环形磁铁成型体的制造装置及环形烧结磁铁的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于制造稀土类等环形烧结磁铁，该磁铁能使环形磁铁的形状轴向变化，减小旋转方向磁化分布的形变，同时能降低顿转扭矩，具有强磁力。使用环形磁铁成型体的制造装置，该装置具有由多个拱形部件（８１～８４）构成的环状的具有磁性的模（８０）、配置在模（８０）内周侧并形成能在与该模（８０）之间供给磁性粉末的模穴的芯（９３）、从轴向对供给到模穴内的磁性粉末加压的加压部（９１、９２），还具有与模（８０）的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分；向模穴内供给磁性粉末，并对磁性粉末附加径向定向磁场，同时由加压部（９１、９２）从轴向对模穴内的磁性粉未加压，成形环形磁铁成型体，进行烧结制造环形烧结磁铁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于小型马达等上的径向定向的环形烧结磁铁制造装置及制造方法。
技术介绍
使用永久磁铁的小型马达中大多使用径向异向性环形磁铁。在用径向异向性环形磁铁的情况下，因磁化波形呈矩形波，存在的问题是马达的顿转扭矩(cogging torque)大。以往，为了降低顿转扭矩，一般使用的方法是在环形磁铁上实施扭斜磁化，减小磁化波形的形变，但在如伺服马达等那样要求更低的顿转扭矩的情况下，则不能获得充分的效果。为此，以往的方法如专利文献1或专利文献2所示那样，在环形磁铁的外周形成凹凸，且将该凹凸部轴向扭斜。使用这种方法的话，能降低旋转方向磁化分布的形变，同时，通过扭斜能进一步降低顿转扭矩。另外，例如，如专利文献3所示那样，对在径向具有异向性的永久磁铁，使用在内周和外周中的任一方或双方设置两处以上凹部或凸部的金属模，采用注模成形法制造。专利文献1特开平09-35933号公报(图3、第0028～0029、0037段)专利文献2特开2001-211581号公报(权利要求1、图1)专利文献3特开昭60-124812号公报(权利要求1)在上述专利文献中所示的环形磁铁，是以热硬化性树脂或热可塑性树脂为结合剂成形磁性粉末而形成的，称为粘结(ボンド，bond)磁铁。这种粘结磁铁磁力弱，不能用于小型但输出大的马达。例如，在使用稀土类粘结磁铁的情况下，最大能量积为10～25MGOe左右，与烧结磁铁的40MGOe相比磁力弱，不能用于要求强大磁力的伺服马达等。并且，如专利文献1所示那样，必需要采用特殊挤压成型机成形制造。若采用这种方法，在成型时附加磁场并由于因磁铁的异方向化而不能适用提高磁力的手法，存在原本磁力弱的树脂磁铁的磁力会更低的问题。此外，在如上所述的树脂磁铁的挤压成型机中，限定为使磁极沿轴向倾斜旋转形成的形状。但是，在马达用环形磁铁中，由于在轴向上磁铁本身磁性未必一样、作为从环形磁铁向定子的磁通流动的容易度的磁导在轴向上不同、定子饱合状态在轴向也不同，更加需要在轴向上改变磁铁的形状。本专利技术是为了要解决上述问题而提出的一种用于制造具有强磁力稀土类等的环形烧结磁铁的装置，能使环形磁铁形状在轴向上变化，能降低旋转方向的磁化分布形变，同时能降低顿转扭矩。例如，通过在环形磁铁圆周方向设置凹凸部，并使该凹凸部在轴向扭斜，目的在于在降低旋转方向磁化分布形变的基础上，进一步降低顿转扭矩。
技术实现思路
本专利技术的环形磁铁成型体的制造装置，其特征在于，具有带弹性的环状模、配置于模内周侧并在与该模之间形成能供给磁性粉末的模穴的芯、从轴向对供给到模穴内的磁性粉末以及模加压的加压部；还具有与模的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分。并且，本专利技术的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于，使用环形磁铁成型体的制造装置，该制造装置具有带弹性的环状磁性模、配置于模内周侧并在与该模之间形成能供给磁性粉末的模穴的芯、从轴向对供给模穴内的磁性粉末以及模加压的加压部，以及与模的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分；该制造方法包括以下工序向模穴内供给充填磁性粉末的工序；对该磁性粉末附加径向定向磁场的工序；由加压部从轴向对模穴内的磁性粉末加压形成环形磁铁成型体的工序；烧结环形磁铁成型体的工序。另外，本专利技术的环形磁铁成型体的制造装置，其特征在于，具有多个由拱状部件构成的环状模、配置于模内周侧并在与该模之间形成能供给磁性粉末的模穴的芯、从轴向对供给到模穴内的磁性粉末加压的加压部，以及与模的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分。