JP2001162638A - ラジアル異方性リング磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高さが大きくかつ大きな異方性を有する高密度
・高強度のラジアル異方性リング磁石を製造する。 【解決手段】磁性体インサート部材と該磁性体インサー
ト部材に連設された非磁性体インサート部材とからなる
筒状のインサート部材を有するラジアル異方性リング磁
石製造用金型を具備し、前記磁性体インサート部材の内
壁がキャビテイの内部に露出している磁場圧縮成形装置
を使用する。前記キャビテイに充填された磁粉と熱硬化
性樹脂の混合粉末を磁場成形してリング状成形体を作製
した後、前記リング状成形体を前記非磁性体インサート
部材の内壁に囲繞される箇所に変位せしめる第１工程Ｓ
２４と、前記混合粉末を前記リング状成形体の上端面に
積層する第２工程Ｓ２６と、前記混合粉末を磁場成形す
ることにより前記リング状成形体の高さを延伸せしめる
第３工程Ｓ２８とからなる延伸工程によって前記リング
状成形体の高さを延伸せしめる。このリング状成形体を
前記キャビテイから離脱せしめた後に加熱処理すれば、
ラジアル異方性リング磁石が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル異方性リ
ング磁石の製造方法に関し、一層詳細には、リング状成
形体の高さを段階的に延伸せしめることにより、高さが
大きくかつ大きな異方性を有する高密度・高強度のラジ
アル異方性リング磁石を製造するためのラジアル異方性
リング磁石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータシャフトの外周面にリング磁石が
接合されてなるロータは、例えば、電気自動車に搭載さ
れるモータの構成要素となる。このようなロータの性能
の優劣は、接合されたリング磁石の磁気的特性に依存す
る。すなわち、嵌合されたリング磁石の磁気的特性が優
れているほど高性能なロータとなる。

【０００３】このような観点から、近年、Ｓｍ−Ｆｅ−
Ｎ合金からなるリング磁石、特に、ラジアル異方性リン
グ磁石が着目されている。ラジアル異方性リング磁石に
おいては、磁区の方向が遠心方向に揃って配向されてお
り、このため、形状および構成材料が同一であれば、各
々の磁区の方向がランダムな等方性リング磁石よりも磁
気的特性が優れているからである。

【０００４】すなわち、同一形状の磁石であれば、Ｓｍ
−Ｆｅ−Ｎ合金からなるラジアル異方性リング磁石は、
他のリング磁石に比して優れた磁気的特性を有してお
り、このようなラジアル異方性リング磁石を使用するこ
とによって、ロータの高性能化を図ることができる。実
際、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金からなるラジアル異方性リング
磁石が接合されてなるロータを製造し、該ロータの性能
試験を行ったところ、他のリング磁石が接合されたロー
タと比較して高性能であることが確認されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リング磁石
における異方性の大小、すなわち、磁気的特性は、該リ
ング磁石の形状寸法によって大きく異なる。リング磁石
の形状寸法から該リング磁石の異方性の大小を判定する
指標としては、下記の式（１）により算出されるラジア
ルファクター（以下、Ｆ_rとも表記する）が挙げられ
る。

【０００６】Ｆ_r＝２Ｄｈ／ｄ² ……（１） 式（１）において、Ｄ、ｈ、ｄは、それぞれ、リング磁
石の外径、高さ、内径である。

【０００７】Ｆ_rが１未満であれば、そのリング磁石の
異方性は大きい。すなわち、Ｆ_rが大きくなるほど異方
性は低下していき、Ｆ_rが２を超えると等方性のリング
磁石となる。例えば、図１０Ａ〜Ｃに示すように、ｄ＝
６７ｍｍ、Ｄ＝７４ｍｍであるリング磁石において、ｈ
が２０ｍｍ、４０ｍｍ、８０ｍｍである場合のＦ_rを求
めると、それぞれ、０．６６、１．３２、２．６４とな
り、この順序で異方性が小さくなる。このことから、内
径ｄおよび外径Ｄが同一であれば、高さｈが大きくなれ
ばなるほど異方性が小さくなり、磁気的特性が低下する
ことが諒解される。

【０００８】したがって、ロータシャフトの外周面の軸
方向長さが長い場合、この外周面に嵌合されるリング磁
石として高さｈが大きいものを使用すると、このリング
磁石は磁気的特性が優れたものではないため、ロータの
高性能化を図ることが困難となるという不具合が露呈す
る。

