专利名称：各向异性粘结磁体的制造方法和电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种各向异性粘结磁体的制造方法和电机。
背景技术：
—般来说，由于各向异性磁体相对于各向同性磁体而言具有单轴各向异性，因此具有较高的磁特性。但是，在将具有单轴各向异性的各向异性磁体应用在电机的情况下，尤其需要减少齿槽转矩等而提高电机性能。因此，在各向异性磁体成形时，控制其取向方向成为了提闻电机性能的关键。
例如，在控制取向方向并利用压缩成形形成各向异性磁体的压缩成形体的情况下，形成一个方向的取向磁场并在取向磁场中使压缩成形体的各向异性磁粉取向。另外，在向任意方向改变磁粉的取向方向的情况下，通过在非磁性模具的一部分中埋入磁导率较高的强磁性体使均匀的磁场向任意方向进行变化，从而改变磁粉的取向方向。近年来，作为控制各向异性磁体的取向方向的方法，提出有如下的制造方法，即，对在单轴方向取向了的磁体进行硬化之后，根据延展、变形等的机械变形任意控制取向方向(例如，参照专利文献I和专利文献2)。另外，在取向磁场中形成压缩成形体时，主要以如下两种方法中的任意一种方法来进行，即，根据使取向磁场方向与进行压缩的方向相一致的平行磁场成形方法，和取向磁场方向与进行压缩的方向成为正交方向的正交磁场成形方法。通常，取向磁场方向由横向的正交磁场成形进行，但是还公开有关于沿铅垂方向施加取向磁场的正交磁场成形(例如，参照专利文献3)。但是，并未公开有如下所示的控制各向异性磁体的取向方向的方法。即，没有公开如下的方法，该方法中，首先，在成形时，在使由薄片形状的磁粉构成的混合物熔融了的状态下，对混合物进行压缩而使混合物在平面内方向上延展。此时，以薄片形状的磁粉的厚度方向易于朝向铅垂方向的状态向该方向施加取向磁场。然后，向正交方向进一步进行压缩而形成压缩成形体。另外，由于以往的机械变形将取向控制为任意方向的各向异性粘结磁体，是由微粒形状的SmFeN的复合体和粒块状的NdFeB构成。而且，由复合体构成的压缩成形体是利用施加50Mpa成形压力的压缩成形法形成的。另外，在利用压缩成形法形成压缩成形体的情况下，50MPa的成形压力是比较低的成形压力。因此，可视为能够在进行成形、硬化之后使压缩成形体机械性地变形。然而，通过HDDR (Hydrogenation Decomposition DesorptionRecombination :吸氢分解脱氢再复合)处理形成的各向异性NdFeB磁粉除了形成为粒块状之外，还形成为薄片形状的各向异性NdFeB磁粉。因此，在使用薄片形状的各向异性NdFeB磁粉形成NdFeB/SmFeN的复合磁体的情况下，存在如下的问题。S卩，与利用由粒块状的各向异性NdFeB磁粉的各向异性磁体构成的混合物成形各向异性磁体片(压缩成形体)的情况下相比，具有上述规定的形状的复合磁体的成形时的压缩性略微降低。此时，由各向异性磁体构成的混合物是通过对以往以来所公开的以具有较高的磁特性的组成比混合而成的磁粉材料与树脂材料进行多次混合、揉捏、分级工序而制造出来的。因此，为了得到较高的磁特性，由包括薄片形状的各向异性NdFeB磁粉成形各向异性磁体片时，需要IOOMPa 300MPa左右的较高的成形压力。另外，由于各向异性NdFeB磁粉自身的形状为薄片状，因此存在成形、硬化之后的机械变形性降低这样的问题。专利文献I :W02009/142005号公报专利文献2 W02006/022101号公报 专利文献3 :日本特开平07-173505号公报
发明内容
本发明的各向异性粘结磁体的制造方法包括以下步骤第I步骤，将以薄片形状的各向异性磁粉为主成分的混合物填充到压缩体形成用模具;第2步骤，使填充到压缩体形成用模具的混合物在取向磁场中成形而形成压缩成形体;第3步骤，将压缩体形成用模具和成形体形成用模具结合；第4步骤，使压缩成形体从压缩体形成用模具移动至成形体形成用模具，变形为规定的形状而进行成形。由此，能够将成形时使混合物取向而形成的压缩成形体通过不使变形性能降低地机械变形使取向方向变化为规定的方向。其结果，能够容易形成例如具有圆弧形状等的规定的形状的各向异性粘结磁体。另外，能够使用包含薄片形状的磁粉的变形性较低的各向异性磁体材料来制造具有高精度的规定形状的各向异性粘结磁体。另外，本发明的电机具有包括了上述各向异性粘结磁体的转子。而且，能够利用包括了取向方向被控制为任意方向的各向异性粘结磁体的转子来实现高性能的电机。
