JP2911017B2 - ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法 - Google Patents
ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラジアル異方性希土類焼
結磁石の製造方法に関するものである。
結磁石の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フェライトや希土類合金のような結晶磁
気異方性材料を微粉砕し、特定の磁場中でプレス成形し
て作られる異方性磁石は、スピーカ、モータ、計測器、
その他電気機器に広く使用されている。この内特にラジ
アル方向に異方性を有する希土類焼結磁石は、磁気特性
に優れ、また軸方向へ自由な着磁が可能であり、多極着
磁やコギングを抑えるスキュー着磁等を行い易い。また
セグメント磁石を貼り合わせて円筒磁石とする場合、モ
ータの高速回転による遠心力から磁石のはがれを防ぐた
めに何等かの補強が必要であり、このためロータとステ
ータの間のギャップが大きくなりモータの特性が低下す
るが、ラジアル異方性磁石では補強の必要がなくモータ
特性に優れている。この様な理由からラジアル異方性磁
石は、ACサーボモータ、DCブラシレスモータ等に使用さ
れている。特に近年モータの高特性化に伴い長尺のラジ
アル異方性磁石が要求されている。
気異方性材料を微粉砕し、特定の磁場中でプレス成形し
て作られる異方性磁石は、スピーカ、モータ、計測器、
その他電気機器に広く使用されている。この内特にラジ
アル方向に異方性を有する希土類焼結磁石は、磁気特性
に優れ、また軸方向へ自由な着磁が可能であり、多極着
磁やコギングを抑えるスキュー着磁等を行い易い。また
セグメント磁石を貼り合わせて円筒磁石とする場合、モ
ータの高速回転による遠心力から磁石のはがれを防ぐた
めに何等かの補強が必要であり、このためロータとステ
ータの間のギャップが大きくなりモータの特性が低下す
るが、ラジアル異方性磁石では補強の必要がなくモータ
特性に優れている。この様な理由からラジアル異方性磁
石は、ACサーボモータ、DCブラシレスモータ等に使用さ
れている。特に近年モータの高特性化に伴い長尺のラジ
アル異方性磁石が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ラジアル配向を有する
焼結磁石は、磁場中成形の際、ラジアル配向を有する金
型内において成形すれば良く、図４に示すような金型内
成形部６に微粉砕した磁粉を充填した後、コイルによっ
て矢印の方向に磁場を形成する。この時のＡ−Ａ’断面
における磁場配向の様子を図５に示す。図５に示される
ようにコア２より金型内に向かってラジアル方向の磁場
を得ることができる。この後プレスにより圧縮成形を行
なうことでラジアル異方性成形体を得る。該金型の配向
磁場は金型外周、内周、高さにより決定され、（１）式
で表される。 ｋ＝Ｉ2 ｓ／４ｈＯ ・・・（１） （ここに、Ｏ：外周、Ｉ：内周、ｈ：高さ、ｓ：コアの
飽和磁化、ｋ：配向磁場とする）ｓは強さが２テスラー
程度であり、ｋは１テスラー程度であるので十分な配向
の得られる金型高さは（２）式で表される。 ｈ≦Ｉ2 ／２・Ｏ ・・・（２） 以上のことにより均一な配向磁場の得られる高さは内周
が小さく外周が大きなものでは低くなり、（２）式のｈ
以上の高さに金型高さを定めるとラジアル配向に十分な
磁場が得られなってしまう。このため高性能モータに要
求される長尺のラジアル異方性磁石の製造は困難であっ
た。本発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、継ぎ目がなく、高さ方向においても均一な配向
を有し長尺とすることの出来るラジアル異方性希土類焼
結磁石を提供する製造方法である。
焼結磁石は、磁場中成形の際、ラジアル配向を有する金
型内において成形すれば良く、図４に示すような金型内
成形部６に微粉砕した磁粉を充填した後、コイルによっ
て矢印の方向に磁場を形成する。この時のＡ−Ａ’断面
における磁場配向の様子を図５に示す。図５に示される
ようにコア２より金型内に向かってラジアル方向の磁場
を得ることができる。この後プレスにより圧縮成形を行
なうことでラジアル異方性成形体を得る。該金型の配向
磁場は金型外周、内周、高さにより決定され、（１）式
で表される。 ｋ＝Ｉ2 ｓ／４ｈＯ ・・・（１） （ここに、Ｏ：外周、Ｉ：内周、ｈ：高さ、ｓ：コアの
飽和磁化、ｋ：配向磁場とする）ｓは強さが２テスラー
程度であり、ｋは１テスラー程度であるので十分な配向
