JP2860858B2 - Mold for magnetic powder molding - Google Patents

Mold for magnetic powder molding

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JP2860858B2
JP2860858B2 JP14558593A JP14558593A JP2860858B2 JP 2860858 B2 JP2860858 B2 JP 2860858B2 JP 14558593 A JP14558593 A JP 14558593A JP 14558593 A JP14558593 A JP 14558593A JP 2860858 B2 JP2860858 B2 JP 2860858B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金法による永久
磁石の作製の第1段階である成形段階で使用する金型に
関し、特に磁性粉末の容易磁化方向を磁場中で配向させ
ながら成形を行う金型に関する。本発明の磁性粉末成形
用金型を用いて成形した成形体を焼結熱処理して作製し
た永久磁石は、産業用モータおよび自動車電装用モータ
などの同期モータに使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold used in a molding step, which is the first step in the production of a permanent magnet by powder metallurgy, and more particularly to a molding method in which the direction of easy magnetization of magnetic powder is oriented in a magnetic field. About the mold to do. A permanent magnet produced by sintering and heat-treating a compact molded using the magnetic powder molding die of the present invention is used for a synchronous motor such as an industrial motor and a motor for an automobile electric device.

【0002】[0002]

【従来の技術】異方性永久磁石は、一般に、磁場中配向
による粉末焼結法により作製される。たとえば、希土類
永久磁石を作製する場合には、粒径3〜4μmの微粉砕
磁性粉末を10〜15kOeの磁場中に置いて、この磁
場方向に磁性粉末の容易磁化方向を配向させた状態でプ
レス成形を行い成形体を作製する。この作製方法によ
り、成形体の異方性化(成形体の容易磁化方向を、印加
磁場の向きにすること)が可能となる。作製された成形
体は、焼結熱処理を経て、異方性焼結磁石となるが、こ
の焼結熱処理の際には、成形体の容易磁化方向が基本的
に保存される。したがって、磁石の容易磁化方向を決め
る要素の中では、プレス成形時の印加磁場の向きが一番
重要な要素である。
2. Description of the Related Art Anisotropic permanent magnets are generally manufactured by a powder sintering method using orientation in a magnetic field. For example, when manufacturing a rare earth permanent magnet, a finely ground magnetic powder having a particle size of 3 to 4 μm is placed in a magnetic field of 10 to 15 kOe, and the magnetic powder is pressed in a state where the easy magnetization direction of the magnetic powder is oriented in the magnetic field direction. The molded body is formed by molding. According to this manufacturing method, it is possible to make the molded body anisotropic (the easy magnetization direction of the molded body is set to the direction of the applied magnetic field). The formed compact becomes an anisotropic sintered magnet through a sintering heat treatment. During the sintering heat treatment, the easy magnetization direction of the formed body is basically preserved. Therefore, among the factors that determine the easy magnetization direction of the magnet, the direction of the applied magnetic field during press molding is the most important factor.

【0003】磁場を印加しながらプレスを行う装置は、
通常、油圧プレスまたは機械プレスに電磁石を付属させ
た構造をしている。図2にプレス装置の例を2種類、一
部断面図で示す。
[0003] An apparatus that performs pressing while applying a magnetic field includes:
Usually, it has a structure in which an electromagnet is attached to a hydraulic press or a mechanical press. FIG. 2 shows two examples of the press device in partial cross-sectional views.