图IA是表示在本发明的实施方式I中的对应转子的I极的圆弧形状的各向异性粘结磁体的立体图。图IB是表示在本发明的实施方式I中的使用圆弧形状的各向异性粘结磁体构成的转子的一个例子的俯视图。图2是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的流程图。图3A是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第I步骤的图。图3B是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第2步骤的图。图4是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第3步骤的图。图5A是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。
图5B是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图5C是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图6A是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第I步骤的图。图6B是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第I步骤的图。
图6C是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第2A步骤的图。图7是说明本发明的实施方式2的在第2B步骤中的各向异性粘结磁体的制造方法的图。图8是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第3步骤的图。图9A是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图9B是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图9C是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。图9D是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。
具体实施例方式以下，参照
在本发明的实施方式中的各向异性粘结磁体的制造方法和使用了利用该制造方法制造的各向异性粘结磁体的电机。另外，本发明并不被本实施方式所限定。实施方式I以下，使用图IA和图IB说明利用本发明的实施方式I的各向异性粘结磁体的制造方法制造的转子的I极所对应的圆弧形状的各向异性粘结磁体和转子。图IA是表示在本发明的实施方式I中的对应转子的I极的圆弧形状的各向异性粘结磁体的立体图。图IB是表示在本发明的实施方式I中的使用圆弧形状的各向异性粘结磁体构成的转子的一个例子的俯视图。另外，在本实施方式中，以例如相当于由10个极构成的转子中的I个极的圆弧形状的各向异性粘结磁体为例子进行说明。如图IA所示，本实施方式的各向异性粘结磁体18以在单轴方向具有易磁化轴的方式进行了各向异性处理的NdFeB系磁粉和SmFeN系磁粉的材料为主成分构成，例如以相当于由10个极构成的转子中的I个极的圆弧形状形成。而且，将10个相当于I个极的圆弧形状的各向异性粘结磁体粘接在例如由硅钢板的层叠材料构成的转子芯而形成如图IB所示的转子。由此，能够将由根据上述获得的各向异性粘结磁体构成的转子与定子组合起来而制造电机。以下，使用图2至图说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的一个例子。图2是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的流程图。图3A是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第I步骤的图。