【０００９】また、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金からなるリング
磁石を製造する際には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末（磁
粉）と熱硬化性樹脂が混合されてなる混合粉末を磁場内
で圧縮成形することによりまずリング状成形体を作製す
ることが通例であるが、高さｈが大きいリング状成形体
を作製しようとする場合、混合粉末が充分に加圧されず
に該リング状成形体の密度が低くなることがあり、その
結果、低密度で低強度のリング磁石となるという不具合
がある。

【００１０】このようなことから、高性能なロータを製
造しようとする場合には、Ｆ_rが１未満であるリング磁
石、すなわち、ラジアル異方性リング磁石を複数個別々
に作製し、これらを各々ロータシャフトの外周面に嵌合
および接合せしめている。しかしながら、このような製
造方法では、ラジアル異方性リング磁石を１個ずつロー
タシャフトの外周面に嵌合して接合するという煩雑な作
業を行う必要があり、しかも、そのためにロータの製造
に長時間を要する。すなわち、ロータの生産効率が低
く、製造コストを低減することが困難である。

【００１１】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、高さが大きくかつ大きな異方性を有する
高密度・高強度のラジアル異方性リング磁石を製造する
ことができ、しかも、該ラジアル異方性リング磁石をロ
ータシャフトの外周面に直接形成せしめることが可能で
あり、高性能のロータが得られるとともに該ロータの生
産効率を向上せしめることができるラジアル異方性リン
グ磁石の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、磁性体インサート部材と前記磁性体
インサート部材に連設された非磁性体インサート部材と
からなる筒状のインサート部材および前記インサート部
材を囲繞しかつ支持するリング部材を有するラジアル異
方性リング磁石製造用金型を具備し、前記磁性体インサ
ート部材の内壁がキャビテイの内部に露出している磁場
成形装置を使用するラジアル異方性リング磁石の製造方
法であって、磁粉および熱硬化性樹脂の混合粉末を前記
キャビテイに充填する充填工程と、前記混合粉末を磁場
成形してリング状成形体を作製する磁場成形工程と、作
製されたリング状成形体を前記ラジアル異方性リング磁
石製造用金型から離脱せしめる離脱工程と、前記リング
状成形体を加熱処理することにより前記熱硬化性樹脂を
硬化せしめてラジアル異方性リング磁石とする加熱処理
工程とを含み、前記磁場成形工程と前記離脱工程との間
に、前記リング状成形体の高さを延伸せしめるための延
伸工程を少なくとも１回行うことを特徴とする。

【００１３】ここで、延伸工程とは、前記リング状成形
体を非磁性体インサート部材の内壁に囲繞される箇所に
変位せしめる第１工程と、磁粉および熱硬化性樹脂の混
合粉末を前記リング状成形体の上端面に積層する第２工
程と、前記混合粉末を磁場成形することにより前記リン
グ状成形体の高さを延伸せしめる第３工程とからなる工
程である。

【００１４】なお、前記キャビテイの内部にロータシャ
フトの外周面が露出するようにして該ロータシャフトを
磁場成形装置に固定すれば、リング状成形体を前記ロー
タシャフトの外周面に直接形成せしめることができる。

【００１５】この製造方法においては、最初に作製され
るリング状成形体の高さをｈ、内径をｄ、外径をＤ、１
回の前記延伸工程により延伸される高さをＨとする時、
ｈ、Ｈ、ｄ、Ｄの間に下記の式（Ａ）および式（Ｂ）の
関係を成立せしめるようにして行うことが好ましい。

【００１６】ｈ＜ｄ²／２Ｄ ……（Ａ） Ｈ＜ｄ²／２Ｄ ……（Ｂ） この場合、最初に形成されたリング状成形体のラジアル
ファクターと、延伸部分のラジアルファクターはともに
１未満となる。したがって、このリング状成形体全体が
加熱処理されてなるリング磁石全体のラジアルファクタ
ーも１未満となる。すなわち、高さが大きくかつ大きな
異方性を有するラジアル異方性リング磁石となる。ま
た、各回の磁場成形においては、混合粉末が充分に加圧
される。このため、前記リング状成形体が全体に亘り高
密度となるので、高密度・高強度のラジアル異方性リン
グ磁石が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るラジアル異方
性リング磁石の製造方法につき好適な実施の形態を挙
げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】まず、本実施の形態においてラジアル異方
性リング磁石を製造するために使用される磁場圧縮成形
装置を図１に示す。この磁場圧縮成形装置１０において
は、Ｆｅ系合金等の磁性体からなる底板１２ａ、側板１
２ｂおよび天板１２ｃによりダイセット１２が構成され
ている。そして、前記天板１２ｃには、ラジアル異方性
リング磁石製造用金型（以下、単に金型ともいう）１４
が設置されている。