【0004】ダイス4a(4b)の中に磁性粉末6a
(6b)を充填し、磁場発生コイル10aと10b(1
0cと10d)により矢印12aと12b(12cと1
2d)の向きの磁場を発生させて磁性粉末6a(6b)
の容易磁化方向を矢印8a(8b)のように配向させ
る。さらに、上パンチ14a(14b)と下パンチ16
a(16b)とでそれぞれ矢印18a(18b)、20
a(20b)の向きにプレスする。図2(b)に符号2
2c、22dで示したものはポールピースであり、図2
(a)では磁性体より成る上パンチ14aと下パンチ1
6aがポールピースの役目を兼ねている。
A magnetic powder 6a is placed in a die 4a (4b).
(6b), and the magnetic field generating coils 10a and 10b (1
0c and 10d), arrows 12a and 12b (12c and 1)
The magnetic powder 6a (6b) is generated by generating a magnetic field in the direction of 2d).
Are easily oriented as shown by arrows 8a (8b). Further, the upper punch 14a (14b) and the lower punch 16
a (16b) and arrows 18a (18b), 20 respectively
Press in the direction of a (20b). FIG.
2c and 22d are pole pieces, and FIG.
(A) shows an upper punch 14a and a lower punch 1 made of a magnetic material.
6a also serves as a pole piece.

【0005】図2(a)のように磁場方向12aおよび
12bと、プレス方向18aおよび20aが平行な装置
は縦磁場成形装置、図2(b)のように磁場方向12c
および12dと、プレス方向18bおよび20bが垂直
な装置は横磁場成形装置と呼ばれている。
As shown in FIG. 2A, a device in which the magnetic field directions 12a and 12b and the pressing directions 18a and 20a are parallel to each other is a vertical magnetic field shaping device, and as shown in FIG.
And 12d, and a device in which the pressing directions 18b and 20b are perpendicular to each other, is called a transverse magnetic field forming device.

【0006】図2では発生磁場が平行なので、成形され
る成形体の容易磁化方向も平行配向になる。これに対
し、成形体の容易磁化方向をラジアル配向(放射線状の
配向)にしたいときには、図3のようにする必要があ
る。すなわち、ポールピース30aおよび30bの対向
面が同極同士になるように、コイル32aおよび32b
に電流を流す必要がある。こうすることにより、磁力線
は矢印34のように疑似的にラジアル方向に流れる。し
たがって、このポールピース30a、30b間に設けた
ダイスに磁性粉末を充填してプレス成形すれば、容易磁
化方向がラジアル配向の成形体を成形することが可能で
ある。
In FIG. 2, since the generated magnetic fields are parallel, the direction of easy magnetization of the molded article also becomes parallel orientation. On the other hand, when it is desired to set the easy magnetization direction of the molded body to the radial orientation (radial orientation), it is necessary to make it as shown in FIG. That is, the coils 32a and 32b are arranged such that the opposing surfaces of the pole pieces 30a and 30b have the same polarity.
It is necessary to supply current to By doing so, the lines of magnetic force flow in the radial direction in a simulated manner as indicated by the arrow 34. Therefore, if a die provided between the pole pieces 30a and 30b is filled with magnetic powder and press-molded, it is possible to form a compact whose radial direction of magnetization is radially oriented.

【0007】しかし、図3の場合の磁力線の流れと図2
の場合の磁力線の流れは大幅に異なるため、ダイスおよ
びポールピースの外側に設けられるヨークの形状は、そ
れぞれの場合で異ならせる必要がある。したがって、同
じプレス装置(同じ形状のヨークを持つプレス装置)で
平行配向の成形体とラジアル配向の成形体の両方を作製
することは難しい。すなわち、容易磁化方向の配向の異
なる成形体をプレス成形する場合には、プレス装置自体
の形状を異ならせなければならないという問題があっ
た。
However, the flow of lines of magnetic force in the case of FIG.
In this case, since the flow of the magnetic field lines is greatly different, the shape of the yoke provided outside the die and the pole piece needs to be different in each case. Therefore, it is difficult to produce both a parallel-oriented compact and a radial-oriented compact with the same press device (press device having a yoke of the same shape). That is, when press-forming molded bodies having different orientations in the easy magnetization direction, there is a problem that the shape of the pressing device itself must be changed.

【0008】次に、実際にモータなどに使われる磁石の
形状およびそのモータにおける問題点などについて説明
する。
Next, a description will be given of the shape of a magnet actually used in a motor and the like and problems in the motor.

