JP3049134B2 - 2-pole cylindrical magnet - Google Patents

2-pole cylindrical magnet

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JP3049134B2
JP3049134B2 JP3306317A JP30631791A JP3049134B2 JP 3049134 B2 JP3049134 B2 JP 3049134B2 JP 3306317 A JP3306317 A JP 3306317A JP 30631791 A JP30631791 A JP 30631791A JP 3049134 B2 JP3049134 B2 JP 3049134B2
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magnet
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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】この発明は、長軸モーターの永久
磁石型ステーターやアウターローター等の用途に供して
好適な2極円筒状磁石に関し、特にトルクの減少を招く
ことなしに、コギング及びそれに起因した振動や騒音さ
らには回転むらの発生を効果的に防止しようとするもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-pole cylindrical magnet suitable for use as a permanent magnet type stator for a long-axis motor, an outer rotor and the like. It is intended to effectively prevent the resulting vibration and noise, and furthermore, the occurrence of uneven rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、長軸モーターに使用される2極円
筒状磁石としては、該磁石の磁粉粒子の磁化容易軸の配
向方向が、横断面においては図1(a)又は(b)に示
す方位になり、一方長手方向断面においては図1(イ)
に示す方位になるものが、用いられてきた。同図中、細
線は磁粉粒子の磁化容易軸の配向方向であり、通常、同
図(a)はアキシャル型配向、同図(b)はラジアル型
配向と呼ばれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a two-pole cylindrical magnet used for a long-axis motor, the orientation direction of the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles of the magnet has a cross section shown in FIG. 1 (a) or (b). In the cross section in the longitudinal direction, the orientation shown in FIG.
The following orientations have been used. In the figure, the thin line indicates the orientation direction of the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles. Usually, FIG. 1A is called the axial type orientation, and FIG. 1B is called the radial type orientation.

【0003】ところで、かかる配向になる2極円筒状磁
石をステーターとして利用した場合、ローターが回転し
てステーターが形成する磁界を横切るときに、その境界
におけるギャップ磁束密度が大きく変化することから、
コギングと呼ばれる弊害が生じていた。かかるコギング
は、微妙な振動ひいては騒音や回転むらの発生を招き好
ましくない。
When a two-pole cylindrical magnet having such an orientation is used as a stator, the gap magnetic flux density at the boundary greatly changes when the rotor rotates and crosses the magnetic field formed by the stator.
An adverse effect called cogging has occurred. Such cogging is not preferable because it causes delicate vibrations, noise and uneven rotation.

【0004】この点を解決するものとして、図1(c)
に示すように、横断面における磁粉粒子の磁化容易軸の
配向方向を作用面側に発散させ、ステーター磁界の境界
におけるギャップ磁束密度の変化を緩和した発散型磁石
が提案された。しかしながらかような磁粉配向にした場
合、確かにギャップ磁束密度の回転方向における変化量
は小さくなるものの、作用面における表面磁界の絶対値
が小さくなることから、トルクの低下を招いていた。
As a solution to this problem, FIG.
As shown in (1), a divergent magnet has been proposed in which the orientation direction of the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles in the cross section is diverged toward the working surface, and the change in the gap magnetic flux density at the boundary of the stator magnetic field is reduced. However, in the case of such magnetic powder orientation, although the change amount of the gap magnetic flux density in the rotational direction is small, the absolute value of the surface magnetic field on the working surface is small, so that the torque is reduced.

