(57)【要約】【課題】安価な製造方法に基づく高い磁気特性を発揮できる異方性焼結磁石を用いて、モータとして使用した時のコギングトルクやトルクリップルの発生を十分に抑止してトルク特性を向上させることができ、しかも、簡易な構造を有し且つ組み付け精度が改善されて経済性および生産性をも高めることが可能な異方性焼結磁石から成る弓形磁石片およびその磁石片を備えるモータを提供すること。【解決手段】異方性焼結磁石で構成され、組み合わせられる他の弓形磁石片との連結側面を持ち、組み合わされて筒状体となる弓型磁石片１である。筒状体の軸方向に垂直な方向から見た場合に、連結側面６，７が、階段状に凸部１０ａおよび凹部１０ｂが繰り返される形状である。弓形磁石片１は、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形により得られる成形体を焼結することで得られる。【選択図】図１Ａ
2015070749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性焼結磁石で構成され、組み合わせられる他の弓形磁石片との連結側面を持ち、組み合わされて筒状体となる弓型磁石片であって、
前記筒状体の軸方向に垂直な方向から見た場合に、前記連結側面が、階段状に凸部および凹部が繰り返される形状であり、
前記弓形磁石片は、前記連結側面において、磁石の配向度が９０％以上であることを特徴とする弓形磁石片。
【請求項２】
前記階段状の凸部の角部には、半径Ｒａの円弧凸部分が形成してあり、
前記階段状の凹部の角部には、半径Ｒｂの円弧凹部分が形成してあり、
半径Ｒｂよりも半径Ｒａが大きい請求項１に記載の弓形磁石片。
【請求項３】
前記階段状の凸部の角部には、面取り基準長さＣａの面取り凸部分が形成してあり、
前記階段状の凹部の角部には、面取り基準長さＣｂの面取り凹部分が形成してあり、
面取り基準長さＣｂよりも面取り基準長さＣａが大きい請求項１または２に記載の弓形磁石片。
【請求項４】
前記連結側面における階段状の凸部と凹部は、他の弓形磁石片の連結側面と組み合わされた場合に、組み合わされた凸部と凹部との間で、隙間が形成される形状に設定してある請求項１〜３のいずれかに記載の弓形磁石片。
【請求項５】
前記弓形磁石片における前記筒状体の軸芯方向の端面には、位置合わせ用凸部または位置合わせ用凹部が形成してある請求項１〜４のいずれかに記載の弓形磁石片。
【請求項６】
前記弓形磁石片は、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形により得られる成形体を焼結することで得られることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の弓形磁石片。
【請求項７】
前記位置合わせ用凸部の頂面、または位置合わせ用凹部の底面には、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形におけるゲートが位置している請求項５または６に記載の弓形磁石片。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の弓形磁石片が偶数個で組み合わされて筒状体を構成している磁石を有するモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性焼結磁石から成る弓形磁石片およびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用、ＯＡ用、産業機器用等の各種モータには、高効率を得やすい永久磁石モータが多用されている。この永久磁石モータには、通常、コイルを巻回した電機子に対し、相対的に回転する面に２ｎ（ｎは正の整数）個配置した弓形磁石、または、２ｎ（ｎは正の整数）個の磁極を有する多極構造のリング状磁石、が組み込まれている。
【０００３】
この種の用途に利用される永久磁石モータは、その小型化および薄型化とともに高性能化が急速に推し進められており、これらに対応すべく、モータに搭載される磁石に対しても小型化および薄型化の要求が高まっており、同時に、磁気特性および製造容易性の更なる向上が熱望されている。
【０００４】
一方、特に、回転ムラや騒音あるいは振動の低減が重要な用途には、コギングトルク等を含むトルクリップルが十分に低減されたモータが切望されている。
【０００５】
かかる要求に応えるべく、たとえば特許文献１には、複数の弓型磁石の各極の境界を、モータの回転軸方向に対して斜めに形成するものが記載されている。また、たとえば特許文献２の図６には、リング状磁石に円周方向にＮ極とＳ極を交互に多極着磁する際に、スキュー着磁を施すものが記載されている。さらに、たとえば特許文献３の図６には、弓型磁石の側面が階段状に形成されているものが記載されている。
【０００６】
