專利名稱：環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置及環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于小型馬達(dá)等上的徑向定向的環(huán)形燒結(jié)磁鐵制造裝置及制造方法。
背景技術(shù)：
使用永久磁鐵的小型馬達(dá)中大多使用徑向異向性環(huán)形磁鐵。在用徑向異向性環(huán)形磁鐵的情況下，因磁化波形呈矩形波，存在的問(wèn)題是馬達(dá)的頓轉(zhuǎn)扭矩(cogging torque)大。
以往，為了降低頓轉(zhuǎn)扭矩，一般使用的方法是在環(huán)形磁鐵上實(shí)施扭斜磁化，減小磁化波形的形變，但在如伺服馬達(dá)等那樣要求更低的頓轉(zhuǎn)扭矩的情況下，則不能獲得充分的效果。
為此，以往的方法如專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所示那樣，在環(huán)形磁鐵的外周形成凹凸，且將該凹凸部軸向扭斜。使用這種方法的話，能降低旋轉(zhuǎn)方向磁化分布的形變，同時(shí)，通過(guò)扭斜能進(jìn)一步降低頓轉(zhuǎn)扭矩。
另外，例如，如專利文獻(xiàn)3所示那樣，對(duì)在徑向具有異向性的永久磁鐵，使用在內(nèi)周和外周中的任一方或雙方設(shè)置兩處以上凹部或凸部的金屬模，采用注模成形法制造。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平09-35933號(hào)公報(bào)(圖3、第0028～0029、0037段)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2001-211581號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1、圖1)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)昭60-124812號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1)在上述專利文獻(xiàn)中所示的環(huán)形磁鐵，是以熱硬化性樹(shù)脂或熱可塑性樹(shù)脂為結(jié)合劑成形磁性粉末而形成的，稱為粘結(jié)(ボンド，bond)磁鐵。這種粘結(jié)磁鐵磁力弱，不能用于小型但輸出大的馬達(dá)。例如，在使用稀土類粘結(jié)磁鐵的情況下，最大能量積為10～25MGOe左右，與燒結(jié)磁鐵的40MGOe相比磁力弱，不能用于要求強(qiáng)大磁力的伺服馬達(dá)等。
并且，如專利文獻(xiàn)1所示那樣，必需要采用特殊擠壓成型機(jī)成形制造。若采用這種方法，在成型時(shí)附加磁場(chǎng)并由于因磁鐵的異方向化而不能適用提高磁力的手法，存在原本磁力弱的樹(shù)脂磁鐵的磁力會(huì)更低的問(wèn)題。
此外，在如上所述的樹(shù)脂磁鐵的擠壓成型機(jī)中，限定為使磁極沿軸向傾斜旋轉(zhuǎn)形成的形狀。但是，在馬達(dá)用環(huán)形磁鐵中，由于在軸向上磁鐵本身磁性未必一樣、作為從環(huán)形磁鐵向定子的磁通流動(dòng)的容易度的磁導(dǎo)在軸向上不同、定子飽合狀態(tài)在軸向也不同，更加需要在軸向上改變磁鐵的形狀。
本發(fā)明是為了要解決上述問(wèn)題而提出的一種用于制造具有強(qiáng)磁力稀土類等的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的裝置，能使環(huán)形磁鐵形狀在軸向上變化，能降低旋轉(zhuǎn)方向的磁化分布形變，同時(shí)能降低頓轉(zhuǎn)扭矩。
例如，通過(guò)在環(huán)形磁鐵圓周方向設(shè)置凹凸部，并使該凹凸部在軸向扭斜，目的在于在降低旋轉(zhuǎn)方向磁化分布形變的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低頓轉(zhuǎn)扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，具有帶彈性的環(huán)狀模、配置于模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成能供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到模穴內(nèi)的磁性粉末以及模加壓的加壓部；還具有與模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分。
并且，本發(fā)明的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于，使用環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，該制造裝置具有帶彈性的環(huán)狀磁性模、配置于模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成能供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o模穴內(nèi)的磁性粉末以及模加壓的加壓部，以及與模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分；該制造方法包括以下工序向模穴內(nèi)供給充填磁性粉末的工序；對(duì)該磁性粉末附加徑向定向磁場(chǎng)的工序；由加壓部從軸向?qū)δＱ▋?nèi)的磁性粉末加壓形成環(huán)形磁鐵成型體的工序；燒結(jié)環(huán)形磁鐵成型體的工序。
另外，本發(fā)明的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，具有多個(gè)由拱狀部件構(gòu)成的環(huán)狀模、配置于模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成能供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到模穴內(nèi)的磁性粉末加壓的加壓部，以及與模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分。
此外，本發(fā)明的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于，使用環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，該制造裝置具有多個(gè)由拱狀部件構(gòu)成的環(huán)狀磁性模、配置于模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成能供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到模穴內(nèi)的磁性粉末加壓的加壓部，以及與模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分；該制造方法包括以下工序向模穴內(nèi)供給充填磁性粉的工序；對(duì)該磁性粉末附加徑向定向磁場(chǎng)的工序；由加壓部從軸向?qū)δＱ▋?nèi)的磁性粉末加壓形成環(huán)形磁鐵成型體的工序；燒結(jié)環(huán)形磁鐵成型體的工序。
