JP2003164083A - 永久磁石及びモータ - Google Patents
永久磁石及びモータInfo
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- magnets
- magnet
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- H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
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- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
- H01F7/021—Construction of PM
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- H—ELECTRICITY
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- Electromagnetism (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータ用永久磁石の分割磁石を容易に接着
し、磁石に発生する渦電流の低減と、分割磁石間の絶縁
性を確保する。 【解決手段】 複数の分割磁石と、該分割磁石を接着一
体化するために該分割磁石の接合面に配される、絶縁基
材と接着剤を含む絶縁シートとを含むモータ用永久磁石
及び該永久磁石を用いるモータを提供する。
し、磁石に発生する渦電流の低減と、分割磁石間の絶縁
性を確保する。 【解決手段】 複数の分割磁石と、該分割磁石を接着一
体化するために該分割磁石の接合面に配される、絶縁基
材と接着剤を含む絶縁シートとを含むモータ用永久磁石
及び該永久磁石を用いるモータを提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分割した永久磁石
及びそれを用いたモータに関するものである。
及びそれを用いたモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】モータには小型軽量化、高出力、高効
率、高信頼性が求められている。モータに使われる永久
磁石に交流磁界がかかると、永久磁石には渦電流が発生
し、発生した渦電流により永久磁石が発熱しモータの損
失が大きくなる。特に、高エネルギー積を持つＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の永久磁石のように鉄を含む永久磁石では、導
電率が大きいので、このような永久磁石に流れる高調波
渦電流によって発生する損失でモータの効率が低下し、
さらに永久磁石における発熱が原因で磁石が減磁する現
象がみられる。
率、高信頼性が求められている。モータに使われる永久
磁石に交流磁界がかかると、永久磁石には渦電流が発生
し、発生した渦電流により永久磁石が発熱しモータの損
失が大きくなる。特に、高エネルギー積を持つＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の永久磁石のように鉄を含む永久磁石では、導
電率が大きいので、このような永久磁石に流れる高調波
渦電流によって発生する損失でモータの効率が低下し、
さらに永久磁石における発熱が原因で磁石が減磁する現
象がみられる。
【０００３】永久磁石に発生する渦電流を低減するた
め、一般的には永久磁石を複数の永久磁石片に分割する
方法が採用されている。分割された永久磁石は最終的に
は接着されるが、その場合、各永久磁石片は、隣接する
分割磁石の端面間に跨って渦電流が流れるのを防ぐため
に、電気的に絶縁されている必要がある。
め、一般的には永久磁石を複数の永久磁石片に分割する
方法が採用されている。分割された永久磁石は最終的に
は接着されるが、その場合、各永久磁石片は、隣接する
分割磁石の端面間に跨って渦電流が流れるのを防ぐため
に、電気的に絶縁されている必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】絶縁の方法としては、
分割された各永久磁石片の表面を絶縁コーティングした
後に接着する方法や、各永久磁石片を絶縁性の接着剤に
て接着固定し絶縁する方法などがある。しかしながら、
永久磁石片を一つずつ接着固定する際には、接着面から
の接着剤のはみ出しを除去する作業が必要となったり、
またはみ出した接着剤が隣の接着端面に廻りこみ、それ
により分割磁石の端が固定され、接着面への接着剤の塗
り忘れなどがおきたりしていた。また、磁石表面を絶縁
