CN103299381A - 具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁、其制造方法以及用于制造其的模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于将具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁在磁场中成形的模具，其具有：阴模，其在平行磁场中配置且由非磁性超硬合金构成；截面圆弧状的腔室，其在所述阴模中设置且具有内弧壁、外弧壁及两个侧壁；中央强磁性体，其在所述腔室的外弧壁侧配置；一对侧部强磁性体，其在所述腔室的各侧壁侧对称地配置，所述模具的特征在于，所述腔室以圆周方向中央的半径方向与所述平行磁场方向一致的方式配置，所述中央强磁性体的与平行磁场垂直的方向的宽度比所述腔室的宽度小，所述一对侧部强磁性体以在由所述一对侧部强磁性体夹着的区域内包含所述腔室的方式配置。

Description

具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁、其制造方法以及用于制造其的模具
技术领域
本发明涉及具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁、该圆弧状磁铁的制造方法以及用于制造该圆弧状磁铁的模具。
背景技术
实质上由R-TM-B构成的永久磁铁廉价且具有高的磁特性，因此被广泛地使用。R-TM-B系材料除了优良的磁特性之外，机械的强度也大，且脆性小，因此即使在伴随烧结时的收缩而产生大的内部应力的情况下，裂纹等的产生也少。因此，适合于具有径向各向异性或多极性各向异性的环形磁铁的制造，很大程度上有助于电动机的高输出化·小型化。
极性各向异性环形磁铁与径向各向异性磁铁相比，磁化后的表面磁通密度波形具有高的峰值且接近正弦波，因此在作为转子使用时，能够得到齿槽转矩低的电动机。然而，由于极性各向异性环形磁铁的取向方向在各部位都不同，因此烧结时容易产生被称为取向龟裂的裂纹。尤其在大型的环形磁铁的情况下，在制造过程中成形体容易受到损伤，因此裂纹的产生率提高而成为大的问题。
因此，通常进行取代使用环状磁铁，而将圆弧状磁铁张贴在圆筒磁轭上来构成回转机械的方法。例如，日本特开2005-286081号公开一种回转机械中使用的具有径向取向的圆弧状磁铁的制造方法。然而，具有径向取向的圆弧状磁铁由于表面磁通密度波形为梯形，因此无法适用于需要正弦波形的回转机械。因而，期望用于制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的新技术开发。
日本特开2003-199274号公开一种使用了具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的具有低齿槽转矩特性的回转机械。然而，日本特开2003-199274号对于制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的具体的方法未进行记载。
具有极性各向异性取向的环形磁铁可以使用例如图10(日本特开2003-17309号的图3)所示那样的具有由型芯320和在内周面设有间隔件310的模具阴模340构成的腔室330的成形模具300，并通过对在模具阴模340内周面的槽350中配置的线圈360施加脉冲电流而产生的磁场，使填充到所述腔室330内的磁粉进行多极取向来制造。在通过这样的方法制造的情况下，在磁极位置向半径方向取向，在相邻的磁极间向圆周方向取向，且得到的极性各向异性环形磁铁的圆周方向的表面磁通密度分布成为接近正弦波的波形(例如，参照日本特开2005-44820号)。
为了在圆弧状磁铁中实现这样的极性各向异性取向，需要在圆弧状磁铁的圆周方向的端面处相对于端面垂直取向，且在圆弧状磁铁的外弧面的圆周方向中央向半径方向取向，在将圆弧状磁铁组合而形成为环形状时，能够得到更接近正弦波的波形。
