(57)【要約】【課題】本発明は、変形時において１方向に揃えた磁粉の配向を乱さず、良好な磁気特性を有する異方性ボンド磁石とその製造方法およびそれらを用いたモータを提供する。【解決手段】薄片形状の磁粉１４を主成分とする異方性磁石コンパウンドから成形した円弧形状の磁石成形体１５を備え、円弧形状の磁石成形体１５は、内径１５ａ側に凹部１６を有し、凹部１６を境界に磁粉１４の配向方向が異なる構成を有する。これにより、磁気特性の低下、表面磁束密度波形の対称性の低下を改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄片形状の磁粉を主成分とする異方性磁石コンパウンドから成形した円弧形状の磁石成形体を備え、
前記円弧形状の磁石成形体は、内径側に凹部を有し、
前記凹部を境界に磁粉の配向方向が異なる異方性ボンド磁石。
【請求項２】
薄片形状の磁粉を混錬して異方性磁石コンパウンドを形成するステップと、
前記異方性磁石コンパウンドを成形してコ字形状の成形体を形成するステップと、前記成形体を、凹状円弧部を有する上金型と、少なくとも一部に凸部が形成された凸状円弧部を有する下金型との間に挟んで、円弧形状の磁石成形体を形成するステップと、
前記磁石成形体を着磁するステップと、
を含む異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項３】
前記凸部は、断面が曲率を有する請求項２に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項４】
前記円弧形状の磁石成形体の前記下金型と対向する面に、前記下金型の前記凸部を転写して、前記円弧形状の磁石成形体に凹部を形成する請求項２に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項５】
前記凸部の高さは、前記磁石成形体の厚みの０．０１％以上４０％以下である請求項２または請求項３に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の異方性ボンド磁石を有するロータと、
ステータと、
を備えたモータ。
【請求項７】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の製造方法により形成された異方性ボンド磁石を有するロータと、
ステータと、
を備えたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性ボンド磁石とその製造方法およびそれらを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータの小型化・高性能化に対応するために、モータの固定子（ステータ）に装着される磁石の小型・高性能化が要望されている。それを実現するために、配向方向を制御した異方性ボンド磁石が用いられている。
【０００３】
一般に、モータの固定子に用いられる異方性ボンド磁石の配向方向は、配向磁場中で金型で成形し、極中心方向に磁界が集中するように制御されている。例えば、一軸方向の磁場中で磁場配向させた後、一軸方向に配向した異方性ボンド磁石を機械的に変形させて、所望の方向に配向させて異方性ボンド磁石を形成する方法がある。これにより、異方性ボンド磁石の配向方向を制御して、異方性ボンド磁石が発生する磁界を所望の強さに制御している。
【０００４】
以下に、従来の機械的に変形させて形成される異方性ボンド磁石の製造方法について、図５（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は、従来の異方性ボンド磁石の製造方法の主なステップを説明する模式図である。なお、以下では、例えば１０極からなるロータの１極分に相当する異方性ボンド磁石の製造方法を例に説明する。
【０００５】
まず、従来の異方性ボンド磁石は、コの字形状のキャビティを有する金型を用いて、所定量で混合した薄片形状の磁粉２４の配向方向を同一方向に揃えてコの字形状の成形体２３に成形する。
【０００６】
