JP2016032027A - Permanent magnet, method of manufacturing permanent magnet, dynamo-electric machine and method of manufacturing dynamo-electric machine - Google Patents

Permanent magnet, method of manufacturing permanent magnet, dynamo-electric machine and method of manufacturing dynamo-electric machine Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a permanent magnet in which high near-net shape properties are achieved, and a gap is not produced between a housing section and the permanent magnet when the permanent magnet is installed in the housing section, and to provide a method of manufacturing a permanent magnet, a dynamo-electric machine and a method of manufacturing a dynamo-electric machine.SOLUTION: A compound 17 is produced by pulverizing a magnet material into magnet powder 15, and then mixing the magnet powder thus pulverized and a binder. A slot 4 formed in a rotor 3 is filled with the compound 17 thus produced. Thereafter, magnetic field orientation is performed by applying a magnetic field to the compound 17 filling the slot 4, and sintering is performed while compressing in the uniaxial direction thus producing a permanent magnet.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、永久磁石、永久磁石の製造方法、回転電機及び回転電機の製造方法に関する。   The present invention relates to a permanent magnet, a method for manufacturing a permanent magnet, a rotating electrical machine, and a method for manufacturing a rotating electrical machine.

近年、工作機械やハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。このような永久磁石モータとしては、永久磁石をロータ（回転子）に設置する回転界磁型のモータや、永久磁石をステータ（固定子）に設置する回転電機子型のモータ等がある。特に、永久磁石をロータ内部に埋め込んでなる埋込磁石型モータ（ＩＰＭモータ）は、コイルと永久磁石の吸引力／反発力に起因するマグネットトルクに加えてリラクタンストルクを得ることができるので、高出力性能が要求されるモータに使用されている。   In recent years, permanent magnet motors used in machine tools, hybrid cars, hard disk drives, and the like have been required to be smaller and lighter, higher in output, and more efficient. As such a permanent magnet motor, there are a rotating field type motor in which a permanent magnet is installed in a rotor (rotor), a rotary armature type motor in which a permanent magnet is installed in a stator (stator), and the like. In particular, an embedded magnet type motor (IPM motor) in which a permanent magnet is embedded in a rotor can obtain a reluctance torque in addition to a magnet torque resulting from the attractive force / repulsive force of a coil and a permanent magnet. Used in motors that require output performance.

ここで、ＩＰＭモータに対して埋め込む永久磁石は、基本的に直方体形状の永久磁石が用いられる。更に、近年ではＩＰＭモータのトルクをより上昇させる為に、より複雑な形状の永久磁石を用いることについても提案されている。例えば、弓型形状や蒲鉾型形状等について提案されている。   Here, as the permanent magnet embedded in the IPM motor, a rectangular parallelepiped permanent magnet is basically used. Further, in recent years, it has been proposed to use a permanent magnet having a more complicated shape in order to further increase the torque of the IPM motor. For example, an arcuate shape or a saddle shape has been proposed.

また、永久磁石モータに用いられる永久磁石の製造方法としては、従来より粉末焼結法が一般的に用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料をジェットミル（乾式粉砕）等により粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、外部から磁場を印加しながら所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石では１１００℃）で焼結することにより製造する（例えば、特開平２−２６６５０３号公報）。   As a method for producing a permanent magnet used for a permanent magnet motor, a powder sintering method has been generally used. Here, in the powder sintering method, first, magnet powder obtained by pulverizing raw materials by a jet mill (dry pulverization) or the like is manufactured. Thereafter, the magnet powder is put into a mold and press-molded into a desired shape while applying a magnetic field from the outside. And it manufactures by sintering the solid magnet powder shape | molded by the desired shape at predetermined temperature (for example, 1100 degreeC in a Nd-Fe-B type magnet) (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2-266503).

特開平２−２６６５０３号公報（第５頁）JP-A-2-266503 (page 5)

しかしながら、従来の粉末焼結法による成形方法では、焼結時の収縮等が原因により、焼結後の永久磁石の形状を予め設計された設計形状と厳密に同一形状とすることは非常に困難であった。従って、焼結後の永久磁石をモータに配置する場合に、永久磁石がモータに形成された収容部に挿入できない事態を防止する為、永久磁石は収容部の形状に対して小さめの形状に設計する必要がある。その結果、図１０に示すようにモータに形成された収容部１０１に永久磁石１０２を収容した場合には、収容部１０１と永久磁石１０２との間に一定間隔の隙間１０３が生じることとなる。この収容部１０１と永久磁石１０２との間に生じる隙間１０３は、モータの性能に寄与しない不要なスペースであり、できる限り小さくすることが望まれる。   However, in the conventional powder sintering method, it is very difficult to make the shape of the permanent magnet after sintering exactly the same as the predesigned shape due to shrinkage during sintering. Met. Therefore, when the permanent magnet after sintering is placed in the motor, the permanent magnet is designed to be smaller than the shape of the housing part to prevent the permanent magnet from being inserted into the housing part formed in the motor. There is a need to. As a result, as shown in FIG. 10, when the permanent magnet 102 is accommodated in the accommodating portion 101 formed in the motor, a gap 103 is formed at a constant interval between the accommodating portion 101 and the permanent magnet 102. The gap 103 formed between the housing portion 101 and the permanent magnet 102 is an unnecessary space that does not contribute to the performance of the motor, and it is desirable to make it as small as possible.

一方、焼結後の永久磁石を収容部よりもあえて大きいサイズとなるように設計し、焼結後の永久磁石の外形を切削加工して収容部の形状へと近づけることも可能であるが、その方法では製造工程が増加するとともに、歩留まりが大きく低下することとなっていた。特に永久磁石が弓型形状や蒲鉾型形状等の複雑な形状を有する場合には、その問題が大きくなる。   On the other hand, it is possible to design the sintered permanent magnet to be a larger size than the housing part, and it is possible to approximate the shape of the housing part by cutting the outer shape of the sintered permanent magnet, In this method, the number of manufacturing steps is increased and the yield is greatly reduced. In particular, when the permanent magnet has a complicated shape such as a bow shape or a saddle shape, the problem becomes large.

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、高いニアネットシェイプ性について実現し、収容部内に永久磁石を設置した際に収容部と永久磁石との間に生じる隙間を減少させた永久磁石、永久磁石の製造方法、回転電機及び回転電機の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and realizes a high near-net shape, and a gap generated between the housing portion and the permanent magnet when the permanent magnet is installed in the housing portion. It is an object of the present invention to provide a reduced permanent magnet, a manufacturing method of a permanent magnet, a rotating electrical machine, and a manufacturing method of a rotating electrical machine.

前記目的を達成するため本願の請求項１に係る永久磁石は、開口部を有する所定形状の収容部内に設置される永久磁石であって、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、前記混合物を前記収容部に充填する工程と、前記収容部に充填された前記混合物を、前記開口部から一軸方向に加圧した状態で焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a permanent magnet according to claim 1 of the present application is a permanent magnet installed in a container having a predetermined shape having an opening, the step of pulverizing magnet raw material into magnet powder, and the pulverization A step of producing a mixture in which the magnet powder and the binder are mixed, a step of filling the mixture into the housing portion, and the mixture filled in the housing portion are uniaxially pressurized from the opening. And a step of sintering in a state.

また、請求項２に係る永久磁石は、請求項１に記載の永久磁石であって、前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物を加熱溶融した状態で前記収容部に充填することを特徴とする。   Further, the permanent magnet according to claim 2 is the permanent magnet according to claim 1, wherein in the step of filling the mixture into the container, the container is filled in the state in which the mixture is heated and melted. It is characterized by.

また、請求項３に係る永久磁石は、請求項１に記載の永久磁石であって、前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物に溶媒を添加することによってスラリー状態とした後に前記収容部に充填することを特徴とする。   The permanent magnet according to claim 3 is the permanent magnet according to claim 1, wherein in the step of filling the mixture into the accommodating portion, the solvent is added to the mixture and then the slurry is put into the slurry state. The container is filled.

また、請求項４に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石であって、前記収容部へ充填された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。   A permanent magnet according to a fourth aspect is the permanent magnet according to any one of the first to third aspects, wherein a magnetic field is applied by applying a magnetic field to the mixture filled in the accommodating portion. It is characterized by doing.

また、請求項５に係る永久磁石は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の永久磁石であって、前記収容部は、回転電機の固定子又は可動子に形成された収容部であることを特徴とする。   A permanent magnet according to a fifth aspect is the permanent magnet according to any one of the first to fourth aspects, wherein the housing portion is a housing portion formed on a stator or a mover of a rotating electrical machine. It is characterized by being.

また、請求項６に係る回転電機は、請求項５に記載の永久磁石を、前記固定子又は前記可動子に形成された前記収容部に収容したことを特徴とする。   A rotating electrical machine according to a sixth aspect is characterized in that the permanent magnet according to the fifth aspect is accommodated in the accommodating portion formed in the stator or the mover.

また、請求項７に係る永久磁石の製造方法は、開口部を有する所定形状の収容部内に設置される永久磁石の製造方法であって、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、前記混合物を前記収容部に充填する工程と、前記収容部に充填された前記混合物を、前記開口部から一軸方向に加圧した状態で焼結する工程と、を有することを特徴とする。   Further, a method for manufacturing a permanent magnet according to claim 7 is a method for manufacturing a permanent magnet installed in a container having a predetermined shape having an opening, the step of pulverizing magnet raw material into magnet powder, and the pulverization A step of producing a mixture in which the magnet powder and the binder are mixed, a step of filling the mixture into the housing portion, and the mixture filled in the housing portion are uniaxially pressurized from the opening. And a step of sintering in a state.

また、請求項８に係る永久磁石の製造方法は、請求項７に記載の永久磁石の製造方法であって、前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物を加熱溶融した状態で前記収容部に充填することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the permanent magnet which concerns on Claim 8 is a manufacturing method of the permanent magnet of Claim 7, Comprising: In the process with which the said mixture is filled in the said accommodating part, the said mixture is heat-melted in the said state. The container is filled.

また、請求項９に係る永久磁石の製造方法は、請求項７に記載の永久磁石の製造方法であって、前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物に溶媒を添加することによってスラリー状態とした後に前記収容部に充填することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the permanent magnet which concerns on Claim 9 is a manufacturing method of the permanent magnet of Claim 7, Comprising: In the process with which the said mixture is filled in the said accommodating part, by adding a solvent to the said mixture, The container is filled with the slurry after it is in a slurry state.

