電動機用永久磁鐵及電動機用永久磁鐵的製造方法

2024-03-09 22:16:15 1

專利名稱：電動機用永久磁鐵及電動機用永久磁鐵的製造方法
技術領域：
本發明涉及埋設到永磁電動機中的電動機用永久磁鐵及電動機用永久磁鐵的制
造方法。
背景技術：
近年來，在混合動力車或硬碟驅動器等中使用的永磁電動機，要求小型輕量化、高 輸出化、高效率化。這樣的永磁電動機如專利文獻1(日本特開2007-306735號公報)所示， 具有在轉子的外周面埋設永久磁鐵，在定子的內周面配置線圈的結構。而且，上述永磁電動機中在實現小型輕量化、高輸出化、高效率化時，對埋設在永 磁電動機中的永久磁鐵，要求進一步提高磁特性。另外，作為永久磁鐵有鐵氧體磁鐵、Sm-Co 基磁鐵、Nd-Fe-B基磁鐵、Sm2Fe17Nx基磁鐵等，特別是矯頑力高的Nd-Fe-B基磁鐵作為永磁 電動機用的永久磁鐵使用。在此，作為永磁電動機中使用的永久磁鐵的製造方法，一般使用粉末燒結法。在 此，粉末燒結法如圖9所示首先將原料用噴射磨機(乾式粉碎)粉碎來製造磁鐵粉末。然 後，將該磁鐵粉末放入模具中，從外部施加磁場的同時模壓成形為所需的形狀。然後，將成 形為所需形狀的固形磁鐵粉末在預定溫度(例如，Nd-Fe-B基磁鐵為1100°C )燒結來製造。在此，近年來對永磁電動機的小型輕量化要求在提高，但是在將永磁電動機小型 化的情形下，為了保持與小型化之前同樣的轉矩，需要使轉子高速旋轉。而且，進行高速旋 轉時，電動機中埋設的永久磁鐵中產生渦電流。將通過上述粉末燒結法一體成形的永久磁 鐵用於永磁電動機時，該渦電流在整個永久磁鐵中產生。而且，在永久磁鐵內產生渦電流時，永久磁鐵的溫度上升。另外，永久磁鐵的溫度 上升時，矯頑力下降，因此電動機轉矩也下降。因此，在專利文獻2 (日本特開2001-25189號公報)中，記載了以在多個Nd磁鐵 間配置絕緣性高的鐵氧體磁鐵的方式一體形成的永久磁鐵。具有這樣的構成的永久磁鐵， 在產生渦電流時渦電流留在由鐵氧體磁鐵劃分的各Nd磁鐵內，因此可以減小渦電流。專利文獻1 日本特開2007-306735號公報(第4頁 第6頁，圖1)專利文獻2 日本特開2001-25189號公報(第3頁 第4頁，圖2)

發明內容
在此，所述專利文獻2記載的永久磁鐵，使用了 Nd磁鐵粉末和鐵氧體磁鐵粉末這 兩種磁鐵粉末、這一點上存在不同，但是其仍然使用圖9所示的粉末燒結法。而且，通過該 粉末燒結法製造永久磁鐵時存在以下問題。即，在粉末燒結法中為了進行磁場取向，需要在 模壓成形的磁鐵粉末中確保一定的空隙率。而且，將具有一定空隙率的磁鐵粉末進行燒結 時，很難使燒結時產生的收縮均勻地進行，燒結後產生翹曲或凹陷等變形。另外，磁鐵粉末 的模壓時產生壓力不均勻，因此燒結後的磁鐵產生疏密，在磁鐵表面產生應變。因此，以往 需要預先假定磁鐵表面產生變形，並以比所需形狀稍大的尺寸將磁鐵粉末壓縮成形。而且，燒結後進行金剛石切削研磨作業，進行修正為所需形狀的加工。結果使得製造工序增加，並 且有可能所製造的磁鐵的品質下降。本發明為了解決前述現有問題而作出，目的在於提供燒結收縮變得均勻，燒結後 不容易產生翹曲或凹陷等變形，另外即使在將埋設有永久磁鐵的永磁電動機高速旋轉的情 形下，也能夠減小永久磁鐵內產生的渦電流，因此可以防止永久磁鐵的溫度上升及矯頑力 的下降，可以提供高轉矩小型電動機的電動機用永久磁鐵及電動機用永久磁鐵的製造方法。即，本發明涉及以下(1) (14)。(1) 一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵包含層疊的多個片狀磁鐵，和在所述層疊的多個片狀磁鐵間配置的絕緣層。(2)如(1)所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述片狀磁鐵包含Nd基磁鐵。(3)如(1)或(2)所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述絕緣層包含與所述片狀磁鐵一起燒結的陶瓷生片。