JP4133686B2 - ラジアル異方性リング磁石及びその製造方法 - Google Patents
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Description
2・π・(B/2)2・20/(π・B・L)=10・B/L …内周、
2・π・(B/2)2・20/(π・A・L)=10・B2/(A・L)…外周
となる。外周での磁場は内周より小さいので、磁石粉の充填部すべてにおいて良好な配向を得るには、外周で10kOe以上必要であり、このため、10・B2/(A・L)=10となり、従って、L=B2/Aとなる。成形体高さは充填粉の高さの約半分で、焼結時、更に8割程度になるので、磁石の高さは非常に小さくなる。このようにコアの飽和が配向磁界の強度を決定するためコア形状により配向可能な磁石の大きさ即ち高さが決まってしまい、円筒軸方向に長尺品を製造することが困難であった。特に、径が小さな円筒磁石では非常に短尺品しか製造することができなかった。
(1)円筒磁石用成形金型のコアの少なくとも一部の材質に飽和磁束密度5kG以上を有する強磁性体を用い、金型キャビティ内に充填した磁石粉を水平磁場垂直成形法により磁石粉に配向磁界を印加して成形することにより、ラジアル異方性リング磁石を製造する方法であって、下記(ii),(iv),(v)
(ii)磁場印加後、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(iv)磁場印加後、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(v)複数のコイル対を用い、1つのコイル対に磁場印加した後、他のコイル対に磁場を印加する
の操作のうち少なくとも一の操作を行い、磁石粉をコイルによる発生磁場に対し、相対的に回転させて、磁石粉に対し一方向よりも多くの方向から磁場を印加して、加圧成形することにより製造され、
上記成形直前の回転において上記(ii)、(iv)又は(v)の操作を行い、コイルよりの発生磁場を0〜0.5kOe未満にした状態で磁石粉を回転前の磁場方向に対して60〜120°に回転させた後、回転前に印加した磁場の1/20〜1/3の大きさの磁場を印加し、印加後又は印加中成形することにより、磁石全般にわたりリング磁石の中心軸とラジアル異方性付与方向とのなす角度が80°以上100°以下であるラジアル異方性リング磁石を得ることを特徴とするラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(2)成形直前又は成形中の水平磁場垂直成形装置で発生する磁場が0.5〜3kOeであることを特徴とする(1)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(3)円筒磁石用成形金型のコアの少なくとも一部の材質に飽和磁束密度5kG以上を有する強磁性体を用い、金型キャビティ内に充填した磁石粉を水平磁場垂直成形法により磁石粉に配向磁界を印加して成形することにより、ラジアル異方性リング磁石を製造する方法であって、下記(ii),(iv),(v)
(ii)磁場印加後、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(iv)磁場印加後、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(v)複数のコイル対を用い、1つのコイル対に磁場印加した後、他のコイル対に磁場を印加する
の操作のうち少なくとも一の操作を行い、磁石粉をコイルによる発生磁場に対し、相対的に回転させて、磁石粉に対し一方向よりも多くの方向から磁場を印加して、加圧成形することにより製造され、
上記成形直前の回転において上記(ii)、(iv)又は(v)の操作を行い、磁場をかけない状態で磁石粉を回転前の磁場方向に対して90°に回転させた後、成形時より低い0.5〜3kOeの磁場を印加し、印加後成形することにより、磁石全般にわたりリング磁石の中心軸とラジアル異方性付与方向とのなす角度が80°以上100°以下であるラジアル異方性リング磁石を得ることを特徴とするラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(4)充填磁石粉を回転させる際、コア、ダイス及びパンチのうち少なくとも1つを周方向に回転させることで充填磁石粉を回転せしめることを特徴とする(1)〜(3)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(5)磁場印加後充填磁石粉を回転させる際、強磁性コア及び磁石粉の残留磁化の値が50G以上であり、コアを周方向に回転させることで磁石粉を回転せしめることを特徴とする(1)〜(3)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(6)ラジアル異方性リング磁石におけるリング磁石中心軸との垂直面上において、ラジアル方向に対する磁石粉の平均配向度が80%以上であることを特徴とする(1)〜(5)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(7)リング磁石の中心軸方向の長さを内径で割った値が0.5以上であることを特徴とする(6)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(8)ラジアル異方性リング磁石が長尺品であることを特徴とする(6)のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
(9)(8)の方法により得られたラジアル異方性リング磁石。
更に、磁石の配向度fは以下の式で算出される。
f=Br/[Is×{ρ/ρ0×(1−α)}2/3]
Br:残留磁束密度
Is:飽和磁化
ρ:焼結体密度
ρ0:理論密度
α:非磁性相の体積率
(i)磁場印加中、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させる、