また、請求項１０に係る永久磁石の製造方法は、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の永久磁石の製造方法であって、前記収容部へ充填された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。   A method for manufacturing a permanent magnet according to claim 10 is the method for manufacturing a permanent magnet according to any one of claims 7 to 9, wherein a magnetic field is applied to the mixture filled in the housing portion. It is characterized by magnetic field orientation by application.

また、請求項１１に係る永久磁石の製造方法は、請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法であって、前記収容部は、回転電機の固定子又は可動子に形成された収容部であることを特徴とする。   A permanent magnet manufacturing method according to an eleventh aspect of the present invention is the permanent magnet manufacturing method according to any one of the seventh to tenth aspects, wherein the accommodating portion is a stator or a movable element of a rotating electric machine. It is the formed accommodating part, It is characterized by the above-mentioned.

更に、請求項１２に係る回転電機の製造方法は、請求項１１に記載の製造方法で製造された永久磁石を、前記固定子又は前記可動子に形成された前記収容部に収容することにより製造することを特徴とする。   Furthermore, the manufacturing method of the rotary electric machine according to claim 12 is manufactured by storing the permanent magnet manufactured by the manufacturing method according to claim 11 in the storage portion formed in the stator or the mover. It is characterized by doing.

前記構成を有する請求項１に記載の永久磁石によれば、磁石粉末とバインダーとの混合物を収容部に充填した後に加圧して焼結することにより製造されるので、従来の圧粉成形等を用いる場合と比較して、焼結後の磁石形状を収容部の形状により正確に対応させた形状とすることができる。特に、収容部が複雑な形状を有する場合においても、磁石形状を収容部の形状に正確に対応させることが可能となる。即ち、高いニアネットシェイプ性を実現することが可能となる。また、焼結後の外形加工に対する負担が軽減され、生産性が大きく向上する事が期待できる。また、収容部内に永久磁石を設置した際に収容部と永久磁石との間に生じる隙間を減少させる。   According to the permanent magnet of claim 1 having the above-described configuration, it is manufactured by pressurizing and sintering after filling a mixture of magnet powder and binder into the container, so that conventional compacting or the like can be performed. Compared to the case of using, the shape of the magnet after sintering can be made to correspond to the shape of the accommodating portion more accurately. In particular, even when the housing portion has a complicated shape, it is possible to accurately correspond the magnet shape to the shape of the housing portion. That is, it is possible to realize high near net shape. In addition, the burden on the outer shape processing after sintering is reduced, and it can be expected that productivity is greatly improved. Moreover, when the permanent magnet is installed in the housing portion, the gap generated between the housing portion and the permanent magnet is reduced.

また、請求項２に記載の永久磁石によれば、混合物を加熱溶融した状態で収容部に充填し、その後に焼結を行うことにより製造されるので、収容部が複雑な形状を有する場合においても、流動性のある混合物を収容部に充填することによって、混合物を収容部の形状に正確且つ迅速に対応させた形状へと成形することが可能となる。従って、その後に焼結を行えば焼結後の永久磁石と収容部との間に生じる隙間を減少させることができる。   Moreover, according to the permanent magnet of claim 2, since it is manufactured by filling the container in a heated and melted state and then performing sintering, the container has a complicated shape. However, by filling the container with a fluid mixture, the mixture can be formed into a shape that accurately and quickly corresponds to the shape of the container. Therefore, if the sintering is performed thereafter, the gap generated between the sintered permanent magnet and the accommodating portion can be reduced.

また、請求項３に記載の永久磁石によれば、混合物をスラリー状態で収容部に充填し、その後に焼結を行うことにより製造されるので、収容部が複雑な形状を有する場合においても、混合物を特に流動性の高い状態にして収容部に充填することによって、混合物を収容部の形状により正確に対応させた形状へと成形することが可能となる。従って、その後に焼結を行えば焼結後の永久磁石と収容部との間に生じる隙間を減少させることができる。   Further, according to the permanent magnet according to claim 3, since the mixture is manufactured by filling the mixture in a slurry state in a slurry state and then performing sintering, even when the container has a complicated shape, By filling the container with the mixture in a particularly highly fluid state, the mixture can be molded into a shape more accurately corresponding to the shape of the container. Therefore, if the sintering is performed thereafter, the gap generated between the sintered permanent magnet and the accommodating portion can be reduced.

また、請求項４に記載の永久磁石によれば、磁石粉末とバインダーとを混合した混合物に対して磁場配向を行うので、圧粉成形等を用いる場合と比較して、配向後に磁石粒子が回動することも無く、配向度についても向上させることが可能となる。
また、混合物に対して磁場配向を行う場合には、電流のターン数を利用できるため磁場配向を行う際の磁場強度を大きく確保することができ、且つ静磁場で長時間の磁場印加を施せるので、バラつきの少ない高い配向度を実現することが可能となる。 In addition, according to the permanent magnet of the fourth aspect, since magnetic field orientation is performed on the mixture of the magnet powder and the binder, the magnet particles are rotated after the orientation as compared with the case of using compacting or the like. There is no movement, and the degree of orientation can be improved.
In addition, when performing magnetic field orientation on the mixture, the number of turns of the current can be used, so that it is possible to ensure a large magnetic field strength when performing magnetic field orientation and to apply a magnetic field for a long time with a static magnetic field. Thus, a high degree of orientation with little variation can be realized.

また、請求項５に記載の永久磁石によれば、ＩＰＭモータ等の永久磁石を内部に埋め込む構造を有する回転電機に設置する場合において、収容部と永久磁石との間に生じる不要な隙間を減少させる。従って、同じ形状の収容部に対して収容する永久磁石の体積をより大きくすることができ、従来に比べてモータの高トルク化、発電機の発電力の向上、小型軽量化を実現することが可能となる。   In addition, according to the permanent magnet of the fifth aspect, when it is installed in a rotating electrical machine having a structure in which a permanent magnet such as an IPM motor is embedded, an unnecessary gap generated between the housing portion and the permanent magnet is reduced. Let Therefore, the volume of the permanent magnet accommodated in the accommodating part of the same shape can be increased, and higher torque of the motor, improved power generation of the generator, and reduction in size and weight can be realized compared to the conventional case. It becomes possible.

また、請求項６に記載の回転電機によれば、収容部と永久磁石との間に生じる不要な隙間を減少させる。従って、同じ形状の収容部に対して収容する永久磁石の体積をより大きくすることができ、従来に比べてモータの高トルク化、発電機の発電力の向上、小型軽量化を実現することが可能となる。   Moreover, according to the rotary electric machine of Claim 6, the unnecessary clearance gap produced between a accommodating part and a permanent magnet is reduced. Therefore, the volume of the permanent magnet accommodated in the accommodating part of the same shape can be increased, and higher torque of the motor, improved power generation of the generator, and reduction in size and weight can be realized compared to the conventional case. It becomes possible.

また、請求項７に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末とバインダーとの混合物を収容部に充填した後に加圧して焼結するので、従来の圧粉成形等を用いる場合と比較して、焼結後の磁石形状を収容部の形状により正確に対応させた形状とすることができる。特に、収容部が複雑な形状を有する場合においても、磁石形状を収容部の形状に正確に対応させることが可能となる。即ち、高いニアネットシェイプ性を実現することが可能となる。また、焼結後の外形加工に対する負担が軽減され、生産性が大きく向上する事が期待できる。また、収容部内に永久磁石を設置した際に収容部と永久磁石との間に生じる隙間を減少させる。   Further, according to the method for manufacturing a permanent magnet according to claim 7, since the mixture of the magnet powder and the binder is filled in the container and then pressed and sintered, it is compared with the case of using conventional compacting or the like. And the magnet shape after sintering can be made into the shape which made it respond | correspond correctly by the shape of the accommodating part. In particular, even when the housing portion has a complicated shape, it is possible to accurately correspond the magnet shape to the shape of the housing portion. That is, it is possible to realize high near net shape. In addition, the burden on the outer shape processing after sintering is reduced, and it can be expected that productivity is greatly improved. Moreover, when the permanent magnet is installed in the housing portion, the gap generated between the housing portion and the permanent magnet is reduced.

また、請求項８に記載の永久磁石の製造方法によれば、混合物を加熱溶融した状態で収容部に充填し、その後に焼結を行うので、収容部が複雑な形状を有する場合においても、流動性のある混合物を収容部に充填することによって、混合物を収容部の形状に正確且つ迅速に対応させた形状へと成形することが可能となる。従って、その後に焼結を行えば焼結後の永久磁石と収容部との間に生じる隙間を減少させることができる。   Further, according to the method for manufacturing a permanent magnet according to claim 8, since the container is filled with the mixture in a heated and melted state and then sintered, even when the container has a complicated shape, By filling the container with a fluid mixture, the mixture can be formed into a shape that accurately and quickly corresponds to the shape of the container. Therefore, if the sintering is performed thereafter, the gap generated between the sintered permanent magnet and the accommodating portion can be reduced.

また、請求項９に記載の永久磁石の製造方法によれば、混合物をスラリー状態で収容部に充填し、その後に焼結を行うことにより製造されるので、収容部が複雑な形状を有する場合においても、混合物を特に流動性の高い状態にして収容部に充填することによって、混合物を収容部の形状により正確に対応させた形状へと成形することが可能となる。従って、その後に焼結を行えば焼結後の永久磁石と収容部との間に生じる隙間を減少させることができる。   In addition, according to the method for manufacturing a permanent magnet according to claim 9, since the container is manufactured by filling the container in a slurry state and then performing sintering, the container has a complicated shape. In this case, the mixture can be formed into a shape that more accurately corresponds to the shape of the accommodating portion by filling the accommodating portion with the mixture having a particularly high fluidity. Therefore, if the sintering is performed thereafter, the gap generated between the sintered permanent magnet and the accommodating portion can be reduced.

また、請求項１０に記載の永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末とバインダーとを混合した混合物に対して磁場配向を行うので、圧粉成形等を用いる場合と比較して、配向後に磁石粒子が回動することも無く、配向度についても向上させることが可能となる。
また、混合物に対して磁場配向を行う場合には、電流のターン数を利用できるため磁場配向を行う際の磁場強度を大きく確保することができ、且つ静磁場で長時間の磁場印加を施せるので、バラつきの少ない高い配向度を実現することが可能となる。 In addition, according to the method for manufacturing a permanent magnet according to claim 10, since magnetic field orientation is performed on a mixture of magnet powder and binder, the magnet after orientation is compared with the case of using compacting or the like. The particles do not rotate, and the degree of orientation can be improved.
In addition, when performing magnetic field orientation on the mixture, the number of turns of the current can be used, so that it is possible to ensure a large magnetic field strength when performing magnetic field orientation and to apply a magnetic field for a long time with a static magnetic field. Thus, a high degree of orientation with little variation can be realized.