(4)如(1)或⑵所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述絕緣層包含將燒結的所述多個片狀磁鐵接合的樹脂。(5) 一種電動機用永久磁鐵的製造方法，製造用於埋設到永磁電動機中的電動機 用永久磁鐵，該方法包括以下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，和將所述磁鐵粉末的生片與絕緣層交替地多層重疊並燒結的工序。(6) 一種電動機用永久磁鐵的製造方法，製造用於埋設到永磁電動機中的電動機 用永久磁鐵，該方法包括以下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，通過將所述磁鐵粉末的生片燒結來製造片狀磁鐵的工序，和將多個所述片狀磁鐵與絕緣層交替地多個重疊的工序。(7)如(5)或(6)所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中，所述磁鐵粉末包含Nd基磁鐵粉末。(8)如(5)所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中，所述絕緣層包含陶瓷生片。(9)如(6)所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中，所述絕緣層包含將片狀磁鐵接合的樹脂。(10) 一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵通過電動 機用永久磁鐵的製造方法製造，所述電動機用永久磁鐵的製造方法包括如下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，和將所述磁鐵粉末的生片與絕緣層交替地多層重疊並燒結的工序。
(11) 一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵通過電動 機用永久磁鐵的製造方法製造，所述電動機用永久磁鐵的製造方法包括如下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，通過將所述磁鐵粉末的生片燒結來製造片狀磁鐵的工序，和將多個所述片狀磁鐵與絕緣層交替地多個重疊的工序。(12)如(10)或(11)所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述磁鐵粉末包含Nd基磁鐵粉末。(13)如(10)所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述絕緣層包含陶瓷生片。(14)如(11)所述的電動機用永久磁鐵，其中，所述絕緣層包含將片狀磁鐵接合的樹脂。根據具有前述(1)的構成的電動機用永久磁鐵，通過將中間配置有絕緣層的多個 片狀磁鐵層疊而構成電動機用永久磁鐵，因此，即使在將埋設有永久磁鐵的永磁電動機高 速旋轉的情形下，也能夠減小永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫度上 升及矯頑力下降，可以提供高輸出的小型電動機。另外，通過將多個片狀磁鐵層疊而構成永久磁鐵，因此燒結收縮變小，燒結後不容 易產生翹曲或凹陷等變形。另外，模壓時無壓力不均勻，不需要以往進行的燒結後的修正加 工，能夠簡化製造工序。由此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，根據前述⑵的電動機用永久磁鐵，特別是對於能夠確保高矯頑力的Nd基 磁鐵，即使是在將永磁電動機高速旋轉的情形下，也能夠減小磁鐵內產生的渦電流。因此， 可以提供小型且高輸出的電動機。另外，根據前述(3)的電動機用永久磁鐵，通過在磁鐵粉末的生片的燒結時對作 為絕緣層的陶瓷生片也一併燒結，由此形成多個片狀磁鐵層疊的永久磁鐵，因此燒結後不 必將片狀磁鐵與絕緣層接合，可以簡化的工序製造多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵。