TW201730898A - 稀土類磁鐵形成用燒結體及著磁於該燒結體之稀土類永久磁鐵 - Google Patents

稀土類磁鐵形成用燒結體及著磁於該燒結體之稀土類永久磁鐵 Download PDF

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Abstract

本發明係一種稀土類磁鐵形成用燒結體及著磁於該燒結體之稀土類永久磁鐵，其中，在複數之磁鐵則核對端面而加以配置之磁鐵中，在端面間間隙位置的表面磁束分布則作為呈成為正弦波形狀。稀土類磁鐵形成用燒結體係具有：具有第1曲率半徑之半徑方向外側圓弧狀表面，和在較該第1曲率半徑為小之第2曲率半徑，具有與該外側圓弧狀表面同心之圓弧形狀的半徑方向內側圓弧狀表面，和沿著自該圓弧形狀之圓中心延伸之假想半徑線的半徑方向面之第1端面及第2端面所成之形狀的橫剖面；對於該橫剖面而言具有直角方向之軸方向長度的立體形狀，含有稀土類物質之磁鐵材料粒子之一體燒結構造所成。各外側及內側圓弧狀表面係具有：對應於規定各第1及第2端面之2個假想半徑線之所成角度範圍2ω之周方向長度。磁鐵材料係其磁化容易軸則在連結圓中心與外側圓弧狀表面之周方向中心點的中心半徑線上中，沿著該中心半徑線而加以配置於半徑方向外方向，在除了作為自第1及第2端面至角度範圍ε ω為止之範圍所定義之端部範圍的中央範圍2(1-ε)ω中，係在自中心半徑線位於角度θ之位置的任意之半徑線上之位置，加以配向於對於該任意之半徑線而言，自半徑方向外方向之方向，僅角度Φ變位於前述中心半徑線的方向之方向，而在端部範圍中，係加以配向於變位於較角度Φ 5°以上半徑方向外方向之方向。在此，ε係0.1≦ε≦0.6、角度Φ係由式Φ=(90°-d)‧θ/ω所訂定之角度，d係由0°<d≦5°之範圍內的角度所訂定之常數。

Description

稀土類磁鐵形成用燒結體及著磁於該燒結體之稀土類永久磁鐵
本發明係有關含有稀土類物質之磁鐵材料粒子的一體燒結構造所成之稀土類磁鐵形成用燒結體，及著磁於該稀土類磁鐵形成用燒結體之稀土類永久磁鐵。本發明係另外，有關具備：以特定的端面間間隔而加以配置著磁於稀土類磁鐵形成用燒結體之稀土類永久磁鐵的複數個於轉子磁心的圓形外面上之轉子之電動機或如發電機之旋轉電機。特別是本發明係有關加以使用於具有表面磁鐵配列之轉子的旋轉電機，適合於構成極異方性環狀磁鐵之稀土類永久磁鐵，及為了形成如此稀土類永久磁鐵之稀土類磁鐵形成用燒結體。
極異方性環狀磁鐵係形成該磁鐵之磁鐵材料粒子的磁化方向則作為旋轉角之同時，呈連續性地變化地構成，而理想係作成呈達成正弦波形狀的表面磁束分布之磁鐵，作為磁鐵材料粒子而使用含有稀土類物質之合金材料粒子之極異方性環狀磁鐵則例如，加以揭示於日本特開 2000-195714號公報(專利文獻1)及日本特開2000-269062號公報(專利文獻2)。揭示於專利文獻1之稀土類磁鐵係經由樹脂材料而加以結合稀土類磁鐵材料粒子之結合磁鐵，而加以揭示於專利文獻2之磁鐵係燒結磁鐵。
在此種之極異方性環狀磁鐵中，加以意圖縮小頓轉扭矩之磁鐵構造則加以揭示於日本特開2004-207430號公報(專利文獻3)。如根據此專利文獻3之記載，在使用含有稀土類物質之磁鐵材料的NdFeB系材料之磁鐵中，在使磁鐵材料粒子之磁化容易軸配向的配向工程及燒結磁鐵材料粒子之燒結工程中，當配向不均時，產生熱膨脹係數之異方性，其結果，有著加以分散燒結後之磁化容易軸之配向之問題。在專利文獻3中，為了對應此問題，而在磁鐵材料粒子的配向工程中，提高加以施加於磁鐵材料粒子的磁化容易軸之配向方向則成為環狀磁鐵之半徑方向的極位置之磁場強度，倡導環狀磁鐵之極位置，和鄰接於此等之極位置之間的角度不均則作為呈為10%以下者。
日本特開2004-208341號公報(專利文獻4)係提倡：作為取代此種之極異方性環狀磁鐵，為了使頓轉扭矩降低，使複數之磁鐵片，作為環狀或拉開間隔而配置於轉子表面，在構成要素之各磁鐵片，將朝向於旋轉電機之定子的面，作為較轉子周面之曲率為大之曲率的弧狀之橫剖面形狀，該磁鐵片的厚度則自周方向中央部朝向端部方向而減少之構成者。加以記載於此專利文獻4之磁鐵係弧 狀的表面則呈對向於形成為略直線狀之定子齒的面地加以配置者，將轉子側的磁鐵與定子側的齒之間的間隙作為不均等，再經由使在磁鐵片之周方向兩端部附近之表面磁束減少之時，謀求頓轉扭矩之減少者。此構成係必須加大定子與轉子之間的間隙，而預想到磁鐵效率降低之缺點。
國際公開WO2012/090841號(專利文獻5)係在將具有圓弧狀橫剖面之柱狀的稀土類燒結磁鐵作為複數個，配置成圓柱狀之構造的磁鐵中，指示經由磁鐵材料粒子之磁化容易軸的配向控制而達成極異方性之表面磁束分布者。此專利文獻5之指示係在各圓弧狀橫剖面的柱狀磁鐵中，將磁鐵材料粒子的磁化容易軸之配向，經由在圓周方向的端面中，對於該端面而言作為垂直方向，而在半徑方向外側的圓弧狀面之周方向中央部中，作為半徑方向，在中間部中，自在該端面之配向方向至在該中央部之配向方向為止，作為沿著連續性曲線的方向之時，在將複數個之柱狀磁鐵配置為圓柱狀之磁鐵中，實現極異方性配向之構成。對於日本特開2002-134314號公報(專利文獻6)及日本特開2005-044820號公報(專利文獻7)，亦加以揭示有作成同樣的配向控制之圓弧狀剖面的柱狀磁鐵。
如專利文獻5及6所揭示，在將複數個之圓弧狀橫剖面的柱狀磁鐵配置成圓柱狀之構成中，必然性地產生於柱狀磁鐵的圓周方向端面間之端面間間隙之故，而在該端面間間隙位置中，表面磁束分布則成為自正弦波形狀大大地脫離，其結果，無法充分達成頓轉扭矩的減少。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-195714號公報
[專利文獻2]日本特開2000-269062號公報
[專利文獻3]日本特開2004-207430號公報
[專利文獻4]日本特開2004-208341號公報
[專利文獻5]國際公開WO2012/090841號
[專利文獻6]日本特開2002-134314號公報
[專利文獻7]日本特開2005-044820號公報
本發明係在如專利文獻5及6所記載，將複數個之圓弧狀橫剖面的柱狀磁鐵配置為圓柱狀之構成中，必然性地產生於柱狀磁鐵的圓周方向端面間之端面間間隙之故，著眼於在該端面間間隙位置，表面磁束分布則成為自正弦波形狀大大地脫離之問題，提供可解決此問題之圓弧狀剖面柱狀磁鐵者則為主目地。
本發明係在於旋轉電機的轉子之周面，藉由端面間間隙而排列於周方向加以配置，形成極異方性磁鐵之圓弧狀橫剖面的複數之柱狀磁鐵中，經由將在各個柱狀 磁鐵的周方向兩端部之特定範圍的磁化方向，作為自特定之極異方配向，僅特定角度偏移之時，將周方向兩端部之表面磁束的分布形狀，作為呈接近於正弦波者。本發明係提供：為了形成可達成如此之正弦波形狀的表面磁束分布之稀土類永久磁鐵之稀土類磁鐵形成用燒結體，及著磁於該燒結體之稀土類永久磁鐵之構成。