また、請求項１１に記載の永久磁石の製造方法によれば、製造された永久磁石を、ＩＰＭモータ等の永久磁石を内部に埋め込む構造を有する回転電機に設置する場合において、収容部と永久磁石との間に生じる不要な隙間を減少させる。従って、同じ形状の収容部に対して収容する永久磁石の体積をより大きくすることができ、従来に比べてモータの高トルク化、発電機の発電力の向上、小型軽量化を実現することが可能となる。   According to the permanent magnet manufacturing method of claim 11, when the manufactured permanent magnet is installed in a rotating electrical machine having a structure in which a permanent magnet such as an IPM motor is embedded, the housing portion and the permanent magnet Reduce unnecessary gaps between the two. Therefore, the volume of the permanent magnet accommodated in the accommodating part of the same shape can be increased, and higher torque of the motor, improved power generation of the generator, and reduction in size and weight can be realized compared to the conventional case. It becomes possible.

更に、請求項１２に記載の回転電機の製造方法によれば、収容部と永久磁石との間に生じる不要な隙間を減少させる。従って、同じ形状の収容部に対して収容する永久磁石の体積をより大きくすることができ、従来に比べてモータの高トルク化、発電機の発電力の向上、小型軽量化を実現することが可能となる。   Furthermore, according to the method for manufacturing a rotating electrical machine according to claim 12, unnecessary gaps generated between the housing portion and the permanent magnet are reduced. Therefore, the volume of the permanent magnet accommodated in the accommodating part of the same shape can be increased, and higher torque of the motor, improved power generation of the generator, and reduction in size and weight can be realized compared to the conventional case. It becomes possible.

本発明に係る永久磁石を示した全体図である。1 is an overall view showing a permanent magnet according to the present invention. 永久磁石が配置されたＩＰＭモータを示した図である。It is the figure which showed the IPM motor by which the permanent magnet was arrange | positioned. 永久磁石の磁化容易軸方向を示した図である。It is the figure which showed the magnetization easy axis direction of the permanent magnet. 永久磁石の磁化容易軸方向を示した図である。It is the figure which showed the magnetization easy axis direction of the permanent magnet. 永久磁石の磁化容易軸方向を示した図である。It is the figure which showed the magnetization easy axis direction of the permanent magnet. ロータの特にスロット周辺を拡大して示した拡大図である。It is the enlarged view which expanded and showed especially the slot periphery of the rotor. 本発明に係る永久磁石及び永久磁石を用いた回転電機の製造工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the manufacturing process of the rotary electric machine using the permanent magnet which concerns on this invention, and a permanent magnet. 本発明に係る永久磁石及び永久磁石を用いた回転電機の製造工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the manufacturing process of the rotary electric machine using the permanent magnet which concerns on this invention, and a permanent magnet. 本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特に仮焼工程の昇温態様について説明した図である。It is the figure explaining the temperature rising aspect of the calcining process among the manufacturing processes of the permanent magnet which concerns on this invention. 従来技術の問題点について説明した図である。It is a figure explaining the problem of the prior art.

以下、本発明に係る永久磁石及び永久磁石の製造方法、並びに該永久磁石を用いた回転電機及び回転電機の製造方法について具体化した一実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a permanent magnet according to the present invention, a method for manufacturing the permanent magnet, a rotating electric machine using the permanent magnet, and an embodiment embodying the method for manufacturing the rotating electric machine will be described in detail with reference to the drawings.

［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。図１に示すように本発明に係る永久磁石１は断面弓型形状を有する永久磁石である。そして、図２に示すように埋込磁石型のモータ（又は発電機）２のロータ３に形成された収容部（スロット）４に収容され、埋込磁石型のモータ（又は発電機）を構成する。図２は、永久磁石１が配置された埋込磁石型のモータ（以下、ＩＰＭモータという）２を示した図である。尚、以下の実施例では永久磁石１の形状を断面弓型形状とした例について説明するが、永久磁石１の形状は配置対象となる回転電機の種別や形状等によって適宜変更可能である。例えば、扇型形状、蒲鉾型形状、直方体形状としても良い。 [Configuration of permanent magnet]
First, the configuration of the permanent magnet 1 according to the present invention will be described. FIG. 1 is an overall view showing a permanent magnet 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1, a permanent magnet 1 according to the present invention is a permanent magnet having a cross-sectional arc shape. Then, as shown in FIG. 2, it is housed in a housing part (slot) 4 formed in a rotor 3 of an embedded magnet type motor (or generator) 2 to constitute an embedded magnet type motor (or generator). To do. FIG. 2 is a view showing an embedded magnet type motor (hereinafter referred to as an IPM motor) 2 in which a permanent magnet 1 is arranged. In the following embodiment, an example in which the shape of the permanent magnet 1 is a cross-sectional arc shape will be described. However, the shape of the permanent magnet 1 can be appropriately changed depending on the type and shape of the rotating electrical machine to be arranged. For example, it may be a fan shape, a saddle shape, or a rectangular parallelepiped shape.

また、本発明に係る永久磁石１はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石からなる。尚、各成分の含有量はＮｄ：２７〜４０ｗｔ％、Ｂ：０．８〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７０ｗｔ％とする。また、磁気特性向上の為、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｐｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｍｇ等の他元素を少量含んでも良い。   The permanent magnet 1 according to the present invention is made of an Nd—Fe—B based magnet. In addition, content of each component shall be Nd: 27-40 wt%, B: 0.8-2 wt%, Fe (electrolytic iron): 60-70 wt%. In order to improve magnetic properties, other elements such as Dy, Tb, Co, Cu, Al, Si, Ga, Nb, V, Pr, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Ag, Bi, Zn, and Mg are added. May contain a small amount.

また、永久磁石１は、後述のように磁石粉末とバインダーを混合した混合物を成形した成形体（グリーン成形体）によって形成される。後述のように本発明に係る永久磁石１は、磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を成形する前に、粘土状や液体状の状態で永久磁石１の配置対象となるスロット４内に充填（注入）する。そして、スロット４に充填された状態の混合物を加圧焼結することによって、混合物がスロット４に対応する形状（例えば図１、図２に示す例では断面弓型形状）に成形されるとともに、混合物が焼結された永久磁石１が製造される。それによって、従来と比較してスロット４と永久磁石１との間に生じる不要な隙間を減少させることが可能となる。また、特にスロット４が複雑な形状をしていた場合であっても、永久磁石１の形状を容易且つ迅速にスロット４の形状に対応させた形状に成形することが可能となる。尚、永久磁石１の製法の詳細については後述する。   Moreover, the permanent magnet 1 is formed by the molded object (green molded object) which shape | molded the mixture which mixed magnet powder and the binder as mentioned later. As will be described later, the permanent magnet 1 according to the present invention is filled in the slot 4 to be disposed of the permanent magnet 1 in a clay-like or liquid-like state before the mixture of the magnet powder and the binder is formed. (inject. Then, by pressure-sintering the mixture filled in the slot 4, the mixture is formed into a shape corresponding to the slot 4 (for example, the cross-sectional arc shape in the example shown in FIGS. 1 and 2), The permanent magnet 1 in which the mixture is sintered is manufactured. Thereby, it is possible to reduce unnecessary gaps generated between the slot 4 and the permanent magnet 1 as compared with the conventional case. In particular, even when the slot 4 has a complicated shape, the shape of the permanent magnet 1 can be easily and quickly formed into a shape corresponding to the shape of the slot 4. The details of the manufacturing method of the permanent magnet 1 will be described later.

また、本発明に係る永久磁石１は異方性磁石であり、図３に示すように磁化容易軸（Ｃ軸）が径方向に配向されている。即ち、永久磁石１の配向は、面に対して法線方向に配向されることとなる。尚、永久磁石１の配向は、図４に示すように磁化容易軸（Ｃ軸）を一の径方向に平行となるように配向させても良い。その場合には、永久磁石１の配向は、パラレル配向を有することとなる。   Further, the permanent magnet 1 according to the present invention is an anisotropic magnet, and the easy axis (C axis) is oriented in the radial direction as shown in FIG. That is, the orientation of the permanent magnet 1 is oriented in the normal direction with respect to the surface. The orientation of the permanent magnet 1 may be oriented so that the easy magnetization axis (C axis) is parallel to one radial direction as shown in FIG. In that case, the orientation of the permanent magnet 1 has a parallel orientation.

更に、図５に示すように、磁石表面を通過する集束軸Ｐに沿った一方向（図５ではロータ外側方向）へと磁化容易軸（Ｃ軸）が集束するように配向しても良い。また、図５に示す例では集束軸Ｐは、永久磁石１の中央付近を通過するように設定しているが、中央付近ではなく右側寄り又は左側寄りに設定しても良い。また、減磁し易い箇所に集束するように配向しても良い。そして、特に図５に示すように永久磁石１を配向した場合には、永久磁石１がロータ３のスロット４に収容された場合において、ロータ３の周方向に沿って両端側から中心側へと、外側方向（即ちエアギャップ側）に磁化容易軸（Ｃ軸）が傾斜するように配向されることとなる。より具体的には、磁化容易軸が指数曲線に沿って形成されることとなる。その結果、永久磁石１がロータ３のスロット４に収容され且つ着磁された場合に、ロータ３の中心方向から外側方向（即ちエアギャップ側）へと磁石内部の磁束が集中する（即ち、磁石表面の磁束密度が高くなる）こととなる。   Further, as shown in FIG. 5, the easy magnetization axis (C axis) may be oriented so as to converge in one direction along the focusing axis P passing through the magnet surface (the rotor outer direction in FIG. 5). In the example shown in FIG. 5, the focusing axis P is set so as to pass near the center of the permanent magnet 1, but it may be set to the right side or the left side instead of near the center. Further, it may be oriented so as to be focused at a location where it is easy to demagnetize. In particular, when the permanent magnet 1 is oriented as shown in FIG. 5, when the permanent magnet 1 is accommodated in the slot 4 of the rotor 3, from both ends to the center side along the circumferential direction of the rotor 3. The orientation is such that the easy axis (C-axis) is inclined in the outer direction (that is, the air gap side). More specifically, the easy magnetization axis is formed along an exponential curve. As a result, when the permanent magnet 1 is accommodated in the slot 4 of the rotor 3 and magnetized, the magnetic flux inside the magnet concentrates from the center direction of the rotor 3 to the outer side (that is, the air gap side) (that is, the magnet). The magnetic flux density on the surface is increased).

