JPH0638377B2 - リング状多極磁石の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ラジアル方向に多極に着磁された円筒磁
石、特に磁性粉末を含む樹脂組成リング状成形体の製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ラジアル方向に多極化されたリング状磁石は小型モータ
をはじめ、各種の用途に広く用いられている。高性能の
ラジアル方向に多極化されたリング状磁石を製造するに
は、磁性粉末を成形してリング状にする過程において、
磁性粉末にラジアル方向の配向を起させて磁気異方性を
有するリング状磁性成形体とするのが望ましい。そし
て、磁性粉末の配向が揃っているほど磁気特性が優れた
磁石が得られる。これを図についてさらに説明する。

第８図は先に提案したリング状磁性成形体の製造方法で
使用する成型装置のソレノイドコイル、外型を構成する
第１の磁性部材、第２の磁性部材並びに内型の配置関係
を示すものであり、成型装置のキヤビテイの中心軸に垂
直な断面、すなわち第９図のＩ−Ｉ線に沿う断面図に相
当する。第９図は第８図のII−II線に沿う断面図に相当
する。図中、１はポールピース、２はこれを囲繞するソ
レノイドコイル、３は内型である磁性部材、４はその端
部で前記ポールピース１と接触してこれと磁気的に結合
している外型である磁性部材、５はキヤビテイ、６，７
は前記キヤビテイ４の上底，下底である。（先に提案し
た発明は使用する成型装置の各部分の磁気的相互関係に
特徴を有するものであるので、キヤビテイ５への磁石用
組成物の供給手段およびキヤビテイ５からの成形体の取
出し手段等の成型装置の機械的構成は公知のものに準ず
ればよいので、図ではすべて省略されている。） 第８図の装置を用いてラジアル配向したリング状成形体
を製造するには、先ずキヤビテイ５に磁石用組成物を磁
性粉末が変位、すなわち、その位置や姿勢を変え得るよ
うに充填する。磁性粉末としてはフエライトをはじめ任
意のものを用い得るが、高性能の磁石を与えるサマリウ
ム−コバルト合金など稀土類元素を含む合金が好まし
い。このような合金の粉末に十分な配向を起させるには
８ＫＯｅ以上の空間磁場の強さを必要とするが、この方
法によればキャビティ５内に容易にこのような強いラジ
アル方向の磁場を発生させることができる。

キヤビテイ５内に磁石用組成物を充填したのち、左右の
ソレノイドコイル２に逆向きの電流を通ずると第１０図
の矢印に示すように磁場が発生し、キャビティ５内の磁
石用組成物の磁性粉末がこの方向に配向する。配向が完
了したときに組成物を固化させると、ラジアル配向した
成形体が得られる。なお、第１０図の矢印の向きは磁束
の向きを示し、その長さが磁束の大きさを示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のラジアルに配向された磁石の場合、極ピッチが短
くなってくると、（特に３mm以下）、隣同士の極で磁束
の閉ループを作る部分の面積が相対的に増大するために
磁石の持っている磁性を十分に引出すことが難しくなっ
てくるという問題点があった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、極ピッチが短くなっても、大きな表面磁束が得られ
るリング状多極磁石の製造方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかるリング状多極磁石の製造方法は、成形
金型のリング状キヤビテイ内に充填した磁石粉末を含む
磁石用組成物に環状磁場を作用させて磁性粉末を円周方
向に配向させて固化し、次いで、リング状成形体の内面
または外面に多極着磁を行うようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、環状磁場を作用させることで、磁
性粉末が円周方向に配向された状態で固化する。次い
で、その内面または外面に多極磁石を形成することによ
って、小型で表面磁力の大きいリング状多極磁石が得ら
れる。

〔実施例〕

第１図，第２図はこの発明による配向を施すための成型
装置の平面図並びに側面斜視図である。これらの図にお
いて、１１は内側に内径φ₁₁の円筒状の空間が形成され
た外型、１２は円筒状の外径がφ₁₂であり、外型１１の
内径φ₁₁より小さい内型であり、いずれもセラミックス
等の非磁性体で製造されている。１３は内型１２の中心
を貫通している導体である。１４は底板で、導体１３が
導出される孔があるが他の部分で外型１１と内型１２間
のキャップを閉止している。１５はリング状キヤビテイ
で、外型１１と内型１２との間に形成される。

この成型装置による配向工程について次に説明する。

まず、第１図に示すように、外型１１と内型１２との間
に形成されるリング状キヤビテイ１５内に磁性粉末とバ
インダとからなる磁石用組成物を、磁性粉末が変位しう
るように充填する。

