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JP2024053164A - Bonded magnet manufacturing apparatus and method - Google Patents

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JP2024053164A
JP2024053164A JP2022159241A JP2022159241A JP2024053164A JP 2024053164 A JP2024053164 A JP 2024053164A JP 2022159241 A JP2022159241 A JP 2022159241A JP 2022159241 A JP2022159241 A JP 2022159241A JP 2024053164 A JP2024053164 A JP 2024053164A
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magnetization
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高人 河合
Takahito Kawai
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Aisin Corp
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Aisin Corp
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Abstract

To provide a technique capable of making a strong magnetic field act to a bond magnet with a simple structure.SOLUTION: A manufacturing apparatus of a bond magnet comprises: a ring-shaped holding member; a plurality of permanent magnets which are arranged in a circumferential direction at an inner side in a radial direction of the holding member and are disposed annularly; and a housing part which is present at an inner side in a radial direction of the plurality of permanent magnets and forms a space filled with a material of the bond magnet. In the plurality of permanent magnets, a first permanent magnet, a second permanent magnet, a third permanent magnet and a fourth permanent magnet are arranged over a round adjacently to one another in the circumferential direction. A direction of magnetization of the first permanent magnet faces the inner side in the radial direction of the plurality of permanent magnets. Directions of magnetization of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet face the first permanent magnet. A direction of magnetization of the third permanent magnet faces an outer side in a radial direction of the plurality of permanent magnets.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ボンド磁石の製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing device and method for bonded magnets.

従来、金型を用いて磁石粉末、バインダ樹脂等の材料を射出成形することにより、ボンド磁石を製造する技術が知られている。このような製造方法において異方性ボンド磁石を製造する際には、界磁装置によって金型内の材料に磁場を作用させる。特許文献1には、磁性基材を収容する収容体の外周面側において、磁性基材への径方向の磁場を誘導するヨークと永久磁石とを周方向に並べる構成が開示されている。また、特許文献2には、ボンド磁石の磁極中心に対向して配置される強磁性材からなる配向磁性体と配向磁性体を挟んで対称的に配置される対構成の永久磁石とを周方向に並べる構成が開示されている。なお、特許文献2においては、永久磁石によって配向磁性体を構成すると、配向磁場の影響が強すぎて所望の特性の磁石を製造できないとされている(特許文献2、0018段落)。 Conventionally, a technique for manufacturing bonded magnets is known in which materials such as magnet powder and binder resin are injection molded using a mold. When manufacturing anisotropic bonded magnets using this manufacturing method, a magnetic field is applied to the material in the mold by a field device. Patent Document 1 discloses a configuration in which a yoke that induces a radial magnetic field to the magnetic substrate and a permanent magnet are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface side of a container that houses the magnetic substrate. Patent Document 2 discloses a configuration in which an oriented magnetic body made of a ferromagnetic material is arranged opposite the magnetic pole center of the bonded magnet, and a pair of permanent magnets are arranged symmetrically with the oriented magnetic body in between, arranged in the circumferential direction. Patent Document 2 states that if the oriented magnetic body is made of a permanent magnet, the effect of the oriented magnetic field is too strong and it is not possible to manufacture a magnet with the desired characteristics (Patent Document 2, paragraph 0018).

特開2020-156203号公報JP 2020-156203 A 特開2018-148041号公報JP 2018-148041 A

従来の技術においては、永久磁石によって誘起される磁場がヨークまたは配向磁性体を介してボンド磁石の材料に作用し、ヨークや配向磁性体による磁場が直接的に作用する位置にボンド磁石の磁極が形成される。ヨークや配向磁性体は、透磁率が低い物質であるものの、従来技術においては、永久磁石によって誘起された磁場がヨークや配向磁性体を介してボンド磁石に作用している。従って、ボンド磁石に強い磁場を作用させることは困難であった。ボンド磁石は、成形の際に印加される磁場によって磁気異方性が与えられるが、磁場が弱いと磁性粉の配向が不充分となり、磁気特性が失われる場合や、所望の磁気特性が得られない場合がある。 In conventional technology, the magnetic field induced by the permanent magnet acts on the material of the bonded magnet via a yoke or oriented magnetic body, and the magnetic poles of the bonded magnet are formed at the positions where the magnetic field from the yoke or oriented magnetic body acts directly. Although the yoke and oriented magnetic body are materials with low magnetic permeability, in conventional technology the magnetic field induced by the permanent magnet acts on the bonded magnet via the yoke or oriented magnetic body. Therefore, it was difficult to apply a strong magnetic field to a bonded magnet. Bonded magnets are given magnetic anisotropy by the magnetic field applied during molding, but if the magnetic field is weak, the orientation of the magnetic powder becomes insufficient, and the magnetic properties may be lost or the desired magnetic properties may not be obtained.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、簡易な構成により、ボンド磁石に強い磁場を作用させることが可能な技術の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a technology that can apply a strong magnetic field to a bonded magnet with a simple configuration.