しかしながら、複数の弓型磁石の各極の境界を、モータの回転軸方向に対して斜めに形成した場合、組み付け時に弓型磁石が螺旋状に動いて、前記弓型磁石がモータの回転軸方向にずれるおそれがあり、組み付け精度に問題があった。
【０００７】
また、特許文献４の段落０００４には、高性能な焼結磁石である異方性磁石を使用する場合、異方性の生成上の面、強度面、歩留まりの面等からリング状に構成することは困難と記載されているが、安価で製造可能な方法については記載がない。また、等方性磁石を使用する場合には、内径略８０ｍｍ以下であればリング状に製作可能であるが、性能の面において異方性磁石よりも劣ると記載されている。
【０００８】
なお、リング状磁石としては、磁石粉を樹脂に混練して成形したボンド磁石で形成したものがあるが、これも同様に、磁石に占める樹脂の比率が大きいため、性能の面において、最終的に樹脂が含まれない高性能な焼結磁石である異方性磁石よりも劣る。
【０００９】
さらに、特許文献５にも記載されているように、一般に、磁石は、希士類、コバルト磁石、あるいはフエライト磁石の粉末を、乾式もしくは湿式の圧縮成形により作られるが、捩れた形状に成形するのには高度の成形技術を必要とする。また、特許文献５にも記載されているように、磁石を研摩する際、磁石をヨークに配置した状態で円筒研摩機で外周を研摩する等して、生産する場合多くの手間と時間を要しコストアップの原因となる。しかしながら、特許文献５にも、安価で製造可能な方法については記載がない。
【００１０】
また、一般的な乾式もしくは湿式の圧縮成形において、弓形の異方性焼結磁石の側面部では、磁石粉末が金型側面に押し付けられて、成形圧力が集中し摩擦が生じやすくなるので、印加する配向磁界方向に磁石粉末の異方性が揃いにくく、また、部分的に成形圧力が伝達しづらいところが生じ、そこでは成形密度が低くなり、本来、磁石粉末の有する磁気特性が十分発揮されないという問題があった。
【００１１】
また、リング状磁石に円周方向にスキュー着磁を施すものの場合、特許文献６の段落０００８に記載されているように、永久磁石材に未着磁部分が多く残るため、磁石質量が増加してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０３−３２３４８号公報
【特許文献２】特開２００１−３７１１３号公報
【特許文献３】特許第２５５２８２４号公報
【特許文献４】特開平１１−１３６８８６号公報
【特許文献５】実公平２−２９７９４号公報
【特許文献６】特開平８−２８０１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、安価な製造方法に基づく高い磁気特性を発揮できる異方性焼結磁石を用いて、モータとして使用した時のコギングトルクやトルクリップルの発生を十分に抑止してトルク特性を向上させることができ、しかも、簡易な構造を有し且つ組み付け精度が改善されて経済性および生産性をも高めることが可能な異方性焼結磁石から成る弓形磁石片およびその磁石片を備えるモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明に係る弓形磁石片は、
異方性焼結磁石で構成され、組み合わせられる他の弓形磁石片との連結側面を持ち、組み合わされて筒状体となる弓型磁石片であって、
前記筒状体の軸方向に垂直な方向から見た場合に、前記連結側面が、階段状に凸部および凹部が繰り返される形状であり、
前記弓形磁石片は、前記連結側面において、磁石の配向度が９０％以上であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の弓型磁石片によれば、隣接する弓型磁石片の階段状に成形された連結側面同士が組み合わさることにより、弓型磁石片の一方の階段状に成形された側面が、隣接する弓型磁石片から回転軸方向に離れようとする場合、他方の側面に隣接する弓型磁石片の階段状に成形された連結側面に突き当たる。このため、組み付け時に弓型磁石片が螺旋状に動くことが阻止されるので、組み付け精度が保障される。しかも、弓型磁石片の一方の階段状に成形された連結側面が、隣接する弓型磁石片から回転軸方向に離れようとする場合、弓型磁石片の他方の連結側面に隣接する弓型磁石片の一方の側面に突き当たるという具合に、順々に突き当たる構造であるため、ヨークとの接合強度を高める効果もある。
【００１６】
また本発明の弓型磁石片によれば、連結側面において、磁石の配向度が９０％以上であることから、高い磁気特性を発揮することができる。
【００１７】
好ましくは前記階段状の凸部の角部には、半径Ｒａの円弧凸部分が形成してあり、前記階段状の凹部の角部には、半径Ｒｂの円弧凹部分が形成してあり、半径Ｒｂよりも半径Ｒａが大きい。
【００１８】
このような構成を採用することで、弓型片の連結側面が、隣接する弓形磁石片の連結側面と接する際に、凸部と凹部が干渉しないで組み立てられることが保障される。
【００１９】
