JP2008236844A - Rotary electric machine and its manufacturing method and automobile equipped with rotary electric machine - Google Patents

Rotary electric machine and its manufacturing method and automobile equipped with rotary electric machine Download PDF

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Koji Kobayashi
孝司 小林
Matahiro Komuro
又洋 小室
Yuuichi Satsuu
祐一 佐通
Kazuto Oyama
和人 大山
Yosuke Umezaki
洋介 梅崎
Hiroyuki Kanazawa
宏至 金澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine employing a magnet produced by binding a magnet material with a binding agent in which the characteristics are improved. <P>SOLUTION: A permanent magnet produced by binding a magnet material with a binding agent the precursor of which exhibits good wettability to the magnet material, is used in a permanent magnet rotary electric machine. A proportion of a magnetic material in the magnet is increased by using a binding agent exhibiting good wettability to the magnet material, and since deterioration in magnetic characteristics of the magnet is reduced as compared with the case where epoxy resin is used as the binding agent, good characteristics is maintained. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転電機とその製造方法及び回転電機を備えた自動車に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine, a method for manufacturing the same, and an automobile including the rotating electrical machine.

近年、永久磁石の特性は著しく向上している。代表的な高性能の永久磁石は希土類の磁石材料を焼結して製造した焼結磁石である。この焼結磁石は磁気特性が優れているが、高温で焼結する製造工程が必要であり、生産性悪化の要因となっている。また、焼結磁石は、複雑な形状を成形することが困難であった。   In recent years, the properties of permanent magnets have improved significantly. A typical high-performance permanent magnet is a sintered magnet manufactured by sintering a rare earth magnet material. Although this sintered magnet has excellent magnetic properties, it requires a manufacturing process for sintering at a high temperature, which is a factor of deterioration in productivity. In addition, it has been difficult to form a complicated shape with a sintered magnet.

これに対し、特許文献1に示すような、磁石材料を熱硬化性エポキシ樹脂で固めるいわゆるボンド磁石が研究されている。このボンド磁石は、焼結する製造工程が不要であり、ある程度複雑な形状も成形することができる。   On the other hand, as shown in Patent Document 1, a so-called bonded magnet in which a magnet material is hardened with a thermosetting epoxy resin has been studied. This bonded magnet does not require a manufacturing process for sintering, and can form a complicated shape to some extent.

特開平11−238640号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-238640

しかしながら、エポキシ樹脂を結着剤として使用した磁石では、磁石材に対するエポキシ樹脂材の割合が多くなってしまい、磁石にしめる磁石材料の割合が低下してしまう。このため、磁気特性が悪くなり、それに伴って回転電機の特性も著しく低下する問題があった。   However, in a magnet using an epoxy resin as a binder, the ratio of the epoxy resin material to the magnet material is increased, and the ratio of the magnet material used for the magnet is decreased. For this reason, there has been a problem that the magnetic characteristics are deteriorated and the characteristics of the rotating electrical machine are remarkably lowered.

本発明の目的は、磁気特性及び生産性が良好な回転電機とその製造方法及び回転電機を備えた自動車を提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine with good magnetic properties and productivity, a method for manufacturing the same, and an automobile equipped with the rotating electrical machine.

本発明の回転電機は、回転子を界磁巻線及び爪磁極と、この爪極間に配置された永久磁石を備えており、永久磁石は、磁性粉体をSiO系の材料により結着して成形されていることを特徴としている。   The rotating electrical machine of the present invention includes a rotor including a field winding and a claw pole, and a permanent magnet disposed between the claw poles. The permanent magnet is formed by binding magnetic powder with a SiO-based material. It is characterized by being molded.

また、本発明の回転電機の製造方法は、磁性粉体を加圧成形し、該加圧成形体に、結着剤の前駆体の溶液を含浸させて永久磁石を製造し、この永久磁石を回転子の爪磁極間に装着したことを特徴としている。   The method of manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention includes a step of pressure-molding magnetic powder, impregnating the pressure-molded body with a solution of a binder precursor, and manufacturing a permanent magnet. It is characterized by being mounted between the claw magnetic poles of the rotor.

また、本発明の回転電機を備えた自動車は、回転子の爪磁極間に、結着剤にて磁性粉体を結着した永久磁石を配置し、この結着剤は、液体の状態では圧縮した磁性粉体の間に入り込むことが可能なものであることを特徴としている。   In addition, in an automobile equipped with the rotating electrical machine of the present invention, a permanent magnet in which magnetic powder is bound with a binder is disposed between the claw magnetic poles of the rotor, and the binder is compressed in a liquid state. It is characterized by being able to penetrate between the magnetic powders.

本発明の回転電機は、磁気特性及び生産性を良好とすることができる。   The rotating electrical machine of the present invention can have good magnetic properties and productivity.

[第1実施例]
以下、本発明による回転電機が搭載された電動四輪駆動車の一実施例を示す。図1は、本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の構成を示すシステム構成図である。
[First embodiment]
Hereinafter, an embodiment of an electric four-wheel drive vehicle equipped with a rotating electrical machine according to the present invention will be described. FIG. 1 is a system configuration diagram showing the configuration of an electric four-wheel drive vehicle according to a first embodiment of the present invention.

本実施例の電動四輪駆動車においては、エンジン(ENG)1010が出力する駆動力は、変速機1012を介して、前輪WH−FR,WH−FLに伝達され、前輪WH−FR,WH−FLを駆動する。発電機1014は例えば、公称電圧14V系のバッテリー等の車載補記に電力を供給する14V系電源用発電機とは全く別系統でより高い電圧、例えば42V系の電力を発生する発電機である。発電機1014で発電される交流電力は全波整流の後平滑コンデンサ1022で平滑され、インバータ(INV)1016に供給され、交流電力に変換される。この交流電力は交流電動機(同期電動機)1100の電機子巻線に供給され、同期電動機1100を駆動する。同期電動機1100が出力する駆動力はクラッチ1018およびデファレンシャルギア1020を介して、後輪WH−RR,WH−RLに伝達され、後輪WH−RR,WH−RLを駆動する。コントロールユニット(CU)1200は、発電機1014の界磁電流を制御して、発電電力を制御する。またコントロールユニット(CU)1200はインバータ1016を制御して、同期電動機1100に供給する電力を制御して、同期電動機1100の駆動力を制御する。また、コントローラクラッチ1018の解放・締結を制御する。具体的には発進時から所定の車速(中速)まではクラッチ1018を締結し、それより高速領域でクラッチ1018を解放して、エンジン1010による前輪駆動のみとする。ここで、インバータ1016は、コントロールユニット1200によってスイッチング動作して交流電力を発生するので、インバータ
1016の入力部の電圧は脈動する。平滑コンデンサ1022は、上述の如く発電機1014で発電される交流電力を全波整流した時の脈動を平滑する働きをし、これに加え上記インバータの脈動を平滑化する働きをする。
In the electric four-wheel drive vehicle of this embodiment, the driving force output from the engine (ENG) 1010 is transmitted to the front wheels WH-FR and WH-FL via the transmission 1012, and the front wheels WH-FR and WH-. Drive FL. The generator 1014 is, for example, a generator that generates a higher voltage, for example, 42V system power, in a completely different system from the 14V system power generator that supplies power to an on-vehicle supplement such as a battery having a nominal voltage of 14V system. The AC power generated by the generator 1014 is smoothed by a smoothing capacitor 1022 after full-wave rectification, supplied to an inverter (INV) 1016, and converted into AC power. This AC power is supplied to an armature winding of an AC motor (synchronous motor) 1100 to drive the synchronous motor 1100. The driving force output from the synchronous motor 1100 is transmitted to the rear wheels WH-RR and WH-RL via the clutch 1018 and the differential gear 1020 to drive the rear wheels WH-RR and WH-RL. A control unit (CU) 1200 controls the field current of the generator 1014 to control the generated power. The control unit (CU) 1200 controls the inverter 1016 to control the electric power supplied to the synchronous motor 1100 to control the driving force of the synchronous motor 1100. Further, the controller clutch 1018 is controlled to be released / engaged. Specifically, the clutch 1018 is engaged from the start to a predetermined vehicle speed (medium speed), and the clutch 1018 is released in a higher speed region so that only the front wheels are driven by the engine 1010. Here, since the inverter 1016 is switched by the control unit 1200 to generate AC power, the voltage at the input of the inverter 1016 pulsates. The smoothing capacitor 1022 functions to smooth the pulsation when the AC power generated by the generator 1014 is full-wave rectified as described above, and to smooth the pulsation of the inverter.

従来の電動四輪駆動車では、後輪を駆動する電動機として直流電動機を用いていた。この直流電動機は、デファレンシャルギア1020の近傍であって、車体の下側に搭載されるため、搭載可能な電動機の大きさには限度がある。一方、小型な直流電動機では、発生可能な出力はそれほど大きくできないため、1リッタークラスよりも大きな車両に適用することは困難であった。   In a conventional electric four-wheel drive vehicle, a DC motor is used as a motor for driving the rear wheels. Since this DC motor is mounted in the vicinity of the differential gear 1020 and under the vehicle body, the size of the motor that can be mounted is limited. On the other hand, since the output that can be generated with a small DC motor cannot be increased so much, it has been difficult to apply to a vehicle larger than 1 liter class.

それに対して、本実施例では、後輪を駆動する電動機として、交流電動機を用いるため、直流電動機に比べ出力を大きくできるため、より大きい排気量の自動車に適用できる効果がある。   On the other hand, in this embodiment, since an AC motor is used as the motor for driving the rear wheels, the output can be increased as compared with the DC motor, and therefore, there is an effect that can be applied to an automobile having a larger displacement.

交流電動機には、誘導電動機,永久磁石式の同期電動機,界磁巻線型の同期電動機等があるが、高トルク,高出力に対応するために、特に、界磁巻線型同期電動機を用いることが、以下の点で有効である。   AC motors include induction motors, permanent magnet type synchronous motors, field winding type synchronous motors, etc. In order to cope with high torque and high output, it is particularly necessary to use field winding type synchronous motors. It is effective in the following points.

すなわち、誘導電動機に比べ低速回転時のトルクを大きくできる効果がある。また、界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機は、高速回転時の誘起電圧を抑えるために弱め界磁制御が必要である。このため運転領域を高速回転まで広げようとすると高速運転域でのモータ効率が低下するとともに、モータの内部温度が上昇する。界磁巻線型同期電動機では開示電流を制御することで、上記誘起電圧を制御できる。   That is, the torque at the time of low speed rotation can be increased compared to the induction motor. Further, a permanent magnet type synchronous motor that does not have a field winding requires field weakening control in order to suppress an induced voltage during high-speed rotation. For this reason, when it is attempted to expand the operating range to high speed rotation, the motor efficiency in the high speed operating range is reduced and the internal temperature of the motor is increased. In the field winding type synchronous motor, the induced voltage can be controlled by controlling the disclosed current.

また、電動四輪駆動車として、電動機に求められる性能はまず回転停止状態から高速回転域まで動作範囲が広いということである。例えば雪道で発進する場合、電動機の駆動のみで発進できることが望ましく、低速回転域で大トルクを出力できることが望ましい。また、中速走行域まで四輪駆動を継続するとした場合、電動機としては非常に高回転にする必要が生じる。ここで、永久磁石同期電動機では永久磁石の磁束が災いするため、必要な高回転域まで駆動できない場合が生じる。そこで、電動4綸駆動システムに用いる交流電動機としては、界磁制御が容易な爪磁極を有する界磁巻線型の同期電動機を用いると有効である。   In addition, as an electric four-wheel drive vehicle, the performance required of an electric motor is that the operation range is wide from a rotation stop state to a high-speed rotation range. For example, when starting on a snowy road, it is desirable to start only by driving the electric motor, and it is desirable to be able to output a large torque in a low-speed rotation range. Moreover, when it is assumed that the four-wheel drive is continued to the middle speed traveling region, it is necessary to make the motor very high. Here, in the permanent magnet synchronous motor, since the magnetic flux of the permanent magnet is damaged, there is a case where the permanent magnet synchronous motor cannot be driven to a necessary high rotation range. Therefore, it is effective to use a field winding type synchronous motor having claw magnetic poles that can be easily controlled as an AC motor used in the electric 4-wheel drive system.

界磁巻線型の同期電動機であれば、高回転域において界磁電流を抑えることにより磁束を小さくすることが可能となり、その結果、誘起電圧を小さく抑え、高回転まで駆動できるようになる。   In the case of a field winding type synchronous motor, it is possible to reduce the magnetic flux by suppressing the field current in the high rotation range, and as a result, the induced voltage can be suppressed to a low level and the motor can be driven to a high rotation.

ここで、図2を用いて、界磁巻線型同期電動機と界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機の出力特性について説明する。   Here, the output characteristics of a field winding type synchronous motor and a permanent magnet type synchronous motor having no field winding will be described with reference to FIG.

図2は、界磁巻線型同期電動機(永久磁石付き)と界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機の出力特性図である。図2において横軸は回転速度(min-1 )を示し、縦軸はトルク(Nm)を示している。 FIG. 2 is an output characteristic diagram of a field winding type synchronous motor (with a permanent magnet) and a permanent magnet type synchronous motor having no field winding. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the rotational speed (min −1 ), and the vertical axis indicates the torque (Nm).

図2に示すように、界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機の最高回転数は、(最高回転数/最大トルク時回転数)≦10を満たす範囲で決定される。そのため、界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機の最高回転数は、界磁巻線型同期電動機の最高回転数よりも低くなる。界磁巻線型同期電動機は、最高回転数の範囲まで用いられ、最高回転数よりも高くなると、同期電動機と後輪の間に配置されたクラッチを開放することで、同期電動機は後輪から切り離される。   As shown in FIG. 2, the maximum rotational speed of the permanent magnet type synchronous motor having no field winding is determined in a range satisfying (maximum rotational speed / maximum rotational speed at maximum torque) ≦ 10. Therefore, the maximum rotation speed of the permanent magnet type synchronous motor having no field winding is lower than the maximum rotation speed of the field winding type synchronous motor. The field winding type synchronous motor is used up to the maximum rotational speed range, and when the rotational speed becomes higher than the maximum rotational speed, the synchronous motor is disconnected from the rear wheel by releasing the clutch arranged between the synchronous motor and the rear wheel. It is.

前述したように、界磁巻線型の交流同期電動機では、界磁電流により磁束を変化させることが可能となる。そこで、電動四輪駆動システムでは、電動機の回転数に対して界磁電流を変化させ、積極的に発生する磁束を可変する。このように、界磁巻線型の同期電動機を用いて、電動機の動作点により界磁電流を制御することにより、システムの最大電圧内で所要電動機動作点を許容電動機電流の範囲内で駆動することが可能となる。   As described above, in the field winding type AC synchronous motor, the magnetic flux can be changed by the field current. Therefore, in the electric four-wheel drive system, the field current is changed with respect to the rotation speed of the electric motor, and the magnetic flux generated actively is varied. Thus, using the field winding type synchronous motor, the required motor operating point is driven within the allowable motor current range within the maximum voltage of the system by controlling the field current by the operating point of the motor. Is possible.

また、図1に示す本実施例の電動四輪駆動車では、同期電動機1100専用のバッテリーを搭載していない、あるいは容量が小さくてよい点に特徴がある。通常ハイブリット車などであれば、発電機と電動機との間に電力発生源や電力回収源として用いられるバッテリーが持続され、そのバッテリーは大容量となる。しかしながら、電動四輪駆動車では従来のメカ四輪駆動車よりもコストを低く抑えるそれ相当の機能を有することが望ましく、大容量のバッテリーを使用しないで対応できるシステムである。   Further, the electric four-wheel drive vehicle of this embodiment shown in FIG. 1 is characterized in that a battery dedicated to the synchronous motor 1100 is not mounted or the capacity may be small. In the case of a normal hybrid vehicle or the like, a battery used as a power generation source or a power recovery source is maintained between the generator and the motor, and the battery has a large capacity. However, it is desirable that the electric four-wheel drive vehicle has a function equivalent to the cost lower than that of the conventional mechanical four-wheel drive vehicle, and it is a system that can cope without using a large-capacity battery.

次に、図3を用いて、大容量バッテリーを搭載しない電動四輪駆動車の制御原理について説明する。   Next, the control principle of an electric four-wheel drive vehicle not equipped with a large-capacity battery will be described with reference to FIG.

図3は、大容量バッテリーを搭載しないかあるいは非常に小容量のバッテリーを使用して交流電動機を駆動する本実施例における電動四輪駆動車のエネルギーフロー図である。   FIG. 3 is an energy flow diagram of the electric four-wheel drive vehicle in the present embodiment in which the AC motor is driven using a battery with no large capacity or a very small capacity.

交流電動機を用いた電動四輪駆動車システムでは、電力を吸収し蓄積する大容量バッテリーを持たないため、エンジンから回転力が与えられる発電機1014より出力される発電エネルギーPgとインバータを介して電動機に入力される駆動エネルギーPmが略等しくなるように協調制御を行う必要がある。発電エネルギーPgが駆動エネルギーPmよりも大きかった場合は余剰の電力が平滑り用のコンデンサに流れ込み、DCバスの電圧が上昇することになる。DCバスの電圧が許容値を超えた場合にはコンデンサやインバータのパワー素子を破壊する恐れがある。また、発電エネルギーPgが駆動エネルギーPmよりも小さかった場合には、微小ではあるがコンデンサに蓄えられた電力が電動機の駆動に使われるため電圧が低下し、結果として所要のトルクが出力できなくなる。   An electric four-wheel drive vehicle system using an AC motor does not have a large-capacity battery that absorbs and accumulates electric power. Therefore, the electric motor Pg is output from the generator 1014 to which rotational force is applied from the engine and the inverter. It is necessary to perform coordinated control so that the drive energy Pm input to is substantially equal. When the generated energy Pg is larger than the driving energy Pm, surplus power flows into the smoothing capacitor, and the voltage of the DC bus increases. If the voltage of the DC bus exceeds the allowable value, the power element of the capacitor or inverter may be destroyed. Further, when the generated energy Pg is smaller than the drive energy Pm, since the electric power stored in the capacitor is used for driving the motor although it is very small, the voltage decreases, and as a result, the required torque cannot be output.

そのような問題点を解決するために、交流電動機の駆動に必要なエネルギーPmが、発電機から出力されるように、発電機を制御する。   In order to solve such a problem, the generator is controlled such that energy Pm necessary for driving the AC motor is output from the generator.

またインバータ1016は同期電動機1100のd−q座標での電流制御を行うことにより、高応答で高精度のトルク制御を行うことができる。それに対して発電機に対して行う発電制御は応答が遅い界磁電流を制御するしかない。この発電機の発電制御はインバータ1016および同期電動機1100の挙動に合わせて高精度に行う必要がある。   Further, the inverter 1016 can perform torque control with high response and high accuracy by performing current control in the dq coordinate of the synchronous motor 1100. On the other hand, the power generation control performed on the generator has no choice but to control the field current that has a slow response. The power generation control of the generator needs to be performed with high accuracy in accordance with the behavior of the inverter 1016 and the synchronous motor 1100.

そこで、インバータ1016の入力側の電圧Vdcが、交流電動機の駆動で消費するエネルギーPmを発生するための電圧指令値Vdc* となるように、発電機の出力電圧をフィードバック制御し、また、インバータの入力側の電流Idcが、交流電動機の駆動で消費するエネルギーPmを発生するための電流指令値Idc* となるように、発電機の出力電流をフィードバック制御する。   Therefore, the output voltage of the generator is feedback-controlled so that the voltage Vdc on the input side of the inverter 1016 becomes the voltage command value Vdc * for generating the energy Pm consumed by driving the AC motor. The output current of the generator is feedback-controlled so that the input-side current Idc becomes a current command value Idc * for generating energy Pm consumed by driving the AC motor.

なお、大容量のバッテリーを搭載しないということは、小容量のバッテリーを搭載することを、防げないものである。ここで、たとえば、小容量のバッテリーとは、バッテリー単独では電動機の最大出力を規定時間出力することができず、発電機出力と併用することにより電動機の最大出力を満足する程度の容量のバッテリーである。また、本システムは、バッテリーを有する簡易的なHEVシステムに対しても適用可能である。   The fact that a large-capacity battery is not installed does not prevent the installation of a small-capacity battery. Here, for example, a small-capacity battery is a battery with a capacity sufficient to satisfy the maximum output of the motor when used alone with the generator output. is there. Moreover, this system is applicable also to the simple HEV system which has a battery.

次に、図4〜図9を用いて、本実施例による電動四輪駆動車の制御装置の構成について説明する。   Next, the configuration of the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

最初に、図4を用いて、本実施例による電動四輪駆動車の制御装置のシステム構成について説明する。   First, the system configuration of the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図4は、本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の構成を示すシステム構成図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。   FIG. 4 is a system configuration diagram showing the configuration of the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

コントロールユニット1200は、発電制御部1210と、モータ制御部1220とを備えている。発電制御部1210の構成及び動作については、図5及び図6を用いて後述するが、コンデンサ1022の両端電圧Vdcが、モータ制御部1220が出力するコンデンサ電圧指令Vdc* に一致するように、発電機1014の界磁巻線の界磁電圧指令
C1(Vgf* )をフィードバック制御する。界磁電圧指令C1(Vgf* )は、発電機1014の界磁電流を制御するチョッパ(CH)回路1032に入力する。
The control unit 1200 includes a power generation control unit 1210 and a motor control unit 1220. The configuration and operation of the power generation control unit 1210 will be described later with reference to FIGS. 5 and 6. However, the power generation control unit 1210 generates power so that the voltage Vdc across the capacitor 1022 matches the capacitor voltage command Vdc * output from the motor control unit 1220. The field voltage command C1 (Vgf *) of the field winding of the machine 1014 is feedback-controlled. The field voltage command C1 (Vgf *) is input to a chopper (CH) circuit 1032 that controls the field current of the generator 1014.

モータ制御部1220は、矩形制御部1220Aと、PWM制御部1220Bとを備えている。モータ制御部1220の構成及び動作については、図5を用いて後述するが、エンジンコントロールユニット1030が出力するモータトルク指令Tr* 、同期電動機
1100に備えられた回転数センサによって検出されたモータ回転速度ωm、同期電動機1100に備えられている磁極位置センサによって検出された磁極位置θに基づいて、インバータ1016に供給する3相の交流電圧指令Vu* ,Vv* ,Vw* を出力し、インバータ1016を制御し、これにより、同期電動機1100の電機子巻線に供給する交流電力を制御することで、同期電動機1100が出力する駆動力を制御する。同期電動機
1100が出力する駆動力は、同期電動機の回転数が高くなるに従い同期電動機の駆動トルクが小さくなるよう制御される。また、モータ制御部1220は、同期電動機1100の界磁電流を制御するチョッパ(CH)回路1034に界磁電流指令Imf* を出力し、チョッパ回路1034を制御することで、同期電動機1100の界磁電流Ifを制御する。
The motor control unit 1220 includes a rectangular control unit 1220A and a PWM control unit 1220B. Although the configuration and operation of the motor control unit 1220 will be described later with reference to FIG. 5, the motor torque command Tr * output from the engine control unit 1030, the motor rotation speed detected by the rotation speed sensor provided in the synchronous motor 1100. Based on ωm and the magnetic pole position θ detected by the magnetic pole position sensor provided in the synchronous motor 1100, three-phase AC voltage commands Vu *, Vv *, Vw * supplied to the inverter 1016 are output, and the inverter 1016 is And thereby controlling the AC power supplied to the armature winding of the synchronous motor 1100, thereby controlling the driving force output by the synchronous motor 1100. The driving force output by the synchronous motor 1100 is controlled such that the driving torque of the synchronous motor decreases as the rotational speed of the synchronous motor increases. Further, the motor control unit 1220 outputs a field current command Imf * to the chopper (CH) circuit 1034 that controls the field current of the synchronous motor 1100 and controls the chopper circuit 1034, so that the field of the synchronous motor 1100 is controlled. The current If is controlled.

界磁電流指令Imf* は、図5に示す電流指令演算部1222において、トルク指令
Tr* ,モータ回転数ωmに基づいて決定される。一例としては、トルク指令Tr* ,モータ回転数ωm,界磁電流指令Imf* からなる3次元テーブル(マップ)を用いて、トルク指令Tr* ,モータ回転数ωmから界磁電流指令Imf* を求めることができる。基本的には、モータ回転数が上昇すると誘起電圧が上昇するため、界磁電流指令Imf* を減少させるように動作させる。また、トルク指令に応じて界磁電流Ifを変化させることもできるようにする。トルク指令の大きさに応じて界磁電流Ifを変えると界磁電流一定に対し、モータ効率を向上させることが可能となる。このようなロジックに基づき電流指令演算部1222にて決定された界磁電流指令Imf* に対し、モータ界磁電流検出値をフィードバック制御することにより界磁電流指令Imf* 通りの界磁電流Ifを発生させる。
Field current command Imf * is determined based on torque command Tr * and motor rotation speed ωm in current command calculation unit 1222 shown in FIG. As an example, a field current command Imf * is obtained from the torque command Tr * and the motor rotation speed ωm using a three-dimensional table (map) including the torque command Tr *, the motor rotation speed ωm, and the field current command Imf *. be able to. Basically, since the induced voltage increases as the motor speed increases, the field current command Imf * is operated to decrease. Further, the field current If can be changed in accordance with the torque command. When the field current If is changed according to the magnitude of the torque command, the motor efficiency can be improved with respect to the constant field current. The field current If according to the field current command Imf * is controlled by feedback-controlling the motor field current detection value with respect to the field current command Imf * determined by the current command calculation unit 1222 based on such logic. generate.

このとき、界磁電流Ifをフィードバック制御演算して得られた出力値は界磁電圧指令Vgf* に相当し、この界磁電圧指令Vgf* をチョッパ回路1034に入力して界磁電流Ifを流す。ここで、チョッパ回路1034はHブリッジ方の回路として説明したが、界磁電流Ifは流れる方向が一定であるため、スイッチング素子1つを界磁巻線に直列に配線した回路でも目的は達成できる。   At this time, the output value obtained by performing feedback control calculation of the field current If corresponds to the field voltage command Vgf *, and the field voltage command Vgf * is input to the chopper circuit 1034 to flow the field current If. . Here, the chopper circuit 1034 has been described as an H-bridge circuit. However, since the field current If flows in a constant direction, the object can be achieved even in a circuit in which one switching element is wired in series with the field winding. .

以上のように、モータの動作点に応じて、界磁電流指令Imf* を変更し、その指令値に精度良く実際の界磁電流が追従するように制御することにより、鍵された電圧範囲内で高効率,高精度なトルク制御を実現することができる。   As described above, the field current command Imf * is changed according to the operating point of the motor, and control is performed so that the actual field current accurately follows the command value. This makes it possible to achieve highly efficient and highly accurate torque control.

モータ制御部1220はモータ速度に応じて、矩形波制御部1220Aと、PWM制御部1220Bとを切り替える。例えば、停止・低速域はPWM制御で駆動し、中高速域
(例えば、5000rpm 以上)では矩形波制御で駆動する。
The motor control unit 1220 switches between the rectangular wave control unit 1220A and the PWM control unit 1220B according to the motor speed. For example, the stop / low speed range is driven by PWM control, and the medium / high speed range (for example, 5000 rpm or more) is driven by rectangular wave control.

次に、図5及び図6を用いて、本実施例による電動四輪駆動車の制御装置における発電制御部1210の構成について説明する。   Next, the configuration of the power generation control unit 1210 in the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5は、本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図4と同一符号は、同一部分を示している。図6は本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置における発電機制御部の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same parts. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the generator control unit in the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention.

図5に示すように、発電制御部1210は、減算部1212と、電圧フィードバック制御部1214と、Duty(C1)演算部1216とを備えている。   As shown in FIG. 5, the power generation control unit 1210 includes a subtraction unit 1212, a voltage feedback control unit 1214, and a Duty (C1) calculation unit 1216.

図6のステップs10において、減算部1212は、モータ制御部1220が出力するコンデンサ電圧指令値Vdc* と、コンデンサ22の両端電圧であるコンデンサ電圧Vdcから偏差ΔVdcを算出する。   In step s10 of FIG. 6, the subtraction unit 1212 calculates a deviation ΔVdc from the capacitor voltage command value Vdc * output from the motor control unit 1220 and the capacitor voltage Vdc that is the voltage across the capacitor 22.

次に、図6のステップs20において、電圧フィードバック制御部1214は、減算部1212で求められた偏差ΔVdcに対して、比例積分(PI)演算を行い、界磁電圧指令Vgf* を出力する。なお、制御はPI制御としているが、これに限定されるものではない。また、フィードバック制御系のみでは応答に問題がある場合、フィードフォワード補償を入れても良いものである。   Next, in step s20 of FIG. 6, the voltage feedback control unit 1214 performs a proportional integration (PI) operation on the deviation ΔVdc obtained by the subtraction unit 1212 and outputs a field voltage command Vgf *. The control is PI control, but is not limited to this. Further, when there is a problem in response with only the feedback control system, feed forward compensation may be included.

図6のステップs30において、Duty(C1)演算部1216は、電圧フィードバック制御部1212が出力する界磁電圧指令Vgf* から、デュティC1(Vgf* )を、Vgf* /Vdcとして求め、そのデュティC1(Vgf* )信号は、発電機1014の界磁巻線に供給され、コンデンサ1022の両端電圧であるコンデンサ電圧Vdcがコンデンサ電圧指令値Vdc* に位置するように、フィードバック制御される。   In step s30 of FIG. 6, the Duty (C1) calculation unit 1216 obtains the duty C1 (Vgf *) as Vgf * / Vdc from the field voltage command Vgf * output from the voltage feedback control unit 1212, and the duty C1. The (Vgf *) signal is supplied to the field winding of the generator 1014 and is feedback controlled so that the capacitor voltage Vdc, which is the voltage across the capacitor 1022, is positioned at the capacitor voltage command value Vdc *.

次に、図5及び図7,図8を用いて、本実施例による電動四輪駆動車の制御装置におけるモータ制御部1220の構成について説明する。   Next, the configuration of the motor control unit 1220 in the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 7, and 8.

図5に示すように、モータ制御部1220は、電流指令演算部1222と、電圧指令演算部1224と、3相電圧指令演算部1226と、DC電圧Vdc1演算部1228と、コンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232と、PWM/矩形波信号処理部1234とを備えている。   As shown in FIG. 5, the motor control unit 1220 includes a current command calculation unit 1222, a voltage command calculation unit 1224, a three-phase voltage command calculation unit 1226, a DC voltage Vdc1 calculation unit 1228, and a capacitor voltage command value Vdc *. A calculation unit 1232 and a PWM / rectangular wave signal processing unit 1234 are provided.

電流指令演算部1222は、図4に示したECU30からのトルク指令Tr* 、及び、図4に示した同期電動機1100に備えられた回転数センサによって検出されたモータ回転速度ωmに基づいて、内部のId,Iqテーブルを用いて、同期電動機1100に対するd軸電流指令Id* ,q軸電流指令Iq* ,界磁電流指令Imf* を算出する。界磁電流指令Imf* は、同期電動機1100の界磁電流を制御するチョッパ(CH)回路1034
に供給され、チョッパ回路1034を制御することで、同期電動機1100の界磁電流
Ifを制御する。
Based on the torque command Tr * from the ECU 30 shown in FIG. 4 and the motor rotation speed ωm detected by the rotation speed sensor provided in the synchronous motor 1100 shown in FIG. Are used to calculate the d-axis current command Id *, the q-axis current command Iq *, and the field current command Imf * for the synchronous motor 1100. The field current command Imf * is a chopper (CH) circuit 1034 that controls the field current of the synchronous motor 1100.
And the field current If of the synchronous motor 1100 is controlled by controlling the chopper circuit 1034.

電圧指令演算部1224は、電流指令演算部1222によって算出されたd軸電流指令Id* ,q軸電流指令Iq* から、d軸電圧指令Vd* ,q軸電圧指令Vq* を算出する。   The voltage command calculation unit 1224 calculates a d-axis voltage command Vd * and a q-axis voltage command Vq * from the d-axis current command Id * and the q-axis current command Iq * calculated by the current command calculation unit 1222.