コーティングすることは工程が増えコストアップとなり
問題があった。さらに、絶縁コーティングや絶縁性の接
着剤の厚みを薄くすると、部分的に導通する場合があ
り、接着面の絶縁性は必ずしも完全では無かった。本発
明は、モータ用永久磁石の分割磁石を容易に接着し、磁
石に発生する渦電流の低減と、分割磁石間の絶縁性を確
保することを目的としている。
分割された各永久磁石片の表面を絶縁コーティングした
後に接着する方法や、各永久磁石片を絶縁性の接着剤に
て接着固定し絶縁する方法などがある。しかしながら、
永久磁石片を一つずつ接着固定する際には、接着面から
の接着剤のはみ出しを除去する作業が必要となったり、
またはみ出した接着剤が隣の接着端面に廻りこみ、それ
により分割磁石の端が固定され、接着面への接着剤の塗
り忘れなどがおきたりしていた。また、磁石表面を絶縁
コーティングすることは工程が増えコストアップとなり
問題があった。さらに、絶縁コーティングや絶縁性の接
着剤の厚みを薄くすると、部分的に導通する場合があ
り、接着面の絶縁性は必ずしも完全では無かった。本発
明は、モータ用永久磁石の分割磁石を容易に接着し、磁
石に発生する渦電流の低減と、分割磁石間の絶縁性を確
保することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、分割された
永久磁石片を容易にかつ確実に絶縁しながら接着する方
法を検討した結果、永久磁石片の接合面に接着材を含ん
だ絶縁シートを用いて接着することで、確実に絶縁性を
確保し渦電流を低減した磁石を生産性よく製造し得るこ
とを見出した。
永久磁石片を容易にかつ確実に絶縁しながら接着する方
法を検討した結果、永久磁石片の接合面に接着材を含ん
だ絶縁シートを用いて接着することで、確実に絶縁性を
確保し渦電流を低減した磁石を生産性よく製造し得るこ
とを見出した。
【０００６】本発明は、具体的には、複数の分割磁石
と、該分割磁石を接着一体化するために該分割磁石の接
合面に配される、絶縁基材と接着剤を含む絶縁シートと
を含んでなるモータ用永久磁石及び該永久磁石を用いる
モータを提供する。
と、該分割磁石を接着一体化するために該分割磁石の接
合面に配される、絶縁基材と接着剤を含む絶縁シートと
を含んでなるモータ用永久磁石及び該永久磁石を用いる
モータを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、例えば、図１
のような分割された永久磁石片２が接着剤を含む絶縁シ
ート３は挟んで接着一体化され、一体化された永久磁石
１を構成する。一体化磁石１を構成する分割磁石２は互
いに電気的絶縁が確保されている。なお、本発明におい
て分割磁石とは、製品が２個以上の複数の磁石で一体化
して形成されているものをいう。複数の磁石は、それぞ
れ同一の形状や大きさであってもよいし、異なる形状や
大きさであってもよい。
のような分割された永久磁石片２が接着剤を含む絶縁シ
ート３は挟んで接着一体化され、一体化された永久磁石
１を構成する。一体化磁石１を構成する分割磁石２は互
いに電気的絶縁が確保されている。なお、本発明におい
て分割磁石とは、製品が２個以上の複数の磁石で一体化
して形成されているものをいう。複数の磁石は、それぞ
れ同一の形状や大きさであってもよいし、異なる形状や
大きさであってもよい。
【０００８】本発明において、永久磁石の分割数は特に
指定されるものではない。分割数が多くなれば、電気的
絶縁の効果が大きくなり渦電流の発生がより抑制される
が、反面コストアップの要因となりうるため、分割数は
渦電流抑制効果とコストの両面を勘案し決定されるもの
である。
指定されるものではない。分割数が多くなれば、電気的
絶縁の効果が大きくなり渦電流の発生がより抑制される
が、反面コストアップの要因となりうるため、分割数は
渦電流抑制効果とコストの両面を勘案し決定されるもの
である。
【０００９】本発明に用いる磁石の種類は特に問わず、
いずれの材質も使用可能であり、例えば高性能の希土類
磁石であるＳｍ−Ｃｏ系焼結磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系ボンド
磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボ
ンド磁石などが使用できる。また、磁石表面にメッキ膜
や絶縁被膜の有無は特に問わない。
いずれの材質も使用可能であり、例えば高性能の希土類
磁石であるＳｍ−Ｃｏ系焼結磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系ボンド
磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボ
