WO2008068876A1 - 永久磁石回転電機 - Google Patents

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WO2008068876A1
WO2008068876A1 PCT/JP2006/324994 JP2006324994W WO2008068876A1 WO 2008068876 A1 WO2008068876 A1 WO 2008068876A1 JP 2006324994 W JP2006324994 W JP 2006324994W WO 2008068876 A1 WO2008068876 A1 WO 2008068876A1
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rotor
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magnet
rare earth
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Yutaka Matsunobu
Takashi Yasuhara
Noriaki Hino
Matahiro Komuro
Yuichi Satsu
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Hitachi, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a technology of a rotating electrical machine that uses a permanent magnet.
  • the so-called bonded magnets in which the magnet material is hardened with an epoxy resin, increase the electrical resistance in the magnet due to the resin, but there is a problem that the magnetic properties are poorly written.
  • This pound magnet is a magnet manufactured by mixing a thermosetting epoxy resin and a magnet material, and molding this mixture. The magnet material is bonded with an epoxy resin. It is necessary to increase the ratio of X-poxy resin to the magnet material for adhering the magnet material, and there is a problem that the amount of magnet material per unit volume decreases and the magnetic properties deteriorate. 1. Magnets using an epoxy resin are disclosed in the following patent documents 1 to 3, and these patent documents disclose techniques relating to improvement of magnetic characteristics and the like.
  • Patent Document 4 discloses a technique for binding ferrite magnet materials by S i 0 2 .
  • Patent Document 5 discloses a technique of using particulate S i 0 2 to increase the electric resistance of a rare earth magnet.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 1 1 2 3 8 6 4 0
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 1 1-0 6 7 5 1 4
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-202088 9
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 08_1 1 5 8 09
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 10-3 2 1 4 2 7 'Disclosure of Invention
  • Rare earth permanent magnets have a problem that internal resistance is low and eddy currents flow and heat is generated in the magnet. ⁇
  • To improve the efficiency of a rotating electrical machine it is necessary to keep the current loss of the rotating electrical machine low. From this point of view, it is desirable to increase the internal resistance of rare earth permanent magnets. Magnets using the above epoxy resins can increase the electrical resistance, but there is a problem that the magnetic properties of the magnets deteriorate. A rotating electrical machine that can suppress the heat generation of the magnet while reducing the deterioration of the magnetic characteristics is desirable.
  • rotating electrical machines installed in automobiles are often used in more severe environments due to temperature than rotating electrical machines installed in places with good temperature environments such as in factories.
  • the temperature of the rare earth permanent magnet rises due to the internal heat generation of the earth permanent magnet and the increase in ambient temperature, there is a problem that the magnetic properties of the magnet deteriorate.
  • Increasing the electrical resistance in the magnet has the effect of reducing the heat generation in the magnet, and it is desirable to reduce the heat generation from the viewpoint of reliability in rotating electrical machines installed in automobiles.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable rotating electrical machine that uses a permanent magnet.
  • a feature of the present invention is that a permanent magnet using a binder having a good wettability with a rare earth magnet material as a precursor is used in a permanent magnet rotating electrical machine.
  • a binder having good wettability with a magnet material By using this, it is possible to form a thin SiO binder film in an amorphous state between rare earth magnet materials. With this binding film, the rare earth magnet material can be bound, and the thin film can increase the electric resistance between the rare earth magnet materials and suppress the eddy current. ,.
  • a precursor of Sio system for example, a precursor of S i 0 2 can be used.
  • a precursor of Sio system for example, a precursor of S i 0 2 can be used.
  • -3 binding of rare earth magnet material with Sio-based binder can suppress the deterioration of the magnetic properties of the permanent magnet that occurs when epoxy resin is used as the binder. It becomes possible.
  • a rotating electrical machine with good characteristics can be obtained.
  • sintered magnets made by sintering rare earth magnet materials have low electrical resistance, eddy currents flow inside the magnets, and heat is generated inside the magnets.
  • the reliability is improved in a permanent magnet or a rotating electrical machine using a permanent magnet.
  • internal heat generation can be suppressed in rotating electrical machines that are used in harsh temperature environments such as those installed in automobiles.
  • ⁇ a suitable rotating electrical machine that maintains high reliability.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of an electric vehicle equipped with a rotating electrical machine to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an electric circuit diagram of the power converter.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view along the rotating shaft of the rotating electrical machine.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the stator and the rotor on a plane perpendicular to the rotating shaft of the rotating electrical machine.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the magnetic pole portion of the rotor shown in FIG.
  • Fig. 6 shows the d-axis magnetic flux in the stator and rotor shown in Fig. 4.
  • FIG. 7 is a diagram showing the Q-axis magnetic flux in the stator and rotor shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing the manufacturing process of the magnet assembly.
  • FIG. 9 ′ is a view showing another embodiment of the manufacturing process of the magnet assembly.
  • FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the magnet assembly manufacturing @.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view of the manufactured magnetic right.
  • Fig. 12 shows the experimental results of the manufactured magnet.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the rotor shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the magnetic flux intensity at the portion shown in FIG.
  • FIG. 15 is a sectional view showing still another embodiment of the rotating electrical machine to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a diagram showing a process of manufacturing a magnet assembly.
  • -Fig. 17 is a view showing another embodiment of the process of manufacturing the magnet assembly.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a process of impregnating a compression-molded magnetic body with a binder precursor.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating another structure of the magnet assembly.
  • FIG. 20 is a perspective view for explaining still another embodiment of the magnet assembly.
  • FIG. 21 is a perspective view for explaining still another embodiment of the magnet assembly.
  • FIG. 22 is a sectional view showing still another embodiment of the rotating electrical machine to which the present invention is applied.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a rotor to which the present invention is applied.
  • FIG. 24 is a partially enlarged view of a section showing still another embodiment of the rotor to which the present invention is applied.
  • FIG. 25 is a partially enlarged view of a cross section showing still another embodiment of a rotor to which the present invention is applied.
  • FIG. 2: 6 is a sectional view showing still another embodiment of the rotating electrical machine to which the present invention is applied. '
  • FIG. 28 is a view for explaining still another method of manufacturing a rotor to which the present invention is applied. Best Mode for Carrying Out the Invention
  • the iron powder is solidified to form part or all of the stator core or the rotor core, or both the stator core and the rotor core are formed. For this reason, in addition to the reduction of eddy current loss in the permanent magnet described above, it is possible to suppress eddy current loss inside the @ stator core or rotor core and to suppress internal heat generation. In addition to reducing heat generation, the efficiency of the rotating electrical machine can be improved. For example, the electrical resistance is 5 to 10 times that of a conventional sintered permanent magnet, and even higher in some cases, and heat generation due to eddy currents can be reduced.
  • a thin amorphous film is formed between plate-like rare earth magnet materials, and the plate-like rare earth magnet materials are bonded to each other by this film.
  • the binder can be in the form of a thin film.
  • the ratio of the rare earth magnet material per unit volume of the magnet increases, and good magnetic properties are obtained.
  • the electric resistance between rare earth magnet materials is a thin film of binder. Increases the internal resistance of the magnet.
  • the permanent magnet provided in the rotating electrical machine is manufactured as follows. First, a magnetic material is compression-molded, and this compression-molded magnetic material is impregnated with this material and a binder precursor having excellent wettability to obtain a magnet in which the magnetic material is bound with the binder.
  • the shape / size after the sintering process changes with respect to the shape / size before the sintering process due to the sintering process in which the magnet material is heated to the final temperature. Therefore, in the post-molding process after the sintering process, a molding operation including a large amount of cutting is required to obtain dimensional accuracy.
  • the magnet since the magnet can be manufactured at a relatively low temperature, the magnet material is bound in a state in which the shape and dimensions of the magnet material by press molding are maintained with high accuracy. Get out. As a result, it becomes easier to produce magnets with high accuracy. For this reason, the magnet after it has been hardened with a binder is much easier to form than a sintered magnet, and in some cases no cutting is required.
  • the magnet material processed after pressing the magnet material is attached to the motor parts, for example, inserted into the magnet insertion hole of the ⁇ trochanter, and then the binder is added. It is possible to perform the binding work to infiltrate. According to this method, it is possible to combine not only the magnet material but also the magnet material and the rotating electrical machine parts near the magnet in the magnet material binding process. For example, the inner surface of the magnet insertion hole and the inserted magnet can be bonded simultaneously. This improves workability. In addition, the durability of magnets or rotating electrical parts equipped with magnets is improved. If it is strong, durability or reliability of a rotary electric machine will improve.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a hybrid type electric vehicle on which a rotating electrical machine according to the present invention is mounted.
  • the rotating electric machine according to the present invention can be applied to a pure electric vehicle and a hybrid electric vehicle. Examples of the hybrid electric vehicle will be described below.
  • the hybrid electric vehicle 10 0 includes an engine 1 20, a first rotating electrical machine 2 0 0, a second rotating electrical machine 2 0 2, the first rotating electrical machine 2 0 0, and a second rotating electrical machine 2 0 0.
  • a battery 180 that supplies high-voltage DC power to the rotating electrical machine 20 2 or receives high-voltage DC power from the first rotating electrical machine 20 and the second rotating electrical machine 2.0 2 is mounted. Yes.
  • a battery that supplies low-voltage power which is 14 volt power, is installed in this vehicle. Although the low voltage DC power is supplied to the control circuit, the illustration of the battery that supplies the low voltage power is omitted. '
  • the rotational torque based on the engine 1 2 0, the first rotating electrical machine 2 0 0 and the second rotating electrical machine 2 0 2 is transmitted to the transmission 1 3 0 and the differential gear L 3 2 and the front wheels 1 1 0 Is transmitted to.
  • a transmission control device for controlling the transmission 1 3 0; 3 4 and engine 1 2 0 and engine control device 1-2 4 and power conversion device 6 0 -0 and rechargeable battery such as ion pond 1 8 Battery control device i 8 4 and integrated control device 1 7 0 are connected to each other by communication lines 1 7 4. ,.
  • the integrated control device 1 7 0. includes a transmission control device 1 3 4, an engine control device 1 2 4, a power conversion device 6 0 0 and a battery control device 1, which are control devices lower than the integrated control device 1 70.
  • the battery control device 1 8 4 is a rechargeable ion battery, and the discharge status of the battery 1 80 is set to the integrated control device 1 7 0 by setting the state of each unit cell battery constituting the lithium ion battery as the state of the battery 1 80. Report via communication line 1 7 4
  • the integrated control device 170 determines that the battery 180 is required to be charged from the above report, it gives a power generation operation instruction to the power conversion device 600.
  • the integrated controller 1 7 0 also manages the small output torque of the engine 1 2 0 and the first and second ⁇ rotating electric 2 0 0, 2 0 2, and the engine and the first and second rotating electrical machines 2 0 0. , 2 0 2 output torque total torque or torque distribution ratio
  • the control command based on the processing result is transmitted to the transmission control device 1 3 4, the engine control device 1 2 4, and the power conversion device 6 0 0.
  • the power converter 6 0 0 controls the first rotating electrical machine 2 0 0 and the second rotating electrical machine 2 0 2, and the torque of the command is controlled by one or both rotating electrical machines. These rotating electrical machines are controlled to generate output or generated power.
  • the power conversion device 600 is a power semiconductor that constitutes an inverter for operating the first rotating electrical machine 20 0 and the second rotating electrical machine 2 0 2 based on a command from the integrated control device 1 70. Controls switching operation. By these semiconductor switching operations, the first rotating electrical machine 200 and the second rotating electrical machine 20 2 are operated as an electric motor or a generator.
  • DC power from a high-voltage baguette 1 180 is supplied to an inverter DC terminal of the power conversion device 600.
  • the supplied DC power is converted into 3 orange AC power and supplied to the rotating electrical machine 200 or 202.
  • the rotor of the rotary electric machine 200 or 2 0 2 is the rotational torque applied from the outside. Rotate and generate three-phase AC power in the stator winding of the rotating electrical machine based on this rotational torque.
  • the generated three-phase AC power is converted to DC power by the power conversion device 600, DC power is supplied to the high-voltage battery 180, and the battery 18O is charged by DC power. .
  • the power conversion device 6 or 0 includes a capacitor module including a plurality of smoothing capacitors that suppress voltage fluctuations of the DC power supply, a power module including a plurality of word semiconductors, and the power module.
  • a capacitor module including a plurality of smoothing capacitors that suppress voltage fluctuations of the DC power supply
  • a power module including a plurality of word semiconductors
  • the power module From a rotating electrical machine control circuit equipped with a switching drive circuit that controls the switching operation of the wheel and a signal that determines the time width of the switching operation, that is, a PW 1VI signal that controls the pulse width modulation and control It is configured.
  • the high voltage battery 180 is a secondary battery such as a rechargeable ion battery or a nickel hydrogen battery, and has a high voltage DC-power of 2500 volts to 60,000 or higher. Output from the secondary battery or output from the secondary battery. '
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the power conversion device 600 shown in FIG.
  • the power conversion device 200 is configured to generate three-phase AC power to be supplied to the first rotating electric machine 200 or to convert three-phase AC power from the first rotating electric machine 200 into DC power.
  • a second rotating electrical machine for generating the three-phase AC power to be supplied to the second rotating electrical machine 2 0 2 or the second rotating electrical machine 2 0
  • a second inverter device is provided to convert the three-phase AC power from 2 to DC power.
  • the first impedance device is composed of the first power module 6 1 0 and the power semiconductors 2 constituting each arm of the first power module 6 1 0 built in the first power module 6 1 0.
  • the control circuit 6 4 8 and the transmission / reception circuit 6 4 4 mounted on the connector board 6 4 2 and the capacitor module 6 3 0.
  • the drive circuit 6 5 2 is connected to the drive circuit board 6 5 0.
  • the control circuit 6 4 8 is provided on the control circuit board 6 4 6.
  • the second inverter device has a second power module 6 2 0 and a second 1 Power module 6 2 0 Built-in damper arm Each arm constituting each arm of each power semiconductor 2 1
  • the second drive circuit 656 that controls the switching operation of 1 and the current that detects the current of the rotating electrical machine 2 0 2
  • a sensor 6 62, a control circuit 6 48 used in common with the first chamber, a transmission / reception circuit 6 4 4, and a capacitor module 6 30 are provided.
  • the second driving circuit 656 is mounted on the second driving circuit board 65 4, and the control circuit 648 is mounted on the control circuit board 6 46, and the transmission / reception circuit 6 44 is connected to the connector. Mounted on the Kuta board 6 4 2.
  • the first power module 6 1 0 and the second power module 6 2 0 are operated by the drive signals output from the corresponding first and second drive circuits 6 5 2 and 6 5 6, respectively.
  • DC power supplied from the high-voltage battery 180 is converted into three-phase AC power, and the power is supplied to the corresponding armature windings of the rotating electrical machines 2 0 0 and 2 0 2.
  • the AC power induced in the stator windings which are the armature windings of the rotating electric machines 200 and 202, is converted into direct current and supplied to a high voltage battery.
  • the first and second power modules 6 1 0 and 6 2 0 are each provided with a three-phase bridge circuit as shown in FIG. 2, and a series circuit corresponding to each of the three phases is a battery. Electrically connected in parallel between the positive electrode side and the negative electrode side of 180.
  • Each series circuit includes a power semiconductor constituting the upper arm and a power semiconductor constituting the lower arm, and the power semiconductor 2 1 constituting the upper arm and the power semiconductor 2 1 constituting the lower arm are connected in series.
  • the first power module 6 10 and the second power module 6 2 0 have substantially the same circuit configuration, and the first power module 6 10 will be described as a representative. In this circuit, switching power semiconductor
  • the body 21 is an IGBT (insulated gate bipolar transistor).
  • An IGBT has three electrodes: a collector electrode, an emitter electrode, and a gate electrode.
  • a diode 38 is electrically connected between the IGBT electrode and emitter electrode.
  • a power sword electrode and an anode electrode up to diode 3 8J
  • a force sword electrode so that the direction from the IGBT emitter and electrode to the collector electrode is the forward direction.
  • M O S F E T has three electrodes: a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode. Since the MOSFET has a parasitic diode between the source electrode and the drain electrode, the direction from the drain electrode to the source electrode is the forward direction, it is necessary to provide the diode 38 in FIG. Absent.
  • the series circuit of each phase is configured by connecting the emitter electrode of the I G B T which is the upper arm and the electrode of the I G B T which is the lower arm electrically in series.
  • one IGBT of each upper and lower arm of each phase is not shown, but since the current capacity to be controlled is large, a configuration in which a plurality of IGBTs are electrically connected in parallel is actually used. Has been. In order to simplify the explanation below, it is assumed that each arm of Invar evening consists of one power semiconductor 21. ,
  • each upper and lower arm of each phase is constituted by three parts of semiconductor 21.
  • the collector electrode of the power semiconductor 21 of each upper arm of each phase is on the positive side of the battery 180, and the emitter electrode of the power semiconductor 21 of each lower arm of each phase is on the negative side of the battery 180. Connected with care. :
  • Each arm of each cigarette that is, the middle point of the series circuit, that is, the connection part of the upper arm side IGBT emitter electrode and the lower arm side IGBT collector electrode becomes each phase of three-phase AC power, and the corresponding rotating electrical machine 2 0 0 And 2 0 2 are electrically connected to the corresponding armature windings.
  • the drive circuits 6 5 2 and 6 5 6 constitute a drive unit for controlling the corresponding first and second power module 6 1 0 and 6 2 0 Based on the control signal output from the control circuit 6 4 ′ 8, a signal for controlling the power semiconductor 2 1 is generated.
  • the signals generated in the respective drive circuits 6 5 2 and 6 5 6 are respectively connected to the respective power semiconductor gates of the corresponding first power module 6 10 and second power module 6 2 0. Is output.
  • two sets of circuits for generating respective signals to be supplied to the gates of the respective ⁇ lower arms of each phase are incorporated in one integrated circuit. Is the first power module 6 1 0 and the second power module 6 2 0 together 1? Since the upper and lower arms are provided, the drive circuits 652 and 65 6 have the six integrated circuits described above, and these six integrated circuits are accommodated in one block. In other words, the drive circuits 652 and 6556 are constituted by the partial lock integrated circuit.
  • the control circuit 6 4 8 constitutes the control unit of the first and second power modules 6 10 and 620, and operates (on or off) a plurality of power semiconductors 21 constituting the inverse circuit. And a microcomputer for calculating a control value, that is, an operation timing.
  • the control circuit 6 4 8 includes a torque command signal (torque command value) from the host controller, current sensors 6 60 and 6 62 and rotating sensors mounted on the rotating electrical machine 2 0 0 and 2 0 2.
  • the signal (sensor output) detected by is input.
  • Control Kushiro 6 48 calculates a control value based on these input signals and outputs a control signal for controlling the switching timing of the power semiconductor 21 to the drive circuits 65 2 and 65 6.
  • the transmission / reception circuit 6 4 4 mounted on the connector board 6 4 2 is used to connect the power conversion device 6 0 0 and the external control device in a hurricane manner. 4 to exchange information with other devices.
  • the capacitor module 6 3 0 is used to form a smoothing circuit for suppressing fluctuations in the DC voltage generated by the switching operation of the power semiconductor 21, and the first power module 6 1 0 or
  • the second power module 6 20 is electrically connected in parallel by a DC bus bar having a laminated structure of plate-like conductors arranged opposite to each other with the insulation sheet in between on the DC side terminal. Yes.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotary electric machine 200 or 2.0 2 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the structure of the rotating electrical machine 200 t 2 0 2 is substantially the same, and the structure of the rotating electrical machine 2 200 will be described using these representative examples with reference to FIGS.
  • FIG. 4 is an AA cross section of the stator 2 3 0 and the rotor 2 5 0 shown in FIG. 3, and the illustration of the housing 2 1 2 and the shaft 2 1 8 is omitted.
  • a stator 2 3 0 is held inside the housing 2 1 2, and the stator 2 3 0 includes a stator core 2 3 2 and a stator winding 2 3 8.
  • a rotor 2 5 0 is arranged through an air gap 2 2 2 with respect to the inner surface of the stator core 2 3 2.
  • the rotor 2 5 0 includes a rotor core 2 5 2 and a permanent magnet 2 5 4, and the rotor core 2 5 2 is fixed to the shaft 2.
  • the housing 2 1 2 has end brackets 2 1 4 on both sides of the shaft 2 1 8 in the rotational direction, and the shaft having the rotor core 2 5 2. 2 1 8 is held in rotation by bearings 2 1 6 in each of the end brackets 2 1 4.
  • the stator core 2 3 2 and the rotor core 2 5 2 are formed by compressing iron powder that has been subjected to a process of attaching an electrical insulating film to the surface.
  • the stator core 2 3 2 has a structure formed by compressing iron powder. By adopting such a structure, the stator winding is formed first, then the stator winding is temporarily fixed, and the temporarily fixed stator winding is built in and filled with iron powder. Next, by forming the entire stator by compression molding the entire iron powder, productivity is improved and the space factor of the stator winding is improved. Furthermore, the eddy current can be reduced, and the efficiency of the rotating electrical machine is improved. ,
  • the eddy current of the rotor core 250 can be reduced by forming the rotor core 2552 by compressing iron powder that has been subjected to a treatment for attaching an electric insulating film to the surface.
  • the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 described below have a structure that reduces the drop current, so that the internal heat generation of the rotor 2 5 0 can be reduced comprehensively.
  • Rare earth permanent magnets have the disadvantage that their magnetic properties deteriorate, that is, demagnetize when the temperature rises. In-vehicle rotating electrical machines are often used in situations where the ambient temperature is high, and reducing internal heat generation is very preferable for maintaining high reliability.
  • -Shaft 2 1 8 is provided with a rotor position sensor 2 2 4 for detecting the position of the rotor pole and a rotation speed sensor 2 2 6 for detecting the rotation speed of the rotor.
  • the outputs from these sensors 2 2 4 and 2 2 6 are taken into the control circuit 6 4 8 shown in Fig. 2, and the first and second power modules 6 1 0 and 6 2 0 is controlled. .
  • the stator 2 3 0 has a stator core 2 3 2
  • the stator core 2 3 2 has a large number of slots 3 2 3 4 and teeth 2 3 6 equally in the circumferential direction, and the slot 2 3 4 has a stator winding 2 3 8, .
  • teeth 2 3 6 and slots 2 3 4 are provided on the entire rotor side on the rotor side of the stator. Since all these symbols are complicated, only some teeth and slots are represented as representatives. .
  • the rotor core 2 5 2 has a permanent magnet insertion hole for inserting the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6.
  • Upper permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 are inserted into the upper permanent magnet insertion holes. Is T.
  • the magnetization direction of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 is the direction in which the side of the stator of the magnet is the north or south pole, and the magnetization direction is reversed for each pole of the rotor.
  • the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 may be inserted into the permanent magnet insertion hole in a state where they are magnetized, or the permanent magnets 2 4 4 and 2 5 6 are not magnetized (
  • the permanent magnet may be formed by being inserted into the magnet insertion hole and magnetized by applying a strong magnetic field after being inserted into the magnet insertion hole.
  • the productivity of the rotating electrical machine is improved by inserting a magnet body that is not magnetized into the magnet insertion hole and magnetizing the magnet body after insertion.
  • these permanent magnets are magnets made of a very strong rare earth material.
  • a strong attractive force is generated between the rotor core 2 52 and the centripetal force is reduced. This hinders insertion work. Also, due to the strong attractive force, dust such as iron powder may adhere to the permanent magnet.
  • the permanent magnets 25.4 and 256 serve as one pole of the rotor 2550.
  • the poles of the rotor 2 5 0 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 2 5 0, and in this embodiment, there are 8 poles.
  • the application object to which the present invention is applied is not fixed to 8 poles, but may be 10 poles or more and 30 poles or more in some cases.
  • the number of poles is determined by the required output as the mode. If the number of poles is increased, the number of magnets increases and workability decreases. In some cases, it may be 8 poles or less.
  • the part of the rotor core acts as the pole piece 2 8 0 and the permanent magnets 2 5 4 and Lines of magnetic force that enter and exit 2 5 6 enter and exit the stator core 2 3 2 through this pole piece 2 80.
  • the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 acting as the poles of the rotor 2 5 0 are magnetized in the opposite direction for each pole, and the magnets 2 5 4 and 2 5 6 of a certain pole are Assuming that the N pole is magnetized so that the shaft side is the S pole, the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 that act as the adjacent poles on both sides of the stator are the S pole and the shaft side is the N pole.
  • permanent magnets. 2 5 4 and 2 5 6 are neodymium rare earth materials that are magnet materials
  • the body of um (N d) is bound with a binder that has a good affinity between neodymium (N d) and its precursor.
  • the precursor having an excellent affinity is a precursor of an S i O-based binder, for example, alkoxysiloxane or alkoxysilane which is a precursor of S i 0 2 .
  • Neodymium: (N d) powder has a plate-like shape, the value in the Z-axis direction, which is the height direction, and the size in the X-axis and Y-axis directions are several times greater The shape is thin.
  • the size of neodymium (N d) powder in the X-axis and Y-axis directions should be large.
  • a powder with a body size in the X-axis or Y-axis direction of 45 or more meda Residual characteristics are better when used.
  • the powder of neodymium (N d) breaks down during molding, and it is unlikely that small-sized powder will mix, but more than half of the powder is 45-meter or larger in size. It is desirable that 70% or more is a powder having a size of 45 meters or more. Even more preferable results are obtained when 90% or more is a large powder of 45 or more.
  • neodymium (N d) contains a little more desprosium (D y.)
  • the characteristics can be improved and more favorable characteristics can be obtained as a rotating electrical machine for vehicles.
  • D y By including this dysprosm (D y), good magnetic properties can be maintained even if the temperature of the rotating electrical machine rises.
  • the content of dysprosym (D y) is about several percent, and at most 10 percent or less.
  • the first drive circuit 6 52 shown in FIG. 2 is connected to the first drive circuit 65 2 based on the outputs of the rotor rotational speed sensor 2 26 and the rotor position sensor 2 24.
  • a control signal for controlling the power module 6 1 0 is generated and transmitted to the first power module 6 1 0.
  • the first power module A switching operation is performed based on the control signal, and DC power supplied from the battery 180 is converted into three-phase AC power.
  • This three-phase AC power is supplied to the stator wire 2 3 8 shown in FIG. 3 and FIG. 4, and the frequency of the three-phase AC current is controlled based on the detected value of the speed sensor 2 2 6, and the rotation Based on the detection value of the child position sensor 2 24, the phase of the three-phase alternating current with respect to the rotor is controlled.
  • a rotating magnetic field of the above phase and frequency is generated in the stator 2 3 0 from the above three-phase AC zero flow.
  • the rotating magnetic field of the stator 2 3 0 acts on the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 of the rotor 2 5 0 and the magnet torque based on the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 is applied to the rotor 2 5 0.
  • the rotating magnetic field acts on the auxiliary magnetic pole 29 0 of the rotor 2 5 0, and passes through the rotating magnetic field magnets 2 5 4 and 2 5 6 to generate a magnetic circuit between the magnetic circuit and the magnetic circuit passing through the auxiliary magnetic pole 2 90.
  • a reluctance torque is generated in the rotor 2 5 0 based on the difference in resistance.
  • the rotational torque of the rotor 2 5 is a value determined based on both the torque of the magnet based on the permanent magnet and the reluctance torque based on the auxiliary magnetic pole.
  • the reluctance torque is generated by the difference between the magnetic resistance that passes through the magnet and the magnetic resistance that passes through the auxiliary magnetic pole 29 90 because the rotating magnetic field generated by the stator winding is shown in Fig. 2.
  • 6 4 8 controls the combined vector of the magnetomotive force of the stator coil 2 3 8 so that it is on the leading side in the rotational direction from the center position of the auxiliary magnetic pole.
  • Reluctance torque is generated by the phase on the leading side of the rotating magnetic flux.
  • This reluctance torque is generated in the rotor 2 5 0 in the direction added to the magnet torque by the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 when the rotating electrical machine is in the starting state or in the low speed operation state.
  • the required torque that the rotating electrical machine must generate with the added torque of the reluctance torque Can be put out. Therefore, the generation of magnet torque can be reduced by the amount corresponding to the reluctance torque, and the magnetomotive force of the permanent magnet can be reduced.
  • the magnetomotive force of the permanent magnet By increasing the magnetomotive force of the permanent magnet, the induced voltage caused by the permanent magnet during high-speed operation of the rotating electrical machine can be suppressed, and power can be easily supplied to the rotating electrical machine during high-speed rotation.
  • increasing the reluctance torque has the effect of reducing the amount of magnets. Since rare earth permanent magnets are expensive, it is desirable from an economical point of view to reduce the amount of magnets used.
  • Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7 are used to explain stone torque and reluctance torque.
  • Fig. 5 to Fig. 7 are enlarged views of the pole portion of the rotor shown in Fig. 4.
  • Fig. 4 Rotor in Fig. 4 One set of magnets 2 5 4 and 2 5 6 constituting the pole of 2 5 0 is typically magnet 2 5 4-1 and 2 5 6-1 and the next pole Are shown as magnets 2 5 4 ⁇ 2 and 2 5 6-, 2.
  • the magnetic flux shown in Fig. 5 and Fig. 6 shows the d-axis magnetic flux generated by magnets 2 5 4-1 and 2 5 6-1
  • Fig. 7 shows the Q. axis generated by stator 2 3 0 Indicates magnetic flux.
  • the magnetic flux generated by the stator winding is also present in the d-axis magnetism of the rotor 200, but this is shown in Figs. 5 and 6 Not done.
  • both the d-axis and Q-axis magnetic fluxes are present in the rotating electrical machine.
  • the magnetic gaps 2 6 2 and 2 6 4 are provided at both ends of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 constituting the poles of the rotor 2 5 0 in the circumferential direction.
  • the nonmagnetic part which consists of is formed.
  • the magnetic gaps 2 6 2 and 2 6 4 form the bridge portions 2 3 2 and 2 8 4 on the rotor core 2 3 2 of the stator.
  • the bridge parts 2 8 2 and 2 8 4 are magnetically saturated, and the auxiliary magnetic pole 2 9 0 passes through the bridge parts 2 8 2 and 2 8 4 from the magnetic pole piece part 2 8 0. It acts to limit the magnetic flux leaking to the surface.
  • permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 between the circumferential ends of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 and the auxiliary magnetic poles 2 90 Changes in the magnetic flux density distribution of 4 and 2 5 6, that is, magnetic gaps 2 6 2 and 2 6 4 can be moderately changed in the magnetic flux density distribution from the stator side toward the stator. It works to reduce the torque pulsation of 50.
  • the magnetic gaps 2 62 and 2 6 4 are formed by forming gaps in the magnetic steel sheet, and these gaps are formed integrally with the permanent magnet insertion holes for inserting the permanent magnets.
  • the magnetic gaps 2 62 and 2 6 4 are formed at the circumferential end of the permanent magnet 2 2 when the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 are inserted into the permanent magnet insertion hole. It forms so that it may adjoin.
  • the magnetic air gaps 2 6 2 and 2 6 4 may be filled with a Si-based binder that is a non-magnetic material for forming a magnet, which will be described later. It may be filled with any filler. Of course, nothing may be filled, that is, the air gap may be left as it is. ..
  • the cogging torque and other torque pulsations can be reduced as described above, and the magnetic pole piece 2 8 0-1 and the auxiliary magnetic pole 2
  • the radial dimension of the bridge portions 282 and 28 4 formed between 90 and 90 can be made smaller than the radial width of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6, and leakage of magnetic flux generated by the permanent magnets Can be reduced.
  • the radial dimension of the bridge portions 2 8 2 and 2 84 is not more than half of the radial width of the permanent magnets 254 and 2 56.
  • the magnetic gaps 2 6 2 and 1 6: 4 have a shape in which the side on the central axis side of the rotor is shorter than the side on the stator side, and in this embodiment has a trapezoidal shape. Also, the magnetic gaps 2 6 2 and 1 6 4 and the side on the stator side and the side on the center axis side of the rotor The shape between the oblique side on the auxiliary magnetic pole side to be connected and the side on the stator side is a predetermined curved shape. By doing so, the stress generated by the centrifugal force due to the rotation of the rotor 250 is prevented from concentrating locally. In addition, the die of a processing machine such as a press for processing the rotor core 2 52 can be prevented from becoming an acute angle. If the processing means has an acute angle shape, there will be a problem that the wear in the cutting process becomes severe.
  • the rotor core 2 5 2 can be manufactured by crimping iron powder instead of laminated steel sheets. In this case, it is hoped that the die of the press machine that compresses the iron powder will not have an acute shape. Better . When the die has an acute shape, the die of the press machine that compresses the iron powder becomes heavily worn. For this reason, it is desirable that the shape of the air gaps 2 6 2 and 1 6 4 should have rounded corners and avoid acute angles.
  • the magnetic air gaps 2 62 and 1 6 4 may be physical air gaps, but are filled with a material that has almost no magnetic properties, such as aluminum or stainless steel, which is a non-magnetic material. May be.
  • a pre-made magnetic gap made of aluminum or stainless steel 2 6 2 or 1 6 4 The rotor core 2 52 2 can be compression-molded by incorporating the members of the magnetic gaps 2 62 and 16 4.
  • compression molding is performed with the above-mentioned magnet using an SioO-based binder and the above-mentioned magnetic voids 2 62 and 1 64 incorporated in iron powder, which is a magnetic material.
  • Fig. 5 shows the permanent magnet 2 5 4-1 of the rotor 2 5 0, which is formed by compressing and molding the iron powder, which is a magnetic material, as described above, while the stator winding 2 3 8 is not energized.
  • the flow of magnetic flux generated by 2 5 6 _ 1 is shown.
  • Fig. 6 is a diagram schematically showing the magnetic flux generated by the magnet. Magnets 2 5 4 1 1 and 2 5 6-1 are one rotor The poles are magnetized in the direction that the stator side of these magnets is the N pole. The magnetic flux generated by the magnets 2 5 4 ⁇ 1 and 2 5 6 1 is entering the stator 2 3 0 through the pole pieces 2 8 0 1.
  • magnets 2 5 4 ⁇ 2 and 2 5 6 ⁇ 2 constitute the poles of the adjacent rotor, and are magnetized in the direction in which the stator side of these magnets becomes the south pole. Magnetic flux enters the magnets 2 5 4-2 and 2.5 6-2 from the stator 2 3 0 through the pole pieces 2 8 0 — 2.
  • the magnetic flux shown in Fig. 6 is a triaxial magnetic flux created by the magnetic right, and each circulates around the auxiliary magnetic pole 29.
  • magnet torque is generated by the action of the magnetic flux generated by the three-phase alternating current and the d-axis magnetic flux.
  • Figure 7 shows the Q-axis magnetic flux among the magnetic flux generated when three-phase alternating current is supplied to the stator winding 2 3 8.
  • This Q-axis magnetic domain passes through the auxiliary magnetic pole 2990 and circulates around the permanent magnet constituting the pole.
  • the Q-axis magnetic flux passes through the auxiliary magnetic pole 2 90 and passes through a magnetic circuit that circulates around the permanent magnet, so the magnetic resistance is small and the amount of magnetic flux is large.
  • the d-axis magnetic flux generated by the stator winding 2 3 8 passes through a magnetic circuit that crosses the permanent magnet, so that the magnetic resistance is large and the amount of magnetic flux is small.
  • the reluctance torque is generated by the magnetic flux difference between these d-axis and Q-axis.
  • FIGS. 4 to 7 show a magnet motor having an auxiliary magnetic pole 29 0 that generates reluctance torque.
  • reluctance torque By using reluctance torque, it is possible to reduce the amount of magnets required to satisfy the torque characteristics required of a rotating electrical machine.
  • the induced voltage inside the rotating machine at high speed can be reduced, and the supply voltage to the rotating electrical machine at high speed can be kept low. is there.
  • a supplementary magnetic pole 29 is provided. Without it, it is possible to operate a motor or a generator as a rotating electrical machine.
  • the structure shown in FIGS. 4 to 7 does not have the auxiliary magnetic pole 29 0 or has a small ratio of the auxiliary magnetic pole 29 9, and conversely, the ratio of the magnet increases.
  • step 10 An example of the manufacturing process of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 according to the present embodiment is shown in FIG.
  • step 10 a powdered magnet material is produced.
  • rare earth magnet magnetic powders can be manufactured by rapidly cooling a mother alloy with an adjusted composition. .
  • the rare earth magnet magnetic powder produced in step 10 has a plate-like shape, and the rare earth plate-like magnetic powder forms a layer by compression molding described in step 17 below.
  • the binder precursor By impregnating the binder precursor described below, the binder precursor enters a film in the narrow gaps between the stacked layers to form a film-like binder in an amorphous state.
  • the plate-like magnetic powder binds strongly. Therefore, good magnetic properties can be obtained.
  • non-oxide magnetic powder is used.
  • a permanent magnet can be manufactured in a relatively low temperature process by using the method described in detail below. As a result, even when non-oxide magnetic powder is used, oxidation of the magnetic powder can be suppressed and a magnet having high magnetic properties can be obtained.
  • the powdered magnet material is compression molded.
  • this step 15 uses the final magnet-shaped mold of the permanent magnet used in the rotating electrical machine, supplies powdered magnet material to the mold, and performs compression molding. To do.
  • the compression-molded magnet material is a porous state whose shape is determined by the mold, and its mechanical strength is weak. It is in a state of breaking. Also, since it is not magnetized, it does not have the characteristics of a permanent magnet. Even if magnetized in this compression-molded state, it is difficult to use as a component part of a rotating electrical machine in terms of mechanical strength.
  • the compression-molded magnet uses the manufacturing method described in detail below, so that the dimensional relationship of the magnet shape does not change much in the subsequent steps. That is, the shape compression-molded in step 15 can be maintained with high accuracy. For example, when the following manufacturing process is used, it may be necessary to cut and mold a part of the binder burr that binds the magnetic right material, but many parts of the shape maintain high accuracy. It is highly possible to achieve the magnet accuracy required for the electric machine. ,
  • the compression-molded magnet compact is impregnated with a solution of a S i O-based precursor, for example, a S i 0 2 precursor.
  • the compression-molded magnet compact is in a porous state, impregnated with a binder precursor that has low viscosity and good wettability with the magnet material. Since the precursor has good wettability and low viscosity with respect to the compacted magnet molded body, it is impregnated so that the precursor is sucked into a porous compression molded body.
  • Specific precursors are detailed below. The :
  • the surface of each magnet powder constituting the magnet compact is covered with the binder, resulting in a large number of powders. It works to connect the body well. Moreover, since the precursor solution of the binder penetrates into the details of the magnet molding due to the good wettability, a good binding effect can be obtained with a small amount of binder. In addition, because it has good wettability, the equipment is relatively simple and inexpensive compared to the use of epoxy resin. Furthermore, since the precursor described in detail below is cured at a relatively low temperature, the final magnet can be rolled while maintaining the size and shape of the compression molded body with high accuracy. Of course, burr of the binder can be made in the precursor impregnation process, but the size and shape of the compacted compact of the powder magnet does not change, so the magnet is manufactured by cutting the binder. Is done.
  • the step 20 can be performed in a temperature range of 120 ° C. or higher and 20 ° C. or lower, particularly about 150 ° C. .
  • the final magnet can be obtained while maintaining the size and shape of the compression molded body with high accuracy.
  • Step 25 is a step of binding the magnet material with the binder by heat-treating the impregnated compression molded body.
  • a good magnet body can be obtained by binding a magnet material using S i 0 2 as a binder.
  • the treatment temperature in step 25 is relatively low, and the shape and dimensions of the magnet compact are hardly changed by this heat treatment. The shape and dimensional relationships maintain high accuracy for the compression-molded shapes and dimensions. After this, magnetically good characteristics are obtained. Therefore, the magnet body may be heated to a high temperature. The temperature in this case may be lower than the sintering temperature of the conventional sintered magnet, and the shape, size, and method as described above are maintained with higher accuracy than in the case of the sintered magnet.
  • the precursor solution of the binder used in the above step 20 has an alkoxysiloxane and an alkoxysilane, which are precursors of Si 0 2. It has compounds with alkoxy S in the end groups and side chains. '
  • the alcohol of the solvent is preferably a compound having the same skeleton as the alkoxy group in the alkoxysiloxane or alkoxysilane, but is not limited thereto. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol. Also, catalysts for hydrolysis and dehydration condensation In this case, any of an acid catalyst, a base catalyst, and a neutral catalyst may be used, but a neutral catalyst is most preferable because it can minimize metal corrosion. As the neutral catalyst, ol and ganostin catalysts are effective.
  • -Octyl dineodecanoide tin and the like are not limited to these.
  • acid catalysts include dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, dilute nitric acid, formic acid, and acetic acid.
  • base catalysts include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia water, but are not limited to these. Absent. '
  • Binder solution of S i 0 2 precursor is alkoxysilane Rogi Sun, Te alkoxysilane, hydrolysis product thereof, ⁇ . Content of dehydrated condensates total patron is and 5 vo l% or more as the volume fraction of 9 6 vol% or less is preferable. If the total content of alkoxysiloxanes, alkoxysilanes, hydrolysis products, and dehydrated condensates is less than 5 vol%, the binder content in the magnet will be low. The strength of the binder material is slightly reduced.
  • alkoxysiloxane alkoxysilane, hydrolysis product thereof, and when the content of dehydrated condensates total is 9 6 vo l% or more, alkoxysiloxane that is a precursor of the S i 0 2, alkoxysilane high Because the reaction of molecular weight is fast, the speed of thickening of the binder solution is also increased. This means that it is more difficult to control the proper viscosity of the binder solution, and it becomes more difficult to use this binder solution for impregnation than the materials described above.
  • Alkoxysiloxane or alkoxysilane which is the precursor of S i 0 2 in the binder solution, and water are hydrolyzed as shown in Chemical Formula 4 and Chemical Formula 5 below.
  • a reaction occurs.
  • the chemical reaction formula is the reaction when partial decomposition occurs.
  • Alkoxysilane Partial hydrolysis Chemical formula 5 At this time, the amount of water added is one of the factors governing the degree of hydrolysis of alkoxysiloxane or alkoxysilane.
  • This hydrolysis reaction is important for increasing the mechanical strength of the binder after curing. This is because if the hydrolysis reaction of the alkoxysiloxane or alkoxysilane does not occur, the subsequent dehydration condensation reaction between the hydrolyzed products of the alkoxysiloxane or alkoxysilane does not proceed. This dehydration shrinkage If the reaction product is S i 0. 2, since this S i 0 2 has a higher adhesiveness to the magnetic powder is an important material for increasing the mechanical strength of the binder.
  • the OH group of lananol and lanol has a strong interaction with the O atom or OH group on the magnetic surface and contributes to the enhancement of the high nutrient content.
