JPS6084958A - 回転電機用ロ−タ - Google Patents
回転電機用ロ−タInfo
- Publication number
- JPS6084958A JPS6084958A JP58191469A JP19146983A JPS6084958A JP S6084958 A JPS6084958 A JP S6084958A JP 58191469 A JP58191469 A JP 58191469A JP 19146983 A JP19146983 A JP 19146983A JP S6084958 A JPS6084958 A JP S6084958A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- electric machine
- thermal expansion
- cavity
- shaft
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
- H02K1/2733—Annular magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と合成
樹脂とからなる溶融混合物を、磁界を印加した金型キャ
ビティ中に射出して成形した回転電機用ロータの熱衝撃
に対する耐割れ特性を向上させたものである。
樹脂とからなる溶融混合物を、磁界を印加した金型キャ
ビティ中に射出して成形した回転電機用ロータの熱衝撃
に対する耐割れ特性を向上させたものである。
回転電機用ロータ、例えば自転車の発電機に使用される
ロータは、一般に円筒状磁石にロータ回転軸を挿通固定
することにより構成され、従来公知の製造工程は次の通
りである。すなわち、等方性フェライトの強磁性粉末に
少量のバインダーを添加し、これをプレス成形して中心
に小径の貫通孔を有する円筒状成形体を得、この成形体
を高温で焼結した後ロータ回転軸を前記貫通孔に挿通接
着し、次いでこれを着磁ヨークにより磁化して回転電機
用ロータを製造している。しかし前述した従来の等方性
フェライト磁石からなる回転電機用ロータは、■磁気特
性が低い■製造工程数が多く複雑になって製造コストが
嵩む■ロータ回転軸の芯出し精度が低く、芯振れが生じ
易い等の難点があった。
ロータは、一般に円筒状磁石にロータ回転軸を挿通固定
することにより構成され、従来公知の製造工程は次の通
りである。すなわち、等方性フェライトの強磁性粉末に
少量のバインダーを添加し、これをプレス成形して中心
に小径の貫通孔を有する円筒状成形体を得、この成形体
を高温で焼結した後ロータ回転軸を前記貫通孔に挿通接
着し、次いでこれを着磁ヨークにより磁化して回転電機
用ロータを製造している。しかし前述した従来の等方性
フェライト磁石からなる回転電機用ロータは、■磁気特
性が低い■製造工程数が多く複雑になって製造コストが
嵩む■ロータ回転軸の芯出し精度が低く、芯振れが生じ
易い等の難点があった。
そこで前述した問題点を解決するべく種々検討を行った
結果、射出成形金型の円筒状キャビティ中に軸心を一致
させてロータ回転軸を臨ませ、前記円筒状キャビティの
半径方向外側がら等分割された複数極の磁界を印加しつ
つ強磁性粉末と合成樹脂との溶融混合物を該キャビティ
中に射出し、この混合物を冷却固化させることによって
、ロータ回転軸が挿通固着された円筒状異方性磁石が製
造され、これは従来の等方性フェライト磁石からなる回
転電機用ロータが有している前記欠点を悉く克服してい
ることが確認された。そして本件出願人は、前記製造方
法につき発明「回転電機用ロータの製造方法およびその
装置」（特願昭５８−９０３４号）として特許出願を行
った。
結果、射出成形金型の円筒状キャビティ中に軸心を一致
させてロータ回転軸を臨ませ、前記円筒状キャビティの
半径方向外側がら等分割された複数極の磁界を印加しつ
つ強磁性粉末と合成樹脂との溶融混合物を該キャビティ
中に射出し、この混合物を冷却固化させることによって
、ロータ回転軸が挿通固着された円筒状異方性磁石が製
造され、これは従来の等方性フェライト磁石からなる回
転電機用ロータが有している前記欠点を悉く克服してい
ることが確認された。そして本件出願人は、前記製造方
法につき発明「回転電機用ロータの製造方法およびその
装置」（特願昭５８−９０３４号）として特許出願を行
った。
ところでこの新たに提案された方法によって製造された
回転電機用ロータについて、使用原材料としての強磁性
