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公開番号2025170067
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2025148427,2022571587
出願日2025-09-08,2021-12-22
発明の名称極異方性磁石の製造方法、磁石集合体の製造方法、極異方性磁石、磁石集合体及び複合磁石集合体
出願人有限会社宮脇工房
代理人個人
主分類H01F 41/02 20060101AFI20251107BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】従来よりも設計自由度が高く且つ経済性の高い極異方性磁石の製造方法及び磁石集合体の製造方法を提供する。
【解決手段】
極異方性磁石の製造方法は4つの面SF1,SF2,SF3を有する極異方性磁石1N,1Sの製造方法であって、4つの面のうち一の実効面VSF(SF1)に対し第1方向の磁界を印加し、残余の3面(SF2,SF3,SF4)に対し第2方向の磁界をそれぞれ印加しながら磁界中成形する磁界中成形工程S20と、実効面VSF(SF1)に対し第1方向の磁界を、及び、残余の3面(SF2,SF3,SF4)に対し第2方向の磁界を印加して着磁する四方着磁工程S40とを含む。
【選択図】図17

特許請求の範囲【請求項１】
断面視したときに４つの方向にそれぞれ面する４つの面を有する極異方性磁石の製造方法であって、
磁石用の粉末材料を準備する粉末材料準備工程と、
前記４つの面のうち磁束を集中的に発生させるべき面を実効面としたときに、
当該極異方性磁石の所期の形状に対応した型枠の外側から、前記仮想的な実効面に対し第１方向の磁界を印加しつつ前記残余の３面に対し第２方向の磁界をそれぞれ印加しながら、前記粉末材料を前記型枠の内側に順次投入し、前記型枠に倣った形状の磁石母材を成形する磁界中成形工程と、
前記磁石母材に基づいて得られた磁石材を取り囲むようにして、該磁石材の前記実効面に対し前記第１方向の磁界を、及び、前記残余の３面に対し前記第２方向の磁界を印加して前記磁石材を着磁する四方着磁工程と、
をこの順序で含むことを特徴とする極異方性磁石の製造方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の極異方性磁石の製造方法において、
前記磁界中成形工程においては、前記仮想的な前記実効面に第１磁極が対向するようにして第１磁力源を配置し、かつ、前記４つの面のうち前記実効面以外の残余の３面のそれぞれの面に第２磁極が対向するようにして第２磁力源をそれぞれ配置すると共に、前記仮想的な実効面に対し前記第１磁力源により前記第１方向の磁界を印加しつつ前記残余の３面に対し前記第２磁力源により前記第２方向の磁界をそれぞれ印加し、
前記四方着磁工程においては、前記実効面に前記第１磁極が対向するように着磁用第１磁力源を配置し、かつ、前記残余の３面のそれぞれの面に前記第２磁極が対向するように着磁用第２磁力源をそれぞれ配置したうえで、前記着磁用第１磁力源及び前記着磁用第２磁力源を作動させて前記実効面に対し前記第１方向の磁界を、及び、前記残余の３面に対し前記第２方向の磁界を印加すること、
を特徴とする極異方性磁石の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の極異方性磁石の製造方法において、
前記磁界中成形工程と前記四方着磁工程との間に、前記磁界中成形工程によって得られた前記磁石母材を焼結・熱処理する焼結・熱処理工程を更に含むことを特徴とする極異方性磁石の製造方法。
【請求項４】
請求項１～３のいずれかに記載の極異方性磁石の製造方法において、
前記極異方性磁石の所期の形状は、断面視したときに、円環をＮ等分した分割リング形状であること（但し、Ｎは２以上の自然数）、
を特徴とする極異方性磁石の製造方法。
【請求項５】
請求項１～４のいずれかに記載の極異方性磁石の製造方法において、
前記磁界中成形工程において、前記第１磁力源の前記第１磁極が配された側の幅は、前記仮想的な実効面の幅よりも小さく設定されている、及び／又は、
前記四方着磁工程において、前記着磁用第１磁力源の前記第１磁極が配された側の幅は、前記実効面の幅よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする極異方性磁石の製造方法。
【請求項６】
断面視したときに４つの方向にそれぞれ面する４つの面を有する極異方性磁石であって、
前記４つの面のうち磁束を集中的に発生させるべき面を実効面としたときに、前記実効面には一の磁極が配され、前記４つの面のうち前記実効面以外の残余の３面のそれぞれの面には他の磁極が配されており、
断面視したときに、内部に接着痕がなく連続的に形成されている、
ことを特徴とする極異方性磁石。
【請求項７】
請求項６に記載の極異方性磁石において、
断面視したときに、円環をＮ等分した分割リング形状となっていること（但し、Ｎは２以上の自然数）、
