(57)【要約】【課題】  コアレスモータにおいては、鉄心が無いために、ギャップ部分の磁束密度が低くなるため、少しでもギャップ寸法を小さくし、エネルギー積の大きい磁石を採用してギャップ磁束密度を大きくする設計をしたい。【解決手段】  本発明は、モータのロータコアを粉末材料を成形して構成し、その成形体は結合材および磁石粉末を主とするボンド磁石部と、結合材および軟磁性粉末を主とする軟磁性部とを有し、圧縮成形手段を用いて形成された永久磁石型のロータであって、前記ボンド磁石部は磁極の少なくとも１面が前記軟磁性部に機械的に結合されていることを特徴とするロータ構造とすることで課題を解決しようとするものである。【選択図】図１
2006320036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子として円周上に配置された空芯コイルを有する中空軸のモータにおいて、回転子は圧粉磁心と磁石で構成され、その圧粉磁心と磁石を同時に圧縮成形することにより得られる成形体を採用することを特徴としたモータ。
【請求項２】
請求項１のモータにおいて、回転子磁石，圧粉磁心，シャフトを同一の金型内において、少なくとも圧粉磁心、または磁石部分に軸方向に同時に圧縮方向圧力を加えて一体成形して製作される回転子を備えたことを特徴としたモータ。
【請求項３】
請求項１、または請求項２のモータにおいて、回転子磁石は、磁石磁化方向の形成と所定の初期形状を得るためにあらかじめ仮成形される磁石仮成形体を磁石部分に用いて圧粉磁心または、圧粉磁心，シャフトと一体成形して製作される回転子を備えたことを特徴としたモータ。
【請求項４】
請求項３のモータにおいて、回転子磁石は、１極あたりが複数の仮成形体に分割され、その磁化配向方向が、一点集中型の磁場配向となるように磁石磁化方向を仮成形時に仮成形される磁石仮成形体を磁石部分に用いて圧粉磁心または、圧粉磁心，シャフトと一体成形して製作される回転子を備えたことを特徴としたモータ。
【請求項５】
請求項１から４のモータにおいて、回転子の表面に機械的強度部材のガラスあるいは炭素繊維バインド材の補強がなされない回転子を用いたモータ。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかのモータにおいて、回転子の磁石と圧粉磁心、またはシャフトと圧粉磁心などの界面において、圧縮応力による粉の元の形状からの塑性変形による結合により結合された部分を有する回転子を備えたことを特徴としたモータ。
【請求項７】
モータの製造方法であって、それぞれの材料を保持する、または圧縮する金型が独立に上下動などのストロークと独立機構による駆動など、圧縮応力変更が可能なことを特徴とする圧縮用金型によって製造されたことを特徴とするモータの製造方法。
【請求項８】
請求項１から４のいずれかのモータにおいて、固定子側のバックヨーク部分を圧粉磁心で構成することを特徴としたモータ。
【請求項９】
請求項１から４のいずれかのモータにおいて、固定子側のバックヨーク部分を圧粉磁心で構成し、かつ、コイルと圧粉磁心を樹脂成形で一位化する構造とすることを特徴としたモータ。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれかのモータにおいて、磁石粉の絶縁コーティングとしてＲ−
Ｆｅ−Ｂ（Ｒは希土類元素）系磁石において主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ の粒界あるいは粉末表面の一部または全面に層状のフッ素を含んだ層が形成され、前記層がアルカリ土類あるいは希土類元素からなるフッ素化合物を含み、前記粒界形成したフッ素化合物の厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする高保磁力希土類磁石を圧粉磁心とともに一体成形することを特徴としたモータ。
【請求項１１】