【００１９】金型１４は、内側に配置された筒状のイン
サート部材１６と、該インサート部材１６を囲繞するリ
ング部材１８とを有する。さらに、インサート部材１６
は、後述するリング状成形体の作製時に変形を起こさな
い程度の強度を有し、かつ耐摩耗性に優れる磁性体、例
えば、ＷＣ−Ｃｏ合金からなる磁性体インサート部材２
０と、該磁性体インサート部材２０の下部に連設された
非磁性体インサート部材２２とからなる。非磁性体イン
サート部材２２は、リング状成形体の作製時に変形しな
い程度の強度を有し、かつ耐摩耗性に優れた非磁性体、
例えば、ＷＣ−Ｎｉ−Ｃｒ合金からなる。

【００２０】これら磁性体インサート部材２０および非
磁性体インサート部材２２の内壁、すなわち、インサー
ト部材１６の内壁全体は、ＴｉＣ、ＴｉＮあるいはＴｉ
Ｃ_xＮ_1-x（０＜Ｘ＜１）等からなるコーティング膜（図
示せず）により被覆されていてもよい。このようなコー
ティング膜の被覆によりインサート部材１６の耐摩耗性
が一層向上される。

【００２１】なお、磁性体インサート部材２０の高さと
非磁性体インサート部材２２の高さは、最初に作製され
るリング状成形体の高さｈの値と、後述する延伸工程に
より成形される延伸部の高さＨの値に応じて設定され、
一義的には決定されない。

【００２２】リング部材１８は、リング状成形体の作製
時に前記インサート部材１６を支持するもので、この支
持の際に変形を起こさない程度の強度を有し、かつ耐摩
耗性に優れる磁性体、例えば、ＳＫＤ６１（ＪＩＳ規
格；中炭素中合金超強靱鋼）からなる。このリング部材
１８は、フランジ部１８ａと該フランジ部１８ａに接合
された管状部１８ｂとからなり、フランジ部１８ａが前
記天板１２ｃに図示しないボルトによって締結されるこ
とにより、金型１４全体がダイセット１２の上部に固定
位置決めされている。なお、フランジ部１８ａと管状部
１８ｂとは一体成形物であってもよい。

【００２３】上記した磁性体インサート部材２０および
非磁性体インサート部材２２は、例えば、前記管状部１
８ｂおよびフランジ部１８ａに連なって形成された孔部
にそれぞれが圧入されることによりリング部材１８に嵌
合されている。なお、リング部材１８と磁性体インサー
ト部材２０、リング部材１８と非磁性体インサート部材
２２、磁性体インサート部材２０と非磁性体インサート
部材２２とを、ろう付けや溶接等により接合してもよ
い。

【００２４】図１に示すように、インサート部材１６の
内部には、磁性体からなるマンドレル２４の上端部２４
ａが該インサート部材１６から所定間隔離間して挿入さ
れている。そして、この上端部２４ａには凹部２６が形
成されており、この凹部２６には、図２Ａに概略全体を
示す、磁性体からなるロータシャフト２８の軸３０の一
端部３０ａが嵌合されている。すなわち、ロータシャフ
ト２８はマンドレル２４の上端面に戴置されている。

【００２５】さらに、非磁性体インサート部材２２とマ
ンドレル２４との間には、非磁性体からなる筒状体の下
側パンチ３２ａの上部が挿入されている。これにより、
キャビテイ３４が形成されるに至っている。すなわち、
キャビテイ３４の内部には、磁性体インサート部材２０
の内壁、ロータシャフト２８の外周面２８ａ、および下
側パンチ３２ａの上端面が露出されており、非磁性体イ
ンサート部材２２の内壁は露出されていない。

