TW201532087A - 永久磁石、永久磁石之製造方法、表面永磁(spm)馬達及spm馬達之製造方法 - Google Patents

永久磁石、永久磁石之製造方法、表面永磁(spm)馬達及spm馬達之製造方法 Download PDF

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Keisuke Taihaku
Katsuya Kume
Toshiaki Okuno
Izumi Ozeki
Tomohiro Omure
Takashi Ozaki
Takashi Yamamoto
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明提供一種可簡化磁場配向之步驟並且亦提高配向度之永久磁石及永久磁石之製造方法、以及使用永久磁石之表面永磁(SPM)馬達及SPM馬達之製造方法。將磁石原料粉碎成磁石粉末,並將經粉碎之磁石粉末與黏合劑混合,藉此產生複合物(12)。然後,藉由熱熔成形使所產生之複合物(12)於支持基材(13)上成形為片狀而製作生片(14)。其後,藉由對所成形之生片(14)施加磁場而進行磁場配向。進而,將磁場配向後之生片(14)於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片生片切削為所需形狀而成形,其後進行燒結,藉此製造永久磁石(1)。

Description

永久磁石、永久磁石之製造方法、表面永磁(SPM)馬達及SPM馬達之製造方法
本發明係關於一種永久磁石及永久磁石之製造方法、以及使用永久磁石之SPM馬達及SPM馬達之製造方法。
近年來,對油電混合車或硬碟驅動器等中所使用之永久磁石馬達要求小型輕量化、高輸出化、高效率化。因此,於實現上述永久磁石馬達之小型輕量化、高輸出化、高效率化、低轉矩脈動化時,對埋設於馬達之永久磁石要求薄膜化及磁特性之進一步提高。
此處,作為永久磁石馬達中所使用之永久磁石之製造方法,先前以來通常使用粉末燒結法。此處,粉末燒結法係首先製造藉由噴射磨機(乾式粉碎)等將原材料粉碎而成之磁石粉末。其後,將該磁石粉末放入模具,加壓成形為所需形狀。然後,將成形為所需形狀之固體狀之磁石粉末於特定溫度(例如,於為Nd-Fe-B系磁石時為1100℃)下進行燒結,藉此製造永久磁石(例如日本專利特開平2-266503號公報)。又,通常對於永久磁石,為了提高磁特性,藉由自外部施加磁場而進行磁場配向。並且,先前之利用粉末燒結法之永久磁石之製造方法係於加壓成形時向模具中填充磁石粉末,施加磁場進行磁場配向後施加壓力,而使經壓粉之成形體成形。又,其他利用擠出成形法、射出成形法、壓延成形法等之永久磁石之製造方法係於施加磁場之環境下施加壓力而使磁石成形。藉此,可形成構成永久磁石之各磁石粒 子之易磁化軸(C軸)方向一致於磁場之施加方向之成形體。
此處,作為使各向異性磁石之易磁化軸一致之方法,存在軸向各向異性、徑向各向異性、極性各向異性(polar anisotropy)等。此處,尤其是日本專利特開2005-44820號公報中所揭示之配向成極性各向異性之磁石與其他各向異性磁石相比,最大磁通密度較高,且可獲得正弦波之磁通密度分佈。例如,圖13係表示徑向各向異性與極性各向異性之各種各向異性磁石之理想之磁通密度分佈的圖。因此,若將極性各向異性磁石應用於例如馬達用磁石中,則有如下優點:可提高馬達之驅動力,進而限制齒槽效應轉矩(cogging torque),從而正確地進行馬達之驅動控制。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平2-266503號公報(第5頁)
專利文獻2:日本專利特開2005-44820號公報(第6~8頁)
然而,如圖13所示,極性各向異性磁石必須使易磁化軸沿複數個圓弧狀一致。此處,作為極性各向異性磁石之磁場配向方法,例如有如圖14所示般一面成形為圓環形狀,一面於成形體之周圍施加與極數對應之複數條脈衝電流,而施加磁場的方法等,但存在與徑向各向異性等相比,磁場配向之步驟複雜化之問題。又,由於利用直線電流之周圍產生之環狀磁場,故而受上限電流之制約而無法確保充分之磁場強度,且由於在脈衝狀磁場下施加時間較短,故而有無法達成充分之配向之虞。
其結果,無法充分地進行配向,此外,由於模腔內之填充不均等而使配向度之不均變大。伴隨於此,殘留磁通密度之不均亦變大, 因此無法獲得作為極性各向異性環形磁石之特徵之正弦波狀之磁通密度分佈,無法實現作為利用極性各向異性磁石之目的之齒槽效應轉矩降低。
又,上述專利文獻2中揭示有藉由於沿模腔表面排列複數個線圈之特殊磁場中使用成形模具進行磁場配向,而使極性各向異性環形磁石之磁通密度分佈接近於圖13所示之理想之正弦波形狀。然而,於先前之磁石之製法中,接近於理想正弦波形狀時存在極限,而成為如圖15所示之大致梯形形狀之分佈。此處,例如於將極性各向異性環形磁石用於SPM馬達中之情形時,如圖16所示般處於大致梯形形狀與正弦波形狀之間之磁通部分成為無益於轉矩之部分。因此,成為馬達之效率降低之原因。
又,先前在利用壓粉成形之成形中施加磁場,因此存在如圖17所示般因配向後施加之壓力而使磁石粒子旋動,各粒子之易磁化軸無法成為同一方向,配向度降低的問題。進而,於壓粉成形中,由於配向之不充分性、不均勻性,故而亦存在逐批由燒結引起之收縮率產生不均,而無法使考慮由燒結引起之收縮之模具設計精度良好的問題。此處,通常於磁石之成形中,必須考慮由燒結引起之收縮而進行燒結前之成形體之成形。例如,如圖18所示般使最終製品形狀為圓環形狀之情形時,若一開始使用圓環形狀之模腔進行壓粉成形,則會因由燒結引起之收縮而於燒結後無法成為圓環形狀。因此,必須預先考慮由燒結引起之收縮而設計模腔之形狀,但若逐批由燒結引起之收縮率產生不均,則無法使該設計精度良好。其結果,存在燒結後之製品形狀變得不均勻,於燒結後新產生外形加工之步驟等問題。
本發明係為了消除上述先前之問題而完成者,其目的在於提供一種即便為極性各向異性磁石等必須使易磁化軸一致成為複雜形狀之各向異性磁石,亦可簡化磁場配向之步驟,並且亦提高配向度的永久 磁石及永久磁石之製造方法,以及使用永久磁石之SPM馬達及SPM馬達之製造方法。