图3B是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第2步骤的图。图4是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第3步骤的图。图5A至图是说明在本发明的实施方式I中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。如图2所示，开始，根据以下的方法形成混合物(步骤S10)。 首先，用捏和机充分混合进行了各向异性处理过的NdFeB磁粉和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的作为热硬化性树脂的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮进行气化、蒸发，在NdFeB磁粉的表面上形成环氧树脂的覆膜。同样地，用捏和机混合SmFeN微粉末和溶解在丙酮中的例如软化温度为80°C的酚醛型环氧树脂。之后，使丙酮进行气化、蒸发，在SmFeN微粉末的表面上形成环氧树脂的覆膜。而且，用混合机等混合被环氧树脂所覆盖的NdFeB磁粉和SmFeN微粉末、与用于形成柔软性和粘接性的聚酰胺树脂和润滑剂来制造混合物。此时，NdFeB磁粉与SmFeN微粒子的混合比率为例如3:2。另外，环氧树脂其重量比(wt%)为I. 1%，聚酰胺树脂和润滑剂其重量比(wt%)为I. 7%。另外，上述混合比率、重量比等并不限定于上述数值，理所当然能够根据所要求的特性进行变更。而且，将上述混合物连续投入到例如揉捏装置的已加热的辊的间隙内进行揉捏而制造揉捏物。由此，聚酰胺树脂被软化捏入到混合物中。此时，并不需要将辊加热至聚酰胺树脂熔融的温度，因而将揉捏时的辊的温度加热至例如140°C。另外，作为揉捏装置，除了利用上述辊的方法之外能够使用挤压机等。而且，将揉捏上述磁粉材料和聚酰胺树脂而得到的揉捏物冷却至室温之后，进行粉碎或破碎，而将揉捏物调整为例如粒度500 μ m以下的颗粒状粉末。此时，将硬化开始温度为170°C的、例如咪唑类的微粉末状的硬化剂添加、混合到颗粒状粉末中而制造混合物。接着，如图2和图3A所示，使用上述混合物根据以下的第I步骤和第2步骤形成压缩成形体。首先，准备图3A所示的、例如具有以四边形状贯通的模腔的压缩体形成用模具11(以下，标注为“模具All”)。作为第I步骤，将上述混合物12填充到模具All的模腔内(步骤 S20)。而且，将填充了混合物12的模具All配置在磁场产生装置的取向磁体14之间，该磁场产生装置具有产生使混合物取向的磁场的取向磁体14。之后，为了使混合物12的磁粉取向为规定的方向而在磁场产生装置的取向磁体14之间产生取向磁场。另外,混合物12被在之后的步骤中使用的下冲头13a所支承。
接着，如图3B所示，作为第2步骤，对填充到模具All的混合物12的磁粉施加了取向磁场的状态下，使用下冲头13a和上冲头13b经由模具All的模腔进行混合物12的压缩成形。由此，形成混合物12的磁粉的取向方向与规定方向一致的、例如呈矩形形状的压缩成形体15 (步骤S30)。此时，压缩成形在例如模具All的温度160°C、成形压力150MPa、取向磁场I. 3MA/m、成形时间为30秒的条件下进行。另外,磁场取向成形以例如正交磁场成形进行。另外，通过将模具A 11的温度设为160°C，从而能够使未取向状态的混合物12的磁粉容易取向为所期望的方向。而且，压缩成形体15成形之后，在上述状态下，用例如施加交流磁场并渐渐衰减磁场强度的退磁方法进行模具All的退磁。这是为了防止在以后的步骤中磁粉对模具的附着。
接着，如图2所示，根据以下所示的第3步骤，使模具All和成形体形成用模具16(以下，标注为“模具B16”)结合(步骤S40)。首先，从图3B所示的、从模具All拆下下冲头13a和上冲头13b，将呈矩形形状的压缩成形体15保持在模具All内。接着，如图4所示，在将压缩成形体15保持在模具All内的状态下，使模具All和模具B16结合。此时，模具All和模具B16被加热至160°C的温度。另外，模具B16的温度对使压缩了的压缩成形体15变形来说是重要的，能够对变形之后的各向异性粘结磁体的形状带来影响。即，在将模具B16的温度设为200°C的情况下，压缩成形体的变形时，取向方向变得混乱，不能够得到期望的取向。