【0005】また、従来のモーター用ステーターの長手
方向における実質作用幅は、図2に記号aで示すとおり
であって、軸受け9、ワッシャー10、板ばね11及びブラ
シ12等の存在のため、ローターの磁極幅と同程度の狭い
ものでしかなかった。このようにステーターの幅を十分
に活用してはいなかったため、得られるトルクも磁石の
幅を有効に利用したものとは言えなかった。なお図中番
号13は円筒状磁石、14はローター磁極、15はローター励
磁コイル、16はシャフト、17は強磁性体ケースである。
The substantial working width in the longitudinal direction of the conventional motor stator is as shown by the symbol a in FIG. 2, and the rotor 9, because of the bearing 9, the washer 10, the leaf spring 11, the brush 12, etc. Was as narrow as the magnetic pole width. As described above, since the width of the stator was not sufficiently utilized, the obtained torque could not be said to be an effective utilization of the width of the magnet. In the figure, reference numeral 13 is a cylindrical magnet, 14 is a rotor magnetic pole, 15 is a rotor excitation coil, 16 is a shaft, and 17 is a ferromagnetic case.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、ギャップ磁束密度の変化を
効果的に緩和すると共に、従来、有効利用が図られてい
なかった円筒状磁石の長手方向両端部を有効に活用する
ことにより、トルクの低下を招くことなしに、コギング
の発生を効果的に抑制し得る2極円筒状磁石を提案する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the above-mentioned problems, and effectively alleviates the change in the gap magnetic flux density, and at the same time, cylindrical magnets which have not been effectively used conventionally. An object of the present invention is to propose a two-pole cylindrical magnet capable of effectively suppressing the occurrence of cogging without effectively lowering the torque by effectively utilizing both ends in the longitudinal direction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】さてこの発明では、円筒
状磁石の内周面のうち対向する2領域における磁粉粒子
の磁化容易軸を、O型形状横断面における作用面領域の
少なくとも両端部近傍については、非作用面側に集束換
言すれば作用面側に発散させる配向とすることによっ
て、コギングの発生を防止し、一方長手方向断面におい
てはローター磁極の回転域に対応する中央領域すなわち
作用面に集束配向させることにより、有効作用面におけ
る表面磁界を向上させることによって、トルクの低下を
招くことなくむしろ向上させ、もって上記の目的を達成
したものである。
According to the present invention, the axes of easy magnetization of the magnetic powder particles in two opposing regions of the inner peripheral surface of the cylindrical magnet are set at least near both ends of the active surface region in the O-shaped cross section. Is focused on the non-working surface side, in other words, by making the orientation diverge toward the working surface side, thereby preventing the occurrence of cogging, while, in the longitudinal section, the central region corresponding to the rotation region of the rotor pole, that is, the working surface The above-mentioned object is achieved by improving the surface magnetic field on the effective working surface by performing the focusing orientation, thereby improving the torque without lowering the torque.

【0008】すなわちこの発明は、横断面がO型形状に
なる円筒の内周面のうち対向する2領域を作用面とする
円筒状磁石であって、該磁石の磁粉粒子の磁化容易軸の
配向方向が、該磁石の横断面の作用面領域において少な
くとも両端部近傍が該磁石の非作用面側に集束し、かつ
該磁石の作用面及び軸心を含む長手方向断面において内
側作用面の中央域に集束してなる2極円筒状磁石であ
る。
[0008] That is, the present invention is a cylindrical magnet having two opposing regions of an inner peripheral surface of a cylinder having an O-shaped cross section as an active surface, and the orientation of the axis of easy magnetization of magnetic powder particles of the magnet. The direction is such that at least the vicinity of both ends in the working surface region of the cross section of the magnet converges to the non-working surface side of the magnet, and the central region of the inner working surface in the longitudinal section including the working surface and the axis of the magnet. Is a two-pole cylindrical magnet.

【0009】[0009]

【作用】この発明では、成形金型の磁気回路に工夫を加
え、磁石材料中における磁粉粒子の配向方向を制御する
ことによって、円筒状磁石の実質的な作用面における表
面磁界の向上を図ると共に、コギングの発生を抑制する
ものである。具体的には、円筒状キャビティの横断面に
おける磁極幅につき、作用面領域の外周に配置する主極
及び対極のについては円筒内部に配置する中間磁極の磁
極幅に比べて狭くし、かつ長手方向断面における磁極幅
については、主極又は対極よりも中間磁極の幅を狭くす
ることにより、成形金型キャビティ内の磁力線を、横断
面においては少なくとも両端部近傍について非作用面側
に集束させ、かつ長手方向断面においては内側作用面の
中央域に集束させるのである。
According to the present invention, the surface magnetic field on the substantially working surface of the cylindrical magnet is improved by controlling the orientation of the magnetic powder particles in the magnet material by devising the magnetic circuit of the molding die. , To suppress the occurrence of cogging. More specifically, the width of the magnetic pole in the cross section of the cylindrical cavity is set such that the main pole and the counter electrode disposed on the outer periphery of the working surface area are narrower than the magnetic pole width of the intermediate magnetic pole disposed inside the cylinder, and the longitudinal direction. Regarding the magnetic pole width in the cross section, by narrowing the width of the intermediate magnetic pole than the main pole or counter electrode, the magnetic force lines in the molding die cavity are focused on the non-working surface side at least in the vicinity of both ends in the cross section, and In the longitudinal section, it is focused on the central area of the inner working surface.