ンド磁石などが使用できる。また、磁石表面にメッキ膜
や絶縁被膜の有無は特に問わない。
【００１０】分割磁石として使用する場合、０．５〜１
００ｍｍの厚さの磁石を用いることが好ましい。厚くな
りすぎると、分割磁石を扱いづらく、接着作業が困難と
なる。薄すぎると、分割磁石を扱いづらく、積み重ねの
誤差が大きくなり、接着後の寸法精度を出しづらい場合
がある。
００ｍｍの厚さの磁石を用いることが好ましい。厚くな
りすぎると、分割磁石を扱いづらく、接着作業が困難と
なる。薄すぎると、分割磁石を扱いづらく、積み重ねの
誤差が大きくなり、接着後の寸法精度を出しづらい場合
がある。
【００１１】本発明に用いる絶縁基材としては、紙、
布、不織布、フィルム、クロス等が挙げられ、好ましく
は、不織布、フィルム、クロスを用いることができる。
特に厚さにもよるが、抵抗値１０13〜１０16Ωｃｍを有
する絶縁樹脂からなる絶縁基材が挙げられる。例えば、
ガラスクロスや、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリウレタン等から選ばれる不織布やフィルム等が
挙げられ、それぞれ接着剤が含浸しているか、塗布され
ていることを特徴とするものである。特に、ガラスクロ
スを用いることが好ましい。
布、不織布、フィルム、クロス等が挙げられ、好ましく
は、不織布、フィルム、クロスを用いることができる。
特に厚さにもよるが、抵抗値１０13〜１０16Ωｃｍを有
する絶縁樹脂からなる絶縁基材が挙げられる。例えば、
ガラスクロスや、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリウレタン等から選ばれる不織布やフィルム等が
挙げられ、それぞれ接着剤が含浸しているか、塗布され
ていることを特徴とするものである。特に、ガラスクロ
スを用いることが好ましい。
【００１２】絶縁基材の厚さとしては、好ましくは１０
〜１０００μｍであり、材質等によるが、５０〜７５０
μｍのものを選ぶと更に好ましく、絶縁基材表面をプラ
ズマ処理等の表面加工を施しておいてもよい。
〜１０００μｍであり、材質等によるが、５０〜７５０
μｍのものを選ぶと更に好ましく、絶縁基材表面をプラ
ズマ処理等の表面加工を施しておいてもよい。
【００１３】本発明に用いる接着剤としては、例えばエ
ポキシ系、アクリル系、シリコーン系、セラミック系な
どが挙げられ、特に作業性の点から熱硬化性エポキシ
系、速乾性アクリル系の接着剤を選択することが好まし
い。具体的には、エポキシレジンＡＶ１３８（チバガイ
ギー社製）、ハードロックＧ５５（電気化学社製）等が
挙げられる。
ポキシ系、アクリル系、シリコーン系、セラミック系な
どが挙げられ、特に作業性の点から熱硬化性エポキシ
系、速乾性アクリル系の接着剤を選択することが好まし
い。具体的には、エポキシレジンＡＶ１３８（チバガイ
ギー社製）、ハードロックＧ５５（電気化学社製）等が
挙げられる。
【００１４】本発明で用いる絶縁シートは、絶縁基材と
接着剤を含む。特に接着剤を含む絶縁シートの選定の際
には、磁石の使用温度、使用荷重等、使用する環境、コ
ストを考慮し、目的に応じて選定する必要がある。ま
た、絶縁シートにより接着された一体化磁石をさらに加
工し最終形状にする場合には、当該加工に耐えうる接着
強度を持った接着剤含有絶縁シートの選定が必要とな
る。
接着剤を含む。特に接着剤を含む絶縁シートの選定の際
には、磁石の使用温度、使用荷重等、使用する環境、コ
ストを考慮し、目的に応じて選定する必要がある。ま
た、絶縁シートにより接着された一体化磁石をさらに加
工し最終形状にする場合には、当該加工に耐えうる接着
強度を持った接着剤含有絶縁シートの選定が必要とな
る。
【００１５】これら接着剤含有絶縁シートは、分割磁石
の接着面形状と同形状、または多少大きめに準備され、
必要に応じて適当な寸法に加工された磁石間に挿入され
る。磁石間に挿入される絶縁シートは、磁石に直接接着
剤を塗布して、絶縁基材を貼付する方法と、接着剤を絶
縁基材に含浸させる方法と、絶縁基材に予め接着剤を塗
布しておき、磁石間に挿入する方法等が挙げられる。は
み出し性の問題から特に接着剤を含浸させた絶縁シート
を用いることが好ましい。
の接着面形状と同形状、または多少大きめに準備され、
必要に応じて適当な寸法に加工された磁石間に挿入され
る。磁石間に挿入される絶縁シートは、磁石に直接接着
剤を塗布して、絶縁基材を貼付する方法と、接着剤を絶
縁基材に含浸させる方法と、絶縁基材に予め接着剤を塗
布しておき、磁石間に挿入する方法等が挙げられる。は
み出し性の問題から特に接着剤を含浸させた絶縁シート
を用いることが好ましい。
