[发明专利]具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁、其制造方法以及用于制造其的模具

说明书

技术领域

本发明涉及具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁、该圆弧状磁铁的制造方法以及用于制造该圆弧状磁铁的模具。

背景技术

实质上由R-TM-B构成的永久磁铁廉价且具有高的磁特性，因此被广泛地使用。R-TM-B系材料除了优良的磁特性之外，机械的强度也大，且脆性小，因此即使在伴随烧结时的收缩而产生大的内部应力的情况下，裂纹等的产生也少。因此，适合于具有径向各向异性或多极性各向异性的环形磁铁的制造，很大程度上有助于电动机的高输出化·小型化。

极性各向异性环形磁铁与径向各向异性磁铁相比，磁化后的表面磁通密度波形具有高的峰值且接近正弦波，因此在作为转子使用时，能够得到齿槽转矩低的电动机。然而，由于极性各向异性环形磁铁的取向方向在各部位都不同，因此烧结时容易产生被称为取向龟裂的裂纹。尤其在大型的环形磁铁的情况下，在制造过程中成形体容易受到损伤，因此裂纹的产生率提高而成为大的问题。

因此，通常进行取代使用环状磁铁，而将圆弧状磁铁张贴在圆筒磁轭上来构成回转机械的方法。例如，日本特开2005-286081号公开一种回转机械中使用的具有径向取向的圆弧状磁铁的制造方法。然而，具有径向取向的圆弧状磁铁由于表面磁通密度波形为梯形，因此无法适用于需要正弦波形的回转机械。因而，期望用于制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的新技术开发。

日本特开2003-199274号公开一种使用了具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的具有低齿槽转矩特性的回转机械。然而，日本特开2003-199274号对于制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的具体的方法未进行记载。

具有极性各向异性取向的环形磁铁可以使用例如图10(日本特开2003-17309号的图3)所示那样的具有由型芯320和在内周面设有间隔件310的模具阴模340构成的腔室330的成形模具300，并通过对在模具阴模340内周面的槽350中配置的线圈360施加脉冲电流而产生的磁场，使填充到所述腔室330内的磁粉进行多极取向来制造。在通过这样的方法制造的情况下，在磁极位置向半径方向取向，在相邻的磁极间向圆周方向取向，且得到的极性各向异性环形磁铁的圆周方向的表面磁通密度分布成为接近正弦波的波形(例如，参照日本特开2005-44820号)。

为了在圆弧状磁铁中实现这样的极性各向异性取向，需要在圆弧状磁铁的圆周方向的端面处相对于端面垂直取向，且在圆弧状磁铁的外弧面的圆周方向中央向半径方向取向，在将圆弧状磁铁组合而形成为环形状时，能够得到更接近正弦波的波形。

具有极性各向异性取向的环形磁铁如上述那样，能够通过与极数对应而以均等间隔配置线圈，来产生脉冲磁场并进行成形而制造，但在具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁的情况下，在这样的结构的模具时，磁场产生线圈的配置、强度的调整困难，难以得到具有理想的极性各向异性取向的圆弧状磁铁。因此，需要与成形块形状的磁铁的情况同样，通过在平行磁场中适当配置磁性体，来使磁场方向变化，从而制造具有极性各向异性取向的圆弧状磁铁。

日本特开2005-287181号公开一种在圆弧状磁铁的外弧侧中央部使取向集中的圆弧状磁铁，并记载了能够得到降低了齿槽转矩的回转机械。然而，日本特开2005-287181号中记载的圆弧状磁铁的取向与理想的极性各向异性取向不同，因此即使将多个所述圆弧状磁铁组合而形成为环形状，也不会成为具有极性各向异性取向的环形磁铁，在齿槽转矩的降低这一点上具有改良的余地。

日本特开2002-134314号公开一种圆弧状磁铁的制造方法，该圆弧状磁铁具有圆弧状截面，且截面中的磁性粉的易磁化轴从外侧面及两端面呈凸状地弯曲并同时朝向内侧面的中央区域集中。然而，日本特开2002-134314号中记载的方法涉及一种制造以内侧面为作用面的圆弧状磁铁的方法，而无法应用于以外侧面为作用面的圆弧状磁铁。

目前，在要进行使用了大型的具有极性各向异性取向的磁铁的回转机械的制造时，只有将平行取向的小片磁铁以成为极性各向异性取向的方式组合而形成为环形状的方法，期望制造具有极性各向异性取向的R-TM-B系烧结圆弧状磁铁的方法的开发。

发明内容

【发明要解决的课题】

因此，本发明的目的在于提供一种具有与极性各向异性环形磁铁的一个极相同的磁场取向的圆弧状磁铁、尤其是R-TM-B系烧结圆弧状磁铁、制造该圆弧状磁铁的方法以及用于制造该圆弧状磁铁的模具。

【用于解决课题的手段】