請求項１のモータにおいて、回転子磁石，圧粉磁心，シャフトを同一の金型内において、少なくとも圧粉磁心、または磁石部分に軸方向に同時に圧縮方向圧力を加えて一体成形して製作される回転子を備えた中空軸永久磁石モータを駆動源とする自動車パワーステアリング駆動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用，家電，自動車分野に使用される永久磁石モータの無コギングトルク化を実現し、かつ、高出力トルクで安価となることを実現するモータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータは、産業用，家電，自動車分野の電気エネルギーを機械出力に変換する駆動用機器として使用される。世界的に省エネ化が叫ばれるなかで、その変換効率が高いことが必要とされている。しかし、一方では、効率向上に加えモータの小形化も重要とされ、磁石モータなどでは、希土類を含んだ高エネルギー積磁石の採用や固定子コアの分割コア工法などによる固定子コアのコイル高密度化などにより小形化が実現されている。
【０００３】
しかし、一部の用途のモータにおいては、磁石のエネルギー積が高い為に、磁石の極数と固定子コアのスロット数の関係で発生するコギングトルクと呼ばれる脈動トルクが問題になるために、固定子磁極を使用しないコアレスモータでなければならない場合がある。一般的にこれらのモータは、コギングトルクは小さいが、エネルギーの変換効率においては固定子コアを有する永久磁石モータに比べ劣ると考えられている。
【０００４】
コアレスモータの出力トルクを改善する方法としては、文献１，２に示すような磁石の異方性を考慮した磁石配向にする方法がある。この方法は、等方性を有する特性に製造されたリング磁石を着磁によってその磁化方向を変化させて製造するが、磁石の厚みが厚い場合や、更に複雑な磁化方向に着磁することは困難となっている。
【０００５】
また、磁石の外径がφ５０mmを超えるような大きい場合においては、リング磁石の製造は困難で、かつ、リング磁石の磁化方向が径方向（ラジアル方向）の場合には、熱膨張係数が負となるため、磁化方向の変化点で温度変化により割れたり、クラックが入る等の問題がある。このため、通常のリング磁石では、ロータとして組立した後に、磁石の表面をガラス繊維，炭素繊維等を含むバインドテープ等で表面を保護するか、ステンレス等の薄い金属の筒を被せて保護する等の手段を講じている。また、リング磁石でなく、極毎にセグメント形状の磁石を貼り付けて構成される場合においても、上述したものと同様に、ロータの外周面をバインド、円筒保護することが一般的である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５６８９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９０６号公報
【特許文献３】特開２００５−２０９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする課題は、コアレスモータにおいては、鉄心が無いために、ギャップ部分の磁束密度が低くなるため、少しでもギャップ寸法を小さくし、エネルギー積の大きい磁石を採用してギャップ磁束密度を大きくする設計をしたい。しかし、エネルギー積の大きい希土類焼結磁石を用いると上述の割れの問題で機械的に保護する部材の厚み分のギャップが余分に必要となる。また、ボンド磁石（磁石粉と樹脂バインダの成形体）で構成すると、希土類ボンド磁石であっても、磁石の厚みを厚くするなどの方法をとっても希土類の焼結磁石で構成する特性を得ることは困難である。
【０００８】
また、もう一つの課題は、ロータの外径がφ５０mm以上と大きくなると、１極あたりの磁石の磁束が多くなる為、磁石の使用量を減らす為にはロータの径に応じた或る程度の多極化が必要となる。多極化すると、モータとしての駆動周波数が高くなるため、磁石，ロータコア，ステータヨークに渦電流が発生するといった問題が表れる、モータの効率を低下させる原因となる。この問題に対しては、磁石自体の電気抵抗が大きい方が好ましいため、ボンド磁石を採用することで渦電流は減少させることができるが、上述した希土類焼結磁石ほどの出力トルクを得ることは難しいのが現状である。
【０００９】