上記の目的を達成するため、ボンド磁石の製造装置は、円環状の保持部材と、前記保持部材の径方向内側において周方向に並び、円環状に配置された複数の永久磁石と、複数の前記永久磁石の径方向内側に存在し、ボンド磁石の材料が充填される空間を形成する収容部と、を備えるボンド磁石の製造装置であって、複数の前記永久磁石は、第1永久磁石と、前記第1永久磁石と周方向に隣り合う第2永久磁石と、前記第2永久磁石と周方向に隣り合う第3永久磁石と、前記第3永久磁石と周方向に隣り合う第4永久磁石と、によって形成される組を含み、複数の前記組が周方向に隣り合って1周にわたって並んでおり、前記第1永久磁石の磁化の方向は、複数の前記永久磁石の径方向内側を向いており、前記第2永久磁石および前記第4永久磁石の磁化の方向は、前記第1永久磁石を向いており、前記第3永久磁石の磁化の方向は、複数の前記永久磁石の径方向外側を向いている。 To achieve the above object, the bond magnet manufacturing device includes a circular holding member, a plurality of permanent magnets arranged in a circular ring on the radial inside of the holding member, and a storage section that is located radially inside the plurality of permanent magnets and forms a space filled with material of the bond magnet, and the plurality of permanent magnets include a set formed by a first permanent magnet, a second permanent magnet adjacent to the first permanent magnet in the circumferential direction, a third permanent magnet adjacent to the second permanent magnet in the circumferential direction, and a fourth permanent magnet adjacent to the third permanent magnet in the circumferential direction, and the plurality of sets are arranged adjacent to each other in the circumferential direction over one revolution, the direction of magnetization of the first permanent magnet faces the radial inside of the plurality of permanent magnets, the directions of magnetization of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet face the first permanent magnet, and the direction of magnetization of the third permanent magnet faces the radial outside of the plurality of permanent magnets.

すなわち、ボンド磁石の製造装置においては、ボンド磁石の材料が充填される収容部の径方向外側に複数の永久磁石が並べられて界磁装置を構成しており、ボンド磁石の磁極に対応する位置には、第1永久磁石および第3永久磁石が配置されている。このため、ボンド磁石の磁極部分を通る磁力線は、永久磁石から直接的に延びる磁力線である。このため、永久磁石の磁場をボンド磁石の材料に直接的に作用させた状態でボンド磁石の磁極を形成することが可能である。 In other words, in the bonded magnet manufacturing device, multiple permanent magnets are arranged radially outside the housing portion in which the bonded magnet material is filled to form a field device, and a first permanent magnet and a third permanent magnet are arranged at positions corresponding to the magnetic poles of the bonded magnet. Therefore, the magnetic field lines passing through the magnetic pole portions of the bonded magnet are magnetic field lines extending directly from the permanent magnet. Therefore, it is possible to form the magnetic poles of the bonded magnet with the magnetic field of the permanent magnet acting directly on the bonded magnet material.

図1Aはボンド磁石の製造装置を示す図であり、図1Bはボンド磁石の製造装置を含む射出成形装置を示す図である。FIG. 1A is a diagram showing a manufacturing apparatus for a bonded magnet, and FIG. 1B is a diagram showing an injection molding apparatus including the manufacturing apparatus for a bonded magnet. ボンド磁石の製造方法のフローチャート。4 is a flowchart of a method for manufacturing a bonded magnet. ボンド磁石の製造装置の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a bonded magnet manufacturing device. 磁力線のシミュレート結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the simulation results of magnetic field lines. 図5Aは隣接する永久磁石の磁化の方向、図5Bは磁化の方向の反転、図5Cは磁化の方向を示す単位ベクトルの内積、図5Dは境界面に作用する力を示す図である。5A shows the magnetization directions of adjacent permanent magnets, FIG. 5B shows the reversal of the magnetization directions, FIG. 5C shows the inner product of unit vectors indicating the magnetization directions, and FIG. 5D shows the forces acting on the boundary surface. 図6A、図6Bは境界面に作用する力を説明するための図である。6A and 6B are diagrams for explaining forces acting on a boundary surface. 図7Aは永久磁石の固有保磁力と成形領域の磁束密度との関係を示す図、図7Bは永久磁石の構成の変形例を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the intrinsic coercive force of a permanent magnet and the magnetic flux density in a molding region, and FIG. 7B is a diagram showing modified examples of the configuration of the permanent magnet. 図8A、図8Bは永久磁石の構成の変形例を示す図である。8A and 8B are diagrams showing modified examples of the configuration of the permanent magnet.