另外，由于形成压缩成形体的磁粉受到热的影响，磁特性变差因此并不优选。另一方面，在将模具B16的温度设为60°C的情况下，由于是在构成压缩成形体15的环氧树脂的软化点以下，因此不能够进行压缩成形体15的变形，不能够形成控制了取向的各向异性粘结磁体。因而，若考虑模具All和模具B16的温度的稳定，则优选使结合的模具All和模具B16的温度相同。另外，模具B16是如下模具，其模腔的与模具All结合的结合面侧的开口部呈矩形形状，与模具All结合的结合面相反侧的开口部具有圆弧形状，例如使压缩成形体从呈矩形形状变化为圆弧形状的变形形状。即，如图4所示，用于形成圆弧形状的各向异性粘结磁体的模具B16由例如区域BI和区域B2的两个区域构成。而且，模具B16的区域BI是使矩形形状的压缩成形体变形为圆弧形状的区域。模具B16的区域B2是对变形为圆弧形状的压缩成形体15进行压缩成形，使之最终成形为具有规定的圆弧形状的各向异性粘结磁体的区域。另外，也可以具有区域BI和区域B2的模具B16由不同的模具构成，由两种以上的模具构成。接着，如图2所示，根据以下所示的第4步骤，使上述压缩成形体15从模具All移动至模具B16 (步骤S50)。而且，利用模具B16使压缩成形体15机械变形为规定的形状而使各向异性粘结磁体成形(步骤S60)。首先，如图5A所示，利用成形冲头Bal7a将模具All内的压缩成形体15使压缩成形体15移动并推出到模具B16内。在该情况下，由于模具All和模具B16相结合，因此并不需要使压缩成形体15从模具All脱模。因此，通常，并不需要考虑脱模时产生的回弹所导致的压缩成形体15的尺寸变化。另外，优选成形冲头Bal7a的至少与压缩成形体15相接触的面的形状与模具B16的呈圆弧形状的开口部大致相同(包括相同)。
接着，如图5B所示，被移到模具B16的模腔内的压缩成形体15被成形冲头Bal7a的一个面推进模具B16的区域BI内。由此，压缩成形体15沿着模具B16的从矩形形状变化为圆弧形状的模腔逐渐变形而成形为圆弧形状。接着，如图5C所示，进一步被成形冲头Bal7a推进的压缩成形体15在模具B16的区域B2中被利用插入在模具B16的圆弧形状的开口部的成形冲头Bbl7b进行例如压缩成形，成形为规定的尺寸形状。由此，形成例如磁体高度为13. 0_、磁体厚度为I. 5mm的各向异性粘结磁体18。此时，考虑到从模具All向模具B16的移动时、在模具B16内的变形时等施加的高度方向的压力，将在模具All内形成的压缩成形体15的高度尺寸设为13. 5_，优选设定为比最终形状的各向异性粘结磁体大5%以内的尺寸而进行成形。接着，如图所示，通过从模具B16拆下成形冲头Bbl7b，用成形冲头Bal7a从模具B16推出各向异性粘结磁体18，从而获得呈圆弧形状的各向异性粘结磁体18。由此，制造出相当于作为电机的转子用的磁体I个极的各向异性粘结磁体18。 接着，只制造电机的极数数量的圆弧形状的各向异性粘结磁体18，粘接在例如转子芯上而形成转子。此时，以使呈圆弧形状的各向异性粘结磁体的内径侧的曲率和转子芯的粘接面的曲率相匹配的方式进行设计较为重要。另外，在接合各个圆弧形状的各向异性粘结磁体而成环的情况下，考虑接合前后的尺寸变化来进行设计较为重要。根据本实施方式，能够防止回弹等所导致的变形性能的降低地，对压缩成形时取向而形成的压缩成形体连续进行机械变形。由此，使取向方向变化为规定的方向，能够容易形成例如具有圆弧形状等规定形状的各向异性粘结磁体。其结果，即使使用了包括薄片形状的磁粉的变形性较低的磁体材料，也能够制造具有精度较高的规定形状的各向异性粘结磁体。另外，根据本实施方式，能够利用包括了取向方向控制为任意方向的上述各向异性粘结磁体的转子容易实现高性能的电机。实施方式2以下，使用图6A至图9D说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法。另外，包括了各向异性粘结磁体的形状、使用其形成的转子的电机与实施方式I相同，因而省略说明。图6A和图6B是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第I步骤的图。图6C是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第2A步骤的图。