本発明は、この課題に対し、希土類ボンド磁石を用いてモータの出力向上と効率向上を同時に満足する方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、モータのロータコアを粉末材料を成形して構成し、その成形体は結合材および磁石粉末を主とするボンド磁石部と、結合材および軟磁性粉末を主とする軟磁性部とを有し、圧縮成形手段を用いて形成された永久磁石型のロータであって、前記ボンド磁石部は磁極の少なくとも１面が前記軟磁性部に機械的に結合されていることを特徴とするロータ構造とすることで課題を解決しようとするものである。また、そのボンド磁石はセグメント毎に仮成形によって製作されるもので、仮成形時に異方性を付与し、その異方性を複数極を有するロータとして本成形により成形してロータを得た後に、着磁磁界によって着磁される構造のモータ用ロータとなることを特徴とする。更に、本成形時には、ロータシャフトとの一体成形をすることにより、一度の成形によって製品ロータを高精度に製造することを特徴とする。この方法によって製造されたロータは、機械的強度が高くなるため、バインドテープ等で表面を保護するか、ステンレス等の薄い金属の筒を被せて保護する等の保護手段が不要となることが特徴である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコアレスモータは、機械的強度を増した分、ロータのバインドテープ等で表面を保護するか、ステンレス等の薄い金属の筒を被せて保護する等の保護手段が不要となり、ギャップ寸法を小さくすることが可能となるため、出力向上が見込まれる。
【００１２】
また、ボンド磁石の異方性により高出力とでき、渦電流損失もほとんどなくなることから、小形，高効率化が可能となる。かつ、もともとコアレスモータの特徴である無コギングトルク特性も維持できる。これによりこのモータを用いた自動車，家電，産業用駆動システムなどの小形化，効率向上と、制御性，システム製品の操作性向上などが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
モータの小形，効率向上と、無コギングトルク性能という相反する項目の同時満足という目的に対し、固定子ヨークを高密度な圧粉磁心とし、径方向に極めて薄いコイル成形体で固定子側を構成する。回転子側は、粉末材料を成形して構成し、その成形体は結合材および磁石粉末を主とするボンド磁石部と、結合材および軟磁性粉末を主とする軟磁性部とを有し、圧縮成形手段を用いて形成された永久磁石型のロータであって、前記ボンド磁石部は磁極の少なくとも１面が前記軟磁性部に機械的に結合されていることを特徴とするロータ構造とすることで課題を解決しようとするものである。また、そのボンド磁石はセグメント毎に仮成形によって製作されるもので、仮成形時に異方性を付与し、その異方性を複数極を有するロータとして本成形により成形してロータを得た後に、着磁磁界によって着磁される構造のモータ用ロータとなることを特徴とする。以下、具体的な実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
＜実施例１＞
図１は、本発明の中空軸となる永久磁石モータの断面図を示す。この例は回転子磁極数１０，固定子コイル数１２の３相ブラシレスモータである。固定子側は、固定子ヨークを高密度な圧粉磁心とし、径方向に極めて薄いコイル成形体で固定子側を構成している。この固定子に圧粉磁心を用いる理由としては、このモータが多極であり、回転磁界によって発生する渦電流を小さくするために必須となっているためである。回転子側は、粉末材料を成形して構成し、その成形体は結合材および磁石粉末を主とするボンド磁石部と、結合材および軟磁性粉末を主とする軟磁性部とを有し、圧縮成形手段を用いて形成された永久磁石型のロータであって、前記ボンド磁石部は磁極の少なくとも１面が前記軟磁性部に機械的に結合されていることを特徴とするロータ構造とすることで課題を解決しようとするものである。また、そのボンド磁石はセグメント毎に仮成形によって製作されるもので、仮成形時に異方性を付与し、その異方性を複数極を有するロータとして本成形により成形してロータを得た後に、着磁磁界によって着磁される構造のモータ用ロータとなることを特徴とする。
【００１５】
