JP6965609B2 - Sintered body, its manufacturing method, press equipment and resin molding ring - Google Patents
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Description
この発明は焼結体、その製造方法、プレス装置および樹脂モールドリングに関し、より特定的には、回転機に用いられる極異方性配向された焼結体、その製造方法、プレス装置および樹脂モールドリングに関する。 The present invention relates to a sintered body, a method for producing the same, a pressing device and a resin molding ring, and more specifically, a sintered body having a polar anisotropic orientation used in a rotating machine, a method for producing the same, a pressing device and a resin molding. Regarding the ring.
SPMモータ等の回転機では、高トルク特性を実現するために磁束量の多い磁石ロータが求められる。また、低コギングトルク特性を実現するために表面磁束密度分布が正弦波状となる磁石ロータが求められる。これらの要求に対して、磁石ロータとして、極異方性焼結リング磁石や、極異方性焼結セグメント磁石が用いられることが多い。 In a rotating machine such as an SPM motor, a magnet rotor having a large amount of magnetic flux is required in order to realize high torque characteristics. Further, in order to realize low cogging torque characteristics, a magnet rotor having a sinusoidal surface magnetic flux density distribution is required. To meet these demands, polar anisotropic sintered ring magnets and polar anisotropic sintered segment magnets are often used as magnet rotors.
ここで、極異方性焼結リング磁石の製造方法が、特許文献1において開示されている。特許文献1では、成形用金型の成形空間の外周に6以上の磁極を設けて磁界中成形を行った後、焼結して表面多極異方性リング磁石を製造する方法が開示され、この方法によって、インナーロータに用いられる外径側に主磁束を発生する極異方性リング磁石を得ることができる。
Here, a method for manufacturing a polar anisotropic sintered ring magnet is disclosed in
また、極異方性セグメント磁石の製造方法が、特許文献2において開示されている。特許文献2では、断面円弧状のキャビティに対して、その外弧面側に離間して配置された中央強磁性体と、キャビティを挟むように配置された一対の側部強磁性体とを有する金型を用いて、インナーロータに用いられる外径側に主磁束を発生する極異方性セグメント磁石を得ることができる。
Further, a method for manufacturing a polar anisotropic segment magnet is disclosed in
さらに、特許文献3において次のような製造方法が開示されている。まず、磁石原料が磁石粉末に粉砕され、粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することによりコンパウンドが生成される。そして、生成されたコンパウンドをシート状に成形し、磁界を印加することで配向されたグリーンシートが作製される。その後、配向されたグリーンシートを積層し、最終製品形状と最終製品で要求される磁化容易軸の方向とを考慮した形状に変形させて焼結することで焼結体を得る。その後、焼結体を加工することで最終製品形状の焼結体が作製される。また、他の方法として、生成されたコンパウンドをシート状に成形し配向を行った後、最終製品形状と最終製品で要求される磁化容易軸の方向とを考慮した形状に予め打ち抜き、打ち抜いたシート状の成形体を積層して焼結することで焼結体を作製し、仕上げ加工を行うことで最終製品形状の焼結体を作製することもできる。 Further, Patent Document 3 discloses the following manufacturing method. First, the magnet raw material is crushed into magnet powder, and the crushed magnet powder and the binder are mixed to produce a compound. Then, the produced compound is formed into a sheet, and an oriented green sheet is produced by applying a magnetic field. Then, the oriented green sheets are laminated, deformed into a shape considering the shape of the final product and the direction of the easy axis of magnetization required in the final product, and sintered to obtain a sintered body. After that, the sintered body is processed to produce a sintered body having a final product shape. As another method, the produced compound is formed into a sheet, oriented, and then punched into a shape in consideration of the shape of the final product and the direction of the easy-sintering axis required for the final product. It is also possible to produce a sintered body by laminating and sintering a shaped molded body, and to produce a sintered body having a final product shape by performing a finishing process.
しかしながら、特許文献1では、アウターロータに用いられる内径側に主磁束を発生する極異方性リング磁石を作製しようとすれば、内径側に配向磁界を発生させるヨークおよびコイルを配置させる必要があり、この場合、コイル引出し線の取り回し方法や発熱対策等の問題が発生する。また、多極化するとヨークのティースが狭くなり金型強度の問題も発生する。このため、従来技術の延長で当該リング磁石を作製することは容易でない。
However, in
特許文献2の方法を用いて内径側に主磁束を発生させる極異方性セグメント磁石を作製する場合、強磁性体の配置だけでハルバッハ状の配向分布にすることは容易ではなく、アウターロータに用いられる内周側に主磁束を発生する極異方性セグメント磁石を作製することは困難である。
When a polar anisotropic segment magnet that generates a main magnetic flux on the inner diameter side is manufactured by using the method of
特許文献3の上記のいずれの方法によっても、外径側または内径側に主磁束を発生させる極異方性セグメント磁石を作製することは可能である。しかしながら、特許文献3の前者の方法では、材料に無駄が生じ、加工歩留りが悪いという課題があり、後者の方法では、最終製品形状の焼結体を得るまでの工程が多いという課題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体および外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体のいずれであっても容易に作製でき加工歩留まりが良好となりかつ焼結体を得るまでの工程を少なくできる、焼結体の製造方法およびプレス装置、好適に作製できる焼結体、ならびに容易に作製できる樹脂モールドリングを提供することである。
By any of the above methods of Patent Document 3, it is possible to produce a polar anisotropic segment magnet that generates a main magnetic flux on the outer diameter side or the inner diameter side. However, the former method of Patent Document 3 has a problem that the material is wasted and the processing yield is poor, and the latter method has a problem that there are many steps until a sintered body having a final product shape is obtained.
Therefore, the main object of the present invention is a sintered body that is polar anisotropic oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side and a firing that is polar anisotropic oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side. A method and press device for producing a sintered body, a sintered body that can be preferably produced, and easy It is to provide a resin molding ring which can be manufactured in the above.
上述の目的を達成するために、上下方向に貫通しかつ断面円弧状の貫通孔を有するダイと、ダイの貫通孔に挿入されかつダイとともに上面開口のキャビティを形成する下パンチと、キャビティに上方から挿入可能に設けられる上パンチと、キャビティを側方から挟むようにダイの両側面のそれぞれに設けられる一対のヨークと、一対のヨークのそれぞれにおいてダイと接触する側面側に設けられかつキャビティを挟むように対向配置される一対のコイルとを備え、キャビティの断面形状は、一対のコイルが対向する第1方向に相互に間隔をおいて位置しかつそれぞれ第1方向に直交する第2方向に延びる第1弧部および第2弧部と、第1弧部および第2弧部のそれぞれの一端部を接続する第1側部と、第1弧部および第2弧部のそれぞれの他端部を接続する第2側部とを含む円弧状であり、第2弧部よりも第1弧部の方が前記ダイの側面に近く、キャビティは、ダイにおける第1方向の中央よりもいずれか一方のコイル側に設けられ、配向磁界の印加時には、一対のコイルによって発生する配向磁界が相互に逆極性となるように一対のコイルに電流が流される、プレス装置が提供される。 In order to achieve the above-mentioned objectives, a die having a through hole penetrating in the vertical direction and having an arcuate cross-section, a lower punch inserted into the through hole of the die and forming a cavity of the upper surface opening together with the die, and an upper part of the cavity. An upper punch that can be inserted from the side, a pair of yokes that are provided on both side surfaces of the die so as to sandwich the cavity from the side, and a pair of yokes that are provided on the side surface side that comes into contact with the die in each of the pair of yokes and have a cavity. It is provided with a pair of coils that are arranged so as to sandwich each other, and the cross-sectional shape of the cavity is such that the pair of coils are located at intervals from each other in the first direction facing each other and are orthogonal to the first direction. The extending first arc portion and second arc portion, the first side portion connecting one end portions of the first arc portion and the second arc portion, and the other end portion of each of the first arc portion and the second arc portion. It has an arc shape including a second side portion connecting the two arcs, the first arc portion is closer to the side surface of the die than the second arc portion, and the cavity is one of the centers of the die in the first direction. Provided is a press device provided on the coil side of the above, in which a current is passed through the pair of coils so that the alignment magnetic fields generated by the pair of coils have opposite polarities when the alignment magnetic field is applied.
また、上下方向に貫通しかつ断面円弧状の貫通孔を有するダイと、ダイの貫通孔に挿入されかつダイとともに上面開口のキャビティを形成する下パンチと、キャビティに上方から挿入可能に設けられる上パンチと、キャビティを側方から挟むようにダイの両側面のそれぞれに設けられる一対のヨークと、一対のヨークのそれぞれにおいてダイと接触する側面側に設けられかつキャビティを挟むように対向配置される一対のコイルとを備え、キャビティの断面形状は、上下方向に直交する第1方向に相互に間隔をおいて位置しかつそれぞれ第1方向に直交する第2方向に延びる第1弧部および第2弧部と、第1弧部および第2弧部のそれぞれの一端部を接続する第1側部と、第1弧部および第2弧部のそれぞれの他端部を接続する第2側部とを含む円弧状であり、第2弧部よりも第1弧部の方がダイの側面に近く、キャビティは、ダイにおける第1方向の中央よりもいずれか一方のコイル側に設けられる、プレス装置を用いた焼結体の製造方法であって、磁石粉末をキャビティに充填する工程と、上パンチをキャビティに向けて降下させ、一対のコイルによって発生する配向磁界が相互に逆極性となるように一対のコイルに電流を流すことによって、キャビティ内の磁石粉末に対して配向磁界を印加して、磁石粉末を配向させる工程と、上パンチをさらに降下させて成形体を得る工程と、成形体を焼結して極異方性配向された焼結体を得る工程とを備える、焼結体の製造方法が提供される。 Further, a die having a through hole penetrating in the vertical direction and having an arcuate cross-section, a lower punch inserted into the through hole of the die and forming a cavity with an upper surface opening together with the die, and an upper punch that can be inserted into the cavity from above. The punch and a pair of yokes provided on both side surfaces of the die so as to sandwich the cavity from the side, and a pair of yokes provided on the side surface side in contact with the die in each of the pair of yokes and arranged to face each other so as to sandwich the cavity. A pair of coils are provided, and the cross-sectional shapes of the cavities are located at intervals in the first direction orthogonal to the vertical direction and extend in the second direction orthogonal to the first direction, respectively. An arc portion, a first side portion connecting one end portions of the first arc portion and the second arc portion, and a second side portion connecting the other end portions of the first arc portion and the second arc portion. A press device having an arc shape including, the first arc portion is closer to the side surface of the die than the second arc portion, and the cavity is provided on one of the coil sides of the die than the center in the first direction. This is a method for manufacturing a sintered body using the above method, in which the step of filling the cavity with magnet powder and the upper punch are lowered toward the cavity so that the orientation magnetic fields generated by the pair of coils have opposite polarities. A step of applying an alignment magnetic field to the magnet powder in the cavity by passing a current through a pair of coils to orient the magnet powder, a step of further lowering the upper punch to obtain a molded body, and a step of obtaining a molded body. Provided is a method for producing a sintered body, which comprises a step of sintering to obtain a sintered body having a polar anisotropic orientation.