具有极性各向异性取向的环形磁铁如上述那样，能够通过与极数对应而以均等间隔配置线圈，来产生脉冲磁场并进行成形而制造，但在具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的情况下，在这样的结构的模具时，磁场产生线圈的配置、强度的调整困难，难以得到具有理想的极性各向异性取向的圆弧状磁铁。因此，需要与成形块形状的磁铁的情况同样，通过在平行磁场中适当配置磁性体，来使磁场方向变化，从而制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁。
日本特开2005-287181号公开一种在圆弧状磁铁的外弧侧中央部使取向集中的圆弧状磁铁，并记载了能够得到降低了齿槽转矩的回转机械。然而，日本特开2005-287181号中记载的圆弧状磁铁的取向与理想的极性各向异性取向不同，因此即使将多个所述圆弧状磁铁组合而形成为环形状，也不会成为具有极性各向异性取向的环形磁铁，在齿槽转矩的降低这一点上具有改良的余地。
日本特开2002-134314号公开一种圆弧状磁铁的制造方法，该圆弧状磁铁具有圆弧状截面，且截面中的磁性粉的易磁化轴从外侧面及两端面呈凸状地弯曲并同时朝向内侧面的中央区域集中。然而，日本特开2002-134314号中记载的方法涉及一种制造以内侧面为作用面的圆弧状磁铁的方法，而无法应用于以外侧面为作用面的圆弧状磁铁。
目前，在要进行使用了大型的具有极性各向异性取向的磁铁的回转机械的制造时，只有将平行取向的小片磁铁以成为极性各向异性取向的方式组合而形成为环形状的方法，期望制造具有极性各向异性取向的R-TM-B系烧结圆弧状磁铁的方法的开发。
发明内容
【发明要解决的课题】
因此，本发明的目的在于提供一种具有与极性各向异性环形磁铁的一个极相同的磁场取向的圆弧状磁铁、尤其是R-TM-B系烧结圆弧状磁铁、制造该圆弧状磁铁的方法以及用于制造该圆弧状磁铁的模具。
【用于解决课题的手段】
鉴于上述目的，进行锐意研究的结果是，本发明诸发明者发现通过具有中央强磁性体和一对侧部强磁性体的模具，能够得到具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁，从而想到了本发明，其中，所述中央强磁性体相对于截面圆弧状的腔室在其外弧面侧分离配置，所述一对侧部强磁性体以夹着所述腔室的方式配置。
即，本发明的模具用于将具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁在磁场中成形，其具有：
阴模，其在由对置的一对磁场线圈形成的平行磁场中配置，且由非磁性超硬合金构成；
截面圆弧状的腔室，其在所述阴模中设置且具有内弧壁、外弧壁及两个侧壁；
中央强磁性体，其在所述腔室的外弧壁侧从所述腔室分离配置；
一对侧部强磁性体，它们在所述腔室的各侧壁侧分别从所述腔室分离且相对于所述腔室对称地配置，所述模具的特征在于，
所述腔室以圆周方向中央的半径方向与所述平行磁场方向一致的方式配置，
在俯视下，所述中央强磁性体的与所述平行磁场垂直的方向的宽度比所述腔室的与所述平行磁场垂直的方向的宽度小，
所述一对侧部强磁性体以在由所述一对侧部强磁性体夹着的区域内包含所述腔室的方式配置。
优选在俯视下，所述中央强磁性体在通过所述腔室的圆周方向中点的半径方向的线上配置，且所述中央强磁性体为相对于所述线对称的形状。
优选所述中央强磁性体为相对于通过所述中央强磁性体的所述磁场方向中点且垂直于所述磁场方向的面对称的形状，相对于所述面对称地配置有另一个腔室及另一对侧部强磁性体。
优选所述中央强磁性体及/或所述各侧部强磁性体在俯视下为矩形形状。
优选所述腔室的所述各侧壁面和与所述各侧壁对置的所述各侧部强磁性体的面所成的角度比0°大。