為了達成上述目的,本發明之永久磁石之特徵在於藉由如下步驟而製造:將磁石原料粉碎成磁石粉末之步驟;產生混合有上述經粉碎之磁石粉末與黏合劑之混合物之步驟;使上述混合物成形為片狀而製作生片之步驟;藉由對上述生片施加磁場而進行磁場配向之步驟;將經磁場配向之上述生片於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片上述生片切削為所需形狀而成形的步驟;及藉由將成形為所需形狀之上述生片保持於燒成溫度而進行燒結之步驟。
又,本發明之永久磁石之特徵在於:上述黏合劑包含熱塑性樹脂,且藉由對由將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟產生的上述生片之殘餘部分進行加熱,而將該殘餘部分再利用於混合物中。
又,本發明之永久磁石之特徵在於:於上述進行磁場配向之步驟中,於上述生片之面內方向進行配向,於將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟中,於以厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式彎曲之狀態下將經磁場配向之上述生片積層複數片並進行固定。
又,本發明之永久磁石之特徵在於:上述所需形狀為扇型形狀,且將藉由上述燒結步驟進行燒結而成之複數個燒結體或藉由上述燒結步驟進行燒結前之複數個成形體配置成圓環狀,藉此形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。
又,本發明之SPM馬達之特徵在於:將上述任一永久磁石配置於轉子表面。
又,本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於包括:將磁石原料粉碎成磁石粉末之步驟;產生混合有上述經粉碎之磁石粉末與黏合劑之混合物之步驟;使上述混合物成形為片狀而製作生片之步驟;藉 由對上述生片施加磁場而進行磁場配向之步驟;將經磁場配向之上述生片於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片上述生片切削為所需形狀而成形的步驟;及藉由將成形為所需形狀之上述生片保持於燒成溫度而進行燒結之步驟。
又,本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於:上述黏合劑包含熱塑性樹脂,且藉由對由將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟產生的上述生片之殘餘部分進行加熱,而將該殘餘部分再利用於混合物中。
又,本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於:於上述進行磁場配向之步驟中,於上述生片之面內方向進行配向,於將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟中,於以厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式彎曲之狀態下將經磁場配向之上述生片積層複數片並進行固定。
又,本發明之永久磁石之製造方法之特徵在於:上述所需形狀為扇型形狀,且將藉由上述燒結步驟進行燒結而成之複數個燒結體或藉由上述燒結步驟進行燒結前之複數個成形體配置成圓環狀,藉此形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。
進而,本發明之SPM馬達之製造方法之特徵在於:藉由將利用上述任一製造方法製造之永久磁石配置於轉子表面而製造。
根據具有上述構成之本發明之永久磁石,藉由適當設定生片之積層態樣或所積層之生片之切削態樣,可容易地實現易磁化軸一致於任意方向的各種形態之永久磁石。例如,即便為極性各向異性磁石等必須使易磁化軸一致成為複雜形狀之各向異性磁石,亦可簡化磁場配向之步驟。又,由於利用生片成形,故而與利用壓粉成形等之情形相比,配向後磁石粒子不會旋動,配向度亦可提高。
又,於生片成形中,由於可利用電流之轉數,故而可較大程度 地確保進行磁場配向時之磁場強度,且於靜磁場下長期施加磁場,因此可實現不均較少之高配向度。並且,藉由於配向後加工配向方向,可確保高配向且不均較少之配向。
進而,可實現不均較少之高配向會連帶使由燒結引起之收縮之不均減少。即,可確保燒結後之製品形狀之均勻性。其結果,對燒結後之外形加工的負擔減少,尤其是極性各向異性環形磁石會連帶確保磁通密度之單一正弦波變動。又,可期待量產之穩定性大幅提高。
又,根據本發明之永久磁石,即便於將所積層之複數片生片切削加工成複雜形狀之情形時,亦可使由切削產生之殘餘部分作為生片之一部分再生,因此可防止良率之降低。
又,根據本發明之永久磁石,藉由於使生片彎曲成圓弧狀之狀態下進行積層,可容易地使易磁化軸沿圓弧一致。
又,根據本發明之永久磁石,藉由將複數個燒結體或成形體配置成圓環狀,可容易地形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。又,與先前相比,可實現理想之包含正弦波形狀之磁通密度分佈。
又,根據本發明之SPM馬達,與先前相比,可實現馬達之高轉矩化、小型化、低轉矩脈動化、高效率化。
又,根據本發明之永久磁石之製造方法,藉由適當設定生片之積層態樣或所積層之生片之切削態樣,可容易地製造易磁化軸一致於任意方向的各種形態之永久磁石。例如,即便於製造極性各向異性磁石等必須使易磁化軸一致成為複雜形狀之各向異性磁石之情形時,亦可簡化磁場配向之步驟。又,由於利用生片成形,故而與利用壓粉成形等之情形相比,配向後磁石粒子不會旋動,配向度亦可提高。
又,於生片成形中,由於可利用電流之轉數,故而可較大程度地確保進行磁場配向時之磁場強度,且於靜磁場下長期施加磁場,因 此可製造實現不均較少之高配向度的永久磁石。並且,藉由於配向後加工配向方向,可確保配向且不均較少之極配向。
