JPH06124822A - Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法 - Google Patents
Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法Info
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- JPH06124822A JPH06124822A JP4272674A JP27267492A JPH06124822A JP H06124822 A JPH06124822 A JP H06124822A JP 4272674 A JP4272674 A JP 4272674A JP 27267492 A JP27267492 A JP 27267492A JP H06124822 A JPH06124822 A JP H06124822A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のＲ−ＴＭ−Ｂ系ラジアル異方性リング
磁石と同等レベルのコストでモーターのコギング対策に
有効な磁束密度波形分布を有するＲ−ＴＭ−Ｂ系異方性
リング磁石を提供する。 【構成】 Ｒ−ＴＭ−Ｂ（ただし、ＲはＹを含む希土類
金属元素の１種以上、ＴＭは遷移金属の１種以上）から
実質的になり円筒状の径方向に放射状に磁気異方性が付
与されたリング磁石において、高異方性配向Ａと低異方
性配向Ｂとが交互に付与されている。
磁石と同等レベルのコストでモーターのコギング対策に
有効な磁束密度波形分布を有するＲ−ＴＭ−Ｂ系異方性
リング磁石を提供する。 【構成】 Ｒ−ＴＭ−Ｂ（ただし、ＲはＹを含む希土類
金属元素の１種以上、ＴＭは遷移金属の１種以上）から
実質的になり円筒状の径方向に放射状に磁気異方性が付
与されたリング磁石において、高異方性配向Ａと低異方
性配向Ｂとが交互に付与されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ−ＴＭ−Ｂ（ただ
し、ＲはＹを含む希土類金属元素の１種以上、ＴＭは遷
移金属の１種以上）から実質的になる永久磁石のうち、
特にサーボモーター、スピンドルモーター等に用いられ
るいわゆるラジアル異方性リング磁石に関するものであ
る。
し、ＲはＹを含む希土類金属元素の１種以上、ＴＭは遷
移金属の１種以上）から実質的になる永久磁石のうち、
特にサーボモーター、スピンドルモーター等に用いられ
るいわゆるラジアル異方性リング磁石に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｒ−ＴＭ−Ｂから実質的になる永久磁石
は安価で高磁気特性を有するものとして注目されてい
る。Ｒ−ＴＭ−Ｂ系磁石は優れた磁気特性に加えて、Ｒ
−Ｃｏ系磁石と比べて機械的強度が大きく、脆くなく焼
結の収縮に伴う内部応力にも耐え得る。従って、従来Ｒ
−Ｃｏでは製造が困難と考えられていた円筒状の径方向
に放射状に磁気異方性が付与されたラジアル異方性や多
極異方性等のリング異方性磁石の製造が容易となり、モ
ーターの高出力化・小型化が実現できるようになった
（特開昭６１−２８４９０７号，日立金属技報６（１９
９０）３３．参照）。
は安価で高磁気特性を有するものとして注目されてい
る。Ｒ−ＴＭ−Ｂ系磁石は優れた磁気特性に加えて、Ｒ
−Ｃｏ系磁石と比べて機械的強度が大きく、脆くなく焼
結の収縮に伴う内部応力にも耐え得る。従って、従来Ｒ
−Ｃｏでは製造が困難と考えられていた円筒状の径方向
に放射状に磁気異方性が付与されたラジアル異方性や多
極異方性等のリング異方性磁石の製造が容易となり、モ
ーターの高出力化・小型化が実現できるようになった
（特開昭６１−２８４９０７号，日立金属技報６（１９
９０）３３．参照）。
【０００３】しかしラジアル異方性リング磁石をモータ
ーに使用する場合、ある種のモーター性能で不具合が生
ずる場合がある。すなわち、従来のラジアル異方性リン
グ磁石は、磁石の円周方向全周にわたって均一な肉厚で
かつ均一異方性配向（均一特性レベル）である為、多極
着磁の場合、モータとして不必要な部分、つまり極間付
近の磁力が強く図４に示すように磁束密度の変化が急峻
であるため、コギングトルクの増大という不具合が発生
する場合がある。このコギングトルクを解決する対策と
しては、モーターの巻線側またはマグネットの着磁をス
キューさせる方法、すなわち軸方向の磁極を軸線に対し
て傾斜させて配設させる方法がある。また、マグネット
が分割セグメント形状の場合は、磁石両端部近傍の厚さ
を小に形成する方法が検討されている。また、最終着磁
状態と同じ極数にあらかじめ異方性を付与した多極異方
性リングによっても、その異方性付与の金型磁気回路の
工夫で、磁束密度分布を改良できる場合がある。
ーに使用する場合、ある種のモーター性能で不具合が生
ずる場合がある。すなわち、従来のラジアル異方性リン
グ磁石は、磁石の円周方向全周にわたって均一な肉厚で
かつ均一異方性配向（均一特性レベル）である為、多極
着磁の場合、モータとして不必要な部分、つまり極間付
近の磁力が強く図４に示すように磁束密度の変化が急峻
であるため、コギングトルクの増大という不具合が発生
する場合がある。このコギングトルクを解決する対策と
しては、モーターの巻線側またはマグネットの着磁をス
キューさせる方法、すなわち軸方向の磁極を軸線に対し
て傾斜させて配設させる方法がある。また、マグネット
が分割セグメント形状の場合は、磁石両端部近傍の厚さ
を小に形成する方法が検討されている。また、最終着磁
状態と同じ極数にあらかじめ異方性を付与した多極異方
性リングによっても、その異方性付与の金型磁気回路の
工夫で、磁束密度分布を改良できる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしモーターの巻線
またはマグネットの着磁にスキュー角度を持たせる場