この発明では、配向磁界の印加時に、一対のコイルによって発生する配向磁界が相互に逆極性となるように一対のコイルに電流が流されると、各コイルによって発生してダイを通る配向磁界は互いに反発し合う。その結果、一方のコイルによる配向磁界は主として、ダイにおける第1方向の中央よりも一方のコイル側を通り、他方のコイルによる配向磁界は主として、ダイにおける第1方向の中央よりも他方のコイル側を通る。ここで、キャビティは、ダイにおける第1方向の中央よりもいずれか一方のコイル側に設けられ、かつ第2弧部よりも第1弧部の方がダイの側面に近くなるように設けられる。したがって、キャビティに充填された磁石粉末には、一対のコイルに流される電流の方向に基づいて、キャビティに向かって第1弧部から入りかつ第1側部および第2側部から出るように、または第1側部および第2側部から入りかつ第1弧部から出てキャビティから遠ざかるように、配向磁界が印加される。すなわち、キャビティに充填された磁石粉末には、第1弧部と第1側部とを通る磁界および第1弧部と第2側部とを通る磁界が印加され、磁石粉末が配向される。そして、上パンチおよび下パンチによって磁石粉末をプレスすることによって成形体が得られ、成形体を焼結することによって磁化容易軸が第1側面および第2側面から第1弧面に向かって集束するように極異方性配向された焼結体が得られる。ここで、キャビティの第1弧部を当該プレス装置によって得られる成形体の内径側に対応させると、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された成形体ひいては焼結体を容易に作製でき、一方、キャビティの第1弧部を当該成形体の外径側に対応させると、外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された成形体ひいては焼結体を容易に作製できる。また、成形体の形状は、焼結後に最終製品形状と加工代とを考慮した焼結体となるように予め設計されているため、焼結体から最終製品形状へ加工する際の加工歩留りが良好となる。また、特許文献3のように、コンパウンドをシート状に成形した後、最終製品形状と最終製品で要求される磁化容易軸の方向とを考慮した形状に予め打ち抜き、さらに打ち抜いたシート状の成形体を積層する、といった工程を要しないので、焼結体を得るための工程を少なくできる。 In the present invention, when a current is passed through a pair of coils so that the alignment magnetic fields generated by the pair of coils have opposite polarities when the alignment magnetic field is applied, the alignment magnetic fields generated by each coil and passing through the die are mutually opposite. Repel each other. As a result, the alignment magnetic field of one coil mainly passes through one coil side of the center of the die in the first direction, and the alignment magnetic field of the other coil mainly passes through the other coil side of the center of the die in the first direction. Pass through. Here, the cavity is provided on one of the coil sides of the die with respect to the center in the first direction, and the first arc portion is provided closer to the side surface of the die than the second arc portion. Therefore, the magnet powder filled in the cavity is entered from the first arc portion toward the cavity and exited from the first side portion and the second side portion toward the cavity based on the direction of the current flowing through the pair of coils. Alternatively, an orientation magnetic field is applied so as to enter from the first side and the second side and exit from the first arc and away from the cavity. That is, a magnetic field passing through the first arc portion and the first side portion and a magnetic field passing through the first arc portion and the second side portion are applied to the magnet powder filled in the cavity, and the magnet powder is oriented. Then, a molded body is obtained by pressing the magnet powder with the upper punch and the lower punch, and by sintering the molded body, the easily magnetized shaft is focused from the first side surface and the second side surface toward the first arc surface. As described above, a sintered body oriented in polar anisotropy can be obtained. Here, when the first arc portion of the cavity is made to correspond to the inner diameter side of the molded body obtained by the press device, the molded body and the sintered body which are polar anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side are obtained. It can be easily manufactured. On the other hand, when the first arc portion of the cavity corresponds to the outer diameter side of the molded body, the molded body and thus the sintered body are polar anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side. Can be easily produced. In addition, since the shape of the molded body is pre-designed to be a sintered body in consideration of the final product shape and the processing allowance after sintering, the processing yield when processing from the sintered body to the final product shape is high. It will be good. Further, as in Patent Document 3, after the compound is molded into a sheet shape, the compound is punched in advance into a shape considering the shape of the final product and the direction of the easy-to-magnetize axis required for the final product, and further punched into the sheet-shaped molded product. Since the step of laminating is not required, the number of steps for obtaining the sintered body can be reduced.
上述の焼結体の製造方法によれば、断面円弧状であり、相互に間隔をおいた第1弧面および第2弧面と、第1弧面および第2弧面のそれぞれの一端部を接続する第1側面と、第1弧面および第2弧面のそれぞれの他端部を接続する第2側面とを含み、磁化容易軸が第1側面および第2側面から第1弧面に向かって集束するように極異方性配向された、焼結体を好適に作製できる。 According to the above-mentioned method for manufacturing a sintered body, the first arc plane and the second arc plane which are arcuate in cross section and are spaced apart from each other, and one end of each of the first arc plane and the second arc plane are formed. A first side surface to be connected and a second side surface to connect the other ends of the first arc surface and the second arc surface are included, and the easily magnetized axis is directed from the first side surface and the second side surface to the first arc surface. A sintered body that is polar anisotropically oriented so as to be focused can be suitably produced.
好ましくは、ダイには一対のコイルに挟まれる一対のキャビティが形成され、一対のキャビティは、ダイにおける第1方向の中央を通りかつ第2方向に延びる中心線に対して対称位置に設けられる。この場合、一対のキャビティは、それぞれの第2弧部同士が対向するように形成され、一方のキャビティは、ダイにおける第1方向の中央よりも一方のコイル側に設けられ、他方のキャビティは、ダイにおける第1方向の中央よりも他方のコイル側に設けられ、各キャビティは、第2弧部よりも第1弧部の方がダイの側面に近くなるように設けられる。したがって、各キャビティに充填された磁石粉末には、同様の配向磁界、すなわち、キャビティに向かって第1弧部から入りかつ第1側部および第2側部から出るように、または第1側部および第2側部から入りかつ第1弧部から出てキャビティから遠ざかるように、配向磁界が印加される。その結果、各キャビティにおいて得られる成形体から、磁化容易軸が第1側面および第2側面から第1弧面に向かって集束するように極異方性配向された焼結体を容易に作製でき、生産性を向上できる。 Preferably, the die is formed with a pair of cavities sandwiched between a pair of coils, and the pair of cavities are provided symmetrically with respect to a center line in the die that passes through the center of the first direction and extends in the second direction. In this case, the pair of cavities are formed so that their second arcs face each other, one cavity is provided on one coil side of the center of the die in the first direction, and the other cavity is. It is provided on the other coil side of the die from the center in the first direction, and each cavity is provided so that the first arc portion is closer to the side surface of the die than the second arc portion. Therefore, the magnet powder filled in each cavity has a similar orientation magnetic field, i.e., entering from the first arc and exiting from the first and second sides towards the cavity, or the first side. And the alignment magnetic field is applied so as to enter from the second side and exit from the first arc and away from the cavity. As a result, from the molded product obtained in each cavity, it is possible to easily produce a sintered body in which the easily magnetized shaft is polar-anisotropically oriented so as to focus from the first side surface and the second side surface toward the first arc surface. , Productivity can be improved.
また好ましくは、ダイには複数の一対のキャビティが第2方向に並列的に形成され、一対のヨークのそれぞれにおけるダイと接触する側面側には、キャビティの対毎に、一対のキャビティを挟むように一対のコイルが対向配置され、配向磁界の印加時には、第2方向に隣り合うコイルによって発生する配向磁界が相互に同極性となるようにコイルに電流が流される。この場合、複数のキャビティにおいて得られる成形体から、磁化容易軸が第1側面および第2側面から第1弧面に向かって集束するように極異方性配向された焼結体を容易に作製でき、生産性をさらに向上できる。 It is also preferable that a plurality of pairs of cavities are formed in parallel in the second direction on the die, and a pair of cavities are sandwiched between the pairs of cavities on the side surface side of each of the pair of yokes in contact with the die. A pair of coils are arranged so as to face each other, and when an alignment magnetic field is applied, a current is passed through the coils so that the alignment magnetic fields generated by the adjacent coils in the second direction have the same polarity. In this case, from the molded products obtained in the plurality of cavities, a sintered body in which the easily magnetized axis is focused from the first side surface and the second side surface toward the first arc surface can be easily produced. It can be done, and productivity can be further improved.
さらに好ましくは、キャビティの第1弧部と第2弧部との間隔は、キャビティの第2方向の両端部より中央部の方が大きい。極異方性配向された円弧状の成形体を焼結すると、成形体の弧方向端部より中央部の方が、収縮率が大きい。したがって、キャビティの第1弧部と第2弧部との間隔を、キャビティの第2方向の両端部より中央部の方が大きくなるように設定することによって、予め、キャビティで得られる成形体の厚みを、弧方向端部より中央部の方が大きくなるように設定できる。この成形体を焼結すると、収縮率の違いにより、焼結体の弧方向端部の厚みと中央部の厚みとを略等しくできる。このように、成形体を焼結して得られる焼結体が所望の形状(たとえば、等肉)となるように、キャビティの形状を予め設定しておくことによって、所望の形状の焼結体が得られる。 More preferably, the distance between the first arc portion and the second arc portion of the cavity is larger in the central portion than in both ends in the second direction of the cavity. When the arcuate molded body oriented in polar anisotropy is sintered, the shrinkage rate is larger in the central portion than in the arc direction end portion of the molded body. Therefore, by setting the distance between the first arc portion and the second arc portion of the cavity to be larger in the central portion than in both ends in the second direction of the cavity, the molded product obtained in the cavity can be obtained in advance. The thickness can be set so that the central portion is larger than the arc direction end portion. When this molded product is sintered, the thickness of the end portion in the arc direction and the thickness of the central portion of the sintered body can be made substantially equal due to the difference in shrinkage ratio. In this way, by setting the shape of the cavity in advance so that the sintered body obtained by sintering the molded body has a desired shape (for example, equal meat), the sintered body having a desired shape is obtained. Is obtained.