【００２６】この下側パンチ３２ａは、前記マンドレル
２４の外周壁に固定されている。そして、該下側パンチ
３２ａの下部には、マンドレル２４を囲繞する磁性体か
らなるガイド部材３５が設置されており、リング状成形
体の作製時には、下側パンチ３２ａは該ガイド部材３５
によって支持される。

【００２７】また、下側パンチ３２ａは、昇降装置３６
により上下に変位せしめることが可能である。すなわ
ち、マンドレル２４の下端部は前記昇降装置３６に接続
されており、昇降装置３６のロッド３８が上昇あるいは
下降付勢されることに伴ってマンドレル２４が上下に変
位する。その結果、マンドレル２４に固定された下側パ
ンチ３２ａが上下に変位せしめられるに至る。

【００２８】一方、下側パンチ３２ａに対向する上部に
は、非磁性体からなる筒状体の上側パンチ３２ｂが配置
されている。この上側パンチ３２ｂもまた、前記昇降装
置３６に準ずる構成の昇降装置（図示せず）によって上
下に変位せしめることが可能である。この上下への変位
により、上側パンチ３２ｂは、キャビテイ３４へ挿入ま
たは離脱せしめられる。

【００２９】この上側パンチ３２ｂの内部には押止部材
４０が挿入されており、この押止部材４０の上端面は図
示しないコイルスプリングにより保持されている。さら
に、このコイルスプリングの上端は上側パンチ３２ｂの
上端面の内壁に保持されている。

【００３０】また、ロータシャフト２８上には、該ロー
タシャフト２８の軸３０の他端部３０ｂに嵌合されたダ
ミー４１が載置されており、上側パンチ３２ｂがキャビ
テイ３４に挿入された際には、ロータシャフト２８はダ
ミー４１とともに押圧される。

【００３１】また、ダイセット１２の底板１２ａの上面
には電磁コイル４２が設置されており、マンドレル２４
はこの電磁コイル４２内を貫通している。さらに、この
電磁コイル４２は、図示しない電源に接続されている。

【００３２】このように構成された磁場圧縮成形装置１
０を使用して、本実施の形態に係るラジアル異方性リン
グ磁石を製造する方法のフローチャートを図３に示す。
図３に示されるように、この製造方法は、磁粉および熱
硬化性樹脂の混合粉末を上記磁場圧縮成形装置１０のキ
ャビテイ３４に充填する充填工程Ｓ１０と、前記混合粉
末を磁場成形してリング状成形体を作製する磁場圧縮成
形工程Ｓ２０と、作製されたリング状成形体をキャビテ
イ３４から離脱せしめる離脱工程Ｓ３０と、前記リング
状成形体を加熱処理することにより前記熱硬化性樹脂を
硬化せしめてラジアル異方性リング磁石とする加熱処理
工程Ｓ４０とを含んでいる。そして、磁場圧縮成形工程
Ｓ２０と離脱工程Ｓ３０との間には、前記リング状成形
体の高さを延伸せしめるための延伸工程（Ｓ２４、Ｓ２
６、Ｓ２８）が行われる。

【００３３】この延伸工程は、図３に示すように、前記
リング状成形体を非磁性体インサート部材２２の内壁に
囲繞される箇所に変位せしめる第１工程Ｓ２４と、磁粉
および熱硬化性樹脂の混合粉末を前記リング状成形体の
上端面に積層する第２工程Ｓ２６と、前記混合粉末を磁
場成形することにより前記リング状成形体の高さを延伸
せしめる第３工程Ｓ２８とからなる。

【００３４】以下、各々の工程につき詳述する。

【００３５】まず、充填工程Ｓ１０において、図１に示
すように、磁場圧縮成形装置１０のキャビテイ３４に磁
粉および熱硬化性樹脂の混合粉末４４を充填する。混合
粉末４４としては、例えば、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金粉末
（磁粉）とエポキシ樹脂粉末とを混合したもの等を用い
ることができる。この場合、エポキシ樹脂粉末の割合は
５重量％程度とすればよい。なお、熱硬化性樹脂として
は、液状樹脂を使用することもできる。ここでいう混合
粉末とは、磁粉と液状樹脂の混合物を含めていうものと
する。