  • the hydrolysis reaction progresses and the concentration of silanol groups increases, the dehydration condensation reaction of organosilicon compounds containing silanol groups (alkoxysiloxane or alkoxysilane hydrolysis products) proceeds, and organic The molecular weight of the elemental compound increases, and the viscosity of the binder solution increases. This is a characteristic that the proper state of the binder solution used in the impregnation method is not kept.
  • the addition amount of the proper water to ⁇ Turkey alkoxy siloxane is a precursor of S i 0 2 in the binder solution is required.
  • the addition amount of water in the insulating layer forming treatment liquid is preferably 1/10 to 1 of the reaction equivalent in the hydrolysis reaction shown in Chemical Reaction Formulas 1 and 2. If the amount of water added is 110 or less of the reaction equivalent in the hydrolysis reaction shown in Chemical Reaction Formulas 1 and 2, the organosilicon compound containing the silanol group has a low concentration of silanol groups.
  • Alcohol is usually used as the solvent in the binder solution.
  • the alkoxy group in the alkoxysiloxane has a fast dissociation reaction and is in equilibrium with the solvent alcohol. From 3. Therefore, low-methanol, ethanol, ri-propanol, and iso-propanol, which have a boiling point lower than that of water, are preferred.
  • the stability of the solution is slightly decreased chemically, the viscosity of the binder solution does not increase in a few hours and the solvent has a boiling point lower than that of water. Any water-soluble solvent such as ketones such as aceton can be used.
  • the precursor of S i 0 2 is not a solution using an aqueous solution as a solvent, but a solution using alcohol as a solvent. Water is only added to adjust the hydrolysis reaction. By impregnating with an alcohol-based solution instead of an aqueous solution, little water will remain after thermosetting. Since the water remaining in the permanent magnet is suppressed, the magnetic properties will not deteriorate over time due to oxidation or the like.
  • the manufactured permanent magnet includes magnetic powder and a binder that binds the magnetic powder;
  • the magnet generated by the above process has a structure in which rare earth magnet powder such as N d F e B is bound with a S i O-based binder.
  • This binder has an amorphous (non-crystalline) continuous film structure.
  • the binder is basically composed of S i 0 2 , but since it is amorphous, it is considered that a partial composition of S i o is partially present. If a continuous film mainly composed of S i and O, that is, a binder composed of a S i O-based continuous film is formed, the magnet according to this embodiment is configured. Conceivable.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show another embodiment of the magnet manufacturing process according to the present invention.
  • the embodiment of FIG. 9 is different from the process of FIG. 8 described above in that a step of applying a treatment for forming an insulating film after the production of a powdered magnet material and before compression molding is added.
  • the compression molded magnet is attached to the rotor, and then the treatment of impregnating the binder is performed.
  • heat treatment may be performed in order to stably maintain the magnetic properties.
  • the heat treatment temperature is lower than the sintering temperature.
  • step 10 a powdered magnet material is generated, and an electrical insulating film is formed on the surface of each powder of the magnet material generated in step 12. It is desirable to make an electrical insulating layer as uniform as possible on the entire surface of the magnetic powder surface.
  • the specific treatment method will be described later.
  • the manufactured magnet is used in a rotating electrical machine, it is used in an alternating magnetic field as described above. Magnetic flux passing through the magnet It changes periodically and eddy current is generated in the magnet due to the change of magnetic flux. This eddy current has the problem of reducing the efficiency of the rotating electrical machine, and the eddy current may increase the heat generation in the magnet.
  • the SioO-based binder is an insulator.
  • a thin amorphous film is formed on the surface of the plate-like magnetic powder, and the magnetic powder is bound to each other. Therefore, the rare earth magnetic powder is made of a conductive material. Despite this, the finished magnet body has a high electrical resistance. For this reason, the drop current can be suppressed, and if the efficiency is improved, there is an effect of reducing heat generation.
  • the internal resistance of the magnet body increases, but in addition to this, the surface of each powder of the magnet material is covered with the insulating layer, so that the eddy current inside the magnet is covered. It is possible to further reduce the efficiency of rotating machinery. Moreover, the heat generation of the magnet can be further suppressed, and the heat generation of the entire rotating electrical machine can be suppressed. In particular, in the magnet built in the rotor, the rotor is mechanically connected to the rotor housing through a bearing, and the thermal conductivity is not good. For this reason, suppressing the heat generation of the magnet has a great effect.
  • an inorganic insulating film on the surface of the rare earth magnet powder, it is preferable to apply an inorganic insulating film and a phosphate chemical film.
  • phosphoric acid, magnesium, or boric acid is used in the phosphating solution, the following composition is good.
  • the amount of phosphoric acid is preferably 1 to: 16 3 g Z dm 3, and if it is larger than 16 3 g / dm 3 , the magnetic flux density is lowered, and if it is smaller than 1 g 3 dm 3 , the insulation properties are deteriorated.
  • the amount of boric acid is preferably 0.05 to 0.4 g per 1 g of phosphoric acid, and if it exceeds this range, the stability of the insulating layer deteriorates.
  • a surfactant is desirable. Examples of such surfactants include perfluoroalkyl-based, alkylbenzene sulfonic acid-based, zwitterionic-based, and polyether. Tellurium-based surfactants, and the amount added is in the insulating layer forming treatment liquid.
  • an antifungal agent from the viewpoint of preventing deterioration of the characteristics of the magnet.
  • Anti amount of ⁇ has 0.0 1 ⁇ 0. 5 molZ dm 3 Nozomareku, it is difficult to suppress the ⁇ surface of the magnetic powder is less than 0,01 mol / dm 3, even if the tag from 0. 5 mol / dm 3
  • the above effects cannot be expected and are not economical.
  • the amount of the phosphating solution to be added depends on the average particle size of the rare earth magnet magnetic powder.
  • the average particle size of the magnetic powder for rare earth magnet is 0.1 to 500 m, 3 00 to 25 m1 is desirable for 1 kg of the magnetic powder for rare earth magnet. If it exceeds 300 m 1, the insulation film on the surface of the magnetic powder will be too thick, and wrinkles are likely to occur, leading to a decrease in magnetic flux density during magnet production. The properties of the magnet are poor and the amount of wrinkles generated increases in areas where the processing solution does not get wet, which may cause deterioration of the magnet characteristics.
  • the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride in the coating film forming solution is swollen by the solvent containing alcohol as the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride. This is because the gel has a gelatinous flexible structure and the alcohol has excellent wettability with respect to the rare earth magnet magnetic powder.
  • the force V tends to be.
  • 'Furthermore by using alcohol as the main ingredient ⁇ : a solvent, it becomes possible to suppress oxidation of rare earth magnet magnetic powder that is very easily oxidized.
  • the machine insulation film is preferably a fluoride coat film.
  • the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride concentration in the fluoride coating film forming treatment liquid is rare earth.
  • the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride is swollen by the solvent containing alcohol as the main component, and the rare earth fluoride in the gel state or Earth metal fluorides are ground to an average particle size of 10 ⁇ or less.
  • the amount of the rare earth fluoride coating film forming treatment liquid depends on the average particle size of the rare earth magnet magnetic powder.
  • the average particle size of the rare earth magnet magnetic powder is 0.1 to 50 Q m, 3 to 100 ml is desirable for 1 kg of the rare earth magnet magnetic powder. This is because when the amount of the treatment liquid is large, not only it takes time to remove the solvent, but also the magnetic powder for rare earth magnets is easily corroded. On the other hand, when the amount of the treatment liquid is small, the surface of the magnetic powder for rare earth magnets does not wet the treatment liquid.
  • Table 1 summarizes the effective concentrations of the rare earth fluoride and alkaline earth metal fluoride coating films as treatment solutions.
  • Step 9 an insulating film is formed on the surface of each powder of rare earth magnet material in step 12 and then the magnet material is compression-molded in step 15 to form a porous magnet. Form a stone.
  • Step 2 impregnates with a binder precursor, and in Step 25 cures the precursor and binds the magnetic material with the binder.
  • FIGS. Fig. 1 shows the insertion of a porous magnet compression-molded before the binder impregnation step into the rotor magnet insertion hole, and then the binder precursor is poured into the magnet insertion hole for impregnation. Is the method. Steps 1 to 5 are the same as those already described. In step 17, insert a porous compression magnet into the magnet insertion hole provided in the rotor core, and in step magnet 22, pour the Si 0 2 precursor solution into the rotor magnet insertion hole. .
  • step 27 when the temperature of the rotor itself is raised in step 27, the precursor is cured, the strength of the compression-molded magnet is increased, and the magnet is fixed in the magnet insertion hole of the rotor iron.
  • the magnetic powder used for the rare earth magnet was obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon produced by rapidly cooling a mother metal whose composition was adjusted.
  • the N d F e B master alloy is made of iron, Fe B alloy (ferroboron) mixed with N d and dissolved in a vacuum or in an inert gas or reducing gas atmosphere to make the composition uniform. If necessary, the master alloy is cut in a single roll or twin roll method, and the master alloy dissolved on the surface of the rotating roll is injected in an inert gas or reducing gas atmosphere such as argon gas. After quenching and thinning, heat treatment is performed in an inert gas or reducing gas atmosphere.
  • the heat treatment temperature is 200 to 70, and N d 2 F fe 14 B crystallites grow by this heat treatment.
  • the ribbon has a thickness of 10 to: 100 m, and the crystallite size of N d 2 Fe l 4 B is from 10 to 100 n.m.
  • N d 2 F e ⁇ 4 ⁇ crystallites have an average size of 30 nm
  • the grain boundary layer is N d 7 o F e 3 .
  • the composition is close to i, and it is thinner than the single-domain critical grain size, so it is difficult to form a domain wall in the N d 2 F e 14 B microcrystal.
  • the magnetization of N d 2 Fe l4 B microcrystals is magnetically coupled to each other by microcrystals, and it is estimated that the reversal of magnetization occurs due to propagation of the domain wall.
  • One technique for suppressing magnetization reversal is to facilitate magnetic coupling between magnetic powders obtained by pulverizing ribbons.
  • the pulverized powder is inserted into a WC carbide mold to which Co has been added and then pressed with the upper and lower punches 5 t-20 t / less nonmagnetic part between magnetic particles in a direction perpendicular to the pre-scan direction compression molded at cm 2.
  • the magnetic powder is a flat powder obtained by pulverizing the ribbon, and an anisotropy occurs in the flat powder arrangement in the compression-molded compact, and the long axis of the flat powder (thickness of the ribbon) is perpendicular to the press direction. Direction parallel to the direction perpendicular to the direction).
  • the long axis direction of the flat powder tends to be oriented in the direction perpendicular to the press direction.
  • the magnetization is continuous in the direction of the press and the permeance is greater in each powder. The magnetization will be reversed. For this reason, there is a difference in the demagnetization curve between the pressing direction of the compact and the direction perpendicular to the pressing direction.
  • the viscosities of the Si 0 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 3 O t using an Ostwald viscometer.
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded specimens of 15 mm length, 10 dragon width, 2 mm thickness produced in (5).
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a fulcrum distance of 12 mm.
  • Fig. 11 shows an example of SEM observation results of the cross section of a compression molded test piece of 10 mm length, 10 mm width and 5 mm thickness produced in (5) above.
  • Fig. 11 (a) is a secondary electron image, (b) is an oxygen surface analysis image, and (c) is a silicon surface analysis image. As shown in (a), the flat powder is deposited with anisotropy, and cracks are partially formed.
  • the impregnation treatment with the S i 0 2 precursor protects the powder surface including cracks, so that corrosion such as oxidation is suppressed, and the irreversible thermal demagnetization factor is reduced.
  • the impregnated magnet produced less demagnetization in the PCT test and salt spray test, and 10 mm in length and 1 in width produced in (5).
  • a compression molded test piece of 0 nun, thickness 5 mm was held in the atmosphere at 2 2 5 for 1 hour and after cooling, the demagnetization curve was measured at 2 0.
  • the direction of magnetic field application was the direction of 10 mm. Magnetization with a magnetic field of +20 kO e ⁇ Magnetic field was measured by applying a magnetic field alternately with a magnetic field of ⁇ 10 kOe from ⁇ kO e.
  • the residual magnetic flux density after applying a magnetic field of 10 kOe is 0.44 for the impregnated magnet, 0.11 T for the compression molded magnet, and the residual magnetic flux density of the impregnated magnet is the value of the compression molded magnet. 4 times the This is because the compression-molded bonded magnet forms each N d F e Bi ⁇ by oxidation of the surface of each N d F e B powder and the crack surface of N d F e B powder during heating at 2 25 t. This is thought to be because the magnetic anisotropy of the NdFeB crystal decreases, and as a result, the coercive force decreases and the magnetization is easily reversed by applying a negative magnetic field.
  • the bending strength of a compression molded specimen with a length of 15 mm, width of 10 mm, and thickness of 2 mm produced in (7) is 2 MPa or less before S i 0 2 impregnation, but S i 0 2 impregnation heat
  • a magnet compact having a bending strength of 100 MPa or more is prepared when the Si 0 2 precursor solution of 2) and 3) in this example is used. It was possible to
  • the specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered type rare earth magnet, but about 10 times that of the compression type rare earth bonded magnet. It became.
  • the occurrence of eddy current loss is small and problematic.
  • Harmonic magnetic flux does not penetrate deeply into the rotor pole piece 2 80, so there is little eddy current in the magnet and this is not a big problem.
  • rare earth Pod magnets to the S i 0 2 precursor low viscosity impregnated into without resin rare earth magnet molded article produced by cold forming method of the invention is conventional resin-containing rare earth Compared with bonded magnets, magnetic properties are improved by 20 to 30%, bending strength is equivalent to 3 times, irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half, and high reliability of magnets can be achieved. Is a minute.
  • Table 2 summarizes the magnet characteristics when binders 1) to 3) are used for the present iron example and (Example 2) to (Example 5) described later.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet the same magnetic powder in which NdFe B-based ribbons as in Example 1 were ground was used.
  • the following three solutions were sprinkled as precursors of the transfer agent S i 0 2 .
  • CH 3 0-(S i (CH 3 0) 2 O)-CH 3 (m is 35, the average is 4) is 25 m 1
  • water 4.8 ml, dehydrated methyl alcohol 75 m and dibutyl dilaurate 0.05 ml of tin was mixed and left at a temperature of 25 for 2 days and nights.
  • a mechanical bending test was performed using the compression molding test and specimen of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5).
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • 2 0 a 3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at the value of the residual magnetic flux density and coercivity and S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment of the shaped body Almost matched.
  • the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding in the atmosphere at 20 0 is 3.0% for S i 0 2 impregnated pond magnets, which is higher than the thermal demagnetization rate (5%) without S i 0 2 impregnation small.
  • irreversible thermal demagnetization is also After holding in air for 1 hour: After S i 0 2 impregnation heat treatment, it is 1% or less and smaller than the value close to 3% in the case of no S i 0 2 impregnation. This is because S i 0 2 suppresses deterioration due to magnetic and powder oxidation.
  • the specific resistance of the magnet and the magnet of the present invention were about 10 times as large as those of the sintered rare earth magnet 5, but it was about 1 z 1 compared with the compression type rare earth bonded magnet. The value was 0. Although eddy current loss may increase slightly, it will not be an obstacle to prevent use.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet the same magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon as in [Example 1] was used.
  • the S i ⁇ 2 precursor, which is binding agent used the following three solutions.
  • the viscosities of the Si 0 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 X using a Ostwald viscometer. ,
  • the compression molded test piece used in (3) (2) is arranged, S i ⁇ 2 precursor solvent solution to back Sorted Bok vacuum vessel set filled and evacuated gradually to about 8 0 P a. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression-molded test piece was reduced.
  • the specific resistance was measured by the four-probe method for a compression-molded test with a length of 10 mm, a width of 10 lhm, and a thickness of 5 mm produced in (5).
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded specimens of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5).
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mmX 10 mmX 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density was 2% compared to the resin-containing pond magnet (Comparative Example 1). 0-3 and 0% can improve the demagnetization curve measured at 2 0 ° Celsius, S i 0 2 before impregnated with S i 0 after 2 infiltration and heating the molded body and in the residual magnetic flux density and coercive force The values are almost the same.
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding at 200 degrees Celsius in the atmosphere and in the atmosphere is 3.0% for S i 0 2 impregnated bonded magnet, and the thermal demagnetization factor without S i 0 2 impregnation (5%) Smaller than.
  • the reverse thermal demagnetization rate is also 20% less than 1% after S i 0 2 impregnation heat treatment after holding for 1 hour in the atmosphere and smaller than the value close to 3% without S i 0 2 impregnation. This is because that prevents deterioration from oxidation of the magnetic powder is S i O 2.
  • the magnet had a value about 10 times that of the compression-type rare earth bonded magnet, but about 1/10.
  • this decrease in resistance is not a big problem.
  • the eddy current loss increases slightly, but it is not a problem that hinders use.
  • the rare-earth bonded magnet impregnated in the rare-earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention is an ordinary resin-containing rare earth.
  • the gas properties are 20 to 30%, bending strength is 2 to 3 times, and irreversible thermal demagnetization can be reduced by half and high reliability of magnets can be achieved. I understood that.
  • magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to [Example 1] was used for the rare earth magnet magnetic powder.
  • the S i 0 2 precursor, which is binding agent used the following three solutions.
  • the viscosities of the Si 0 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 30 using a Ostwald viscometer.
  • (3) ⁇ molded test piece used in (2) are arranged, set by Bok to back bets S i ⁇ 2 before ⁇ dissolved liquid is filled into the vacuum vessel, gradually up to about 8 0 P a Exhausted. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression-molded test piece was reduced.
  • a mechanical bending test was carried out using compression molded specimens of 15 mm length, 10 mm width, and 2 mm thickness produced in (5).
  • Sample shape for bending test 1 5 The bending strength was evaluated by a three-point bending test using a compression molded body of X 10 mm x 2 mm and a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • 2 0 a 3 0% can improve demagnetization. curves measured at 2 0 ° Celsius, S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 residual magnetic flux density in the green compact after the impregnation heat treatment and The coercive force values almost coincided. Also, Celsius: Keeping in the atmosphere at 200 degrees Celsius.
  • Thermal demagnetization rate after 1 hour is 3.0% with S i 0 2 impregnated bonded magnet and thermal demagnetization rate without Si 0 2 impregnation (5%) Smaller than.
  • the reverse heat demagnetization rate is also 1% or less after the S i 0 2 impregnation heat treatment after holding in the atmosphere at 20 0 for 1 hour, and close to 3% without S i O 2 impregnation. small. This is because S i O 2 suppresses the deterioration due to the oxidation of the magnetic powder.
  • the specific resistance of the magnet was about 10 times that of the sintered rare earth magnet, but about 1/10 compared to the compression rare earth bonded magnet. It became the value of. The occurrence of eddy current loss is slightly increased, but this decrease in resistance is not a problem.
  • magnetic powder obtained by pulverizing N, d F'e B-based ribbons as in Example 1 was used as the rare earth magnet magnetic powder.
  • the following three solutions were used for the S i 0 2 precursor, which was the binder.
  • the viscosities of the Si 0 2 precursor solutions 1) to 3) were measured at a temperature of 3 using a Ostwald viscometer.
  • the magnetic powder of N d 2 F e 14 B was filled in a mold, 1 6 t / cm 2 of pressure, vertical 1 0 mm, lateral 1 0 mm for the magnetic characteristics measurement, a 5 mm thick test A compression molded test piece with a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.
  • a compression molded test piece immersed in the Si ⁇ 2 precursor solution made in (4) is set in a vacuum drying furnace, and a pressure of ⁇ to 3 Pa and a condition of 1 5 0 ⁇ The vacuum molded specimens were subjected to vacuum treatment.
  • Te, 2 0 a 3 0% can improve the demagnetization curve measured at 2 0, S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment the molded body and in the residual magnetic flux density and coercive force The values are almost the same.
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding in the atmosphere is 3.0% with S i 0 2 impregnated pond magnets, which is smaller than the thermal demagnetization rate (5%) without S i 0 2 impregnation.
  • the specific resistance of the magnet is X compared to the sintered type rare earth magnet, and the magnet of the present invention has a value about 10 times that of the sintered type rare earth magnet. Value.
  • the occurrence of eddy current loss is slightly increased, but this decrease in resistance is not a problem.
  • . '.' From the results of this example, the low viscosity of the present invention S i 0 2 precursor is a rare earth bonded magnet which is impregnated into the rare-earth magnet molded body produced by cold molding without resin normal Compared with resin-containing rare earth bonded magnets, magnetic properties are 20-30%, bending strength is 3-4 'times, and irreversible thermal demagnetization is reduced to less than half. It turns out that.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet the same magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon as in [Example 1] was used.
  • a treatment solution for forming a rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coat film was prepared as follows.
  • a salt with high solubility in water for example, in the case of La, acetic acid La or 4 g of nitric acid La 4 g is introduced into 100 ml of water, and completely mixed using a shaker or an ultrasonic stirrer. Dissolved.
  • the process of forming the magnetic powder of N d 2 F e 14 B was carried out in the following manner.
  • N d F 3 coat film formation process N d F 3 concentration 1 g / 10 m 1 Translucent sol solution
  • NdF e B-based magnetic powder crushed magnetic powder 100 g of 1.5 m 1 N dF 3 coated film forming solution is added to wet the entire rare earth magnet magnetic powder. Was mixed until it was confirmed. : '
  • the S i'Q 2 if precursor as the binder C ⁇ 3 0- (S i ( CH 3 0) 2 - 0) m ⁇ - CH 3 (m is 3 ⁇ 5, average 4) 2
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5) above.
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between fulcrums of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is the resin-containing bond magnet (ratio Comparative Examples 1) as compared with 'a 2 0-3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at a, and moldings of S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment The values of remanence, bundle density, and coercivity almost coincided.
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding in the atmosphere is 3.0% for the S i 0 2 impregnated bonded magnet, which is smaller than the thermal demagnetization rate (5%) without S i 0 2 impregnation.
  • the irreversible thermal demagnetization rate is also less than 1% after holding for 2.0 hours in the atmosphere and after S i 0 2 impregnation heat treatment, and is smaller than the value close to 3% without S i 0 2 impregnation. This is because S i 0 2 suppresses deterioration due to oxidation of the magnetic powder.
  • the magnet with rare earth magnetic powder formed with the rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film of this example not only functions as an insulating film described later, but also has an effect of T b F 3 and D y F 3. It was found that Pr F 3 can contribute to the improvement of the coercive force of the magnet when Pr F 3 is applied to the formation of the coating film.
  • the bending strength of the compression-molded test piece of 15 mm length, 10 mm width, and thickness 21 produced in (7) above is 2 MPa or less before S i 0 2 ⁇ immersion, but the S i 0 2 impregnation heat treatment After that, it was possible to produce a magnet compact having a bend of 50 MPa or more. '
  • the specific resistance of the magnet is about 100 times greater than that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compression type rare earth bonded magnet. became. Therefore, eddy current loss is small and it has good characteristics.
  • the rare-earth bonded magnet impregnated into the rare-earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention is an ordinary resin-containing rare-earth bond.
  • magnetic properties are about 20%, bending strength is equivalent to 3 times, and irreversible thermal demagnetization can be reduced to less than half, and magnets can be made highly reliable, and T b F 3 And D y F 3 It has been found that the magnetic properties can be greatly improved when used for synthesis.
  • magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to [Example l] was used.
  • the process of forming a rare earth fluoride or an Al- rich earth metal fluoride coating film on the above N d 2 F e ⁇ 4 ⁇ magnetic powder was performed by the following method. '
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent CH 3 0 _ (S i ( CH 3 0) 2 - 0) m one CH 3 (m is 3-5, average 4), 2 5 m 1 , Water (4.8 m), dehydrated methyl alcohol (75 m 1) and dibutyltin dilaurate (0.05 ml) were mixed, and the solution was allowed to stand at 25 ° C. for 2 days and nights.
  • the compression molded test piece used in the above (2) is arranged to set the back of S i ⁇ 2 before precursor solution was filled in a vacuum container, 8 0 P a degree or in evacuated slowly did. The sample was left until the generation of bubbles from the surface of the compression-molded test piece was reduced.
  • a mechanical bending test was performed using the compression-formed test piece of length i 5, width 10 mm, and thickness 2 mm produced in 5) above.
  • a compression molded body with a sample shape of 1.5 mmX 10 mm X 2 mm was used, and a three-point curve with a fulcrum distance of 12 mm was used.
  • the bending strength was evaluated by a bending test.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • a 2 0-3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at the value of the residual magnetic flux density and coercivity and molding of S i 0 2 before impregnated with S i monument 2 impregnation after the heat treatment Almost matched.
  • the irreversible thermal demagnetization rate is also 200 ° C. for 1 hour in the atmosphere, 1% or less after the S i 0 2 impregnation heat treatment, and smaller than the value close to 3% in the case of no S i 0 2 ′ impregnation. . This is because S i 0 2 suppresses deterioration due to oxidation of the magnetic powder. '
  • the bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width, 2 thickness produced in (7) above is 2 MPa or less before S i 0 2 impregnation, but after S i O impregnation heat treatment It was possible to produce a magnet compact having a bending strength of 100 MPa or more.
  • the specific resistance of the magnet is about 100 times greater than that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compression type rare earth bonded magnet. became. Therefore, the occurrence of eddy current loss is small and it has good characteristics.
  • the rare-earth bonded magnet in which the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention was impregnated into a rare-earth magnet molded body produced by a cold forming method without a resin was a normal resin-containing rare-earth bond.
  • the magnetic properties are about 20%, The bending strength is 2 to 3 times, the irreversible thermal demagnetization factor can be reduced to less than half, and the magnet can be made more reliable.
  • PrF 3 when PrF 3 is used for coating film formation, the magnetic properties can be improved. It turns out that. Magnets using rare-earth magnetic powders with a PrF 3 coating film were improved in overall magnetic properties, bending strength, and reliability, and were found to be X-balanced magnets. , [Example 8]
  • a magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to [Example 1] was used.
  • the process of forming a rare earth fluoride or an Al- rich earth metal fluoride coating film on the above N d 2 F e ⁇ 4 ⁇ magnetic powder was performed by the following method. '
  • D y F 3 For coat film forming process: Using D y F 3 concentration 2 ⁇ 0. 0 1 g 1 0 m 1 transparent sol solution.
  • N d F e B based ribbons added D y F 3 coat film forming solution of 1 0 ml against ground magnetic powder 1 0 0 g of that Ru wet all the magnetic powder for rare-earth magnet Mix until confirmed.
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent CH 3 O - (S i ( CH 3 0) 2 - 0) n - CH 3 (m is 3-5, average 4) 2 5 ml, of water 4.
  • a mechanical bending test was carried out using a compression molded specimen with a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 dragons produced in (5) above.
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mmX 10 mmX 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance of 12 mm between the fulcrums.
  • the thermal demagnetization factor after 1 hour of holding in the atmosphere at 2 00 is 3.0% for S i 0 2 impregnated pond magnets, which is smaller than the thermal demagnetization rate without i 0 2 impregnation (5%) .
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour in the atmosphere kept at irreversible heat demagnetization rate 2 0 0 smaller than the value of almost 3% when SI 0 2 impregnated without 1% or less by S i 0. 2 impregnated heat ⁇ after physical . This is because $ i 0 2 suppresses deterioration due to the oxidation of magnetic powder.
  • D y F 3 co magnet using the rare earth magnetic powder to form a one-preparative film of this embodiment functions not only as an insulating film discussed later, was found to be possible contribute to improvement of coercive force of the magnet.
  • - Vertical 1 5 mm prepared in the above (7), horizontal 1 0 mm, flexural strength of the compression molded test pieces of 2 mm thickness is less than 2 MP a previous S i ⁇ 2 impregnated, S i ⁇ 2 After the impregnation heat treatment, it was possible to produce a magnet compact having a bending strength of 4 OMPa or more.
  • the specific resistance of the magnet is about 100 times greater than that of the sintered rare earth magnet, and is comparable to that of the compression rare earth pound magnet. . Therefore, eddy current loss is small and it has good characteristics.
  • the rare-earth bonded magnet obtained by impregnating the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention into a rare-earth magnet molded body prepared by a cold forming method without a resin is an ordinary resin-containing rare earth.
  • magnetic properties are about 20%, bending strength is equivalent to 3 times, and irreversible thermal demagnetization can be reduced to less than half and magnets can be made more reliable. 3 and D y F 3 and when used in coating film forming was found to be possible magnetic properties considerably improved.
  • the magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon similar to [Example 1] was used as the rare earth magnet magnetic powder.
  • a treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion treatment film was prepared as follows.
  • Antifungal agents include benzotri T-zol (BT), imidazole (IZ), benzoimidazole (BI), thiourea (TU), 2-mercaptobenzoimidazole (Ml), octylamine (OA) , Doryethanolamine (TA), o-toluidine (TL), indole (ID), 2-methylpyrrole (MP) were added to 0.04 molZl.
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent CH 3 0 - (S i ( C ⁇ 3 0) 2 - 0) ⁇ , - C ⁇ 3 (m is 3-5, average 4) 2 5 m 1, water 4.8 m 1, dehydrated methyl alcohol 75 m and dibutyltin dibutyltin 0.05 ml were mixed, and the solution was allowed to stand at 25 ° C. for 2 days and nights.
  • the liquid surface is S i 0 2 precursor solution during back bets is injected into so that such a l MmZmin vertically.
  • the S i 0 2 precursor solution was poured into the bag until it was finally 5 mm above the upper surface of the compression molded specimen.
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5) above.
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • the demagnetization curve measured at 20 t can be improved by a residual magnetic flux density and retention between S i 0 2 'impregnation' and the molded body after S i 0 2 impregnation heat treatment. The values of magnetic force almost coincided.
  • the thermal demagnetization factor after 1 hour in the atmosphere is 3.0% for the Si 0 2 impregnated bonded magnet. 3 1 0 2 From the thermal demagnetization factor (5%) without impregnation Is also small.
  • the irreversible thermal demagnetization factor is also 1% or less after the S i 0 2 impregnation heat treatment after being kept in the atmosphere for 1 hour and smaller than the value close to 3% in the case of no S i 0 2 impregnation. This is because the suppressing degradation S i ⁇ 2 by oxidation of the magnetic powder.
  • the specific resistance of the magnet is about 100 times greater than that of the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compression type rare earth pound magnet. became. Therefore, the eddy current loss is small and it has good characteristics.
  • the low-viscosity sio 2 precursor of the present invention was produced by cold forming without using a resin. Compared with ordinary resin-containing rare earth bonded magnets, rare earth magnets impregnated in the magnetic field have a magnetic property of 20-30%, bending strength is about 3 times, and irreversible thermal demagnetization is reduced by less than half. It was found that the reliability of the magnet can be improved. .
  • the magnetic powder for rare earth magnets was a magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to that in Example 1.
  • the treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. Dissolve 2.0 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid, 4 g of metal oxide in water 1 1 and dissolve MgO 4 g, and use EF— 1 0 4 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) as a surfactant at 0.1 wt% Added. Benzotriazol (BT) was used as an antifungal agent, and was added to a concentration of 0.01 to 0.5 molZ 1.
  • the process for forming the phosphate chemical conversion film on the above N d 2 F e 14 B magnetic powder was carried out by the following method.
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent CH 3 0- (S i (CH 3 0) 2 - 0) m 1 C ⁇ 3 '(m is 3-5, average is 4) 25 ml, water 4.8 ml, dehydrated methyl alcohol 75 ml, dibutyltin dilaurate 0.05 ml, 2 day and night 2 A solution that had been freed at a temperature of 5 was used.
  • the residual magnetic flux density is the same as that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). in comparison, a 2 0-3 0% can improve, 2 0 * C in measured the demagnetization curve is' residual magnetic flux density in the molding of S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment And the values of coercive force almost coincided.
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour in the atmosphere is 3.0% with S i 0 2 impregnated bonded magnets, which is smaller than the thermal demagnetization rate (5% ') without S i 0 2 impregnation.
  • the irreversible thermal demagnetization rate is also 1% lower after the S i 0 2 impregnation heat treatment after being held in the atmosphere for 1 hour and smaller than the value close to 3% in the case of no S i 0 2 impregnation. This is because SJ 0 2 , suppresses the deterioration of the magnetic powder due to oxidation. (7) vertical 1 5 mm,.
  • the rare-earth bonded magnet impregnated in the rare-earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention is an ordinary resin-containing rare earth pound.
  • magnetic properties are 20 ⁇ It was found that 30%, bending strength was about 3 times, and that the irreversible thermal susceptibility could be reduced to less than half and that high reliability of the magnet could be achieved.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet the same magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon as in [Example 1] was used.
  • the treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. Dissolve 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid and 4 g of MgO in water 1 1 and add benzotriazole (BT) as an antifungal agent to a concentration of 0.0'4moiZ 1 It was.
  • EF-1104 manufactured by -Chem Products
  • the process for forming the phosphate chemical conversion film on the magnetic powder of N d 2 F e4 B was performed by the following method.
  • the binder S i 0 2 precursor contains CH 3 0— (S i (CH 3 ) 2 — ⁇ ) ⁇ -CH 3 (m is 3-5, average is 4)
  • a solution was used which was mixed at 4.8 m 1, 75 ml of dehydrated methyl alcohol and 0.05 ml of dibutyltin dilaurate, and left at a temperature of 25 for 2 days and nights.
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5) above.
  • a compression molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is a resin-containing bond magnet (comparison).
  • Example 1) as compared to a 2 0-3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at the residual magnetization in the S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment of the shaped body The bundle, density and coercivity values were almost identical. Further, 2 0 0 heat demagnetization hour after the air retention 1 S i 0 2 was 0% 3. impregnated £ magnets S i 0 2 heat demagnetization rate without including immersion (5%) than small.
  • the irreversible thermal demagnetization rate is also less than 1% after holding for 2 hours in a 0.02C atmosphere and after heat treatment for S i 0 2 and more than 3% in the case of no S i'0 2 impregnation. This is S i O,
  • the specific resistance of the magnet is about 100 times or more that of the magnet of the present invention compared to the sintered type rare earth magnet, and is equivalent to that of the compression type rare earth bonded magnet. Nata. Therefore, eddy current loss is small and it has good characteristics. ⁇ '
  • the rare earth bonded magnet impregnated in the rare earth magnet molded body prepared by the cold forming method without using the resin with low viscosity S i 0 2 according to the present invention is an ordinary resin-containing rare earth bond.
  • the magnetic properties were 20-30%, the bending strength was about 3 times, the irreversible thermal demagnetization rate was reduced to less than half, and high reliability of the magnets was possible.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet a magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to [Example 1] was used.
  • the treatment liquid for forming the phosphate chemical conversion film was prepared as follows. Dissolve 20 g of phosphoric acid, 4 g of boric acid, 4 g of Mg as a metal oxide in water 1 1, and 0.1 w of EF— 1 0 4 (manufactured by Tohchem Products) as a surfactant. Benzotriazole (BT) was added as a t% fungicide to a concentration of 0.04 molZl.
  • the process of forming the phosphate chemical conversion film into the above Nd 2 F e U B magnetic powder was carried out by the following method.
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent CH 3 0- (S i (CH 3 0) 2 - 0) m one CH 3 (m is 3-5, average 4) 2 5 m 1,
  • a mechanical bending test was carried out using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5) above.
  • a compression-molded body with a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • a 2 0-3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at the value of the residual magnetic flux density and coercivity S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment of the shaped body Almost matched.
  • the irreversible thermal demagnetization rate is also 20 Ot: after holding in the atmosphere for 1 hour, and after S i ⁇ 2 impregnation heat treatment, it should be 1% There the case of S i 0 2 impregnated No: less than the nearly 3%. This is because S i 0 2 suppresses deterioration due to oxidation of magnetic powder.
  • the bending strength of a compression molded test piece of length 15, width 10 mm, thickness 2 produced in (7) above is 2 MPa or less before S i 0 2 impregnation, but S i 0 2 impregnation heat treatment Thereafter, it was possible to produce a magnet compact having a bending strength of 100 MPa or more.
  • the magnet resistance--the magnet of the present invention is about 100 times greater than that of the sintered type rare earth magnet right, and is equivalent to that of the compression type rare earth bonded magnet. It became the value of. Therefore, eddy current loss is small and it has good characteristics. '
  • the rare-earth bonded magnet impregnated into the rare-earth magnet molded body produced by the cold forming method without using the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention is an ordinary resin-containing rare-earth bond.
  • the magnetic properties are 20-30%.
  • the bending strength is about 3 times, and the irreversible thermal demagnetization rate can be reduced to less than half, and the magnet can be made more reliable.
  • a mechanical bending test was carried out using a compression molded test piece having a length of 15 dragons, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm produced in (3) above.
  • a compression molded body having a sample shape of 15 mm x 10 mm x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between fulcrums of 1 2 ⁇ .
  • the magnetic properties of the compression-molded test piece 10 mm long, 10 mm wide, and 5 mm thick produced in (4) were investigated. As a result, the residual magnetic density of the magnet decreased as the epoxy resin content in the magnet increased. Compared with bonded magnets (Examples 1 to 5) made by impregnating S i G 2 binder, the magnets with a bending strength of 50 MPa or more were compared with those containing epoxy resin. The magnetic flux density was reduced by 20 to 30%. Further, 2 0 0 ⁇ heat demagnetization after 1 hour holding in the air is large compared epoxy resin containing bond magnet is 3.0% to 5% and S i 0 2 infiltrated bond magnets.
  • the value was close to 3%.
  • the epoxy resin-containing bond magnets were at a lower level than the S i O, impregnated bond magnets in the PCT test and salt spray test. 8
  • the compression molded test piece 10 mm long, 10 mm wide and 5 njm thick prepared in (4) above was held in the atmosphere for 2 2 5 1 hours, and after cooling, the demagnetization curve was 20 It was measured. The magnetic field is applied in the direction of 10 mm.
  • a magnetic field of +2 O k O e is applied with a magnetic field of ⁇ 2 k o e to ⁇ 10 k O e.
  • a demagnetization curve was measured. The results are shown in Fig. 4.
  • the demagnetization curve is compared with the magnet.
  • the horizontal axis in Fig. 4 represents the applied magnetic field, and the vertical axis represents the magnetic flux density.
  • Magnets impregnated with S i O 2 binder have a magnetic field that is drastically reduced when a magnetic field negatively greater than ⁇ 8 k O e is applied. Furthermore, the magnetic flux drops sharply when the absolute value of the field is small, and the magnetic flux drops remarkably with a magnet on the other side than-5 kOe.
  • -Residual magnetic flux density after application of magnetic field of 10 kOe is 0.44 for immersion magnet, 0.11 T for compression-bonded magnet, and residual magnetic flux density of impregnated magnet is 4 times.
  • the epoxy resin-containing rare earth bonded magnet was obtained by impregnating the rare-earth magnet molded body obtained by impregnating the low-viscosity S i 0 2 precursor of the present invention with a cold forming method without a resin.
  • the magnetic properties are 20-30% lower, indicating that the irreversible thermal demagnetization rate and the reliability of the magnet are low.
  • the S i 0 2 precursor which is binding agent, CH 3 0- (S i ( CH 3 0) 2 - 0) m - CH 3 (m is 3-5, average 4) 1 m 1 , Water 0.19 ml, dehydrated methyl alcohol 99 ml, and dibutyltin dibutyltin 0.05 ml were mixed, and the solution was allowed to stand at a temperature of 25 for 2 days and nights.
  • a mechanical bending test was performed using the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width and 2 mm thickness produced in (5) above.
  • a compression-molded body with a sample shape of 15 mmX 10 mniX 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a three-point bending test with a distance between supporting points of 12.
  • the residual magnetic flux density is compared with that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • 2 0 a 3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at "is, S i 0 2 'impregnation before and S i 0 2 remanence in the green compact after the impregnation heat treatment and the values of coercive force
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour in the atmosphere of 2 0 0 is 3: 0% with S i 0 2 impregnated pond magnets, and the thermal demagnetization factor without S 1 0 2 impregnation
  • the irreversible thermal demagnetization rate after re-magnetization after returning to room temperature after 1 hour at 2 00 is less than 1% when impregnated, whereas that of epoxy bond magnets The value was close to 3% (Comparative Example 1).
  • the magnet of this comparative example has the disadvantage that the magnet strength is low, and it is necessary to consider the above bending strength depending on the object of use.
  • the magnetic powder for the rare-earth magnet used was the same Nd.F'e B-based ribbon as [Example 1].
  • the viscosities of the S i 0 2 precursor solutions of 1) and 2) were measured at a temperature of 30 using a viscometer with a value of 10 tens.
  • test piece was also prepared as a compression molding test having a length of 15 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 2 mm for strength measurement. ,.
  • the residual magnetic flux density is the resin-containing bond magnet ( Comparative example 1) as compared to a 2 0-3 0% can improve, 2 0 demagnetization curve measured at the, in the molding of the S I_ ⁇ 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment The values of residual magnetic flux density and coercive force almost coincided.
  • the thermal demagnetization rate after 1 hour of holding in the atmosphere at 200 is 3.0% for the S i 0 2 impregnated bonded magnet, which is higher than the thermal demagnetization factor (5%) in the case of no S i 0 2 impregnation. small.
  • the irreversible thermal demagnetization rate after returning to room temperature after 1 hour at 200 and less than 1% when impregnated is less than 1% in the case of an epoxy-based bond magnet (Comparative Example 1). The value was close to 3%.
  • the magnet of (1) in (Comparative Example 3) has a low magnet strength, so it is desirable to use it with due consideration of the relationship of the magnet strength in use.
  • the bending strength of the compression molded test piece with a length of 15 mm, 210 mm, and thickness 2 mm produced in (7) was 2 MPa before the S i 0 2 impregnation. As described below, it was possible to produce a magnetized body having a bending strength of 1700 MPa after the Si 0 2 impregnation heat treatment.
  • the residual magnetic flux density is 2% higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1). 0% are possible improvement, 2 0 demagnetization curve measured at the value of the residual magnetic flux density and coercivity S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 impregnation after the heat treatment of the shaped body were almost the same. However, 2 0 0 ⁇ heat demagnetization after 1 hour holding in the air became a large value compared 4.
  • the magnetic particles in the central part of the magnet cause oxidative deterioration during heating in the atmosphere, which is why the irreversible thermal demagnetization rate of the magnets of this and comparative examples is greater than that of the magnets of the examples.
  • the bonded magnet of this comparative example is not inferior to the conventional epoxy-based bonded magnet, the long-term reliability may be lower than that of the conventional epoxy-based bonded magnet. It is desirable to use it with due consideration of acid degradation in the intended use. '
  • the magnetic powder obtained by pulverizing an N d F e B-based ribbon similar to [Example 1] was used as the magnetic powder for the rare earth magnet.