進而,可實現不均較少之高配向會連帶使由燒結引起之收縮之不均減少。即,可確保燒結後之製品形狀之均勻性。其結果,對燒結後之外形加工的負擔減少,尤其是極性各向異性環形磁石會連帶確保磁通密度之單一正弦波變動。又,可期待量產之穩定性大幅提高。
又,根據本發明之永久磁石之製造方法,即便於將所積層之複數片生片切削加工成複雜形狀之情形時,亦可使由切削產生之殘餘部分作為生片之一部分再生,因此可防止良率之降低。
又,根據本發明之永久磁石之製造方法,藉由於使生片彎曲成圓弧狀之狀態下進行積層,可容易地製作使易磁化軸沿圓弧一致之永久磁石。
又,根據本發明之永久磁石之製造方法,藉由將複數個燒結體或成形體配置成圓環狀,可容易地形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。又,與先前相比,可實現理想之包含正弦波形狀之磁通密度分佈。
進而,根據本發明之SPM馬達之製造方法,與先前相比,可實現馬達之高轉矩化、小型化、低轉矩脈動化、高效率化。
1‧‧‧永久磁石
2‧‧‧燒結構件
3‧‧‧生片
10‧‧‧粗粉碎磁石粉末
11‧‧‧噴射磨機
12‧‧‧複合物
13‧‧‧支持基材
14‧‧‧生片
15‧‧‧模具
16‧‧‧塊體
17‧‧‧塊體
18‧‧‧狹縫
19‧‧‧模腔
20‧‧‧供給口
21‧‧‧噴出口
22‧‧‧塗佈輥
25‧‧‧螺線管
26‧‧‧加熱板
27‧‧‧箭頭
30‧‧‧磁場施加裝置
31‧‧‧線圈部
32‧‧‧線圈部
33‧‧‧磁極片
34‧‧‧磁極片
35‧‧‧膜
37‧‧‧加熱裝置
40‧‧‧成形體
D‧‧‧間隙
圖1係表示本發明之永久磁石之整體圖。
圖2係表示構成永久磁石之燒結構件之圖。
圖3係表示燒結構件之易磁化軸方向之圖。
圖4係表示本發明之永久磁石之製造步驟的說明圖。
圖5係表示本發明之永久磁石之製造步驟中尤其是生片之成形步驟的說明圖。
圖6係表示本發明之永久磁石之製造步驟中尤其是生片之加熱步 驟及磁場配向步驟的說明圖。
圖7係表示於生片之面內垂直方向配向磁場之例的圖。
圖8係對本發明之永久磁石之製造步驟中尤其是鍛燒步驟之升溫態樣進行說明的圖。
圖9係表示將永久磁石配置於轉子表面之SPM馬達之圖。
圖10係表示本發明之變形例之圖。
圖11係表示本發明之變形例之圖。
圖12係表示本發明之變形例之圖。
圖13係對先前技術之問題進行說明之圖。
圖14係對先前技術之問題進行說明之圖。
圖15係對先前技術之問題進行說明之圖。
圖16係對先前技術之問題進行說明之圖。
圖17係對先前技術之問題進行說明之圖。
圖18係對先前技術之問題進行說明之圖。
以下,對於本發明之永久磁石及永久磁石之製造方法,一面參照以下圖式一面對具體化之一實施形態詳細地進行說明。
[永久磁石之構成]
首先,對本發明之永久磁石1之構成進行說明。圖1係表示本發明之永久磁石1之整體圖。再者,如圖1所示,本發明之永久磁石1係具有圓環形狀之極性各向異性環形磁石。再者,於以下實施例中,對將永久磁石1設為極性各向異性環形磁石之例進行說明,但永久磁石1之形狀或配向可如下所述般根據生片之變形態樣、積層態樣、切削態樣而適當變更。
又,本發明之永久磁石1包含Nd-Fe-B系磁石。再者,各成分之含量設為Nd:27~40wt%、B:0.8~2wt%、Fe(電解鐵):60~70 wt%。又,為了提高磁特性,亦可含有少量Dy、Tb、Co、Cu、Al、Si、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Ag、Bi、Zn、Mg等其他元素。
又,如圖2所示,永久磁石1係藉由如下方式構成:將複數個扇型形狀(分塊(segment)型)之燒結構件2組合成圓環狀後,相互間藉由樹脂等固定,其後進行磁化。再者,燒結構件2之數係與永久磁石1之極數對應之數,例如於將永久磁石1之極數設為8極之情形時,如圖2所示般包含8個燒結構件2。
進而,構成永久磁石1之各燒結構件2係如圖2所示般藉由積層複數片生片3而形成。具體而言,藉由以使生片3之厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式彎曲之狀態下積層複數片並進行固定而形成。生片3例如係具備0.05mm~10mm(例如1mm)之厚度之薄膜狀之片材構件。並且,如下所述般藉由使混合有磁石粉末與黏合劑之混合物(漿料或複合物)成形為片狀而製作。
又,生片3係如下所述般於磁場配向步驟中在面內方向進行配向。因此,如圖3所示,燒結構件2之易磁化軸(C軸)沿生片3之面內方向而形成為圓弧狀,結果組合有燒結構件2之永久磁石1之配向具有如圖13所示之極性各向異性。
又,於本發明中,尤其於藉由生片成形製造永久磁石1之情形時,混合於磁石粉末中之黏合劑可使用樹脂、長鏈烴、脂肪酸酯或該等之混合物等。
進而,於黏合劑使用樹脂之情形時,較佳為使用結構中不含氧原子且具有解聚性之聚合物。又,如下所述般,為了再利用將所積層之生片3切削成所需形狀(例如扇型形狀)時產生之生片3之殘餘物,以及為了於將生片3加熱使之軟化之狀態下進行磁場配向,而使用熱塑性樹脂。具體而言,包含選自以下通式(1)所表示之單體中之1種或2 種以上之聚合物或共聚物的聚合物較為適合。
(其中,R1及R2表示氫原子、低級烷基、苯基或乙烯基)
作為符合上述條件之聚合物,例如有:作為異丁烯之聚合物之聚異丁烯(PIB)、作為異戊二烯之聚合物之聚異戊二烯(異戊二烯橡膠、IR)、作為1,3-丁二烯之聚合物之聚丁二烯(丁二烯橡膠、BR)、作為苯乙烯之聚合物之聚苯乙烯、作為苯乙烯與異戊二烯之共聚物之苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SIS)、作為異丁烯與異戊二烯之共聚物之丁基橡膠(IIR)、作為苯乙烯與丁二烯之共聚物之苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、作為2-甲基-1-戊烯之聚合物之2-甲基-1-戊烯聚合樹脂、作為2-甲基-1-丁烯之聚合物之2-甲基-1-丁烯聚合樹脂、作為α-甲基苯乙烯之聚合物之α-甲基苯乙烯聚合樹脂等。再者,為了對α-甲基苯乙烯聚合樹脂賦予柔軟性,較理想為添加低分子量之聚異丁烯。又,作為黏合劑中所使用之樹脂,亦可設為包含少量含有氧原子之單體之聚合物或共聚物(例如聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯等)之構成。進而,亦可使不屬於上述通式(1)之單體進行部分共聚合。即便於此情形時,亦可達成本案發明之目的。