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)ボンド磁石の製造装置の構成:
(2)ボンド磁石の製造方法:
(3-1)ボンド磁石の特性:
(3-2)永久磁石の組み付け性:
(3-2)永久磁石の固有保磁力:
(4)他の実施形態:
Here, the embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Configuration of bonded magnet manufacturing equipment:
(2) Manufacturing method of bonded magnet:
(3-1) Characteristics of bonded magnets:
(3-2) Ease of installation of permanent magnets:
(3-2) Intrinsic coercivity of permanent magnet:
(4) Other embodiments:

(1)ボンド磁石の製造装置の構成:
図1Aは発明の一実施形態に係るボンド磁石の製造装置1を示す図であり、図1Bはボンド磁石の製造装置を含む射出成形装置2を示す断面図である。図1Bは、図1AのA-A断面に相当する位置で射出成形装置を切断した断面図である。
(1) Configuration of bonded magnet manufacturing equipment:
Figure 1A shows a bonded magnet manufacturing apparatus 1 according to one embodiment of the invention, and Figure 1B is a cross-sectional view showing an injection molding apparatus 2 including the bonded magnet manufacturing apparatus. Figure 1B is a cross-sectional view of the injection molding apparatus cut at a position corresponding to the A-A cross section in Figure 1A.

ボンド磁石の製造装置1は、保持部材10と複数の永久磁石20と収容部30とを備えている。ボンド磁石の製造装置1は円柱状の外形の装置であり、図1Bにおいては、ボンド磁石の製造装置1の厚さt、直径dが示されている。 The bonded magnet manufacturing apparatus 1 includes a holding member 10, a plurality of permanent magnets 20, and a storage section 30. The bonded magnet manufacturing apparatus 1 is a cylindrical device, and FIG. 1B shows the thickness t and diameter d of the bonded magnet manufacturing apparatus 1.

保持部材10は、軸Axを中心とした円環状の部材である。図1Aにおいて軸Axは図面に垂直な方向であり、図1Bにおいて軸Axは図面の左右方向に延びている。本明細書においては、軸Axに平行な方向を軸Ax方向と呼ぶ。また、軸Axを中心とした円の周に沿った方向を周方向、当該円の半径に平行な方向を径方向と呼ぶ。図1Aにおいては、ある一つの永久磁石20に重ねて周方向Dcおよび径方向Drを示している。さらに、ここでは、ある部材からみて径方向Drにおいて軸Axに近い方向を径方向内側、軸Axと反対方向の方向を径方向外側と呼ぶ。 The holding member 10 is an annular member centered on the axis Ax. In FIG. 1A, the axis Ax is perpendicular to the drawing, and in FIG. 1B, the axis Ax extends in the left-right direction of the drawing. In this specification, the direction parallel to the axis Ax is called the axis Ax direction. Furthermore, the direction along the circumference of a circle centered on the axis Ax is called the circumferential direction, and the direction parallel to the radius of the circle is called the radial direction. In FIG. 1A, the circumferential direction Dc and the radial direction Dr are shown superimposed on a certain permanent magnet 20. Furthermore, here, the direction closer to the axis Ax in the radial direction Dr as viewed from a certain member is called the radial inner side, and the direction opposite the axis Ax is called the radial outer side.

図1Aのように、軸Ax方向にボンド磁石の製造装置1を見た場合、保持部材10の外周は軸Axを中心とする円形であり、保持部材10の内周は軸Axを中心とする多角形(図1Aの例では12角形)である。保持部材10の軸Ax方向に沿った厚さは図1Bに示す厚さtであり、軸Ax方向に形状の変化はない。本実施形態において、保持部材10は、軟磁性体で構成される。 When the bonded magnet manufacturing apparatus 1 is viewed in the direction of axis Ax as shown in FIG. 1A, the outer periphery of the holding member 10 is a circle centered on axis Ax, and the inner periphery of the holding member 10 is a polygon centered on axis Ax (a dodecagon in the example of FIG. 1A). The thickness of the holding member 10 along the direction of axis Ax is thickness t shown in FIG. 1B, and there is no change in shape along the direction of axis Ax. In this embodiment, the holding member 10 is made of a soft magnetic material.

保持部材10の径方向内側には、複数の永久磁石20が配置される。複数の永久磁石20は、軸Ax方向にボンド磁石の製造装置1を見た場合、等脚台形である。また、軸Ax方向における各永久磁石20の厚さは図1Bに示す厚さtであり、軸Ax方向に形状の変化はない。本実施形態において、複数の永久磁石20の形状は互いに同一である。各永久磁石20は、等脚台形の大きい方の底辺を径方向外側に向け、等脚台形の脚に相当する辺で互いに隣接するように並べられ、軸Ax周りに一周する。 A number of permanent magnets 20 are arranged radially inside the holding member 10. When the bonded magnet manufacturing apparatus 1 is viewed in the direction of the axis Ax, the number of permanent magnets 20 are an isosceles trapezoid. The thickness of each permanent magnet 20 in the direction of the axis Ax is thickness t shown in FIG. 1B, and there is no change in shape in the direction of the axis Ax. In this embodiment, the shapes of the number of permanent magnets 20 are identical to each other. Each permanent magnet 20 is arranged so that the larger base side of the isosceles trapezoid faces radially outward, and adjacent to each other on the sides corresponding to the legs of the isosceles trapezoid, and goes around the axis Ax.