粉末や合成樹脂の材質、ロータ回転軸の形状や材質等の
差違により生ずる耐久性の程度を多くの見地から試験し
たところ、急激に加熱した後冷却する熱Ｎ撃試験（−４
０℃〜１００℃）において、円筒状ロータ本体のロータ
回転軸挿通部を基点として割れ（クラック）が瀕発する
ことが判明した。そこでこの原因を更に詳細に検討した
結果、使用する合成樹脂の材質、挿通されるロータ回転
軸の形状および材質に影響されるところが大きく、殊に
円筒状異方性磁石本体に固有の熱膨張率とロータ回転軸
に固有の熱膨張率との差が大きい程、先に述べた割れが
生じ易いことを突止めた。
回転電機用ロータについて、使用原材料としての強磁性
粉末や合成樹脂の材質、ロータ回転軸の形状や材質等の
差違により生ずる耐久性の程度を多くの見地から試験し
たところ、急激に加熱した後冷却する熱Ｎ撃試験（−４
０℃〜１００℃）において、円筒状ロータ本体のロータ
回転軸挿通部を基点として割れ（クラック）が瀕発する
ことが判明した。そこでこの原因を更に詳細に検討した
結果、使用する合成樹脂の材質、挿通されるロータ回転
軸の形状および材質に影響されるところが大きく、殊に
円筒状異方性磁石本体に固有の熱膨張率とロータ回転軸
に固有の熱膨張率との差が大きい程、先に述べた割れが
生じ易いことを突止めた。
従って本発明は、磁界を印加したキャビティ中に強磁性
粉末と合成樹脂とからなる溶融混合物を射出して、ロー
タ回転軸が予め挿通固定された回転電機用ロータを製造
するに際し、熱衝撃に対する耐割れ特性を良好に向上さ
せることを目的とす前記目的を達成するため本発明は、
射出成形金型の円筒状キャビティ中に軸心を一致させて
ロータ回転軸を臨ませ、前記キャビティに複数極の磁界
を印加しつつ磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と合成
樹脂との溶融混合物を射出して成形した回転電機用ロー
タにおいて、前記ロータを構成する円筒状磁石に挿通固
定されるロータ回転軸として熱膨張率が１．６Ｘ１０−
’／’Ｃ〜１０ Ｘ １０−’ ／’Ｃの範囲にある材
質を用いることを特徴とする。
粉末と合成樹脂とからなる溶融混合物を射出して、ロー
タ回転軸が予め挿通固定された回転電機用ロータを製造
するに際し、熱衝撃に対する耐割れ特性を良好に向上さ
せることを目的とす前記目的を達成するため本発明は、
射出成形金型の円筒状キャビティ中に軸心を一致させて
ロータ回転軸を臨ませ、前記キャビティに複数極の磁界
を印加しつつ磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と合成
樹脂との溶融混合物を射出して成形した回転電機用ロー
タにおいて、前記ロータを構成する円筒状磁石に挿通固
定されるロータ回転軸として熱膨張率が１．６Ｘ１０−
’／’Ｃ〜１０ Ｘ １０−’ ／’Ｃの範囲にある材
質を用いることを特徴とする。
次に本発明に係る回転電機用ロータについて。
好適な実施例を挙げて以下詳細に説明する。本発明にお
いて、後述するように種々の材質を回転電機用ロータの
溝成材料として使用する供試実験を行った結果、ロータ
回転軸の熱膨張率は、１．６ Ｘ １０−” ／’Ｃ−
１０Ｘ １０−５／’Ｃノ範ｉ［＝３１するのが好まし
く、材質そのものとしては引張り強さ、耐摩耗性等、ロ
ータ回転軸に要求される所定の機械的強度を満足してい
る限り、金属、非金属の何れでも差支えないことが判明
した。すなわち熱膨張率が１．、６ Ｘ １０−” １
℃よりも低すぎるときは、前記熱衝撃試験において冷却
時に亀裂の発生する割合が大きくなり、また熱膨張率が
１０×１０−５／’Ｃ以上の場合は、前記熱衝撃試験に
おける加熱中に磁石本体内部に過大な引張応力が加わっ
て、同様に亀裂が発生し易くなることが判った。
いて、後述するように種々の材質を回転電機用ロータの
溝成材料として使用する供試実験を行った結果、ロータ
回転軸の熱膨張率は、１．６ Ｘ １０−” ／’Ｃ−
１０Ｘ １０−５／’Ｃノ範ｉ［＝３１するのが好まし
く、材質そのものとしては引張り強さ、耐摩耗性等、ロ
ータ回転軸に要求される所定の機械的強度を満足してい
る限り、金属、非金属の何れでも差支えないことが判明
した。すなわち熱膨張率が１．、６ Ｘ １０−” １
℃よりも低すぎるときは、前記熱衝撃試験において冷却
時に亀裂の発生する割合が大きくなり、また熱膨張率が
１０×１０−５／’Ｃ以上の場合は、前記熱衝撃試験に