あるいは、前記階段状の凸部の角部には、面取り基準長さＣａの面取り凸部分が形成してあり、前記階段状の凹部の角部には、面取り基準長さＣｂの面取り凹部分が形成してあり、面取り基準長さＣｂよりも面取り基準長さＣａを大きくしても良い。
【００２０】
このような構成を採用することでも、弓型片の連結側面が、隣接する弓形磁石片の連結側面と接する際に、凸部と凹部が干渉しないで組み立てられることが保障される。
【００２１】
また本発明では、前記連結側面における階段状の凸部と凹部は、他の弓形磁石片の連結側面と組み合わされた場合に、組み合わされた凸部と凹部との間で、隙間が形成される形状に設定しても良い。
【００２２】
このような構成にすることで、弓型片の連結側面が、隣接する弓形磁石片の連結側面と接する際に、凸部と凹部が干渉しないで組み立てられることが保障されると共に、弓型磁石片をヨークに接着する場合の接着剤溜まり、および、連結側面間の接着に寄与させることができる。
【００２３】
好ましくは前記弓形磁石片における前記筒状体の軸芯方向の端面には、位置合わせ用凸部または位置合わせ用凹部が形成してある。この場合には、位置合わせ用凸部または凹部を、弓型磁石片をヨークに接着する際の位置決めに利用することができるので、組み付け精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【００２４】
好ましくは前記弓形磁石片は、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形により得られる成形体を焼結することで得られる。ＣＩＭ（ceramic injection molding）工法による射出成形によって、階段状の連結側面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、連結側面においても、射出成形であることから、磁石粉末の流動性が良いため、印加する配向磁界方向に異方性が揃いやすく、成形密度も十分確保されるので、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性フェライト焼結磁石を容易に得ることができる。
【００２５】
さらに、本発明の弓型磁石片では、ＭＩＭ（metal injection molding）工法による射出成形によって、階段状の連結側面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、連結側面においても、射出成形であることから、磁石粉末の流動性が良いため、印加する配向磁界方向に異方性が揃いやすく、成形密度も十分確保されるので、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性希土類焼結磁石を容易に得ることができる。
【００２６】
好ましくは前記位置合わせ用凸部の頂面、または位置合わせ用凹部の底面には、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形におけるゲートが位置している。位置合わせ用凸部の側面が、主として位置合わせ面となり、凸部の頂面は、位置合わせ面には用いないため、この頂面にゲートの跡が残っていても問題はない。また、位置合わせ用凹部の側面が、主として位置合わせ面となり、凹部の底面は、位置合わせ面には用いないため、この底面にゲートの跡が残っていても問題はない。
【００２７】
さらに、位置合わせ用凸部の頂面、または位置合わせ用凹部の底面に、ＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形におけるゲートを位置させることで、成形型内でのフェライト粒子または金属粒子の流れが良くなり、均一に粒子を充填することが可能になり、配向度がさらに向上する。
【００２８】
本発明に係るモータは、前記に記載の弓形磁石片が偶数個で組み合わされて筒状体を構成している磁石を有する。
【００２９】
本発明の弓型磁石片を有する磁石を備えるモータによれば、コイルを巻回した電機子に対し、相対的に回転する面に２ｎ（ｎは正の整数）個の弓型片を周方向に配置するので、低コストで簡便に、焼結磁石の有する磁気特性を十分に発揮させることにより高出力化を図りつつ、コギングトルクやトルクリップルの低減を図り、設計の自由度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施形態に係る弓形磁石片の全体斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本発明の他の実施形態に係る弓形磁石片の全体斜視図である。
【図２】図２は図１Ａに示す弓形磁石片を組み合わせた組立体の全体斜視図である。
【図３】図３は図２に示すIII の部分の拡大側面図である。
【図４】図４は図２に示す弓形磁石片の組立体をモータのヨーク（図示省略）に取り付けて、連結側面の相互間に均等な隙間が形成された状態を示す全体斜視図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は弓形磁石片の磁化方向のバリエーションを示す概略図である。