再者,作為黏合劑中所使用之樹脂,為了適當地進行磁場配向,較理想為使用於250℃以下軟化之熱塑性樹脂、更具體而言為玻璃轉移點或熔點250℃以下之熱塑性樹脂。
另一方面,於黏合劑使用長鏈烴之情形時,較佳為於室溫下為固體且於室溫以上為液體之長鏈飽和烴(長鏈烷烴)。具體而言,較佳為使用碳數為18以上之長鏈飽和烴。並且,如下所述般對生片進行磁場配向時,於以長鏈烴之熔點以上之溫度加熱生片使之軟化之狀態下進行磁場配向。
又,於黏合劑使用脂肪酸酯之情形時,亦同樣較佳為使用於室溫下為固體且於室溫以上為液體之硬脂酸甲酯或山萮酸甲酯等。並且,如下所述般對生片進行磁場配向時,於以脂肪酸酯之熔點以上之溫度加熱生片使之軟化之狀態下進行磁場配向。
藉由使用滿足上述條件之黏合劑作為製作生片時混合於磁石粉末中之黏合劑,可減少磁石內所含之碳量及氧量。具體而言,將燒結後殘存於磁石之碳量設為2000ppm以下、更佳為1000ppm以下。又,將燒結後殘存於磁石之氧量設為5000ppm以下、更佳為2000ppm以下。
又,為了於使漿料或經加熱熔融之複合物成形為片狀時提高片材之厚度精度,黏合劑之添加量係設為適當地填充磁石粒子間之空隙之量。例如,黏合劑相對於磁石粉末與黏合劑之合計量的比率設為1wt%~40wt%、更佳為2wt%~30wt%、進而較佳為3wt%~20wt%。
[永久磁石之製造方法]
繼而,使用圖4對本發明之永久磁石1之製造方法進行說明。圖4係表示本實施形態之永久磁石1之製造步驟之說明圖。
首先,製造包含特定分率之Nd-Fe-B(例如Nd:32.7wt%、Fe(電解鐵):65.96wt%、B:1.34wt%)之鑄錠(ingot)。其後,藉由搗碎機或壓碎機等將鑄錠粗粉碎成200μm左右之大小。或者,將鑄錠熔解,利用薄帶連鑄法(strip casting)製作薄片,並利用氫壓碎法使之粗粉 化。藉此,獲得粗粉碎磁石粉末10。
繼而,藉由利用珠磨機11之濕式法或使用噴射磨機之乾式法等對粗粉碎磁石粉末10進行微粉碎。例如,於使用利用珠磨機11之濕式法之微粉碎中,於溶劑中將粗粉碎磁石粉末10微粉碎成特定範圍之粒徑(例如0.1μm~5.0μm),並且使磁石粉末分散於溶劑中。其後,利用真空乾燥等使濕式粉碎後之溶劑中所含之磁石粉末乾燥,提取乾燥之磁石粉末。又,用於粉碎之溶劑之種類並無特別限制,可使用:異丙醇、乙醇、甲醇等醇類,乙酸乙酯等酯類,戊烷、己烷等低級烴類,苯、甲苯、二甲苯等芳香族類,酮類,該等之混合物等。再者,較佳為使用溶劑中不含氧原子之溶劑。
另一方面,於使用利用噴射磨機之乾式法之微粉碎中,於(a)含氧量實質上為0%之包含氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體之環境中、或(b)含氧量為0.0001~0.5%之包含氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體之環境中,藉由噴射磨機對經粗粉碎之磁石粉末進行微粉碎,形成具有特定範圍之粒徑(例如0.7μm~5.0μm)之平均粒徑之微粉末。再者,所謂氧濃度實質上為0%,並不限定於氧濃度完全為0%之情形時,係表示亦可含有於微粉之表面形成極少氧化覆膜之程度之量之氧。
繼而,使經珠磨機11等微粉碎之磁石粉末成形為所需形狀。再者,磁石粉末之成形係藉由使混合有磁石粉末與黏合劑之混合物成形而進行。於以下實施例中,暫且使混合物成形為最終製品形狀以外之形狀而進行磁場配向,其後進行沖裁加工、切削加工、變形加工等,藉此形成最終製品形狀。尤其於以下實施例中,暫且使混合物成形為片材形狀(以下稱為生片)後,加工成最終製品形狀。又,於使混合物成形為尤其是片材形狀之情形時,例如有利用如下方式之成形:於將混合有磁石粉末與黏合劑之複合物加熱後使其成形為片材形狀的熱熔塗敷,或者藉由將包含磁石粉末、黏合劑及有機溶劑之漿料塗敷於基 材上而使其成形為片狀之漿料塗敷等。
以下,特別對使用熱熔塗敷之生片成形進行說明。
首先,藉由在經珠磨機11等微粉碎之磁石粉末中混合黏合劑,而製作包含磁石粉末及黏合劑之粉末狀之混合物(複合物)12。此處,作為黏合劑,可如上所述般使用樹脂、長鏈烴、脂肪酸酯或該等之混合物等。例如較佳為:於使用樹脂之情形時使用包含結構中不含氧原子且具有解聚性之聚合物的熱塑性樹脂,另一方面,於使用長鏈烴之情形時使用於室溫下為固體且於室溫以上為液體之長鏈飽和烴(長鏈烷烴)。又,於使用脂肪酸酯之情形時,較佳為使用硬脂酸甲酯或山萮酸甲酯等。又,黏合劑之添加量係設為如上所述般添加後之複合物12中之黏合劑相對於磁石粉末與黏合劑之合計量之比率成為1wt%~40wt%、更佳為2wt%~30wt%、進而較佳為3wt%~20wt%的量。
又,為了提高後續進行之磁場配向步驟中之配向度,亦可於上述複合物12中添加助長配向之添加劑。作為助長配向之添加劑,例如可使用烴系之添加劑,尤其理想為使用具有極性(具體而言,酸解離常數pKa未達41)之添加劑。又,添加劑之添加量依存於磁石粉末之粒徑,磁石粉末之粒徑越小,越需要增加添加量。作為具體添加量,相對於磁石粉末,設為0.1份~10份、更佳為1份~8份。並且,磁石粉末中所添加之添加劑附著於磁石粒子之表面,於下述磁場配向處理中具有輔助磁石粒子之旋動之作用。其結果,於施加磁場時配向容易進行,可使磁石粒子之易磁化軸方向一致於同一方向(即,提高配向度)。尤其是,於向磁石粉末中添加黏合劑之情形時,於粒子表面存在黏合劑,故而配向時之摩擦力提高,粒子之配向性降低,因此加入添加劑之效果變得更明顯。
再者,黏合劑之添加係於包含氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體之環境下進行。再者,磁石粉末與黏合劑之混合例如係藉由將磁石粉末 與黏合劑分別投入攪拌機中,利用攪拌機攪拌而進行。又,為了促進混練性,亦可進行加熱攪拌。又,磁石粉末與黏合劑之混合較理想為於包含氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體之環境下進行。又,尤其是於利用濕式法粉碎磁石粉末之情形時,亦可設為如下構成:不自用於粉碎之溶劑中提取磁石粉末,且於溶劑中添加黏合劑並進行混練,其後使溶劑揮發而獲得下述複合物12。