3相電圧指令部1226は、電圧指令演算部1224によって算出されたd軸電圧指令Vd* 、q軸電圧指令Vq* に対して、同期電動機1100に備えられている磁極位置センサによって検出されたθを用いて、同期電動機1100に対する交流電圧指令Vu* ,Vv* ,Vw* を算出する。   The three-phase voltage command unit 1226 detects the θ detected by the magnetic pole position sensor provided in the synchronous motor 1100 with respect to the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * calculated by the voltage command calculation unit 1224. Are used to calculate AC voltage commands Vu *, Vv *, Vw * for the synchronous motor 1100.

PWM/矩形波信号処理部1234は、3相電圧指令部1226によって算出された交流電圧指令Vu* ,Vv* ,Vw* に基づいて、インバータ1016をPWM制御若しくは矩形波制御するために、インバータ1016内部のスイッチング素子の駆動信号を生成し、インバータ1016に出力する。   The PWM / rectangular wave signal processing unit 1234 performs inverter PWM control or rectangular wave control on the inverter 1016 based on the AC voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * calculated by the three-phase voltage command unit 1226. A drive signal for the internal switching element is generated and output to the inverter 1016.

次に、DC電圧Vdc1演算部1228の動作について、図7を用いて説明する。   Next, the operation of the DC voltage Vdc1 calculation unit 1228 will be described with reference to FIG.

図7は、本発明の第1の実施例による電動四輪駆動車の制御装置におけるモータ制御部の動作を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the motor control unit in the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention.

DC電圧Vdc1演算部1228は、電圧指令部1224が算出したd軸電圧指令Vd*,q軸電圧指令Vq* に基づいて、発電機1014の出力電圧、すなわち、コンデンサ
1022の両端電圧Vdc1を算出する。
The DC voltage Vdc1 calculation unit 1228 calculates the output voltage of the generator 1014, that is, the voltage Vdc1 across the capacitor 1022, based on the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * calculated by the voltage command unit 1224. .

図7のステップs100において、DC電圧Vdc1演算部1228は、d軸電圧指令Vd* ,q軸電圧指令Vq* に基づいて、DC電圧指令値Vdc1を算出する。DC電圧Vdc1演算部1228は、電動機の相電圧Vを、d軸電圧指令Vd* ,q軸電圧指令
Vq* に基づいて、以下の式(1)により、算出する。
In step s100 of FIG. 7, the DC voltage Vdc1 calculation unit 1228 calculates a DC voltage command value Vdc1 based on the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq *. The DC voltage Vdc1 calculating unit 1228 calculates the phase voltage V of the electric motor based on the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * by the following equation (1).

V=(√(vd*2+Vq*2))/√3 …(1)
さらに、DC電圧Vdc1演算部228は、電動機の相電圧Vから、DC電圧指令値
Vdc1を、PWM制御の場合には、以下の式(2)に基づいて、また、矩形波制御の場合には、以下の式(3)に基づいて算出する。
V = (√ (vd * 2 + Vq * 2 )) / √3 (1)
Furthermore, the DC voltage Vdc1 calculating unit 228 calculates the DC voltage command value Vdc1 from the phase voltage V of the motor based on the following equation (2) in the case of PWM control, and in the case of rectangular wave control. , Based on the following equation (3).

Vdc1=(2√2)・V(2) …(2)
Vdc1=((2√2)・V)/1.27 …(3)
次にステップs110において、コンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232は、発電機の特性を用いて、エンジン回転数ωgにおいて、発電機の出力電圧がVdc1となる動作点を抽出する。エンジン1010と発電機1014の間には減速機構が備えられており、減速比を例えば2.5とすると、エンジン回転数ωg=600min-1は、発電機回転数ωg′=1500min-1に相当する。
Vdc1 = (2√2) · V (2) (2)
Vdc1 = ((2√2) · V) /1.27 (3)
Next, in step s110, the capacitor voltage command value Vdc * calculation unit 1232 extracts an operating point at which the output voltage of the generator becomes Vdc1 at the engine speed ωg using the characteristics of the generator. A reduction mechanism is provided between the engine 1010 and the generator 1014. When the reduction ratio is 2.5, for example, the engine speed ωg = 600 min −1 corresponds to the generator speed ωg ′ = 1500 min −1 . To do.

ここで図8を用いて、発電機の発電特性について説明する。   Here, the power generation characteristics of the generator will be described with reference to FIG.

図8は、発電機の発電特性を示す特性図である。   FIG. 8 is a characteristic diagram showing the power generation characteristics of the generator.

図8において、横軸は発電機の出力電流を示し、縦軸は、出力電圧を示している。発電機の出力電圧・電流は、図示の曲線のように変化する。また、このとき、発電機回転数
ωg′が変化する(ωg1′<ωg2′<ωg3′)と、発電機の出力電圧・電流も、図示の曲線のように変化する。
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the output current of the generator, and the vertical axis indicates the output voltage. The output voltage / current of the generator changes as shown in the curve in the figure. At this time, when the generator rotational speed ωg ′ changes (ωg1 ′ <ωg2 ′ <ωg3 ′), the output voltage / current of the generator also changes as shown in the curve in the figure.

コンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232は、図7に示した発電機の特性を用いて、例えば、エンジンの回転数ωgで、発電機の回転数がωg2′の場合において、発電機の出力電圧がVdc1となる動作点、すなわち、電流Idc1の点を抽出する。   The capacitor voltage command value Vdc * calculation unit 1232 uses the characteristics of the generator shown in FIG. 7, for example, when the engine speed is ωg and the generator speed is ωg2 ′. The operating point at which becomes Vdc1, that is, the point of the current Idc1 is extracted.

次に、図7のステップs120において、コンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232は、検出した動作点、すなわち、発電機の出力電圧がVdc1で、出力電流Idc1で同期電動機1100を駆動した場合に、同期電動機1100の駆動力(トルク)が要求パワーPm(=モータ回転数ωm×トルク指令Tr* )を満たすか否かを判断する。満たす場合には、ステップs130に進み、満たさない場合には、ステップs140に進む。   Next, in step s120 of FIG. 7, the capacitor voltage command value Vdc * calculation unit 1232 detects the operating point, that is, when the output voltage of the generator is Vdc1 and the synchronous motor 1100 is driven by the output current Idc1. It is determined whether or not the driving force (torque) of the synchronous motor 1100 satisfies the required power Pm (= motor rotational speed ωm × torque command Tr *). If satisfied, the process proceeds to step s130. If not satisfied, the process proceeds to step s140.

発電機の動作点が要求パワーを満たす場合には、ステップs130において、DC電圧Vdc1演算部1228はDC電圧指令値Vdc1に対して、同期電動機1100と発電機1014とが最も効率良く動作するような電圧指令値Vdc2を再計算する。すなわち、モータ制御部1220は、その内部に発電機の各動作点(エンジン回転数,電圧,電流)に対する効率マップを有しており、DC電圧指令値Vdc1以上でかつ、モータの要求パワーを出力できる範囲の電圧のうち、最大効率となる電圧を検索する。そして、電圧指令値Vdc2が算出されるとコンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232は、この電圧指令値Vdc2に対する電圧指令値Vdc* を発電制御部1210に出力する。発電制御部1210は、コンデンサ電圧Vdcが電圧指令値Vdc* となるように、フィードバック制御する。   When the operating point of the generator satisfies the required power, in step s130, the DC voltage Vdc1 calculation unit 1228 causes the synchronous motor 1100 and the generator 1014 to operate most efficiently with respect to the DC voltage command value Vdc1. The voltage command value Vdc2 is recalculated. That is, the motor control unit 1220 has an efficiency map for each operating point (engine speed, voltage, current) of the generator inside, and outputs the required power of the motor that is equal to or higher than the DC voltage command value Vdc1. From the range of possible voltages, the voltage with the maximum efficiency is searched. When voltage command value Vdc2 is calculated, capacitor voltage command value Vdc * calculation unit 1232 outputs voltage command value Vdc * for voltage command value Vdc2 to power generation control unit 1210. The power generation control unit 1210 performs feedback control so that the capacitor voltage Vdc becomes the voltage command value Vdc *.

また、発電機の動作点が要求パワ−を満たさない場合には、ステップs140において、DC電圧Vdc1演算部228は、必要なパワーを取れる範囲で、電圧指令値Vdc3と、トルク指令値Tr* を再計算する。すなわち、モータの要求パワーを発電機が出力できない場合には、まず、現在のエンジン回転における発電機の最大パワーで出力可能なモータトルク指令値を演算する。そして、そのトルクに必要なDC電圧指令値を演算する。ただし、演算されたDC電圧では電動機の発生する誘起電圧より低い場合があるので、そのような場合にはよりモータトルク指令値を下げ、実際出力できるDC電圧,モータトルクを最終的に決定する。トルク指令値Tr* は、電流指令演算部1222に送られて、再度、電流指令演算部1222と、電圧指令演算部1224と、3相電圧指令演算部1226とにより、3相電圧指令値Vu* ,Vv* ,Vw* が算出される。また、コンデンサ電圧指令値Vdc* 演算部1232は、この電圧指令値Vdc3に対する電圧指令値Vdc* を発電制御部1210に出力する。発電制御部1210はコンデンサ電圧Vdcが電圧指令値Vdc* となるようにフィードバック制御する。   If the operating point of the generator does not satisfy the required power, in step s140, the DC voltage Vdc1 calculation unit 228 sets the voltage command value Vdc3 and the torque command value Tr * within a range where necessary power can be obtained. Recalculate. That is, when the generator cannot output the required power of the motor, first, a motor torque command value that can be output with the maximum power of the generator at the current engine rotation is calculated. Then, a DC voltage command value necessary for the torque is calculated. However, since the calculated DC voltage may be lower than the induced voltage generated by the electric motor, in such a case, the motor torque command value is further lowered, and the DC voltage and the motor torque that can be actually output are finally determined. The torque command value Tr * is sent to the current command calculation unit 1222, and again the three-phase voltage command value Vu * is obtained by the current command calculation unit 1222, the voltage command calculation unit 1224, and the three-phase voltage command calculation unit 1226. , Vv *, Vw * are calculated. Capacitor voltage command value Vdc * calculation unit 1232 outputs voltage command value Vdc * for voltage command value Vdc3 to power generation control unit 1210. The power generation control unit 1210 performs feedback control so that the capacitor voltage Vdc becomes the voltage command value Vdc *.

ここで、図9を用いて、本実施例による電動四輪駆動車の制御装置による制御動作について説明する。   Here, the control operation by the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図9は、本発明の第1の実施例による電動四輪駆動車の制御装置による制御動作を示すタイミングチャートである。図9(A)はエンジン回転数ωgを示し、図9(B)はモータ回転数ωmを示している。図9(C)はモータトルクTmを示し、図9(D)は必要とするコンデンサ電圧Vdcを示している。なお、横軸は時間(sec)である。   FIG. 9 is a timing chart showing a control operation by the control device for the electric four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9A shows the engine speed ωg, and FIG. 9B shows the motor speed ωm. FIG. 9C shows the motor torque Tm, and FIG. 9D shows the required capacitor voltage Vdc. The horizontal axis is time (sec).

図9(A)に示すように、エンジン回転数ωgは、アイドリングの後、1速,2速,3速と変速するに従って、増減する。一方、図9(B)に示すようにモータ回転数ωmは、単調に増減する。ここで、図9(C)に示すように、アイドリング時は、電動四輪駆動車はまだ発進していないため、必要とするモータトルクTmは小さくてよいが、発進直後の低速時は、大トルクが必要である。そして、車速が上がるにつれて、必要とするモータトルクTmは小さくて済むものである。   As shown in FIG. 9 (A), the engine speed ωg increases and decreases as the speed is changed to 1st, 2nd, and 3rd after idling. On the other hand, as shown in FIG. 9B, the motor rotation speed ωm increases and decreases monotonously. Here, as shown in FIG. 9C, during idling, since the electric four-wheel drive vehicle has not started yet, the required motor torque Tm may be small, but at low speed immediately after starting, it is large. Torque is needed. As the vehicle speed increases, the necessary motor torque Tm can be reduced.

そこで、図9(D)に示すように、アイドリング時(図中のX1付近)は、必要なコンデンサ電圧Vdcを低くして、例えば、図9の点C付近で発電機を動作させる。発進時の低エンジン回転域(図中のX2付近)では、低電圧大電流の、図9の点B付近で発電機を動作させる。さらに、エンジン回転数が高くなる(図中のX3付近)と必要なコンデンサ電圧Vdcを高くして、例えば図9の点A付近で発電機を動作させ、効率を重視する。このように、エンジン回転数に対して、必要なVdcを調整することで、効率よく必要とする駆動力を得ることができる。   Therefore, as shown in FIG. 9D, during idling (in the vicinity of X1 in the figure), the required capacitor voltage Vdc is lowered and, for example, the generator is operated near point C in FIG. In the low engine rotation range at the time of start (in the vicinity of X2 in the figure), the generator is operated in the vicinity of point B in FIG. Further, when the engine speed increases (in the vicinity of X3 in the figure), the necessary capacitor voltage Vdc is increased, for example, the generator is operated near the point A in FIG. Thus, the required driving force can be efficiently obtained by adjusting the required Vdc with respect to the engine speed.

次に、図10を用いて、本発明の実施形態である電動四輪駆動車に用いる界磁巻線型同期電動機の構成について説明する。   Next, the configuration of the field winding type synchronous motor used in the electric four-wheel drive vehicle according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

最初に、図10を用いて、本発明の一実施形態である電動四輪駆動車に用いる第1の界磁巻線型同期電動機の全体構成について説明する。図10は、上記電動四駆動車に用いる界磁巻線を有する永久磁石回転電機の全体構成を示す断面図である。   First, the overall configuration of the first field winding type synchronous motor used in the electric four-wheel drive vehicle according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a permanent magnet rotating electric machine having field windings used in the electric four-drive vehicle.

界磁巻線を有する永久磁石式同期回転電機1100は、固定子の内周側に回転可能に指示された回転子が同一のシャフト(出力軸)上に2個設けられたタンデム型の界磁巻線を有する永久磁石回転電機である。   A permanent magnet type synchronous rotating electrical machine 1100 having field windings is a tandem field magnet in which two rotors instructed to rotate on the inner peripheral side of a stator are provided on the same shaft (output shaft). A permanent magnet rotating electric machine having windings.

ハウジング1102は、リア側ベアリング1109bが固定されているベアリングブラケット1108と、磁極位置検出器1120(例えばレゾルバ)が収納されているレゾルバブラケット1122からなる。ベアリングブラケット1108は、フロント側ベアリング1109aが収納されるブラケットとハウジングとが一体で構成されている。各ブラケット中心部には、シャフト1115がフロント側ベアリング1109aおよびリア側ベアリング1109bを介して支持されている。シャフト1115の一方の端部には、一対のスリップリング1019が取り付けられている。   The housing 1102 includes a bearing bracket 1108 to which the rear side bearing 1109b is fixed, and a resolver bracket 1122 in which a magnetic pole position detector 1120 (for example, a resolver) is accommodated. In the bearing bracket 1108, a bracket and a housing for housing the front side bearing 1109a are integrally formed. A shaft 1115 is supported at the center of each bracket via a front bearing 1109a and a rear bearing 1109b. A pair of slip rings 1019 is attached to one end of the shaft 1115.

ハウジング1102の内部には、固定子1103と回転子1110が設けられている。固定子1103は、固定子鉄心1104と、固定子巻線1106からなる。ハウジング
1102には、固定子鉄心1104が嵌合いにより配置されている。固定子鉄心1104のスロットには固定子巻線1106が収納されている。
A stator 1103 and a rotor 1110 are provided inside the housing 1102. The stator 1103 includes a stator core 1104 and a stator winding 1106. A stator core 1104 is disposed in the housing 1102 by fitting. A stator winding 1106 is housed in a slot of the stator core 1104.

固定子鉄心1104の内側には、機械的ギャップ(エアギャップ長)を介して、回転子1110が回転可能に、ベアリング1109a,1109bによって支持されている。回転子1110は爪磁極1111a,1112a,1111b,1112bと、界磁巻線
1113a,1113bと永久磁石1130a,1130bとから構成されている。爪磁極1111a,1112aと、界磁巻線1113aと、永久磁石1130aとによって、第1の回転子が構成される。爪磁極1111b,1112bと、界磁巻線1113bと、永久磁石1130bとによって、第2の回転子が構成される。一対の爪磁極1111a,
1112aは、それぞれの爪部が対向するそれぞれの爪部の間に位置するように配置され、また、一対の爪磁極1111b,1112bも、それぞれの爪部が対向するそれぞれの爪部の間に位置するように配置されている。爪磁極1111a,1112aの間には、ボビン1114aが組み込まれ、爪磁極1111b,1112bの間には、ボビン1114bが組み込まれている。ボビン1114a,1114bには、それぞれ、界磁巻線1113a,1113bが巻装されている。また、一対の爪磁極1111a,1112a及び爪磁極1111b,1112bの間には、永久磁石1130a,1130bが複数実装されている。2つのスリップリング1119には、それぞれにブラシ1118が摺動可能に取り付けられ、スリップリング1119を介して界磁巻線1113a,1113bにバッテリーからの直流電流が供給される。
Inside the stator core 1104, a rotor 1110 is rotatably supported by bearings 1109a and 1109b via a mechanical gap (air gap length). The rotor 1110 includes claw magnetic poles 1111a, 1112a, 1111b, and 1112b, field windings 1113a and 1113b, and permanent magnets 1130a and 1130b. The claw magnetic poles 1111a and 1112a, the field winding 1113a, and the permanent magnet 1130a constitute a first rotor. The claw magnetic poles 1111b and 1112b, the field winding 1113b, and the permanent magnet 1130b constitute a second rotor. A pair of claw magnetic poles 1111a,
1112a is arranged so that each claw portion is positioned between the claw portions facing each other, and the pair of claw magnetic poles 1111b and 1112b are also positioned between the claw portions facing each claw portion. Are arranged to be. A bobbin 1114a is incorporated between the claw magnetic poles 1111a and 1112a, and a bobbin 1114b is incorporated between the claw magnetic poles 1111b and 1112b. Field windings 1113a and 1113b are wound around the bobbins 1114a and 1114b, respectively. A plurality of permanent magnets 1130a and 1130b are mounted between the pair of claw magnetic poles 1111a and 1112a and the claw magnetic poles 1111b and 1112b. A brush 1118 is slidably attached to each of the two slip rings 1119, and a direct current from the battery is supplied to the field windings 1113 a and 1113 b via the slip rings 1119.

爪磁極1111a,1112aは、ブラシ1118を介して界磁巻線1113aによって、周方向にN極S極が交互に励磁される。爪磁極1111b,1112bも、ブラシ
1118を介して界磁巻線1113bによって、周方向にN極S極が交互に励磁される。タンデムの爪磁極の極性は、両者の爪磁極が接する側を同極にする。また、永久磁石
1130a,1130bの極性は、界磁巻線の励磁により爪磁極の極性が決定される面の極性と同極となる極性に着磁されている。
The claw magnetic poles 1111 a and 1112 a are alternately excited with N and S poles in the circumferential direction by the field winding 1113 a via the brush 1118. The claw magnetic poles 1111 b and 1112 b are also alternately excited with N and S poles in the circumferential direction by the field winding 1113 b via the brush 1118. The polarity of the tandem claw poles is the same on the side where both claw poles are in contact. The polarities of the permanent magnets 1130a and 1130b are magnetized to the same polarity as the polarity of the surface on which the polarity of the claw magnetic pole is determined by the excitation of the field winding.

磁極位置検出器1120の合わせる基準として、爪磁極回転子のタンデム構成の一方を周方向にずらした場合は、両者の中心に位置検出器の基準を合わせるか、両者の誘起電圧の合成にした波形に合わせるようにしている。   When one of the tandem configurations of the claw magnetic pole rotor is shifted in the circumferential direction as a reference for the magnetic pole position detector 1120, a waveform obtained by adjusting the reference of the position detector at the center of both or by synthesizing the induced voltages of the two. To match.

レゾルバブラケット1122には、レゾルバステータ1120が収納されている。レゾルバステータ1120に対して、機械的ギャップ(エアギャップ長)を持ってレゾルバロータ1121がシャフト1115の端部に取り付けられている。また、レゾルバブラケット1122には、カバー1123が取り付けられており、これを取外すことでレゾルバステータ1120の位置調整が可能である。   A resolver stator 1120 is accommodated in the resolver bracket 1122. A resolver rotor 1121 is attached to an end portion of the shaft 1115 with a mechanical gap (air gap length) with respect to the resolver stator 1120. A cover 1123 is attached to the resolver bracket 1122, and the position of the resolver stator 1120 can be adjusted by removing the cover 1123.

図10を用いて永久磁石式同期回転電機1100について説明したが、上記発電機1014も略同様の構造であり、上記永久磁石式同期回転電機1100の構造と同様に永久磁石を有している。永久磁石式同期回転電機1100や上記発電機1014に使用される永久磁石として以下の実施形態で説明するSiO系の結着剤を使用した永久磁石を使用することで、生産性などで大きな効果がある。永久磁石式同期回転電機1100や上記発電機1014に使用される永久磁石について以下の説明は構成や作用,効果が共通するので、代表して永久磁石式同期回転電機1100の永久磁石を用いて説明する。この説明は略そのまま上記発電機1014の磁石にも適用できる。   Although the permanent magnet type synchronous rotating electrical machine 1100 has been described with reference to FIG. 10, the generator 1014 has a substantially similar structure, and has a permanent magnet similarly to the structure of the permanent magnet type synchronous rotating electrical machine 1100. By using a permanent magnet using a SiO-based binder described in the following embodiment as a permanent magnet used in the permanent magnet type synchronous rotating electric machine 1100 or the generator 1014, a great effect in productivity and the like can be obtained. is there. The permanent magnet synchronous rotating electric machine 1100 and the permanent magnets used in the generator 1014 have the same configuration, operation, and effect as described below. Therefore, the permanent magnet synchronous rotating electric machine 1100 will be described using the permanent magnet as a representative. To do. This description can be applied to the magnet of the generator 1014 almost as it is.

次に永久磁石1130a,1130bについて説明する。尚、本実施例の永久磁石について説明する前に、本発明の一実施形態の永久磁石と従来の永久磁石とが比較できるように、従来、一般的な、すなわち本実施例に特化していない永久磁石型回転電機に用いられていた焼結磁石及びボンド磁石について、以下に示す。   Next, the permanent magnets 1130a and 1130b will be described. Before describing the permanent magnet of the present example, the conventional permanent magnet, that is, the conventional permanent magnet is not specialized so that the permanent magnet of the embodiment of the present invention can be compared with the conventional permanent magnet. The sintered magnet and bond magnet used in the permanent magnet type rotating electrical machine are shown below.

焼結磁石は、その製法上、高温処理が不可欠なので、設備費用を含め、生産コストが高くなる。また、磁石材を高温に熱する焼結工程により、焼結工程前の形状・寸法に対し焼結工程後の形状・寸法が熱収縮等により変化してしまい、正確な寸法の部品を得るためには、焼結工程の後の成形工程で、寸法精度を得るために大幅な切削を含む成形作業が必要であった。これが磁石モータのコスト増を招いており、安価で制御性の良いモータを得ることが困難であった。   High temperature treatment is indispensable for the production method of sintered magnets, so that production costs including equipment costs are high. In addition, in order to obtain parts with accurate dimensions, the shape and dimensions after the sintering process change due to thermal shrinkage, etc., due to the sintering process in which the magnet material is heated to a high temperature. In the molding process after the sintering process, a molding operation including a large amount of cutting was required to obtain dimensional accuracy. This has increased the cost of the magnet motor, and it has been difficult to obtain a motor that is inexpensive and has good controllability.

また、ボンド磁石は、熱硬化性エポキシ樹脂と磁石材料とを混合し、この混合物を成型し製造する、つまり、エポキシ樹脂で磁石材料を接着した磁石である。このようなボンド磁石は、エネルギー密度が小さいため、大容量大トルク用途にはあまり用いられず、小型のファンモータなどに用いられている。しかしながら、エポキシ樹脂を結着剤として使用した磁石では、磁石材料とエポキシ樹脂との混合物を圧縮成型して磁石を製造している。エポキシ樹脂で磁石材を接着する磁石は、磁石材に対するエポキシ樹脂材の割合が多くなり、磁石にしめる磁石材料の割合が低下し、磁気特性が悪くなる問題がある。このため上記磁石を使用する純粋な永久磁石型の回転電機に使用しようとした場合に、回転電機の特性が著しく低下する問題がある。   The bond magnet is a magnet in which a thermosetting epoxy resin and a magnet material are mixed and the mixture is molded and manufactured, that is, a magnet material is bonded with an epoxy resin. Since such a bond magnet has a low energy density, it is not often used for large capacity and large torque applications, and is used for small fan motors and the like. However, in a magnet using an epoxy resin as a binder, a magnet is manufactured by compression molding a mixture of a magnet material and an epoxy resin. The magnet which adheres a magnet material with an epoxy resin has a problem that the ratio of the epoxy resin material to the magnet material is increased, the ratio of the magnet material used for the magnet is decreased, and the magnetic properties are deteriorated. For this reason, when it is going to be used for a pure permanent magnet type rotating electrical machine using the magnet, there is a problem that the characteristics of the rotating electrical machine are remarkably deteriorated.

例えば、材料自身が高温で減磁してしまうため、回転電機も高温仕様にできないことや、エネルギー密度が低いために、磁気回路のエネルギー密度を上げることができず、十分な小型化ができない。上記の二つの理由で自動車用として使えない等の問題があった。   For example, since the material itself is demagnetized at a high temperature, the rotating electrical machine cannot be set to a high temperature specification, and since the energy density is low, the energy density of the magnetic circuit cannot be increased and the size cannot be sufficiently reduced. There were problems such as being unable to be used for automobiles for the above two reasons.

以上、説明したように焼結磁石でこのような形状にするためには、表面加工が必要となり、コストが上昇してしまう。実際には、焼結磁石は、1000℃以上で焼結させるため、熱収縮による変形を補正する必要があり、後で加工することが不可欠である。また、有機物により結着されたボンド磁石では、自動車で使うために必要な150℃を超える熱的耐久性がなかった。   As described above, in order to make such a shape with a sintered magnet, surface processing is required, which increases the cost. Actually, since the sintered magnet is sintered at 1000 ° C. or higher, it is necessary to correct deformation due to thermal shrinkage, and it is indispensable to process it later. In addition, the bonded magnet bonded with an organic material has no thermal durability exceeding 150 ° C. necessary for use in an automobile.

これに対して、本実施例の永久磁石は、磁性粉体をSiO系の材料であるSiO2 等ガラスの無機材料で結着して成形したものを用いている。このため、結着剤の耐熱性が200℃以上と高いので、磁石が作るギャップの磁束密度が正弦波状になり、高調波成分を減らすことができる。これにより、上記のコギングトルク,トルクリプル,誘起電圧波形は非常になめらかにすることができ、回転機として、高精度な制御が可能になる。尚、本実施例の永久磁石の詳細については、以下に詳述する。 On the other hand, the permanent magnet of this embodiment uses a magnetic powder that is formed by binding a magnetic powder with an inorganic material such as SiO 2 that is a SiO-based material. For this reason, since the heat resistance of a binder is as high as 200 degreeC or more, the magnetic flux density of the gap which a magnet makes becomes a sine wave shape, and a harmonic component can be reduced. Thus, the cogging torque, torque ripple, and induced voltage waveform can be made very smooth, and high-precision control can be performed as a rotating machine. The details of the permanent magnet of this embodiment will be described in detail below.

本実施例の永久磁石1130aと1130bは、磁石材料である希土類材料のネオジウム(Nd)の粉体をこのネオジウム(Nd)と前駆体が親和性の良い性質を備えているバインダーで結着した構造をしている。ここで親和性の優れた前駆体とは例えばSiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサンまたはアルコキシシランである。ネオジウム(Nd)の粉体は板状の形状を為しており、高さ方向であるZ軸方向の値に対しX軸やY軸方向の大きさが数倍以上である、厚みが薄い形状をしている。ネオジウム(Nd)粉体のX軸やY軸方向の大きさは大きい方が良く、例えば粉体のX軸またはY軸方向の大きさが45
μm以上の大きさの粉体を使用する方が残留特性が良くなる。成形中にネオジウム(Nd)の粉体が割れるなどで細かくなり、小さい形状の粉体が混ざることはしかたないが、粉体の半分以上が45μm以上の大きな粉体であることが望ましく、さらには7割以上が45μm以上の大きさの粉体であるとより好ましい結果が得られる。9割以上が45μm以上の大きさの粉体であるとさらにより好ましい結果が得られる。なおネオジウム(Nd)にさらにディスプロシウム(Dy)を若干含んでいると特性が改善される。このディスプロシウム(Dy)を含むことにより、回転電機の温度が上昇しても良好な磁気特性が維持される。ディスプロシウム(Dy)の含有割合は数%程度で、多くても10%以下である。
The permanent magnets 1130a and 1130b of the present embodiment have a structure in which a neodymium (Nd) powder of a rare earth material, which is a magnet material, is bound with a binder having a property that the neodymium (Nd) and a precursor have good affinity. I am doing. Here, the precursor having excellent affinity is, for example, alkoxysiloxane or alkoxysilane which is a precursor of SiO 2 . The neodymium (Nd) powder has a plate-like shape, and the thickness in the X-axis and Y-axis directions is several times larger than the value in the Z-axis direction, which is the height direction. I am doing. The size of the neodymium (Nd) powder in the X-axis or Y-axis direction is preferably large. For example, the size of the powder in the X-axis or Y-axis direction is 45.
Residual characteristics are improved by using powders with a size of μm or more. Although the powder of neodymium (Nd) breaks down during molding, it is difficult to mix small powders, but more than half of the powders are desirably large powders of 45 μm or more, and A more preferable result is obtained when 70% or more is a powder having a size of 45 μm or more. Even more preferable results can be obtained when 90% or more is a powder having a size of 45 μm or more. If neodymium (Nd) further contains dysprosium (Dy), the characteristics are improved. By including this dysprosium (Dy), good magnetic properties are maintained even if the temperature of the rotating electrical machine rises. The content of dysprosium (Dy) is about several percent, and at most 10%.

次に本実施例に係る永久磁石1130aと1130bの製造プロセスの一例を図11に示す。工程10では、粉体状の磁石材料を生成する。例えば希土類の磁石用磁粉は、組成を調整した母合金を急冷することにより製造できる。   Next, an example of a manufacturing process of the permanent magnets 1130a and 1130b according to the present embodiment is shown in FIG. In step 10, a powdered magnet material is generated. For example, rare earth magnet magnetic powders can be produced by quenching a mother alloy with an adjusted composition.

工程15では、前記粉体状の磁石材料を圧縮成形する。例えば回転電機に使用する永久磁石を製造する場合は、この工程15では、回転電機に使用する永久磁石の最終磁石形状の型を用い、型に粉体状の磁石材料を供給し、圧縮成形する。圧縮成形された磁石材料は型により形状が決められた多孔質の状態であり、機械的強度は弱く、強い衝撃を受けると壊れる状態である。また磁化されていないので、永久磁石としての特性は有していない。この圧縮成形の状態のままで磁化しても回転電機の構成部品として使用することは機械強度的に困難である。   In step 15, the powdery magnet material is compression molded. For example, when manufacturing a permanent magnet for use in a rotating electrical machine, in this step 15, a final magnet-shaped mold for the permanent magnet used in the rotating electrical machine is used, and a powdered magnet material is supplied to the mold and compression molded. . The compression-molded magnet material is in a porous state whose shape is determined by a mold, has a low mechanical strength, and is broken when subjected to a strong impact. Moreover, since it is not magnetized, it does not have the characteristics as a permanent magnet. Even if magnetized in this compression-molded state, it is difficult in mechanical strength to be used as a component of a rotating electric machine.

圧縮成形された磁石は、以下に詳述する製造方法を用いることで、磁石形状の寸法関係がその後の工程であまり変化しない。すなわち工程15で圧縮成形された形状が高い精度で維持できる。例えば以下の製造工程を使用した場合、磁石材料を結着するバインダーのバリなどの一部分を切削成形することが必要かもしれないが、形状の多くの部分は高い精度が維持されており、回転電機において要求される磁石の精度を達成できる可能性が高い。   The compression-molded magnet uses the manufacturing method described in detail below, so that the dimensional relationship of the magnet shape does not change much in the subsequent steps. That is, the shape compression-molded in step 15 can be maintained with high accuracy. For example, when the following manufacturing process is used, it may be necessary to cut and mold a part such as a burr of the binder that binds the magnet material, but many parts of the shape are maintained with high accuracy. Is likely to achieve the required magnet accuracy.