合、従来の方法に対してモーターの出力（トルク）が減
少したり、モーターの巻線またはマグネットの着磁ヨー
クの巻線がやりにくくなり、コストアップするといった
問題が発生する。また、分割セグメント磁石の両端部近
傍の厚さを小とする方法は、加工コストの上昇を招く。
さらに、極異方性リングを適用する場合、そのものの効
果を出すためには充分な肉厚の確保を必要とするためコ
スト面からその適用範囲が限られるという問題がある。
そこで本発明は、従来のＲ−ＴＭ−Ｂ系ラジアル異方性
リング磁石と同等レベルのコストでモーターのコギング
対策に有効な磁束密度波形分布を有する、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系異方性リング磁石を提供することを目的とする。
またはマグネットの着磁にスキュー角度を持たせる場
合、従来の方法に対してモーターの出力（トルク）が減
少したり、モーターの巻線またはマグネットの着磁ヨー
クの巻線がやりにくくなり、コストアップするといった
問題が発生する。また、分割セグメント磁石の両端部近
傍の厚さを小とする方法は、加工コストの上昇を招く。
さらに、極異方性リングを適用する場合、そのものの効
果を出すためには充分な肉厚の確保を必要とするためコ
スト面からその適用範囲が限られるという問題がある。
そこで本発明は、従来のＲ−ＴＭ−Ｂ系ラジアル異方性
リング磁石と同等レベルのコストでモーターのコギング
対策に有効な磁束密度波形分布を有する、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系異方性リング磁石を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
（ただし、ＲはＹを含む希土類金属元素の１種以上、Ｔ
Ｍは遷移金属の１種以上）から実質的になり円筒状の径
方向に放射状に磁気異方性が付与されたリング磁石にお
いて、高異方性配向と低異方性配向とを交互に付与する
ことにより前記課題を解決した。ラジアル異方性リング
磁石は焼結前の磁場中成形において径方向に放射状に配
向されるが、その磁場中成形を高配向磁場強度と低磁場
配向強度とが周方向に交互に形成された状態で行うこと
により高異方性配向と低異方性配向とが交互に付与され
た本発明リング磁石を製造することができる。このよう
な配向磁場は、磁性体からなる成形ダイスまたはコアの
周方向に等間隔で非磁性部を設けることにより形成する
ことができる。
（ただし、ＲはＹを含む希土類金属元素の１種以上、Ｔ
Ｍは遷移金属の１種以上）から実質的になり円筒状の径
方向に放射状に磁気異方性が付与されたリング磁石にお
いて、高異方性配向と低異方性配向とを交互に付与する
ことにより前記課題を解決した。ラジアル異方性リング
磁石は焼結前の磁場中成形において径方向に放射状に配
向されるが、その磁場中成形を高配向磁場強度と低磁場
配向強度とが周方向に交互に形成された状態で行うこと
により高異方性配向と低異方性配向とが交互に付与され
た本発明リング磁石を製造することができる。このよう
な配向磁場は、磁性体からなる成形ダイスまたはコアの
周方向に等間隔で非磁性部を設けることにより形成する
ことができる。
【０００６】
【作用】ラジアル異方性リング磁石が、配向調整した特
性の低い部分を極部的に有することにより、これを最終
的に極間部分に合わせて多極着磁した時に、通常の均一
配向のラジアル異方性リング磁石使用の場合に較べ、極
間付近の着磁性及び磁気特性レベルが低いことによっ
て、表面磁束密度の極間部の変化がなめらかになり、モ
ーターのコギング対策に有効なものとなる。
性の低い部分を極部的に有することにより、これを最終
的に極間部分に合わせて多極着磁した時に、通常の均一
配向のラジアル異方性リング磁石使用の場合に較べ、極
間付近の着磁性及び磁気特性レベルが低いことによっ
て、表面磁束密度の極間部の変化がなめらかになり、モ
ーターのコギング対策に有効なものとなる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図２
は本発明における磁石の成形金型の成形空間近傍の周方
向断面図の例である。図２において、１は磁性体コア、
２は磁石成形時に原料粉末を充填する成形空間（キャビ
ティ）、３はダイスを保護するスリーブ、４ａは周方向
に８等配で非磁性部４ｂを有している磁性体ダイスであ
る。ここで従来のラジアル異方性ダイスのリングと同様
に外部の磁場コイルに通電するとコア１とダイス４ａの
いずれの磁性体間で磁束が流れラジアル配向磁場が形成
されるが、成形キャビティ２における磁場強度は、ダイ
ス非磁性部４ｂの存在有無に実質的なギャップが変わる
ことにより非磁性部のない５ａの部分と非磁性部のある
５ｂの部分で相違するこのキャビティ近傍の金型構造の
工夫によって任意に配向磁場強度の調整ができ、目的に
応じて特性分布（配向分布）を調整した磁石が製造でき
る。表１に図１の構造の金型で製作したリング磁石（外
径φ７０ｍｍ、内径φ５８ｍｍ、高さ２０ｍｍを切り出
して放射状方向の磁気特性を測定した結果を示す。
は本発明における磁石の成形金型の成形空間近傍の周方
向断面図の例である。図２において、１は磁性体コア、
２は磁石成形時に原料粉末を充填する成形空間（キャビ
ティ）、３はダイスを保護するスリーブ、４ａは周方向
に８等配で非磁性部４ｂを有している磁性体ダイスであ
る。ここで従来のラジアル異方性ダイスのリングと同様
に外部の磁場コイルに通電するとコア１とダイス４ａの
いずれの磁性体間で磁束が流れラジアル配向磁場が形成
されるが、成形キャビティ２における磁場強度は、ダイ
ス非磁性部４ｂの存在有無に実質的なギャップが変わる
ことにより非磁性部のない５ａの部分と非磁性部のある
５ｂの部分で相違するこのキャビティ近傍の金型構造の
工夫によって任意に配向磁場強度の調整ができ、目的に
応じて特性分布（配向分布）を調整した磁石が製造でき