【００３６】次いで、磁場圧縮成形工程Ｓ２０におい
て、前記電磁コイル４２に通電すれば、該電磁コイル４
２内には磁場が発生し、これによりマンドレル２４が励
磁されて磁気を帯びる。これに応じ、磁性体インサート
部材２０およびロータシャフト２８も励磁されて磁気を
帯びる。その結果、例えば、ロータシャフト２８がＮ極
となり、磁性体インサート部材２０がＳ極となる。この
場合には、ロータシャフト２８から磁性体インサート部
材２０へ指向する磁場が発生する。すなわち、磁場の方
向は遠心方向である。このような磁場が発生する結果、
キャビテイ３４に充填された混合粉末４４中の磁粉の磁
区の方向が遠心方向に揃う。すなわち、磁区が遠心方向
に配向される。

【００３７】この状態で、図４に要部を拡大して示すよ
うに、図示しない前記昇降装置のロッドを下降付勢する
ことにより上側パンチ３２ｂをキャビテイ３４に挿入す
る。この際、押止部材４０はダミー４１とロータシャフ
ト２８とを押圧する。さらに該上側パンチ３２ｂを下方
へ変位せしめる場合には、図示しない前記コイルスプリ
ングが収縮することにより、押止部材４０が上側パンチ
３２ｂ内で上方へ変位せしめられる。したがって、押止
部材４０が上側パンチ３２ｂの下方への変位を妨げるこ
とはない。

【００３８】上側パンチ３２ｂをキャビテイ３４に挿入
した後、さらに下方へ変位せしめる際には、下側パンチ
３２ａを確実に固定位置決めせしめる。この固定位置決
めは、前記昇降装置３６のロッド３８を停止位置決めす
ることにより達成される。

【００３９】この際に、混合粉末４４が下側パンチ３２
ａおよび上側パンチ３２ｂから押圧されることにより該
混合粉末４４が圧縮成形され、図４および図２Ｂに示す
ように、ロータシャフト２８の外周面２８ａにリング状
成形体４６が形成される。なお、前記圧縮成形の際に
は、ロータシャフト２８は押止部材４０およびマンドレ
ル２４により堅牢に支持される。また、下側パンチ３２
ａはガイド部材３５によって堅牢に支持されているの
で、この圧縮成形の最中に下方へ変位することはない。

【００４０】この場合、リング状成形体４６のラジアル
ファクター（Ｆ_r）が１未満となるように該リング状成
形体４６を形成する。すなわち、該リング状成形体４６
の内径をｄ、外径をＤ、高さをｈとした場合、下記の式
（２）が成立するように、充填工程Ｓ１０においてキャ
ビテイ３４への混合粉末４４の充填量を調整する。

【００４１】２Ｄｈ／ｄ²＝Ｆ_r＜１ ……（２） 換言すれば、ｈ＜ｄ²／２Ｄ（式（Ａ））となるリング
状成形体４６が得られるように混合粉末４４をキャビテ
イ３４へ充填する。

【００４２】この磁場圧縮成形工程Ｓ２０においては、
非磁性体インサート部材２２は磁気を帯びることはない
ので、ロータシャフト２８から非磁性体インサート部材
２２へ指向する磁場は発生しない。すなわち、ロータシ
ャフト２８から磁性体インサート部材２０へ指向する磁
束が非磁性体インサート部材２２の方へ分散することは
ない。したがって、インサート部材１６が全て磁性体か
らなる場合に比して、キャビテイ３４内の磁場強度が高
くなる。その結果、磁区の方向が磁場方向に配向される
割合（以下、配向率という）が高められる。

【００４３】また、高さｈが式（Ａ）を満足するリング
状成形体４６を作製する際には、混合粉末４４が充分に
圧縮されるので、該リング状成形体４６は高密度とな
る。

【００４４】次いで、延伸工程を行う。

【００４５】具体的には、まず、第１工程Ｓ２４におい
て、図示しない前記昇降装置のロッドおよび昇降装置３
６のロッド３８を下降付勢することにより、上側パンチ
３２ｂおよび下側パンチ３２ａを下方に変位せしめ、図
５に示すように、リング状成形体４６が非磁性体インサ
ート部材２２に囲繞される箇所にまでロータシャフト２
８を変位せしめる。

【００４６】次いで、図示しない前記昇降装置のロッド
を上昇付勢し、図６に示すように、上側パンチ３２ｂを
金型１４から離脱せしめる。その結果、図示しない前記
コイルスプリングが伸長し、押止部材４０を弾発付勢す
る。これにより、押止部材４０は初期位置に戻る。