焼結磁石では、圧縮成形された磁石材料を製造工程で高温に熱することが必要で、高温に熱した後冷却されることで磁石の形状は圧縮成形の形状から変形してしまう問題がある。このため従来の焼結磁石では最終形状の精度を維持するために切削加工が必須であった。このことにより生産性が悪くなる問題があった。また切削加工では曲線形状の加工が困難であり、曲線形状を備えた磁石を簡単に生産することができなかった。   In sintered magnets, it is necessary to heat the compression-molded magnet material to a high temperature in the manufacturing process, and there is a problem that the shape of the magnet is deformed from the shape of the compression-molding by cooling after heating to a high temperature. . For this reason, in the conventional sintered magnet, in order to maintain the precision of a final shape, cutting was essential. As a result, there is a problem that productivity is deteriorated. In addition, it is difficult to process a curved shape by cutting, and a magnet having a curved shape cannot be easily produced.

工程20では、圧縮成形された磁石成形体にSiO2 の前駆体の溶液を含浸する。圧縮成形された磁石成形体は多孔質の状態であり、粘性が低く、磁石材料に対して濡れ性の良い性質を持つ結着剤の前駆体を含浸する。圧縮成形された磁石成形体に対し前記前駆体は濡れ性が良好で粘性も低いので、多孔質の圧縮成形体に前記前駆体が吸い込まれるように含浸される。具体的な前駆体は以下で詳述する。 In step 20, the compression-molded magnet molded body is impregnated with a SiO 2 precursor solution. The compression-molded magnet compact is in a porous state, impregnated with a binder precursor having a low viscosity and good wettability with respect to the magnet material. Since the precursor has good wettability and low viscosity with respect to the compression-molded magnet molded body, it is impregnated so that the precursor is sucked into the porous compression molded body. Specific precursors are described in detail below.

磁石成形体に対する濡れ性の良好な結着剤の前駆体溶液を含浸することで、磁石成形体を構成するそれぞれの磁石粉体の表面を前記結着剤が被い、結果として多数の粉体を良好につなぎ合わせる作用を為す。また良好な濡れ性の作用で結着剤の前駆体溶液が磁石成形体の細部に入り込むので、量的に少ない結着剤で良好な結着効果が得られる。また良好な濡れ性を利用しているので、エポキシ樹脂の使用に比べ設備が比較的シンプルで安価になる。さらに以下に詳述する前駆体は比較的低い温度で硬化するので、圧縮成形体の寸法,形状が高い精度で維持したまま最終的な磁石が得られる。もちろん前駆体の含浸の工程で結着剤のバリなどができるが、粉末磁石の圧縮成形体の寸法や形状が変化するわけでは無いので、結着剤の切削処理を行うことで磁石が製造される。   By impregnating a precursor solution of a binder having good wettability with respect to the magnet compact, the surface of each magnetic powder constituting the magnet compact is covered with the binder, resulting in a large number of powders. It works to join together. Further, since the precursor solution of the binder enters into the details of the magnet molded body due to the action of good wettability, a good binding effect can be obtained with a small amount of binder. In addition, the use of good wettability makes the equipment relatively simple and inexpensive compared to the use of epoxy resin. Further, since the precursor described in detail below is cured at a relatively low temperature, the final magnet can be obtained while maintaining the size and shape of the compression molded body with high accuracy. Of course, burr of the binder can be made in the step of impregnating the precursor, but since the size and shape of the compacted compact of the powder magnet do not change, the magnet is manufactured by cutting the binder. The

工程25は、含浸された圧縮成形体を熱処理することにより結着剤で磁石材料を決着する工程である。以下に詳述する如くSiO系の材料であるSiO2 を結着剤として磁石材料を結着することで良好な磁石を得ることができる。以下に詳述するように、工程25での処理温度は比較的低い温度であり、この熱処理で前記磁石成形体の形状や寸法が変化することがほとんど無く、製造された磁石の形状や寸法関係は圧縮成形された形状や寸法に対し高い精度が維持されている。 Step 25 is a step of fixing the magnet material with the binder by heat-treating the impregnated compression molded body. As described in detail below, a good magnet can be obtained by binding a magnet material using SiO 2 as a SiO-based material as a binder. As will be described in detail below, the processing temperature in step 25 is a relatively low temperature, and the shape and dimensions of the magnet compact are hardly changed by this heat treatment, and the relationship between the shape and dimensions of the manufactured magnets. High accuracy is maintained for the compression-molded shape and dimensions.

[永久磁石の結着剤]
上記工程20で使用される結着剤の前駆体の溶液は、SiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサン,アルコキシシランを有しており、化学式1や化学式2に示すような末端基及び側鎖にアルコキシ基を有する化合物を有している。
[Permanent magnet binder]
The binder precursor solution used in the step 20 has an alkoxysiloxane and an alkoxysilane, which are SiO 2 precursors, and has terminal groups and side chains as shown in Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2. It has a compound having an alkoxy group.

Figure 2008236844
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Figure 2008236844
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また、溶媒のアルコールにはアルコキシシロキサン,アルコキシシラン中のアルコキシ基と同じ骨格の化合物が好ましいがこれらに限られるものではない。具体的にはメタノール,エタノール,プロパノール,イソプロパノール等が挙げられる。また、加水分解及び脱水縮合用触媒としては酸触媒,塩基触媒,中性触媒のいずれでも良いが中性触媒が金属の腐食を最小限に抑えられるので最も好ましい。中性触媒としては、オルガノスズ触媒が効果的で、具体的にはビス(2−エチルヘキサノエート)スズ、n−ブチルトリス(2−エチルヘキサノエート)スズ,ジ−n−ブチルビス(2−エチルヘキサノエート)スズ,ジ−n−ブチルビス(2,4−ペンタンジオネート)スズ,ジ−n−ブチルジラウリルスズ,ジメチルジネオデカノエートスズ,ジオクチルジラリル酸スズ,ジオクチルジネオデカノエートスズ等が挙げられるがこれらに限られるものではない。また、酸触媒としては希塩酸,希硫酸,希硝酸,蟻酸,酢酸等が、塩基触媒としては水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,アンモニア水等が挙げられるがこれらに限られるものではない。   Further, the alcohol of the solvent is preferably a compound having the same skeleton as the alkoxy group in alkoxysiloxane or alkoxysilane, but is not limited thereto. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol and the like. The catalyst for hydrolysis and dehydration condensation may be any of an acid catalyst, a base catalyst, and a neutral catalyst, but the neutral catalyst is most preferable because corrosion of the metal can be minimized. As the neutral catalyst, an organotin catalyst is effective. Specifically, bis (2-ethylhexanoate) tin, n-butyltris (2-ethylhexanoate) tin, di-n-butylbis (2-ethyl) Hexanoate) tin, di-n-butylbis (2,4-pentanedionate) tin, di-n-butyl dilauryl tin, dimethyl dineodecanoate tin, dioctyl dilarylate tin, dioctyl dineodecano Examples include, but are not limited to, ate tin. Examples of the acid catalyst include dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, dilute nitric acid, formic acid, acetic acid, and the like, and examples of the base catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, and the like, but are not limited thereto.

結着剤の溶液中のSiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサン,アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量は体積分率として5vol% 以上かつ96vol% 以下が好ましい。アルコキシシロキサン,アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量が5vol% 未満になると、磁石中の結着剤の含有率が低いため、硬化後の結着剤の材料としての強度がやや小さくなる。一方、アルコキシシロキサン,アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量が96vol% 以上になると、SiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサン,アルコキシシランの高分子量化の反応が速いため、結着剤溶液の増粘速度も速くなる。これは結着剤溶液の適正粘度の制御がより困難であることを意味しており、この結着剤溶液を含浸法に用いることが先に説明した材料に比べ難しくなる。 The total content of alkoxysiloxane, alkoxysilane, hydrolysis product thereof, and dehydration condensate thereof, which is a precursor of SiO 2 in the binder solution, is preferably 5 vol% or more and 96 vol% or less. When the total content of alkoxysiloxane, alkoxysilane, its hydrolysis product, and its dehydration condensate is less than 5 vol%, the binder content in the magnet is low. The strength of is slightly reduced. On the other hand, alkoxysiloxane, alkoxysilane, hydrolysis product thereof, and when the content of dehydrated condensates total is more than 96 vol%, alkoxysiloxane that is a precursor of SiO 2, the fast reaction of the molecular weight of the alkoxysilane Therefore, the thickening speed of the binder solution is also increased. This means that it is more difficult to control the proper viscosity of the binder solution, and it becomes more difficult to use this binder solution for the impregnation method than the materials described above.

結着剤溶液中のSiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランと水とは、以下の化学式3,化学式4に示した加水分解反応が生じる。ここで化学反応式は加水分解が部分的に生じた時の反応式である。 Hydroxylation shown in the following chemical formula 3 and chemical formula 4 occurs between alkoxysiloxane or alkoxysilane, which is a precursor of SiO 2 in the binder solution, and water. Here, the chemical reaction formula is a reaction formula when hydrolysis partially occurs.

Figure 2008236844
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Figure 2008236844
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この際、水の添加量がアルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応の進行度を支配する因子の一つとなる。この加水分解反応は硬化後の結着剤の機械的強度が大きくするためには重要である。アルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応が発生していないと、その次に起こるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応物同士の脱水縮合反応が進行しないからである。この脱水縮合反応生成物が
SiO2 であり、このSiO2 が磁粉との接着性が高く、結着剤の機械的強度を大きくする重要な材料となるからである。更に、シラノールのOH基が磁粉表面のO原子又はOH基と相互作用が強く高接着化に寄与するからである。しかしながら、加水分解反応が進みシラノール基の濃度が高くなるとシラノール基を含む有機ケイ素化合物(アルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解生成物)同士の脱水縮合反応が進行し、有機ケイ素化合物の分子量が大きくなり、結着剤の溶液の粘度は高くなる。これは含浸法に用いる結着剤の溶液としては適正な状態が遠ざかる特性である。従って、結着剤溶液中のSiO2の前駆体であるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランに対する適正な水の添加量が必要となる。ここで、絶縁層形成処理液中の水の添加量として、化学反応式1,2に示した加水分解反応における反応当量の1/10〜1が好ましい。水の添加量が化学反応式1,2に示した加水分解反応における反応当量の1/10以下では、有機ケイ素化合物のシラノール基の濃度が低いため、シラノール基を含む有機ケイ素化合物と磁粉表面との相互作用が低く、また、脱水縮合反応が生じにくいため生成物中にアルコキシ基が多量に残存したSiO2 が生成するため、SiO2 中に欠陥部が多数発生し、SiO2の強度が低くなる。一方、水の添加量が化学反応式1,2に示した加水分解反応における反応当量の1より大きくなると、シラノール基を含む有機ケイ素化合物は脱水縮合が発生し易くなり、結着剤溶液が増粘するため、磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液は浸透できなくなり含浸法に用いる結着剤溶液としては適正な状態から遠ざかる特性である。結着剤溶液中の溶媒には通常アルコールを用いる。それは結着剤溶液に用いる溶媒にはアルコキシシロキサン中のアルコキシ基は解離反応が速く、溶媒のアルコールと置換し平衡状態にあるからである。そのため溶媒のアルコールには沸点が水より低く粘度の低いメタノール,エタノール,n−プロパノール,iso−プロパノールが好ましい。しかし、化学的には溶液の安定性が若干低下するものの、結着剤の溶液の粘度が数時間で増加してしまうことが無く、かつ、沸点が水より低い溶媒であれば本発明の結着剤として用いることが可能で、アセトン等のケトン類などの水溶性溶媒であれば適用できる。
At this time, the amount of water added is one of the factors governing the progress of the hydrolysis reaction of alkoxysiloxane or alkoxysilane. This hydrolysis reaction is important for increasing the mechanical strength of the binder after curing. This is because if the hydrolysis reaction of alkoxysiloxane or alkoxysilane does not occur, the dehydration condensation reaction between the alkoxysiloxane or alkoxysilane hydrolysis reaction products that occurs next does not proceed. This is because the dehydration condensation reaction product is SiO 2 , and this SiO 2 has high adhesiveness with magnetic powder and becomes an important material for increasing the mechanical strength of the binder. Furthermore, the OH group of silanol has a strong interaction with the O atom or OH group on the surface of the magnetic powder and contributes to high adhesion. However, when the hydrolysis reaction proceeds and the concentration of silanol groups increases, dehydration condensation reaction between organosilicon compounds containing silanol groups (alkoxysiloxane or alkoxysilane hydrolysis products) proceeds, and the molecular weight of the organosilicon compounds increases. The viscosity of the binder solution increases. This is a characteristic that an appropriate state of the binder solution used in the impregnation method is not suitable. Accordingly, it is necessary to add an appropriate amount of water to the alkoxysiloxane or alkoxysilane that is the precursor of SiO 2 in the binder solution. Here, the addition amount of water in the insulating layer forming treatment liquid is preferably 1/10 to 1 of the reaction equivalent in the hydrolysis reaction shown in the chemical reaction formulas 1 and 2. When the amount of water added is 1/10 or less of the reaction equivalent in the hydrolysis reaction shown in Chemical Reaction Formulas 1 and 2, since the concentration of silanol groups in the organosilicon compound is low, the organosilicon compound containing silanol groups and the magnetic powder surface low interaction, but also because the alkoxy group in the product for dehydration condensation reaction is hard to occur to produce SiO 2 is that a large amount of remaining defect is generated number in SiO 2, the strength of the SiO 2 is low Become. On the other hand, if the amount of water added is greater than 1 of the reaction equivalent in the hydrolysis reaction shown in Chemical Reaction Formulas 1 and 2, the organosilicon compound containing silanol groups is likely to undergo dehydration condensation and the binder solution increases. Since it is viscous, the binder solution cannot penetrate into the gap between the magnetic powder and the magnetic powder, and the binder solution used in the impregnation method has a characteristic of moving away from an appropriate state. Alcohol is usually used as the solvent in the binder solution. This is because the alkoxy group in the alkoxysiloxane has a fast dissociation reaction in the solvent used for the binder solution, and is in equilibrium with the solvent alcohol. Therefore, methanol, ethanol, n-propanol, and iso-propanol having a boiling point lower than that of water and low viscosity are preferable as the solvent alcohol. However, although the stability of the solution is slightly decreased chemically, the viscosity of the binder solution does not increase in a few hours and the solvent of the present invention has a lower boiling point than water. Any water-soluble solvent such as ketones such as acetone can be used.

次に永久磁石254,256の他の製造方法を説明する。本発明に係る磁石製造プロセスの他の実施形態を図12および図13に示す。図12の実施形態では、粉体状の磁石材料を生成後で圧縮成形前に絶縁被膜を作る処理を施す工程が加わる点が、上記で説明した図11のプロセスと異なる。また、図13では、圧縮成形した磁石を回転子に装着し、その後に結着剤を含浸する処理を行っている点が異なる。   Next, another manufacturing method of the permanent magnets 254 and 256 will be described. Another embodiment of the magnet manufacturing process according to the present invention is shown in FIGS. The embodiment shown in FIG. 12 is different from the process shown in FIG. 11 described above in that a step of applying a process of forming an insulating film after generating a powdered magnet material and before compression molding is added. Further, FIG. 13 is different in that a compression-molded magnet is attached to the rotor and thereafter a treatment of impregnating the binder is performed.

図12で図11と同じ工程の番号はほぼ同様の処理内容であることを示す。工程10で粉体状の磁石材料を生成し、工程12で生成された磁石材料の各粉体の表面に電気的な絶縁膜を作る処理を行う。磁粉表面のできるだけ全面にさらにできるだけ均一に電気的な絶縁層を作ることが望ましく、具体的な処理方法は後述する。製造された磁石が回転電機に使用される場合、上述の通り交流磁場で使用される。磁石を通る磁束が周期的に変化し、磁束の変化により、磁石内に渦電流が発生する。この渦電流は回転電機の効率を低下させる問題があり、また渦電流により磁石内の発熱を増大する恐れがある。磁石材料におけるそれぞれの粉体の表面を絶縁層で被うことによりこの渦電流を抑え、回転機の効率低下を抑えることができ、また磁石の発熱しいては回転電機の発熱を抑制できる。   In FIG. 12, the same process numbers as those in FIG. 11 indicate substantially the same processing contents. In step 10, a powdered magnet material is generated, and an electrical insulating film is formed on the surface of each powder of the magnet material generated in step 12. It is desirable to make an electrical insulating layer as uniform as possible on the entire surface of the magnetic powder as much as possible, and a specific treatment method will be described later. When the manufactured magnet is used for a rotating electrical machine, it is used in an alternating magnetic field as described above. The magnetic flux passing through the magnet changes periodically, and an eddy current is generated in the magnet due to the change of the magnetic flux. This eddy current has a problem of lowering the efficiency of the rotating electrical machine, and there is a risk of increasing heat generation in the magnet due to the eddy current. By covering the surface of each powder in the magnet material with an insulating layer, this eddy current can be suppressed, the efficiency of the rotating machine can be suppressed, and the heat generated by the magnet can be suppressed.

高調波を含む交流磁束が磁石に印加される条件下で磁石の使用される場合は、希土類の磁石材料は電気抵抗が低く、渦電流を抑えて発熱を抑える観点から希土類の磁石粉体の表面に無機絶縁膜を形成されていることが好ましい。希土類の磁石粉体の表面に無機絶縁膜を形成するには、無機絶縁膜としてリン酸塩化成処理膜を適用するのが良い。リン酸塩化成処理液にリン酸,マグネシウム,ほう酸を用いた場合、以下のような組成が良い。リン酸量は1〜163g/dm3が望ましく、163g/dm3より大きいと磁束密度の低下を招き、1g/dm3 より小さいと絶縁性が悪くなる。また、ほう酸量はリン酸1gに対して0.05〜0.4gが望ましくこの範囲を超えると絶縁層の安定性が悪くなる。磁粉表面の全面に絶縁層をできるだけ均一に形成するためには、絶縁層の形成処理液の磁粉に対する濡れ性を向上させることが有効である。これには界面活性剤の添加が望ましい。こうした界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキル系,アルキルベンゼンスルホン酸系,両性イオン系、またはポリエーテル系の界面活性剤が挙げられ、その添加量は、絶縁層形成処理液中に0.01〜1重量%含有させることが望ましく、0.01重量%未満では表面張力を下げて磁粉表面を濡れさせる効果が不十分であり、1重量%を超えてもそれ以上の効果は望めず不経済である。 When magnets are used under the condition that AC magnetic flux containing harmonics is applied to the magnet, the rare earth magnet material has a low electrical resistance and the surface of the rare earth magnet powder from the viewpoint of suppressing eddy current and heat generation It is preferable that an inorganic insulating film is formed. In order to form an inorganic insulating film on the surface of the rare earth magnet powder, a phosphate chemical conversion film is preferably applied as the inorganic insulating film. When phosphoric acid, magnesium, or boric acid is used for the phosphating solution, the following composition is good. Phosphorus acid content is desirably 1~163g / dm 3, cause a decrease in 163 g / dm 3 larger than the magnetic flux density, smaller and insulating 1 g / dm 3 is deteriorated. The amount of boric acid is preferably 0.05 to 0.4 g per 1 g of phosphoric acid, and if it exceeds this range, the stability of the insulating layer is deteriorated. In order to form the insulating layer as uniformly as possible on the entire surface of the magnetic powder, it is effective to improve the wettability of the insulating layer forming treatment liquid to the magnetic powder. For this, addition of a surfactant is desirable. Examples of such surfactants include perfluoroalkyl-based, alkylbenzenesulfonic acid-based, zwitterionic-based, or polyether-based surfactants, and the amount added is 0.01 in the insulating layer forming treatment liquid. If it is less than 0.01% by weight, the effect of lowering the surface tension and wetting the surface of the magnetic powder is insufficient, and if it exceeds 1% by weight, no further effect can be expected and it is uneconomical. It is.

さらに防錆剤を入れることが磁石の特性劣化を防止するなどの観点から望ましい。防錆剤の量は0.01〜0.5mol/dm3 が望ましく、0.01mol/dm3未満では磁粉表面の錆の抑制が難しく、0.5mol/dm3 より多くしても以上の効果は望めず経済的でない。 Further, it is desirable to add a rust preventive agent from the viewpoint of preventing deterioration of the characteristics of the magnet. The amount of rust inhibitor is desirably 0.01~0.5mol / dm 3, 0.01mol / dm difficult suppression of rust surface of the magnetic powder is less than 3, 0.5 mol / dm more than 3 more than the effect Is not economical because it cannot be expected.

リン酸塩化成処理液の添加量は、希土類磁石用磁粉の平均粒径に依存する。希土類磁石用磁粉の平均粒径が0.1 〜500μmの場合、希土類磁石用磁粉1kgに対して300〜25mLが望ましい。300mLより多いと磁粉表面の絶縁膜が厚くなりすぎ、また、錆が発生し易くなるために磁石作製時の磁束密度の低下を招き、25mLより少ないと絶縁性が悪く、処理液の濡れない部分で錆の発生量が多くなり、磁石の特性劣化を引起す恐れがある。   The addition amount of the phosphating solution depends on the average particle size of the rare earth magnet magnetic powder. When the average particle diameter of the rare earth magnet magnetic powder is 0.1 to 500 μm, 300 to 25 mL is desirable for 1 kg of the rare earth magnet magnetic powder. When the amount is more than 300 mL, the insulating film on the surface of the magnetic powder becomes too thick, and rust is easily generated, so that the magnetic flux density at the time of magnet production is reduced. As a result, the amount of rust generated increases, which may cause deterioration of the magnet characteristics.

コート膜形成処理液中の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤させるのは、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物ゲルがゼラチン状の柔軟な構造を有することと、アルコールが希土類磁石用磁粉に対して優れた濡れ性を有するからである。また、ゲル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が10μm以下のレベルまで粉砕する必要があるのは、希土類磁石用磁粉表面に形成されたコート膜が均一厚になり易いからである。更に、アルコールを主成分とした溶媒にすることにより、非常に酸化され易い希土類磁石用磁粉の酸化の抑制が可能となる。   The rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride in the coating film forming treatment liquid swells in a solvent mainly composed of alcohol. The rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride gel has a gelatinous flexible structure. This is because alcohol has excellent wettability with respect to rare earth magnet magnetic powder. Also, the average particle size of the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride in the gel state must be pulverized to a level of 10 μm or less because the coating film formed on the surface of the rare earth magnet magnetic powder has a uniform thickness. It is easy. Furthermore, by using a solvent containing alcohol as a main component, it is possible to suppress the oxidation of rare earth magnet magnetic powder that is very easily oxidized.

更に、磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無機絶縁膜としてはフッ化物コート膜が望ましい。このような理由で希土類磁石粉体表面にフッ化物コート膜を形成する場合、フッ化物コート膜形成処理液中の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の濃度に関しては希土類磁石用磁粉表面に形成する膜厚に依存するが、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、ゲル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が10μm以下のレベルまで粉砕され、かつアルコールを主成分とした溶媒に分散された状態を保つことが重要で、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の濃度として200g/dm3から1g/dm3となる。 Furthermore, a fluoride coat film is desirable as the inorganic insulating film for the purpose of improving the insulating properties and magnetic characteristics of the magnetic powder. For this reason, when a fluoride coating film is formed on the surface of rare earth magnet powder, the concentration of rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride in the fluoride coating film forming solution is formed on the surface of the magnetic powder for rare earth magnets. Depending on the film thickness, the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride is swollen in a solvent mainly composed of alcohol, and the average particle diameter of the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride in a gel state Is preferably pulverized to a level of 10 μm or less and dispersed in a solvent containing alcohol as a main component. The concentration of rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride is 200 g / dm 3 to 1 g / dm. 3

希土類フッ化物コート膜形成処理液の添加量は、希土類磁石用磁粉の平均粒径に依存する。希土類磁石用磁粉の平均粒径が0.1 〜500μmの場合、希土類磁石用磁粉1kgに対して300〜10mLが望ましい。これは処理液量が多いと溶媒の除去に時間を要するだけでなく、希土類磁石用磁粉が腐食し易くなるためである。一方、処理液量が少ないと希土類磁石用磁粉表面に処理液の濡れない部分が生じるためである。以上の事項に関し、表1には希土類フッ化物,アルカリ土類金属フッ化物コート膜について、処理液として有効な濃度等を纏めている。   The addition amount of the rare earth fluoride coating film forming treatment liquid depends on the average particle diameter of the rare earth magnet magnetic powder. When the average particle diameter of the rare earth magnet magnetic powder is 0.1 to 500 μm, 300 to 10 mL is desirable for 1 kg of the rare earth magnet magnetic powder. This is because if the amount of the treatment liquid is large, not only it takes time to remove the solvent, but also the magnetic powder for rare earth magnets is easily corroded. On the other hand, when the amount of the processing liquid is small, a portion where the processing liquid does not get wet occurs on the surface of the rare earth magnet magnetic powder. Regarding the above matters, Table 1 summarizes the effective concentrations and the like of the treatment liquid for rare earth fluoride and alkaline earth metal fluoride coating films.

Figure 2008236844
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図12のプロセスでは工程12で希土類の磁石材料における各粉体の表面に絶縁膜を形成し、その後工程15で磁石材料を圧縮成形して多孔質の磁石を成形する。その後図11と同様工程20で結着剤の前駆体を含浸し、工程25で前駆体を硬化して磁石材料を結着剤で決着する。   In the process of FIG. 12, in step 12, an insulating film is formed on the surface of each powder in the rare earth magnet material, and in step 15, the magnet material is compression molded to form a porous magnet. Thereafter, the precursor of the binder is impregnated in step 20 as in FIG. 11, and the precursor is cured in step 25 to fix the magnet material with the binder.

以上、図11と図12を用いて本発明に係る磁石製造プロセスの例を述べた。図13は結着剤の含浸工程の前に圧縮成形された多孔質の磁石を回転子の隣接する爪磁極と界磁巻線で囲まれた所望の磁石挿入枠(図示せず)に挿入し、その後結着剤の前駆体を磁石挿入枠に流し込み含浸する方法である。工程15までは既に説明したプロセスと同じである。工程17で回転子鉄心に設けられた磁石挿入枠に多孔質の圧縮磁石を挿入し、工程磁石
22でSiO2 の前駆体の溶液を回転子の磁石挿入枠に流し込む。
The example of the magnet manufacturing process according to the present invention has been described above with reference to FIGS. FIG. 13 shows that a porous magnet compression-molded before the binder impregnation step is inserted into a desired magnet insertion frame (not shown) surrounded by adjacent claw magnetic poles and field windings of the rotor. Then, the binder precursor is poured into a magnet insertion frame and impregnated. The processes up to step 15 are the same as those already described. In step 17, a porous compression magnet is inserted into a magnet insertion frame provided on the rotor core, and a SiO 2 precursor solution is poured into the rotor magnet insertion frame in step magnet 22.

次に工程27で回転子自身の温度を上げると前記前駆体が硬化し、圧縮成形された磁石の強度が強くなると共に磁石が前記回転子鉄心の磁石挿入孔に固定される。   Next, when the temperature of the rotor itself is raised in step 27, the precursor is cured, the strength of the compression-molded magnet is increased, and the magnet is fixed in the magnet insertion hole of the rotor core.

[永久磁石の実施例1]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、組成を調整した母合金を急冷することにより作製したNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。NdFeB系母合金は鉄,
Fe−B合金(フェロボロン)にNdを混合して真空あるいは不活性ガス中または還元ガス雰囲気中で溶解し組成を均一化しされている。必要に応じて切断した母合金を単ロールや双ロール法などのロールを用いた手法で、回転するロールの表面に溶解させた母合金をアルゴンガスなどの不活性ガスあるいは還元ガス雰囲気で噴射急冷し薄帯とした後、不活性ガス中あるいは還元性ガス雰囲気中で熱処理する。熱処理温度は200℃以上700℃以下でありこの熱処理によりNd2Fe14B の微結晶が成長する。薄帯は10〜100
μmの厚さでありNd2Fe14Bの微結晶の大きさは10から100nmである。
[Example 1 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon produced by rapidly cooling a mother alloy having an adjusted composition was used as the rare earth magnet magnetic powder. NdFeB master alloy is iron,
Nd is mixed with Fe-B alloy (ferroboron) and dissolved in a vacuum or in an inert gas or reducing gas atmosphere to make the composition uniform. If necessary, the master alloy cut by a single roll or twin roll method is used, and the master alloy dissolved on the surface of the rotating roll is injected and quenched in an inert or reducing gas atmosphere such as argon gas. After forming the ribbon, heat treatment is performed in an inert gas or a reducing gas atmosphere. The heat treatment temperature is 200 ° C. or more and 700 ° C. or less, and Nd 2 Fe 14 B microcrystals grow by this heat treatment. The ribbon is 10-100
The thickness is μm, and the crystallite size of Nd 2 Fe 14 B is 10 to 100 nm.

Nd2Fe14B の微結晶が平均30nmの大きさの場合、粒界層はNd70Fe30に近い組成であり、単磁区臨界粒径よりも薄いためにNd2Fe14B の微結晶内に磁壁が形成されにくい。Nd2Fe14B 微結晶の磁化はそれぞれの微結晶で磁気的に結合しており磁化の反転は磁壁の伝搬によって起こっていると推定されている。磁化反転を抑制するためのひとつの手法として薄帯を粉砕した磁粉同士の磁気的結合をしやすくすることが挙げられる。そのために、磁粉間の非磁性部をできるだけ薄くすることが有効となり、粉砕粉は
Coを添加したWC製超硬金型内に挿入後上下パンチでプレス圧力5t−20t/cm2 で圧縮成形しプレス方向に垂直な方向で磁粉間の非磁性部が少ない。これは磁粉が薄帯を粉砕した扁平粉であるために、圧縮成形した成形体で扁平粉の配列に異方性が生じ、プレス方向に垂直方向に扁平粉の長軸(薄帯の厚さ方向と垂直な方向に平行)方向がそろうことによる。扁平粉の長軸方向がプレス方向の垂直方向に向きやすくなる結果、成形体においてプレス方向の垂直方向は、プレス方向よりも磁化が連続しておりそれぞれの粉においてパーミアンスが大きくなるため、磁化反転し難くなる。このため成形体のプレス方向とプレス方向に垂直な方向では減磁曲線に差が生じてくる。10×10×10mmの成形体において、プレス方向に垂直方向に20kOeで着磁し減磁曲線を測定すると残留磁束密度
(Br)は0.64T、保磁力(iHc)は12.1kOeであるのに対し、プレス方向に平行方向で20kOe の磁界で着磁後、着磁方向で減磁曲線を測定するとBr0.60T,iHc11.8kOe であった。このような減磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用いており、その扁平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じているものと考えられる。
When the Nd 2 Fe 14 B microcrystals have an average size of 30 nm, the grain boundary layer has a composition close to that of Nd 70 Fe 30 and is thinner than the single-domain critical grain size, so that the inside of the Nd 2 Fe 14 B microcrystals It is difficult to form a domain wall. The magnetizations of Nd 2 Fe 14 B microcrystals are magnetically coupled in the respective microcrystals, and it is presumed that the magnetization reversal is caused by propagation of the domain wall. One technique for suppressing magnetization reversal is to facilitate magnetic coupling between magnetic powders obtained by pulverizing a ribbon. For this purpose, it is effective to make the nonmagnetic part between magnetic powders as thin as possible. The pulverized powder is inserted into a WC carbide mold to which Co is added and then compression molded with a top and bottom punch at a press pressure of 5t-20t / cm 2. There are few nonmagnetic parts between magnetic particles in the direction perpendicular to the pressing direction. Since the magnetic powder is a flat powder obtained by pulverizing a ribbon, anisotropy occurs in the arrangement of the flat powder in a compression molded product, and the long axis of the flat powder (thickness of the ribbon) is perpendicular to the pressing direction. (Parallel to the direction perpendicular to the direction). As a result of the long axis direction of the flat powder being easily oriented in the direction perpendicular to the press direction, the magnetization direction is reversed in the vertical direction of the formed body because the magnetization is continuous in the vertical direction and the permeance is greater in each powder. It becomes difficult to do. For this reason, a difference occurs in the demagnetization curve between the pressing direction of the compact and the direction perpendicular to the pressing direction. When a 10 × 10 × 10 mm compact is magnetized at 20 kOe in the direction perpendicular to the press direction and the demagnetization curve is measured, the residual magnetic flux density (Br) is 0.64 T and the coercive force (iHc) is 12.1 kOe. On the other hand, when magnetized with a magnetic field of 20 kOe in the direction parallel to the press direction, the demagnetization curve was measured in the magnetization direction to be Br 0.60 T and iHc 11.8 kOe. This difference in demagnetization curve is considered to be caused by the fact that flat powder is used for the magnetic powder used in the molded body, and the orientation of the flat powder has anisotropy in the molded body. It is done.