  • the binder S i 0 2 precursor contains CH 3 0— (S i (CH 3 0) 2 — 0) n — CH 3 (m is 3-5, the average is 4) 2 5 m 1,
  • a solution prepared by mixing 9.6 ml of water, dehydrated methyl alcohol 7 rin 1 and 0.05 ml of dibutyltin dilaurate and releasing it at a temperature of 25 for 6 days and nights was used. '
  • the viscosity of the S i 0 2 precursor solution was measured at a temperature of 30 "using an Ostwald viscometer.
  • the bending strength of the compression molded test piece of 15 mm length, 10 mm width, 2 mm thickness prepared in (7) above is 2 MPa or less before S i 0 2 impregnation, but S i 0 2 After the impregnation heat treatment, it was possible to produce a magnet compact having a bending strength of 190 MPa.
  • the residual magnetic flux density can be improved by 20% compared to the resin-containing bonded magnet (Comparative Example 1).
  • the demagnetization curve measured at 2 0 is impregnated with S i 0 2
  • the values of residual magnetic flux density and coercive force were almost the same between the former and the Si 0 2 impregnated heat-treated body.
  • the 2 0 0 heat demagnetization rate after 1 hour in the atmosphere present comparative example 3. A 6% and 3. Larger value as compared to 0% in the S i 0 2 impregnated pound magnet in Example It was.
  • the comparative In the example the value was 1.6%. It was found that this was due to the fact that the Si 0 2 precursor solution penetrated into the magnet only up to about 2 mm from the magnet surface. For this reason, the magnetic particles in the central part of the magnet cause oxidative deterioration during heating in the atmosphere, which is why the magnet of this comparative example has a higher irreversible demagnetization rate than the magnet of the example.
  • the magnetic powder for the rare earth magnet a magnetic powder obtained by pulverizing a NdFeB-based ribbon similar to [Example 1] was used.
  • a treatment liquid for forming a rare earth fluoride or alkaline earth metal fluoride coating film was prepared as follows.
  • a salt with high solubility in ice for example, in the case of N ci, acetic acid N d or nitric acid N d 4 g is introduced into a 100 ml water tank, and a shaker or an ultrasonic stirrer is used. Dissolved completely.
  • Hydrofluoric acid diluted to 10%! ⁇ D F 3 was gradually added in an equivalent amount to the chemical reaction that forms.
  • N d 2 F e 14 B magnetic powder The process for forming N d 2 F e 14 B magnetic powder was performed as follows.
  • N d F 3 coating film formation process N d F 3 concentration 1 g / 10, m 1 translucent sol solution '.
  • Li-earth metal fluoride coat film N d 2 F e u B was filled in a mold, 1 6 t Zcm 2 of pressure, a force, a magnetic Test specimens of 10 mm length, 10 mm width, 5 mm thickness for property measurement, and compression molded specimens of 15 mm length, 10 mm width, 2 mm thickness for strength measurement Made. -.-
  • a mechanical bending test ' was performed using the compression-formed test piece of length, 15 mm, width 10 mm, thickness 2 mm produced in (5) above.
  • a compression-molded body with a sample shape of 15 mm X 10 mm X 2 mm ' was used, and the bending strength was evaluated by a 3-point bending test with a distance between supporting points of ⁇ 2 mm.
  • the residual magnetic flux density is higher than that of the resin-containing bond magnet (Comparative Example 1).
  • about 2 0% can improve the demagnetization curve measured at 2 0, S i 0 2 with impregnation before and S i 0 2 impregnation after the heat treatment of the shaped body match substantially the value of the residual magnetic flux density and coercive force It was.
  • 2 0 0 heat demagnetization after atmospheric held 1 hour was summer 3. 0% and equivalent to the value of 0% 3.
  • the bonded magnet of this comparative example has poor mechanical strength compared to the conventional epoxy-based bonded magnet, and attention should be paid to this point in use. ., '' ——
  • Nd 2 Fe 14 B magnetic powder that has undergone the above phosphatization film formation treatment is filled into a mold, and is used for measuring magnetic properties at a pressure of 16 t-cm 2.
  • a test piece having a width of 10 mm and a thickness of 5 mm was prepared, and a compression molded test piece having a length of 15 mm, a width of 1 Omm, and a thickness of 2 mm was prepared for strength measurement.
  • a mechanical bending test was carried out using a compression molded specimen with a length of 15 mm, a height of 0 mm, and a thickness of 2 mm manufactured in (3) above.
  • a compression-molded body with a sample shape of 15 mm x 10 thighs x 2 mm was used, and the bending strength was evaluated by a 3-bending test with a distance between supporting points of 12 mm.
  • the residual magnetic flux density was compared with that of a resin-containing pond magnet (Comparative Example 1). Te is capable improved by about 25%, 2 0 measured Les was demagnetization curve is between compact of S i 0 2 before impregnated with S i 0 2 ⁇ after the heat treatment. residual magnetic flux density and the coercive The values of magnetic force almost coincided. Further, 2 0 0 demagnetizing factor after 1 hour in the atmosphere was substantially equal to the value 0% 3. S i 0 2 infiltrated bond magnet of 3. 1 percent Example In this comparative example.
  • the magnet of the present invention has the following effects. .
  • the viscosity of the binder solution depends on the size of the magnet, but when the thickness of the compression molded product is 5 mm or less and the gap between the magnetic powder and the magnetic powder is about 1 m, the viscosity of the binder solution is 100 m. It is possible to introduce the binder solution into the gap between the magnetic powder and the magnetic powder to the center of the compacted body in about Pa ⁇ s. When the thickness of the compression molded body is 5 mm or more and the gap between the magnetic powder and the magnetic powder is about 1 im, for example, in the compression molded body having a thickness of about 30 ram, the binding agent extends to the center of the compression molded body.
  • the viscosity of the binder solution is high when the viscosity is about 100 m Pa * s, and the viscosity of the binder solution is 20 m Pa ⁇ s or less, preferably 10 m P a ⁇ s or less
  • S i monument 2 of a precursor alkoxy ⁇ in siloxane Le, suppression of control and alkoxy siloxane molecular weight of the amount of hydrolysis of Kokishi groups are.
  • silanol group when an alkoxy group is hydrolyzed, a silanol group is produced, but the silanol group easily undergoes a dehydration condensation reaction, and the water condensation reaction means an increase in the molecular weight of the alkoxysiloxane.
  • further silanol groups is a hydrogen sintering - to produce a slip, the viscosity of S i 0 2 precursor der Ru alkoxysiloxane solution increases. Specifically, the amount of water added to the hydrolysis reaction equivalent of alkoxysiloxane and the hydrolysis reaction conditions are controlled.
  • the solvent used for the binder solution it is preferable to use alcohol because the alkoxy group in alkoxysiloxane has a fast dissociation reaction.
  • the solvent alcohol methanol, ethanol, n-propanol, which has a lower boiling point than water, and iso-propanol are preferred.
  • the viscosity of the binder solution does not increase in a few hours, and the boiling point is low. Any solvent lower than water can be used for producing the magnet according to the present invention.
  • the S i O z precursor that is the binder used in the present invention is S i 0 2 because the product after heat treatment is S i 0 2.
  • the adhesion between the magnetic powder surface and S i 0 2 is great, and the surface of the rare earth magnet with S i 0 2 as a binder is either magnetic powder or The cohesive failure surface of S i 0 2 is almost all.
  • the adhesion of the case of using the resin as a binder resin and magnetic powder is generally small compared to the surface of the magnetic powder and S i 0 2. Therefore, in a bonded magnet using resin, the surface when the magnet is broken has both an interface between the resin and the magnetic powder, or a coagulation fracture surface of the resin.
  • the magnet strength it is advantageous over use as a binder who have use the resin to S i 0 2 as a binder.
  • the content of the rare earth magnetic powder in the magnet is 75 vol% or more, the type of shredding rare earth magnet is used, but the strength of the rare earth magnet after curing the binder is Whether or not a binder continuum is formed after curing has a significant effect. This is because the breaking strength of the binder alone having the same area is larger than the breaking strength of the adhesive interface.
  • resin such as epoxy resin is used, if the volume fraction of solids is less than 15 vol%, the wettability between the resin and rare earth magnetic powder cannot be said to be good.
  • the resin After curing the resin, the resin does not become a continuum but is distributed in islands.
  • the S i 0 2 precursor has good wettability with the rare earth magnetic powder, so that the S i 0 2 precursor spreads continuously on the surface of the magnetic powder and spreads continuously. It is hardened by heat treatment in the state and becomes S i 0 2 .
  • 3 ⁇ 4 degree as the material of the binder after curing is S i 0 2 Ho compared resin 1-3 orders of magnitude greater when expressed in flexural strength. For this reason, the strength of the rare earth magnet after curing the binder is significantly higher when the S i 0 2 precursor is used as the binder than when the resin is used.
  • Earth magnet powder consists of a ferromagnetic main phase and other components.
  • the main phase is the N d 2 F e 14 B phase.
  • the rare earth magnet powder is preferably a magnet powder prepared by using the HDDR method or hot plastic working.
  • Examples of rare earth magnet powder include Sm—Co magnets in addition to .Nd—Fe—B magnets. Considering the magnet characteristics of the rare earth magnets obtained and the manufacturing costs, Nd-Fe-B magnets are preferred.
  • the rare earth magnet of the present invention is not limited to the Nd—Fe—B system magnet.
  • two or more rare earth magnet powders may be mixed in the rare earth magnet. That is, two or more types of N d— F e— B magnets having different composition ratios may be included. F e— B system magnets and Sm— Co system magnets may be mixed.
  • the “N d—F e—B system magnet” is a concept including a form in which the N d N F e ⁇ part is substituted with another element. N d may be substituted with other rare earth elements such as D y and T b. Only one of these may be used for substitution, or both may be used. The substitution can be performed by adjusting the blending amount of the raw material alloy.
  • the amount of N d to be replaced is preferably 0.0 l atom% or more and 50 at om% or less with respect to Nd. If it is less than 0 ⁇ 0 1 at om%, the effect of substitution may be insufficient. If it exceeds 50 atom%, the residual magnetic flux density may not be maintained at a high level, so it is desirable to be careful with applications that use magnets.
  • Fe may be placed with another transition metal such as Co.
  • the amount of F e to be substituted is preferably 0.0 1 atom% or more and 30 atom% or less with respect to F e. If it is less than 0.01 atom%, the effect of substitution may be insufficient. If it exceeds 30 atom%, the coercive force may decrease significantly, so it is desirable to pay attention to the application in which the magnet is used.
  • the average particle size of rare earth magnet powder in rare earth magnet is:! ⁇ 500 m is preferred. If the average particle size of the rare earth magnet powder is less than 1 m, the specific surface area of the magnetic powder is large and the effect of oxidative degradation is large, and there is a concern that the magnetic properties of rare earth magnets using it will be reduced. Therefore, in this case, it is desirable to pay attention to the usage condition of the magnet.
  • the average particle size of the rare earth magnet powder is larger than 500 m, the magnet powder will be burned by the pressure during production, and it will be difficult to obtain sufficient electrical resistance.
  • the main phase in rare earth magnet powder in the N d “F e- B magnets), over a size exceeding 500 zm It is difficult to align the orientation direction of N d 2 F e ( 4 ) phase)
  • the particle size of the rare earth magnet powder is controlled by adjusting the particle size of the rare earth magnet powder that is the raw material of the magnet.
  • the average particle size of the rare earth magnet powder can be calculated from the SEM image.
  • the present invention relates to an isotropic magnet manufactured from an isotropic magnet powder, an isotropic magnet having anisotropic magnet powder oriented in a random orientation, and an anisotropic magnet having anisotropic magnet powder oriented in a fixed direction. It is applicable to any of these. If a magnet having a high energy volume is required, an anisotropic magnet using anisotropic magnet powder as a raw material and oriented in a magnetic field is suitable. ⁇ '' Rare earth magnet powder is produced by blending raw materials according to the composition of the rare earth magnet to be produced.
  • N d is a phase - F e - in the production of B-based magnet, N d, F e, and 'beta to a predetermined amount.
  • the rare earth magnet powder may be produced by using a known method, or a commercially available product may be used. Such rare earth magnet powder is an aggregate of many crystal grains.
  • the crystal grains constituting the rare earth magnet powder are suitable for improving the coercive force when the average grain diameter is equal to or smaller than the single domain critical grain diameter.
  • the average grain size of the crystal grains is preferably 500 nm or less.
  • the HD DR method refers to the hydrogenation of N d _ F e-B alloys to convert the main phase N d 2 F e 14 B compound into N d H 3 , ⁇ _ F e, and F e.
  • This is a method in which 2 B is decomposed into three phases and N d 2 F e ⁇ 4 ⁇ ⁇ is generated again by forced dehydrogenation.
  • the UPSET method is a technique in which an Nd-6-8 alloy produced by the ultra-quenching method is plastically processed after pulverization and temporary molding. A high-frequency magnetic field including harmonics is applied to the magnet as an application of the magnet. Under such conditions, an inorganic insulating film is preferably formed on the surface of the rare earth magnet powder.
  • the electrical resistance inside the magnet can be increased, eddy currents can be reduced or reduced, and eddy current loss in the magnet can be reduced.
  • a film formed by using a phosphating solution containing phosphoric acid, boric acid, and magnesium ions is preferable.
  • a surfactant and an antifungal agent it is desirable to use a surfactant and an antifungal agent in combination.
  • the surfactant is a perfluoroalkyl surfactant
  • the antifungal agent is a benzotriazol antifungal agent.
  • a fluoride coating film is desirable as an insulative insulating film for the purpose of improving the insulating properties and magnetic properties of the magnetic powder.
  • the treatment liquid for forming the fluoride coat film rare earth fluoride or alkaline earth gold S fluoride is swollen in a solvent mainly composed of alcohol, and the rare earth fluoride X is an alkali.
  • the earth metal fluoride is preferably a sol solution in which the average particle size is pulverized to 10 wm or less and dispersed in a solvent mainly composed of alcohol. 3 ⁇ 4 fluoride in improving magnetic properties iodide co one preparative film magnetic powder 1 X 1 formed on the surface 0 '-. 4 P a less atmosphere, and heat treatment at 6 0 0 ⁇ 7 0 0 " C Temperature It is desirable to do.
  • the magnets used in the first and second rotating electric machines 2 0 0, 2 0 2 shown in FIG. 1 have the structure described above, that is, the powder magnetic material and the binder with good wettability.
  • Producing a magnet by impregnating a magnet with a precursor has at least one or more of the following effects. Note as explained above, S, i 0 2 is the best as a binder body Me magnet material and wettable precursor.
  • Effect 2 and magnets using epoxy resin, commonly called bonded magnets Because there are no magnets, the magnetic properties of the magnets are superior to those of bonded magnets. it can. , Effect 3,
  • the binder After the magnet has been molded with a magnet material, the binder can be cured at a relatively low temperature, and the shape of the molded magnet material has little change in dimensions. Since it can be manufactured with high accuracy in relation to the shape and dimensions of the magnet, high characteristics can be obtained as a motor or a generator. That is, the cutting work after binding the magnet material with the binder is very little and easy. For example, cutting the protruding part of the adhesive is not a substantial magnet shape forming process, so it is easy to process.
  • the molding shape of the magnet material hardly changes during the subsequent binder impregnation or curing process, so the magnet shape can be maintained while maintaining the curved shape of the magnet material with high precision. It is possible to manufacture. Theoretically, even if the preferred thickness and shape of the magnet are known, it is possible to achieve the curved shape of the magnet that was difficult to commercialize because there is no method for mass production, and it is possible to obtain a rotating electrical machine with good characteristics. Is possible.
  • Sintered rare earth magnets have low electrical resistance and high eddy current loss and heat generation.
  • the magnet can form an insulating film on the surface of the powder magnet, and the eddy current loss and heat generation of the magnet can be greatly reduced.
  • Turning electric machines for automobiles especially high
  • a rotating electrical machine used in a pre-loaded vehicle may be used in an environment exceeding 10 ° C, and it is necessary to keep the heat generated by the saddle current in the magnet low.
  • the electric resistance can be increased, the heat generation of the magnet can be reduced. Also it can reduce the loss of that amount rotating electric machine, efficiency preparative ing ⁇
  • FIG. 13 shows another embodiment relating to the rotary electric machine 200 and 20 2 described in FIGS. 3 to 6.
  • Each of these rotating electrical machines 20 0 and 2 0 2 is formed by shrinking iron powder by a fixed 2 3 0 or a rotor 2 5 0.
  • the structure and operation of the stator 2 3 0 are the same as those of the stator 2 3 0 of the rotary electric machine 2 0 0 and 2 0 2 described in FIGS.
  • the stator core 2 3 2 of the stator 2 30 is formed by compressing iron powder having an electric insulating film on the surface.
  • the stator winding is molded, the stator winding is temporarily fixed, the iron powder is filled so as to contain the temporarily fixed stator winding, and then the entire iron powder is compression-molded to form the entire stator. Making it possible to improve productivity. In some cases, the space factor of the stator winding can be further improved.
  • the electrical insulation film on the iron powder surface increases the electrical resistance in the stator core, reducing eddy currents in the stator core, reducing heat generation and improving the efficiency of the rotating electrical machine.
  • the rotor core 2 52 can also reduce the eddy current of the rotor core 2 50 by compressing and molding the iron powder that has been subjected to a process of attaching an electric insulating film to the surface.
  • the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 have a structure that reduces eddy currents, so that the internal heat generation of the rotor 2 5 0 can be reduced comprehensively.
  • Rare earth permanent magnets have the disadvantage that their magnetic properties deteriorate, that is, demagnetize, when the temperature rises. Automotive rotating electrical machines are used in situations where the ambient temperature is high. In many cases, reducing internal heat generation is very desirable for maintaining high reliability because it can reduce various obstacles caused by heat, such as preventing deterioration of the magnetic properties of the magnet.
  • the permanent magnets 2, 5, 4 and 2 5 6 provided on the rotor 2 5 0 shown in Fig. 1 3 are basically the same as the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 described in Figs. 3 to 6. Although the same, the shape of the magnet is different and the action is slightly different.
  • the permanent magnets _2 5 4 and 2 5 6 are in one piece, and at least the stator side is curved. 'At both ends of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6, the thickness of the magnet in the radial direction is thinner than at the center.
  • the magnetomotive force on the right side of the permanent magnet at the center of the magnetic pole of the rotor 250 is larger than the magnetomotive force of the permanent magnet at the end of the magnetic pole, and the diameter of the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6
  • the change in magnetomotive force is smoothed by the gradual change in thickness in the direction. As described below, there is an effect of smoothing the torque and electromotive force of the rotating electrical machine. ⁇
  • the thickness of the magnetic pole piece 2.80 located on the rotor side of the permanent magnets 2 5 4 and 2; 5 6 is thinner than that described in FIG. Due to this structure, the magnetic circuit between the magnetic pole piece 2 8 0 and the auxiliary magnetic pole 2 9 0 is temporarily saturated, and the amount of magnetic flux is suppressed.
  • the bridge part 2 8 2 and 2 8 4 are also provided in the structure of FIG. 1 3, and the amount of magnetic flux existing between the magnetic pole piece part 2 80 and the auxiliary magnetic pole 2 90 is used as the bridge part. It is limited by saturating the magnetic circuit including At the end of the auxiliary pole side magnet from the bridge parts 2 8 2 and 2 ⁇ 4, the iron core width between the magnet and the rotor outer periphery on the stator side gradually increases.
  • Fig. 14 shows the magnetic wheel distribution in the circumferential direction of the air gap 2 2 2 when no stator winding current is flowing.
  • Fig. 14 (A) shows the structure of the stator and rotor described in Fig. 13.
  • Rotor 2 3 0 and stator 2 5 0 are circular shapes centered on the rotation axis of the rotor. However, it is shown in a planar shape.
  • Figure 14 (B) shows the change in the circumferential direction of the amount of magnetic flux in the air gap 2 2, that is, the magnetic flux density. Between the auxiliary magnetic pole 2 9 0 and the stator 2 3 0, the amount of magnetic flux generated by the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 is almost zero as shown in the region (d) of Fig. 14 (B). .
  • the radial magnet width gradually increases and the aerodynamic force gradually increases.
  • the amount of magnetic flux from the rotor 2 5 0 to the stator 2 3 0 gradually increases.
  • the thickness of the magnet in the diametrical direction of the rotor changes gradually, and the magnet center is thicker than the end.
  • the amount of magnetic flux from the rotor to the stator as shown by the area (b) in Fig. 14 (B), has a large amount of magnetic flux in the center of the magnetic pole corresponding to the radial thickness of the magnet.
  • the above permanent magnet 2 5 4/2 5 6 is rare earth? ⁇ Because it uses the above-mentioned magnets with a binder of a stone material and a precursor having excellent wettability, preferably S i 0 2 as a binder, it has at least one or more of the following effects. ing.
  • the harmonic magnetic flux is Acts on the stator side.
  • the above rotor By making the above rotor into a laminated structure of laminated electrical steel sheets, iron loss and heat generation due to harmonic magnetic flux are suppressed.
  • the above harmonic flux acts on the permanent magnet 2 54/2 5 6 to generate eddy currents in the magnet and suppress the increase in eddy current loss and heat generation of the magnet.
  • the binder After the insulation film is formed, the binder is immersed in the magnetic material that is not formed from the magnet powder. ⁇ This can increase the electric resistance inside the permanent magnet, reduce eddy current loss, and reduce the heat generation of the magnet. -Ru.
  • magnets may be used in high-temperature conditions where the ambient temperature exceeds 100 degrees, and it is desirable to reduce internal heat generation on the right side of the magnet .
  • Magnets using rare earth materials should be used at 1'80 degrees or less, preferably 140 degrees or less, and it is desirable to reduce internal heat generation. , '
  • FIG. 15 shows another embodiment of a three-phase motor rotating electrical machine.
  • the basic structure and operation of the stator 2 3 0 and the rotor 2 5 0 of the rotating electrical machine are the same as those of the rotating electrical machine shown in FIG.
  • Stator 2 30 has a three-phase stator winding as shown in Fig. 4, but the illustration is omitted.
  • the stator iron core 2 3 2 and the rotor irons' L, 2 5 2 are formed by compressing iron powder that has been subjected to a process of attaching an electric insulating film to the surface.
  • the stator core 2 3 2 has a structure formed by compressing iron powder. By adopting such a structure, the stator winding is formed first, the stator winding is temporarily fixed, iron powder is packed so as to incorporate the temporarily fixed stator winding, and then the iron powder is filled. Making the entire stator by compression molding improves the productivity and the space factor of the stator winding. Furthermore, eddy currents can be reduced and the efficiency of the rotating electrical machine is improved.
  • the above iron core 2 5 2 is treated with an iron insulating film on the surface.
  • the eddy current in the rotor core 2500 can be reduced by compacting the powder.
  • the permanent magnets 2 5 4 and 2 5 6 described below have a structure that reduces eddy currents, so that the internal heat generation of the rotor 2 5 0 can be reduced comprehensively.
  • Rare earth permanent magnets have a point that their magnetic properties deteriorate, that is, demagnetize when the temperature rises. In-vehicle rotating electrical machines are often used in situations where the ambient temperature is high, and reducing internal heat generation is very preferable for maintaining high reliability. r
  • the rotor 2 50 is compression-molded with iron powder whose surface is electrically insulated, and the magnet insertion hole 2 5 8 is provided in the compression-molded rotor 2 5 0. Yes.
  • a magnetic right assembly 2 70 is inserted into the magnet insertion hole.
  • This structure is the same as the structure shown in FIG. 4 except that the magnet inserted into the magnet insertion hole 25 8 is a magnet assembly 2 70.
  • a rotor 25 is provided, and each magnet insertion hole 2 58 has a magnetic assembly 270 disposed therein.
  • the four magnet insertion holes 2 5 8 are only examples, and may be 8, 10, or 1.2.
  • the magnets inserted into the magnet insertion holes 2 58 make the poles of the rotor, but the magnets that make up the poles may be divided and inserted as shown in FIG.
  • the magnet assembly 2 70 has a permanent magnet 2 5 4/2 5 6 and an iron core obtained by compressing a powdery iron core described below, and acts as a main magnetic pole.
  • auxiliary magnetic poles 29 0 that generate a reluctance torque exist between the main magnetic poles. The method of manufacturing the magnet assembly will be described below with reference to Fig. 16 or Fig. 17.
  • Steps 1 2 to 25 in FIG. 16 are as described in FIG. 9.
  • an electrical insulation film is formed on the surface of the plate-like rare earth magnetic material, and in step 15, a press machine press-molds it into a predetermined shape to produce a magnetic body having a predetermined shape.
  • the precursor of the magnetic binder having a predetermined shape is When impregnated and heated to several hundred degrees in step 25, the binder is cured to produce a magnetic material.
  • the temperature for curing the binder is low, so the insulating film formed in step 12 is less damaged and can maintain a high electrical resistance.
  • the magnetic material made in step 25 is inserted into the magnet insertion hole.
  • it is made in step 25.
  • the magnetic body and powdered iron core material are compression-molded in step 30 to form a magnet assembly.
  • the magnet assembly is inserted into the magnet insertion hole 25 8 and magnetized.
  • the magnet assembly is compression molded so that a powder magnetic core exists on one or both sides of the magnetic material.
  • the powdered iron core material used in process 30 has a fine insulating coating on the surface, which has high electrical resistance and very low eddy current loss.
  • the surface of the plate-like rare earth magnetic material is subjected to a treatment for forming an electrical insulating film.
  • the binder precursor when the binder precursor is impregnated in step 20 described above, the binder precursor enters between the rare earth magnetic materials that overlap each other in layers, and is electrically connected between the layer rare earth magnetic materials. Since an insulating film is formed, it has an electric resistance of 5 to 10 times or more than that of a conventional sintered rare earth magnet even without applying an electrical insulating film. Therefore, the heat generation is reduced by 5 'to 10 times or more. This also applies to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 17 is another embodiment of FIG.
  • the powdered rare earth magnetic material having an insulating film formed on the surface in step 12 is compressed into a predetermined shape in step 15.
  • a porous magnet assembly is formed by compression molding into a predetermined shape together with a powdered iron core material having an insulating film on the surface.
  • Step 2 Porous, porous magnet assembly and binder precursor
  • the precursor of the binder is hardened by heat treatment to form a magnet assembly.
  • the magnet assembly is inserted into the rotor magnet insertion hole 25 8 and magnetized.
  • the binder precursor may be poured after the magnet assembly is inserted into the magnet insertion hole.
  • the porous magnet assembly in the previous stage of Step 2 2 or Step 2 7 may be inserted into the magnet insertion hole 2 5 8 of the rotor, and then Step 2 2 or 2 7 may be performed. After 37, the precursor may be poured again and cured by heat treatment. r
  • an insulating film is formed on the plate-like powder of the rare earth magnetic material in step 12.
  • the electrical resistance can be made very high, and the eddy and current in the magnet can be made very low.
  • a thin film of SiO-based amorphous state is formed on the surface of the rare earth magnetic material powder. The internal electrical resistance increases, eddy currents can be reduced, and heat generation in the magnet can be kept low. .
  • the thin film of the SO-based amorphous state has an effect as a binder and an electrical resistance to the well, which is effective. 'Because it is in the form of a thin film in an amorphous state, the ratio of the magnetic material per unit volume of the magnet can be increased, and the magnetic properties are also good.
  • FIG. 18 is a view showing a state in which the porous magnet assembly 2 70 in step 22 is impregnated with the binder precursor.
  • the container 3 60 contains the precursor solution 3 62 of the Si 0 2 binder, and the porous magnet assembly 2 70 is immersed in the solution.
  • the magnet assembly 2 70 includes a magnet 2 5 4 Z 2 5 6 which is a porous magnetic body and a powder iron core 3 1 2 or 3 1 4 provided on the outer periphery thereof.
  • the compacted iron cores 3 1 2 and 3 1 4 are iron cores obtained by compression-molding and solidifying pure iron powder whose surface is treated with an insulating film.
  • the precursor is cured by heat treatment and has a binding action.
  • the rotor 2 50 is compression-molded with iron powder whose surface is electrically insulated, and the magnet i is applied to the compression-molded rotor 2 5 0.
  • Incoming holes 2 5 8 are provided.
  • the manufacturing method may be different from the manufacturing method in which the magnet insertion hole 2 58 is provided in advance in the rotor 2 5 and the magnet is inserted into the magnet insertion hole 25 8.
  • the magnet assembly 2700 is temporarily fixed, and the iron powder subjected to electrical insulation treatment so as to incorporate the temporarily fixed magnet assembly 2700 is supplied, and the magnet assembly 2700 is The iron powder is compressed in the built-in state, and the rotor 2500 is compression molded.
  • the magnet assembly 2 70 and the rotor core 2 52 can be integrally formed. '.
  • FIGS. 15 to 18 has one or more or all of the following effects.
  • the shape of the magnet insertion hole 25 8 provided in the rotor 25 50 of FIG. 15 can be made simple.
  • the workability is improved by making the magnet insertion hole a simple shape.
  • the shape of the magnet 2 5 4 2 5 6 can be a curved shape, but forming a magnet insertion hole in a magnetic steel sheet by cutting such as punching according to such a curve It is less workable than it can be done easily. This reduction in workability can be prevented.
  • the rotor core 2 5 2 When manufacturing by compression molding, the shape of the compressor to be manufactured can be made simple. This makes the compressor mold less susceptible to wear and reduces the likelihood of damage.
  • the compression-molded magnetic body may have a narrow end, bend the whole, or be weak to mechanical shock.
  • the iron powder is reinforced from a shape that is weak against shock to a bowl shape that is strong against shock, so that it is difficult to break. It is also possible to make the shape easy to insert into the magnet insertion hole.
  • the heat generation inside the magnet can be reduced, and the rotor core 2 5 2 of the rotor 2 5 0 is made by compression molding powdered iron powder having an electric insulation film on the surface, so that the rotor core 2 5 2 Heat generation inside can be reduced.
  • Rare earth permanent magnets have the disadvantage of demagnetizing when the temperature rises above a predetermined temperature. However, it is possible to suppress the temperature rise of the permanent magnets by suppressing heat generation. This makes it easy to maintain high reliability of the rotating electrical machine. '
  • FIG. 19 shows another embodiment of the magnet assembly 2 70 of FIG.
  • the rotor 2 50 to which the magnet assembly 2 70 shown in FIG. 19 is fixed is the same as that described above. That is, the eddy current of the rotor core 250 can be reduced by forming the rotor core 2552 by compressing and molding the iron powder that has been subjected to the process of attaching an electrical insulating film to the surface.
  • the magnet assembly 2 70 described below has a structure that reduces eddy currents, and can reduce overall heat generation of the rotor 2 5 0.
  • Rare earth permanent magnets have the disadvantage that their magnetic properties deteriorate, that is, demagnetize when the temperature rises. Automotive rotating electrical machines are used in situations where the ambient temperature is high. In many cases, reducing internal heat generation is very preferable to maintain high reliability.
  • the magnet assembly 2700 shown in FIG. 19 (A) has the same structure as the magnet assembly shown in FIG. Fig. 19 (B) shows a structure in which two magnets and sex bodies are inserted into the magnet insertion hole 2 58.
  • Forming a complicatedly shaped magnetic flux insertion hole in the rotor core 2 52 reduces productivity.
  • Magnets 2 7 2 and 2 7 4 themselves are also thin, and are vulnerable to mechanical shock. Therefore, a plurality of magnetic bodies 2 7 2 and 2 7 4 are further compression-molded integrally with a powdered iron core material with an electrically insulating film, and handled as a shape resistant to impact.
  • Multiple magnetic bodies 2 7 2 and 2 7 4 are united by a dust core 3 1 4 or 3 1 2, which is easier to form integrally with the rotor core 2 5 2, and the rotor manufacturing work Improves. ,
  • Fig. 19 (C) shows a structure in which the magnetomotive force of the magnet assembly is changed. It is a compression-molded powder core and magnetic body: a compression-molded magnet 2 5 4/2 5 6 and a green compact The iron core is compression molded into the body. Workability is improved as described above. In addition, the amount of magnetic flux in the circumferential direction of each main magnetic pole can be changed with high precision along the axial direction of the electric machine ', and torque pulsation and induced voltage pulsation can be reduced.
  • Fig. 19 (D) shows a magnet assembly composed of a compacted iron core 3 1 4 and a compacted magnet 2 5 4Z 2 5 6 formed by compression of the powdered iron core.
  • the magnet insertion hole can be formed into a large shape, and the magnet 2 5 4Z 2 5 6 can be made into an optimum shape with high accuracy, and the magnet assembly 2 70 can be inserted into the large-shaped magnet insertion hole. This makes it possible to improve workability and ensure good characteristics by improving accuracy.
  • Fig. 19 (A) to Fig. 19 (D) show the eddy currents in the dust cores 3 1 4 and 3 1 2 by using the iron powder whose surface is treated with an insulating film as described above. And iron loss can be reduced.
  • the magnet assembly 2 70 in FIGS. 19 (C) and (D) has an asymmetrical arrangement of the magnets in the circumferential direction, and is used for reversing the magnetic poles of a rotating electrical machine with one direction of rotation. Is suitable.
  • FIG. 20 shows still another embodiment of the magnet assembly 2 70.
  • the magnet assembly 2 7 0 inserted into the magnet insertion hole 2 5 8 is pressed against the magnet 2 7 2 and the magnet 2 7 0. It consists of a powdered iron core 3 1 2.
  • Magnet 2 7 2 and magnet 2 7 0 are skewed with respect to the rotation axis. As a result, torque pulsation of the rotating electrical machine and torque pulsation of the induced voltage can be reduced.
  • the structure of the magnet assembly has a skew effect, the manufacture of the rotor core is easy, and overall productivity is improved. In addition, manufacturing accuracy is improved and characteristics are improved.
  • the magnet assembly disclosed in FIG. 21 has a structure in which a magnetic assembly is formed by combining magnetic bodies 2.5 4 2 5 6 and a nonmagnetic material such as aluminum.
  • Fig. 21 (A) shows the non-magnetic material 2 6 6 provided on both sides in the circumferential direction of the magnetic material 2 5 4 '2 2 6 6, as shown in Fig. 1' 6 'or Fig. 7
  • a magnet assembly is compression-molded by adding powder of a non-magnetic material such as aluminum to a compression-formed magnet material.
  • the non-magnetic material 2 6 6 functions in the same way as the air gaps 2 6 2 and 2 6.4 in Fig. 4.
  • Fig. 21 (B) shows a structure in which a magnet assembly is formed by further adding a dust core 3 14 on one side. This is suitable when the rotating electrical machine is rotated in one direction.
  • the voids in the rotor core are compression-molded with a non-magnetic material, and good characteristics can be obtained by maintaining high molding accuracy. Further, since the voids in the iron core are not required, the mechanical strength is increased. Also workability Will improve.
  • FIG. 22 shows the cross sections of the stator 2 30 and the rotors 2 and 50 in the same manner as the cross section shown in FIG.
  • the structure and operating principle are also almost the same.
  • the stator core 2 3 2 of the stator 2 3 0 and the rotor core 2 5 2 of the rotor 2 5 0 are formed by compressing iron powder with an electrically insulating film on the surface, as in Fig. 4. Yes.
  • the eddy current in the stator core 2 3 2 can be reduced, the efficiency of the rotating electrical machine can be improved, and the heat generation in the stator core 2 3 2 can be reduced.
  • the rotor core 2 5 2 can reduce internal heat generation and eddy current loss, improving the efficiency of the rotating electrical machine.
  • the difference between the embodiment shown in FIG. 22 and the embodiment shown in FIG. 4 is that the shape of the permanent magnet 2 76 shown in FIG. 22 is a block shape.
  • the manufacturing method is as described with reference to FIGS. 8 to 120, or with reference to FIGS.
  • Permanent magnet 2 7 6 and stator 2 3 0 and rotor 2 5 0 are substantially the same as those described in Section 40.
  • Permanent magnet 2 7 6 is a permanent magnet 2 in FIG. 5 4 and 2 5 6 are supported.
  • the block-type magnet has a rectangular cross section in a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor, and extends along the rotation axis.
  • Each permanent magnet 2 7 6 acts as a magnetic pole, and there is an auxiliary magnetic pole 2 90 that passes the Q-axis magnetic flux between the magnetic poles.
  • the rotor core 2 5 2 on the stator side of each permanent magnet 2 7 6 acts as a pole piece 2 80 as in FIG.
  • the pledge portion exists between the magnetic pole piece 28 0 and the auxiliary magnetic pole 29 0, and the amount of magnetic flux passing through the bridge portion is extremely limited due to a saturation phenomenon.
  • the permanent magnets 2 7 6 constituting the magnetic poles have different magnetization directions fS] on both sides of the magnetic pole piece 2 80, for example, one permanent magnet 2 7 6 is magnetized so that the stator side has N pole The other permanent magnet 2 7 6. is magnetized so that the stator side is the south pole.
  • Permanent magnets 27 6 in FIG. 22 may be squeezed as shown in FIG. 20, in which case torque pulsation is reduced.
  • the permanent magnet .2 76 in FIG. 22 may have a nonmagnetic material such as an aluminum material or a stainless steel material as shown in FIG.
  • the magnetic air gap is made of the above-mentioned aluminum material, stainless steel, or less material, and has the same effect as the magnetic air gaps 2 62 and 2 64 described in FIG.
  • the magnetic gaps 2 6 2 and 2 6 4 have the advantage that the mechanical strength is stronger when the nonmagnetic material shown in Fig. 2 1 is used compared to the physical gap, as explained in Fig. 5.
  • the bridge portions 2 8 2 and 2 8 4 can be formed into shapes having good characteristics of rotating electrical machines. For example, even if it cannot be made thin in the radial direction due to mechanical strength, the mechanical strength can be increased as described above. Therefore, when the nonmagnetic material shown in Fig. 21 is used, the desired magnetic properties can be obtained. It becomes possible.
  • Fig. 23 shows the shape of the permanent magnet 2 7 6 in Fig. 22.
  • the rotor core 2 5 2 formed by compressing iron powder with an electrical insulating film on the surface
  • This is a structure in which a permanent magnet is provided.
  • Fig. 23 shows a structure in which permanent magnets are embedded in the rotor and iron core 2.5 2.
  • the basic operation of the rotating electric machine disclosed in FIG. 23 is substantially the same as FIG. 4 and FIG.
  • FIG. 23 (A) shows an example in which the shape of the permanent magnet 2 76 is an arche type.
  • Fig. 23 (B) shows an example in which the shape of the permanent magnet 2 76 is U-shaped.
  • Fig. 23 (C) shows an example in which the shape of permanent magnet 2 76 is V-shaped.
  • the rotating electrical machine shown in Fig. 23 (A), Fig. 23 (B) and Fig. 23 (C) is also a magnetic pole. There is a bridge part, and the origin of torque is almost the same.
  • a rotor core 25 2 having a magnet insertion hole formed in advance is formed, and the magnet body described with reference to FIGS. 8 to 11 or the FIGS. 16 to 21 Insert the magnet assembly described in the figure, A rotor can be manufactured.
  • the magnet body described in FIG. 8 to FIG. 11 or the magnet assembly described in FIG. 16 to FIG. 21 is manufactured in advance, and the magnet body, magnet assembly, iron powder,
  • the rotor may be manufactured by compression molding.
  • FIG. 24 is a partially enlarged view of a rotor showing still another embodiment of the rotor 250 shown in FIG. 22 and FIG. 23.
  • the rotor 25 50 shown in FIG. 24 is different from the shape of the permanent magnet 2 76 shown in FIG. 22 and FIG.
  • a complex-shaped permanent magnet such as the so-called crescent-shaped permanent magnet 2 7 6 shown in Fig. 24, it is difficult to provide a magnet-shaped insertion hole of a complicated shape in the laminated steel sheet.
  • Productivity can be improved by using a powdered iron core provided with an electrical insulating film on the surface as described above, instead of the laminated steel sheet. That is, by compressing and molding the powdered iron core and the complex-shaped permanent magnet integrally, a rotor 250 having the complex-shaped permanent magnet built therein can be manufactured, for example, as shown in Fig. 24. .
  • FIG. 25 is a partially enlarged view of a rotor showing still another embodiment of the rotor 25 50 shown in FIGS. 22 to 24 ′.
  • the rotor 2 50 shown in FIG. 25 is different from the shape of the permanent magnet 2 76 shown in FIGS. 22 to 24.
  • the permanent magnet 2 76 shown in Fig. 25 has an asymmetrical magnet thickness in the rotor rotation direction.
  • a rotating electrical machine may require similar characteristics in both directions of rotation, or may have different characteristics depending on the direction of rotation. In this case, it is desirable to match the shape of the permanent magnet 2 76 according to the characteristics to the required characteristics. By matching these characteristics, permanent magnets can be made asymmetrical.
  • the rotating electrical machine may be used in both the operation mode of the motor and the generator. Even if the direction of the rotor of the rotating electrical machine is the same, both motor and generator operation 2
  • the permanent magnets 2 7: 6 When used in, it may be desirable to make the permanent magnets 2 7: 6 asymmetric.
  • the radial thickness of the permanent magnet 2 76 as shown in FIG. 25 is asymmetric in the circumferential direction, and the generated magnetic flux density is asymmetric in the circumferential direction.
  • a magnet body or magnet assembly is prepared in advance as an asymmetric shape, and powdered iron and the above-mentioned complex shape permanent magnet are compression-molded as a unit, resulting in an asymmetric shape in the circumferential direction shown in Fig. 25.
  • a rotor with a shape can be easily manufactured. .
  • FIG. 26 and FIG. 27 show still another embodiment.
  • the stator is the same as in Fig. 26, and the description is omitted.
  • Stator 2 3 0 has a stator core 2 3 2 with slots 2 3 4.
  • the stator 2 3 0 and the stator core 2 3. 2 are described in FIG. It is the same as the structure. ,
  • Each pole of the rotor 250 has a plurality of permanent magnets, for example, two permanent magnets arranged in the radial direction of the rotor.
  • the permanent magnet 2 7 7 and the permanent magnet 2 7 ⁇ are arranged in the radial direction of the rotor, and these permanent magnets 2 7, 7 and 2, 7 8
  • Each magnetic pole of the rotor 2 50 is constituted.
  • the permanent magnets 2 7 7 and 2 7 8 the magnets described in FIGS. 8 to 12 are used.
  • FIG. 27 shows a rotor 25 50 that has been mixed with non-magnetic powder 2 79 in a place where it is desired to provide a special magnetic space and is compression-molded by the above compressor. Conventionally, it is created by forming a physical gap filled with air in a magnetic space.
  • the non-magnetic powder 2 7 9 is mixed to form a magnetic space, so that the mechanical strength is stronger than the conventional structure.
  • the rotor 2 5 0 can be easily manufactured by compressing iron powder together with the magnet body and magnet assembly with a compressor.
  • a non-magnetic 279 is mixed in a part that requires a magnetic space, so that a rotating electrical machine suitable for the characteristics required for the rotating electrical machine can be easily manufactured.