る。表１に図１の構造の金型で製作したリング磁石（外
径φ７０ｍｍ、内径φ５８ｍｍ、高さ２０ｍｍを切り出
して放射状方向の磁気特性を測定した結果を示す。
【０００８】
【表１】 表１に示す如く、金型において非磁性部４ｂのない部分
Ａ（通常のラジアル異方性リングの配向が得られている
部分）と非磁性部４ｂの存在する部分Ｂ（配向レベル調
整部分）で磁気特性レベルに差が生じる。これを図示し
たのが図１であり、高異方性配向の部分Ａと低異方性配
向の部分Ｂとが交互に形成されている。この異方性リン
グ磁石に配向レベル調整部分を極間に合わせ外周８極着
性を行うと図３に示す様な外周表面磁束密度分布が得ら
れ、図４に示す通常のラジアル異方性リング磁石の波形
に対し、極間付近の磁束密度の変化がなめらかとなり、
モーター組立後のコギング低減に極めて高い効果が得ら
れた。なお、円周方向に不均一な配向をもったＲ−ＴＭ
−Ｂ系焼結磁石は、単体で焼結すると異方性度合による
焼成収縮率の著しい違いにより、焼成時の変形が大きく
なる問題があるが、焼結時に内径に円径のリングを挿入
して焼結することにより（特開平１−１１７００３号参
照）、従来のラジアル異方性リング磁石と同レベルの真
円度の優れた焼結体を得ることができる。本実施例でも
その焼結方法を採用した。また、本実施例では金型ダイ
ス側（外周部）に極部的に非磁性部を配したが、コア側
（内周部）に非磁性部を配することも同様の効果が期待
できることは容易に想定できる。
Ａ（通常のラジアル異方性リングの配向が得られている
部分）と非磁性部４ｂの存在する部分Ｂ（配向レベル調
整部分）で磁気特性レベルに差が生じる。これを図示し
たのが図１であり、高異方性配向の部分Ａと低異方性配
向の部分Ｂとが交互に形成されている。この異方性リン
グ磁石に配向レベル調整部分を極間に合わせ外周８極着
性を行うと図３に示す様な外周表面磁束密度分布が得ら
れ、図４に示す通常のラジアル異方性リング磁石の波形
に対し、極間付近の磁束密度の変化がなめらかとなり、
モーター組立後のコギング低減に極めて高い効果が得ら
れた。なお、円周方向に不均一な配向をもったＲ−ＴＭ
−Ｂ系焼結磁石は、単体で焼結すると異方性度合による
焼成収縮率の著しい違いにより、焼成時の変形が大きく
なる問題があるが、焼結時に内径に円径のリングを挿入
して焼結することにより（特開平１−１１７００３号参
照）、従来のラジアル異方性リング磁石と同レベルの真
円度の優れた焼結体を得ることができる。本実施例でも
その焼結方法を採用した。また、本実施例では金型ダイ
ス側（外周部）に極部的に非磁性部を配したが、コア側
（内周部）に非磁性部を配することも同様の効果が期待
できることは容易に想定できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、磁場成形金型の磁気回
路の一部の変更のみによって、従来のラジアル異方性リ
ング磁石とほとんど同レベルのコストでモーターコギン
グ対策に、より有効な表面磁束密度波形を有する、Ｒ−
ＴＭ−Ｂ系異方性リング磁石を提供することができる。
路の一部の変更のみによって、従来のラジアル異方性リ
ング磁石とほとんど同レベルのコストでモーターコギン
グ対策に、より有効な表面磁束密度波形を有する、Ｒ−
ＴＭ−Ｂ系異方性リング磁石を提供することができる。
【図１】本発明によるＲ−ＴＭ−Ｂ系異方性リング磁石
の配向度合いを示した図である。
の配向度合いを示した図である。
【図２】本発明異方性リング磁石を成形する金型の要部
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明異方性リング磁石の外周表面磁束密度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図４】従来の異方性リング磁石の外周表面磁束密度分
布を示す図である。
布を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｒ−ＴＭ−Ｂ（ただし、ＲはＹを含む希
土類金属元素の１種以上、ＴＭは遷移金属の１種以上）
から実質的になり円筒状の径方向に放射状に磁気異方性
が付与されたリング磁石において、高異方性配向と低異
方性配向とが交互に付与されていることを特徴とするＲ
−ＴＭ−Ｂ系異方性リング磁石。 - 【請求項２】 Ｒ−ＴＭ−Ｂ（ただし、ＲはＹを含む希
土類金属元素の１種以上、ＴＭは遷移金属の１種以上）
から実質的になり円筒状の径方向に放射状に磁気異方性
が付与されたリング磁石を製造するに際し、その磁場中
成形を高配向磁場強度と低磁場配向強度とが周方向に交
互に形成された状態で行うことを特徴とするＲ−ＴＭ−
Ｂ系異方性リング磁石の製造方法。 - 【請求項３】 磁性体からなる成形ダイスまたはコアの
周方向に等間隔で非磁性部を形成することにより高配向
磁場強度と低磁場配向強度とを交互に形成する請求項２
に記載のＲ−ＴＭ−Ｂ系異方性リング磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272674A JPH06124822A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272674A JPH06124822A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124822A true JPH06124822A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17517214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272674A Pending JPH06124822A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ｒ−ｔｍ−ｂ系異方性リング磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124822A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7560841B2 (en) | 2003-07-22 | 2009-07-14 | Aichi Steel Corporation, Ltd. | Thin hybrid magnetization type ring magnet, yoke-equipped thin hybrid magnetization type ring magnet, and brush-less motor |
