱後室温まで冷却する熱処理を行っ
た。次に、端面および外周面を加工（内径面は無加工）
後、電着により熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）をコーテ
ィングして、図３に示されるものと略同様の焼結した２
つの接合部を有する外径３０ｍｍ、内径２４．８ｍｍ、
長さ（Ｌ）３０ｍｍのラジアルリングを得た。次に、Ｔ
ｈ_２Ｚｎ_１７型の硬質磁性相を主相とし、Ｓｍ_９．１Ｆ
ｅ_７６．８Ｍｎ_０．５Ｎ_１３．６（原子％）で示される
主成分組成を有する平均粒径２．９μｍの窒化磁石粉末
９０重量部とアミノシラン系カップリング剤０．５重量
部とナイロン１２粉末９．５重量部とを配合し、Ａｒ雰
囲気のニーダーにより加熱混練し、コンパウンドＡを作
製した。次に、射出成形用金型のキャビティ（図示省
略）に、中心にシャフト４１が挿通・固着された強磁性
の回転子コア４２（ＳＳ４００製）と、回転子コア４２
と所定の空隙を隔てて前記ラジアルリング４４（内径同
軸度が０．０３ｍｍのもの）が対向するように配置し
た。この場合、シャフト４１の回転軸とラジアルリング
４４の外周面基準の回転軸とが同軸になるように配置し
た。続いて、射出成形機（図示省略）にコンパウンドＡ
を投入してバインダーのナイロン１２を加熱溶融後、ラ
ジアルリング４４と回転子コア４２との間に溶融したコ
ンパウンドＡを射出充填し固化した。この結果、図１に
示すように、回転子コア４２とラジアルリング４４とが
コンパウンドＡからなる射出成形部材４３により抱持、
固定されるとともに両者の相対的な偏芯が抑えられた回
転子４５が得られた。射出成形によりリング磁石４４の
上端側および下端側にもコンパウンドＡが被覆されて、
上端側および下端側の固化部分４３ａ、４３ｃならびに
４３ｂによりリング磁石４４と回転子コア４２とが一体
的に抱持固定された。次に、リング磁石４４の外周面に
対称４極着磁を施して界磁磁極を形成した。また、回転
子４５の上端側のコンパウンド被覆部分４３ａに対称１
６極着磁を施して信号磁極を形成した。次に、この回転
子４５を図６に示すブラシレスＤＣモータ７０に組み込
んだときのエアギャップ６９の間隔とブラシレスＤＣモ
ータ７０の最高効率との相関を評価した結果を図７に示
す。モータの最高効率は下記式で定義される。最高効率
＝回転数１５００r.p.m.以下で評価した、｛（出力）／（入力）×１００（％）｝の最大値入力（Ｗ）＝固定子巻線６４に通電される、印加電流Ｉ
（Ａ）×印加電圧（Ｖ）出力（Ｗ）＝トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）×回転数（r.p.
m.）×0.01027 図７より、回転子４５を組み込んだブラシレスＤＣモー
タ７０の最高効率は、エアギャップ間隔が１ｍｍで８２
％、エアギャップ間隔が０．３ｍｍで９０％になり、十
分実用に耐えることが確認された。このエアギャップ間
隔は対向する回転子と固定子との間隔の最大値および最
小値を測定し、平均した値である。（実施例２）実施例１で作製したラジアルリングのう
ち、内径同軸度が０．２８ｍｍの内径無加工品を用いた
以外は実施例１と同様にしてモータの最高効率を評価し
た。その結果、実施例１と同等の良好な結果が得られ
た。（比較例１）中心にシャフト４１が挿通・固着された強
磁性の回転子コア４２（ＳＳ４００製）の外周面および
実施例１で作製したラジアルリング４４’（内径同軸度
が０．２８ｍｍのもの）の内径無加工面に各々エポキシ
系接着剤５３を塗布後、図２の構造に手で組み込んで接
着し、回転子５５を作製した。次に、図６のブラシレス
ＤＣモータ７０の回転子４５に替えて、前記回転子５５
を組み込んでブラシレスＤＣモータを形成した。以降は
実施例１と同様にしてモータの最高効率を評価した。そ
の結果、ギャップ１ｍｍでは実施例１と同等のモータの
最高効率が得られたが、ギャップ０．３ｍｍでは起動時
に回転子５５と固定子７５とが接触するトラブルが発生
した。