つぎに、図５（ａ）に示すように、成形体２３を、下金型２２上の凸状円弧部２２ｂの中央部近傍に載置し、上金型２１の凹状円弧部２１ａを成形体２３と対向して配置する。
【０００７】
つぎに、図５（ｂ）に示すように、上金型２１と下金型２２を上下方向から、変形荷重を加えて、成形体２３を機械的に変形させる。このとき、成形体２３のコの字形状の両端部は、下金型２２の凸状円弧部２２ｂに沿って変形する。こにより、図５（ａ）に示すコの字形状の成形体２３では同一方向に配向している磁粉２４は、変形によりコの字形状の両端部において、磁粉２４の長軸が凸状円弧部２２ｂの径方向に揃って配向する。一方、成形体２３のコの字形状の中央部では、磁粉２４の配向方向はほとんど変化せず、凸状円弧部２２ｂの径方向に磁粉２４の磁化容易軸が揃って形成される。
【０００８】
つぎに、図５（ｃ）に示すように、さらにコの字形状の成形体２３を、下金型２２の凸状円弧部２２ｂに沿って変形させる。
【０００９】
そして、図５（ｄ）に示すように、所定の厚みまで、コの字形状の成形体２３を機械的に変形することにより、図５（ｅ）に示す円弧形状の磁石成形体２５が形成される。
【００１０】
これにより、磁粉を一軸方向に磁場中で成形した後に、機械的に変形させて、磁粉の配向方向を制御して、異方性ボンド磁石が形成されている。
【００１１】
また、異方性磁石の配向方向を制御する別の方法としては、例えば径方向（ラジアル方向）に配向方向を固定して形成し、磁石厚さを変えて磁石形状により表面磁束を制御する方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【００１２】
まず、特許文献１の従来の異方性ボンド磁石では、径方向（ラジアル方向）に配向を有するラジアル異方性の筒状磁石が開示されている。そして、磁石が形成する磁界は、電機子（ロータ）と対向する側の磁石の形状を波型にして、隣接する磁極面の厚みを薄くすることにより、磁界を制御している。
【００１３】
また、特許文献２の従来の異方性ボンド磁石では、フェライトもしくは軟磁性鉄を含む１次ボンド磁石成形体と、異方性希土類磁性体を含む２次ボンド磁石磁性体を複合した複合ボンド磁石を開示している。そして、複合ボンド磁石の２次ボンド磁石磁性体層の厚みを、極間部と極部で異なる寸法にすることにより、表面磁束密度の分布波形を任意に制御している。ここで、２次ボンド磁石磁性体である異方性希土類磁性体の配向は、磁場中で成形する際に制御され、１次ボンド磁石成形体の厚みを含めて磁場配向されることにより、形成される。
【００１４】
また、特許文献３の従来の異方性ボンド磁石は、固定子に対する面に配置する極異方性磁石を磁場中で一体成型した構成を開示している。そして、異方性ボンド磁石の磁極端部の肉厚を径方向の肉厚に対して規定して、磁束分布密度を正弦波分布に近づけることにより、コギングトルクなどの発生を防止している。
【００１５】
つまり、上記で説明したように、従来の異方性ボンド磁石は、異方性の方向を磁場中で一体成型する、または、磁石の肉厚を適正量に制御して、モータ特性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−１０２４９９号公報
【特許文献２】特開２００６−０１９５７３号公報
【特許文献３】特開２００３−３１９５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の機械的な変形により配向方向を制御する薄片形状の磁粉を主成分とする異方性ボンド磁石を構成する磁石成形体は、薄片形状の磁粉の柔軟性が乏しいため、機械的に変形させにくいという課題がある。これは、磁粉の形状が薄片形状であるため、圧縮成型時に、磁粉が変形しにくいことに起因している。そのため、磁石成形体は、大きく機械的に変形させる部分（例えば、成形体のコの字形状の付け根など）で磁粉の変形が非連続に起こる。これにより、磁粉を再接合する時に、図５（ｅ）に示すように、非連続な部分で磁粉２４の配向方向２５ａ１が乱れて不均一（特に、磁石成形体２５の中央部２５ａ）になる。