CN101689424A - R-tm-b系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子 - Google Patents

R-tm-b系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子 Download PDF

Info

Publication number
CN101689424A
CN101689424A CN200880022498A CN200880022498A CN101689424A CN 101689424 A CN101689424 A CN 101689424A CN 200880022498 A CN200880022498 A CN 200880022498A CN 200880022498 A CN200880022498 A CN 200880022498A CN 101689424 A CN101689424 A CN 101689424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
radial anisotropic
ringshaped magnet
magnetic core
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880022498A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101689424B (zh
Inventor
平井伸之
枣田充俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of CN101689424A publication Critical patent/CN101689424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101689424B publication Critical patent/CN101689424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • H01F41/028—Radial anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods 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
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
    • H01F7/021—Construction of PM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0231—Magnetic circuits with PM for power or force generation
    • H01F7/0252—PM holding devices
    • H01F7/0268—Magnetic cylinders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012—Rotor

Abstract

本发明提供一种制造在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部的径向各向异性环状磁铁的方法，其特征为，使用由圆柱状的磁芯、和在外面具有与所述槽部相对应的轴线方向突条部且设于磁芯外周的磁芯套筒、和形成用于在与磁芯套筒之间形成环状磁铁的空腔的圆筒状磁性外模构成的模具，相对于装入空腔的磁粉，一边施加径向的磁场，一边进行压缩成形。本发明提供还提供一种径向各向异性环状磁铁，其实质上由R－TM－B(其中，R为含有Y的稀土类元素的至少一种、TM为过渡金属的至少一种、B为硼)构成，在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部，且被着磁成着磁极间的中心线与槽部重合。