を特徴とする極異方性磁石
【請求項８】
請求項６又は７のいずれかに記載された極異方性磁石を複数個備え、
前記一の磁極及び前記他の磁極が交互に現れるように前記極異方性磁石が配列されて互いに接合されてなる磁石集合体。
【請求項９】
請求項８に記載の前記磁石集合体において、
前記極異方性磁石が周方向に沿って配列されてなり、外形が略円筒状であることを特徴とする磁石集合体。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁石集合体を含むローターを備えたモータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、極異方性磁石の製造方法、磁石集合体の製造方法、極異方性磁石、磁石集合体及び複合磁石集合体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
いわゆるハルバッハ配列で構成された磁石集合体は、高い磁束密度で磁束を出現可能であることが知られている。しかし、このハルバッハ配列の実現に当たっては、強力に磁化した磁石同士を大きな引力や斥力が生じている状況の下で貼り合せることから困難が多く、このため未だ量産化の目途が立っていない。
【０００３】
ハルバッハ配列と同レベルの磁束密度を得ることができ、かつ、量産化の可能性のポテンシャルを備えた代用技術として、特許文献１の図３に記載された構成の磁石集合体（以下、単に特許文献１に記載された磁石集合体という）が知られている。
【０００４】
図３０は特許文献１に記載された磁石集合体９００を説明するために示す断面図である。磁石集合体９００の内部に描かれた矢印は磁化方向を示している。
図３０に示すように、磁石集合体９００は円筒形状をした外周側の磁石集合体９００ＥＸと内周側の磁石集合体９００ＩＮとからなっている。外周側の磁石集合体９００ＥＸは、磁化方向が磁石集合体９００ＥＸの法線ＮＬに対し角度θＨＥＸで傾いた極異方性配列をなしている。角度θＨＥＸは４５度を超え９０度に近い角度となっており、換言すると外周面の接線（図示は省略）とのなす角度が比較的浅い磁化方向である「水平系の極異方性配列」の磁石集合体となっている。一方、内周側の磁石集合体９００ＩＮは、磁化方向が同法線ＮＬに対し角度θＨＩＮで傾いた極異方性配列をなしている。角度θＨＩＮは０度以上４５未満の角度となっており、換言すると内周面の接線（図示は省略）とのなす角度が比較的深い磁化方向である「垂直系の極異方性配列」の磁石集合体となっている。
【０００５】
この磁石集合体９００は、外周側の磁石集合体９００ＥＸ（円筒体９００ＥＸともいう）と内周側の磁石集合体９００ＩＮ（円筒体９００ＩＮともいう）とを別個に製造し、これらの円筒体同士を嵌合して一体化することにより得ていた。
【０００６】
外周側の磁石集合体９００ＥＸ及び内周側の磁石集合体９００ＩＮの製造方法は基本的に同様のため、ここでは代表して外周側の円筒体９００ＥＸを製造する場合を例に説明する。図３１は、磁石集合体９００ＥＸの従来の製造方法を説明するために示す図である。図３１の（１）は磁界中成形工程で用いる型枠８１０及び磁力源８２０Ｓ，８２０Ｎを示し、（２）は磁石母材Ｍ１を示し、（３）は着磁工程の様子を示し、（４）は着磁工程を終えて取り出された磁石集合体９００ＥＸを示している。
【０００７】
従来の磁石集合体の製造方法は、概ね次の通りである。
まず、磁石用の粉末材料、型枠８１０等を準備する。型枠８１０は、その内側が最終的な磁石集合体９００ＥＸの形状に倣った形状である円筒状に形成されたものである。
次いで、磁界中成形工程を行う。型枠８１０の内側８１０ａに粉末材料を投入したうえで、型枠８１０の外側から磁力源８２０Ｓ，８２０Ｎを用いて所定の磁界を印加して、粉末材料の各分子を磁力線に沿って配向させつつ成形する《図３１の（１）参照》。これにより磁石母材Ｍ１を得る《図３１の（２）参照》。その後、必要な中間工程（焼結・熱処理工程、表面処理工程等）を経た後、磁力源８３０Ｓ，８３０Ｎ（着磁ヨークなど）を用いて所定の磁界を印加する着磁工程を行う《図３１の（３）参照》。これにより磁石集合体９００ＥＸを得ることができる《図３１の（４）参照》。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１０－１４２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の磁石集合体の製造方法によれば、以下に述べるように、コスト高や量産性の低さ（例えば歩留まりの低さ）により経済性が上がらないといった課題や、設計上の制約が多いといった課題があった。
【００１０】
一例を挙げると、磁界中成形工程で用いる型枠８１０は、最終的な磁石集合体の形状に倣った形状のものを製品の仕様が変わる度に都度準備しなければならないため、型代がかさみ全体としてコスト高となっていた（型コストの問題）。
（【００１１】以降は省略されています）

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