專利名稱：：磁鐵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種磁鐵及其制造方法，特別地，涉及可以減少渦流損耗的磁鐵及其制造方法。
背景技術(shù)：
：在以混合動力車輛的電氣驅(qū)動源、車載驅(qū)動部件的電動化即x一by—wire的電氣驅(qū)動源等為代表的車載用途、以及在工業(yè)設(shè)備中使用的FA用途中，期望大輸出高精度旋轉(zhuǎn)的同步電動機，在用于這種用途的使用稀土類磁鐵的電動機中，需要相對于電動機轉(zhuǎn)速的高速化或控制頻率的上升等，盡可能地減少在磁鐵內(nèi)產(chǎn)生的渦流損耗。因此，目前通過將上述磁鐵分割，延長渦流路徑而增大路徑阻抗，由此減少渦流損耗。此外，在專利文獻1中公開了一種音圈電動機用的稀土類燒結(jié)磁鐵，通過從筒狀體的兩個筒端沿周方向交互地隔開間隔，形成沿軸向延伸的切縫，從而實現(xiàn)渦流損耗的降低。另外，在專利文獻2中公開了在轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的表面(外周面)，沿著軸向設(shè)置多道槽的結(jié)構(gòu)。專利文獻l:特開2006—223033專利文獻2:特開2004—26095
發(fā)明內(nèi)容但是，在上述現(xiàn)有的磁鐵分割的方法中，存在下述問題因為由在分割部處產(chǎn)生的間隙而使磁鐵體積的比例減小，所以磁鐵的利用效率降低，并且因為需要分割工序，所以使制造成本增大。另外，在上述專利文獻l、2所示的磁鐵的結(jié)構(gòu)中，因為縫隙(槽)的形成位置未必適當，所以無法根據(jù)與路徑阻抗的關(guān)系使渦流損耗充分小。本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種磁鐵及其制造方法，其不會導致磁鐵利用效率的降低或制造成本的增力口，而可以使渦流損耗充分小。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁鐵，其成型為筒狀，在其內(nèi)周面形成有沿筒軸方向延伸的固定深度的直線槽(11)。在這里，優(yōu)選直線槽在徑向的對稱位置處，形成一對或一對以上。另外，直線槽的深度為渦電流的滲透深度的0.15倍0.5倍。另外，直線槽的寬度優(yōu)選為可確保電絕緣的0.4mm0.8mm。此外，磁鐵的大小優(yōu)選外徑為3mm100mm，壁厚為lmm10mm，高度為10mm100mm的范圍。這種磁鐵(1)可以通過以下方式形成使在外周面形成有沿長度方向延伸的直線狀凸條(421)的圓柱形凸模(4)，以同心狀進入成型模具(2)的圓形通孔(21)內(nèi)，并在凸模(4)的外周與通孔(21)內(nèi)周之間形成的環(huán)狀空間(S)內(nèi)，對磁鐵材料進行熱擠壓加工。如果將筒狀磁鐵用于轉(zhuǎn)子，則在其內(nèi)周面會產(chǎn)生渦流，但在本發(fā)明中，通過形成直線槽，因為磁鐵的內(nèi)周面實質(zhì)上被分隔，所以與將該磁鐵分割的情況同樣地，渦流路徑增長而路徑阻抗增大，從而減少渦流損耗。直線槽的形成可以通過熱擠壓加工簡單且便宜地進行。此外，上述括號內(nèi)的標號，表示與后述的實施方式中所述具體單元的對應(yīng)關(guān)系。發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的磁鐵及其制造方法，不會導致磁鐵的利用效率的降低或制造成本的增加，而可以使得渦流損耗充分小。圖1是本發(fā)明的一個實施方式中的磁鐵的整體斜視圖。圖2A是擠壓加工用模具的縱剖面圖。圖2B是擠壓加工用模具的縱剖面圖。圖3是擠壓加工用模具的橫剖面圖，是沿著圖2A的III—III線的剖面圖。具體實施例方式在圖1中表示作為同步電動機的轉(zhuǎn)子而使用的筒狀磁鐵1的一個實施方式的外觀。