【図６】図６は本発明の他の実施形態に係る弓形磁石片の要部を示す部分拡大側面図である。
【図７】図７は本発明のさらに他の実施形態に係る弓形磁石片の要部を示す部分拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。なお、共通する要素には共通する符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、相対的なものであり特に限定されず、上下左右が逆でも良いが、以下の説明では、図面の上下左右に基づき説明する。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。
【００３２】
（第１実施形態）
図１Ａは、本発明による異方性焼結磁石から成る弓形磁石片の好適な一実施形態の構成を概略的に示す斜視図である。異方性焼結磁石から成る弓型磁石片１は、図示しないモータの回転軸の軸芯Ｚに対して周方向Ｗに湾曲する外周面２および内周面３を有し、全体として弓形形状となっている。
【００３３】
この弓形磁石片１は、軸芯Ｚに対して垂直な面である上端面４と下端面５とを有し、これらの端面４，５は、外周面２および内周面３に対して、略垂直になっている。また、弓形磁石片１は、軸芯Ｚに対して平行な第１連結側面６と第２連結側面７とを有する。第２連結側面７は、第１連結側面６に対して周方向Ｗに離れて対向している。
【００３４】
第１連結側面６は、軸芯Ｚに垂直な方向から見た場合に、階段状に凸部１０ａおよび凹部１０ｂが繰り返される形状であり、本実施形態では、凸部１０ａまたは凹部１０ｂにより、Ｚ軸方向に沿って４つの第１連結側面部分６ａに分割されている。Ｚ軸方向に沿って第１連結側面部分６ａの区切り部分に、段差状の凸部１０ａおよび凹部１０ｂが位置するようになっている。
【００３５】
第２連結側面７は、第１連結側面６との凹凸関係が周方向Ｗで逆である以外は、同様な形状を持ち、軸芯Ｚに垂直な方向から見た場合に、階段状に凸部１０ａおよび凹部１０ｂが繰り返される形状であり、本実施形態では、凸部１０ａまたは凹部１０ｂにより、Ｚ軸方向に沿って４つの第２連結側面部分７ａに分割されている。Ｚ軸方向に沿って第２連結側面部分７ａの区切り部分に、段差状の凸部１０ａおよび凹部１０ｂが位置するようになっている。
【００３６】
Ｚ軸方向に分割される第１連結部分６ａのＺ軸方向の凸状長さＺａは、本実施形態では、Ｚ軸方向に一定であるが、必ずしも一定である必要はない。また、第２連結側面部分７ａのＺ軸方向の凹状長さＺｂは、本実施形態では、Ｚ軸方向に一定であるが、必ずしも一定である必要はない。また、周方向Ｗに対応する第１連結側面部分６ａのＺ軸方向の凸状長さＺａと、第２連結側面部分７ａのＺ軸方向の凹状長さＺｂとは、略同一であることが好ましいが、必ずしも同じでなくても良い。たとえば凸状長さＺａを、Ｚ軸方向に規則的またはランダムに変化させると共に、凹状長さＺｂも、Ｚ軸方向に規則的またはランダムに変化させても良い。
【００３７】
また、第１連結側面部分６ａとＺ軸方向に近接する別の第１連結部分６ａとの周方向Ｗの凸状段差幅Ｗａは、第２連結側面部分７ａとＺ軸方向に近接する別の第２連結部分７ａとの周方向Ｗの凹状段差幅Ｗｂと略同一であることが好ましいが、必ずしも同一で無くても良い。たとえば凸状段差幅Ｗａを、Ｚ軸方向に一定とし、凹状段差幅Ｗｂは、一方の端面４から他方の端面５に向けて、徐々に大きくしても良い。あるいはその逆でも良い。あるいは、凸状段差幅Ｗａを、Ｚ軸方向に規則的またはランダムに変化させると共に、凹状段差幅Ｗｂも、Ｚ軸方向に規則的またはランダムに変化させても良い。
【００３８】
さらに、本実施形態では、第１連結側面部分６ａおよび第２連結側面部分７ａは、軸芯Ｚに対して平行であるが、本発明では、必ずしも平行である必要はなく、軸芯Ｚに対して、傾斜させても良い。ただし、傾斜させる場合には、周方向Ｗに対向する第１連結側面部分６ａおよび第２連結側面部分７ａは、略同一の傾斜角度が好ましい。また、Ｚ軸方向に分離されている第１連結側面部分６ａおよび第２連結側面部分７ａの各傾斜角度は、全て略同一であることが好ましい。
【００３９】
本実施形態では、Ｚ軸方向に分割されている第１連結側面部分６ａおよび第２連結側面部分７ａのＺ軸方向の数は４つであるが、本発明では、その数は特に限定されないが、好ましくは２〜１０である。また、本実施形態において、凸状長さＺａは、凹状長さＺｂと同様であり、好ましくは２〜１０ｍｍである。また、凸状段差幅Ｗａおよび凹状段差幅Ｗｂの各長さの範囲は、好ましくは１〜１０ｍｍである。
【００４０】