【0009】モータに使用される磁石は、図4のような
断面が円弧状の瓦状磁石(以下、円弧状磁石と呼ぶ)
で、磁化が矢印40で示したように磁石の厚み方向(径
方向)に向いているものが多い。このような磁石を複数
個ヨークに設け、モータの回転子(あるいは固定子)を
作製する。
The magnet used in the motor is a tile-shaped magnet having an arc-shaped cross section as shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as an arc-shaped magnet).
In many cases, the magnetization is oriented in the thickness direction (radial direction) of the magnet as shown by the arrow 40. A plurality of such magnets are provided on the yoke, and a rotor (or stator) of the motor is manufactured.

【0010】スロット付きモータの場合、コギングトル
クと呼ばれる静トルクのリップルが問題となる。すなわ
ち、コギングトルクが、モータを滑らかに回転させるこ
との障害となり、さらに、コギングトルクに因るモータ
の振動および磁気音も問題となっている。しかも、静ト
ルクを大きくするために磁石を高特性にすると、コギン
グトルクも大きくなってしまうため、大きな静トルクと
小さなコギングトルクを両立させることができないとい
う大きな問題がある。
In the case of a slotted motor, there is a problem of static torque ripple called cogging torque. That is, the cogging torque hinders the smooth rotation of the motor, and the vibration and the magnetic noise of the motor due to the cogging torque also pose a problem. In addition, if the magnet is made to have high characteristics in order to increase the static torque, the cogging torque also increases. Therefore, there is a major problem that it is impossible to achieve both a large static torque and a small cogging torque.

【0011】回転子と固定子との間のギャップの磁束密
度は回転子の回転方向に沿って変化しているが(複数の
円弧状磁石を、磁化の向きが交互になるようにつなげ
て、モータの外側部分(回転子あるいは固定子となる部
分)を形成しており、円弧状磁石のつなぎ目のところで
磁束密度は特に大きく変化する)、その変化が急激であ
ると大きなコギングトルクが発生する。よって、磁束密
度の変化を正弦波形のように滑らかにするための様々な
方法が試みられてきた。
The magnetic flux density in the gap between the rotor and the stator varies along the direction of rotation of the rotor. (A plurality of arc-shaped magnets are connected so that their magnetization directions are alternated. It forms the outer part of the motor (the part that becomes the rotor or stator), and the magnetic flux density changes greatly at the joint between the arc-shaped magnets. If the change is rapid, a large cogging torque is generated. Therefore, various methods for smoothing the change of the magnetic flux density like a sinusoidal waveform have been tried.

【0012】ひとつは、モータのスロットあるいは磁石
をねじる方法である。しかし、スロットをねじる場合に
は、このねじれ形状の作製が面倒であり、かつ、ねじれ
たスロットへの巻線が難しくなるなど、費用面および製
造面からの問題が多い。一方、磁石をねじる場合には、
磁石のプレス成形時に欠けが生じ易く、焼結時には形状
の変形が起き易く、さらに加工も難しいなど、やはり費
用面および製造面からの問題が多い。
One is a method of twisting a slot or a magnet of a motor. However, in the case of twisting the slot, there are many problems in terms of cost and manufacturing, such as manufacturing of the twisted shape is troublesome, and winding of the twisted slot becomes difficult. On the other hand, when twisting the magnet,
There are many problems in terms of cost and production, such as chipping easily at the time of press forming of the magnet, deformation of the shape at the time of sintering, and difficulty in processing.

【0013】他のひとつは、磁石の両端部(図4の磁石
の円弧状の両端の部分)を薄くすることにより、この部
分での磁束密度の変化を滑らかにしてコギングトルクを
抑える方法である。
Another method is to reduce the cogging torque by thinning both ends of the magnet (both ends of the arc of the magnet in FIG. 4) to smooth the change in magnetic flux density at this portion. .