次いで、導体１３に大電流の直流またはパルスを流すと
この大電流によって環状磁場ができ、従って、リング状
キヤビテイ１５内の磁性粉末は円周方向に配向せしめら
れる。この環状磁場の大きさは使用する磁性粉末の原料
によって異なるが、例えば、稀土類磁石であれば１０Ｋ
Ｏｅ以上が必要である。そして、成型装置から取りはず
すと第３図に示すようなリング状磁性成形体１６が得ら
れる。このように、円周方向に配向されたリング状磁性
成形体１６の多極着磁を次に行う。これは通常の多極着
磁でよいが、その一例を以下に説明する。

すなわち、第４図に示すように、磁性体１７上にコイル
１８を巻回した着磁極１９をその極性がＮ極とＳ極が交
互になるように、リング状磁性成形体１６の外方に配置
する（第４図では一部のみ示し、他は点線で示して省略
してある）。その後、各コイル１８に電流を流すことに
よって多極着磁が行える。

なお、上記の実施例では環状磁場の作成に導体１３に大
電流を流すことで行ったが、この他、第５図の示すよう
に、リング状キヤビテイ１５に導体２０を巻きつけ、こ
れに直流またはパルス電流を流すことで環状磁場を作成
するようにしてもよい。これはトロイダルコイルの環状
コア内にできる環状磁場と同じものである。なお、第５
図では外型１１は円形としてある。

この発明によれば２４極，４８極というような極数が極
めて多いステップモータの作成に必要なリング状多極磁
石が容易に得られる。

さらに、第５図の実施例ではその都度、導体２０を巻回
しなければならないのでこれを避けるため、導体２０を
太いものを使用して巻回し、全体を上下に分離したり一
体にしたりできるようにすれば、内部のリング状磁性成
形体１６の取出しや、リング状キヤビテイ１５内への磁
石用組成物の充填が容易になる。

第６図は、多極着磁の他の例を示すもので、リング状磁
性成形体１６の内外から着磁極１９を当てて着磁を行う
場合であり、部分展開図として示したものである。

第７図は、ラジアル配向磁石と、この発明による円周配
向磁石のＬ／Δｒ（Ｌ：磁極の円周方向の長さ，Δｒ：
半径方向の厚み）に対する１極当りの平均磁束密度を示
すものである。

Ｌ／Δｒ≦４では、この発明による円周配向の方が従来
のラジアル配向のものより優れていることが解る。すな
わち、厚みΔｒはほぼ一定の値とみてよいから、Ｌが小
さい方（これは極数が多いことを意味する）で、この発
明の効果が大きいことがわかる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、環状磁場を作用させて
磁石用組成物を固化し、その後、得られたリング状成形
体の内面または外面に多極着磁を行うようにしたので、
極数が多くなっても表面の磁束密度の大きいリング状多
極磁石が得られる効果があり、ステップモータその他に
今後広い利用が期待されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いる成型装置の平面
図、第２図は第１図の斜視図、第３図はリング状磁性成
形体の斜視図、第４図はこの発明の一実施例に用いる多
極着磁装置の平面略図、第５図は他の成型装置を示す平
面略図、第６図は他の多極着磁装置の部分展開平面図、
第７図はラジアル配向磁石とこの発明による円周配向磁
石のＬ／Δｒに対する１極当りの平均磁石密度との関係
を示す図、第８図，第９図は従来の成型装置の一例を示
す平断面図とそのII−II線による断面図、第１０図は第
８図の成型装置によるキヤビテイおよびその周辺部にお
ける磁束の向きと大きさを示す図である。 図中、１１は外型、１２は内型、１３は導体、１４は底
板、１５はリング状キヤビテイ、１６はリング状磁性成
形体、１７は磁性体、１８はコイル、１９は着磁極であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形金型のリング状キヤビテイ内に磁性粉
   末を含む磁石用組成物を充填した後、前記磁性粉末を円
   周方向に配向せしめる環状磁場を作用させて固化し、次
   いで、得られたリング状成形体の内面または外面に多極
   着磁を行うことを特徴とするリング状多極磁石の製造方
   法。
2. 【請求項２】リング状成形体の半径方向の厚みをΔｒ，
   １個の磁極の円周方向の長さをＬとしたとき、Ｌ／Δｒ
   が４以下であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
   項記載のリング状多極磁石の製造方法。