即，有關本發明之稀土類磁鐵形成用燒結體係具有：具有第1曲率半徑之半徑方向外側圓弧狀表面，和在較該第1曲率半徑為小之第2曲率半徑，具有與該外側圓弧狀表面同心之圓弧形狀的半徑方向內側圓弧狀表面，和沿著自該圓弧形狀之圓中心延伸之假想半徑線的半徑方向面之第1端面及第2端面所成之形狀的橫剖面；對於該橫剖面而言具有直角方向之軸方向長度的立體形狀，含有稀土類物質之磁鐵材料粒子之一體燒結構造所成。在此燒結體構造中，各外側及內側圓弧狀表面係具有：對應於規定該各第1及第2端面之2個假想半徑線之所成角度範圍2ω之周方向長度。更且，磁鐵材料係其磁化容易軸則在連結上述之圓中心與外側圓弧狀表面之周方向中心點的中心半徑線上中，沿著該中心半徑線而加以配置於半徑方向外方向，在除了作為自第1及第2端面至角度範圍ε ω為止之範圍所定義之端部範圍的中央範圍2(1-ε)ω中，係在自該中心半徑線位於角度θ之位置的任意之半徑線上之位置，加以配向於對於該任意之半徑線而言，自半徑方向外方向之方向，僅角度Φ變位於該中心半徑線的方向之 方向，而在端部範圍中，係加以配向於變位於較角度Φ 5°以上半徑方向外方向之方向。此情況，ε係為0.1≦ε≦0.6，而角度Φ係以式Φ=(90°-d)‧θ/ω所訂定之角度。在此，d係由0°<d≦5°之範圍內的角度所訂定之常數。
在上述之稀土類磁鐵形成用燒結體的一形態中，在端部範圍之前述磁鐵材料的磁化容易軸之配向方向係可作為Φ=(1-ε)‧(90°-d)。在另外的形態中，在端部範圍之磁鐵材料的磁化容易軸係加以配向於由式Φ=(1-ε)‧(90°-d)-(△/(ε‧ω))‧(θ-(1-ε)‧ω)所訂定之方向。在此，△係0<△≦(1-ε)‧(90°-d)之範圍內的常數。
更且，在本發明之其他形態之稀土類磁鐵形成用燒結體係在端部範圍之磁鐵材料的磁化容易軸則加以配向於由式Φ=(90°-d)‧θ/ω-m‧(θ/ω-1+η)n所訂定之方向，在此，m係0<m之範圍內的常數，而n係1<n之範圍內的常數，η係0.2≦η≦0.9之範圍內的常數。
本發明係另外，提供：著磁於具有上述形態之構成的稀土類磁鐵形成用燒結體之稀土類永久磁鐵。更且，本發明係提供，於轉子磁心的圓形外周面上，具備將上述的稀土類永久磁鐵作為複數個，排列於周方向而配置之轉子的旋轉電機。更且，本發明係提供：具備著磁於稀土類磁鐵形成用燒結體的稀土類永久磁鐵的複數個，則以角度d之2倍的端面間間隔而加以配置於轉子磁心的圓形外面上之轉子的旋轉電機。
如根據本發明，經由使在稀土類磁鐵形成用燒結體的端部範圍之磁鐵材料的磁化容易軸之配向，自極異方配線向偏移，如上述地進行配向之時，在藉由端面間間隔而配置著磁於該燒結體所得到之磁鐵為環狀之情況，可將在該端面間間隔之附近的磁束分布接近於正弦波者。因此，可使在使用此磁鐵之旋轉電機的頓轉扭矩減少者。
1、11、2‧‧‧分段磁鐵
1a、2a‧‧‧端面
3‧‧‧轉子
4‧‧‧定子
13‧‧‧端部範圍
14‧‧‧中央範圍
117‧‧‧混合物，複合物
118‧‧‧支持基材
119‧‧‧生坯薄片
120‧‧‧縫鑄模
123‧‧‧加工用薄片
125‧‧‧燒結處理用薄片
A‧‧‧周方向中心點
C‧‧‧磁化容易軸
O‧‧‧曲率中心
θ‧‧‧傾斜角
d‧‧‧間隙g之角度範圍的1/2
g‧‧‧間隙
圖1(a)係顯示在構成極異方性環狀磁鐵之分段磁鐵的磁化方向之分段磁鐵的橫剖面圖。
圖1(b)係在圖1(a)所示之分段磁鐵的磁化方向Φ與自周方向中心之圓筒座標θ之關係的圖表。
圖2係顯示加以形成於鄰接於周方向之2個分段磁鐵間之間隙的擴大剖面圖。
圖3(a)係顯示在將複數之圓弧狀分段磁鐵，配列於周方向之極異方性環狀磁鐵所得到之略正弦波形狀的磁束分布之圖表。
圖3(b)係擴大顯示加以形成於鄰接於周方向之2個分段磁鐵間的極間範圍之間隙附近之磁束分布的圖表。
圖4係與顯示在為了形成經由本發明之一實施形態的極異方環狀磁鐵的分段磁鐵的磁化方向之圖1(a)同樣的分段磁鐵的橫剖面圖。
圖5係顯示在經由圖4所示之本發明的實施形態的分段磁鐵的磁化方向Φ與自周方向中心之圓筒座標θ之關係的圖表。
圖6係顯示在經由本發明之其他實施形態的分段磁鐵的磁化方向Φ與自周方向中心之圓筒座標θ之關係的圖表。
圖7係顯示在經由本發明之又另外實施形態的分段磁鐵的磁化方向Φ與自周方向中心之圓筒座標θ之關係的圖表。
圖8係顯示經由本發明之實施形態的永久磁鐵形成用燒結體之製造工程的概略圖，(a)乃至(d)係顯示至生胚薄片形成為止之各階段。
圖9係顯示經由本發明之第一實施形態之磁鐵材料粒子之磁化容易軸配向處理的加工用薄片之剖面圖，(a)係顯示磁場施加時之薄片的剖面形狀，(b)係顯示在磁場施加後施以變形處理之燒結處理用薄片之剖面形狀，(c)係顯示形成後之端部切斷工程。
圖10係(a)顯示經由本發明之第二實施形態之磁鐵材料粒子的磁化容易軸配向處理之加工用薄片的剖面圖，(b)係顯示經由本發明的第三實施形態之磁鐵材料粒子的磁化容易軸配向處理之加工薄片之剖面圖。
圖11係顯示在鍛燒處理中之理想昇溫速度的圖表。
於圖1(a)(b)，顯示在為了構成6極之極異方環狀磁鐵的分段磁鐵1之磁化方向。分段磁鐵1係於點O具有曲率中心的圓弧形狀，具有經由略對應於相當於極異方環狀磁鐵的1極分之角度範圍2λ之角度範圍2ω所訂定之周長與特定厚度。對於相當於圖示之1極分的分段磁鐵1而言，鄰接於圓周方向而加以配置相於接下來的1極分之分段磁鐵2。鄰接之2個的分段磁鐵1，2係鄰接之周方向的端面1a，2a則呈相互相對地加以配列，但對於此等加以對向配置之2的端面1a，2a間，係加以形成有角度間隔2d之間隙g。
於圖2，擴大顯示端面1a，2a間的間隙g。在圖2中，各符號3係顯示如電動馬達之旋轉電機的轉子，而符號4係顯示定子，而各分段磁鐵1，2係加以配置於轉子3之周面上。如此，在複數之分段磁鐵的配置中，成為呈不可避免地加以形成有角度間隔2d之間隙g於各之間之故，而在各分段磁鐵的1極分之角度範圍2λ係成為於訂定該分段磁鐵的周長之角度範圍2ω，加上在各端之間隙g的角度範圍2d之1/2的值，以2λ=2ω+2d所表示。並且，將連結在分段磁鐵1之外周面的周方向中心點A與分段磁鐵1之圓弧的曲率中心的點O之半徑線，做為中心半徑線Rc，而將位置於自該中心半徑線Rc，僅角度θ變位於各端之方向的半徑線Rc(θ)上，在分段磁鐵之各點的磁化方向則與該半徑線Rc(θ)所成角度做為Φ時，在極異方環狀磁鐵中，形成該磁鐵之分段磁鐵1 的磁化方向，係成為以Φ(θ)=(π/2λ)‧θ‧‧‧‧(1)所表示之構成。在式(1)中，「π」係顯示相當於將2極分之分段磁鐵所形成之周期性磁束分布做成一周期時之半周期的角度，對於將該一周期的角度顯示作為360°而以角度顯示之情況，「π」係成為顯示半周期之180°者。隨之，式(1)係亦可寫成Φ(θ)=(90°/λ)‧θ‧‧‧‧(1)者。在此，顯示磁化方向之角度Φ係對於半徑線Rc(θ)而言順時鐘旋轉做為正，而逆時鐘旋轉做為負，角度θ係在自中心半徑線Rc的角度，逆時鐘旋轉做為正。角度θ為0之情況係顯示磁化方向則為半徑方向者，而π/2或為90°之情況係顯示磁化方向則為周方向者。以式(1)所表示之角度θ、Φ之關係，於橫軸採取θ/λ，而於縱軸採取Φ而示於圖1(b)。呈自式(1)及圖1(b)了解地，角度Φ與角度θ係具有線形關係。將此磁化方向，稱作「極異方配向」。