その結果、極中心方向への磁力が低減し、磁気特性の低下や表面磁束密度波形の対称性が劣化するなどの問題があった。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、電機子の極中心方向に、配向方向を揃えた異方性ボンド磁石と、機械的に変形させる工程において配向方向を制御して成形する異方性ボンド磁石の製造方法およびそれを備えたモータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の異方性ボンド磁石は、薄片形状の磁粉を主成分とする異方性磁石コンパウンドから成形した円弧形状の磁石成形体を備え、円弧形状の磁石成形体は、内径側に凹部を有し、凹部を境界に磁粉の配向方向が異なる構成を有する。
【００２０】
これにより、機械的に変形量の大きい部分の配向方向の乱れを抑制した異方性ボンド磁石を実現できる。その結果、極中心方向への磁力を向上できる。
【００２１】
また、本発明の異方性ボンド磁石の製造方法は、薄片形状の異方性磁粉を混錬して異方性磁石コンパウンドを形成するステップと、異方性磁石コンパウンドを成形してコ字形状の成形体を形成するステップと、成形体を、円弧形状の凹部を有する上金型と、少なくとも一部に凸部を有する円弧形状の下金型との間に挟んで、円弧形状の磁石成形体を形成するステップと、磁石成形体を着磁するステップと、を含む。
【００２２】
これにより、磁石成形体を円弧形状に機械的に変形させる時に、磁石成形体の円弧形状の内径側に配向した磁粉の変形量（変位量）を最小限にして、配向方向の乱れを抑制できる。その結果、極中心方向とは異なった方向に磁粉が配向する領域を減少させて、ほぼ極中心方向に配向した異方性ボンド磁石を容易に作製できる。
【００２３】
また、本発明のモータは、上記異方性ボンド磁石を有するロータと、ステータと、を備えて構成される。これにより、小型で、磁力の強い高性能なモータを実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、機械的な変形時に発生する磁粉の配向方向の乱れを抑制して、磁気特性の低下や表面磁束密度波形の対称性の低下を抑制した異方性ボンド磁石とその製造方法およびそれを備えたモータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態における異方性ボンド磁石の構造を説明する断面図、（ｂ）同実施の形態の異方性ボンド磁石を構成する磁粉の構造を説明する断面図
【図２】同実施の形態における異方性ボンド磁石の製造方法を説明するフローチャート
【図３】（ａ）〜（ｄ）同実施の形態の異方性ボンド磁石の製造方法の主なステップを説明する模式図
【図４】同実施の形態の異方性ボンド磁石を用いて作製したロータの構成を説明する平面図
【図５】（ａ）〜（ｅ）従来の異方性ボンド磁石の製造方法の主なステップを説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態の異方性ボンド磁石とその製造方法およびそれを備えたモータについて、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態における異方性ボンド磁石の構成について説明する。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における異方性ボンド磁石の構造を説明する断面図である。図１（ｂ）は、同実施の形態の異方性ボンド磁石を構成する磁粉の構造を説明する図である。なお、本実施の形態では、例えば１０極からなるロータの１極分に相当する円弧形状の異方性ボンド磁石を例に説明する。なお、以下では、異方性ボンド磁石を磁石成形体と称して説明する場合がある。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の異方性ボンド磁石１５は、内径１５ａ側に、例えば少なくとも２つの、断面が半円形状の凹部１６が形成された円弧形状を有し、複数の磁粉１４を内包して構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、磁粉１４は、例えば薄片形状のＮｄＦｅＢ粒子などからなり、磁粉１４の長軸１４ａに対して鉛直方向に磁化容易軸Ｂを有している。そして、凹部１６は、異方性ボンド磁石１５の径方向の肉厚に対して、例えば０．０１％から４０％の範囲で設けられている。