このような減磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用いており、その扁平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じているものと考えられる。個々の扁平粉の結晶粒は10−100nmと小さく、その結晶方位の異方性は少ないが、扁平粉の形状が異方性をもつため、扁平粉の配列方向に異方性がある場合には磁気的にも異方性が生じることになる。このような成形体の試験片に下記1)〜3)のSiO2 前駆体溶液を含浸し熱処理した。実施した工程を以下に説明する。 This difference in demagnetization curve is considered to be caused by the fact that flat powder is used for the magnetic powder used in the molded body, and the orientation of the flat powder has anisotropy in the molded body. It is done. The crystal grains of each flat powder are as small as 10-100 nm and the crystal orientation is small, but the shape of the flat powder has anisotropy. Is magnetically anisotropic. The test piece of such a molded body was impregnated with the following SiO 2 precursor solutions 1) to 3) and heat-treated. The implemented process is demonstrated below.

結着剤であるSiO2前駆体には以下の3つの溶液を用いた。 The following three solutions were used for the SiO 2 precursor as a binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を5mL,水
0.96mL,脱水メチルアルコール95mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。
1) 5 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), water 0.96 mL, dehydrated methyl alcohol 95 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

2)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 2) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average 4), water 4.8 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

3)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を100mL,水3.84mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、4時間25℃の温度で放置した。 3) CH 3 O- (Si ( CH 3 O) 2 -O) m -CH 3 (m is 3-5, average 4) 100 mL, water 3.84 mL, dibutyltin dilaurate 0.05mL mixed It was left at a temperature of 25 ° C. for 4 hours.

1)〜3)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled into a mold, and a test piece of 10 mm in length, 10 mm in width and 5 mm in thickness is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 , and for measuring strength. A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1)〜3)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) to 3) as the binder is placed in the bat. Injection was performed so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression-molded test piece used in (2) was placed, and the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in (4) is set in a vacuum drying furnace, and vacuum is applied to the compression molding test piece under the conditions of 1 to 3 Pa and 150 ° C. Heat treatment was applied.

(6)(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width, and 5 mm thickness produced in (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5). For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

図14に前記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片の断面部のSEM観察結果の一例を示す。図14(a)が二次電子像、(b)が酸素面分析像、(c)は珪素面分析像である。(a)に示すように扁平粉が異方性をもって堆積しており部分的にクラックが発生している。また、扁平粉の表面及び扁平粉内部のクラックに沿って酸素及び珪素が検出されている。このクラックは圧縮成形時に発生したものであり、含浸処理前は空洞になっている。このことから、SiO2 前駆体溶液は磁粉中のクラック内部まで含浸されていることが分かった。 FIG. 14 shows an example of SEM observation results of the cross-sectional portion of a compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in (5). 14A is a secondary electron image, FIG. 14B is an oxygen surface analysis image, and FIG. 14C is a silicon surface analysis image. As shown to (a), the flat powder has accumulated with anisotropy and the crack has generate | occur | produced partially. Further, oxygen and silicon are detected along the surface of the flat powder and the cracks inside the flat powder. This crack is generated at the time of compression molding and is a cavity before the impregnation treatment. From this, it was found that the SiO 2 precursor solution was impregnated into the cracks in the magnetic powder.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2含浸前とSiO2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に200℃で1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石(比較例1)場合3%近い値であった。これは含浸処理によりクラックを含む粉末表面がSiO2により保護されるため酸化等の腐食が抑制され、不可逆熱減磁率が低減されたからである。即ち、SiO2 前駆体による含浸処理によりクラックを含む粉末表面が保護されるため酸化等の腐食が抑制され、不可逆熱減磁率が低減される。不可逆熱減磁の抑制だけでなく、PCT試験や塩水噴霧試験でも含浸処理磁石の方が減磁の少ない結果が得られている。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the impregnation treatment is performed, whereas it is close to 3% in the case of the epoxy-based bond magnet (Comparative Example 1). Value. This is because the surface of the powder containing cracks is protected by SiO 2 by the impregnation treatment, thereby preventing corrosion such as oxidation and reducing the irreversible thermal demagnetization rate. That is, since the surface of the powder including cracks is protected by the impregnation treatment with the SiO 2 precursor, corrosion such as oxidation is suppressed, and the irreversible thermal demagnetization rate is reduced. In addition to suppressing irreversible thermal demagnetization, the impregnated magnet has obtained less demagnetization results in the PCT test and the salt spray test.

更に(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片について大気中で225℃に1時間保持し冷却後20℃で減磁曲線を測定した。磁界印加方向は10mm方向であり、最初に+20kOeの磁界で着磁後±1kOeから±10kOeの磁界でプラスマイナス交互に磁界を印加して減磁曲線を測定した。   Further, the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm and a thickness of 5 mm produced in (5) was kept at 225 ° C. for 1 hour in the atmosphere, and after cooling, the demagnetization curve was measured at 20 ° C. The magnetic field application direction was 10 mm. First, after magnetization with a magnetic field of +20 kOe, a demagnetization curve was measured by alternately applying a magnetic field between ± 1 kOe and ± 10 kOe.

その結果を図15に示す。ここでは、上記2)の条件で含浸処理した磁石と、後述する、エポキシ樹脂をバインダーとして15vol% 含有した圧縮成形ボンド磁石と、の減磁曲線を比較している。図15の横軸は印加した磁界、縦軸は残留磁束密度を示す。含浸処理した磁石は磁界が−8kOeよりも負側に大きな磁界が印加されると磁束が急激に低下する。圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさらに磁界の絶対値が小さい値で磁束が急激に低下し、−5kOeよりも負側の磁界で磁束の低下が著しい。−10kOeの磁界印加後の残留磁束密度は、含浸処理磁石の場合0.44 、圧縮成形ボンド磁石では0.11Tであり含浸処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の値の4倍となっている。これは圧縮成形ボンド磁石が225℃で加熱中に各NdFeB粉の表面やNdFeB粉のクラック表面が酸化することで各NdFeB粉を構成しているNdFeB結晶の磁気異方性が低下し、その結果保磁力が減少し負の磁界印加により磁化が反転し易くなったためと考えられる。これに対し、含浸処理磁石ではNdFeB粉及びクラック表面がSiO2 膜で被覆されているため大気中加熱時の酸化が防止された結果、保磁力の減少が少ないものと考えられる。 The result is shown in FIG. Here, the demagnetization curves of a magnet impregnated under the above condition 2) and a compression-molded bonded magnet containing 15 vol% of an epoxy resin as a binder, which will be described later, are compared. In FIG. 15, the horizontal axis represents the applied magnetic field, and the vertical axis represents the residual magnetic flux density. In the magnet subjected to the impregnation treatment, when a magnetic field larger than −8 kOe is applied to the negative side, the magnetic flux rapidly decreases. The compression-molded bonded magnet has a magnetic field whose value is smaller than that of the impregnated magnet, and the magnetic flux rapidly decreases. The magnetic field on the negative side of −5 kOe is significantly decreased. The residual magnetic flux density after applying a magnetic field of −10 kOe is 0.44 for the impregnated magnet, 0.11 T for the compression-molded bonded magnet, and the residual magnetic flux density of the impregnated magnet is four times the value of the compression-molded bonded magnet. Yes. This is because the magnetic anisotropy of the NdFeB crystals constituting each NdFeB powder is reduced by oxidizing the surface of each NdFeB powder and the crack surface of the NdFeB powder while the compression molded bonded magnet is heated at 225 ° C. This is considered to be because the coercive force decreased and the magnetization was easily reversed by applying a negative magnetic field. On the other hand, in the impregnated magnet, the NdFeB powder and the crack surface are covered with the SiO 2 film, so that it is considered that the reduction in coercive force is small as a result of preventing oxidation during heating in the atmosphere.

(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は30MPa以上、本実施例中の2),3)のSiO2 前駆体溶液を用いたときは100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) is 2 MPa or less before the SiO 2 impregnation, but 30 MPa or more after the SiO 2 impregnation heat treatment, 2 in this example. ), 3) When the SiO 2 precursor solution was used, it was possible to produce a magnet molded body having a bending strength of 100 MPa or more.

尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約10倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約1/10の値となった。しかし、回転電機として使用する場合、渦電流損の発生は小さく、問題ない。特に磁石内蔵型の回転電機においては、高調波の磁束は回転子の磁極片280から内部に深く入り込まないので、磁石内の渦電流は少なく、それほど大きな問題では無い。   The specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 that of the compressed rare earth bonded magnet. became. However, when used as a rotating electrical machine, the occurrence of eddy current loss is small and there is no problem. In particular, in a rotating electric machine with a built-in magnet, harmonic magnetic flux does not penetrate deeply from the magnetic pole piece 280 of the rotor, so there is little eddy current in the magnet and this is not a big problem.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%向上し、曲げ強度は同等〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it was found that the magnetic characteristics were improved by 20 to 30%, the bending strength was equivalent to 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate was reduced to half or less, and the magnet was highly reliable.

尚、本実施例と後述の(実施例2)〜(実施例5)について、結着剤1)〜3)を用いた場合の磁石特性を、表2にまとめている。   Table 2 summarizes the magnet characteristics when binders 1) to 3) are used for this example and (Example 2) to (Example 5) described later.

Figure 2008236844
Figure 2008236844

[永久磁石の実施例2]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。また、結着剤であるSiO2 の前駆体として以下の3つの溶液を用いた。
[Example 2 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. In addition, the following three solutions were used as precursors for the SiO 2 binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水0.96mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 1) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average 4), water 0.96 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

2)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 2) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average 4), water 4.8 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

3)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を100mL,水9.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 3) 100 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 9.6 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

1)〜3)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1)〜3)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) to 3) as the binder is placed in the bat. Injection was performed so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression-molded test piece used in (2) was placed, and the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in (4) is set in a vacuum drying furnace, and vacuum is applied to the compression molding test piece under the conditions of 1 to 3 Pa and 150 ° C. Heat treatment was applied.

(6)(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width, and 5 mm thickness produced in (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5). For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、
SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible heat demagnetization rate is also maintained in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour,
It is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment and is smaller than a value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は70MPa以上、本実施例中の2),3)のSiO2 前駆体溶液を用いたときは100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) is 2 MPa or less before the SiO 2 impregnation, but 70 MPa or more after the SiO 2 impregnation heat treatment. ), 3) When the SiO 2 precursor solution was used, it was possible to produce a magnet molded body having a bending strength of 100 MPa or more.

尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約10倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約1/10の値となった。渦電流損がやや増加する恐れがあるが、使用を妨げるほどの障害とはならない。   The specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 that of the compressed rare earth bonded magnet. became. Although eddy current loss may increase slightly, it does not interfere with use.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は2〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. As a result, it was found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is 2-3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例3]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。結着剤であるSiO2 前駆体には以下の3つの溶液を用いた。
[Example 3 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The following three solutions were used for the SiO 2 precursor as a binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)−CH3を25mL,水5.9mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 1) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) —CH 3 , 5.9 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed, and the temperature was kept at 25 ° C. for 2 days and nights. Left alone.

2)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 2) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average 4), water 4.8 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

3)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは6〜8、平均は7) を25mL,水4.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 3) CH 3 O- (Si ( CH 3 O) 2 -O) m -CH 3 (m is 6-8, average 7) a 25 mL, water 4.6 mL, dehydrated methanol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

1)〜3)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1)〜3)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) to 3) as the binder is placed in the bat. Injection was performed so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression-molded test piece used in (2) was placed, and the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)(4)で作製したSiO2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in (4) is set in a vacuum drying furnace, and vacuum is applied to the compression molding test piece under the conditions of 1 to 3 Pa and 150 ° C. Heat treatment was applied.

(6)(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width, and 5 mm thickness produced in (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5). For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃(大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, less than 200 ° C. (heat demagnetization rate no SiO 2 infiltration and heat demagnetization after the atmosphere held for 1 hour 3.0% of SiO 2 infiltrated bond magnet (5%). Further, the irreversible heat after demagnetizing be 200 ° C. 1 hour in air retention, less than the value of almost 3% when no SiO 2 infiltration is less than 1% after SiO 2 infiltration and heating. it suppress deterioration SiO 2 is due to oxidation of the magnetic powder It is because it is doing.

(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm in length, 10 mm in width, and 2 mm in thickness produced in (7) is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 100 MPa or more after heat treatment with SiO 2 impregnation. It was possible to make a body.

尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約10倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約1/10の値となった。しかし、この抵抗値の減少はそれほど大きな問題ではない。例えば回転電機として使用する場合、渦電流損はやや増加するが使用を妨げるほどの問題とはならない。   The specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 that of the compressed rare earth bonded magnet. became. However, this decrease in resistance is not a big problem. For example, when used as a rotating electrical machine, the eddy current loss slightly increases, but does not become a problem that hinders use.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は2〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. As a result, it was found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is 2-3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例4]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。結着剤であるSiO2 前駆体には以下の3つの溶液を用いた。
[Embodiment 4 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The following three solutions were used for the SiO 2 precursor as a binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)−CH3を25mL,水5.9mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 1) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) —CH 3 , 5.9 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed, and the temperature was kept at 25 ° C. for 2 days and nights. Left alone.

2)C25O−(Si(C25O)2−O)−CH3を25mL,水4.3mL ,脱水エチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、3昼夜25℃の温度で放置した。 2) 25 mL of C 2 H 5 O— (Si (C 2 H 5 O) 2 —O) —CH 3 , 4.3 mL of water, 75 mL of dehydrated ethyl alcohol, and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed for 3 days and nights. It was left at a temperature of 25 ° C.

3)n−C37O−(Si(C25O)2−O)−n−C37を25mL,水3.4mL,脱水iso−プロピルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、6昼夜25℃の温度で放置した。 3) n-C 3 H 7 O- (Si (C 2 H 5 O) 2 -O) -n-C 3 a H 7 25 mL, water 3.4 mL, dehydrated iso- propyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 6 days and nights.

1)〜3)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1)〜3)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) to 3) as the binder is placed in the bat. Injection was performed so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression-molded test piece used in (2) was placed, and the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in (4) is set in a vacuum drying furnace, and vacuum is applied to the compression molding test piece under the conditions of 1 to 3 Pa and 150 ° C. Heat treatment was applied.

(6)(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width, and 5 mm thickness produced in (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5). For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、
SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible heat demagnetization rate is also maintained in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour,
It is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment and is smaller than a value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は80MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm in length, 10 mm in width and 2 mm in thickness produced in (7) is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 80 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to make a body.

尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約10倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約1/10の値となった。渦電流損の発生がやや増加するが、この程度の抵抗値の減少は問題ではない。   The specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 that of the compressed rare earth bonded magnet. became. Although the generation of eddy current loss is slightly increased, such a decrease in resistance value is not a problem.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は約2倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it has been found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is about twice, the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例5]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。結着剤であるSiO2 前駆体には以下の3つの溶液を用いた。
[Example 5 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The following three solutions were used for the SiO 2 precursor as a binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水9.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、1昼夜25℃の温度で放置した。 1) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 9.6 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. overnight.

2)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水9.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 2) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 9.6 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

3)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を100mL,水9.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、4昼夜25℃の温度で放置した。 3) 100 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 9.6 mL of water, 75 mL of dehydrated methyl alcohol, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 4 days and nights.

1)〜3)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1)〜3)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) to 3) as the binder is placed in the bat. Injection was performed so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression-molded test piece used in (2) was placed, and the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in (4) is set in a vacuum drying furnace, and vacuum is applied to the compression molding test piece under the conditions of 1 to 3 Pa and 150 ° C. Heat treatment was applied.

(6)(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width, and 5 mm thickness produced in (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5). For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は130MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 130 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約10倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約1/10の値となった。渦電流損の発生がやや増加するが、この程度の抵抗値の減少は問題ではない。   The specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 that of the compressed rare earth bonded magnet. became. Although the generation of eddy current loss is slightly increased, such a decrease in resistance value is not a problem.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は3〜4倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. As a result, it was found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is 3-4 times, the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例6]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
[Example 6 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. A treatment liquid for forming a rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film was prepared as follows.

(1)水に溶解度の高い塩、例えばLaの場合は酢酸La、または硝酸La4gを100mLの水に導入し、振とう器または超音波攪拌器を用いて完全に溶解した。   (1) A salt having high solubility in water, for example, in the case of La, acetic acid La or nitric acid La 4 g was introduced into 100 mL of water, and completely dissolved using a shaker or an ultrasonic stirrer.

(2)10%に希釈したフッ化水素酸をLaF3 が生成する化学反応の当量分を徐々に加えた。 (2) The equivalent of the chemical reaction in which LaF 3 produces hydrofluoric acid diluted to 10% was gradually added.

(3)ゲル状沈殿のLaF3 が生成した溶液に対して超音波攪拌器を用いて1時間以上攪拌した。 (3) The solution in which LaF 3 of gelled precipitate was formed was stirred for 1 hour or more using an ultrasonic stirrer.

(4)4000〜6000r.p.mの回転数で遠心分離した後、上澄み液を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。   (4) After centrifugation at 4000 to 6000 rpm, the supernatant was removed and almost the same amount of methanol was added.

(5)ゲル状のLaF3 を含むメタノール溶液を攪拌して完全に懸濁液にした後、超音波攪拌器を用いて1時間以上攪拌した。 (5) A methanol solution containing gelled LaF 3 was stirred to make a complete suspension, and then stirred for 1 hour or more using an ultrasonic stirrer.

(6)(4)と(5)の操作を酢酸イオン、又は硝酸イオン等の陰イオンが検出されなくなるまで、3〜10回繰り返した。   (6) The operations of (4) and (5) were repeated 3 to 10 times until no anion such as acetate ion or nitrate ion was detected.

(7)最終的にLaF3 の場合、ほぼ透明なゾル状のLaF3 となった。処理液としてはLaF3が1g/5mLのメタノール溶液を用いた。 (7) When finally LaF 3, was the LaF 3 almost transparent sol-like. As the treatment liquid, a methanol solution containing 1 g / 5 mL of LaF 3 was used.

その他の使用した希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成処理液について、表3に纏めた。   The other rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film forming treatment liquids are summarized in Table 3.

Figure 2008236844
Figure 2008236844

希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。 The process of forming the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method.

NdF3コート膜形成プロセスの場合:NdF3濃度1g/10mL半透明ゾル状溶液
(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して15mLのNdF3 コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。
In the case of NdF 3 coat film forming process: NdF 3 concentration 1 g / 10 mL translucent sol solution (1) 15 mL of NdF 3 coat film forming treatment liquid is added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing NdFeB-based ribbon. The mixing was performed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnet was wet.

(2)(1)のNdF3 コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を2〜5torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。 (2) The methanol powder of the rare earth magnet subjected to the NdF 3 coat film forming treatment of (1) was subjected to methanol removal under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

(3)(2)の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、1×10-5torrの減圧下で200℃,30分と400℃,30分の熱処理を行った。 (3) The rare earth magnet magnetic powder from which the solvent in (2) was removed was transferred to a quartz boat and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes and 400 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. .

(4)(3)で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製(理研電子社製)容器に移したのち、1×10-5torrの減圧下で、700℃,30分の熱処理を行った。 (4) The magnetic powder heat-treated in (3) is transferred to a Macor lidded lid (manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.) and then heat-treated at 700 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. It was.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3 (mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor as a binder includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, dehydration A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を施したNd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10
mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。
(1) Nd 2 Fe 14 B magnetic powder coated with the above rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film is filled in a mold, and is 10 mm in length and 16 mm in width for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2. 10
A test piece having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm was prepared, and a compression test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

本実施例の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、TbF3とDyF3を、又効果は小さいがPrF3 をコート膜形成に用いた場合、磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。 The magnet using the rare earth magnetic powder formed with the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film of this embodiment not only functions as an insulating film described later, but also uses TbF 3 and DyF 3 , and although the effect is small, PrF It was found that when 3 was used for coating film formation, it could contribute to the improvement of the coercive force of the magnet.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は50MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 50 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って渦電流損が小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約20%、曲げ強度は同等〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上TbF3とDyF3とをコート膜形成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. In addition, the magnetic properties are about 20%, the bending strength is equivalent to 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half, and the magnet can be made more reliable, and TbF 3 and DyF 3 are coated. It was found that the magnetic properties can be greatly improved when used for formation.

[永久磁石の実施例7]
本実施例において、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Nd2Fe14Bの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
[Example 7 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Example 1 of permanent magnet] was used. The process of forming the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was performed by the following method.

PrF3コート膜形成プロセスの場合:PrF3濃度0.1g/10mL 半透明ゾル状溶液を用いた。 In the case of the PrF 3 coat film forming process: A PrF 3 concentration of 0.1 g / 10 mL translucent sol solution was used.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して1〜30mLのPrF3 コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。 (1) 1 to 30 mL of PrF 3 coat film forming treatment liquid was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wet.

(2)上記(1)のPrF3 コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を2〜5torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。 (2) Methanol was removed from the solvent of the rare earth magnet magnetic powder subjected to the PrF 3 coat film forming treatment of (1) above under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

(3)上記(2)の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、1×10-5torrの減圧下で200℃,30分と400℃,30分の熱処理を行った。 (3) The rare earth magnet magnetic powder from which the solvent of (2) has been removed is transferred to a quartz boat and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes and 400 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. It was.

(4)上記(3)で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製(理研電子社製)容器に移したのち、1×10-5torrの減圧下で、700℃,30分の熱処理を行った。 (4) After the magnetic powder heat-treated in (3) above is transferred to a lid made by Macor (manufactured by Riken Denshi), heat treatment is performed at 700 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. went.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3 (mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor as a binder includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, dehydration A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記PrF3コート膜を施したNd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Nd 2 Fe 14 B magnetic powder coated with the above PrF 3 coating film is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2. Also, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃で大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃で大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 -impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization rate (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible heat demagnetization rate is also 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after holding at 200 ° C. in the atmosphere for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

本実施例のPrF3 コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、効果は小さいが磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。 It was found that the magnet using the rare earth magnetic powder formed with the PrF 3 coat film of this example not only functions as an insulating film to be described later, but can contribute to the improvement of the coercive force of the magnet although the effect is small.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 100 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って渦電流損の発生は小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the occurrence of eddy current loss is small and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約20%、曲げ強度は2〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上PrF3 をコート膜形成に用いた時は磁気特性向上が可能であることが分かった。PrF3 をコート膜形成した希土類磁粉を用いた磁石は磁気特性,曲げ強度,信頼性が全体的に向上しておりバランスの取れた磁石であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. In addition, the magnetic properties are about 20%, the bending strength is 2 to 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half and the magnet can be highly reliable, and PrF 3 is used for forming the coating film. It was found that magnetic characteristics can be improved at times. It was found that a magnet using rare earth magnetic powder formed with a coating film of PrF 3 is a well-balanced magnet with improved overall magnetic properties, bending strength and reliability.

[永久磁石の実施例8]
本実施例において、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Nd2Fe14Bの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
[Example 8 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Example 1 of permanent magnet] was used. The process of forming the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was performed by the following method.

DyF3コート膜形成プロセスの場合:DyF3濃度2〜0.01g/10mL 半透明ゾル状溶液を用いた。 In the case of the DyF 3 coat film forming process: A DyF 3 concentration of 2 to 0.01 g / 10 mL of a translucent sol solution was used.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して10mLのDyF3 コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。 (1) 10 mL of DyF 3 coat film forming solution was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wet.

(2)上記(1)のDyF3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を2〜5torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。 (2) The methanol of the solvent was removed from the rare earth magnet magnetic powder that had been subjected to the DyF 3 coat film forming process of (1) above under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

(3)上記(2)の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、1×10-5torrの減圧下で200℃,30分と400℃,30分の熱処理を行った。 (3) The rare earth magnet magnetic powder from which the solvent of (2) has been removed is transferred to a quartz boat and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes and 400 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. It was.

(4)上記(3)で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製(理研電子社製)容器に移したのち、1×10-5torrの減圧下で、700℃,30分の熱処理を行った。 (4) After the magnetic powder heat-treated in (3) above is transferred to a lid made by Macor (manufactured by Riken Denshi), heat treatment is performed at 700 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. went.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3 (mは3〜5、平均は4) を25mL,水4.8mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor as a binder includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, dehydration A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記DyF3コート膜を施したNd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Nd 2 Fe 14 B magnetic powder coated with the above DyF 3 coating film is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2. Also, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

本実施例のDyF3コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。 It was found that the magnet using the rare earth magnetic powder formed with the DyF 3 coating film of this example not only functions as an insulating film described later, but can contribute to the improvement of the coercive force of the magnet.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は40MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 40 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and the same value as that of the compression type rare earth bonded magnet. Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約20%、曲げ強度は同等〜3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上TbF3とDyF3とをコート膜形成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. In addition, the magnetic properties are about 20%, the bending strength is equivalent to 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half, and the magnet can be made more reliable, and TbF 3 and DyF 3 are coated. It was found that the magnetic properties can be greatly improved when used for formation.

[永久磁石の実施例9]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
[Example 9 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows.

水1Lにリン酸20g,ほう酸4g,金属酸化物としてMgO,ZnO,CdO,CaOまたはBaOの4gを溶解し、界面活性剤としてEF−104(トーケムプロダクツ製),EF−122(トーケムプロダクツ製),EF−132(トーケムプロダクツ製)を
0.1wt% になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール(BT),イミダゾール(IZ),ベンゾイミダゾール(BI),チオ尿素(TU),2−メルカプトベンゾイミダゾール(MI),オクチルアミン(OA),トリエタノールアミン(TA),o−トルイジン(TL),インドール(ID),2−メチルピロール(MP)を0.04mol/Lになるように加えた。
Dissolve 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid and 4 g of MgO, ZnO, CdO, CaO or BaO as a metal oxide in 1 L of water, and use EF-104 (manufactured by Tochem Products), EF-122 (Tochem Products) as a surfactant. EF-132 (manufactured by Tochem Products) was added to 0.1 wt%. As rust preventives, benzotriazole (BT), imidazole (IZ), benzimidazole (BI), thiourea (TU), 2-mercaptobenzimidazole (MI), octylamine (OA), triethanolamine (TA), o-Toluidine (TL), indole (ID), and 2-methylpyrrole (MP) were added at 0.04 mol / L.

リン酸塩化成処理膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。使用したリン酸塩化成処理液の組成を表4に示す。 The process of forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method. Table 4 shows the composition of the phosphating solution used.

Figure 2008236844
Figure 2008236844

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して5mLのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。   (1) 5 mL of a phosphating solution was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wetted.

(2)(1)のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を180℃,30分、2〜5torrの減圧下で熱処理を行った。   (2) The magnetic powder for rare earth magnet subjected to the phosphatization film forming treatment of (1) was heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4)を25mL,水4.8mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor, which is a binder, includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, and dehydration. A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記リン酸塩化成膜形成処理を施したNd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Filling the mold with Nd 2 Fe 14 B magnetic powder that has been subjected to the above-mentioned phosphatization film formation treatment, and measuring the magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 , the length is 10 mm, the width is 10 mm, and the thickness is 5 mm. In addition, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、
SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible heat demagnetization rate is also maintained in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour,
It is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment and is smaller than a value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 100 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は約3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it has been found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is about 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例10]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。水1Lにリン酸20g,ほう酸4g,金属酸化物としてMgO4gを溶解し、界面活性剤としてEF−104(トーケムプロダクツ製)を0.1wt% になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール(BT) を用い、その濃度として0.01〜0.5mol/Lになるように加えた。リン酸塩化成処理膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
[Example 10 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid and 4 g of MgO as a metal oxide were dissolved in 1 L of water, and EF-104 (manufactured by Tochem Products) was added as a surfactant to a concentration of 0.1 wt%. Benzotriazole (BT) was used as a rust preventive, and the concentration was added to be 0.01 to 0.5 mol / L. The process of forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して5mLのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。   (1) 5 mL of a phosphating solution was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wetted.

(2)上記(1)のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を180℃,
30分,2〜5torrの減圧下で熱処理を行った。
(2) The rare earth magnet magnetic powder subjected to the phosphatization film forming process of (1) above is heated at 180 ° C.
Heat treatment was performed for 30 minutes under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4)を25mL,水4.8mL ,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor, which is a binder, includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, and dehydration. A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記リン酸塩化成膜形成処理を施したNd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Filling the mold with Nd 2 Fe 14 B magnetic powder that has been subjected to the above-mentioned phosphatization film formation treatment, and measuring the magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 , the length is 10 mm, the width is 10 mm, and the thickness is 5 mm. In addition, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO 2前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder. The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 100 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body. Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は約3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it has been found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is about 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例11]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。水1Lにリン酸20g,ほう酸4g,金属酸化物としてMgO4gを溶解し、防錆剤としてベンゾトリアゾール(BT)を0.04mol/Lになるように加えた。界面活性剤としてEF−104(トーケムプロダクツ製) を用い、その濃度として0.01〜1wt%になるように加えた。リン酸塩化成処理膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
[Example 11 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid and 4 g of MgO as a metal oxide were dissolved in 1 L of water, and benzotriazole (BT) was added as a rust preventive to 0.04 mol / L. EF-104 (manufactured by Tochem Products) was used as a surfactant and added to a concentration of 0.01 to 1 wt%. The process of forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対してのリン酸塩化成処理液5mLを添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。   (1) 5 mL of a phosphating solution for 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon was added and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wet.

(2)(1)のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を180℃,30分,2〜5torrの減圧下で熱処理を行った。   (2) The magnetic powder for a rare earth magnet subjected to the phosphating film forming treatment of (1) was heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3 (mは3〜5、平均は4)を25mL,水4.8mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor, which is a binder, includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, and dehydration. A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記リン酸塩化成膜形成処理を施したNd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Filling the mold with Nd 2 Fe 14 B magnetic powder that has been subjected to the above-mentioned phosphatization film formation treatment, and measuring the magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 , the length is 10 mm, the width is 10 mm, and the thickness is 5 mm. In addition, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)上記圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molding test piece is arranged, and the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution is set is gradually returned to the atmospheric pressure, and the compression molding test piece is taken out from the SiO 2 precursor solution. It was.

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、
SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density can be improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). , and the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible heat demagnetization rate is also maintained in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour,
It is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment and is smaller than a value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は90MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression-molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 90 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は約3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it has been found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is about 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の実施例12]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
[Example 12 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder.

リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。水1Lにリン酸
20g,ほう酸4g、金属酸化物としてMgO4gを溶解し、界面活性剤としてEF−
104(トーケムプロダクツ製)を0.1wt% 、防錆剤としてベンゾトリアゾール
(BT)を0.04mol/Lになるように加えた。リン酸塩化成処理膜を上記Nd2Fe14Bの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
The treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. Dissolve 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid and 4 g of MgO as a metal oxide in 1 L of water, and use EF- as a surfactant.
104 wt. (Made by Tochem Products), 0.1 wt%, benzotriazole as rust inhibitor
(BT) was added to 0.04 mol / L. The process of forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was performed by the following method.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して2.5〜30mL のリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。   (1) 2.5 to 30 mL of a phosphate chemical treatment solution was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wet.

(2)(1)のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を180℃,30分,2〜5torrの減圧下で熱処理を行った。   (2) The magnetic powder for a rare earth magnet subjected to the phosphating film forming treatment of (1) was heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3 (mは3〜5、平均は4)を25mL,水4.8mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor, which is a binder, includes 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 4.8 mL of water, and dehydration. A solution in which 75 mL of methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate were mixed and allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 2 days was used.