發(fā)明效果以往，在使用整體模成形中，例如在成形外徑部具有凹凸形狀且其在軸向扭斜的環(huán)形磁鐵成型體的情況下，雖能在金屬模內(nèi)壓縮形成成型體，但不能從模中拔出成型體。由于在成型體內(nèi)部因壓縮成型產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，從模中拔出成型體時(shí)成型體外周部與模壁面間會(huì)產(chǎn)生大的摩擦力，必須要用比該力更大的力才能拔出成型體?？墒牵?dāng)模內(nèi)面形成有扭斜的凹凸形狀時(shí)，用大于摩擦力的力不能使產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的成型體旋轉(zhuǎn)著從模中拔出。如果硬要從模中拔出成型體，由于凹凸形狀扭斜，成型體會(huì)破損。
與此相比，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用具有彈性的模進(jìn)行成型，壓縮成型后一旦釋放加壓部的加壓力，模穴容積向變小方向(模內(nèi)面中心軸向)變形的模膨脹(復(fù)原)，因在與環(huán)形磁鐵成型體之間產(chǎn)生間隙，所以不會(huì)損傷環(huán)形磁鐵成型體，易于從中心拔出成型體。并且，這時(shí)因環(huán)形磁鐵成型內(nèi)壓力(內(nèi)部應(yīng)力)均一釋放，在環(huán)形磁鐵成型體上不會(huì)發(fā)生裂縫等不良現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用多個(gè)拱狀部件構(gòu)成的環(huán)狀模進(jìn)行成型，壓縮成型后在徑向被分開(kāi)的模的拱狀部件，例如能向超過(guò)凹凸形狀的凹和凸之間的尺寸差的行程外側(cè)移動(dòng)，由此模的凹凸形狀和環(huán)形磁鐵成型體的凹凸形狀間產(chǎn)生間隙，易于無(wú)損傷地從金屬模中拔出環(huán)形磁鐵成型體。這時(shí)，因環(huán)形磁鐵成型體內(nèi)的壓力(內(nèi)部應(yīng)力)均一釋放，所以不會(huì)在環(huán)形磁鐵成型體上產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象。
如上所述，通過(guò)對(duì)本發(fā)明中成型的環(huán)形磁鐵成型體進(jìn)行燒結(jié)、熱處理，獲得環(huán)形燒結(jié)體。根據(jù)需要，通過(guò)對(duì)環(huán)形燒結(jié)體實(shí)施后加工、表面處理，例如能獲得外周部有凹凸形狀且該凹凸形狀在軸向扭斜的環(huán)形燒結(jié)磁鐵。
另外，使用在環(huán)形外周部形成了扭斜的凹凸形狀的環(huán)形燒結(jié)磁鐵，與用以往的外徑為圓形的環(huán)形磁鐵相比，能制造頓轉(zhuǎn)扭矩更小的馬達(dá)。并且能降低粘合磁鐵中所不能得到的高扭矩馬達(dá)的頓轉(zhuǎn)扭矩。


圖1是表示由本發(fā)明實(shí)施方式1制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖2是表示圖1中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的表面磁通密度分布的圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中的環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程的圖。
圖4是表示以往的環(huán)形磁鐵成型體的一般成型過(guò)程的圖。
圖5是表示徑向定向磁場(chǎng)的模式圖。
圖6是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式1形成的環(huán)形磁鐵成型體的立體圖。
圖7是表示在本發(fā)明實(shí)施方式1的環(huán)形磁鐵成型裝置中使用的模的立體圖。
圖8是表示在本發(fā)明實(shí)施方式2中構(gòu)成環(huán)形磁鐵成型裝置的模的立體圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖。
圖14是表示由本發(fā)明實(shí)施方式2制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖15是表示由本發(fā)明實(shí)施方式2形成的環(huán)形磁鐵成型體的立體圖。
圖16是表示把本發(fā)明實(shí)施方式2中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵安裝在軸上的轉(zhuǎn)子的立體圖。
圖17是表示由本發(fā)明實(shí)施方式3制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖18是表示由本發(fā)明實(shí)施方式3制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他形狀的立體圖。
圖19是表示由本發(fā)明實(shí)施方式4制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖20是表示由本發(fā)明實(shí)施方式4制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他形狀的立體圖。
圖21是表示用于本發(fā)明實(shí)施方式4的模的立體圖。
圖22是表示由本發(fā)明實(shí)施方式5制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖23是表示由本發(fā)明實(shí)施方式5制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他實(shí)施例的立體圖。
圖24是表示圖23的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的截面形狀的圖。
圖25是表示由本發(fā)明實(shí)施方式6制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖26是表示由本發(fā)明實(shí)施方式6制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他實(shí)施例的立體圖。
圖27是表示由本發(fā)明實(shí)施方式7制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖28是表示由本發(fā)明實(shí)施方式8制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。
圖29是表示由本發(fā)明實(shí)施方式5制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他實(shí)施例的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