図２には回転子磁石の仮成形方法を示す。磁石の仮成形は、磁場配向可能な金型を用いて行う。磁石粉末と熱可塑性、または熱硬化性の結合材とでなる材料を必要な磁気特性を得ることが可能な適正配合量でブレンドし、金型内に充填し、圧縮成形、または、射出成形などの手段を用いて成形する。その際、金型内に配置した、磁場配向用のコイルに通電しながら成形を行うことにより、磁石の磁場を精度良く配向させることができる。次に磁場配向を精度良くした仮成形体は、圧粉磁心ヨークと一体成形（本成形）する。図３に本成形のイメージを示す。また、図４には圧縮成形金型構造を示す。図５は、圧縮成形状態の金型の位置関係を示す。まず、金型中へ、シャフト３，圧粉磁心材料粉１ａ，ボンド磁石仮成形体２ａをそれぞれ必要な位置に配置する。このとき、仮成形体は、周方向には充分なすきまを空けて簡単に配置でき、かつ、しっくりと配置される寸法関係となっている。シャフトは、外径部分を下型２１によって保持し、内径を中子２２によって保持する。シャフト３と磁石の間には圧粉磁心材料粉１ａを配置し、成形後に所定の密度となるような量を計量して挿入する。シャフトは上部より押えプレート２４によって軸方向に固定された状態で、上パンチの独立して上下する第１パンチ２５と第２パンチ２６がそれぞれ圧縮力を伝える構造とする。例には、上プレート２３からバネを介して圧縮力を伝える構造を示す。この構造は、それぞれが独立した圧縮機構となっていても良い。上プレートがプレス等の圧縮駆動源によって下降すると、バネ力によって中子と第２パンチ２６へそのバネたわみ量分の加圧力が加わる。第１パンチは上プレートと直接結合され、上プレートの圧縮応力を直接圧粉磁心の圧縮成形力を伝え、その必要寸法での圧縮を行う。その際、第２プレートにも、充分な圧縮力がかかるものとし、もとの仮成形体の軸方向寸法を縮める寸法関係までの圧縮を行うものとする。圧縮後のパンチの位置関係は図５に示すとおりとなり、シャフトを金型内に挿入した状態で圧粉磁心ヨーク１とボンド磁石成形体２を一体成形（２色成形と呼ぶ）を行うものである。図５（ｂ）に金型から取り出した成形体の斜視図を示す。シャフト３，圧粉磁心ヨーク部１，ボンド磁石成形体２が強固に結合した成形体を得ることができる。その結合部分をミクロに見た常態を図５（ｃ）に示す。圧粉磁心粉と磁石仮成形体の磁石粉は、その結合面で、バインダ（樹脂材料）による接着効果での結合のほかに、機械的に圧縮成形時の塑性変形による、粉粒子同士の絡みつきが発生し、その結合面の機械的強度を高くすることができる。従来、焼結で得られる焼結希土類リング磁石，セグメント磁石や射出成形で得られるボンド磁石を接着によってシャフトに結合する場合には、ガラス，炭素繊維入りのバインドテープなどでの表面側保護が必要であったが、本方法によれば、その保護が必要ない程度の引張り強度（４０〜６０ＭＰａ）を得ることができる。これにより、ガラス，炭素繊維入りのバインドテープなどでの表面側保護の不要な回転子を得ることが可能となる。
【００１６】
図８にはこの回転子構造を採用した中空軸コアレスモータの構造例を示す。まず、固定子側には、珪素鋼板積層，圧粉磁心などを用いたリング状のバックヨークに径方向に非常に薄いコイルを円周状に配置する。そのコイル，コアをモールド、あるいは接着などの手段において、コイルが電磁力で動くことがないように一体化して固定する。回転子側では、前述の２色成形により径寸法，軸方向，同心度などの精度の非常に良い回転子を得るこのとき、固定子と回転子の機械的空隙寸法は、少ない組立公差を考慮した設計とすることができる。この回転子磁石は、希土類ボンド磁石のため、焼結希土類磁石に比べて磁石の最大エネルギー積が小さい。このため、出来るかぎり磁石の外径部を大きくして有効な誘起電圧を大きくする設計とすることが望ましい。このため、内径部分は不要な部分となるため、図示するようにシャフト３の内径は中空とする設計となる。これらの固定子と回転子を組立して得られるモータ構造を図８（ｃ）に示す。固定子コアはハウジングによって保持され、ハウジングの両端には、インロー部分によってエンドブラケット(軸受保持部)が配置される。そのエンドブラケットには、軸受が保持され、軸受を介してシャフトが保持される構造となっている。前述したとおり、回転子磁石の径を大きくして、固定子コイルを薄くしているため、シャフトは中空構造となる。
【００１７】
図６には、本発明のモータと従来構造のモータの構造比較を示す。固定子の外径寸法と軸方向長さを固定して検討した例を示す。（ａ）図には本発明のコアレス方式，２色成形回転子を備える中空軸モータを示す。固定子の内径は５８mmとし、回転子外径を５７.２