(1)上記リン酸塩化成膜形成処理を施したNd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) Filling the mold with Nd 2 Fe 14 B magnetic powder that has been subjected to the above-mentioned phosphatization film formation treatment, and measuring the magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 , the length is 10 mm, the width is 10 mm, and the thickness is 5 mm. In addition, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、2昼夜25℃の温度で放置した結着剤であるSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The SiO 2 precursor solution, which is a binder, placed in a bat so that the pressing direction is in the horizontal direction and left at a temperature of 25 ° C. for two days and nights. Was injected into the vat so that the liquid level was 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も200℃大気中1時間保持後、SiO2 含浸熱処理後で1%以下でありSiO2 含浸無しの場合の3%近い値よりも小さい。これはSiO2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is improved by 20-30% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Further, the irreversible thermal demagnetization rate is 1% or less after the SiO 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere at 200 ° C. for 1 hour, and is smaller than the value close to 3% in the case of no SiO 2 impregnation. This is because SiO 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は100MPa以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before SiO 2 impregnation, but has a bending strength of 100 MPa or more after SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to produce a molded body.

更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約100倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。   Further, the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compressed type rare earth bonded magnet. . Therefore, the eddy current loss is small, and it has good characteristics.

本実施例の結果から、本発明の低粘度のSiO2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は20〜30%、曲げ強度は約3倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 From the results of this example, the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity SiO 2 precursor of the present invention is compared with a normal resin-containing rare earth bonded magnet. Thus, it has been found that the magnetic properties are 20-30%, the bending strength is about 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate is reduced to less than half, and the magnet can be highly reliable.

[永久磁石の比較例1]
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
[Comparative example 1 of permanent magnet]
In this comparative example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder.

(1)上記希土類磁石用磁粉と100μm以下のサイズの固形エポキシ樹脂(ソマール社製EPX6136)を体積で0から20%になるようにVミキサーを用いて混合した。   (1) The rare earth magnet magnetic powder and a solid epoxy resin having a size of 100 μm or less (EPX6136 manufactured by Somaru) were mixed using a V mixer so that the volume might be 0 to 20%.

(2)前記(1)で作製した希土類磁石用磁粉と樹脂とのコンパウンドを金型中に装填し、不活性ガス雰囲気中で、成形圧16t/cm2 の条件で80℃の加熱圧縮成形した。作製した磁石は磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmのサイズを、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmのサイズである。 (2) The rare earth magnet magnetic powder produced in (1) above and a compound of resin were loaded into a mold and subjected to heat compression molding at 80 ° C. in an inert gas atmosphere under a molding pressure of 16 t / cm 2 . . The produced magnet is 10 mm long, 10 mm wide and 5 mm thick for measuring magnetic properties, and 15 mm long, 10 mm wide and 2 mm thick for measuring strength.

(3)前記(2)で作製したボンド磁石の樹脂硬化を窒素ガス中で170℃,1時間の条件で行った。   (3) Resin curing of the bonded magnet produced in (2) was performed in a nitrogen gas at 170 ° C. for 1 hour.

(4)前記(3)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (4) The specific resistance was measured by the four-probe method on the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (3).

(5)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (5) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(6)前記(3)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (6) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm produced in (3) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

前記(4)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性を調べた。その結果、磁石中のエポキシ樹脂含有率が高くなるに従い、磁石の残留磁束密度は減少していった。SiO2結着剤を含浸して作製したボンド磁石(実施例1〜5)と比較して、磁石の曲げ強度が50MPa以上の磁石で比較すると、エポキシ樹脂含有ボンド磁石は磁束密度が20〜30%低下していた。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はエポキシ樹脂含有ボンド磁石が5%とSiO2 含浸ボンド磁石の3.0% と比較して大きい。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し[永久磁石の実施例1〜5]、エポキシ樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]の場合3%近い値と大きかった。不可逆熱減磁の抑制だけでなく、PCT試験や塩水噴霧試験でもエポキシ樹脂含有ボンド磁石はSiO2 含浸ボンド磁石と比較して低いレベルであった。 The magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in the above (4) were examined. As a result, the residual magnetic flux density of the magnet decreased as the epoxy resin content in the magnet increased. Compared with the bonded magnets (Examples 1 to 5) produced by impregnating the SiO 2 binder, when compared with a magnet having a bending strength of 50 MPa or more, the epoxy resin-containing bonded magnet has a magnetic flux density of 20 to 30. % Declined. Moreover, the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding at 200 ° C. in the air is 5% for the epoxy resin-containing bond magnet and 3.0% for the SiO 2 impregnated bond magnet. Furthermore, the irreversible heat demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when impregnated, [Embodiments 1-5 of permanent magnet], epoxy resin-containing bond In the case of the magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet], the value was close to 3%. In addition to the suppression of irreversible thermal demagnetization, the epoxy resin-containing bond magnet was at a lower level than the SiO 2 impregnated bond magnet in the PCT test and the salt spray test.

更に前記(4)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片について大気中で225℃に1時間保持し冷却後20℃で減磁曲線を測定した。磁界印加方向は10mm方向であり、最初に+20kOeの磁界で着磁後±1kOeから±10kOeの磁界でプラスマイナス交互に磁界を印加して減磁曲線を測定した。その結果を図4に示す。図4では、[永久磁石の実施例1]の2)の条件でSiO2 の含浸処理した磁石と、本比較例に示すようにエポキシ樹脂をバインダーとして15vol% 含有した圧縮成形ボンド磁石との、減磁曲線を比較している。図4の横軸は印加した磁界、縦軸は磁束密度を示す。
SiO2 結着剤を含浸処理した磁石は磁界が−8kOeよりも負側に大きな磁界が印加されると磁束が急激に低下する。圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさらに磁界の絶対値が小さい値で磁束が急激に低下し、−5kOeよりも負側の磁界で磁束の低下が著しい。−10kOeの磁界印加後の残留磁束密度は、含浸処理磁石の場合0.44 、圧縮成形ボンド磁石では0.11T であり含浸処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の値の4倍となっている。これは圧縮成形ボンド磁石が225℃で加熱中に各NdFeB粉の表面やNdFeB粉のクラック表面が酸化することで各NdFeB粉を構成しているNdFeB結晶の磁気異方性が低下し、その結果保磁力が減少し負の磁界印加により磁化が反転し易くなったためと考えられる。これに対し、含浸処理磁石ではNdFeB粉及びクラック表面がSiO2 膜で被覆されているため大気中加熱時の酸化が防止された結果、保磁力の減少が少ないものと考えられる。
Further, the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (4) was held at 225 ° C. for 1 hour in the atmosphere, and after cooling, a demagnetization curve was measured at 20 ° C. The magnetic field application direction was 10 mm. First, after magnetization with a magnetic field of +20 kOe, a magnetic field was applied alternately between ± 1 kOe and ± 10 kOe, and a demagnetization curve was measured. The result is shown in FIG. In FIG. 4, a magnet that has been impregnated with SiO 2 under the condition 2) of [Example 1 of permanent magnet] and a compression-bonded magnet containing 15 vol% of an epoxy resin as a binder, as shown in this comparative example, The demagnetization curves are compared. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the applied magnetic field, and the vertical axis indicates the magnetic flux density.
In the magnet impregnated with the SiO 2 binder, the magnetic flux rapidly decreases when a magnetic field greater than −8 kOe is applied to the negative side. The compression-molded bonded magnet has a magnetic field whose value is smaller than that of the impregnated magnet, and the magnetic flux rapidly decreases. The magnetic field on the negative side of −5 kOe is significantly decreased. The residual magnetic flux density after applying a magnetic field of −10 kOe is 0.44 for the impregnated magnet, and 0.11 T for the compression-molded bonded magnet, and the residual magnetic flux density of the impregnated magnet is four times the value of the compression-molded bonded magnet. ing. This is because the magnetic anisotropy of the NdFeB crystals constituting each NdFeB powder is reduced by oxidizing the surface of each NdFeB powder and the crack surface of the NdFeB powder while the compression-molded bonded magnet is heated at 225 ° C. This is considered to be because the coercive force decreased and the magnetization was easily reversed by applying a negative magnetic field. On the other hand, in the impregnated magnet, the NdFeB powder and the crack surface are covered with the SiO 2 film, so that it is considered that the reduction in coercive force is small as a result of preventing oxidation during heating in the atmosphere.

前記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は結着剤のエポキシ樹脂含有率を増加させると、曲げ強度は増加し、体積含有率として20
vol% で磁石の曲げ強度は48MPaとなり、ボンド磁石として必要な曲げ強度を有する。エポキシ樹脂含有ボンド磁石はSiO2 含浸ボンド磁石と比較して、比抵抗は同等のレベルであった。
The bending strength of the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm produced in the above (7) increases the bending strength when the epoxy resin content of the binder is increased.
With a vol%, the bending strength of the magnet is 48 MPa, which is necessary for a bonded magnet. The specific resistance of the epoxy resin-containing bonded magnet was equivalent to that of the SiO 2 impregnated bonded magnet.

本比較例の結果から、エポキシ樹脂含有希土類ボンド磁石は本発明の低粘度のSiO2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性において20〜30%低く、不可逆熱減磁率並びに磁石の信頼性が低いことが判明した。 From the result of this comparative example, the epoxy resin-containing rare earth bonded magnet is compared with the rare earth bonded magnet in which the low viscosity SiO 2 precursor of the present invention is impregnated into a rare earth magnet molded body prepared by a cold forming method without a resin. Thus, it was found that the magnetic properties were 20 to 30% lower, and the irreversible thermal demagnetization rate and the reliability of the magnet were low.

尚、本比較例において、樹脂の体積分率(樹脂と希土類磁石用磁粉における樹脂の体積分率を示す。)を変化させたエポキシ樹脂含有ボンド磁石の評価結果を表5に纏める。   In addition, in this comparative example, the evaluation result of the epoxy resin containing bonded magnet which changed the volume fraction of resin (The resin volume fraction in the magnetic powder for resin and rare earth magnets) is summarized in Table 5.

Figure 2008236844
Figure 2008236844

[永久磁石の比較例2]
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
[Comparative example 2 of permanent magnet]
In this comparative example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder.

結着剤であるSiO2 前駆体には、CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を1mL,水0.19mL ,脱水メチルアルコール99mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。 The SiO 2 precursor as a binder includes 1 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), 0.19 mL of water, A solution obtained by mixing 99 mL of dehydrated methyl alcohol and 0.05 mL of dibutyltin dilaurate and leaving it at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights was used.

上記SiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosity of the SiO 2 precursor solution was measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である上記SiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまで
SiO2前駆体溶液をバット中に注入した。
(2) The compression-molded test piece prepared in (1) above is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution as the binder is placed vertically in the bat. Injection was performed so as to be 1 mm / min in the direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石の場合3%近い値であった[永久磁石の比較例1]。 Regarding the magnetic characteristics of the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5), the residual magnetic flux density is 20 to 20 compared with the resin-containing bond magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet] a possible 30% increase, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the impregnation treatment is performed, whereas it is close to 3% in the case of an epoxy bond magnet [ Permanent magnet comparative example 1].

しかしながら、上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの値となり、本比較例のSiO2 含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、1/10程度の値しかえられなかった。これは本比較例における結着剤中のSiO2前駆体の含有量が1vol%と実施例おける結着剤中のSiO2 前駆体の含有量と比べて、1〜2桁少ないため、硬化後のSiO2 単体の曲げ強度が大きくても、磁石中の含有量が少なすぎることが影響している。 However, the bending strength of the compression molded test piece of 15 mm in length, 10 mm in width, and 2 mm in thickness produced in the above (7) is a low level, and the SiO 2 impregnated bond magnet of this comparative example is compared with the epoxy resin-containing bond magnet. Only a value of about 1/10 was obtained. This is because the content of the SiO 2 precursor in the binder in this comparative example is 1 vol%, which is 1 to 2 orders of magnitude less than the content of the SiO 2 precursor in the binder in the examples. Even if the bending strength of SiO 2 alone is large, the content in the magnet is too small.

結論として、本比較例の磁石は磁石強度が低い短所があり、使用対象によっては上記曲げ強度を考慮することが必要。   In conclusion, the magnet of this comparative example has a disadvantage that the magnet strength is low, and it is necessary to consider the bending strength depending on the object of use.

尚、本比較例、及び後述する[永久磁石の比較例3]の1),2),[永久磁石の比較例4]の各種特性については、表6に纏めている。   Table 6 summarizes various characteristics of this comparative example and 1), 2), and [Comparative example 4 of permanent magnet] described later [Comparative example 3 of permanent magnet].

Figure 2008236844
Figure 2008236844

[永久磁石の比較例3]
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
[Comparative example 3 of permanent magnet]
In this comparative example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder.

結着剤であるSiO2前駆体には以下の2つの溶液を用いた。 The following two solutions were used for the SiO 2 precursor as a binder.

1)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水0.19mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mLを混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 1) 25 mL of CH 3 O— (Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4), water 0.19 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0 .05 mL was mixed and left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

2)CH3O−(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水24mL,脱水エチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、2昼夜25℃の温度で放置した。 2) CH 3 O- (Si ( CH 3 O) 2 -O) m -CH 3 (m is 3-5, average 4) 25 mL, water 24 mL, dried ethyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0.05mL And left at a temperature of 25 ° C. for 2 days and nights.

1),2)のSiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosities of the SiO 2 precursor solutions 1) and 2) were measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である1),2)のSiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまでSiO2 前駆体溶液をバット中に注入した。 (2) The compression molded test piece prepared in (1) above is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution of 1) and 2) as the binder is placed in the bat. The liquid surface was injected at 1 mm / min in the vertical direction. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

[永久磁石の比較例3]の1)について、上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]と比較して、20〜30%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率はSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% でありSiO2 含浸無しの場合の熱減磁率(5%)よりも小さい。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石[永久磁石の比較例1]の場合3%近い値であった。 Regarding 1) of [Comparative Example 3 of Permanent Magnet], the residual magnetic flux density of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in the above (5) is a resin-containing bond magnet [permanent compared to Comparative example 1] of the magnet, improved 20-30%, 20 demagnetization curve measured at ℃, the residual magnetic flux density and coercive in the shaped body after the SiO 2 before impregnated and SiO 2 infiltration and heating The values of magnetic force almost coincided. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere is 3.0% for the SiO 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization factor (5%) without SiO 2 impregnation. Furthermore, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 200 ° C. for 1 hour and re-magnetization is less than 1% when impregnated, whereas in the case of an epoxy-based bonded magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet]. The value was close to 3%.

しかしながら、上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの値となり、本比較例のSiO2 含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、1/6程度の値しかえられなかった。これは本比較例における結着剤中の水の添加量が少ないため、化学反応式1に示したSiO2 前駆体材料中のメトキシ基の加水分解が進行しないためシラノール基が生成せず、SiO2 前駆体の熱硬化反応におけるシラノール基間の脱水縮合反応が生じないため、熱硬化後のSiO2 の生成量が少なくSiO2 含浸ボンド磁石の曲げ強度が低かったのが原因である。 However, the bending strength of the compression molded test piece of 15 mm in length, 10 mm in width, and 2 mm in thickness produced in the above (7) is a low level, and the SiO 2 impregnated bond magnet of this comparative example is compared with the epoxy resin-containing bond magnet. Only a value of about 1/6 was obtained. This is because the amount of water added in the binder in this comparative example is small, so the hydrolysis of the methoxy group in the SiO 2 precursor material shown in chemical reaction formula 1 does not proceed, so silanol groups do not form, and SiO 2 This is because the dehydration condensation reaction between silanol groups in the thermosetting reaction of the two precursors does not occur, so that the amount of SiO 2 generated after thermosetting is small and the bending strength of the SiO 2 -impregnated bonded magnet is low.

結論として、[永久磁石の比較例3]の1)の磁石は磁石強度が低いため、使用対象における磁石強度の関係を十分に考慮して使用することが望ましい。   In conclusion, since the magnet of 1) of [Comparative Example 3 of permanent magnet] has a low magnet strength, it is desirable to use it by fully considering the relationship of the magnet strength in the object of use.

[永久磁石の比較例3]の2)について、(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はSiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は170MPaの曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 About 2) of Comparative Example 3 of the permanent magnet, the longitudinal 15mm prepared in (7), lateral 10 mm, the flexural strength of the compression molded test piece having a thickness of 2mm but is 2MPa or less before SiO 2 impregnation, SiO 2 After the impregnation heat treatment, it was possible to produce a magnet compact having a bending strength of 170 MPa.

(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]と比較して、20%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。しかしながら、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率は本比較例では4.0% と実施例でのSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% と比較して大きい値となった。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのSiO2 含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、本比較例では2%近い値であった。これはSiO2 前駆体溶液が磁石表面から1mm強程度までしか磁石中に浸透しなかったことが影響していることが分かった。そのため、磁石中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、本比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなった原因である。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5), the residual magnetic flux density is improved by 20% compared to the resin-containing bonded magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet]. are possible, the demagnetization curve was measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. However, the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere was 4.0% in this comparative example, which was a large value compared to 3.0% in the SiO 2 impregnated bonded magnet in the example. Further, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the SiO 2 impregnation treatment is performed in the example, whereas in this comparative example, the value is close to 2%. Met. This was found to be due to the fact that the SiO 2 precursor solution penetrated into the magnet only up to about 1 mm from the magnet surface. Therefore, the magnetic powder in the central part of the magnet causes oxidative deterioration during heating in the atmosphere, and this is the reason why the magnet of this comparative example has a larger irreversible heat demagnetization rate than the magnet of the example.

この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、遜色はないものの、長期信頼性に関しては従来のエポキシ系ボンド磁石より低くなる可能性がある。使用対象における酸化劣化を十分に考慮して使用することが望ましい。   From this result, although the bonded magnet of this comparative example is not inferior to the conventional epoxy-based bonded magnet, the long-term reliability may be lower than that of the conventional epoxy-based bonded magnet. It is desirable to use it in consideration of oxidative deterioration in the object of use.

[永久磁石の比較例4]
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。結着剤であるSiO2前駆体にはCH3O−
(Si(CH3O)2−O)m−CH3(mは3〜5、平均は4) を25mL,水9.6mL,脱水メチルアルコール75mL,ジラウリン酸ジブチル錫0.05mL を混合し、6昼夜25℃の温度で放置した溶液を用いた。
[Comparative example 4 of permanent magnet]
In this comparative example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. The SiO 2 precursor that is the binder contains CH 3 O—
(Si (CH 3 O) 2 —O) m —CH 3 (m is 3 to 5, average is 4) 25 mL, water 9.6 mL, dehydrated methyl alcohol 75 mL, dibutyltin dilaurate 0.05 mL, The solution which was left standing at a temperature of 25 ° C. for 6 days was used.

上記SiO2 前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて30℃の温度で測定した。 The viscosity of the SiO 2 precursor solution was measured at a temperature of 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

(1)上記Nd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (1) The above Nd 2 Fe 14 B magnetic powder is filled in a mold, and a test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2 . A compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared.

(2)上記(1)で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である上記SiO2 前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に1mm/
min になるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から5mm上方になるまで
SiO2前駆体溶液をバット中に注入した。
(2) The compression molded test piece prepared in (1) above is placed in the bat so that the pressing direction is horizontal, and the SiO 2 precursor solution as the binder is placed vertically in the bat. 1mm / direction
Injected to reach min. The SiO 2 precursor solution was poured into the vat until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.

(3)上記(2)で使用した圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、80Pa程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。 (3) The compression molding test piece used in the above (2) was arranged, and a bat filled with the SiO 2 precursor solution was set in a vacuum vessel and gradually exhausted to about 80 Pa. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression molded test piece was reduced.

(4)圧縮成形試験片は配置され、SiO2 前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をSiO2 前駆体溶液内から取り出した。 (4) The compression molded test piece was placed, the internal pressure of the vacuum vessel in which the bat filled with the SiO 2 precursor solution was set was gradually returned to atmospheric pressure, and the compression molded test piece was taken out from the SiO 2 precursor solution. .

(5)上記(4)で作製したSiO2 前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、1〜3Paの圧力,150℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 (5) The compression molding test piece impregnated with the SiO 2 precursor solution prepared in the above (4) is set in a vacuum drying furnace, and the compression molding test piece is subjected to a pressure of 1 to 3 Pa at 150 ° C. Vacuum heat treatment was applied.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は
SiO2 含浸前で2MPa以下であるが、SiO2 含浸熱処理後は190MPaの曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
The bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before the SiO 2 impregnation, but the magnet forming has a bending strength of 190 MPa after the SiO 2 impregnation heat treatment. It was possible to make a body.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]と比較して、20%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。しかしながら、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率は本比較例では3.6% と実施例でのSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% と比較して大きい値となった。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのSiO2 含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、本比較例では1.6%の値となった。これはSiO2前駆体溶液が磁石表面から2mm弱程度までしか磁石中に浸透しなかったことが影響していることが分かった。そのため、磁石中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、本比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなった原因である。 Regarding the magnetic characteristics of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above, the residual magnetic flux density is 20% compared to the resin-containing bond magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet]. a possible improvement the demagnetization curve measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. However, the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere was 3.6% in this comparative example, which was a large value compared with 3.0% in the SiO 2 impregnated bonded magnet in the example. Furthermore, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the SiO 2 impregnation treatment is performed in the example, whereas 1.6% in this comparative example. It became the value of. This was found to be due to the fact that the SiO 2 precursor solution penetrated into the magnet only up to about 2 mm from the magnet surface. Therefore, the magnetic powder in the central part of the magnet causes oxidative deterioration during heating in the atmosphere, and this is the reason why the magnet of this comparative example has a larger irreversible heat demagnetization rate than the magnet of the example.

この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、遜色はないものの、長期信頼性に関しては従来のエポキシ系ボンド磁石より低くなる可能性がある。この点を十分考慮して使用することが望ましい。   From this result, although the bonded magnet of this comparative example is not inferior to the conventional epoxy-based bonded magnet, the long-term reliability may be lower than that of the conventional epoxy-based bonded magnet. It is desirable to use it in consideration of this point.

[永久磁石の比較例5]
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。また希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
[Comparative example 5 of permanent magnet]
In this comparative example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. A treatment liquid for forming a rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film was prepared as follows.

(1)水に溶解度の高い塩、例えばNdの場合は酢酸Nd、または硝酸Nd4gを100mLの水に導入し、振とう器または超音波攪拌器を用いて完全に溶解した。   (1) A salt having high solubility in water, for example, Nd acetate in the case of Nd, or 4 g of Nd nitrate was introduced into 100 mL of water and completely dissolved using a shaker or an ultrasonic stirrer.

(2)10%に希釈したフッ化水素酸をNdF3が生成する化学反応の当量分を徐々に加えた。 (2) Hydrofluoric acid diluted to 10% was gradually added in an amount equivalent to the chemical reaction for producing NdF 3 .

(3)ゲル状沈殿のNdF3 が生成した溶液に対して超音波攪拌器を用いて1時間以上攪拌した。 (3) The solution in which the gel-like precipitate NdF 3 was produced was stirred for 1 hour or more using an ultrasonic stirrer.

(4)4000〜6000r.p.m の回転数で遠心分離した後、上澄み液を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。   (4) After centrifuging at 4000 to 6000 rpm, the supernatant was removed and approximately the same amount of methanol was added.

(5)ゲル状のNdF3 を含むメタノール溶液を攪拌して完全に懸濁液にした後、超音波攪拌器を用いて1時間以上攪拌した。 (5) A methanol solution containing gel-like NdF 3 was stirred to form a complete suspension, and then stirred for 1 hour or more using an ultrasonic stirrer.

(6)上記(4)と(5)の操作を酢酸イオン、又は硝酸イオン等の陰イオンが検出されなくなるまで、3〜10回繰り返した。   (6) The above operations (4) and (5) were repeated 3 to 10 times until no anion such as acetate ion or nitrate ion was detected.

(7)最終的にNdF3の場合、ほぼ透明なゾル状のNdF3となった。処理液としてはNdF3が1g/5mLのメタノール溶液を用いた。 (7) Finally, in the case of NdF 3 , an almost transparent sol-like NdF 3 was obtained. As the treatment liquid, a methanol solution containing 1 g / 5 mL of NdF 3 was used.

希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。 The process of forming the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method.

NdF3コート膜形成プロセスの場合:NdF3濃度1g/10mL半透明ゾル状溶液
(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して15mLのNdF3 コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。
In the case of NdF 3 coat film forming process: NdF 3 concentration 1 g / 10 mL translucent sol solution (1) 15 mL of NdF 3 coat film forming treatment liquid is added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing NdFeB-based ribbon. The mixing was performed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnet was wet.

(2)上記(1)のNdF3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を2〜5torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。 (2) The methanol of the solvent was removed from the magnetic powder for rare earth magnet subjected to the NdF 3 coat film forming process of (1) above under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

(3)上記(2)の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、1×10-5torrの減圧下で200℃,30分と400℃,30分の熱処理を行った。 (3) The rare earth magnet magnetic powder from which the solvent of (2) has been removed is transferred to a quartz boat and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes and 400 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. It was.

(4)上記(3)で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製(理研電子社製)容器に移したのち、1×10-5torrの減圧下で、700℃,30分の熱処理を行った。 (4) After the magnetic powder heat-treated in (3) above is transferred to a lid made by Macor (manufactured by Riken Denshi), heat treatment is performed at 700 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −5 torr. went.

(5)上記希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を施したNd2Fe14Bの磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10
mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。
(5) Nd 2 Fe 14 B magnetic powder coated with the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film is filled in a mold, and is 10 mm in length and 16 mm in width for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t / cm 2. 10
A test piece having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm was prepared, and a compression test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(6)上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (6) The specific resistance was measured by the four-probe method for the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5).

(7)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (7) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(8)上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (8) A mechanical bending test was performed using the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm prepared in (5) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

上記(5)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石[永久磁石の比較例1]と比較して、約20%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率は本比較例では3.0% と実施例でのSiO2 含浸ボンド磁石で3.0% と同等の値となった。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのSiO2 含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、本比較例では1%未満の値となった。この結果を表7に示す。 Regarding the magnetic characteristics of the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (5), the residual magnetic flux density is about 20 compared with the resin-containing bond magnet [Comparative Example 1 of permanent magnet]. % are possible improvement the demagnetization curve measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. Further, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere was 3.0% in this comparative example, which was equivalent to 3.0% in the SiO 2 impregnated bonded magnet in the example. Further, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the SiO 2 impregnation treatment is performed in the example, whereas in this comparative example, it is less than 1%. Value. The results are shown in Table 7.

Figure 2008236844
しかしながら、(7)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度に関しては本比較例ではSiO2 含浸を実施していないため、2.9MPa という値となり、エポキシ系ボンド磁石と比較して1/15程度の値となった。
Figure 2008236844
However, the bending strength of the compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm produced in (7) is 2.9 MPa because it is not impregnated with SiO 2 in this comparative example. The value was about 1/15 compared to the bond magnet.

この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、機械的強度に乏しく、使用に当たってはこの点に注意が必要である。   From this result, the bonded magnet of this comparative example has poor mechanical strength compared to the conventional epoxy-based bonded magnet, and attention should be paid to this point in use.

[永久磁石の比較例6]
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、[永久磁石の実施例1]と同様のNdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。またリン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
[Comparative example 6 of permanent magnet]
In this example, magnetic powder obtained by pulverizing an NdFeB-based ribbon similar to [Embodiment 1 of permanent magnet] was used for the rare earth magnet magnetic powder. Moreover, the process liquid which forms a phosphate chemical conversion treatment film was produced as follows.

水1Lにリン酸20g,ほう酸4g、金属酸化物としてMgOの4gを溶解し、界面活性剤としてEF−104(トーケムプロダクツ製)を0.1wt%になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール(BT)を0.04mol/Lになるように加えた。   In 1 L of water, 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid, 4 g of MgO as a metal oxide were dissolved, and EF-104 (manufactured by Tochem Products) as a surfactant was added to 0.1 wt%. As a rust inhibitor, benzotriazole (BT) was added so as to be 0.04 mol / L.

リン酸塩化成処理膜を上記Nd2Fe14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。使用したリン酸塩化成処理液の組成を表4に示す。 The process of forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of Nd 2 Fe 14 B was carried out by the following method. Table 4 shows the composition of the phosphating solution used.

(1)NdFeB系の薄帯を粉砕した磁性粉100gに対して5mLのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。   (1) 5 mL of a phosphating solution was added to 100 g of magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon, and mixed until it was confirmed that the entire magnetic powder for rare earth magnets was wetted.

(2)上記(1)のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を180℃,
30分,2〜5torrの減圧下で熱処理を行った。
(2) The rare earth magnet magnetic powder subjected to the phosphatization film forming process of (1) above is heated at 180 ° C.
Heat treatment was performed for 30 minutes under a reduced pressure of 2 to 5 torr.

(3)上記リン酸塩化成膜形成処理を施したNd2Fe14B の磁粉を成形型に充填し、16t/cm2 の圧力で、磁気特性測定用として縦10mm,横10mm,厚さ5mmの試験片を、また、強度測定用として縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を作製した。 (3) A magnetic mold of Nd 2 Fe 14 B subjected to the above phosphatization film formation treatment is filled in a mold, and at a pressure of 16 t / cm 2 , 10 mm in length, 10 mm in width, and 5 mm in thickness for measuring magnetic properties. In addition, a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.

(4)上記(3)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。   (4) The specific resistance was measured by the four-probe method on the compression molded test piece having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 5 mm produced in the above (3).

(5)更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、30kOe以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。   (5) Further, a pulse magnetic field of 30 kOe or more was applied to the compression molded test piece whose specific resistance was examined. The compression molded specimen was examined for magnetic properties.

(6)上記(3)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状15mm×10mm×2mmの圧縮成形体を用い、支点間距離12mmの3点曲げ試験により曲げ強度を評価した。   (6) A mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (3) above. For the bending test, a compression molded body having a sample shape of 15 mm × 10 mm × 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.

(3)で作製した縦10mm,横10mm,厚さ5mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石(比較例1)と比較して、約25%向上可能であり、20℃で測定した減磁曲線は、SiO2 含浸前とSiO2 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、200℃大気中保持1時間後の熱減磁率は本比較例では3.1%と実施例でのSiO2 含浸ボンド磁石で3.0%とほぼ同等の値となった。更に200℃1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのSiO2含浸処理を施した場合1%未満であるのに対し、本比較例では1.2%の値となりやや増加したものの大きな差はなかった(表7)。しかしながら、上記(5)で作製した縦15mm,横10mm,厚さ2mmの圧縮成形試験片の曲げ強度に関しては本比較例ではSiO2 含浸を実施していないため、2.9MPa という値となり、エポキシ系ボンド磁石と比較して1/20程度の値となった。 Regarding the magnetic properties of the compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (3), the residual magnetic flux density can be improved by about 25% compared to the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). There the demagnetization curve measured at 20 ° C., the value of residual magnetic flux density and coercivity and SiO 2 before impregnated with the molded body after SiO 2 infiltration and heating were almost the same. In addition, the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding at 200 ° C. in the atmosphere was 3.1% in this comparative example, which was substantially equivalent to 3.0% in the SiO 2 impregnated bonded magnet in the example. Further, the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 ° C. and re-magnetization is less than 1% when the SiO 2 impregnation treatment is performed in the example, whereas in this comparative example, it is 1.2%. Although there was a slight increase in the value, there was no significant difference (Table 7). However, with respect to the bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in the above (5), since it was not impregnated with SiO 2 in this comparative example, a value of 2.9 MPa was obtained. The value was about 1/20 compared with the system bond magnet.

この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、機械的強度に乏しく、使用に当たってはこの点を十分考慮して使用することが必要である。   From this result, the bonded magnet of this comparative example has poor mechanical strength compared to the conventional epoxy-based bonded magnet, and it is necessary to use this point with sufficient consideration in use.

上述の実施例により本発明を説明したが、本発明の磁石は次の効果を備えている。   Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the magnet of the present invention has the following effects.

1)磁石としての性能が従来の樹脂による磁石に比べ優れている。   1) Performance as a magnet is superior to conventional resin magnets.