  • the permanent magnets 2 7 7 and 2 78 are manufactured and used in advance by the manufacturing method described in FIGS. 8 to 12, but the steps of FIGS. 8 to 9 are used. Steps 1 to 5 are performed from 1 0, and in this state, a temporary stator is placed inside the compressor, and then iron powder with an electric insulating film applied to the surface is filled into the compressor, and the above steps 1 0 to 1 are performed.
  • the rotor manufactured by compacting the magnet manufactured in 5 and the filled iron powder with the above compressor may be used. In this case, since the magnet is not impregnated with the binder precursor, the rotor formed by compression molding is immersed in the precursor of $ 2 binder shown in Fig. 28.
  • the precursor of the agent S i 0 2 may be impregnated.
  • the precursor of the binder S i 0 2 not only impregnates the magnet part, but also can fix the surface of the rotor 2 5 0 formed by compression molding iron powder and the vicinity of the surface with the binder S i 0 2. And has the effect of increasing the mechanical strength.
  • Rotors made by compression-molding iron powder have the disadvantage that mechanical strength against centrifugal force tends to be lower than that of laminated iron cores, and increasing mechanical strength is a very desirable effect.

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Abstract

希土類磁石の発熱を低減し、鉄心内の渦電流損を低減した高効率で信頼性の高い自動車用回転電機を提供する。希土類磁石材を圧縮成形して圧縮成形体を作り、磁石材の圧縮成形体にSiO2の前駆体を含浸して、希土類磁石材をアモルファス状態の膜状SiO2で結着した磁石を使用することで磁石内の電気抵抗を増大して発熱を低減し、さらに表面に電気絶縁膜を施した鉄粉を圧縮成形して鉄心を形成することで鉄心内の発熱を低減して回転電機の信頼性を向上する。また磁石内の発熱が低減され、鉄心内の渦電流損が低減するので回転電機の効率が向上する。

Description

明 細 書
永久磁石回転電機 技術分野 '
本発明は永久磁石を使用する回 電機の技術に関する。 背景技術 ,
磁気特性の優れた永久磁石として、 希土類の磁石材料を癍結して製造. した焼結磁石である。 この嬈結磁石は磁気特性が優れているが、 磁石内 の電気抵抗が小さく渦電流が流れる問題がある。
磁石材料をエポキシ樹脂で固めるいわゆるボンド磁石は樹脂により磁 石内の電気抵抗が大きぐなるが、磁気特性が書しく低下する問題がある。 このポンド磁石は熱硬化性エポキシ樹脂と磁石材料と,を混合し、 こ:の混 合物を成型して製造した磁石で、 エポキシ樹脂で磁石材料が接着されて いる。 磁石材料を接着するための Xポキシ樹脂の磁石材料に対する割合 を多くすることが必要であり、 単位体積当りの磁石材料の量が低下し、 磁気特性が低下する問題がある。 一 . エポキシ樹脂を使用した磁石は次の特許文献 1乃至 3に開示されてお り、 これらの特許文献では、 磁気特性の改善等に関する技術が開示され ている。
エポキシ樹脂ではなく、 S i 0 2 .を使用する磁石が次の特許文献 4乃 至 5に開示されている。 特許文献 4はフェライ ト磁石材を S i 0 2 によ り結着する技铕を開示している。 また特許文献 5は希土類磁石の電気抵 抗を増大させるために粒子状の S i 0 2 を使用する技術を開示している。
〔特許文献 1 .〕 特開平 1 1 一 2 3 8 6 4 0号公報 〔特許文献 2〕 特開平 1 1 — 0 6 7 5 1 4号公報
.〔特許文献 3〕 特開平 1 0 - 2 0 8 9 1 9号公報
、 特許文献 4〕 特開平 0 8 _ 1 1 5 8 0 9号公報
〔特許文献 5〕 特開平 1 0— 3 2 1 4 2 7号公報 ' 発明の開示
希土類永久磁石は内部抵抗が低く渦電流が流 、 磁石 部で発熱する 問題がある ό もちろん回転電機の効率向上には回転電機の^電流損を低 く抑えることが必要であり、 発熱に加え効率の点からも、 希土類永久磁 石の内部抵抗を高くすることが望ましい。 上記エポキシ樹脂を使用した 磁石は電気抵抗を大きぐすることが可能であるが、 磁石の磁気特性が低 下する問題がある。 磁気特性の低下を少なくして磁石の発熱を押さえる ことができる回転電機が望ましい。
特に自動車に搭載される回転電機は、 工場内などの温度環境の良い場 所に設置された回転電機に比べ、 温度の関係でより厳しい環境で使用さ れる場合が多い。 土類永久磁石の内部発熱および周囲温度の上昇によ り、 希土類永久磁石の温度が高くなると、 磁石の磁気特性が劣化する問 題がある。 磁石内の電気抵抗を高めることは磁石内の発熱を少なくする 効果があり、 自動車に搭載される回転電機では、 信頼性の点からも発熱 を少なくすることが望ましい。
本発明の目的は、 永久磁石を使用する回転電機において、 信頼性の高 い回転電機を提供することである。
本発明の特徴は、 その前駆体が希土類磁石材料と濡れ性が良好な結着 剤を使用して、 磁石材料を結着した永久磁石を、 永久磁石回転電機に使 用したことである。 本発明においては磁石材料と濡れ性が良好な結着剤 を使用することで、 希土類磁石材料の間にアモルファス状態の薄い S i O 結着膜を形成することができる。 この結着膜により、 希土類磁石材料を 結着するとともに薄い膜により希土類磁石材料間の電気抵抗を高くでき、 渦電流を押さえることができる。 , .
前駆体が希土類磁石材料と濡れ性が良好な結着剤として S i o系の前 駆体、 例えぱ S i 0 2 の前駆体を使用することができる。 このように S i 0系の結着剤で希土類磁石—材を -3結着することで、 エポキシ樹脂を結 着剤として使用したとき ίこ生じる永久磁石の磁気特性の低下を抑えるこ とが可能となる。 この磁石を使用することで特性の良好な回転電機を得 ることができる。 、
また希土類磁石材料を焼結により固めた焼結磁石は電気抵抗が低く、 磁石内部に渦電流が流れ、 磁石内部で発熱する。
本発明を使用することにより、 永久磁石あるいは永久磁石を使用した 回転電機において、 信頼性が向上す'る。 すなわち自動車に搭載される状 況など、 厳しい温度環境で使用される回転電機において、 内部での発熱 を抑えることができる。 この結果、 本発明を使用することにより高い信 頼性を維持するの {；：適した回転電機を提供できる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明が適用された回転電機を備えた電気自動車の構成を示 す構成図。 ，
第 2図は電力変換装置の電気回路図。
第 3図は回転電機の回転軸に沿 όた断面図。
第 4図は回転電機の回転軸に垂直な面での固定子および回転子の断面 図。 ' 第 5図は第 4図に示す回転子の磁極部の拡大図。
第.6図は第 4図に示す固定子および回転子における d軸の磁束を示す 0。
第 7図は第 4図に示す固定子および回転子における Q軸の磁束を示す 図。
第 8図は磁石組体の製造工程を示す図。
第 9'図は磁石組体の製造工程の他の実施の形態を示す図。
第 1 0図は磁石組体の製造ェ @のさらに他の実施の形態を示す図。 第 1 1図は製造された磁右の断面図。
第 1 2図は製造された磁石の実験結果を示す図。
第 1 3図は第 4図に示す回転子の他の実施の形態を示す部分断面図。 第 i 4図は第 1 3図に示す部分の磁束強度を示す図。
' 第 1 5図は本発明を適用した回転電機の.さらに他の実施の形態を示す 断面図。
第 1 6図は磁石組体を製造する工程を示す図。 - 第 1 7図は磁石組体を製造する工程の他の実施の形態を示す図。 第 1 8図は圧縮成形された磁性体に結着剤の前駆体を含浸させる工程 を説明する図。
第 1 9図は磁石組体の他の構造を説明する断面図。
第 2 0図は磁石組体のさらに他の実施の形態を説明する斜視図。 第 2 1図は磁石組体のさらに他の実施の形態を説明する斜視図。 第 2 2図は本発明を適用した回転電機のさらに他の実施の形態を示す 断面図。
第 2 3図は本発明を適用した回転子のさらに他の実施の形態を示す断 面図。 . 、 ' ' 5 第 2 4図は本発明を適用した回転子のさらに他の実施の形態を示す断 面の部分拡大図。
、第 2 5図は本発明を適用した回転子のさらに他の実施の形態を示す断 面の部分拡大図。 . , 第 2 :6図は本発明を適用した回転電機のさらに他の実施の形態.を示す 断面図.。 '
;第 2 7図は本発明を適用した.回転子のさらに他の実施の形態を示す断 面図。 '
第 2 8図は本発明を適用じた回転子のさらに他め製造方法を説明する 図。 、 発明を実施するための最良の形態
以下に説明する実施の形態では、 鉄粉を固めて固定子鉄心または回転 子鉄心の一部あるいは全 を形成しており、 あるいは固定子鉄心と回転 子鉄心の両方を形成している。 このため上述の永久磁石における渦電流 損の低減に加え、 @定子鉄心または回転子鉄心の内部の渦電流損を抑え ることができ、 内部の発熱を抑えることができる。 さらに発熱低減に加 え、 回転電機の効率を向上することができる。 例えば従来の焼結タイプ の永久磁石に比べ電気抵抗が 5倍から 1 0倍、 さらに場合によってはそ れ以上高くなり、 渦電流による発熱を低減できる。
以下に説明する実施の形態では、. 板状の希土類磁石材料間に薄いァモ ルファス上の膜が形成され、 この膜により板状の希土類磁石材料同士が 結着され ¾。 結着剤が薄い膜の形状どなることができ、 結果として磁石 の単位体積当りの希土類磁石材料の割合が多くなり、 良好な磁気特性が 得られる。 その一方で、 希土類磁石材料間の電気抵抗が結着剤の ¾い膜 により大きくなり、 磁石の内部抵抗が高くなる。
回転電機に設けられている永久磁石は例えば次のようにして製造され 。 まず磁性材料を圧縮成型し、 この圧縮成型した磁性材料にこの材料 と濡れ性が優れた結着剤の前駆体を含浸し、 結着剤にて磁性材料を結着 した磁石を得る。
以下の実施の形態では、 さらに次のような優れた効果がある。 希土類 焼結磁石では、焼結するために希土類磁石材を 温に熱する必要があり、 焼結温度に熱する工程を必要とするため、 設備費用を含め磁石あるいは 回転電機の生産コストが高 <：なる。
また 磁石材を終結温度に熱する焼結工程により、焼結工程前の形状 · 寸法に対し焼結工程後の形状 · 寸法が変化してしまう。 従って焼結工程 の後め成形工程で、 寸法精度を得るために大幅な切削を含む成形作業が 必要となる。 以下に説明する本発明の実施の形態では、 磁石を比較的低 い温度で製造できるため、 磁石材のプレス成型による形状 ··寸法を高い 精度で維持した状態で磁石材の結着を行うことがでぎる。 結果として高 い精度で磁石を生: ^することが容易 なる。 このため結着剤により固め られた後の磁石は成形処理が焼結磁石に比べ非常に簡単になり、 場合に よっては切削加工が不要となる。
曲線を有する形状に磁石を切削加工することは簡単ではない。 円など の単純な曲線に切削加工することは容易であるが、 複雑な曲線の切削加 ェは簡単ではない。 磁石を曲線形状に加工する場合は切削加工よりプレ ス加工の方が容易である。 しかし焼結磁石では上述のごとく焼結のため に高温に熱す ¾ことが必要で、 焼結工程の後に必ず切削加工が必要とな る。 以下に説明する本発明の実施例では、 プレス加工の後焼結温度に熱 する必要がないので、 磁石材の結着工程後においてもプレス加工の形状 や寸法関係が高い精度で維持されている。 このため、 磁石の最終形状が わずかな切削加工で得られることが多く、 場合によっては切削作業無し で、磁石を完成することが可能となる。
本発明によれば、 従来製造が困難であった曲線形状の磁石を容易に生 産することが可能となる。 このことにより、 回転電機の特性を向上する ことが可龍となる。
また以下に説明する実施例で-は、 磁石材のプレス加工後に加工された 磁石材をモ一夕の部品に取付け、 例えば Θ転子の磁石挿入孔に揷入し、 その後に結着剤を浸透させる結着作業を行うことが可能である。 この方 法によれば、' 磁石材の結着工程で磁石材のみならず磁石材と磁石近^の 回転電機の部品との結着.を合わせて行うことが可能となる。 例えは磁石 挿入孔内面と挿入された磁石の接着も同時に'行える。 これにより作業性 が向上する。 また磁石あるいは磁石を備えた回転電気の部品の耐久性も 向上する。 強いては回転電機の耐久性あるいは信頼性が向上する。
〈電気自動車 1 0 0〉 ' . 第 1図は、 本発^による回転電機が搭載されたハイブリッ ド型の電気 自動車の一実施の形態を示す構成図である。 なお本発明による回転電機 は、 純粋な電気自動車にもハイプリ ッ ド型の電気自動車にも適用できる が、 以下代表してハイプリッ ド型の電気自動車の実施例を説明する。 ハイブリツ ド型の電気自動車 1 0 0には、 エンジン 1 2 0と第 1の回 転電機 2 0 0 と第 2の回転電機 2 0 2と、 前記第 1の回転電機 2 0 0と 第 2の回転電機 2 0 2に高電圧の直流電力を供給するあるいは前記第 1 の回転電機 2 0と第 2の回転電機 2 .0 2から高電圧の直流電力を受け るバッテリ 1 8 0が搭載されている。 さらに 1 4ボルト系電力である低 電圧電力を供給するバッテリがこの車両に搭載されており、 以下 Iこ説明 する制御回路に低電圧の直流電力を供給するが、 この低電圧電力を供給 するバッテリの図示を省略する。 '
、エンジン 1 2 0および第 1の回転電機 2 0 0と第 2の回転電機 2 0 2 に基づく回転トルクは、 変速機 1 3 0とデフアレンシャルギア L 3 2に 伝達され、 前輪 1 1 0に伝達される。
前記,変速機 1 3 0を制御する変速機制御装置；！ 3 4とエンジン 1 2 0 を制御するエンジン制御装置 1—2 4と電力変換装置 6 0 -0 とリチューム イオン竃池などのバッテリ 1 8 Θを制御するパッテリ制御装置 i 8 4と 統合制御装置 1 7 0とが、 ぞれぞれ通信回線 1 7 4によって接続されて いる。 . 、 .
前記統合制御装置 1 7 0.は、 前記統合制御装置 1 7 0より下 の制御 装置である変速機制御装置 1 3 4やエンジン制御装置 1 2 4や電力変換 装置 6 0 0ゃバッテリ制御装置 1. 8 4から：、 それぞれの状態を表す情報 を通信回線 1 7 4を介して受け取る'。 これらの情報に基づき、 前記統合 制御装置 1 7 0によって各制御装置の制御指令が演算され、 前記統合制 御 1 7 0から各制御装置への制御指令が上記通信回線 1 7 4を介してそ れぞれの制御装置へ送信される。 例えば上記バッテリ制御装置 1 8 4は リチュームイオン電池であるバッテリ 1 8 0の放電状況ゃリチュームィ オン電池を構成する各単位セル電池の状態をバッテリ 1 8 0の状態とし て統合制御装置 1 7 0に通信回線 1 7 4を介して報告する。
前記統合制御装置 1 7 0は上記報告から上記バッテリ 1 8 0の充電が 必要と判断すると、 電力変換装置 6 0 0に発電運転の指示を出す。 統合 制御装置 1 7 0はまたエンジン 1 2 0と第 1や第 2 φ回転電気 2 0 0 , 2 0 2の出力小ルクを管理し、 エンジンと前記第 1や第 2の回転電機 2 0 0 , 2 0 2の出力トルクの総合トルクあるいは卜ルク分配比を演算 処理し、 処理結果に基づく制御指令を変速機制御装置 1 3 4やエンジン 制御装置 1 2 4や電力変換装置 6 0 0へ送信する。 トルク指令に基づき 電力変換装置 6 0 0ほ第 1の回転電機 2 0 0と第 2の回転電槻 2 0 2を 制御し、 どちらか一方の回転電機であるいは両方の回転電機で指令のト ルク出力を、 あるいは発電電力を発生するようにこれらの回転.電機を制 御する。
前記電力変換装置.6 0 0は統合制御装置 1 7 0からの指令 基づき第 1の回転電機 2 0 0と第 2の回転電機 2 0 2を運転するためにインバ一 夕を構成するパワー半導体のスィツチング動作を制御する。 これらパヮ —半導体のスィツチング動作により、 第 1の回転電機 2 0 0と第 2の回 転電機 2 0 2が電動機としてあるいは発電機として運転される。
電動機として運転する場合は高電圧のバゲテリ 1 8 0からの直流電力 が前記電力変換装置 6 0 0のインバー夕の直流端子に供給される。 ィン バ一タを構成するパワー半導体のスィツチング動作を制御することによ り上記供給された直流電力が 3柑交流電力に変換され、 前記回転電機 2 0 0あるいは 2 0 2に供給される。 '一方第 1の回転電機 2 0 0あるい は箏 2の回転竜機 2 0 2が発電機として連転される場合、 回転電機 200 あるいは 2 0 2の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転し、 こ の回転トルクに基づき前記回転電機の固定子巻線に 3相交流電力を発生 する。 発生した 3相交流電力は前記電力変換装置 6 0 0で直流電力に変 換され、 直流電力が前記高電圧のバッテリ 1 8 0に供給され、 前記バッ テリ 1 8 0が直流電力により充電される。
第 1図に示すとおり、 電力変換装置 6 ひ 0は、 直流電源の電圧変動を 押さえる複数の平滑用コンデンサを内蔵するコンデンサモジュールと、 複数の ワー半導体を内蔵するパワーモジユールと、 このパワーモジュ 0 ールのスィツチング動作を制御するスィツチング駆動回路および前記ス ィツチング動作の時間幅を決める信号すなわちパルスワイ ドモデュレー シ、ョンの制御を行う P W 1VI信号を発生する回路を備えた回転電機制御回 路から構成されている。 , . 前記高電圧のバッテリ 1 8 0はリチュームイオン電池あるいはニッケ ル水素電池などの 2次電池であり、 2 5 0ボルトから 6 0 0ポルト、 あ るいはそれ以上の高電圧の直流-電力が前記 2次電池 ίこ充電ざれ、 あるい は前記 2次電池から出力される。'
〈電気回路の説明〉
第 2図は第 1図に示す電力変換装置 6 0 0の回路図である。 電力変換 装置 2 0 0には、 第 1の回転電機 2 0 0へ供給する 3相交流電力を発生 するためのあるいは第 1の回転電機 2 0 0からの 3相交流電力を直流電 力に変換するための第 1のィンバ一夕装置と、 第 2の回転電機第 2の回 転電機 2 0 2へ供給する 3相交流電力を発生するだめのあるいは第 2の 回転電機第 2の回転電機 2 0 2からの 3相交流電力を直流電力 ίこ変換す るための第 2のィンバ一夕装置とが設けられている。 第 1のィンパ '一夕 装覃は、 第 1のパワーモジュール 6 1 0と、 第 1のパワ^"モジュ一ル 6 1 0に内蔵されたィンバ一夕の各アームを構成する各パワー半導体 2 1のスィツチング動作を制御する第 1の駆動回路 6 5 2 と、 回転電機 2 0 0の電流を検知する電流センサ 6 6 0と以下に説明する第 2のイン バ一夕装置と共通に使用される制御回路 6 4 8と、 コネクタ基板 6 4 2 に実装された送受信回路 6 4 4と、 コンデンサモジュール 6 3 0とを備 えている。 な 、 駆動回路 6 5 2は駆動回路基板 6 5 0に設けられてお り、 制御回路 6 4 8は制御回路基板 6 4 6に設けられている。
第 2のインバー夕装置は、 第 2のパヮ一モジュール 6 2 0 と、 第 2の 1 パワーモジュール 6 2 0に内蔵されたィンパ一夕の各アームを構成する 各パワー半導体 2 1のスィツチング動作を制御する第 2の駆動回路 656 と、、 回転電機 2 0 2の電流を検知する電流センサ 6 6 2と、 上記第 1の ィンバ一夕と共通に使用される制御回路 6 4 8と、送受信回路 6 4 4と、 コンデンサモジュール 6 3 0とを備えている。 上記第 2の駆動.回路 656 は第 2の駆動回路基板 6 5 4に実装されており、 また上記制御回路 648 ば制御回路基板 6 4 6に実装されており、 上記送受信回路 6 4 4はコネ クタ基板 6 4 2に実装されている。
第 1のパワーモジユール 6 1 0と第 2のパワーもジュール 6 2 0は、 それぞれ対応する第 1および第 2の駆動回路 6 5 2と 6 5 6とから出力 された駆動信号によって動作し、 高電圧バッテリ 1 8 0から供給されだ 直流電力を三相交流電力に変換し、 その電力を対応する回転電機 2 0 0 や 2 0 2の電機子巻線に供給する。 また上記回転電機 2 0 0や 2 0 2の 電機子巻線である固定子卷線に誘起'された交流電力を直流に変換して高 電圧バッテリに供給する。 '
〈パワーモジュール 6 1 0および 6 2 Όの説明〉
上記第 1および第 2のパワーモジュール 6 1 0や 6 2 0は、 第 2図に 記載のごとく 3相ブリ ッジ回路を備えており、 3相の各相に対応した直 列回路がそれぞれバッテリ 1 8 0の正極側と負極側との間に電気的に並 列に接続されている。 各直列回路は上アームを構成するパワー半導体と 下アームを構成するパワー半導体 を備え、 上アームのパワー半導体 2 1 と下アームを構成するパワー半導体 2 1 とは直列に接続されている。 第 1のパワーモジュール 6 1 0と第 2のパワーモジュール 6 2 0とは 第 2図に示す如く、 回路構成がほぼ同じであり、 第 1のパワーモジユー ル 6 1 0で代表して説明する。 本回路では、 スイッチング用パワー半導 体 2 1 として I G B T (絶縁ゲ一ト型バイポーラ トランジスタ） を用い ている。 I G B Tは、 コレクタ電極， エミヅ夕電極及びゲート電極の 3 つ、の電極を備えている。 I G B Tの レクタ電極とエミッ夕電極との間 にはダイオード 3 8が電気的に接続されている。 ダイオード 3 8Jま、 力 ソード電極及びァノ一ド電極の 2づの電極を備えており、 I G B Tのェ ミッタ,電極からコレク夕電極に向かう方向が順方向となるように、 力ソ —ド電極が I G B Tのコレクタ電極に、 ァノ一ド電極が J G B Tのエミ ッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
スィッチング用パワー半導体素子としては M O S F E T (金属酸化物 半導体型電界効果トランジスタ） を用いてもよい。 M O S F E Tは、 ド レイン電極，ソース電極及びゲート電極の 3つの電極を備えている。尚、 M O S F E Tは、 ソース電極とドレイン電極との間に、 ドレイン電極か らソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイォ一ドを備えている ので、 第 2図のダイオード 3 8を設ける必要がない。
各相の直列回路は、 上アームである I G B Tのエミッ夕電極と下ァ一 ムである I G B Tの；：レク夕電極どが電気的に直列に接続されて構成さ れている。 尚、 本実施例では、 各相の各上下アームの I G B Tを 1個ず つ図示していないが、 制御する電流容量が大きいので、 実際には複数の I G B Tが電気的に並列に接続されて構成されている。 以下説明を簡単 にするため、 インバー夕の各アームは 1個のパワー半導体 2 1からなる として説明する。 ，
第 2図に示す実施例では、 各相の各上下アームはそれぞれ 3個のパヮ —半導体 2 1 ίこよって構成している。 各相の各上アームのパワー半導体 2 1のコレク夕電極はバッテリ 1 8 0の正極側に、 各相の各下アームの パワー半導体 2 1 のエミッタ電極はバッテリ 1 8 0の負極側それぞれ電 気的に接続されている。 . ： '
各柑の各アームすなわち直列回路の中点すなわち上アーム側 I G B T のェミツ夕電極と下アーム側の I G B Tのコレクタ電極との接続部分は 三相交流電力の各相となり、 対応する回転電機 2 0 0や 2 0 2の対応す る相の電機子巻線に電気的に接続されている。 ·
1 と索 2の駆動回路 6 5 2と 6 5 6は、 対応する第 1や第 2のパヮ 一モジュール 6 1 0や 6 2 0の各ィンバ一夕装置を制御するための駆動 部を構成しており、制御回路 6 4 ' 8から出力された制御信号に基づいて、 パワー半導体 2 1 を制御するための信号を発生する。 それぞれの駆動回 路 6 5 2や 6 5 6で発生した信号は、 対応する第 1のパワーモジュール 6 1 0や第 2のパワーモジュール 6 2 0の各パワー半導体のゲ一卜にそ れぞれ出力される。 各相の各 ±下アームのゲートに供給するそれぞれの 信号を発生する 2組の回路を、 この実施の形態では 1つの集積回路に内 蔵している。 第 1のパワー乇ジュ一ル 6 1 0や第 2のパワーモジュール 6 2 0は合せて 1 ？個の上または下アームを有するので、 駆動回路 652 や 6 5 6は 6個の上記集積回路を有しており、 これら 6個の集積回路を 収めて 1ブロック内に収納している。 すなわち上記一部ロックの集積回 路で駆動回路 6 5 2や 6 5 6を構成している。
制御回路 6 4 8は、 第 1および第 2のパワーモジュール 6 1 0や 620 の制御部を構成しており、 インバー夕回路を構成する複数のパワー半導 体 2 1を動作 （オンまたはオフ） せるための制御値すなわち動作タイ ミングを演算するマイクロコンピュータを備えて構成されている。 制御 回路 6 4 8には、 上位制御装置からの.トルク指令信 （トルク指令値）， 電流センサ 6 6 0や 6 6 2及び回転電機 2 0 0や 2 0 2に搭載された回 転.センサが検知した信号 （センサ出力） が入力されている。 制御 ΙΪΙ路 6 4 8はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、 駆動回路 6 5 2 や 6 5 6にパワー半導体 2 1のスイッチングタイミングを制御するため の、制御信号を出力する。
コネクタ基板 6 4 2に実装された送受信回路 6 4 4は、 電力変換装置 6 0 0と外部の制御装置との間を竜気的に接続するためのもので、 第 1 図の通信回線 1 7 4を介して他の装置と情報の送受信を行う。
コンデンサモジュール 6 3 0は、 パワー半導体 2 1のスィツチ グ動 作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成する ためのものであり、 第 1のパヮ一モジュ一ル 6 1 0や第 2のパヮ一モジ ユール 6 2 0の直流側の端子に、 絶縁シー卜を挟んで対向して配置され る板状の導体の積層構造からなる直流バスバーにより、 電気的に並列に 接続されている。
〈回転電機 2 0 0あるいは 2 0 2の説明〉：.
第 3図は、 第 1図と第 2図に記載の回転電機 2 0 0あるいは 2 .0 2の 断面図である。 回転電機 2 0 0 t 2 0 2とは略同じ構造であり、 回転電 ,機 2 0 0の構造をこれらの代表例どして第 3図から第 6図を用いて説明 する。 第 4図は第 3図に す固定子 2 3 0および回転子 2 5 0の A— A 断面であり、ハウジング 2 1 2およびシャフ ト 2 1 8の記載を省略した。 ハウジング 2 1 2の内部に固定子 2 3 0が保持されており、 固定子 2 3 0は固定子鉄心 2 3 2と固定子巻線 2 3 8 とを備えている。 固定子 鉄心 2 3 2の内側面に対して空隙 2 2 2を介して回転子 2 5 0が配置さ れている。 回転子 2 5 0は回転子鉄心 2 5 2 と永久磁石 2 5 4とを備え ており、 回転子鉄心 2 5 2はシャフ ト.2 1 8に固定されている。 ハウジ ング 2 1 2はシャフ ト 2 1 8の回 軸方向の両側にェンドプラケッ ト 2 1 4をそれぞれ有しており、 前記回転子鉄心 2 5 2を有するシャフ ト 2 1 8はェンドブラケッ ト 2 1 4のそれぞれに軸受 2 1 6により回転自 在に保持されている。
、上記固定子鉄心 2 3 2および回転子鉄心 2 5 2は、 表面に電気絶縁膜 を付ける処理を行った鉄粉を圧縮して成形している。 上記固定子鉄心 2 3 2が、 鉄粉を圧縮して成形した構造をなしている。 このような構造 をとることにより、 先に固定子巻線を成形しておき、 次に固定子巻線を 仮固定し、 仮固定した固定子巻線を内蔵するよ にして鉄粉を詰め、 次 に鉄粉全体を圧縮成形して固定子全体を作ることにより、 生産性が向上 すると共に固定子巻線の占積率が向上する。 さらに渦電流を底減でき、 回転電機の効率が向上する。 、
上記回転子鉄心 2 5 2を、.表面に電気絶縁膜を付げる処理を行った鉄 粉を圧縮しで成形することにより回転子鉄心 2 5 0の渦電流を低減でき る。 また以下で説明する永久磁石 2 5 4と. 2 5 6は滴電流を低減する構 造をしており、 回転子 2 5 0の内部発熱を総合的に低減できる。 希土類 永久磁石は温度が上昇すると磁気特性が劣化、 すなわち減磁する欠点を 有している。 車載用回転電機は周囲の温度が高い状況で使用される場合 が多々あり、 内部発熱を低減することは信頼性を高く維持する上で、 た いへん好ましい。 - シャフ ト 2 1 8には回転子の極の位置を検出する回転子位置センサ 2 2 4と回転子の回転速度を検出する回転速度センサ 2 2 6とが設けら れている。 これらのセンサ 2 2 4と 2 2 6からの出力は第 2図に示す制 御回路 6 4 8に取込まれ、 これらセンサの出力に基づいて第 1および第 2のパワーモジュール 6 1 0や 6 2 0が制御される。.
第 4図を用いて第 3図に示す固定子 2 3 0および回転子 2 5 0の具体 的な構造を説明する。 固定子 2 3 0は固定子鉄心 2 3 2を有しており、 固定子鉄心 2 3 2は周方向に均等に多数のスロッ 卜 2 3 4とティース 2 3 6とを有しており、 スロッ ド 2 3 4は固定子巻線 2 3 8を有してい る,。 固定子巻線の巻回方^;には分布巻と集中巻の方式がある。 本実施の 形態ではどちらの巻回方式も適用できる。 第 4図で、 固定子の回転子側 には全周に渡ってティース 2 3 6とスロッ ト 2 3 4が設けられている。 これら全てに符号を付すと煩雑になるので代表して一部のティースとス ロッ トにのみ符号を付した。 .
回転子鉄心 2 5 2には永久磁石 2 5 4や 2 5 6を挿入する永久磁石挿 入孔が設けられており、 上 Ϊ己永久磁石挿入孔に永 磁石 2 5 4や 2 5 6 が挿入され Tいる。 永久磁石' 2 5 4や 2 5 6の磁化方向は、 磁石の固定 子側面が N極または S極となる方向で、 回転子の極毎に磁化方向が反転 している。
永久磁石 2 5 4や 2 5 6は磁化され、 永久磁石となった状態で永久磁 石挿入孔に挿入しても良いし、 あるいは永久磁石 2 5 4や 2 5 6が磁化 されていない状態 （以下磁石体ど記す） で上記磁石挿入孔に挿入され、， 上記磁石挿入孔に抨入された後に強力な磁界を与えて磁化されることに より永久磁石となるようにしてもよい。 磁化されない状態の磁石体を磁 石挿入孔に揷入し、挿入後磁化する方が、回転電機の生産性が向上する。 すなわちこれら永久磁石はたいへん強力な希土類材料からなる磁石であ り、 磁石挿入孔に挿入する前に磁化すると、 挿入時に回転子鉄心 2 5 2 との間に強力な吸引力が生じ、 この求心力が挿入作業の妨げとなる。 ま た強力な吸引力により、 永久磁石に鉄粉などのごみが付着する恐れがあ る。
第 4図に示す実施の形態では、 永久磁石 2 5 .4と 2 5 6 とで回転子 2 5 0の 1つの極として作用する。 永久磁石 2 5 4と 2 5 6とを備えた 回転子 2 5 0の極は回転子 2 5 0の周方向に等間隔に配置されており、 この実施形態では 8極である。 しかし本発明が適用される適用対象は 8 極、に固定されるものではなく、 1 0極以上 3 0極まで、 場合によっては それ以上であっても良い。 但しモー夕としての要求出力などにより極数 が定まる。 また極数を多くすると磁石数が増大し、 作業性が低下する。 場合によっては 8極以下でもよい。 回転子 2 5 0の各極として作用する 永久磁石 2 5 4と 2 5 6の固定子側に存在する^]転子鉄心の部分は磁極 片 2 8 0として作用し、 永久磁石 2 5 4と 2 5 6に出入りずる磁力線は この磁極片 2 8 0を通して固定子鉄心 2 3 2に出入りする。
上述したとおり、 回転子 2 5 0の極として作用する永久磁石 2 5 4と 2 5 6は極毎に逆方向に磁化されており、 ある極の磁石 2 5 4と 2 5 6 が固定子側が N極でシャフ ト側が S極となるように磁化されているとす ると、 その両隣の極として作用する永久磁石 2 5 4と 2 5 6は固定子側 が S極でシャフ ト側が N極となるように磁化されている。 回転子 2 5 0 の極と極との間にはそれぞれ補助磁極 2 9 0として作甩する部分が存在 、し、 これら補助磁極 2 9 0を通る Q軸'磁束と磁石を通る d軸磁束の磁気 回路の磁気抵抗の差でリラクタンス小ルクを発生する。. 各補助磁極 290 と各磁極片 2 8 0との間にはそれぞれプリ ッジ部 2 8 2 と 2 8 4とが存 在し、 このブリ ッジ部 2 8 2と 2 8 4では磁気的な空隙 2 6 2と 2 6 4 とにより磁気回路の断面積が狭められている。 このため各ブリッジ部 2 8 2と 2 8 4では磁気飽和現象が起こり、 磁極片 2 8 0と補助磁極 2 9 0との間を通るすなわちブリ ッジ部 2 8 2と 2 8 4を通る磁束量が 所定量以下に抻さえられる。
〈永久磁石 2 5 4と 2 5 6の説明〉
ここで永久磁石. 2 5 4と 2 5 6は磁石材料である希土類材料のネオジ ゥム （N d ) の 体をこのネオジゥム （N d ) と前駆体が親和性の良い 性質を備えているバインダ一で結着した構造をしている。 ここで親和性 の優れた前駆体は S i O系のバインダ一の前駆体、 例えば S i 0 2 の前 駆体であるァルコキシシロキサンまたはアルコギシシランである。， ネオ ジゥム：（N d ) の粉体は板状の形状を為しており、 高さ方向である Z軸 方向の値 ίこ対し X軸や Y軸方向の大きさが数倍以上である、 厚みが薄い 形状をしている。 ネオジウム （N d ) 粉体の X軸や Y軸方向め大きさは 大きい方が良く、 例えば^体の X軸または Y軸方向の大きさが 4 5 メ —ダ以上の大きさの粉体を使用する方が残留特性が良くなる。 成形中に ネオジゥム （N d ) の粉体が割れるなどで細かくなり、 小さい形状の粉 体が混ざることはレかたないが、 粉体の半分以上が 4 5 メ タ以上め 大きさ粉体であることが望ましく、 さらには 7割以上が 4 5 メータ以 上の大きさの粉体であるとよ 0好ましい結果が得られる。 9割以上が 4 5 メ一夕以上の大ききめ粉体であるとさらにより好ましい結果が得 られる。 なおネオジゥム （N d ) にさらにデイスプロシゥム （D y.) を 若干含んでいると特性が改善され、 車両用回転電機としてより好ましい 特性をえることができる。 このディスプロシゥム （D y ). を含むことに より、 回転電機の温度が上昇しても良好な磁気特性が維持ざれる。 ディ スプロシゥム （D y ) の含有割合は数％程度で、 多くても 1 0 %以下で ある。 バインダ一で希土類磁石材料の粉体を結着した構造の磁石は後で 詳述する。
第 3図および第 4図で、 回転子の上記回転速度センサ 2 2 6と上記回 転子位置センサ 2 2 4との出力に基づき第 2図に示す第 1の駆動回路 6 5 2が第 1のパワーモジュール 6 1 0を制御する制御信号を発生して 第 1のパワーモジュール 6 1 0に送信する。 第 1のパワーモジュールは 前記制御信号に基づぎスィツチング動作を い、 バッテリ 1 8 0から供 給される直流電力を 3相交流電力に変換する。 この 3相交流電力は第 3 図や第 4図に示す固定子 線 2 3 8に供給され、 上記回 速度センサ 2 2 6の検出値に基づいて 3相交流電流の周波数が制御され、 上記回転 子位置センサ 2 2 4の検出値に基づいて上記 3相交流電流の回転子に対 する位相が制御される。
上記位相と周波数の回転磁界が上記 3相交流零流こより固定子 2 3 0 に発生する。 固定子 2 3 0の回耘磁界が回転子 2 5 0の永久磁石 2 5 4 や 2 5 6に作用して回転子 2 5 0に永久磁石 2 5 4と 2 5 6に基づく磁 石トルクが生じる。 また上記回転磁界が回転子 2 5 0の補助磁極 2 9 0 に作用し、 上記回転磁界の磁石 2 5 4や 2 5 6を通り磁気回路と補助磁 極 2 9 0を通る磁気回路との磁気抵抗の差に基づき回転子 2 5 0にリラ クタンストルクを発生する。 回転子 2 5 0 .の回転トルクは上記永久磁石 に基づく磁石トルクと上記補助磁極に基づく リラクタンストルクの両ト ルクに基づいて定まる'値となる。 . - . 上記リラクタンストルクは、 固定子'巻線が発生する回転磁界が磁石を 通 磁気抵抗と上記補助磁極 2 9 0を通る磁気抵抗との差によって発生 するので、 第 2図に示す制御回路 6 4 8は、 固定子巻線 2 3 8による電 機子起磁力の合成べク トルを補助磁極の中心位置より回転方向の進み側 になるように制御し、 回転子の補助磁極 2 9 0に対する回転磁束の進み 側位相によりリラクタンストルクを発生する。
このリラクタンス トルクは回転電機の始動状態や低速運転状態におい て、 永久磁石 2 5 4と 2 5 6による磁石卜ルクに加算される方向の回転 トルクを回転子 2 5 0に発生するので、 磁石ドルクとリラクタンストル クの加算トルクで回転電機が発生しなければならない必要トルクを作り 出すことができる。 従って、 リラクタンス ルクに相当する卜ルク分、 磁石トルクの発生を小さくでき、 永久磁石の起磁力を下げることができ る、。 永久磁石の起磁力を卞げることにより、 回転電機の，速運転時の永 久磁石による誘起電圧を抑えることができ、 高速回転時の回転電機への 電力供給が容易となる。 さらにリラグ夕ンストルクを大きくすることで 磁石量を少なくできる効果がある。 希土類永久磁石は価格が高いので使 甩磁石量を少なくできることは経済的な観点でも望ましい。
〈回転子 2 5 0の小ルク m力の説明〉
第 5図と第 6図と第 7図 用いて 石トルクおよびリラクタンスト.ル クを説明する、 なお第 5図乃至第 7図は、 第 4図に示す回転子の極部分 の拡大図であり、 第 4図の回転子 2 5 0の極を構成する磁石 2 5 4と 2 5 6の内の 1組を代表的に磁石 2 5 4— 1 と 2 5 6— 1 とし又その隣 の極の組磁石を磁石 2 5 4— 2と 2 5 6 -,2として示す。 第 5図と第 6 図に記載の磁束は磁石 2 5 4— 1 と 2 5 6— 1が発生する d軸の磁束を 示し、 第 7図は固定子 2 3 0が発生する Q.軸の磁束を示す。 回 電機 , 2 0 0の d軸の磁 には第 5図や第 6図に記載の磁束に加え、 さらに固 定子巻線が発生する磁束が存在するが第 5図と第 6図には記載していな い。 第 4図に示す回転電機が運転状態にある場合、 上記回転電機には上 記 d軸と Q軸の両磁束が存在している。
第 5図と第 6図において、 回転子 2 5 0の各極を構成する永久磁石 2 5 4と 2 5 6の周方向両側端部には、 磁気的な空隙部 2 6 2と 2 6 4 からなる非磁性部が形成されている。 磁気的な空隙 2 6 2 と 2 6 4によ りその固定子倒の回転子鉄心 2 3 2にプリッジ部 2 3 2 と 2 8 4とが形 成される。ブリッジ部 2 8 2と 2 8 4は磁気的に飽和状態となっており、 磁極片部 2 8 0からプリッジ部 2 8 2と 2 8 4を通 ύて補助磁極 2 9 0 に漏れる磁束を制限する作用をする。 上記 リッジ部 2 8 2と 2 8 4を 形成することにより回転子の各極における永久磁石 2 5 4と 2 5 6の周 方向両端部と補助磁極部 2 9 0との間の永久磁石 2 5 4と 2 5 6の磁束 密度分布の変化、 すなわち磁気的な空隙 2 6 2と 2 6 4の固定子側から 固定子に向かう磁束密度分布の変化を緩やかにすることができ、 回転電 機 2 5 0のトルク脈動を低減する作用をする。
本実施の ¾態では、 磁気的な空隙 2 6 2と 2 6 4は電磁鋼板に空隙を 形成することで作られ、 この空隙は永久磁石を挿入するための永久磁石 挿入孔と一体に形成される この一体形成では磁 的な空隙 2 6 2と 2 6 4は、 永久磁石挿入孔に永久磁石 2 5 4と 2 5 6とが挿入されたと きに、 永久磁石 2 2の周方向端部に隣接するように形成される。 磁気的 な空隙 2 6 2 と 2 6 4には後述する磁石を形成するための非磁性体であ る S i ひ系のパィンダ一を充填レても良ぃ：し、 非磁性体であるワニスな どの充填材を充填しても良い。 もちろん何も充填しない、 すなわち空気 が存在する空隙のままでもよい。 . .