Description

R-TM-B系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子
技术领域
本发明涉及在内面的至少一个部位具有在轴线方向形成的槽部的R-TM-B系径向各向异性环状、该磁铁的制造方法，及用于制造该磁铁的模具、以及使用了所述径向各向异性环状磁铁的无刷电动机用转子。
背景技术
实质上由R-TM-B形成的永久磁铁由于廉价且具有高的磁特性，所以被广泛使用。R-TM-B系磁铁具有优良的磁特性，并且机械强度大，且脆性小，因此可承受随烧结时的收缩的内部应力。因此，易于制造径向各向异性及多极各向异性的环状磁铁，能够实现电动机的高输出化、小型化。
在将径向各向异性环状磁铁应用于无刷电动机的转子时，大多经由粘接剂或注射成形树脂将转子磁轭和环状磁铁固定。但是，从最近对电动机等的高品质及高的可靠性要求的观点出发，提案有各种用于避免因环状磁铁和转子磁轭的接触强度下降而导致的空转的技术。
特开平10-201152号公开有一种永久磁铁转子，其以所述凸部和所述凹部的位置一致的方式，使一直维持烧结时形成的内周面的凹凸形状的极各向异性环状磁铁和在与所述内周面的凸部相对应的位置设有凹部的转子磁轭进行嵌合，而且通过充填部件提高强度，如上述所述，记载有不对凹凸形状进行加工而直接利用，由此能够提高环状永久磁铁和转子轴的紧固强度。但是，如果不对所述内周面的凹凸进行加工而直接利用的话，内径尺寸的偏差加大，因此，需要具有取决于插入的转子磁轭外径和磁铁内径尺寸的程度的间隙(增大间隙)，不能充分发挥磁铁的磁特性。
特开2005-304178号公开有一种技术，其使具有与磁极相对应在内面的轴线方向上形成的凹部，并将所述凹部以外的部分研磨成所希望的内径的烧结环状磁铁和与所述凹部相对应在外周面的轴线方向上形成有凸部的转子磁轭嵌合，从而防止环状磁铁和转子磁轭的空转。特开2005-304178号记载有，在烧结极各向异性环状磁铁时，研磨因磁粉的取向引起的收缩的各向异性而形成于磁铁内周面的凹凸中的凸部，由此能够在环状磁铁内面形成轴线方向凹部。由于研磨磁铁内周面的凸部，所以能够将转子磁轭和磁铁内面的间隙保持为一定。但是，毕竟要利用极各向异性磁铁的磁场取向形成的凹凸部，所以能够使用的磁铁限于极各向异性磁铁，不能应用径向各向异性磁铁。
特开平10-201152号、特开2005-304178号等记载的极各向异性环状磁铁具有着磁后的表面磁通密度波形的峰值高、波形也接近正弦波等特征，但由于以成为最终得到的波形图形的方式在成形时使磁粉取向，所以容易发生因给粉的不平衡造成的波形紊乱等成形原因的磁特性的不平衡。另外，由于需要极取向，所以需要加厚磁铁的径向的壁厚。对此，即使径向各向异性磁铁为相同的磁铁，通过着磁方法也能够得到不同的波形图形，电动机设计的自由度大，因此作为各种各样电动机用磁铁被广泛采用。从这样的背景出发，期待能够可靠地进行与转子的止动的、廉价的径向各向异性环状磁铁。
使用径向各向异性环状磁铁的转子作为电动机的转子被广泛使用，但着磁后的表面磁通密度波形难以接近正弦波，而成为台形状(磁极端部的磁通密度急剧发生变化)，因此齿槽特性有时恶化。如果齿槽转矩恶化的话，电动机就产生噪音或振动，因此在电动机设计时如何减小齿槽转矩，成为大的课题之一。
特开平3-265102号公开有一种在内周面或外周面设有至少一个以上的轴方向槽的径向各向异性环状磁铁，记载有通过槽部吸收在烧结时的冷却过程中产生的拉伸应力或压缩应力，从而能够防止裂纹的产生。记载有内周面或外周面的槽通过具有非磁性体的轴线方向突条部的模具成形。但是，特开平3-265102号记载的方法中，由于所述非磁性体的突条部和磁性粉末在成形时的磁场中的磁通密度的差值大，所以在磁铁的槽部附近，磁粉的取向发生紊乱，烧结时发生变形或裂纹。另外，在将所述磁铁作为电动机的转子使用的情况下，由于着磁后的表面磁通密度波形紊乱，所以齿槽转矩恶化。
特开2005-79423号公开有一种模具，其用于制造在周面具有凹凸的径向各向异性环状磁铁，在围绕强磁性体形成的圆筒状的空腔的周面，在轴方向形成有非磁性体的凹凸部，记载有能够减小成形时的磁粉的取向紊乱。由于该模具基于在空腔内没有磁性体即磁粉的状态的磁场取向而设计，所以在成形时的取向磁场中的所述非磁性体的凹凸部和磁性粉末的磁通密度的差值变大。因此，尤其是在凹凸的周期短的情况下，在磁铁的凹部附近的磁粉的取向非常紊乱，烧结时产生变形或裂纹。如上所述，在将磁粉的取向非常紊乱的环状磁铁作为电动机的转子使用时，着磁后的表面磁通密度波形紊乱，故齿槽转矩恶化。
为了抑制各向异性烧结磁铁在烧结后的变形，提高磁特性，特开平9-45568号公开有一种方法，其通过饱和磁化4πIs具有0.5～1.2T的磁性的部件构成至少构成空腔空间一侧的面部分的模具，在磁场中进行压缩成形，但是，特开平9-45568号记载的方法为如长方体样成形通过平面构成的磁铁时的发明，特开平9-45568号没有公开在内周面部分具有凹凸且径向取向的环状磁铁用于积极地抑制所述凹凸部附近的变形的技术。另外，作为模具部件，对4πIs超过1.2T的磁性材料也没有记载。
发明内容
因此，本发明的目的是要提供无刷电动机的转子中的不使齿槽转矩恶化，而能够可靠地进行与电动机的旋转时的止动的径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法，及用于制造该磁铁的模具、以及使用所述径向各向异性环状磁铁的无刷电动机用转子。
鉴于所述目的锐意研究的结果是，本发明者们发现：(1)用于进行径向各向异性环状磁铁的磁场中压缩成形的模具中，在圆柱状的磁芯上设置具有轴线方向突条部的磁性体磁芯套筒；(2)通过被着磁成着磁极间的中心线与设于内面的槽部不重合的径向各向异性环状磁铁，不使齿槽转矩恶化，而能够可靠地进行旋转时的转子和磁铁的止动，想到本发明。
即，制造在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部的径向各向异性环状磁铁的本发明的方法的特征为，使用具有圆柱状的磁芯、和在外面具有与所述槽部相对应的轴线方向突条部且设于所述磁芯外周的磁芯套筒、和在与所述磁芯套筒之间形成用于形成所述径向各向异性环状磁铁的空腔的圆筒状磁性外模的模具，相对于装入所述空腔的磁粉，一边施加径向的磁场，一边进行压缩成形。
优选所述压缩成形时施加的磁场中的所述磁芯套筒的磁通密度A及所述磁粉的磁通密度B满足下式：
0.65≤A/B≤1.2
优选所述磁芯及所述磁性外模的4πIs超过1.7T。
优选所述径向各向异性环状磁铁实质上由R-TM-B(其中，R为含有Y的稀土类元素的至少一种、TM为过渡金属的至少一种、B为硼)构成。
优选具有将在所述径向各向异性环状磁铁的内面形成的槽部以外的部分研削成规定的内径尺寸的工序。
本发明的径向各向异性环状磁铁实质上由R-TM-B(其中，R为含有Y的稀土类元素的至少一种、TM为过渡金属的至少一种、B为硼)构成，其特征为，在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部，且被着磁成着磁极间的中心线与所述槽部不重合。
优选本发明的径向各向异性环状磁铁通过所述制造方法制造。优选本发明的径向各向异性环状磁铁被着磁成着磁极间的中心线与所述槽部不重合。
本发明的无刷电动机用转子的特征为，将所述径向各向异性环状磁铁、和具有与所述径向各向异性环状磁铁的所述槽部的至少一个部位相对应的轴线方向突条部的转子磁轭同心紧固而成。
用于在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部的径向各向异性环状磁铁的制造的本发明的模具，其特征为，由圆柱状的磁芯、和设于所述磁芯的外周的磁芯套筒、和在与所述磁芯套筒之间形成用于形成所述径向各向异性环状磁铁的空腔的圆筒状磁性外模构成，在所述磁芯套筒的外面具有与所述槽部相对应的轴线方向突条部。
由于本发明的径向各向异性环状磁铁在磁铁内面的槽附近的磁粉的取向不紊乱，所以作为无刷电动机用转子使用时，齿槽转矩不恶化。而且，通过将环状磁铁的槽部和转子磁轭的轴线方向突条部嵌合，能够可靠地进行环状磁铁的止动，因此不用担心环状磁铁和转子磁轭发生空转。
通过本发明的模具及方法制造的、在内面具有槽部的径向各向异性环状磁铁在磁场中进行成形时，磁粉的取向不发生紊乱，因此作为无刷电动机用转子使用时，齿槽转矩不会恶化，外径的圆度优良。
本发明的无刷电动机用转子由于齿槽转矩不会恶化，并且能够防止环状磁铁的空转，所以具有高品质及高的可靠性。
附图说明
图1是表示用于成形在内面具有槽部的环状的磁铁的模具的一例的剖面图；
图2是表示套筒设于外周的圆柱状磁芯的一例的纵剖面图；