實(shí)施方式1圖1是表示由本發(fā)明實(shí)施方式1制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。采用本實(shí)施方式制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵10，其外周部形成具有凹部10a和凸部10b的凹凸形狀，該凹凸形狀相對(duì)軸向扭斜一定角度。環(huán)形燒結(jié)磁鐵10的外徑(凸部10b的外徑)為34mm，壁厚為3mm，凹部10a的直徑為32mm，環(huán)內(nèi)徑為28mm，軸長(zhǎng)為38mm，扭斜角度為20度，八個(gè)凹凸周期地以45度間距配置。環(huán)形燒結(jié)磁鐵10的磁極也有八個(gè)，沿上述凹凸形狀周期性配置。該磁極的邊界位于凹部10a。并且，圖1所示的環(huán)形燒結(jié)磁鐵10是將圖6所示的三個(gè)環(huán)形磁鐵成型體30在軸向上層積燒結(jié)成一體形成的。
圖2是把圖1中環(huán)形燒結(jié)磁鐵10的內(nèi)徑部連接到軸上后，使外周部的凸部10b的棱線和磁化的磁極一致，且在八個(gè)極上徑向扭斜磁化的結(jié)構(gòu)中，用霍爾元件測(cè)定環(huán)外周表面磁通密度的結(jié)果。為了比較起見(jiàn)，也并列記載了以往的環(huán)形磁鐵(圓形)的測(cè)定結(jié)果。從圖明顯可見(jiàn)，與以往的環(huán)形磁鐵相比，本實(shí)施方式的環(huán)形燒結(jié)磁鐵磁化波形形變特別小。
使用本實(shí)施方式的環(huán)形燒結(jié)磁鐵制造馬達(dá)的結(jié)果與使用以往的環(huán)形磁鐵制作的馬達(dá)相比，頓轉(zhuǎn)扭矩能降低1/3。
下面，對(duì)用于制造圖1環(huán)形燒結(jié)磁鐵的成型裝置(成型金屬模)和成型方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，作為燒結(jié)磁鐵材料如如使用Nd2Fe14B類的磁性材料合金。把磁性材料合金粗粉碎處理、氫脆化處理后，用噴射式磨機(jī)微粉碎成平均粒徑為5μm的微粒子。使用這種磁性粉末通過(guò)采用下述方法，徑向定向形成環(huán)形磁鐵成型體。
首先，圖4表示以往徑向環(huán)形磁鐵一般的成型過(guò)程。圖5表示徑向定向磁場(chǎng)的模式圖。
以往的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置如圖4所示，具有強(qiáng)磁性體的模41和配置在模41內(nèi)周側(cè)的芯42，以及非磁性體的上沖頭43和下沖頭44。并且如圖5所示，徑向定向磁場(chǎng)具有上下一對(duì)電磁線圈45a及45b，且由上側(cè)電磁線圈45a產(chǎn)生向下的磁力線，由下側(cè)電磁線圈45b產(chǎn)生向上的磁力線，其通過(guò)芯42導(dǎo)入模穴46。并且，構(gòu)成為使流向模穴46的徑向磁力線通過(guò)模41回流。所以，模穴46中處于產(chǎn)生徑向定向磁場(chǎng)狀態(tài)，由上沖頭43或下沖頭44從軸向壓縮模穴46內(nèi)的磁性粉末47，就能獲得環(huán)形磁鐵成型體48。
根據(jù)圖4(1)～(6)說(shuō)明以往的環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程。
(1)由模41、芯42、下沖頭44形成模穴46。
(2)由未圖示的供粉器對(duì)模穴46內(nèi)充填磁性粉末47。
(3)上沖頭43和上芯43b下降，在閉合模穴46的狀態(tài)下產(chǎn)生徑向定向磁場(chǎng)。這時(shí)，芯42和上芯43b接觸構(gòu)成磁場(chǎng)回路。
(4)通過(guò)上沖頭43下降，模穴46內(nèi)的磁性粉末47在軸向受壓縮形成環(huán)形磁鐵成型體48。
(5)除去上沖頭43的加壓力后，使模41下降，把環(huán)形磁鐵成型體48從模41中拔出。
(6)上沖頭43上升后，從成型裝置中取出環(huán)形磁鐵成型體48。
如上所述，在以往方法中，雖然能成形軸向的截面形狀為一定的環(huán)形磁鐵成型體，但在軸向上截面形狀變化的情況下，例如如圖6所示，環(huán)形截面在軸向上旋轉(zhuǎn)(扭斜)的情況下，不能用以往的成型裝置和成型方法成型。
這是因?yàn)椋趫D4中，環(huán)形磁鐵成型體48壓縮成型時(shí)承受上沖頭43的加壓，即使除去上沖頭43的加壓力后，模41內(nèi)環(huán)形磁鐵成型體48存在期間，環(huán)形磁鐵成型體48內(nèi)部殘留壓縮應(yīng)力，會(huì)向外徑方向膨脹。所以，把環(huán)形磁鐵成型體48在軸向拔出時(shí)，與模41內(nèi)面間就會(huì)產(chǎn)生摩擦力。在環(huán)形磁鐵成型體48的軸向截面形狀相同的情況下，如果單純地從軸向推壓環(huán)形磁鐵成型體48，可以從模41中拔出環(huán)形磁鐵成型體48(在圖4中，固定下沖頭44，拉下模41)；但在截面形狀不一定的情況下，僅僅從軸向按壓，則不能從模41中拔出環(huán)形磁鐵成型體48。
對(duì)于圖6所示的環(huán)形磁鐵成型體30情況，因扭斜角度一定，如果使環(huán)形磁鐵成型體30按一定轉(zhuǎn)數(shù)邊旋轉(zhuǎn)邊拔出的話，雖從幾何學(xué)角度來(lái)看能從模中拔出，但實(shí)際上，環(huán)形磁鐵成型體30上沒(méi)有耐受模來(lái)自內(nèi)周面的力的強(qiáng)度，如果采用這種脫模方法，不免會(huì)損傷環(huán)形磁鐵成型體30。
圖7表示本發(fā)明實(shí)施方式1的環(huán)形磁鐵成型體制造裝置中使用的模。并且，圖3表示由使用該模的本實(shí)施方式1而成型環(huán)形磁鐵的過(guò)程。
本實(shí)施方式的環(huán)形磁鐵成型體制造裝置，具有由彈性部件構(gòu)成的環(huán)狀的模31、在模31內(nèi)周側(cè)配置的強(qiáng)磁性體芯32、在模31外周部配置的強(qiáng)磁性體的環(huán)狀部件33和底座34，該底座34用于設(shè)置模31、芯32、環(huán)狀部件33。并且，向由模31內(nèi)周面、芯32外周面圍繞的模穴35內(nèi)供給磁性粉末47。
另外，如圖7所示，在模31的內(nèi)周面周期地(按45度間距)形成具有八個(gè)凹部31a和凸部31b的凹凸形狀。該凹凸形狀在軸向上旋轉(zhuǎn)傾斜地形成(扭斜)，扭斜角度為6.87度(模內(nèi)周面軸長(zhǎng)為16.2mm、凹部?jī)?nèi)徑(最大徑部)為44mm、凸部?jī)?nèi)徑(最小內(nèi)徑)為42mm，中心徑為33mm)。凹凸差為1mm。
圖3所示沖頭36的作用是作為給模穴35內(nèi)充填的磁性粉末47及模31加壓的加壓部。模31是由硅橡膠(凝膠)形成的，為了在施加徑向定向磁場(chǎng)時(shí)能夠使用，例如含有40～70體積％的鐵粉。鐵粉均勻分散在模31內(nèi)部。
接著，根據(jù)圖3對(duì)實(shí)施方式1中的環(huán)形磁鐵成型過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
