JPH02311147A - 複合円筒状永久磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モータ等に用いられる複合円筒状永久磁石　
　　　　　　　に関する。

［従来技術］ 従来のモータ等に用いられる円筒状永久磁石は、第３図
にロータの一例を示したように例えばその外周面に２か
ら４極以上の駆動用磁極の多極着磁を行ない、その端面
などに信号用の多極着磁を行なうか、駆動用の円筒状永
久磁石１の他に信号用の円筒状永久磁石２を配置して信
号用の多極着磁を行ない、スペーサー１５を介してシャ
フト１６に固定しロータとして用いていた。

このようなモータのロータとして我々は特開昭５９−１
４８３０２に示すような駆動用と信号用の磁極とを合わ
せ持った円筒状永久磁石の製造方法を提案した。

第３図に示したロータにおいて一般に樹脂結合型希土類
永久磁石と呼ばれる希土類永久磁石粉末とプラスチック
バインダーであるエポキシ樹脂との混合物を放射状のラ
ジアル磁場中で加圧成形し、放射状に異方性を持たせ熱
処理して固化した後Ｎ、Ｓ極を交互に多極着磁する駆動
用円筒状永久磁石１と、前記した駆動用円筒状永久磁石
と同一の材料からなり軸方向の磁場中で加圧成形し、軸
方向に異方性を持たせ熱処理して固化した後同様にＮ、
Ｓ極を交互に微細多極着磁する信号用円筒状永久磁石２
とを同時に成形していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記したような従来技術による方法では
ラジアル方向に配向させ放射状に異方性を持たせ多極着
磁して駆動用として用いる円筒状永久磁石は、強い磁力
つまり、高い残留磁束密度が必要で、しかも安定した磁
気特性を得るために、用いる永久磁石粉末は残留磁束密
度が高く、併せて逆磁場が加えられても安定した磁気性
能を示すようにするため高い保磁力を必要とする。

ところが軸方向に配向させ、信号用の微細多極着磁を行
なう信号用円筒状永久磁石も前記した駆動用円筒状永久
磁石と同様な磁気性能を持った永久磁石粉末を用いるた
め、信号用の微細多極着磁を行なうのにも駆動用の多極
着磁と基本的に同様な着磁磁場が必要であった。

そこで本発明はこのような課題を解決するためのもので
、その目的とするところは駆動用円筒状永久磁石と信号
用円筒状永久磁石とを同一円筒状に成形することができ
、駆動用円筒状永久磁石は、放射状の異方性で高い保磁
力と高い残留磁束密度を有し、信号用円筒状永久磁石は
、信号用微細多極着磁が低い着磁磁場で行なえる複合円
筒状永久磁石及びその製造方法を提供するところにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明の複合円筒状永久磁石　
　　　　　　　は、駆動用円筒状永久磁石には従来と同
様に保磁力が高く、残留磁束密度の高い永久磁石粉末を
使用し放射状に異方性を持たせ、信号用円筒状永久磁石
には、前記した永久磁石粉末よりも保磁力の低い永久磁
石粉末を使用し一体成形したことを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

駆動用円筒状永久磁石材として一般に２−１７系と呼ば
れるＳｍ−Ｃｏ希土類金属間化合物合金を溶解、鋳造し
磁気硬化のための熱処理をし、更に粉砕して粒度調整を
行なった希土類永久磁石粉末と、プラスチックバインダ
ーであるエポキシ樹脂との混合物を混練し永久磁石原料
とした。

詳しく述べるならばエポキシ樹脂の含有量は２重１％で
、永久磁石原料の磁気特性は測定のためのブロックに磁
場中成形して保磁力１０ｋＯｅ、エネルギー積１５ＭＧ
Ｏｅのものである。

信号用円筒状永久磁石材としては、駆動用円筒永久磁石
原料と同様にして製造したＳｍ−Ｃｏ系の希土類永久磁
石粉末を用い、エポキシ樹脂を２型皿％混合したもので
、ブロックに成形して保磁力３ｋＯｅ、エネルギー積２
ＭＧＯｅのものである。

第１図は本発明の複合円筒状永久磁石を示した斜視図で
、駆動用永久磁石１の一端面に信号用永久磁石を接して
成形したもので、外径φ２２ｍｍ厚さ１ｍｍ長さは駆動
用部分２０１Ｉ１１、信号用部分２ｍｍの円筒状である
。