好ましくは、ダイは非磁性超硬合金からなる。この場合、一対のコイルによって発生させる配向磁界を、磁石粉末が充填されたキャビティに導き易くなり、磁石粉末を容易に配向できる。 Preferably, the die is made of a non-magnetic cemented carbide. In this case, the orientation magnetic field generated by the pair of coils can be easily guided to the cavity filled with the magnet powder, and the magnet powder can be easily oriented.
また好ましくは、第1弧部がプレス装置によって得られる成形体の内径側に対応しかつ第2弧部が成形体の外径側に対応する。この場合、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたアウターロータ用の焼結体を容易に作製できる。 Further, preferably, the first arc portion corresponds to the inner diameter side of the molded body obtained by the press device, and the second arc portion corresponds to the outer diameter side of the molded body. In this case, a sintered body for an outer rotor that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side can be easily manufactured.
また好ましくは、第1弧部がプレス装置によって得られる成形体の外径側に対応しかつ第2弧部が成形体の内径側に対応する。この場合、外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたインナーロータ用の焼結体を容易に作製できる。 Further, preferably, the first arc portion corresponds to the outer diameter side of the molded body obtained by the press device, and the second arc portion corresponds to the inner diameter side of the molded body. In this case, a sintered body for an inner rotor oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side can be easily manufactured.
好ましくは、第2方向の最も端に位置するキャビティの第2方向中央からヨークの当該キャビティ側の端部までの第2方向における距離は、第2方向に隣り合うキャビティの第2方向中央間の距離の1/2である。この場合、第2方向の端部に位置するキャビティに印加される配向磁界と、それ以外のキャビティに印加される配向磁界とは同様になるので、各キャビティにおいて同様の成形体を得ることができ、同様の極異方性配向された焼結体を容易に作製できる。 Preferably, the distance in the second direction from the center of the cavity located at the farthest end in the second direction to the end of the yoke on the cavity side is between the centers of the cavities adjacent to each other in the second direction in the second direction. It is 1/2 of the distance. In this case, the alignment magnetic field applied to the cavity located at the end in the second direction and the alignment magnetic field applied to the other cavities are the same, so that a similar molded body can be obtained in each cavity. , A sintered body having the same polar anisotropy orientation can be easily produced.
また好ましくは、第2弧部は、第2方向中央部にキャビティ内に突出する凸部を有する。この場合、キャビティで成形される成形体の第2弧面(キャビティの第2弧部に対応する面)の中央部にノッチ(窪み)が形成される。ここで、配向磁界印加時、キャビティに充填された磁石粉末には、キャビティに向かって第1弧部から入りかつ第1側部および第2側部から出るように、または第1側部および第2側部から入りかつ第1弧部から出てキャビティから遠ざかるように、配向磁界が印加され、第2弧部の中央部に配向磁界はほとんど印加されない。そのため、キャビティで成形される成形体の第2弧面の中央部は、主磁束の形成にさほど寄与せず、成形体の第2弧面の中央部を削ることができる。したがって、キャビティの第2弧部の第2方向中央部にキャビティ内に突出する凸部を形成することによって、第2弧面の中央部にノッチが形成された成形体を得ることができる。これによって、成形体から作製される焼結セグメント磁石の表面磁束密度をほとんど低下させることなく、磁石材料の使用量を減少させることができ、コストを低減できる。 Further, preferably, the second arc portion has a convex portion protruding into the cavity at the central portion in the second direction. In this case, a notch (recess) is formed in the central portion of the second arc surface (the surface corresponding to the second arc portion of the cavity) of the molded body formed in the cavity. Here, when the alignment magnetic field is applied, the magnet powder filled in the cavity enters the cavity from the first arc portion and exits from the first side portion and the second side portion, or the first side portion and the first side portion. The alignment magnetic field is applied so as to enter from the two side portions and exit from the first arc portion and away from the cavity, and almost no alignment magnetic field is applied to the central portion of the second arc portion. Therefore, the central portion of the second arc surface of the molded body formed in the cavity does not contribute so much to the formation of the main magnetic flux, and the central portion of the second arc surface of the molded body can be scraped. Therefore, by forming a convex portion protruding into the cavity at the central portion of the second arc portion of the cavity in the second direction, a molded product having a notch formed at the central portion of the second arc surface can be obtained. As a result, the amount of magnet material used can be reduced and the cost can be reduced without reducing the surface magnetic flux density of the sintered segment magnet produced from the molded body.
好ましくは、焼結体において第1弧面が内径側になりかつ第2弧面が外径側になる。この場合、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたアウターロータ用の焼結体が得られる。 Preferably, in the sintered body, the first arc plane is on the inner diameter side and the second arc plane is on the outer diameter side. In this case, a sintered body for an outer rotor that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side can be obtained.
また好ましくは、焼結体において第1弧面が外径側になりかつ第2弧面が内径側になる。この場合、外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたインナーロータ用の焼結体が得られる。 Further, preferably, in the sintered body, the first arc plane is on the outer diameter side and the second arc plane is on the inner diameter side. In this case, a sintered body for an inner rotor that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side can be obtained.
さらに好ましくは、焼結体において第2弧面は、その中央部に形成されたノッチを有する。このように、極異方性配向された焼結体において、第1弧面(磁極面)の反対側の第2弧面の弧方向中央部にノッチを形成することによって、表面磁束密度をほとんど低下させることなく、磁石材料の使用量を減少させることができる焼結セグメント磁石が得られる。また、ノッチを、ロータを構成するときの位置決めや回転止めに用いることができる。 More preferably, in the sintered body, the second arc plane has a notch formed in the central portion thereof. In this way, in the polar anisotropic oriented sintered body, the surface magnetic flux density is almost reduced by forming a notch in the center of the second arc surface on the opposite side of the first arc surface (magnetic pole surface) in the arc direction. A sintered segment magnet can be obtained in which the amount of magnet material used can be reduced without reducing the amount. Further, the notch can be used for positioning and rotation stop when forming the rotor.
また、リング状に配置される複数の上述した焼結体と、複数の焼結体を保持する樹脂モールド部材とを備え、隣り合う焼結体は、一方の焼結体の第1側面と他方の焼結体の第2側面とが間隔をあけて隣り合うように配置される、樹脂モールドリングが提供される。 Further, a plurality of the above-mentioned sintered bodies arranged in a ring shape and a resin mold member for holding the plurality of sintered bodies are provided, and the adjacent sintered bodies are the first side surface of one sintered body and the other. A resin molding ring is provided in which the second side surface of the sintered body of the above is arranged so as to be adjacent to each other at a distance.
この発明では、複数の焼結体が樹脂モールド部材で樹脂モールドされ保持されることによって、少ない製造工数で容易に樹脂モールドリングを作製することができる。 In the present invention, a plurality of sintered bodies are resin-molded and held by a resin mold member, so that a resin mold ring can be easily manufactured with a small number of manufacturing man-hours.
好ましくは、樹脂モールドリングにおいて樹脂モールド部材は、第1弧面および第2弧面が露出するように複数の焼結体を保持する。この場合、樹脂モールドリングを着磁することによって得られる焼結リング磁石をロータとして組み付けるとき、当該焼結リング磁石の第1弧面とステータとのギャップを小さくでき、モータ特性を向上させることができる。また、当該焼結リング磁石に、第2弧面を介して他の部材(たとえば補強リングや被駆動部材)を強固に取り付けることができる。 Preferably, in the resin mold ring, the resin mold member holds a plurality of sintered bodies so that the first arc surface and the second arc surface are exposed. In this case, when the sintered ring magnet obtained by magnetizing the resin mold ring is assembled as a rotor, the gap between the first arc surface of the sintered ring magnet and the stator can be reduced, and the motor characteristics can be improved. can. Further, another member (for example, a reinforcing ring or a driven member) can be firmly attached to the sintered ring magnet via the second arc surface.
また好ましくは、樹脂モールドリングにおいて各焼結体は、第1弧面と第1側面との接続部、第1弧面と第2側面との接続部、第2弧面と第1側面との接続部、および第2弧面と第2側面との接続部の少なくともいずれか1つに形成される面取り部を含み、前記面取り部は前記樹脂モールド部材によって覆われている。この場合、各焼結体が樹脂モールド部材から脱落するのを防止できる。 Further, preferably, in the resin molding ring, each sintered body has a connection portion between the first arc surface and the first side surface, a connection portion between the first arc surface and the second side surface, and a second arc surface and the first side surface. A chamfered portion formed at at least one of a connecting portion and a connecting portion between the second arc surface and the second side surface is included, and the chamfered portion is covered with the resin mold member. In this case, it is possible to prevent each sintered body from falling off from the resin mold member.
さらに好ましくは、樹脂モールドリングにおいて各焼結体が、第2弧面の中央部に形成されたノッチを有する場合、ノッチを各焼結体の位置決めに用いることができる。また、ノッチを有する焼結体を含む樹脂モールドリングを着磁することによって得られる焼結リング磁石において、内外径の寸法精度が良好となりかつ表面磁束密度分布のばらつきが小さくなる。 More preferably, when each sintered body has a notch formed in the central portion of the second arc surface in the resin molding ring, the notch can be used for positioning each sintered body. Further, in the sintered ring magnet obtained by magnetizing a resin mold ring containing a sintered body having a notch, the dimensional accuracy of the inner and outer diameters is improved and the variation in the surface magnetic flux density distribution is reduced.