(1)由模31和芯32形成模穴35。
(2)在模穴35中充填磁性粉末47。這時(shí)，在模穴35內(nèi)充填磁性粉末47，使其容積密度為2.5。
(3)隨后，給模穴35內(nèi)的磁性粉末47施加徑向定向磁場(chǎng)。定向磁場(chǎng)的強(qiáng)度變?yōu)?T或3T以上。
(4)隨后，由非磁性沖頭36從軸向一起對(duì)模穴35內(nèi)的磁性粉末47和模31加壓。具有彈性的模31由于剛性環(huán)狀部件33約束外周部，向中心方向膨脹變形。從而模穴35內(nèi)的磁性粉末47通過(guò)從軸向和外徑方向的加壓壓縮成型。通過(guò)該壓縮，環(huán)形磁鐵成型體30的尺寸為外徑42.24mm、內(nèi)徑33mm、高15.55mm。
(5)隨后，使沖頭36上升。這樣，由軸向加壓而在中心軸向變形的模31恢復(fù)到初始形狀，在環(huán)形磁鐵成型體30的外周部和模31內(nèi)周部處會(huì)產(chǎn)生間隙。因相對(duì)環(huán)形磁鐵成型體30的最外徑(凸部的外徑)為42.24mm，而無(wú)加壓時(shí)模31的最內(nèi)徑(凸部的內(nèi)徑)為42mm，所以能產(chǎn)生最小約0.1mm的間隙。
(6)隨后，把環(huán)形磁鐵成型體30從芯31拔出，成型完畢。
把這樣獲得的環(huán)形磁鐵成型體30以使端面形狀一致的方式軸向三個(gè)重疊，在1080℃燒結(jié)后，以600℃實(shí)施熱處理獲得環(huán)形磁鐵燒結(jié)體。將環(huán)形磁鐵燒結(jié)體的上下端面、內(nèi)周磨削加工后，獲得圖1所示的環(huán)形燒結(jié)磁鐵10。加工后根據(jù)情況，實(shí)施用于防腐的表面處理。
通過(guò)使該環(huán)形燒結(jié)磁鐵10的外周凸形棱線與極位置相一致，徑向磁化組裝到電動(dòng)機(jī)上，就能獲得上述頓轉(zhuǎn)扭矩小的高輸出馬達(dá)。
所謂扭斜角度是指環(huán)形磁鐵成型體、環(huán)形磁鐵燒結(jié)體或環(huán)形燒結(jié)磁鐵的凹凸形狀被扭轉(zhuǎn)的角度，是連接環(huán)中心與某一軸向位置的截面的凸部頂點(diǎn)的線與連接環(huán)中心與另一軸向位置的截面的凸部頂點(diǎn)的線所成的角度，指相對(duì)環(huán)形磁鐵成型體、環(huán)形磁鐵燒結(jié)體或環(huán)形燒結(jié)磁鐵全長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角度。
模31的凹凸形狀的扭斜角度為6.87度，軸長(zhǎng)為16.2mm(扭斜角比率0.424度/mm)，但壓縮成型后，扭斜角為6.87度，軸長(zhǎng)為15.55mm(扭斜角比率0.44度/mm)。由于燒結(jié)使軸向高度收縮約16％，變成13.06mm(扭斜角未變)，所以扭斜角比率變?yōu)?.526度/mm，能形成與作為最終制品的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的扭斜角比率0.526度/mm基本相等的扭斜角比率(螺紋)。環(huán)形磁鐵成型體三個(gè)重疊燒結(jié)后，能獲得軸長(zhǎng)為39.18mm、扭斜角為20.61度的環(huán)形燒結(jié)體。在其上下端面上實(shí)施精加工，當(dāng)軸長(zhǎng)變?yōu)?8mm時(shí)扭斜角為20度。
把這樣獲得的環(huán)形燒結(jié)磁鐵10粘接在軸1100上后，以軸中心為基準(zhǔn)磨削加工環(huán)形燒結(jié)磁鐵10外徑部的一部分，獲得圖16所示的轉(zhuǎn)子1000。環(huán)形燒結(jié)磁鐵的最外徑部形狀呈現(xiàn)為以軸中心為中心的圓的一部分即圓弧形狀。
由于該轉(zhuǎn)子的外徑以軸的中心為基準(zhǔn)進(jìn)行精加工，所以環(huán)形燒結(jié)磁鐵的最外周部(加工了的部分)形狀誤差在圖1環(huán)形燒結(jié)磁鐵10的1/2以下，正圓度、圓柱度都很高。另外，因和軸中心的同軸度誤差也在1/2以下，所以也能夠?qū)⑴c定子間的空氣間隙縮小到圖1時(shí)的1/2以下。因此，能增大扭矩，能制造高輸出、高效率的馬達(dá)。
實(shí)施方式2圖8是本發(fā)明實(shí)施方式2的環(huán)形磁鐵成型體制造裝置中使用的模的立體圖。如圖8(a)、(b)所示，本實(shí)施方式的模80由四個(gè)拱形部件81、82、83、84組合構(gòu)成。在拱形部件81～84成組合狀態(tài)的模80的內(nèi)周面(模穴外周部)周期地(按45度間距)形成由八個(gè)凹部80a及凸部80b構(gòu)成的凹凸形狀。該凹凸形狀在軸向旋轉(zhuǎn)并傾斜形成(扭斜)，扭斜角度為6.9度，軸長(zhǎng)為26mm，凹部?jī)?nèi)徑(最大徑部)為43mm，凸部?jī)?nèi)徑(最小內(nèi)徑)為41mm，芯徑為33mm，凹凸差為1mm。模內(nèi)徑的最外周部(直徑最大部分凹部頂點(diǎn)部)由以環(huán)中心軸為中心的圓的一部分(圓弧形狀)85構(gòu)成。
使用上述模80能形成圖15所述的環(huán)形磁鐵成型體100。環(huán)形磁鐵成型體100其外周部形成具有凹部101和凸部102的凹凸形狀，該凹凸形狀相對(duì)軸向以一定角度扭斜。并且，環(huán)形磁鐵成型體100的最外周面(八個(gè)凸形狀頂點(diǎn)部)由以環(huán)中心軸為中心的圓弧形狀103構(gòu)成。
下面，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。圖9～圖13是實(shí)施方式2中環(huán)形磁鐵成型體成型過(guò)程的模式圖，為使附圖更清楚，省略了對(duì)一個(gè)拱狀部件82的記載，使時(shí)上述裝置內(nèi)部狀況的記載更明確。
如圖8(a)、(b)所示，模80由環(huán)狀的強(qiáng)磁性體部件在周向四分割的四個(gè)拱形部件(81、82、83、84)構(gòu)成。各拱形部件的內(nèi)周面連接著最小厚度為1mm的非磁性部件86。非磁性部件86的內(nèi)周面形成上述的凹凸形狀。
如圖9所示，模拱形部件81、82、83、84的外周部分別連接著由液壓缸驅(qū)動(dòng)的直動(dòng)機(jī)構(gòu)81A、82A、83A、84A，構(gòu)成在徑向能移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。并且在下沖頭91和上沖頭92的外徑部上，沿模的內(nèi)徑部形成凹凸形狀。該凹凸形狀的間隙設(shè)定為0.01～0.04mm。雖未圖示，但上沖頭92為了能給模穴內(nèi)的磁性粉末加壓，構(gòu)成得可以用馬達(dá)和圓頭螺釘使基軸向移動(dòng)，且能利用伺服馬達(dá)，與軸向行程同步，只旋轉(zhuǎn)模80的凹凸形狀扭斜角度的部分。在本實(shí)施方式中，控制成在軸向行程為26mm其間，上沖頭92順時(shí)針旋轉(zhuǎn)9.6度。并且，上沖頭92的下端面移動(dòng)到與模80的上端面一致的位置時(shí)，設(shè)定上沖頭角度的基準(zhǔn)，使模上端面的截面形狀和上沖頭下端面的截面形狀一致。