おける加熱中に磁石本体内部に過大な引張応力が加わっ
て、同様に亀裂が発生し易くなることが判った。
なお本発明に係る回転電機用ロータに使用される磁気異
方性定数の大きい強磁性粉末としては、例えばフェライ
ト磁石粉末ＭＯ６Ｆｅ２０ｓ （ここにＭはＢａ、Ｓｒ
、Ｐｂの一種以上を示す）、希土類コバルＩ−ａ石（Ｒ
Ｃａｓ系ｒ Ｒ２Ｃｏｎ系。ここにＲはＳｍ。
方性定数の大きい強磁性粉末としては、例えばフェライ
ト磁石粉末ＭＯ６Ｆｅ２０ｓ （ここにＭはＢａ、Ｓｒ
、Ｐｂの一種以上を示す）、希土類コバルＩ−ａ石（Ｒ
Ｃａｓ系ｒ Ｒ２Ｃｏｎ系。ここにＲはＳｍ。
Ｃｅ、Ｐｒ等の希土類元素の１種以上）、Ｍ ｎ Ｂ
ｉその地異方性マンガンアルミ（Ｍｎ−ＡＩ Ｇ）磁石
粉末等が好適に使用される。またこれらの強磁性粉末の
粒子径は、単磁区粒子径付近にあるものとするのが望ま
しい。
ｉその地異方性マンガンアルミ（Ｍｎ−ＡＩ Ｇ）磁石
粉末等が好適に使用される。またこれらの強磁性粉末の
粒子径は、単磁区粒子径付近にあるものとするのが望ま
しい。
また合成樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アミド、ポリフェニレンサルファイド。
アミド、ポリフェニレンサルファイド。
ポリスルホン等の熱可塑性樹脂や、フェノール。
エポキシ等の熱硬化性樹脂が使用可能である。
更にロータ回転軸の材質としては、熱膨張率が室温から
２００℃の温度範囲内において、１．６ ｘ Ｉ Ｃｒ
５／℃〜ｌ Ｏｘ １０−’ １℃の範囲にあるステン
レスｆｉ（１８Ｃｒ、 ８ Ｎｉ）、砲金（８０Ｃｕ−
２０８ｍ）、黄銅（６０Ｃｕ −４０２ｎ）、銅（Ｃｕ
）等の金属単体または合金が使用可能である。また必ず
しも金属材質であることは要件でなく、引張り強さや耐
摩耗性等の機械的強度が充分大きいエンジニアリングプ
ラスチックの単体または複合材であっても、前述した範
囲の熱膨張率を有するものであれば好適に使用可能であ
る。例えば、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレ
ンサルファイド。
２００℃の温度範囲内において、１．６ ｘ Ｉ Ｃｒ
５／℃〜ｌ Ｏｘ １０−’ １℃の範囲にあるステン
レスｆｉ（１８Ｃｒ、 ８ Ｎｉ）、砲金（８０Ｃｕ−
２０８ｍ）、黄銅（６０Ｃｕ −４０２ｎ）、銅（Ｃｕ
）等の金属単体または合金が使用可能である。また必ず
しも金属材質であることは要件でなく、引張り強さや耐
摩耗性等の機械的強度が充分大きいエンジニアリングプ
ラスチックの単体または複合材であっても、前述した範
囲の熱膨張率を有するものであれば好適に使用可能であ
る。例えば、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレ
ンサルファイド。
エポキシ、ポリエステル、フェノール、ポリプロピレン
、ポリカーボネート、ポリアセタール等の樹脂単独また
はこれら樹脂に充填物を混合した複合樹脂材料が使用さ
れる。
、ポリカーボネート、ポリアセタール等の樹脂単独また
はこれら樹脂に充填物を混合した複合樹脂材料が使用さ
れる。
次に、本発明に係る回転電機用ロータの具体的な実施例
につき説明する。第１図に示すように、上下に分割可能
な射出成形金型１０．１２の下金型１２に設けた円筒状
キャビティ１４中に、ロータ回転軸１６をその軸心に一
致させて臨ませ、前記キャビティ１４の半径方向外側に
配置した複数の着磁ヨーク１８により複数極の磁界を印
加しつつ、磁気異方性定数の大きいフェライト磁石粉末
８８重量％とポリアミド６樹脂１２重景％との加熱溶融
混合物をランナ２ｏおよびピンポイントゲート２２を介
して射出し、前記混合物をキャビティ１４中で冷却固化
させることにより、第２図に示すｉＡｌくロータ回転軸
１６が予じめ挿通固定された回転電機用ロータを得た。
につき説明する。第１図に示すように、上下に分割可能
な射出成形金型１０．１２の下金型１２に設けた円筒状
キャビティ１４中に、ロータ回転軸１６をその軸心に一
致させて臨ませ、前記キャビティ１４の半径方向外側に
配置した複数の着磁ヨーク１８により複数極の磁界を印
加しつつ、磁気異方性定数の大きいフェライト磁石粉末
８８重量％とポリアミド６樹脂１２重景％との加熱溶融
混合物をランナ２ｏおよびピンポイントゲート２２を介
して射出し、前記混合物をキャビティ１４中で冷却固化
させることにより、第２図に示すｉＡｌくロータ回転軸