图7是说明本发明的实施方式2的在第2B步骤中的各向异性粘结磁体的制造方法的图。图8是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第3步骤的图。图9A至图9D是说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的第4步骤的图。如图6A和图6B所示，本实施方式在压缩体形成用模具21 (以下，标注为“模具A21”)由具有槽部22的第I构件21a和具有与槽部22相配合的凸部21c的第2构件21b构成的这一点上，与实施方式I的模具All不同。由此，压缩成形体的制造方法不同，压缩方向与所施加的取向磁场方向也不同。其他的基本的构成元素、制造方法与实施方式I相同，因而省略说明。以下，参照图2的流程图并使用图6A至图9D说明在本发明的实施方式2中的各向异性粘结磁体的制造方法的一个例子。开始，如图2所示，与实施方式I相同地，根据以下的方法形成混合物(步骤S10)。首先，利用进行了各向异性化的NdFeB磁粉、SmFeN磁粉、作为结合剂的酚醛型环氧树脂、以聚酰胺、润滑剂为主成分的树脂，根据与实施方式I相同的步骤进行混合来制造混合物。此时，NdFeB磁体材料与SmFeN磁体材料的混合比率为例如4:1。另外，与上述磁体材料相混合的树脂的混合量设定得与实施方式I相同。而且，在与实施方式I相同的已加热的热辊上揉捏制造出的混合物并将冷却了的揉捏物调整成例如粒度500 μ m以下的颗粒状粉末。此时，将硬化开始温度为170°C的、例如咪唑类的微粉末状的硬化剂添加、混合到颗粒状粉末中来制造混合物。
接着，如图2和图6A所示，使用上述混合物根据以下的第I步骤和第2步骤形成压缩成形体。另外，在本实施方式中，第2步骤的压缩成形体的形成方法由第2A步骤和第2B步骤这2个阶段构成。首先，如图6A所示，作为第I步骤，将上述混合物23填充到模具A21的第I构件21a的形成为凹状的槽部22内(步骤S20)。此时，在第I构件21a上具有形成在铅垂方向上的槽部22和在水平方向上的贯通孔22b，在贯通孔22b中朝向槽部22从两侧插入有压缩冲头Aa24a和压缩冲头Ab24b。而且，根据压缩冲头Aa24a、压缩冲头Ab24b的厚度(图中的铅垂方向)规定通过对混合物23的压缩而形成的铅垂方向的压缩成形体的厚度。接着，如图6B所示，使具有与槽部22相配合的凸部21c重叠配合于与第I构件21a的槽部22相对的位置上。此时，第2构件21b的凸部21c的高度设定得与从第I构件21a的槽部22减去了压缩冲头Aa24a、压缩冲头Ab24b的厚度后得到的高度相同的程度，或略高。这是为了使对混合物进行压缩而形成的压缩成形体26在水平方向上的移动变得容易。接着，如图6C所示，作为第2A步骤，使填充了混合物23的模具A21的第I构件21a的槽部22的开口部水平，模具A21配置在磁场产生装置的取向磁体25之间，该磁场产生装置具有产生使混合物取向的磁场的取向磁体25。接着，将模具A21的第I构件21a的槽部22和第2构件21b的凸部21c配合，对混合物23的磁粉进行压缩。此时，沿与压缩方向相同的方向，在磁场产生装置的取向磁体25之间产生取向磁场使混合物23的磁粉进行取向。接着，作为第2B步骤，如图7所示，用压缩冲头Aa24a和压缩冲头Ab24b从与取向磁场的施加方向相正交的方向进一步进行压缩而形成压缩成形体26 (步骤S30)。此时，在例如模具A21的温度160°C、成形压力150Mpa、取向磁场I. 3MA/m、成形时间为30秒的条件下进行压缩成形。由此，如下面说明的那样，与实施方式I相同地，以例如厚度I. 5_、高度13. 5mm的尺寸形成压缩成形体26。而且，压缩成形体26成形之后，在上述状态下，例如利用施加交流磁场而渐渐衰减磁场强度的退磁方法进行模具A21的退磁，从而防止磁粉对模具A21的附着。接着，如图2和图8所示，根据以下所示的第3步骤，使压缩体形成用模具21和成形体形成用模具27 (以下，标注为“模具B27”)结合(步骤S40)。首先，如图8所示，从模具A21拆下压缩冲头Aa24a和压缩冲头Ab24b，例如以将呈矩形形状的压缩成形体26保持在模具A21内的状态，将模具A21和模具B27排列成处于同一平面状而进行结合。