【００３０】
このとき、本実施の形態の異方性ボンド磁石１５は、凹部１６を境界として、磁粉１４が、例えば配向方向が異なる３つの領域１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有して形成されている。凹部１６間に相当する領域１７ａは、磁粉１４の磁化容易軸Ｂが、異方性ボンド磁石１５の半径方向（極中心方向）に形成されるように、図１（ａ）に示す配向方向１７ａ１に沿って、磁粉１４の配向方向が揃えられている。領域１７ｂでは、領域１７ｂの端部から領域１７ａに向かって、図１（ａ）に示す配向方向１７ｂ１に沿って磁粉１４の磁化容易軸Ｂが揃えられている。同様に、領域１７ｃでは、領域１７ｃの端部から領域１７ａに向かって、図１（ａ）に示す配向方向１７ｃ１に沿って磁粉１４の磁化容易軸Ｂが揃えられている。
【００３１】
これにより、機械的な変形量の大きい部分の配向方向の乱れが抑制され、極中心方向への磁力が向上させている。
【００３２】
本実施の形態によれば、機械的な変形量の大きい部分の配向方向の乱れを、凹部１６により抑制し、極中心方向への磁力が向上した異方性ボンド磁石を実現できる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、磁粉１４として、ＮｄＦｅＢ粒子を例に説明したが、これに限られない。例えば、ＮｄＦｅＢ材料と微粒子状のＳｍＦｅＮ材料を混合した複合体を用いてもよい。このとき、一般に、ＮｄＦｅＢ材料には、例えば平均粒子径（長軸）が１００μｍ程度で、厚み（磁化容易軸方向）が２０μｍから４０μｍからなる薄片形状の磁粉１４が用いられる。
【００３４】
以下に、本発明の実施の形態における異方性ボンド磁石の製造方法の一例について、図２と図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００３５】
図２は、同実施の形態における異方性ボンド磁石の製造方法を説明するフローチャートである。
【００３６】
図２に示すように、はじめに、異方性ボンド磁石コンパウンドを、以下の方法により形成する（ステップＳ１０）。
【００３７】
まず、異方化されたＮｄＦｅＢ磁粉と、アセトンに溶解した、例えば軟化温度が８０℃のノボラック型エポキシ樹脂とをニーダで十分に混合する。その後、アセトンを気化・蒸発させて、ＮｄＦｅＢ磁粉の表面にエポキシ樹脂の皮膜を形成する。
【００３８】
同様に、ＳｍＦｅＮ微粉末と、アセトンに溶解した、例えば軟化温度が８０℃のノボラック型エポキシ樹脂とをニーダで混合する。その後、アセトンを気化・蒸発させて、ＳｍＦｅＮ微粉末の表面にエポキシ樹脂の皮膜を形成する。
【００３９】
そして、エポキシ樹脂で被覆された、ＮｄＦｅＢ磁粉およびＳｍＦｅＮ微粉末と、柔軟性と接着性を付与させるためのポリアミド樹脂と潤滑剤とを、ミキサーなどで混合して混合物を作製する。このとき、ＮｄＦｅＢ磁粉とＳｍＦｅＮ微粒子の混合比率は、３：２とした。また、エポキシ樹脂の樹脂量は、全体に対する重量比（ｗｔ％）で１．１ｗｔ％で、他の樹脂の量としてポリアミド樹脂と潤滑剤の樹脂量は、合わせて重量比（ｗｔ％）で２．８ｗｔ％である。
【００４０】
なお、上記混合比率や重量比などは、上記値に限定されるものではなく、要求される特性に応じて、変更できることはいうまでもない。
【００４１】
そして、上記混合物を、例えば混錬装置である、加熱したロールの隙間に連続的に投入し混錬して混錬物を作製する。これにより、ポリアミド樹脂が軟化して、混合物に練りこまれる。このとき、ポリアミド樹脂が溶融する温度までロールを加熱する必要がないので、混錬時のロールの温度を、例えば１４０℃に加熱する。なお、混錬装置としては、上記ロールによる方法のほかに、エクストルーダなどを用いることができる。