１６が予じめ挿通固定された回転電機用ロータを得た。
このロータの円筒状磁石本体２４は、前記強磁性粉末の
磁化容易軸をその半径方向に多極状に配向するようにし
て成形されている（第３図参照）。
磁化容易軸をその半径方向に多極状に配向するようにし
て成形されている（第３図参照）。
前記回転電機用ロータを製造するに際し、キャビティ１
４中に臨ませるロータ回転軸を、熱膨張率の異なる各種
材質のものに変えて実施した。そしてこのように得られ
た回転電機用ロータについて、−４０６Ｃ〜１２０℃の
温度範囲内における熱衝撃試験を行って、その割れ発生
率を比較したところ、以下の第１表に示す関係が得られ
た。なお円筒状磁石本体の熱膨張係数は、室温〜１００
℃の温度範囲で３．５Ｘ１０−’であった。
４中に臨ませるロータ回転軸を、熱膨張率の異なる各種
材質のものに変えて実施した。そしてこのように得られ
た回転電機用ロータについて、−４０６Ｃ〜１２０℃の
温度範囲内における熱衝撃試験を行って、その割れ発生
率を比較したところ、以下の第１表に示す関係が得られ
た。なお円筒状磁石本体の熱膨張係数は、室温〜１００
℃の温度範囲で３．５Ｘ１０−’であった。
第１表
ロータ回転軸の熱膨張率と割れ発生率との関係また第１
表に示すロータ回転軸の各材質による熱膨張率と割れ発
生率との関係をグラフ図に示すと、第４図に示す通りで
ある。すなわちロータ回転軸の材質が金属、非金属の何
れであっても、熱膨張率が１．６’Ｘ １０−５／℃〜
１ｏｘｌＯ−５／℃の範囲にあるならば、過酷な熱衝撃
試験においても円筒状磁石本体に割れが発生することは
なく、耐割れ特性の優れた回転電機用ロータが得られる
ことが判った。第１表に揚起した試料番号で云えば、試
料Ｎ００１の炭素銅、Ｎｏ、８のニッケル鋼、Ｎｏ、１
０のアルミニウム充填のエポキシ、Ｎｏ、ｉ４のポリメ
チルペンテンを除外した他の材質は、割才し発生率が皆
無であるか、または極めて低く抑え得る点において、磁
界射出成形により製造した回転電機用ロータに挿通固定
されるロータ回転軸として好適に使用可能である。但し
引張り強度や摩耗性等の機械的強度は、前記耐割れ特性
とは別に考察する必要があることは勿論である。例えば
試料Ｎｏ。
表に示すロータ回転軸の各材質による熱膨張率と割れ発
生率との関係をグラフ図に示すと、第４図に示す通りで
ある。すなわちロータ回転軸の材質が金属、非金属の何
れであっても、熱膨張率が１．６’Ｘ １０−５／℃〜
１ｏｘｌＯ−５／℃の範囲にあるならば、過酷な熱衝撃
試験においても円筒状磁石本体に割れが発生することは
なく、耐割れ特性の優れた回転電機用ロータが得られる
ことが判った。第１表に揚起した試料番号で云えば、試
料Ｎ００１の炭素銅、Ｎｏ、８のニッケル鋼、Ｎｏ、１
０のアルミニウム充填のエポキシ、Ｎｏ、ｉ４のポリメ
チルペンテンを除外した他の材質は、割才し発生率が皆
無であるか、または極めて低く抑え得る点において、磁
界射出成形により製造した回転電機用ロータに挿通固定
されるロータ回転軸として好適に使用可能である。但し
引張り強度や摩耗性等の機械的強度は、前記耐割れ特性
とは別に考察する必要があることは勿論である。例えば
試料Ｎｏ。
３の銅は、熱膨張率が１．６７ Ｘｌ０−” ／’ｃ、
割れ発生率１．５％であって、ロータ回転軸として耐割
れ特性の見地からはかろうじて使用可能と云えるが、耐
摩耗性等の機械的強度の点で劣るため実際上使用不能で
ある。
割れ発生率１．５％であって、ロータ回転軸として耐割
れ特性の見地からはかろうじて使用可能と云えるが、耐
摩耗性等の機械的強度の点で劣るため実際上使用不能で
ある。
このように本発明によれば、磁気異方性定数の大きい強
磁性粉末と合成樹脂とからなる混合物を磁界印加した金
型キャビティ中に射出して製造される回転電機用ロータ
において、熱衝撃に対する耐割れ特性が良好に改善され
るものであって、極めて有益な効果を奏するものである
。
磁性粉末と合成樹脂とからなる混合物を磁界印加した金
型キャビティ中に射出して製造される回転電機用ロータ
において、熱衝撃に対する耐割れ特性が良好に改善され
るものであって、極めて有益な効果を奏するものである
。
第１図は射出成形金型に複数極の磁界を印加しつつ強磁
性粉末と合成樹脂との溶融混合物を射出して回転電機用
ロータを成形する装置の概略構造を示す縦断面図、第２
図は磁界射出成形により製造した回転電機用ロータの縦
断面図、第３図は円筒状磁石の粒子配向を示す説明図、
第４図はロータ回転軸の材質による熱膨張率と割れ発生