另外，根據前述(4)的電動機用永久磁鐵，在片狀磁鐵的成形後通過絕緣層的樹 脂將各片狀磁鐵接合，因此可以通過利用直接使用現有燒結條件等製作的永久磁鐵和樹脂 的簡單結構來減小磁鐵內產生的渦電流。另外，根據前述(5)的電動機用永久磁鐵的製造方法，通過製成磁鐵粉末的漿料， 將製成的漿料成形為片狀而製作磁鐵粉末的生片，將磁鐵粉末的生片與絕緣層交替地多層 重疊並燒結從而製造電動機用永久磁鐵，因此燒結後不必將片狀磁鐵與絕緣層接合，可以 簡化的工序製造多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵。而且，在將埋設有所製造的永久磁鐵的永磁電動機高速旋轉的情形下，也能夠減 小永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫度上升及矯頑力的下降，可以提 供高輸出的小型電動機。另外，燒結引起的永久磁鐵的收縮變得均勻，由此燒結後不產生翹曲或凹陷等變 形。另外，模壓時無壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結後的修正加工，可以簡化製造 工序。由此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，根據前述(6)的電動機用永久磁鐵的製造方法，通過製成磁鐵粉末的漿料，
6將製成的漿料成形為片狀而製作磁鐵粉末的生片，將磁鐵粉末的生片燒結從而製造片狀磁 鐵，將多個片狀磁鐵與絕緣層交替地多個重疊從而製造電動機用永久磁鐵，因此可以通過 利用直接使用現有燒結條件等製作的永久磁鐵和絕緣層的簡單結構來減小磁鐵內產生的 渦電流。而且，在將埋設有所製造的永久磁鐵的永磁電動機高速旋轉的情形下，也能夠減 小永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫度上升及矯頑力的下降，可以提 供高輸出的小型電動機。另外，燒結引起的永久磁鐵的收縮變得均勻，由此燒結後不產生翹曲或凹陷等變 形。另外，模壓時無壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結後的修正加工，可以簡化製造 工序。由此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，根據前述(7)的電動機用永久磁鐵的製造方法，特別是在製造能夠確保高 矯頑力的Nd基磁鐵時，可以製造出即使在將永磁電動機高速旋轉的情形下仍減小了磁鐵 內產生的渦電流的Nd基磁鐵。另外，根據前述(8)的電動機用永久磁鐵的製造方法，在磁鐵粉末的生片燒結時， 對於作為絕緣層的陶瓷生片也一併燒結，由此形成多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵，因 此燒結後不必將片狀磁鐵與絕緣層接合，可以簡化的工序製造多個片狀磁鐵層疊而成的永 久磁鐵。另外，根據前述(9)的電動機用永久磁鐵的製造方法，由於在片狀磁鐵的成形後 由作為絕緣層的樹脂將各片狀磁鐵接合，因此，可以通過利用直接使用現有燒結條件等制 作的永久磁鐵和樹脂的簡單製造工序，來製造多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵。另外，根據前述(10)的電動機用永久磁鐵，即使在將埋設有永久磁鐵的永磁電動 機高速旋轉的情形下，也能夠減小永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫 度上升及矯頑力的下降，可以提供高輸出的小型電動機。另外，燒結引起的永久磁鐵的收縮變得均勻，由此燒結後不產生翹曲或凹陷等變 形。另外，模壓時無壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結後的修正加工，可以簡化製造 工序。