磁鐵1使用R—Fe、Co—B、C類的稀土類磁粉，R表示Nd、Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素。在上述磁鐵1上，在其內(nèi)周面，周向等間隔地形成多個直線槽11，它們從一個端面至另一個端面沿軸向延伸。此外，直線槽11不僅限于準確的直線狀，只要實質(zhì)上形成為直線狀即可。在這里所謂"實質(zhì)上的直線狀"，表示在起到本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，略微地與直線狀不同。另外，所謂等間隔，也包括在起到本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，實質(zhì)上為等間隔的情況。這些直線槽11的剖面形狀并不特別限定，但為了后述的擠壓成型時的成型容易，優(yōu)選圖l所示的V字剖面或U字剖面。直線槽ll的深度優(yōu)選為由下式(1)計算出的渦流的滲透深度5(mm)的0.15倍0.5倍。另外，直線槽11的最大寬度D優(yōu)選為可確保電絕緣的寬度即0.4mm0.8mm。在本實施方式中，使直線槽11的個數(shù)為4個，但只要是一個或一個以上即可，此外，出于旋轉(zhuǎn)時的重量平衡的觀點，優(yōu)選在徑向的對稱位置形成一對或一對以上的直線槽11。此外，從渦流損耗減少的方面考慮，更優(yōu)選直線槽的個數(shù)為8個。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>...(1)在這里，pOiQxm)是磁鐵的固有電阻率，p是磁鐵的比透磁率，f(Hz)為磁束變化的頻率。下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的磁鐵的制造方法的一個實施方式，但本發(fā)明并不限定于以下的實施方式。本發(fā)明的磁鐵可以通過熱擠壓加工而容易地成型。在進行擠壓加工的情況下，將預先使R—Fe、Co—B、C類的稀土類合金熔融的熔液通過超急冷而使其粉末化。在將其利用冷壓而塊狀化之后，進行熱壓，得到在中心具有通孔的圓柱形的磁鐵材料。如圖2A所示，將該磁鐵材料3嵌裝在位于筒狀成型模具2的通孔21內(nèi)的中心凸模4的前端銷41上。在這里，在中心凸模4的主體部42上，在外周面的周向的4個位置(參照圖3)，形成沿長度方向延伸的直線狀的凸條421，該凸條421的剖面為倒V字(或者前端為圓形的倒U字剖面)。在上述通孔21內(nèi)，將筒狀凸模5從下方插入其與中心凸模4之間，同時使形成有與上述前端銷41相配合的導向孔61的成型凸模6從上方插入通孔21內(nèi)，使其下端面與磁鐵材料3的上表面抵接。在這種狀態(tài)下，將成型模具2預熱至磁鐵材料3的塑性溫度，向成型凸模6和筒狀凸模5施加液壓力。如果向成型凸模6施加的液壓力相對較大，則如圖2B所示，隨著成型凸模6和筒狀凸模5移動，磁鐵材料3經(jīng)由中心凸模4的圓錐部43向中心凸模4外周的環(huán)狀空間S內(nèi)擠壓出，實現(xiàn)熱擠壓加工。在中心凸模4上，如前所述，因為在外周面的周向的4個位置上形成沿長度方向延伸的直線狀的凸條421，所以熱擠壓塑性加工得到的磁鐵l，如圖l所示成為筒狀，同時，在其內(nèi)周面，在與上述凸條421相對應(yīng)的位置形成直線槽11。此外，將形成于上述圓錐部43周圍的壁厚變化的磁鐵端部切除，得到均勻壁厚的上述磁鐵1。此外，在以上的制造工序中制造的磁鐵的大小，優(yōu)選外徑(圖1的Di)為3mm100mm、壁厚(圖1的Th)為lmm10mm、高度(圖1的H)為10mm100mm的范圍。實施例表1是對于極數(shù)不同的同步電動機，改變轉(zhuǎn)子構(gòu)造而測量其渦流損耗的表。電動機的額定輸出為4kW，輸入電流為IOA，載波頻率為lOKHz。此外，表中的P為轉(zhuǎn)子的極數(shù)，S為定子的極數(shù)。實施例1實施例12是在磁鐵1的徑向上正對的位置處，周向等間隔地形成多個直線槽，其中，實施例19使直線槽的個數(shù)為8個，實施例1012使直線槽的個數(shù)為4個。