此时，模具A21和模具B27加热至160°C的温度。另外，与实施方式I相同，模具B27是如下模具，其模腔的与模具A21结合的结合面侧的开口部呈矩形形状，与模具A21结合的结合面相反侧的开口部具有圆弧形状，例如从矩形形状变化为圆弧形状的、呈变形形状。而且，如图8所示，用于形成圆弧形状的各向异性粘结磁体的模具B27例如由区域BI和区域B2这两个区域构成。而且，模具B27的区域BI使矩形形状的压缩成形体26变形为圆弧形状。模具B16的区域B2对变形为圆弧形状的压缩成形体26进行压缩成形，使之最终成形为具有规定的圆弧形状的各向异性粘结磁体。另外，也可以是具有区域BI和区域B2的模具B27由不同的模具构成，由具有区域BI和区域B2的两种以上的模具构成。接着，如图2和图9A至图9D所示，根据以下所示的第4步骤使上述压缩成形体26从模具A21移动至模具B27 (步骤S50)。而且，利用模具B27使压缩成形体26变形为规定的形状，从而使各向异性粘结磁体成形(步骤S60)。 首先，如图9A所示，利用成形冲头Bb28b将模具A21内的压缩成形体26使压缩成形体26移动而推出模具B27内。在该情况下，由于模具A21和模具B27相结合，因此不需要使压缩成形体26从模具A21脱模。因此，通常，并不需要考虑脱模时产生的回弹所导致的压缩成形体26的尺寸变化。接着，如图9B所示，移至模具B27的模腔内的压缩成形体26被成形冲头Ba28a自己压进模具B27的区域BI内。由此，压缩成形体26沿着模具B27的从矩形形状变化为圆弧形状的模腔依次进行变形成形为圆弧形状。接着，如图9C所示，进一步被成形冲头Bb28b压进的压缩成形体26在模具B27的区域B2中被插入在圆弧形状的开口部的成形冲头Ba28a和成形冲头Bb28b进行例如压缩成形，成形为规定的尺寸形状的各向异性粘结磁体29。由此,形成例如磁体高度为13. 0_、磁体厚度为I. 5mm的各向异性粘结磁体29。此时，如上所述，考虑到将各向异性粘结磁体29从模具A21移动至模具B27时、在模具B27内进行变形时等施加的高度方向的压力，将在模具A21内形成的压缩成形体26的高度尺寸设为13. 5mm，优选设定为比最终形状的各向异性粘结磁体大的尺寸大5%以内的尺寸而进行成形。另外，用模具B27对压缩成形体进行机械变形的情况下的模具的温度、压缩成形体的关系与实施方式I相同，因而进行省略。接着，如图9D所示，通过从模具B27拆下成形冲头Ba28a，利用成形冲头Bb28b从模具B27推出各向异性粘结磁体29，从而获得呈圆弧形状的各向异性粘结磁体18。由此，制造相当于作为电机的转子用的磁体I个极的各向异性粘结磁体29。接着，只制造电机的极数数量的呈圆弧形状的各向异性粘结磁体29，例如粘接在转子芯上形成转子。此时，以使呈圆弧形状的各向异性粘结磁体29的内径侧的曲率和转子芯的粘接面的曲率相匹配的方式进行设计较为重要。另外，在接合各个呈圆弧形状的各向异性粘结磁体29来进行成环时考虑接合前后的尺寸变化进行设计较为重要。如上说明，根据本实施方式，能够获得与实施方式I相同的效果，并且通过在第2A步骤和第2B步骤的两个阶段进行混合物的压缩，从而能够以高密度进行填充，并且在磁场中更有效率地使包括薄片形状的混合物进行取向。以下说明其理由。一般，薄片形状的磁粉以在薄片的厚度方向具有易磁化轴的方式进行了各向异性处理。因此，若在模具A21的槽部22的模腔中填充混合物的情况下考虑混合物的堆积密度，则需要形成的压缩成形体的、例如约3倍左右的填充深度(槽部深度)。这是在例如将混合物的堆积密度设为2. 3g/cm3、将完成品的各向异性粘结磁体的密度设为5. 9g/cm3的情况下，以槽部22的高度尺寸为基准，例示了最低限需要2. 6倍以上的深度的情况。但是，理所当然，优选根据混合物的堆积密度和完成品的各向异性粘结磁体的密度的值来改变槽部的深度。另外，以将模具的温度加热至成形温度(160°C )的状态填充混合物，因而混合物易于附着在模具的槽部的壁面。因此，存在有时槽部的壁面会阻碍混合物的顺利的填充，从而不能够在槽部的模腔内进行均匀填充的情况。另外，由于以落入槽部的模腔内的形式填充混合物，因此存在以薄片形状(薄片状)的磁粉的厚度方向(易磁化轴方向)成为模具上部的开口部侧方向的方式进行混合物填充的倾向。