【００４２】
そして、上記磁粉材料とポリアミド樹脂を混錬した混錬物を、室温まで冷却した後、粉砕もしくは解砕して、例えば粒度３５０μｍ以下の顆粒状粉末に調整する。このとき、硬化開始温度が１７０℃の、例えばイミダゾール系の微粉末状の硬化剤を、顆粒状粉末に添加・混合して、異方性ボンド磁石コンパウンドを作製する。
【００４３】
つぎに、図２に示すように、上記異方性ボンド磁石コンパウンドを用いて、以下の方法により成形体を形成する（ステップＳ２０）。
【００４４】
まず、例えばコの字形状のキャビティを有する金型を準備する。上記異方性ボンド磁石コンパウンドを金型のキャビティ内に充填する。
【００４５】
そして、異方性ボンド磁石コンパウンドを充填した金型を、充填した異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉を任意の方向に配向させる磁場を発生させる磁場発生装置の磁極間に配置する。その後、異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉を、所定の方向に配向させるために磁場発生装置の磁極間に磁界を発生させる。
【００４６】
そして、配向磁界を金型に充填された異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉に加えた状態で、例えば両側パンチを用いて圧縮成型を行う。これにより、異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉の配向方向が一定の方向に揃った（例えば、図３（ａ）参照）、コの字形状の成形体が形成される。このとき、圧縮成型は、例えば金型の温度１６０℃、成形圧力１５０ＭＰａ、配向磁場１．３ＭＡ／ｍ、成形時間は３０秒の条件で行う。また、磁場配向成形は、例えば直交磁場成形で行う。なお、例えばΦ５０ｍｍで１０極構成のロータを作製する場合、コの字形状の成形体として、幅１４ｍｍ、高さ１３ｍｍの形状で形成される。しかし、ロータの大きさや極数に応じて、コの字形状の成形体の寸法が変化することはいうまでもない。
【００４７】
そして、圧縮成型後、上記状態で、例えば交番磁界を印加して磁界強度を徐々に減衰させる脱磁方法で、少なくとも金型の脱磁を行う。これは、以後のステップで、磁粉の金型への付着を防止するためである。なお、脱磁は、交番磁界の印加のほかに、圧縮成型時とは逆方向に直流磁界を印加することにより行ってもよい。
【００４８】
つぎに、図２に示すように、上記成形体を用いて、以下の方法により磁石成形体を形成する（ステップＳ３０）。ここで、磁石成形体の詳細な形成方法は、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の異方性ボンド磁石の製造方法の主なステップを説明する模式図である。
【００４９】
まず、コの字形状の成形体の未硬化体および、上金型１１と下金型１２と図示しないダイスの少なくとも３つの部品からなる変形金型を、恒温槽に置き、成形体中に含有されている硬化剤の硬化開始温度以下の、例えば１６０℃に加熱する。このとき、図３（ａ）に示すように、上金型１１は、所望のロータの外径１５ｂ（図１参照）形状を形成する凹状円弧部１１ａを有している。下金型１２は、所望のロータの内径１５ａ（図１参照）形状を形成する凸状円弧部１２ｂを有し、凸状円弧部１２ｂ上には、所定の間隔で、少なくとも２つの、例えば半円形状の凸部１２ａが設けられている。なお、コの字形状の成形体を磁場中で変形させないので、上金型１１や下金型１２の材質は、非磁性材料で形成する必要はなく、例えばＳ４５Ｃの焼入れ品や、例えば炭化タングステン（ＷＣ）などの超硬材料を用いることが好ましい。また、凸部１２ａの形状は、凸状円弧部１２ｂの曲率より大きい形状であれば任意である。また、凸部１２ａの高さは、以下で述べる異方性ボンド磁石１５の径方向の肉厚に対して、例えば０．０１％から４０％の範囲で設けられている。具体的には、異方性ボンド磁石１５の肉厚が１．５ｍｍの場合、凸部１２ａの高さは１０μｍ（０．６％程度）以上で５００μｍ（３５％程度）で、好ましくは５０μｍ以上で１５０μｍである。また、凸部１２ａの周方向の幅は、５０μｍから１５００μｍ程度で、好ましくは５００μｍ以上で１０００μｍである。