2)さらに優れた特性に加え、磁石としての強度も強い。樹脂磁石では得られなかった特性に優れ、強度においても優れている磁石が得られる。   2) In addition to superior properties, it also has a strong strength as a magnet. It is possible to obtain a magnet that has excellent characteristics and strength that could not be obtained with a resin magnet.

上述1)と2)の効果は、上述のとおり、例えば次のようにして達成される。   The effects 1) and 2) are achieved as described above, for example, as follows.

樹脂のない状態で磁粉を圧縮成形した際に生じる、1μm以下の磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液を浸透させる必要がある。そのためには結着剤溶液の粘度が100mPa・s以下であることと、磁粉と結着剤溶液の濡れ性が高いことが必要である。更には、硬化後の結着剤と磁粉との接着性が高く、結着剤の機械的強度が大きく、結着剤が連続的に形成されていることが重要である。   It is necessary to infiltrate the binder solution into the gap between the magnetic powder of 1 μm or less and the magnetic powder, which is generated when the magnetic powder is compression molded without a resin. For this purpose, the viscosity of the binder solution must be 100 mPa · s or less, and the wettability of the magnetic powder and the binder solution must be high. Furthermore, it is important that the adhesive between the binder after curing and the magnetic powder is high, the mechanical strength of the binder is large, and the binder is continuously formed.

結着剤溶液の粘度に関しては磁石のサイズに依存するが圧縮成形体の厚さが5mm以下且つ磁粉と磁粉の隙間が1μm程度の場合は結着剤溶液の粘度が100mPa・s程度で磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液を圧縮成形体の中心部まで導入することが可能である。圧縮成形体の厚さが5mm以上且つ磁粉と磁粉の隙間が1μm程度になると、例えば30mm程度の厚さを有する圧縮成形体では、圧縮成形体の中心部まで結着剤溶液を導入するには、結着剤溶液の粘度が100mPa・s程度では高く、結着剤溶液の粘度が20mPa・s以下、望ましくは10mPa・s以下が必要となる。これは通常の樹脂と比較して1桁以上低い粘度である。そのためにはSiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサンにおけるアルコキシ基の加水分解量の制御とアルコキシシロキサン分子量の抑制とが必要となる。即ち、アルコキシ基が加水分解するとシラノール基が生成されるが、そのシラノール基は脱水縮合反応を起こし易く、脱水縮合反応はアルコキシシロキサンの高分子量化を意味するからである。また、更にシラノール基同士は水素結合を生じるため、SiO2 の前駆体であるアルコキシシロキサン溶液の粘度は増大する。具体的にはアルコキシシロキサンの加水分解反応当量に対する水の添加量と加水分解反応条件を制御することである。結着剤溶液に用いる溶媒にはアルコキシシロキサン中のアルコキシ基は解離反応が速いことからアルコールを用いることが望ましい。溶媒のアルコールには沸点が水より低く粘度の低いメタノール,エタノール,n−プロパノール,iso−プロパノールが好ましいが、結着剤溶液の粘度が数時間で増加しなく、かつ、沸点が水より低い溶媒であれば本発明に係る磁石の製造に用いることができる。 The viscosity of the binder solution depends on the size of the magnet, but when the thickness of the compression molded body is 5 mm or less and the gap between the magnetic powder and the magnetic powder is about 1 μm, the viscosity of the binder solution is about 100 mPa · s. It is possible to introduce the binder solution into the gap between the magnetic powders up to the center of the compression molded body. When the thickness of the compression molded body is 5 mm or more and the gap between the magnetic powder and the magnetic powder is about 1 μm, for example, in the compression molded body having a thickness of about 30 mm, the binder solution is introduced to the center of the compression molded body When the viscosity of the binder solution is about 100 mPa · s, the viscosity of the binder solution is 20 mPa · s or less, preferably 10 mPa · s or less. This is a viscosity that is one digit or more lower than that of a normal resin. For that purpose, it is necessary to control the hydrolysis amount of the alkoxy group in the alkoxysiloxane which is the precursor of SiO 2 and to suppress the molecular weight of the alkoxysiloxane. That is, when an alkoxy group is hydrolyzed, a silanol group is generated. The silanol group easily undergoes a dehydration condensation reaction, and the dehydration condensation reaction means an increase in the molecular weight of the alkoxysiloxane. Further, since silanol groups generate hydrogen bonds with each other, the viscosity of the alkoxysiloxane solution that is the precursor of SiO 2 increases. Specifically, the amount of water added to the hydrolysis reaction equivalent of alkoxysiloxane and the hydrolysis reaction conditions are controlled. As the solvent used for the binder solution, it is desirable to use alcohol because the alkoxy group in alkoxysiloxane has a fast dissociation reaction. As the solvent alcohol, methanol, ethanol, n-propanol, and iso-propanol having a lower boiling point than water and a low viscosity are preferable, but the viscosity of the binder solution does not increase in several hours and the boiling point is lower than that of water. If it is, it can be used for manufacture of the magnet according to the present invention.

硬化後の結着剤と磁粉との接着性に関しては、本発明に用いている結着剤であるSiO2前駆体は熱処理後の生成物がSiO2 であるため、磁粉表面が自然酸化膜で覆われていれば、磁粉表面とSiO2との接着性は大きく、SiO2を結着剤とした希土類磁石は磁石を破断した際の表面は磁粉またはSiO2 の凝集破壊面が殆どである。一方、結着剤に樹脂を用いた場合は樹脂と磁粉との接着性は磁粉表面とSiO2 と比較すると一般的に小さい。そのため、樹脂を用いたボンド磁石では、磁石を破断した際の表面は樹脂と磁粉の界面または樹脂の凝集破壊面の両方が存在する。従って、磁石強度を向上させるにはSiO2を結着剤として用いる方が樹脂を結着剤として用いるより有利である。 For the adhesion between the binder and the magnetic powder after curing, SiO 2 precursor, which is binding agent is used in the present invention because the product after the heat treatment is SiO 2, the surface of the magnetic powder in the natural oxide film If covered, the adhesion between the surface of the magnetic powder and SiO 2 is large, and rare earth magnets using SiO 2 as the binder have a cohesive fracture surface of the magnetic powder or SiO 2 when the magnet is broken. On the other hand, when a resin is used as the binder, the adhesion between the resin and the magnetic powder is generally smaller than that of the magnetic powder surface and SiO 2 . Therefore, in a bonded magnet using a resin, the surface when the magnet is broken has both an interface between the resin and magnetic powder or a cohesive failure surface of the resin. Therefore, in order to improve the magnet strength, it is more advantageous to use SiO 2 as the binder than to use the resin as the binder.

磁石中の希土類磁粉の含有率が75vol% 以上になる時は、圧縮成形するタイプの希土類磁石を用いることになるが、結着剤硬化後の希土類磁石の強度は、硬化後の結着剤の連続体が生成するかどうかが大きく影響する。それは接着界面の破断強度より同じ面積の結着剤単独の破断強度の方が大きいからである。エポキシ樹脂等の樹脂を用いた場合、全固形分中の樹脂体積分率が15vol% 以下になると樹脂と希土類磁粉との濡れ性が良好とはいえないため、磁石内部での樹脂硬化後の樹脂は連続体とはならず、島状に分布する。それに対して、前述したようにSiO2 前駆体は希土類磁粉との濡れ性が良好であるため、磁粉表面にSiO2 前駆体が連続的に拡がり、その連続的に拡がった状態で熱処理により硬化しSiO2 になる。一方、硬化後の結着剤の材料としての強度は曲げ強さで表すと
SiO2は樹脂系と比較して1〜3桁大きい。そのため、結着剤硬化後の希土類磁石の強度は結着剤にSiO2 前駆体を用いた方が、樹脂を用いるより桁違いに高い。
When the content of rare earth magnetic powder in the magnet is 75 vol% or more, a compression-molded type rare earth magnet is used, but the strength of the rare earth magnet after curing the binder is that of the binder after curing. Whether or not a continuum is generated has a great influence. This is because the breaking strength of the binder alone having the same area is larger than the breaking strength of the adhesive interface. When resin such as epoxy resin is used, if the resin volume fraction in the total solid content is 15 vol% or less, it cannot be said that the wettability between the resin and the rare earth magnetic powder is good. Does not become a continuum but is distributed in islands. On the other hand, as described above, the SiO 2 precursor has good wettability with the rare earth magnetic powder. Therefore, the SiO 2 precursor spreads continuously on the surface of the magnetic powder, and is cured by heat treatment in the continuously spread state. It becomes SiO 2 . On the other hand, when the strength of the binder after curing is expressed in terms of bending strength, SiO 2 is 1 to 3 orders of magnitude larger than that of the resin system. Therefore, the strength of the rare earth magnet after the binder is cured is much higher when the SiO 2 precursor is used as the binder than when the resin is used.

次に本発明係る磁石により適した磁石の材料について説明する。希土類磁石粉は、強磁性の主相および他成分からなる。希土類磁石がNd−Fe−B系磁石である場合には、主相はNd2Fe14B 相である。磁石特性の向上を考慮すると、希土類磁石粉は、HDDR法や熱間塑性加工を用いて調製された磁石粉であることが好ましい。希土類磁石粉は、
Nd−Fe−B系磁石の他に、Sm−Co系磁石などが挙げられる。得られる希土類磁石の磁石特性や、製造コストなどを考慮すると、Nd−Fe−B系磁石が好ましい。ただし、本発明の希土類磁石がNd−Fe−B系磁石に限定されるものではない。場合によっては、希土類磁石中には2種以上の希土類磁石粉が混在していてもよい。即ち、異なる組成比を有するNd−Fe−B系磁石が2種以上含まれてもよく、Nd−Fe−B系磁石と
Sm−Co系磁石とが混在していてもよい。
Next, magnet materials more suitable for the magnet according to the present invention will be described. Rare earth magnet powder consists of a ferromagnetic main phase and other components. When the rare earth magnet is an Nd—Fe—B based magnet, the main phase is an Nd 2 Fe 14 B phase. Considering improvement of magnet characteristics, the rare earth magnet powder is preferably a magnet powder prepared by using the HDDR method or hot plastic working. Rare earth magnet powder
In addition to Nd—Fe—B magnets, Sm—Co magnets are exemplified. Considering the magnet characteristics of the obtained rare earth magnet and the manufacturing cost, Nd—Fe—B type magnets are preferable. However, the rare earth magnet of the present invention is not limited to Nd—Fe—B magnets. In some cases, two or more rare earth magnet powders may be mixed in the rare earth magnet. That is, two or more types of Nd—Fe—B magnets having different composition ratios may be included, and Nd—Fe—B magnets and Sm—Co magnets may be mixed.

なお、本明細書で「Nd−Fe−B系磁石」とは、NdやFeの一部が他の元素で置換されている形態も包含する概念である。Ndは、Dy,Tb等の他の希土類元素で置換されていてもよい。置換にはこれらの一方のみを用いてもよく、双方を用いてもよい。置換は、原料合金の配合量を調整することによって行うことができる。このような置換によって、Nd−Fe−B系磁石の保磁力向上を図れる。置換されるNdの量は、Ndに対して、0.01atom%以上,50atom%以下であることが好ましい。0.01atom%未満であると置換による効果が不十分となる恐れがある。50atom%を越えると、残留磁束密度を高レベルで維持できなくなる恐れがあり、磁石を使用する用途に対応して注意することが望ましい。   In the present specification, the “Nd—Fe—B magnet” is a concept including a form in which a part of Nd or Fe is substituted with another element. Nd may be substituted with other rare earth elements such as Dy and Tb. Only one of these may be used for substitution, or both may be used. The substitution can be performed by adjusting the blending amount of the raw material alloy. By such replacement, the coercive force of the Nd—Fe—B magnet can be improved. The amount of Nd to be substituted is preferably 0.01 atom% or more and 50 atom% or less with respect to Nd. If it is less than 0.01 atom%, the effect of substitution may be insufficient. If it exceeds 50 atom%, the residual magnetic flux density may not be maintained at a high level, and it is desirable to pay attention to the application in which the magnet is used.

一方、Feは、Co等の他の遷移金属で置換されていてもよい。このような置換によって、Nd−Fe−B系磁石のキュリー温度(Tc)を上昇させ、使用温度範囲を拡大させることができる。置換されるFeの量は、Feに対して、0.01atom% 以上,30atom%以下であることが好ましい。0.01atom% 未満であると置換による効果が不十分となる恐れがある。30atom%を越えると、保磁力の低下が大きくなる恐れがあり、磁石を使用する用途に対応して注意することが望ましい。   On the other hand, Fe may be substituted with other transition metals such as Co. By such substitution, the Curie temperature (Tc) of the Nd—Fe—B magnet can be increased and the operating temperature range can be expanded. The amount of Fe to be substituted is preferably 0.01 atom% or more and 30 atom% or less with respect to Fe. If it is less than 0.01 atom%, the effect of substitution may be insufficient. If it exceeds 30 atom%, the coercive force may decrease significantly, and it is desirable to pay attention to the application in which the magnet is used.

希土類磁石における希土類磁石粉の平均粒径は、1〜500μmが好ましい。希土類磁石粉の平均粒径が1μm未満であると、磁粉の比表面積が大きく酸化劣化による影響が大きく、それを用いた希土類磁石の磁石特性の低下が懸念される。したがってこの場合磁石の使用状態を考え、注意することが望ましい。   The average particle diameter of the rare earth magnet powder in the rare earth magnet is preferably 1 to 500 μm. When the average particle size of the rare earth magnet powder is less than 1 μm, the specific surface area of the magnetic powder is large and the influence of oxidative degradation is great, and there is a concern that the magnet characteristics of a rare earth magnet using the rare earth magnet powder may be deteriorated. Therefore, in this case, it is desirable to pay attention to the usage state of the magnet.

一方、希土類磁石粉の平均粒径が500μmより大きいと、製造時の圧力によって磁石粉が砕け、十分な電気抵抗を得ることが難しくなる。加えて、異方性希土類磁石粉を原料として異方性磁石を製造する場合には、500μmを越えるサイズにわたり、希土類磁石粉における主相(Nd−Fe−B系磁石においては、Nd2Fe14B 相)の配向方向を揃えることは難しい。希土類磁石粉の粒径は、磁石の原料である希土類磁石粉の粒径を調節することによって、制御される。なお、希土類磁石粉の平均粒径はSEM像から算出することができる。 On the other hand, if the average particle size of the rare earth magnet powder is larger than 500 μm, the magnet powder is crushed by the pressure at the time of manufacture, and it becomes difficult to obtain sufficient electric resistance. In addition, when an anisotropic magnet is manufactured using anisotropic rare earth magnet powder as a raw material, the main phase in rare earth magnet powder (Nd 2 Fe 14 in Nd—Fe—B magnets) extends over a size exceeding 500 μm. It is difficult to align the orientation direction of the (B phase). The particle size of the rare earth magnet powder is controlled by adjusting the particle size of the rare earth magnet powder that is the raw material of the magnet. The average particle size of the rare earth magnet powder can be calculated from the SEM image.

本発明は等方性磁石粉から製造される等方性磁石,異方性磁石粉をランダム配向させた等方性磁石、および異方性磁石粉を一定方向に配向させた異方性磁石のいずれにも適用可能である。高エネルギー積を有する磁石が必要であれば、異方性磁石粉を原料とし、これを磁場中配向させた異方性磁石が好適である。   The present invention relates to an isotropic magnet manufactured from isotropic magnet powder, an isotropic magnet in which anisotropic magnet powder is randomly oriented, and an anisotropic magnet in which anisotropic magnet powder is oriented in a certain direction. Any of them can be applied. If a magnet having a high energy product is required, an anisotropic magnet using anisotropic magnet powder as a raw material and oriented in a magnetic field is suitable.

希土類磁石粉は、製造する希土類磁石の組成に応じて、原料を配合して製造する。主相がNd2Fe14B 相であるNd−Fe−B系磁石を製造する場合には、Nd,Fe、およびBを所定量配合する。希土類磁石粉は、公知の手法を用いて製造したものを用いてもよいし、市販品を用いても良い。このような希土類磁石粉は、多数の結晶粒の集合体となっている。希土類磁石粉を構成する結晶粒は、その平均粒径が単磁区臨界粒子径以下であると、保磁力を向上させる上で好適である。具体的には、結晶粒の平均粒径は、500nm以下であるとよい。なお、HDDR法とは、Nd−Fe−B系合金を水素化させることにより、主相であるNd2Fe14B化合物をNdH3,α−Fe、およびFe2B の三相に分解させ、その後、強制的な脱水素処理によって再びNd2Fe14B を生成させる手法である。UPSET法とは、超急冷法により作製したNd−Fe−B系合金を、粉砕,仮成型後、熱間で塑性加工する手法である。 The rare earth magnet powder is produced by blending raw materials according to the composition of the rare earth magnet to be produced. When producing an Nd—Fe—B based magnet whose main phase is the Nd 2 Fe 14 B phase, a predetermined amount of Nd, Fe, and B is blended. As the rare earth magnet powder, one produced by a known method may be used, or a commercially available product may be used. Such rare earth magnet powder is an aggregate of a large number of crystal grains. The crystal grains constituting the rare earth magnet powder are suitable for improving the coercive force when the average particle diameter is not more than the single domain critical particle diameter. Specifically, the average grain size of the crystal grains is preferably 500 nm or less. In the HDDR method, the Nd—Fe—B alloy is hydrogenated to decompose the Nd 2 Fe 14 B compound as the main phase into three phases of NdH 3 , α-Fe, and Fe 2 B, Thereafter, Nd 2 Fe 14 B is again generated by forced dehydrogenation. The UPSET method is a technique in which an Nd—Fe—B alloy produced by an ultra-quenching method is subjected to plastic working hot after pulverization and temporary molding.

磁石の使用用途として高調波を含む高周波磁界が磁石に対して印加される条件下では、希土類磁石粉体表面に無機絶縁膜を形成されていることが好ましい。これにより磁石内部の電気抵抗を大きくでき、渦電流を低減でき、磁石中の渦電流損を低減化できる。このような無機絶縁膜としては、燐酸,硼酸,マグネシウムイオンを含有した燐酸塩化成処理液を用いて形成された膜が良く、膜厚の均一性と磁粉の磁気特性を確保するには界面活性剤と防錆剤が併用することが望ましい。特に界面活性剤としてはパーフルオロアルキル系界面活性剤、また、防錆剤としてはベンゾトリアゾール系防錆剤であることが望ましい。   As a use application of the magnet, an inorganic insulating film is preferably formed on the surface of the rare earth magnet powder under a condition where a high frequency magnetic field including harmonics is applied to the magnet. Thereby, the electrical resistance inside a magnet can be enlarged, an eddy current can be reduced, and the eddy current loss in a magnet can be reduced. As such an inorganic insulating film, a film formed by using a phosphating solution containing phosphoric acid, boric acid, and magnesium ions is preferable. In order to ensure the uniformity of the film thickness and the magnetic properties of the magnetic powder, the surface activity is required. It is desirable to use an agent and a rust inhibitor in combination. In particular, it is desirable that the surfactant is a perfluoroalkyl surfactant and the rust inhibitor is a benzotriazole rust inhibitor.

更に、磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無機絶縁膜としてはフッ化物コート膜が望ましい。該フッ化物コート膜を形成する処理液としては、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、且つ、該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物は平均粒径が10μm以下まで粉砕されアルコールを主成分とした溶媒に分散されたゾル状態である溶液が望ましい。磁気特性の向上には該フッ化物コート膜が表面に形成された磁粉を1×10-4Pa以下の雰囲気、且つ、600〜700℃温度で熱処理することが望ましい。 Furthermore, a fluoride coat film is desirable as the inorganic insulating film for the purpose of improving the insulating properties and magnetic characteristics of the magnetic powder. As the treatment liquid for forming the fluoride coat film, rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride is swollen in a solvent mainly composed of alcohol, and the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride is used. Is preferably a solution in a sol state in which the average particle size is pulverized to 10 μm or less and dispersed in a solvent containing alcohol as a main component. In order to improve the magnetic properties, it is desirable to heat-treat the magnetic powder having the fluoride coat film formed on the surface in an atmosphere of 1 × 10 −4 Pa or less and at a temperature of 600 to 700 ° C.

次に第1実施例の作用効果について以下に説明する。図1に記載の永久磁石式同期回転電機1100や発電機1014に使用される磁石が上記説明の構造を為すこと、すなわち粉体の磁石材料と濡れ性の良い結着剤の前駆体を磁石に含浸させて磁石を製造することで、次の効果の少なくとも1つまたは複数の効果を有している。なお上記説明のとおり、粉体の磁石材料と濡れ性の良い前駆体の結着剤としてSiO2 が最適である。 Next, the function and effect of the first embodiment will be described below. The magnets used in the permanent magnet type synchronous rotating electrical machine 1100 and the generator 1014 shown in FIG. 1 have the above-described structure, that is, a powder magnetic material and a binder precursor having good wettability are used as magnets. Producing magnets by impregnation has at least one or more of the following effects. As described above, SiO 2 is most suitable as a binder for the powder magnetic material and the precursor having good wettability.

粉体の磁石材料と濡れ性の良い前駆体の結着剤としてSiO2 を使用しているので、磁石材料の粉体の表面を膜状に結着剤の前駆体が覆い、磁石材料の粉体同士を強く決着することができる。その結果少ない結着剤の前駆体で多くの磁石材料の粉体を決着でき、完成した永久磁石において磁石材料の粉体に対する結着剤の割合が少ないにもかかわらず十分な結着力が得られる効果がある。完成した磁石は良好な磁気特性を有する。 Since SiO 2 is used as a binder for the magnetic material of the powder and the precursor with good wettability, the surface of the magnetic material powder is covered with the binder precursor to form a film of the magnetic material powder. The body can be settled strongly. As a result, many magnetic material powders can be settled with a small amount of binder precursor, and sufficient binding force can be obtained in the completed permanent magnet even though the ratio of the binder to the magnetic material powder is small. effective. The finished magnet has good magnetic properties.

また磁石材料の粉体は図11や図12,図13の工程15で圧縮成形されることで、図14に示す如く層状に配列する。磁石材料の粉体は薄くて幅広い形状をしており、この形状の粉体が圧縮成形されることで、上記粉体の薄い方向にそれぞれそろって積み重なった積層構造となる。SiO系の結着剤の前駆体は磁石材料の粉体と濡れ性が良いので、上記粉体の層間にSiO系の結着剤の前駆体が入り込み、上記粉体の層間に粉体の表面を覆うように薄いアモルファス状態の膜となって存在し、上記前駆体が化学変化することで強力な結着作用を発揮する。従って磁石材に対して少ない量の結着剤で十分な強度の磁石が得られ、良好な特性の磁石を得ることができる。   Further, the magnetic material powder is compressed and formed in step 15 of FIGS. 11, 12, and 13 to be arranged in layers as shown in FIG. The magnet material powder is thin and has a wide shape. By compressing the powder of this shape, a laminated structure is formed in which the powders are stacked in the thin direction. Since the precursor of the SiO-based binder has good wettability with the powder of the magnet material, the precursor of the SiO-based binder enters between the powder layers, and the surface of the powder between the powder layers. It exists as a thin film in an amorphous state so as to cover the film, and exhibits a strong binding action when the precursor is chemically changed. Therefore, a magnet with sufficient strength can be obtained with a small amount of binder with respect to the magnet material, and a magnet with good characteristics can be obtained.

上述のように磁石材の隙間に入り込む構造で、磁石材の層間に膜状の結着剤が非結晶状態で存在する構造となるので、電気抵抗が大きくなる。従来の熱焼結型の希土類磁石は電気抵抗が小さく、内部に大きな渦電流が流れ、磁石が発熱する問題があったが、本実施形態の磁石は電気抵抗が大きく、磁石の渦電流を低減できる効果がある。特に自動車の駆動用の発電機や電動機では回転数が高くなり、渦電流が問題となるので、これらに使用した場合の効果が大きい。   As described above, the structure enters the gap between the magnet materials, and the film-like binder is present in an amorphous state between the layers of the magnet materials, so that the electrical resistance is increased. The conventional heat-sintered rare earth magnet has a small electric resistance and a large eddy current flows inside, causing the magnet to generate heat. However, the magnet of this embodiment has a large electric resistance and reduces the eddy current of the magnet. There is an effect that can be done. In particular, generators and electric motors for driving automobiles have a high rotational speed, and eddy currents are a problem.

上述の磁石の製造工程では、高温に熱する焼結工程が存在しないので磁石の製造が容易である。   In the above-described magnet manufacturing process, there is no sintering process heated to a high temperature, so that the magnet can be manufactured easily.

また俗にボンド磁石と称せられるエポキシ樹脂を使用した磁石ではないので、磁石のエネルギー密度が大きく、安価で比較的良好な特性の回転電機を得ることができる。   Further, since it is not a magnet using an epoxy resin commonly called a bond magnet, it is possible to obtain a rotating electrical machine having a large energy density, inexpensive and relatively good characteristics.

上記磁石は磁石材による成形がなされた後、結着剤の硬化を比較的低い温度で行うことが可能であり、成形された磁石材の形状や寸法の変化が少ない。磁石の形状や寸法に関し高い精度で製造できるので、モータや発電機として高い特性が得られる。すなわち磁石材を結着剤で結着した後の切削加工が非常に少なく、又容易である。例えば接着剤の食み出し部分を切削するなど、実質的な磁石形状の形成加工では無いので、加工が容易である。従来の焼結磁石では焼結のために高温に熱するので、その後の温度が下がる過程で収縮し、磁石材の形状が変化する。従って従来の焼結磁石では、焼結工程の後に磁石の形状や寸法を整えるための切削加工に多くの時間を費やすことが必要であった。上記実施の形態では、極めて少ない切削加工で、場合によっては切削加工なしで必要な磁石形状を得ることができる。   After the magnet is molded with the magnet material, the binder can be cured at a relatively low temperature, and the shape and dimensions of the molded magnet material are small. Since it can be manufactured with high accuracy with respect to the shape and dimensions of the magnet, high characteristics can be obtained as a motor or a generator. That is, the cutting work after binding the magnet material with the binder is very little and easy. For example, it is not a substantial magnet-shaped forming process, such as cutting the protruding portion of the adhesive, so that the process is easy. Since the conventional sintered magnet is heated to a high temperature for sintering, it shrinks in the process of lowering the temperature thereafter, and the shape of the magnet material changes. Therefore, in the conventional sintered magnet, it has been necessary to spend a lot of time for cutting for adjusting the shape and dimensions of the magnet after the sintering process. In the above-described embodiment, a necessary magnet shape can be obtained with extremely few cutting processes and, in some cases, without a cutting process.

上述の如く磁石材の成形形状がその後の結着剤の含浸や硬化の工程でほとんど変化しないので、プレス加工等による磁石材の曲線形状を高い精度で維持したままで磁石を製造することが可能である。理論的には好ましい磁石の厚みや形状が分かっていても、量産可能な方法が無いために製品化が困難であった磁石の曲線形状を実現でき、良好な特性の回転電機を得ることが可能である。   As described above, since the molding shape of the magnet material hardly changes during the subsequent impregnation or curing process of the binder, it is possible to manufacture the magnet while maintaining the curved shape of the magnet material with high accuracy by pressing or the like. It is. Theoretically, even if the thickness and shape of the preferred magnet are known, it is possible to achieve the curved shape of the magnet that was difficult to commercialize because there is no method that can be mass-produced, and it is possible to obtain a rotating electrical machine with good characteristics It is.

焼結の希土類磁石は電気抵抗が小さく渦電流による損失や発熱が大きい。SiO系の結着剤を使用すると、希土類磁性粉の間に膜状となって結着剤が入り込む構造となる。このため磁石の内部抵抗が高くなり、回転電機に使用された場合の磁石内部の渦電流が抑えられる。例えば焼結希土類磁石に比べ磁石内部抵抗が五倍から数十倍となり、この抵抗値の増加により渦電流が減少する。さらに上記実施例では粉末磁石表面に無機絶縁被膜を形成し、この絶縁被膜を施した磁性粉を使用できるので、上記渦電流を非常に小さくでき、渦電流損や磁石の発熱を大幅に低減できる。自動車用の回転電機の中には回転電機は100度を超える環境で使用される可能性があり、磁石内での渦電流による発熱を低く抑えることが必要である。上述の実施の形態では電気抵抗を大きくできるので、磁石の発熱を低減できる。またその分回転電機の損失を低減でき、効率向上となる。   Sintered rare earth magnets have low electrical resistance and large loss and heat generation due to eddy currents. When a SiO-based binder is used, a film is formed between the rare earth magnetic powders so that the binder enters. For this reason, the internal resistance of a magnet becomes high and the eddy current inside a magnet at the time of being used for a rotary electric machine is suppressed. For example, the internal resistance of the magnet is five to several tens of times that of a sintered rare earth magnet, and the eddy current is reduced by increasing the resistance value. Further, in the above embodiment, an inorganic insulating film is formed on the surface of the powder magnet, and magnetic powder coated with this insulating film can be used. Therefore, the eddy current can be made extremely small, and eddy current loss and heat generation of the magnet can be greatly reduced. . Among rotating electrical machines for automobiles, the rotating electrical machine may be used in an environment exceeding 100 degrees, and it is necessary to suppress heat generation due to eddy current in the magnet to a low level. In the above-described embodiment, since the electric resistance can be increased, the heat generation of the magnet can be reduced. Further, the loss of the rotating electrical machine can be reduced correspondingly, and the efficiency is improved.

[第2実施例]
次に本発明の回転電機を発電機に適用した第2実施例を図16に基づいて説明する。図16は永久磁石を車両用交流発電機に採用した場合を示したものであり、図1や図3の発電機1014と略同じ構造である。まず、構成について説明する。車両用交流発電機2500はプーリ2203がシャフトに取り付けられており、プーリ2203はエンジンのクランクプーリとベルトで接続されている。シャフトの中心部には回転子1110が配置されている。回転子1110は爪磁極1111aと界磁巻線1113から構成されている。回転子1110の反プーリ側には冷却用のファン2103が配置されている。この冷却ファン2103は回転子1110の外径よりも大きいものが取り付けられており、従来のように連続した固定子コアでは抜き差しが出来ない構造である。この回転子1110はベアリング1109aと1109bによりブラケットに支持される構造となっている。ブラケットは2分割された構造となっており、プーリ側のフロントブラケット2212とリアブラケット2205から構成されている。これらのブラケットの間には、固定子1103が配置され、前記、固定子1103は回転子1110とギャップを介して磁気的に結合する構造となっている。固定子1103は2組の磁極と固定子巻線700から構成されている。更に、回転子1110には界磁巻線1113に直流電流を通電するためのスリップリング
1119が取り付けられており、リアブラケット2205に設けられたブラシ1118から給電されるようになっている。固定子1103は3相巻線で構成されており、それぞれの巻線は整流回路2211に接続されている。整流回路2211のマイナス側は車両用交流発電機2500の本体に接続されると共に、プラス側はターミナル2206に接続され、このターミナル2206はバッテリー(図示せず)に接続されている。これらの整流回路2211,ブラシ1118等はリアカバー2210により保護されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the rotating electrical machine of the present invention is applied to a generator will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows a case where a permanent magnet is employed in an AC generator for a vehicle, and has substantially the same structure as the generator 1014 shown in FIGS. First, the configuration will be described. A vehicular AC generator 2500 has a pulley 2203 attached to a shaft, and the pulley 2203 is connected to a crank pulley of an engine by a belt. A rotor 1110 is disposed at the center of the shaft. The rotor 1110 includes a claw magnetic pole 1111 a and a field winding 1113. A cooling fan 2103 is disposed on the opposite side of the rotor 1110 from the pulley. This cooling fan 2103 has a structure larger than the outer diameter of the rotor 1110, and has a structure that cannot be inserted and removed with a continuous stator core as in the prior art. The rotor 1110 is supported on the bracket by bearings 1109a and 1109b. The bracket has a structure divided into two parts, and includes a pulley-side front bracket 2212 and a rear bracket 2205. A stator 1103 is disposed between these brackets, and the stator 1103 is magnetically coupled to the rotor 1110 via a gap. The stator 1103 is composed of two sets of magnetic poles and a stator winding 700. Further, a slip ring 1119 for passing a direct current to the field winding 1113 is attached to the rotor 1110, and power is supplied from a brush 1118 provided on the rear bracket 2205. The stator 1103 is composed of three-phase windings, and each winding is connected to a rectifier circuit 2211. The negative side of the rectifier circuit 2211 is connected to the main body of the vehicle alternator 2500, and the positive side is connected to a terminal 2206, which is connected to a battery (not shown). These rectifier circuit 2211, brush 1118 and the like are protected by a rear cover 2210.