すなわち、永久磁石20の等脚台形の大きい方の底辺は、保持部材10の内周面に形成される多角形の一辺と同一の長さであり、当該大きい方の底辺と保持部材10の内周面とが接する状態で、複数の永久磁石20が周方向に並べられる。この結果、永久磁石20は、軸Axを中心に周方向に隣接した状態で軸Ax周りに一周し、円環状に並べられた状態となる。 That is, the larger base of the isosceles trapezoid of the permanent magnets 20 is the same length as one side of the polygon formed on the inner circumferential surface of the holding member 10, and multiple permanent magnets 20 are arranged in the circumferential direction with the larger base in contact with the inner circumferential surface of the holding member 10. As a result, the permanent magnets 20 are arranged in a circular ring shape, going around the axis Ax and adjacent to each other in the circumferential direction.

本実施形態において、複数の永久磁石20は、焼結磁石である。本実施形態において各永久磁石は、各永久磁石20より大きい焼結磁石のブロックがワイヤーカットによって切り出されることによって得られる。本実施形態において、複数の永久磁石20の形状は全て同一であるが、磁化の方向が4種類存在する。ここでは、複数の永久磁石20を、磁化の方向の違いによって4種類に分類し、第1永久磁石21~第4永久磁石24と呼ぶ。 In this embodiment, the multiple permanent magnets 20 are sintered magnets. In this embodiment, each permanent magnet is obtained by cutting out a block of sintered magnet larger than each permanent magnet 20 by wire cutting. In this embodiment, the multiple permanent magnets 20 all have the same shape, but there are four different magnetization directions. Here, the multiple permanent magnets 20 are classified into four types based on the difference in magnetization direction, and are called the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24.

第1永久磁石21は、周方向において第2永久磁石22および第4永久磁石24に隣接する。第1永久磁石21における磁化の方向は、当該第1永久磁石21の等脚台形の底辺に垂直な方向であり、かつ、等脚台形の大きい底辺から小さい底辺に向けた方向である。図1Aにおいては、複数の永久磁石20のそれぞれに破線の矢印を重ねることによって磁化の方向が示してある。第1永久磁石21が保持部材10の径方向内側に配置されると、磁化の方向は、複数の永久磁石20の径方向内側を向いた状態になる(例えば、図1Aに破線の矢印で示す方向D1)。すなわち、第1永久磁石21の周方向の中央における磁化の方向は、円環の中心である軸Axを通る径方向に平行であり、かつ、軸Ax側を向いている。 The first permanent magnet 21 is adjacent to the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 in the circumferential direction. The direction of magnetization in the first permanent magnet 21 is perpendicular to the base of the isosceles trapezoid of the first permanent magnet 21, and is directed from the larger base to the smaller base of the isosceles trapezoid. In FIG. 1A, the direction of magnetization is indicated by overlapping dashed arrows on each of the multiple permanent magnets 20. When the first permanent magnet 21 is disposed radially inside the holding member 10, the direction of magnetization faces the radially inside of the multiple permanent magnets 20 (for example, the direction D 1 indicated by the dashed arrow in FIG. 1A). That is, the direction of magnetization in the center of the circumferential direction of the first permanent magnet 21 is parallel to the radial direction passing through the axis Ax, which is the center of the ring, and faces the axis Ax side.

第2永久磁石22は、周方向において第1永久磁石21および第3永久磁石23に隣接する。第2永久磁石22における磁化の方向は、当該第2永久磁石22の等脚台形の底辺に平行な方向であり、かつ、等脚台形の大きい底辺を下に配置して小さい底辺を上に配置した場合に左を向く方向である。第2永久磁石22が保持部材10の径方向内側に配置されると、磁化の方向は、隣接する第1永久磁石21を向いた状態になる(例えば、図1Aに破線の矢印で示す方向D2)。すなわち、第2永久磁石22における磁化の方向は、第2永久磁石22を周方向に2等分する径方向の直線(例えば、図1Aに示す直線L1)に対して垂直な方向であり、かつ、隣接する第1永久磁石21の方向を向いている。 The second permanent magnet 22 is adjacent to the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 in the circumferential direction. The direction of magnetization in the second permanent magnet 22 is parallel to the base of the isosceles trapezoid of the second permanent magnet 22, and faces left when the larger base of the isosceles trapezoid is placed at the bottom and the smaller base is placed at the top. When the second permanent magnet 22 is placed radially inside the holding member 10, the direction of magnetization faces the adjacent first permanent magnet 21 (for example, the direction D 2 shown by the dashed arrow in FIG. 1A). That is, the direction of magnetization in the second permanent magnet 22 is perpendicular to a radial line (for example, the line L 1 shown in FIG. 1A) that divides the second permanent magnet 22 in half in the circumferential direction, and faces the direction of the adjacent first permanent magnet 21.