【００５０】
そして、図３（ａ）に示すように、１６０℃に保持した成形体２０を、下金型１２上の中央部近傍で、成形体２０のコの字形状の両端部が凸部１２ａを内包するように配置して載置する。その後、上金型１１の凹状円弧部１１ａを成形体２０と対向して配置する。このとき、コの字形状の成形体２０を、下金型１２の中央部近傍に配置するために、例えば位置決め用の冶具を用いて配置することが好ましい。
【００５１】
そして、図３（ｂ）に示すように、上金型１１と下金型１２を上下方向から、例えば変形時間３０秒で、変形荷重２０ＭＰａを加えて、成形体２０を機械的に変形させる。このとき、成形体２０のコの字形状の両端部は、下金型１２の凸状円弧部１２ｂに沿って変形する。これにより、図３（ａ）に示すコの字形状の成形体２０では同一方向（鉛直方向）に磁化容易軸が配向している磁粉１４は、変形によりコの字形状の両端部において、磁粉１４の長軸が凸状円弧部１２ｂの径方向に揃って配向する。一方、成形体２０のコの字形状の中央部では、磁粉１４の配向方向がほとんど変形せず、凸状円弧部１２ｂの径方向に磁粉１４の磁化容易軸が揃って形成される。
【００５２】
そして、図３（ｃ）に示すように、さらにコの字形状の成形体２０を変形すると、下金型１２の凸部１２ａにより、成形体２０は、コの字形状の中央部の磁粉１４の変形が制限されながら変形する。つまり、凸部１２ａにより、下金型１２の凸状円弧部１２ｂに沿って、磁粉１４がランダムに変形することを防止して、成形体２０のコの字形状の中央部の磁粉１４の配向方向を均一にできる。
【００５３】
そして、図３（ｄ）に示すような、所定の厚みを有する円弧形状の磁石成形体１５が形成される。ここで、磁石成形体の厚さ（肉厚）は、例えば１．５ｍｍになるように、上金型１１と下金型１２との加圧後の位置を規制することにより設定される。このとき、磁石成形体１５には、下金型１２の凸部１２ａが転写されて、図１（ａ）で示す凹部１６を有する円弧形状の磁石成形体１５が形成される。なお、図３（ｄ）では、図示していないが、円弧形状の磁石成形体１５のテーパ状の側面を形成する冶具が設けられていることは、いうまでもない。
【００５４】
そして、磁石成形体１５に混合された硬化剤の硬化温度以上の温度で加熱することにより、磁石成形体１５を硬化する。
【００５５】
つぎに、図２に示すように、上記磁石成形体１５を、以下の方法により着磁して異方性ボンド磁石を形成する（ステップＳ４０）。なお、磁石成形体１５の着磁は、磁石成形体１５単独で行ってもよいが、通常、複数の磁石成形体１５を、例えばロータコアに接着して着磁が行われる。そこで、以下では、磁石成形体１５をロータ形状に形成した後に、着磁する場合を例に説明する。
【００５６】
まず、上記の方法で形成された、例えば１０極中の１極分に相当する円弧形状の磁石成形体１５を１０個、例えば電磁鋼板を積層して形成されたロータコアに接着してロータを形成する。このとき、磁石成形体１５の凹部１６を、ロータ形成時の位置決めに利用してもよい。これにより、極中心方向と対向した位置に、精度よく磁石成形体１５を配置することができる。
【００５７】
そして、ロータを、所定の方向に着磁できる専用の着磁ヨークに装着して、着磁する。このとき、着磁ヨークは、各円弧形状の磁石成形体１５の磁粉の配向方向に、ほぼ着磁方向を合わせ、十分な着磁量が得られるよう設計して作製されている。なお、円弧形状の磁石成形体１５は、配向方向に磁化容易軸を有しているので、必ずしも、着磁ヨークの着磁方向と円弧形状の磁石成形体１５の磁粉の配向方向を一致させなくともよい。
【００５８】
上記本実施の形態の製造方法により、図４に示す所定の配向方向に着磁されたロータ（ロータコアは図示せず）が作製される。ここで、図４は、同実施の形態の異方性ボンド磁石を用いて作製したロータの構成を説明する平面図である。
【００５９】
また、上記により得られた異方性ボンド磁石で構成されたロータと、ステータと組み合わせてモータを作製できる。