本发明的方法为制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的方法，其特征在于，
该方法使用了一种模具，该模具具有：
阴模，其在由对置的一对磁场线圈形成的平行磁场中配置，且由非磁性超硬合金构成；
截面圆弧状的腔室，其在所述阴模中设置且具有内弧壁、外弧壁及两个侧壁；
中央强磁性体，其在所述腔室的外弧壁侧从所述腔室分离配置；
一对侧部强磁性体，它们在所述腔室的各侧壁侧分别从所述腔室分离且相对于所述腔室对称地配置，
所述腔室以圆周方向中央的半径方向与所述平行磁场方向一致的方式配置，
在俯视下，所述中央强磁性体的与所述平行磁场垂直的方向的宽度比所述腔室的与所述平行磁场垂直的方向的宽度小，
所述一对侧部强磁性体以在由所述一对侧部强磁性体夹着的区域内包含所述腔室的方式配置，
通过使用所述模具，对在所述腔室中填充的磁粉施加所述平行磁场并同时进行压缩成形。
优选所述磁粉实质上由R-TM-B(其中，R为含有Y的稀土族元素的至少一种，TM为过渡金属的至少一种)构成。
本发明的具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的特征在于，通过上述的方法制造。
【发明效果】
本发明的圆弧状磁铁由于具有理想的极性各向异性取向，因此在将其组合而形成为环形状时，圆周方向的表面磁通密度分布成为接近正弦波的波形。因此，在将该圆弧状磁铁作为转子使用时，能够得到齿槽转矩低的电动机，从而适合作为无刷电动机用转子。通过本发明的模具，能够得到具有理想的极性各向异性取向的圆弧状磁铁。
附图说明
图1(a)是表示本发明的圆弧状磁铁的立体图。
图1(b)是示意性表示本发明的圆弧状磁铁的磁粉的取向方向的剖视图。
图2(a)是示意性表示本发明的模具的结构的俯视图。
图2(b)是图2(a)的A-A剖视图。
图2(c)是图2(a)的B-B剖视图。
图3(a)是表示腔室的截面形状的一例的示意图。
图3(b)是表示腔室的截面形状的另一例的示意图。
图4是表示腔室与中央强磁性体的位置关系的示意图。
图5(a)是表示腔室与侧部强磁性体的位置关系的一例的示意图。
图5(b)是表示腔室与侧部强磁性体的位置关系的另一例的示意图。
图6(a)是表示对模具施加了平行磁场时的磁场的情况的一例的示意图。
图6(b)是表示对模具施加了平行磁场时的磁场的情况的另一例的示意图。
图7(a)是表示腔室与侧部强磁性体的对置的面的关系的一例的示意图。
图7(b)是表示腔室与侧部强磁性体的对置的面的关系的另一例的示意图。
图8是表示实施例1～3、参考例及比较例的烧结磁铁的表面磁通密度波形的曲线图。
图9是表示具有14极的线圈的磁化磁轭的示意图。
图10是表示用于将具有极性各向异性取向的环形磁铁在磁场中成形的模具的示意图。
图11是表示具有极性各向异性取向的环形磁铁的示意图。
具体实施方式
[1]具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁
如图1(a)所示，本发明的具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁为具有在半径方向上带有宽度的圆弧状的截面的柱状，如图1(b)所示，截面中的磁粉的取向方向在圆弧状磁铁100的圆周方向的端面103a、103b处为相对于端面垂直的方向(圆周方向)，在外弧面102的圆周方向中央为半径方向。通过形成为这样的取向，在将该圆弧状磁铁1组装成环状时，能够形成为与图11所示那样的具有极性各向异性取向的环形磁铁400同样的结构，其中，该环形磁铁400中，磁粉在磁极间向圆周方向取向。即，本发明的具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁具有将所述环形磁铁400在其磁极间410与磁极间410切断而成的结构(图11中由斜线表示的部分)。