【0010】かくしてキャビティ内に装入された磁石材
料について、その磁粉粒子の配向方向を磁力線の方向に
揃える、すなわち横断面においては少なくとも両端部近
傍を作用面側に発散させると共に、長手方向断面におい
ては磁石内側の実質的作用面に集束させることができ、
その結果磁石の実質的作用面における表面磁界を低下さ
せることなしにコギングの発生を効果的に防止できるの
である。
With respect to the magnet material charged in the cavity, the orientation direction of the magnetic powder particles is aligned with the direction of the line of magnetic force, that is, at least in the cross section, at least the vicinity of both ends is diverged to the working surface side, and in the longitudinal cross section, Can be focused on a substantially active surface inside the magnet,
As a result, it is possible to effectively prevent the occurrence of cogging without lowering the surface magnetic field on the substantial working surface of the magnet.

【0011】図1(c),(d)及び(ロ),(ハ)に
それぞれ、この発明に従って磁粉粒子を配向させた円筒
状磁石の代表的な横断面及び長手方向断面を示す。同図
(c)は、横断面において、作用面領域の全ての磁粉粒
子を非作用面側の一点に集束させた場合、また同図
(d)は、作用面領域の両端部のみ非作用面側に集束さ
せた場合であり、一方同図(ロ)は、長手方向断面にお
いて、外周面から中央域に直線的に集束させた場合(単
純集束配向)、また同図(ハ)は、外側面中央部及び両
端面から作用面領域の中央部に集束させた場合(両端部
側面集束配向)である。このようにこの発明に従う円筒
状磁石は、横断面における作用面領域の少なくとも両端
部の磁粉粒子が非作用面側に集束、換言すれば作用面側
に発散しているので、ローターがステーター磁界の境界
を横切るときにおけるギャップ磁束密度の回転方向にお
ける変化量を軽減することができ、それ故コギングの発
生を効果的に防止できるのである。
FIGS. 1 (c) and 1 (d) and (b) and (c) show a typical cross section and a longitudinal section of a cylindrical magnet in which magnetic powder particles are oriented according to the present invention. FIG. 3C shows a case where all the magnetic powder particles in the working surface region are focused on one point on the non-working surface side in the cross section, and FIG. (B) is a case where the light is focused linearly from the outer peripheral surface to the central region in the longitudinal section (simple focusing orientation), and FIG. This is a case where focusing is performed from the center of the side surface and both end surfaces to the center portion of the action surface region (side end surface side focusing orientation). As described above, in the cylindrical magnet according to the present invention, since the magnetic powder particles at least at both ends of the working surface region in the cross section converge on the non-working surface side, in other words, diverge on the working surface side, the rotor generates the stator magnetic field. The amount of change in the direction of rotation of the gap magnetic flux density when crossing the boundary can be reduced, so that the occurrence of cogging can be effectively prevented.

【0012】ところで、ステーターの横断面における磁
粉粒子の配向方向を、上記のような発散型配向とした場
合には、前述したとおり、作用面における表面磁界の絶
対値が小さくなってトルクの低下を招いていたのである
が、この点については、長手方向断面における磁粉粒子
の配向方向を上述したような単純集束配向又は両端部側
面集束配向とすることにより解決できる。図3及び図4
に、この発明に従う円筒状磁石を直流モーターのステー
ターとして組み込んだ状態を示す。図3,4と従来モー
ターを組み込んだ前掲図2とを対比すれば明白なよう
に、実質的な作用面に対し、図1(イ)に示したような
従来磁石では無駄な磁束が存在するのに対し、図1
(ロ),(ハ)に示したような発明磁石では全ての磁束
が実質的作用面に集束して配向しており、従ってアキシ
ャル配向の場合に比べてより高いギャップ磁束密度が得
られ、従って横断面における磁粉粒子の配向方向を発散
型配向とした場合であっても、トルクの低下を効果的に
抑制できるのみならず、むしろトルクの向上を望み得る
のである。
By the way, when the orientation direction of the magnetic powder particles in the cross section of the stator is the divergent orientation as described above, as described above, the absolute value of the surface magnetic field on the working surface is reduced, and the torque is reduced. As a result, this point can be solved by setting the orientation direction of the magnetic powder particles in the longitudinal section to the simple focusing orientation as described above or to the side edge focusing orientation at both ends. 3 and 4
FIG. 1 shows a state in which the cylindrical magnet according to the present invention is incorporated as a stator of a DC motor. As is apparent from a comparison between FIGS. 3 and 4 and the above-described FIG. 2 in which the conventional motor is incorporated, useless magnetic flux exists in the conventional magnet as shown in FIG. In contrast, FIG.
In the inventive magnets shown in (b) and (c), all magnetic fluxes are focused and oriented on the substantially active surface, and therefore a higher gap magnetic flux density can be obtained as compared with the case of the axial orientation. Even in the case where the orientation direction of the magnetic powder particles in the cross section is the divergent orientation, not only can the decrease in torque be effectively suppressed, but also an improvement in torque can be expected.