なお、隣接する弓形磁石片が組み合わせ可能であれば、弓形磁石片１の周方向Ｗの両側に位置する第１連結側面６と第２連結側面７とは、必ずしも同一の周方向Ｗに向けて階段状に形成する必要はない。たとえば弓形磁石片１の周方向Ｗの両側に位置する第１連結側面６と第２連結側面７とは、周方向Ｗに沿って相互に逆方向に階段状にしても良い。たとえば第１連結側面６では、端面４から端面５に向けて図１Ａに示すように、周方向Ｗの時計回りに凹部１０ｂと凸部１０ａとが繰り返される凸型階段形状であり、第２連結側面７では、図１Ａとは異なり、周方向Ｗの反時計回りに凹部１０ｂと凸部１０ａとが繰り返される凸型階段形状でも良い。あるいは、第１連結側面６および第２連結側面７の双方で、端面４から端面５に向けて周方向Ｗの時計回りに凸部１０ａと凹部１０ｂとが繰り返される図１Ａに示す第２連結側面７と同様な凹型階段形状としても良い。さらにまた、第１連結側面６および第２連結側面７の双方またはいずれかが、凸型階段形状と凹型階段形状の組み合わせであっても良い。
【００４１】
本実施形態では、弓形磁石片１の少なくともいずれか一方のＺ軸方向の端面４または５には、位置合わせ用凸部２０が、弓形磁石片１と同じ厚みで、周方向Ｗの略中央部に形成してある。位置合わせ用凸部２０の頂面２０ａが、後述するＣＩＭ成形またはＭＩＭ成形におけるゲートの位置となる。
【００４２】
位置合わせ用凸部２０のＺ軸方向の突出高さＺｃは、特に限定されないが、好ましくは凸状長さＺａの０．１〜０．５倍が好ましい。ＺｃがＺａに対して、０．５倍以上となるとモータに対して、特性上、影響が大きくない部分の材料が増えてしまう（余分な部分が増える）ため、コストアップにつながる。逆に０．１倍より小さいと材料の端部における材料の流動配向を逃がしきれないため、端部に乱れた配向領域が残ってしまう。また、位置合わせ用凸部２０の周方向Ｗの幅Ｗｃは、特に限定されないが、好ましくは凸状段差幅Ｗａの０．２〜２倍が好ましい。このような関係に設定することで、磁石の配向度が向上する。磁石配向度については後述する。
【００４３】
本実施形態に係る弓形磁石片１は、図２に示すように、他の弓形磁石片１と周方向Ｗに組み合わされて円筒状の組立体４０となる。すなわち、弓形磁石片１における凸状連結側面６が、他の弓形磁石片１における凹状連結側面７と係合し、周方向に偶数個の弓形磁石片１が組み合わされて、円筒状の組立体４０となる。
【００４４】
図３に示すように、本実施形態では、階段状の凸部１０ａの角部には、半径Ｒａの円弧凸部分１２ａが形成してあり、階段状の凹部１０ｂの角部には、半径Ｒｂの円弧凹部分１２ｂが形成してあり、半径Ｒｂよりも半径Ｒａが大きい。すなわち、Ｒａ＞Ｒｂである。
【００４５】
このような構成を採用することで、弓型磁石片１の連結側面６または７が、隣接する弓形磁石片１の連結側面７または６と接する際に、凸部１０ａと凹部１０ｂとの間に隙間３０が形成され、凸部１０ａと凹部１０ｂが干渉しないで組み立てられることが保障される。また、隙間３０は、弓型磁石片１をヨークに接着する場合の接着剤溜まり、および、連結側面間の接着に寄与させることができる。
【００４６】
ただし、Ｒａは、前述した凸状長さＺａ以下の長さ、好ましくは０．５×Ｚａ以下の長さであり、しかも凸状段差幅Ｗａ以下の長さ、好ましくは０．５×Ｗａ以下の長さである。また、Ｒｂは、前述した凹状長さＺｂ以下、好ましくは０．５×Ｚｂ以下の長さであり、しかも凹状段差幅Ｗｂ以下の長さ、好ましくは０．５×Ｗｂ以下の長さである。ＲａおよびＲｂの下限は、特に限定されないが、ＣＩＭ成形用（またはＭＩＭ成形用）のキャビティの角部に一般的に形成される曲率、あるいはそれよりも大きいことが好ましく、好ましくは０．０５ｍｍ以上である。また、Ｒａ／Ｒｂは、好ましくは１より大きく３以下である。
【００４７】
このように構成された弓型の異方性焼結磁石１を製造する方法の一例について、以下に説明する。
【００４８】
まず、弓型の異方性フェライト焼結磁石１の外形に対し、樹脂バインダー除去に伴う変形、および焼結工程での縮率を考慮した形状を有するキャビティ（内部空間）が形成された金型を準備し、樹脂バインダー中に磁性粉を含有するフェライト磁石材料（たとえばコンパウンドとしたもの）をキャビティ内に供給する（ＣＩＭ成形の準備工程）。磁性粉末の原料粉末としては、特に限定されないが、好ましくはフェライトが用いられ、特に、マグネトプランバイト型のＭ相、Ｗ相等の六方晶系のフェライトが好ましく用いられる。
【００４９】
次に、キャビティ内を適宜の圧力および温度で加圧してフェライト磁石材料に配向磁界を印加しながら射出成形固化することにより、弓型の成形体を形成する（ＣＩＭ成形工程）。
【００５０】
その後、得られた弓型の成形体に適宜の温度を加えて樹脂バインダーを除去した後、フェライト磁石材料に適した焼結温度パターンで焼結する（焼結工程）。その後、適宜の磁場を印加し、着磁することにより、所定の方向に配向された異方性焼結磁石から成る弓形磁石片１を得る（着磁工程）。
【００５１】