优选本发明的具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁实质上由R-TM-B构成。R是含有Y的稀土族元素的至少一种，且优选必须含有Nd、Dy及Pr中的至少一种。TM是过渡金属的至少一种，优选为Fe。优选由R-TM-B构成的圆弧状磁铁具有24～34质量％的R、0.6～1.8质量％的B以及剩余部分Fe的组成。在R含有量小于24质量％时，残留磁通密度Br及顽磁力iHc降低。在R含有量超过34％时，烧结体内部的稀土族中富含的相的区域增加而残留磁通密度Br降低，且所述区域的形态粗大化而抗蚀性降低。在B含有量小于0.6质量％的情况下，作为主相的R2Fe14B相未充分形成，而生成具有软磁性的性质的R2Fe17相，使顽磁力降低。另一方面，当B含有量超过1.8质量％时，作为非磁性相的B中富含的相增加而残留磁通密度Br降低。Fe的一部分可以通过Co置换，并且，还可以含有3质量％以下程度的Al、Si、Cu、Ga、Nb、Mo、W等元素。
[2]模具
(1)整体结构
使用图2(a)～图2(c)所示的成形装置，在磁场中形成具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁。模具1具有：在由对置的一对磁场线圈10a、10b及线圈芯部11a、11b形成的平行磁场M中配置的由非磁性超硬合金构成的阴模20；在所述阴模20中设置且具有内弧壁31、外弧壁32以及两个侧壁33a、33b的截面圆弧状的腔室30；在所述腔室30的外弧壁32侧从所述腔室30分离而配置的中央强磁性体40；在所述腔室30的各侧壁33a、33b侧，分别从所述腔室30分离并相对于所述腔室30对称配置的一对侧部强磁性体50a、50b。所述腔室30以圆周方向中央的半径方向D与所述平行磁场M方向平行的方式配置，在俯视下，所述中央强磁性体40的与所述平行磁场M垂直的方向的宽度W1比所述腔室30的与所述平行磁场M垂直的方向的宽度W2小(参照图4)，所述一对侧部强磁性体50a、50b以在由所述一对侧部强磁性体50a、50b夹着的区域S1内包含所述腔室30的方式配置(参照图5(a))。线圈芯部11a与侧部强磁性体50a、50b也可以接触。
优选本发明的模具为在平行磁场M中具有至少由一个截面圆弧状的腔室30、一个中央强磁性体40及一对侧部强磁性体50a、50b构成的结构的模具，且相对于图2(a)所示的A-A截面对称。即，优选所述腔室30及所述中央强磁性体40具有相对于所述A-A截面对称的形状，且所述一对侧部强磁性体50a、50b相对于所述A-A截面对称配置。
另外，如图2(a)所示，优选采用相对于通过所述中央强磁性体40的平行磁场M方向的中点且垂直于所述平行磁场M的面(图2(a)中由单点划线C表示。)，对称地设置另一个截面圆弧状的腔室30’及另一对侧部强磁性体50a’、50b’的结构。在该情况下，优选所述中央强磁性体40对于所述腔室30、30’共用，且该所述中央强磁性体40具有相对于由所述单点划线C表示的面对称的形状。
所述阴模20由非磁性超硬合金构成。具体而言，优选WC系。
(2)腔室
优选所述腔室30的形状设定成使烧结体成为与将环形磁铁的一部分切下的形状接近的形状，该烧结体通过对由包含所述腔室30的模具1成型的成型体进行烧结而成。在所述腔室30的截面形状中，与所述腔室30的内弧壁31及外弧壁32分别对应的内弧及外弧的各中心角及中心点以考虑成形体的烧结时的变形而使烧结后的形状成为目标形状的方式，在本发明的范围内进行适当设定。所述腔室30的截面中的所述内弧及所述外弧的半径可以根据得到的圆弧状磁铁的使用目的来设定。考虑圆弧状磁铁的使用目的、形状，既可以将外弧的半径设定得比内弧大，并且还可以将外弧的半径设定得比内弧小。图3(a)及图3(b)表示用于形成圆弧状磁铁的腔室的截面的例子。图3(a)所示的腔室是截面中的内弧31a及外弧32a的中心角相同且形成各弧的中心点一致的例子，图3(b)所示的腔室是截面中的内弧31a及外弧32a的中心角θ1及θ2不同的例子。