繼而,藉由使複合物12成形為片狀而製作生片。尤其是,於熱熔塗敷中,藉由將複合物12加熱而使複合物12熔融並成為流體狀,其後塗敷於分隔件等支持基材13上。其後,藉由進行散熱使之凝固,而於支持基材13上形成長條片狀之生片14。再者,將複合物12加熱熔融時之溫度根據所使用之黏合劑之種類或量而不同,設為50~300℃。其中,必須設為高於所使用之黏合劑之熔點的溫度。再者,於使用漿料塗敷之情形時,使磁石粉末及黏合劑(亦可進而包含助長配向之添加劑)分散於大量有機溶劑中,將漿料塗敷於分隔件等支持基材13上。其後,藉由進行乾燥使有機溶劑揮發,而於支持基材13上形成長條片狀之生片14。
此處,經熔融之複合物12之塗敷方式較佳為使用狹縫式模具方式或軋光輥方式等層厚控制性優異之方式。尤其是,為了實現較高之厚度精度,較理想為使用尤其層厚控制性優異(即,可於基材之表面塗敷高精度之厚度之層之方式)之模具方式或缺角輪塗敷方式。例如,於狹縫式模具方式中,藉由利用齒輪泵將進行加熱而成為流體狀之複合物12擠出並插入至模具而進行塗敷。又,於軋光輥方式中,向經加熱之兩根輥之間隙添加一定量之複合物12,一面使輥旋轉一面於支持基材13上塗敷因輥之熱熔融之複合物12。又,作為支持基材13,例如使用經聚矽氧處理之聚酯膜。進而較佳為藉由使用消泡劑或進行加熱真空脫泡等,以使展開層中不殘存氣泡之方式充分地進行脫泡處 理。又,亦可設為如下構成:並非塗敷於支持基材13上,而是藉由利用擠出成形或射出成形使經熔融之複合物12成形為片狀並且擠出至支持基材13上,藉此於支持基材13上使生片14成形。
以下,使用圖5特別對利用狹縫式模具方式之生片14之形成步驟進一步詳細地進行說明。圖5係表示利用狹縫式模具方式之生片14之形成步驟的模式圖。
如圖5所示,狹縫式模具方式中所使用之模具15係藉由使塊體16、17相互重合而形成,藉由塊體16、17之間之間隙而形成狹縫18及模腔(儲液部)19。模腔19與設置於塊體17之供給口20連通。並且,供給口20與由齒輪泵(未圖示)等構成之塗佈液之供給系統連接,對模腔19經由供給口20,利用定量泵等供給經計量之流體狀之複合物12。進而,供給至模腔19之流體狀之複合物12係向狹縫18送液,以單位時間一定量、寬度方向上均勻之壓力,根據預先設定之塗佈寬度自狹縫18之噴出口21噴出。另一方面,支持基材13係隨著塗佈輥22之旋轉,以預先設定之速度連續搬送。其結果,將所噴出之流體狀之複合物12以特定厚度塗佈於支持基材13,其後,進行散熱而凝固,藉此於支持基材13上使長條片狀之生片14成形。
又,於利用狹縫式模具方式之生片14之形成步驟中,較理想為對塗敷後之生片14之片材厚度進行實測,基於實測值對模具15與支持基材13間之間隙D進行反饋控制。又,較理想為使供給至模具15之流體狀之複合物12之量之變動儘可能地降低(例如抑制為±0.1%以下之變動),進而使塗敷速度之變動亦儘可能地降低(例如抑制為±0.1%以下之變動)。藉此,可進一步提高生片14之厚度精度。再者,所形成之生片14之厚度精度相對於設計值(例如1mm)設為±10%以內、更佳為±3%以內、進而較佳為±1%以內。再者,另一方面,軋光輥方式中,藉由同樣地基於實測值控制軋光條件,可控制複合物12於支持基材13 上之轉印膜厚。
再者,生片14之設定厚度較理想為設定於0.05mm~20mm之範圍內。若將厚度設為小於0.05mm,則必須進行多層積層,故而生產性降低。
繼而,進行藉由上述熱熔塗敷形成於支持基材13上之生片14之磁場配向。具體而言,首先,藉由將與支持基材13一併連續搬送之生片14加熱而使生片14軟化。具體而言,進行軟化至生片14之黏度成為1~1500Pa.s、更佳為1~500Pa.s為止。藉此,可適當地進行磁場配向。
再者,將生片14加熱時之溫度及時間根據所使用之黏合劑之種類或量而不同,例如設為100~250℃、0.1~60分鐘。其中,為了使生片14軟化,必須設為所使用之黏合劑之玻璃轉移點或熔點以上之溫度。又,作為將生片14加熱之加熱方式,例如有利用加熱板之加熱方式或將熱介質(聚矽氧油)用作熱源之加熱方式。繼而,對因加熱軟化之生片14之面內方向且長度方向施加磁場,藉此進行磁場配向。所施加之磁場之強度設為5000[Oe]~150000[Oe]、較佳為10000[Oe]~120000[Oe]。其結果,使生片14中所含之磁石結晶之C軸(易磁化軸)配向於一方向上。再者,作為施加磁場之方向,亦可對生片14之面內方向且寬度方向施加磁場。又,亦可設為同時對複數片生片14配向磁場之構成。
進而,於對生片14施加磁場時,可設為與加熱步驟同時進行施加磁場之步驟之構成,亦可於進行加熱步驟後且生片凝固前進行施加磁場之步驟。又,亦可設為於藉由熱熔塗敷所塗敷之生片14凝固前進行磁場配向之構成。於此情形時,無需加熱步驟。
繼而,使用圖6對生片14之加熱步驟及磁場配向步驟更詳細地進行說明。圖6係表示生片14之加熱步驟及磁場配向步驟之模式圖。再 者,於圖6所示之例中,對與加熱步驟同時進行磁場配向步驟之例進行說明。
如圖6所示,對上述藉由狹縫式模具方式所塗敷之生片14之加熱及磁場配向係對藉由輥進行連續搬送之狀態之長條片狀之生片14而進行。即,將用以進行加熱及磁場配向之裝置配置於塗敷裝置(模具等)之下游側,藉由與上述塗敷步驟連續之步驟而進行。
具體而言,於模具15或塗佈輥22之下游側,以使所搬送之支持基材13及生片14於螺線管25內通過之方式配置螺線管25。進而,於螺線管25內相對於生片14上下成對地配置加熱板26。然後,藉由上下成對地配置之加熱板26將生片14加熱,並且向螺線管25通入電流,藉此於長條片狀之生片14之面內方向(即,與生片14之片材面平行之方向)且長度方向上產生磁場。藉此,利用加熱使連續搬送之生片14軟化,並且對經軟化之生片14之面內方向且長度方向(圖5之箭頭27方向)施加磁場,而可對生片14適當地配向均勻之磁場。尤其,藉由將施加磁場之方向設為面內方向,可防止生片14之表面起毛。