第3永久磁石23は、周方向において第2永久磁石22および第4永久磁石24に隣接する。第3永久磁石23における磁化の方向は、当該第3永久磁石23の等脚台形の底辺に垂直な方向であり、かつ、等脚台形の小さい底辺から大きい底辺に向けた方向である。第3永久磁石23が保持部材10の径方向内側に配置されると、磁化の方向は、複数の永久磁石20の径方向外側を向いた状態になる(例えば、図1Aに破線の矢印で示す方向D3)。すなわち、第3永久磁石23の周方向の中央における磁化の方向は、円環の中心である軸Axを通る径方向に平行であり、かつ、軸Axの反対側を向いている。 The third permanent magnet 23 is adjacent to the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 in the circumferential direction. The direction of magnetization in the third permanent magnet 23 is perpendicular to the base of the isosceles trapezoid of the third permanent magnet 23, and is directed from the smaller base to the larger base of the isosceles trapezoid. When the third permanent magnet 23 is disposed radially inside the holding member 10, the direction of magnetization faces the radially outer side of the multiple permanent magnets 20 (for example, the direction D 3 indicated by the dashed arrow in FIG. 1A ). That is, the direction of magnetization in the center of the circumferential direction of the third permanent magnet 23 is parallel to the radial direction passing through the axis Ax, which is the center of the ring, and faces the opposite side of the axis Ax.

第4永久磁石24は、周方向において第1永久磁石21および第3永久磁石23に隣接する。第4永久磁石24における磁化の方向は、当該第4永久磁石24の等脚台形の底辺に平行な方向であり、かつ、等脚台形の大きい底辺を下に配置して小さい底辺を上に配置した場合に右を向く方向である。第4永久磁石24が保持部材10の径方向内側に配置されると、磁化の方向は、隣接する第3永久磁石23を指す方向と反対の方向を向いた状態になる(例えば、図1Aに破線の矢印で示す方向D4)。すなわち、第4永久磁石24における磁化の方向は、第4永久磁石24を周方向に2等分する径方向の直線(例えば、図1Aに示す直線L2)に対して垂直な方向であり、かつ、隣接する第3永久磁石23を指す方向と反対の方向を向いている。第1永久磁石21~第4永久磁石24が周方向に1周することにより、第4永久磁石24は、第1永久磁石21にも隣接する。従って、第4永久磁石24における磁化の方向は、第4永久磁石24に隣接する第1永久磁石21を向いていると言うこともできる。 The fourth permanent magnet 24 is adjacent to the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 in the circumferential direction. The direction of magnetization in the fourth permanent magnet 24 is parallel to the base of the isosceles trapezoid of the fourth permanent magnet 24, and faces to the right when the larger base of the isosceles trapezoid is placed on the bottom and the smaller base is placed on the top. When the fourth permanent magnet 24 is placed radially inside the holding member 10, the direction of magnetization faces the opposite direction to the direction pointing to the adjacent third permanent magnet 23 (for example, the direction D 4 shown by the dashed arrow in FIG. 1A). That is, the direction of magnetization in the fourth permanent magnet 24 is perpendicular to a radial line (for example, the line L 2 shown in FIG. 1A ) that divides the fourth permanent magnet 24 in half in the circumferential direction, and faces the opposite direction to the direction pointing to the adjacent third permanent magnet 23. As the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 complete one revolution in the circumferential direction, the fourth permanent magnet 24 is also adjacent to the first permanent magnet 21. Therefore, it can be said that the direction of magnetization in the fourth permanent magnet 24 is oriented toward the first permanent magnet 21 adjacent to the fourth permanent magnet 24.

本実施形態において、複数の永久磁石20のそれぞれにおける等脚台形の脚は、径方向に平行である。また、本実施形態において、複数の永久磁石20は、周方向に等間隔に配置され、軸Axを中心とした角度において1個あたり30°の範囲を占める。この結果、本実施形態において複数の永久磁石20は、合計で12個、周方向に並べられる。図1Aに示す例において、第1永久磁石21、第2永久磁石22、第3永久磁石23および第4永久磁石24は、周方向にこの順序で並べられる。また、第1永久磁石21、第2永久磁石22、第3永久磁石23および第4永久磁石24を一つの組と捉えた場合、複数の組が周方向に隣接し、1周にわたって複数組並んだ状態となっている。図1Aにおいては、第1永久磁石21~第4永久磁石24の一組について符号を付して示している。 In this embodiment, the legs of the isosceles trapezoid of each of the multiple permanent magnets 20 are parallel to the radial direction. In this embodiment, the multiple permanent magnets 20 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each permanent magnet 20 occupies a range of 30° in terms of the angle centered on the axis Ax. As a result, in this embodiment, a total of 12 multiple permanent magnets 20 are arranged in the circumferential direction. In the example shown in FIG. 1A, the first permanent magnet 21, the second permanent magnet 22, the third permanent magnet 23, and the fourth permanent magnet 24 are arranged in this order in the circumferential direction. In addition, if the first permanent magnet 21, the second permanent magnet 22, the third permanent magnet 23, and the fourth permanent magnet 24 are considered as one set, the multiple sets are adjacent to each other in the circumferential direction, and multiple sets are arranged around one circumference. In FIG. 1A, each set of the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 is indicated by a reference symbol.