また、本発明に係る永久磁石１では、後述のように磁石粉末とバインダーを混合した混合物に対して磁場を印加して配向するので、圧粉成形のように配向後に付加された圧力によって磁石粒子が回動することがなく、配向度を向上させることが可能である。また、ＰＬＰ法のように磁石粉末の密度分布にばらつきが生じることがないので、ニアネットシェイプ性が向上する。   Further, in the permanent magnet 1 according to the present invention, since the magnetic field is applied to the mixture of the magnet powder and the binder as will be described later, the magnetic particles are aligned by the pressure applied after the orientation as in compacting. It is possible to improve the degree of orientation without rotating. Moreover, since there is no variation in the density distribution of the magnet powder unlike the PLP method, the near net shape property is improved.

また、本発明では特に永久磁石１を製造する場合において、磁石粉末に混合されるバインダーは、樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸エステルやそれらの混合物等が用いられる。
更に、バインダーに樹脂を用いる場合には、構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーを用いるのが好ましい。また、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物をスロット４に充填する際に生じた混合物の残余物を再利用する為、及び混合物を加熱して軟化した状態で磁場配向を行う為に、熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には以下の一般式（１）に示されるモノマーから選ばれる１種又は２種以上の重合体又は共重合体からなるポリマーが該当する。

Figure 2016032027
（但し、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、低級アルキル基、フェニル基又はビニル基を表す） In the present invention, in particular, when the permanent magnet 1 is manufactured, a resin, a long-chain hydrocarbon, a fatty acid ester, a mixture thereof, or the like is used as the binder mixed with the magnet powder.
Furthermore, when a resin is used for the binder, it is preferable to use a polymer that does not contain an oxygen atom in the structure and has a depolymerization property. In order to recycle the remainder of the mixture generated when the mixture of magnet powder and binder is filled in the slot 4 as described later, and to perform magnetic field orientation in a softened state by heating the mixture, A thermoplastic resin is used. Specifically, the polymer which consists of 1 type, or 2 or more types of polymers or copolymers chosen from the monomer shown by the following general formula (1) corresponds.
Figure 2016032027
 (However, R1 and R2 represent a hydrogen atom, a lower alkyl group, a phenyl group or a vinyl group.)

上記条件に該当するポリマーとしては、例えばイソブチレンの重合体であるポリイソブチレン（ＰＩＢ）、イソプレンの重合体であるポリイソプレン（イソプレンゴム、ＩＲ）、１，３−ブタジエンの重合体であるポリブタジエン（ブタジエンゴム、ＢＲ）、スチレンの重合体であるポリスチレン、スチレンとイソプレンの共重合体であるスチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、イソブチレンとイソプレンの共重合体であるブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンとブタジエンの共重合体であるスチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、２−メチル−１−ペンテンの重合体である２−メチル−１−ペンテン重合樹脂、２−メチル−１−ブテンの重合体である２−メチル−１−ブテン重合樹脂、α−メチルスチレンの重合体であるα−メチルスチレン重合樹脂等がある。尚、α−メチルスチレン重合樹脂は柔軟性を与えるために低分子量のポリイソブチレンを添加することが望ましい。また、バインダーに用いる樹脂としては、酸素原子を含むモノマーの重合体又は共重合体（例えば、ポリブチルメタクリレートやポリメチルメタクリレート等）を少量含む構成としても良い。更に、上記一般式（１）に該当しないモノマーが一部共重合していても良い。その場合であっても、本願発明の目的を達成することが可能である。
尚、バインダーに用いる樹脂としては、磁場配向を適切に行う為に２５０℃以下で軟化する熱可塑性樹脂、より具体的にはガラス転移点又は流動開始温度が２５０℃以下の熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。 Examples of the polymer satisfying the above conditions include polyisobutylene (PIB), which is a polymer of isobutylene, polyisoprene (isoprene rubber, IR), which is a polymer of isoprene, and polybutadiene (butadiene) that is a polymer of 1,3-butadiene. Rubber, BR), polystyrene as a polymer of styrene, styrene-isoprene block copolymer (SIS) as a copolymer of styrene and isoprene, butyl rubber (IIR) as a copolymer of isobutylene and isoprene, styrene and butadiene A styrene-butadiene block copolymer (SBS) which is a copolymer of 2-methyl-1-pentene, a 2-methyl-1-pentene polymer which is a polymer of 2-methyl-1-pentene, and a polymer of 2-methyl-1-butene. A 2-methyl-1-butene polymer, a polymer of α-methylstyrene. That there is α- methyl styrene polymer resin. In addition, it is desirable to add a low molecular weight polyisobutylene to the α-methylstyrene polymer resin in order to give flexibility. The resin used for the binder may include a small amount of a polymer or copolymer of a monomer containing an oxygen atom (for example, polybutyl methacrylate, polymethyl methacrylate, etc.). Furthermore, a monomer that does not correspond to the general formula (1) may be partially copolymerized. Even in that case, it is possible to achieve the object of the present invention.
In addition, as a resin used for the binder, a thermoplastic resin that softens at 250 ° C. or lower in order to appropriately perform magnetic field orientation, more specifically, a thermoplastic resin having a glass transition point or a flow start temperature of 250 ° C. or lower is used. Is desirable.

一方、バインダーに長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。具体的には炭素数が１８以上である長鎖飽和炭化水素を用いるのが好ましい。そして、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物を磁場配向する際には、混合物を長鎖炭化水素のガラス転移点又は流動開始温度以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。   On the other hand, when a long-chain hydrocarbon is used as the binder, it is preferable to use a long-chain saturated hydrocarbon (long-chain alkane) that is solid at room temperature and liquid at room temperature or higher. Specifically, it is preferable to use a long-chain saturated hydrocarbon having 18 or more carbon atoms. Then, when the mixture of the magnetic powder and the binder is magnetically oriented as described later, the magnetic field orientation is performed in a state where the mixture is heated and softened at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the long-chain hydrocarbon or the flow start temperature.

また、バインダーに脂肪酸エステルを用いる場合においても同様に、室温で固体、室温以上で液体であるステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。そして、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物を磁場配向する際には、混合物を脂肪酸エステルの流動開始温度以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。   Similarly, when a fatty acid ester is used as the binder, it is preferable to use methyl stearate, methyl docosanoate or the like that is solid at room temperature and liquid at room temperature or higher. Then, when the mixture of the magnet powder and the binder is magnetically oriented as described later, the magnetic field orientation is performed in a state where the mixture is heated and softened at a temperature equal to or higher than the flow start temperature of the fatty acid ester.

磁石粉末に混合されるバインダーとして上記条件を満たすバインダーを用いることによって、磁石内に含有する炭素量及び酸素量を低減させることが可能となる。具体的には、焼結後に磁石に残存する炭素量を２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする。また、焼結後に磁石に残存する酸素量を５０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下とする。   By using a binder that satisfies the above conditions as a binder to be mixed with the magnet powder, the amount of carbon and oxygen contained in the magnet can be reduced. Specifically, the amount of carbon remaining in the magnet after sintering is 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less. Further, the amount of oxygen remaining in the magnet after sintering is set to 5000 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less.

また、バインダーの添加量は、スラリーや加熱溶融したコンパウンドを成形する際に成形体の厚み精度を向上させる為に、磁石粒子間の空隙を適切に充填する量とする。例えば、磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％とする。   Further, the amount of the binder added is an amount that appropriately fills the gaps between the magnet particles in order to improve the thickness accuracy of the molded body when molding the slurry or the heated and melted compound. For example, the ratio of the binder to the total amount of the magnet powder and the binder is 1 wt% to 40 wt%, more preferably 2 wt% to 30 wt%, and still more preferably 3 wt% to 20 wt%.

［回転電機の構成］
また、上記永久磁石１がロータ３のスロット４に収容される埋込磁石型のＩＰＭモータ２は、図２に示すようにステータ６と、ステータ６の内側で回転自在に配置されたロータ３とから基本的に構成される。 [Configuration of rotating electric machine]
The permanent magnet type IPM motor 2 in which the permanent magnet 1 is accommodated in the slot 4 of the rotor 3 includes a stator 6 and a rotor 3 that is rotatably arranged inside the stator 6 as shown in FIG. It basically consists of

また、ステータ６は、電磁鋼板等の磁性材料からなるステータコア７と、ステータコア７に巻装された複数の巻線８とから基本的に構成される。更に、ステータコア７は、円環状のヨークと、ヨークから径方向外側に突出する複数のティースからなり、巻線８はティースに巻き付けられている。尚、巻線８の巻装形態には、集中巻き方式と分布巻き方式がある。集中巻き方式とは、ティース毎に巻線８が巻装される形態であり、分布巻き方式とは、複数のティースに跨って巻線８が巻装される形態である。   The stator 6 is basically composed of a stator core 7 made of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate and a plurality of windings 8 wound around the stator core 7. Further, the stator core 7 includes an annular yoke and a plurality of teeth protruding radially outward from the yoke, and the winding 8 is wound around the teeth. Note that the winding form of the winding 8 includes a concentrated winding method and a distributed winding method. The concentrated winding method is a form in which the winding 8 is wound for each tooth, and the distributed winding method is a form in which the winding 8 is wound across a plurality of teeth.

一方、ロータ３には、永久磁石１が収容されるスロット４が形成される。スロット４は、ロータ３の軸方向に沿って永久磁石１と対応する形状（例えば断面弓型形状）に複数（図２では４個）形成され、ロータ３の軸方向の一面に対して永久磁石１を挿入する為の開口部９を備える。尚、スロット４の端部にはフラックスバリアとして空隙を形成しても良い。そして、スロット４内には上述した永久磁石１が配置される。ここで、図６はロータ３の特にスロット４周辺を拡大して示した拡大図である。   On the other hand, the rotor 3 is formed with a slot 4 in which the permanent magnet 1 is accommodated. A plurality of slots 4 (four in FIG. 2) are formed in a shape corresponding to the permanent magnet 1 along the axial direction of the rotor 3 (for example, four in FIG. 2). An opening 9 for inserting 1 is provided. A gap may be formed at the end of the slot 4 as a flux barrier. The permanent magnet 1 described above is disposed in the slot 4. Here, FIG. 6 is an enlarged view showing the rotor 3 in particular around the slot 4 in an enlarged manner.