| US7750776B2 (en) | 2004-04-20 | 2010-07-06 | Aichi Steel Corporation | Anisotropic bonded magnet for use in a 4-pole motor, a motor employing that magnet, and an alignment process apparatus for the anisotropic bonded magnet for use in a 4-pole motor |
| US20100181859A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-07-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Radially anisotropic ring r-tm-b magnet, its production method, die for producing it, and rotor for brushless motor |
| WO2013044233A2 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods for making radially anisotropic thin-film magnetic torroidal cores, and radially anisotropic cores having radial anisotropy, and inductors having radially aniosotropic cores |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP4272674A patent/JPH06124822A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7560841B2 (en) | 2003-07-22 | 2009-07-14 | Aichi Steel Corporation, Ltd. | Thin hybrid magnetization type ring magnet, yoke-equipped thin hybrid magnetization type ring magnet, and brush-less motor |
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| US8937419B2 (en) * | 2007-06-28 | 2015-01-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Radially anisotropic ring R-TM-B magnet, its production method, die for producing it, and rotor for brushless motor |
| US20150048707A1 (en) * | 2007-06-28 | 2015-02-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Radially anisotropic ring r-tm-b magnet, its production method, die for producing it, and rotor for brushless motor |
| WO2013044233A2 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods for making radially anisotropic thin-film magnetic torroidal cores, and radially anisotropic cores having radial anisotropy, and inductors having radially aniosotropic cores |
| WO2013044233A3 (en) * | 2011-09-22 | 2013-05-16 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods for making radially anisotropic thin-film magnetic torroidal cores, and radially anisotropic cores having radial anisotropy, and inductors having radially aniosotropic cores |
| US9659706B2 (en) | 2011-09-22 | 2017-05-23 | The Trustees Of Dartmouth College | Methods for making radially anisotropic thin-film magnetic torroidal cores |
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