此外，本专利技术的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于，使用环形磁铁成型体的制造装置，该制造装置具有多个由拱状部件构成的环状磁性模、配置于模内周侧并在与该模之间形成能供给磁性粉末的模穴的芯、从轴向对供给到模穴内的磁性粉末加压的加压部，以及与模的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分；该制造方法包括以下工序向模穴内供给充填磁性粉的工序；对该磁性粉末附加径向定向磁场的工序；由加压部从轴向对模穴内的磁性粉末加压形成环形磁铁成型体的工序；烧结环形磁铁成型体的工序。专利技术效果以往，在使用整体模成形中，例如在成形外径部具有凹凸形状且其在轴向扭斜的环形磁铁成型体的情况下，虽能在金属模内压缩形成成型体，但不能从模中拔出成型体。由于在成型体内部因压缩成型产生压缩应力，从模中拔出成型体时成型体外周部与模壁面间会产生大的摩擦力，必须要用比该力更大的力才能拔出成型体。可是，当模内面形成有扭斜的凹凸形状时，用大于摩擦力的力不能使产生压缩应力的成型体旋转着从模中拔出。如果硬要从模中拔出成型体，由于凹凸形状扭斜，成型体会破损。与此相比，根据本专利技术，通过使用具有弹性的模进行成型，压缩成型后一旦释放加压部的加压力，模穴容积向变小方向(模内面中心轴向)变形的模膨胀(复原)，因在与环形磁铁成型体之间产生间隙，所以不会损伤环形磁铁成型体，易于从中心拔出成型体。并且，这时因环形磁铁成型内压力(内部应力)均一释放，在环形磁铁成型体上不会发生裂缝等不良现象。根据本专利技术，通过使用多个拱状部件构成的环状模进行成型，压缩成型后在径向被分开的模的拱状部件，例如能向超过凹凸形状的凹和凸之间的尺寸差的行程外侧移动，由此模的凹凸形状和环形磁铁成型体的凹凸形状间产生间隙，易于无损伤地从金属模中拔出环形磁铁成型体。这时，因环形磁铁成型体内的压力(内部应力)均一释放，所以不会在环形磁铁成型体上产生裂缝等不良现象。如上所述，通过对本专利技术中成型的环形磁铁成型体进行烧结、热处理，获得环形烧结体。根据需要，通过对环形烧结体实施后加工、表面处理，例如能获得外周部有凹凸形状且该凹凸形状在轴向扭斜的环形烧结磁铁。另外，使用在环形外周部形成了扭斜的凹凸形状的环形烧结磁铁，与用以往的外径为圆形的环形磁铁相比，能制造顿转扭矩更小的马达。并且能降低粘合磁铁中所不能得到的高扭矩马达的顿转扭矩。附图说明图1是表示由本专利技术实施方式1制造的环形烧结磁铁的立体图。图2是表示图1中的环形烧结磁铁的表面磁通密度分布的图。图3是表示本专利技术实施方式1中的环形磁铁成型体的成型过程的图。图4是表示以往的环形磁铁成型体的一般成型过程的图。图5是表示径向定向磁场的模式图。图6是表示由本专利技术的实施方式1形成的环形磁铁成型体的立体图。图7是表示在本专利技术实施方式1的环形磁铁成型装置中使用的模的立体图。图8是表示在本专利技术实施方式2中构成环形磁铁成型装置的模的立体图。图9是表示本专利技术实施方式2中环形磁铁成型体成型过程的模式图。图10是表示本专利技术实施方式2中环形磁铁成型体成型过程的模式图。图11是表示本专利技术实施方式2中环形磁铁成型体成型过程的模式图。图12是表示本专利技术实施方式2中环形磁铁成型体成型过程的模式图。图13是表示本专利技术实施方式2中环形磁铁成型体成型过程的模式图。图14是表示由本专利技术实施方式2制造的环形烧结磁铁的立体图。图15是表示由本专利技术实施方式2形成的环形磁铁成型体的立体图。图16是表示把本专利技术实施方式2中的环形烧结磁铁安装在轴上的转子的立体图。图17是表示由本专利技术实施方式3制造的环形烧结磁铁的立体图。图18是表示由本专利技术实施方式3制造的环形烧结磁铁的其他形状的立体图。图19是表示由本专利技术实施方式4制造的环形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形磁铁成型体的制造装置，其特征在于，具有：带弹性的环状模、配置于上述模内周侧并在与该模之间形成供给磁性粉末的模穴的芯以及从轴向对供给到上述模穴内的磁性粉末以及上述模加压的加压部；还具有与上述模的内周面的轴垂直的截面形状根据轴向的位置而变化的部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹈饲义一，石见泰造，中原裕治，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]