在圖1(a)中，對於分段磁鐵1連接於周方向之分段磁鐵2，亦在周方向的各位置θ之磁化方向Φ係經由式(1)而加以訂定，但磁束向量係成為與在分段磁鐵1之磁束向量相反極性。其結果，成為經由極異方性環狀磁鐵，而加以得到如圖3(a)所示之正弦波形狀之一周期分的磁束分布。但在將複數之圓弧狀分段磁鐵，配列成環狀於周方向而加以形成之極異方環狀磁鐵中，如上述，於鄰接之2個分段磁鐵1，2間，加以形成有間隙g之故，而在對應於其間隙g之極間範圍，磁束分布則成為呈自正弦波形狀大大的脫離。
圖3(b)係如圖2所示，對於在分段磁鐵之周方向端部的端面之角部則具有4分圓形狀之剖面之加以塑模化之間隙的形狀，經由計算而求得，於圖3(a)顯示以符號B所示之極間範圍的磁束分布之圖表，擴張顯示橫軸之刻度。呈自圖3(b)了解到，在將複數之圓弧狀分段磁鐵配列成環狀於周方向而加以形成之極異方環狀磁鐵中，不可避免地加以形成有間隙g於極間範圍之故，而在對應於該間隙g之範圍中，磁束分布則成為呈自正弦波形狀大大的脫離。
在本發明中，經由補正在該極間範圍之磁化方向之時，大幅度地減輕，或消解磁束分布的偏移。以下，參照圖面而加以詳細說明本發明之實施形態。
(第一實施形態)
於圖4，加以顯示為了形成6極之極異方環狀磁鐵之經由本發明之第一實施形態的分段磁鐵11。此分段磁鐵11係其基本的形狀則與圖1(a)所示之分段磁鐵1為同一，於點O具有曲率中心之圓弧型狀，遍布於相當於在6極之極異方環狀磁鐵之1極分的角度範圍2λ之周長而加以配置之構成。分段磁鐵11係於與鄰接於周方向之分段磁鐵12之間，加以形成有相當於前述之角度2d之間隙g之故，參照圖1(a)而如前述，分段磁鐵11之周長係成為僅角度範圍2d而較相當於1極分之角度範圍2λ為小之角度範圍2ω。
在本實施形態中，分段磁鐵11係自各端的端面11a朝向周方向內方而遍布於角度範圍ε ω之範圍，則加以作為端部範圍13，而殘於的部分則加以作為中央範圍14。在中央範圍14中，係與在圖1(a)所示之分段磁鐵1同樣地，磁化方向係以式(1)所表示之「極異方配向」。但在本實施形態中，為了補正在極間範圍之磁化方向，而將在端部範圍13之磁化方向，作為Φ(θ)=(π/2λ)‧θ-m[(θ/λ)-1+α]n‧‧‧(2)
或Φ(θ)=(90°/λ)‧θ-m[(θ/λ)-1+α]n‧‧‧(2)。在式(2)中，右邊的第2項係為修正項。在此，「α」係將訂定端部範圍13之半徑線13a與間隙g之2等分半徑線Rg之間的角度範圍，作為「α λ」而表示之係數「α」。在圖4中，為[(90°-d)/90°]λ=ω、1-α=[(90°-d)/90°](1-ε)之故，式(2)係可如下述所表示者。
Φ(θ)=[(90°-d)/ω]θ-m[(90°-d)/90°]n‧[(θ/ω)-1+ε]n‧‧‧(3)
在此，d係因比較於90°而為極小的值之故，而將在上述之式(3)的右邊第2項之[(90°-d)/90°]n作為略相等於「1」而處理時，式(2)係成為如下述所表示者。
Φ(θ)=[(90°-d)/ω]θ-m[(θ/ω)-1+ε]n‧‧‧(4)
在本實施形態中，在式(4)中，將m作為(π/2)-d即90°-d，將n作為1。其結果，在端部範圍13之磁化方向Φ(θ)係成為以下述式所表示之構成。
Φ(θ)=(1-ε)(90°-d)‧‧‧‧‧‧‧(5)
在端部範圍13之磁化方向則依據式(5)而加以 訂定之在經由本實施形態之分段磁鐵11的角度θ、Φ之關係，於橫軸採取θ/λ，而於縱軸採取Φ所示時，成為如圖5。呈自圖5了解到，在本實施形態之分段磁鐵11中，在端部範圍13之磁化方向角度係對於角度θ無關係而為一定。
此分段磁鐵11係經由燒結包含稀土類物質之磁鐵材料粒子而加以製造。在製造的過程，於加以成形為分段磁鐵之形狀的磁鐵材料粒子之成形體，施加外部磁場，使該磁鐵材料粒子的磁化容易軸，指向於對應於在分段磁鐵之磁化方向之方向，再經由進行燒結之時，加以得到本發明之實施形態，磁鐵材料粒子的磁化容易軸則加以指向於特定方向之稀土類磁鐵形成用燒結體。更且，經由施加外部磁場於此稀土類磁鐵形成用燒結體之時，加以得到具有上述之磁化方向之稀土類永久磁鐵。如此作為所形成之圓弧形狀的稀土類永久磁鐵係加以配置成環狀於旋轉電機之轉子的周面，而構成環狀磁鐵。
[第二實施形態]
本實施形態係在上述式(4)中，將m作為(π/2)-d+(△/ε)、而將n作為1以外，係與實施形態1完全相同。於此，△係任意所訂定之常數。此情況，在端部範圍13之磁化方向Φ(θ)係成為以下述式所表示之構成。
Φ(θ)=(1-ε)(90°-d)-[θ-(1-ε)ω](△/ε ω)‧‧‧(6)
在端部範圍13之磁化方向則依據式(6)而加以訂定之在經由本實施形態之分段磁鐵11的角度θ、Φ之 關係，於橫軸採取θ/λ，而於縱軸採取Φ所示時，成為如圖6。呈自圖6所了解，在本實施形態之分段磁鐵11中，在端部範圍13之磁化方向角度係對於角度θ之絕對值的增加呈反比例而直線性地減少。
然而，△係0<△≦(1-ε)‧(90°-d)之範圍內的常數，例如，可設定為10°乃至70°之範圍者。
[第三實施形態]
本實施形態係在上述式(4)中，作為m>1、n>1之任意所訂定之常數以外，係與實施形態1及實施形態2完全地相同。此情況，在端部範圍13之磁化方向Φ(θ)係成為以下述式所表示之構成。
Φ(θ)=(90°-d)θ/ω-m[(θ/ω)-(1-ε)]n‧‧‧(7)
在端部範圍13之磁化方向則依據式(7)而加以訂定之在經由本實施形態之分段磁鐵11的角度θ、Φ之關係，於橫軸採取θ/λ，而於縱軸採取Φ所示時，成為如圖7。呈自圖7了解到，在本實施形態之分段磁鐵11中，在端部範圍13之磁化方向角度係成為因應角度θ而依據冪律產生變化之構成。
另外，在Φ則依據式(7)而以冪律產生變化之範圍中，亦有幾乎未有自極異方配向之偏移的範圍。在此範圍中，實質可看作極異方配向，可包含於中央範圍14者。為了與定義成為自極異方配向偏移之配向的端部範圍13之ε作區別，式(7)係如下述的式而表示。
Φ(θ)=(90°-d)θ/ω-m[(θ/ω)-(1-η)]n‧‧‧(8)
然而，η係0.2≦η≦0.9之範圍的常數，而n係如較1大的數時，未特別加以限定，例如，可設定為2乃至10之範圍者。另外，m係如較1為大的數時，未特別加以限定，例如，可設定為100乃至5000之範圍者。
[實施例]
對於將依據實施形態1，2及3之分段磁鐵11，配置成環狀於轉子的周面之旋轉電機，關於變更分段磁鐵間的間隙g情況之實施例1乃至3，及變更極數情況之實施例4乃至7，經由計算而求得在分段磁鐵間間隙部附近的表面磁束失真率。將其結果示於表1。呈自表1了解到，實施形態2較實施形態1，而實施形態3較實施形態2，則顯示高失真率減少效果，但任一之實施形態，比較於以往技術時，均可達成優越之失真率減少效果。自表1的結果，在本發明中，分段磁鐵間的間隙g之角度值2d係為5以下者則為必要，而更理想為3以下。
[稀土類磁鐵形成用燒結體的製造]
以下，說明製造經由本發明之稀土類磁鐵形成用燒結體的方法之實施例。
首先，對於經由圖4及圖5所示之第一實施形態之稀土類磁鐵形成用燒結體1之製造方法，參照圖8而加以說明。圖8係顯示經由第一實施形態之永久磁鐵形成用燒結體1之製造工程之概略圖。
首先，經由鑄造法而製造特定分率之Nd-Fe-B系合金所成之磁鐵材料之鑄錠。代表性來說，使用於釹磁鐵之Nd-Fe-B系合金係具有以30wt%之比例而含有Nd，以67wt%之比例而含有電解鐵者為佳之Fe，以1.0wt%之比例而含有B之組成。接著，將此鑄錠，使用搗碎機或粉碎機等之公知的手段而粗粉碎為200μm程度的大小。而對於取代性而言，溶解鑄錠，經由片鑄造法而製作薄片，以氫解裂法而作粗粉化。經由此而得到粗粉碎磁鐵材料粒子115(參照圖8(a))。