图3是表示使槽位置中央和着磁极中央一致时的着磁状态的轴直角的剖面图；
图4是表示图3所示的径向各向异性环状磁铁的倾斜着磁状态的周方向展开图；
图5是表示图3所示的径向各向异性环状磁铁的周方向着磁后的表面磁通密度的曲线；
图6是用于烧结体105(比较例)的制作的没有磁芯套筒的模具的扩大剖面图；
图7是表示用于烧结体101(本发明例)的制作的设有磁芯套筒的模具的扩大剖面图；
图8是表示用于烧结体102(本发明例)的制作的设有磁芯套筒及外模套筒的模具的扩大剖面图；
图9表示在内面八个部位具有槽的径向各向异性环状磁铁101～106的轴直角的剖面图；
图10是表示通过实施例4进行的着磁的电流波形的曲线；
图11是表示以槽位置和着磁极间的中心线重合的方式进行着磁的实施例4的转子402的着磁状态的剖面图；
图12是表示通过实施例4制成的转子401～403的齿槽转矩测定结果的曲线；
图13是表示在内面八个部位具有槽部的环状磁铁中嵌入在外面六个部位具有轴线方向突条部的转子磁轭后的状态的剖面图；
图14是表示在内面八个部位具有槽部的环状磁铁中嵌入在外面二个部位具有轴线方向突条部的转子磁轭后的状态的剖面图；
图15是表示具有与转子磁轭的全长相等的二个部位的轴线方向突条部的转子磁轭的立体图；
图16是表示具有比转子磁轭的全长端的二个部位的轴线方向突条部的转子磁轭的立体图；
图17(a)是表示径向各向异性环状形磁铁的成形机的一例的概略剖面图；
图17(b)是表示径向各向异性环状形磁铁的成形机的一例的其它的概略剖面图；
图18是表示着磁轭铁的正面图；
图19是表示实施例1的切出用于测定BH特性的试料片的位置的示意图。
具体实施方式
以下，作为径向各向异性环状磁铁，以R-TM-B系磁铁为中心详细说明本发明。
优选径向各向异性磁铁实质上由R-TM-B形成。优选R为含有Y的稀土类元素的至少一种，优选含有Nd或Pr。TM为过渡金属的至少一种，优选Fe。
优选径向各向异性环状磁铁具有R：24～34质量％、B：0.6～1.8质量％、余量为Fe的组成。R低于24质量％时，残留磁通密度Br及磁矫顽力iHc下降。超过34质量％时，烧结体内部的稀土类富相的区域增多，形态也粗大化，耐腐蚀性下降。B低于0.6质量％时，主相即R2Fe14B相的形成所需要的B量不足，生成具有软磁性的性质的R2Fe17相，磁矫顽力下降。另一方面，B量超过1.8质量％时，非磁性相即B中的富相增加，残留磁通密度Br下降。Fe的一部分(50质量％以下)既可以用Co置换，也可以相对于Fe，含有3质量％以下的Al、Si、Cu、Ga、Nb、Mo、W等元素。
粉碎由粗粉碎和微粉碎组成。优选粗粉碎通过捣碎机、颚式破碎机、布朗粉碎机、盘粉碎机等或氢吸藏法进行。优选微粉碎通过喷射式粉碎机、振动粉碎机、球粉碎机等进行。为了防止氧化，均优选使用有机溶媒或惰性气体且在非氧化氛围气中进行。优选粉碎粒度为2～8μm(F.S.S.S)。不足2μm时，磁粉的活性高，发生剧烈氧化，因此烧结时的变形大，磁特性也恶化。超过8μm时，烧结后的结晶粒径变大，容易引起磁化反转，导致磁矫顽力的下降。
径向各向异性环状磁铁的成形，例如通过图17(a)所示的成形装置进行。模具具有圆柱状的上下磁芯40a、40b、圆筒状的外模30、圆筒状的下模90、圆筒状的上模100，被这些围住的空间构成空腔60。磁芯由上磁芯40a及下磁芯40b构成，上磁芯40a如图17(b)所示，能够从下磁芯40b脱离，上模100能够从空腔60脱离。上磁芯40a和上模100能够各自独立地上下动。一对磁场产生线圈10配置于上下磁芯40a、40b的上下位置，密封后，通过上磁芯40a及下磁芯40b对空腔60施加磁力线70。
径向各向异性环状磁铁的取向磁场强度被能够通过磁芯的磁束量限制。因而，在所制造的磁铁的直径小(磁芯的截面积小)时，作为磁芯，需要饱和磁化高(相同的面积能够通过更多的磁束)的材质。磁铁的直径大时，不受此限制，磁芯可以根据磁铁的形状(尺寸)及特性而适宜选择。用于外模的材料也因为相同的理由，磁铁直径越小，越需要饱和化高的材质。
为了使磁粉取向，施加于空腔60的半径向的磁场的强度优选为159kA/m以上，更优选239kA/m以上。取向磁场的强度低于159kA/m时，磁粉的取向不充分，得不到良好的磁特性。另外，磁场的强度为在空腔60的径向中央部测定出的值。理想的是，成形压力为0.5～2ton/cm2。低于0.5ton/cm2时，成形体的强度弱，容易破碎。另外，超过0.5ton/cm2时，磁粉的取向紊乱，磁特性下降。
图1表示用于在磁场中压缩成形在内面具有槽部的环状的磁铁的模具的一例。模具由圆柱状的磁芯40、设于所述磁芯40的外周的在轴线方向具有突条部41的磁芯套筒45、在与所述磁芯40之间形成空腔60的圆筒状的外模30、设于上述外模30的内面的外模套筒47构成。所谓轴线方向，是指与圆筒状的磁芯套筒的中心轴平行的方向，在图1中，为与纸面垂直的方向。如图2所示，磁芯套筒45通过磁芯上部的突起部42和固定于磁芯下部的环状的止动部件43固定在磁芯40的外周，而且通过粘接剂进行粘接。上述止动部件43通过螺钉44固定。利用该模具进行成形，由此能够得到在内面具有槽部的环状磁铁。在本发明中，上述磁芯40、磁芯套筒45及外模30由磁性体形成。
在成形时施加的磁场中的上述磁芯套筒的磁通密度A优选相对于成形的磁粉的磁通密度B为满足0.65≤A/B≤1.2的值。在上述磁芯套筒使用非磁性体的情况下，施加磁场时的磁通密度可以考虑与应用真空的透磁率时大致相同，与磁芯套筒使用磁性体的情况相比，为低的值。A/B的值低于0.65，即上述磁芯套筒的磁通密度小且接近非磁性体时，成形时的磁粉的紊乱加大。A/B的值超过1.2，即上述磁芯套筒的磁通密度大时，套筒和磁粉的磁通密度的差值大，成形时的磁粉的紊乱加大。A/B的值进而优选为0.8≤A/B≤1.2，更优选为0.9≤A/B≤1.15.
如上所述控制磁芯套筒的磁特性，能够将从饱和磁化4∏Is高的圆柱状磁芯扩散成放射状的磁束的密度降低到在通过磁芯套筒时与磁粉的磁通密度相同。其结果是，能够抑制模具磁芯套筒的突条部附近的磁粉的取向紊乱。
既可以在圆柱状磁性磁芯上直接套上在轴线方向具有突条部的磁性套筒，也可以将具有上述圆柱状磁性磁芯和上述磁性套筒的中间的磁特性(压缩成形时施加的磁场中的磁通密度)的材质的套筒介装在这些之间。通过这样的构成，在从磁芯扩散成放射状的磁束进入套筒时，进一步使磁通密度平稳地下降，从而能够与成形时的磁场中的磁粉的磁通密度吻合。
磁芯套筒优选耐磨损性优良的材质，具体地说，优选超硬合金(选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo及W组成的群中的至少一种金属的碳化物和Fe、Ni、Co等金属的合金)。超硬合金通过组成及制造方法改变磁特性。例如，WC-Co系超硬合金时，通过Co的含量改变饱和磁化。磁芯套筒，例如优选选择在318kA/m的磁场中的磁通密度为0.6～1T的材料，更优选为0.8～1T的材料。在低于0.6T时，由于上述磁芯套筒的磁通密度小，接近于非磁性体，所以成形时的磁粉的紊乱加大。超过1T时，上述磁芯套筒的磁通密度比磁粉大，故成形时的磁粉的紊乱加大。
外模套筒与磁芯套筒相比较，磁性的影响非常小，因此，既可以是磁性体的套筒，也可以是非磁性体的套筒。优选外模套筒成形时的磁通密度C与成形时的磁粉的磁通密度B之间满足C/B≤1.2的关系。因此，外模套筒的材质只要考虑用于防止与成形时的磁粉的摩擦的磨损的耐磨性等量产上的问题适宜确定即可。外模套筒的厚度只要适宜选择发挥耐磨性且磁通密度的下降少的厚度即可。
优选烧结在真空或氩氛围气中、在1000～1150℃下进行。低于1000℃时，烧结不足，得不到所需要的密度，磁特性下降。超过1150℃时，因过烧结，发生变形及磁特性的下降。优选烧结在约束成形体的状态，尤其是在环状磁铁内侧插入了圆柱体的状态下进行。通过在约束状态下烧结成形体，能够提高径向各向异性环状磁铁的圆度。
烧结在Mo制的耐热容器中放入Mo板，且在其上放置成形体进行。在Mo板的压延材料的表面粗糙度低时，易于发生烧结体和Mo板的烧结，并且Mo板和径向各向异性环状磁铁成形体的下部(接触面)的摩擦阻力大，故在伴随烧结的收缩的过程中，径向各向异性环状磁铁发生变形，圆度下降。为防止烧结体与Mo板的烧结，理想的是，通过机械加工等提高Mo板的表面粗糙度，减小与成形体的接触面积。作为上述机械加工，优选喷砂处理。喷砂后的Mo板的表面粗糙度(JISR6001-1983)优选5μm～100μm，更优选7μm～50μm，进而优选10μm～30μm。低于5μm时，容易发生烧结体和Mo板的烧结，在烧结时磁铁发生变形。超过100μm时，在收缩的过程中，烧结体粘于Mo板而发生变形。