mmとした。０.４mm の空隙寸法は、２色成形することによるシャフトからの磁石表面寸法公差を考慮しても充分達成可能な空隙寸法である。磁石の残留磁束密度はＢｒ＝０.８８Ｔとし、図示する方向の異方性を設けた２色成形で製作するものとした。（ｂ）図には、従来のスロット型コア付モータを示す。固定子の内径寸法は、３４.８mm 、回転子外径を３４mmとし、空隙寸法は０.４mm と（ａ）の構造のものと同じとした。磁石の残留磁束密度はＢｒ＝１.２Ｔ であり、焼結のリング磁石で厚さ３mmを採用した。小径のリング磁石の場合、内径側に０.１mm 程度の接着領域を設け、粘性の高い接着剤にて接着することにより充分な接着強度を得られるため、よほど過酷な温度条件で用いないかぎりギャップは０.４mm で構わない為、本発明のギャップ寸法と同程度に設定した。この構造は従来モータとして多い構造であるが、中空軸とならない。（ｃ）図には、コアレス方式で焼結希土類ラジアルリング磁石を用いる場合の構造を示す。この場合には、トルク伝達径が大きくなっているため、磁石の厚みを４mmまで大きくした。磁石の厚みを大きくすることで、磁束量増加，機械的強度は増すが、磁石の成形時に精度の良いラジアル配向を得ることが困難となるため、残留磁束密度を１.０５Ｔ と設定した。また、ラジアル異方性を有する場合、径方向と周方向に著しく熱膨張係数が異なる為、径の大きい本構造では磁石の強度確保が必須となる。このため、磁石の組立時の内径側の接着領域３と磁石の表面のガラス，炭素繊維入りのバインドテープ、またはステンレスなどの薄い非磁性体による表面保護領域が必要となる。このため、磁気回路的に見た空隙寸法は（ａ）の構造に比べて大きくなり、固定子内径を同一の５８mmとした場合の回転子外径は、５６mmとせざるを得ないことになる。
【００１８】
図７には、図６に示した（ａ）から（ｃ）の構造のモータの誘起電圧比較を示す。巻線の１相あたりの巻き数を同じにした場合の誘起電圧は、（ａ）と（ｂ）では同等の実効値が得られる。（ｃ）構造は、ギャップ寸法が大きい分不利となり、得られる誘起電圧が小さくなる。従って、本発明の２色成形回転子を有するモータは磁石の残留磁束密度が小さいにも関わらず、大きい出力を得ながら中空軸構造とすることができる。
【００１９】
本実施例では内転形モータの例を示したが、回転子が外側となる外転形のモータにおいても同様の結果となる。
【００２０】
＜実施例２＞
次に第２の実施例を説明する。本発明の中空軸永久磁石モータの圧粉磁心と磁石は、成形密度が高く、かつ、絶縁性に優れているほどモータとしての特性が向上する。成形密度を向上するためにはプレス成形する圧力を高くする必要があるが、圧力が高すぎると磁性粉表面の絶縁皮膜が破壊され、渦電流損が増加する。絶縁性保護の為に絶縁皮膜を厚めに設定すると磁石のエネルギー積の低下や、密度不足による透磁率低下となり、モータ特性が著しく低下してしまう。この相反する特性を同時に満足する為に磁性粉の皮膜を強化する方法が考えられる。
【００２１】
絶縁膜を形成する方法として、粒界に板状のフッ素化合物を形成しフッ素化合物と主相との界面を増やすこと、フッ素化合物の厚さを薄くすること、あるいはフッ素化合物を強磁性相にすることが挙げられる。前者はフッ素化合物の粉末形成の際に板状あるいは扁平状になるような手法を採用することが有効である。従来例である特開２００３−282312号にはＮｄＦ3 の場合平均粒径０.２μｍ のＮｄＦ3 粉末とＮｄＦｅＢ合金粉末を自動乳鉢を使用して混合しており、フッ化物の形状についての記載はなく、焼結後のフッ化物の形状は塊状になっている。これに対し本手法の一例は、フッ化物の粉末の形状を磁石形成後に層状にしている。磁石形成後にフッ素化合物粉の形状を層状にするために、使用するフッ素化合物の粉末形状を板状にしている。板状にするためにフッ化物を溶解急冷することがその手法の一例である。溶解温度は約２０００℃で真空溶解後、急冷速度は１０5℃／秒で急冷する。急冷することで厚さ１０μｍ以下でアスペクト比２以上の板状を得ることが可能となる。このような板状粉を使用すること以外に、主相とフッ素化合物を加熱加圧してフッ素化合物が粒界に沿って層状になるように成形する手法もある。