本発明に係る永久磁石１は、磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を成形する前に、粘土状や液体状の状態でスロット４に充填される。そして、スロット４に充填した混合物を、開口部９から一軸方向に加圧した状態で焼結することにより製造される。従って、従来と比較して焼結後の永久磁石１とスロット４との間には、ほとんど隙間が生じることがない。また、焼結後の永久磁石１は、スロット４に対して固定する為の部材を別途用いることなくスロット４に対してある程度の強度で固定することができる。尚、スロット４に充填された充填剤を介して永久磁石１をスロット４に固定しても良い。充填剤としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を用いることができる。   The permanent magnet 1 according to the present invention is filled in the slot 4 in a clay or liquid state before molding a mixture in which magnet powder and a binder are mixed. And it manufactures by sintering the mixture with which the slot 4 was filled in the state pressurized from the opening part 9 to the uniaxial direction. Therefore, there is almost no gap between the sintered permanent magnet 1 and the slot 4 as compared with the conventional case. Further, the sintered permanent magnet 1 can be fixed to the slot 4 with a certain degree of strength without using a member for fixing to the slot 4 separately. The permanent magnet 1 may be fixed to the slot 4 through a filler filled in the slot 4. For example, an epoxy resin or a silicone resin can be used as the filler.

また、本発明に係る永久磁石１は異方性磁石であり、例えば図３〜図５に示す方向に磁化容易軸（Ｃ軸）が揃うように配向される。その結果、永久磁石１がロータ３のスロット４に収容され、永久磁石１のＣ軸方向に平行に磁場を印加し着磁を行った場合には、ＩＰＭモータ２を実現する為の磁場を形成することが可能となる。   Moreover, the permanent magnet 1 according to the present invention is an anisotropic magnet, and is oriented so that the easy magnetization axis (C axis) is aligned in the direction shown in FIGS. As a result, when the permanent magnet 1 is accommodated in the slot 4 of the rotor 3 and is magnetized by applying a magnetic field parallel to the C-axis direction of the permanent magnet 1, a magnetic field for realizing the IPM motor 2 is formed. It becomes possible to do.

一方、ロータ３の中央には、ロータ３に一端が固定された回転軸１０を備える。そして、回転軸１０はロータ３が回転するとロータ３の回転に伴って回転するように構成される。   On the other hand, at the center of the rotor 3, a rotating shaft 10 having one end fixed to the rotor 3 is provided. The rotating shaft 10 is configured to rotate with the rotation of the rotor 3 when the rotor 3 rotates.

そして、上記構成を有するＩＰＭモータ２において、ステータ６の巻線８に電流を印加すると、ロータ３とステータ６との間に磁気による吸引力と反発力が生じ、回転軸１０を中心にロータ３が回転する。   In the IPM motor 2 having the above configuration, when a current is applied to the winding 8 of the stator 6, a magnetic attractive force and a repulsive force are generated between the rotor 3 and the stator 6, and the rotor 3 centering on the rotating shaft 10. Rotates.

［永久磁石及び永久磁石を用いた回転電機の製造方法］
次に、本発明に係る永久磁石１及び永久磁石１を用いた回転電機の製造方法について図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１を用いた回転電機の製造工程を示した説明図である。 [Permanent magnet and method of manufacturing rotating electrical machine using permanent magnet]
Next, the manufacturing method of the rotary electric machine using the permanent magnet 1 which concerns on this invention and the permanent magnet 1 is demonstrated using FIG.7 and FIG.8. 7 and 8 are explanatory views showing a manufacturing process of the rotating electrical machine using the permanent magnet 1 and the permanent magnet 1 according to the present embodiment.

先ず、所定分率のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。それによって、粗粉砕磁石粉末１５を得る。   First, an ingot made of a predetermined fraction of Nd—Fe—B (for example, Nd: 32.7 wt%, Fe (electrolytic iron): 65.96 wt%, B: 1.34 wt%) is manufactured. Thereafter, the ingot is roughly pulverized to a size of about 200 μm by a stamp mill or a crusher. Alternatively, the ingot is melted, flakes are produced by strip casting, and coarsely pulverized by hydrogen crushing. Thereby, coarsely pulverized magnet powder 15 is obtained.

次いで、粗粉砕磁石粉末１５をビーズミル１６による湿式法又はジェットミルを用いた乾式法等によって微粉砕する。例えば、ビーズミル１６による湿式法を用いた微粉砕では溶媒中で粗粉砕磁石粉末１５を所定範囲の粒径（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）に微粉砕するとともに溶媒中に磁石粉末を分散させる。その後、湿式粉砕後の溶媒に含まれる磁石粉末を真空乾燥などで乾燥させ、乾燥した磁石粉末を取り出す。また、粉砕に用いる溶媒の種類に特に制限はなく、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチル等のエステル類、ペンタン、ヘキサンなどの低級炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなど芳香族類、ケトン類、それらの混合物等が使用できる。尚、好ましくは、溶媒中に酸素原子を含まない溶媒が用いられる。   Next, the coarsely pulverized magnet powder 15 is finely pulverized by a wet method using a bead mill 16 or a dry method using a jet mill. For example, in fine pulverization using a wet method using a bead mill 16, the coarsely pulverized magnet powder 15 is finely pulverized in a solvent to a predetermined particle size (for example, 0.1 μm to 5.0 μm) and the magnet powder is dispersed in the solvent. . Thereafter, the magnet powder contained in the solvent after the wet pulverization is dried by vacuum drying or the like, and the dried magnet powder is taken out. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the kind of solvent used for grinding | pulverization, Alcohols, such as isopropyl alcohol, ethanol, methanol, Esters, such as ethyl acetate, Lower hydrocarbons, such as pentane and hexane, Aromatics, such as benzene, toluene, xylene , Ketones, mixtures thereof and the like. In addition, Preferably, the solvent which does not contain an oxygen atom in a solvent is used.

一方、ジェットミルによる乾式法を用いた微粉砕では、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミルにより微粉砕し、所定範囲の粒径（例えば０．７μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。   On the other hand, in fine pulverization using a dry method using a jet mill, coarsely pulverized magnet powder is (a) in an atmosphere composed of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, and He gas having substantially 0% oxygen content. Or (b) Finely pulverizing by a jet mill in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, and He gas with an oxygen content of 0.0001 to 0.5%, A fine powder having an average particle diameter of 0.7 μm to 5.0 μm. The oxygen concentration of substantially 0% is not limited to the case where the oxygen concentration is completely 0%, but may contain oxygen in such an amount that a very small amount of oxide film is formed on the surface of the fine powder. Means good.

次に、ビーズミル１６等で微粉砕された磁石粉末にバインダーを混合することにより、磁石粉末とバインダーからなる粘土状の混合物（コンパウンド）１７を作製する。ここで、バインダーとしては、上述したように樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸エステルやそれらの混合物等が用いられる。例えば、樹脂を用いる場合には構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーからなる熱可塑性樹脂を用い、一方、長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。また、脂肪酸エステルを用いる場合には、ステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。また、バインダーの添加量は、上述したように添加後のコンパウンド１７における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％となる量とする。   Next, a clay-like mixture (compound) 17 composed of the magnet powder and the binder is prepared by mixing the binder with the magnet powder finely pulverized by the bead mill 16 or the like. Here, as the binder, a resin, a long-chain hydrocarbon, a fatty acid ester, a mixture thereof, or the like is used as described above. For example, when a resin is used, a thermoplastic resin made of a depolymerizable polymer that does not contain an oxygen atom in the structure is used. On the other hand, when a long-chain hydrocarbon is used, the resin is solid at room temperature or above room temperature. It is preferable to use a long-chain saturated hydrocarbon (long-chain alkane) that is liquid. Moreover, when using fatty acid ester, it is preferable to use methyl stearate, methyl docosanoate, or the like. In addition, as described above, the amount of the binder added is such that the ratio of the binder to the total amount of the magnet powder and the binder in the compound 17 after the addition is 1 wt% to 40 wt%, more preferably 2 wt% to 30 wt%, still more preferably 3 wt%. % To 20 wt%.

また、上記コンパウンド１７には、後に行われる磁場配向工程での配向度を向上させる為に配向を助長する添加剤を添加しても良い。配向を助長する添加剤としては例えば炭化水素系の添加剤が用いられ、特に極性を有する（具体的には酸解離定数ｐＫａが４１未満の）添加剤を用いるのが望ましい。また、添加剤の添加量は磁石粉末の粒子径に依存し、磁石粉末の粒子径が小さい程、添加量を多くする必要がある。具体的な添加量としては、磁石粉末に対して０．１部〜１０部、より好ましくは１部〜８部とする。そして、磁石粉末に添加された添加剤は、磁石粒子の表面に付着し、後述の磁場配向処理において、磁石粒子の回動を補助する役目を有する。その結果、磁場を印加した際に配向が容易に行われ、磁石粒子の磁化容易軸方向を同一方向に揃えること（即ち、配向度を高くすること）が可能となる。特に、磁石粉末にバインダーを添加する場合には、粒子表面にバインダーが存在するため、配向時の摩擦力が上がり、粒子の配向性が低下する為、添加剤を添加する効果がより大きくなる。   In addition, an additive for promoting orientation may be added to the compound 17 in order to improve the degree of orientation in a magnetic field orientation step performed later. As the additive for promoting the orientation, for example, a hydrocarbon-based additive is used, and it is particularly preferable to use an additive having polarity (specifically, an acid dissociation constant pKa of less than 41). Moreover, the addition amount of the additive depends on the particle diameter of the magnet powder, and it is necessary to increase the addition amount as the particle diameter of the magnet powder is smaller. The specific addition amount is 0.1 part to 10 parts, more preferably 1 part to 8 parts, with respect to the magnet powder. The additive added to the magnet powder adheres to the surface of the magnet particles and has a role of assisting the rotation of the magnet particles in the magnetic field orientation process described later. As a result, orientation is easily performed when a magnetic field is applied, and the easy magnetization axis directions of the magnet particles can be aligned in the same direction (that is, the degree of orientation can be increased). In particular, when a binder is added to the magnet powder, since the binder is present on the particle surface, the frictional force at the time of orientation is increased and the orientation of the particles is lowered, so that the effect of adding the additive is further increased.