又,於磁場配向後進行之生片14之散熱及凝固較佳為於搬送狀態下進行。藉此,可使製造步驟進一步效率化。
再者,於對生片14之面內方向且寬度方向進行磁場配向之情形時,係以代替螺線管25而於所搬送之生片14之左右配置一對磁場線圈之方式構成。並且,藉由對各磁場線圈通入電流,可於長條片狀之生片14之面內方向且寬度方向產生磁場。
又,亦可將磁場配向設為相對於生片14之面之垂直方向。於對相對於生片14之面之垂直方向進行磁場配向之情形時,例如藉由使用磁極片等之磁場施加裝置進行。具體而言,如圖7所示,使用磁極片等之磁場施加裝置30包含以中心軸成為同一軸之方式平行配置之2個環狀線圈部31、32、及分別配置於線圈部31、32之環形孔之2個大致 圓柱狀之磁極片33、34,相對於所搬送之生片14隔開特定間隔地配置。並且,藉由對線圈部31、32通入電流,而於相對於生片14之面之垂直方向產生磁場,進行生片14之磁場配向。再者,於將磁場配向方向設為相對於生片14之面之垂直方向之情形時,較佳為如圖7所示般對生片14於積層有支持基材13之相反側之面亦積層膜35。藉此,可防止生片14之表面之起毛。
又,亦可使用以熱介質(聚矽氧油)為熱源之加熱方式代替上述利用加熱板26之加熱方式。
此處,於不使用熱熔成形而利用通常之狹縫式模具方式或刮刀方式等,藉由漿料等流動性較高之液狀物使生片14成形之情形時,若於產生磁場之梯度時搬入生片14,則會將生片14中所含之磁石粉末牽引至磁場較強之側,有產生形成生片14之漿料之偏液、即生片14之厚度偏差之虞。相對於此,於如本發明般藉由熱熔成形使複合物12成形為生片14之情形時,室溫附近之黏度達到數萬~數十萬Pa.s,不會發生磁場梯度通過時之磁性粉末之集中。進而,藉由於均勻磁場中進行搬送、加熱,可使黏合劑之黏度降低,僅以均勻磁場中之轉矩進行同樣之C軸配向。
又,於不使用熱熔成形而利用通常之狹縫式模具方式或刮刀方式等藉由包含有機溶劑之漿料等流動性較高之液狀物使生片14成形之情形時,若欲製作厚度超過1mm之片材,則由於乾燥時漿料等中所含之有機溶劑氣化導致之發泡成為課題。進而,若為了抑制發泡而增加乾燥時間,則會產生磁石粉末之沈澱,隨之產生磁石粉末之密度分佈相對於重力方向之偏差,成為燒成後之翹曲之原因。因此,於漿料之成形中,為了實質上規制厚度之上限值,必須使生片以1mm以下之厚度成形,其後進行積層。然而,於此情形時,黏合劑彼此之融合不足,於其後之脫黏合劑步驟(鍛燒處理)中發生層間剝離,其成為C 軸(易磁化軸)配向性之降低、即殘留磁通密度(Br)之下降原因。相對於此,於如本發明般藉由熱熔成形使複合物12成形為生片14之情形時,由於不含有機溶劑,因此即便於製作厚度超過1mm之片材之情形時,亦可消除如上所述之發泡之擔憂。並且,黏合劑處於充分融合之狀態,故而無於脫黏合劑步驟中發生層間剝離之虞。
又,於同時對複數片生片14施加磁場之情形時,例如於積層有複數片(例如6片)生片14之狀態下進行連續搬送,以使所積層之生片14於螺線管25內通過之方式構成。藉此,可提高生產性。
繼而,將進行過磁場配向之生片14切割成容易進行加工之一定尺寸後,使生片14根據最終製品所要求之易磁化軸之方向而變形。進而,將變形為相同形狀之複數片生片14積層,利用樹脂等相互固定。例如,於製造圖1及圖2所示之極性各向異性環形磁石時,以厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式使於面內方向磁場配向之生片14彎曲而進行積層。再者,可於使生片14變形後進行積層,亦可於積層後變形。又,於使生片14變形時,亦可為了容易變形而對生片14進行加熱。又,變形方向可設為如圖4所示之生片14之厚度方向,亦可設為面內方向。
繼而,藉由切削生片14之積層體而使成形體40成形。再者,成形體40之形狀根據最終製品形狀而不同,例如於製造圖1及圖2所示之極性各向異性環形磁石時,成為圖4所示之扇型形狀。再者,於在生片14之面內方向進行磁場配向之情形時,所積層之生片14之面內方向與易磁化軸之方向對應,因此必須考慮最終製品所要求之易磁化軸之方向而進行切削。例如,於製造極性各向異性環形磁石時,以將生片14積層為以扇型形狀之外周側為中心之圓弧狀之方式進行切削。
又,由切削生片14之積層體之步驟產生之生片14之殘餘部分可作為因加熱至黏合劑之熔點以上而熔融之複合物12進行再利用。其結 果,再利用之殘餘部分作為生片14之一部分而再生。因此,即便於切削加工成複雜形狀之情形時,亦不會使良率降低。
繼而,藉由使所成形之成形體40於大氣壓、或加壓至高於大氣壓之壓力或低於大氣壓之壓力(例如1.0Pa或1.0MPa)之非氧化性環境(尤其於本發明中為氫氣環境或氫氣與惰性氣體之混合氣體環境)下、於黏合劑分解溫度(於添加助長配向之添加劑之情形時,為亦滿足該添加劑之熱分解溫度以上之條件的溫度)下保持數小時~數十小時(例如5小時)而進行鍛燒處理。於在氫氣環境下進行之情形時,例如鍛燒中之氫氣之供給量設為5L/min。藉由進行鍛燒處理,可利用解聚反應等使黏合劑等有機化合物分解成單體並飛散去除。即,進行減少成形體40中之碳量之所謂脫碳。又,鍛燒處理係於將成形體40中之碳量設為2000ppm以下、更佳為1000ppm以下之條件下進行。藉此,可利用其後之燒結處理對永久磁石1整體進行緻密燒結,不會使殘留磁通密度或保磁力降低。又,於將上述進行鍛燒處理時之加壓條件設為高於大氣壓之壓力而進行之情形時,較理想為設為15MPa以下。再者,若將加壓條件設為高於大氣壓之壓力、更具體為0.2MPa,則尤其可期待碳量減少之效果。
再者,黏合劑分解溫度係基於黏合劑分解產物及分解殘渣之分析結果而決定。具體而言,選擇達成以下情形之溫度範圍:收集黏合劑之分解產物,未產生單體以外之分解產物,且於殘渣之分析中亦未檢測到由殘留之黏合劑成分之副反應所產生之產物。黏合劑分解溫度根據黏合劑之種類而不同,設為200℃~900℃、更佳為400℃~600℃(例如450℃)。