の得られる金型高さは（２）式で表される。 ｈ≦Ｉ2 ／２・Ｏ ・・・（２） 以上のことにより均一な配向磁場の得られる高さは内周
が小さく外周が大きなものでは低くなり、（２）式のｈ
以上の高さに金型高さを定めるとラジアル配向に十分な
磁場が得られなってしまう。このため高性能モータに要
求される長尺のラジアル異方性磁石の製造は困難であっ
た。本発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、継ぎ目がなく、高さ方向においても均一な配向
を有し長尺とすることの出来るラジアル異方性希土類焼
結磁石を提供する製造方法である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意研究を重ねた結果、ラジアル異方性を有す
る円弧状成形体を結合させ焼結することにより長尺のラ
ジアル異方性磁石を製造することに成功したもので、そ
の要旨は、Ｎd-Ｆe-Ｂ系ラジアル異方性希土類焼結磁石
を製造するにあたり、先ずラジアル異方性を有する円弧
状成形体を作製し、次いでこれらを円筒状に結合剤で組
合せ、圧縮成形して結合し、焼結することを特徴とする
ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法にある。
決すべく鋭意研究を重ねた結果、ラジアル異方性を有す
る円弧状成形体を結合させ焼結することにより長尺のラ
ジアル異方性磁石を製造することに成功したもので、そ
の要旨は、Ｎd-Ｆe-Ｂ系ラジアル異方性希土類焼結磁石
を製造するにあたり、先ずラジアル異方性を有する円弧
状成形体を作製し、次いでこれらを円筒状に結合剤で組
合せ、圧縮成形して結合し、焼結することを特徴とする
ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法にある。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。
【作用】本発明によるＮd-Ｆe-Ｂ系ラジアル異方性希土
類焼結磁石はラジアル異方性を有する円弧状の成形体を
円筒状に組合わせて結合し、円筒状成形体を得ることか
らその磁気特性は円弧状成形体の配向度により決定され
る。円弧状成形体はコイルに発生した磁場を強磁性体を
介して金型内に印加するすることでラジアル配向した磁
場を得る。この方法によると強磁性コアの断面積と金型
断面積がほぼ等しいので金型内に配向に十分な磁場を得
ることができる。従ってこのようなラジアル異方性円弧
状成形体の組合わせによる円筒状成形体は、高さ方向に
おいても均一な配向を有し長尺とすることができる。ま
たこの成形体は再び外圧によりプレスするので、その後
の焼結による収縮緻密化により各円弧状成形体は結合し
円筒焼結体となる。しかし好ましくは各円弧状成形体の
境界に生じる亀裂を防ぐために、この境界に希土類リッ
チな磁性合金粉末を接合剤として介在させることが良
い。このようにして得られた円筒ラジアル異方性希土類
焼結磁石は、セグメント焼結磁石を貼り付けた場合のよ
うに磁石外周に補強をする必要もなく、ロータとステー
タの間のギャップを小さくすることができ、モータ効率
を向上することができる。このように本発明によれば高
さの高いＲ- Ｆe-Ｂ系円筒状ラジアル異方性希土類焼結
磁石を容易に得ることができる。
類焼結磁石はラジアル異方性を有する円弧状の成形体を
円筒状に組合わせて結合し、円筒状成形体を得ることか
らその磁気特性は円弧状成形体の配向度により決定され
る。円弧状成形体はコイルに発生した磁場を強磁性体を
介して金型内に印加するすることでラジアル配向した磁
場を得る。この方法によると強磁性コアの断面積と金型
断面積がほぼ等しいので金型内に配向に十分な磁場を得
ることができる。従ってこのようなラジアル異方性円弧
状成形体の組合わせによる円筒状成形体は、高さ方向に
おいても均一な配向を有し長尺とすることができる。ま
たこの成形体は再び外圧によりプレスするので、その後
の焼結による収縮緻密化により各円弧状成形体は結合し
円筒焼結体となる。しかし好ましくは各円弧状成形体の
境界に生じる亀裂を防ぐために、この境界に希土類リッ
チな磁性合金粉末を接合剤として介在させることが良
い。このようにして得られた円筒ラジアル異方性希土類
焼結磁石は、セグメント焼結磁石を貼り付けた場合のよ
うに磁石外周に補強をする必要もなく、ロータとステー
タの間のギャップを小さくすることができ、モータ効率
を向上することができる。このように本発明によれば高
さの高いＲ- Ｆe-Ｂ系円筒状ラジアル異方性希土類焼結
磁石を容易に得ることができる。
【０００６】本発明のラジアル異方性を有する円弧状成