, 本実施形態では、 磁気的な空隙 2 6 2や 1 6 4を設けたことにより、 上述の如くコギングトルクやその他トルク脈動を低減でき、 さらに磁極 片部 2 8 0— 1 と補助磁極部 2 9 0 との間に形成されたブリッジ部 282 と 2 8 4の径方向の寸法を、 永久磁石 2 5 4や 2 5 6の径方向の幅より も小さくでき、 永久磁石の発生する磁束の漏洩を低減できる。 この実施 の形態では、 ブリ ッジ部 2 8 2や 2 8 4の径方向寸法は、 永久磁石 254 や 2 5 6の径方向幅の半分以下である。
磁気的な空隙 2 6 2や 1 6 :4はその固定子側の辺よりも回転子の中心 軸側の辺が短い形状、 この実施の形態では台形状をしている。 また、 磁 気的な空隙 2 6 2や 1 6 4の固定子側の辺と回転子の中心軸側の辺とを 結ぶ補助磁極部側の斜辺部と、. 固定子側の辺との間の形状を所定の曲線 形状としている。 このようにすることにより、 回転子 2 5 0の回転によ る、遠心力によって発生する応力が局部に集中するのを防止している。 ま た回転子鉄心 2 5 2を加工するプレスなどの加工機の金型が鋭角となる のを防止できる。 加工手段が鋭角形状となると切削加工における磨耗が 激しくなる問題を生じる。
回転子鉄心 2 5 2を積層鋼板ではなく、 鉄粉を圧着して製造すること ができこの場合には、 鉄粉を圧縮するプレス機械の金型が鋭角形状とな るのを避けることが望まし 。 金型が鋭角形状となる場合、 鉄粉を圧縮 するプレス加工機の金型の磨耗が激しくなる。 このため 気的な空隙 2 6 2や 1 6 4の形状は角を円形として、鋭角を避けることが望ましい。 また磁気的な空隙 2 6 2や 1 6 4は、 理的な空隙であっても良いが、 非磁性材嵙であるアルミ材またはステンレス材の如く磁気特性をほとん ど有していない材料を詰めても良い。 例えば磁性材である鉄粉を圧縮し て回転子鉄心 2 5 2を作る工程で、 アルミ材またはステンレスネオからな る予め作られていた磁気的な空隙 2 6 2や 1 6 4の形状の部材を入れ、 これら磁気的な空隙 2 6 2や 1 6 4の部材を内蔵するようにして、 回転 子鉄心 2 5 2を圧縮成形することができる。 この圧縮成形工程では； 上 述の S i O系バインダー使用の磁石と上述の磁気的な空隙 2 6 2や 1 64 の形状の部材とを磁性材である鉄粉に内蔵した状態で圧縮成形して回転 子鉄心 2 5 2を製造する。 、
第 5図は、 固定子巻線 2 3 8に通電していない状態で、 上記の如く磁 性材である鉄粉を圧縮して成形し 回転子 2 5 0の永久磁石 2 5 4— 1 と 2 5 6 _ 1 とが作る磁束の流れを示す。 第 6図は磁石の作る磁束を模 式的に記載した図である。 磁石 2 5 4一 1 と 2 5 6 - 1は一つの回転子 極を構成し、これら磁石の固定子側が N極となる方向に磁化されている。 磁石 2 5 4— 1 と 2 5 6 — 1が発生する磁束は磁極片 2 8 0 — 1を通し て固定子 2 3 0に入り込んでいる。 一方磁石 2 5 4— 2と 2 5 6 — 2は 隣の回転子の極を構成し、 これら磁石の固定子側が S極となる方向に磁 化されている。 固定子 2 3 0から磁極片 2 8 0 — 2を通り磁石 2 5 4 - 2と 2 .5 6 — 2に磁束が入り込む。
第 6図に示す磁束は磁右が作る 3軸の磁束でぁり、 それぞれ補助磁極 2 9 0を周回している。 固定子卷線 2 3 8に 3相交流電流が供給される とこの 3相交流電流により ¾生した磁束と上記 d軸の磁束との作用によ り磁石トルクが発生する。 、
第 7図は 3相交流電流を固定子巻線 2 3 8に供給したときに発生する 磁束の内 Q軸磁束を示す。 この Q軸磁¾は補助磁極 2 9 0をどおり、 極 を構成する永久磁石を周回する。 固定子巻線 2 3 8により発生する磁束 の内 Q軸の磁束は補助磁極 2 9 0を通り永久磁石を周回する磁気回路を 通るので、 磁気抵抗が小さく、 磁束量が多い。 一方固定子巻線 2 3 8に ,より発生する磁束の内 d軸磁束は永久磁石を横切る磁気回路を通るので、 磁気抵抗が大きく、 磁束量が少ない。 これら d軸と Q軸の磁束差により リラクタンス トルクが発生する。
第 4図から第 7図はリラクタンス トルクを発生する補助磁極 2 9 0を 有する磁石モー夕を記載した。 リラクタンス トルクを利用することで回 転電機に要求される トルク特性を満足するのに必要な磁石量を減らすこ とが可能となる。 磁石量を減らすことで磁石の内部発熱が低減される効 果に加え、 高 ¾回転での回転機内部の誘起電圧を低 でき、 高速回転で の回転電機への供給電圧を低く抑えられる効果がある。 しかし、 回転電 機.として使用する場合上記効果は得られないが、 補 ¾磁極 2 9 0を設け なくても回転電機として電動機運転や発電機運転が可能で.ある。 この場 合第 4図から第 7図に示す構造で補助磁極 2 9 0を有さないかあるいは 補助磁極 2 9 ひの割合が少ない構造となり、 逆に磁石の占める割合が多 くなる。 ' 〈永久磁石 2 5 4と 2 5 6の製造方法〉
本実施の形態に係る永久磁石 2 5 4や 2 5 6の製造プロセスの一例を 第 8図に示す。 工程 1 0では、 粉体状の磁石材料を生成する。 例えば希 土類の磁石用磁粉は、 組成を調整した母合金を急冷することにより製造 できる。 .
工程 1 0で作られる希土類の磁石用磁粉は板状の形状を成していて、 以下の工程 1 7で説明する圧縮成形により、 希土類の板状の磁粉が層を 成して積層される。 以下に説明するバインダーの前駆体を含浸すること で、 上記積層された各層の狭い隙間にバインダーの前駆体が膜状に り 込み、 アモルファス状態の膜状の結着剤となり、 上記積層された各層の 板状の磁粉強く結着する。 このため良好な磁気特性が.得られる。 - , 本実施の形態では非酸化物磁粉を用い、 特に希土類磁石、 例えば
N d F e B等の磁粉を使用する。 本発明では、 以下に詳述する方法を用 いることにより、比較的低温の工程で永久磁石を製造することができる。 これにより、 非酸化物の磁粉を用いる場合であっても、 磁粉の酸化を抑 制し、 磁気特性の高い磁石を得ることができる。
工程 1 5では、 前記粉体状の磁石材料を圧縮成形する。 例えば回転電 機に使用する永久磁石を製造する場合は、 この工程 1 5では、 回転電機 に使用する永久磁石の最終磁石形状の型 用い、 型に粉体状の磁石材料 を供給し、 圧縮成形する。 圧縮成形された磁石材料は型により形状が決 められた多孔質の状態であり、 機械的強度は弱く、 強い衝撃を受けると 壊れる状態である。 また磁化されていないので、 永久磁石としての特性 は有していない。 この圧縮成形の状態のままで磁化しても回転電機の構 成部品として使用することは機械強度的に困難である。
圧縮成形された磁石は、 以下に詳述する製造方法を用いることで、 磁 石形状の寸法関係がその後の工程であまり変化しない。 すなわち工程 1 5で圧縮成形された形状が高い精度で維持できる。 例えば以下の製造 工程を使用した場合、 磁右材料を結着するバインダーのバリなどの一部 分を切削成形することが必要かもしれないが、 形状の多くの部分は高い 精度が維持されており、 回 電機に いて要求される磁石の精度を達成 できる可能性が高い。 、
焼結磁石では、 圧縮成形された磁石材料を製造工程で高温に熱するこ とが必要で、 高温に熱した後冷却されることで磁石の形状は圧縮成形の 形状から変形してしまう問題がある。 この:ため従来の焼結磁石では最終 形状の精度を維持するために切削加工が必須であった。 このことにより 生産性が悪ぐなる問題があつた。 また切削加工では曲線形状の加工が困 難であり、 曲線形状を備えた磁石を簡単に生産することができない。 曲 線形状の磁石を製造するには切削加工するための口一ラ内を何度も通し て成形するなどの方法が取られており、 加工に多くの時間と特別な加工 設備が必要となる。
工程 2 0では、 圧縮成形された磁石成形体に S i O系の前駆体、 例え ば S i 0 2 の前駆体の溶液を含浸する。 圧縮成形された磁石成形体は多 孔質の状態であり、 粘性が低く、 磁石材料に対して濡れ性の良い性質を 持つ結着剤の 駆体を含浸する。 庄縮成形された磁石成形体に対し前記 前駆体は濡れ性が良好で粘性も低いので、 多孔質の圧縮成形体に前記前 駆体が吸い込まれるように含浸される。 具体的な前駆体は以下で詳述す る。 . ：
磁石成形体に対する濡れ性の良好な結着剤の前駆体溶液を含浸するこ とで、 磁石成形体を構成するそれぞれの磁石粉体の表面を前記結着剤が 被い、 結果として多数の粉体を良好につなぎ合わせる作用を為す。 また 良好な濡れ性の作用で結着剤の前駆体溶液が磁石成形体の細部に入り込 むので.、 量的に少ない結着剤で良好な結着効果が得られる。 また良好な 濡れ性を利甩しているので、 エポキシ樹脂の使 に比べ設備が比較的シ ンプルで安価になる。 さらに以下に詳述する前駆体は比較的低い温度で 硬化するので、 圧縮成形体の寸法 · 形状が高い精度で維持したまま最終 的な磁石が獰られる。 もちろん前駆体の含浸の工程で結着剤のバリなど ができるが、 粉末磁石の圧縮成形体の寸法や形状が変化するわけでは無 いので、 結着剤の切削処理を行うことで磁石が製造される。
さらに以下に詳述する前駆体は比較的低い温度で硬化するので、 工程 2 0は 1 2 0度以上 2 0 0度以下の温度範囲、 特に 1 5 0度程度の温度 条件で行うことができる。 これにより、 圧縮成形体の寸法 ' 形状が高い 精度で維持したまま最終的な磁石が得られる。 また、 N d F e B等の磁 石用磁粉が酸化することを抑制し、 磁気特性の低下を防止することがで きる。
工程 2 5は、 含浸された圧縮成形体を熱処理することにより結着剤で 磁石材料を結着する工程である。 以下に詳述する如く S i 0 2 を結着剤 として磁石材料を結着することで良好な磁石体を得ることができる。 以 下に詳述するように、 工程 2 5での処理温度は比較的低い温度であり、 この熱処理で前記磁石成形体の形状や寸法が変化することがほとんど無 く、 製造された磁石体の形状や寸法関係は圧縮成形された形状や寸法に 対し高い精度が維持されている。 なおこの後磁気的に良好な特性を得る ために磁石体を高温に熱しても良い。 この場合の温度は従来の焼結磁石 の焼結温度より低くてよく、 焼結磁石の場合に比べて上述の如ぐ形状や 寸、法が高い精度で維持される。
〈永久磁石 2 5 4と 2 5 6の結着剤〉
上記工程 2 0で使用される結着剤の前躯体の溶液は、 S i 0 2 の前駆 体であるアルコキシシロキサン， アルコキシシランを有しており、 化学 式 2や化学式 3に示すような末-端基及び側鎖に ルコキシ Sを有する化 合物を有している。 '
R O R O 、 O R
Rひ一 Si O— Si O— Si— OR
I I
R O 、 R Oノ 〜3 O R R=Me, Et, η— Pr, i'-Prであ; δ 化学式 2
RO
RO— Si— OR
RO
R= e, Et. n— Pr,卜 Prである 化学式 3 また、 溶媒のアルコールにはアルコキシシロキサン， アルコキシシラ ン中のアルコキシ基と同じ骨格の化合物が好ましいがこれらに限られる ものではない。 具体的にはメタノール， エタノール， プロパノール， ィ ソ.プロパノール等が挙げられる。 また、 加水分解及び脱水縮合用触媒と しては酸触媒， 塩基触媒， 中性触媒のいずれでも良いが中性触媒が金属 の腐拿を最小限に抑えられるので最も好ましい。 中性触媒としては、 ォ ル、ガノスズ触媒が効果的 、 具体的にはビス （ 2—ェチルへキサノエ一 ト） スズ， n—プチルトリス （ 2—ェチルへキサノエ一ト） スズ, ジー n —ブチルビス （ 2—ェチルへキザノエート） スズ， ジ— n—ブチルビ ス （ 2 , 4—ペン夕ンジォネート） スズ， ジ一 n —ブチルジラウリルス ズ， ジメチルジネオデカノエートスズ， ジォクチルジラ JJル ¾スズ， ジ
- ォクチルジネオデカノエ一ドスズ等が挙げられるがこれらに限られるも のではない。 また、 酸触媒どしては希塩酸， 希硫酸， 希硝酸， 蟻酸， .酢 酸等が、 塩基触媒としては水酸化ナトリウム， 水酸化カリウム， アンモ ニァ水等が挙げられるがこれらに限られるものではない。 '
結着剤の溶液中の S i 0 2 の前駆体 あるアルコキシシロギサン， テ ルコキシシラン、 その加水分解生成物、 及.びその脱水縮合物総量の含有 量は体積分率として 5 vo l %以上かつ 9 6 vo l %以下が好ましい。 アルコ キシシロキサン， アルコキシシラン、 その加水分解生成物、 .及びその脱 水縮合物総量の含 量が 5 vo l %未満 ίこなると、磁石中の結着剤の含有率 が低いため、 硬化後の結着剤の材料としての強度がやや小さぐなる。 一 方、 アルコキシシロキサン， アルコキシシラン、 その加水分解生成物、 及びその脱水縮合物総量の含有量が 9 6 vo l %以上になると、 S i 0 2の 前駆体であるアルコキシシロキサン， アルコキシシランの高分子量化の 反応が速いため、 結着剤溶液の増粘速度も速くなる。 これは結着剤溶液 の適正粘度の制御がより困難であることを意味しており、 この結着剤溶 液を含浸 ¾に用いることが先に説明した材料に比べ難しくなる。
結着剤溶液中の S i 0 2 の前駆体であるアルコキシシロキサン又はァ ルコキシシランと水とは、 以下の化学式 4，. 化学式 5,に示した加水分解 反応が生じる。 ここで化学反応式は加永分解が部分的に生じた時の反応
Figure imgf000031_0001
アルコキシシロキサン 部分的な加水分解
HO OR + n R OH
Figure imgf000031_0002
化学式 4
RO HO
I
, n H ' 2Q . I
RO— Si— OR + HO— Si— OR + n R OH
I . '■ - I
RO RO
アルコキシシラン 部分的な加水分解 化学式 5 この際、 水の添加量がアルコキシシロキサン又はアルコキシシランの 加水分解反応の進行度を支配する因子の一つとなる。 この加水分解反応 は硬化後の結着剤の機械的強度を大きくするためには重要である。 アル コキシシロキサン又はアルコキシシぅンの加水分解反応が発生していな いと、 その次に起こるアルゴキシシロキサン又はアルコキシシランの加 水分解反応物同士の脱水縮合反応が進行しないからである。 この脱水縮 合反応生成物が S i 0.2であり、 この S i 0 2が磁粉との接着性が高く、 結着剤の機械的強度を大きくする重要な材料となるからである。 更に、 シ、ラノールの O H基が磁 表面の O原子又は O H基と相互作用が強く高 接養化に寄与するからである。 しかしながら、 加水分解反応が進みシラ ノール基の濃度が高くなるとシラノール基を含む有機ゲイ素化合物 （ァ ルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解生成物） 同士の脱 水縮合反応が進行し、 有機ゲイ-素化合物の分子量が大きくなり、 結着剤 の溶液の粘度は高くなる。 これは含浸法に用いる結着剤の溶液としては 適正な状態が遠ざかる特性 ある。 従って、 結着 溶液中の S i 0 2 の 前駆体であるァルコキシシロキサン又ばアルコキシシランに対する適正 な水の添加量が必要となる。 ここで、 絶縁層形成処理液中の水の添加量 として、 化学反応式 1， 2に示した加水分解反応における反応当量の 1 / 1 0〜 1が好ましい。 水の添加量が化学反応式 1， 2に示した加水分 解反応における反応当量の 1 1 0以下では、 有機ケィ素化合物のシラ ノール基の濃度が低いため、 シラノール基を含む有機ゲイ素化合物と磁 粉表面との相互作用が低く、 また、 脱水縮合反応が生じにぐいため生成 物中にアルコキシ基が多量に残存した S i Q 2 が生成するため、 S i 0 2 中に欠陥部が多数発生し、 S i 0 2 の強度が低くなる。 一方、 水の添加 量が化学反応式 1， 2に示した加水分解反応における反応当量の 1より 大きくなると、 シラノール基を含む有機ケィ素化合物は脱水縮合が発生 し易くなり、 結着剤溶液が増粘するため、 磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶 液は浸透できなくなり含浸法に用いる結着剤溶液としては適正な状態か ら遠ざかる特性である。 結着剤溶液中の溶媒には通常アルコールを用い る。 それは結着剤溶液に用いる溶媒にはアルコキシシロキサン中のアル ユキシ基は解離反応が速く、 溶媒のアルコールと置換し平衡状態にある 3 からである。 そのため溶媒のアルコールにほ沸点が水より低ぐ粘度の低 ぃメタノ一ル， エタノール， ri —プロパノール， i s o —プロパノール が好ましい。 しかし、 化学的には溶液の安定性が若干低下するものの、 結着剤の溶液の粘度が数時間で増加してしまうことが無く、 かつ、 沸点 が水より低い溶媒であれば本発明め結着剤として用いることが可能で、 ァセトン等のケトン類などの水溶性溶媒であれば適用できる。
以上'説明した本発明の結着剤の一態様について、 以下の事項を確認で きる。 ' 、
まず、 S i 0 2 の前駆体は、 水溶液を溶媒とする溶液ではなく、 アル コールを溶媒とする溶液で構成される。 水は加水分解反応を調整するた めに添加されるにすぎない。 水溶液ではなく、 アルコールをベースとし た溶液を使って含浸処理することにより、 熱硬化後に水がほどんど残存 しないこととなる。 永久磁石内の水の残存を抑えているため、 酸化等に より経時的に磁気特性が劣化することもなくなる。 一方、 S i ひ 2 の前 駆体として、 アルコキシシロキザン， アルコキシシラン等を用いて加水 分解を行っているため、メ ドキシが残 することが考えられる。従って、 製造された永久磁石には磁粉、 磁粉を結着するバインダ~； "の他にメ トキ シが含有される構成が考えられる。
次に、 上記工程により生成した磁石は、 N d F e B等の希土類の磁石 用磁粉を、 S i O系のバインダーで結着した構造となる。 このバインダ 一はアモルファス状（非結晶状態）の連続膜構造をとる。上記のように、 バインダーは S i 0 2 で構成されることを基本とするが、 アモルファス 状であるため、 部分的に S i 〇等め組成が存在する とも考えられる。 主として S i と Oとからなる連続膜、 即ち S i O系の連続膜からなるバ インダ一が形成されていれば、 本実施形態に係る磁石を構成するものと 考えられる。
次に、 バインダーとして、 S i O系以外の酸化物ガラス質を用いる構 成について検討する。上述のように、本発明の製造工程を踏むためには、 含浸溶液としての前駆体には様々な要件が課せられる。 低粘度であるこ と、浸透性が高いこと、安定性が高いこと、比較的低温で硬化す.る.こと、 等である。 これらの要件を満たすものとして、 $ i O系のバインダ一が 最良であることを確認しているが、本製造工程に適した要件を満たせば、 他の酸化物ガラス質をバインダ として用いた場合であっても、 ある程 度の効果は期待できる。
〈永久磁石 2 5 4と 2 5 6の製造方法の他の実施形態〉
本発明に係る磁石製造プロセスの他の実施形態を第 9図およ 第 1 0 図に示す。 第 9図の実施形態では、 粉体状の磁石材料を生成後で圧縮成 形前に絶縁皮膜を作る処理を施す工程が加わる点が、 上記で説明した第 8図のプロセスと異なる。 また第 1 0図では、.圧縮成形した磁石を回転 子に装着し、その後に結着剤を含浸する処理を行っている点がことなる。 これら第 9図おょぴ第 1 0図に示す方法においても、 希土類の磁粉を S i 0系のバインダーで結着した後、 磁気特性を安定的に持続するため に熱処理しても良い。 この熱処理の温度は上述のとおり、 焼結温度より 低い温度である。
第 9図で第 8図と同じ工程の番号はほぼ同様の処理内容であることを 示す。 工程 1 0で粉体状の磁石材料を生成し、 工程 1 2で生成された磁 石材料の各粉体の表面に電気的な絶縁膜を作る処理を行う。 磁粉表面の できるだ 全面にさらにできるだけ均一に電気的な絶縁層を作ることが 望ましく、 具体的な処理方法は後述する。 製造された磁石が回転電機に 使用される場合、 上述の通り交流磁場で使用される。 磁石を通る磁束が 周期的に変化し、 磁束の変化により、 磁石内に渦電流が発生する。 この 渦電流は回転電機の効率を低下させる問題があり、 また渦電流により磁 石、内の発熱を増大する恐れがある。 S i O系のバインダ一は絶縁体であ り、 本実施の形態では板状の磁粉表面に薄いァモルファス状の膜が形成 されて磁粉同士が結着されるので、 希土類磁粉は導電性材料であるにも かかわらず出来上がつた磁石体は高い電気抵抗を有している。 このため 滴電流が押さえちれ、 効率の向丄ゃ発熱の低減の効杲がある。
このように本実施の形態によれば磁石体の内部抵抗が増犬するが、 こ れに加えさらに磁石材料のそれぞれの粉体の表面 ¾絶縁層で被うことに より、 磁石内部の渦電流を更に低く抑え、 回転機め効率低下を抑えるこ とができる。 また磁石の発熱をさらに抑えることができ、 回転電機全体 の発熱を抑制できる。 特に回転子に内蔵される磁石では回転子は回転電 機のハウジングと軸受けを介して機械的につながっており、 熱伝導性が 良くない。 このため磁石の発熱を抑えることは大きな効果がある。
希土類の磁石粉体の表面に無機絶縁膜を形成するには、 無機絶縁膜と レてリン酸塩化成 理膜を適用するのが良い。 リン酸塩化成処理液にリ ン酸， マグネシウム， ほう酸を用いた場合、 以下のような組成が良い。 リン酸量は 1〜： 1 6 3 g Z d m 3が望ましく、 1 6 3 g / d m 3より大き いと磁束密度の低下を招き、 1 gノ d m 3より小さいと絶縁性が悪くなる。 また、 ほう酸量はリン酸 1 gに対して 0 . 0 5〜 0 . 4 gが望ましく この 範囲を超えると絶縁層の安定性が悪くなる。 磁粉表面の全面に絶縁層を できるだけ均一に形成するためには、 絶縁層の形成処理液の磁粉に対す る濡れ性を向上させることが有効である。 これには界面活性剤の添加が 望ましい。 こうした界面活性剤としては、 例えば、 パーフルォロアルキ ル系， アルキルベンゼンスルホン酸系， 両性イオン系、 またはポリエー テル系の界面活 剤が挙げられ、 その添加量は、 絶縁層形成処理液中に
0. 0 1〜 1重量％含有させることが望ましく、 0. 0 1重量％未満では 表面張力を下げて磁粉表面を濡れさせる効果が不十分であり、 1重量％ を超えてもそれ以上の効果は望めず不経済である。
さらに防鐯剤を入れることが磁石の特性劣化を防止するなどの観点か ら望まし 。 防鲭剤の量は 0.0 1〜 0. 5 molZ d m3が望まレく , 0,01 mol / d m3未満では磁粉表面の餹の抑制が難しく、 0. 5 mol/d m3より 多ぐしても以上の効杲は望めず経済的でない。
リン酸塩化成処理液の添加量は、 希土類磁石用磁粉の平均粒径に依存 する。 希土類磁石用磁粉の平均粒径が 0. 1〜 5 0 0 mの場合、 希土類 磁石用磁粉 1 kgに対して 3 0 0〜 2 5 m 1 が望ましい。 3 0 0 m 1 より 多いと磁粉表面の絶縁膜が厚ぐなりすぎ、 また、 鲭が発生し易くなるた めに磁石作製時の磁束密度の低下,を招き、 2 5 m 1 より少ないと絶縁性 が悪く、 処理液の濡れない部分で锖の発生量が多ぐなり、 磁石の特性劣 化を引起す恐れがある。 . . . コ一ト膜形成処理液中め希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化 物がアルコールを 成分とした溶媒に膨潤させるのは、 希土類フッ化物 又はアル力リ土類金属フッ化物ゲルがゼラチン状の柔軟な構造を有する ことと、 アルコールが希土類磁石用磁粉に対して優れた濡れ性を有する からである。 また、 ゲル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属 フッ化物の平均粒径が 1 0 m以下のレベルまで粉砕する必要があるの は、 希土類磁石用磁粉表面に形成されたコート膜が均一厚になり易い力 V らである。' 更に、 アルコールを主成分^:レた溶媒にすることにより、 非 常に酸化され易い希土類磁石用磁粉の酸化の抑制が可能となる。
更に、 磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無 機絶縁膜どしてはフッ化物コート膜が望ましい。 このような理由で希土 類磁石粉体表面にフッ化物コート膜を形成する場合、 フッ化物コート膜 形成処理液中の希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物の濃度に 関しては希土類磁石用磁粉表面に形成する膜厚 依存するが、 希土類フ ッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分と.した溶媒 に膨潤ざれており、 ゲル状態の該希土類フッ化物又はアル力リ土類金属 フッ化物の平均粒径が 1 0 πχ以下のレベルまで粉砕され、 ^つアルコ
—ルを主成分とした溶媒に分散されだ状態を保つことが重要で、 希土類 フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の濃度と：して 2 0 0 g / d m 3 から 1 g Z d m3となる。 、
希土類フッ化物コート膜形成処理液の添加量は、 希土類磁石用磁粉の 平均粒径に依存する。希土類磁石用磁粉の平均粒径が 0 . 1〜 5 0 Q m の場合、 希土類磁石用磁粉 1 kg に対して 3 0 0〜 1 0 m l が望ましい。 これは処理液量が多いと溶媒の除去に時間を要するだけでなく、 希土類 磁石用磁粉が腐食し易くなるためである。 一方、 処理液量が少ない-と希 土類磁石用磁粉表面に処理液の濡れない部分が生じるためである。 以上 の事項に Pし、 第 1表には希土類フッ化物， アルカリ土類金属フッ化物 コート膜について、 処理液として有効な濃度等を纏めている。
Figure imgf000038_0001
第 9図のプロセスでは工程 1 2で希土類の磁石材料の各粉体の表面に 絶縁膜を形成し、 その後工程 1 5で磁石材料を圧縮成形して多孔貲の磁 石を成形する。 の後第 8図と同様工程 2 ひで結着剤の前駆体を含浸し、 工程 2 5で前駆体を硬化して磁石材料を結着剤で結着する。
. 以上,、 第 8図と第 9図を用いて本発明に係る磁石製造プロセスの例を 述べた。 第 1 ひ図は結着剤の含浸工程の前に圧縮成形された多孔質の磁 石を回転子の磁石挿入孔に挿入し、 その後結着剤の前駆体を磁石.挿入孔 に流し込み含浸する方法である。 工程 1 5までは既に説明したプロセス と同じである。 工程 1 7で回転子鉄心に設けられた磁石抨入扎に多孔質 の圧縮磁石を揷入し、 工程磁石 2 2で S i 0 2 の前駆体の溶液を回転子 の磁石揷入孔に流し込む。
次に工程 2 7で回転子自身の温度を上げると前記前駆体が硬化し、 圧 縮成形された磁石の強度が強くなると共に磁石が前記回転子鉄 の磁石 揷入孔に固定される。 -
〔実施例 1〕 .
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、.組成を調整した母 金を 急冷することにより作製した N d F e B系の薄帯を粉砕した.磁性粉を用 いた。 N d F e B系母合金は鉄， F e— B合金 （フエロボロン） に N d を混合して真空あ いは不活性ガス中または還元ガス雰囲気中で溶解し 組成を均一化されている。 必要に応じて切断した母合金を単ロールや双 ロール法などのロールを用いた手法で、 回転するロールの表面に溶解さ せた母合金をアルゴンガスなどの不活性ガスあるいは還元ガス雰囲気で 噴射急冷し薄帯とした後、 不活性ガス中あるいは還元性ガス雰囲気中で 熱処理する。 熱処理温度は 2 0 0 以上 7 0 以下でありこの熱処理 により N d 2 F fe 14 Bの微結晶が成長す ¾。 薄帯は 1 0〜： 1 0 0 mの厚 さであり N d 2 F e l 4 Bの微結晶の大きさは 1 0から 1 0 0 n .mである。
N d 2 F e Ι 4 Βの微結晶が平均 3 0 n mの大きさの場合、 粒界層は' N d 7 o F e 3。iこ近い組成であり、 単磁区臨界粒径よりも薄いために N d 2F e 14B の微結晶内に磁壁が形成されにくい。 N d2F e l4B 微結 晶の磁化はそれぞれめ微結晶で磁気的に結合しており磁化の反転は磁壁 の伝搬によって起こっているど推定されている。 磁化反転を抑制するた めのひとつの手法として薄帯を粉砕した磁粉同士の磁気的結合をしやす くすることが挙げられる。 そのために、 磁粉間の.非磁性部をできるだけ 薄くすることが有効となり、 粉砕粉は C oを添加した WC製超硬金型内 に掙入後上下パンチでプレス圧力 5 t - 2 0 t /cm2で圧縮成形しプレ ス方向に垂直な方向で磁粉間の非磁性部が少ない。 これは磁粉が薄帯を 粉砕した扁平粉であるために、 圧縮成形した成形体で扁平粉の配列に異 方性が生じ、 プレス方向と垂直方向に扁平粉の長軸 （薄帯め厚さ方向ど 垂直な方向に平行） 方向がそろうことになる。 扁平粉の長軸方向がプレ ス方向の垂直方向に向きやすくなる結果、 形体においてプレス方向の 垂直方向は、 プレス方向よりも磁化が連続しておりそれぞれの粉におい てパ―ミアンスが大きくなるため、 磁化反転し くなる。 このため成形 体のプレス方向とプレス方向に垂直な方向では減磁曲線に差が生じてく る。 1 0 X 1 0 X 1 0 の成形体において、 プレス方向と垂直方向に 2 0 k O eで着磁し減磁曲線を測定すると残留磁束密度 （B r ) は 0.6 4 T、 保磁力 （ i H c ) は 1 2. 1 k O eであるのに対し、 プレス 方向に平行方向で 2 0 k O eの磁界で着磁後、 着磁方向で減磁曲線を測 定すると B r 0. 6 0 T, i H c 1 1. 8 k O e であった。 このような減 磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用いており、 その扁 平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じているものと考 えられる。
このような減磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用い ており、 その扁平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じ ているものと考えられる。 個々の扁平粉の結晶粒は 1 0— 1 0 0 nmと 小さぐ、 その結晶方位の異方性は少ないが、 扁平粉の形状が異方性をも つため、 扁平粉の配列方向に異方性がある場合には磁気的にも異方性が 生じる:ことになる。 このような成形体の試験片に下記 1) 〜3) © Si〇2 前躯体溶液を含浸し熱処理した。 実施した工程を以下に説明する。 ， 結着剤である S 02 前駆体には以下の 3つの溶液を用いた。
1 ) C H30 - (S i (C H30)2 O — C H3(mは 3〜 5、平均は 4 ) を 5 m l , 水 0. 9 6 m 1 , 脱水メチルアルコール 9 m 1 , ジラウリン酸 ジブチル錫 0.0 5 m Γを混合し、 2昼夜 2 5 t:の温度で放置した。
2 ) C Η30— (S i (C H30)2- 0)m- C H3(mは 3〜 5、平均ほ 4 ) を .2 5 m し 水 4.8 m 1 ， 脱水メチルアルコ ル 7 5 m し ジラウリン酸 ジブチル錫 0.0 5 m 1 を混合し、 2昼夜？ 5 " の温度で放置した。
3 ) C H30 - (S i ( 1¾30)2— 0)„—〇1^3(111は 3〜 5、平均は45を 1 0 0 m 1， 水 3. 8 4 m 1 ， ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m 1.を混 合し、 4時間.2 5 の温度で放置レだ。.
1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液の粘度はォストワルドの粘度計を用 いて 3 O t の温度で測定した。
( 1 ) 上記 N d 2F e Ι4Βの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t Z cm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0mm, 厚さ 5 mm の試験片を、 また、 強度測定用どして縦 1 5 mm， 横 1 0關， 厚さ 2 の圧縮成形試験 片を作製した。
( 2 ) ( 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるよ うにバッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ) 〜 3 ) の S i 02.前駆体溶液 をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 mmZinin になるよう,に注入した。 最終 的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になるまで S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に注入した。
\ ( 3 ) ( 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02前駆体溶 液が満たざれたバッ トを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度 で徐々 に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置 した。 .
( 4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) (4) で作製した S i'02前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験 片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 1〜 3 P aの圧力， 1 5 0 の 件で庄 縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) ( 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0蘭， 厚き 5關 の圧縮成形試 験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k 0 e ,以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) ( 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0龍， 厚さ 2 mm の圧縮成形試 験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲げ試 験により曲げ強度を評価した。
第 1 1図に前記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧 縮成形試験片の断面部の S EM観察結果の一例を示す。 第 1 1図 （ a ) が二次電子像、 （ b) が酸素面分析像、 （c )は珪素面分析像である。 ( a) に示すように扁平粉が異方性をもって堆積しており部分的にクラックが 4
発生している。 また、 扁平粉の表面及び扁平粉内部のクラッグに沿って 酸素 ¾び珪素が検出されている。 このクラ クは圧縮成形時に発生した ものであり、 含浸処理前は空洞になっている。 このこ から、 S i 02 前駆体谘液は磁粉中のクラック内部まで含浸されていることが分かつた。
( 5 ) で作製した縦 1 0龍， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験片に 対する.磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ポンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であ 、 2 0:" で測定した減 磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留碎 束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0で大気中保持 1時 間後の熱減磁率は S i 02 含浸ボンド磁石で 3.0 %であり S ί 02 含浸 無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に 2 0 O :で 1時間後 に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合 1 %未満であるのに対し、 エポキシ系ボンド磁石 （比較例 1 ) 場合 3 % 近い値であった。 これは含浸処理によりクラックを含む粉末表面が S i〇2 により保護されるため酸化等の腐食が抑制され、 不可逆熱減磁率が低減 されたからである。'即ち、 S i 02 前駆体による含浸処理によりクラッ クを含む粉末表面が保護されるため酸化等の腐食が抑制され、 不可逆熱 減磁率が低減される。 不可逆熱減磁の抑制だけでなく、 P C T試験や塩 水噴霧試験でも含浸処理磁石の方が減磁の少ない結果が得られている。 更に （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm， 横 1 0 nun, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片について大気中で 2 2 5 に 1時間保持し冷却後 2 0でで減磁曲線を 測定した。 磁界印加方向は 1 0 mm方向であり、 最初に + 2 0 k O eの磁 で着磁挺土 ί k O eから ± 1 0 k O eの磁界でプラスマイナス交互に 磁界を印加して減磁曲線を測定しだ。
その結果を第 1.2図に示す。 ここでは、 上 ΐ己 2 ) の条件で含浸処理し た磁石と、 後述する、 エポキシ樹脂をバインダーとして 1 5 vol%含有し た圧縮成形ボンド磁石と、 の減磁曲線を比較している。 第 1 2図の横軸 は印加した磁界、 縦軸は残留磁束密度を示す。 含浸処理した磁石は磁界 が— 8 k O eよりも負側に大きな磁界が印加されると磁束が急激に低下 する。 圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさらに磁界の絶対 値が小さい値で磁束が急激に低下し、 一 5 k O eよりも負側の磁界で磁 束の低下が著しい。 一 1 0 k O eの磁界印加後の残留磁束密虔は、 含浸 処理磁石の場合 0.44、 圧縮成形ボンド磁石では 0. 1 1 Tであり含浸 処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の値の 4倍となっている。 これは圧縮成形ボンド磁石が、 2 2 5 tで加熱中に各 N d F e B粉の 面 や N d F e B粉のクラック表面が酸化することで各 N d F e Bi^を構成 している N d F e B結晶の磁気異方性が低下し、 その結果保磁力が減少 し負の磁界印加により磁化が反転し易くなつたためと考えられる。 これ に対し、 含浸処理磁石では N d F e B粉及びクラック表面が S i 02 膜 で被覆ざれているため大気中加熱時の酸化が防止された結果.、 保磁力の 減少が少ないものと考えられる。
( 7 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片の 曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 〇2 含浸熱処 理後は 3 0 MP a以上、 本実施例中の 2 ), 3 ) の S i 02前駆体溶液を 用いたときは 1 0 0 MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製す ることが可能であった。
尚、 磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明の 磁石は約 1 0倍の値を有したが、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して 約 1 1 0の値となった。 しかし、 回転電機として使用する場合、 渦電 流損の発生は小さく、問題なレ ^。特に磁石内蔵型の回転電機においては、 高調波の磁束は回転子の磁極片 2 8 0から内部に深く入り.込まないので、 磁石内の渦電流は少なく、 それほど大きな問題では無い。
、本実施例の結果から、 発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ポ ド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 %向上し、 曲げ強度は同等〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下 に減少させること及び磁石の高信頼化が可能で ることが分かつ 。 尚、 本奐施例と後述の （実施例 2 ) 〜 （実施例 5 ) につレ て、 結着剤 1 ) 〜 3 ) を用いた場合の磁石特性を、 第 2表にまとめている。
Si02前駆体材料を用いて含浸した磁石の各種特性
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000046_0002
〔実施例 2〕 .
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉碎した磁性粉を用いた。 また、 转着剤である S i 02の前駆体として以下の 3つの溶液を甩いた。
1 ) C H30 - (S i (C H30)2— 0)n— CH3(mは 3 5、平均は 4) を 2 5 m l , 水 0. 9 6 m 1 ， 脱水メチルアルコール 7 5 m 1 , ジラウリン 酸ジブチル錫 0.0 5 m ίを混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
2 ) C H30 - (S i (C H30)2 O) ー C H3(mは 3 5、平均は 4 ) を 2 5 m 1 ， 水 4.8 m l , 脱水メチルアルコール 7 5 m し ジラウリン酸 ジブチル錫 0.0 5 m 1 を混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
3 ) C H30— (S i (C H30)2- 0)m- C H3(mは 3 5、平均は 4 ) を 1 0 0 m 1 ， 水 9. 6 m 1， 脱水メチルアルコール 7 5 m 1 ， ジラゥリン 酸ジブチル錫 0.0 5 m 1 を混合し、 2昼夜 2 5での温度で放置した。
1 ) 3 ) の S i 02 前駆体溶液の粘度はォス トワルドの粘度計を用 いて 3 0 の温度で測定した。
( 1 ) 上記 N .d F e l4 の磁粉を成 ^型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧力 で、 磁 m特性測定用として縦 1 0mm, 横 1 0mm， 厚さ 5 mm め試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5mm, 横 1 0mm, 厚さ 2mmの圧縮成形試験 片を作製した。
( 2 ) ( 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるよ うにバッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ) 3 ) の S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 inmZmin になるように注入した。 最終 的に圧縮成形弑験片の上面から 5mm上方になるまで S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に注入した。
( 3 ) ( 2 ) で使用した圧縮成形試験片は.配置され、 S i 〇2前駆体溶 液が満たされたバッ 卜を真空容器内にセッ 卜し、 8 0 P a程度まで徐々 に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置 した。 '
( 4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) (4) で作製レだ S. i 02前駆体溶液で含浸きれた庄縮成形試験 片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 1〜 3 P aの圧力， 1 5 0 の条件で圧 縮成形試験片に対して真空熱処理を旌した。 ノ、
( 6 ) ( 5 ) で作製した縦 1 0匪， 横 1 0 tam, 厚さ 5關 の圧縮成形試 験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) ( 5 ) で作製した縦 1 5 mm， 横 1 0 mm， 厚さ 2 mm の圧縮成形試 、験片を用いて、 機械的曲 試験を実 した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmx 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲げ試 験により曲げ強度を評価した。 -
( 5 ) で作製した縦 1 0 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した減 磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁 束密度及び保磁力の値がほぼ一致した.。 また、 2 0 0で大気中保持 1時 間後の熱減磁率は S i 02 含浸ポンド磁石で 3. 0 %であり S i 02 含浸 無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 .不可逆熱減磁率も 2 0 0 大気中 1時間保持後、： S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下であり S i 02 含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは S i 02 が 磁、粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
( 7 ) で作製した縦 1 5 ， 横 1 0難， 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片の 曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 02 含浸熱処 理後は.7 0 MP a以上、 本実施例中の 2 ), 3 ) の S i 02前駆体溶液を 用いたときは 1 0 0 MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製す ることが可能であつた。
尚、 磁石の比抵抗についそは焼結型の希土類磁 5に比べて、 本発明の 磁石は約 1 0倍の値を有したが、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して 約 1ゾ 1 0の値となった。 渦電流損がやや増加する恐れがあるが、 使用 を妨 るほどの障害とはならない。
本実施^の結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ポンド磁石と比較して、 磁気转性は 2 0 -〜 ,3 0 %, 曲げ強度は 2〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少さ せ こと及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
〔実施例 3〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 結着剤である S i 〇2 前駆体には以下の 3つの溶液を用いた。
1 ) C H30 - (S i (CH30)2_0)— CH3を 2 5 m l ,水 5. 9 m l ， 脱水メチルアルコール 7 5 m l ,ジラウリン酸ジブチ:ル錫 0. 0 5 m 1 を 混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
2 ) C H30 - (S i (C H30)2— 0)n— C H3(mは 3〜 5、 平均は 4) を 2 5 m し 水 4. 8 m 1 , 脱水メチルアル ール 7 5 m し ジラウリン 酸ジブチル錫 0. 0 5 m l を混合し、 2昼夜 2 5での温度で放置した。
3 ) C H30 - (S i (C H30)2— O _ C H3(mは 6〜 8、平均は 7 ) を 2 5 m l , 水 4. 6 m 1， 脱水メチルアルコール 7 5 m 1 ， ジラウリン酸 ジブチル錫 0. 0 5 m 1 を混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液の粘度はォス トワルドの粘度計を用 いて 3 0 X：の温度で測定した。 ,
( 1 ) 上記 N d 2F e Ι4Βの磁粉'を成形型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 Onim, 横 1 0龍， 厚さ 5關 の試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 '5 mm, 横 Ι Οππη, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片を作製した。 ， . '
( 2 ) ( 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるよ うにバッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に液面が垂直方向に l mmZmin になるように注入レた 最終 的に圧縮.成形試験片の上面から 5 上方になるまで S i 02 前駆体溶液 をバッ 卜中に注入した。 '
( 3 ) ( 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 〇2前駆体溶 液が満たされたバッ トを真空容器内 セッ 卜し、 8 0 P a程度まで徐々 に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置 した。
(4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ 卜した真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S \〇2 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) ( 4).で作製した S i 02前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験 片を真空乾燥炉内 セッ トし、 l〜 3 P aの庄力， 1.5 0 の条#で圧 縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 . . .