【0014】両端部の薄い円弧状磁石は、あらかじめそ
の形の成形体を作製するか、両端部の薄くない円弧状成
形体を成形して焼結した後で研削加工することにより、
作ることができる。しかし、あらかじめ両端部を薄くし
た形に成形する場合は、焼結時に変形し易いという問題
があり、また、焼結後に研削加工する場合には、材料歩
留まりが低下し、作製費用が高くなるという問題があ
る。
The thin arc-shaped magnets at both ends are prepared by preparing a molded body of the same shape in advance, or by shaping and molding a non-thin arc-shaped molded body at both ends, followed by grinding.
Can be made. However, in the case where the both ends are thinned in advance, there is a problem that they are easily deformed during sintering, and in the case where grinding is performed after sintering, the material yield decreases and the manufacturing cost increases. There's a problem.

【0015】さらに他のひとつは、円弧状磁石の容易磁
化方向の配向を、中心部はラジアル配向に近くし、両端
部は平行配向にする方法である。この方法が有効な理由
を以下に述べる。
Still another method is to make the orientation of the easy magnetization direction of the arc-shaped magnet close to the radial orientation at the center and parallel at both ends. The reason why this method is effective is described below.

【0016】図5に示したように、円弧状磁石50aの
容易磁化方向の配向52aが平行配向(図5(a))の
場合、径方向の磁束密度Bは正弦波形状(図5(b))
となり、円弧状磁石50bの容易磁化方向の配向52b
がラジアル配向(図5(c))の場合は、径方向の磁束
密度Bは台形状(図5(d))になる。ここで、図5
(b)および(d)の横軸θは、円弧状磁石50a(5
0b)の中心線54から、円弧状磁石をつなげて円形に
したときの中心点から径方向に引いた線56までを、図
の矢印の向きに図った角度θである。
As shown in FIG. 5, when the orientation 52a in the easy magnetization direction of the arc-shaped magnet 50a is parallel orientation (FIG. 5A), the magnetic flux density B in the radial direction has a sine wave shape (FIG. 5B ))
And the orientation 52b of the easy magnetization direction of the arc-shaped magnet 50b.
Is radial orientation (FIG. 5C), the magnetic flux density B in the radial direction becomes trapezoidal (FIG. 5D). Here, FIG.
The horizontal axis θ in (b) and (d) is the arc-shaped magnet 50a (5
The angle θ from the center line 54 in 0b) to the line 56 drawn in the radial direction from the center point when the arc-shaped magnets are connected to form a circle is indicated by the arrow in the drawing.

【0017】以上のことより、磁石の容易磁化方向の配
向は平行配向にした方が、径方向の磁束密度が正弦波形
状となり、コギングトルクを小さくできることがわか
る。しかし、静トルク自体は大きい方が好ましく、静ト
ルクを大きくするためには、総磁束量の大きくなるラジ
アル配向にした方がよい。
From the above, it can be understood that when the orientation of the easy magnetization direction of the magnet is set to the parallel orientation, the magnetic flux density in the radial direction becomes a sine wave shape, and the cogging torque can be reduced. However, it is preferable that the static torque itself is large, and in order to increase the static torque, it is better to adopt a radial orientation that increases the total magnetic flux amount.

【0018】したがって、双方の点を考慮すると、中心
部はラジアル配向に近く、両端部は平行配向にするとよ
いことがわかる。この場合の一例を図5(e)に示す。
円弧状磁石50cの中心部の容易磁化方向52cはラジ
アル配向であり、両端部の容易磁化方向52dおよび5
2eは平行配向になっている。
Therefore, considering both points, it can be seen that the central portion should be close to the radial orientation and both ends should be in the parallel orientation. An example of this case is shown in FIG.
The easy magnetization direction 52c at the center of the arc-shaped magnet 50c has a radial orientation, and the easy magnetization directions 52d and
2e is in a parallel orientation.