この時、流動性の良いフェライト磁石材料に配向磁界を印加しながら射出成形固化するので、従来の乾式若しくは湿式の圧縮成形によって製造する方法に比べ、弓形磁石片１における連結側面６，７での磁石粉末の流動性が良いため、印加する配向磁界方向に異方性が揃いやすく、成形密度も十分確保されるので、磁石粉末の有する磁気特性を十分発揮させることができる。
【００５２】
本実施形態では、磁石の配向度を９０％以上とすることができる。なお、磁石の配向度とは、飽和磁化（Ｉｓ）に対する残留磁化（Ｉｒ）の比（Ｉｒ／Ｉｓ）である。磁石の配向度は、配向磁界中の射出成形後の成形体における磁性粉末の異方性の揃い具合、および焼結時に微細粒子が大きな粒子の配向に倣いやすいことに、大きく影響される。
【００５３】
また、本実施形態の弓形磁石片１では、ＣＩＭ（ceramic injection molding）工法による射出成形によって、階段状の連結側面６，７を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態の弓型磁石片１によれば、隣接する弓型磁石片１の階段状に成形された連結側面６，７同士が組み合わさることにより、弓型磁石片１の一方の階段状に成形された連結側面６が、隣接する弓型磁石片１から回転軸方向に離れようとする場合、他方の連結側面７に隣接する弓型磁石片１の階段状に成形された連結側面６に突き当たる。このため、組み付け時に弓型磁石片１が螺旋状に動くことが阻止されるので、組み付け精度が保障される。しかも、弓型磁石片１の一方の階段状に成形された連結側面６または７が、隣接する弓型磁石片１から回転軸の軸芯Ｚ方向に離れようとする場合、弓型磁石片１の他方の連結側面７または６に隣接する弓型磁石片１の一方の側面６または７に突き当たるという具合に、順々に突き当たる構造であるため、ヨークとの接合強度を高める効果もある。
【００５５】
さらに、本実施形態では、弓形磁石片１における軸芯Ｚ方向の端面４には、位置合わせ用凸部２０が形成してある。そのため、位置合わせ用凸部２０を、弓型磁石片１をヨークに接着する際の位置決めに利用することができるので、組み付け精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【００５６】
たとえば図４に示すように、各弓形磁石片１の連結側面６，７相互間を磁力により吸着させて、円筒状の組立体４０を、たとえば外周面２の外側に配置した、図示省略してある円筒状のヨークに入れて、位置合わせ用凸部２０をヨーク側の凹部に嵌合させる。ヨーク側の凹部は、円周方向に所定間隔で配置してあり、図２に示す磁力で吸着状態の組立体４０における円周方向間隔よりも少し広いとする。その場合には、図４に示すように、凸部２０が位置決めされて、各弓形磁石片１の連結側面６，７間に所定の均等な隙間４２が形成され、各弓形磁石片１の外周面２が外側に少し膨らむ。その結果、外周面２の外側に配置してあるヨークに対して各弓形磁石片１を密着させるように位置決めが可能になる。
【００５７】
また、本実施形態では、位置合わせ用凸部２０の頂面２０ａには、ＣＩＭ成形ゲートが位置している。位置合わせ用凸部２０の側面が、主として位置合わせ面となり、凸部２０の頂面２０ａは、位置合わせ面には用いないため、この頂面２０ａにゲートの跡が残っていても問題はない。
【００５８】
さらに、位置合わせ用凸部２０の頂面２０ａに、ＣＩＭ成形におけるゲートを位置させることで、成形型内でのフェライト粒子の流れが良くなり、均一に粒子を充填することが可能になり、配向度がさらに向上する。
【００５９】
さらにまた、本実施形態に係るモータは、前記に記載の弓形磁石片１が偶数個で組み合わされて筒状の組立体４０を構成している磁石を有する。このような磁石を備えるモータによれば、コイルを巻回した電機子に対し、相対的に回転する面に２ｎ（ｎは正の整数）個の弓型磁石片１を周方向に配置するので、低コストで簡便に、焼結磁石の有する磁気特性を十分に発揮させることにより高出力化を図りつつ、コギングトルクやトルクリップルの低減を図り、設計の自由度を増大させることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態の異方性焼結磁石から成る弓形磁石片１を個別にモータ組み付け前に着磁することができるので、未着磁部分を残すことなく、弓型の焼結磁石の有する磁気特性を十分発揮させることができる。
【００６１】
なお、本実施形態に係る弓形磁石片１は、ブラシレスモータのアウターロータ側に筒状に取り付けても良いし、インナーロータ側に筒状に取り付けても良い。また、本実施形態に係る弓形磁石片１は、ブラシモータのステータ側に界磁磁石として筒状に取り付けても良い。
【００６２】
また、本実施形態に係る弓形磁石片１における磁化方向は特に限定されず、図５（Ａ）に示すように、厚み方向に平行に着磁しても良いし、図５（Ｂ）に示すようにラジアル方向でも良く、さらには、図５（Ｃ）に示すように、外側のステータコア５０に対して磁化方向が集中するようなハルバッハ型でも良い。さらにまた、図５（Ｄ）に示すように、内側に配置されたステータコア５０に対して、磁化方向が強く配向している強ラジアル型配向（またはハルバッハ型配向）でも良い。