因而，磁粉的长轴朝向横向被填充。因此，在填充之后的取向磁场中的压缩成形时，使混合物进行取向的取向磁场施加在与填充方向相正交的方向上。其结果，由于难以向 取向磁场的方向旋转磁粉，因此不能够使压缩成形体的取向方向变得均匀。在此，在本实施方式中，首先，在第2A步骤中，使混合物的填充方向和取向磁场的施加方向一致，从而提高混合物的薄片形状的磁粉的取向性。之后，在第2B步骤中，能够在与施加取向磁场的方向相正交的方向上提高再次对混合物进行压缩的压缩成形体的填充密度。由此，以提高了取向性和填充性的状态能够更有效地制造高密度的压缩成形体。另外，根据本实施方式，通过包括了高密度地被填充、取向方向被控制为任意方向的上述各向异性粘结磁体的转子，能够容易地实现性能更高的电机。另外，在上述各实施方式中，作为构成混合物的材料，以在单轴方向具有易磁化轴的、进行了各向异性化的NdFeB系磁粉和SmFeN系磁粉材料为例子进行了说明，但是并不限于此。例如，可以使用单畴颗粒型的SmCo系稀土类磁体材料。另外，在上述各实施方式中，作为模具A和模具B的压缩成形时的温度，以相同的160°C为例子进行了说明，但是并不限于此。例如，模具A和模具B的成形时的温度可以不同。即，压缩成形体的温度只要是在从模具A移动至模具B时并不显著降低柔软性的温度、在混合物所包含的硬化剂的硬化温度以下的温度能够任意进行设定。产业上的可利用件本发明在具有要求有较高的填充性和取向性的薄片形状的磁体粉末的各向异性粘结磁体和由使用该各向异性粘结磁体制造的转子构成的电机等的技术领域中有用。附图标记说明11、21模具A (压缩体形成用模具)；12、23混合物；13a下冲头；13b上冲头；14、25取向磁体；15、26压缩成形体；16、27模具B (成形体形成用模具);17a、28a成形冲头Ba ；17b、28b成形冲头Bb ;18、29各向异性粘结磁体；21a第I构件；21b第2构件；21c凸部；22槽部；22b贯通孔；24a压缩冲头Aa ；24b压缩冲头Ab。
权利要求
1.ー种各向异性粘结磁体的制造方法，其中，该各向异性粘结磁体的制造方法包括以下步骤 第I步骤，将以薄片形状的各向异性磁粉为主成分的混合物填充到压缩体形成用模具. 第2步骤，使填充到上述压缩体形成用模具中的上述混合物在取向磁场中成形而形成压缩成形体； 第3步骤，使上述压缩体形成用模具和成形体形成用模具结合；以及第4步骤，使上述压缩成形体从上述压缩体形成用模具移动至上述成形体形成用模具，变形为规定的形状而进行成形。
2.根据权利要求I所述的各向异性粘结磁体的制造方法，其中， 在上述第2步骤中，在与压缩方向正交的方向施加的取向磁场中使上述压缩成形体成形。
3.根据权利要求I所述的各向异性粘结磁体的制造方法，其中， 上述压缩体形成用模具由至少具有供上述混合物填充的槽部的第I构件和具有配合于上述槽部对上述混合物进行压缩的凸部的第2构件构成， 上述第2步骤包括以下步骤 第2A步骤，利用上述第2构件的上述凸部对填充到上述第I构件的上述槽部的上述混合物向上述第I构件和上述第2构件相配合的方向进行压缩并施加上述取向磁场；以及第2B步骤，从与上述第I构件和上述第2构件相配合的方向正交的方向进行压缩，并施加上述取向磁场而使上述压缩成形体成形。
4.根据权利要求3所述的各向异性粘结磁体的制造方法，其中， 上述取向磁场施加于上述第I构件和上述第2构件相配合的方向。
5.ー种具有转子的电机，其中， 该转子包括了利用权利要求I至4中的任一项所述的制造方法形成的各向异性粘结磁体。
全文摘要
本发明提供一种各向异性粘结磁体的制造方法及电机。本发明的各向异性粘结磁体的制造方法包括以下步骤第1步骤，将以薄片形状的各向异性磁粉为主成分的混合物填充到压缩体形成用模具；第2步骤，使填充到压缩体形成用模具的混合物在取向磁场中成形而形成压缩成形体；第3步骤，使压缩体形成用模具和成形体形成用模具结合；以及第4步骤，使压缩成形体从压缩体形成用模具移动至成形体形成用模具，变形为规定的形状而进行成形。由此，能够控制各向异性粘结磁体的各向异性。
文档编号H01F1/053GK102859622SQ20128000116
公开日2013年1月2日 申请日期2012年1月31日 优先权日2011年2月3日
发明者浅井弘纪 申请人:松下电器产业株式会社