形体の製造方法の一例を以下に述べる。予め磁石組成元
素を所定の合金組成比となるように秤量し、高周波炉で
溶解凝固しインゴットを作製する。このインゴットをジ
ョークラッシャーで粗粉砕し、さらにＮ2 ガスによるジ
ェットミルで微粉砕を行なって平均粒度が 3.5μｍの微
粉末とする。次に図１に示される磁場成形部を使用して
円弧状ラジアル異方性成形体を作製する。この磁場成形
部は中央部に強磁性コア２を、金型内成形部６の外に磁
路用強磁性体７を配置した金型内で１ton/cm2 の圧力で
成形する。図２は円弧状成形体８で、その円弧の中心角
θは90度である。この円弧状成形体を４枚組合わせ、静
水圧２ton/cm2 の圧力で再度成形を行い円筒とするが、
この際接合剤を使用して成形体の接合強度を高め、亀裂
の発生を防止してもよい。この円筒状成形体を真空中10
00〜1200℃で１〜３時間焼結し、さらに 500〜 600℃で
１〜３時間時効処理を施してラジアル異方性焼結磁石と
する。
形体の製造方法の一例を以下に述べる。予め磁石組成元
素を所定の合金組成比となるように秤量し、高周波炉で
溶解凝固しインゴットを作製する。このインゴットをジ
ョークラッシャーで粗粉砕し、さらにＮ2 ガスによるジ
ェットミルで微粉砕を行なって平均粒度が 3.5μｍの微
粉末とする。次に図１に示される磁場成形部を使用して
円弧状ラジアル異方性成形体を作製する。この磁場成形
部は中央部に強磁性コア２を、金型内成形部６の外に磁
路用強磁性体７を配置した金型内で１ton/cm2 の圧力で
成形する。図２は円弧状成形体８で、その円弧の中心角
θは90度である。この円弧状成形体を４枚組合わせ、静
水圧２ton/cm2 の圧力で再度成形を行い円筒とするが、
この際接合剤を使用して成形体の接合強度を高め、亀裂
の発生を防止してもよい。この円筒状成形体を真空中10
00〜1200℃で１〜３時間焼結し、さらに 500〜 600℃で
１〜３時間時効処理を施してラジアル異方性焼結磁石と
する。
【０００７】本発明が適用されるＲ- Ｆe-Ｂ系希土類磁
石合金の組成範囲は、希土類元素ＲとしてはＹを含むL
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuから
成る群から選択される１種または２種以上から成る混合
元素であり、Ｆe （Ｃo 置換可能）、Ｂ、その他添加元
素から構成される。
石合金の組成範囲は、希土類元素ＲとしてはＹを含むL
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuから
成る群から選択される１種または２種以上から成る混合
元素であり、Ｆe （Ｃo 置換可能）、Ｂ、その他添加元
素から構成される。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施態様を実施例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 （実施例１）夫々純度99.9％のＮd、Ｄy、Ｆe、Ａl と純度
99.5％のＢをＮd 14.0- Ｄy 1.0-Ｆe 77.0- Ａ1 1.0-Ｂ
7.0の原子配合比となるように秤量し、高周波炉で溶解
凝固しインゴットを作製した。このインゴットをジョー
クラッシャーで粗粉砕し、さらにＮ2 ガスによるジェッ
トミルで微粉砕を行なって平均粒度が 3.5μｍの微粉末
を得た。次に図１に示される中央部に強磁性コア２を配
置した金型内で１ton/cm2 の圧力で円弧状ラジアル異方
性成形体を作製した。得られた成形体８のθは90度、内
周半径10.8mm、外周半径15.2mm、長さ18.0mmであった。
これを図２に示す。この円弧状成形体を４枚組合わせ、
静水圧２ton/cm2 の圧力で再度成形を行い円筒とした。
得られた成形体寸法は内径19.4mm、外径27.4mm、高さ1
6.2mmであった。この成形体を真空中1090℃で２時間焼
結し、さらに 580℃で１時間時効処理を施して永久磁石
とした。得られた焼結磁石10より図３で示されるように
高さ方向に上部より次々に２mm×２mm×２mmの立方体試
験片11を切り出した。この試験片を５Ｔのパルス磁場で
着磁を行ない、その後V.S.M.（振動試料型磁力計）を用
いて磁気測定を行ない、その結果を表１に示した。ここ
で１から６は焼結磁石10の上方より２mm角の立方体11を
切り出した時の位置を示す。得られた磁気特性は高さ方
向に均一であった。また周方向にも同様に均一な磁気特
性が得られた。
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 （実施例１）夫々純度99.9％のＮd、Ｄy、Ｆe、Ａl と純度