【００１６】接着剤を絶縁基材に含有させた絶縁シート
は、絶縁基材に対して接着剤を３０〜８０重量％に含ま
せたものを使用することがよい。接着剤が多すぎると、
接着剤がはみ出し、また硬化に時間がかかる。また、少
なすぎると、磁石を一体化することができず、絶縁が充
分でなく渦電流を抑制できない場合がある。
は、絶縁基材に対して接着剤を３０〜８０重量％に含ま
せたものを使用することがよい。接着剤が多すぎると、
接着剤がはみ出し、また硬化に時間がかかる。また、少
なすぎると、磁石を一体化することができず、絶縁が充
分でなく渦電流を抑制できない場合がある。
【００１７】所定数量の分割磁石間に接着剤含有絶縁シ
ートを挿入した後、室温、加熱、紫外線等により接着剤
は硬化され、磁石は一体化される。接着剤を加熱する場
合は、例えば５０〜２５０℃に加熱する。熱硬化型接着
剤が含浸された絶縁シートを使用する場合には、スプリ
ングプランジャー等で接着面側に適当な荷重がかかるよ
うな治具を用い、接着材含浸絶縁シートの接着剤が硬化
する所定の温度、時間に曝し硬化すると確実な接着がで
きる。また、一体化する場合には、必要に応じて０．０
１〜１０ｇ／ｍｍ2の加圧荷重をかけることができる。
ートを挿入した後、室温、加熱、紫外線等により接着剤
は硬化され、磁石は一体化される。接着剤を加熱する場
合は、例えば５０〜２５０℃に加熱する。熱硬化型接着
剤が含浸された絶縁シートを使用する場合には、スプリ
ングプランジャー等で接着面側に適当な荷重がかかるよ
うな治具を用い、接着材含浸絶縁シートの接着剤が硬化
する所定の温度、時間に曝し硬化すると確実な接着がで
きる。また、一体化する場合には、必要に応じて０．０
１〜１０ｇ／ｍｍ2の加圧荷重をかけることができる。
【００１８】このようにして分割永久磁石は、接着剤含
有絶縁シートにより一体化され、所定の永久磁石（例え
ば図1の永久磁石１）となる。さらに必要であれば、接
着された磁石を追加加工し、例えば図２に示すように、
分割磁石１２、１４、１６と絶縁シート１３、１５を有
し、複雑な断面形状をもった一体化永久磁石１１に仕上
げることもできる。また、分割された磁石を接着した
後、それを切断することにより、１回の接着作業で複数
の永久磁石を製造することも可能である。
有絶縁シートにより一体化され、所定の永久磁石（例え
ば図1の永久磁石１）となる。さらに必要であれば、接
着された磁石を追加加工し、例えば図２に示すように、
分割磁石１２、１４、１６と絶縁シート１３、１５を有
し、複雑な断面形状をもった一体化永久磁石１１に仕上
げることもできる。また、分割された磁石を接着した
後、それを切断することにより、１回の接着作業で複数
の永久磁石を製造することも可能である。
【００１９】本発明により接着された永久磁石は、モー
タ用永久磁石として使用されるが、そのモータの構造に
は依らず使用されるものであり、特に埋め込み型モータ
への適用に好適である。
タ用永久磁石として使用されるが、そのモータの構造に
は依らず使用されるものであり、特に埋め込み型モータ
への適用に好適である。
【００２０】以下、本発明を実施例を用いて説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】実施例１と比較例１
実施例１として、図３に示す８分割された板状磁石をＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石で作製した。各分割された磁石片
（２２〜３４のうち偶数番号）は寸法５８Ｌ×１３Ｗ×
１２Ｔｍｍであり、表面処理は施されておらず、厚さ
０．１ｍｍのエポキシ樹脂５０％含浸ガラスクロス（抵
抗値２×１０14Ωｃｍ）を使用して６×１０-3ｋｇ／ｍ
ｍ2の荷重で接着（２３〜３５の奇数番号）一体化され
た。比較例１として、実施例１と同様に分割された磁石
片（２２〜３４のうち偶数番号）を、熱硬化型エポキシ
接着剤（チバガイギー製エポキシレジンＡＶ１３８）を
０．１ｍｍ塗布して、接着一体化した。一体化後、その
各分割磁石間２２−２４、２４−２６、２６−２８、２
８−３０、３０−３２、３２−３４、３４−３６の電気
抵抗を測定した。
ｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石で作製した。各分割された磁石片
（２２〜３４のうち偶数番号）は寸法５８Ｌ×１３Ｗ×
１２Ｔｍｍであり、表面処理は施されておらず、厚さ
０．１ｍｍのエポキシ樹脂５０％含浸ガラスクロス（抵
抗値２×１０14Ωｃｍ）を使用して６×１０-3ｋｇ／ｍ
ｍ2の荷重で接着（２３〜３５の奇数番号）一体化され
た。比較例１として、実施例１と同様に分割された磁石
片（２２〜３４のうち偶数番号）を、熱硬化型エポキシ