由此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，根據前述(11)的電動機用永久磁鐵，即使在將埋設有永久磁鐵的永磁電動 機高速旋轉的情形下，也能夠減小永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫 度上升及矯頑力的下降，可以提供高輸出的小型電動機。另外，燒結引起的永久磁鐵的收縮變得均勻，由此燒結後不產生翹曲或凹陷等變 形。另外，模壓時無壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結後的修正加工，可以簡化製造 工序。由此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，根據前述(12)的電動機用永久磁鐵，特別是對於能夠確保高矯頑力的Nd基 磁鐵，即使在將永磁電動機高速旋轉的情形下，也可以減小磁鐵內產生的渦電流。因此，可 以提供小型且高輸出的電動機。另外，根據前述(13)的電動機用永久磁鐵，通過在磁鐵粉末的生片燒結時對作為 絕緣層的陶瓷生片也一併燒結，由此形成多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵，因此燒結後 不必將片狀磁鐵與絕緣層接合，可以簡化的工序製造多個片狀磁鐵層疊而成的永久磁鐵。另外，根據前述(14)的電動機用永久磁鐵，由於在片狀磁鐵的成形後由作為絕緣層的樹脂將各片狀磁鐵接合，因此，可以通過利用直接使用現有燒結條件等製作的永久磁 鐵和樹脂的簡單結構來減小磁鐵內產生的渦電流。


圖1是示出本發明實施方式的永磁電動機的內部構成的圖。圖2是示出本發明實施方式的永久磁鐵的整體圖。圖3是將本發明實施方式的永久磁鐵的一部分放大示出的示意圖。圖4是將以往的永久磁鐵與本申請發明的永久磁鐵中產生的渦電流進行比較的 圖。圖5是放大示出構成永久磁鐵的Nd磁鐵粒子的圖。圖6是示出鐵磁體的磁滯曲線的圖。圖7是示出鐵磁體的磁疇結構的示意圖。圖8是示出本發明實施方式的永久磁鐵製造工序的說明圖。圖9是示出以往的永久磁鐵製造工序的說明圖。標號說明1永久磁鐵2永磁電動機21片狀磁鐵22陶瓷絕緣層41 漿料42 生片
具體實施例方式以下，對本發明的電動機用永久磁鐵及電動機用永久磁鐵的製造方法，參照附圖 對於具體的一個實施方式進行詳細說明。首先，基於圖1對埋設有本實施方式的永久磁鐵 1的永磁電動機2的構成進行說明。圖1是示出本發明實施方式的永磁電動機2的內部構 成的圖。如圖1所示，永磁電動機2基本上由定子3和在定子3的內部以可旋轉方式配置 的轉子4構成。首先，對定子3進行說明，定子3由定子鐵芯11和卷裝在定子鐵芯11上的許多定 子卷線12構成。另外，預定數量的定子卷線12在定子3的內周面上等間隔配置，定子卷線 12通電時，產生用於使轉子4旋轉的旋轉磁場。另一方面，對轉子4進行說明，轉子4由轉子主體15、與轉子主體15連接的軸16、 在轉子主體15的內部且在軸16的外側呈大致V字形配置的多個(圖1中為16個)的永 久磁鐵1構成。另外，永久磁鐵1以極性在圓周方向交替不同的方式配置，基於由定子卷線 12產生的旋轉磁場而產生吸引力和排斥力。而且，轉子4(即，軸16)基於產生的吸引力和 排斥力而旋轉。[永久磁鐵的構成]以下，使用圖2 圖7對埋設在永磁電動機2中的永久磁鐵1的構成進行說明。另外，埋設在永磁電動機2中的多個永久磁鐵1基本全部具有相同結構。因此，以下僅舉在埋 設的多個永久磁鐵1內的一個永久磁鐵1為例進行說明。本實施方式的永久磁鐵1為Nd-Fe-B基磁鐵。另外，添加有用於提高永久磁鐵1 矯頑力的Dy(鏑)。另外，各成分的含量為Nd:27 30wt%、Dy (或Tb) :0. 01 8wt%、B 1 2wt%、Fe(電解鐵)60 70wt%。另外如圖2所示，永久磁鐵1通過多個片狀磁鐵 21層疊而構成。圖2是示出本發明實施方式的永久磁鐵1的整體圖。