烧结之后，优选对上述烧结体实施热处理。热处理既可以在后述的加工前进行，也可以在加工后进行。
所得到的烧结体优选根据需要将外面、内面及端面加工成所要求的尺寸。加工可以适宜使用外径研磨机、内径研磨机、平面研磨机等既有的设备。可以根据需要进行电镀、涂敷、铝真空蒸镀、化成处理等表面处理。
将转子磁扼嵌入在内面具有槽部的径向各向异性环状磁铁，并通过粘接剂进行粘接，制作无刷电动机用转子。在转子磁扼的外周，在与环状磁铁的槽部的至少一个部位相对应的位置，在轴线方向上形成有突条部。
紧固在无刷电动机用转子磁扼150上的径向各向异性环状磁铁120，例如使用具有图18所示的线圈140的着磁扼铁130(在进行着磁时，箭头表示施加的磁场的方向)，如图3及图4所示，优选以形成倾斜角度且着磁极间的中心线115与上述槽110不重合的方式进行着磁，此时，更优选以着磁极中央线180和设于环状磁铁的内面的槽110的中央线111的部分地也交叉的方式进行着磁。在此，所谓着磁极间的中心线115(图4中未图示)是指距图4中的相邻的着磁极中央线180、180a等距离且平行的线。该着磁极间的中心线115为大致轴方向上连结环状磁铁的表面磁通密度为零的点(在表示周方向的表面磁通密度的图5的曲线上B＝0的点)的线。
着磁条件只要根据径向各向异性环状磁铁的材质及尺寸适宜选定即可，但后述的实施例所述的径向各向异性环状磁铁时，优选电容量为1000～2000μF、充电电压1000～2500V及着磁电流8～25kA。着磁电流不满8kA时，着磁后得不到所希望的着磁特性。另外，超过25kA时，即使进行着磁，也没有发现着磁后的磁特性提高。
通过在转子磁扼的外面形成与磁铁内面的槽部相对应的轴线方向突条部，能够防止与磁铁的空转，但轴线方向突出条的数不一定与槽部的数相同，只要至少有一个轴线方向突条部，就能够充分发挥防止空转的效果。如图3所示，如果使六个部位具有轴线突条部的转子磁轭220与八个部位具有槽部的径向各向异性环状磁铁210进行匹配的话，则在六个部位形成轴线方向突条部和磁铁的槽部相合的部分240，两个部位形成转子磁轭和磁铁的槽部的空隙部分230。上述空隙部分230对防止磁铁和转子磁轭的空转无效，但能够通过六个部位的轴线方向突条部和磁铁的槽部相合的部分240发挥防止空转的效果。如图14所示，通过两个部位的轴线方向突条部和磁铁的槽部相合的部分240也能够充分发挥防止空转的效果。
优选转子磁轭外面的轴线方向突条部的数比磁铁内面的槽部的数少。在烧结径向各向异性环状磁铁成形体时，如果耐热容器中的Mo板和环状磁铁成形体下部的摩擦阻力大的话，则有有时烧结体的一部分发生变形。其结果是，发生磁铁内面的槽部与转子磁轭外面的突条部不能很好匹配的情况。通过使转子磁轭外面的突条部的数比磁铁内面的槽部的数少，能够利用不变形的磁铁内面的槽部匹配突条部，能够防止生产效率的下降或环状磁铁或转子磁轭的再加工造成的低效率。
如图15所示，轴线方向突条部的长度也可以与磁铁的轴方向的长度相同，但不一定必须这样，如图16所示，只要是能够防止磁铁和转子磁轭的空转程度的大小即可。
转子磁轭也可以使用将电磁钢板层叠而成的层叠钢板。虽然图中省略了转子磁轭的轴，但能够根据制作的电动机的规格及用途而适宜设置。
实施例
实施例1
烧结体101的制作(本发明例)
利用具有SK3制的外模30、非磁性的超硬的外模套筒47、珀明德磁合金制的磁芯40、富士超硬合金D40(冨士ダイス株式会社制)制的磁芯套筒45构成的模具的、如图17(a)及图17(b)所示的成形装置，在磁场中进行压缩成形(磁场强度：318akA/m)，得到了在内面的八个部位均等地具有槽部的R-TM-B径向各向异性环状磁铁[具有Nd：23.6质量％、Dy：2.2质量％、Pr：6.6质量％、B：1质量％、余量Fe及不可避免的杂质]的成形体。上述磁芯套筒45与圆形的磁芯40同轴，在轴线方向具有突条部42。上述外模套筒47设于外模30的内面。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度比A/B为0.7。其后，在Mo容器内铺设的Mo的板上放置在环状内部插入了圆柱体的状态的成形体，然后进行烧结。进而实施热处理，得到了环状磁铁烧结体。
烧结体102的制作(本发明例)
除使用具有富士超硬合金D40制的磁芯套筒45及富士超硬合金D40制的外模套筒47的模具外，其它的与烧结体101相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为0.7。
烧结体103的制作(本发明例)
除使用具有富士超硬合金D60(冨士ダイス株式会社制)制的磁芯套筒45的模具外，其它的与烧结体101相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为1.1。
烧结体104的制作(本发明例)
除使用具有富士超硬合金D60制的磁芯套筒45及富士超硬合金D60制的外模套筒47的模具外，其它的与烧结体101相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为1.1。
烧结体105的制作(比较例)
除使用图6所示的具有在轴线方向设有突条部41的珀明德磁合金制的磁芯40的模具外，其它的与烧结体101相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为2.4。此时，作为A值，使用了珀明德磁合金的饱和磁通密度4∏ls＝2.2T。
烧结体106的制作(比较例)
除使用非磁性的超硬磁芯套筒45之外，其它的与烧结体101相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为0.4。磁场强度318kA/m的非磁性磁芯套筒的磁通密度使用了设非磁性体的透磁率与真空的透磁率等价进行计算的值A＝0.4T。
表1表示实施例1中用于模具的各材料的磁特性。D40的磁通密度相对于表1记载范围的磁场强度成比例关系，在159kA/m的磁性场中，具有0.4T的磁通密度，在318kA/m的磁性场中，具有0.6T的磁通密度。同样，D60、G7及R-TM-B系磁粉的磁场强度和磁通密度之间在表记载的范围内也具有比例关系。
对所得到的烧结体101～106的外面的变形度，用磁铁直径除外径的圆度(JIS B0621)的值进行了评价。表2表示在实施例1中用于磁场中成形的模具的构成、及制成的烧结体的外面的变形度。
[表1]
  材料   磁场(kA/m)   磁通密度(T)
  珀明德磁合金★★   48以上   2以上
  SK3★★   40以上   1.7以上
  D40★   159～318   0.4～0.6
  D60★   159～318   0.7～1.0
  G7★   159～318   0.65～0.9
  R-TM-B系磁粉★   159～318   0.5～0.9
注★：D40、D60、G7及R-TM-B系磁粉的磁场强度和磁通密度在表中记载的范围内具有比例关系。
注★★珀明德磁合金的饱和磁化4∏Is为2.2T，SK3的饱和磁化4∏Is为1.77T。
[表2]
Figure G2008800224984D00131
注：★本发明例、★★比较例
确认烧结体105(比较例)在烧结及热处理后仅在与内面的槽部相对应的外面的位置发生变形。该变形因在磁场中成形时使用的模具的磁芯和磁粉的磁通密度的差而产生。磁芯即珀明德磁合金的磁通密度，如表1所示，与空腔内的磁粉的磁通密度相比高，因此通过成形时施加的磁场产生的从磁芯中心扩散成放射状的磁束，如图6所示，在磁芯40和空腔60的界面垂直于磁芯的外周面进行扩散。因此，在突条部41以外的部分如磁束D样扩散成放射状，在突条部41放射状的磁束B如磁束C样扩散，磁粉的取向发生紊乱。其结果是，烧结后的环状磁铁在与内面的槽部相对应的外面的位置发生变形。
在烧结体106(比较例)中，由于在轴线方向具有突条部的磁芯套筒45为非磁性超硬材料，所以磁芯套筒的磁通密度和表1所示的磁粉的磁通密度之间产生差。因此，在从磁芯套筒进入磁粉时，磁束在界面上垂直移动。因此，从磁芯扩散成放射状的磁束在从磁芯套筒加入磁粉时，在磁芯套筒的突条部与烧结体105(比较例)的情况相同扩散，磁粉的取向发生紊乱。其结果是，烧结后的环状磁铁在与内面的槽部相对应的外面的位置发生变形。