在制造磁性粉末的過(guò)程中，與實(shí)施方式1相同。下面對(duì)該發(fā)明實(shí)施方式2的成型過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。首先，四個(gè)拱形部件81、82、83、84分別由直動(dòng)機(jī)構(gòu)81A、82A、83A、84A壓向軸中心方向，形成環(huán)狀的模80。由該模80和強(qiáng)磁性體的下芯93、非磁性體的下沖頭91形成模穴。其次，由供粉器對(duì)模穴充填磁性粉末100a，呈現(xiàn)圖9的狀態(tài)。
下面，如圖10所示，非磁性體的上沖頭92和強(qiáng)磁性體的上芯94下降，在閉合模穴狀態(tài)下產(chǎn)生徑向定向磁場(chǎng)。這時(shí)，上芯93和下芯94接觸，形成磁場(chǎng)回路。
隨后如圖11所示，上沖頭92按與上述扭斜角度相同的比率邊旋轉(zhuǎn)邊下降，使磁性粉末100a壓縮，形成環(huán)形磁鐵成型體100。另外，這時(shí)也可以同時(shí)使下沖頭91邊旋轉(zhuǎn)邊上升。從上下兩方向加壓的話，磁鐵成型體內(nèi)密度均勻，能提高磁鐵燒結(jié)體形狀精度。
隨后如圖12所示，使上沖頭92和上芯94上升后(上沖頭92邊旋轉(zhuǎn)邊上升)，由液壓缸驅(qū)動(dòng)的直動(dòng)機(jī)構(gòu)使構(gòu)成模80的拱形部件81、82、83、84移動(dòng)到環(huán)形外徑方向。移動(dòng)的距離大于模內(nèi)表面的凹部80a和凸部80b之差。把模80即拱形部件81、82、83、84從環(huán)形磁鐵成型體100的外周面分離，使環(huán)形磁鐵成型體100內(nèi)的壓縮應(yīng)力均勻釋放，不會(huì)產(chǎn)生因脫模造成的成型體破損。
隨后如圖13所示，從下芯93中拔出環(huán)形磁鐵成型體100，獲得圖15所示形狀的環(huán)形磁鐵成型體100。在把構(gòu)成模80的拱形部件81、82、83、84向外徑方向移動(dòng)時(shí)，使環(huán)形磁鐵成型體100的壓縮應(yīng)力釋放，因反彈使環(huán)形狀變大，所以在下芯93和環(huán)形磁鐵成型體100間產(chǎn)生間隙。而且，因模80移動(dòng)到外徑側(cè)，環(huán)形磁鐵成型體100的最外周部(凸部頂點(diǎn))和模80的最內(nèi)周部(凸部頂點(diǎn))之間也產(chǎn)生間隙，因而容易從下芯93中拔出環(huán)形磁鐵成型體100。
把這樣獲得的環(huán)形磁鐵成型體100以端面形狀一致的方式三個(gè)層積在一起，在1080℃燒結(jié)后，以600℃實(shí)施熱處理，獲得環(huán)形磁鐵燒結(jié)體。模削加工環(huán)形磁鐵燒結(jié)體的上下端面、內(nèi)徑，外徑部只磨削加工圓弧形狀部143，獲得圖14所示環(huán)形燒結(jié)磁鐵140。加工后可以根據(jù)情況實(shí)施用于防腐的表面處理。
這樣，環(huán)形燒結(jié)磁鐵140的最外周面(八個(gè)凸形頂點(diǎn)部)形成以環(huán)中心軸為中心的圓弧形狀部143。該圓弧部分通過(guò)燒結(jié)后的磨削加工實(shí)施精加工，所以形狀精度良好。本實(shí)施方式中環(huán)形燒結(jié)磁鐵的效果與實(shí)施方式1的相同。而且，因外徑尺寸精度和幾何學(xué)精度(與軸中心的同軸度、正圓度、圓柱度)良好，所以與定子間的空氣間隙會(huì)更小。因此能提高馬達(dá)的扭矩。
并且，使該環(huán)形燒結(jié)磁鐵140的外周的凸形棱線(在軸向連接圓弧形狀中心點(diǎn)的連線)與極位置吻合，進(jìn)行徑向磁化，組裝到馬達(dá)上，由此就能獲得上述頓轉(zhuǎn)扭矩小的高輸出馬達(dá)。
另外，通過(guò)實(shí)施方式2的制造裝置和制造方法也能制造實(shí)施方式1中所示的圖1的環(huán)形燒結(jié)磁鐵。不過(guò)在制造圖1環(huán)形燒結(jié)磁鐵的情況下，在外徑部上沒(méi)有實(shí)施精加工。
實(shí)施方式3圖17是表示用本發(fā)明實(shí)施方式3制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。圖17中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵170在環(huán)形外周上具有周期性的凹凸形狀，同時(shí)在環(huán)形凸部處形成與環(huán)內(nèi)徑的中心(環(huán)軸中心)同軸的圓弧形狀部172。并且，越接近環(huán)形燒結(jié)磁鐵170的軸向兩端，凹部171的寬度變窄且深度變淺；越在軸向中央，凹部171的寬度變寬且深度變深。并且磁極(圖17的環(huán)形燒結(jié)磁鐵中為八個(gè)磁極)的邊界設(shè)置在凹部171。
為了制造圖17的環(huán)形燒結(jié)磁鐵170，在形成環(huán)形燒結(jié)磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?中所說(shuō)明的模。并且，該模的內(nèi)周面形成有周期性的凹凸形狀，凹部形成有與模內(nèi)徑中心(軸中心)同軸的圓弧形狀部。越在模內(nèi)周面的軸向兩端，凸部寬度變窄且高度變低；越在軸向中央，凸部寬度變寬且高度變高。另外，環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程以及環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造過(guò)程與上述實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?相同。
本實(shí)施方式制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵170中凹部171的形狀是橢圓的一部分，隨著從磁鐵的軸向位置中央到兩端，橢圓的長(zhǎng)徑、短徑按比例變小。并且，在圓周方向(旋轉(zhuǎn)方向)，凹部171占有的比例從80％變?yōu)?0％，深度從占磁鐵厚度的80％變化到20％。對(duì)應(yīng)于起磁力分布中的正弦波基波的五次高頻波、七次高頻波，分別能降低到矩形波(無(wú)凹凸的環(huán)形磁鐵)情況的45％、60％以下。因此，能降低相當(dāng)于頓轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生原因即磁力分布的形變的高頻波，從而能降低頓轉(zhuǎn)扭矩。
并且，在圖17的環(huán)形燒結(jié)磁鐵170的情況下，不是圓弧形狀部172的區(qū)域的外周凹部變成深槽。所以，即使凹部形狀精度差、深度有偏差，因起磁力的軸向分布的乘積量能在精度上很好地接近正弦波，所以也能獲得大大降低頓轉(zhuǎn)扭矩的效果。
在圖17的環(huán)形燒結(jié)磁鐵170中，表示相對(duì)軸向中央在兩端部方向?qū)ΨQ地設(shè)置凹部171的實(shí)施例。在這種情況下，環(huán)形磁鐵的重心平衡好，具有降低噪音或振動(dòng)的效果。