この発明によれば、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体および外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体のいずれであっても容易に作製できるとともに、加工歩留まりが良好となりかつ焼結体を得るまでの工程を少なくでき、さらに、樹脂モールドリングを容易に作製できる。 According to the present invention, either a sintered body that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side or a sintered body that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side. Even if it is, it can be easily produced, the processing yield is good, the number of steps until the sintered body is obtained can be reduced, and the resin mold ring can be easily produced.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2を参照して、この発明の一実施形態のプレス装置10は、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された成形体E1および焼結体E2,E3(図4参照)を製造するために用いられる装置であり、ダイ12、複数(この実施形態では、6個)の下パンチ14、複数(この実施形態では、6個)の上パンチ16、一対のヨーク18a,18b、コイル20(この実施形態では、6個の極を発生させる)を含む。
With reference to FIGS. 1 and 2, the
ダイ12は、たとえば非磁性超硬合金からなりかつ略角板状に形成され、立設される。ダイ12には、上下方向に貫通しかつ断面円弧状の複数(この実施形態では、6個)の貫通孔22が設けられる。ダイ12の短手方向である第1方向(矢印Xで示す)に2つの貫通孔22が、ダイ12の長手方向である第2方向(矢印Yで示す)に3つの貫通孔22が、それぞれ形成され、ダイ12には合計6個の貫通孔22が形成される。第1方向と第2方向とは相互に直交する。
The
また、ダイ12の側面24aの下部にはヨーク18aの位置決め用の突部26aが、ダイ12の側面24bの下部にはヨーク18bの位置決め用の突部26bが、それぞれ設けられる。
Further, a
下パンチ14はダイ12の貫通孔22に挿入され、ダイ12と下パンチ14とによって上面開口のキャビティ28が形成される。したがって、キャビティ28は、ダイ12の貫通孔22に形成され、ダイ12の短手方向である第1方向(矢印Xで示す)に2つのキャビティ28が、ダイ12の長手方向である第2方向(矢印Yで示す)に3つのキャビティ28が、それぞれ形成され、ダイ12には合計6個のキャビティ28が形成される。キャビティ28の詳細は後述する。上パンチ16は、キャビティ28に上方から挿入可能に設けられる。下パンチ14および上パンチ16の断面形状は、キャビティ28の断面形状と略等しい。
The
ダイ12に形成された各キャビティ28を側方(第1方向)から挟むように、第1方向におけるダイ12の両側面24a,24bにそれぞれ、一対のヨーク18a,18bが設けられる。一対のヨーク18a,18bは、たとえばSS400、珪素鋼板などの磁性体からなる角板状に形成され、突部26a,26bの上端に係止されて位置決めされる。一対のヨーク18a,18bの第2方向の寸法は、ダイ12の第2方向の寸法と等しく、第2方向におけるダイ12の一端部24cと一対のヨーク18a,18bの一端部30a,30bとは、第1方向に面一に形成され、同様に、第2方向におけるダイ12の他端部24dと一対のヨーク18a,18bの他端部32a,32bとは、第1方向に面一に形成される。ダイ12および一対のヨーク18a,18bを囲むように、たとえばSUS304などの非磁性体からなる押え板(図示せず)が設けられ、金型が形成される。
A pair of
また、一対のヨーク18a,18bのそれぞれにおけるダイ12と接触する側面34a,34bには、キャビティ28に対応する位置毎にコイル20収容用の溝36a,36bが形成される。各溝36a,36bにはコイル20が収容される。このようにして、複数のコイル20は、一対のヨーク18a,18bの側面34a,34b側に設けられ、キャビティ28の第1方向に並ぶ対毎に、一対のキャビティ28を挟むように一対のコイル20が対向配置される。
Further, on the side surfaces 34a and 34b of each of the pair of
ここで、キャビティ28について説明する。
Here, the
ダイ12に形成されかつ一対のコイル20に挟まれる一対のキャビティ28は、ダイ12における第1方向の中央を通りかつ第2方向に延びる中心線P1に対して対称位置に設けられる。ダイ12には、このような一対のキャビティ28が複数(この実施形態では、3対)、第2方向に並列的に形成される。各キャビティ28は、ダイ12における第1方向の中央(中心線P1)よりも、第1方向の一方のコイル20側または他方のコイル20側に設けられる。
The pair of
図3をも参照して、キャビティ28の断面形状は、極異方性の配向方向と、配向方向に平行な方向および配向方向に垂直な方向の収縮比とを予め考慮して、成形体を焼結した後に最終製品形状と加工代とを考慮した焼結体となるように設計される。キャビティ28の断面形状は、キャビティ28の両端部より中央部の方が中心線P1に近づくような円弧状であり、一対のコイル20が対向する第1方向に相互に間隔をおいて位置しかつそれぞれ第2方向に延びる第1弧部38aおよび第2弧部38bと、第1弧部38aおよび第2弧部38bのそれぞれの一端部を接続する第1側部38cと、第1弧部38aおよび第2弧部38bのそれぞれの他端部を接続する第2側部38dを含む。第2弧部38bは、その両端部より中央部が中心線P1に近づく(中心線P1側に膨らむ)ように湾曲して形成される。第1弧部38aについては、第1弧部38aの両端部近傍は第2弧部38b両端部近傍と略平行に形成されるが、第1弧部38aの中央部は中心線P1から遠ざかる(中心線P1とは反対側に膨らむ)ように湾曲して形成される。したがって、キャビティ28における第1弧部38aと第2弧部38bとの間隔は、第2方向の両端部の間隔D1より中央部の間隔D2の方が大きい。
With reference to FIG. 3, the cross-sectional shape of the
第1方向に並ぶ一対のキャビティ28のうち、ヨーク18a側に位置するキャビティ28については、第2弧部38bよりも第1弧部38aの方がダイ12の側面24aに近く、ヨーク18b側に位置するキャビティ28については、第2弧部38bよりも第1弧部38aの方がダイ12の側面24bに近い。すなわち、一対のキャビティ28は第2弧部38b同士が対向するように形成される。また、第2方向の最も端に位置するキャビティ28の第2方向中央からダイ12の当該キャビティ28側の端部までの距離(図2において左端に位置するキャビティ28についていえば、当該キャビティ28の第2方向中央からヨーク18a,18bの一端部30a,30bまでの第2方向における距離)D3は、第2方向に隣り合うキャビティ28の第2方向中央間の距離D4の1/2である。この実施形態では、第1弧部38aがキャビティ28で得られる成形体E1の内径側に対応しかつ第2弧部38bが成形体E1の外径側に対応する。
Of the pair of
このようなプレス装置10を用いて成形体E1(焼結体E2,E3)を製造する方法について説明する。
A method of manufacturing a molded body E1 (sintered body E2, E3) using such a
まず、プレス装置10のキャビティ28に上方から磁石粉末を充填する。磁石粉末としては、たとえばNd−Fe−B系焼結磁石用合金粉末が用いられる。
First, the
ついで、上パンチ16をキャビティ28に向けて降下させ、少なくともキャビティ28の上面が上パンチ16によって閉じられた後、キャビティ28内の磁石粉末に対して、第1弧部38aから入り第1側部38cおよび第2側部38dから出る配向磁界を印加して、磁石粉末を配向させる。配向磁界の印加時には、第1方向に対向配置される一対のコイル20によって発生する配向磁界が相互に逆極性となるように、かつ第2方向に隣り合うコイル20によって発生する配向磁界が相互に同極性となるように、各コイル20に電流が流される。これによって、中心線P1に対して対称的な配向磁界を印加でき、かつ各キャビティ28において第2方向中央を通りかつ第1方向に平行な中心線P2に対して対称的な配向磁界を印加できる。好ましくは、コイル20には、コンデンサ放電により生成されたパルス電流が流され、それによってパルス磁界が印加されて磁石粉末が配向される。なお、配向磁界の印加時に各コイル20に流される電流の方向を上述の場合と逆にして、キャビティ28に対して第1側部38cおよび第2側部38dから入り第1弧部38aから出る配向磁界を与えて、磁石粉末を配向させてもよい。
Then, the
そして、所定の成形体密度となるように上パンチ16をさらに降下させる。これによって、成形体E1(図4(a)参照)が得られる。成形体E1を焼結すると焼結体E2(図4(a)参照)が得られ、焼結体E2を加工し表面処理することによって加工後の焼結体E3(図4(a)参照)が得られる。すなわち、断面円弧状であり、相互に間隔をおいた第1弧面40aおよび第2弧面40bと、第1弧面40aおよび第2弧面40bのそれぞれの一端部を接続する第1側面40cと、第1弧面40aおよび第2弧面40bのそれぞれの他端部を接続する第2側面40dとを含み、磁化容易軸が第1側面40cおよび第2側面40dから第1弧面40aに向かって集束するように極異方性配向され、第1弧面40aが内径側になりかつ第2弧面40bが外径側になる、焼結体E3(図4(b)参照)を好適に作製できる。図4(a)には、成形体E1および焼結体E2,E3の配向方向も示されている。
Then, the
この実施形態では、焼結体E3を周方向に並べてリング状に接続し、その後NS交互に着磁することによって、図5に示すような内径側に極を有し内径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石100となり、アウターロータに用いられる。このとき着磁された焼結体E3が、極異方性焼結セグメント磁石に相当する。図中、前記磁石の磁束の向きを矢印で示している。
In this embodiment, the sintered bodies E3 are arranged in the circumferential direction and connected in a ring shape, and then NS is alternately magnetized to have a pole on the inner diameter side as shown in FIG. 5 and generate a main magnetic flux on the inner diameter side. It becomes a
図6に、このようにして構成された焼結リング磁石100の内外径の表面磁束密度分布を示す。測定にはガウスメータを用いた。ここでは、外径(直径)80mm、内径(直径)74mm、高さ12mmの焼結リング磁石100について、軸方向中央かつ内表面から0.5mmの位置で内径側の表面磁束密度が測定され、軸方向中央かつ外表面から1.5mmの位置で外径側の表面磁束密度が測定された。内径側の表面磁束密度分布は実線で示すように略正弦波状を呈する一方、外径側の表面磁束密度分布は破線で示すように略0となる。このように焼結リング磁石100は、概ねハルバッハ配向されており、バックヨークなしでモータを設計することが可能となる。
FIG. 6 shows the surface magnetic flux density distribution of the inner and outer diameters of the