【００１０】次に、図１の回転子４５において、射出成
形部材４３の材質を変えた場合のモータの最高効率（エ
アギャップ間隔０．３ｍｍ）を評価した結果を説明す
る。（実施例３〜１０）実施例３では、ＭＱＩ社製のＭＱＡ
−Ｔ材（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）粉末を用いて表１の配
合でコンパウンドを作製した。次に、実施例１で作製し
たラジアルリングのうち、内径同軸度が０．２８ｍｍの
ものを用い、かつ表１のコンパウンドを用いた以外は実
施例１と同様にして回転子を作製した。続いて作製した
回転子をモータに組み込んで最高効率を評価した。結果
を表１に示す。実施例４では、コンパウンドＡに配合し
たＳｍ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎ系磁石粉末とＭＱＡ−Ｔ材（Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）粉末とを同重量配合して作製した
コンパウンドを用いた以外は実施例３と同様にしてモー
タの最高効率を評価した。結果を表１に示す。実施例
５、６、７ではそれぞれコンパウンドＡ、実施例３のコ
ンパウンド、実施例４のコンパウンドを用いてラジアル
配向磁場を印加しつつ射出成形した。なお、回転子の上
端側および下端側を被覆した射出成形部材の着磁は行わ
ず、信号磁極は形成しなかった。それ以外は実施例３と
同様にしてモータの最高効率を評価した。結果を表１に
示す。実施例８では異方性ボンド磁石用のＳｒフェライ
ト粉末を用いてラジアル配向磁場を印加しつつ射出成形
した。この場合も信号磁極の着磁は行わなかった。前記
以外は実施例３と同様にしてモータの最高効率を評価し
た。結果を表１に示す。実施例９では強磁性のマグネタ
イト粒子を用いて射出成形した。それ以外は実施例３と
同様にしてモータの最高効率を評価した。結果を表１に
示す。実施例１０ではアミノシランで表面処理したナイ
ロン１２樹脂のみで射出成形した。それ以外は実施例３
と同様にしてモータの最高効率を評価した。結果を表１
に示す。表１より、実施例３〜１０のいずれでも内径同
軸度が０．２８ｍｍという内径無加工のラジアルリング
を用いたにもかかわらず、平均のエアギャップ間隔が
０．３ｍｍにされたブラシレスＤＣモータの駆動時に回
転子と固定子とが接触するトラブルは発生しなかった。
また、実用に耐えるモータの最高効率が得られた。さら
に、実施例３〜９と実施例１０との比較から、射出成形
部材が強磁性材料または磁石材料を含む場合に最高効率
が改善されることがわかる。特に、射出成形部材が磁石
材料を含む場合の改善効果が顕著である。この最高効率
の改善効果は、回転子のラジアルリングから発した磁束
が強磁性材料または磁石材料を含む射出成形部材を通る
閉磁路を形成し、モータの最高効率に寄与しない漏れ磁
束が抑えられるからである。さらには、磁石材料を含む
射出成形部材自体がモータの最高効率に寄与する有効磁
束を発するからである。