如图2(b)所示，所述腔室30为通过下冲头60和上冲头70形成的截面圆弧状，所述上冲头70能够从腔室30脱离。向所述腔室30内供给磁粉，在通过磁场线圈10a、10b及线圈芯部11a、11b形成的平行磁场M中，通过所述下冲头60和所述上冲头70沿着与所述平行磁场M垂直的方向对所述磁粉进行压缩成型来得到成型体。
对在磁场中成型时流过腔室的磁场的方向进行说明。图6(a)是将图2(a)的由双点划线包围的区域R放大而得到的图，表示施加了平行磁场的状态下的磁场的情况。如图6(a)所示，所述侧部强磁性体50a使由磁场线圈10a、10b产生的磁场集中，集中的磁场的大部分从所述侧部强磁性体50a的端面51出来，但磁场的一部分从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来，相对于所述腔室30的侧壁33a大致垂直地进入所述腔室30内，且通过所述腔室30内的磁粉而从腔室30的外弧壁32的中央部附近出来，并通过中央强磁性体40。这样，从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场相对于腔室30的侧壁33a大致呈直角流入，因此通过该模具1而在磁场中成形的圆弧状磁铁成为与所述环状极性各向异性磁铁的磁极间的取向接近的取向。
(3)中央强磁性体及侧部强磁性体
侧部强磁性体50a、50b及中央强磁性体40的形状只要是能够如上述那样控制磁场的方向的形状即可，可以为任意的形状，但优选如图2(a)所示那样，在俯视下为四边形，更优选为矩形。通过形成为矩形，侧部强磁性体50a、50b及中央强磁性体40的加工、以及收容它们的非磁性超硬合金阴模的孔的加工容易，且在强度上也有利。
如图2(a)及图4所示，在俯视下，所述中央强磁性体40的与所述平行磁场M垂直的方向的宽度W1比所述腔室30的与所述平行磁场M垂直的方向的宽度W2小，由此能够使从腔室30的外弧壁32流出的磁场向所述外弧壁32的中央部集中，从而通过成形而得到的圆弧状磁铁成为与所述环状极性各向异性磁铁的磁极间的取向接近的取向。所述宽度W1的优选的范围为宽度W2的10～30％。
优选在俯视下，所述中央强磁性体40在通过所述腔室30的圆周方向中点的半径方向的线上，从所述腔室30分离而配置，且所述中央强磁性体40为相对于该线对称的形状。通过将所述中央强磁性体40这样配置来形成为所述形状，从而所述腔室30的圆周方向中央部的磁场成为与所述平行磁场M相同的方向，其结果是，能够得到在外弧面的圆周方向中央使磁粉向半径方向取向的圆弧状磁铁。中央强磁性体40与所述腔室的圆弧的中央部的距离越近，得到的磁铁的表面磁通密度波形相对于正弦波越变细，另外，当远时，成为相对于正弦波鼓起的倾向。
如图5(a)所示，将所述一对侧部强磁性体50a、50b以在由所述一对侧部强磁性体50a、50b夹着的区域S1内包含所述腔室30的方式配置，由此如图6(a)所示，能够将磁场控制成从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场相对于所述腔室30的侧壁33a大致垂直地进入所述腔室30内。但是，例如图5(b)所示，在由所述一对侧部强磁性体50a、50b夹着的区域S1内不包含所述腔室30的情况下，如图6(b)所示，从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场不从所述腔室30的侧壁33a进入腔室30内，而从内弧壁31进入，另一方面，在所述腔室30的侧壁33a处，从所述侧部强磁性体50a的端面51出来的磁场相对于所述侧壁33a倾斜进入。其结果是，无法得到在圆周方向的端面使磁粉相对于端面垂直地取向的圆弧状磁铁。
优选腔室30与侧部强磁性体50a、50b的距离近。当使该距离变远时，得到的圆弧状磁铁的表面磁通密度波形成为相对于正弦波鼓起的倾向，因此不优选。