【００６３】
（第２実施形態）
図１Ｂに示すように、本発明の第２実施形態に係る弓形磁石片１ａは、軸芯Ｚ方向の少なくとも一方の端面４に、位置決め用凹部２２が、前述した図１Ａに示す位置決め用凸部２０の代わりに形成してある以外は、第１実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
【００６４】
図１Ｂに示すように、本発明の第２実施形態に係る弓形磁石片１ａは、軸芯Ｚ方向の少なくとも一方の端面４に、位置決め用凹部２２が、周方向Ｗの略中央部に形成してある。位置合わせ用凹部２２の底面２２ａが、前述したＣＩＭ成形または後述するＭＩＭ成形におけるゲートの位置となる。
【００６５】
位置合わせ用凹部２２のＺ軸方向の深さＺｃ’は、図１Ａに示す凸部２０の高さＺｃと同等である。また、位置合わせ用凹部２２の周方向Ｗの幅Ｗｃ’は、図１Ａに示す凸部２０のものと同等である。
【００６６】
（第３実施形態）
図６に示すように、本発明の第３実施形態に係る弓形磁石片１ｂは、階段状の連結側面６，７に形成してある凸部１０ａおよび凹部１０ｂの形状が、前述した第１実施形態と異なる以外は、第１実施形態または第２実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第１実施形態および第２実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
【００６７】
図６に示すように、本実施形態では、階段状の凸部１０ａの角部には、面取り基準長さＣａの面取り凸部分１４ａが形成してあり、階段状の凹部１０ｂの角部には、面取り基準長さＣｂの面取り凹部分１４ｂが形成してあり、面取り基準長さＣｂよりも面取り基準長さＣａが大きくしてある。Ｃａ，Ｃｂは、前述した実施形態のＲａ，Ｒｂに対応し、これらと同様な寸法関係を有する。
【００６８】
このような構成を採用することでも、弓型磁石片１ｂの連結側面６，７が、隣接する弓形磁石片１ｂの連結側面７，６と接する際に、凸部１０ａと凹部１０ｂとの間に隙間３０が形成され、凸部１０ａと凹部１０ｂが干渉しないで組み立てられることが保障される。また、隙間３０は、弓型磁石片１をヨークに接着する場合の接着剤溜まり、および、連結側面間の接着に寄与させることができる。
【００６９】
（第４実施形態）
図７に示すように、本発明の第４実施形態に係る弓形磁石片１ｃは、階段状の連結側面６，７に形成してある凸部１０ａおよび凹部１０ｂの形状が、前述した第１実施形態と異なる以外は、第１〜第３実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
【００７０】
図７に示すように、本実施形態の弓形磁石片１ｃでは、一方の階段状の連結側面６では、図３に示す凸部１０ａおよび凹部１０ｂと同様に、円弧凸部分１２ａおよび円弧凹部分１２ｂを形成し、他方の連結側面７では、図６に示す凸部１０ａおよび凹部１０ｂと同様に、面取り凸部分１４ａおよび面取り凹部分１４ｂを形成してある。
【００７１】
このような構成を採用することで、弓型磁石片１ｃの連結側面６，７が、隣接する弓形磁石片１ｂの連結側面７，６と接する際に、凸部１０ａと凹部１０ｂとの間に隙間３０が形成されると共に、連結側面６，７間でも隙間３２が形成される場合がある。隙間３０および３２は、弓型磁石片１をヨークに接着する場合の接着剤溜まり、および、連結側面間の接着に寄与させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態の変形例として、図３に示す弓形磁石片１と図６に示す弓形磁石片１ｂとを周方向Ｗに交互に組み合わせても良い。
【００７３】
いずれの場合も、弓型磁石片１，１ａ，１ｂ，１ｃの連結側面６が、他方の連結側面７に突き当たるように構成されるので、組み付け精度が保障され、且つ、ヨークとの接合強度が高まる。
【００７４】
（第５実施形態）
図示省略するが、本発明の第５実施形態に係る弓形磁石片は、成形法がＣＩＭ法ではなく、ＭＩＭ法であり、弓形磁石片が異方性希土類焼結磁石で構成してある以外は、第１〜第４実施形態と同様な構成を有すると共に、同様な作用効果を奏する。以下、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
【００７５】
本実施形態では、異方性希土類焼結磁石から成る弓形磁石片の外形に対し、樹脂バインダー除去に伴う変形、および焼結工程での縮率を考慮した形状を有するキャビティ（内部空間）が形成された金型を準備し、樹脂バインダー中に磁性粉を含有する希土類磁石材料（たとえばコンパウンドとしたもの）をキャビティ内に供給する（ＭＩＭ成形の準備工程）。
【００７６】