【0019】このような容易磁化方向配向の円弧状磁石
の元となる成形体を成形するために、従来、図6のよう
な金型58が用いられている。金型を用いることによ
り、ヨークの形状を特殊(図3の場合に必要とされるよ
うなヨークの形状)にする必要がなく、また、金型を変
えさえすれば、同じプレス装置で異なった容易磁化方向
配向の成形体をプレス成形できるという利点がある。
Conventionally, a mold 58 as shown in FIG. 6 has been used to form a molded body that is the base of such an arc-shaped magnet having an easy magnetization direction orientation. By using the mold, it is not necessary to make the shape of the yoke special (the shape of the yoke as required in the case of FIG. 3), and if the mold is changed, different shapes can be obtained with the same press device. There is an advantage that a compact having an easy magnetization orientation can be press-formed.

【0020】図6に示した金型58は、非磁性体より成
る焼きばめ用金属環60の中で焼きばめられた硬質金属
部62に、磁性粉末を充填する中空部64aおよび64
bがあり、中央には磁性コア66が設けられている。
The mold 58 shown in FIG. 6 has hollow portions 64a and 64 in which a hard metal portion 62 shrink-fitted in a shrink-fitting metal ring 60 made of a non-magnetic material is filled with magnetic powder.
b, and a magnetic core 66 is provided at the center.

【0021】この金型58は図2のダイス4a(4b)
に代わって、プレス装置に設置して用いられる。よって
金型58の外側には、コイル68aおよび68b、ポー
ルピース70aおよび70bが存在する。このコイル6
8aおよび68bに電流を流して、ポールピース70a
および70bに矢印72aおよび72bの向きの磁場を
発生させる。このとき、磁性コア66の影響で中空部6
4aおよび64b内に充填された磁性粉末の容易磁化方
向配向はラジアル配向と平行配向の適度に混合した配向
になれる。この磁性粉末を紙面に垂直方向にプレスする
ことにより、容易磁化方向がラジアル配向と平行配向の
適度に混合した配向で、形状が瓦状の成形体を作製する
ことができる。
The die 58 is a die 4a (4b) shown in FIG.
Instead, it is installed in a press and used. Therefore, the coils 68a and 68b and the pole pieces 70a and 70b exist outside the mold 58. This coil 6
8a and 68b, the pole piece 70a
And 70b generate magnetic fields in the directions of arrows 72a and 72b. At this time, the hollow 6
The orientation of the easy magnetization direction of the magnetic powder filled in 4a and 64b can be an appropriate mixture of radial orientation and parallel orientation. By pressing this magnetic powder in a direction perpendicular to the paper surface, a tile-shaped molded body having an easily magnetized direction with an appropriate mixture of the radial orientation and the parallel orientation can be produced.

【0022】しかし、磁性コア66とポールピース70
aおよび70bとの距離が非常に離れているため、容易
磁化方向を充分に制御することはできない。たとえば、
磁性コアとポールピースとの距離が非常に大きいため
に、磁性コアの大きさを変えるのみではラジアル配向の
傾き度をあまり大きくすることができないというような
問題がある。
However, the magnetic core 66 and the pole piece 70
Since the distance between a and 70b is very large, the direction of easy magnetization cannot be sufficiently controlled. For example,
Since the distance between the magnetic core and the pole piece is very large, there is a problem that the degree of inclination of the radial orientation cannot be increased so much only by changing the size of the magnetic core.