次に発電動作について説明する。エンジンの回転とプーリ2203は連動して回転するため、回転子1110の中心部に配置されている界磁巻線1113に界磁電流が供給されると、爪磁極1111は磁化され、周方向に交互にN極とS極が作られる。具体的には、ブラシ1118を介して界磁巻線1113bに界磁電流が供給され、この界磁電流によって爪磁極1111a,1112aは励磁され、周方向に交互にN極とS極の磁極となる。また、永久磁石1130aは、界磁巻線1113bの励磁による爪磁極の極性と上記永久磁石1130aの励磁による爪磁極の極性とが同極性となるように着磁されている。前記爪磁極1111と対向している固定子1103には回転子1110の回転に伴って交番磁界が発生する。   Next, the power generation operation will be described. Since the rotation of the engine and the pulley 2203 rotate in conjunction with each other, when a field current is supplied to the field winding 1113 disposed at the center of the rotor 1110, the claw magnetic pole 1111 is magnetized and moves in the circumferential direction. N pole and S pole are made alternately. Specifically, a field current is supplied to the field winding 1113b via the brush 1118, and the claw magnetic poles 1111a and 1112a are excited by this field current, and N pole and S pole magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction. Become. The permanent magnet 1130a is magnetized so that the polarity of the claw magnetic poles excited by the field winding 1113b and the polarity of the claw magnetic poles excited by the permanent magnet 1130a are the same. An alternating magnetic field is generated in the stator 1103 facing the claw magnetic pole 1111 as the rotor 1110 rotates.

なお前記永久磁石1130aには希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2を結着剤とする、上述の磁石が使用されている。 The permanent magnet 1130a uses the above-mentioned magnet using a binder of a precursor having excellent wettability with a rare earth magnet material, preferably SiO 2 as a binder.

固定子1103は3相巻線が配置されているため3相の誘起電圧が発生する。整流回路2211で直流電圧に変換後ターミナル2206に接続されているバッテリー(図示せず)よりも前記誘起電圧が高くなる回転速度において、発電運転が行われる。3相の誘起電圧の大きさは、界磁電流と回転子の回転数との関数として変化するが、接続されているバッテリーに供給する電圧は略一定と考えることができるので(厳密にはバッテリー状態や負荷の状態で供給目標電圧が異なるように制御されているが)、回転数に応じて界磁電流を制御する必要がある。その電圧制御回路は整流回路2211に内蔵されている。   Since the stator 1103 has three-phase windings, a three-phase induced voltage is generated. A power generation operation is performed at a rotational speed at which the induced voltage is higher than that of a battery (not shown) connected to the terminal 2206 after being converted into a DC voltage by the rectifier circuit 2211. The magnitude of the three-phase induced voltage varies as a function of the field current and the rotor speed, but the voltage supplied to the connected battery can be considered to be substantially constant (strictly speaking, the battery Although the supply target voltage is controlled to be different depending on the state and the load state), it is necessary to control the field current according to the rotational speed. The voltage control circuit is built in the rectifier circuit 2211.

次に第2実施例の作用効果を以下に示す。図16で、上記永久磁石1130aに希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 を結着剤とする、上述の磁石を使用しているので、少なくとも先に説明した効果に加えて以下の効果も有している。 Next, operational effects of the second embodiment will be described below. In FIG. 16, the permanent magnet 1130a uses the above-mentioned magnet using a binder of a rare earth magnet material and a precursor having excellent wettability, preferably SiO 2 as a binder. In addition to the effects described above, the following effects are also obtained.

俗にボンド磁石と称せられるエポキシ樹脂を使用した磁石ではないので、磁石の温度特性がボンド磁石より優れているので、エンジンのすぐそばの高温の環境下でも使用可能であるという効果がある。   Since it is not a magnet using an epoxy resin commonly called a bond magnet, the temperature characteristic of the magnet is superior to that of the bond magnet, so that it can be used even in a high temperature environment near the engine.

焼結の希土類磁石は電気抵抗が小さく渦電流による損失や発熱が大きい。上記磁石は粉末磁石表面に絶縁被膜を形成でき、上記渦電流損や磁石の発熱を大幅に低減できる。自動車用の回転電機の中には回転電機は100度を超える環境で使用される可能性があり、磁石内での渦電流による発熱を低く抑えることが必要である。上述の実施の形態では電気抵抗を大きくできるので、磁石の発熱を低減できる。したがって発電機が高速回転時に永久磁石に発生する渦電流損を低減でき、高速回転時の発電特性を向上できる。   Sintered rare earth magnets have low electrical resistance and large loss and heat generation due to eddy currents. The magnet can form an insulating coating on the surface of the powder magnet, and the eddy current loss and heat generation of the magnet can be greatly reduced. Among rotating electrical machines for automobiles, the rotating electrical machine may be used in an environment exceeding 100 degrees, and it is necessary to suppress heat generation due to eddy current in the magnet to a low level. In the above-described embodiment, since the electric resistance can be increased, the heat generation of the magnet can be reduced. Therefore, the eddy current loss generated in the permanent magnet when the generator rotates at high speed can be reduced, and the power generation characteristics at high speed rotation can be improved.

[第3実施例]
次に回転電機の第3実施例について図17を用いて説明する。上述の図1と図10で説明した発電機1014や交流電動機1100、さらに図16で示した車両用交流発電機
2500に関する第3実施例を図17に示す。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the rotating electrical machine will be described with reference to FIG. FIG. 17 shows a third embodiment relating to the generator 1014 and AC motor 1100 described with reference to FIGS. 1 and 10, and further to the vehicle AC generator 2500 shown in FIG.

図17に示す第3実施例の回転子は回転子1110に設けられている永久磁石1130aと材料は基本的に同じであるが、磁石形状が異なっている。上述の如く製造されるSiO系結着剤を使用した磁石では、図17に示すように、互いに隣接する爪磁極1111aと爪磁極1112aとの空間、及び界磁巻線1113aとの空間を充填するような形状で、なおかつ極毎に分割された形状のものを容易に製作できる。   The rotor of the third embodiment shown in FIG. 17 is basically the same material as the permanent magnet 1130a provided on the rotor 1110, but the magnet shape is different. In the magnet using the SiO-based binder manufactured as described above, as shown in FIG. 17, the space between the claw magnetic pole 1111a and the claw magnetic pole 1112a adjacent to each other and the space between the field winding 1113a are filled. Such a shape and a shape divided for each pole can be easily manufactured.

次に図17を用いて、第3実施例の永久磁石1130aの詳細を説明する。この永久磁石1130aは、爪磁極1111aと1112aの間に夫々が独立して設けられている。このため、複数の永久磁石1130aが周方向に配置されることになる。そのうちの1つは、爪磁極1111a,1112aの内周側に延びる薄肉部分を周方向両側に有しており、この薄肉部分は、爪磁極1111a,1112aに沿った形状となっている。つまり、薄肉部分は、軸方向一端側の肉厚が薄く、軸方向他端側の肉厚が厚くなるような傾斜面を有する形状に形成され、更に、この傾斜面は、爪磁極1111a、もしくは、1112aの内周面に沿って円弧状となるような曲面形状となっている。また、薄肉部分の内周側には界磁巻線1113aが配置されており、薄肉部分の内周側も界磁巻線1113aの外周の曲面に沿った曲面形状となっているので、薄肉部分の内外周は共に回転子1110の回転方向に湾曲した曲面となっている。尚、永久磁石1130aは、爪磁極1111a,
1112aの周方向両側で対称形状となるように配置される。
Next, details of the permanent magnet 1130a of the third embodiment will be described with reference to FIG. The permanent magnet 1130a is independently provided between the claw magnetic poles 1111a and 1112a. For this reason, a plurality of permanent magnets 1130a are arranged in the circumferential direction. One of them has thin portions extending inward in the circumferential direction of the claw magnetic poles 1111a and 1112a, and the thin portions are shaped along the claw magnetic poles 1111a and 1112a. That is, the thin portion is formed in a shape having an inclined surface that is thin on one end side in the axial direction and thick on the other end side in the axial direction. The curved surface shape is an arc shape along the inner peripheral surface of 1112a. Further, the field winding 1113a is arranged on the inner peripheral side of the thin portion, and the inner peripheral side of the thin portion is also curved along the curved surface of the outer periphery of the field winding 1113a. Both of the inner and outer circumferences are curved surfaces curved in the rotation direction of the rotor 1110. The permanent magnet 1130a includes claw magnetic poles 1111a,
It arrange | positions so that it may become a symmetrical shape on the circumferential direction both sides of 1112a.

また、爪磁極1111a,1112aの周方向両側の内周側には、爪磁極1111a,1112aの形状に沿って延びる段差が形成されており、この段差に永久磁石1130aの厚肉部分が係合するようになっている。このため、永久磁石1130aは、爪磁極
1111aと1112aの間に位置決め保持される。
Further, a step extending along the shape of the claw magnetic poles 1111a, 1112a is formed on the inner peripheral side of both sides in the circumferential direction of the claw magnetic poles 1111a, 1112a, and the thick part of the permanent magnet 1130a is engaged with this step. It is like that. For this reason, the permanent magnet 1130a is positioned and held between the claw magnetic poles 1111a and 1112a.

尚、第3実施例の永久磁石1130aにおいても、希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 の前駆体を結着剤とする、上述の磁石を使用しているので、曲面を有する複雑な形状を精度よく、かつ、容易に成形することができる。このため、少なくとも上述の効果を有しておりそれに加えて以下の作用効果も有する。 Note that the permanent magnet 1130a of the third embodiment also uses the above-mentioned magnet having a binder of a precursor having excellent wettability with a rare earth magnet material, preferably a precursor of SiO 2. Therefore, a complicated shape having a curved surface can be accurately and easily formed. For this reason, it has at least the above-described effects, and in addition, has the following effects.

第3実施例では、曲線形状を有する磁石を使用しているので、爪磁極および界磁巻線で囲まれた領域において、図17に示すが如く、任意の形状を取ることができる。したがって、隣接する爪磁極間に存在する直方体の形状より大きな体積を有する永久磁石を設置可能である。磁石体積が増大するので永久磁石の発生する磁束量を増大できる。この回転電機をモータとして使用した場合にトルクを増大することができる。また発電機として使用した場合には、発電量を増大することができる。   In the third embodiment, since a magnet having a curved shape is used, an arbitrary shape can be taken as shown in FIG. 17 in the region surrounded by the claw magnetic pole and the field winding. Therefore, it is possible to install a permanent magnet having a volume larger than the shape of a rectangular parallelepiped existing between adjacent claw magnetic poles. Since the magnet volume increases, the amount of magnetic flux generated by the permanent magnet can be increased. Torque can be increased when this rotating electrical machine is used as a motor. In addition, when used as a generator, the amount of power generation can be increased.

また、回転子1110は高速回転することから遠心力が作用するが、図17の実施の形態では、永久磁石1130aに作用する遠心力を爪磁極1111a,1112aの段差と永久磁石1130aの薄肉部分と対向する内周部分によって受けることができるので永久磁石1130aの保持も良好とすることができる。尚、薄肉部分が遠心力に耐えられるだけの厚みを有しているならば、爪磁極1111a,1112aの段差を省略し、爪磁極
1111a,1112aの内周だけで永久磁石1130aを保持することも可能である。
Further, since the rotor 1110 rotates at a high speed, a centrifugal force acts. In the embodiment of FIG. 17, the centrifugal force acting on the permanent magnet 1130a is divided into a step between the claw magnetic poles 1111a and 1112a and a thin portion of the permanent magnet 1130a. Since it can receive by the inner peripheral part which opposes, holding | maintenance of the permanent magnet 1130a can also be made favorable. If the thin portion has a thickness that can withstand centrifugal force, the step between the claw magnetic poles 1111a and 1112a can be omitted, and the permanent magnet 1130a can be held only by the inner circumference of the claw magnetic poles 1111a and 1112a. Is possible.

[第4実施例]
次に回転電機の第4実施例について説明する。図18は第4実施例の回転子を示した斜視図である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the rotating electrical machine will be described. FIG. 18 is a perspective view showing the rotor of the fourth embodiment.

図18に示す永久磁石1130aは、第3実施例における周方向に配置された夫々の永久磁石1130aを一体化してリング状に成形したものである。このように更に複雑な形状の永久磁石も、希土類磁石の粉体を型内で圧縮成形した後、希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 の前駆体を含浸することで容易に成形することができる。尚、永久磁石への着磁は、成形後に行ってもよく、また、一体型に成型後に組み込んで着磁してもよい。更に着磁したものを組み込んでもよい。 The permanent magnet 1130a shown in FIG. 18 is formed by integrating the permanent magnets 1130a arranged in the circumferential direction in the third embodiment into a ring shape. In this way, a permanent magnet having a more complicated shape is also subjected to compression molding of a rare earth magnet powder in a mold, and then a rare earth magnet material and a precursor having excellent wettability, preferably a precursor of SiO 2. It can be easily molded by impregnation. The permanent magnet may be magnetized after molding, or may be magnetized by being incorporated into an integral mold. Further, a magnetized one may be incorporated.

このように第4実施例では、夫々の永久磁石1130aを一体化したので上記実施例の作用効果に加え、部品点数を低減することができ、組み立ても容易となるといった作用効果を有する。   As described above, in the fourth embodiment, since the respective permanent magnets 1130a are integrated, in addition to the operational effects of the above-described embodiment, there are operational effects that the number of parts can be reduced and the assembly is facilitated.

また、図19に本実施例の爪磁極1112aの拡大図を示すが、遠心力が永久磁石
1130aに作用することによる課題に対応するため、本実施例では全周に渡って永久磁石を一体に成形したので、遠心力が作用したとしても永久磁石1130aは、外径側に飛び出す方向の力を抑えることができる。このため、爪磁極1112a,1112bに余計な力が作用するのを抑えることができ、遠心力による爪磁極1112a,1112bの変形を最小限に抑えることができる。また図19の実施例では、個別の磁石を磁極間にばらばらに配置する場合にそれぞれの磁石を遠心力による飛び出しから防ぐための磁石抑えの段差を各爪に加工する必要がなく、構造が簡素化されて、それに伴い安価とすることができるといった利点がある。
Further, FIG. 19 shows an enlarged view of the claw magnetic pole 1112a of this embodiment. In order to cope with the problem caused by the centrifugal force acting on the permanent magnet 1130a, in this embodiment, the permanent magnet is integrated over the entire circumference. Since it was molded, the permanent magnet 1130a can suppress the force in the direction of projecting to the outer diameter side even if centrifugal force is applied. For this reason, it is possible to suppress excessive force from acting on the claw magnetic poles 1112a and 1112b, and it is possible to minimize deformation of the claw magnetic poles 1112a and 1112b due to centrifugal force. Further, in the embodiment shown in FIG. 19, when individual magnets are arranged apart from one another between the magnetic poles, it is not necessary to process the step of suppressing the magnets to prevent each magnet from jumping out due to centrifugal force, and the structure is simple. There is an advantage that it can be made cheaper accordingly.

[第5実施例]
次に回転電機の第5実施例について説明する。図20に図1と10で説明した交流電動機1100に関する第5実施例を示す。
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the rotating electrical machine will be described. FIG. 20 shows a fifth embodiment relating to the AC motor 1100 described with reference to FIGS.

第5実施例の回転子は、図10と同様に爪磁極1111a,1112aを有する回転子と、爪磁極1111b,1112bを軸方向に2つ連ねたタンデム構造となっている。このように軸方向に並んだ夫々の回転子の爪磁極1111a,1112a間及び爪磁極
1111b,1112b間には、上記実施例と同様に永久磁石が配置されており、一方の回転子(図20における左側)の爪磁極1111a,1112a間には、焼結磁石1300aが固定されており、他方の回転子(図20における右側)の爪磁極1111b,1112b間には、上記実施例に使用した磁石同様、希土類磁石材料からなる粉体を濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 の前駆体によって結着剤によって結着した永久磁石1130bが固定されている。
As in FIG. 10, the rotor of the fifth embodiment has a tandem structure in which a rotor having claw magnetic poles 1111a and 1112a and two claw magnetic poles 1111b and 1112b are connected in the axial direction. In this way, permanent magnets are arranged between the claw magnetic poles 1111a and 1112a and between the claw magnetic poles 1111b and 1112b of the respective rotors arranged in the axial direction, and one rotor (FIG. 20). A sintered magnet 1300a is fixed between the claw magnetic poles 1111a and 1112a on the left side of FIG. 20, and the magnet used in the above embodiment is provided between the claw magnetic poles 1111b and 1112b of the other rotor (right side in FIG. 20). Similarly, a permanent magnet 1130b obtained by binding a powder made of a rare earth magnet material with a binder having a good wettability, preferably with a binder of SiO 2 , is fixed.

第5実施例によれば、一方の回転子は焼結型の永久磁石を用いているので、永久磁石体積当たりの磁束量は大きく高い出力を得ることができる。すなわち第5実施例では上記実施例に比較してより出力密度の高い回転電機のシステムを得る事ができる。   According to the fifth embodiment, since one rotor uses a sintered permanent magnet, the amount of magnetic flux per permanent magnet volume is large and a high output can be obtained. That is, in the fifth embodiment, it is possible to obtain a rotating electrical machine system having a higher output density than the above embodiment.

[第6実施例]
さらに上記の実施例の変形例として車両システム、特に自動車において、ランデル型鉄心の爪磁極間に永久磁石を備えた回転子を有する発電機、または、電動機等の回転電機を複数有する場合、そのうちの少なくとも一台の回転電機には、永久磁石として希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 の前駆体を結着剤とする、上述の磁石を用い、その他の回転電機には、永久磁石として焼結磁石を用いることが考えられる。
[Sixth embodiment]
Further, as a modified example of the above embodiment, in a vehicle system, particularly an automobile, when a generator having a rotor with permanent magnets between claw magnetic poles of a Landell type iron core or a plurality of rotating electric machines such as electric motors, At least one rotating electric machine uses the above-mentioned magnet having a binder of a rare earth magnet material and a precursor having excellent wettability as a permanent magnet, preferably a precursor of SiO 2 , and the other It is conceivable to use a sintered magnet as a permanent magnet in a rotating electrical machine.

このような第6実施例では、永久磁石として焼結磁石を用いているので、希土類磁石材料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、好ましくはSiO2 の前駆体を結着剤とする、上述の磁石を使用した回転電機を単独で使用した実施例より出力密度の高い回転電機のシステムを得る事ができる。 In the sixth embodiment, a sintered magnet is used as a permanent magnet, and therefore a binder of a precursor having excellent wettability with a rare earth magnet material, preferably a precursor of SiO 2 is used as a binder. Thus, it is possible to obtain a rotating electrical machine system having a higher output density than the embodiment in which the rotating electrical machine using the above-described magnet is used alone.

以上、本発明の各実施例について説明したが、これらの実施例を用いることにより以下に示すような作用効果が得られる。これらの効果は上記実施形態でそれぞれ説明したものが多いが、再度説明する。   While the embodiments of the present invention have been described above, the following effects can be obtained by using these embodiments. Many of these effects have been described in the above embodiment, but will be described again.

本発明の各実施例によれば、回転電機に設けられている永久磁石を次のようにして製造する。まず磁性材料を圧縮成型し、この圧縮成型した磁性材料にこの材料と濡れ性が優れた結着剤の前駆体を含浸し、結着剤にて磁性材料を結着した磁石を得る。回転電機にこのような磁石を使用することで、エポキシ樹脂を結着剤として使用した磁石を使用する回転電機より、より高性能の回転電機を得ることができる。このように、磁石粉末にエポキシなどの絶縁材を混入させずに圧縮することで、成形磁石の磁石重量比を高めることができる。よって、高エネルギー密度の磁石を得ることができ、モータの高出力化を図ることができる。尚、永久磁石の製造には、結着剤で磁性材料を結着する工程の他に、さらに磁化する工程が必要である。この磁化する工程は、結着剤で磁性材料を結着した磁石材の形成体(磁石と記載する)を回転電機の部品に組み込んだ後で行っても良い。むしろ磁化しない状態で回転電機の回転子などの部品に固定し、その後磁化する方法が回転電機を製造し易い場合が多い。上記磁石は上記磁化の工程で磁化されることにより、永久磁石としての作用をなす。   According to each embodiment of the present invention, the permanent magnet provided in the rotating electrical machine is manufactured as follows. First, the magnetic material is compression-molded, and the compression-molded magnetic material is impregnated with this material and a binder precursor having excellent wettability to obtain a magnet in which the magnetic material is bound with the binder. By using such a magnet for a rotating electrical machine, a rotating electrical machine with higher performance can be obtained than a rotating electrical machine using a magnet using an epoxy resin as a binder. Thus, the magnet weight ratio of the formed magnet can be increased by compressing the magnet powder without mixing an insulating material such as epoxy. Therefore, a magnet with a high energy density can be obtained, and the output of the motor can be increased. In addition, in the manufacture of the permanent magnet, in addition to the step of binding the magnetic material with the binder, a step of further magnetizing is necessary. This magnetizing step may be performed after a magnet material formed by binding a magnetic material with a binder (described as a magnet) is incorporated into a rotating electrical machine part. Rather, it is often easy to manufacture a rotating electrical machine by fixing it to a component such as a rotor of a rotating electrical machine without being magnetized and then magnetizing it. The magnet functions as a permanent magnet by being magnetized in the magnetizing step.

また、本発明の各実施例によれば、その前駆体が磁石材料と濡れ性が良好な結着剤で、磁石材料を結着した永久磁石を、永久磁石回転電機に使用したことである。本発明においては磁石材料と濡れ性が良好な結着剤を使用することで磁石における磁性材料の割合を多くでき、エポキシ樹脂を結着剤として使用した場合に比べ磁石の磁気エネルギーの低下を低減でき、良好な特性を維持できる。   Further, according to each embodiment of the present invention, the precursor is a binder having good wettability with the magnet material, and the permanent magnet bound with the magnet material is used for the permanent magnet rotating electric machine. In the present invention, a magnetic material and a binder with good wettability can be used to increase the proportion of the magnetic material in the magnet, reducing the decrease in magnetic energy of the magnet compared to the case where an epoxy resin is used as the binder. And good characteristics can be maintained.

また、本発明の各実施例によれば、上記磁石は、各々の磁石材料が結着剤でコーティングされており、結果、各々の部分の磁石が絶縁されることになるので、バルクの磁石として電気抵抗率が高く、渦電流損が小さくなる特長がある。この結果、高効率で、高速回転に対応可能なモータにすることができる。具体的には、磁石粉末に濡れ性の良い結着剤としてSiO2 を薄く含浸させており、SiO2 が絶縁物なので、各磁石粉末が薄い絶縁コーティングを施した状態になる。この結果、磁石の電気抵抗率が大きくなり、渦電流が流れにくくなる。 In addition, according to each embodiment of the present invention, each magnet material is coated with a binder, and as a result, each portion of the magnet is insulated. Features include high electrical resistivity and low eddy current loss. As a result, the motor can be made highly efficient and capable of handling high-speed rotation. Specifically, SiO 2 is thinly impregnated as a binder with good wettability into the magnet powder, and since SiO 2 is an insulating material, each magnet powder is in a state of having a thin insulating coating. As a result, the electrical resistivity of the magnet is increased and eddy current is less likely to flow.

また、本発明の各実施例によれば、磁石材として磁気特性の優れた希土類磁石材を使用することで、磁気特性に優れた磁石を製造でき、特性が良好な回転電機を得ることができる。前駆体が希土類磁石材料と濡れ性が良好な結着剤として例えばSiO2 を使用することができ、SiO2 で希土類磁石材を結着することで磁気特性の低下を抑えた永久磁石を製造することができ、この磁石を回転子に使用することで特性の良好な回転電機を得ることができる。 In addition, according to each embodiment of the present invention, by using a rare earth magnet material having excellent magnetic properties as a magnet material, a magnet having excellent magnetic properties can be manufactured, and a rotating electrical machine having good properties can be obtained. . For example, SiO 2 can be used as a binder that has good wettability with a rare earth magnet material as a precursor, and a rare magnet material is bound with SiO 2 to produce a permanent magnet that suppresses deterioration of magnetic properties. It is possible to obtain a rotating electrical machine with good characteristics by using this magnet for a rotor.

また、本発明の各実施例によれば、永久磁石を比較的低い温度で製造できるため、磁石材のプレス成型による形状・寸法を高い精度で維持した状態で磁石材の結着を行うことができる。結果として高い精度で磁石を生産することが容易と成る。このため結着剤により固められた後の磁石は成形処理が焼結磁石に比べ非常に簡単であり、磁石の最終形状がわずかな切削加工で得られることが多く、場合によっては切削作業無しで磁石を完成することが可能となる。また、複雑な形状の磁石も熱収縮がほとんどないので、型の精度で磁石の寸法精度を実現することができ、寸法精度の高い磁石を利用した回転ムラの無い高精度な回転電機を得ることができる。これにより、従来の焼結磁石で出来なかった曲線形状を有する得に複雑で連続的な3次元形状をした磁石を用いて回転子を構成できる。このため、より特性の優れた回転電機を製造することが可能となる。   Further, according to each embodiment of the present invention, since the permanent magnet can be manufactured at a relatively low temperature, the magnet material can be bound in a state in which the shape and dimensions of the magnet material by press molding are maintained with high accuracy. it can. As a result, it becomes easy to produce magnets with high accuracy. For this reason, the magnet after being hardened with a binder is much easier to form than a sintered magnet, and the final shape of the magnet is often obtained with a slight amount of cutting work. The magnet can be completed. In addition, since the magnets with complicated shapes have almost no heat shrinkage, it is possible to achieve the dimensional accuracy of the magnet with the accuracy of the mold, and to obtain a high-precision rotating electric machine without uneven rotation using a magnet with high dimensional accuracy. Can do. Thereby, a rotor can be comprised using the magnet which had the curved shape which was not made with the conventional sintered magnet, and the complicated and continuous three-dimensional shape. For this reason, it becomes possible to manufacture the rotary electric machine with more excellent characteristics.

また、本発明の各実施例によれば、永久磁石の加工性が良く、一部だけ加工することが出来るため、最終形状後に切削加工することが容易であるという特徴がある。このため、回転子を組み立てて着磁した後に、磁極毎のバランスを取るために切削加工をすることができる。このように磁極のエネルギーの強い磁石を切削することにより、回転子磁極のエネルギーのばらつきを抑えることができる。尚、この切削加工は、磁石材料を後加工できる特長を生かしている。従来の焼結磁石では、回転子組立後に加工すると、割れや酸化による腐食の問題が発生し、実際にはできなかった。これにより、トルク脈動を少なくし、制御性の良い回転機を得ることが可能になる。   Moreover, according to each Example of this invention, since the workability of a permanent magnet is good and only a part can be processed, there exists the characteristic that it is easy to cut after a final shape. For this reason, after assembling and magnetizing the rotor, cutting can be performed to balance each magnetic pole. By cutting a magnet having a strong magnetic pole energy in this way, variations in the energy of the rotor magnetic pole can be suppressed. This cutting process makes use of the feature that the magnet material can be post-processed. In conventional sintered magnets, when processed after the assembly of the rotor, problems of cracking and corrosion due to oxidation occurred, and this could not be done in practice. Thereby, torque pulsation can be reduced and a rotating machine with good controllability can be obtained.

次に、上記各実施例に適用可能な永久磁石に関する他の実施形態を以下に列挙する。   Next, other embodiments relating to permanent magnets applicable to each of the above examples will be listed below.

上記実施例の永久磁石は加工性がよいため、最終形状後に切削加工することが容易であるといった特徴がある。このため、永久磁石を回転子の爪磁極間に装着した後に、永久磁石のバランスを取るために切削加工をすることができる。このように磁束エネルギーの強い永久磁石を切削することにより、各永久磁石のエネルギーのばらつきを抑え、それに起因するコギングトルクを小さくすることができる。尚、この切削加工は、磁石材料を後加工できる特長を生かしている。従来の焼結磁石では、回転子に装着した後に加工すると、割れや酸化による腐食の問題が発生し、実際にはできなかった。これにより、トルク脈動を少なくし、制御性の良い回転機を得ることが可能になる。   Since the permanent magnet of the above embodiment has good workability, it has a feature that it can be easily cut after the final shape. For this reason, after mounting a permanent magnet between claw magnetic poles of a rotor, in order to balance a permanent magnet, it can cut. By cutting the permanent magnet having a strong magnetic flux energy in this way, it is possible to suppress variations in the energy of each permanent magnet and to reduce the cogging torque resulting therefrom. This cutting process makes use of the feature that the magnet material can be post-processed. With conventional sintered magnets, if they were processed after being mounted on a rotor, problems of corrosion due to cracking and oxidation occurred, which could not be actually achieved. Thereby, torque pulsation can be reduced and a rotating machine with good controllability can be obtained.

また、上記実施例の永久磁石は、磁性粉体を結着剤にて結着しているが、回転電機に使用する場合、場所に応じて磁性粉体の粒子の大きさを変えてもよい。ここで、磁性粉体の粒子の大きさが大きい方が磁気特性が優ているので、例えば、減磁の厳しい永久磁石の角部や、表面部に大きな磁性粉体を集めると信頼性を向上することができる。尚、このように、場所によって磁性粉体の粒子の大きさを変更するといった技術は、結着剤がSiO2である必用はなく、従来のボンド磁石にも適用することができる。また、磁性粉体の粒子の大きさを変更するのに、一度に圧縮成形する必要はなく、例えば、粒子の大きさが異なる磁石を夫々別々に成形し、最終的にこれらの磁石を一体化しても構わない。 Moreover, although the permanent magnet of the said Example bind | concludes magnetic powder with a binder, when using it for a rotary electric machine, you may change the magnitude | size of the particle | grains of magnetic powder according to a place. . Here, the larger the magnetic powder particle size, the better the magnetic properties. For example, collecting large magnetic powder at the corners and surface of permanent magnets with severe demagnetization improves reliability. can do. In this way, the technique of changing the size of the magnetic powder particles depending on the location does not necessarily require the binder to be SiO 2 and can be applied to a conventional bonded magnet. In addition, it is not necessary to perform compression molding at once to change the size of magnetic powder particles. For example, magnets having different particle sizes are separately molded, and finally these magnets are integrated. It doesn't matter.

更に、固定子に対向する側に高保磁力の磁性粉体を配置し、固定子から離れる側に高残留磁束密度の磁性粉体を配置することも考えられる。このように永久磁石を構成することにより、高残留磁束密度の磁性粉体は、高保磁力の磁性粉体よりも希土類含有量が少なく、全体を高保磁力の磁性粉体で成形するよりも磁束密度が高く、高トルク化及び低コスト化が図れる。特に異なる磁性粉体を層状に配置するとよい。尚、この永久磁石の成形方法としては、同一型内で夫々の磁性粉体を層状に別々もしくは同時に圧縮成形した後、
SiO2の前駆体を含浸させることが考えられる。
Furthermore, it is conceivable to arrange a magnetic powder having a high coercive force on the side facing the stator and a magnetic powder having a high residual magnetic flux density on the side away from the stator. By configuring the permanent magnet in this way, the magnetic powder with a high residual magnetic flux density has less rare earth content than the magnetic powder with a high coercivity, and the magnetic flux density is higher than that formed with a magnetic powder with a high coercivity. Therefore, high torque and low cost can be achieved. In particular, different magnetic powders may be arranged in layers. In addition, as a molding method of this permanent magnet, after each magnetic powder is separately or simultaneously compression molded in the same mold,
It is conceivable to impregnate a precursor of SiO 2 .