在此，對構成永久磁鐵1的片狀磁鐵21進行說明，片狀磁鐵21是具有0. 1mm 3mm厚度(圖2中為2mm)的片狀永久磁鐵。而且，如後所述，通過由製成漿料狀態的Nd磁 鐵粉末成形為生片、並對該生片燒結來製作。另外，通過多個片狀磁鐵21層疊而形成的永 久磁鐵1，具有lOmmX 5mm X 50mm的長方體形狀。然後，使用圖3對構成永久磁鐵1的片狀磁鐵21的層疊方式進行詳細說明。圖3 是將本發明實施方式的永久磁鐵1的一部分放大示出的示意圖。如圖3所示，在永久磁鐵1中，在層疊的各片狀磁鐵21之間配置有由薄膜狀陶瓷 生片燒結而得到的陶瓷絕緣層22作為絕緣層。另外，陶瓷絕緣層22通過如下方法成形在 將由Nd磁鐵粉末成形的生片燒結前，預先在生片間夾入陶瓷生片，在將磁鐵粉末的生片與 陶瓷生片交替重疊的狀態下將生片一起燒結。由此，在燒結後，在各片狀磁鐵21與陶瓷絕 緣層22接合的狀態下，一體地形成永久磁鐵1。另外，作為絕緣層，可以使用環氧樹脂等耐熱膠粘樹脂代替陶瓷絕緣層22。在使用 環氧樹脂的情形下，首先，將由Nd磁鐵粉末成形的生片燒結從而形成多個片狀磁鐵21，然 後在各片狀磁鐵21之間塗布環氧樹脂將各片狀磁鐵21接合，由此形成永久磁鐵1。而且，如上所述，由夾有絕緣層的多個片狀磁鐵21形成永久磁鐵1時，可以減小片 狀磁鐵21中產生的渦電流。圖4是以往的永久磁鐵與本申請發明的永久磁鐵中產生的渦 電流進行比較的圖。在此，如已在圖9中作為現有技術示出，預先將磁鐵粉末壓縮成形為長方體形狀 並進行燒結而製造的一體成形的永久磁鐵31，在將該永久磁鐵31用於永磁電動機2時，則 如圖4所示那樣在整個永久磁鐵31的內部產生渦電流。在此，近年來，永磁電動機2的小 型輕量化要求正在提高，但是在將永磁電動機2小型化的情形下，為了保持與小型化前相 同的轉矩，需要將軸16高速旋轉。而且，進行高速旋轉時，埋設在電動機中的永久磁鐵中產 生渦電流，永久磁鐵的溫度上升。對於永久磁鐵而言，溫度上升時矯頑力下降，因此希望防 止渦電流的產生。在此，本實施方式的永久磁鐵1，如上所述由夾有絕緣層的多個片狀磁鐵21形成。 因此，通過將永久磁鐵1用於永磁電動機2，即使在產生渦電流的情形下，如圖4所示，由作 為絕緣層的陶瓷絕緣層22將渦電流路徑阻斷。因此，能夠減小永久磁鐵1內部產生的渦電 流的規模，即使在將永磁電動機2高速旋轉的情形下，也可以抑制永久磁鐵的溫度上升。另外，本實施方式的永久磁鐵1，如圖5所示通過在構成永久磁鐵1的Nd磁鐵粒 子35的表面塗布Dy層36，可以提高永久磁鐵1的矯頑力。圖5是放大示出構成永久磁鐵 1的Nd磁鐵粒子的圖。以下，使用圖6和圖7對通過Dy層36提高永久磁鐵1的矯頑力的機理進行說明。 圖6是示出鐵磁體的磁滯曲線的圖，圖7是示出鐵磁體的磁疇結構的示意圖。
如圖6所示，永久磁鐵的矯頑力，在從被磁化的狀態向反方向施加磁場時，為使磁 極化為0(8卩，反磁化)所需要的磁場的強度。因此，如果能夠抑制反磁化，則能夠得到高矯 頑力。另外，磁體的磁化過程中，基於磁矩的旋轉而旋轉磁化時，具有磁疇的邊界即磁疇壁 (包括90磁疇壁和180°磁疇壁)發生移動的磁疇壁移動。在此，本實施方式中，如後所述在通過溼式粉碎將磁鐵粉末細粉碎時，添加微量 (例如，相對於磁鐵粉末為0. 01 8wt% (相對於Nd的Dy添加量，特別是添加Dy化合物 的情形下以Dy的分配重量進行換算))的Dy化合物和分散劑。由此，在此後將添加有Dy 化合物的磁鐵粉末燒結時，通過溼式分散使得Dy化合物均勻地附著至Nd磁鐵粒子35的粒 子表面，形成圖5所示的Dy層36。結果，如圖7所示，在磁鐵粒子的界面處，Dy不均勻地存 在，能夠提高永久磁鐵1的矯頑力。另外，本實施方式中，如果將Dy化合物與磁鐵原料一起在溶劑中溼式混合得到的 生片在適當的焙燒條件下進行焙燒，則能夠防止Dy擴散滲透(固溶化)到磁鐵粒子35內。 在此已經知道，Dy擴散滲透到磁鐵粒子35內時，則該磁鐵的剩餘磁化(磁場的強度為0時 的磁化)下降。因此在本實施方式中，能夠防止永久磁鐵1的剩餘磁化下降。