(ii)磁場印加後、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(iii)磁場印加中、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させる、
(iv)磁場印加後、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(v)複数のコイル対を用い、1つのコイル対に磁場印加した後、他のコイル対に磁場を印加する
の操作のうち少なくとも一の操作を1回又は繰り返して磁場を変化させて複数回行うものである。
更に、本発明では、数回にわたり配向させるとよいが、多段階で磁場を下げていくことが好ましい。特に3回にわたり配向させることが好ましい。5回までにした方が特性の点から好ましい。
[実施例、比較例]
ここで、11は円筒磁石、20は着磁機、21は着磁機磁極歯、22は着磁機コイル、30は3相モータ、31はステータ歯、32はコイルである。
これらの結果を表1に示す。
また、図8は実施例1、図9は比較例3の着磁後のロータ磁石の表面磁束を測定したものである。実施例は比較例に対し各極が均一化しており、かつ極の面積が大きくなっており、実施例は大きな磁場を均一に発生できることがわかる。
2 配向磁場コイル
3 ダイス
5a コア
6 上パンチ
7 下パンチ
8 充填磁石粉
9 ポールピース
11 円筒磁石
20 着磁機
21 着磁機磁極歯
22 着磁機コイル
30 3相モータ
31 ステータ歯
32 コイル
Claims (9)
- 円筒磁石用成形金型のコアの少なくとも一部の材質に飽和磁束密度5kG以上を有する強磁性体を用い、金型キャビティ内に充填した磁石粉を水平磁場垂直成形法により磁石粉に配向磁界を印加して成形することにより、ラジアル異方性リング磁石を製造する方法であって、下記(ii),(iv),(v)
(ii)磁場印加後、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(iv)磁場印加後、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(v)複数のコイル対を用い、1つのコイル対に磁場印加した後、他のコイル対に磁場を印加する
の操作のうち少なくとも一の操作を行い、磁石粉をコイルによる発生磁場に対し、相対的に回転させて、磁石粉に対し一方向よりも多くの方向から磁場を印加して、加圧成形することにより製造され、
上記成形直前の回転において上記(ii)、(iv)又は(v)の操作を行い、コイルよりの発生磁場を0〜0.5kOe未満にした状態で磁石粉を回転前の磁場方向に対して60〜120°に回転させた後、回転前に印加した磁場の1/20〜1/3の大きさの磁場を印加し、印加後又は印加中成形することにより、磁石全般にわたりリング磁石の中心軸とラジアル異方性付与方向とのなす角度が80°以上100°以下であるラジアル異方性リング磁石を得ることを特徴とするラジアル異方性リング磁石の製造方法。 - 成形直前又は成形中の水平磁場垂直成形装置で発生する磁場が0.5〜3kOeであることを特徴とする請求項1記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- 円筒磁石用成形金型のコアの少なくとも一部の材質に飽和磁束密度5kG以上を有する強磁性体を用い、金型キャビティ内に充填した磁石粉を水平磁場垂直成形法により磁石粉に配向磁界を印加して成形することにより、ラジアル異方性リング磁石を製造する方法であって、下記(ii),(iv),(v)
(ii)磁場印加後、磁石粉を金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(iv)磁場印加後、磁場発生コイルを磁石粉に対し金型周方向に所定角度回転させ、その後再び磁場を印加する、
(v)複数のコイル対を用い、1つのコイル対に磁場印加した後、他のコイル対に磁場を印加する
の操作のうち少なくとも一の操作を行い、磁石粉をコイルによる発生磁場に対し、相対的に回転させて、磁石粉に対し一方向よりも多くの方向から磁場を印加して、加圧成形することにより製造され、
上記成形直前の回転において上記(ii)、(iv)又は(v)の操作を行い、磁場をかけない状態で磁石粉を回転前の磁場方向に対して90°に回転させた後、成形時より低い0.5〜3kOeの磁場を印加し、印加後成形することにより、磁石全般にわたりリング磁石の中心軸とラジアル異方性付与方向とのなす角度が80°以上100°以下であるラジアル異方性リング磁石を得ることを特徴とするラジアル異方性リング磁石の製造方法。 - 充填磁石粉を回転させる際、コア、ダイス及びパンチのうち少なくとも1つを周方向に回転させることで充填磁石粉を回転せしめることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- 磁場印加後充填磁石粉を回転させる際、強磁性コア及び磁石粉の残留磁化の値が50G以上であり、コアを周方向に回転させることで磁石粉を回転せしめることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- ラジアル異方性リング磁石におけるリング磁石中心軸との垂直面上において、ラジアル方向に対する磁石粉の平均配向度が80%以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- リング磁石の中心軸方向の長さを内径で割った値が0.5以上であることを特徴とする請求項6記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- ラジアル異方性リング磁石が長尺品であることを特徴とする請求項6記載のラジアル異方性リング磁石の製造方法。
- 請求項8記載の方法により得られたラジアル異方性リング磁石。
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