【0013】この発明の磁石材料としては、焼結磁石及
び合成樹脂磁石いずれもが利用できる。たとえば焼結磁
石及び合成樹脂磁石における磁粉としては、フェライト
系、アルニコ系、サマリウム−コバルト系、ネオジウム
−鉄−ボロン系など既に知られたものがいずれもが使用
できる。また磁粉粒子の平均粒径についても、既に知ら
れた範囲で使用することができる。たとえばフェライト
系では 1.5μm 、希土類系では10〜50μm が一般的であ
る。
As the magnet material of the present invention, both sintered magnets and synthetic resin magnets can be used. For example, as the magnetic powder in the sintered magnet and the synthetic resin magnet, any of the known magnet powders such as ferrite, alnico, samarium-cobalt, and neodymium-iron-boron can be used. Also, the average particle size of the magnetic powder particles can be used within a known range. For example, it is generally 1.5 μm for ferrites and 10 to 50 μm for rare earths.

【0014】また合成樹脂についても従来公知のものが
使用できる。たとえばポリアミド12、ポリアミド6など
のポリアミド系合成樹脂や、ポリ塩化ビニル、その酢酸
ビニル共重合体、MMA,PS,PPS,PE,PP等
の単独又は共重合したビニル系合成樹脂や、ウレタン,
シリコーン,ポリカーボネート,PBT,PET,PE
EK,CPE,ハイパロン,ネオプレン,SBR,NB
R等の合成樹脂、又はエポキシ系、フェノール系等の熱
硬化合成樹脂が使用できる。さらに磁粉とバインダーで
ある合成樹脂の配合比率は、用途にもよるが一般的には
磁粉:40〜70 vol%とすることが望ましい。なおその他
にも、従来から常用される可塑剤や滑剤、抗酸化剤、表
面処理剤などを目的に応じて適量使用できるのはいうま
でもない。
Conventionally known synthetic resins can also be used. For example, polyamide-based synthetic resins such as polyamide 12 and polyamide 6, polyvinyl chloride, vinyl acetate copolymer thereof, homo- or copolymerized vinyl-based synthetic resins such as MMA, PS, PPS, PE, PP, and urethane,
Silicone, polycarbonate, PBT, PET, PE
EK, CPE, Hypalon, Neoprene, SBR, NB
A synthetic resin such as R or a thermosetting synthetic resin such as an epoxy-based or phenol-based resin can be used. Further, the mixing ratio of the magnetic powder and the synthetic resin as the binder depends on the application, but generally it is desirable to set the magnetic powder to 40 to 70 vol%. In addition, it goes without saying that appropriate amounts of conventionally used plasticizers, lubricants, antioxidants, surface treatment agents and the like can be used according to the purpose.

【0015】次に、この発明に係る磁場配向成形金型の
磁気回路装置について説明する。図5、図6及び図7,
図8にそれぞれ、円筒状磁石の製造に用いて好適な射出
成形金型の磁気回路装置の好適例を模式で示す。図5,
6は製品の横方向断面であり、図5に全面発散型、図6
に両端部発散型を示す。また図7,8は長手方向断面で
あり、図7に単純集束配向、図8に両端部側面集束配向
を示す。図中番号1はダイ2に設けたキャビティ、3は
主極、4は中間磁極、5は対極、6はヨーク、7は励磁
コイル、8は補助磁極である。
Next, a magnetic circuit device of a magnetic field orientation molding die according to the present invention will be described. 5, 6, and 7,
FIG. 8 schematically shows a preferred example of a magnetic circuit device of an injection mold suitable for use in manufacturing a cylindrical magnet. FIG.
6 is a transverse cross section of the product, and FIG.
Shows the divergent type at both ends. 7 and 8 are cross sections in the longitudinal direction. FIG. 7 shows a simple focusing orientation, and FIG. 8 shows a side focusing orientation at both ends. In the figure, reference numeral 1 denotes a cavity provided in the die 2, 3 denotes a main pole, 4 denotes an intermediate magnetic pole, 5 denotes a counter electrode, 6 denotes a yoke, 7 denotes an exciting coil, and 8 denotes an auxiliary magnetic pole.