尚、バインダーの添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。尚、磁石粉末とバインダーの混合は、例えば磁石粉末とバインダーをそれぞれ攪拌機に投入し、攪拌機で攪拌することにより行う。また、混練性を促進する為に加熱攪拌を行っても良い。また、磁石粉末とバインダーの混合は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行うことが望ましい。また、特に磁石粉末を湿式法で粉砕した場合においては、粉砕に用いた溶媒から磁石粉末を取り出すことなくバインダーを溶媒中に添加して混練し、その後に溶媒を揮発させ、後述のコンパウンド１７を得る構成としても良い。   The binder is added in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, or He gas. The mixing of the magnet powder and the binder is performed, for example, by putting the magnet powder and the binder into a stirrer and stirring with the stirrer. In addition, heating and stirring may be performed to promote kneading properties. The mixing of the magnet powder and the binder is preferably performed in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, or He gas. In particular, when the magnet powder is pulverized by a wet method, a binder is added to the solvent without kneading the magnet powder from the solvent used for pulverization, and then the solvent is volatilized. It is good also as a structure to obtain.

続いて、生成されたコンパウンド１７を、ノズル１９等を用いてロータ３に形成されたスロット４内に充填する。尚、コンパウンド１７のスロット４への充填は、常温の粘度状や粉末状の状態で行っても良いし、コンパウンド１７を加熱することによりコンパウンド１７を溶融し、流体状にしてからスロット４内に注入することにより行っても良い。更に、コンパウンド１７に溶媒を添加することによってスラリー状態とし、スラリー状態のコンパウンド１７をスロット４内に注入することにより行っても良い。   Subsequently, the generated compound 17 is filled into the slot 4 formed in the rotor 3 using the nozzle 19 or the like. The filling of the compound 17 into the slot 4 may be performed in the state of viscosity or powder at room temperature, or the compound 17 is melted by heating the compound 17 to form a fluid, and then into the slot 4. You may carry out by inject | pouring. Further, a solvent may be added to the compound 17 to form a slurry, and the slurry 17 may be injected into the slot 4.

尚、コンパウンド１７を加熱溶融してスロット４に充填した場合には、充填後に放熱して凝固させる。また、コンパウンド１７を加熱溶融する際の温度は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが５０〜３００℃とする。但し、用いるバインダーの流動開始温度よりも高い温度とする必要がある。一方、コンパウンド１７をスラリー状にしてスロット４に充填した場合には、充填後に乾燥して溶媒を揮発させる。また、コンパウンド１７の充填を行う際には、消泡剤を用いたり、加熱真空脱泡を行うこと等によってスロット４内に充填されたコンパウンド１７中に気泡が残らないよう充分に脱泡処理することが好ましい。   In addition, when the compound 17 is heated and melted and filled into the slot 4, the heat is released and solidified after filling. The temperature at which the compound 17 is heated and melted varies depending on the type and amount of the binder used, but is 50 to 300 ° C. However, the temperature needs to be higher than the flow start temperature of the binder to be used. On the other hand, when the compound 17 is made into a slurry and filled into the slot 4, the solvent is volatilized by drying after filling. Further, when filling the compound 17, a defoaming process is sufficiently performed so that no bubbles remain in the compound 17 filled in the slot 4 by using an antifoaming agent or performing heating vacuum defoaming. It is preferable.

次に、スロット４内に充填されたコンパウンド１７に対して磁場を印加することにより磁場配向を行う。具体的には、先ずスロット４内に充填されたコンパウンド１７を加熱することによりコンパウンド１７を軟化させる。具体的には、コンパウンド１７の粘度が１〜１５００Ｐａ・ｓ、より好ましくは１〜５００Ｐａ・ｓとなるまで軟化させる。それによって、磁場配向を適切に行わせることが可能となる。   Next, magnetic field orientation is performed by applying a magnetic field to the compound 17 filled in the slot 4. More specifically, the compound 17 filled in the slot 4 is first heated to soften the compound 17. Specifically, the compound 17 is softened until the viscosity becomes 1 to 1500 Pa · s, more preferably 1 to 500 Pa · s. Thereby, the magnetic field orientation can be appropriately performed.

尚、コンパウンド１７を加熱する際の温度及び時間は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが、例えば１００〜２５０℃で０．１〜６０分とする。但し、コンパウンド１７を軟化させる為に、用いるバインダーのガラス転移点又は流動開始温度以上の温度とする必要がある。次に、加熱により軟化したコンパウンド１７に対して磁場を印加することにより磁場配向を行う。例えば、図７に示すようにロータ３の周囲にスロット４の数に応じた磁場コイル２０を配置し、各磁場コイル２０に電流を流すことによって、磁場を生じさせることが可能となる。尚、磁場コイル２０の代わりに電磁石を用いても良い。また、印加する磁場の強さは５０００[Oe]〜１５００００[Oe]、好ましくは、１００００[Oe]〜１２００００[Oe]とする。その結果、コンパウンド１７に含まれる磁石結晶のＣ軸（磁化容易軸）が一方向に配向される。   In addition, although the temperature and time at the time of heating the compound 17 change with kinds and quantity of the binder to be used, they are 100-250 degreeC and 0.1 to 60 minutes, for example. However, in order to soften the compound 17, it is necessary to set the glass transition point of the binder to be used or a temperature higher than the flow start temperature. Next, magnetic field orientation is performed by applying a magnetic field to the compound 17 softened by heating. For example, as shown in FIG. 7, magnetic fields 20 corresponding to the number of slots 4 are arranged around the rotor 3, and a current is passed through each magnetic field coil 20, thereby generating a magnetic field. An electromagnet may be used instead of the magnetic field coil 20. The strength of the applied magnetic field is 5000 [Oe] to 150,000 [Oe], preferably 10,000 [Oe] to 120,000 [Oe]. As a result, the C axis (easy magnetization axis) of the magnet crystal contained in the compound 17 is oriented in one direction.

更に、コンパウンド１７に磁場を印加する際には、加熱工程と同時に磁場を印加する工程を行う構成としても良いし、加熱工程を行った後であってコンパウンド１７が凝固する前に磁場を印加する工程を行うこととしても良い。また、コンパウンド１７を加熱溶融してスロット４内に充填した場合には、充填されたコンパウンド１７が凝固する前に磁場配向する構成としても良い。その場合には、磁場配向時の加熱工程は不要となる。   Furthermore, when applying a magnetic field to the compound 17, it is good also as a structure which performs the process of applying a magnetic field simultaneously with a heating process, and after applying a heating process and before the compound 17 solidifies, a magnetic field is applied. It is good also as performing a process. In addition, when the compound 17 is heated and melted and filled into the slot 4, the magnetic field orientation may be performed before the filled compound 17 is solidified. In that case, the heating process at the time of magnetic field orientation becomes unnecessary.

続いて、ロータ３のスロット４内に充填されたコンパウンド１７を、スロット４に収容された状態で焼結する焼結処理を行う。尚、コンパウンド１７の焼結方法としては、真空中での無加圧焼結、一軸方向に加圧した状態で焼結する一軸加圧焼結、２軸方向に加圧した状態で焼結する２軸加圧焼結、等方に加圧した状態で焼結する等方加圧焼結等がある。本発明では、特にコンパウンド１７を開口部９から一軸方向に加圧した状態で焼結する一軸加圧焼結を用いる。尚、加圧方向はロータ３の軸方向に対して平行な方向（即ち、スロット４に対するコンパウンド１７の充填方向）とする。また、加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）焼結、超高圧合成焼結、ガス加圧焼結、放電プラズマ（ＳＰＳ）焼結等がある。但し、一軸方向に加圧可能であって且つ通電焼結により焼結するＳＰＳ焼結を用いることが好ましい。尚、コンパウンド１７を加圧する際には、例えば、スロット４の開口部９の形状と同形状のパンチで、開口部９からスロット４に収容されたコンパウンド１７をロータ３の軸方向に押圧することにより行う。
尚、ＳＰＳ焼結で焼結を行う場合には、加圧値を例えば０．０１ＭＰａ〜１００ＭＰａとし、数Ｐａ以下の真空雰囲気で９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、その後５分保持することが好ましい。その後冷却し、再び３００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、製品形状（例えば図１に示す断面弓型形状）へと成形されたコンパウンド１７の焼結体３１が製造される。 Subsequently, a sintering process is performed in which the compound 17 filled in the slot 4 of the rotor 3 is sintered while being accommodated in the slot 4. In addition, as a sintering method of the compound 17, the pressureless sintering in vacuum, the uniaxial pressure sintering in which the pressure is uniaxially pressed, and the sintering in the state of being biaxially pressurized. There are biaxial pressure sintering, isotropic pressure sintering for sintering in an isotropically pressurized state, and the like. In the present invention, uniaxial pressure sintering is used in which the compound 17 is sintered in a state of being uniaxially pressed from the opening 9. The pressing direction is a direction parallel to the axial direction of the rotor 3 (that is, the filling direction of the compound 17 with respect to the slot 4). Examples of pressure sintering include hot press sintering, hot isostatic pressing (HIP) sintering, ultra-high pressure synthetic sintering, gas pressure sintering, and discharge plasma (SPS) sintering. . However, it is preferable to use SPS sintering that can be uniaxially pressurized and sintered by current sintering. When pressing the compound 17, for example, the compound 17 accommodated in the slot 4 is pressed from the opening 9 in the axial direction of the rotor 3 with a punch having the same shape as the opening 9 of the slot 4. To do.
In addition, when sintering by SPS sintering, a pressurization value shall be 0.01MPa-100MPa, it shall be raised to 940 degreeC by 10 degreeC / min in a vacuum atmosphere of several Pa or less, and it shall hold | maintain for 5 minutes after that. Is preferred. Then, it is cooled and heat-treated again at 300 ° C. to 1000 ° C. for 2 hours. As a result of the sintering, a sintered body 31 of the compound 17 formed into a product shape (for example, a cross-sectional arc shape shown in FIG. 1) is manufactured.