【0023】これを解決するためには、金型だけでな
く、ポールピースの形状をも変えればよい。しかし、ポ
ールピースはプレス装置に固定されているので、容易磁
化方向の配向を変更したい度毎にポールピースの取り替
え作業をすることは、困難であり、また実際的ではない
という問題がある。
In order to solve this, not only the mold but also the shape of the pole piece may be changed. However, since the pole piece is fixed to the press device, it is difficult and impractical to replace the pole piece every time it is desired to change the orientation of the easy magnetization direction.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、円弧
状磁石(断面が円弧状の瓦状磁石)の元となる成形体を
成形する際に、その容易磁化方向の配向として平行配向
とラジアル配向を適切に混合することのできる磁性粉末
成形用金型を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnet having a parallel orientation as an orientation of an easy magnetization direction when molding a molded article which is a base of an arc-shaped magnet (tile-shaped magnet having an arc-shaped cross section). An object of the present invention is to provide a magnetic powder molding die capable of appropriately mixing radial orientations.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】磁性粉末を断面が円弧状
の中空部に充填して水平磁場中に置き、前記磁性粉末の
容易磁化方向を配向させ、前記水平磁場の磁場方向に対
して垂直な方向にプレス成形を行う成形用金型におい
て、前記中空部の内側と外側のそれぞれに、強磁性の鉄
材コアを複数個配置して、前記中空部の円弧状断面にお
ける中心部の磁場配向を放射状とし、前記中空部の円弧
状断面における両端部の磁場配向を円弧状断面の対称軸
に平行とすることを特徴とする磁性粉末成形用金型を提
供する。
The magnetic powder is filled in a hollow portion having a circular arc cross section and placed in a horizontal magnetic field to orient the direction of easy magnetization of the magnetic powder so as to be perpendicular to the magnetic field direction of the horizontal magnetic field. In a molding die that performs press molding in various directions, a plurality of ferromagnetic iron cores are arranged on the inside and outside of the hollow portion, and the magnetic field orientation at the center in the arc-shaped cross section of the hollow portion is adjusted. A magnetic powder molding die having a radial shape, wherein magnetic field orientations at both ends in an arc-shaped cross section of the hollow portion are parallel to an axis of symmetry of the arc-shaped cross section.

【0026】[0026]

【実施例】本発明に係る磁場中成形金型の一例を図1に
示す。図1では簡単のために省略してあるが、金型の右
側および左側にコイルを伴ったポールピースがあり、図
の右から左へ向かう向きに磁場を発生させられるように
なっている。
FIG. 1 shows an example of a molding die in a magnetic field according to the present invention. Although omitted in FIG. 1 for simplicity, there are pole pieces with coils on the right and left sides of the mold so that a magnetic field can be generated from right to left in the figure.

【0027】非磁性ステンレス鋼より成る焼きばめ用金
属環80の中で焼きばめられた硬質金属部82に中空部
84aおよび84bがあり、ここに磁性粉末が充填され
る。硬質金属としては、超硬質合金(WC/Ni)、高
マンガン鋼、または非磁性ステンレスの中空部側表面を
硬化処理したものなどが用いられる。これは、中空部8
4aおよび84bの内壁と、上(下)パンチとが摺れる
ことによる傷を抑えるためである。
The hard metal portion 82 shrink-fitted in the shrink-fitting metal ring 80 made of non-magnetic stainless steel has hollow portions 84a and 84b, which are filled with magnetic powder. As the hard metal, a super hard alloy (WC / Ni), a high manganese steel, or a nonmagnetic stainless steel having a hardened surface on the hollow side is used. This is the hollow part 8
This is to prevent scratches due to sliding between the inner walls of 4a and 84b and the upper (lower) punch.

【0028】中央にラジアル配向用内側磁性コア86が
設けられており、中空部84a(84b)をはさんだ向
いにラジアル配向用外側磁性コア88a(88b)が設
けられている。また、それらと並んで、平行配向用内側
磁性コア90aおよび90b(90cおよび90d)
と、平行配向用外側磁性コア92aおよび92b(92
cおよび92d)が設けられている。磁性コアとして
は、低炭素鋼のSS41およびSUYなど、磁気的にソ
フトで飽和磁化の高い磁性材が適している。
An inner magnetic core 86 for radial orientation is provided at the center, and an outer magnetic core 88a (88b) for radial orientation is provided across the hollow portion 84a (84b). Also, alongside them, the inner magnetic cores 90a and 90b for parallel orientation (90c and 90d)
And the outer magnetic cores 92a and 92b for parallel orientation (92
c and 92d) are provided. As the magnetic core, a magnetic material that is magnetically soft and has high saturation magnetization, such as low-carbon steel SS41 and SUY, is suitable.