以上の構成においては、第1永久磁石21と第3永久磁石23との合計個数が6個である。そして、これらの永久磁石を含む複数の永久磁石20の1周において磁化の方向が(6-2)×720°回転する構成となる。例えば、図1Aにおいて磁化の方向D1が記入された第1永久磁石21を基準に回転方向を考えると、反時計回りの方向に隣接する第2永久磁石22の磁化の方向D2は、第1永久磁石21の磁化の方向D1から時計回りに240°回転した方向である。同様に、第2永久磁石22に対して反時計回りの方向に隣接する第3永久磁石23の磁化の方向D3は、第2永久磁石22の磁化の方向D2から時計回りに240°回転した方向である。 In the above configuration, the total number of the first permanent magnets 21 and the third permanent magnets 23 is six. The configuration is such that the magnetization direction rotates by (6-2)×720° in one revolution of the multiple permanent magnets 20 including these permanent magnets. For example, when considering the rotation direction based on the first permanent magnet 21 with the magnetization direction D 1 written in FIG. 1A, the magnetization direction D 2 of the second permanent magnet 22 adjacent in the counterclockwise direction is a direction rotated 240° clockwise from the magnetization direction D 1 of the first permanent magnet 21. Similarly, the magnetization direction D 3 of the third permanent magnet 23 adjacent in the counterclockwise direction to the second permanent magnet 22 is a direction rotated 240° clockwise from the magnetization direction D 2 of the second permanent magnet 22.

このように、本実施形態においては、複数の永久磁石20の位置が反時計回りの方向に一つ隣に変化すると、磁化の方向が時計回りに240°回転する。本実施形態において、複数の永久磁石20は12個存在するため、1周で12×240°回転する。複数の永久磁石20の個数が変化すると、1個の永久磁石が周方向に占める角度(図1Aにおいては30°)が変わり、磁化の方向の回転角も変わる。そして、これらの各種の場合について、第1永久磁石と第3永久磁石との合計個数がP個である場合、複数の永久磁石の1周において磁化の方向が(P-2)×720°回転するように磁化の方向を決定すれば、図1Aのように、周方向に均等に配置された複数の永久磁石20を構成することができる。 Thus, in this embodiment, when the positions of the permanent magnets 20 are shifted to the next position in the counterclockwise direction, the magnetization direction rotates 240° clockwise. In this embodiment, since there are 12 permanent magnets 20, they rotate 12 x 240° in one revolution. When the number of permanent magnets 20 changes, the angle that each permanent magnet occupies in the circumferential direction (30° in FIG. 1A) changes, and the rotation angle of the magnetization direction also changes. In these various cases, if the total number of first permanent magnets and third permanent magnets is P, the magnetization direction is determined so that the magnetization direction rotates (P-2) x 720° in one revolution of the permanent magnets, as shown in FIG. 1A, and multiple permanent magnets 20 can be configured to be evenly arranged in the circumferential direction.

複数の永久磁石20の径方向内側には、ボンド磁石の材料が充填される空間を形成する収容部30が存在する。本実施形態において、収容部30は、仕切部材31と円柱部32とを含んでいる。仕切部材31は、複数の永久磁石20の径方向内側に配置された薄い部材である。仕切部材31の外周は多角形であり、複数の永久磁石20の等脚台形の小さい方の底辺と、多角形の一辺とが同じ長さである。この構成により、仕切部材31の外周面と、複数の永久磁石20の内周面と、が接する状態となっている。仕切部材31の内周面は円形であり、仕切部材31の径方向内側には円柱状の空間が形成されている。仕切部材31は、例えば、非磁性体、軟磁性体等によって構成される。 A storage section 30 is located radially inside the permanent magnets 20, forming a space in which the bond magnet material is filled. In this embodiment, the storage section 30 includes a partition member 31 and a cylindrical section 32. The partition member 31 is a thin member located radially inside the permanent magnets 20. The outer periphery of the partition member 31 is polygonal, and the smaller base of the isosceles trapezoid of the permanent magnets 20 is the same length as one side of the polygon. With this configuration, the outer periphery of the partition member 31 is in contact with the inner periphery of the permanent magnets 20. The inner periphery of the partition member 31 is circular, and a cylindrical space is formed radially inside the partition member 31. The partition member 31 is made of, for example, a non-magnetic material, a soft magnetic material, etc.