フッ素化合物が成形後に層状になっていれば、塊状あるいは粒状になっているよりもフッ素化合物と主相との界面積は増加し、成形後の粒界に沿って形成される。フッ化物が層状になることにより、塊状よりもフッ化物の混合量が少なくともフッ化物による磁気特性向上が達成される。また、フッ素化合物の強磁性化については、フッ素化合物にＦｅあるいはＣｏを添加し急冷プロセスを経て粉体あるいは薄帯を形成する。フッ素化合物は、常磁性であり室温での磁化が小さい。そのため、フッ化物を主相に混合すれば残留磁束密度が混合量にほぼ比例して残留磁束密度が減少する。残留磁束密度の減少は、エネルギー積の著しい低下につながる。したがって磁石の磁束密度を高く設計している磁気回路においては、従来のフッ素化合物を含む磁石の形成は困難であったがフッ素化合物を強磁性化できれば、フッ素化合物の添加量が同じ場合でも飽和磁束密度及び残留磁束密度の値が強磁性フッ化物の添加により増加させることが可能である。またフッ素化合物が強磁性を示していても、フッ素化合物自身の保磁力が高くならないと、主相の保磁力あるいは角形性に悪影響を及ぼす。主相保磁力を保持しながら角形性も確保して残留磁束密度を高めるには、フッ素化合物の保磁力を高くする必要がある。フッ素化合物自身の保磁力を１ｋＯｅ以上にすることにより、主相保磁力や角形性を確保して残留磁束密度の減少を低減することが可能である。このような保磁力をもったフッ素化合物の形成には、フッ素化合物と強磁性体を溶解急冷する手法を適用する。急冷には単ロール法，双ロール法がある。
【００２２】
具体的な製作例を以下に示す。ＮｄＦｅＢ合金は水素化脱水素処理を施した粒径約100μｍの粉であり、この粉末の保磁力は１６ｋＯｅである。このＮｄＦｅＢ粉末に混合するフッ素化合物はＮｄＦ3である。ＮｄＦ3原料粉を急冷装置を用いて急冷し、板状あるいはリボン状粉末を形成する。原料粉１０２をタングステン電極１０３によるアーク溶解で不活性ガス雰囲気１０１中にて溶解し、ノズル１０４からシャーター１０７を開けてロール１０５上に溶解したＮｄＦ3 を吹き付ける。不活性ガスにはＡｒガスを、単ロール１０５にはＣｕあるいはＦｅ系材料を使用し、５００から５０００rpm で回転した単トールの上にＡｒガスで加圧し差圧を利用して吹きつける。得られるＮｄＦ3 粉末は板状となり、このＮｄＦ3 粉末とＮｄＦｅＢ粉末をＮｄＦ3 が約１０ｗｔ％となるように混合した。この混合粉末を１０ｋＯｅの磁界で配向，圧縮し、Ａｒガス中で加熱圧縮成形した。成形条件は、加熱温度７００℃，圧縮圧力３−５ｔ／cm2であり７mm×７mm×５mm の異方性磁石を作製した。作製した成形体の密度はいずれも７.４ｇ／cm2以上であった。成形した異方性磁石の異方性方向に３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加し減磁曲線を２０℃で測定した。ＮｄＦ3 厚さは主相のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ粒子の粒界にあるＮｄＦ3 層の平均の厚さである。
ＮｄＦ3 厚さは、ＮｄＦ3 粉末形成条件や加熱圧縮成形条件及びＮｄＦｅＢ粉末形状などにより異なる。ＮｄＦ3厚さを変えるために、ＮｄＦ3粉末作製時のロール回転数を５００から５０００rpm に変えて作製し、粉砕した粉をさらにメッシュなどにより分級している。回転数が高く圧縮成形圧力が大きい方がＮｄＦ3厚さを薄くすることができる。ＮｄＦ3が０.０１μｍ から厚くなるとＢｒ（残留磁束密度），ｉＨｃ（保磁力）及びＢｈｍａｘ（エネルギー積）の値が増加する傾向にある。ＮｄＦ3厚さが０.１から１０μｍの範囲でｉＨｃが顕著に増加し、Ｂｒも増加している。ＮｄＦ3 が界面に存在することにより保磁力が増加するが、厚くなると減少するのはＮｄＦ3 が常磁性体のため、粒子間の強磁性結合が弱くなるためと推定される。Ｂｒが増加するのは、低磁界での磁束密度が増加しているためである。ＮｄＦ3 厚さが１.０μｍ となった磁石の保磁力の温度依存性を大気中加熱で測定した結果、保磁力の温度係数はＮｄＦ3 無添加磁石の場合５.０％／℃ である。ＮｄＦ3厚さを厚くすることにより保磁力の温度係数が小さくなる。その効果はＮｄＦ3厚さが０.１mmから１０μｍであり、保磁力の温度係数は最小で３.４％／℃になる。これは、ＮｄＦ3 が主相の酸化を防止していること、高保磁力化による磁区安定化に関係していると推定される。フッ化物の主相に対する平均被覆率が約５０％の結果は、ＮｄＦ3 厚さが０.１ −１０μｍの時、被覆率が変化した場合は被覆率依存性を示す。被覆率は、フッ化物粉末の混合状態，フッ化物粉末の粒度，ＮｄＦｅＢ粉末の粒度，ＮｄＦｅＢ粉末の形状，配向磁界，配向時の圧力，加熱条件などのパラメータ及び条件が関係する。被覆率が増加すると、保磁力は増加する傾向にある。