【００４７】上側パンチ３２ｂの離脱により、磁性体イ
ンサート部材２０とロータシャフト２８の外周面２８ａ
との間には間隙が形成される。この間隙が新たなキャビ
テイ４５となる。この新たなキャビテイ４５の内部に
は、リング状成形体４６の上端面、ロータシャフト２８
の外周面２８ａ、および磁性体インサート部材２０の内
壁が露出されている。

【００４８】次いで、第２工程Ｓ２６において、図６に
示すように、キャビテイ４５に混合粉末４４を充填す
る。すなわち、この混合粉末４４は、前記リング状成形
体４６の上端面に積層される。この際、ロータシャフト
２８上にはダミー４１が載置されているので、混合粉末
４４の積層高さをロータシャフト２８の外周面２８ａよ
りも高くすることができる。

【００４９】次いで、第３工程Ｓ２８において、図７に
示すように、磁場圧縮成形工程Ｓ２０時と同様に磁場圧
縮成形装置１０を動作せしめる。その結果、図７および
図２Ｃに示すように、延伸部４７がリング状成形体４６
に接合して形成される。すなわち、リング状成形体４６
の高さが延伸される。なお、この第３工程Ｓ２８におい
ては、磁場圧縮成形工程Ｓ２０における磁場と同一方向
に指向する磁場を形成せしめる。リング状成形体４６に
おける磁区の方向と、延伸部４７における磁区の方向と
を一致させるためである。

【００５０】延伸部４７の高さをＨとした場合、下記の
式（３）が成立するように、キャビテイ４５への混合粉
末４４の充填量を調整する。

【００５１】２ＤＨ／ｄ²＜１ ……（３） すなわち、Ｈ＜ｄ²／２Ｄ（式（Ｂ））となるように混
合粉末４４をキャビテイ４５へ充填する。このように、
高さＨが式（Ｂ）を満足するように形成することによ
り、延伸部４７におけるＦ_rもまた１未満となる。ま
た、この場合にも混合粉末４４が充分に圧縮されるの
で、延伸部４７も高密度となる。なお、以下において
は、高さが延伸されたリング状成形体の参照符号を４８
とし、最初に作製されたリング状成形体４６と区別す
る。

【００５２】次いで、離脱工程Ｓ３０において、金型１
４からリング状成形体４８を離脱せしめる。具体的に
は、図示しない前記昇降装置のロッドを上昇付勢して上
側パンチ３２ｂを磁性体インサート部材２０の内部から
離脱せしめることによりロータシャフト２８を解放せし
め、このロータシャフト２８ごとリング状成形体４８を
金型１４内部から取り出す。

【００５３】最後に、加熱処理工程Ｓ４０において、リ
ング状成形体４８をロータシャフト２８とともに加熱処
理すれば、リング状成形体４８中のエポキシ樹脂が硬化
してリング状成形体４８がロータシャフト２８に接合さ
れるとともに磁粉同士が強固に接着されてリング磁石
（この場合、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石）が製造され、
ロータが得られるに至る。このリング磁石の内径、外径
および高さは、リング状成形体４８の内径ｄ、外径Ｄお
よび高さ（リング状成形体４６の高さｈと延伸部４７の
高さＨとの和）に等しい。

【００５４】ここで、最初に作製されたリング状成形体
４６および延伸部４７におけるＦ_rは、上記したよう
に、ともに１未満となっている。このため、製造された
リング磁石全体におけるＦ_rもまた１未満となる。ま
た、上記したように、これらは高い強度の磁場内で成形
されているので、配向率が高い。このようなことから、
異方性が大きなリング磁石が得られる。すなわち、この
リング磁石は、大きな異方性を具備するラジアル異方性
リング磁石である。

【００５５】しかも、このラジアル異方性リング磁石に
おいては、高密度な部分が段階的に形成されている。し
たがって、該ラジアル異方性リング磁石は全体に亘り高
密度であり、充分な高強度を有している。

【００５６】この製造方法においては、大形状・高強度
のラジアル異方性リング磁石を製造できるだけではな
く、ラジアル異方性リング磁石をロータシャフト２８の
外周面２８ａに直接形成することができる。したがっ
て、ラジアル異方性リング磁石を複数個別々に作製し、
これらを１個ずつロータシャフトの外周面に嵌合せしめ
る必要がないので、ロータの製造時間が著しく短縮され
る。その結果、ロータの生産効率が向上されるとともに
ロータの製造コストが低減される。