99.5％のＢをＮd 14.0- Ｄy 1.0-Ｆe 77.0- Ａ1 1.0-Ｂ
7.0の原子配合比となるように秤量し、高周波炉で溶解
凝固しインゴットを作製した。このインゴットをジョー
クラッシャーで粗粉砕し、さらにＮ2 ガスによるジェッ
トミルで微粉砕を行なって平均粒度が 3.5μｍの微粉末
を得た。次に図１に示される中央部に強磁性コア２を配
置した金型内で１ton/cm2 の圧力で円弧状ラジアル異方
性成形体を作製した。得られた成形体８のθは90度、内
周半径10.8mm、外周半径15.2mm、長さ18.0mmであった。
これを図２に示す。この円弧状成形体を４枚組合わせ、
静水圧２ton/cm2 の圧力で再度成形を行い円筒とした。
得られた成形体寸法は内径19.4mm、外径27.4mm、高さ1
6.2mmであった。この成形体を真空中1090℃で２時間焼
結し、さらに 580℃で１時間時効処理を施して永久磁石
とした。得られた焼結磁石10より図３で示されるように
高さ方向に上部より次々に２mm×２mm×２mmの立方体試
験片11を切り出した。この試験片を５Ｔのパルス磁場で
着磁を行ない、その後V.S.M.（振動試料型磁力計）を用
いて磁気測定を行ない、その結果を表１に示した。ここ
で１から６は焼結磁石10の上方より２mm角の立方体11を
切り出した時の位置を示す。得られた磁気特性は高さ方
向に均一であった。また周方向にも同様に均一な磁気特
性が得られた。
【０００９】（比較例１）比較のため実施例と同一組
成、同一の製法で作製した平均粒径 3.5μｍの微粉末を
用い図４の磁場成形装置内で従来法により磁場中成形を
行なった。図５は磁場成形部の図４におけるＡ−Ａ’断
面図である。こうして得られた成形体の寸法は、外径3
0.4mm、内径21.5mm、高さ18.7mm、であった。この成形
体を真空中1090℃で２時間焼結し、さらに図３で示され
るように高さ方向に上部よりつぎつぎ２mm×２mm×２mm
の立方体試験片11を切り出した。この試験片を５Ｔのパ
ルス磁場で着磁を行ない、その後V.S.M.（振動試料型磁
力計）を用いて磁気測定を行ない、その結果を表１に示
した。これより本発明により作製されたラジアル異方性
焼結磁石は高さ方向均一で優れた磁気特性を有すること
がわかった。
成、同一の製法で作製した平均粒径 3.5μｍの微粉末を
用い図４の磁場成形装置内で従来法により磁場中成形を
行なった。図５は磁場成形部の図４におけるＡ−Ａ’断
面図である。こうして得られた成形体の寸法は、外径3
0.4mm、内径21.5mm、高さ18.7mm、であった。この成形
体を真空中1090℃で２時間焼結し、さらに図３で示され
るように高さ方向に上部よりつぎつぎ２mm×２mm×２mm
の立方体試験片11を切り出した。この試験片を５Ｔのパ
ルス磁場で着磁を行ない、その後V.S.M.（振動試料型磁
力計）を用いて磁気測定を行ない、その結果を表１に示
した。これより本発明により作製されたラジアル異方性
焼結磁石は高さ方向均一で優れた磁気特性を有すること
がわかった。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、高さ方向に均一で優れ
た磁気特性を有するラジアル異方性焼結円筒磁石を安定
して生産でき、ACサーボモータ、DCブラシレスモータ、
スピーカ用磁石等の高性能化、ハイパワー化、小型化等
に有用であり、産業上その利用価値は極めて高い。
た磁気特性を有するラジアル異方性焼結円筒磁石を安定
して生産でき、ACサーボモータ、DCブラシレスモータ、
スピーカ用磁石等の高性能化、ハイパワー化、小型化等
に有用であり、産業上その利用価値は極めて高い。
【図１】本発明に使用される円弧状ラジアル異方性成形
体用金型を示す断面図である。
体用金型を示す断面図である。
【図２】本発明の円弧状ラジアル異方性成形体を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明のラジアル異方性焼結磁石とこれより切
り出した試験片を示す斜視図である。
り出した試験片を示す斜視図である。
【図４】従来の磁場成形部の配置断面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ’断面図である。
１ 強磁性ダイ ２ 強磁性コア ３ 下パンチ ４ 上パンチ ５ コイル ６ 金型内成形部 ７ 磁路用強磁性体 ８ 成形体 ９ ラジアル磁場 10 焼結磁石 11 試験片 ← 磁力線
Claims (1)
- 【請求項１】Ｎd-Ｆe-Ｂ系ラジアル異方性希土類焼結磁