率との関係をブロンｌ−したグラフ図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 出願人代理人 弁理士 山 本 喜 幾Ｊ：、（ヒｍｊ
’・・ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２
性粉末と合成樹脂との溶融混合物を射出して回転電機用
ロータを成形する装置の概略構造を示す縦断面図、第２
図は磁界射出成形により製造した回転電機用ロータの縦
断面図、第３図は円筒状磁石の粒子配向を示す説明図、
第４図はロータ回転軸の材質による熱膨張率と割れ発生
率との関係をブロンｌ−したグラフ図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 出願人代理人 弁理士 山 本 喜 幾Ｊ：、（ヒｍｊ
’・・ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２
Claims (1)
- 射出成形、金型の円筒状キャビティ中に軸心を一致させ
てロータ回転軸を臨ませ、前記キャビティに複数極の磁
界を印加しつつ磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と合
成樹脂との溶融混合物を射出して成形した回転電機用ロ
ータにおいて、前記ロータを構成する円筒状磁石に挿通
固定されるロータ回転軸として、熱膨張率が１．６ Ｘ
１０−’ ／℃〜１０ Ｘ １０−５／℃の範囲にあ
る材質を用いることを特徴とする回転電機用ロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191469A JPS6084958A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 回転電機用ロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191469A JPS6084958A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 回転電機用ロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084958A true JPS6084958A (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=16275168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58191469A Pending JPS6084958A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 回転電機用ロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007045545A1 (de) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Rotor für eine elektrische maschine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151857A (ja) * | 1983-02-17 | 1983-09-09 | Seiko Epson Corp | 電子時計モ−タ−用ロ−タ−の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP58191469A patent/JPS6084958A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151857A (ja) * | 1983-02-17 | 1983-09-09 | Seiko Epson Corp | 電子時計モ−タ−用ロ−タ−の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007045545A1 (de) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Rotor für eine elektrische maschine |
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