接著，將粗粉碎磁鐵材料粒子115，經由使用根據珠磨機116之濕式法或噴射磨機之乾式法等而進行微粉碎。例如，在使用經由珠磨機116之濕式法的微粉碎中，在溶劑中，將粗粉碎磁鐵粒子115，微粉碎為特定範圍之粒徑(例如呈0.1μm乃至5.0μm)，使磁鐵材料粒子分散於溶媒中(參照圖8(b))。之後，經由真空乾燥等之手段而使含於濕式粉碎後之溶媒的磁鐵粒子進行乾燥，取出乾燥之磁鐵粒子(未圖示)。在此，對於使用於粉碎之溶媒的種類係無特別限制，而可使用異丙醇，乙醇，甲醇等之醇類，乙酸乙酯等之酯類，戊烷，己烷等之低級碳化氫類，苯，甲苯，二甲苯等芳香族，酮類，此等之混合物等之有機溶媒，或液化氬等之無機溶媒者。在此情況中，使用未含有氧原子於溶媒中之溶媒者為佳。
另一方面，在使用經由噴射磨機之乾式法的微粉碎中，作為將粗粉碎之磁鐵材料粒子115，在(a)氧含有量則實質上0%之氮氣，Ar氣體，He氣體等之非活性氣體所成之環境中，或(b)氧含有量則為0.0001乃至0.5%之氮氣，Ar氣體，He氣體等之非活性氣體所成之環境中，經由噴射磨機而進行微粉碎，具有例如，0.7μm乃至5.0μm之特定範圍之平均粒徑的微粒子。在此，氧濃度實質上為0%係指意味：未加以限定氧濃度完全為0%之情況，而意味於微粉表面含有僅些微形成氧化被膜程度的量的氧者亦可。
接著，將由珠磨機116等而加以微粉碎之磁 鐵材料粒子，成形為所期望形狀。為了此磁鐵材料粒子之成形，準備混合如上述加以微粉碎之磁鐵材料粒子115與接著劑的混合物，即，複合物117。作為接著劑係使用樹脂材料為佳，而對於接著劑使用樹脂之情況，於構造中未含有氧原子，且使用有解聚合性之聚合物為佳。另外，如後述為了將磁鐵粒子與接著劑之混合物117，作為呈可再利用在形成為如台形形狀之所期望形狀時產生的混合物之殘餘物，且為了做為呈可在加熱混合物而軟化的狀態，進行磁場配向，使用熱可塑性樹脂者為佳。具體而言，最佳加以使用自以下一般式(1)所示之單體加以形成之1種或2種以上之聚合體或共聚合體所成之聚合物。
(但，R1及R2係表示氫原子，低級烷基，苯基或乙稀基)
作為符合於上述條件之聚合物，係例如有異丁稀之聚合體的聚異丁稀(PIB)、異戊二烯之聚合體的聚異戊二烯(異戊二烯橡膠，IR)，1,3-丁二烯之聚合體的聚丁二稀(丁二烯橡膠，BR)，苯乙烯之聚合體的聚苯乙烯，苯乙烯與異戊二烯之共聚體的苯乙烯-異戊二烯段共聚合物(SIS)、異丁稀與異戊二之共聚體的丁基橡膠(IIR)、苯乙烯與丁二烯之共聚體的苯乙烯-丁二烯段共聚合物(SBS)、苯乙烯與乙烯，丁二烯之共聚體的苯乙烯-乙烯- 丁二烯-苯乙烯共聚合體(SEBS)、苯乙烯與乙烯，丙烯之共聚體的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚合體(SEPS)、乙烯與丙烯之共聚體的乙烯-丙烯共聚合體(EPM)、與乙烯，丙烯同時使二稀單體共聚合之EPDM、乙烯之聚合體的聚乙烯，丙烯之聚合體的聚丙烯，2-甲基-1-戊烯之聚合體的2-甲基-1-戊烯聚合樹脂，2-甲基-1-丁烯之聚合體的2-甲基-1-丁烯聚合樹脂、α-甲基苯乙烯之聚合體的α-甲基苯乙烯之聚合樹脂等。另外，作為使用於接著劑之樹脂，係作為含有少量包含氧原子，氮原子之單體的聚合體或共聚合體(例如，聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯等)之構成亦可。更且，未符合上述一般式(1)之單體則作為一部分共聚合亦可。在此情況，亦可達成本發明之目的者。
然而，作為使用於接著劑之樹脂，係為了適當地進行磁場配向而使用以250℃以下進行軟化之熱可塑性樹脂，更具體而言，係玻璃轉移點或流動開始溫度為250℃以下之熱可塑性樹脂者為佳。
為了使磁鐵材料粒子分散於熱可塑性樹脂中，適量添加分散劑者為佳。作為分散劑係醇，羧酸，酮，醚，酯，胺，亞胺，醯亞胺，醯胺，氰，磷系官能基，磺酸，具有二重結合或三重結合等之不飽和結合之化合物，及液狀飽和碳化氫化合物之中，添加至少一個者為佳。使用複數而使用亦可。並且，如後述，在對於磁鐵材料粒子與接著劑之混合物而言，施加磁場而磁場配向該磁鐵材料時，在加熱混合物而接著劑成分產生軟化之狀態， 進行磁場配向處理。
經由作為混合於磁鐵材料粒子之接著劑，而使用滿足上述條件之接著劑之時，成為可使殘存於燒結後之稀土類永久磁鐵形成用燒結體內之碳量及氧量降低者。具體而言，可將燒結後殘存於磁鐵形成用燒結體內之碳量，作為2000ppm以下、更理想為1000ppm以下者。另外，可將燒結後殘存於磁鐵形成用燒結體內之氧量，作為5000ppm以下、更理想為2000ppm以下者。
接著劑之添加量係在形成漿料或加熱熔融之混合物，即複合物117之情況，作為成形之結果所得到之成形體的厚度精確度則呈上升地，作為可適當地充填在磁鐵材料粒子間的空隙的量。例如，對於磁鐵材料粒子與接著劑之合計量而言之接著劑的比率則作為1wt%乃至40wt%、更理想係2wt%乃至30wt%、又更理想係3wt%乃至20wt%。
在以下的實施例中，在將混合物一旦成形為製品形狀以外之狀態，施加磁場而進行磁場磁鐵材料粒子的配向，經由之後進行燒結處理之時，例如，作為如圖1所示之圓弧形狀的所期望之製品形狀。特別是在以下的實施例中，將磁鐵材料粒子與接著劑所成之混合物，即複合物117，一旦成形為薄片形狀之生坯成形體(以下，稱為「生坯薄片」)之後，作做為為了配向處理之成形體形狀。對於將混合物特別形成為薄片形狀之情況，係例如，可採用經由加熱磁鐵材料粒子與接著劑之混合物的複合物 117之後，成形為薄片狀之熱熔塗工，或經由將含有磁鐵材料粒子與接著劑與有機溶媒之漿料塗工於基材上而成形為薄片狀之漿料塗工等的成形者。
在以下中，特別對於使用熱熔塗工之生坯薄片成形加以說明，但本發明係未加以限定於如此之特定的成形法者。例如，將複合物117放入至成形用鑄模，加熱為室溫~300℃同時，以0.1乃至100MPa加壓而進行成形亦可。在此情況，更具體而言，係可舉出將加熱為進行軟化之溫度之複合物117，加上射出壓而壓入充填於金屬模具而形成之方法者。
如既已之敘述，經由混和接著劑於以珠磨機116等而加以微粉碎之磁鐵材料粒子之時，製作磁鐵材料粒子與接著劑所成之黏土狀的混合物，即複合物117。在此，作為接著劑係可如上述使用樹脂及分散劑的混合物者。例如，作為樹脂係使用未含有氧原子於構造中，且有解聚合性之聚合物所成之熱可塑性樹脂者為佳，另一方面，作為分散劑係具有醇，羧酸，酮，醚，酯，胺，亞胺，醯亞胺，醯胺，氰，磷系官能基，磺酸，具有二重結合或三重結合等之不飽和結合之化合物之中，至少添加一個者為佳。另外，接著劑之添加量係如上述對於添加後之在複合物117之磁鐵材料粒子與接著劑之合計量而言之接著劑的比率則作為呈成為1wt%乃至40wt%、更理想係2wt%乃至30wt%、又更理想係3wt%乃至20wt%。