与此相对，烧结体101(本发明例)及烧结体103(本发明例)中，由于将在轴线方向具有突条部的D40制或D60制的磁芯套筒45设于磁芯40外面，所以如表1所示，磁芯套筒45的磁通密度和空腔60内的磁粉的磁通密度的值接近，如图7所示，从磁芯中心部扩散的磁束B在套筒的突条部41不发生弯曲，而与磁束D一样，如磁束F样扩散成放射状。如烧结体102(本发明例)及烧结体104(本发明例)所示，在外模内面还设有相同材质的套筒时，如图8所示，如磁束F样，磁束的弯曲少，在突条部41附近，磁粉的取向也不发生紊乱，因此，不会在与烧结体内面的槽部相对应的外面的位置发生变形，或在烧结时发生裂纹。
有关制成的径向各向异性环状磁铁烧结体101(本发明例)及烧结体105(比较例)，如图19所示，将槽部附近的部分X和槽部附近以外的部分Y切成立方体，测定了BH特性。其结果是，烧结体101(本发明例)在槽部附近的部分X和槽部附近以外的部分Y，磁特性(残留磁通密度)没有差值。与此相比，烧结体105(比较例)在槽部附近的部分X的残留磁通密度比槽部附近以外的部分Y低数％程度。
径向各向异性环状磁铁的制作
研磨环状磁铁烧结体101～106的外面、内面及端面，如图9所示，制成外径φ30mm×内径φ24.0mm×高40mm、内面槽部的深度0.2mm及R3.0mm的径向各向异性环状磁铁101～106。
实施例2
烧结体201的制作(本发明例)
使用具有由图1所示的SK3制的外模30、非磁性的超硬的外模套筒47、珀明德磁合金制的磁芯40、共立合金制超硬合金エバ一ロイG7的磁芯套筒构成的模具的、如图17(a)及图17(b)所示的成形装置，在磁场中进行压缩成形(磁场强度：318kA/m)，得到了在内面八个部位均等地具有槽部的R-TM-B径向各向异性环状磁铁[具有Nb：23.6质量％、Dy：2.2质量％、Pr：6.6质量％、B：1质量％、Co：2质量％、余量Fe及不可避免的杂质]的成形体。上述磁芯套筒45与圆形的磁芯40同轴，在轴线方向具有突条部。上述外模套筒47设于外模30的内面。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度比A/B为1(A＝0.9，B＝0.9)。其后，在Mo容器内铺设的的Mo板上，放置在环状内部插入了圆柱体的状态的成形体，然后进行烧结。进而实施热处理，得到了外径φ41.5mm×内径φ33.0mm×高42.0mm、内面槽部深度0.7mm及R3.0mm的环状磁铁烧结体。
烧结体202的制作(本发明例)
除形成为外径φ71.6mm×内径φ62.6mm×高32.0mm、内面槽部深0.9mm及R0.4mm的形状之外，其它的与烧结体201相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。
烧结体203的制作(本发明例)
除形成为外径φ101.7mm×内径φ90.7mm×高36.5mm、内面槽部深0.95mm及R0.4mm的形状之外，其它的与烧结体201相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。
烧结体204的制作(比较例)
除使用非磁性超硬材料的磁芯套筒45之外，其它的与烧结体201相同制作，制成径向各向异性环状磁铁烧结体。成形时的磁场中的磁芯套筒和R-T-B系磁粉的磁通密度之比A/B为0.4。磁场强度318kA/m的非磁性的磁芯套筒的磁通密度使用了设非磁性体的透磁率与真空的透磁率等价计算出的值A＝0.4T。
对所得到的烧结体201～204的外面的变形度与实施例1一样进行了评价。表3表示在实施例2中用于磁场中成形的模具的构成、及制成的烧结体的外面的变形度。
[表3]
Figure G2008800224984D00161
注：★本发明例、★★比较例
由于烧结体201～203(本发明例)的磁芯套筒使用了磁性材料，所以以与实施例1的烧结体101～104(本发明例)相同的理由抑制外面的变形。烧结体204(比较例)的磁芯套筒45使用了非磁性材料，因此在外周侧产生了因磁粉取向紊乱引起的变形。
径向各向异性环状磁铁的制作
研磨环状磁铁烧结体201及204的外面、内面及端面，制成外径φ40mm×内径φ34.0mm×高40mm、内面槽部深0.2mm及R3.0mm的径向各向异性环状磁铁201及204。
研磨环状磁铁烧结体202的外面、内面及端面，制成外径φ70mm×内径φ64mm×高30mm、内径槽部深0.2mm、R0.4mm的径向各向异性环状磁铁202。
研磨环状磁铁烧结体203的外面、内面及端面，制成外径φ100mm×内径φ92mm×高35mm、内径槽部深0.3mm、R0.4mm的径向各向异性环状磁铁203。
实施例3
转子30(本发明例)的制作
在通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁101中嵌入转子磁轭，并通过粘接剂进行粘接。在转子磁轭150的外面，在与环状磁铁内面的槽部相对应的位置在轴方向上形成有突条部。所得到的径向各向异性环状磁铁使用图18所示的具有线圈140的着磁扼铁130，如图4所示，以倾斜角度15°的倾斜着磁方式进行了着磁，以使着磁极中央线180与设于环状磁铁120内面的槽110的中央线111交叉。着磁条件为电容量800μF、充电电压2500V及着磁电流16.84kA(图10所示的方式)。
转子302(比较例)的制作
通过与转子301相同的方法对通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁106进行了着磁。
对所得到的转子测定表面磁通密度，并求出八极(NS各四极)的峰值的平均值，表4所示。转子301与转子302比较，表面磁通密度约高6％。由于用于转子302的径向各向异性环状磁铁106利用非磁性超硬材料的磁芯套筒并在磁场中进行成形，所以因磁芯套筒和磁粉的磁通密度的差值而在突状部附近发生了取向紊乱。另外，非磁性体的套筒实质上与磁间隙一样，因此取向度不会提高，其结果是，表面磁通密度下降。
通过本发明的方法制成的磁铁与利用非磁性套筒时相比，厚度尺寸至少能够减少6％，通过减少稀土类磁铁原料，能够对节省资源做出贡献。
[表4]
注：表面磁通密度(T)的值为N极(四极)及S极(四极)的峰值的平均值。
实施例4
转子401(本发明例)的制作
通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁101中嵌入转子磁轭150，并通过粘接剂进行了粘接。在转子磁轭150的外面，在与环状磁铁内面的槽部相对应的位置在轴方向上形成有突条部。所得到的径向各向异性环状磁铁使用图18所示的具有线圈140的着磁扼铁130，如图4所示，以倾斜角度15°的倾斜着磁方式进行了着磁，以使着磁极中央线180与设于环状磁铁120内面的槽110的中央线111交叉。着磁条件为电容量800μF、充电电压2500V及着磁电流16.84kA(图10所示的方式)。
转子402(参考例)的制作
如图11所示，除以倾斜角度15℃对通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁101进行着磁，以使内面的槽110和着磁极间的中心线115重合以外，其它的与转子401一样，制成转子。
转子403(比较例)的制作
除使用由没有轴线方向突条部的珀明德磁合金制的圆形的磁芯形成的模具之外，其它的与通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁101相同制作，制成在内面不具有槽部的径向各向异性环状磁铁。在所得到的环状磁铁中插入在外面不具有轴线方向突条部的转子磁轭，由于内面没有槽部，所以在倾斜角度15°的倾斜着磁方式下，以与转子401相同的条件对任意的位置进行了着磁。
将转子401～403装入12槽的定子磁扼，并测定了齿槽转矩。定子磁扼和磁铁外面的间隙为0.5mm。图12及表5表示齿槽转矩的测定结果。与在内面没有槽的情况(转子403)相比，以内面的槽110和着磁间的中心线115重合的方式设有着磁极的情况(转子402)的齿槽转矩稍微恶化(增加8％)，但通过在内面槽的中央部设置着磁极，(转子401)齿槽转矩得到明显改善(减少20％)。
[表4]
转子 内面的槽 着磁极的位置   齿槽转矩[Nm]
  401   有(八个部位)   内面槽和着磁极重合   0.150(0.80)
402 有(八个部位)   内面槽和着磁极间的中心线重合 0.203(1.08)
  403   没有   0.188(1.00)
注：齿槽转矩的()内的数值为设转子403为1.00时的相对值。
有关通过实施例1制成的径向各向异性环状磁铁102～104及通过实施例2制成的径向各向异性环状磁铁201～203，也与转子401一样，制作以着磁极中央线180与设于环状磁铁内面的槽的中央线111交叉的方式进行了着磁的转子，并测定了齿槽转矩，其结果是，得到了与转子401相同的结果。