另外，Dy層36不必是僅由Dy化合物構成的層，也可以是包含Dy與Nd的混合物 的層。另外，通過添加Tb(鋱)化合物代替Dy化合物，也可以同樣地提高永久磁鐵1的矯 頑力。在添加Tb的情形下，在Nd磁鐵粒子35的表面同樣地形成Tb化合物的層。而且，通 過形成Tb層，能夠進一步提高永久磁鐵1的矯頑力。[永久磁鐵的製造方法]以下，使用圖8對本實施方式的永久磁鐵1的製造方法進行說明。圖8是示出本 發明實施方式的永久磁鐵1的製造工序的說明圖。首先，製造以wt%計包含Nd 27 30%-Fe 60 70%-B 1 2%的錠。之後，用 搗磨機或壓碎機將錠粗粉碎至約200 u m的大小。然後，利用珠磨機通過溼式法將粗粉碎後 的磁鐵粉末細粉碎至約0. 3 約5 y m的大小，並且使磁鐵粉末分散至溶液中，從而製作粉 漿(7 U 7 )。另外在溼式粉碎中，相對於5kg磁鐵粉末使用4kg甲苯作為溶劑，並且添 加0. 05kg磷酸酯類分散劑作為分散劑。另外在溼式粉碎中，相對於磁鐵粉末添加0. 01
化合物。由此，將Dy化合物與磁鐵粉末一起分散至溶劑中。另外，詳細的分散 條件如下所述。分散裝置珠磨機分散介質二氧化鋯珠在此，作為添加的Dy化合物，優選使用可溶於漿料的溶劑中的物質。例如有含Dy 有機物，更具體地有含有鏑陽離子的有機酸鹽(脂肪族羧酸鹽、芳香族羧酸鹽、脂環族羧酸 鹽、烷基芳香族羧酸鹽)、含有鏑陽離子的有機絡合物(乙醯丙酮合物、酞菁絡合物、部花青 絡合物等)、上述以外的有機金屬化合物。另外，即使不溶於溶劑，通過在溼式分散時添加粉碎至細粒子的Dy或Dy化合物並 且均勻地分散，也可以均勻附著至Nd磁鐵粒子的表面。另外，作為粉碎中使用的溶劑，沒有特別限制，可以使用異丙醇、乙醇、甲醇等醇 類，戊烷、己烷等低級烴類，苯、甲苯、二甲苯等芳香族類，酮類，以及它們的混合物等，特別 優選異丙醇等。
磁鐵粉末的分散後，將樹脂粘合劑添加至該製作的粉漿中並混合。接著，將磁鐵粉 末與樹脂粘合劑混練，得到漿料41。另外，作為樹脂粘合劑使用的材料沒有特別限制，有各 種熱塑性樹脂單獨或混合物、或者各種熱固性樹脂單獨或混合物，其各自的物性、性狀等只 要在得到所需特性的範圍內即可。例如有甲基丙烯酸酯類樹脂。接著，由得到的漿料41形成生片42。作為生片42的形成方法，例如，可以通過以 適當的方式根據需要將得到的漿料41塗布至隔膜等支撐基材上並使其乾燥的方法等來進 行。另外，塗布方式優選刮刀法等層厚控制性優良的方式。另外，優選與消泡劑組合使用等 從而進行充分地脫泡處理以使得鋪展層中不殘留氣泡。另外，詳細的塗布條件如下所述。塗布方式刮刀法間隙1mm支撐基材有機矽處理後的聚酯薄膜乾燥條件90°C X 10分鐘，然後130°C X30分鐘另外，對塗布至支撐基材上的生片42沿與運送方向交叉的方向施加脈衝磁場。由 此，使磁場以所需的方向取向。另外，使磁場取向的方向，需要考慮由生片42成形的永久磁 鐵1所要求的磁場方向後確定。然後，將由漿料41形成的生片42分割為10mmX5mmX2mm的平板形狀。之後，在 分割的生片間配置另外由陶瓷粉末製作的陶瓷生片，在將磁鐵粉末的生片與陶瓷生片交替 多個層疊的狀態(參考圖3)下，在1100°C燒結約1小時。另外，燒結在Ar氣氛或者真空氣 氛中進行。並且燒結的結果是，製造出包含層疊的多個片狀磁鐵21的永久磁鐵1。另外，在使用環氧樹脂代替陶瓷絕緣層22作為絕緣層的情形下，首先，將由漿料 形成的生片燒結以製作片狀磁鐵21。之後，在各片狀磁鐵21之間塗布環氧樹脂將各片狀磁 鐵21接合，由此製造片狀磁鐵21與絕緣層交替層疊的永久磁鐵1。如上所述，本實施方式的永久磁鐵1及永久磁鐵1的製造方法中，將以wt %計包含 Nd 27 30%-Fe 60 70% _B 1 2%的磁鐵原料在溶劑中進行溼式粉碎，在粉碎後的 磁鐵粉末中添加樹脂粘合劑，通過將磁鐵粉末與樹脂粘合劑混練而製成漿料41，將製成的 漿料成形為片狀而得到生片42，在將所述生片42與作為絕緣層的陶瓷絕緣層22交替多個 層疊的狀態(參考圖3)下燒結從而製造永久磁鐵1，因此，即使在將埋設有永久磁鐵1的永 磁電動機2高速旋轉的情形下，也能夠減小永久磁鐵1內產生的渦電流。