【0016】さてこの発明の磁石は、上掲した横断面が
図5,6、一方長手方向断面は図7,8に示したような
金型を用いることによって製造することができる。すな
わち例えば図5と図7との組合せになる射出成形用金型
によってこの発明に従う円筒状磁石を製造する場合を考
えると、円筒状キャビティ1内に導入された合成樹脂磁
石材料が軟化状態にある内に、該磁石材料に対して磁場
を印加すると、磁力線は、キャビティ1の長手方向断面
においては、一方の作用面領域の外周から、作用面内側
の中央域に集束するように中間磁極4に抜け、ついでこ
の中間磁極4から他方の作用面領域の外周に向かい発散
するように透過し、また横断面においては、作用面領域
の外周から、作用面内側に発散するように中間磁極4に
抜け、ついでこの中間磁極4から他方の作用面領域の円
弧外周に向かって集束するように透過し、それ故磁石材
料中の磁粉粒子の磁化容易軸が、かかる磁力線の方向に
沿って配向する結果、横断面が図1(c)、長手方向断
面が図1(ロ)に示したような集束配向なる円筒状磁石
が得られるのである。
The magnet of the present invention can be manufactured by using a mold as shown in the cross section shown in FIGS. 5 and 6, while the longitudinal section is shown in FIGS. That is, for example, when a cylindrical magnet according to the present invention is manufactured by using an injection mold that is a combination of FIGS. 5 and 7, the synthetic resin magnet material introduced into the cylindrical cavity 1 is in a softened state. When a magnetic field is applied to the magnet material, the lines of magnetic force are applied to the intermediate magnetic pole 4 so as to converge from the outer periphery of the one working surface region to the central region inside the working surface in the longitudinal section of the cavity 1. Then, the light is transmitted so as to diverge from the intermediate magnetic pole 4 toward the outer periphery of the other working surface area, and in the cross section, is transmitted from the outer circumference of the working surface area to the intermediate magnetic pole 4 so as to diverge inside the working surface. Then, the light passes through this intermediate magnetic pole 4 so as to converge toward the outer circumference of the arc of the other working surface region, so that the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles in the magnet material is oriented along the direction of the magnetic field lines. Result, cross-section FIG. 1 (c), the longitudinal section is of the converging orientation becomes cylindrical magnets as shown in FIG. 1 (b) is obtained.

【0017】ここに金型磁気回路の面からは、図5,6
に示したように、横断面においては中間磁極4の幅を主
極3や対極5の幅よりも広くすると共に、磁束を絞るべ
き長手方向断面においては、図7,8に示したように中
間磁極4の幅を主極3や対極5の幅よりも狭くすること
が肝要で、かかる仕組みとすることによって、磁粉粒子
の磁化容易軸を所望の方向に配向させるのである。その
結果この発明磁石では、磁粉粒子の磁化容易軸が、横断
面においては図1(c),(d)に示すように、また長
手方向においては図1(ロ),(ハ)にそれぞれ示すよ
うに配向するのである。
Here, from the viewpoint of the mold magnetic circuit, FIGS.
As shown in FIGS. 7 and 8, the width of the intermediate magnetic pole 4 is made wider than the width of the main pole 3 and the counter electrode 5 in the cross section, and the width of the intermediate magnetic pole 4 in the longitudinal section in which the magnetic flux is to be reduced is as shown in FIGS. It is important to make the width of the magnetic pole 4 narrower than the width of the main pole 3 and the counter electrode 5, and by adopting such a mechanism, the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles is oriented in a desired direction. As a result, in the magnet of the present invention, the axis of easy magnetization of the magnetic powder particles is as shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d) in the cross section and in FIGS. 1 (b) and 1 (c) in the longitudinal direction. The orientation is as follows.