【0029】磁力線は透磁率のより高いところを流れよ
うとする。図1の本発明に係る金型において、金型の外
部右方から流れてきた磁力線は、外側磁性コア88a、
92a、92bに集中し、中空部84a内の磁性粉末を
通って、内側磁性コア86の右端、90a、90bを通
り、反対側に抜け、今度は逆に、内側磁性コア86の左
端、90c、90dを通り、中空部84b内の磁性粉末
を通って、外側磁性コア88b、92c、92dを通っ
て、金型の外部左方に出る。
The lines of magnetic force tend to flow where the magnetic permeability is higher. In the mold according to the present invention shown in FIG. 1, the lines of magnetic force flowing from the outside right side of the mold are outer magnetic cores 88a,
92a, 92b, passing through the magnetic powder in the hollow portion 84a, passing through the right end of the inner magnetic core 86, 90a, 90b, and exiting to the opposite side, and conversely, the left end of the inner magnetic core 86, 90c, 90d, through the magnetic powder in the hollow portion 84b, through the outer magnetic cores 88b, 92c, 92d and to the outside left of the mold.

【0030】したがって、内側および外側の磁性コアの
形状、位置を変化させることで、平行配向とラジアル配
向の混ざり具合い、およびそのラジアル配向の程度(配
向方向の傾き度)を変化させることができる。すなわ
ち、従来の金型のように、プレス装置に固定されている
ポールピースを取り替えるという面倒がない。
Therefore, by changing the shapes and positions of the inner and outer magnetic cores, it is possible to change the degree of mixing of the parallel orientation and the radial orientation and the degree of the radial orientation (the degree of inclination in the orientation direction). That is, there is no trouble of replacing the pole piece fixed to the press device as in the conventional mold.

【0031】静トルクが大きくコギングトルクの小さい
モータを実現できる円弧状磁石の容易磁化方向配向のひ
とつは、中央部がラジアル配向で両端部が平行配向にな
っているものであるということは、従来の技術の欄で述
べた。図1のような金型において、ラジアル配向用磁性
コア間の間隔L1および平行配向用磁性コア間の間隔L
2がほぼ等しくなるようにすれば、中央部がラジアル配
向で両端部が平行配向の磁石(図5(e))を作ること
ができる。
One of the easy magnetization direction orientations of an arc-shaped magnet that can realize a motor having a large static torque and a small cogging torque is that the central portion has a radial orientation and both ends have a parallel orientation. Mentioned in the section on technology. In the mold as shown in FIG. 1, the distance L1 between the magnetic cores for radial alignment and the distance L1 between the magnetic cores for parallel alignment
By making the two approximately equal, a magnet (FIG. 5 (e)) having a radial orientation at the center and parallel orientations at both ends can be produced.

【0032】上で述べたように、本発明の金型には、中
空部の外側にも磁性コアを設けている。この点が、中空
部の内側のみに磁性コアを設けていた従来の金型(図6
の58)と大きく異なる。
As described above, the mold of the present invention is also provided with a magnetic core outside the hollow portion. This point is based on the conventional mold in which the magnetic core is provided only inside the hollow portion (FIG. 6).
58).

【0033】本発明の金型は、中空部の両側に磁性コア
を設けたことにより、磁性粉末の容易磁化方向の配向の
自由度が大幅に広くなった。すなわち、プレス装置に固
定されているポールピースの取り替えを行うことなし
に、磁性粉末を充填して作製する円弧状磁石の中心部は
ラジアル配向に近く、両端部は平行配向にすることがで
きるようになった。したがって、本発明の成形金型で作
った磁石を用いたモータにおいては、静トルクは大きい
ままで、コギングトルクを小さくすることができるよう
になった。
In the mold of the present invention, since the magnetic cores are provided on both sides of the hollow portion, the degree of freedom of the orientation of the magnetic powder in the easy magnetization direction is greatly increased. That is, without replacing the pole piece fixed to the press device, the center of the arc-shaped magnet produced by filling the magnetic powder is close to the radial orientation, and both ends can be parallel orientation. Became. Therefore, in the motor using the magnet made by the molding die of the present invention, the cogging torque can be reduced while the static torque is kept large.

