[发明专利]R-TM-B系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法、及用于制造该磁铁的模具、以及无刷电动机用转子

说明书

技术领域

本发明涉及在内面的至少一个部位具有在轴线方向形成的槽部的R-TM-B系径向各向异性环状磁铁、该磁铁的制造方法，及用于制造该磁铁的模具、以及使用了所述径向各向异性环状磁铁的无刷电动机用转子。 

背景技术

实质上由R-TM-B形成的永久磁铁由于廉价且具有高的磁特性，所以被广泛使用。R-TM-B系磁铁具有优良的磁特性，并且机械强度大，且脆性小，因此可承受随烧结时的收缩的内部应力。因此，易于制造径向各向异性及多极各向异性的环状磁铁，能够实现电动机的高输出化、小型化。 

在将径向各向异性环状磁铁应用于无刷电动机的转子时，大多经由粘接剂或注射成形树脂将转子磁轭和环状磁铁固定。但是，从最近对电动机等的高品质及高的可靠性要求的观点出发，提案有各种用于避免因环状磁铁和转子磁轭的接触强度下降而导致的空转的技术。 

特开平10-201152号公开有一种永久磁铁转子，其以所述凸部和所述凹部的位置一致的方式，使一直维持烧结时形成的内周面的凹凸形状的极各向异性环状磁铁和在与所述内周面的凸部相对应的位置设有凹部的转子磁轭进行嵌合，而且通过充填部件提高强度，如上述所述，记载有不对凹凸形状进行加工而直接利用，由此能够提高环状永久磁铁和转子轴的紧固强度。但是，如果不对所述内周面的凹凸进行加工而直接利用的话，内径尺寸的偏差加大，因此，需要具有取决于插入的转子磁轭外径和磁铁内径尺寸的程度的间隙(增大间隙)，不能充分发挥磁铁的磁特性。 

特开2005-304178号公开有一种技术，其使具有与磁极相对应在内面的轴线方向上形成的凹部，并将所述凹部以外的部分研磨成所希望的内径的烧结环状磁铁和与所述凹部相对应在外周面的轴线方向上形成有凸部的转子磁轭嵌合，从而防止环状磁铁和转子磁轭的空转。特开2005-304178号记载有，在烧结极各向异性环状磁铁时，研磨因磁粉的取向引起的收缩的各向异性而形成于磁铁内周面的凹凸中的凸部，由此能够在环状磁铁内面形成轴线方向凹部。由于研磨磁铁内周面的凸部，所以能够将转子磁轭和磁铁内面的间隙保持为一定。但是，毕竟要利用极各向异性磁铁的磁场取向形成的凹凸部，所以能够使用的磁铁限于极各向异性磁铁，不能应用径向各向异性磁铁。 

特开平10-201152号、特开2005-304178号等记载的极各向异性环状磁铁具有着磁后的表面磁通密度波形的峰值高、波形也接近正弦波等特征，但由于以成为最终得到的波形图形的方式在成形时使磁粉取向，所以容易发生因给粉的不平衡造成的波形紊乱等成形原因的磁特性的不平衡。另外，由于需要极取向，所以需要加厚磁铁的径向的壁厚。对此，即使径向各向异性磁铁为相同的磁铁，通过着磁方法也能够得到不同的波形图形，电动机设计的自由度大，因此作为各种各样电动机用磁铁被广泛采用。从这样的背景出发，期待能够可靠地进行与转子的止动的、廉价的径向各向异性环状磁铁。 

使用径向各向异性环状磁铁的转子作为电动机的转子被广泛使用，但着磁后的表面磁通密度波形难以接近正弦波，而成为台形状(磁极端部的磁通密度急剧发生变化)，因此齿槽特性有时恶化。如果齿槽转矩恶化的话，电动机就产生噪音或振动，因此在电动机设计时如何减小齿槽转矩，成为大的课题之一。 

特开平3-265102号公开有一种在内周面或外周面设有至少一个以上的轴方向槽的径向各向异性环状磁铁，记载有通过槽部吸收在烧结时的冷却过程中产生的拉伸应力或压缩应力，从而能够防止裂纹的产生。记载有内周面或外周面的槽通过具有非磁性体的轴线方向突条部的模具成形。但是，特开平3-265102号记载的方法中，由于所述非磁性体的突条部和磁性粉末在成形时的磁场中的磁通密度的差值大，所以在磁铁的槽部附近，磁粉的取向发生紊乱，烧结时发生变形或裂纹。另外，在将所述磁铁作为电动机的转子使用的情况下，由于着磁后的表面磁通密度波形紊乱，所以 齿槽转矩恶化。 

特开2005-79423号公开有一种模具，其用于制造在周面具有凹凸的径向各向异性环状磁铁，在围绕强磁性体形成的圆筒状的空腔的周面，在轴方向形成有非磁性体的凹凸部，记载有能够减小成形时的磁粉的取向紊乱。由于该模具基于在空腔内没有磁粉的状态的磁场取向而设计，所以在成形时的取向磁场中的所述非磁性体的凹凸部和磁性粉末的磁通密度的差值变大。因此，尤其是在凹凸的周期短的情况下，在磁铁的凹部附近的磁粉的取向非常紊乱，烧结时产生变形或裂纹。如上所述，在将磁粉的取向非常紊乱的环状磁铁作为电动机的转子使用时，着磁后的表面磁通密度波形紊乱，故齿槽转矩恶化。