また、コンパウンド１７を焼結する前に、大気圧、又は大気圧より高い圧力や低い圧力（例えば、１．０Ｐａや１．０ＭＰａ）に加圧した非酸化性雰囲気（特に本発明では水素雰囲気又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気）においてバインダー分解温度で数時間〜数十時間（例えば５時間）保持することにより仮焼処理を行うことが望ましい。水素雰囲気下で行う場合には、例えば仮焼中の水素の供給量は５Ｌ／ｍｉｎとする。仮焼処理を行うことによって、バインダー等の有機化合物を解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去することが可能となる。即ち、コンパウンド１７中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われることとなる。また、仮焼処理は、コンパウンド１７中の炭素量が２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理でコンパウンド１７の全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力の低下を抑制する。また、上述した仮焼処理を行う際の加圧条件を大気圧より高い圧力で行う場合には、１５ＭＰａ以下とすることが望ましい。尚、加圧条件は大気圧より高い圧力、より具体的には０．２ＭＰａ以上とすれば特に炭素量軽減の効果が期待できる。   In addition, before sintering the compound 17, a non-oxidizing atmosphere (in particular, a hydrogen atmosphere or a non-oxidizing atmosphere in which pressure is higher than or lower than atmospheric pressure (for example, 1.0 Pa or 1.0 MPa) is used. It is desirable to carry out the calcination treatment by maintaining the binder decomposition temperature for several hours to several tens of hours (for example, 5 hours) in a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. In the case of performing in a hydrogen atmosphere, for example, the supply amount of hydrogen during calcination is set to 5 L / min. By performing the calcination treatment, an organic compound such as a binder can be decomposed into a monomer by a depolymerization reaction or the like and scattered to be removed. That is, so-called decarbonization for reducing the amount of carbon in the compound 17 is performed. The calcination treatment is performed under the condition that the carbon content in the compound 17 is 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less. As a result, the entire compound 17 can be densely sintered by a subsequent sintering process, and a decrease in residual magnetic flux density and coercive force is suppressed. Moreover, when performing the pressurization conditions at the time of performing the calcining process mentioned above by the pressure higher than atmospheric pressure, it is desirable to set it as 15 MPa or less. In addition, if the pressurizing condition is a pressure higher than atmospheric pressure, more specifically 0.2 MPa or more, the effect of reducing the carbon amount can be expected.

尚、バインダー分解温度は、バインダー分解生成物および分解残渣の分析結果に基づき決定する。具体的にはバインダーの分解生成物を補集し、モノマー以外の分解生成物が生成せず、かつ残渣の分析においても残留するバインダー成分の副反応による生成物が検出されない温度範囲が選ばれる。バインダーの種類により異なるが２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃（例えば４５０℃）とする。   The binder decomposition temperature is determined based on the analysis results of the binder decomposition product and decomposition residue. Specifically, a temperature range is selected in which decomposition products of the binder are collected, decomposition products other than the monomers are not generated, and products due to side reactions of the remaining binder components are not detected even in the analysis of the residues. Although it varies depending on the type of the binder, it is set to 200 ° C to 900 ° C, more preferably 400 ° C to 600 ° C (for example, 450 ° C).

また、上記仮焼処理は、一般的な磁石の焼結を行う場合と比較して、昇温速度を小さくするのが好ましい。具体的には、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下（例えば１．５℃／ｍｉｎ）とする。従って、仮焼処理を行う場合には、図９に示すように２℃／ｍｉｎ以下の所定の昇温速度で昇温し、予め設定された設定温度（バインダー分解温度）に到達した後に、該設定温度で数時間〜数十時間保持することにより仮焼処理を行う。上記のように仮焼処理において昇温速度を小さくすることによって、コンパウンド１７中の炭素が急激に除去されず、段階的に除去されるので、焼結後の永久磁石の密度を上昇させる（即ち、永久磁石中の空隙を減少させる）ことが可能となる。そして、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすれば、焼結後の永久磁石の密度を９５％以上とすることができ、高い磁石特性が期待できる。   In the calcining process, it is preferable to reduce the rate of temperature rise compared to the case of performing general magnet sintering. Specifically, the temperature rising rate is set to 2 ° C./min or less (for example, 1.5 ° C./min). Therefore, when performing the calcining treatment, as shown in FIG. 9, the temperature is increased at a predetermined temperature increase rate of 2 ° C./min or less, and after reaching a preset set temperature (binder decomposition temperature), The calcination treatment is performed by holding at the set temperature for several hours to several tens of hours. By reducing the temperature increase rate in the calcining process as described above, the carbon in the compound 17 is not removed rapidly but is removed in stages, thereby increasing the density of the sintered permanent magnet (ie, , The air gap in the permanent magnet can be reduced). And if a temperature increase rate shall be 2 degrees C / min or less, the density of the permanent magnet after sintering can be made 95% or more, and a high magnet characteristic can be anticipated.

また、仮焼処理によって仮焼されたコンパウンド１７を続いて真空雰囲気で保持することにより脱水素処理を行っても良い。脱水素処理では、仮焼処理によって生成されたコンパウンド１７中のＮｄＨ３（活性度大）を、ＮｄＨ３（活性度大）→ＮｄＨ２（活性度小）へと段階的に変化させることによって、仮焼処理により活性化されたコンパウンド１７の活性度を低下させる。それによって、仮焼処理によって仮焼されたコンパウンド１７をその後に大気中へと移動させた場合であっても、Ｎｄが酸素と結び付くことを防止し、残留磁束密度や保磁力の低下を抑制する。また、磁石結晶の構造をＮｄＨ２等からＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ構造へと戻す効果も期待できる。 Alternatively, the dehydrogenation process may be performed by holding the compound 17 calcined by the calcining process in a vacuum atmosphere. Dehydrogenation process, a calcination process NdH 3 in the compound 17 produced by (activity Univ.), By stepwisely changed to NdH 3 (activity Univ) → NdH 2 (activity small), The activity of the compound 17 activated by the calcination treatment is reduced. Thereby, even when the compound 17 calcined by the calcining process is subsequently moved to the atmosphere, Nd is prevented from being combined with oxygen, and a decrease in residual magnetic flux density and coercive force is suppressed. . Moreover, the effect of returning the structure of the magnet crystals from NdH 2 etc. to Nd 2 Fe 14 B structure can be expected.

その後、ロータ３のスロット４に収容されている焼結体３１に対してＣ軸に沿って着磁を行う。具体的には、ロータ３に収容された複数の焼結体３１について、ロータ３の周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されるように着磁を行う。その結果、永久磁石１を製造することが可能となる。尚、焼結体３１の着磁には、例えば着磁コイル、着磁ヨーク、コンデンサー式着磁電源装置等が用いられる。   Thereafter, the sintered body 31 accommodated in the slot 4 of the rotor 3 is magnetized along the C axis. Specifically, the plurality of sintered bodies 31 accommodated in the rotor 3 are magnetized so that N poles and S poles are alternately arranged along the circumferential direction of the rotor 3. As a result, the permanent magnet 1 can be manufactured. For the magnetization of the sintered body 31, for example, a magnetizing coil, a magnetizing yoke, a condenser magnetizing power supply device, or the like is used.

その後、ステータ６や回転軸１０等のロータ３以外の部材を組み付けることによりＩＰＭモータ２が製造される。   Thereafter, the IPM motor 2 is manufactured by assembling members other than the rotor 3 such as the stator 6 and the rotating shaft 10.

以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、磁石原料を磁石粉末に粉砕し、粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することによりコンパウンド１７を生成する。そして、生成したコンパウンド１７をロータ３に形成されたスロット４内に充填する。その後、スロット４内に充填されたコンパウンド１７に対して磁場を印加することにより磁場配向を行い、更に、一軸方向に加圧した状態で焼結することにより永久磁石１を製造する。その結果、従来の圧粉成形等を用いる場合と比較して、焼結後の磁石形状をスロット４の形状により正確に対応させた形状とすることができる。特に、スロット４が複雑な形状を有する場合においても、磁石形状をスロット４の形状に正確に対応させることが可能となる。即ち、高いニアネットシェイプ性を実現することが可能となる。また、焼結後の外形加工に対する負担が軽減され、生産性が大きく向上する事が期待できる。また、スロット４内に永久磁石１を設置した際にスロット４と永久磁石１との間に生じる隙間を減少させる。
また、コンパウンド１７を加熱溶融した状態でスロット４に充填し、その後に焼結を行うこととすれば、スロット４が複雑な形状を有する場合においても、流動性のあるコンパウンド１７をスロット４に充填することによって、コンパウンド１７をスロット４の形状に正確且つ迅速に対応させた形状へと成形することが可能となる。従って、その後に焼結を行えば焼結後の永久磁石１とスロット４との間に生じる隙間を減少させることができる。
また、コンパウンド１７をスラリー状態でスロット４に充填し、その後に焼結を行うこととすれば、スロット４が複雑な形状を有する場合においても、コンパウンド１７を特に流動性の高い状態にしてスロット４に充填することによって、混合物をスロット４の形状により正確に対応させた形状へと成形することが可能となる。
また、磁石粉末とバインダーとを混合した混合物に対して磁場配向を行うので、圧粉成形等を用いる場合と比較して、配向後に磁石粒子が回動することも無く、配向度についても向上させることが可能となる。
また、混合物に対して磁場配向を行う場合には、電流のターン数を利用できるため磁場配向を行う際の磁場強度を大きく確保することができ、且つ静磁場で長時間の磁場印加を施せるので、バラつきの少ない高い配向度を実現することが可能となる。
また、ＩＰＭモータ等の永久磁石を内部に埋め込む構造を有する回転電機に設置する場合において、スロット４と永久磁石１との間に生じる不要な隙間を減少させる。従って、同じ形状のスロット４に対して収容する永久磁石１の体積をより大きくすることができ、従来に比べてモータの高トルク化、発電機の発電力の向上、小型軽量化を実現することが可能となる。 As described above, in the permanent magnet 1 and the method for manufacturing the permanent magnet 1 according to the present embodiment, the compound 17 is generated by pulverizing the magnet raw material into magnet powder and mixing the pulverized magnet powder and the binder. . Then, the generated compound 17 is filled into the slot 4 formed in the rotor 3. Thereafter, the magnetic field is oriented by applying a magnetic field to the compound 17 filled in the slot 4, and the permanent magnet 1 is manufactured by sintering in a state of being pressurized in a uniaxial direction. As a result, the shape of the magnet after sintering can be made to correspond to the shape of the slot 4 more accurately than in the case of using conventional compacting or the like. In particular, even when the slot 4 has a complicated shape, it is possible to accurately correspond the magnet shape to the shape of the slot 4. That is, it is possible to realize high near net shape. In addition, the burden on the outer shape processing after sintering is reduced, and it can be expected that productivity is greatly improved. Further, the gap generated between the slot 4 and the permanent magnet 1 when the permanent magnet 1 is installed in the slot 4 is reduced.
Further, if the compound 17 is heated and melted and filled into the slot 4 and then sintered, the compound 17 having fluidity is filled into the slot 4 even when the slot 4 has a complicated shape. By doing so, it becomes possible to form the compound 17 into a shape that accurately and quickly corresponds to the shape of the slot 4. Therefore, if sintering is performed thereafter, the gap generated between the sintered permanent magnet 1 and the slot 4 can be reduced.
Further, if the compound 17 is filled in the slot 4 in a slurry state and then sintered, the compound 17 is made to be in a particularly high fluidity state even when the slot 4 has a complicated shape. It is possible to form the mixture into a shape that more accurately corresponds to the shape of the slot 4 by filling the container.
In addition, since magnetic field orientation is performed on a mixture of magnet powder and binder, the magnet particles do not rotate after orientation and the degree of orientation is improved as compared with the case of using compacting or the like. It becomes possible.
In addition, when performing magnetic field orientation on the mixture, the number of turns of the current can be used, so that it is possible to ensure a large magnetic field strength when performing magnetic field orientation and to apply a magnetic field for a long time with a static magnetic field. Thus, a high degree of orientation with little variation can be realized.
Moreover, when installing in the rotary electric machine which has a structure which embeds permanent magnets, such as an IPM motor, the unnecessary clearance gap which arises between the slot 4 and the permanent magnet 1 is reduced. Accordingly, the volume of the permanent magnet 1 accommodated in the slot 4 having the same shape can be further increased, and higher torque of the motor, improvement of power generation of the generator, and reduction in size and weight can be realized as compared with the conventional case. Is possible.