【0018】なお、主極3,中間磁極4,対極5,ヨー
ク7及び補助磁極8としては、S55C,S50C,S40C等の炭
素鋼、SKD11,SKD61等のダイス鋼及びパメンジュール、
純鉄等の強磁性体が使用され、一方ダイ2としては、ス
テンレス鋼、銅ベリリウム合金、ハイマンガン鋼、青
銅、真ちゅう及び非磁性超鋼N−7等の非磁性体が用い
られる。また磁場中成形方法としては、磁場配向射出成
形、磁場配向圧縮成形及び磁場配向RIM成形などが適
当である。とくに図1(c),(d)と図1(イ)との
組合せの場合には、押し出し成形でも対応できる。さら
に希土類磁粉を用いる場合には、予め又はキャビティ内
に導入した直後に、パルス状の高磁場をかけ、磁気モー
メントを揃える前処理を施すことが望ましい。
The main pole 3, intermediate pole 4, counter pole 5, yoke 7 and auxiliary pole 8 are carbon steel such as S55C, S50C and S40C, die steel such as SKD11 and SKD61 and pamenjur,
A ferromagnetic material such as pure iron is used, while a non-magnetic material such as stainless steel, copper beryllium alloy, high manganese steel, bronze, brass and non-magnetic super steel N-7 is used as the die 2. As the molding method in a magnetic field, magnetic field orientation injection molding, magnetic field orientation compression molding, and magnetic field orientation RIM molding are suitable. In particular, in the case of the combination of FIGS. 1C and 1D and FIG. 1A, extrusion molding can be used. Further, in the case of using rare earth magnetic powder, it is desirable to apply a pulsed high magnetic field in advance or immediately after introducing the magnetic powder into the cavity, and to perform a pretreatment for making the magnetic moment uniform.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 図5,図6,図9(b)及び図10(b)に示す横方向並
びに図7,図8,図9(a)及び図10(a)に示す長手
方向断面を組み合わせて構成した金型を用い、図11に示
す寸法になる円筒状磁石を、以下の条件で製作した。こ
こに横断面における作用面角度(θ1 )はいずれも 120
°とした。また磁粉粒子の横断面における集束角度は、
図11(c)に示したような全面集束についてはXA 、ま
た同図(d)に示したような両端部集束については両端
部をXB と定義した。一方長手方向については、図11
(ロ)に示したような単純集束配向の場合はY、また同
図(ハ)に示したような両端部側面集束配向の場合は、
側面集束率Z〔=(a−b)/a×100 %〕で定義し
た。
Embodiment 1 The horizontal direction shown in FIGS. 5, 6, 9 (b) and 10 (b) and the longitudinal direction shown in FIGS. 7, 8, 9 (a) and 10 (a) Using a mold configured by combining the cross sections, a cylindrical magnet having the dimensions shown in FIG. 11 was manufactured under the following conditions. Here, the working surface angle (θ 1 ) in the cross section is 120
°. The convergence angle in the cross section of the magnetic powder particles is
X A is the entire focusing as shown in FIG. 11 (c), also the end portions converging as shown in FIG. (D), defined both ends and X B. On the other hand, in the longitudinal direction, FIG.
In the case of the simple focusing orientation as shown in (b), Y, and in the case of the both-sides side focusing orientation as shown in FIG.
The side surface convergence rate Z was defined as Z (= (ab) / a × 100%).

【0020】なおモータートルクの測定は、この発明磁
石については図3又は図4に、一方従来磁石については
図2に示したようにセットして行った。この時ローター
としては、図12に示したように、磁極数が3極でかつ磁
極角度が60°のものを使用し、磁極幅は磁石幅の70%と
した。
The motor torque was measured as shown in FIG. 3 or FIG. 4 for the magnet of the present invention, and as shown in FIG. 2 for the conventional magnet. At this time, as shown in FIG. 12, a rotor having three magnetic poles and a magnetic pole angle of 60 ° was used, and the magnetic pole width was 70% of the magnet width.

【0021】 ・原料 磁粉A:フェライト磁粉(平均粒径 1.5μm のマグネト
プランバイト系ストロンチウム系フェライト) 磁粉B:サマリウム−コバルト磁粉(2−17系;平均粒
径15μm)
Raw material magnetic powder A: ferrite magnetic powder (magnet plumbite-based strontium-based ferrite having an average particle diameter of 1.5 μm) Magnetic powder B: samarium-cobalt magnetic powder (2-17 based; average particle diameter of 15 μm)

