[发明专利]筒型各向异性磁体及其制造方法和电动机

说明书

本发明涉及一种筒型各向异性磁体，其能够增加从磁极表面上产生的总磁通并进一步改进齿槽效应特性的电动机;进而，它被用于两极电动机，而通过有效地放置筒型各向异性磁体，其中一特定区域是径向各向异性而其余部分是垂直的各向异性（正交）和/或各向同性;这样，电动机能够在装配工序中提高效率，并获得噪声抑制和小型化。

象用于两极电动机等的磁体那样，烧结磁体如铁氧体、稀土磁体和树脂粘结磁体是公知的。例如，如图8、图9和图10所示，利用铁氧体型烧结磁体（在此之前，被称为铁氧体磁体）作为定子和转子的电动机结构是公知的。

如图8所示的结构是在定子侧利用筒型铁氧体磁体81的电动机的一个例子。它被紧固在筒型磁轭82的内周上，并在同时，转子（未表示）被放置在所述铁氧体磁体81内周侧的空间83中。通常，在这种结构的电动机中，由于因后述的原因难于利用径向各向异性铁氧体磁体，则各向同性铁氧体磁体81相应地用于低性能电动机中。

图9所述的结构是在定子侧使用一对瓦片磁体81a和81b的一个例子。它们被固定在筒形磁轭82的内周上，并在同时，转子（未表示）被放置在面对所述磁体81a和81b的圆周侧的空间83中。在该图所示的瓦片磁体中，由于有可能使用具有优良磁性能的磁体如径向各向异性铁氧体磁体，其就被相应地用在高输出电动机上。

图10所示的结构是在转子侧使用一对瓦片磁体91a和92b的一个例子，它们被固定到磁体支承93的相应外周上，磁体支承93被固定到中心轴92上，并放置在特定形状的定子（未表示）中。在瓦片磁体91a和91b中，它们类似于图9所示的铁氧体磁体81a和81b，由于能够使用具有优良磁性能的磁径向各向异性铁氧体磁体，它们就被用于相应的高输出电动机中。

然而，近年来，在高输出电动机中，为了简化装配过程（高效率的装配工序）和防止齿槽效应，需要利用使用了具有比上述径向各向异性瓦片铁氧体磁体更强磁特性的各向异性筒型铁氧体磁体的电动机。

在各向异性筒型铁氧体磁体用于两极电动机中时，按照其各向异性的取向，径向各向异性筒型铁氧体磁体和正交的各向异性筒型铁氧体磁体是公知的。

当在两极电动机中使用上述径向各向异性筒型铁氧体磁体和正交的各向异性筒型铁氧体磁体时，它们将遇到下述的问题。这里，我们将说明这些铁氧体磁体放置在两极电动机定子侧中的结构。

在两极电动机中，径向各向异性筒型铁氧体磁体被放置其中，大致恒定的磁体磁通被保持在定子和转子之间的空间中部中的圆向任何给定位置上，其形成高效电动机。当使用具有相同磁性能的磁体材料时，同使用正交各向异性筒型铁氧体磁体相比其能够获得较大的电动机输出。

然而，上述磁通分布在磁极的每个边缘都会径向地变化，这将导致：电动机存在不良的齿槽效应特性。

因而，当这些电动机作为雨刷器电动机和风扇电动机等使用时，由于由齿槽效应产生噪声，就必须考虑到其对在所述电动机附近工作的人们的环境影响。

而且，如果磁体材料的磁性能增加到一定程度，在烧结时铸造的本体将发生破裂，并且对于各种实际目的，制造具有所需强磁性能的整体径向各向异性筒型铁氧体磁体是困难的。

这就是说，作为整体径向各向异性筒型铁氧体磁体的制造方法，在原始粉末如Sr铁氧体和Ba铁氧体被磨碎为平均粒径小于2μm的粉末通过干式方法等在磁场中被铸成筒型形状，它能烧结，但是，由于当烧结时对于周向和径向的收缩率有差异，因内部应力集中使其容易破裂，而且它从来也没有作为实用的方法而实现。

作为防止烧结中破裂的方法，建议用干式方法（专利公开平1-48643）在磁场中铸造Sr铁氧体被磨碎成具有小于3μm平均粒径的粉末50～80wt%和具有14～200目尺寸的Ba铁氧体各向同性粉末50～20wt%的混合物。

然而，由该方法工业烧结的径向各向异性筒型铁氧体磁体的磁体的磁性能具有Br3.4KG、BHc2.9KG、（BH）max2.6MGOe的上限，这对于近年来高性能的需要还是不令人满意的。

这样，除非在几年后找到具有必须的强磁特性的径向各向异性筒型铁氧体磁体以实现高输出电动机，否则就不可能满足这个需要。