在此，分散劑的添加量係因應磁鐵材料粒子 之粒子徑而決定者為佳，而加以推薦磁鐵材料粒子之粒子徑越小，增加添加量者。作為具體的添加量係對於磁鐵材料粒子而言，作為0.1分乃至10分、而更理想為0.3分乃至8分。對於添加量少之情況係分散效果為小，而有配向性降低之虞。另外，添加量多之情況係有污染磁鐵材料粒子之虞。加以添加於磁鐵材料粒子之分散劑係附著於磁鐵材料粒子的表面，使磁鐵材料粒子分散而賦予黏土狀混合物之同時，在後述之磁場配向處理中，呈補助磁鐵材料粒子之迴轉地產生作用。其結果，可在施加磁場時容易地進行配向，而將磁鐵粒子之磁化容易軸方向一致於略同一方向，即，成為可提高配向度者。特別是當混合接著劑於磁鐵材料粒子時，成為呈存在有接著劑於粒子表面之故，磁場配向處理時之摩擦力則變高，因此而有粒子之配向性降低之虞，而添加分散劑情況的效果則更高。
磁鐵材料粒子與接著劑之混合係在由氮氣，Ar氣體，He氣體等之非活性氣體所成之環境基礎進行者為佳。磁鐵材料粒子與接著劑之混合係例如將磁鐵材料粒子與接著劑，各投入至攪拌機，經由以攪拌機而攪拌者而進行。在此情況中，為了促進混練性而進行加熱攪拌亦可。更且，磁鐵材料粒子與接著劑之混合亦在由氮氣，Ar氣體，He氣體等之非活性氣體所成之環境進行者為佳。另外，特別對於以濕式法而粉碎磁鐵材料粒子之情況，係未自使用於粉碎之溶媒而取出磁鐵粒子，而將接著劑添加於溶媒中進行混練，之後使溶媒揮發，而作為呈得到複合 物117亦可。
接著，經由將複合物117成形為薄片狀之時，作成前述之生坯薄片。對於採用熱熔塗工之情況，係經由加熱複合物117而熔融該複合物117，而作成具有流動性之狀態之後，塗工於支持基材118上。之後，經由散熱而使複合物117凝固，於支持基材118上形成長薄片狀之生坯薄片119。在此情況，加熱熔融複合物117時之溫度係經由所使用之接著劑之種類或量而有差異，但通常係作為50℃乃至300℃。但有必要做為較所使用之接著劑之流動開始溫度為高之溫度。然而，對於使用漿料塗工之情況，係於多量之溶媒中使磁鐵材料粒子與接著劑，及雖為任意，但助長配向之添加劑分散，使漿料塗工於支持基材118上。之後，經由進行乾燥而使溶媒揮發之時，形成長尺薄片狀之生坯薄片119於支持基材118上。
在此，進行熔融之複合物117的塗工方式係使用縫鑄模方式或滾壓方式等之對於層厚控制性優越之方式者為佳。特別是對於為了實現高厚度精確度，特別是使用對於層厚控制性優越，即可塗工高精確度之厚度的層於基材表面之方式之鑄模塗佈方式或點塗工方式者為佳。例如，在縫鑄模方式中，經由齒輪幫浦而押送作成加熱而具有流動性之狀態的複合物117而注入於模頭，經由自模頭吐出而進行塗工。另外，在滾壓方式中，於加熱之2支滾軸的輥隙間隙，以控制複合物117的量而送入，使滾軸旋轉同時，於支持基材118上，塗工由以滾輪的熱熔融之複 合物117。作為支持基材118係例如使用聚矽氧處理聚酯膜者為佳。更且，經由使用消泡劑，或進行加熱真空脫泡之時，呈未殘留氣泡於加以塗工而所展開之複合物117的層中地，充分地進行脫泡處理者為佳。或者，並非塗工於支持基材118上，而經由壓出成型或射出成形而將熔融之複合物117成型為薄片狀之同時，壓出於支持基材118上之時，亦可於支持基材118上成形生坯薄片119者。
在圖8所示之實施形態中，作為呈使用縫鑄模120而進行複合物117之塗工。在經由此縫鑄模方式之生坯薄片119的形成工程中，實測塗工後之生坯薄片119的薄片厚度，經由依據此實測值之反饋控制之時，調節縫鑄模120與支持基材118之間的輥隙間隙者為佳。在此情況中，使供給至縫鑄模120之流動性複合物117的量之變動極力降低者，例如抑制為±0.1%以下之變動，更且，亦使塗工速度的變動極力降低，例如抑制為±0.1%以下之變動者為佳。經由如此之控制，可使生坯薄片119厚度精確度提升者。然而，所形成之生坯薄片119之厚度精確度係對於例如1mm之設計值而言，作為±10%以內、更理想係作為±3%以內、又更理想係作為±1%以內者為佳。在滾壓方式中，由同樣地依據實測值而反饋抑制者壓延條件者，可抑制加以轉印於支持基材118之複合物117的膜厚者。
生坯薄片119之厚度係設定為0.05mm乃至20mm之範圍者為佳。當將厚度作為較0.05mm為薄時，為了達成必要之磁鐵厚度，因必須做為多層積之故而成為 生產性降低者。
[經由第一實施形態之燒結體的製造]
接著，自經由上述熱熔塗工而加以形成於支持基材118上之生坯薄片119，作成切出為對應於所期望之磁鐵尺寸之尺寸的加工用薄片123。在本實施形態中，加工用薄片123係如圖9(a)所示，具有成為最終製品，對應於在稀土類永久磁鐵形成用燒結體1之中央範圍的圓弧狀範圍123a，和連續於該圓弧狀範圍123a兩端之直線狀範圍123b、123c的剖面形狀。圓弧狀範圍123a係在圖9(a)於以0所示的點具有曲率中心之圓弧形狀，而在連續於該圓弧狀範圍123a兩端之直線狀範圍123b、123c之中，成為於曲率中心0周圍，角度ε ω、即ε×90°之範圍則對應於圖4所示之分段磁鐵的端部範圍13之端部範圍。此加工用薄片123係於圖的紙面具有直角之方向的長度尺寸，剖面的尺寸及寬度尺寸係估計在後述之燒結工程的尺寸之縮小，而訂定為呈在燒結工程後得到特定之磁鐵尺寸。
對於圖9(a)所示之加工用薄片123，係於連結曲率中心0與圓弧狀範圍123a之圓周方向中心點A之方向，加以施加平行之平行磁場121。經由此磁場施加之時，含於加工用薄片123之磁鐵材料粒子之磁化容易軸則如在圖9(a)以箭頭122所示，於磁場的方向，即厚度方向，平行地加以配向。當具體的敘述時，加工用薄片123 係加以收容於具有對應於加工用薄片123形狀之模孔的磁場施加用鑄模內(未圖示)，經由進行加熱而使含於加工用薄片123之接著劑軟化。經由此等，磁鐵材料粒子係成為呈可在接著劑內迴轉，而可使其磁化容易軸，配向於沿著平行磁場121之方向者。
在此，為了加熱加工用薄片123之溫度及時間係經由所使用之接著劑的種類及量而有不同，但例如作為40乃至250℃，0.1乃至60分。無論如何，對於為了使加工用薄片123內之接著劑軟化，加熱溫度係必須做為所使用之接著劑之玻璃轉移點或流動開始溫度以上之溫度。作為為了加熱加工用薄片123之手段係例如有經由熱板之加熱，或將如矽油之熱媒體使用於熱源之方式。在磁場施加之磁場的強度係可作為5000[Oe]乃至150000[Oe]、而理想係作為10000[Oe]乃至120000[Oe]者。其結果，含於加工用薄片123之磁鐵材料粒子之結晶的磁化容易軸則呈圖9(a)所示地，平行地加以配向於沿著平行磁場121之方向。在此磁場施加工程中，亦可作為對於複數個之加工用薄片123而言同時地施加磁場之構成者。為此，如使用具有複數個之模孔的鑄模，或者排列複數個的鑄模，如同時施加平行磁場121即可。施加磁場於加工用薄片123之工程係與加熱工程同時地進行亦可，而在進行加熱工程之後，於加工用薄片123之接著劑產生凝固之前進行亦可。
接著，將經由圖9(a)所示之磁場施加工程而 磁鐵材料粒子的磁化容易軸則如以箭頭122所示地，加以平行配向的加工用薄片123，自磁場施加用鑄模取出，移動至具有圖9(b)所示具有圓弧狀模孔124之最終成形用鑄模，成形為燒結處理用薄片125。經由此成形，加工用薄片123係中央的圓弧狀範圍123a與兩端的直線狀範圍123b、123c則成為相互連續之同一曲率半徑的圓弧形狀，而加以形成燒結用薄片125。在經由此成形工程而加以形成之燒結處理用薄片125中，沿著中央之中心線O-A而位置之磁鐵材料粒子的磁化容易軸係成為加以配向於圓弧之半徑方向，而在中心線O-A之兩側的範圍中，變形的結果，如圖9(b)所示地，磁化容易軸係成為極異方配向。