( 6 ) ( 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 lhm, 厚さ 5 mm の圧縮成形試 験、片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 ひ k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) ( 5 ) で作製した縦 1 5 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 mm の圧縮成形試 験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmX 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲げ試 験により曲げ強度を評価した。
( 5 ) で作製した縦 1 0mm， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ポンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 摂氏 2 0度で測定し た減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残 留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 摂氏 2 0 0度で大気 ,中保持 1時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ボンド磁石で 3. 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 ( 5 %) よりも小さい。 吏に、 不可 逆熱減磁率も 2 0 O t 大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下であり S i 02 含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 こ れは S i O2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
( 7 ) で作製した縦 1 5龍，横 1 0 mm,厚さ 2 mmの圧縮成形試験片の曲 げ強度は S i 02 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 02 含浸熱処理 後は 1 0 0 M P a以上の曲げ強度 有する磁石成形体を作製することが 可能であった。
尚、 磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明の 磁石は約 1 0倍の値を有したが、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して 約 1 / 1 0の値となった。 しかし、 この抵抗値の減少はそれほど大きな 問、題ではない。 例えば回転電機として使用する場合、 渦電流損はやや増 加するが使用を妨げるほどの問題とはならない。 '
本実施例の結果から、 本.発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較し丁 ^気特性は 2 0〜 3 0 %、 曲げ強度は 2〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分^下に減少さ せること及び磁石の高信頼ィ Iが可能であることが分かった。
〔実施例 4〕 、 .
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と'同様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 結着剤である S i 02 前駆体には以下の 3つの溶液を用いた。
1 ) C H30— (S i (C H30)2—〇）一 C H3を 2 5 m 1 ,水 5.9 m 1， 脱水メチルアルコ^"ル 7 5 m 1 ， ジラウリン酸ジブチル錫 0. 0 5 m 1 を混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
2 ) C2HsO - (S i (C2H50)2- O)— C H3を 2 5 m 1，水 4. 3 m 脱水エチルアルコール 7 5 m 1 ， ジラウリ ン酸ジブチル錫 0. 0 5 in 1 を混合し、 3昼夜 2 5 tの温度で放置した。
3 ) n - C 3H70 - (S i (C2H50)2— O)— n— C3H7を 2 5 m l , 水 3.4 m 1 ， 脱水 i s o—プロピルアルコール 7 5 m l ， ジラウリン酸ジ ブチル錫 0. 0 5 m l を混合し、 6昼夜 2 5 X：の温度で放置した。
1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液の粘度はォス トワルドの粘度計を用 いて 3 0での温度で測定した。
( 1 ) 上記 N d 2F e 14Bの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 0mm， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mm の試験片を、 また、、 強度測定用として縦 1 5 ， 横 1 0 mm, 厚さ 2龍の圧縮成形試験 片、を作製した。
( 2 ) ( 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるよ うにバッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ) 〜 3 ) の S i O 2前駆体溶液を バッ ド中に液面が垂直方向に 1 mmZinin になるように注入した。 最終的 に圧縮成形試験片の上面から 5福上方になるまで S i ひ 2 俞駆体溶液を バッ 卜中に注入した。
( 3 ) ( 2 ) で使用した圧綸成形試験片は配置され、 S i 〇2前释体溶 液が満たされたバッ トを真空容器内にセッ 卜し、 8 0 P a程度まで徐々 に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置 した。
(4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i:02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した.。 . :
( 5 ) (4) で作製し こ S i 02前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験 片を真空乾燥炉内にセッ トし、 1〜 3 P aの圧力， 1 5 0 の条件で圧 縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) ( 5 ) で作製した縦 1 0關， 横 1 0 ， 厚さ 5 mm の圧縮成形試 験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) ( 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm,. 厚さ 2 mm の圧縮成形試 験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した.。 曲げ試験には試料形状 1 5 匪 X 1 0 mm x 2 mmの圧縮成形体を用レ 、支点間距離 1 2 mm .の 3点曲げ試 験により曲げ強度を評価した。
、 （ 5 ) で作製した縦 1 0 tam， 横 1 0 mm， 厚さ 5 mm の圧縮成形試験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 摂氏 2 0度で測定し た減磁.曲線は、 S i 0 2 含浸前と S i 0 2 含浸熱処理後の成形体とで残 留磁束密度及び保磁力の値がぼぼ一致した。 ま 、 摂氏: 2 0 0度め大気 中保持 1時間後の熱減磁率は S i 0 2 含浸ボンド磁石で 3 . 0 % であり S i 0 2 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 % ) よりも小さい。 更に、.不可 逆熱減磁率も 2 0 0での大気中に 1時間保持後、 S i 0 2 含浸熱処理後 で 1 %以下であり S i O 2 含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは S i O 2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているだめである。
( 7 ) で作製した縦 1 5 mm， 横' 1 ひ匪， 厚さ 2關 の圧縮成形試験片の 曲げ強度は S i 0 2 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 0 2 含浸熱処 理後は 8 0 M P a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが 可能であった。 '
尚、 磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明の 磁石は約 1 0倍の値を有したが、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較-して 約 1 / 1 0の値となった。 渦電流損の発生がやや増加するが、 この程度 の抵抗値の減少は問題ではない。
本実施例の結果から、 本発明の低粘度の S i 0 2 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹！]旨含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 %、 曲げ強度は約 2倍、 更に不可逆熱減磁庠は半分以下に減少させ ること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。 〔実施例 5〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N、d F'e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 結着剤.である S i 02 前駆体には以下の 3つの溶液を用いた。
1 ) C H30—（S i (C H30)2— 0)m— C H3(mは 3〜 5、平均は 4 ) を 2 5 m l , 水 9. 6 m 1， 脱水メチルアルコール 7 5 m l , ジラウリン酸 ジブチル錫 0.0 5 m l を^合し、 1昼夜 2 5 ,の温度で放置した。
2 ) C H30— (S i (C H30)2丄 〇） n— C H3(mは 3〜 5、平均は 4 ) を 2 5 m l , 7j< 9. 6 m 1 , 脱水メチルアルコール 7 5 m 1 ， ジラウリン酸 ジブチル錫 0..0 5 m 1 を混合し、 2.昼夜 2 5 の温度 放置した。
3 ) CH30—（S i (C H30)2— 0 _ C H3(mは 3〜 5、平均は 4 ) を 1 0.0 m 1 , 水 9.6 m 1 ， 脱水メチルアルコール 7 5 m 1， ジラウリン 酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 4昼夜 2 5 :の温度で放置した。
1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液の粘度はォス トワルドの粘度計を用 いて 3 の温度で測定レた。
( 1 ) 上記 N d 2F e 14Bの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t /cm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0mm, 厚さ 5 mm の試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片を作製した。
( 2 ) ( 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるよ うにノ ッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ) 〜 3 ) の S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 mm/min になるように注入した。 最終 的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になるまで. S i 02 前駆体溶液 をバッ ト中に注入した。
( 3 ) ( 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02前駆体溶 液が満たされたバッ 卜を真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度まで徐々 に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置 し、た。
(4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i O2 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) (4) で^製した S i Θ2前駆体溶液で章浸された圧縮成形試験 片を真空乾燥炉内にセッ トし、 ί〜 3 P aの圧力， 1 5 0 ^の条件で圧 縮成形試験片に対して真空^処理を施した。
( 6 ) ( 5 ) で作製した縦 1 0 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 5 min の圧縮成形試 験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。 '
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。 . . . .
( 8 ) ( 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mm の圧縮成形試 ,験片を用いて、，機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmx 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲げ試 験により曲げ強度を評価した。 - 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 nun, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0でで測定した 減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1 時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ポンド磁石で 3. 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 不可逆熱減磁 率も 2 0 0で大気中 1時間保持後， S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下で あり S i 02含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは S i 02 が、磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 1 3 0 MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製する ことが可能であつた。 - ; ·. '
尚、 磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べ X、 本発明の 磁石は約 1 0倍の値を有したが、 圧縮型の希土類ポンド磁石と比較して 約 1ノ 1 0の値となった。 渦電流損の発生がやや増加するが、 この程度 の抵抗値の減少は問題ではない。 . ' . ' ： 本実施例の結果から、本発明の低粘度の S i 02前駆体を樹脂なしで冷 間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石 は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 %、 曲げ強度は 3〜 4'倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させる ,こと及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
〔実施例 6〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 希土類フッ化物又はァ ルカリ土類金属フッ化物コ一ト膜を形成する処理液は以下のようにして 作製した。
( 1 ) 水に溶解度の高い塩、 例えば L aの場合は酢酸 L a、 または硝酸 L a 4 gを 1 0 0 m l の水に導入し、 振とう器または超音波攪拌器を用 いて完全に溶解した。
( 2 ) 1 0 %に希釈したフッ化水素酸を L a F3 が生成する化学反応の 当量分を徐々に加えた。
( 3 )ゲル状沈殿の L a F3が生成した溶液に対して超音波攪拌器を用い て、 1時間以上攪拌した。
(4 ) 4 0 0 0〜 6 0 0 0 r.p.m の回転数で遠心分離した後、 上澄み液 を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。
( 5 ) ゲル状の L a F3 を含むメタノール溶液を攪拌して完全に懸濁液 にした後、 超音波攪拌器を用いて 1時間以上攪拌した。 ：
( 6 ) (4) と （ 5 ) の操作を酢酸ィォ 、 又は硝酸イオン等の陰イオン が検出されなくなるまで、 3〜： 1 0回繰り返した。
( 7 ) 最終的に L a F3の場合、 ほぼ透明なゾル状の L a. F3とな た。 処理液としては L a F3 が 1 g Z 5 m 1 のヌ夕ノール溶液を用いた。 その他の使用した希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コー ト膜を形成処理液について、 第 3表に纏めた。
希土類フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物コート膜形成磁粉を用いた圧粉磁石め各種特性
Figure imgf000059_0001
. 希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物コー卜膜を上記
N d 2F e 14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
、N d F3コート膜形成プロセスの場合 ： N d F3濃度 1 g / 1 0 m 1 半 透明ゾル状溶液
( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕しだ磁性粉 1 0 0 gに対して 1.5 m 1 の N d.F3 コート膜形成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が濡れ るのが確認できるまで混合した。 ： '
( 2 ) ( 1 ) の N d F3コート膜形成処理を施した希土翁磁石用磁粉を 2 〜 5 torrの減圧下で溶媒のメタソール除去を佇つ广こ。
( 3 ) ( 2 )の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ポー卜に移 し、 1 X I 0 "5torr の減圧下で 2 0 0で， 3 0分と 4 0 0 ，' 3 0分の 熱処 Sを行つた。
(4) ( 3 ) で熱処理した磁粉に対して、 蓋付きマコール製 （理研電子社 製） 容器に移したのち、 1 X 1 0 5 tor r の減圧下で、 7 0 0で， .3 0分 の熱処理を行った。 ' '
結着剤である S i'Q2if駆体には C ίί30— (S i (C H30)2- 0)m ■ - C H3(mは 3 ^ 5、 平均は 4 ) を 2 5 m し 水 4.8 m l ， 脱水メチル アルコール 7 5 m l , ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2 昼夜 2 5 の温度で放置した溶液を用いた。
( 1 ) 上記希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物コ一ト膜を 施した N d2F e Ι4Βの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧力で、 磁 気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mm の試験片を、 また、 強度測定用と ΰて縦 1 5 ， 横 1 0 mm， 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片を作 製した。
( 2 ) 上記 （ 1；) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるよう〖こバッ ト内に配置し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した結養剤で ある S i 02 前駆体溶液をバッ 卜中に液面が垂直方向に 1 mmZinin にな る、ように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になる まで S i 02 前駆体溶液をバッ 卜中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使甩した圧縮成形試験片は配置され、 S. i.02 前 駆体溶液が満たざれたバッ トを真空容器内にセッ 卜し、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片 5 ■表 9面からの 泡発生が少なくなるま で放置した。 '
( 4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 〇2 前駆体溶液が満たされた パッ トをセッ 卜した真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。 . '
( 5 ) 上記 （4) で作製した S i Q2前駆体溶液で含浸された圧縮成形 試験片を真空乾燥炉内にセットし、 l〜 3 P aの圧力， 1 5 0/ め条件 で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0匪， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0關 X 2匪の圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 5 ) 作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) ' と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0でで測定した 減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁、束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1 時間後の熱減磁率ほ S i 02 含浸ボンド磁石で 3. 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 不可逆熱減磁 率も 2.0 0 大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下で あり S i 02含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは S i 02 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
本実施例の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を 形成した希土類磁粉を甩いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけ でなく、 T b F3と D y F3を、 又効果は小さいが P r F3をコー 膜形成 に甩いた場合、 磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かつた。 上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5mm, 横 1 0 mm, 厚さ 21 の圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 02 ^浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 5 0 M P a'以上の曲げ弹虔を有する磁石成形体を作製するこ とが可能であった。 '
更に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明 の磁石は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較 しても同等の値となった。 従って渦電流損が小さく、 良好な特性を有す る。
本実施例の結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約 2 0 %、 曲げ強度は同等〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させるこ と及び磁石の高信賴化が可能、 その上 T b F3と D y F3とをコー 膜形 成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かつた。
〔実施例 7〕
、本実施例において、 〔実施例 l〕と同様のN d F e B系の薄帯を粉砕し た磁性粉を用いた。 希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物コー ト膜を上記 N d 2F e Ι4Β の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実 施した。 '
P r'F3コ一ト膜形成プ tiセスの場合： P r F3m 0. rl g / 1 0 m l 半透明ゾル状溶液を用いた。 '
( 1 ) N d F e B系の薄带を粉碎した磁性粉 1 0 0 gに対して 1〜 3 0 m 1 の P r F3.コート膜形成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が 濡れるのが確認できるまで.混合した。 . '
( 2 ) 上記 （ 1 ) の P r F3 コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁 粉を 2〜 5 tor rの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。
( 3 ) 上記 （ 2 ) の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボ一 卜に移し、 1 X 1 0 -5torrの減圧下で 2 0 0で， 3 0分と 4 0.0 -,
、3 0分の熱処理を行った。
(4 ) 上記 （ 3 ) で熱処理レた磁粉に対して、 蓋付きマコ ル製 （理研 電子社製） 容器に移したのち、 1 X 1 0—5 tor r の減圧下で、 7 0 0 ，
3 0分の熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H30 _ (S i (C H30)2- 0)m 一 C H3(mは 3〜 5、 平均は 4 ) を, 2 5 m 1， 水 4. 8 m し 脱水メチル アルコール 7 5 m 1 ， ジラウリン酸ジブチル錫 0. 0 5 m l を混合し、 2 昼夜 2 5 の^度で放置した溶液を用いた。
( 1 ) 上記 P r F3コート膜を施した N d 2F e Ι4Βの磁粉を成形型に充 填し、 1 6 t Zcm2.の圧力で、磁気特性測定用として縦 1 0 mm,横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚 さ 2皿の圧縮成形試験片を作製した。
、 （ 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにバッ ト内に配置し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した結着剤で ある S i 02前駆体溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 mmZmin にな るように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になる まで S i 02前駆体溶液をバッ ト中に注入した。 ，
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 〇2 前 駆体溶液が満たされたバッ を真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。
(4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02前駆体溶液が満たされたバ ッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試験 片を S ί 02前駆体溶液内から ¾出した。
( 5 ) 上記 （4) で作製した S i 〇2前駆体溶液で含浸された圧縮成形 試験片を真空乾燥炉内にセッ トし、 Γ〜 3 P aの圧力， 1 5 0での条件 で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 5 ) で作製した縦 i 5 ， 横 1 0 mm,;厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1.5 mmX 1 0 mm X 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 ππη， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した 減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i ひ 2 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 01C大気中保持 1 時間後の熟減磁率は S i 02 含浸ボンド磁石で . 0 %：であり S i O, 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 不可逆熱減磁 率も 2 0 0で大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下で あり S i 02'含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さレ 。 これは S i 02 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 '
本実施例の P r F3 コー卜膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後 述する絶縁膜として機能するだけでなく、 効果は小さいが磁石の保磁力 向上に寄与可能であることが分かった。 .
上記 （ 7 ) で作製じた縦 1 5mm， 横 1 0翻， 厚さ 2 の圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i O 含浸 熱処理後は 1 0 0 M P a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製する ことが可能であった。
更に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明 の磁石は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較 しても同等の値となった。 従って渦電流損の発生は小さく、 良好な特性 を有する。
本実施例の結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で 製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約 2 0 %、 曲げ強度は 2 〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること 及び磁石の高信頼化が可能、 その上 P r F 3 をコート膜形成に用いた時 は、磁気特性向上が可能であることが分かった。 P r F 3 をコート膜形成 した希土類磁粉を用いた磁石ほ磁気特性， 曲げ強度， 信頼性が全体的に 向上し Xおりバランスの取れた磁石であることが分かった。 . , 〔実施例 8〕
本実施例において、 〔実施例 1〕と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕し た磁性粉を用いた。 希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物コー ト膜を上記 N d 2F e Ι4Β の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実 施した。 '
D y F 3コート膜形成プロセスの場合 ： D y F 3濃度 2 〜 0. 0 1 g 1 0 m 1 透明ゾル状溶液を用いた。
( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 1 0 m l の D y F 3 コート膜形成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体 濡れ るのが確認できるまで混合した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) の fc> y F 3コ一ト膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉 を 2 〜 5 torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。
( 3 ) 上記 （ 2 ) の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボー 卜に移し、 1 X 1 0—5torrの減圧下で 2 0 0で， 3 0分と 4 0 0 ，
3 0分の熱処理を行った。
( 4 ) 上記 （ 3 ) で熱処理した磁粉に対して、 蓋付きマコール製 （理研 電子社製） 容器に移したのち、 1 X 1 0 torr の減圧下で、 7 0 0 ，
3 0分の熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H3O - (S i (C H30)2- 0)n — C H3(mは 3 〜 5、 平均は 4 ) を 2 5 m l ， 水 4. 8 m l ， 脱永メチ ルアル: 3—ル 7 5 m 1 ， ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m 1 を混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置しだ溶液を用いだ。
、（ 1 ) 上記 D y F3コード膜を施した N d 2F e Ι4Βの磁粉を成形型に充 填し、 1 6 tノ cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦 1 0 ππη，横 1' 0 mm, 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚 さ 2 ramの圧縮成形試験片を作製した。
( 2 ) ±記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片¾加圧方向が水平方向に るようにノヽ 'ッ 卜内に配置し、 2昼夜 2 5での温度で放置じた結着剤で ある S i O, 前駆体溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 mmノ min にな るように注入した。最終的に圧縮成形試驟片の上面から 5匪上方になる まで S i 02 前駆体溶液をバッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前 駆体溶 が満たされたバットを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気レた。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。 ' . ： -
(4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成 試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 （4 ) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 ：！〜 3 P aの圧力， 1 5 0 の条 件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 ramの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を "I定した。 ：
( 7 ) 更によ記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k 0 e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製しだ縦 1 5難， 横 1 0匪， 厚さ 2龍 の圧縮成 形弒験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmX 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評俩した。
上記.（ 5 ) で作製した縦 1 Omni, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹艏含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 tで測定した 減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i Q2 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値がほぽ一致した。 また、 2 0 0で大気中保持 1 時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ポンド磁石で 3. 0 % であり、 i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 不可逆熱減磁 率も 2 0 0で大気中 1時間保持後、 S i 0.2 含浸熱^理後で 1 %以下で あり S I 02含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは $ i 02 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
本実施例の D y F3 コ一ト膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後 述する絶縁膜として機能するだけでなく、 磁石の保磁力向上に寄与可能 であることが分かった。 - 上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 〇2 含浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 〇2 含浸 熱処理後は 4 O MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製するこ とが可能であった。
更に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本磁石 は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ポンド磁石と比較しても 同等の値となった。 従って、 渦電流損が小さく、 良好な特性を有する。 本実施例の結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中べ含浸させた希土類ボンド磁 石、は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約 2 0 %、 曲げ強度は同等〜 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させるこ と及び磁石の高信頼化が可能、 その上 T b F3 と D y F3 とをコート膜 形成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かった。
〔実施例 9〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕じた磁性粉を用いた。 リン酸塩化成処理膜を 形成する処 ¾液は以下のようにして作製した。
水 1 1 にリン酸 2 0 g , ほう酸 4 g， 金属酸化物として M g'O, ZnO, C d 0， C a Oまたは B a Oの.4 gを溶解し、 界面活性剤として E F— 1 0 4 (トーケムプロダクツ製）， E F— 1 2 2 (トーケムプ ΰダクッ製）， E F - 1 3 2 (ト一ケムプロダクツ製） を 0. 1 w t % になるように加 えた。防鲭剤としてはべンゾトリ Tゾ一ル（B T),イミダゾール（ I Z ) , ベンゾィミダゾール （B I ), チォ尿素 （TU), 2一メルカプトべンゾ イミダゾール （M l ), ォクチルァミン （OA), ドリエタノールァミン ( T A ) , o— トルイジン （ T L ) , インドール （ I D ) , 2—メチルピロ ール （MP) を 0. 0 4 molZ lになるように加えた。
リン酸塩化成処理膜を上記 N d2F e l4B の磁粉に形成するプロセス は以下の方法で実施した。 使用したリン酸塩化成処理液の組成を第 4表 に示す。 リン酸塩化成処理膜形成磁粉を用し、た圧粉磁石の各種特性
Figure imgf000070_0001
0 ( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 5 m 1 の リン酸塩化成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認 で、きるまで混合した。
( 2 ) ( 1 ) の リン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を 180 3 0分、 2〜 5 torrの減圧下で熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H30 - (S i (C Η30)2- 0)π , - C Η 3 (mは 3〜 5、 平均は 4 ) を 2 5 m 1 ， 水 4. 8 m 1 ， 脱水メチ ルアルコール 7 5 mし ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2昼夜 2 5での温度で放置した溶液を用いた。
( 1 ) 上記リン酸塩化成膜形成処理を施した N d2F e 1 B の磁粉を成 形型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧力で、 磁気特性測定用とレで縦 1 0龍， 横 1.0 ， 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強虔測定用として縦 i 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2匪 の圧縮成形試験片を作製した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにパッ ト内に配置し、 2昼夜 2 5での温度で放置した結着剤で
、ある S i 02 前駆体溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に l mmZmin にな るように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になる まで S i 02前駆体溶液をバッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前 駆体溶液が満たされたバッ トを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。
( 4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。 ( 5 ) 上記 （4) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ トし、 l〜 3 P aの圧力， 1 5 0/Cの条 件、で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0匪， 厚さ 5關の庄縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパル . ス磁界を . 印加した ' 。 その―圧縮成形試験；片ヒつ - いて磁気特性を 調べた。 '
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、'支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
( 5 ) で作製した縦 1 0隱， 横 1 0 mm， 厚さ 5隱 の圧縮成形試験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 tで測走した減 磁曲線は、 S i 02 '含浸'前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁 束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1時 間後の熱減磁率は S i 02 含浸ボンド磁石で 3. 0 % でぁり 3 1 02 含 浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 ¾に、 不可逆熱減磁率 も 2 0 0 大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下であ り S i 02含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これは S i 〇2が 磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
上記 （ 7 ) 作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2. mmの圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 1 0 0 MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製する ことが可能であった。
更に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明 の磁石は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ポンド磁石と比較 しても同等の値となった。 従って、 渦電流損が小さく、 良好な特性を有 する- 本実施例の結果から、 本発明の低粘度の s i o2 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製.しだ希土類磁石成形体中へ含尋させた希土類ボ ド磁 は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 %、 曲げ強度は約 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下 減少させ ること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。.
〔実施例 1 0〕 '
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と向様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 リン酸塩化成処理膜を 形成する処理液は以下のようにして作製した。 水 1 1 にリン酸 2.0 g， ほう酸 4 g， 金属酸化物どして M g O 4 gを溶解し、 界面活性剤として E F— 1 0 4 (トーケムプロダクヅ製） を 0. 1 w t % になるように加 えた。 防錡剤としてはべンゾトリアゾ一ル （B T) を用い、 その濃度と して 0.0 1〜 0. 5molZ 1 になるように加えた。リン酸塩化成処理膜を 上記 N d 2F e 14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 5 m 1 の リン酸塩化成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認 できるまで混合した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉 を 1 8 0で， 3 0分， 2〜 5 torrの減圧下で熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H30— (S i (C H30)2- 0)m 一 C Η3' (mは 3〜 5、 平均は 4 ) を 2 5 m l , 水 4. 8 m l , 脱水メチ ルアルコール 7 5 m l , ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2、昼夜 2 5 の温度で放蘆した溶液を用いた。
( 1 ) 上記リン酸塩化成膜形成処理を施した N d2F e Ι4Βの磁粉を成 形型に充填し、 1 6 t Zcin2の圧力で、磁気特性測定用として縦 1 Omm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0龍， 厚さ 2inmの圧縮成形試験片を作製した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水丰方向に なるようにバッ ト内に配置じ、 2昼夜 2 5 の温^で放置した結着剤で ある S i 02 前駆体溶液をバツ ト中に液面が垂直方向に 1 mmZinin にな るように注人した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になる まで S i 0 2前駆体溶液をバッ ト中に a入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は E置され、 S i 〇2 前 駆体溶液が満たされたバッ トを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片'表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。 '
( 4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 〇2 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 （ 4) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ トし、 l〜 3 P aの圧力， 1 5 0での条 件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0關， 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に して、 3 0 k 0 e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成^試験片について磁気特性を 調べた。
\( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試,料形状 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0關， 7横 3 ■ 1 0隱， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 *Cで測定した 減磁曲線は、' S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値が.ほぼ一致した。 また、 2 0 0 大気 保持 1 時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ボンド磁石で 3. 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %') よりも小きい。 吏に、 不可逆熱減磁 率も 2 0 0 大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 % 下で あり S i 02含浸無しの場合の 3 %近い値よりも小さい。 これ.は S J 02 ,が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。 上記 ( 7 ) で作製 した縦 1 5 mm,.横 1 ひ mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は S i〇2 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 02 含浸熱処理後は 1 0 0 M P a 以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。 更 に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明の磁 石は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して も同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。 本実施例の結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ポンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 %、 曲げ強度は約 3倍、 更に不可逆熱 磁率は半分以下に減少させ ること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
〔、実施例 1 1〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 リン酸塩化成処理膜を 形成す.る処理液は以下のようにして作製した。 水 1 1 にリン酸 2 0 g , ほう酸 4 g, 金属酸化物とレて M g O 4 gを溶 し、 防鑌剤としてベン ゾトリァゾール （B T) を 0. 0'4moiZ 1 になるように加えた。 界面活 性剤として E F— 1 0 4 ( ーケムプロダクツ製)： を用い、 その濃度と して 0.0 Γ 〜 1 w t %にな、るように加えた。 リン酸塩化成処理膜を上 記 N d2F e l4B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対してリン酸塩 化成処理液 5 m l を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認で きるまで混合した。
( 2 ) ( 1 ) のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁扮を 180 3 0分， 2〜 5 torrの減圧下で熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H30— (S i (CH3ひ )2—〇）π - C H3 (mは 3〜 5、 平均は 4 )を 2 5 m し τ 4.8 m 1 , 脱水メチル アルコール 7 5 m l ， ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し， 2 昼夜 2 5 の温度で放置した溶液を用いた。
( 1 ) 上記リン酸塩化成膜形成処理を施した N d2F e 14B の磁粉を成 形型に充填し、 1 6 t /cm2の圧力で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0 mm， 厚き 5匪の試験片を、 また.、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0mm, 厚さ 2mmの圧縮成形試験片を作製した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにバッ ト内に配置し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した結着剤で ある S i 02 前駆体溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に 1 mmZmin にな るように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5腿上方になる まで S i 02前駆体溶液をバッ ト中に注入した。 ,
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i .O2 前 駆体溶液が満たされたバッ 卜を真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々 'に排気した。 圧縮成形試験片表面からの 泡発生が少なくなるま で放置した。 '
( 4 ) 上記圧縮成形試験) は配置され、， S i 02: 前駆体溶液が満たさ れたバッ ト セッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成 形試験片を S i 02 前駆体溶液内から取出じた。 '
( 5 ) 上記 （4) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 1〜 3 Ρ aの圧力， 1 5 0 の条 件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0關， 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して > 四探針法で比抵^を測定した。
.( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、. 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
( 5 ) で作製した縦 1 Omm, 横 1 0關， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した減 磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁 束、密度及び保磁力の値がぼぼ一致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1時 間後の熱減磁率は S i 02 含浸ポンド磁石で 3. 0 % であり S i 02 含 浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に、 不可逆熱減磁率 も 2 0.0 "C大気中 1時間保持後、 S i 02 含浸熱処理後で 1 %以下であ り S i'02含浸無しの場合の 3 %近 7い値よりも さい。 これは S i O,が
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磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 Oram, 厚さ 2龍の圧縮成形試験 片の曲げ強虔は S ί 02 含浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 9 O M P a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製するこ とが可能であった。
更に、 磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、 本発明 の磁石ほ約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較 しても同等の値とな た。. 従って、 渦電流損が小さく、 良好な特性を有 ,する。 ■ '
本実施例の結果から、 本発明め低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0 3 0 %、 曲げ強度は約 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させ ること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
〔実施例 1 2〕
本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系 薄帯を粉碎した磁性粉を用いた。
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。 水 1 1 にリン酸 2 0 g, ほう酸 4 g、 金属酸化物として Mgひ 4 gを溶 解し、. 界面活性剤として E F— 1 0 4 (ト一ケムプロダクツ製)を 0. 1 w、t % 防锖剤としてべンゾトリァゾ一ル （B T) を 0.0 4molZ l に なるように加えた。リン酸塩化成処理膜を上記 N d2F e UB の磁粉に形 成するプロセスは以下の方法で実施した。
( 1 ) d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 2. 5〜 3 0 m l のリン酸塩化成処理液：を添加し、 希土類磁右用磁粉全体が濡れ るのが確^できるまで混合した。
( 2 ) ( 1 ) のリン酸塩化成膜形成処 Sを施した希土類磁石用磁粉を 180 3 0分， 2〜 5 torrの減圧下で熱処理を行った。
結着剤である S i 02前駆体には C H30— (S i (C H30)2- 0)m 一 C H3 (mは 3〜 5、 平均は 4 )を 2 5 m 1 , 水 4.8 m Γ , 脱水メチル アルコール 7 5 m 1 ， ジラウりン酸ジブチル錫 0.0 5 m 1 を混合し、 2 昼夜 2 5 の温度で放置した溶液を用いた。
. ( 1 ) 上記リン酸塩化成膜形成処理を施した N d2F e 14B の磁粉を成 形型に充填し、 1 6't cm2の圧力で、'磁気特性測定用として縦 1 0 ， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強度測定甩として縦 1 5 mm， 横 1 0mm, 厚さ 2腳の圧縮成形試験片を作製した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにバッ ト内に配置し、 2昼夜 2 5 t の温度で放置した結着剤で ある S i 02 前駆体溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に 1龍 Zmin にな るように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 上方になる まで S 02 W駆体溶液をバッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、. S i 02 前 駆体溶液が満たされたバッ 卜を真空容器内にセッ 卜し、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。
、 （ 4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 3 i 02 前駆体溶液が満たされた バッ 卜をセッ ドした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 （4 ) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ トし、 l 〜 3 P の圧力； 1 5 0 の条 件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0關, 1 0龍， 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に^して、 四探針法で比抵坑を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k 0 e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 , 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚ざ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 (比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した 減磁曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0で大気中保持 1 時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ポンド磁石で 3 . 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小ざい。 更に、 不可逆熱減磁 率も 2 0 O t:大気中 1時間保持後、 S i 〇2 含浸熱処理後で 1 %以下で あり S i 02含浸無しの場合の： 3 %近い値よりも小さい。 これは S i 〇2 が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5議， 横 1 0匪， 厚さ 2 の圧縮成形試験 片の曲げ強度ば S i 02 含浸前で 2 M P a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 1 0 0 MP a以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製する ことが可能であった。
更に、 磁石の比 抗について-も焼結型の希土 磁右に比べて、 本発明 の磁石は約 1 0 0倍以上の値を有し、 圧縮型の希土類ボンド磁石と比較 しても同等の値となった。 って、 渦電流損が小さく、 良好な特性を有 する。 '
本実施例め結果から、 本発明の低粘度の S i 02 前駆体を樹脂なしで 冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁 石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性は 2 0〜 3 0 % 曲げ強度は約 3倍、 更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させ ること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
(比較例 1 )
本比較例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
( 1 ) 上記希土類磁石用磁粉と 1 O O iim以下のサイズの固形ェポキ シ樹脂 （ソマール社製 E P X 6 1 3 6 ) を体積で 0から 2 0 %になるよ うに Vミキサ一を用いて混合した。，
( 2 ) 前記 （ 1 ) で作製した希土類磁石用磁粉と樹脂とのコンパゥン ドを金型中に g填し、 不活性ガス雰囲気中で、 成形圧 1 6 t /cm2 の条 件で 8 0 の加熱圧縮成形した。 作製した ^石は磁気特性測定用として 縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5龍のサイズを、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 minのサイズである。
( 3 ) 前記 （ 2 ) で作製しだポンド磁石の樹脂硬化を窒素ガス中で 1、7 0 ， 1時間の条件で行った。
(4) 前記 （ 3 ) で作製した縦 1 Omra， 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四採針法で比抵抗を測定した。
( 5 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上の'パルス磁界を印加した。 その圧縮成形試肆片について磁気 性を ，ベた。 . '
( 6 ) 前記 （ 3 ) で作製した縦 1 5龍, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mm x 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 πιώの 3点曲 げ^験により曲げ強度を評価した。
前記 (4) で作製した縦 1 0mm， 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性を調べた。 その結果、 磁石中のエポキシ樹脂含有率 が高くなるに従い、 磁石の残留磁率密度は減少していった。 S i G2 結 着剤を含浸して作製したボンド磁石 （実施例 1〜 5 ) と比較して、 磁石 の曲げ強度が 5 0 M P a以上の磁石で比較すると、 エポキシ樹脂含夸ポ ンド磁石は磁束密度が 2 0〜 3 0 %低下していた。 また、 2 0 0 ^大気 中保持 1時間後の熱減磁率はエポキシ樹脂含有ボンド磁石が 5 %と S i 02 含浸ボンド磁石の 3.0 % と比較して大きい。 更に 2 0 0で 1 時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施し た場合 1 %未満であるのに対し （実施例 1〜 5 )、 エポキシ樹脂を含有し たボンド磁石 （比較例 1 ) の場合は 3 %近い値と大きかった。 不可逆熱 減磁の抑制だけでなく、 P C T試験や塩水噴霧弑験でもエポキシ樹脂含 有ボンド磁石は S i O, 含浸ボンド磁石と比較して低いレベルであった。 8 更に前記 （ 4 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 njmの圧縮成形 試験片について大気中で 2 2 5 1時間保持し冷却後 2 0 で減磁曲 線、を測定した。 磁界印加方向は 1 0 mm方向であり、 最初に + 2 O k O e の磁界で着磁後士 I k O eから ± 1 0 k O eの磁界でプラスマイナス交 互に磁界を印加して減磁曲線を測定した。 その結果を第 4図に示す。 第 4図では、 （実施例 1 ) の 2 ) の条件で S i 02 の含浸処理した磁石と、 本比較例に示すようにエポキシ榭脂をバインダ一として 1 5 vol %含有 た圧縮成形ポンド磁石との、 減磁曲線を比較している。 第 4図の横軸 は印加した磁界、 縦軸は磁束密度を示す。 : S i O 2 結着剤を含浸処理し た磁石は磁界が— 8 k O eよりも負频に大きな磁界が印加されると磁束 が急激に低下する 圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさら に 界の絶対値が小さい値で磁束が急激に低下し、 - 5 k O eよりも貞 側の磁^で磁束の低下が著しい。 - 1 0 k O eの磁界印加後の残留磁束 密度は、 浸処理磁石の場合 0.44、 圧縮成形ボンド磁石では 0. 1 1 Tであり含浸処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の碹の 4倍 ,となっている。 これは圧縮成形ポンド磁右が 2 2 5でで加熱中に各 N d F e B粉の表面や N d F e B粉のクラック表面が酸化することで各 N d F e B粉を構成している N d F e B結晶の磁気異方性が低下し、 そ の結果保磁力が減少し負の磁界印加により磁化が反転し易くなったため と考えられる。 これに対し、 含浸処理磁石では N d F e B粉及びクラッ ク表面が S i 02 膜で被覆されているため大気中加熱時の酸化が防止さ れた結果、 保磁力の減少が少ないものと考えられる。
前記 （ 7 ) で作製した縦 1 5 mm, 横.1 0 mm, 厚さ 2匪の圧縮成形試験 片の曲げ強度 結着剤のエポキシ樹脂含有率を増加させると、 曲げ強度 は増加し、 体積含有率として 2 0 vol % で磁石の曲げ強度は 4 8 M P a となり、 ポンド磁石として必要な曲げ強度を有する。 エポキシ樹脂含有 ポンド磁石は S i 0 2 含浸ボンド磁石と比較して、 比抵抗は同等のレべ ル、であった。
本比較例の結果から、 エポキシ樹脂含有希土類ボンド磁石は本発明の 低粘度の S i 0 2 前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石 成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石と比較して、 磁気特性において 2 0〜 3 0 %低く、 不可逆熱減磁率並びに磁石の信頼性が低いことが判
，した。 . . ' ：
尚、 本比較例において、 榆脂の体積分率 （樹脂と希土類磁右用磁粉に おける掸脂の体積分率を示す、。）を変化ざせたエポキシ樹脂含有ボンド磁 - 石の評価結果を第' 5表に纏める。 . '
(
エポキシ樹脂を用いたボンド磁石の各種特性
Figure imgf000085_0001
Figure imgf000085_0002
¾ ^ 本比較例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕. と同様の N d F e B系の薄帯を粉砕しだ磁性粉を用いた。
、結着剤である S i 02 前駆体には、 CH30— (S i (C.H30)2- 0)m — C H 3 (mは 3〜 5、 平均は 4 ) を 1 m 1 , 水 0. 1 9 m 1， 脱水メチル アルコール 9 9 m l , ジラウリン酸ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2 昼夜 2 5 の温度で放置した溶液を用いた。
上記 S i 02 前 p [体溶液の粘度はォストヮルト:の粘度計を用いて 3 0 の温度で測定レた。 '
( 1 ) 上記 N d2F e l4,B 磁粉を成形寧に充填し、 1 6 tン cm2の圧 力で、磁気特性測定用として縦 1 O ram，檨 1 Omm,厚さ 5aunの試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片を作製した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにバッ ト内に配置し、 結着剤である上記 S i 02 前駆体溶液を バッ ト中に液面が垂直方向に 1龍ィ min になるように.注入した。 最終的 に圧縮成形試難片の上面から 5龍上方になるまで S i 02 前駆体溶液を バッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前 駆体溶液が満たされたバッ 卜を真空容器内にセッ 卜し、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。
(4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 （ 4) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された圧縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 i〜 3 P aの圧力， 1 5 0 :の条 件で圧縮成形弒験片に対して真空熱処理を施した。
、（ 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成 形轼験片に対じて、 四探針法で比抵抗を測定した。 ，
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた'。 — ：
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmX 10 mniX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 の 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0龍， 厚さ 5 の圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 %向上可能であり、 2 0 " で測定した 減磁曲線は、 S i 02'含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留 磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0 の大気中保持 1時間後の熱減磁率は S i 02含浸ポンド磁石で 3： 0 % であり S i 02 含浸無しの場合の熱減磁率 （ 5 %) よりも小さい。 更に 2 0 0 で 1時 間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した 場合 1 %未満であるのに対し、 エポキシ系ボンド磁石の場合 3 %近い値 であった （比較例 1 )。
しかしながら、 上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5龍， 横 1 0 ， 厚さ 2mm の圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの値となり、 本比較例の Si〇2 含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、 1 1 0程 度の値しかえられなかった。 これは本比較例における結着剤中の S i o2 前駆体の含有量が 1 vol%と実施例における結着剤中の S i 02 前駆体 の含有量と比べて、 1〜 2桁少ないため、 硬化後の S i 02 単体の曲げ 強度が大きくても、 磁石中の含有量が少なすぎることが影響している。 結論として、 本比較例の磁石は磁石強度が低い短所があり、 使用対象 '、 によっては上記曲げ強度を考慮することが必要。
尚、 本比較^、 及び後述する （比較例 3 ) の 1 ), 2 ), (比較例 4) の 各種特性については、 第 6表に纏めている。 ， r
前駆体材料を用いて含浸した磁石の各種特性
Figure imgf000089_0002
磁石の磁気特性
Figure imgf000089_0001
曲げ強度 ' . 比抵抗 残留磁束 保磁力 不可逆熱
( Pa) (Qcm) 密度（kG) (kOe) 滅磁率 (W)
4.2 0.0016 6； 9 12.2 <1
7.8 0.0017 6.9 12.2 <1
170 0.0027 6.5 12.2 <1.9
190 0.0032 6.6 12.2 <1. β
(比較例 3 )
本比較例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d.F'e B系の薄帯を粉碎した磁性粉を用いた。
結着剤である S i 02前駆体には以下の 2つの溶液を用いた。 ' ：
1 ) C H30 - (S i (C H30)2— 0)n— C H3(mは 3 5、平均は 4 ) を 2 5 m l , 水 0. 1 9 m 1， 脱水メチルアルコール 7 5 m 1 , ジラウリン 酸ジプチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2昼夜 2 5；0の温度で放置じた。
2 ) CH30— (S i (C H30)2 0)n— C H3(mは 3 5、平均は 4 ) を 2 5 m l , 水 2 4 m 1 , 脱永ェチルァルコール 7 5111 し ジラウリン酸 ジブチル錫 0.0 5 m l を混合し、 2昼夜 2 5 の温度で放置した。
1 )， 2 ) の S i 02前駆体溶液の粘度はォス十ワルドの粘度計を用い て 3 0 の温度で測定した。
( 1 ) 上記 N d 2F e 14Bの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t / cm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0mm, 厚さ 5 mm の'試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5關, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 、片を作製した。， . '
( 2 ) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにバッ ト内に配置し、 結着剤である 1 ), 2 ) の S i 02前駆体 溶液をバッ ト中に液面が垂直方向に 1隱 Zmin になるように注入した。 最終的に圧縮成形試験片の上面から 5 mm上方になるまで S i 02 前駆体 溶液をバッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前 駆体溶液が満たされたバッ トを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるま で放置した。 (4) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ 卜した真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 （4) で作製した S i 02 前駆体溶液で含浸された庄縮成 形試験片を真空乾燥炉内にセッ トし、 1〜 3 P aの圧力， 1 5 0 " の条 件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。 '
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製しだ縦 1 5mm， 横 1 0漏， 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの.3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
(比較例 3 ) の 1 ) について、 上 ( 5 ) で作製した縦 1 0mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 minの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、 残留 磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較例 1 ) と比較して、 2 0〜 3 0 % 向上可能であり、 2 0でで測定した減磁曲線は、 S i〇2含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0での大気中保持 1時間後の熱減磁率は S i 02 含浸ボンド 磁石で 3. 0 % であり S i 02 含浸無しの場 の熱減磁率 （ 5 %) より も小さい。 更に 2 0 0で 1時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆 熱減磁率は含浸処理を施した場合 1 %未満であるのに対し、 エポキシ系 ボンド磁石 （比較例 1 ) の場合は 3 %近い値であった。 しかじながら、 上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 mm の圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの'値となり、 本比較例の Si02 含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、 1 / 6程度 の値しかえられなかった。 これは本比較例における結着剤中の水の添加 量が少ないため、 化学反応式 1 に示した S i 02 前駆体材料中のメ トキ シ基の加水分解が進行しないためシラノール基が生成せず、 S i 02 前 駆体の熱硬化反応 おけるシラソ一ル基間の脱 縮合反応が生じないた ¾ , 熱硬化後の S i 02 の生成量が少なく S i 02 含浸ボンド磁石の曲 げ強度が低かったのが原因である。 .