第２図は複合円筒状永久磁石の製造方法の一例を示す概
略断面図である。

第２図に示すラジアル磁場プレスにより、最初にラジア
ル磁場中で放射状に異方性を持った駆動用円筒状永久磁
石を成形する。

第２図において駆動用永久磁石原料は磁性材料よりなる
下コア４、ダイ５、上コア６と非磁性材料よりなる下バ
ンチ７により囲まれた円筒状空間３に上コア６を上方に
上げた状態で一定■充填される。

次に上部シリンダ８により上コア６、上磁気回路９、上
磁場コイル１０を上コア６が下コア４に接するまで下降
させ、円筒状空間３を非磁性材料よりなる上パンチ１３
により密閉する。

この時、上磁場コイル１０と上磁場コイル１１に別設の
磁場電源から電流を流し互いのコイルに反発するような
磁場を発生させることにより、各々のコアを流れた磁場
はダイ５に広がりながらそれぞれ流れ、上磁気回路９、
下磁気回路１２を通る。

円筒状空間３に充填された駆動用永久磁石原料はラジア
ル方向に配向される。

更にこの状態で上バンチ１３を下降させ、駆動用永久磁
石原料を設定圧力で圧縮する。

圧縮が設定値に達したところで各々のコイルに流してい
た電流の向きを反転させ、脱磁電流を設定値まで流し、
成形された永久磁石の脱磁を行なう。

次に上部シリンダ８を動作させ上コア６、上磁気回路９
、上磁場コイル１０、上バンチ１３を上に引き上げ、円
筒状空間３の駆動用永久磁石原料が圧縮され開いたスペ
ースに信号用永久磁石原料を設定量充填する。

なおこの時下部シリンダ１４を動作させ円筒状空間３の
スペースを調整して充填量を調整する。

次に先はどと同様に上部シリンダ８により上コア６、上
磁気回路９、上磁場コイル１０を上コア６が下コア４に
接するまで下降させ、さらに上パンチ１３のみ下降、信
号用永久磁石原料を設定圧力で圧縮する。

圧縮工程終了後、上部シリンダ８を動作させ上コア６、
上磁気回路９、上磁場コイル１０、上パンチ１３を上に
引き上げ、更に下部シリンダ１４を動作させ円筒状空間
３内の駆動用永久磁石と信号用永久磁石が一体になった
円筒状永久磁石をダイ５より押し出し、除材を行なう。

円筒状永久磁石は放射状に異方性を持った駆動用永久磁
石と異方性を持たない等方性の信号用永久磁石とが密着
しており、バインダーであるエポキシ樹脂を加熱固化す
る工程により接着も同時に行なわれ、一体の複合円筒状
永久磁石体となる。

比較例として従来技術による複合円筒状永久磁石も製造
した。

駆動用円筒状永久磁石は本発明の複合円筒状永久磁石の
駆動用部分と同様に同じ設備を用い、同じ永久磁石原料
により造り、信号用円筒状永久磁石の部分も駆動用の永
久磁石原料を用い、磁場コイルの片方の電流の向きを逆
にして圧縮方向と磁場方向が同一方向となる縦磁場によ
り成形し、脱磁後除材を行ない加熱固化した。

このようにして成彩された円筒状永久磁石は放射状に異
方性を持った駆動用永久磁石原料と信号用として成形し
た軸方向に異方性を持った縦異方性の駆動用永久磁石原
料とが密着しており、バインダーであるエポキシ樹脂を
加熱固化する工程により接着も同時に行なわれ、一体の
複合円筒状永久磁石体となる。

以上のようにして製作された複合円筒状永久磁石はスペ
ーサーを介してシャフトに固定されモータのロータ等に
、駆動用着磁と信号用着磁とを同時に行なうか、または
駆動用着磁を施した後信号用の微細着磁を行ない用いら
れる。

通常駆動用の着磁は、必要極致を一回で行なうことので
きる着磁ヨークにより多極着磁され、信号用の多極着磁
は着磁極数が少な場合、駆動用の着磁ヨークと組み合わ
せ一体になった信号用着磁ヨークにより同時に行なわれ
るが、非常に細かい超多極を行なう場合は、駆動用の多
極着磁後に追磁式の超多極着磁装置により複合円筒状永
久磁石を回転させながら、着磁ヘッドにより１極あるい
は２極ずつ着磁される。

駆動用着磁は複合円筒状永久磁石の外周に１０極の着磁
を行ない、信号用着磁はその端面に１００極の超多極着
磁を行なった。

まず駆動用の着磁は本発明品、従来技術による複合円筒
状永久磁石とも１０極の着磁ヨークとコンデンサ一式の
パルス着磁電源装置によりその電源出力ＤＣ１８００Ｖ
、コンデンサー容量８００μＦに設定して行なった。