作為如此而加以配向磁鐵材料粒子之磁化容易軸的配向後之燒結處理用薄片125係如圖9(c)所示，兩端部則殘留相當於上述之角度ε ω的部分而加以切除，而成為燒結用薄片125a。對於此燒結用薄片125a而言，在大氣壓，或者調節成較大氣壓為高之壓力或低的壓力(例如，1.0Pa或1.0MPa)之非氧化性環境中，經由以接著劑分解溫度進行數小時乃至數十小時(例如5小時)保持之時，進行鍛燒處理。在此處理中，加以推薦使用氫環境或氫與非活性氣體的混合氣體環境者。對於在氫環境之基礎進行鍛燒處理之情況，鍛燒中之氫的供給量係例如作為5L/min。經由進行鍛燒處理之時，將含於接著劑之有機化合物，經由解聚合反應，其他的反應而分解成單體，而成 為可使其噴散而除去者。即，成為進行使殘存於燒結處理用薄片125a之碳的量降低之處理的脫碳處理者。另外，鍛燒處理係以將殘存於燒結處理用薄片125a內之碳的量作為2000ppm以下、更理想係1000ppm以下之條件進行者為佳。經由此，成為可以之後的燒結處理而緻密地使燒結處理用薄片125a全體燒結者，而成為可抑制殘留磁通密度及矯頑磁力降低者。然而，對於將進行上述之鍛燒處理時之加壓條件，作為較大氣壓為高之壓力之情況，壓力係作為15MPa以下者為佳。在此，加壓條件係如作為較大氣壓為高之壓力，更具體而言係0.2MPa以上時，特別是可期待殘存碳量減輕之效果。
接著劑分解溫度係可依據接著劑分解生成物及分解殘渣的分析結果而做決定。具體而言，加以推薦：補集接著劑之分解生成物，而單體以外之分解生成物則未生成，且選擇即使在殘渣的分析亦未加以檢出經由殘留之接著劑成分之副反應的生成物之溫度範圍者。經由接著劑之種類而有所不同，但如作為200℃乃至900℃、更理想為400℃乃至500℃、例如450℃即可。
在上述之鍛燒處理中，與一般的稀土類磁鐵的燒結處理做比較，縮小升溫速度者為佳。具體而言，經由將昇溫速度作為2℃/min以下、例如1.5℃/min之時，可得到理想的結果者。隨之，對於進行鍛燒處理之情況，係如圖11所示，以2℃/min以下之特定的昇溫速度進行昇溫，到達至預先所設定之設定溫度(接著劑分解溫度)之 後，經由以該設定溫度進行數小時乃至數十小時保持而進行鍛燒處理。如此，經由在鍛燒處理中縮小昇溫速度之時，因並非急遽地除去燒結處理用薄片125a內的碳者，而成為呈階段性地加以除去之故，成為可至充分的位準為止使殘量碳減少，而使燒結後之永久磁鐵形成用燒結體的密度提高者。即，經由使殘留碳量減少，而可使永久磁鐵中的空隙減少者。如上述，如使昇溫速度作為2℃/min以下時，可將燒結後之永久磁鐵形成用燒結體的密度作為98%以上(7.40g/cm3以上)者，可期待在著磁後之磁鐵中達成高磁鐵特性者。
接著，進行燒結經由鍛燒處理所鍛燒之燒結處理用薄片125之燒結處理。作為燒結處理係亦可採用在真空中之無加壓燒結法，但在本實施形態中，亦可採用在將燒結處理用薄片125a單軸加壓於長度方向之狀態進行燒結之單軸加壓燒結法。在此方法中，於具有與圖9(b)以符號「124」所示之構成相同形狀剖面的模孔之燒結用鑄模(未圖示)內，裝填燒結處理用薄片125a，封閉鑄模，加壓於長度方向同時，進行燒結。作為此加壓燒結技術係例如，採用熱壓燒結，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，公知之技術任一亦可。特別是使用可加壓於單軸方向，經由通電燒結而加以逐行燒結之SPS燒結者為佳。
然而，對於以SPS燒結進行燒結之情況，係將加壓壓力，作為例如0.01MPa乃至100MPa，在數Pa以 下之真空環境，至900℃~1,100℃、以5℃~20℃/分之昇溫速度，使溫度上昇，之後，加壓方向之收縮則至實質成為0為止而保持者為佳。接著進行冷卻，再次昇溫至300℃乃至1000℃進行2小時，進行保持為其溫度之熱處理。如此之燒結處理之結果，經由燒結處理用薄片125a，加以製造本發明之稀土類永久磁鐵形成用燒結體1。如此，如根據在將燒結處理用薄片125a加壓於長度方向之狀態進行燒結之單軸加壓燒結法，可抑制賦予於燒結處理用薄片125a內之磁鐵材料粒子的磁化容易軸之配向產生變化者。
此稀土類永久磁鐵形成用燒結體1係於圖2所示之轉子鐵芯3的周面，以未著磁之狀態加以配置。之後，對於如此所配置之稀土類永久磁鐵形成用燒結體1而言，沿著含於其中之磁鐵材料粒子之磁化容易軸，即C軸進行著磁。當具體敘述時，對於加以配置於轉子鐵芯3之周面的複數之稀土類永久磁鐵形成用燒結體1而言，沿著轉子鐵芯3的周方向，呈加以交互地配置N極與S極地進行著磁。其結果，成為可製造永久磁鐵1者。然而，對於稀土類永久磁鐵形成用燒結體1之著磁，係例如亦可使用著磁線圈，著磁軛，電容式著磁電源裝置等之公知手段之任一。另外，稀土類永久磁鐵形成用燒結體1係作為呈在配置於轉子鐵芯3之周面之前進行著磁，作為稀土類永久磁鐵，將此所著磁之磁鐵配置於轉子鐵芯3之周面亦可。在之後，經由對於轉子而言組裝定子4及旋轉軸等之 馬達構成構件之時，加以製造所期望之電動馬達，例如SPM馬達。
如以上詳細說明，在有關本實施形態之稀土類永久磁鐵形成用燒結體1之製造方法中，將磁鐵材料粉碎成磁鐵材料之微細粒子，經由混合所粉碎的磁鐵材料粒子與接著劑之時，生成複合物117。並且，將所生成之複合物117成形為薄片狀，而製作生坯薄片119。在之後，切出所成形之生坯薄片119特定尺寸的薄片，再成形為所期望形狀，形成加工用薄片123，經由對於此加工用薄片123而言，施加平行磁場於厚度方向之時，以平行磁場的基礎而使磁鐵材料粒子之磁化容易軸配向，再經由使配向處理後之加工用薄片123變形成特定形狀而成形為製品形狀，作為燒結處理用薄片125。之後，經由在非加壓狀態，或長度方向之單軸加壓狀態進行燒結之時，而製造稀土類永久磁鐵形成用燒結體1。
另外，在於上述所說明之實施形態之方法中，經由成形混合磁鐵材料粒子與接著劑之混合物的複合物之時，成為可呈朝向期望減磁對策之端部範圍表面而磁化容易軸則適當地聚集地使其配向之故，成為可在著磁後適當地使磁束集中者，而亦可確保耐減磁性之同時防止磁束密度之不均。更且，因成形與接著劑之混合物之故，與使用壓粉成形等之情況做比較，未有在配向後磁鐵粒子產生迴轉者，而成為可提升配向度者。如根據對於磁鐵材料粒子與接著劑之混合物而言施加磁場，進行配向的方法 時，可適宜增加通過為了磁場形成之電流的卷繞線之卷繞數之故，因可提高確保進行磁場配向時之磁場強度，且可在靜磁場施以長時間之磁場施加之故，成為可實現不均為少之高配向度者。並且，如作為呈在配向後補正配向方向時，成為可以高配向確保不均為少之配向者。
如此，可實現不均為少之高配向度之情況係連結於經由燒結之收縮的不均之降低。隨之，可確保燒結後之製品形狀的均一性者。其結果，加以減輕對於燒結後之外形加工的負擔，而可期待大大提升量產的安定性者。另外，在磁場配向的工程中，因對於磁鐵粒子與接著劑之混合物而言施加磁場之同時，經由將施加磁場之混合物變形為成形體之時而操作磁化容易軸之方向，進行磁場配向之故，一旦經由變形加以磁場配向之混合物之時，成為可補正配向方向，而可適當地使在端部範圍之磁化容易軸配向者。其結果，在加以配置可減輕在端部範圍之磁束的偏移，經由著磁於燒結體1所形成之永久磁鐵的旋轉電機中，成為可抑制頓轉扭矩者。