希土類焼結磁石を製造する場合には、好ましくはＲ（希土類）−Ｔ−Ｂ系金属粉末を用いる。なお、Ｒ−Ｔ−Ｂ系金属粉末の主成分における希土類Ｒ（ＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種または２種以上から選択される）の割合は、特に限定されないが、たとえば２０質量％〜４０質量％、Ｂは０．５質量％〜１．５質量％であり、残部Ｔは、ＦｅまたはＦｅおよびＣｏを含む遷移金属元素から選択される１種または２種以上の元素で構成される。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系金属粉末は他の元素の含有を許容する。たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。
【００７７】
次に、キャビティ内を適宜の圧力および温度で加圧して希土類磁石材料に配向磁界を印加しながら射出成形固化することにより、弓型の成形体を形成する（ＭＩＭ成形工程）。その後、得られた弓型の成形体に適宜の温度を加えて樹脂バインダーを除去した後、希土類磁石材料に適した焼結温度パターンで焼結する（焼結工程）。その後、適宜の磁場を印加し、着磁することにより、所定の方向に配向された異方性希土類焼結磁石から成る弓形磁石片を得る（着磁工程）。
【００７８】
この時、流動性の良い希土類磁石材料に配向磁界を印加しながら射出成形固化するので、従来の乾式若しくは湿式の圧縮成形によって製造する方法に比べ、弓形の異方性焼結磁石の側面部での磁石粉末の流動性が良いため、印加する配向磁界方向に異方性が揃いやすく、成形密度も十分確保されるので、磁石粉末の有する磁気特性を十分発揮させることができる。
【００７９】
さらに、本実施形態の弓型の異方性焼結磁石を個別にモータ組み付け前に着磁することができるので、未着磁部分を残すことなく、弓型の焼結磁石の有する磁気特性を十分発揮させることができる。
【００８０】
本実施形態の弓型磁石片では、ＭＩＭ工法による射出成形によって、階段状の連結側面を有する成形体を容易に成形することができるので、部品点数を増加させずに、しかも、加工コストを大幅に削減し、製造工程の簡素化を図ることができ、さらに、歩留まりと磁気特性を向上させることができるので、経済性および生産性を高めることが可能となる。また、連結側面においても、磁石の配向度が９０％以上であるという高い異方性希土類焼結磁石を得ることができる。
【００８１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００８２】
たとえば上述した実施形態では、図１Ａに示すように、弓形磁石片１の端面４に位置決め用凸部２０を形成したが、本発明の弓形磁石片では、必ずしも形成する必要はない。また、同様に、上述した実施形態では、図１Ｂに示すように、弓形磁石片１ａの端面４に位置決め用凹部２２を形成したが、本発明の弓形磁石片では、必ずしも形成する必要はない。
【００８３】
また、図１Ａおよび図１Ｂにおいて、端面５には何も形成していないが、位置決め用凸部２０または位置決め用凹部２２を形成しても良い。
【００８４】
また、本発明において、階段の段数やスキュー角度等は、適宜必要とする特性に応じて変更が可能であり、設計の自由度を増大させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明した通り、本発明の弓型の異方性焼結磁石およびその焼結磁石を備えるモータによれば、磁石粉末の有する磁気特性を十分発揮させつつ、コギングトルクやトルクリップルの発生を十分に抑止してトルク特性を向上させることができ、また、簡易な構造を有し且つ製造コストが低減されて経済性および生産性をも高めることが可能なので、筒状の永久磁石用途一般、およびこれを備えるＳＰＭモータ等のモータ一般、並びにそれらを備える各種機器、設備、システム等に広く且つ有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…  弓形磁石片
２…  外周面
３…  内周面
４，５…  端面
６…  第１連結側面
６ａ…  第１連結側面部分
７…  第２連結側面
７ａ…  第２連結側面部分
１０ａ…  凸部
１２ａ…  円弧凸部分
１４ａ…  面取り凸部分
１０ｂ…  凹部
１２ｂ…  円弧凹部分
１４ｂ…  面取り凹部分
２０…  位置決め用凸部
２０ａ…  頂面
２２…  位置決め用凹部
２２ａ…  底面
３０…  隙間
４０…  組立体
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015070749.tif 000008
【図６】
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【図７】
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