Claims (10)

1、一种径向各向异性环状磁铁的制造方法，是制造在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部的径向各向异性环状磁铁的方法，其特征在于，使用具有圆柱状的磁芯、和在外面具有与所述槽部相对应的轴线方向突条部且设于所述磁芯外周的磁芯套筒、和在与所述磁芯套筒之间形成用于形成所述径向各向异性环状磁铁的空腔的圆筒状磁性外模的模具，对装入所述空腔的磁粉，一边施加径向的磁场，一边进行压缩成形。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩成形时施加的磁场中的所述磁芯套筒的磁通密度A及所述磁粉的磁通密度B满足下式：
0.65≤A/B≤1.2。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磁芯及所述磁性外模的4πIs超过1.7T。
4、如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述径向各向异性环状磁铁实质上由R-TM-B构成，其中，R为含有Y的稀土类元素的至少一种，TM为过渡金属的至少一种，B为硼。
5、如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，具有将在所述径向各向异性环状磁铁的内面形成的槽部以外的部分研削成规定的内径尺寸的工序。
6、一种模具，其用于在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部的径向各向异性环状磁铁的制造，其特征在于，具有圆柱状的磁芯、和设于所述磁芯的外周的磁芯套筒、和在与所述磁芯套筒之间形成用于形成所述径向各向异性环状磁铁的空腔的圆筒状磁性外模，在所述磁芯套筒的外面具有与所述槽部相对应的轴线方向突条部。
7、一种径向各向异性环状磁铁，其特征在于，通过权利要求1～5中任一项所述的方法制造。
8、如权利要求7所述的径向各向异性环状磁铁，其特征在于，以着磁极间的中心线与所述槽部不重合的方式被着磁。
9、一种径向各向异性环状磁铁，其特征在于，实质上由R-TM-B构成，其中，R为含有Y的稀土类元素的至少一种，TM为过渡金属的至少一种，B为硼，并且，在内面的至少一个部位具有轴线方向槽部，且以着磁极间的中心线与所述槽部不重合的方式被着磁。
10、一种无刷电动机用转子，其特征在于，将权利要求7～9中任一项所述的径向各向异性环状磁铁、和具有与所述径向各向异性环状磁铁的所述槽部的至少一个部位相对应的轴线方向突条部的转子磁轭同心紧固而成。
CN200880022498.4A 2007-06-28 2008-06-23 R-tm-b系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子 Active CN101689424B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007170538 2007-06-28
JP170538/2007 2007-06-28
JP2007298547 2007-11-16
JP298547/2007 2007-11-16
PCT/JP2008/061423 WO2009001801A1 (ja) 2007-06-28 2008-06-23 R-tm-b系ラジアル異方性リング磁石、その製造方法、及びそれを製造するための金型、並びにブラシレスモータ用ロータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101689424A true CN101689424A (zh) 2010-03-31
CN101689424B CN101689424B (zh) 2014-07-09