接着剤（チバガイギー製エポキシレジンＡＶ１３８）を
０．１ｍｍ塗布して、接着一体化した。一体化後、その
各分割磁石間２２−２４、２４−２６、２６−２８、２
８−３０、３０−３２、３２−３４、３４−３６の電気
抵抗を測定した。
【００２１】その結果、エポキシ接着剤のみ塗布して
（比較例）接着された磁石の各分割磁石間の電気抵抗
は、表１に示す通り非常にばらつきの大きく、全ての各
分割磁石間の絶縁を確保するのは困難であった。それに
対して、絶縁シートを用いて接着された一体化品におい
ては、各分割磁石間の電気抵抗はＹＯＫＯＧＡＷＡ製デ
ジタルマルチメータを使用して測定し、すべて４０ＭΩ
以上を示し、絶縁が確実に行われていることを示してい
る。さらに、接着一体化の作業も、絶縁シートを用いた
場合のほうが簡便・容易であり、作業時間は接着剤のみ
での接着作業と比較し１／３の時間で完了できた。
（比較例）接着された磁石の各分割磁石間の電気抵抗
は、表１に示す通り非常にばらつきの大きく、全ての各
分割磁石間の絶縁を確保するのは困難であった。それに
対して、絶縁シートを用いて接着された一体化品におい
ては、各分割磁石間の電気抵抗はＹＯＫＯＧＡＷＡ製デ
ジタルマルチメータを使用して測定し、すべて４０ＭΩ
以上を示し、絶縁が確実に行われていることを示してい
る。さらに、接着一体化の作業も、絶縁シートを用いた
場合のほうが簡便・容易であり、作業時間は接着剤のみ
での接着作業と比較し１／３の時間で完了できた。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】この発明は、モータ用永久磁石を分割し
た場合、磁石片の絶縁接着を容易かつ確実に行うことが
可能である。また、この発明により渦電流損失を低減
し、高性能のモータを提供できる。
た場合、磁石片の絶縁接着を容易かつ確実に行うことが
可能である。また、この発明により渦電流損失を低減
し、高性能のモータを提供できる。
【図１】永久磁石片が接着剤を含む絶縁シートを挟んで
接着された永久磁石を示す図である。
接着された永久磁石を示す図である。
【図２】複雑な断面形状をもった一体化永久磁石を示す
図である。
図である。
【図３】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石で作製した８分割され
た板状磁石を絶縁接着した図である。
た板状磁石を絶縁接着した図である。
1,11,21 永久磁石
2,4,6,12,14,16,22,24,26,28,30,32,34,36 永久磁石片
3,5,13,15,23,25,27,29,31,33,35 絶縁シート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 今村 和夫
福井県武生市北府二丁目１番５号 信越化
学工業株式会社武生工場内
Ｆターム(参考） 5H622 CA02 CB01 CB04 CB05 DD02
PP19
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の分割磁石と、該分割磁石を接着す
るために該分割磁石の接合面に配される、絶縁基材と接
着剤を含む絶縁シートとを含んでなるモータ用永久磁
石。 - 【請求項２】 上記接着剤が、エポキシ樹脂又はアクリ
ル樹脂である請求項１に記載のモータ用永久磁石。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された永久
磁石を用いるモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356841A JP2003164083A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 永久磁石及びモータ |
| US10/293,606 US20030104246A1 (en) | 2001-11-22 | 2002-11-13 | Permanent magnet and motor |
| DE60228188T DE60228188D1 (de) | 2001-11-22 | 2002-11-20 | Dauermagnete für elektrische Motoren |
| EP02257996A EP1315267B1 (en) | 2001-11-22 | 2002-11-20 | Permanent magnet for electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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