【００５７】なお、上述した実施の形態においては、ロ
ータシャフト２８の外周面２８ａにラジアル異方性リン
グ磁石を形成したが、ラジアル異方性リング磁石を単体
で製造することもできる。この場合、図８に示すよう
に、上端面が平坦なマンドレル５０を使用する。また、
上側パンチ３２ｂの内部には、押止部材４０等を挿入す
る必要はない。

【００５８】この場合、まず、磁性体インサート部材２
０の内壁、マンドレル５０の上端部５０ａの外周面、お
よび下側パンチ３２ａの上端面が露出されているキャビ
テイ５２に混合粉末４４を充填する（充填工程Ｓ１
０）。

【００５９】次いで、前記電磁コイル４２に通電して遠
心方向に磁場を発生せしめる。例えば、マンドレル５０
がＮ極となり、磁性体インサート部材２０がＳ極となる
とすれば、マンドレル５０の上端部５０ａから磁性体イ
ンサート部材２０へ指向する磁場が発生する。この状態
で、図８に示すように、混合粉末４４を圧縮成形してリ
ング状成形体４６を作製する（磁場圧縮成形工程Ｓ２
０）。なお、この圧縮成形の際には、マンドレル５０の
上端部５０ａは上側パンチ３２ｂの内部に挿入される。

【００６０】次いで、図示しない前記昇降装置のロッド
および昇降装置３６のロッド３８を下降付勢することに
より、上側パンチ３２ｂおよび下側パンチ３２ａを下方
に変位せしめ、リング状成形体４６が非磁性体インサー
ト部材２２の内壁に囲繞される箇所にまで該リング状成
形体４６を変位せしめる（第１工程Ｓ２４）。

【００６１】次いで、金型１４から上側パンチ３２ｂを
離脱せしめた後、リング状成形体４６上に混合粉末４４
を積層する（第２工程Ｓ２６）。

【００６２】次いで、図９に示すように、前記混合粉末
４４を磁場圧縮成形することにより延伸部４７を形成す
る（第３工程Ｓ２８）。これにより、リング状成形体４
６の高さが延伸され、リング状成形体４８となる。

【００６３】次いで、リング状成形体４８を金型１４か
ら離脱せしめ（離脱工程Ｓ３０）、最後に、該リング状
成形体４８を加熱処理すれば、ラジアル異方性リング磁
石が製造されるに至る（加熱処理工程Ｓ４０）。

【００６４】この場合においても、最初に作製されるリ
ング状成形体４６および延伸部４７のＦ_rが１未満とな
るように混合粉末４４の充填量が調整される。

【００６５】なお、上述した実施の形態においては、延
伸工程は１回のみ行ったが、さらに複数回行うようにし
てもよい。

【００６６】また、磁場圧縮成形工程Ｓ２０の後にリン
グ状成形体４６を非磁性体インサート部材２２に囲繞さ
れる箇所に変位せしめる際には、上側パンチ３２ｂを金
型１４から離脱せしめることなく行ったが、上側パンチ
３２ｂを金型１４から離脱せしめた後、昇降装置３６の
ロッド３８を下降付勢することによってリング状成形体
４６を変位せしめてもよい。

【００６７】さらに、磁場圧縮成形工程Ｓ２０および第
３工程Ｓ２８においては、ロータシャフト２８やマンド
レル５０をＮ極とし、磁性体インサート部材２０をＳ極
としたが、ロータシャフト２８やマンドレル５０をＳ極
とし、磁性体インサート部材２０をＮ極としてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るラジ
アル異方性リング磁石の製造方法によれば、まず、ラジ
アルファクターが１未満でかつ高密度のリング状成形体
を作製し、このリング状成形体上に、ラジアルファクタ
ーが１未満でかつ高密度の延伸部分を作製することによ
って該リング状成形体の高さを延伸せしめる。しかも、
前記リング状成形体および前記延伸部分の作製は高強度
の磁場内で行われる。したがって、このリング状成形体
全体を加熱処理することにより、高さが大きくかつ大き
な異方性を有する高密度・高強度のラジアル異方性リン
グ磁石を得ることができる。