【００６０】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、機械的な変形量の大きい部分の磁粉１４の配向方向の乱れを、凹部１６により抑制し、極中心方向への磁力が向上した異方性ボンド磁石を容易に作製できる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、磁石成形体１５の凹部１６を、ロータ形成時の位置決めに利用することが可能である。異方性磁石の配向方向に合わせて専用に設計された着磁ヨークの極中心位置に対して、精度よく磁石成形体１５を配置してロータを作製することができる。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、極中心方向への磁力が向上した異方性ボンド磁石を用いることにより、小型で、磁力の強い高性能なモータを実現できる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、下金型の凸部の断面形状が、半円形状を例に説明したが、これに限られない。例えば、断面形状が台形形状、三角形状などの多角形や、卵形状でもよい。つまり、成形体を機械的に変形させる時に、コの字形状の成形体の中央部の磁粉の配向方向を乱さないように変形できる形状であれば、任意である。このとき、異方性ボンド磁石の内径側に形成される凹部１６の形状も、下金型の凸部の形状に応じて形成されることはいうまでもない。
【００６４】
また、本実施の形態では、コの字形状の成形体を例に説明したが、これに限られない。例えば、成形体の両端部が、ハの字形状に開いた形状でも、Ｒ状の曲線であってもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、具体的な数値を例に説明したが、示した数値に限定されず、形成する異方性ボンド磁石の形状、組成、特性などに応じて、好ましい条件の値で行われることはいうまでもない。特に、成形体を機械的に変形させる際の荷重の範囲は、例えば５〜４０Ｍｐａで、変形時の温度や磁石材料に含まれる樹脂量により、条件にあった荷重に調整することが好ましい。
【００６６】
また、本実施の形態では、磁石成形体を形成した後に、硬化剤が硬化する例で説明したがこれに限られない。例えば、ロータ形状に形成した後に、硬化させてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、用いる材料などを変更して実施することが可能である。
【００６８】
（実施例）
（１）異方性ボンド磁石コンパウンドの作製
まず、実施の形態で説明したように、異方化されたＮｄＦｅＢ磁粉とＳｍＦｅＮ微粉末とを、アセトンに溶解した、例えば軟化温度が８０℃のノボラック型エポキシ樹脂とをニーダで十分に混合する。その後、アセトンを気化・蒸発させて、ＮｄＦｅＢ磁粉とＳｍＦｅＮ微粉末の表面にエポキシ樹脂の皮膜を形成した。
【００６９】
そして、ＮｄＦｅＢ磁粉およびＳｍＦｅＮ微粉末と、柔軟性と接着性を付与させるためのポリアミド樹脂と潤滑剤とを、ミキサーなどで混合して混合物を作製した。このとき、ＮｄＦｅＢ磁粉とＳｍＦｅＮ微粒子の混合比率は、３：２とした。また、エポキシ樹脂の樹脂量は、全重量に対する重量比（ｗｔ％）で１．１ｗｔ％で、ポリアミド樹脂と潤滑剤の樹脂量は、合わせて重量比（ｗｔ％）で２．８ｗｔ％である。
【００７０】
上記混合物を、例えば１４０℃に加熱したロールの隙間に連続的に投入し混錬して混錬物を作製した。これにより、ポリアミド樹脂が軟化して、混合物に練りこんだ。
【００７１】
上記混錬物を、室温まで冷却した後、粉砕もしくは解砕して、例えば粒度３５０μｍ以下の顆粒状粉末に調整した。このとき、硬化開始温度が１７０℃のイミダゾール系の微粉末状の硬化剤を、顆粒状粉末に添加・混合して、異方性ボンド磁石コンパウンドを作製した。
【００７２】
（２）成形体の作製
つぎに、異方性ボンド磁石コンパウンドを用いて、成形体を形成した。
【００７３】