プレス装置10によれば、配向磁界の印加時に、一対のコイル20によって発生する配向磁界が相互に逆極性となるように一対のコイル20に電流が流されると、一対のコイル20のそれぞれによって発生してダイ12を通る配向磁界は互いに反発し合う。その結果、一方のコイル20による配向磁界は主として、ダイ12における第1方向の中央(中心線P1)よりも一方のコイル20側を通り、他方のコイル20による配向磁界は主として、ダイ12における第1方向の中央よりも他方のコイル20側を通る。ここで、キャビティ28は、ダイ12における第1方向の中央よりもいずれか一方のコイル20側に設けられ、かつ第2弧部38bよりも第1弧部38aの方がダイ12の最寄りの側面に近くなるように設けられる。したがって、キャビティ28に充填された磁石粉末には、一対のコイル20に流される電流の方向に基づいて、キャビティ28に向かって第1弧部38aから入りかつ第1側部38cおよび第2側部38dから出るように、または第1側部38cおよび第2側部38dから入りかつ第1弧部38aから出てキャビティ28から遠ざかるように、配向磁界が印加される。すなわち、キャビティ28に充填された磁石粉末には、第1弧部38aと第1側部38cとを通る磁界および第1弧部38aと第2側部38dとを通る磁界が印加され、磁石粉末が配向される。そして、上パンチ16および下パンチ14によって磁石粉末をプレスすることによって成形体E1が得られ、成形体E1を焼結しさらに加工することによって磁化容易軸が第1側面40cおよび第2側面40dから第1弧面40aに向かって集束するように極異方性配向された焼結体E3が得られる。ここで、キャビティ28の第1弧部38aをプレス装置10によって得られる成形体E1の内径側に対応させかつ第2弧部38bを成形体E1の外径側に対応させると、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたアウターロータ用の成形体E1ひいては焼結体E2,E3を容易に作製できる。成形体E1は、焼結後に最終製品形状と加工代とを考慮した焼結体E2となるように予め設計されているため、焼結体E2から最終製品形状E3へ加工する際の加工歩留りが良好となる。また、コンパウンドをシート状に成形した後、最終製品形状と最終製品で要求される磁化容易軸の方向とを考慮した形状に予め打ち抜き、さらに打ち抜いたシート状の成形体を積層する、といった工程を要しないので、焼結体E3を得るための工程を少なくできる。
According to the
一対のキャビティ28は、それぞれの第2弧部38b同士が対向するように形成され、一方のキャビティ28は、ダイ12における第1方向の中央よりも一方のコイル20側に設けられ、他方のキャビティ28は、ダイ12における第1方向の中央よりも他方のコイル20側に設けられ、各キャビティ28は、第2弧部38bよりも第1弧部38aの方がダイ12の最寄りの側面に近くなるように設けられる。したがって、各キャビティ28に充填された磁石粉末には、同様の配向磁界、すなわち、キャビティ28に向かって第1弧部38aから入りかつ第1側部38cおよび第2側部38dから出るように、または第1側部38cおよび第2側部38dから入りかつ第1弧部38aから出てキャビティ28から遠ざかるように、配向磁界が印加される。その結果、各キャビティ28において得られる成形体E1から、磁化容易軸が第1側面40cおよび第2側面40dから第1弧面40aに向かって集束するように極異方性配向された焼結体E3を容易に作製でき、生産性を向上できる。
The pair of
ダイ12には複数の一対のキャビティ28が第2方向に並列的に形成され、各キャビティ28において得られる成形体E1から、磁化容易軸が第1側面40cおよび第2側面40dから第1弧面40aに向かって集束するように極異方性配向された焼結体E3を容易に作製でき、生産性をさらに向上できる。
A plurality of pairs of
ヨーク18aおよび18bにおいて、D3=D4/2であるため、第2方向の端部に位置するキャビティ28に印加される配向磁界と、それ以外のキャビティ28に印加される配向磁界とは同様になるので、各キャビティ28において同様の成形体E1を得ることができ、同様の極異方性配向された焼結体E2,E3を容易に作製できる。
Since D3 = D4 / 2 in the
キャビティ28の第1弧部38aと第2弧部38bとの間隔を、キャビティ28の第2方向の両端部より中央部の方が大きくなるように設定することによって、予め、キャビティ28で得られる成形体E1の厚みを、弧方向端部より中央部の方が大きくなるように設定できる。この成形体E1を焼結すると、収縮率の違いにより、焼結体E2の弧方向端部の厚みと中央部の厚みとを略等しくできる。このように、成形体E1を焼結して得られる焼結体E2が所望の形状(たとえば、等肉)となるように、キャビティ28の形状を予め設定しておくことによって、所望の形状の焼結体E2が得られる。
By setting the distance between the
ダイ12が非磁性超硬合金からなることによって、一対のコイル20によって発生させる配向磁界を、磁石粉末が充填されたキャビティ28に導き易くなり、磁石粉末を容易に配向できる。
Since the
コイル20には、コンデンサ放電により生成されたパルス電流が流され、パルス磁界を印加して磁石粉末を配向させることによって、磁石粉末を良好に配向できる。
A pulse current generated by capacitor discharge is passed through the
セグメント状の成形体E1を焼結するので、リング状の成形体を焼結する場合とは異なり、焼結時の応力が少なく割れやクラックが発生し難く、容易に焼結体E2を得ることができる。 Since the segment-shaped molded body E1 is sintered, unlike the case where the ring-shaped molded body is sintered, the stress during sintering is small and cracks and cracks are unlikely to occur, so that the sintered body E2 can be easily obtained. Can be done.
また、極異方性配向されたセグメント状の焼結体E3を用いて構成されたロータでは、隣り合う焼結体(焼結セグメント磁石)の接続面(極間位置)での配向方向が、接続面に対して垂直な方向となり、ハルバッハ配列に近い配向角度分布を構成できる。したがって、ロータにおいて、磁束発生面では正弦波状でピークの高い表面磁束密度分布が得られ、良好な低コギングトルク特性と高トルク特性とを得ることができる。また、磁束発生面とは反対側の面では漏れ磁束が少なくなるため、磁路を構成するための磁性体バックヨークが不要となるため、ロータのイナーシャを小さくでき、応答性の高いロータが得られる。 Further, in the rotor configured by using the segment-shaped sintered body E3 that is polar-anisotropically oriented, the orientation direction of the adjacent sintered bodies (sintered segment magnets) at the connection surface (inter-pole position) is set. The direction is perpendicular to the connection surface, and an orientation angle distribution close to the Halbach array can be constructed. Therefore, in the rotor, a surface magnetic flux density distribution having a sinusoidal shape and a high peak can be obtained on the magnetic flux generating surface, and good low cogging torque characteristics and high torque characteristics can be obtained. In addition, since the leakage flux is reduced on the surface opposite to the magnetic flux generating surface, the magnetic back yoke for forming the magnetic path is not required, so that the inertia of the rotor can be reduced and a highly responsive rotor can be obtained. Be done.
また、図7を参照して、この発明の他の実施形態のプレス装置10aについて説明する。プレス装置10aは、外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された成形体F1および焼結体F2,F3(図9参照)を製造するために用いられる装置であり、図1および図2に示すプレス装置10と異なるのは、ダイ12に代えてダイ12aを用いる点、下パンチ14および上パンチ16に代えてダイ12a用の下パンチおよび上パンチ(ともに図示せず)を用いる点、ならびに成形体の形状に合わせてコイル位置を変更している点である。ダイ12aとダイ12と異なるのは、貫通孔22ではなく貫通孔22aが形成されている点である。すなわち、プレス装置10aがプレス装置10と異なるのは、キャビティ28ではなくキャビティ28aが形成される点、ならびに下パンチ14および上パンチ16ではなくキャビティ28a用の下パンチおよび上パンチを含む点である。
Further, the
図8をも参照して、キャビティ28aがキャビティ28と異なるのは、その断面形状である。各キャビティ28aの断面形状は、キャビティ28aの両端部より中央部の方が中心線P1から遠ざかるような円弧状であり、一対のコイル20が対向する第1方向(矢印Xで示す)に相互に間隔をおいて位置しかつそれぞれ第2方向(矢印Yで示す)に延びる第1弧部42aおよび第2弧部42bと、第1弧部42aおよび第2弧部42bのそれぞれの一端部を接続する第1側部42cと、第1弧部42aおよび第2弧部42bのそれぞれの他端部を接続する第2側部42dとを含む。第1弧部42aおよび第2弧部42bはそれぞれ、両端部より中央部が中心線P1から遠ざかる(中心線P1とは反対側に膨らむ)ように湾曲して形成される。キャビティ28aにおける第1弧部42aと第2弧部42bとの間隔は、第2方向の両端部の間隔D5より中央部の間隔D6の方が大きい。プレス装置10aの下パンチおよび上パンチがプレス装置10の下パンチ14および上パンチ16と異なるのは、その断面形状であり、プレス装置10aの下パンチおよび上パンチの断面形状は、キャビティ28aの断面形状と略等しい。この実施形態では、第1弧部42aがキャビティ28aから得られる成形体F1の外径側に対応しかつ第2弧部42bが成形体F1の内径側に対応する。プレス装置10aのその他の構成はプレス装置10と同様であるので、その重複する説明は省略する。
Also referring to FIG. 8, what makes the
このようなプレス装置10aを用いて成形体F1を製造する方法は、プレス装置10を用いて成形体E1を製造する方法と同様であるので、その重複する説明は省略する。
Since the method of manufacturing the molded body F1 using the
プレス装置10aによって得られた成形体F1を焼結すると焼結体F2(図9(a)参照)が得られ、焼結体F2を加工し表面処理することによって焼結体F3(図9(a)参照)が得られる。すなわち、断面円弧状であり、相互に間隔をおいた第1弧面44aおよび第2弧面44bと、第1弧面44aおよび第2弧面44bのそれぞれの一端部を接続する第1側面44cと、第1弧面44aおよび第2弧面44bのそれぞれの他端部を接続する第2側面44dとを含み、磁化容易軸が第1側面44cおよび第2側面44dから第1弧面44aに向かって集束するように極異方性配向され、第1弧面44aが外径側になりかつ第2弧面44bが内径側になる、焼結体F3(図9(b)参照)を好適に作製できる。図9(a)には、成形体F1および焼結体F2,F3の配向方向も示されている。
Sintering the molded body F1 obtained by the
この実施形態では、焼結体F3を周方向に並べてリング状に接続し、その後NS交互に着磁することによって、外径側に極を有し外径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石となり、インナーロータに用いられる。このとき着磁された焼結体F3が、極異方性焼結セグメント磁石に相当する。 In this embodiment, the sintered bodies F3 are arranged in the circumferential direction and connected in a ring shape, and then NS is alternately magnetized to have a pole on the outer diameter side and generate a main magnetic flux on the outer diameter side. It becomes a sintered ring magnet with properties and is used for the inner rotor. The sintered body F3 magnetized at this time corresponds to a polar anisotropic sintered segment magnet.