石を製造するにあたり、予めラジアル異方性を有する円
弧状成形体を作製し、次いでこれらを円筒状に組合せ、
圧縮成形して結合し、焼結することを特徴とするラジア
ル異方性希土類焼結磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5310139A JP2911017B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5310139A JP2911017B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161512A JPH07161512A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2911017B2 true JP2911017B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=18001639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5310139A Expired - Fee Related JP2911017B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ラジアル異方性希土類焼結磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911017B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2226814A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-09-08 | MINEBEA Co., Ltd. | Rare-earth iron -based magnet with self-recoverability |
| DE102021201413A1 (de) | 2021-02-15 | 2022-08-18 | Mimplus Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Rohmagneten |
| DE102021006524A1 (de) | 2021-02-15 | 2022-08-18 | Mimplus Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Rohmagneten |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030035852A (ko) * | 2001-10-31 | 2003-05-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 방사상 이방성 소결 자석 및 그의 제조 방법, 및 자석회전자 및 모터 |
| JP4645806B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-03-09 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁場中成形方法、ラジアル異方性セグメント磁石の製造方法及び磁場中成形装置 |
| JP2009111418A (ja) * | 2009-01-19 | 2009-05-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 異方性磁石の製造に用いる金型、成形機、方法及び得られる磁石 |
| FR3008224B1 (fr) * | 2013-07-08 | 2015-08-07 | Commissariat Energie Atomique | Aimant fritte annulaire a aimantation radiale, presentant une tenue mecanique renforcee |
| JP6331317B2 (ja) * | 2013-10-04 | 2018-05-30 | 大同特殊鋼株式会社 | 結合型ＲＦｅＢ系磁石及びその製造方法 |
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1993
- 1993-12-10 JP JP5310139A patent/JP2911017B2/ja not_active Expired - Fee Related
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