【００２３】
上記の方法で作成した磁性粉を用いて中空軸モータ用回転子を作成することにより、回転子は熱減磁しにくく、保磁力の温度係数が小さい硬質磁性材料の適用により、逆磁界に強く、誘起電圧の温度依存性が小さく、高温まで安定した出力を得ることが可能である。
【００２４】
＜実施例３＞
次に本発明の中空軸モータを利用したシステムについて説明する。図９には、本発明の中空軸モータを利用することで効果の期待できるシステムの例を示す。図９（ａ）は自動車用のステアリング装置をモデル化して示した図を示す。自動車用のパワーステアリング装置は、従来は油圧駆動であったが、モータの高性能化が進み、電動で駆動するシステムも出始めてきている。このステアリング装置を駆動するモータは、人がハンドル操作をするとそれをアシストするように回転し、駆動力を発生してタイヤの向きを変える役割を果たす。しかし、モータのハンドル操作によって、モータが回されるときの重みを除去する為に、モータ自体のロストルクを小さくしておく必要がある。このため、コアを有しないモータはコアのヒステリシス損失を無くすることができるため、その目的を達成することができる。また、一定出力領域での効率が珪素鋼板を用いる場合よりも高くできる為、自動車のようなバッテリーから電力を供給され、燃費を考慮しなければならない用途に最適なシステムといえる。また、コアを必要としないため、巻線の占積率も向上でき、モータの体格（体積）も小さく出来る。また、（ｂ）図に示すように、中空部分を利用して遊星ギア４３や、（ｃ）図に示すようなボールネジ機構４４などの機構部品を内部に配置可能なため、自動車の限られた車載スペースへの実装も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の中空軸となる永久磁石モータの断面図である。
【図２】本発明の回転子磁石の仮成形方法を示す図面である。
【図３】本発明の２色成形のイメージを説明する図面である。
【図４】本発明の２色成形の圧縮成形金型構造を示す図面である。
【図５】本発明の２色成形の圧縮成形時の金型位置関係を示す図面である。
【図６】本発明のモータと従来構造のモータの構造比較を示す図面である。
【図７】各種構造のモータの誘起電圧比較を示す図面である。
【図８】本発明の２色成形回転子構造を採用した中空軸モータの構造例を示す。
【図９】自動車用パワーステアリングシステムに本発明のモータを使用したシステムを示した説明図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００２６】
１…回転子バックヨークコア（圧粉磁心成形体）、１ａ…圧粉磁心材料粉、２…回転子磁石、２ａ…磁石仮成形体、３…シャフト、４…固定子バックヨークコア、５…固定子コイル、６…固定子コア、８…磁石粉末、９…バインダ（樹脂）、１１…仮成形金型(ダイ)、１２…磁界発生用コイル、１３…仮成形金型（パンチ）、２１…本成形金型（下型）、２２…本成形金型（中子）、２３…本成形金型（上プレート）、２４…本成形金型（シャフト押えプレート）、２５…本成形金型（第１パンチ）、２６…本成形金型(第２パンチ)、３１…接着層、３２…バインド層（炭素繊維，ガラス繊維）、３３…モールド材、３４…ベアリング（軸受）、３５，３６…エンドブラケット、３７…ハウジング、４１…ハンドル、４２…パワーステアリング用モータ、４３…遊星ギア、４４…ボールネジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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