： 結論 して、 （比較例 3 ) の、 1 ) の磁石は磁石強度が低いため、 使用対 象における磁石強度の関係を十分に考慮して使用することが望ましい。
(比較例 3 ) の 2 ) について、 （ 7 ) で作豳した縦 1 5 mm, 橫 1 0 mm， 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 M P a以下 であるが、 S i 02 含浸熱処理後は 1 7 0 MP aの曲げ強度を有する磁 石成形体を作製するごとが可能であった。
（ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0龍， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験片に 対する磁気特性 ついては、 残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 2 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した減磁曲線 は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度 及び保磁力の値がほぼ一致した。 しかしながら、 2 0 0 ^大気中保持 1 時間後の熱減磁率は本比較例では 4. 0 %と実施例での S i 02 含浸ボ ンド磁石で 3.0 %と比較して大きい値となった。更に 2 0 0 1時間後 に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例での S i 02 含 浸処理を施した場合 1 %未満であるのに対し、 本比較例では 2 %近い値 であった。 これは S i O2 前駆体溶液が磁石表面から： 1 mm強程度までし か磁石中に浸透しなかつたことが影響して ることが分かつた。 そのた め、 磁石の中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、 本、比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなった原因 である。 ，
この結果から、 本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石 に対して、 遜色はないものの、 長期信頼性に関しては従来のエポキシ系 ボンド磁石より低くなる可能性-がある。 使用対象における酸 匕劣化を十 分に考慮して使甩することが望ましい。 '
(比較例 4 )
本比較例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の N d F e B系の薄.帯を粉砕した磁性粉を用いた。 結着剤である S i 02 前駆体には CH30— (S i (C H30)2— 0)n— C H3(mは 3〜 5、 平均は 4) を 2 5 m 1， 水 9.6m l , 脱水メチルアルコール 7 rin 1 , ジラウ リン酸ジブチル錫 0.0 5m lを混合し、 6昼夜 2 5 の温度で放 ftした 溶液を用いた。 '
上記 S i 02 前駆体溶 の粘度はォス トワルドの粘度計を用いて 3 0 " の温度で測定した。
( 1 ) 上記 N d 2F e Ι4Βの磁粉を成形型に充填し、 1 6 t / cm2の圧力 で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mm の試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0mm， 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片を作製した。
(2) 上記 （ 1 ) で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向に なるようにノ ッ ト内に配置し、結着剤である上記 S i.02前駆体溶液をバ ッ ト中に液面が垂直方向に 1關 min になるように注入した。 最終的に 圧縮成形弒験片の上面から 5 nun上方にな まで S i 02前駆体溶 をバ ッ ト中に注入した。
( 3 ) 上記 （ 2 ) で使用した圧縮成形試験片は配置され、 S i Q2 前 駆体溶液が満たされたバッ トを真空容器内にセッ トし、 8 0 P a程度ま で徐々に排気した。 圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なぐなるま で放置した。
( 4 ) 圧縮成形試験片は配置され、 S i 02 前駆体溶液が満たされた バッ トをセッ トした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、 圧縮成形試 験片を S i 02 前駆体溶液内から取出した。
( 5 ) 上記 (4) で作製し こ S i 0,2前駆体溶液で含浸された圧縮成形 試験片を真空乾燥炉内にセッ 卜し、 1〜 3 P aの圧力， 1 5 0 の条件 で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。 . '
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について.磁気特性を ,調べた。 . . ' .
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 5mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2nimの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmX 1 0 mmX 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3点曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
上記 （ 7 ) で作製した縦 1 5 mm, ,横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験 片の曲げ強度は S i 02 含浸前で 2 MP a以下であるが、 S i 02 含浸 熱処理後は 1 9 0 M P aの曲げ強度を有する磁石成形体を作製すること が可能であった。
上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 nun, 厚さ 5 ramの圧縮成 試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 2 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した滅磁曲 線は、 S i 0 2含浸前と S i 0 2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度 及び保磁力の値がほぼ一致した。 しかしながら、 2 0 0 大気中保持 1 時間後の熱減磁率は本比較例では 3 . 6 % と実施例での S i 0 2 含浸ポ ンド磁石で 3 . 0 % と比較して大きい値となった。 更に 2 0 0 で 1時 間後に,室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例での S i〇2 含浸処理を施した場合 1 %未満であるのに対し、本比較例では 1 . 6 %の 値となった。 これは S i 0 2 前駆体溶液が磁石表面から 2 匪弱程度まで しか磁石中に浸透しなかった、ことが影響していることが分かった。 その ため、磁石の中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、 本比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなつた原因 である。 '
この結果から、 本比較例のポンド'磁石は従来のエポキシ系ポンド磁石 に対して、 遜色はないものの、 長期信頼性に関しては従来のエポキシ系 ボンド磁石より低ぐな ¾可能性がある。 この点を十分考慮して使用する ことが望ましい。
(比較例 5 )
本比較例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実施例 1〕 と同様の . N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 また希土類フッ化物又 はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する処理液は以下のように して作製した。
( 1 ) 氷に溶解度の高い塩、 例えば N ciの場合は酢酸 N d、 または硝 酸 N d 4 gを 1 0 0 m 1 の水 こ導入し、 振とう器または超音波攪拌器を 用いて完全に溶解した。 ' ( 2 ) 1 0 %に希釈したフッ化水素酸を！^ d F3 が生成する化学反応 の当量分を徐々に加えた。
、（ 3 ) ゲル状沈殿の N d F3 が生成した溶液に対して超音波攪拌器を 用いて 1時間以上攪拌した。
( 4 ) 4 0 0 0〜 6 0 0 0 r.p.m の回転数で遠心分離した後、 上澄み 液を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。
( 5 ) ゲル状の N d F3 を含むメタノール溶液を攪拌レて完全に懸濁 液にした後、 超音波攪拌器を用いて 1時間以上攪拌しだ。
( 6 ) 上記 （4) と ( 5 ) の操作を酢酸.イオン、：又は硝酸イオン等の 陰イオンが検出されなぐなるまで、 3〜 1 0回繰り返した。
( 7 ) 最終的に N d F 3 の場合、 ほぼ透明なゾル状の N d F 3 となつ た。 理液としては N d F 3 ^ .1 g / 5 m 1 のメタノール溶液を用いた。 希土類フヅ化物又はアル力リ土類金属フッ化物ユート膜を上記
N d2F e 14B の磁粉に形成するプロセスは以下の方法 実施した。
N d F 3 コート膜形成プロセスの ¾合 ： N d F3 濃度 1 g / 1 0,m 1 半透明ゾル状溶液 ' .
( 1 ) N d F e B系の獰帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 1 5 m l の N d F3 コート膜形成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が 濡れるのが確認できるまで混合した。
( 2 ) 上記 （ 1 ) の N d F3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁 粉を 2〜 5 torrの減圧下で溶媒の タノール除去を行った。
( 3 ) 上記 （ 2 ) の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボ —卜に移し、 i X 1 0— orr の減圧下で 2 0 0 ：， 3 0分と 4 0 0で，
3 0分の熱処理を行った。
(4) 上記 （ 3 ) で熱処理した磁粉に対して、 蓋付きマコール I (理 研電子社製)容器に移したのち：、 1 X 1 0— orrの減圧下で、 7 0 0 ， 3 0分の熱処理を行った。
、（ 5 ) 上記希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物コート膜を 施した N d2F e uB の磁粉を成形型に充填し、 1 6 t Zcm2の圧,力で、 磁気特性測定用として縦 1 0 mm,横 1 0 mm,厚さ 5 mmの試験片を、また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 2 mmの圧縮成形試験片耷作 製した。 ― . -
( 6 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦 1 0匪， 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmめ圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。：
( 7 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。
( 8 ) 上記 （ 5 ) で作製した縦, 1 5駕， 横 1 0龍, 厚さ 2 mmの圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験'を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmX l 0 mm X 2 mm'の圧縮成形体を用い.、支点間距離 Γ 2 mmの 3_点曲 げ試験により曲げ強度を 価した。
記 （ 5 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm， 厚さ 5 mmの圧縮成形試験 片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比 較例 1 ) と比較して、 約 2 0 %向上可能であり、 2 0 で測定した減磁 曲線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含浸熱処理後の成形体とで残留磁束 密度及び保磁力の値がほぼ 致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1時間 後の熱減磁率は本比較例では 3. 0 %と実施例での S i 02 含浸ボンド 磁石で 3. 0 %と同等の値となつた。更に 2 0 0で 1時間後に室温に戻し て再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例での. S i 02 含浸処理を施し た.場合 1 %未満であるのに対し、 本比較例では 1 %未満の値となった。 各種コート膜処理磁粉単体で成形した材料の各種特性
Figure imgf000098_0001
瓣¾ 7 しかしながら、 （ 7 ). で作製した縦 1 5 mm, 横 1 0 mm， 厚さ 2 mm の圧 縮成形試験片の曲げ強度に関しては本比較例では S i 02 含浸を実施し て、いないため、 2. 9 M P a という値となり、 エポキシ系ボンド磁石と 比較して 1 1 5程度の値となった。 ,
この結果から、 本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石 に対して、 機械的強度に乏しく、 使用に当たってはこの点に注意が必要 である。 · . 、 ' '——
(比較例 6 ) - 本実施例において、 希土類磁石用磁粉には、 〔実:施例 1〕 と词様の N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。 またリン酸塩化成妞理 膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
水 i 1 にリ ン酸 2 0 g , ほう酸 4 g , 金属酸化物として M g Oの 4 g を溶解し、 界面活性剤として E F:— 1 0 4. (トーケムプロダクツ製） を 0. 1 w t %になるように加えた。 防鲭剤としてはベンゾトリァゾール ( B T) を 0. 0 4 molゾ 1 になるように加えた。 . リン酸塩化成処 3膜を上記 N d 2F e 14B の磁粉に形成するプロセス は以下の方法で実施した。 使用したリン酸塩化成処理液の組成を第 4表 に示す。
( 1 ) N d F e B系の薄帯を粉砕した磁性粉 1 0 0 gに対して 5 m 1 のリン酸塩化成処理液を添加し、 希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確 認できるまで混合した。 ,
( 2 ) 上記 （ 1 ) のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁 粉を 1 8 0 ， 3 0分， 2〜 5 tofrの,減圧下で熱処理を行った。
( 3 ) 上記リン酸塩化成膜形成処理を施した N d2F e 14B の磁粉を成 形型に充填し、 1 6 tノ cm2の圧力で、磁気特性測定用,として縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの試験片を、 また、 強度測定用として縦 1 5 mm, 横 1 Omm, 厚さ 2mmの圧縮成形試験片を作製した。
、（4 )' 上記 （ 3 ) で作製した縦 1 0 mm, 横 1 0 mm, 厚さ 5 mmの圧縮成 形試験片に対して、 四探針法で比抵抗を測定した。
( 5 ) 更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、 3 0 k O e 以上のパルス磁界を印加した。 その圧縮成形試験片について磁気特性を 調べた。 - Γ
( 6 ) 上記 ( 3 ) で作製した縦 1 5 mm，H 0 mm, 厚さ 2 mm ώ圧縮成 形試験片を用いて、 機械的曲げ試験を実施した。 曲げ試験には試料形状 1 5 mmx 1 0腿 X 2 mmの圧縮成形体を用い、支点間距離 1 2 mmの 3 曲 げ試験により曲げ強度を評価した。
( 3 ) で作製した縦 1 O mm, .横 1 O mm， 厚さ 5龍 の圧縮成形弒験片に 対する磁気特性については、 残留磁束密度が樹脂含有ポンド磁石 （比較 例 1 ) と比較して、 約 2 5 %向上可能であり、 2 0 で測定レた減磁曲 線は、 S i 02 含浸前と S i 02 含寖熱処理後の成形体とで.残留磁束密 度及び保磁力の値がほぼ一致した。 また、 2 0 0 大気中保持 1時間後 の 減磁率は本比較例では 3. 1 %と実施例での S i 02 含浸ボンド磁 石で 3. 0 %とほぼ同等の値となった。更に 2 0 0 1時間後に室温に戻 して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例での S i 02含浸処理を施 した場合 1 %未満であるのに対し、本比較例では 1. 2 %の値となりやや 増加したものの大きな差はなかった （第 7表）。 しかしながら、 上記（ 5 ) で作製した縦 1 5 mm， 横 1 0 mm, 厚さ 2 の圧縮成形試験片の曲げ強度 に関しては本 ft較例では S i 02含浸を実施していないため、 2.9 MP a という値となり、 エポキシ系ボンド磁石と比較して 1 / 2 0.程度の値と なった。 ' この結果から、 本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石 に対して、 機械的強度に乏しぐ、 使用に当たってはこの点を十分考慮し て、使用することが必窭である。
上述の実施例により本発明を説明したが、 本発明の磁石は次の,効果を 備えている。 .
1 ) 磁石としての性能が従来の榭脂による磁石に比べ優れている。
2 ) さらに優れた特性に加え—、 磁石としての強度も強い。 樹脂磁石で は得られなかつた特性に優れ、 強度においても優れている磁石が得られ る'。 . ノ
上述 1 ) と 2 ) の効果は、 上述のとおり、 例えば次のようにして達成 される。 · ' ' 榭脂のない状態で磁粉を圧縮成形しだ傺に生じる、 1 m以下の磁粉 と磁粉の隙間に結着剤溶液を浸透させる必要がある。 そのだめには結着 剤溶液の粘度が 1 0 O m P a · s以卞であることと、 磁粉と結着剤溶^ の濡れ性が高いことが必要である。 更には,、 硬化後の結着剤と磁粉との 接着性が高く、 結着剤の機械的強度が大きく、 結着剤が連続的に形成さ れていることが重要である
結着剤溶液の粘度に関しては磁石のサイズに依存するが圧縮成形体の 厚さが 5 mm 以下且つ磁粉と磁粉の隙間が 1 m程度の場合は結着剤溶 液の粘度が 1 0 0 m P a · s程度で磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液を圧 縮成形体の中心部まで導入することが可能である。 圧縮成形体の厚さが 5 mm 以上且つ磁粉と磁粉の隙間が 1 i m程度になると、 例えば 3 0 ram 程度の厚さを有する圧縮成形体では、 |£縮成形体の中心部まで結着剤溶 液を導入するには、結着剤溶液の粘度が 1 0 0 m P a * s程度では高く、 結着剤溶液の粘度が 2 0 m P a · s以下、 望ましくは, 1 0 m P a · s以 下が必要となる。これは通常の樹脂と比較して 1桁以上低い粘度である。 そのためには S i ひ2 の前駆体であるアルコキシシロキサンにおけるァ ル、コキシ基の加水分解量の制御とアルコキシシロキサン分子量の抑制と が必要となる。 即ち、 アルコキシ基が加水分解するとシラノール基が生 成されるが、 そのシラノール基は脱水縮合反応を起こし易く、 |¾水縮合 反応はアルコキシシロキサンの高分子量化を意味するからである。また、 更にシラノール基同士は水素結-合を生じるため、 S i 0 2 の前駆体であ るアルコキシシロキサン溶液の粘度は増大する。 具体的にはアルコキシ シロキサンの加水分解反応当量に対する水の添加量と加水分解反応条件 を制御することである。 結着剤溶液 用いる溶媒にはアルコキシシロキ サン中のアルコキシ基は解離反応が速いことからアルコールを用いるこ とが ましい。 溶媒のアルコールには沸点が水より低ぐ粘度の低いメタ ノール， エタノール, n —プロパノール， ： i s o _プロパノールが好ま しいが、 結着剤溶液の粘度が数時間で増加しなく、 かつ、 沸点が水より 低い溶媒であれば本発明に係る磁石の製造に用いることができる。. 、 硬化後の結着剤と磁粉との接着性に関しては、 本発明に用いている結 着剤である S i O z 前駆体は熱処理後の生成物が S i 0 2 であるため、 磁 粉表面が自然酸化膜で覆われていれば、磁粉表面と S i 0 2との接着性は 大きく、 S i 0 2 を結着剤とした希土類磁石は磁石を破断した際の表面 は磁粉または S i 0 2 の凝集破壊面が殆どである。 一方、 結着剤に樹脂 を用いた場合は樹脂と磁粉との接着性は磁粉表面と S i 0 2 と比較する と一般的に小さい。 そのため、 榭脂を用いたボンド磁石では、 磁石を破 断した際の表齒は樹脂と磁粉の界面または樹脂の凝隼破壊面の両方が存 在する。 従って、 磁石強度を向上させるには S i 0 2 を結着剤として用 いる方が樹脂を結着剤として用いるより有利である。. ' 磁石中の希土類磁粉の含有率が 7 5 vo l %以上になる時は、庄縮成形す るタイプの希土類磁石を用いることになるが、 結着剤硬化後の希土類磁 石、の強度は、 硬化後の結着剤の連続体が生成するかどうかが大きく影響 する。 それは接着界面の破断強度より同じ面積の結着剤単独の破断強度 の方が大きいからである。 エポキシ樹脂等の樹脂を用いた場合、 ^固形 分中の樹^体積分率が 1 5 vo l %以下になると樹脂と希土類磁粉との濡 れ性が良好とはいえないため、 磁石内部での榭脂硬化後の榭脂は連続体 とはならず、 島状に分布する。 それに対して、 前述したように S i 0 2前 駆体は希土類磁粉との濡れ性が良好であるため、 磁粉表面に S i 0 2 前 駆体が連続的に拡がり、 その連続的に拡がった状態で熱処理により硬化 し S i 0 2 になる。 一方、 硬化後の結着剤の材料としての ¾度は曲げ強 さで表すと S i 0 2 ほ樹脂系 比較して 1 〜 3桁大きい。 そのため、 結 着剤硬化後の希土類磁石の強度は結着剤に. S i 0 2 前駆体を用いた方が、 樹脂を用いるより桁違いに高い。
次に本発明に係る磁石により適した磁石の材料について説明する。 土類磁石粉は、 強磁性の主相および他成分からなる。 希土類磁石が N d 一 F e — B系磁石である場合には、 主相は N d 2 F e 1 4 B 相である。磁石 特性の向上を考慮すると、 希土類磁石粉は、 H D D R法や熱間塑性加工 を用いて調製された磁石粉であることが好ましい。 希土類磁石粉は、 . N d— F e — B系磁石の他に、 S m— C o系磁石などが挙げられる。 得 られる希土類磁石の磁石特性や、 製造コス トなどを考慮すると、 N d— F e - B系磁石が好ましい。 ただし、 本発明の希土類磁石が N d— F e 一 B系磁石に限定されるものではない p 場合によっては、 希土類磁石中 には 2種以上の希土類磁石粉が混在していてもよい。 即ち、 .異なる組成 比.を有する N d— F e— B系磁石が 2種以上含まれてもよく、 N d— F e— B系磁石と Sm— C o系磁石とが混在していてもよい。 なお、 本明細書で 「N d— F e— B系磁石」 とは、 N dゃF eのー部 が他の元素で置換されている形態も包含する概念である。 N dは、 D y， T b等の他の希土類元素で置換されていてもよい。 置換にはこれらの一 方のみを用いてもよく、 双方を用いでもよい。 置換は、 原料合金の配合 量を調整することによって行うことができる。このような置換によって、 N d— F e— B系磁石の保磁力向上を図れる。 置換される N dの量は、 N dに対して、 0.0 l atom%以上， 5 0 at om%以下であるごとが好まし い。 0 · 0 1 at om %未満であると置換による効果が不十分となる恐れがあ る。 5 0 atom%を越えると、 残留磁束密度を高レベルで維持できなくな る恐れがあり、磁石を使用する用途に対応レで注意することが望ましい。 一方、 F eは、 C o等の他め遷移金属で置 されていでもよい。 こめ ような置換によって、 N d _ F e— B系磁石のキュリー温度 （T c ) を 上昇させ、 使用温度範囲を拡大させる とができる。 置換される F eの 量は、 F eに対して、 0.0 1 atom%以上， 3 0 atom%以下で.あることが 好ましい。 0. 0 1 atom% 未満であると置換による効果が不十分となる 恐れがある。 3 0 atom%を越えると、 保磁力の低下が大きくなる恐れが あり、 磁石を使用する用途に対応して注意することが望ましい。
希土類磁石における希土類磁石粉の平均粒径は、 ：！〜 5 0 0 mが好 ましい。 希土類磁石粉の平均粒径が l m未満であると、 磁粉の比表面 積が大きく酸化劣化による影響が大きく、 それを用いた希土類磁石の磁 石特性の低下が懸念される。したがってこの場合磁石の使用状態を考え、 注意することが望ましい。
一方、 希土類磁石粉の平均粒径が 5 0 0 mより大きいと、 製造時の 圧力によって磁石粉が碎け、 十分な電気抵抗を得ることが難しく る。 加えて、 異方性希土類磁石粉を原料として異方性磁石を製造する場合に は、 5 0 0 zmを越えるサイズにわたり、 希土類磁石粉における主相 (、N d「 F e— B系磁石においては、 N d 2F e Ι4Β 相） の配向方向を揃 えることは難しい。 希土類磁石粉の粒径は、 磁石の原料である希土類磁 石粉の粒径を調節することによって、 制御される。 なお、 希土類磁石粉 の平均粒径は S EM像から算出することができる。
本発明は等方性磁石粉から製造される等方性磁石， 異方性磁石粉をラ ンダム配向ざせた等方性磁石、 および異方性磁石粉を 定方向 配向さ せた異方性磁石のいずれにも適用可能である。 高 ネルギ一積を有する 磁石が必要であれば、 異方性磁石粉を原料とし、 これを磁場中配向させ た異方性磁石が好適である。 · ' ' 希土類磁石粉は、 製造する希土類磁石の組成に応じて、 -原料を配合し て製造する。主相が N d 2F e 14B ：相である N d - F e - B系磁石を製造 する場合には、 N d , F e、 および 'Βを所定量配合する。 希土類磁石粉 は、 公知の手法を用いて製造したものを甩いてもよいし、 市販品を.用い ても良い。 このような希土類磁石粉ば、 多数の結晶粒の集合体となって いる。 希土類磁石粉を構成する結晶粒は、 その平均粒径が単磁区臨界粒 子径以下であると、 保磁力を向上させる上で好適である。 具体的には、 結晶粒の平均粒径は、 5 0 0 nm以下であるとよい。 なお、 HD D R法 とは、 N d _ F e— B系合金を水素化させることにより、 主相である N d 2F e 14B化合物を N d H3， α _ F e、 および F e 2 Bの三相に分解 させ、 その後、 強制的な脱水素処理によって再び N d 2F e Ι4Βを生成さ せる手法である。 U P S E T法とは、 超急冷法により作製した N d— 6— 8系合金を、 粉砕， 仮成型後、 熱間で塑性加工する手法である。 磁石の使用用途として高調波を含む高周波磁界が磁石に対して 加さ れる条件下では、 希土類磁石粉体表面に無機絶縁膜を形成されているこ とが好ましい。 これにより磁石内部の電気抵抗を大きくでき、 渦電流を 低、減でき、 磁石中の渦電流損を低減化できる。 このような無機絶縁膜と しては、 燐酸， 硼酸, マグネシウムイオンを含有した燐酸塩化成処理液 を用いて形成された膜が良く、 膜厚の均一性と磁粉の磁気特性を確保す るには界面活性剤と防锖剤が併用することが望ましい。 特に界面活性剤 としてはパーフルォロアルキル系界面活性剤、 また、 防锖剤としてはべ ンゾトリアゾ一ル系防鲭剤であることが望ましい。
更に、 磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無 機絶縁膜としてはフッ化物コー卜膜が望ましい。 該フッ化物コート膜を 形成する処理液としては、 希土類フッ化物又はアル力リ土類金 Sフッ化 物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、 且つ、 該希土類 フッ化物 Xはアルカリ土類金属フッ化物は平均粒径が 1 0 w m以下まで 粉砕されアルコールを主成分とした溶媒に分散されたゾル状態である溶 液が望ましい。 磁気特性の向上には ¾フッ.化物コ一ト膜が表面に形成さ れた磁粉を 1 X 1 0' -4 P a以下の雰囲気、 且つ、 6 0 0 〜 7 0 0 "C温度 で熱処理することが望ま.しい。
〈上記構造の回転電機の効果〉
第 1図に記載の第 1および第 2の回転電機 2 0 0 , 2 0 2に使用され る磁石が上記説明の構造を為すこと、 すなわち粉体の磁石材料と濡れ性 の良い結着剤の前駆体を磁石に含浸させて磁石を製造することで、 次の 効果の少なく とも 1つまたは複数の効果を有している。 なお上記説明の とおり、 体め磁石材料と濡れ性の良い前駆体の結着剤として S、i 0 2 が最適である。
効果 1、 上述の磁石の製造工程では、 高温に熱する焼結工程が 在し ないので磁石の製造が容易である。
効果 2、 また俗にボンド磁石と称せられるエポキシ樹脂を使用した磁 石： はないので、 磁石の Ϊ¾気特性がボンド磁石より優れており、 安価で 比較的良好な特性め回転電機を得ることができる。 , 効果 3、 上記磁石は磁石材による成形がなされた後、 結着剤の硬化を 比較的低い温度で行うことが可能であり、 成形された磁石材の形状ゃ寸 法の変化が少ない。磁石の形状や寸法に関し高い精度で製造できるので、 モー夕や発電機として高い特性が得られる。 すなわち磁石材を結着剤で 結着した後の切削加工が非常に少なく、 又容易である。 例えば接着剤の はみ出し部分を切削するなど、 実質的な磁石形状の形成加工では無いの で、 加工が容易である。 従来の焼結磁石では焼結のために高温に熱する ので、 その後の温度が下がる過程で収縮し、 磁石材の形状が変化する。 従って従来の焼結磁石では、 焼結工程の後に磁石の形状や寸法を整える ための切削加工に多くの時間を費やすことが必要であつた。 上記実施の 形態では、 極めて少ない切削加工で、 場合によっては切削加工なしで必 要な磁石形状を得 ¾ことができる。
効果 4、 上述の如く磁石材の成形形状がその後の結着剤の含侵や硬化 の工程でほとんど変化しないので、 プレス加工等による磁石材の曲線形 状を高い精度で維持したままで磁石を製造することが可能である。 理論 的には好ましい磁石の厚みや形状が分かっていても、 量産可能な方法が 無いために製品化が困難であった磁石の曲線形状を実現でき、 良好な特 性の回転電機を得ることが可能である。
効果 5、 焼結の希土類磁石は電気抵抗が小さく渦電流による損失や発 熱が大きい。 上記磁石は粉末磁石表面に絶縁皮膜を形成でき、 上記渦電 流損や磁石の発熱を大幅に低減できる。 自動車用の ©転電機、 特にハイ プリッ ド車両に使用される回転電機は 1 0 ΰ度を超える環境で使用され る可能性があり、 磁石内での淌電流による発熱を低く抑えることが必要 である。 上述の実施の形態では電気抵抗を大きくできるので、 磁石の発 熱を低減できる。 またその分回転電機の損失を低減でき、 効率向上とな る α
〈回転電機の他の実施形態〉
第 1 3図は、 第 3図から第 6図で説明した回転電機 2 0 0や 2 0 2に 関する他の実施の形態を示す。 れらの回転電機 2 0 0や 2 0 2はそれ ぞれ、 固定 2 3 0あるいは回転子 2 5 0が鉄粉を庄縮成形して形成され ている。 固定子 2 3 0の構造や動作は第 3図から第 6図で説明した囱転 電機 2 0 0や 2 0 2の固定子 2 3 0と同じである。
固定子 2 3 0の固定子鉄心 2 3 2は上述のように、 表面に電気絶縁膜 を付けた鉄粉を圧縮して成形されている。 先に固定子巻線を成形して固 定子巻線を仮固定し、 仮固定した固定子巻線を内蔵するようにして鉄粉 を詰め、 次に鉄粉全体を圧縮成形して固定子全体を作ることが 能とな り、 生産性が向上ザる。 場合によってはさらに固定子巻線の占積率が向 上することが可能となる。 鉄粉表面の電気絶縁膜により固定子鉄心内の 電気抵抗が増大し、 固定子鉄心内の渦電流を低減でき、 発熱が減少する と共に回転電機の効率が向上する。
上記回転子鉄心 2 5 2もまた、 表面に電気絶縁膜を付ける処理を行つ た鉄粉を圧縮して成形することにより回転子鉄心 2 5 0の渦電流を低減 できる。 さらに上述の如く永久磁石 2 5 4と 2 5 6は渦電流を低減する 構造をしており、 回転子 2 5 0の内部発熱を総合的に低減できる。 希土 類永久磁石は温度が上昇すると磁気特性が劣化する、 すなわち減磁する 欠点を有している。 車載用回転電機は周囲の温度が高い状況で使用され る場合が多々あ 、 内部発熱を低減することは磁石の磁気特性の劣化を 防止できるなど、 熱に伴う色々な障害を低減でき、 信頼性を高ぐ維持す る上でたいへん好ましい。
第 1 3図に記載の回転子 2 5 0に設けられている永久磁石 2 5, 4や 2 5 6は第 3図から第 6図で説明レた永久磁石 2 5 4や 2 5 6と基本的 に同じであるが、 磁石形状が異なっており、 これに伴い作用が少し異な つている。 第 1 3図で永久磁石 _2 5 4や 2 5 6は一体の形状で、 少なぐ とも固定子側が曲線形状である。'永久磁石 2 5 4や 2 5 6の両端部では 磁石の径方向の厚みが中央部に比べ、 薄くなつている。 この結果、 回転 子 2 5 0の磁極の中央部における永久磁右の起磁力が磁極端部の永久磁 石の起磁力より大きくなっており、 さらに永久磁石 2 5 4や 2 5 6の直 径方向の厚みがなだらかに変化することで、 起磁力の変化が滑らかにな つている。 以下に記載のごとく回転電機のトルクや起電力が滑らかにな る効果がある。 ·、
永久磁石 2 5 4や 2; 5 6の回転子側に位置す'る磁極片部 2 . 8 0の径方 向の厚みが第 4図で説明したものより薄い。 この構造から磁極片部 2 8 0 と裨助磁極 2 9 0 の間の磁気回路が時期的な飽和状態となり、 磁束量 が抑えられている。 また第 1 3図の構造でもブリ ッジ部 2 8 2や 2 8 4 が設けられており、 磁極片部 2 8 0 と補助磁極 2 9 0との間に存在する 磁束量を、 このブリッジ部を含む磁気回路を飽和することにより、 制限 している。 ブリ ッジ部 2 8 2や 2 β 4より補助極側磁石の端部では、 磁 石と固定子側の回転子外周との間の鉄心幅が徐々に増大する形状となつ ている。 永久磁石 2 5 4や 2 '5 6の両 部周辺で、 磁石と固定子側の回 転子外周との間の鉄心幅を、 補助磁極 2 9 0に近づくにつれて、 徐々に 増大する形状としているので、 固定子と回転子との空隙における周方向 での磁束量の変化が、 磁石 2 5 4や 2 5 6が存在する部分から補助磁極 にかけて、 なだらかに変化している。 磁束量のなだらかな変化により、 トルク脈動が小さくなる。 トルク脈動の内コギングについても小さくで きる効果がある。
さら fc上述のごとぐブリツジ部 2 8 2や 2 8 4と永久磁石の両端部と の間では、 永久磁石の径方向の厚みを薄く しているので、 磁石の起磁力
1
がなだらかに減量し、 固定子 2 3 0 όと回転子 2 5 0との間の磁束量が滑
8
らかに減少レている。
第 1 4図は、 固定子巻線 tこ電流が流れていない状態での、 空隙 2 2 2 の周方向の磁車分布を示す。 第 1 4図 （A ) は第 1 3図で説明の固定子 と回転子の構造を示しており、 回転子 2 3 0と固定子 2 5 0は回転子の 回転軸を中心とする円形形状であるが、 平面形状で図示している。 第 1 4図 （B ) は空隙 2 2 2の磁束量すなわち磁束密度の周方向における 変化を示す。 補助磁極部 2 9 0と固定子 2 3 0との間では、 永久磁石 2 5 4や 2 5 6による磁束量は第 1 4図（ B ) の領域（ d ) で示す如く、 ほぼゼロである。 永久磁石 2 5 4 Z 2 5 6の左端部とブリッジ部 2 8 2 との間では、 径方向の磁石幅が徐々に増大しており、 気磁力が徐々に増 大レている。 これに伴って第 1 4図 （B ) の領域 （ a ) で示す如く、 回 転子 2 5 0から固定子 2 3 0への磁束量が徐々に増大している。 ブリ ッ ジ部 2 8 2とブリツジ部 2 8 4との間は、 回転子の直径方向の磁石の厚 みが緩やかに変化しており、 磁石宁央部が端部より厚くなつている。 回 転子から固定子への磁束量は第 1 4図 （B ) の領域 （ b ) で示す如く、 磁石の径方向め厚みに対応して磁極中央部の磁束量が多く、 磁石の端部 である磁極端部の磁束量が少ない状態で、磁束量が領域（ a )や領域（ c ) より緩やかに変化している。 ブリ ツジ部 2 8 2と永 磁石 2 5 4 7 2 5 6 の右端部との間では、 回転子の径方向の磁石幅が徐々に減少しており、 気磁力が徐々に減少している。 これに伴って第 1 4図 （B ) の領域 （ c ) で示す如く、 回転子 2 5 0から固定子 2 3 0への磁束量が徐々に減少し ている。 領域 （ a ) と領域 （ c ) の磁束量の変化は磁石の径方向の厚み の変化に基づいており、 この変化は領域 （b ) より少し急激であるが、 角ばつていない滑らかな変化であり、 トルクや発電電 の脈動を低減で きる。 . ' ―
第 1 4図 （B ) .の領域 （d ) では上述の如く永久磁石による磁束はほ ぼゼロである。 第 1 4図 （A ) の右端の補助磁極部 2 9 0のさらに右側 は、 隣の磁極であり、 永久磁石の形状は同じであるが、 磁化方向が反転 している。 すなわち固定子.側が S極で回転子の中心側が N極である。 磁 石の径方向の厚みと磁束の強さの関係は上述のとおりであるが、 磁化方 向が逆であり、 磁力線の方向は固定子から回転子に向かう方向である。 〈第 1 3図と第 1 4図の実施形態の効果〉—
第 1 3図と第 1 4図で、 上記永久磁石 2 5 4 / 2 5 6に希土類？^石材 料と濡れ性のすぐれた前駆体の結着剤、 好ましくは S i 0 2 を結着剤と する、 上述の磁石を使用しているので、 少なくとも次の 1乃至複数の効 果を備えている。
効果 1、 曲線形状の磁石を使用しているので、 第 1 4図 （B ) に示す ように永久磁石に基づく磁束量を滑らかに変化させることができる。 こ の回転電機をモータとして使用し 場合にトルク脈動を低減できる。 ま た発電機として使用した場合には、 発電電圧の脈動を低減でき、 また負 荷として作用する負荷の脈動変化を低減でき、 この回転電機を備えてい るシステムに与える負荷の脈動の影響を低減できる。
効果 2、 運転時にはスロッ トなどの形状に伴い高調波磁束が回転子の 固定子側に作用する。 上述の回転子を積層電磁鋼板の積層構造とするこ とで高調波磁束による鉄損や発熱.を抑制している。 さらに永久磁石 2 54 / 2 5 6に上記高調波磁束が作用して磁石内に渦電流が発生し、 渦電流 損や磁石の発熱が増大するのを抑制するため、 磁石材料の粉体表面に絶 縁皮膜 形成したのち磁石粉末から成形ざれた磁性体に結着剤を贪浸し ている ρ これにより永久磁石内部の電気抵抗を増大でき、 渦電流損を低 でき'、 磁石の発熱を低減でき-る。 自動車用回転零機、 特に八イブリツ ド用の回転電機では、 周囲温度が 1 0 0度を超える高温条件で磁石が使 用ざれる可能性があり、 磁右の内部発熱を低減することが望ましい。 希 土類材料を使用した磁石は 1 '8 0度以下、 好ましくは 1 4 0度以下で使 用するのが良く、 内部発熱を低減することが望ましい。 ， '
〈第 1 5図から第 1 8図の実施の形態〉
第 1 5図に 3相動機回転電機の他の実施の形態を示す。 回転電機の固 定子 2 3 0と回転子 2 5 0め基本的な構造と動作は第 4図に示す回転電 機と同じである。 固定子 2 3 0には 3相固定子巻線が第 4図と同 に設 けられているが、 囟示を省略した。
上記固定子鉄心 2 3 2および回転子鉄' L、 2 5 2は、 表面に電気絶縁膜' を付ける処理を行った鉄粉を圧縮して成形している。 上記固定子鉄心 2 3 2が、 鉄粉を圧縮して成形した構造をなしている。 このような構造 をとることにより、 先に固定子巻線を成形して固定子卷線を仮固定し、 仮固定した固定子巻線を内蔵するようにして鉄粉を詰め、 次に鉄粉全体 を圧縮成形して固定子全体を作ることにより、 生産性が向上すると共に 固定子巻'線の占積率が向上す.る。 さらに渦電流を低減でき、 回転電機の 効率が向上する。
上記回転子鉄心 2 5 2を、 表面に電気絶縁膜を付ける処理を行った鉄 粉を圧縮して成形することにより回転子鉄心 2 5 0の渦電流を低減でき る。 また以下で説明する永久磁石 2 5 4と 2 5 6は渦電流を低減する構 造、をしており、 回転子 2 5 0の内部発熱を総合的に低減できる。 希土類 永久磁石は温度が上昇すると磁気特性が劣化、 すなわち減磁する, 点を 有している。 車載用回転電機は周囲の温度が高い状況で使用される場合 が多々あり、 内部発熱を低減することは信頼性を高く維持する上で、 た いへん好ましい。 r
第 1 5図で、 回転子 2 5 0は表面に電気絶縁処理を施した鉄粉を圧縮 成形しており、 圧縮成形された回転子 2 5 0に磁石挿入孔 2 5 8が設け ちれている。 上記磁石挿入孔、には磁右組体 2 7 0が挿入されている。 こ の構造は第 4図の構造と同じであるが、 磁石挿入孔 2 5 8に挿入されて いる磁石が磁石組体 2 7 0となっている点が異なっている。 この実施例 では、 回転子 2 5 ひを有し、 各磁石挿入孔. 2 5 8は内部に磁 組体 270 がそれぞれ配置されている。 しかし、 4個の磁石揷入孔 2 5 8は一例で あって、 8個でも 1 0個でも 1 . 2個でも良い。 各磁石挿入孔 2 5 8に挿 入される磁石は回 ¾子の極を作るが、 極を作る磁石を第 4図の如く分割 して挿入するようにしてもよい。 磁石組体 2 7 0は永久磁石 2 5 4 / 2 5 6および以下で説明する粉状の鉄心を圧縮した鉄心を有してい-て、 主磁極として作用する。 この実施例では主磁極の間にはリラクタンス ト ルクを発生する補助磁極 2 9 0がそれぞれ存在する。 磁石組体の製造方 法は第 1 6図あるいは第 1 7図を用いて以下説明する。
第 1 6図で工程 1 2乃至 2 5は先の第 9図で説明のとおりである。 ェ 程 1 2で板状め希土類磁性材の表面に電気的な絶縁皮膜が作られ、 工程 1 5でプレス機械により、 予め定められた形状に圧縮成形され所定形状 の磁性体が作られる。 工程 2 0で所定形状の磁性体の結着剤の前躯体が 含浸され、 工程 2 5で数百度に熱されることで結着剤が硬化して磁性体 が作られる。 上記ェ程 2 5において結着剤の硬化のための温度が低いた め 工程 1 2で作られた絶縁皮膜は損傷が少なく、 高い電気抵抗が維持 できる。 また工程 2 5での磁性体の形状変化がほとんど無い。 第.4図や 第 1 3図の実施の形態では、 工程 2 5で作られた磁性体を磁石挿入孔に 挿入されるが、 第 1 6図の実施の形態では、 工程 2 5で作られた磁性体 と粉状の鉄心材とが工程 3 0で圧縮成形されて磁石組体が作られる。 ェ 程 3 5で磁石組体が磁石挿入孔 2 5 8に挿入され、 着磁される。 工程 3 0では磁性体の片面あるいは両面に粉状磁心が存在するように磁石組 体が圧縮成形される。 工程 3 0で使用される粉状の鉄心材は表面に亀気 的な絶縁皮膜が作られており、 電気抵抗が大きく渦電流損が非常に少な い。
上言 実施の形態では、 板状の希土類磁性材の表面に電気的な絶縁皮膜 を作る処理を施した。 しかし、 上記工程 2 0で結着剤の前駆体を含浸す ると、前記結着剤の前駆体は層状に重なる希土類磁性材の間 入り ¾み、 層状の希土類磁性材の間に電気的な絶縁膜を形成するので、 電気的な絶 縁皮膜を作る処理を施さないでも従来の焼結希土類磁石に比べ 5倍〜 1 0倍あるいはそれ以上の電気抵抗を有することとなる。 従って発熱が 5 '倍〜 1 0倍あるいはそれ以上の減少となる。 このことは上記第 9図に おける実施の形態でも同じである。
第 1 7図は第 1 6図の他の実施 形態である。 工程 1 2で表面に絶縁 皮膜が作られた粉末状の希土類磁性材が、 工程 1 5で予め定められた形 状に圧縮^形される。 工程 1 5の後、 工程 1 7で表面に絶縁皮膜を有す る粉状の鉄心材と共に予め定められた形状に圧縮成形され、 多孔質状の 磁石組体が作られる。 工程 2 2で多孔.質状の磁石組体に結着剤の前駆体 が含浸され、 工程 2 7で熱処理により結着剤の前記前駆体が硬化して磁 石組体が作られる。 上記磁石組体が工程 3 7で回転子の磁石挿入孔 2 5 8 に、挿入され、 着磁される。 なお、 磁石組体を磁石挿入孔に挿入後、 上記 結着剤の前駆体を注いでも良い。 この場合工程 2 2や工程 2 7の前段の 多孔質状の磁石組体を回転子の磁石挿入孔 2 5 8に挿入し、 その後工程 2 2や, 2 7を行っても良いし、 あるいは工程 3 7の後再び前記前駆体を 注いで、 熱処理による硬化を行-つても良い。 r
第 1 7図では第 1 6図の説明と同様、 工程 1 2で希土類磁性材の板状 の粉末に絶縁皮膜を形成している。 このようにすることで、.電気抵抗を 非常に高くでき、 磁石内の渦、電流を極めて低くできる。 しかし工程 1 2 での、 希土類磁性材の粉末表面への絶縁皮膜の形成を行わなくても、 希 土類磁性材の粉末表面に S i O系のアモルファス状態の薄い膜が形成さ れるので磁石内部の電気抵抗は高くなり、 .渦電流を低減でき、 磁石 部 の発熱を低く抑えることができる。. '
上記 S O系のアモルファス状態の薄い膜は結着剤としての作用と井 に電気抵抗を高め ¾作用をレている。 'またアモルファス状態の薄い膜の 形状をしているので、 磁石の単位体積あたりの磁性材料の割合を高くす ることができ、 磁気特性も良好である。
第 1 8図は工程 2 2の多孔質の磁石組体 2 7 0に結着剤の前駆体を含 浸させる状態の図である。 容器 3 6 0に結着剤である S i 0 2 の前駆体 の溶液 3 6 2が入っており、多孔質,の磁石組体 2 7 0が溶液に浸される。 磁石組体 2 7 0は多孔質の磁性体である磁石 2 5 4 Z 2 5 6とその外周 に設けられた庄粉鉄心 3 1 2や 3 1 4 ,からなつている。 圧粉鉄心 3 1 2 や 3 1 4は上述のごとく、 表面を絶縁皮膜処理された純鉄の鉄粉を圧縮 成形して固めた鉄心である。 圧粉鉄心部分は鉄粉が変形しているため、 溶液が浸透しに <Cいが多孔質,磁性体の部分は濡れ性の良い前記前駆体が 浸透し、 多孔質の孔を前駆体の溶液が満たす状態となる。 この後工程 2 7で前記前駆体が熱処理されることで硬化し、 結着作用をなす。
第 1 5図〜第 1 8図を使用した説明では、 回転子 2 5 0は表面に電気 絶縁処理を施した鉄粉を圧縮成形しており、 圧縮成形された回 子 2 5 0 に磁石 i 入孔 2 5 8が設けられている。 しかし上述めように、 回転子 2 5 ひに磁石揷入孔 2 5 8を予め設け、 その磁石挿入孔 2 5 8に磁石を 挿入する製造方法とば異なる製造方法であっても良い。 この場合、 磁石 組体 2 7 0を仮止めし、 上記仮止めした磁石組体 2 7 0を内蔵するよう にして電気絶緝処理を施した鉄粉を供給し、 磁石組体 2 7 0を内蔵した 状態で上記鉄粉を圧縮して、 回転子 2 5 0を圧縮成形する。 このように して製造することで磁石組体 2 7 0 と回転子鉄心 2 5 2とを一体成形で きる。 · . ' ·
〈第 1 5図から第 1 8図の実施の形 の効果〉.