【0022】 ・配合 配合A(プラマグ配合) 磁 粉 :63 vol% ポリアミド12 :36 vol% アミノシランA−1100:1 vol% 配合B(焼結配向) 磁 粉 :50wt% 水 :50wt%Formulation A (Plamag formulation) Magnetic powder: 63 vol% Polyamide 12: 36 vol% Aminosilane A-1100: 1 vol% Formulation B (sintered orientation) Magnetic powder: 50 wt% Water: 50 wt%

【0023】 ・成形方法A:プラマグ射出成形条件 使用ペレット配合 :配合A 成形機 :コイル内蔵式磁場配向射出成形機 射出シリンダー温度:300 ℃ 金型温度 :100 ℃ 射出圧力 :1500kg/cm2 励磁時間 :15秒 冷却時間 :20秒 射出サイクル :40秒 ・成形方法B:焼結磁石作成条件 使用スラリー :配合B 成形機 :コイル搭載式磁場配向圧縮成形機 水抜き方法 :インジェクション方式 励磁方向 :竪磁場 成形温度 :20℃ 焼成温度 :1250℃Molding method A: Plamag injection molding conditions Pellet compounding used: Compounding A Molding machine: Magnetic-field oriented injection molding machine with a built-in coil Injection cylinder temperature: 300 ° C. Mold temperature: 100 ° C. Injection pressure: 1500 kg / cm 2 Excitation time : 15 seconds Cooling time: 20 seconds Injection cycle: 40 seconds ・ Molding method B: Sintered magnet preparation conditions Slurry used: Compounding B Molding machine: Coil-mounted magnetic orientation compression molding machine Molding temperature: 20 ° C Firing temperature: 1250 ° C

【0024】 ・ホール素子 70μm 角のガリウム−ひ素
使用 ・ガウスメーター ガウスメーター使用
・ Hall element 70 μm square gallium-arsenic used ・ Gauss meter Gauss meter used

【0025】かくして得られた2極円筒状磁石の有効作
用面における表面磁束密度及びモーターディテントトル
クについて測定した結果を、コギング現象の評価と共に
表1,表2,表3及び表4に示す。
Table 1, Table 2, Table 3 and Table 4 show the results of measurement of the surface magnetic flux density and motor detent torque on the effective working surface of the two-pole cylindrical magnet thus obtained, together with the evaluation of the cogging phenomenon.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】同表より明らかなように、この発明に従い
2極円筒状磁石中の磁粉粒子の配向方向を、長手方向断
面においては内側作用面の中央域に集束させ、かつ横断
面においては少なくとも両端部近傍を作用面側に発散さ
せることにより、トルクの低下を招くことなく、むしろ
向上させた上で、コギングの発生を効果的に防止するこ
とができる。
As is clear from the table, according to the present invention, the orientation direction of the magnetic powder particles in the two-pole cylindrical magnet is focused on the central region of the inner working surface in the longitudinal section and at least both ends in the transverse section. By diverging the vicinity of the portion to the working surface side, it is possible to effectively prevent the occurrence of cogging after the torque is reduced, but rather improved.

【0031】[0031]

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、円筒状磁石
材料中の磁粉粒子を、長手方向断面においては内側作用
面の中央域に効果的に集束配向させる一方、横断面にお
いては少なくとも両端部近傍を作用面側に発散させるこ
とができるので、着磁後における有効作用面における表
面磁界を低下させることなしに、ステーター磁界の境界
におけるギャップ磁束密度の変化を緩和することがで
き、従ってモータートルクの低下を招くことなくコギン
グの発生を防止することができる。
Thus, according to the present invention, the magnetic powder particles in the cylindrical magnet material are effectively focused and oriented in the central section of the inner working surface in the longitudinal section, while at least near both ends in the transverse section. Can be dissipated to the working surface side, so that the change in the gap magnetic flux density at the boundary of the stator magnetic field can be reduced without lowering the surface magnetic field on the effective working surface after the magnetization, and thus the motor torque can be reduced. The occurrence of cogging can be prevented without lowering.

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

【図1】円筒状磁石の横断面及び長手方向断面における
磁粉粒子の磁化容易軸の配向状態を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an orientation state of an axis of easy magnetization of magnetic powder particles in a transverse section and a longitudinal section of a cylindrical magnet.

【図2】従来の円筒状磁石を組み込んだモーターの断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a motor incorporating a conventional cylindrical magnet.

【図3】この発明に従う円筒状磁石を組み込んだモータ
ーの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a motor incorporating a cylindrical magnet according to the present invention.