円柱部32は、仕切部材31の径方向内側に配置されており、軸Axを中心とする円柱の形状である。円柱部32は、例えば、非磁性体、軟磁性体等によって構成される。円柱部32の外径は、仕切部材31の内径より小さく、円柱部32の外周面と仕切部材31の内周面との間に、ボンド磁石の材料を充填する空間が形成されている。ボンド磁石は、射出成形装置2によって成形され、射出成形の際に複数の永久磁石20によって磁化される。このため、ボンド磁石の材料は、射出成形可能であり、かつ、射出成形の際に磁化可能であれば良い。ボンド磁石の材料としては、例えば、磁石粉末と、バインダ樹脂と、を含む材料が挙げられる。むろん、強化剤、可塑剤、潤滑剤等の添加剤が含まれていても良い。磁石粉末は、ボンド磁石の仕様等に応じて選定されて良く、例えば、希土類磁石粉末、フェライト磁石粉末等が挙げられる。バインダ樹脂もボンド磁石の仕様等に応じて選定されてよく、例えば、ポリアミド樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。 The cylindrical portion 32 is disposed radially inside the partition member 31 and has a cylindrical shape centered on the axis Ax. The cylindrical portion 32 is made of, for example, a non-magnetic material, a soft magnetic material, etc. The outer diameter of the cylindrical portion 32 is smaller than the inner diameter of the partition member 31, and a space is formed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32 and the inner peripheral surface of the partition member 31 to fill with the material of the bond magnet. The bond magnet is molded by the injection molding device 2 and is magnetized by a plurality of permanent magnets 20 during injection molding. For this reason, the material of the bond magnet may be injection moldable and magnetizable during injection molding. Examples of the material of the bond magnet include a material containing magnet powder and a binder resin. Of course, additives such as a reinforcing agent, a plasticizer, and a lubricant may be included. The magnet powder may be selected according to the specifications of the bond magnet, and examples of the magnet powder include rare earth magnet powder and ferrite magnet powder. The binder resin may also be selected according to the specifications of the bonded magnet, and examples include polyamide resin and polyphenylene sulfide resin.

射出成形装置2は、ボンド磁石の製造装置1を用いて射出成形を行うための装置である。射出成形装置2は、ボンド磁石の製造装置1を収容する第1金型41および第2金型42を備えている。第1金型41は、ボンド磁石の製造装置1を収容するための空洞が形成された金型であり、保持部材10の外周面と接する内周面を有する空洞が形成されている。ボンド磁石の製造装置1は当該空洞に収容される。但し、本実施形態において、円柱部32は、第1金型41の一部でもある。すなわち、第1金型41にはボンド磁石の製造装置1を収容する空洞が形成されているが、その中央は円柱状に突出している。そして、第1金型41内に、ボンド磁石の製造装置1を収容した場合に、仕切部材31の径方向内側に円柱状の突出が位置し、円柱部32となるように設計されている。第1金型41は、非磁性体等によって構成される。円柱部32は、第1金型41と別の部材であっても良いし一体の部材であっても良い。 The injection molding device 2 is a device for performing injection molding using the bonded magnet manufacturing device 1. The injection molding device 2 is equipped with a first mold 41 and a second mold 42 that accommodate the bonded magnet manufacturing device 1. The first mold 41 is a mold in which a cavity is formed for accommodating the bonded magnet manufacturing device 1, and a cavity having an inner peripheral surface that contacts the outer peripheral surface of the holding member 10 is formed. The bonded magnet manufacturing device 1 is accommodated in the cavity. However, in this embodiment, the cylindrical portion 32 is also a part of the first mold 41. That is, the first mold 41 has a cavity that accommodates the bonded magnet manufacturing device 1, but the center of the cavity protrudes in a cylindrical shape. And, when the bonded magnet manufacturing device 1 is accommodated in the first mold 41, the cylindrical protrusion is located radially inside the partition member 31, and is designed to become the cylindrical portion 32. The first mold 41 is made of a non-magnetic material or the like. The cylindrical portion 32 may be a separate member from the first mold 41 or may be an integral member.

第2金型42は、第1金型41内にボンド磁石の製造装置1が収容された状態で、第1金型41と組み合わされ、ボンド磁石の製造装置1が外部に露出しないように蓋をする部材である。第2金型42には、仕切部材31と円柱部32との間の空洞に繋がる供給路221が形成されている。供給路221は、軸Axを含む位置に形成されている。また、供給路221は、軸Axに垂直な断面が円形であり、断面の半径が一定の部分と半径が徐々に変化する部分とを有する貫通穴である。断面の半径が徐々に変化する部分においては、第1金型41側から離れるにつれて半径が徐々に大きくなる。第2金型42は、非磁性体等によって構成される。 The second mold 42 is combined with the first mold 41 when the bonded magnet manufacturing device 1 is housed in the first mold 41, and is a member that covers the bonded magnet manufacturing device 1 so that it is not exposed to the outside. The second mold 42 is formed with a supply path 221 that connects to the cavity between the partition member 31 and the cylindrical portion 32. The supply path 221 is formed at a position that includes the axis Ax. The supply path 221 is a through hole that has a circular cross section perpendicular to the axis Ax, and has a portion with a constant cross-sectional radius and a portion with a gradually changing radius. In the portion with the gradually changing cross-sectional radius, the radius gradually increases with increasing distance from the first mold 41 side. The second mold 42 is made of a non-magnetic material, etc.