[經由第二實施形態之燒結體的製造]
在此實施形態中，如圖10(a)所示，加工用薄片123之中央範圍123a係與在第一實施形態同樣地加以形成為圓弧形狀，但兩端部之範圍123b、123c係並非直線形狀，而加以形成為彎曲於與中央範圍123a相反方向的圓弧形狀。其他係可使用與在第一實施形態同樣的方 法。
[經由第三實施形態之燒結體的製造]
在此實施形態中，如圖10(b)所示，加工用薄片123之中央範圍123a係與在第一實施形態同樣地加以形成為圓弧形狀，但兩端部之範圍123b、123c係並非直線形狀，而加以形成為如式(7)所規定，因應角度θ而對應於依據冪律產生變化之彎曲形狀之形狀。作為具體的方法係如將以式(7)所表示之函數作為數值積分，而訂定近似於其值之形狀即可。其他係可使用與在第一實施形態同樣的方法。
如以上敘述，如根據本發明，經由使在稀土類磁鐵形成用燒結體的端部範圍之磁鐵材料的磁化容易軸之配向，自極異方配向偏移而進行配向之時，在藉由端面間間隔而配置著磁於該燒結體所得到之磁鐵為環狀之情況，亦可將在該端面間間隔之附近的磁束分布接近於正弦波者。因此，可讓使用此磁鐵之旋轉電機的頓轉扭矩減少者。
1、2‧‧‧分段磁鐵
1a、2a‧‧‧端面
2d‧‧‧角度間隔
A‧‧‧周方向中心點
O‧‧‧曲率中心
θ‧‧‧傾斜角
d‧‧‧間隙g之角度範圍的1/2
g‧‧‧間隙
Rc‧‧‧中心半徑線

Claims (7)

  1. 一種稀土類磁鐵形成用燒結體，係具有由以下者所成之形狀的橫剖面：具有第1曲率半徑之半徑方向外側圓弧狀表面，和以較前述第1曲率半徑為小之第2曲率半徑，具有與前述外側圓弧狀表面同心之圓弧形狀的半徑方向內側圓弧狀表面，和沿著自前述圓弧形狀之圓中心延伸之假想半徑線的半徑方向面之第1端面及第2端面；且對於該橫剖面而言具有直角方向之軸方向長度的立體形狀之由含有稀土類物質之磁鐵材料粒子之一體燒結構造所成之稀土類磁鐵形成用燒結體，其特徵為各前述外側及內側圓弧狀表面係具有：對應於規定各前述第1及第2端面之2個前述假想半徑線所成之角度範圍2ω之周方向長度；前述磁鐵材料係其磁化容易軸則在連結前述圓中心與前述外側圓弧狀表面之周方向中心點的中心半徑線上中，係沿著該中心半徑線而加以配向於半徑方向外方向，在除了作為自前述第1及第2端面至角度範圍ε ω為止之範圍所定義之端部範圍的中央範圍2(1-ε)ω中，係在位於自前述中心半徑線角度θ之位置的任意之半徑線上之位置，加以配向於對於該任意之半徑線而言，自半徑方向外方向之方向，朝前述中心半徑線的方向僅變位角度Φ之方向，在前述端部範圍中，係加以配向於較前述角度Φ 5°以上朝半徑方向外方向變位之方向， 前述ε係為0.1≦ε≦0.6，前述角度Φ係以式Φ=(90°-d)‧θ/ω所訂定之角度，d係由0°<d≦5°之範圍內的角度所訂定之常數者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之稀土類磁鐵形成用燒結體，其中，在前述端部範圍之前述磁鐵材料的磁化容易軸之配向方向係由式Φ=(1-ε)‧(90°-d)所訂定之方向者。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之稀土類磁鐵形成用燒結體，其中，在前述端部範圍之前述磁鐵材料的磁化容易軸係加以配向於由式Φ=(1-ε)‧(90°-d)-(△/(ε‧ω))‧(θ-(1-ε)‧ω)所訂定之方向，前述△係0<△≦(1-ε)‧(90°-d)之範圍內的常數者。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之稀土類磁鐵形成用燒結體，其中，在前述端部範圍之前述磁鐵材料的磁化容易軸係加以配向於由式Φ=(90°-d)‧θ/ω-m‧(θ/ω-1+η)n所訂定之方向，m係0<m之範圍內的常數，而n係1<n之範圍內的常數，η係0.2≦η≦0.9之範圍內的常數者。
  5. 一種稀土類永久磁鐵，其特徵為著磁於如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載之稀土類磁鐵形成用燒結體者。
  6. 一種旋轉電機，其特徵為具備於轉子磁心之圓形外周面上，將如申請專利範圍第5項記載的稀土類永久磁 鐵複數個排列於周方向而配置之轉子。
  7. 一種旋轉電機，其特徵為具備：如申請專利範圍第5項記載的稀土類永久磁鐵的複數個，則以前述角度d之2倍的端面間間隔而加以配置於轉子磁心的圓形外面上之轉子。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI797829B (zh) * 2020-12-25 2023-04-01 日商田中精密工業股份有限公司 層積鐵芯之加熱裝置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11843334B2 (en) 2017-07-13 2023-12-12 Denso Corporation Rotating electrical machine
JP6939543B2 (ja) 2017-07-21 2021-09-22 株式会社デンソー 回転電機
CN113991959B (zh) 2017-07-21 2024-04-16 株式会社电装 旋转电机
DE112018006717T5 (de) 2017-12-28 2020-09-10 Denso Corporation Rotierende elektrische Maschine
JP7006541B2 (ja) 2017-12-28 2022-01-24 株式会社デンソー 回転電機
CN111557069A (zh) 2017-12-28 2020-08-18 株式会社电装 旋转电机
DE112018006651T5 (de) 2017-12-28 2020-10-08 Denso Corporation Radantriebsvorrichtung
DE112018006694T5 (de) * 2017-12-28 2020-09-10 Denso Corporation Rotierende elektrische Maschine
JP6927186B2 (ja) 2017-12-28 2021-08-25 株式会社デンソー 回転電機
CN109192487A (zh) * 2018-08-29 2019-01-11 江苏健睡宝健康科技有限公司 一种高强磁磁条的制造方法
JP6989713B2 (ja) * 2018-12-25 2022-01-05 ダイセルミライズ株式会社 表面に粗面化構造を有する希土類磁石前駆体または希土類磁石成形体とそれらの製造方法
JP7173873B2 (ja) * 2019-01-11 2022-11-16 京セラ株式会社 コア部品、その製造方法、およびインダクタ