【図4】この発明に従う別の円筒状磁石を組み込んだモ
ーターの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a motor incorporating another cylindrical magnet according to the present invention.

【図5】横断面が全面発散型配向になる円筒状磁石の製
造に用いて好適な磁気回路装置をそなえる磁場配向成形
金型の模式図である。
FIG. 5 is a schematic view of a magnetic-field-oriented molding die having a magnetic circuit device suitable for use in manufacturing a cylindrical magnet having a divergent orientation in its entire cross section.

【図6】横断面が両端部発散型配向になる円筒状磁石の
製造に用いて好適な磁気回路装置をそなえる磁場配向成
形金型の模式図である。
FIG. 6 is a schematic view of a magnetic-field-oriented molding die provided with a magnetic circuit device suitable for use in manufacturing a cylindrical magnet having a cross section having a divergent orientation at both ends.

【図7】長手方向断面が単純集束配向になる円筒状磁石
の製造に用いて好適な磁気回路装置をそなえる磁場配向
成形金型の模式図である。
FIG. 7 is a schematic view of a magnetic-field-oriented molding die provided with a magnetic circuit device suitable for use in manufacturing a cylindrical magnet having a longitudinal section having a simple focusing orientation.

【図8】長手方向断面が両端部側面集束配向になる円筒
状磁石の製造に用いて好適な磁気回路装置をそなえる磁
場配向成形金型の模式図である。
FIG. 8 is a schematic view of a magnetic field orientation molding die having a magnetic circuit device suitable for use in manufacturing a cylindrical magnet whose longitudinal cross section has a side-side converging orientation.

【図9】従来のアキシャル型配向になる円筒状磁石の製
造に用いる磁気回路装置をそなえる磁場配向成形金型の
模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a magnetic field orientation molding die including a magnetic circuit device used for manufacturing a conventional cylindrical magnet having an axial orientation.

【図10】従来のラジアル型配向になる円筒状磁石の製造
に用いる磁気回路装置をそなえる磁場配向成形金型の模
式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of a magnetic-field-oriented molding die including a magnetic circuit device used for manufacturing a conventional cylindrical magnet having a radial orientation.

【図11】実施例で作製した円筒状磁石の寸法及び磁粉
粒子の磁化容易軸の配向状態を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing dimensions of a cylindrical magnet produced in an example and an orientation state of an axis of easy magnetization of magnetic powder particles.

【図12】モータートルク測定用モーターの模式図であ
る。
FIG. 12 is a schematic diagram of a motor for measuring a motor torque.

【符号の説明】 1 キャビティ 2 ダイ 3 主極 4 中間磁極 5 対極 6 ヨーク 7 励磁コイル 8 補助磁極 9 軸受け 10 ワッシャー 11 板ばね 12 ブラシ 13 円筒状磁石 14 ローター磁極 15 ローター励磁コイル 16 シャフト 17 強磁性体ケース[Description of Signs] 1 Cavity 2 Die 3 Main pole 4 Intermediate pole 5 Counter pole 6 Yoke 7 Excitation coil 8 Auxiliary pole 9 Bearing 10 Washer 11 Leaf spring 12 Brush 13 Cylindrical magnet 14 Rotor pole 15 Rotor excitation coil 16 Shaft 17 Ferromagnetic Body case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 孝宏 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社 技術研究本部内 (72)発明者 安田 晃 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川崎製鉄株式会社 東京本社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takahiro Kikuchi 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Research and Development Headquarters (72) Inventor Akira Yasuda 2-3-2 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Kawasaki (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01F 7/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 横断面がO型形状になる円筒の内周面の
うち対向する2領域を作用面とする円筒状磁石であっ
て、該磁石の磁粉粒子の磁化容易軸の配向方向が、該磁
石の横断面の作用面領域において少なくとも両端部近傍
が該磁石の非作用面側に集束し、かつ該磁石の作用面及
び軸心を含む長手方向断面において内側作用面の中央域
に集束してなる2極円筒状磁石。
1. A cylindrical magnet having two opposing regions of an inner peripheral surface of a cylinder having an O-shaped cross section as an active surface, wherein an orientation direction of an axis of easy magnetization of magnetic powder particles of the magnet is: In the working surface region of the cross section of the magnet, at least the vicinity of both ends is focused on the non-working surface side of the magnet, and is focused on the central region of the inner working surface in the longitudinal section including the working surface and the axis of the magnet. Two-pole cylindrical magnet.
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