因此，可以防止永 久磁鐵1的溫度上升和矯頑力下降，可以提供高輸出的小型電動機。另外，特別是對於能夠確保高矯頑力的Nd基磁鐵，即使是在將永磁電動機高速旋 轉的情形下，也能夠減小磁鐵內產生的渦電流。另外，磁鐵粉末的生片42的燒結時，由於對作為絕緣層的陶瓷生片一併燒結，由 此形成多個片狀磁鐵21層疊而成的永久磁鐵1，因此燒結後不需要將片狀磁鐵21與絕緣層 接合，可以簡化的工序製造多個片狀磁鐵21層疊而成的永久磁鐵1。另外，片狀磁鐵的成形後，若通過用作為絕緣層的環氧樹脂將各片狀磁鐵接合來 製造永久磁鐵1，則可以通過利用直接使用現有燒結條件等製作的永久磁鐵和環氧樹脂的 簡單結構來減小磁鐵內產生的渦電流。另外，通過將生片42燒結來製造永久磁鐵1，因此燒結引起的收縮變得均勻，由此 燒結後不產生翹曲或凹陷等變形。另外，模壓時無壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結後的修正加工，能夠簡化製造工序。因此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵1成形。另外，本發明不限於前述實施例，不用說在不脫離本發明要旨的範圍內可以進行 各種改良、變形。例如，作為本實施方式中將磁鐵粉末和Dy化合物分散至溶劑中的方法是如圖8所 示，將粗粉碎後的磁鐵粉末與Dy化合物一起在溶劑中進行溼式粉碎，由此在溶劑中分散， 但也可以通過下述的方法進行。(1)首先，使用球磨機或噴射磨機等將粗粉碎後的磁鐵粉末進行乾式粉碎，從而細 粉碎至約0. 3 約5 ii m的大小。(2)然後，將細粉碎後的磁鐵粉末添加至溶劑中，並使其在溶劑中均勻分散。此時， 將分散劑和Dy化合物也添加至溶劑中。(3)將在溶劑中分散的磁鐵粉末與樹脂粘合劑混練，得到漿料41。後面通過進行與本實施方式同樣的處理，可以製造具有與本實施方式同樣構成的 永久磁鐵。另外，本實施方式中，首先將包含Nd-Fe-B的錠粉碎，之後添加Dy化合物並分散至 溶劑中，然後製作生片，但是，也可以將預先含有Dy的包含Nd-Fe-Dy-B的錠粉碎並分散至 溶劑中，然後製作生片。但是，在此情形下錠中所含的Dy量相對於Nd需要為20 30wt %。另外，本實施方式中以安裝在混合動力車上的永磁電動機2中埋設的永久磁鐵為 例進行了說明，但是，當然也可以應用於手機上安裝的振動電動機、用於驅動硬碟驅動器的 磁頭的音圈電動機、使硬碟驅動器的盤旋轉的主軸電動機等永磁電動機中埋設的永久磁 鐵。另外，磁鐵粉末的粉碎條件、混練條件、燒結條件等不限於上述實施例所記載的條 件。參考特定的方式對本發明進行了詳細說明，但是，對於本領域技術人員顯而易見 的是，在不偏離本發明精神和範圍的情形下可以進行各種變更或修正。本申請基於2008年3月18日提出的日本專利申請(日本特願2008-069403)，該 申請的內容通過引用併入本說明書。另外，在此所引用的全部參考文獻作為整體併入本說明書。產業實用性根據本發明，由於通過在中間配置有絕緣層的多個片狀磁鐵層疊而構成電動機用 永久磁鐵，因此即使是在將埋設有永久磁鐵的永磁電動機高速旋轉的情形下，也能夠減小 永久磁鐵內產生的渦電流。因此，可以防止永久磁鐵的溫度上升及矯頑力的下降，可以提供 高輸出的小型電動機。另外，本發明由於具有所述構成，因此燒結引起的收縮變小，燒結後 難以產生翹曲或凹陷等變形。另外，模壓時無壓力不均勻，不需要以往進行的燒結後的修正 加工，能夠簡化製造工序。因此，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。
1權利要求
一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵包含層疊的多個片狀磁鐵，和在所述層疊的多個片狀磁鐵間配置的絕緣層。