まず、例えばコの字形状のキャビティを有する金型に異方性ボンド磁石コンパウンドを充填した。
【００７４】
そして、異方性ボンド磁石コンパウンドを充填した金型を、磁場発生装置の磁極間に配置して、磁場を印加することにより、異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉を、所定の方向に配向させた。
【００７５】
そして、配向磁界を金型に充填された異方性ボンド磁石コンパウンドの磁粉に加えた状態で、例えば両側パンチを用いて圧縮成型を行い、幅１４ｍｍ、高さ１３ｍｍのコの字形状の成形体を形成した。このとき、圧縮成型は、例えば金型の温度１６０℃、成形圧力１５０ＭＰａ、配向磁場１．３ＭＡ／ｍ、成形時間は３０秒の条件で行った。
【００７６】
（３）磁石成形体の作製
つぎに、上記成形体を用いて、磁石成形体を作製した。
【００７７】
まず、コの字形状の磁石成形体の未硬化体および上金型１１と下金型１２と図示しないダイスの少なくとも３つの部品からなる変形金型を、１６０℃の恒温槽に放置して加熱した。
【００７８】
そして、１６０℃に保持した磁石成形体を下金型上の中央部に配置し、上金型を配置し、下金型と上金型を上下から、変形時間３０秒で変形荷重２０ＭＰａを加えて磁石成形体を変形させ、磁石成形体の厚さが１．５ｍｍになるように変形させた。このとき、変形前のコの字形状の成形体は、縦１３ｍｍ、横１４ｍｍの大きさであった。これは、変形後の大きさが、ロータの外径がΦ５０ｍｍで１０極中の１極分に相当する大きさである。
【００７９】
そして、変形後の円弧形状の１０極分の磁石成形体を、ロータコアに接着してロータを作製した。
【００８０】
（４）ロータの着磁
上記で作製したロータを、所定の方向に着磁できる専用の着磁ヨークに装着して、着磁した。この時の着磁条件は、例えば着磁電流で１０ｋＡとした。
【００８１】
（５）特性比較
上記で作製された磁石成形体の単体でフラックス値を、従来の成形体と比較した。その結果、本実施の形態で作製した磁石成形体は、従来の成形体のフラックス値に対して、４〜５％向上することがわかった。
【００８２】
本発明の磁石成形体を用いてロータを作製し、着磁後の表面磁束密度波形を、従来のロータと比較した。その結果、表面磁束密度波形のピーク値が３％程度の向上することがわかった。
【００８３】
また、モータ特性を評価した結果、従来のモータに比べて、誘起電圧波形の歪率が改善し、表面磁束密度波形の対称性も改善することがわかった。
【００８４】
上記実施例を用いて説明したように、形成時に金型に凸部を設けて本発明の異方性ボンド磁石を形成することにより、磁粉の配向方向の均一性を向上させ、磁石特性に優れた異方性ボンド磁石と、モータを実現できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の異方性ボンド磁石は、磁粉の容易軸方向を極中心部に集中して配向させることにより磁気特性や表面磁束密度波形の対称性を向上できる、そのため、振動や騒音を低減したモータなどの回転機の技術分野に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１１，２１    上金型
１１ａ，２１ａ    凹状円弧部
１２，２２    下金型
１２ａ    凸部
１２ｂ，２２ｂ    凸状円弧部
１４，２４    磁粉
１４ａ    長軸
１５，２５    磁石成形体（異方性ボンド磁石）
１５ａ    内径
１５ｂ    外径
１６    凹部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ    領域
１７ａ１，１７ｂ１，１７ｃ１，２５ａ１    配向方向
２０，２３    成形体
２５ａ    中央部
【図１】
2015156405.tif 000003
【図２】
2015156405.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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