【0034】また、本発明の磁性コアは円柱形ではな
く、この点も従来と異なっている。磁性コアが円柱形で
はない(断面が点対称な形ではない)ため、コアとこれ
を納める硬質金属部の孔との整合性が問題になる。しか
し、コアおよび硬質金属部の孔の部分を加工するのに、
数値制御付きのマシニングセンターあるいは放電加工機
を用いることにより、良好な整合性を持たせることがで
きるので、この問題は解決できる。したがって、より複
雑な形状のコアを用いることもでき、磁性粉末の容易磁
化方向の配向の自由度をさらに広げることも可能とな
る。
Further, the magnetic core of the present invention is not cylindrical, and this point is also different from the conventional one. Since the magnetic core is not cylindrical (the cross-section is not point-symmetric), consistency between the core and the hole of the hard metal part that accommodates the core becomes a problem. However, when machining the hole of the core and the hard metal part,
By using a machining center or an electric discharge machine with numerical control, good consistency can be provided, so that this problem can be solved. Therefore, a core having a more complicated shape can be used, and the degree of freedom of the orientation of the magnetic powder in the easy magnetization direction can be further increased.

【0035】[0035]

【発明の効果】円弧状磁石の元となる成形体を成形する
際に、その容易磁化方向の配向として平行配向とラジア
ル配向を適切に混合することのできる金型を提供するこ
とができた。よって、本発明の磁性粉末成形用金型で成
形した成形体を焼結熱処理して作製した永久磁石を用い
ることにより、静トルクが大きく、かつ、コギングトル
クの小さい、理想的なモータを実現することが可能とな
った。
According to the present invention, it is possible to provide a mold capable of appropriately mixing parallel orientation and radial orientation as the orientation of the easy magnetization direction when molding the molded body which is the base of the arc-shaped magnet. Therefore, by using a permanent magnet produced by sintering and heat-treating a compact formed by the magnetic powder molding die of the present invention, an ideal motor having a large static torque and a small cogging torque is realized. It became possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る磁性粉末成形用金型の一例。FIG. 1 is an example of a magnetic powder molding die according to the present invention.

【図2】磁場配向プレス装置を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining a magnetic field alignment press device.

【図3】ラジアル配向を実現できる同極対向ポールピー
スを説明するための図。
FIG. 3 is a view for explaining a same-pole opposing pole piece capable of realizing radial orientation.

【図4】円弧状磁石(断面が円弧状の瓦状磁石)。FIG. 4 is an arc-shaped magnet (tile-shaped magnet having a circular cross section).

【図5】平行配向とラジアル配向での、径方向磁束密度
を説明するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining radial magnetic flux densities in parallel orientation and radial orientation.

【図6】従来の磁性粉末成形用金型の一例。FIG. 6 shows an example of a conventional magnetic powder molding die.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 磁性粉末を断面が円弧状の中空部に充填
して水平磁場中に置き、前記磁性粉末の容易磁化方向を
配向させ、前記水平磁場の磁場方向に対して垂直な方向
にプレス成形を行う成形用金型において、 前記中空部の内側と外側のそれぞれに、強磁性の鉄材コ
アを複数個配置して、前記中空部の円弧状断面における
中心部の磁場配向を放射状とし、前記中空部の円弧状断
面における両端部の磁場配向を円弧状断面の対称軸に平
行とする、 ことを特徴とする磁性粉末成形用金型。
1. A magnetic powder is filled in a hollow portion having a circular cross section and placed in a horizontal magnetic field to orient a direction of easy magnetization of the magnetic powder and pressed in a direction perpendicular to the magnetic field direction of the horizontal magnetic field. In a molding die for performing molding, a plurality of ferromagnetic iron cores are arranged on each of the inside and outside of the hollow portion, and the magnetic field orientation of a central portion in an arc-shaped cross section of the hollow portion is radial, A magnetic powder molding die, characterized in that the magnetic field orientation at both ends in the arcuate cross section of the hollow portion is parallel to the axis of symmetry of the arcuate cross section.
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