Family

ID=40185615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880022498.4A Active CN101689424B (zh) 2007-06-28 2008-06-23 R-tm-b系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8937419B2 (zh)
EP (1) EP2169693B1 (zh)
JP (1) JP5267459B2 (zh)
CN (1) CN101689424B (zh)
WO (1) WO2009001801A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102882295A (zh) * 2011-07-15 2013-01-16 日本电产三协株式会社 转子、电动机及转子的制造方法
CN103098354A (zh) * 2010-09-10 2013-05-08 Tdk株式会社 弓形磁铁和磁场成形用模具
CN103198920A (zh) * 2012-01-10 2013-07-10 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN104092321A (zh) * 2014-06-25 2014-10-08 徐州明润磁材有限公司 一种四极永磁铁氧体磁性转子
CN104282430A (zh) * 2013-07-05 2015-01-14 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN106487137A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 日立金属株式会社 表面磁铁型旋转件
KR20170118218A (ko) * 2015-02-26 2017-10-24 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드 브러시리스 직류 전기 모터
CN108565993A (zh) * 2018-06-11 2018-09-21 成都银河磁体股份有限公司 一种磁体
CN109311050A (zh) * 2016-09-22 2019-02-05 锡克拜控股有限公司 用于生产包括取向的非球状的磁性或可磁化颜料颗粒的光学效应层的设备和方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101930840A (zh) * 2009-06-25 2010-12-29 越峰电子（昆山）有限公司 软磁铁氧体磁芯成型方法及其成型模具
CN101964236B (zh) * 2009-07-21 2012-05-23 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种多极磁环的制造方法
US9509180B2 (en) * 2011-01-26 2016-11-29 Makita Corporation Brushless motor for electric power tool
DE102012109787B4 (de) * 2012-10-15 2014-05-15 Takata AG Lenkwinkelsensor für Kraftfahrzeuge
DE102012023263A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-05 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
CN103377820B (zh) * 2013-07-17 2015-11-25 烟台首钢磁性材料股份有限公司 一种r-t-b-m系烧结磁体及其制造方法
CN103817790B (zh) * 2013-08-22 2016-01-27 苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 一种磁圈与Halbach阵列的制作方法
CN103611938A (zh) * 2013-12-07 2014-03-05 丁世瑜 一种各向异性多极磁环成型模具系统
CN107659013A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 阿斯科控股有限公司 转子组件及包含所述转子组件的永磁辅助同步电机
CN106451857A (zh) * 2016-11-28 2017-02-22 江门麦威电子科技有限公司 一种无刷直流电机外转子用的斜磁磁路磁环组件及其生产方法
DE102018200077A1 (de) * 2017-04-07 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Rotor für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, insbesondere für einen Innenläufer-Elektromotor, und Elektromotor mit einem solchen Rotor
CN107086734B (zh) * 2017-05-27 2024-03-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子的生产工艺、电机转子及电机
CN107610916B (zh) * 2017-10-10 2023-11-10 嵊州市光宇实业有限公司 液浸式电力设备用环氧树脂套管及其制造模具和制造方法
JP2020088883A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 Dmg森精機株式会社 ロータ
DE102019005666B3 (de) * 2019-08-13 2020-10-01 SEW-EURODRlVE GmbH & Co. KG Elektromotor mit einem auf eine Welle, insbesondere Rotorwelle, aufgestecktem Aktivteil
CN112254853A (zh) * 2020-10-12 2021-01-22 广东博智林机器人有限公司 一种电机齿槽转矩测试方法、装置、电子设备和介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2736827A (en) * 1952-09-23 1956-02-28 Scintilla Ltd Magneto rotors
JP2004274859A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Asmo Co Ltd ロータ及びブラシレスモータ
JP2005304178A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Ichinomiya Denki:Kk ブラシレスモータ用ロータ、及びブラシレスモータ

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2629990C3 (de) * 1976-07-03 1981-01-15 Magnetfabrik Bonn Gmbh Vorm. Gewerkschaft Windhorst, 5300 Bonn Preßwerkzeug für anisotrope Dauermagnete
US4104787A (en) * 1977-03-21 1978-08-08 General Motors Corporation Forming curved wafer thin magnets from rare earth-cobalt alloy powders
JPS58181802A (ja) * 1982-04-19 1983-10-24 Tdk Corp 径方向異方性リング永久磁石の製造法
JPH0750528B2 (ja) * 1987-06-25 1995-05-31 三菱電機株式会社 対物レンズ駆動装置
JPH02119545A (ja) * 1988-10-26 1990-05-07 Matsushita Electric Works Ltd 永久磁石回転子
JPH03265102A (ja) 1990-03-15 1991-11-26 Tdk Corp 径方向異方性円筒状永久磁石及びその製造方法
JPH06124822A (ja) * 1992-10-12 1994-05-06 Hitachi Metals Ltd Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法
JP3526493B2 (ja) 1995-05-25 2004-05-17 信越化学工業株式会社 異方性焼結磁石の製造方法
JP3568651B2 (ja) 1995-09-29 2004-09-22 信越化学工業株式会社 異方性焼結磁石の製造方法
JPH09213521A (ja) * 1996-02-01 1997-08-15 Daido Steel Co Ltd ラジアル異方性リング磁石
JP3774876B2 (ja) * 1996-10-15 2006-05-17 ミネベア株式会社 円筒状ラジアル異方性磁石の成形装置
JPH10201152A (ja) 1997-01-17 1998-07-31 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石回転子およびその製造方法
JP3586804B2 (ja) * 1998-02-17 2004-11-10 三菱電機株式会社 プラスチックマグネットロータ
JP2001045685A (ja) * 1999-08-02 2001-02-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 磁石モータ
JP2002367846A (ja) * 2001-06-12 2002-12-20 Japan Science & Technology Corp ラジアルまたは極異方性焼結磁石の製造方法
TWI250536B (en) * 2003-02-27 2006-03-01 Mitsubishi Electric Corp Ring-shaped magnet and manufacturing method thereof
JP4069040B2 (ja) 2003-09-02 2008-03-26 三菱電機株式会社 ラジアル配向型リング磁石成形金型及びラジアル配向型リング磁石の製造方法
JP4181003B2 (ja) * 2003-09-29 2008-11-12 三菱電機株式会社 永久磁石成形装置
JP2005268385A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Mitsubishi Electric Corp 磁場成形装置、リング型磁石成形装置、磁場成形方法、リング型磁石の製造方法、及びリング型焼結磁石