但是，从模具1的强度的方面出发，中央强磁性体40与腔室30的间隔、以及侧部强磁性体50a、50b与腔室30的间隔需要离开某程度而构成。所述强磁性体通常强度低，因此若与所述腔室30的间隔过于窄，则在压缩成形时阴模发生变形，有时在所述强磁性体上产生龟裂。因此，上述的磁性体和腔室30需要设置足够的距离而配置成不会因冲压时超硬阴模受到的应力而引起阴模变形的程度。
优选腔室30的侧壁33a的面与侧部强磁性体50a的侧面52所成的角度θ(参照图7(a))为0≤θ。从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场向所述腔室30的侧壁33a进入的方向能够通过使磁场的强度变化而进行某程度调节，因此在角度θ满足0≤θ的条件的情况下，如图6(a)所示，能够使从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场大致垂直地进入所述腔室30的侧壁33a。
在此，如图7(b)所示，在腔室30的侧壁33a的面与侧部强磁性体50a的侧面52平行(θ＝0)的情况下，从侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场已经具有平行磁场方向的分量，且在到达所述腔室30的侧壁33a之前，还施加了所述中央强磁性体40方向的矢量，从而相对于腔室30的侧壁33a的面而以角度α(＜90°)进入。在该情况下，即便使磁场的强度变化，也无法使从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场完全垂直地进入所述腔室30的侧壁33a。
优选以使所述角度θ比0°大的方式选择侧部强磁性体50a的形状及配置。当这样选择侧部强磁性体50a时，在从侧部强磁性体50a的侧面52出来的时刻能够减小磁场的平行磁场方向的分量，因此即便施加了所述中央强磁性体40方向的矢量，从所述侧部强磁性体50a的侧面52出来的磁场也能够垂直地进入所述腔室30的侧壁33a。优选θ的上限为50°(θ≤50°)。
作为中央强磁性体40及侧部强磁性体50a、50b，可以使用通常的磁性材料，尤其适合为S45C、磁性超硬合金等。
[3]制造方法
(1)磁粉的准备
优选磁粉的粉碎分为粗粉碎和细粉碎来进行。粗粉碎优选通过捣碎机、颚式破碎机、布朗粉碎机(ブラウンミル)、圆盘式粉碎机、氢气粉碎等进行，细粉碎优选通过喷射式粉碎机、振动式磨机、球磨机等进行。为了防止氧化，都优选使用有机溶剂或不活泼气体而在非氧化气氛中进行。粉碎粒度优选为2～8μm(F.S.S.S.)。在小于2μm时，磁粉的活性高且氧化激烈地产生，因此烧结时的变形大，磁特性也发生恶化。在超过8μm时，烧结后的结晶粒径变大且容易引起磁化反转，从而导致顽磁力的降低。
(2)成形
为了使磁粉取向而施加给腔室30的平行磁场的强度优选为159kA/m以上，更优选为239kA/m以上。在取向磁场的强度小于159kA/m时，磁粉的取向不充分且无法得到良好的磁特性。考虑在所述磁场强度以上时得到的圆弧状磁铁的极性各向异性取向的状况来适当决定取向磁场的强度。成形压力优选为0.5～2ton/cm2。在小于0.5ton/cm2时，成形体的强度变弱而容易破损，另外，在超过2ton/cm2时，磁粉的取向错乱，磁特性降低。
(3)烧结
优选烧结在真空或氩气氛中以1000～1150℃进行。在小于1000℃时因烧结不足而无法得到需要的密度，使磁特性降低。在超过1150℃时，因过烧结而产生变形或磁特性的降低。