但是，在軸向中央不對(duì)稱，例如即使凹部171的寬度在軸向一端部寬而在另一端部窄等形狀，也能獲得相應(yīng)降低頓轉(zhuǎn)扭矩同樣的效果。
圖18是表示由本發(fā)明實(shí)施方式3制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他形狀立體圖。圖18的環(huán)形燒結(jié)磁鐵180，越接近軸向兩端凹部181的寬度變寬且深度變深；越在軸向中央，凹部181的寬度變窄且深度變淺。即凹部181的形狀是橢圓的一部分，從軸向位置的中央部至兩端，橢圓的長(zhǎng)徑、短徑按比例變長(zhǎng)。即使采用圖18中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵形狀，也能獲得與上述同樣的效果。
為了制造圖18的環(huán)形燒結(jié)磁鐵180，在形成環(huán)形磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所說(shuō)明的模。并且，在該模的內(nèi)周面上周期地形成凹凸形狀，在凹部中形成與模內(nèi)徑中心(軸中心)同軸的圓弧狀部。另外，越在模內(nèi)周面的軸向兩端，凸部寬度變寬且高度變高；越在軸向中央，凸部寬度變窄且高度變低。
實(shí)施方式4圖19是表示由本發(fā)明實(shí)施方式4制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。圖19的環(huán)形燒結(jié)磁鐵190在環(huán)外周上周期地具有凹凸形狀，同時(shí)在環(huán)凸部形成有與環(huán)軸中心同軸的圓弧形狀部192。與實(shí)施方式3(圖17)相同，垂直于軸的截面因軸的位置而異。軸垂直方向的截面的凹凸形狀與圖17的相同，但該凹凸形狀相對(duì)軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜地構(gòu)成。并且，磁極的邊界沿凹部191斜向扭斜磁化。
為了制造圖19中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵190，形成環(huán)形磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所說(shuō)的模。并且，在該模的內(nèi)周面上周期性地形成凹凸形狀，在凹部中形成與模內(nèi)徑中心(軸中心)同軸的圓弧形狀部。另外，越在模內(nèi)周面軸向兩端，凸部寬度變窄且高度變低；越在軸向中央，凸部寬度變寬且高度變高。并且，該凹凸形狀相對(duì)于軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜構(gòu)成。另外，環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程以及環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造過(guò)程與上述實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?相同。
根據(jù)圖19的環(huán)形燒結(jié)磁鐵190，減小起磁力分布的形變的同時(shí)，通過(guò)扭斜磁極效果，可減小在該磁鐵用于馬達(dá)時(shí)的頓轉(zhuǎn)扭矩、扭矩波動(dòng)、扭矩不均。扭斜旋轉(zhuǎn)角在本實(shí)施方式磁鐵情況下15°或18°時(shí)可獲得效果，與通常的環(huán)形磁鐵相比，能把頓轉(zhuǎn)扭矩降低到1/3以下。
圖20表示由本發(fā)明實(shí)施方式4制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的另一種形狀的實(shí)施例。圖20的環(huán)形燒結(jié)磁鐵200在環(huán)外周上周期性地具有凹凸形狀，同時(shí)在環(huán)凸部形成有與環(huán)軸中心同軸的圓弧形狀部202。并且，與實(shí)施方式3(圖18)相同，垂直于軸的截面因軸的位置而異。軸垂直方向的截面的凹凸形狀與圖18的同樣，但該凹凸形狀相對(duì)于軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜地構(gòu)成。并且磁極的邊界沿凹部201且斜向扭斜磁化。即使這種形狀也能獲得與上述同樣的效果。
為了制造圖20的環(huán)形燒結(jié)磁鐵200，在形成環(huán)形磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?說(shuō)明的模。圖21是表示在本實(shí)施方式使用的模的立體圖。圖21所示的模210是實(shí)施方式1所說(shuō)明的硅橡膠制的具有彈性的模。在模210的內(nèi)周面上形成有周期性的凹凸形狀，在凹部上形成有與模內(nèi)徑中心(軸中心)同軸的圓弧形狀部211。并且，越在模內(nèi)周面的軸向兩端，凸部212寬度變寬且高度變高；越在軸向中央，凸部212寬度變窄且高度變低。并且，其凹凸形狀相對(duì)于軸向按規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)且傾斜地構(gòu)成。
實(shí)施方式5圖22是表示由本發(fā)明實(shí)施方式5制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。本實(shí)施方式的環(huán)形燒結(jié)磁鐵220在軸向規(guī)定區(qū)域的環(huán)外周上形成橢圓狀的凹部221，在軸向的兩端，垂直于軸向的端面的外徑呈圓形。其他形狀均與上述實(shí)施方式4相同。
相據(jù)圖22的環(huán)形燒結(jié)磁鐵220，能產(chǎn)生更多的磁通，降低頓轉(zhuǎn)扭矩的同時(shí)，獲得較大的馬達(dá)輸出。并且，能減小馬達(dá)電流，謀求提高效率。還能獲得所謂磁鐵機(jī)械強(qiáng)度高的特性。
橢圓狀凹部221的區(qū)域相對(duì)軸向長(zhǎng)度為5～30％能獲得效果。在圖22中，在軸向兩端設(shè)置了垂直于軸的截面外徑的呈圓形的區(qū)域，但如圖29所示，也可以在軸向中央部設(shè)置垂直于軸向的截面的外徑呈圓形的區(qū)域。即，在圖29的實(shí)施例中，在軸向兩端面設(shè)置定位短軸(或長(zhǎng)軸)位置的半橢圓狀凹部221a，在軸向中央側(cè)設(shè)置半橢圓狀凹部221a與長(zhǎng)軸(或短軸)的交點(diǎn)，再在軸向中央部設(shè)置垂直于軸向的截面的外徑呈圓形的區(qū)域。
圖23是由本發(fā)明實(shí)施方式5制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的其他實(shí)施例的立體圖。圖23的環(huán)形燒結(jié)磁鐵230在環(huán)外周一部分具有橢圓狀凹部231，同時(shí)其凹部231在軸向扭斜地構(gòu)成。所以在上述效果的基礎(chǔ)上，扭斜效果還能進(jìn)一步減小頓轉(zhuǎn)扭矩。另外，圖24是表示圖23中環(huán)形燒結(jié)磁鐵的截面形狀的圖。