又,上述鍛燒處理較佳為與進行通常之磁石之燒結之情況相比減慢升溫速度。具體而言,將升溫速度設為2℃/min以下(例如1.5℃/min)。因此,於進行鍛燒處理之情形時,如圖8所示般以2℃/min以下 之特定之升溫速度升溫,達到預先設定之設定溫度(黏合劑分解溫度)後,於該設定溫度下保持數小時~數十小時,藉此進行鍛燒處理。如上所述之鍛燒處理係藉由減慢升溫速度,階段性地去除而非急遽地去除成形體40中之碳,因此可使燒結後之永久磁石之密度上升(即,減少永久磁石中之空隙)。並且,若將升溫速度設為2℃/min以下,則可將燒結後之永久磁石之密度設為95%以上,可期待較高之磁石特性。
又,亦可將經鍛燒處理鍛燒而成之成形體40繼續保持於真空環境下而進行脫氫處理。於脫氫處理中,藉由使經鍛燒處理產生之成形體40中之NdH3(活性度大)自NdH3(活性度大)向NdH2(活性度小)階段性地變化,而使經鍛燒處理活化之成形體40之活性度降低。藉此,即便於其後使經鍛燒處理鍛燒而成之成形體40向大氣中移動之情形時,亦可防止Nd與氧結合,不會降低殘留磁通密度或保磁力。又,亦可期待使磁石結晶之結構自NdH2等恢復至Nd2Fe14B結構之效果。
繼而,進行對經鍛燒處理鍛燒而成之成形體40進行燒結之燒結處理。再者,作為成形體40之燒結方法,除了通常之真空燒結以外,亦可使用於加壓狀態下對成形體40進行燒結的加壓燒結等。例如,於以真空燒結進行燒結之情形時,以特定之升溫速度升溫至800℃~1080℃左右之燒成溫度並保持0.1~2小時左右。於此期間成為真空燒成,作為真空度,較佳為設為5Pa以下、較佳為10-2Pa以下。其後,進行冷卻,再次於300℃~1000℃下進行2小時熱處理。然後,進行燒結,結果製造出燒結體。
另一方面,作為加壓燒結,例如有熱壓燒結、熱均壓加壓(HIP)燒結、超高壓合成燒結、氣體加壓燒結、放電電漿(SPS)燒結等。其中,為了抑制燒結時之磁石粒子之晶粒成長,並且抑制燒結後之磁石所產生之翹曲,較佳為使用為於單軸方向上加壓之單軸加壓燒結且藉由通電燒結進行燒結之SPS燒結。再者,於以SPS燒結進行燒結之情 形時,較佳為將加壓值設為例如0.01MPa~100MPa,於數Pa以下之真空環境下以10℃/min上升至940℃,其後保持5分鐘。其後進行冷卻,再次於300℃~1000℃下進行2小時熱處理。然後,進行燒結,結果製造出燒結體。
再者,於製造如圖1及圖2所示之極性各向異性環形磁石之情形時,將複數個燒結體組合成圓環狀後,相互間藉由樹脂等進行固定,其後進行磁化等,藉此製造永久磁石1。再者,亦可於將燒結前之成形體40組合成圓環狀並成為環形形狀後進行燒結。另一方面,於燒結體為最終製品形狀之情形時,藉由對燒結體進行磁化等而製造永久磁石1。
又,於使用所製造之永久磁石1製造SPM馬達之情形時,如圖9所示般於轉子50之表面將藉由圖4所示之製造步驟製成的複數個燒結體配置成圓環狀,以成為極性各向異性之方式沿C軸進行磁化。其結果,可製造轉子50之表面配置有極性各向異性之永久磁石1之SPM馬達。再者,永久磁石1之磁化例如可使用磁化線圈、磁化磁軛、電容式磁化電源裝置等。
其後,藉由組裝軸或定子等轉子50以外之構件而製造SPM馬達。
如以上所說明般,於本實施形態之永久磁石1及永久磁石1之製造方法中,將磁石原料粉碎成磁石粉末,並將所粉碎之磁石粉末與黏合劑混合,藉此產生複合物12。然後,藉由熱熔成形使所產生之複合物12於支持基材13上成形為片狀而製作生片14。其後,藉由對所成形之生片14施加磁場而進行磁場配向。進而,將磁場配向後之生片14於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片生片切削為所需形狀而成形,其後進行燒結,藉此製造永久磁石1。其結果,藉由適當設定生片之積層態樣或所積層之生片之切削態樣,可容易地製造易磁化軸一致於任意方向的各種形態之永久磁石。例如,即 便於製造極性各向異性磁石等必須使易磁化軸一致成為複雜形狀之各向異性磁石之情形時,亦可簡化磁場配向之步驟。又,由於利用生片成形,故而與利用壓粉成形等之情形相比,配向後磁石粒子不會旋動,配向度亦可提高。
又,於生片成形中,由於可利用電流之轉數,故而可較大程度地確保進行磁場配向時之磁場強度,且於靜磁場下長期施加磁場,因此可製造實現不均較少之高配向度之永久磁石。並且,藉由於配向後加工配向方向,可確保高配向且不均較少之配向。
進而,可實現不均較少之高配向會連帶使由燒結引起之收縮之不均減少。即,可確保燒結後之製品形狀之均勻性。其結果,對燒結後之外形加工的負擔減少,尤其是極性各向異性環形磁石會連帶確保磁通密度之單一正弦波變動。又,可期待量產之穩定性大幅提高。
又,黏合劑包含熱塑性樹脂,且藉由對由將生片切削為所需形狀而成形之步驟產生之生片之殘餘部分進行加熱,而將該殘餘部分再利用於複合物12中,因此即便於將所積層之複數片生片切削加工成複雜形狀之情形時,亦可使由切削產生之殘餘部分作為生片之一部分再生,因此可防止良率之降低。
又,藉由於使生片彎曲成圓弧狀之狀態下進行積層,可容易地製作使易磁化軸沿圓弧一致之燒結體。
進而,藉由將複數個燒結體或成形體配置成圓環狀,可容易地形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。又,與先前相比,可實現理想之包含正弦波形狀之磁通密度分佈。
又,根據轉子表面配置有上述永久磁石之SPM馬達,與先前相比,可實現馬達之高轉矩化、小型化、低轉矩脈動化、高效率化。
再者,當然本發明並不限定於上述實施例,可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種改良、變化。
例如,磁石粉末之粉碎條件、混練條件、磁場配向步驟、積層條件、切削條件、鍛燒條件、燒結條件等不限於上述實施例中所記載之條件。例如,於上述實施例中,藉由使用珠磨機之濕式粉碎將磁石原料粉碎,亦可藉由利用噴射磨機之乾式粉碎而進行粉碎。又,於上述實施例中,藉由狹縫式模具方式形成生片,亦可利用其他方式(例如軋光輥方式、缺角輪塗敷方式、擠出成形、射出成形、模具成形、刮刀方式等)形成生片。其中,較理想為使用可使流體狀之複合物高精度地成形於基材上之方式。又,只要進行鍛燒時之環境為非氧化性環境,則亦可於氫氣環境以外之環境(例如氮氣環境、氦氣環境等、氬氣環境等)下進行。又,亦可省略鍛燒處理。於此情形時,於燒結處理之過程中進行脫碳。