また、上記実施例の永久磁石を用いれば、1つの永久磁石の中に異方性と等方性の両方を備えた永久磁石を製造することが可能となる。回転電機に用いる場合には、爪磁極に近い側を異方性とし、その間を等方性とした方がよく、このように構成すれば、着磁を良好に行うことができる。尚、場所によって異方性と等方性を有するといった技術は、結着剤がSiO2 である必用はなく、従来のボンド磁石にも適用することができる。 Moreover, if the permanent magnet of the said Example is used, it will become possible to manufacture the permanent magnet provided with both the anisotropy and isotropic property in one permanent magnet. When used in a rotating electrical machine, it is better to make the side close to the claw magnetic poles anisotropic and to make it isotropic, and with this configuration, magnetization can be performed satisfactorily. Note that the technique of having anisotropy and isotropic properties depending on the location does not necessarily require the binder to be SiO 2 , and can be applied to a conventional bonded magnet.

また、一般的な磁性粉体は扁平した板状を呈しているが、上記実施例の永久磁石は、結着剤を含浸する前に圧縮成形することから、図11に示したように磁性粉体の扁平する方向がほぼ同一方向を向くようになる。ここで回転電機に用いた場合には、扁平した面が固定子側に向くように構成すれば、扁平していない側の面が固定子側に向くより、優れた磁気特性を得ることができる。また、磁性粉体の扁平した面の方向を着磁する方向と一致させることで着磁も良好に行うことができる。更に扁平した面の方向から圧縮される方が扁平していない面の方向から圧縮されるよりも強い強度を有しているので、応力が作用する方向に扁平した面が向くように構成するとよい。例えば、遠心力の作用する方向に扁平した面が向くように構成することが考えられる。   Further, the general magnetic powder has a flat plate shape, but the permanent magnet of the above embodiment is compression-molded before impregnating the binder, so that the magnetic powder as shown in FIG. The direction in which the body is flattened is almost in the same direction. Here, when used in a rotating electrical machine, if the flat surface is directed to the stator side, superior magnetic characteristics can be obtained than the non-flat surface is directed to the stator side. . Also, magnetization can be performed well by matching the direction of the flat surface of the magnetic powder with the direction of magnetization. Further, since the direction compressed from the direction of the flat surface has a stronger strength than the direction compressed from the direction of the non-flat surface, it may be configured so that the flat surface faces in the direction in which the stress acts. . For example, it may be configured such that a flat surface faces in the direction in which the centrifugal force acts.

また、上記第1実施例においては、同等の回転電機として説明したが、第1の回転電機を低速高トルク型の回転電機とし、第2の回転電機を高速低トルク型の回転電機に構成して、第1の回転電機は、主に駆動することをメインに行い、第2の回転電機は、主に発電することをメインに行うようにしてもよい。このとき、第1の回転電機は、小型で高トルクの特性が要求されることから回転子の磁極として磁束密度の高い焼結磁石を用いるとよい。これに対して、第2の回転電機は、トルクはあまり必要ないが、高速回転時に連れ回る際の鉄損を低減することが望まれている。ここで第2の回転電機における回転子の磁極として磁束密度の高い焼結磁石を用いた場合、高速回転時に連れ回されると、鉄損は、永久磁石の磁束密度の2乗に比例して大きくなるため、あまり有効ではない。そこで第2の回転電機における回転子の磁極として上記実施例で用いたような、磁性粉体をSiO系の材料で結着して構成した永久磁石を用い、リラクタンストルクの利用率を第1の回転電機より大きくすることにより車両の総合効率を向上させることができる。   Further, in the first embodiment, the description has been made as an equivalent rotating electric machine. However, the first rotating electric machine is a low-speed and high-torque rotating electric machine, and the second rotating electric machine is a high-speed and low-torque rotating electric machine. Thus, the first rotating electrical machine may mainly be driven mainly, and the second rotating electrical machine may be mainly performed to generate power. At this time, since the first rotating electrical machine is small and requires high torque characteristics, a sintered magnet having a high magnetic flux density may be used as the magnetic pole of the rotor. On the other hand, the second rotating electrical machine does not require much torque, but it is desired to reduce the iron loss when the second rotating electrical machine is rotated at high speed. Here, when a sintered magnet having a high magnetic flux density is used as the magnetic pole of the rotor in the second rotating electrical machine, the iron loss is proportional to the square of the magnetic flux density of the permanent magnet when rotated at high speed. Because it grows, it is not very effective. Therefore, a permanent magnet formed by binding magnetic powder with a SiO-based material as used in the above embodiment as the magnetic pole of the rotor in the second rotating electrical machine is used, and the utilization rate of the reluctance torque is set to the first. By making it larger than the rotating electric machine, the overall efficiency of the vehicle can be improved.

また、上記実施例において、SiO2を磁性粉体の結着剤として用いたが、SiO2を絶縁体として用いることも考えられる。具体的には、固定子鉄心に用いられる積層鋼板の夫々の鋼板間にSiO2 を介在させてもよい。この場合、積層鋼板の一枚一枚に接着剤を塗布して一体化させる必要がなく、積層鋼板を積層させた状態でSiO2 の前駆体に漬けることで粘度の低いSiO2 の前駆体は、鋼板間に入り込み各鋼板同士を結着させることができる。 In the above embodiment, SiO 2 is used as a binder for the magnetic powder, but it is also conceivable to use SiO 2 as an insulator. Specifically, SiO 2 may be interposed between the steel plates of the laminated steel plate used for the stator core. In this case, it is not necessary to apply an adhesive to each of the laminated steel sheets to integrate them, and the low viscosity SiO 2 precursor can be immersed in the SiO 2 precursor in a state where the laminated steel sheets are laminated. The steel sheets can be brought into contact with each other and bonded together.

また、SiO2の前駆体を別の用途で使用する方法として、コイルにSiO2の前駆体を塗布することでコイルの表面に絶縁層を形成することが考えられる。SiO2 の前駆体は粘度が低いため、束になって巻回されているコイルの夫々に絶縁層を形成することも可能である。このようにSiO2 の前駆体を塗布することでどんなに狭い箇所でも絶縁機能を有した高硬度の表面処理を施すことができる。 Further, as a method of using the SiO 2 precursor in another application, it is conceivable to form an insulating layer on the surface of the coil by applying the SiO 2 precursor to the coil. Since the precursor of SiO 2 has a low viscosity, it is possible to form an insulating layer on each of the coils wound in a bundle. Thus, by applying the precursor of SiO 2 , it is possible to perform a surface treatment with a high hardness having an insulating function in any narrow area.

次に、上記の各実施形態から把握し得る特徴について再び以下に作用効果と共に記載する。これらの特徴の中には上述の説明以外のものも含まれているし、重複しているものも含まれているが、上述の特徴の説明に加え、再度記載する。   Next, the characteristics that can be grasped from each of the above-described embodiments will be described below together with the effects. These features include those other than those described above and those that overlap, but will be described again in addition to the descriptions of the features described above.

(1)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、周方向に複数の永久磁石を有しており、該永久磁石のうち少なくとも1つには切削痕が形成されていることを特徴とする回転電機。もしくは、固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機における、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、周方向に複数の永久磁石を有している回転電機の製造方法において、複数の前記永久磁石のアンバランスを調節するために、前記永久磁石を切削していることを特徴とする回転電機の製造方法。このように磁束エネルギーの強い永久磁石を切削することにより、各永久磁石のエネルギーのばらつきを抑え、それに起因するコギングトルクを小さくすることができる。   (1) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, and the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a plurality of permanent magnets in the circumferential direction, and at least one of the permanent magnets has a cutting mark formed thereon. A rotating electric machine that is characterized. Alternatively, in the rotating electrical machine in which the rotor rotates relative to the stator, the stator includes a stator core having a plurality of slots in the circumferential direction, and a stator wound around the slots of the stator core. A rotor winding, and the rotor in the manufacturing method of a rotating electrical machine having a plurality of permanent magnets in the circumferential direction, the permanent magnet is used to adjust the imbalance of the plurality of permanent magnets. The manufacturing method of the rotary electric machine characterized by cutting a magnet. By cutting the permanent magnet having a strong magnetic flux energy in this way, it is possible to suppress variations in the energy of each permanent magnet and to reduce the cogging torque resulting therefrom.

(2)(1)に記載の回転電機であって、前記永久磁石を切削した後、切削部に防腐対策を施したことを特徴とする回転電機。このように構成することにより、切削箇所の防腐を防止することができる。   (2) The rotating electrical machine according to (1), wherein after the permanent magnet is cut, anticorrosive measures are applied to the cut portion. By comprising in this way, preserving of a cutting location can be prevented.

(3)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、磁性粉体を結着して構成され、該磁性粉体の粒子の大きさは位置によって異なっていることを特徴とする回転電機。このように構成することにより、用途に応じて優れた磁気特性が必用な箇所に粒子の大きな磁性粉体を用いることが可能となる。   (3) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet is formed by binding magnetic powder, and the size of the particles of the magnetic powder. A rotating electric machine characterized in that the height varies depending on the position. By configuring in this way, it is possible to use a magnetic powder having large particles at a location where excellent magnetic properties are required depending on the application.

(4)(3)に記載の回転電機であって、前記永久磁石は、角部を有する形状に成形されており、該角部における前記磁性粉体の粒子が他の部位に比べて大きいことを特徴とする回転電機。このように構成することにより、減磁の厳しい角部の磁気特性を改善することが可能となる。   (4) The rotating electrical machine according to (3), wherein the permanent magnet is formed in a shape having a corner, and the particles of the magnetic powder in the corner are larger than other portions. Rotating electric machine. By configuring in this way, it is possible to improve the magnetic characteristics of the corners where demagnetization is severe.

(5)(3)に記載の回転電機であって、前記永久磁石は、前記固定子と対向する表面側における前記磁性粉体の粒子が他の部位に比べて大きいことを特徴とする回転電機。このように構成することにより、磁気特性や信頼性を向上させることができる。   (5) The rotating electrical machine according to (3), wherein the permanent magnet has a larger particle size of the magnetic powder on the surface side facing the stator than other portions. . With this configuration, the magnetic characteristics and reliability can be improved.

(6)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、場所によって種類の異なる磁性粉体を結着して構成されていることを特徴とする回転電機。このように永久磁石の特性を場所によって異ならせることができるので、望まれる特性に合った永久磁石とすることが可能となる。   (6) A rotating electrical machine in which a rotor relatively rotates with respect to a stator, and the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet is formed by binding different kinds of magnetic powder depending on the location. A rotating electric machine that is characterized. As described above, since the characteristics of the permanent magnet can be varied depending on the location, it is possible to make the permanent magnet suitable for the desired characteristics.

(7)(6)に記載の回転電機であって、前記永久磁石は、種類の異なる磁性粉体を層状に配置した状態で結着したことを特徴とする回転電機。磁性粉体は扁平形状となっているため、種類の異なる磁性粉体を層状に構成することで異なる磁性粉体を明確に分けることができ、製造も容易となる。   (7) The rotating electrical machine according to (6), wherein the permanent magnet is bound in a state in which different types of magnetic powders are arranged in layers. Since the magnetic powder has a flat shape, different types of magnetic powder can be clearly separated by forming different types of magnetic powder in layers, and manufacturing is facilitated.

(8)(6)に記載の回転電機であって、前記永久磁石は、前記固定子鉄心に対向する側に高保磁力の磁性粉体を配置し、前記固定子鉄心から離れる側に高残留磁束密度の磁性粉体を配置していることを特徴とする回転電機。このように構成することにより、高残留磁束密度の磁性粉体は、高保磁力の磁性粉体よりも希土類含有量が少なく、全体を高保磁力の磁性粉体で成形するよりも磁束密度が高く、高トルク化及び低コスト化が図れる。   (8) The rotating electrical machine according to (6), wherein the permanent magnet has a high coercive force magnetic powder disposed on a side facing the stator core and a high residual magnetic flux on a side away from the stator core. A rotating electric machine characterized by arranging magnetic powder having a high density. By configuring in this way, the magnetic powder with a high residual magnetic flux density has less rare earth content than the magnetic powder with a high coercive force, and the magnetic flux density is higher than when the whole is formed with a magnetic powder with a high coercive force, High torque and low cost can be achieved.

(9)(6)に記載の回転電機の製造方法であって、前記永久磁石は、同一型内で夫々の磁性粉体を層状に別々もしくは同時に圧縮成形した後、SiO2 の前駆体を含浸させて成形されることを特徴とする回転電機の製造方法。このように構成することにより、場所によって特性の異なる永久磁石を容易に製造することが可能となる。 (9) The method for manufacturing a rotating electrical machine according to (6), wherein the permanent magnet is impregnated with a precursor of SiO 2 after compression-molding each magnetic powder separately or simultaneously in the same mold. A method of manufacturing a rotating electrical machine, characterized in that the rotating electrical machine is molded. By comprising in this way, it becomes possible to manufacture easily the permanent magnet from which a characteristic changes with places.

(10)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、異方性の場所と等方性の場所を両方有していることを特徴とする回転電機。このように永久磁石を場所によって等方性としたり、異方性としたりすることができるので、望まれる特性に合った永久磁石とすることが可能となる。   (10) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet has both an anisotropic location and an isotropic location. A rotating electric machine that is characterized. In this way, the permanent magnet can be made isotropic or anisotropic depending on the location, so that it is possible to make the permanent magnet suitable for the desired characteristics.

(11)(10)に記載の回転電機であって、周方向両側を異方性とし、その間を等方性としたことを特徴とする永久磁石式回転電機。このように構成することにより着磁を良好に行うことができる。   (11) A rotating electric machine according to (10), wherein both sides in the circumferential direction are anisotropic and isotropic between them. By comprising in this way, magnetization can be performed favorably.

(12)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、扁平した磁性粉体を結着して構成され、夫々の該磁性粉体は、扁平した面の方向がほぼ前記固定子鉄心側に向いていることを特徴とする回転電機。このように構成すると、扁平していない側の面が固定子側に向くより、優れた磁気特性を得ることができる。   (12) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet is formed by binding flat magnetic powders, and each of the magnetic powders. The rotating electric machine is characterized in that the direction of the flat surface is substantially directed to the stator core side. If comprised in this way, the outstanding magnetic characteristic can be acquired rather than the surface of the side which is not flat turned to a stator side.

(13)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、扁平した磁性粉体を結着して構成され、該磁性粉体は、扁平した面の方向が着磁する方向とほぼ一致していることを特徴とする回転電機。このように構成することにより、着磁を良好に行うことができる。   (13) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet is formed by binding flat magnetic powder, and the magnetic powder is: A rotating electrical machine characterized in that the direction of a flat surface substantially coincides with the direction of magnetization. By comprising in this way, magnetization can be performed favorably.

(14)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、永久磁石を有しており、該永久磁石は、扁平した磁性粉体を結着して構成され、該磁性粉体は、扁平した面の方向が応力の作用する方向とほぼ一致していることを特徴とする回転電機。このように構成することにより、応力に対する永久磁石の耐久性を向上させることができる。   (14) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, the stator being wound in a slot of a stator core having a plurality of slots in the circumferential direction and the stator core. The rotor has a permanent magnet, and the permanent magnet is formed by binding flat magnetic powder, and the magnetic powder is: A rotating electrical machine characterized in that a direction of a flat surface substantially coincides with a direction in which stress acts. By comprising in this way, durability of the permanent magnet with respect to stress can be improved.

(15)(14)に記載の回転電機であって、前記磁性粉体の扁平した面の方向は、遠心力が作用する方向とほぼ同一方向を向いていることを特徴とする回転電機。このように構成することにより、回転子が回転する際に作用する遠心力に対する永久磁石の耐久性を向上させることができる。   (15) The rotating electrical machine according to (14), wherein the direction of the flat surface of the magnetic powder is substantially the same as the direction in which the centrifugal force acts. By comprising in this way, durability of the permanent magnet with respect to the centrifugal force which acts when a rotor rotates can be improved.

(16)エンジンと回転電機により駆動されるハイブリット車両であって、前記回転電機は、主に車両の駆動を行う第1の回転電機と、該第1の回転電機よりも高速で回転することが可能で、かつ、前記第1の回転電機よりも最大トルクが小さい、主に発電を行う第2の回転電機を有し、前記第1の回転電機は、磁極として焼結磁石を用いており、前記第2の回転電機は、磁極として磁性粉体をSiO系の材料にて結着した永久磁石を用い、更に前記第1の回転電機よりも多くのリラクタンストルクが得られるように構成されていることを特徴とするハイブリット車両。尚、前記第1の回転電機は、リラクタンストルクが得られなくても構わない。このように構成することにより、第1の回転電機は、小型で高トルクを得ることができ、第2の回転電機は、高速回転の時に連れ回された場合の鉄損を少なくできるので車両の総合効率を向上させることができる。   (16) A hybrid vehicle driven by an engine and a rotating electrical machine, wherein the rotating electrical machine can rotate at a higher speed than the first rotating electrical machine that mainly drives the vehicle and the first rotating electrical machine. A second rotating electrical machine that is capable of generating electric power and has a maximum torque smaller than that of the first rotating electrical machine. The first rotating electrical machine uses a sintered magnet as a magnetic pole, The second rotating electrical machine uses a permanent magnet in which magnetic powder is bound with a SiO-based material as a magnetic pole, and is configured to obtain more reluctance torque than the first rotating electrical machine. A hybrid vehicle characterized by that. Note that the first rotating electrical machine may not obtain reluctance torque. By configuring in this way, the first rotating electrical machine is small and can obtain a high torque, and the second rotating electrical machine can reduce the iron loss when it is rotated at the time of high speed rotation. Overall efficiency can be improved.

(17)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、鋼板を積層して構成された周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記固定子鉄心における夫々の前記鋼板の間にSiO2 を介在させたことを特徴とする回転電機。積層された鋼板をSiO2の前駆体に漬けることで粘度の低いSiO2の前駆体は、鋼板間に入り込み各鋼板同士を結着させることができる。 (17) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator includes a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction formed by stacking steel plates, and the stator. A rotating electrical machine comprising a stator winding wound in the slot of an iron core, wherein SiO 2 is interposed between the steel plates in the stator core. By immersing the laminated steel sheets in the SiO 2 precursor, the low viscosity SiO 2 precursor can enter between the steel sheets and bind the steel sheets together.

(18)固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、前記回転子は、周方向に異なった磁極を有しており、前記固定子巻線の表面にはSiO2の層が形成されていることを特徴とする回転電機。SiO2の前駆体は粘度が低いため、束になって巻回されているコイルの夫々に絶縁層を形成することも可能である。このようにSiO2の前駆体を塗布することでどんなに狭い箇所でも絶縁機能を有した高硬度の表面処理を施すことができる。 (18) A rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator, wherein the stator is wound around a stator core having a plurality of slots in a circumferential direction and the slots of the stator core. The rotor has different magnetic poles in the circumferential direction, and a SiO 2 layer is formed on the surface of the stator winding. A rotating electric machine that is characterized. Since the precursor of SiO 2 has a low viscosity, it is possible to form an insulating layer on each of the coils wound in a bundle. Thus, by applying the precursor of SiO 2 , it is possible to perform a surface treatment with a high hardness having an insulating function in any narrow area.

本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows the structure of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 界磁巻線型同期電動機と界磁巻線を有しない永久磁石式同期電動機の出力特性図。The output characteristic figure of a permanent magnet type synchronous motor which does not have a field winding type synchronous motor and a field winding. 大容量バッテリーを搭載しない交流電動機を用いた電動四輪駆動車のエネルギーフロー図。Energy flow diagram of an electric four-wheel drive vehicle using an AC motor without a large-capacity battery. 本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows the structure of the control apparatus of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の発電機制御部の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the generator control part of the control apparatus of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置の電動機制御部の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the electric motor control part of the control apparatus of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 発電機の発電特性を示す特性図。The characteristic view which shows the electric power generation characteristic of a generator. 本発明の第1実施例による電動四輪駆動車の制御装置による制御動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the control action by the control apparatus of the electric four-wheel drive vehicle by 1st Example of this invention. 本発明の電動四輪駆動車に用いる第1の界磁巻線を有する永久磁石電動機の全体構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the whole structure of the permanent magnet motor which has the 1st field winding used for the electric four-wheel drive vehicle of this invention. 磁石組体の製造工程を説明する図。The figure explaining the manufacturing process of a magnet assembly. 磁石組体の製造工程における他の実施の形態。Another embodiment in the manufacturing process of a magnet assembly. 磁石組体の製造工程における他の実施の形態。Another embodiment in the manufacturing process of a magnet assembly. 製造された磁石の断面図。Sectional drawing of the manufactured magnet. 磁石の実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result of a magnet. 本発明の第2実施例としての発電機機の断面図。Sectional drawing of the generator as 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例を示す爪磁極型回転子の分解斜視図。The disassembled perspective view of the claw magnetic pole type | mold rotor which shows 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例を示す爪磁極型回転子の分解斜視図。The disassembled perspective view of the claw pole type | mold rotor which shows 4th Example of this invention. 第4実施例の爪磁極先端部の拡大図。The enlarged view of the claw magnetic pole front-end | tip part of 4th Example. 本発明の第5実施例における回転子の斜視図。The perspective view of the rotor in 5th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1014 発電機
1016 インバータ
1040 12Vバッテリ用発電機
1100 同期電動機
1103 固定子
1104,1104a,1104b 固定子鉄心
1106 固定子巻線
1110 回転子
1111a,1111b,1112a,1112b 爪磁極
1113a,1113b 界磁巻線
1130a,1130b 永久磁石
1210 発電制御部
1220 モータ制御部
2500 車両用交流発電機
1014 Generator 1016 Inverter 1040 12V battery generator 1100 Synchronous motor 1103 Stator 1104, 1104a, 1104b Stator core 1106 Stator winding 1110 Rotor 1111a, 1111b, 1112a, 1112b Claw magnetic pole 1113a, 1113b Field winding 1130a , 1130b Permanent magnet 1210 Power generation control unit 1220 Motor control unit 2500 AC generator for vehicle

Claims (20)

固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機であって、
前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心と、該固定子鉄心の前記スロット内に巻装される固定子巻線とから構成されており、
前記回転子は、外部から励磁される界磁巻線と、該界磁巻線の励磁によって異なる極性の磁界が夫々に生じる少なくとも一対の爪磁極とを有し、
前記爪極間に配置された永久磁石を備えており、
該永久磁石は、磁性粉体をSiO系の材料により結着して成形されていることを特徴とする回転電機。
A rotating electrical machine in which the rotor rotates relative to the stator,
The stator is composed of a stator core having a plurality of slots in the circumferential direction, and a stator winding wound in the slot of the stator core.
The rotor has a field winding excited from the outside and at least a pair of claw magnetic poles each generating a magnetic field having a different polarity by excitation of the field winding,
A permanent magnet disposed between the nail poles,
The permanent magnet is formed by binding magnetic powder with a SiO-based material.
請求項1に記載の回転電機において、
前記永久磁石の極性は、前記界磁巻線の励磁により前記爪磁極の極性が決定される面の極性と同極となる極性に着磁されていることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the polarity of the permanent magnet is magnetized to the same polarity as the polarity of the surface on which the polarity of the claw magnetic pole is determined by excitation of the field winding.
請求項1に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、夫々の前記爪磁極の内周側に延びる薄肉部分を有していることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet has a thin portion extending toward an inner peripheral side of each of the claw magnetic poles.
請求項1に記載の回転電機において、
前記爪磁極は、複数対設けられており、夫々の前記爪磁極間に配置された永久磁石は、一体化されていることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
A plurality of pairs of claw magnetic poles are provided, and a permanent magnet disposed between the claw magnetic poles is integrated.
請求項4に記載の回転電機において、
夫々の前記爪磁極間に配置された永久磁石は、リング状となっていることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 4,
A rotating electric machine characterized in that a permanent magnet disposed between each of the claw magnetic poles has a ring shape.
請求項5に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、前記爪磁極の内周に沿った形状となっていることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 5,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet has a shape along an inner periphery of the claw magnetic pole.
請求項1に記載の回転電機において、
前記永久磁石は、曲面を有していることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electric machine characterized in that the permanent magnet has a curved surface.
請求項7に記載の回転電機において、
前記永久磁石の曲面部分は、前記回転子の回転方向に湾曲していることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 7,
The rotating electric machine characterized in that a curved surface portion of the permanent magnet is curved in a rotation direction of the rotor.
請求項1に記載の回転電機において、
前記回転子は、軸方向に複数の爪磁極対を連ねており、
複数の爪磁極対のうち、少なくとも1つの前記爪磁極間には、焼結磁石が配置されていることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor has a plurality of claw pole pairs in the axial direction,
A rotating electrical machine, wherein a sintered magnet is disposed between at least one of the plurality of claw magnetic pole pairs.
固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機の製造方法であって、
前記固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子鉄心を成形する工程と、該固定子鉄心の前記スロット内に固定子巻線を巻装する工程とによって製造され、
前記回転子は、少なくとも一対の爪磁極を有する複数に分割された回転子鉄心を成形する工程と、該回転子鉄心内に界磁巻線を巻装する工程と、前記爪磁極間に永久磁石を装着する工程と、複数に分割された回転子鉄心を一体化する工程とによって製造され、
更に、前記永久磁石は、磁性粉体を加圧成形する工程と、該加圧成形体に、結着剤の前駆体である溶液を含浸させる工程と、結着剤の前駆体が含浸させた前記加圧成形体を熱処理を施すことで工程とによって製造されることを特徴とする回転電機の製造方法。
A method of manufacturing a rotating electrical machine in which a rotor rotates relative to a stator,
The stator is manufactured by a step of forming a stator core having a plurality of slots in the circumferential direction, and a step of winding a stator winding in the slot of the stator core.
The rotor includes a step of forming a divided rotor core having at least a pair of claw magnetic poles, a step of winding a field winding in the rotor core, and a permanent magnet between the claw magnetic poles. And a process of integrating a rotor core divided into a plurality of parts,
Further, the permanent magnet is formed by press-molding magnetic powder, impregnating the press-molded body with a solution that is a binder precursor, and impregnating the binder precursor with the binder. A method of manufacturing a rotating electrical machine, wherein the press-molded body is manufactured by a heat treatment.
請求項10に記載の回転電機の製造方法において、
前記結着剤溶液は、SiO2 の前駆体であることを特徴とする回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 10,
The method for manufacturing a rotating electrical machine, wherein the binder solution is a precursor of SiO 2 .
請求項11に記載の回転電機の製造方法において、
結着剤溶液は、アルコキシシロキサン,アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物の少なくとも一種と水とを含み、更に必要な場合アルコールと加水分解用触媒から形成されることを特徴とする回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 11,
The binder solution contains at least one of alkoxysiloxane, alkoxysilane, a hydrolysis product thereof, and a dehydration condensate thereof, and water, and is formed from an alcohol and a hydrolysis catalyst if necessary. A method of manufacturing a rotating electrical machine.
請求項10に記載の回転電機の製造方法において、
前記結着剤は、アルコキシ基が含有するものであることを特徴とする回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 10,
The method for manufacturing a rotating electrical machine, wherein the binder contains an alkoxy group.
請求項10に記載の回転電機の製造方法において、
前記磁性粉体には、10μm〜10nm厚の無機絶縁膜が施されていることを特徴とする回転電機を備えた自動車。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 10,
An automobile equipped with a rotating electrical machine, wherein the magnetic powder is provided with an inorganic insulating film having a thickness of 10 μm to 10 nm.
請求項10に記載の回転電機の製造方法において、
前記爪磁極は、複数対設けられており、夫々の前記爪磁極間に配置される永久磁石が一体化されるように前記加工成形体を成形し、該加工成形体の一部から前記結着剤溶液が全体に行き渡るように含浸させることを特徴とする回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 10,
A plurality of pairs of the claw magnetic poles are provided, and the processed molded body is formed so that permanent magnets arranged between the claw magnetic poles are integrated, and the binding is formed from a part of the processed molded body. A method of manufacturing a rotating electrical machine, wherein the impregnating solution is impregnated so as to spread throughout.
請求項10に記載の回転電機の製造方法において、
前記加圧成形体には、大気圧のもとで前記結着剤溶液を含浸させることを特徴とする回転電機の製造方法。
In the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 10,
The method of manufacturing a rotating electrical machine, wherein the pressure-molded body is impregnated with the binder solution under atmospheric pressure.
固定子に対して回転子が相対回転を行う回転電機を備えた自動車であって、
前記回転子は、ランデル型鉄心の爪磁極間に永久磁石を備えたものであり、
前記永久磁石は、磁性粉体を結着剤にて結着することで構成され、該結着剤は、液体の状態では圧縮した磁性粉体の間に入り込むことが可能なもので構成されていることを特徴とする回転電機を備えた自動車。
An automobile equipped with a rotating electrical machine in which the rotor rotates relative to the stator,
The rotor includes a permanent magnet between the claw magnetic poles of the Landell type iron core,
The permanent magnet is configured by binding magnetic powder with a binder, and the binder is configured to be capable of entering between compressed magnetic powders in a liquid state. An automobile equipped with a rotating electric machine.
請求項17に記載の回転電機を備えた自動車において、
前記永久磁石回転電機を複数有し、そのうちの少なくとも1つの前記永久磁石回転電機には、磁性粉体を結着剤にて結着した前記永久磁石が用いられ、その他の前記永久磁石回転電機には、焼結磁石が用いられることを特徴とする回転電機を備えた自動車。
In the motor vehicle provided with the rotating electrical machine according to claim 17,
The permanent magnet rotating electric machine has a plurality, and at least one of the permanent magnet rotating electric machines uses the permanent magnet formed by binding magnetic powder with a binder, and the other permanent magnet rotating electric machines Is an automobile equipped with a rotating electrical machine, wherein a sintered magnet is used.
請求項17に記載の回転電機を備えた自動車において、
一部の車輪をエンジンにて駆動し、その他の車輪を回転電機にて駆動する電動四輪駆動車における前記回転電機に前記回転電機が用いられることを特徴とする回転電機を備えた自動車。
In the motor vehicle provided with the rotating electrical machine according to claim 17,
An automobile equipped with a rotating electrical machine, wherein the rotating electrical machine is used as the rotating electrical machine in an electric four-wheel drive vehicle in which some wheels are driven by an engine and other wheels are driven by a rotating electrical machine.
請求項17に記載の回転電機を備えた自動車において、
前記回転電機は、エンジンにて駆動される交流発電機に用いられることを特徴とする回転電機を備えた自動車。
In the motor vehicle provided with the rotating electrical machine according to claim 17,
The rotating electric machine is used in an AC generator driven by an engine. An automobile equipped with the rotating electric machine.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615832B (en) * 2009-08-12 2011-07-27 李金星 Thee-phase alternating current permanent-magnetic generator used on machinery or vehicles
JP2013118801A (en) * 2011-10-31 2013-06-13 Asmo Co Ltd Rotor and motor
JP2013118802A (en) * 2011-10-31 2013-06-13 Asmo Co Ltd Rotor and motor
JP2015149879A (en) * 2014-02-10 2015-08-20 アスモ株式会社 Rotor and motor
US9490669B2 (en) 2012-08-20 2016-11-08 Asmo Co., Ltd. Rotor and motor
US9490671B2 (en) 2011-10-31 2016-11-08 Asmo Co., Ltd. Rotor and motor
JP2017163845A (en) * 2012-03-01 2017-09-14 アスモ株式会社 Rotor and motor
US11362557B2 (en) 2018-03-30 2022-06-14 Aichi Steel Corporation Electric motor and field element

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615832B (en) * 2009-08-12 2011-07-27 李金星 Thee-phase alternating current permanent-magnetic generator used on machinery or vehicles
JP2013118801A (en) * 2011-10-31 2013-06-13 Asmo Co Ltd Rotor and motor
JP2013118802A (en) * 2011-10-31 2013-06-13 Asmo Co Ltd Rotor and motor
US9490671B2 (en) 2011-10-31 2016-11-08 Asmo Co., Ltd. Rotor and motor
JP2017011995A (en) * 2011-10-31 2017-01-12 アスモ株式会社 Rotor and motor
JP2018061436A (en) * 2011-10-31 2018-04-12 アスモ株式会社 Magnetization method and magnetization device
JP2017163845A (en) * 2012-03-01 2017-09-14 アスモ株式会社 Rotor and motor
US9490669B2 (en) 2012-08-20 2016-11-08 Asmo Co., Ltd. Rotor and motor
JP2015149879A (en) * 2014-02-10 2015-08-20 アスモ株式会社 Rotor and motor
US11362557B2 (en) 2018-03-30 2022-06-14 Aichi Steel Corporation Electric motor and field element

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