プレス装置10aによれば、プレス装置10と同様の効果を得ることができる。
According to the
また、キャビティ28aの第1弧部42aをプレス装置10aによって得られる成形体F1の外径側に対応させかつ第2弧部42bを成形体F1の内径側に対応させると、外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向されたインナーロータ用の成形体F1ひいては焼結体F2,F3を容易に作製できる。
Further, when the
図1および図2に示すプレス装置10において、キャビティ28が図10に示すキャビティ28bに変更されてもよい。キャビティ28bがキャビティ28と異なるのは、その断面形状であり、第2弧部38bではなく、第2弧部46を含む。第2弧部46は、その円弧方向中央部にキャビティ28b内に突出する半円状の凸部46aを有する。すなわち、キャビティ28bには、断面形状が凸部46aとなる突出部が上下方向に延びるように形成されている。下パンチおよび上パンチは、その断面形状がキャビティ28bの断面形状と略等しくなるように適宜変更される。その他の構成はプレス装置10と同様である。
In the
このようなプレス装置を用いて成形体G1(図11(a)参照)を製造する方法は、プレス装置10を用いて成形体E1を製造する方法と同様であるので、その重複する説明は省略する。
Since the method of manufacturing the molded body G1 (see FIG. 11 (a)) using such a press device is the same as the method of manufacturing the molded body E1 using the
このようなプレス装置によって、外径側の中央部にノッチM1を有する成形体G1が得られる。成形体G1を焼結すると外径側の中央部にノッチM2を有する焼結体G2(図11(a)参照)が得られ、焼結体G2を加工し表面処理することによって外径側の中央部にノッチM3を有する焼結体G3(図11(a)参照)が得られる。すなわち、断面円弧状であり、相互に間隔をおいた第1弧面48aおよび第2弧面48bと、第1弧面48aおよび第2弧面48bのそれぞれの一端部を接続する第1側面48cと、第1弧面48aおよび第2弧面48bのそれぞれの他端部を接続する第2側面48dとを含み、磁化容易軸が第1側面48cおよび第2側面48dから第1弧面48aに向かって集束するように極異方性配向され、第1弧面48aが内径側になりかつ第2弧面48bが外径側になり、第2弧面48bはその中央部に形成されたノッチM3を有する、焼結体G3(図11(b)参照)を好適に作製できる。なお、図11を参照して、加工後の焼結体G3においてノッチM3を形成するためには、焼結体G2を焼結体G3に加工するときに加工取り代(片面)をS1、成形体G1のノッチM1の深さをS2とすると、S2がS1/0.8以上であればよい。加工後の焼結体G3のノッチ深さは0.1mm以上(磁石厚み/2)mm以下であることが望ましい。後述する成形体H1および焼結体H2,H3についても同様である。図11(a)には、成形体G1および焼結体G2,G3の配向方向も示されている。
By such a pressing device, a molded body G1 having a notch M1 in the central portion on the outer diameter side can be obtained. When the molded body G1 is sintered, a sintered body G2 having a notch M2 in the central portion on the outer diameter side (see FIG. 11A) is obtained, and the sintered body G2 is processed and surface-treated to obtain a sintered body G2 on the outer diameter side. A sintered body G3 having a notch M3 in the central portion (see FIG. 11A) is obtained. That is, the
この実施形態では、焼結体G3を周方向に並べてリング状に接続し、その後NS交互に着磁することによって、内径側に極を有し内径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石となり、アウターロータに用いられる。このとき着磁された焼結体G3が、極異方性焼結セグメント磁石に相当する。 In this embodiment, the sintered bodies G3 are arranged in the circumferential direction and connected in a ring shape, and then NS is alternately magnetized to create polar anisotropy having a pole on the inner diameter side and generating a main magnetic flux on the inner diameter side. It becomes a sintered ring magnet and is used for the outer rotor. The sintered body G3 magnetized at this time corresponds to a polar anisotropic sintered segment magnet.
このような成形体G1から極異方性を有する焼結リング磁石を構成した場合における検討結果を示す。なお、焼結リング磁石の寸法は、外径(直径)80mm、内径(直径)74mm、高さ10mmであり、焼結リング磁石は28極に構成されている。焼結リング磁石の材質は、日立金属株式会社製NMX−48BHに相当する材質である。 The results of the study in the case where a sintered ring magnet having polar anisotropy is constructed from such a molded body G1 are shown. The dimensions of the sintered ring magnet are an outer diameter (diameter) of 80 mm, an inner diameter (diameter) of 74 mm, and a height of 10 mm, and the sintered ring magnet is composed of 28 poles. The material of the sintered ring magnet is a material corresponding to NMX-48BH manufactured by Hitachi Metals, Ltd.
図12(a)に、成形体G1の体積変化率と表面磁束密度変化率との関係を示し、図12(b)に、加工後焼結体G3の体積変化率と表面磁束密度変化率との関係を示す。表面磁束密度(基本波peak)は、焼結リング磁石を構成した後に測定された。表面磁束密度の測定は、ガウスメータにより、軸方向中央かつ内表面から0.5mmの位置で行った。変化率は、ノッチが形成されていない成形体E1、加工後焼結体E3に対する変化率である。ここでは、ノッチRを0.75mmから1.75mmまで0.25mm刻みで変化させた場合について検討した。図12(a),(b)からわかるように、表面磁束密度(基本波peak)の変化率より、成形体G1および加工後焼結体G3の体積変化率の方が大きい。ノッチR1.00mmの場合、表面磁束密度変化率が−0.6%であるのに対して、成形体G1の体積変化率は−2.9%であり、加工後焼結体G3の体積変化率は−1.8%である。ノッチR1.25mmの場合、表面磁束密度変化率が−1.2%であるのに対して、成形体G1の体積変化率は−4.5%であり、加工後焼結体G3の体積変化率は−3.4%である。ノッチR1.50mmの場合、表面磁束密度変化率が−2.4%であるのに対して、成形体G1の体積変化率は−6.4%であり、加工後焼結体G3の体積変化率は−5.4%である。ノッチR1.75mmの場合、表面磁束密度変化率が−3.3%であるのに対して、成形体G1の体積変化率は−8.8%であり、加工後焼結体G3の体積変化率は−7.8%である。表面磁束密度(基本波peak)の変化の許容範囲を3%以下とすると、ノッチRを0.75mm以上1.50mm以下にするのが好ましい。このように、表面磁束密度変化率をさほど減少させることなく、成形体G1および加工後焼結体G3ひいては焼結リング磁石の体積を削減することが可能である。これにより、原料歩留まりを向上でき、原料の使用重量を削減できる。また、加工後焼結体G3の重量を削減できる。 FIG. 12A shows the relationship between the volume change rate of the molded body G1 and the surface magnetic flux density change rate, and FIG. 12B shows the volume change rate and the surface magnetic flux density change rate of the processed sintered body G3. The relationship is shown. The surface magnetic flux density (fundamental wave peak) was measured after the sintered ring magnet was constructed. The surface magnetic flux density was measured by a Gauss meter at the center in the axial direction and at a position 0.5 mm from the inner surface. The rate of change is the rate of change with respect to the molded body E1 in which the notch is not formed and the sintered body E3 after processing. Here, the case where the notch R is changed from 0.75 mm to 1.75 mm in 0.25 mm increments is examined. As can be seen from FIGS. 12 (a) and 12 (b), the volume change rate of the molded body G1 and the processed sintered body G3 is larger than the change rate of the surface magnetic flux density (fundamental wave peak). In the case of the notch R1.00 mm, the surface magnetic flux density change rate is -0.6%, whereas the volume change rate of the molded body G1 is -2.9%, and the volume change of the sintered body G3 after processing. The rate is -1.8%. In the case of the notch R1.25 mm, the surface magnetic flux density change rate is -1.2%, whereas the volume change rate of the molded body G1 is -4.5%, and the volume change of the sintered body G3 after processing. The rate is -3.4%. In the case of the notch R1.50 mm, the surface magnetic flux density change rate is -2.4%, whereas the volume change rate of the molded body G1 is -6.4%, and the volume change of the sintered body G3 after processing. The rate is -5.4%. In the case of the notch R 1.75 mm, the surface magnetic flux density change rate is -3.3%, whereas the volume change rate of the molded body G1 is -8.8%, and the volume change of the sintered body G3 after processing. The rate is -7.8%. Assuming that the permissible range of change in the surface magnetic flux density (fundamental wave peak) is 3% or less, the notch R is preferably 0.75 mm or more and 1.50 mm or less. In this way, it is possible to reduce the volumes of the molded body G1 and the post-processed sintered body G3, and thus the sintered ring magnet, without significantly reducing the rate of change in the surface magnetic flux density. As a result, the yield of raw materials can be improved and the weight of raw materials used can be reduced. In addition, the weight of the sintered body G3 after processing can be reduced.