2.如權利要求1所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述片狀磁鐵包含Nd基磁鐵。
3.如權利要求1或2所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述絕緣層包含與所述片狀磁鐵一起燒結的陶瓷生片。
4.如權利要求1或2所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述絕緣層包含將燒結的所述多個片狀磁鐵接合的樹脂。
5.一種電動機用永久磁鐵的製造方法，製造用於埋設到永磁電動機中的電動機用永久 磁鐵，該方法包括以下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，和 將所述磁鐵粉末的生片與絕緣層交替地多層重疊並燒結的工序。
6.一種電動機用永久磁鐵的製造方法，製造用於埋設到永磁電動機中的電動機用永久 磁鐵，該方法包括以下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序， 將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序， 通過將所述磁鐵粉末的生片燒結來製造片狀磁鐵的工序，和 將多個所述片狀磁鐵與絕緣層交替地多個重疊的工序。
7.如權利要求5或6所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中， 所述磁鐵粉末包含Nd基磁鐵粉末。
8.如權利要求5所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中， 所述絕緣層包含陶瓷生片。
9.如權利要求6所述的電動機用永久磁鐵的製造方法，其中， 所述絕緣層包含將片狀磁鐵接合的樹脂。
10.一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵通過電動機用永 久磁鐵的製造方法製造，所述電動機用永久磁鐵的製造方法包括如下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序，將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序，和 將所述磁鐵粉末的生片與絕緣層交替地多層重疊並燒結的工序。
11.一種電動機用永久磁鐵，用於埋設到永磁電動機中，所述永久磁鐵通過電動機用永 久磁鐵的製造方法製造，所述電動機用永久磁鐵的製造方法包括如下工序製成磁鐵粉末的漿料的工序， 將所述漿料成形為片狀製作磁鐵粉末的生片的工序， 通過將所述磁鐵粉末的生片燒結來製造片狀磁鐵的工序，和 將多個所述片狀磁鐵與絕緣層交替地多個重疊的工序。
12.如權利要求10或11所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述磁鐵粉末包含Nd基磁鐵粉末。
13.如權利要求10所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述絕緣層包含陶瓷生片。
14.如權利要求11所述的電動機用永久磁鐵，其中， 所述絕緣層包含將片狀磁鐵接合的樹脂。
全文摘要
本發明涉及用於埋設到永磁電動機中的永久磁鐵，包含層疊的多個片狀磁鐵和在所述層疊的多個片狀磁鐵間配置的絕緣層。本發明由於具有所述構成，因此可以防止永久磁鐵溫度上升和矯頑力下降，可以提供高輸出的小型電動機。另外，不需要以往進行的燒結後的修正加工，能夠簡化製造工序，可以以高尺寸精度將永久磁鐵成形。
文檔編號H02K15/03GK101978577SQ200980109638
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月17日 優先權日2008年3月18日
發明者中山純一, 中村賢治, 久米克也, 堀尾友和, 尾關出光, 星野利信, 福田佑紀 申請人:日東電工株式會社;豐田自動車株式會社