第 1 5図乃至第 1 8図で説明の実施の形態は、 次に記載の効果の 1つ ある は複数個あるいは全てを備えている。
効果 1、 第 1 5図の回転子 2 5 0に設けられた磁石挿入孔 2 5 8の形 状を単純な形状とすることが可能となる。 回転子鉄心は電磁鋼板を切^ 加工し、 この切削加工された電磁鋼板を積層して作られる場合、 磁石挿 入孔を単純な形状とすることで、 作業性が向上する。 磁石 2 5 4 2 5 6 の形状を曲線を有する形状とすることが可能であるが、 そのような曲線 にあわせてパンチング加工などの切削加工で電磁鋼板に磁石挿入孔を形 成することは、 簡単にできるごとではなぐ、 作業性が低卞する。 このよ うな作業性の低下を防止できる。
上記積層電磁鋼板を使用するのではなく、 回転子鉄心 2 5 2を鉄粉の 圧縮成形で製造する場合、 製萆する圧縮機の形状を簡単な形状とするこ とが可能となる。 このことにより、 圧縮機の型が磨耗し難く、 破損の可 能、性も減少する。
効果 2、 圧縮成形された磁性体は端部が細くなつていたり、 あるいは 全体が曲がっていたり、 機械的衝撃に弱い形状の場合がある。 このよう な衝撃に^い形状の場合、 回転子の磁石挿入孔へ成形された磁性体を揷 入時に、 破損する恐れが.ある。 本実施の形態では圧粉鉄 により衝撃に 弱い形状から衝撃に強い彬状に補強されるので、 破損しにぐぐなる。 ま た磁石挿入孔へ挿入しやすい形状とすることが可能である。
回転子の内部発熱を低減で、きる。すなわち磁石内部の発熱を低減でき、 また回転子 2 5 0の回転子鉄心 2 5 2を、 表面に電気絶縁膜を有する粉 状鉄粉を圧縮成形して作ることにより、 回転子鉄心 2 5 2の内部の発熱 を低減できる。 希土類永久磁石は温度が所定温度を超えて上昇すると減 磁する欠点を有するが、 発熱を低く'抑えることで永久磁石の温度上昇を 抑えることが可能 ある。 これにより回転電機の信頼性を高く維持する ことが容易となる。'
〈他の実施の形態〉
第 1 9図は、 第 1 5図の磁石組体 2 7 0の他の実施の形態を示す。 第 1 9図に示す磁石組体 2 7 0が固定される回転子 2 5 0は先に説明した ものと同じである。 すなわち、 回転子鉄心 2 5 2を、 表面に電気絶縁膜 を付ける処理を行った鉄粉を圧縮して成形することにより回転子鉄心 2 5 0の渦電流を低減できる。 以下で説明する磁石組体 2 7 0は渦電流 を低減する構造をしており、 回転子 2 5 0の内部発熱を総合的に低減で きる。 希土類永久磁石は温度が上昇すると磁気特性が劣化、 すなわち減 磁する欠点を有している。 車載用回転電機は周囲の温度が高い状況で使 用される場合が多々あり、 内部発熱を低減することは信頼性を高く維持 する上で、 たいへん好ましい。
第 1 9図 （A) に示す磁石組体 2 7 0は第 1 5図に示す磁石組体と同 じ構造である。 第 1 9図 （B) は、 磁石挿入孔 2 5 8に 2個の磁,性体を 挿入する構造である。 回転子鉄心 2 5 2に複雑形状の磁束揷入孔を形成 することは生産性を低下する。 また磁石 2 7 2や 2 7 4自身も厚みが薄 く、 機械的な衝撃に弱い。 従って複数の磁性体 2 7 2 と 2 7 4とを更に 電気絶縁皮膜された粉末状の鉄心材で一体に圧縮成形し、 衝撃に強い形 状として取り扱う。 複数の磁性体 2 7 2と 2 7 4とが圧粉鉄心 3 1 4や 3 1 2により一体になつており、 この方が回転子鉄心 2 5 2と一体成形 し易く、 回転子の製造の作業性が向上する。 ，
第 1 9図 （C) は磁石組体の起磁力を変化させる構造で、 粉体の鉄心 と磁性体とを圧縮成形したもので:あり、 圧縮成形磁石 2 5 4 / 2 5 6 と 圧粉鉄心とが 体に圧縮成形されている。上記と同様作業性が向上する。 また各主磁極の周方向の磁束量を回 電機の軸方向に沿って.高精度に変 化させることができ'、 トルク脈動や誘起電圧の脈動を低減できる。
第 1 9図 （D) は粉体状の鉄心圧縮成形した圧粉鉄心 3 1 4と圧縮成 形された磁石 2 5 4Z 2 5 6とにより磁石組体が構成されており、 回転 子鉄心の磁石挿入孔を大きく成形し、 磁石 2 5 4Z 2 5 6を高い精度で 最適形状として上記大きく成形した磁石挿入孔に磁石組体を 2 7 0を挿 入することができる。 これにより、.作業性の向上と精度向上による良好 な特性の確保とを両立できる。
第 1 9図 （A) 乃至第 1 9図 （D) は、 上述のごとく、 表面を絶縁皮 膜処理した鉄粉を使用することにより、 圧粉鉄心 3 1 4や 3 1 2での渦 電流を低減でき、 .鉄損を低減できる。 また磁性体である磁石 2 5 4 / 2 5 6 , 2 7 2 , 2 7 .4も表面を絶縁皮膜処理した磁粉材を使用してい るので、 磁石内部での渦電量を低減できる。
第 1 9図 （C ) と （D ) の磁石組体 2 7 0は、 周方向に非対称に磁石 が配置されており、 回転方向が一方向の回転電機の磁極とレて用,いるの に適している。
第 2 0図は磁石組体 2 7 0の更に他の実施の形態であり、 磁石揷入孔 2 5 8に挿入される磁石組体 2 7 0が磁石 2 7 2および磁石 2 7 0と圧 粉鉄心 3 1 2とで構成されている。 磁石 2 7 2および磁石 2 7 0が回転 軸に対しスキューしだ構造どなっている。 これにより、 回転電機のトル ク脈動や誘起電圧のトルク脈動を.低減できる。 磁石組体の構造がスキュ 一効果を有する構造であり、 回転子鉄心の製造が容易であり、，全体とし て生産性が向上する。 また製造精度が向上し、 特性が向上する。
第 2 1図に開示の磁石組体は、 磁性体 2 .5 4 2 5 6とアルミなどの 非磁性材料とを組み合わせて磁石組体を形成した構造である。 第 2 1図 ( A ) は磁性体 2 5 4'ノ 2 5 6の周方向の両サイ ドに非磁性体 2 6 6を 設けたもので、 第 1' 6図'あるいは第 Γ 7図の製造方法において、 圧縮成 形された磁石材にアルミなどの非磁性材の粉末を加えて磁石組体を圧縮 成形したものである。 非磁性体 2 6 6は第 4図の空隙 2 6 2や 2 6 .4と 同様の働きをする。 非磁性体 2 6 6の形状をプレス成形することで、 高 精度で成形でき、 回転電機の特性が向上する。 また第 2 1図 （B ) は更 に一方側に圧粉鉄心 3 1 4を加えて磁石組体を形成した構造である。 回 転電機を一方向に回転させて使用する場合に適している。
第 2 1図 （A ) および （B ) は回転.子鉄心の空隙を非磁性材料で圧縮 成形しており、 成形精度を高く維持できることで、 良好な特性が得られ る。 また鉄心の空隙が不要となるので機械強度が高くなる。 また作業性 が向上する。
第 2 2図は、 第 4図に示した断面と同様に、 固定子 2 3 0や回転子 2 、5 0の断面を示す。 構造や動作原理も略同じである。 固定子 2 3 0の 固定子鉄心 2 3 2や回転子 2 5 0の回転子鉄心 2 5 2は第 4図と.同様、 表面に電気絶縁膜を施した鉄粉を圧縮して成形されている。 第 4図と同 様、 固定子鉄心 2 3 2内部の渦電流を低減でき、 回転電機の効率が向上 すると共に、 固定子鉄心 2 3 2の内部の発熱を低減できる。 回転子鉄心 2 5 2も同様に内部の発熱を低減できるとともに、 渦電流損を低減でき るので回転電機の効率が向上する。
第 2 2図に示す実施の形態ど第 4図に示す実施の形態との相違点は、 第 2 2図に示す永久磁石 2 7 6の形状がブロック形状である点である。 製造方法は第 8図から第 1 2 0を用いてあるいは第 1 6図から第 1 8図 を用いて説明したとおりである。 永久磁石.2 7 6の作用および固定子 2 3 0や回転子 2 5 0の作用は第 4 0で説明の作用と略同様であり、 永 久磁石 2 7 6は第 4図では永久磁石 2 5 4や 2 5 6に対応し.ている。 ブ ロック型の磁石の形状は、 回転子の回転軸に垂直な面での断面は長方形 で、 上記回転軸に沿って伸びている。 各永久磁石 2 7 6は磁極として作 用し、磁極と磁極との間に Q軸の磁束を通す補助磁極 2 9 0が存在する。 各永久磁石 2 7 6の固定子側の回転子鉄心 2 5 2は第 4図と同様、 磁極 片 2 8 0として作用する。 上記磁極片 2 8 0と補助磁極 2 9 0との間に は上述の如くプリ ッジ部が存在し、プリッジ部を通る磁束量は飽和現象 により非常に少なく制限されている。 磁極を構成する永久磁石 2 7 6は 磁極片 2 8 0め両側において磁化の方 fS]が異なっており、 例えば一方の 永久磁石 2 7 6は固定子側を N極とするように磁化されていると、 他方 の.永久磁石 2 7 6.は固定子側を S極とするように磁化されている。' 第 2 2図の永久磁石.2 7 6 ,は第 2 0図に示す如くスキユーしていても 良い、. この場合トルク脈動が減少する。 また第 2 2図の永久磁石.2 7 6 は第 2 1図に示す如くァルミ材ゃステンレス材のごとき非磁性材料を有 していても良い。 この場合、 磁気的空隙が上記アルミ材ゃステン,レス材 によって作られ、 第 4図で説明した磁気的空隙 2 6 2や 2 6 4と同様の 作用をなす。 さらに磁気的空隙 2 6 2や 2 6 4が物理的な空隙と比べ第 2 1図に示す非磁性材料を使用-した場合、 機械的な強度が強くなる利点 があり、 第 5図で説明したプリッジ部 2 8 2や 2 8 4を回転電機の特性 の良好な形状とすることができる。 例えば機械的強度の関係で半径方向 において薄くできなかった場合でも上述のとおり機械的強度を強くでき るので、 第 2 1図に示す非磁性材料を使用した場合では磁気特性的に望 ましい形状とすることが可能となる。
第 2 3図は第 2 2図の永久磁石, 2 7 6の形状を変えたものであり、 表 面に電気絶縁膜を施した鉄粉を圧縮して形成された回転子鉄心 2 5 2に 永久磁石が設けられた構造である。 特に第 2 3図では回転子.鉄心 2. 5 2 の内部に永久磁石が埋設された構造である。 第 2 3図に開示され 回転 電镌の基本動作は第 4図や第 2 2図と略同じである。 第 2 3図 ( A ) は 永久磁石 2 7 6の形状をァーケ型とした例である。 また第 2 3図 （B ) は永久磁石 2 7 6の形状を U字型とした例である。 第 2 3図 （C ) は永 久磁石 2 7 6の形状を V字型とした例である。 第 2 2図に記載のブロッ ク型の磁石を内蔵した回転電機と同様に第 2 3図 （A ) や第 2 3図 （B ) や第 2 3図 （C ) に記載の回転電機も磁極片ゃブリッジ部が存在し、 ト ルクの発生原 ¾は略同じであ ¾。 第 1 5図で説明した如く、 予め磁石挿 入孔を設けた回転子鉄心 2 5 2を成形して、 第 8図乃至第 1 1図で説明 の磁石体あるいは第 1 6図乃至第 2 1図で説明した磁石組体 挿入して、 回転子を製造することができる。 また第 8図乃至第 1 1図で説明の磁石 体あるいは第 1 6図乃至第 2 1図で説明した磁石組体を予め製造レてお き、、 上記磁石体や磁石組体と鉄粉とを圧縮成型して回転子を製造するよ うにしても良い。
第 2 4図は、 第 2 2図や第 2 3図に記載の回転子 2 5 0のさら.に他の 実施の形態を示す回転子の部分拡大図である。 第 2 4図に記載の回転子 2 5 0は、 第 2 2図や第 2 3図に記載の永久磁石 2 7 6の形状を異にす るものである。 第 2 4図に示すいわゆる三日月形状の永久磁石 2 7 6の 如く、 複雑形状の永久磁石を使用する場合、 積層鋼板に複雑な形状の磁 石挿入孔を設けることが困難である。 上記積層鋼板の代わりに、 上述の 如ぐ表面に電気絶縁皮膜を設けた粉状の鉄心を用いることで生産性を向 上できる。 すなわち上記粉状の鉄心と上記複雑形状の永久磁石とを一体 として圧縮成形することで、 例えば第 2 4 .図に示す如く、 上記複雑形状 の永久磁石を内蔵した回転子 2 5 0を製造できる。
第 2 5図は、 第 2 2図乃至第 2 4 '図に記載の回転子 2 5 0のさらに他 の実施の形態を示す回転子の部分拡大図である。 第 2 5図に記載の回転 子 2 5 0は、 第 2 2図乃至第 2 4図に記 ¾の永久磁石 2 7 6の形状を異 にするものである。 第 2 5図に示す永久磁石 2 7 6は回転子の回転方向 において磁石の厚さが非対称となっている。 回転電機は回転方向の両方 向に対し同様の特性が要求される場合と、 回転方向に応じて異なる特性 が要求される場合がある。 この場合特性に合せた永久磁石 2 7 6の磁石 形状を要求特性に合せることが望ましい。 これら特性に合せることで永 久磁石 2 7 6 非対称とすることが可能である。
回転電機をモー夕と発電機の両方の運転モードで使用する場合がある。 回転電機の回転子の方向が同じでもモータと発電機の両方の運転 ΐ ド 2
で使用する場合、 永久磁石 2 7: 6を非対称とすることが望ましい場合が ある。 この場合例えば第 2 5図に記載の如ぐ永久磁石 2 7 6の径方向の 厚みが周方向において非対称となり、 発生する磁束密度が周方向におい て非対称となっている。 , . 磁石体や磁石組体を非対称形状として予め作成し、 粉状の鉄 、と上記 複雑形状の永久磁石とを一体として圧縮成形することで、 第 2 5図に示 す周方向に非対称な形状の回転子を容易に製造できる。 .
第 2 6図と第 2 7図はさらに他の実施の形態を示す。 なお第 2 7図は 固定子が第 2 6図と同じであり、 記載を省略した。: 固定子 2 3 0はスロ ッ ト 2 3 4を備えた固定子鉄心 2 3 2を有しており、 固定子 2 3 0およ び固定子鉄心 2 3 .2は第 4図で説明の構造と词じである。 ，
回転子 2 5 0の永久磁石の配置が異なるのみで基本的な構造や動作は 第 4図および第 1 5図で説明の内容と同じである。 回転子 2 5 0の各極 は複数の永久磁石、 例えば 2個の永久磁石を回転子の半径方向に配置し ている。 第 2 6図や第 2 7図では.永久磁石 2 7 7と永久磁石 2 7 βとが 回転子の径方向に なつ Τ配置されでおり、 これら永久磁石 2 7 ,7 と 2 ,7 8で回転子 2 5 0の各磁極を構成する。 上記永久磁石 2 7 7 と 2 7 8 は第 8図乃至第 1 2図で説明した磁石を使用する。 これら永久磁石 2 7 7 と 2 7 8を予め製造し、 次にこれら永久磁石 2 7 7と 2 7 8を圧縮機の 内部に仮固定子し、 次に表面に電気絶縁膜を施した鉄粉を圧縮機の内部 に充填し、 上記永久磁石ど充填された鉄粉を上記圧縮機で圧縮成形して 回転子を成形する。 このようにすることで回転子を簡単に製造できる。 第 2 7図では、 特別に磁気的空間を設けたい場所に非磁性粉 2 7 9を 混入して、 上記圧縮機で圧縮成形した回転子 2 5 0を示す。 従来は磁気 的空間の空気を満たした物理的な空隙を形成することで作ってい 。 本 実施の形態では非 性粉 2 7 9:を混入して、 磁気的空間を形成するので 機械的な強度が従来の構造に比べ強くなる。 回転子 2 5 0を第 2 6図や 第、 2 7図の如く、 磁石体や磁石組体と共に鉄粉を圧縮機により圧縮成形 することで、 回転子 2 5 0を簡単に製造でき、 さらに磁気的空間,が必要 な部分には非磁性 2 7 9を混入するこどで、 回転電機に要求される特 性に合った回転電機を簡単に製造することができる。
第 2 6図や第 2 7図では予め永久磁石 2 7 7と 2 7 8を第 8図乃至第 1 2図で説明した製法で製造して使用するが、 第 8図乃至第 9囟の工程 1 0から工程 1 5を行い、 この状態で圧縮機の内部に仮固定子し、 次に 表面に電気絶縁膜を施した鉄粉を圧縮機の内部に充填し、 上記工程 1 0 乃至工程 1 5で製造した磁石と充填された鉄粉を上記圧縮機で ΐί縮成形 して回転子を成形するようにしても良い。 この場合、 磁石には結着剤の 前駆体が含浸されていないので、 第 2 8図に示す $Πく結着剤 $ i ひ 2 の 前駆体に圧縮成形された回転子を浸し、 結着剤 S i 〇2 の前駆体を含浸 しても良い。 結着剤 S i 0 2の前駆体は磁石部分を含浸するだけでなく、 、鉄粉を圧縮成形した回転子 2 5 0の表面および表面近傍を結着剤 S i 02 で固定することができ、 機械的な強度が増加する効果がある。 鉄粉を圧 縮成形した回転子 2 5 0は遠心力などに対する機械的強度が積層鉄心に 比べ低下しやすい欠点があり、 機械的な強度が増加することはたいへん 望ましい効果である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 · ノ 前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永久磁石は、 磁性粉体を S i o系の材料により結着して成形され ており、 ―
前言己回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形ざれておひ、 鉄性の粉が庄縮成形されでつく られた回転子鉄心に設けられた、 磁性 粉体を S i 0系の材料により結着して成形した前記永久磁石を有する回 転子に、 前記固定子巻線に交流電流が供給されることにより回袪トルク が発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
2 . 固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して'、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 ' ' · '· . · .
, 前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 . 前記回転子には前記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
前記永久磁石は永久磁石が発生する磁束が上記固定子鉄心を通るよう に磁化されていると共に、 前記永久磁石は界磁極毎に磁化方向が反転す るように磁化されており、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、 前記永久磁右は、 磁性粉体を S i O系の材料により結着して成形され ており、
鉄性の粉が圧縮成形されてつく られた回転子鉄心に設けられた、 磁性 粉体を i O系の材料により結着して成形した前記永久磁石を有する回 転子に、 前記固定子巻線に交流電流が供給されることにより回転トルク が発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
3 .. 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、 ， ， 前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記回転子は、 回転子嫉心と複数の永久磁石とを備えており、 前記回転子には前記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、 ，
前記 磁極間に補助磁極が形成され、 前記補助磁極の両サイ ドの界磁 極を構成する永久磁石が互いに異なる極性に磁化されており、'
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、 前記 久磁石は、 S i O系の材料がアモルファス状態で希土類磁性粉 体を結着しており、 ；
前記固定子巻線に 3'相交流電流が供給されることにより、 希土類磁性 、粉体を S i O系の材料により結着して成形された前記永久磁石を有する 回転子に回転トルクが発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
4 . 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、 - 前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永 久磁石は界磁極を構成し、
前 回転子鉄心は、 鉄性の粉が ί£縮されて成形されており、 前記永久磁石は、 アルコキシ基 含有すると共に S i 0 2 を主成分と するァモルファス状で連続膜形状のバインダ一により希土類磁性粉体を 結着して成形しており、
前記回転子には前記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸、の周方向に形成されており、
前記固定子巻線 3相交流電流が供給されることにより、 希土,類磁性 粉体を S i O系の材料により結着して成形された前記永久磁石を有する 回転子に回転トルクが発生する、 車載用の永久碎石回転電機。
5 . 固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記固定子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永久磁石は、 磁性粉体を S i O系の材料により結着して成形され ており、 . ' ·
鉄性の粉が圧縮成形されてつく られた回転子鉄心に設けられた、 磁性 粉体を S i O系の材料により結着して成形した前記永久磁石を有する回 転子に、 前記固定ギ巻線に交流電流が供給されることにより回転トルク が ¾生する、 車載用の永久磁石回転電機。
6 . 固定子鉄心ど固定子巻線とを有する固定子と、 - 前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記固定子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記回転子 fこは前記永久磁右により.構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
前記永久磁石は永久磁石が発生する磁束が上記固定子鉄心 通るよう 2 6 に磁化されていると共に、 前記永久磁石は界磁極毎に磁化方向が 転す るように磁化されており、
前記永久磁石は、 磁性粉体を S i 0系の材料により結着して成形され ており、 ' 鉄性の粉が圧縮成形されてつく られた回転子鉄心に設けられた、 磁性 粉体を. S i O系の材料により結着して成形した前記永久磁石を有する回 転子に、 前記固定子巻線 交流電流が供給され ことにより回転 ルク が発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
7 . 固定子鉄心と 3相の固^子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置さ た回転于とを 有し、 . ' .
前記固定子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、 前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 . 前記 0転子には前記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
, 前記界磁極間に補助磁極が形成され、 前記補助磁極の両サイ ドの界磁 極を構成する永久磁石が互いに異なる極性に磁化されており；
前記永久磁石は、 S i O系の材料がアモルファス状態で希土類磁性粉 体を結着しており、
前記固定子巻線に 3相交流電流が供給されることにより、 希土類磁性 粉体を S i O系の材料により結着して成形された前記永久磁石を有する 回転子に回転トルクが発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
8 . 崗定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子^:の間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 前記固定子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮され T成形されており、 前記回転子は、 回転子鉄心ど複数の永久磁石とを備えており、 前記永 久磁石は界磁極を構成し、
前記永久磁石は、 アルコキシ基を含有すると共に S i 0 2 を主,成分と するアモルファス状で連続膜形状のバインダーにより希土類磁性粉体を 結着して成形しており、
前記回転子には前記永久磁石により構成され 偶数個^ 界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
前記固定子巻線に 3相交 電流が 給されることにより、 希土類磁性 粉体を S i O系の材料により結着して成形された前記永久磁石を有する 回転子に回転トルクが発生.する、 車載用の永久磁石回転電機。
9 . 請求項 1乃至 8に記載の永久磁石回転電機において、
前記磁性粉体は表面に 1 0 / m〜 l O n m厚の無機絶縁膜を有し、 前 記無機絶縁膜を有する磁性粉体を S i 0 2 により結着して前記永久磁石 が形成されている、 車載用の永久磁石回転電機。
,
1 0 . 請求項 1乃至 9に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石を形成するための S i O系の材料.あるいは S i 0 2 を主 成分とする結着剤は、 S i 0 2の前駆体である、 アルコキシシロキサン， アルコキシシラン、 その加水分解による生成物、 及びその脱水縮合物の 少なくとも一種と、 水とを含んでいる、 車載用の永久磁石回転電機。
1 1 . 請求項 1乃至 9に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石を形成するための S i O系の材料あるいは S i 0 2 を主 成分とする結着剤は、 S i 0 2 の前駆体であるアルコキシシロキサン， アルコキシシラン、 その加水分解生成物、 及びその脱水縮合物の少なく とも一種と、 水とを含み、 更にアルコールと加水分解用の触^と 含ん でいる、'車載用の永久磁石回転電機。
1 2 . 請求項 1乃至 1 1に記載の永久磁石回転電機において、
、前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を圧縮成型し、 前記圧縮成型により 形成された希土類磁性粉体に S i 0 2 の前駆体を含浸させ、 S i, 0 2 に て希土類磁性粉体を結着して成形しだ、 車載用の永久磁石回転雩槔。
1 3 . 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有-して、 回転可能に配置された囱転子とを 有し：
前記回転子は、 回転子鉄心と、 前記回転子鉄心の内部に配置された界 磁極を構成するための複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前 回転子鉄心には、 複数の永久磁石挿入孔と、 前記永久磁石挿入孔 の固 子側の回転子鉄心に形成される磁極片部と、 前記回 予鉄心の内 部に回転軸の周方向に形成された複数の補助磁極部と、
前記磁極片部と前記補助磁極とをつなぐプリッジ部とが形成されてお
,り、' ' . ' · ： ■ . ' ； '·
前記永久磁石は、 前記輔助磁極を挟んでその周方向両側に配置された 前記永久磁石の極性が互いに逆極性になるように磁化されており、 前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を S i O系の材料により結着レて成 形されている、 車載用の永久磁石回転電機。
1 4 . 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 ；
前記回転子は、 回転子鉄心と前記回転子鉄心の内部に埋設され界磁極 を構成する複数の永久磁石とを備えており、 2 9
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮ざれて成形されており、
前記回転子鉄心には、 複数の永久磁石揷入孔と、 前記永久磁石挿入孔 の固定子側の回転子鉄心に形成される磁極片部と、 前記回転子鉄心の回 転軸の周方向に形成された複数の補助磁極部と、 前記磁極片部と,前記補 助磁極とをつなぐブリッジ部とが形成されており、
前記永久磁石は、 前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置さ た 前記永久磁石の極性が互いに逆極性になるように磁化されており、 前記永久磁石は、 アルコキシ基を含有する S i ひ系の材料により希土 類磁性粉体を結着して成形ざれている、 車載用の永久磁石回転電機。
1 5 . 固定子鉄心と固定子巻線とを備えた固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、'
前記回転子は、 回転子鉄心と、 前記回転.子鉄心の内部に配置ざれた複 数の永久磁石とを備えており、 . '
前記回転子鉄心は、 '鉄性の粉が圧縮されて成形されており.、
前記回転子鉄心 ίこは、. 転軸の周方向において等間隔に形成される複 数 補助磁極部と、 .
前記補助磁極部の間に設けられた永久磁石揷入孔と、 - 前記永久磁石挿入孔の固定子側の回転子鉄心に形成される磁極片部と、 前記永久磁石と前記補助磁極部との間に形成された磁気ギヤップと前 記磁気ギヤップの外周側の回転子鉄心に形成されるプリッジ部とを有し、 前記永久磁石は前記永久磁石挿入孔の内部に配置され、 前記補助磁極 を挟んでその崗方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極 性になるように前記永久磁石は磁化されており、
前記永久磁石は、 希土類磁性粉体をアモルファス状で連続膜形状の S i 0 2 により結着して成形している、 車載用の永久磁石回転電機。
1 6 . 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置さ lた回転子とを 有し、 ， 前記回転子は、 回転子鉄心と前記回転子鉄心の内部に埋設され界磁極 を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記回転子鉄心には、 複数の永久磁石挿入扎と、 前記永久磁右挿入孔 の固定子側の回転子鉄心に 成される磁極片部と、 前記回転子鉄心の回 転軸の周方向に形成された複数の補助磁極部と、 前記磁極片部と前 己補 助磁極とをつなぐブリッジ部とが形成されており、
前記永久磁石は、 前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された 前記永久磁石の極性が互いに逆極性になる.ように磁化されており、 前記永久磁石は、 略層状に配置された希土類磁性粉体と前記層間に存 在して前記希土類磁性粉体を結着するアモルファス状で膜形状の S i O 系の材料を有している、 車載用の永久磁石回転電機。
1 7 . 請求項 1 4乃至請求項 1 6に記載の永久磁石回転電機において、 前記永久磁石は界磁極を構成し、 、 前記永久磁石は前記界磁極の中心から補助磁極に近づくに従って回転 子の外周側に近づくように曲線形状を成している、 車載用の永久磁石回 転電機。
1 8 . 請求項 1 4乃至請求項 1 6に記載の永久磁石回転電機において、 前記永久磁石は径方向に複数列配置されており、 .
前記永久磁石は、 補助磁極側に近づくに従って回転子外周側に近づく ように曲線形状を成している、 車載用の永久磁石回転電機。
1 9 . 請求項 1 4乃至 1 6に記載の永久磁右回転電機において、 前 永久磁石の希土類磁性粉体を結着する S i O系の材料は、 S i 0 2 の、前駆体である、 アルコギシシロキサン， アルコキシシラン、 その加水 分解による生成物、 及びその脱水縮合物の少なくとも一種と、 水どを含 む、 車載用の永久磁石回転電機。
2 0 . 請求項 1 4乃至 1 6に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の希土類磁性粉-体を結着する S i O系の材料ほ、 S i o 2 の前駆体であるアルコキシシロキザン， アルコキシシラン、 そめ加水分 解生成物、 及びその脱水縮合物の少なくとも一種と、 水とを含み、 更に アルコールと加水分解用の触媒を含んでいる、 車載用の永久磁石回 電 機。 .
2 1 . 請求項 1 9に記載の永久磁石回転電機において、
前言 3永久磁石が有する S i O系の材料は.、 加水分解用の触媒として中 性触媒を含有してなる、 車載用の永 磁石回転電機。
2 2 . 請求項 2 1 に記載の永久磁石回転電機において、
前記中性触^が豳触媒である、 車載用の永久磁石回転電機。
2 3 . 請求項 2 0に記載の永久磁石回転電機において、…
S i O系の材料中のアルコキシシロキサン， アルコキシシラン、 その 加水分解生成物、及びその脱水縮合物の総和の体積分率が 5 vo l %以上か つ 9 6 vo l %以下である、 車載用の永久磁石回転電機。
2 4 . 請求項 2 0に記載の永久磁石回転電機において、
S i O系の材料中の水の含有量がアルコキシシロキサン， アルコキシ シラン及び、、 その加水分解による生成物、 及びその脱水縮合物の前駆体 であるアルコキシシロキサン， アルコキシシランの総量に対して、 加水 分解反応当量の 1 1 0〜 1である、 車載用の永久磁石回転電機。'
2 5. 請求項 1 4乃至 2 3に記載の永久磁石回転電機において、 前記磁性粉体は、 表面に 1 0 /i m〜 1 0 nm厚の無機絶縁腱を有し、 前記無機絶縁膜を有する磁性粉体を、 S i 02 を主成分とする結着剤に て結着して前記永久磁石が形成されている、車載用の永久磁石回転電機。
2 6. 請求項 2 5に記載の永久磁石回転電機において、
M記無機絶縁膜は、 希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物の コート膜、 又はリン酸塩化成処理膜からなる、 車載用の永久磁石回転電 機。 ノ ； '
2 7. 請求項 2 6に記載の永久磁石回転霉機において、
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物のコー小膜は、 M g , C a， S r , B a ,, L a , C e , P r , S m , E u， G d , T b , D y , H o , E r， Tm， Ύ b , L μフッ化物中の少なくとも 1種類以上含有 する、 車載用の永久磁石回転電 。
2 8. 請求項 2 7 記載の永久磁石' (3転電機において、
希土類フッ化物又はアル力リ土類金属フッ化物のコート膜は、 該希土 類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルユールを主成分とした 溶媒に膨潤されて *5り、 ゾル状態の該希土類フッ化物又はアル力リ土類 金属フッ化物の平均粒径が 1 0 //m以下まで粉砕きれ、 かつアルコール を主成分とした溶媒に混合した処理液を用いて形成されている、 車載用 の永久磁石回転電機。
2 9. 請求項 2 8に記載の永久磁 5回転電機において、
前記アルコールはメチルアルコール， エチルアルコール， n—プロピ ルアルコール又はィソプロピルアルコールである、 率載用の永久磁石回 転電機。
3 0. 請求項 2 6に記載のリン酸塩化成処理膜は、 リン酸， ほう酸、 及 び M g , Z n， M n， C d， C a , S r , B aの内の一種類以上含有し ている、 車載用の永久磁石回転電機。
3.1. 請求項 2 6に記載の.リン酸塩化成処理膜は、 リン酸， ほう酸， M g , Z n, Mn， C d, C a， S r , B aの内の一種類以上を含有す る水溶液から形成されている、 車載用の永久磁石回転電機。
3 2. 請求項 2 6に記載のリン酸塩化成処理膜は、 リン酸， ほう酸， M g , Z n , M n , C d , C a , S r , B aの内の一種類 上を含有し、 かつ界面活性剤と防鑌剤とを含有する水溶液から形成されでいる、 車載 用の永久磁石回転電機。
3 3. 請求項 3 2に記載の界面活性剤は、 パ一フルォロアルキル系， ァ ルキルベンゼンスルホン酸系， 両性イオン系、 またはポリエーテル系で ある、 車載用の永久磁石回 fe電機。
3 4. 請求項 3 2に記載の防鲭剤,は、 孤立電対を有する窒素または硫黄 の少なくとも 1種を含む有機化合物である、車載用の永久磁石回転電機。 3 5. 請求項 3 4に記載の孤立電対を有する窒素または硫黄の少なく と も 1種を含む有機化合物防鍺剤は、 化学式 1
Figure imgf000135_0001
化学式 1
(式中、 Xは H， CH3， C2H5, C3H7, N H2, OH, C OOHの中の いずれかである。） で表されるベンゾトリアゾールである、 車載用の永久 磁石回転電機。
3 6. 請求項 1 4乃至 3 4に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を圧縮成型し、 前記圧縮成型により 形成された希土類磁性粉体を前記永久磁石揷入孔に 入し、 前記永久磁 石挿入孔に揷入した希土類磁性粉体に S i 0 2 の前駆体を含浸させ、
S, i 0 2 を主成分とする^着剤にて希土類磁性粉体を結着して成形した、 車載用の永久磁石回転電機。
3 7 . 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
ίΤ記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 ， . . _
前記回転子は、 回転子鉄心と、；前記回転子鉄心の内部に配置された界 磁極を構成するための複数の永久磁石とを備えており、 、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記回転子鉄 、には、 複数の永久磁石揷入孔と、 前記永久磁石挿入孔 の固定子側の回転子鉄心に^成ざれる磁極片部と、 前記回転子鉄心の内 部に回転軸の周方向に形成された,複数の補助磁極部と、
前記磁極片部と前記補助磁極とをつなぐプリッジ部とが形成されてお り、 ' . ' + ；
前記永久磁石は、 '前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された 前記永久磁石の極性が互いに逆極性になるように磁化されており、 前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を圧縮成型し、 .前記圧縮成型により 形成された希土類磁性粉体を前記永久磁石挿入孔に挿入し、 前記永久磁 石揷入孔に挿入した希土類磁性粉体に S i o系材料の前駆体を含浸させ、 S i o系材料にて希土類磁性粉体を結着して成形した、 車載用の永久磁 石回転電機。
3 8 . 固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを |えており、 前記永 久磁石は界磁極を構成し、 .
前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を圧縮成型し、 前記圧縮成型により 形成された希土類磁性粉体に、 前記希土類磁性粉体とその前駆体が濡れ 性の優れた結着剤を含浸させ、 前記結着剤で希土類磁性粉体を結着して 前記永久磁石を成形した、 車載用の永久磁石回転電機。
3 9 . 固定子鉄心と 3柑の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有 て、 回転可能に配置され fe回転子とを 有し：
前記回転子は、 回転子鉄心と、 前記回転子鉄心の内部に配置された界 磁極を 成するための複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心は、 鉄性め粉が圧縮されて成形されており、
前記回転子鉄心には、 複数の永久磁石揷入孔と、 前記永久磁石挿入孔 の固定子側の回転子鉄心に形成される磁極片部と、 前記回転子鉄心の内 部に回転軸の周方向に形成された複数の補助磁極部と、
前記磁極片部と前記補助磁極とをつなぐプリッジ部とが形成されてお り、 . . .
前記永久磁石は、 記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された 前記永久磁石の極性が互いに逆極性になるように磁化されており、 前記永久磁石は、 希土類磁性粉体を圧縮成型し、 前記圧縮成型により 形成された希土類磁性粉体を前記永久磁石挿入孔に挿入し、 前記永久磁 石挿入孔に挿入した希土類磁性粉体に前記希土類磁性粉と濡れ性の良い 結着剤を含浸させ、前記結着剤にて希土類磁性粉体を結着して成形した、 車載用の永久磁石回転電機。
4 0 . 固定子鉄心と固定子巻線どを有する固定子と、 前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配 された回転子とを 有し、
前記 0転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永 久磁石は界磁極.を構成し、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記永久磁石は、 ネオジゥム （N d) の板形状の粉体を積層したネオ ジゥム，（N d) の積層を含んでおり、 前記板形状のネオジゥム （N d) の積層の間に、 S i O系の材料からなるアモルファス状の連続膜が存在 して、 前記 S i O系材料の連続膜により前記板形状のネオジゥム （N d ) が結着している構造を有しており、
前記固定子巻線に電流が供給されることにより、 前記永久磁石を有す る回転子に回転卜ルクが発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
4 1. 固定子鉄心と固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、 .
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永 久磁石は界磁極を構成し、
前記回転子鉄心は'、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、 _ 前記永久磁石は、 ネオジゥム （N d) の板形状の粉体を積層したネオ ジゥム （N d) の積層を含んでおり、 前記板形状のネオジゥム （N d) の積層構造の間に、 S i 02 を主成分とするアモルファス状の連続膜が 存在して、 前記 S i 02 を主成分とする連続膜により前記板形状のネオ ジゥム （N d)-が結着している構造を有しており、
前記固定子巻線 電流が供給されることにより、 前記永久磁石を有す る回転子に回転ドルクが発生する、 車載用の永久磁石回転電機。
4 2. 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固 子と、 前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
俞記回転子には 記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
前記界磁極間に補助磁極が形成され、 前記補助磁極の両ザィ ドの界磁 極を 成する永久磁石が互いに異なる極性に磁化されており、：
前記永久磁石は、 ネオジゥ Λ (N d) の板形状の粉体を積層したネオ ジゥム （N d) の積層を含んでおり、 前記板形状のネオジゥ （N d) の積層構造の間に、 S i 02 を主成分とするアモルファス状の連続膜が 存在して、 前記 S i 02 を主成分とする連続膜により前記板形状のネオ ジゥム （N d) が結着している構造'を有しており、
前記固定子巻線に 3,相交流電流が供給されることにより、 前記板形状 のネオジゥム （N d') を S i 02 を主成分とする結着剤により結着して 成形された前記永久磁石を有する回転子に回転トルクが ¾生する、 車載 用の永久磁石回転電機。
4 3. 固定子鉄心と 3相の固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子との間に空隙を有して、 回転可能に配置された回転子とを 有し、
前記回転子は、 回転子鉄心と複数の永久磁石とを備えており、 前記永 久磁石は界磁極を構成し、
前記回転子鉄心は、 鉄性の粉が圧縮されて成形されており、
前記永久磁石は、 アルコキシ基を含有すると共に、 ネオジゥム （N d) の板形状の粉体を積層したネオジゥム（N d )の積層檣造を含んでおり、 前記板形状のネオジゥム （N d ) の積層の間に、 S i 0 2 を主成分とす る.ァモ ファス状の連続膜が存在して、 前記 S i 0 2 を主成分とする連 続膜により前記板形状のネオジゥム （N d ) が結着している構造を有し ており：
if記回転子には if記永久磁石により構成される偶数個の界磁極が回転 軸の周方向に形成されており、
前記固定子巻線に 3相交流電流が供給されることにより、 前記板形状 のネ ジゥム （ N d ) を S i. O 2 を主成分とする結着剤により結着して 成形された前記永久磁石を有する回転子に回転トルクが発生する、 車載 用の永久磁石回転電機。
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