このようなプレス装置によれば、プレス装置10と同様の効果を得ることができる。
According to such a pressing device, the same effect as that of the
また、キャビティ28bで成形される成形体G1の第2弧面(キャビティ28bの第2弧部46に対応する面)の中央部にノッチM1が形成される。ここで、図1に示すプレス装置10では、配向磁界印加時、キャビティ28に充填された磁石粉末には、キャビティ28に向かって第1弧部38aから入りかつ第1側部38cおよび第2側部38dから出るように、または第1側部38cおよび第2側部38dから入りかつ第1弧部38aから出てキャビティ28から遠ざかるように、配向磁界が印加され、第2弧部38bの中央部に配向磁界はほとんど印加されない。そのため、キャビティ28で成形される成形体E1の第2弧面の中央部は、主磁束の形成にさほど寄与せず、成形体E1の第2弧面の中央部を削ることができる。したがって、図10に示すようにキャビティ28bの第2弧部46の第2方向中央部にキャビティ28b内に突出する凸部46aを形成することによって、第2弧面の中央部にノッチM1が形成された成形体G1を得ることができる。これによって、成形体G1から作製される焼結セグメント磁石の表面磁束密度をほとんど低下させることなく、磁石材料の使用量を減少させることができ、コストを低減できる。すなわち、極異方性配向された焼結体G3において、第1弧面48a(磁極面)の反対側の第2弧面48bの弧方向中央部にノッチM3を形成することによって、表面磁束密度をほとんど低下させることなく、磁石材料の使用量を減少させることができる焼結セグメント磁石が得られる。また、ノッチM3を、ロータを構成するときの位置決めや回転止めに用いることができる。
Further, a notch M1 is formed in the central portion of the second arc surface (the surface corresponding to the
さらに、図7に示すプレス装置10aにおいて、キャビティ28aが図13に示すキャビティ28cに変更されてもよい。キャビティ28cがキャビティ28aと異なるのは、その断面形状であり、キャビティ28cは、第2弧部42bではなく、第2弧部50を含む。第2弧部50は、その円弧方向中央部にキャビティ28c内に突出する半円状の凸部50aを有する。すなわち、キャビティ28cには、断面形状が凸部50aとなる突出部が上下方向に延びるように形成されている。下パンチおよび上パンチは、その断面形状がキャビティ28cの断面形状と略等しくなるように適宜変更される。その他の構成はプレス装置10aと同様である。
Further, in the
このようなプレス装置を用いて成形体H1(図14(a)参照)を製造する方法は、プレス装置10aを用いて成形体F1を製造する方法と同様である。
The method of manufacturing the molded body H1 (see FIG. 14A) using such a pressing device is the same as the method of manufacturing the molded body F1 using the
このようなプレス装置によって、内径側の中央部にノッチN1を有する成形体H1が得られる。成形体H1を焼結すると内径側の中央部にノッチN2を有する焼結体H2(図14(a)参照)が得られ、焼結体H2を加工し表面処理することによって内径側の中央部にノッチN3を有する焼結体H3(図14(a)参照)が得られる。すなわち、断面円弧状であり、相互に間隔をおいた第1弧面52aおよび第2弧面52bと、第1弧面52aおよび第2弧面52bのそれぞれの一端部を接続する第1側面52cと、第1弧面52aおよび第2弧面52bのそれぞれの他端部を接続する第2側面52dとを含み、磁化容易軸が第1側面52cおよび第2側面52dから第1弧面52aに向かって集束するように極異方性配向され、第1弧面52aが外径側になりかつ第2弧面52bが内径側になり、第2弧面52bはその中央部に形成されたノッチN3を有する、焼結体H3(図14(b)参照)を好適に作製できる。図14(a)には、成形体H1および焼結体H2,H3の配向方向も示されている。
By such a pressing device, a molded body H1 having a notch N1 in the central portion on the inner diameter side can be obtained. When the molded body H1 is sintered, a sintered body H2 having a notch N2 in the central portion on the inner diameter side (see FIG. 14A) is obtained, and the sintered body H2 is processed and surface-treated to obtain the central portion on the inner diameter side. A sintered body H3 having a notch N3 (see FIG. 14A) is obtained. That is, the
この実施形態では、焼結体H3を周方向に並べてリング状に接続し、その後NS交互に着磁することによって、外径側に極を有し外径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石となり、インナーロータに用いられる。このとき着磁された焼結体H3が、極異方性焼結セグメント磁石に相当する。 In this embodiment, the sintered bodies H3 are arranged in the circumferential direction and connected in a ring shape, and then NS is alternately magnetized to have a pole on the outer diameter side and generate a main magnetic flux on the outer diameter side. It becomes a sintered ring magnet with properties and is used for the inner rotor. The sintered body H3 magnetized at this time corresponds to a polar anisotropic sintered segment magnet.
このようなプレス装置によれば、プレス装置10aと同様の効果を得ることができる。
According to such a pressing device, the same effect as that of the
また、キャビティ28cの第2弧部50の第2方向中央部にキャビティ28c内に突出する凸部50aを形成することによって、第2弧面(キャビティ28cの第2弧部50に対応する面)の中央部にノッチN1が形成された成形体H1、ひいては第1弧面52a(磁極面)の反対側の第2弧面52bの弧方向中央部にノッチN3が形成された焼結体H3を得ることができ、上述のキャビティ28bを有するプレス装置と同様の効果が得られる。
Further, by forming a
この発明によれば、内径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体および外径側に主磁束を発生させるように極異方性配向された焼結体のいずれであっても容易に作製できるので、アウターロータ型かインナーロータ型かに拘わらず、高トルク、低コギングトルクおよび低イナーシャ特性を有するモータを得ることができる。 According to the present invention, either a sintered body that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the inner diameter side or a sintered body that is polar-anisotropically oriented so as to generate a main magnetic flux on the outer diameter side. However, since it can be easily manufactured, a motor having high torque, low cogging torque and low inertia characteristics can be obtained regardless of whether it is an outer rotor type or an inner rotor type.
また、複数の焼結体G3(図11参照)を用いて、図15および図16に示す樹脂モールドリング54を得ることができる。
Further, the
樹脂モールドリング54は、たとえば以下のように製造される。
The
図17(a)を参照して、まず、焼結体G3の四隅、すなわち、第1弧面48aと第1側面48cとの接続部、第1弧面48aと第2側面48dとの接続部、第2弧面48bと第1側面48cとの接続部、および第2弧面48bと第2側面48dとの接続部が面取りされ、面取り部C1,C2,C3およびC4が形成される。さらに、ノッチM3がさらに深く削られ、ノッチM4が形成される。このようにして、四隅に面取り部C1〜C4を有しかつ第2弧面48bの中央部にノッチM4を有する焼結体G4が得られる。
With reference to FIG. 17A, first, the four corners of the sintered body G3, that is, the connecting portion between the
そして、図17(b)を参照して、環状の溝56を有するモールド金型58が準備される。溝56は、作製すべき樹脂モールドリング54の外形に対応するリング形状を有し、溝56の内側面には、焼結体G4の位置決め用の複数(この実施形態では、28個)の凸部60が等間隔をあけて形成される。
Then, referring to FIG. 17B, a
このようなモールド金型58の溝56に、複数(この実施形態では、28個)の焼結体G4が嵌め込まれる。このとき、各焼結体G4は、ノッチM4が凸部60に嵌合することによって、隣り合う焼結体G4間に隙間が形成されるように位置決めされる。また、溝56内において焼結体G4の両端面をそれぞれ2本のピン(図示せず)で支持することによって、溝56内での焼結体G4の深さ方向(軸方向)の位置決めが行われる。
A plurality of (28 in this embodiment) sintered bodies G4 are fitted into the
その状態で、隣り合う焼結体G4間の隙間から樹脂を注入して、樹脂モールド部材62が形成される。
In that state, the resin is injected from the gap between the adjacent sintered bodies G4 to form the
このようにして、複数(この実施形態では、28個)の焼結体G4と樹脂モールド部材62とが一体化された樹脂モールドリング54が得られる。樹脂モールドリング54では、複数の焼結体G4はリング状に配置され、隣り合う焼結体G4は、一方の焼結体G4の第1側面48cと他方の焼結体G4の第2側面48dとが間隔をあけて隣り合うように配置される。樹脂モールド部材62は、第1弧面48aおよび第2弧面48bが露出するように複数の焼結体G4を保持する。すなわち、樹脂モールド部材62は、すべての隣り合う焼結体G4間の隙間を埋め、かつリング状に配置されたときの各焼結体G4の軸方向両端面を覆うように、各焼結体G4を樹脂モールドし保持する。樹脂モールド部材62の内周面と第1弧面48aとは面一に形成され、樹脂モールド部材62の外周面と第2弧面48bとは面一に形成される。また、樹脂モールド部材62は、面取り部C1〜C4を覆うように各焼結体G4を樹脂モールドする。樹脂モールド部材62の外周面には、ノッチM4の両端部に繋がる凹部64a,64bが形成される。また、樹脂モールドリング54の製造時に、各焼結体G4の両端面をそれぞれ2本のピンで支持した結果、樹脂モールド部材62の軸方向両端部には、複数の穴66が形成される。
In this way, a
このような樹脂モールドリング54によれば、複数の焼結体G4が樹脂モールド部材62で樹脂モールドされ保持されることによって、少ない製造工数で容易に樹脂モールドリング54を作製することができる。
According to such a
樹脂モールド部材62は、面取り部C1〜C4を覆うように各焼結体G4を樹脂モールドするので、各焼結体G4が樹脂モールド部材62から脱落するのを防止できる。
Since the
各焼結体G4は、第2弧面48bの中央部に形成されたノッチM4を有するので、ノッチM4を各焼結体G4の位置決めに用いることができる。
Since each sintered body G4 has a notch M4 formed in the central portion of the
また、樹脂モールドリング54を着磁、すなわちリング状に配置された複数の焼結体G4をNS交互に着磁することによって、内径側に極を有し内径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石(以下、「樹脂モールドリング磁石」という)が得られる。得られた樹脂モールドリング磁石は、アウターロータに用いられる。
Further, by magnetizing the
ここで、比較例として、焼結体G4を周方向に並べて接着によってリング状に接続し、その後NS交互に着磁することによって、図5に示す焼結リング磁石100と同様に、内径側に極を有し内径側に主磁束を発生させる極異方性を有する焼結リング磁石(以下、「接着固定リング磁石」という)を得る。そして、樹脂モールドリング磁石と接着固定リング磁石との検討結果を示す。なお、樹脂モールドリング磁石と接着固定リング磁石の寸法は、外径(直径)80mm、内径(直径)74mm、高さ16mmで同一であり、28極に構成されている。着磁された焼結体G4の高さは12mmである。
Here, as a comparative example, the sintered bodies G4 are arranged in the circumferential direction, connected in a ring shape by adhesion, and then magnetized alternately with NS, so that the
樹脂モールドリング磁石と接着固定リング磁石とについて、内外径の表面磁束密度がガウスメータを用いて測定された。ここでは、それぞれの焼結リング磁石について、軸方向中央かつ内表面から1mmの位置で内径側の表面磁束密度(図18(a)および(b)において「内径側R36」で表示)が測定され、軸方向中央かつ外表面から2mmの位置で外径側の表面磁束密度(図18(a)および(b)において「外径側R42」で表示)が測定された。
The surface magnetic flux densities of the inner and outer diameters of the resin molded ring magnet and the adhesive fixing ring magnet were measured using a Gauss meter. Here, for each sintered ring magnet, the surface magnetic flux density on the inner diameter side (indicated by "inner diameter side R36" in FIGS. 18 (a) and 18 (b)) is measured at the center in the axial direction and at a
その結果、接着固定リング磁石について、図18(a)に示す表面磁束密度波形が得られ、図19(a)に示す内径側の表面磁束密度ピークの分布が得られた。一方、樹脂モールドリング磁石について、図18(b)に示す表面磁束密度波形が得られ、図19(b)に示す内径側の表面磁束密度ピークの分布が得られた。なお、図19(a)および(b)の横軸のピークNoは、焼結リング磁石に含まれる28個の着磁された焼結体G4に対応する。 As a result, the surface magnetic flux density waveform shown in FIG. 18A was obtained for the adhesive fixing ring magnet, and the distribution of the surface magnetic flux density peak on the inner diameter side shown in FIG. 19A was obtained. On the other hand, for the resin molding ring magnet, the surface magnetic flux density waveform shown in FIG. 18 (b) was obtained, and the distribution of the surface magnetic flux density peak on the inner diameter side shown in FIG. 19 (b) was obtained. The peak numbers on the horizontal axes of FIGS. 19A and 19B correspond to the 28 magnetized sintered bodies G4 included in the sintered ring magnet.