【００１１】

【表１】

【００１２】射出成形部材の材質（配合）は上記実施例
に限定されるものではない。例えば、他の熱可塑性樹脂
（ＥＥＡ樹脂等）を用いることができる。あるいは、強
磁性材料粉末（鉄粉等）を３０〜９０重量部と熱可塑性
樹脂（ポリアミド樹脂等）を７０〜１０重量部の比率で
配合することがよい。強磁性材料粉末の比率が３０重量
部未満ではモータの最高効率を改善することが困難であ
り、９０重量％超とすると射出成形部材による抱持固定
力が乏しくなり、回転子の耐久性が劣化する。あるい
は、磁石材料粉末を１０〜９０重量部と熱可塑性樹脂
（ポリアミド樹脂等）とを９０〜１０重量部の比率で配
合することがよい。磁石材料粉末の比率が１０重量部未
満ではモータの最高効率を改善することが困難であり、
９０重量％超とすると射出成形部材による抱持固定力が
乏しくなり、回転子の耐久性が劣化する。磁気特性でい
えば、射出成形部材の室温の（ＢＨ）maxが４ＭＧＯｅ
以上である実施例１〜７の場合が特に好ましい。また、
射出成形に有効な表面処理剤（チタネート系カップリン
グ剤等）を射出成形用樹脂またはコンパウンドの総重量
に対して１重量％以下添加してもよい。また、潤滑油
（シリコーンオイル等）または金属石鹸（ステアリン酸
塩等）に代表される潤滑剤を射出成形用樹脂またはコン
パウンドの総重量に対して１重量％以下添加してもよ
い。また、希土類磁石粉末を用いる場合、その総重量に
対して酸化防止剤を１重量％以下添加してもよい。

【００１３】（実施例１１）実施例１で作製した微粉砕
粉を用いてラジアル異方性の成形体を成形した。以後は
実施例１と同様にして、焼結、熱処理、端面および外周
面の加工、エポキシ樹脂コーティングを行い、焼結した
接合部を有しない、外径３０ｍｍ、内径２４．８ｍｍ、
長さ（Ｌ）１０ｍｍの内径無加工のラジアルリング(内
径同軸度０．２１ｍｍ)を得た。また、前記微粉砕粉を
用いて、極異方性および径２極異方性を有する成形体を
成形した。以降は実施例１と同様にして、焼結、熱処
理、端面および外周面の加工、エポキシ樹脂コーティン
グを行い、焼結した接合部を有しない、内径無加工の、
外径３０ｍｍ、内径２４．８ｍｍ、長さ（Ｌ）１０ｍｍ
の極異方性焼結リング磁石（外周面側に対称４極の異方
性を付与したもの、内径同軸度は０．２１ｍｍ、以後極
異方性リングという）、径２極異方性焼結リング磁石
（内径同軸度は０．２１ｍｍ、以後、径２極リングとい
う）を作製した。実施例１のラジアルリングに替えて前
記のラジアルリング、極異方性リングを各々用いた以外
は、実施例１と同様にしてブラシレスＤＣモータを構成
し、最高効率（エアギャップ間隔０．３ｍｍ）を評価し
た。また、前記の径２極リングを用いた以外は実施例１
と同様にして回転子を形成した。続いて所定のブラシモ
ータに前記回転子を組み込み、最高効率（エアギャップ
間隔０．３ｍｍ）を評価した。その結果、いずれの場合
でも９０．０％以上の最高効率が得られた。（比較例２）比較例１のラジアルリングに替えて、実施
例１１で作製したラジアルリング、極異方性リング、径
２極リングを各々用いた以外は比較例１と同様にして接
着剤を塗布し、手で接着作業を行い回転子を構成した。
以降は実施例１１と同様にして各モータの最高効率の評
価を試みたが、各モータの駆動時にいずれも回転子と固
定子とが接触するトラブルを発生した。