CN113508512A (zh) * 2019-03-11 2021-10-15 西门子歌美飒可再生能源公司 包括具有不同磁畴对准模式的三个磁体装置的永磁体组件
CN111123179B (zh) * 2020-01-15 2022-06-24 合肥工业大学 一种最后闭合磁面半径与径向角度关系的计算方法
WO2021176668A1 (ja) 2020-03-05 2021-09-10 株式会社デンソー 回転電機
US11894719B2 (en) * 2020-09-10 2024-02-06 Ford Global Technologies, Llc Permanent magnet of multiple pieces having different easy axes

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60245460A (ja) 1984-05-16 1985-12-05 Hitachi Metals Ltd 電磁駆動装置
DE3913276A1 (de) * 1989-04-22 1990-10-25 Siemens Ag Eletrische maschine, insbesondere gleichstrom-kleinmotor
JP2000195714A (ja) 1998-10-23 2000-07-14 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 極異方性希土類ボンド磁石とその製造方法及び永久磁石型モ―タ
JP4400698B2 (ja) 1999-03-19 2010-01-20 Ｔｄｋ株式会社 表面多極異方性リング磁石の成形装置
JP2002134314A (ja) 2000-10-20 2002-05-10 Toda Kogyo Corp 異方性セグメント形状磁石及びその成形金型磁気回路装置
JP2003199274A (ja) 2001-12-25 2003-07-11 Hitachi Ltd 回転子とその製造法及び回転機
JP3997427B2 (ja) * 2002-06-18 2007-10-24 日立金属株式会社 極異方性リング磁石の製造に用いる磁場中成形装置
US6992553B2 (en) 2002-06-18 2006-01-31 Hitachi Metals, Ltd. Magnetic-field molding apparatus
JP2004208341A (ja) 2002-11-05 2004-07-22 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機
JP2004207430A (ja) 2002-12-25 2004-07-22 Hitachi Metals Ltd 極異方性リング磁石およびそれを用いた回転機
KR100981218B1 (ko) 2006-11-27 2010-09-10 파나소닉 주식회사 영구자석 회전자 및 이것을 사용한 모터
US8044547B2 (en) * 2006-11-27 2011-10-25 Panasonic Corporation Radial-direction gap type magnet motor
JP5359192B2 (ja) * 2007-11-12 2013-12-04 パナソニック株式会社 異方性永久磁石型モータ
CN103098354B (zh) 2010-09-10 2016-05-04 Tdk株式会社 弓形磁铁和磁场成形用模具
DE112011104619T5 (de) 2010-12-28 2013-10-02 Hitachi Metals, Ltd. Bogenförmiger Magnet mit polar-anisotroper Ausrichtung und Verfahren und Bildungsform zu seiner Herstellung
US10511212B2 (en) * 2011-10-07 2019-12-17 Minebea Mitsumi Inc. Inner rotor-type permanent magnet motor with annular magnetic poles
JP2015156405A (ja) * 2012-05-24 2015-08-27 パナソニック株式会社 異方性ボンド磁石とその製造方法およびそれらを用いたモータ
US9312057B2 (en) * 2013-01-30 2016-04-12 Arnold Magnetic Technologies Ag Contoured-field magnets
DE112014006129T5 (de) * 2014-01-08 2016-09-29 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende elektrische Maschine
JP6502015B2 (ja) * 2014-02-11 2019-04-17 日東電工株式会社 永久磁石の製造方法
WO2016152979A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 日東電工株式会社 希土類磁石形成用焼結体及び希土類焼結磁石
TWI679658B (zh) * 2015-03-24 2019-12-11 日商日東電工股份有限公司 稀土類永久磁石及具有稀土類永久磁石之旋轉機
TWI719259B (zh) * 2016-09-23 2021-02-21 日商日東電工股份有限公司 稀土類燒結磁石形成用燒結體及其製造方法
JP6879140B2 (ja) * 2017-09-15 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 回転電機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI797829B (zh) * 2020-12-25 2023-04-01 日商田中精密工業股份有限公司 層積鐵芯之加熱裝置

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Publication number Publication date
EP3379703A1 (en) 2018-09-26
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JP2017099071A (ja) 2017-06-01
CN108352768B (zh) 2020-02-14
US10573440B2 (en) 2020-02-25
EP3379703A4 (en) 2019-08-21
TWI676188B (zh) 2019-11-01
WO2017086386A1 (ja) 2017-05-26
CN108352768A (zh) 2018-07-31

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