図18(a)および(b)を参照して、いずれの焼結リング磁石とも、内径側の表面磁束密度分布は実線で示すように略正弦波状を呈する一方、外径側の表面磁束密度分布は破線で示すように小さくなり、概ねハルバッハ配向されていることがわかる。したがって、いずれの焼結リング磁石とも、一体化された各焼結体G4の径方向外側には、殆ど磁束漏れがないので、焼結リング磁石の外周に、たとえばアルミニウムなどの非磁性体からなる補強リングを嵌めることができ、また、たとえば被駆動部材などの他の部材を直接取り付けることができる。 With reference to FIGS. 18A and 18B, the surface magnetic flux density distribution on the inner diameter side of each of the sintered ring magnets has a substantially sinusoidal shape as shown by the solid line, while the surface magnetic flux density distribution on the outer diameter side. Is smaller as shown by the broken line, and it can be seen that it is generally Halbach oriented. Therefore, since there is almost no magnetic flux leakage on the radial outer side of each of the sintered ring magnets integrated with each of the sintered ring magnets, the outer periphery of the sintered ring magnet is made of a non-magnetic material such as aluminum. Reinforcing rings can be fitted and other members, such as driven members, can be directly attached.
樹脂モールド部材62は、第2弧面48bが露出するように複数の焼結体G4を保持するので、樹脂モールドリング磁石に、第2弧面48bを介して他の部材(たとえば補強リングや被駆動部材)を強固に取り付けることができる。また、樹脂モールドリング磁石に他の部材を取り付けるとき、ノッチM4を樹脂モールドリング磁石の位置決めや回転防止に用いることができる。
Since the
樹脂モールド部材62は、第1弧面48aが露出するように複数の焼結体G4を保持するので、樹脂モールドリング磁石をロータとして組み付けるとき、樹脂モールドリング磁石の第1弧面48aとステータとのギャップを小さくでき、モータ特性を向上させることができる。
Since the
また、図19(a)および(b)を比較して分かるように、接着固定リング磁石よりも樹脂モールドリング磁石の方が、内径側の表面磁束密度ピークのうねりが低減され、内径側の表面磁束密度のピークばらつきが改善される。 Further, as can be seen by comparing FIGS. 19A and 19B, the waviness of the surface magnetic flux density peak on the inner diameter side is reduced in the resin molded ring magnet as compared with the adhesive fixing ring magnet, and the surface on the inner diameter side is reduced. The peak variation of the magnetic flux density is improved.
さらに、樹脂モールドリング磁石の径寸法を3D測定器で測定した結果、軸方向の上側、中央、下側の内径(直径)が、73.996mm〜74.005mmに収まり、軸方向中央の外径(直径)が、80.019mmとなり、樹脂モールドリング磁石の内外径の寸法精度が良好となり真円度が向上する。 Furthermore, as a result of measuring the diameter dimension of the resin molding ring magnet with a 3D measuring instrument, the inner diameters (diameters) of the upper, center, and lower sides in the axial direction are within 73.996 mm to 74.005 mm, and the outer diameter in the center in the axial direction. The (diameter) is 80.19 mm, and the dimensional accuracy of the inner and outer diameters of the resin molding ring magnet is improved and the roundness is improved.
このように、樹脂モールドリング磁石によれば、内外径の寸法精度が良好となりかつ表面磁束密度分布のばらつきが小さくなる。 As described above, according to the resin molded ring magnet, the dimensional accuracy of the inner and outer diameters is improved, and the variation in the surface magnetic flux density distribution is reduced.
なお、上述の実施形態では、樹脂モールドリング54において、樹脂モールド部材62は、第1弧面48aおよび第2弧面48bが露出するように各焼結体G4を保持する場合について説明したが、これに限定されない。樹脂モールド部材は、第1弧面48aおよび第2弧面48bのいずれか一方が露出するように各焼結体G4を保持してもよいし、全面を覆うように各焼結体G4を保持してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述の実施形態では、焼結体G4は、面取り部C1〜C4を有する場合について説明したが、これに限定されず、面取り部C1〜C4のうちいずれか1つを有すればよい。また、焼結体G4に含まれるノッチは、ノッチM4ではなくノッチM3であってもよく、任意の寸法でよい。 In the above-described embodiment, the case where the sintered body G4 has the chamfered portions C1 to C4 has been described, but the present invention is not limited to this, and any one of the chamfered portions C1 to C4 may be provided. Further, the notch contained in the sintered body G4 may be notch M3 instead of notch M4, and may have arbitrary dimensions.
上述の実施形態では、樹脂モールドリング54が焼結体G4を含む場合について説明したが、これに限定されない。樹脂モールドリングは、焼結体E3,F3,G3,H3またはこれらのいずれかに面取りを施したものを含んでもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述の実施形態では、ダイに6つ(3対)のキャビティが形成される場合について説明したが、これに限定されない。ダイには、1つのキャビティだけが中心線P1よりもいずれか一方のコイル20側に設けられてもよい。また、ダイには、一対のキャビティだけが中心線P1に対して対称位置に設けられてもよい。さらに、ダイには、2対キャビティ、または4対以上のキャビティが設けられてもよい。
In the above-described embodiment, the case where six (three pairs) cavities are formed in the die has been described, but the present invention is not limited to this. Only one cavity may be provided on the die on the
ダイは、非磁性材料からなる場合に限定されず、磁性材料によって構成されてもよい。 The die is not limited to being made of a non-magnetic material, and may be made of a magnetic material.
上述の実施形態では、ダイの端部とヨークの端部とが第1方向に面一に形成される場合について説明したが、これに限定されず、ダイの端部とヨークの端部とが第1方向に面一でなくてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the end of the die and the end of the yoke are formed flush with each other in the first direction has been described, but the present invention is not limited to this, and the end of the die and the end of the yoke may be formed. It does not have to be flush with the first direction.
また、上述の実施形態では、ヨーク側面に形成された溝にコイルが収容される場合について説明したが、これに限定されない。ヨークにおけるダイと接触する側面側である限りにおいて、コイルはヨークに埋め込まれる等の他の態様で設けられてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the coil is accommodated in the groove formed on the side surface of the yoke has been described, but the present invention is not limited to this. The coil may be provided in other ways, such as embedded in the yoke, as long as it is on the side of the yoke in contact with the die.
また、使用する磁石粉末として、Nd−Fe−B系焼結磁石用合金粉末を例に挙げたが、それ以外にもSr系フェライト磁石、Ba系フェライト磁石、Sr−La−Co系フェライト磁石、Ca−La−Co系フェライト磁石に用いられる合金粉末でも適用可能である。 Further, as the magnet powder to be used, an alloy powder for Nd-Fe-B-based sintered magnet was given as an example, but other than that, Sr-based ferrite magnet, Ba-based ferrite magnet, Sr-La-Co-based ferrite magnet, etc. It can also be applied to alloy powder used for Ca-La-Co-based ferrite magnets.
また、本発明にて製造した焼結体は、インナーロータ、アウターロータに用いられる断面円弧状以外にも断面平角形状にしてもよい。断面平角形状にすることでリニアモータはじめ他の磁界発生装置の磁気回路にも適用可能である。 Further, the sintered body produced in the present invention may have a flat cross section in addition to the arcuate cross section used for the inner rotor and the outer rotor. By making the cross section flat, it can be applied to the magnetic circuit of other magnetic field generators such as linear motors.
10,10a プレス装置
12,12a ダイ
14 下パンチ
16 上パンチ
18a,18b ヨーク
20 コイル
22,22a 貫通孔
24a,24b ダイの側面
24c,24d ダイの端部
28,28a,28b,28c キャビティ
30a,30b,32a,32b ヨークの端部
38a,42a 第1弧部
38b,42b,46,50 第2弧部
38c,42c 第1側部
38d,42d 第2側部
40a,44a,48a,52a 第1弧面
40b,44b,48b,52b 第2弧面
40c,44c,48c,52c 第1側面
40d,44d,48d,52d 第2側面
46a,50a 凸部
54 樹脂モールドリング
62 樹脂モールド部材
100 焼結リング磁石
C1,C2,C3,C4 面取り部
D1,D5 第1弧部と第2弧部との端部の間隔
D2,D6 第1弧部と第2弧部との中央部の間隔
D3 最端に位置するキャビティの第2方向中央からダイの端部までの距離
D4 第2方向に隣り合うキャビティの第2方向中央間の距離
E1,F1,G1,H1 成形体
E2,F2,G2,H2 焼結体
E3,F3,G3,G4,H3 加工後の焼結体
M1,M2,M3,M4,N1,N2,N3 ノッチ
P1,P2 中心線
X 第1方向
Y 第2方向
10,10a Press device 12,12a Die 14 Lower punch 16 Upper punch 18a, 18b York 20 Coil 22,22a Through hole 24a, 24b Die side surface 24c, 24d Die end 28, 28a, 28b, 28c Cavity 30a, 30b , 32a, 32b York ends 38a, 42a First arc 38b, 42b, 46, 50 Second arc 38c, 42c First side 38d, 42d Second side 40a, 44a, 48a, 52a First arc Surfaces 40b, 44b, 48b, 52b Second arc surface 40c, 44c, 48c, 52c First side surface 40d, 44d, 48d, 52d Second side surface 46a, 50a Convex part 54 Resin mold ring 62 Resin mold member 100 Sintered ring magnet C1, C2, C3, C4 Chamfered part D1, D5 Distance between the end part of the first arc part and the second arc part D2, D6 Distance between the center part between the first arc part and the second arc part D3 Position at the end Distance from the center of the second direction of the cavity to the end of the die D4 Distance between the center of the second direction of the cavity adjacent to the second direction E1, F1, G1, H1 Molded body E2, F2, G2, H2 Sintered body E3, F3, G3, G4, H3 Sintered body after processing M1, M2, M3, M4, N1, N2, N3 Notch P1, P2 Center line X 1st direction Y 2nd direction
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