【００６９】また、本発明に係るラジアル異方性リング
磁石の製造方法によれば、該ラジアル異方性リング磁石
をロータシャフトの外周面に直接形成せしめることが可
能である。したがって、高性能のロータが得られるとと
もに該ロータの生産効率が著しく向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るラジアル異方性リング磁石
の製造方法が実施される際に使用される磁場圧縮成形装
置の概略縦断面図である。

【図２】本実施の形態に係るラジアル異方性リング磁石
の製造方法において、ロータシャフトの外周面にリング
状成形体および延伸部が形成される過程を示した概略説
明図である。

【図３】本実施の形態に係るラジアル異方性リング磁石
の製造方法のフローチャートである。

【図４】ロータシャフトの外周面にリング状成形体が形
成された状態を示す磁場圧縮成形装置の要部拡大縦断面
図である。

【図５】リング状成形体が非磁性体インサート部材に囲
繞された状態を示す磁場圧縮成形装置の要部拡大縦断面
図である。

【図６】リング状成形体上に新たな混合粉末が積層され
た状態を示す磁場圧縮成形装置の要部拡大縦断面図であ
る。

【図７】延伸部が形成された状態を示す磁場圧縮成形装
置の要部拡大縦断面図である。

【図８】リング状成形体が形成された状態を示す磁場圧
縮成形装置の要部拡大縦断面図である。

【図９】延伸部が形成された状態を示す磁場圧縮成形装
置の要部拡大縦断面図である。

【図１０】各リング磁石のラジアルファクターと異方性
の大小との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…磁場圧縮成形装置 １４…ラジアル異方性リ
ング磁石製造用金型 １６…インサート部材 １８…リング部材 ２０…磁性体インサート部材 ２２…非磁性体インサー
ト部材 ２４、５０…マンドレル ２８…ロータシャフト ３２ａ、３２ｂ…パンチ ３４、４５、５２…キャ
ビテイ ３６…昇降装置 ４２…電磁コイル ４４…混合粉末 ４６、４８…リング状成
形体 ４７…延伸部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F204 AA39 AB13 AC04 AH33 FA01 FB01 FB12 FN11 FW06 5E062 CC02 CD05 CE01 CE04 CE07 CF02 CF03 CG02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体インサート部材と前記磁性体インサ
   ート部材に連設された非磁性体インサート部材とからな
   る筒状のインサート部材および前記インサート部材を囲
   繞しかつ支持するリング部材を有するラジアル異方性リ
   ング磁石製造用金型を具備し、前記磁性体インサート部
   材の内壁がキャビテイの内部に露出している磁場成形装
   置を使用するラジアル異方性リング磁石の製造方法であ
   って、 磁粉および熱硬化性樹脂の混合粉末を前記キャビテイに
   充填する充填工程と、 前記混合粉末を磁場成形してリング状成形体を作製する
   磁場成形工程と、 作製されたリング状成形体を前記ラジアル異方性リング
   磁石製造用金型から離脱せしめる離脱工程と、 前記リング状成形体を加熱処理することにより前記熱硬
   化性樹脂を硬化せしめてラジアル異方性リング磁石とす
   る加熱処理工程と、 を含み、 前記磁場成形工程と前記離脱工程との間に、 前記リング状成形体を非磁性体インサート部材の内壁に
   囲繞される箇所に変位せしめる第１工程と、 磁粉および熱硬化性樹脂の混合粉末を前記リング状成形
   体の上端面に積層する第２工程と、 前記混合粉末を磁場成形することにより前記リング状成
   形体の高さを延伸せしめる第３工程と、 からなる延伸工程を少なくとも１回行うことを特徴とす
   るラジアル異方性リング磁石の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のラジアル異方性リング磁石
   の製造方法において、 前記キャビテイの内部にロータシャフトの外周面を露出
   せしめ、前記リング状成形体を前記ロータシャフトの外
   周面に形成せしめることを特徴とするラジアル異方性リ
   ング磁石の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のラジアル異方性リ
   ング磁石の製造方法において、 最初に作製されるリング状成形体の高さをｈ、内径を
   ｄ、外径をＤ、１回の前記延伸工程により延伸される高
   さをＨとする時、ｈ、Ｈ、ｄ、Ｄの間に下記の式（Ａ）
   および式（Ｂ）の関係を成立せしめることを特徴とする
   ラジアル異方性リング磁石の製造方法。 ｈ＜ｄ²／２Ｄ ……（Ａ） Ｈ＜ｄ²／２Ｄ ……（Ｂ）