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2736827A (en) * 1952-09-23 1956-02-28 Scintilla Ltd Magneto rotors
JP2004274859A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Asmo Co Ltd ロータ及びブラシレスモータ
JP2005304178A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Ichinomiya Denki:Kk ブラシレスモータ用ロータ、及びブラシレスモータ

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103098354B (zh) * 2010-09-10 2016-05-04 Tdk株式会社 弓形磁铁和磁场成形用模具
CN103098354A (zh) * 2010-09-10 2013-05-08 Tdk株式会社 弓形磁铁和磁场成形用模具
CN102882295A (zh) * 2011-07-15 2013-01-16 日本电产三协株式会社 转子、电动机及转子的制造方法
CN103198920A (zh) * 2012-01-10 2013-07-10 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN103198920B (zh) * 2012-01-10 2017-06-13 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN104282430B (zh) * 2013-07-05 2017-09-12 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN104282430A (zh) * 2013-07-05 2015-01-14 大同特殊钢株式会社 永磁体的制造方法
CN104092321A (zh) * 2014-06-25 2014-10-08 徐州明润磁材有限公司 一种四极永磁铁氧体磁性转子
KR20170118218A (ko) * 2015-02-26 2017-10-24 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드 브러시리스 직류 전기 모터
KR102060043B1 (ko) 2015-02-26 2019-12-27 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드 브러시리스 직류 전기 모터
KR20190143479A (ko) * 2015-02-26 2019-12-30 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드 브러시리스 직류 전기 모터
KR102193903B1 (ko) 2015-02-26 2020-12-22 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드 브러시리스 직류 전기 모터
CN106487137A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 日立金属株式会社 表面磁铁型旋转件
CN106487137B (zh) * 2015-08-26 2020-02-14 日立金属株式会社 表面磁铁型旋转件
CN109311050A (zh) * 2016-09-22 2019-02-05 锡克拜控股有限公司 用于生产包括取向的非球状的磁性或可磁化颜料颗粒的光学效应层的设备和方法
CN108565993A (zh) * 2018-06-11 2018-09-21 成都银河磁体股份有限公司 一种磁体

Also Published As

Publication number Publication date
US20150048707A1 (en) 2015-02-19
JP5267459B2 (ja) 2013-08-21
JPWO2009001801A1 (ja) 2010-08-26
CN101689424B (zh) 2014-07-09
US8937419B2 (en) 2015-01-20
US20100181859A1 (en) 2010-07-22
EP2169693A4 (en) 2017-10-11
EP2169693A1 (en) 2010-03-31
WO2009001801A1 (ja) 2008-12-31
EP2169693B1 (en) 2020-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101689424B (zh) R-tm-b系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子
Sugimoto Current status and recent topics of rare-earth permanent magnets
JP4438967B2 (ja) ラジアル異方性磁石の製造方法
WO2005124800A1 (ja) ラジアル異方性円筒焼結磁石及び永久磁石モータ用円筒多極磁石の製造方法
JP2008016670A (ja) 磁性粉、圧粉磁心の製造方法、及び圧粉磁心
JP2004248496A (ja) ブラシレスモータ及びそのブラシレスモータ用ロータの製造方法
JP5904124B2 (ja) 極異方性配向を有する円弧状磁石、その製造方法、及びそれを製造するための金型
WO2005124796A1 (ja) ラジアル異方性円筒焼結磁石及び永久磁石モータ
US6800145B2 (en) Rare earth magnet alloy, manufacturing method thereof and product applied with rare earth magnet alloy
JP6613730B2 (ja) 希土類磁石の製造方法
JP6384543B2 (ja) 極異方性リング磁石、及びそれを用いた回転子
US20190115128A1 (en) Feedstock and heterogeneous structure for tough rare earth permanent magnets and production therefor
JP2011233764A (ja) 積層型樹脂複合磁石膜の製造方法
US20100321139A1 (en) Permanent magnet and method of producing permanent magnet
JP2018142635A (ja) 異方性ボンド磁石の成形用金型及びこれを用いた製造方法
JP6737034B2 (ja) 表面磁石型回転子
CN106487137B (zh) 表面磁铁型旋转件
JP2004153867A (ja) ラジアル異方性焼結磁石及びその製造方法並びに磁石ロータ及びモータ
Aich et al. Rapidly Solidified Rare-Earth Permanent Magnets: Processing, Properties, and Applications
JP6341115B2 (ja) 極異方性リング磁石、及びそれを用いた回転子
JP2007267487A (ja) 磁石及びステッピングモータ用回転子
JP3809175B2 (ja) 表面多極異方性リング磁石
CN108085608A (zh) 一种R-B-Ti-Fe合金粉末及其制备方法与该合金粉末制备的热压磁体
KR101123169B1 (ko) 레이디얼 이방성 원통 소결 자석 및 영구 자석 모터
JP2006073674A (ja) リング状マグネット及びこれを用いたマグネットロータ、アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20100331

Assignee: Beijing Jingci Magnet Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000374

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130703

Application publication date: 20100331

Assignee: Antai Science and Technology Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000365

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130701

Application publication date: 20100331

Assignee: Beijing Zhongke Sanhuan High-Tech Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000364

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130701

Application publication date: 20100331

Assignee: Beijing Jingci Magnet Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000374

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130703

Application publication date: 20100331

Assignee: Antai Science and Technology Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000365

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130701

Application publication date: 20100331

Assignee: Beijing Zhongke Sanhuan High-Tech Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2013990000364

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20130701

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20100331

Assignee: Ningbo Yunsheng Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2014990000031

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20140114

Application publication date: 20100331

Assignee: Ningbo Yunsheng Co., Ltd.

Assignor: Hitachi Metals Co., Ltd.

Contract record no.: 2014990000031

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

License type: Common License

Record date: 20140114

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Japan Tokyo port harbor 2 chome No. 70

Patentee after: Hitachi Metals Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Hitachi Metals Co., Ltd.

Address after: Japan Tokyo port harbor 2 chome No. 70

Patentee after: Hitachi Metals Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Hitachi Metals Co., Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20100331

Assignee: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Assignor: Hitachi Metals

Contract record no.: 2017990000034

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

Granted publication date: 20140709

License type: Common License

Record date: 20170209

Application publication date: 20100331

Assignee: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Assignor: Hitachi Metals

Contract record no.: 2017990000034

Denomination of invention: R-TM-B radial anisotropic ring magnet, process for production of the same, metal mold for producing the same, and rotor for brushless motor

Granted publication date: 20140709

License type: Common License

Record date: 20170209

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CI03 Correction of invention patent
CI03 Correction of invention patent

Correction item: A transferee of the entry into force of the contract

Correct: Hitachi metal ring magnets (Nantong) Co. Ltd.

False: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Number: 11

Volume: 33