【００１４】（実施例１２）内径無加工の焼結リングを
接着剤で固定し、偏芯を抑えた回転子を構成した実施例
を説明する。図８に、本発明の回転子の接着作業に使用
する治具１１０を示す。治具１１０は、底部１１０ｃと
突出部１１０ａ、１１０ｂとを有する。接着剤が固着し
ないように、治具１１０の表面にはテフロン（登録商
標）コーティング１１５が施してある。突出部１１０ｂ
の外径は回転子コア１１２の内径寸法公差内でほぼクリ
アランスが無い状態で挿通する寸法に形成してある。ま
た、突出部１１０ａの内径は焼結リング１１１の加工し
た外周面（基準面）がほぼクリアランスが無い状態で挿
通する寸法に形成してある。この治具１１０に、回転子
コア１１２と実施例１１で作製した３種の内径無加工の
焼結リング１１１とを順次セットし、液状のエポキシ樹
脂１１８を流しこんで所定時間放置し、固化して回転子
を形成した。以降は、実施例１１と同様にしてモータに
組み込んで最高効率を評価した。その結果、８８．０〜
８８．７％という最高効率が得られた。（実施例１３）実施例１２において、液状エポキシ樹脂
に替えて、液状エポキシ樹脂１００重量部に対して鉄粉
を３５重量部配合したものを、回転子コア１１２の外周
面と焼結リング１１１の内径無加工面との間に充填して
固化し、回転子を形成した。以降は実施例１１と同様に
してモータに組み込み、最高効率を評価した。その結
果、最高効率は８８．３〜８８．９％に向上した。（実施例１４）実施例１２において、液状エポキシ樹脂
に替えて、液状エポキシ樹脂１００重量部に対して実質
的にＴｈ_２Ｚｎ_１７型結晶構造を有し、原子％で示され
る主成分組成がＳｍ_８．１Ｆｅ_ｂａｌＴｉ_２．７Ｂ
_２．０Ｎ_１２．５であり、平均結晶粒径が０．２３μ
ｍ、平均粉末粒径が３０．５μｍである等方性の窒化磁
石粉末を３５重量部配合したものを、回転子コア１１２
の外周面と焼結リング１１１の内径無加工面との間に充
填して固化し、回転子を形成した。以降は実施例１１と
同様にしてモータに組み込み、最高効率を評価した。そ
の結果、最高効率は８９．６〜８９．８％に向上した。

【００１５】（実施例１５）次に、回転子コアを用いな
い回転子の実施例を説明する。実施例１で作製したラジ
アルリング（内径同軸度が０．２８ｍｍの内径無加工
品）とシャフトとを、前記のラジアルリングの加工した
外周面とシャフトの回転軸とが同軸になるようにして射
出成形用金型のキャビティ（図示省略）にセットした。
次に、所定の射出成形機（図示省略）に実施例１で作製
したコンパウンドＡを投入してバインダーのナイロン１
２を加熱溶融後、前記のラジアルリングとシャフトとの
間に溶融したコンパウンドＡを射出充填し固化した。こ
の結果、図９に示すように、シャフト１１とラジアルリ
ング１３とがコンパウンドＡからなる射出成形部材１２
により抱持、固定されるとともに両者の相対的な偏芯が
抑えられた回転子１５が得られた。射出成形によりラジ
アルリング１３の上端側および下端側の一部にもコンパ
ウンドＡが被覆されて、ラジアルリング１３とシャフト
１１とが一体的に抱持固定された。次に、ラジアルリン
グ１３の外周面に対称４極着磁（図示省略）を施して界
磁磁極を形成した。射出成形部材１２はシャフト１１を
抱持固定する１２ａ部と、ラジアルリング１３を抱持固
定する１２ｃ部と、１２ａ部と１２ｃ部とを接続する１
２ｂ部とからなる。１４はゲートである。次に、図６に
おいて、回転子４５に替えて回転子１５を組み込んでブ
ラシレスＤＣモータを構成し、以降は実施例１と同様に
してモータの最高効率（エアギャップ間隔０．３ｍｍ）
を評価した。その結果、８９．５％という最高効率が得
られた。このように、回転子コアを用いない場合でも８
９．５％以上の高効率のモータを構成できることがわか
った。

【００１６】上記実施例ではモータの場合を記載した
が、本発明の回転子を発電機に用いれば、内径無加工部
分を有する安価なＲ−Ｔ−Ｂ系異方性リング磁石を用い
た高効率の発電機を構成することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上記述の通り、本発明によれば、内径
無加工部分を有する安価なＲ−Ｔ−Ｂ系の異方性焼結リ
ング磁石を用いて偏芯をエアギャップ間隔の０．３ｍｍ
未満に抑えた有用な回転子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転子の一例を示す斜視図（ａ）およ
び縦断面図（ｂ）を示す。