烧结通过在使用了Mo的耐热容器中放入Mo板，并在该Mo板上放置成形体来进行。在Mo板为轧制材料且表面粗糙度低的情况下，容易产生烧结体与Mo板的烧接，并且，在伴随烧结的收缩的过程中，有时在烧结磁铁上会产生变形。为了防止烧结体向Mo板的烧接，优选通过机械加工等提高Mo板的表面粗糙度，来减少与成形体的接触面积。作为所述机械加工，优选喷砂处理。喷砂后的Mo板的表面粗糙度(JISR6001-1983)以Rmax计优选为5μm～100μm，更优选为7μm～50μm。进一步优选为10μm～30μm。在小于5μm时，容易产生烧结体与Mo板的烧接，烧结后的磁铁发生变形。在超过100μm时，在收缩的过程中烧结体卡挂于Mo板而发生变形。还可以在Mo板上涂敷氧化钕等，来防止烧结时的烧结体与Mo板的烧接。
(4)其他的工序
在烧结后，优选对所述烧结体施加热处理。热处理可以在后述的加工前进行，也可以在加工后进行。
优选得到的烧结体根据需要而将外弧面、内弧面及端面加工成要求的尺寸。加工可以适当使用外径研磨机、内径研磨机、平面研磨机或成形加工机等既存的设备。根据需要还可以进行电镀、涂装、铝的真空蒸镀、化学转化处理等表面处理。
通过粘接剂将具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁粘接在转子磁轭的周围，来制作无刷电动机用转子。对于与无刷电动机用转子粘接的圆弧状磁铁120而言，例如使用图9所示的具有线圈210的磁化磁轭200(箭头表示进行磁化时施加的磁场的方向。)，来对各圆弧状磁铁进行磁化。磁化条件优选为电容器电容1000～2000μF、充电电压1000～2500V及磁化电流8～25kVA。在磁化电流小于8kVA时，磁化后无法得到所期望的磁化特性，并且，即便进行超过25kVA的磁化，也观察不到磁化后的磁特性上的提高。
本方法在干式成形及湿式成形中都能够适用。并且，还能够适用于铁氧体磁铁、Sm-Co磁铁或含有树脂的磁铁。
通过以下的实施例，进一步详细地说明本发明，但本发明没有限定为这些实施例。
实施例1
通过公知的方法，制造Nd：20.5质量％、Dy：6.2质量％、Pr：5.5质量％、B：1.0质量％、剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成的组成的Nd-Fe-B磁性粉。将得到的磁粉向在图2(a)～图2(c)所示的模具的阴模中设置的截面圆弧状的腔室(半径50mm的外弧、半径37mm的内弧及中心角25.7°)供给。侧部强磁性体使用图7(a)所示的形状的侧部强磁性体。在所述模具中，以使所述腔室的圆周方向中央的半径方向和磁场方向一致的方式施加239～319kA/m的强度的平行磁场，并同时以成形压力1t/cm2进行所述磁粉的成形。对得到的成形体进行烧结、热处理后，加工成外弧半径80mm、内弧半径64mm及中心角25.7°的大小，从而得到圆弧状的烧结磁铁。
实施例2
除了将侧部强磁性体变更成图7(b)所示的形状以外，与实施例1同样地得到圆弧状的烧结磁铁。
实施例3
除了以使烧结后的磁铁的表面磁通密度波形进一步接近正弦波形的方式来调节中央强磁性体、侧部强磁性体、腔室的配置以外，与实施例1同样地制作具有极性各向异性取向的极性各向异性磁铁成形体。
比较例
除了将中央强磁性体及侧部强磁性体全部不设置以外，与实施例1同样地得到圆弧状的烧结磁铁。
参考例
使用通过与实施例1相同的方法制作的磁性粉，并通过既存的用于成形具有极性各向异性取向的环形磁铁的模具(外周14极、外径100mm及内径74mm)进行成形，来进行烧结及热处理。将烧结体加工成外径80mm及内径64mm，从而得到具有极性各向异性取向的环形磁铁。成形通过日本特开昭59-216453号所记载的方法进行。
对于实施例1～3及比较例的圆弧状的烧结磁铁而言，在圆柱状的磁轭上张贴内弧面而形成为环形状，对于参考例的环形磁铁而言，在内周面插入圆柱状磁轭。对于各磁铁，通过使用图9所示那样的具有14极的线圈210的磁化磁轭200(箭头表示进行磁化时施加的磁场的方向。)与极数对应而进行磁化，并测定表面磁通密度波形。在图8中表示结果。图8中将14极的磁极中的0.5极量的波形抽出而进行表示。