次に信号用の着磁は１００極と細かいため着磁ヨークに
より、１回で行なうことが困難であり先に述べたように
、追磁式の超多極着磁装置によりシャフト基準で円筒状
永久磁石を回転させながら、着磁ヘッドにより１極ずつ
着磁を行なった。

複合円筒状永久磁石の信号用永久磁石側の端面に、マイ
ナスドライバー状の先端形状をした着磁ヘッドを永久磁
石に接しない程度に接近させ、ロータリーエンコーダー
により回転を制御しながら、その信号により着磁ヘッド
に巻き装された着磁コイルに一定の直流電流の方向を交
互に変えて流し、Ｎ、Ｓ極を１極ずつ着磁する方法であ
る。

以上のようにして駆動用の多極着磁と信号用の超多極着
磁を行なった円筒状複合永久磁石体の評価測定を行なっ
た。

駆動用の多極着磁部分はシャフト基準で回転させながら
市販のガウスメータとホールプルーブにより測定したと
ころ、本発明品、従来技術によるもの２種類ともＮ、Ｓ
極の最大値、最小値ともその変化は少なく、平均値で１
８００Ｇと通常品と同レベルであった。

次に信号用の超多極着磁部分は信号レベルが低く、駆動
用の磁極の影響を受けるため基本的には駆動用の測定と
同様にして行なうが、測定装置に工夫をして駆動用の測
定と同期させその影響を相殺する信号処理をして行なっ
たので、その結果を表−１に示す 表−１信号用超多極着磁測定結果 ※単位・・・Ｇくガウス） ガウスメータと ホールプローブ（素子７０ｍμ角）で測定本発明品の信
号用永久磁石部分は成形時に磁場を印加しないため、追
磁式の超多極着磁装置による弱い着磁磁場でも均一に着
磁され、しかも端面方向以外の外周面方向などどちらか
らでも着磁が可能である。

従来技術によるｆｓ号用永久磁石は軸方向の異方性のた
め、端面方向からでなければ着磁不可能でしかも異方性
のため駆動用の強い着磁磁場では残留磁束密度の高い強
い着磁がされるものの、弱い着磁磁場では極表面のみの
着磁に留まるため表面磁束密度は低くなり弱い信号しか
取り出すことが出来ない。

なお本実施例では希土類永久磁石の組み合わせを行なっ
たが、バインダーとしてエポキシ樹脂を用い成形する永
久磁石であればフェライトなどの組み合わせでも同様に
できるものであり、駆動用の永久磁石もエネルギー積の
高いネオジウム系であれば等方性でも同様にできるもの
である。

また本実施例では一端面に信号用の永久磁石を位置させ
たが両端でも、駆動用永久磁石の中間位置でも位置させ
ることができ、等方性のため円周方向からでも超多極着
磁ができるものである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の複合円筒状永久磁石によれば
、駆動用円筒状永久磁 石には従来と同様に保磁力が高く、残留磁束密度の高い
永久磁石粉末を使用し放射状に異方性を持たせ、信号用
円筒状永久磁石には、前記した永久磁石粉末よりも保磁
力の低い永久磁石粉末を使用し一体成形したことにより
、駆動用円筒状永久磁石と信号用円筒状永久磁石とを同
一円筒状に成形することができ、駆動用円筒状永久磁石
は、放射状の異方性で高い保磁力と高い残留磁束密度を
有し、ｆ８号月日筒状永久磁石は、信号用微細多極着磁
が低い着磁磁場で行なえるという効果をもたらすもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合円筒状永久磁石を示した斜視図。 第２図は複合円筒状永久磁石の製造方法の一例を示す概
略断面図。 第３図はロータを示す斜視図。 １・・・駆動用永久磁石　　２・・・信号用永久磁石３
・・・円筒状空間　　　　４・・・下コア５・・・ダイ
　　　　　　　６・・・上コア７・・・下バンチ　　　
　　８・・・上部シリンダ９・・・上磁気回路　　　１
０・・・上磁場コイル１１・・・上磁場コイル　１２・
・・下磁気回路１３・・・上パンチ　　　１４・・・下
部シリンダ１５・・・スペーサー　　１６・・・シャフ
ト−以上− 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータ等に用いられる円筒状永久磁石において、希土類
   永久磁石粉末とプラスチックバインダーよりなる放射状
   に異方性を持った該円筒状希土類永久磁石の一端面に前
   記した希土類永久磁石粉末より保磁力の低い永久磁石粉
   末とプラスチックバインダーよりなる円筒状永久磁石を
   一体成形したことを特徴とする複合円筒状永久磁石。