【図２】比較例の回転子の縦断面図である。

【図３】本発明に用いる代表的なラジアルリングの接合
部と表面磁束密度波形の相関、配向状態を示す模式図で
ある。

【図４】本発明に用いるラジアルリングの内径無加工品
を示す模式図（ａ）、内径無加工面の軸方向の表面粗さ
の測定結果の一例を示す図（ｂ）である。

【図５】本発明に用いるＲ−Ｔ−Ｂ系異方性焼結リング
磁石の内径寸法、内径同軸度の測定要領を説明する図で
ある。

【図６】本発明の回転子を用いたモータの一例を示す要
部断面図である。

【図７】本発明の回転子を用いたモータのエアギャップ
間隔と最高効率の相関の一例を示す図である。

【図８】本発明に用いる接着用治具の一例を示す要部断
面図である。

【図９】本発明の他の回転子の一例を示す要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１１、４１シャフト、１２，４３射出成形部材、１
３，４４，４４’ 焼結リング磁石、１４ゲート、１
５，４５，５５回転子、３５，１１０治具、４２，
１１２回転子コア、４６信号磁極、５３，１１８
接着剤、６３固定子コア、６４固定子巻線、６５
固定子磁極、６９エアギャップ、７０モータ、７５
固定子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物を主相とす
るとともに内径面が無加工部分を有するＲ−Ｔ−Ｂ系の
ラジアル異方性、極異方性または径２極異方性を有する
焼結リング磁石（ＲはＹを含む希土類元素の１種または
２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を用いたことを
特徴とする回転子。
【請求項２】回転軸まわりに前記リング磁石が配置さ
れている回転子であって、前記リング磁石が射出成形部
材を介して固定されている請求項１に記載の回転子。
【請求項３】射出成形部材が実質的に熱可塑性樹脂か
らなる請求項２に記載の回転子。
【請求項４】射出成形部材が実質的に強磁性材料と熱
可塑性樹脂とからなる請求項２に記載の回転子。
【請求項５】射出成形部材が実質的に磁石材料と熱可
塑性樹脂とからなる請求項２に記載の回転子。
【請求項６】磁石材料がＲ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物
を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系磁石粉末（ＲはＹを含む希土
類元素の１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣ
ｏ）および／またはＴｈ_２Ｚｎ_１７型、Ｔｈ_２Ｎｉ_１７
型、ＴｂＣｕ _７型、ＴｈＭｎ_１２型のいずれかを主相と
するＲ−Ｔ−Ｎ系磁石粉末（ＲはＹを含む希土類元素の
１種または２種以上、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）であ
り、射出成形部材の室温における（ＢＨ）maxが４ＭＧ
Ｏｅ以上である請求項５に記載の回転子。
【請求項７】回転軸まわりに前記リング磁石が配置さ
れている回転子であって、前記リング磁石が接着剤を介
して固定されている請求項１に記載の回転子。
【請求項８】接着剤中に強磁性材料を含む請求項７に
記載の回転子。
【請求項９】接着剤中に磁石材料を含む請求項７に記
載の回転子。
【請求項１０】接着剤中に含まれる磁石材料がＲ_２Ｔ
_１４Ｂ型金属間化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系磁石粉
末（ＲはＹを含む希土類元素の１種または２種以上、Ｔ
はＦｅまたはＦｅとＣｏ）および／またはＴｈ_２Ｚｎ
_１７型、Ｔｈ_２Ｎｉ_１７型、ＴｂＣｕ_７型、ＴｈＭｎ
_１２型のいずれかを主相とするＲ−Ｔ−Ｎ系磁石粉末
（ＲはＹを含む希土類元素の１種または２種以上、Ｔは
ＦｅまたはＦｅとＣｏ）である請求項９に記載の回転
子。