又,於上述實施例中,生片之變形方向可設為生片之厚度方向,亦可設為面內方向。其結果,亦可製造例如如圖10所示般使易磁化軸相對於生片之面內方向彎曲而排列之薄膜之永久磁石。又,如圖11所示般亦可藉由使生片變形為圓筒狀,製造易磁化軸一致於接線方向之圓筒狀之永久磁石。進而,亦可製造表面波紋形狀之永久磁石。又,於上述實施例中,藉由於積層生片後進行切削加工而使成形體40成形,但於製造如圖10或圖11之薄膜形狀之永久磁石之情形時,亦可不進行積層步驟而由1片生片使成形體成形。
進而,於上述實施例中,為了製造極性各向異性環形磁石,將所積層之生片切削為扇型形狀(分塊型)而成形,但根據用途而成形之形狀可進行各種變更。例如,可成形為如圖12所示之半圓柱型形狀、梯形形狀、直方體形狀等。藉此,亦可製造用以收容至形成於IPM馬達等中之狹縫(收容部)中之永久磁石。
又,於上述實施例中,製造極性各向異性環形磁石,亦可藉由適當變更磁場配向之方向與生片之積層態樣而製造徑向各向異性環形 磁石。例如,可藉由於生片之面內垂直方向進行磁場配向,以年輪蛋糕(Baumkuchen)形狀沿環狀之圓弧進行積層而製造。
又,於上述實施例中,於使磁石粉末成形後於氫氣環境或氫氣與惰性氣體之混合氣體環境下進行鍛燒,亦可藉由對成形前之磁石粉末進行鍛燒處理,使作為鍛燒體之磁石粉末成形為成形體,其後進行燒結而製造永久磁石。若設為此種構成,則對粉末狀之磁石粒子進行鍛燒,因此與對成形後之磁石粒子進行鍛燒之情況相比,可擴大成為鍛燒對象之磁石之表面積。即,可更確實地減少鍛燒體中之碳量。但,為了以鍛燒處理使黏合劑熱分解,較理想為於成形後進行鍛燒處理。
又,於上述實施例中,同時進行生片14之加熱步驟與磁場配向步驟,亦可於進行加熱步驟後且生片14凝固前進行磁場配向步驟。又,於所塗敷之生片14凝固前(即,即便不進行加熱步驟,生片14亦為已軟化之狀態)進行磁場配向之情形時,亦可省略加熱步驟。
又,於上述實施例中,藉由連續之一連串步驟而進行利用狹縫式模具方式之塗敷步驟、加熱步驟及磁場配向步驟,亦可以不藉由連續之步驟進行之方式構成。又,亦可分為塗敷步驟之前之第1步驟與加熱步驟以後之第2步驟,藉由各自連續之步驟而進行。於此情形時,可以如下方式構成:將所塗敷之生片14切斷為特定長度,對靜止狀態之生片14進行加熱及磁場施加,藉此進行磁場配向。
又,於本發明中,列舉Nd-Fe-B系磁石為例進行了說明,亦可使用其他磁石(例如釤系鈷磁石、鋁鎳鈷磁石、鐵氧體磁石等)。又,關於磁石之合金組成,於本發明中使Nd成分多於計量組成,亦可設為計量組成。
10‧‧‧粗粉碎磁石粉末
11‧‧‧噴射磨機
12‧‧‧複合物
13‧‧‧支持基材
14‧‧‧生片
15‧‧‧模具
25‧‧‧螺線管
40‧‧‧成形體

Claims (10)

  1. 一種永久磁石,其特徵在於藉由如下步驟而製造:將磁石原料粉碎成磁石粉末之步驟;產生混合有上述經粉碎之磁石粉末與黏合劑之混合物之步驟;使上述混合物成形為片狀而製作生片之步驟;藉由對上述生片施加磁場而進行磁場配向之步驟;將經磁場配向之上述生片於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片上述生片切削為所需形狀而成形的步驟;及藉由將成形為所需形狀之上述生片保持於燒成溫度而進行燒結之步驟。
  2. 如請求項1之永久磁石,其中上述黏合劑包含熱塑性樹脂,且藉由對由將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟產生的上述生片之殘餘部分進行加熱,而將該殘餘部分再利用於上述混合物中。
  3. 如請求項1之永久磁石,其中於上述進行磁場配向之步驟中,於上述生片之面內方向進行配向,於將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟中,於以厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式彎曲之狀態下將經磁場配向之上述生片積層複數片並進行固定。
  4. 如請求項3之永久磁石,其中上述所需形狀為扇型形狀,將藉由上述燒結步驟進行燒結而成之複數個燒結體或藉由上述燒結步驟進行燒結前之複數個成形體配置成圓環狀,藉此形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。
  5. 一種表面永磁(SPM)馬達,其特徵在於:將如請求項1至4中任一項之永久磁石配置於轉子表面。
  6. 一種永久磁石之製造方法,其特徵在於包括:將磁石原料粉碎成磁石粉末之步驟;產生混合有上述經粉碎之磁石粉末與黏合劑之混合物之步驟;使上述混合物成形為片狀而製作生片之步驟;藉由對上述生片施加磁場而進行磁場配向之步驟;將經磁場配向之上述生片於變形之狀態下積層複數片並進行固定,並且將該積層之複數片上述生片切削為所需形狀而成形的步驟;及藉由將成形為所需形狀之上述生片保持於燒成溫度而進行燒結之步驟。
  7. 如請求項6之永久磁石之製造方法,其中上述黏合劑包含熱塑性樹脂,且藉由對由將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟產生的上述生片之殘餘部分進行加熱,而將該殘餘部分再利用於上述混合物中。
  8. 如請求項6之永久磁石之製造方法,其中於上述進行磁場配向之步驟中,於上述生片之面內方向進行配向,於將上述生片切削為所需形狀而成形之步驟中,於以厚度方向之剖面成為圓弧形狀之方式彎曲之狀態下將經磁場配向之上述生片積層複數片並進行固定。
  9. 如請求項8之永久磁石之製造方法,其中上述所需形狀為扇型形狀,將藉由上述燒結步驟進行燒結而成之複數個燒結體或藉由上 述燒結步驟進行燒結前之複數個成形體配置成圓環狀,藉此形成易磁化軸經極性各向異性配向之極性各向異性環形磁石。
  10. 一種SPM馬達之製造方法,其特徵在於:藉由將利用如請求項6至9中任一項之製造方法製造之永久磁石配置於轉子表面而製造。
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