由图8清楚可知，比较例的圆弧状的烧结磁铁的波形接近梯形，与此相对，实施例1～3的圆弧状的烧结磁铁成为接近参考例的极性各向异性环形磁铁的波形。使用图7(b)所示的形状的侧部强磁性体制作的实施例2的圆弧状的烧结磁铁形成为相对于实施例1而侧部(磁极间附近)略微鼓起的表面磁通密度波形。实施例3的圆弧状烧结磁铁成为与参考例的极性各向异性环形磁铁大致一致的波形，为理想的极性各向异性取向。
在使用比较例的烧结磁铁来构成回转机械的情况下，可预想到齿槽转矩高，而在使用了本发明的实施例1～3的烧结磁铁的情况下，可以预想到能够得到齿槽转矩低的回转机械。

Claims (8)

1.一种用于将具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁在磁场中成形的模具，其特征在于，具有：
阴模，其在由对置的一对磁场线圈形成的平行磁场中配置，且由非磁性超硬合金构成；
截面圆弧状的腔室，其在所述阴模中设置且具有内弧壁、外弧壁及两个侧壁；
中央强磁性体，其在所述腔室的外弧壁侧从所述腔室分离配置；
一对侧部强磁性体，它们在所述腔室的各侧壁侧分别从所述腔室分离且相对于所述腔室对称地配置，
所述腔室以圆周方向中央的半径方向与所述平行磁场方向一致的方式配置，
在俯视下，所述中央强磁性体的与所述平行磁场垂直的方向的宽度比所述腔室的与所述平行磁场垂直的方向的宽度小，
所述一对侧部强磁性体以在由所述一对侧部强磁性体夹着的区域内包含所述腔室的方式配置。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，
在俯视下，所述中央强磁性体在通过所述腔室的圆周方向中点的半径方向的线上配置，且所述中央强磁性体为相对于所述线对称的形状。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，
所述中央强磁性体为相对于通过所述中央强磁性体的所述磁场方向中点且垂直于所述磁场方向的面对称的形状，相对于所述面对称地配置有另一个腔室及另一对侧部强磁性体。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的模具，其特征在于，
所述中央强磁性体及/或所述各侧部强磁性体在俯视下为矩形形状。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的模具，其特征在于，
所述腔室的各侧壁面和与所述各侧壁对置的所述各侧部强磁性体的面所成的角度比0°大。
6.一种用于制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的方法，其特征在于，
该方法使用了一种模具，该模具具有：
阴模，其在由对置的一对磁场线圈形成的平行磁场中配置，且由非磁性超硬合金构成；
截面圆弧状的腔室，其在所述阴模中设置且具有内弧壁、外弧壁及两个侧壁；
中央强磁性体，其在所述腔室的外弧壁侧从所述腔室分离配置；
一对侧部强磁性体，它们在所述腔室的各侧壁侧分别从所述腔室分离且相对于所述腔室对称地配置，
所述腔室以圆周方向中央的半径方向与所述平行磁场方向一致的方式配置，
在俯视下，所述中央强磁性体的与所述平行磁场垂直的方向的宽度比所述腔室的与所述平行磁场垂直的方向的宽度小，
所述一对侧部强磁性体以在由所述一对侧部强磁性体夹着的区域内包含所述腔室的方式配置，
通过使用所述模具，对在所述腔室内填充的磁粉施加所述平行磁场并同时进行压缩成形。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述磁粉实质上由R-TM-B构成，其中，R为含有Y的稀土族元素的至少一种，TM为过渡金属的至少一种。
8.一种具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁，其特征在于，
通过权利要求6或7所述的方法制造。
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