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、成形条件、磁場配向工程、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、上記実施例ではビーズミルを用いた湿式粉砕により磁石原料を粉砕しているが、ジェットミルによる乾式粉砕により粉砕することとしても良い。また、仮焼を行う際の雰囲気は非酸化性雰囲気であれば水素雰囲気以外（例えば窒素雰囲気、Ｈｅ雰囲気等、Ａｒ雰囲気等）で行っても良い。また、仮焼処理を省略しても良い。その場合には、焼結処理の過程で脱炭素が行われることとなる。 In addition, this invention is not limited to the said Example, Of course, various improvement and deformation | transformation are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, the pulverization conditions, kneading conditions, molding conditions, magnetic field orientation process, calcination conditions, sintering conditions, etc. of the magnet powder are not limited to the conditions described in the above examples. For example, in the above embodiment, the magnet raw material is pulverized by wet pulverization using a bead mill, but may be pulverized by dry pulverization using a jet mill. Moreover, as long as the atmosphere at the time of calcination is a non-oxidizing atmosphere, the atmosphere may be other than a hydrogen atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere, a He atmosphere, or an Ar atmosphere). Moreover, you may abbreviate | omit a calcination process. In that case, decarbonization is performed during the sintering process.

また、上記実施例では、永久磁石１を断面弓型形状としているが断面弓型形状以外の形状（例えば、直方体形状、蒲鉾型形状）としても良い。尚。永久磁石１の形状がより複雑な形状である程、本発明の効果は大きくなる。   Moreover, in the said Example, although the permanent magnet 1 is made into cross-sectional arch shape, it is good also as shapes (for example, rectangular parallelepiped shape, saddle shape) other than cross-sectional arch shape. still. The more complicated the shape of the permanent magnet 1, the greater the effect of the present invention.

また、永久磁石１をロータ側では無くステータ側に形成された収容部に配置する回転電機に対しても適用することが可能である。また、インナーロータ型の回転電機に限らず、アウターロータ型の回転電機にも適用可能である。更に、永久磁石１はデュアルロータ型の回転電機や永久磁石を平面状に配置したリニアモータに対しても適用可能である。また、本発明に係る永久磁石１はモータ以外に、発電機や磁気減速機等の各種回転電機、更には回転電機以外の永久磁石１を収容部に収容した各種装置に対して適用可能である。尚、本発明に係る回転電機を磁気減速機に適用する場合には、ステータ６をステータコア７や巻線８に代えて磁性材料からなる所定数の磁極片により構成する。   Further, the present invention can also be applied to a rotating electrical machine in which the permanent magnet 1 is disposed in a housing portion formed not on the rotor side but on the stator side. Further, the present invention is not limited to an inner rotor type rotating electrical machine, and can also be applied to an outer rotor type rotating electrical machine. Further, the permanent magnet 1 can be applied to a dual-rotor type rotary electric machine or a linear motor in which permanent magnets are arranged in a plane. In addition to the motor, the permanent magnet 1 according to the present invention can be applied to various rotating electrical machines such as a generator and a magnetic speed reducer, and various devices in which the permanent magnet 1 other than the rotating electrical machine is housed in the housing portion. . When the rotating electrical machine according to the present invention is applied to a magnetic speed reducer, the stator 6 is constituted by a predetermined number of magnetic pole pieces made of a magnetic material instead of the stator core 7 and the winding 8.

また、上記実施例では、ステータコア７に巻線８を巻装したステータコア７を有する回転電機としているが、ステータコア７は磁性体以外に非磁性体により構成しても良い。更に、回転電機はステータコアを有さないコアレスモータとしても良い。その場合には、巻線８を樹脂等によりカップ状に固定したものをステータ６とする。このようなコアレスモータでは、鉄損を無くすことができるので回転電機の効率を高めることが可能となる。   Moreover, in the said Example, although it is set as the rotary electric machine which has the stator core 7 which wound the winding 8 to the stator core 7, the stator core 7 may be comprised with a non-magnetic material other than a magnetic material. Further, the rotating electrical machine may be a coreless motor having no stator core. In that case, the stator 6 is formed by fixing the winding 8 in a cup shape with resin or the like. In such a coreless motor, iron loss can be eliminated, so that the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.

また、本発明ではＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を例に挙げて説明したが、他の磁石（例えばサマリウム系コバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等）を用いても良い。また、磁石の合金組成は本発明ではＮｄ成分を量論組成より多くしているが、量論組成としても良い。   In the present invention, the Nd—Fe—B system magnet has been described as an example, but other magnets (for example, a samarium system cobalt magnet, an alnico magnet, a ferrite magnet, etc.) may be used. Further, in the present invention, the Nd component is larger than the stoichiometric composition in the present invention, but it may be stoichiometric.

１ 永久磁石
２ ＩＰＭモータ
３ ロータ
４ スロット
６ ステータ
７ ステータコア
９ 開口部
１０ 回転軸
１７ コンパウンド
３１ 焼結体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet 2 IPM motor 3 Rotor 4 Slot 6 Stator 7 Stator core 9 Opening part 10 Rotating shaft 17 Compound 31 Sintered body

Claims (12)

開口部を有する所定形状の収容部内に設置される永久磁石であって、
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物を前記収容部に充填する工程と、
前記収容部に充填された前記混合物を、前記開口部から一軸方向に加圧した状態で焼結する工程と、により製造されることを特徴とする永久磁石。 A permanent magnet installed in a container having a predetermined shape having an opening,
Crushing magnet raw material into magnet powder;
Producing a mixture in which the pulverized magnet powder and a binder are mixed;
Filling the container with the mixture;
And a step of sintering the mixture filled in the housing portion in a state of being uniaxially pressurized from the opening. 前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物を加熱溶融した状態で前記収容部に充填することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石。   2. The permanent magnet according to claim 1, wherein, in the step of filling the mixture into the container, the container is filled with the mixture heated and melted. 前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物に溶媒を添加することによってスラリー状態とした後に前記収容部に充填することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石。   2. The permanent magnet according to claim 1, wherein, in the step of filling the mixture into the container, the container is filled after a slurry is formed by adding a solvent to the mixture. 前記収容部へ充填された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の永久磁石。   The permanent magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein a magnetic field is oriented by applying a magnetic field to the mixture filled in the accommodating portion. 前記収容部は、回転電機の固定子又は可動子に形成された収容部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の永久磁石。   The permanent magnet according to claim 1, wherein the housing portion is a housing portion formed on a stator or a mover of a rotating electric machine. 請求項５に記載の永久磁石を、前記固定子又は前記可動子に形成された前記収容部に収容したことを特徴とする回転電機。   A rotating electrical machine comprising: the permanent magnet according to claim 5 housed in the housing portion formed on the stator or the mover. 開口部を有する所定形状の収容部内に設置される永久磁石の製造方法であって、
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物を前記収容部に充填する工程と、
前記収容部に充填された前記混合物を、前記開口部から一軸方向に加圧した状態で焼結する工程と、を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。 A method for producing a permanent magnet installed in a predetermined-shaped housing portion having an opening,
Crushing magnet raw material into magnet powder;
Producing a mixture in which the pulverized magnet powder and a binder are mixed;
Filling the container with the mixture;
Sintering the mixture filled in the housing portion in a state of being uniaxially pressurized from the opening, and a method for producing a permanent magnet. 前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物を加熱溶融した状態で前記収容部に充填することを特徴とする請求項７に記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 7, wherein in the step of filling the mixture into the housing portion, the housing portion is filled in a state where the mixture is heated and melted. 前記混合物を前記収容部に充填する工程では、前記混合物に溶媒を添加することによってスラリー状態とした後に前記収容部に充填することを特徴とする請求項７に記載の永久磁石の製造方法。   The method for manufacturing a permanent magnet according to claim 7, wherein, in the step of filling the mixture into the housing part, the container is filled after a slurry is formed by adding a solvent to the mixture. 前記収容部へ充填された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for manufacturing a permanent magnet according to any one of claims 7 to 9, wherein magnetic field orientation is performed by applying a magnetic field to the mixture filled in the housing portion. 前記収容部は、回転電機の固定子又は可動子に形成された収容部であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for manufacturing a permanent magnet according to claim 7, wherein the housing portion is a housing portion formed in a stator or a mover of a rotating electric machine. 請求項１１に記載の製造方法で製造された永久磁石を、前記固定子又は前記可動子に形成された前記収容部に収容することにより製造することを特徴とする回転電機の製造方法。   The manufacturing method of the rotary electric machine characterized by manufacturing by containing the permanent magnet manufactured with the manufacturing method of Claim 11 in the said accommodating part formed in the said stator or the said needle | mover.
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