為了制造圖22或圖23中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵220、230，在形成環(huán)形磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?中所說(shuō)明的模。并且在模的內(nèi)周面上形成有軸向橢圓狀凸部。另外，橢圓狀凸部在軸向按規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)且傾斜地構(gòu)成。
實(shí)施方式6圖25是表示由本發(fā)明實(shí)施方式6制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。在環(huán)形磁鐵的軸向端部，從環(huán)形磁鐵產(chǎn)生的磁通不會(huì)到達(dá)定子，而是通過(guò)磁鐵端部空間，產(chǎn)生會(huì)返回到該磁鐵的成分，所以環(huán)形磁鐵端部的有效工作磁通量變少。斜向形成的磁極的扭斜磁化效果在磁通產(chǎn)生為一定時(shí)能獲得降低頓轉(zhuǎn)的效果，但是在不一樣的情況下，頓轉(zhuǎn)降低效果就減弱。因此，為了補(bǔ)償磁鐵端部磁通量的減少，如圖25所示，在環(huán)外周上形成具有凹部251及凸部252的凹凸形狀，越在軸向端部，凹凸形狀的扭斜角度變小(從外周觀察，磁極邊界與軸接近平行)。其結(jié)果，能補(bǔ)償在軸向端部的磁通量的變動(dòng)，能獲得更高的頓轉(zhuǎn)扭矩降低的效果。
為了制造圖25中的環(huán)形燒結(jié)磁鐵250，在形成環(huán)形磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所說(shuō)明的模。并且在該模的內(nèi)周面上形成周期性凹凸形狀，該凹凸形狀相對(duì)于軸向旋轉(zhuǎn)傾斜地構(gòu)成，并且，越在軸向端部凹凸形狀的扭斜角度變小。另外，環(huán)形磁鐵成型體的成型過(guò)程和環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造過(guò)程與上述實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?是同樣的。
圖26是表示由本發(fā)明實(shí)施方式6制造的環(huán)形磁鐵的其他實(shí)施例的立體圖。表示的是該環(huán)形燒結(jié)磁鐵260在磁鐵的最外周設(shè)置以環(huán)軸為中心的圓弧形狀部263，象上述那樣補(bǔ)償扭斜角時(shí)的實(shí)施例。對(duì)磁通量變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)扭斜獲得頓轉(zhuǎn)扭矩降低的效果，同時(shí)通過(guò)與定子之間的間隔窄且均勻，可以獲得馬達(dá)輸出高以及頓轉(zhuǎn)扭矩降低的效果。
根據(jù)磁鐵制造方法，因磁鐵本身具有的磁特性、定向特性偏差以及不純物的混入等，在軸向會(huì)產(chǎn)生變化。所以也可以構(gòu)成為在產(chǎn)生磁通量少的區(qū)域減小扭斜角。
為了制造圖26的環(huán)形燒結(jié)磁鐵260，在形成環(huán)形燒結(jié)磁鐵成型體時(shí)使用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所說(shuō)明的模。并且，在該模的內(nèi)周面上周期地形成凹凸形狀，該凹凸形狀相對(duì)于軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜地構(gòu)成，且越在軸向端部，凹凸形狀的扭斜角度變小。并且，在凹部中形成有與模內(nèi)徑中心(軸中心)同軸的圓弧形狀部。
實(shí)施方式7
圖27是表示由本發(fā)明實(shí)施方式7制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。在把環(huán)形磁鐵成型體271層積為一體的環(huán)形燒結(jié)磁鐵270時(shí)，圖27的環(huán)形燒結(jié)磁鐵270將環(huán)形磁鐵成型體271沿旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)開(kāi)層積。在這種情況下，層積面之間的形狀必須重合。因此以各層產(chǎn)生的頓轉(zhuǎn)扭矩剛好抵消在旋轉(zhuǎn)方向上的錯(cuò)位角度方式即錯(cuò)開(kāi)相位進(jìn)行堆積，也能降低頓轉(zhuǎn)扭矩。另外，圖27的環(huán)形磁鐵成型體271可使用上述實(shí)施方式1～6形成的環(huán)形磁鐵成型體。
在環(huán)形磁鐵的磁極數(shù)為八個(gè)、定子的切縫數(shù)為12的情況下，馬達(dá)每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的頓轉(zhuǎn)扭矩為24次。將360°分成24份為15°，以其半份7.5°錯(cuò)開(kāi)，可以抵消環(huán)形磁鐵上下分別產(chǎn)生的頓轉(zhuǎn)扭矩，從而減少頓轉(zhuǎn)扭矩。
實(shí)施方式8圖28是表示由本發(fā)明實(shí)施方式8制造的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的立體圖。圖28的環(huán)形燒結(jié)磁鐵280是將環(huán)形磁鐵成型體281以凹凸部的扭斜方向在邊界處將邊界部相反的方式堆積燒結(jié)而成，該環(huán)形磁鐵成型體281在環(huán)外徑周期地形成上述凹凸部，且該凹凸部扭斜。采用這種結(jié)構(gòu)，能降低每層在軸向產(chǎn)生的力，且減小噪音和振動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，具有帶彈性的環(huán)狀模、配置于上述模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成供給磁性粉末的模穴的芯以及從軸向?qū)┙o到上述模穴內(nèi)的磁性粉末以及上述模加壓的加壓部；還具有與上述模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述模由橡膠制成，且內(nèi)部含有強(qiáng)磁性粉末，同時(shí)上述模外周配置著強(qiáng)磁性體環(huán)狀部件。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，在上述模內(nèi)周面的圓周方向，周期地形成有凹凸形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述凹凸形狀的凹部形成有以環(huán)軸為中心的圓弧形狀部。
5.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述凹凸形狀是在軸向上旋轉(zhuǎn)且傾斜地形成(扭斜)的。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)形磁鐵成型體制造裝置，其特征在于，在上述在軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜地形成(扭斜)的凹凸形狀中，在軸向兩端的旋轉(zhuǎn)角(扭斜角)比在軸向中央部的旋轉(zhuǎn)角(扭斜角)小。