此外，在本實施例中使用的磁鐵的組成均為Nd2Fe14B(原子％)。使直線槽的個數(shù)為4個的實施例1012的渦流損耗為2.9W3.2W，這是與使用分割數(shù)為4個的分割型轉(zhuǎn)子的對比例1相同水平的渦流損耗。另外，使直線槽的數(shù)量為8個的實施例59的渦流損耗為1.7W1.9W，這是與使用分割數(shù)為8個的分割型轉(zhuǎn)子的對比例2相同水平的渦流損耗。如表1所示，從減少渦流損耗的方面考慮，優(yōu)選直線槽的個數(shù)為8個。與此相對，在使用未形成直線槽也未分割的轉(zhuǎn)子的電動機中，渦流損耗達到10.4W。因此，轉(zhuǎn)子上的直線槽的形成，可以與現(xiàn)有的使用分割的裝置大致相同程度地降低渦流損耗，同時，由熱擠壓加工進行的直線槽的形成，與進行分割的情況相比，可以簡單且便宜地形成。此外，如實施例l、2所示，即使使直線槽的個數(shù)為8個，如果使直線槽的槽深小于渦電流的滲透深度的0.15倍或大于0.5倍，則與使其它條件相同的實施例5、6相比，在任一種情況下，渦流損耗都會增大。因此，直線槽的槽深優(yōu)選采用滲透深度的0.15倍0.5倍的范圍。另外，如實施例3、4所示，如果使得直線槽的最大槽寬小于0.4mm或大于0.8mm，則與使其它條件相同的實施例5、7相比，在任一種情況下，渦流損耗都增大。因此，直線槽的最大槽寬優(yōu)選采用0.4mm0.8mm的范圍。實施例112的磁鐵，通過之前說明的熱擠壓加工制造，磁鐵的大小為，實施例IO的磁鐵，其外徑為100mm、壁厚為5mm、高度為100mm，實施例5的磁鐵，其外徑為3mm、壁厚為lmm、高度為10mm。其它實施例的磁鐵，其外徑為3mm100mm、壁厚為lmm10mm、高度為10mm100mm的范圍，該范圍是作為通過上述熱擠壓加工而一體地形成直線槽時的磁鐵的大小而優(yōu)選的范圍。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注)對比例1、2中表示分割數(shù)。權(quán)利要求1.一種磁鐵，其特征在于，其成型為筒狀，在其內(nèi)周面形成有沿筒軸方向延伸的固定深度的直線槽。2.如權(quán)利要求l所述的磁鐵，其特征在于，前述直線槽的深度為渦流的滲透深度的0.15倍0.5倍。3.如權(quán)利要求l所述的磁鐵，其特征在于，前述直線槽的寬度為0.4mm0.8mm。4.如權(quán)利要求l所述的磁鐵，其特征在于，前述直線槽在徑向的對稱位置處，形成一對或一對以上。5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的磁鐵，其特征在于，其外徑為3mm100mm，壁厚為lmm10mm，高度為10mm100mm。6.如權(quán)利要求1所述的磁鐵的制造方法，其特征在于，包括以下工序-使在外周面形成有沿長度方向延伸的直線狀凸條的圓柱形凸模，以同心狀進入成型模具的圓形通孔內(nèi)；以及在凸模外周與通孔內(nèi)周之間形成的環(huán)狀空間內(nèi)，對磁鐵材料進行熱擠壓加工。全文摘要本發(fā)明提供一種磁鐵，其不會導致磁鐵的利用效率的降低或制造成本的增加，而可以使渦流損耗充分小。磁鐵(1)成型為筒狀，在其內(nèi)周面形成有沿筒軸方向延伸的固定深度的直線槽(11)。磁鐵(1)通過以下方式成型使在外周面形成有沿長度方向延伸的直線狀的凸條的圓柱形的凸模，以同心狀進入成型模具的圓形通孔內(nèi)，在凸模外周與通孔內(nèi)周之間形成的環(huán)狀空間內(nèi)，對磁鐵材料進行熱擠壓加工。文檔編號H01F7/02GK101388272SQ200810133178公開日2009年3月18日申請日期2008年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日發(fā)明者藪見崇生申請人:大同特殊鋼株式會社