7.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述凹凸形狀上的凸部的寬度或高度是根據(jù)軸向的位置連續(xù)變化的。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述模內(nèi)周面的軸向兩端部的截面形狀是圓形。
9.一種環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，具有由多個(gè)拱狀部件構(gòu)成的環(huán)狀模、配置于上述模的內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到上述模穴內(nèi)的磁性粉末加壓的加壓部；還具有與上述模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分。
10.如權(quán)利要求9所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，具有使上述拱狀部件在環(huán)徑向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，由上述拱狀部件構(gòu)成的模是強(qiáng)磁性體。
11.如權(quán)利要求9所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，在上述模內(nèi)周面的圓周方向上周期地形成有凹凸形狀。
12.如權(quán)利要求11所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，在上述凹凸形狀的凹部形成有以環(huán)軸為中心的圓弧形狀部。
13.如權(quán)利要求11所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述凹凸形狀是在軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜形成(扭斜)的。
14.如權(quán)利要求13所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，在上述在軸向旋轉(zhuǎn)且傾斜形成(扭斜)的凹凸形狀中，在軸向兩端的旋轉(zhuǎn)角(扭斜角)比在軸向中央部的旋轉(zhuǎn)角(扭斜角)小。
15.如權(quán)利要求11所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述凹凸形狀上的凸部的寬度或高度是根據(jù)軸向的位置連續(xù)變化的。
16.如權(quán)利要求9所述的環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，其特征在于，上述模內(nèi)周面的軸向兩端部的截面形狀是圓形。
17.一種環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，使用環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，該制造裝置具有帶彈性的環(huán)狀磁性模、配置于上述模內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到上述模穴內(nèi)供給的磁性粉末以及上述模加壓的加壓部以及與上述模的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置變化的部分；該制造方法包括以下工序向上述模穴內(nèi)供給充填磁性粉末的工序，對(duì)該磁性粉末附加徑向定向磁場(chǎng)的工序，由上述加壓部從軸向?qū)ι鲜瞿Ｑ▋?nèi)的磁性粉末加壓形成環(huán)形磁鐵成型體的工序，燒結(jié)上述環(huán)形磁鐵成型體的工序。
18.如權(quán)利要求17所述的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于，在上述模的內(nèi)周面的圓周方向周期地形成有凹凸形狀，以與上述凹凸形狀的凸部數(shù)量相同的磁極數(shù)量的方式使上述環(huán)形燒結(jié)磁鐵磁化，同時(shí)在凹凸形狀的凹部形成磁極邊界。
19.一種環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，使用環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，該制造裝置具有由多個(gè)拱狀部件構(gòu)成的環(huán)狀的具有磁性的模、配置于上述模的內(nèi)周側(cè)并在與該模之間形成能供給磁性粉末的模穴的芯、從軸向?qū)┙o到上述模穴內(nèi)的磁性粉末加壓的加壓部以及與上述模的內(nèi)周面軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置變化的部分；該制造方向包括以下工序?qū)ι鲜瞿Ｑ▋?nèi)供給磁性粉末并對(duì)該磁性粉末附加徑向定向磁場(chǎng)的工序，由上述加壓部從軸向?qū)ι鲜瞿Ｑ▋?nèi)的磁性粉末加壓形成環(huán)形磁鐵成型體的工序，燒結(jié)上述磁鐵成型體的工序。
20.如權(quán)利要求19所述的環(huán)形燒結(jié)磁鐵的制造方法，其特征在于，在上述模的內(nèi)周面的圓周方向周期地形成有凹凸形狀，以與上述凹凸形狀的凸部數(shù)量相同的磁極數(shù)量的方式使上述環(huán)形燒結(jié)磁鐵磁化，同時(shí)在凹凸形狀的凹部形成磁極邊界。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于制造稀土類等環(huán)形燒結(jié)磁鐵，該磁鐵能使環(huán)形磁鐵的形狀軸向變化，減小旋轉(zhuǎn)方向磁化分布的形變，同時(shí)能降低頓轉(zhuǎn)扭矩，具有強(qiáng)磁力。使用環(huán)形磁鐵成型體的制造裝置，該裝置具有由多個(gè)拱形部件(81～84)構(gòu)成的環(huán)狀的具有磁性的模(80)、配置在模(80)內(nèi)周側(cè)并形成能在與該模(80)之間供給磁性粉末的模穴的芯(93)、從軸向?qū)┙o到模穴內(nèi)的磁性粉末加壓的加壓部(91、92)，還具有與模(80)的內(nèi)周面的軸垂直的截面形狀根據(jù)軸向的位置而變化的部分；向模穴內(nèi)供給磁性粉末，并對(duì)磁性粉末附加徑向定向磁場(chǎng)，同時(shí)由加壓部(91、92)從軸向?qū)δＱ▋?nèi)的磁性粉未加壓，成形環(huán)形磁鐵成型體，進(jìn)行燒結(jié)制造環(huán)形燒結(jié)磁鐵。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1770603SQ20051012911
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者鵜飼義一, 石見(jiàn)泰造, 中原裕治 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社