第2金型42の、供給路221の開口部に対応する位置には、シリンダ50が接続される。シリンダ50は、略筒状の部材であり、第2金型42に接続される先端部分においては、径が徐々に小さくなる。シリンダ50内には、ロッド51が軸Ax方向に進退可能、回転可能に設けられる。ロッド51の外径はシリンダ50の内径より小さく、ロッド51とシリンダ50との間には、ボンド磁石の材料Mが充填される空間が存在する。 A cylinder 50 is connected to the second mold 42 at a position corresponding to the opening of the supply path 221. The cylinder 50 is a roughly cylindrical member, and the diameter gradually decreases at the tip portion connected to the second mold 42. A rod 51 is provided within the cylinder 50 so that it can move back and forth in the direction of the axis Ax and rotate. The outer diameter of the rod 51 is smaller than the inner diameter of the cylinder 50, and a space exists between the rod 51 and the cylinder 50 into which the bond magnet material M is filled.

ロッド51は、回転および移動可能であり、ロッド51とシリンダ50との間に空間に存在する、溶融した材料を供給路221側に移動させることができる。なお、図1Bに示す射出成形装置2においては、材料を蓄積する蓄積部、蓄積部からシリンダ50への材料の供給路、射出のための材料の通路や射出成形後に第1金型41と第2金型42とを分離するための機構、収容部30から射出成形後のボンド磁石を取り出すための押出ピンなど、公知の構成の一部が省略または簡略化されて示されている。以上のような射出成形装置2の構成は一例であり、射出成形装置2においてボンド磁石の製造装置1を除く部分は、公知の種々の構成が採用されてよい。 The rod 51 can rotate and move, and can move the molten material present in the space between the rod 51 and the cylinder 50 to the supply path 221. In the injection molding device 2 shown in FIG. 1B, some of the known configurations are omitted or simplified, such as the accumulation section for accumulating the material, the supply path for the material from the accumulation section to the cylinder 50, the material passage for injection, the mechanism for separating the first mold 41 and the second mold 42 after injection molding, and the ejection pin for removing the bonded magnet after injection molding from the storage section 30. The above-mentioned configuration of the injection molding device 2 is one example, and various known configurations may be adopted for the parts of the injection molding device 2 other than the bonded magnet manufacturing device 1.

(2)ボンド磁石の製造方法:
次に、ボンド磁石の製造装置1を備えた射出成形装置2によってボンド磁石を製造する製造方法を説明する。図2は、ボンド磁石の製造方法を示すフローチャートである。ボンド磁石を製造する際、まず、ユーザは、ボンド磁石の材料を用意し、射出成形装置2が備える蓄積部に材料を蓄積させる。
(2) Manufacturing method of bonded magnet:
Next, a method for manufacturing a bonded magnet using an injection molding apparatus 2 equipped with the bonded magnet manufacturing apparatus 1 will be described. Figure 2 is a flow chart showing the method for manufacturing a bonded magnet. When manufacturing a bonded magnet, first, the user prepares the material for the bonded magnet and stores the material in a storage unit equipped in the injection molding apparatus 2.

材料が蓄積された状態で、ユーザは、充填工程を実行する(ステップS100)。充填工程において、ユーザは、図示しないヒータを動作させ、第1金型41、第2金型42を加熱する。加熱を行う際の温度としては、種々の条件を設定可能であり、例えば、ボンド磁石の材料Mが約300℃、第1金型41および第2金型42が約130℃になるように温度調節される。加熱時間等は、ボンド磁石の材料等に応じて適宜調整される。なお、これらの温度において、ボンド磁石の製造装置1における複数の永久磁石20は約140℃~170℃になることが想定されている。むろん、温度等の条件は一例であり、他の温度等であっても良い。 With the material stored, the user executes the filling process (step S100). In the filling process, the user operates a heater (not shown) to heat the first mold 41 and the second mold 42. Various conditions can be set for the temperature when heating. For example, the temperature is adjusted so that the bond magnet material M is about 300°C, and the first mold 41 and the second mold 42 are about 130°C. The heating time, etc. are adjusted appropriately depending on the bond magnet material, etc. At these temperatures, it is assumed that the multiple permanent magnets 20 in the bond magnet manufacturing device 1 will be about 140°C to 170°C. Of course, the temperature conditions, etc. are just examples, and other temperatures, etc. may be used.

いずれにしても、ボンド磁石の材料Mが目標温度になると、ユーザは、射出成形装置2のロッドを動作させ、シリンダ50の内部に存在する溶融した材料Mを、シリンダ50内から、供給路221に向けて移動させる。この結果、材料Mは、供給路221を経てボンド磁石の製造装置1の収容部30に供給される。すなわち、溶融した材料Mは、仕切部材31の内周面と円柱部32の外周面との間の空間に充填される。 In either case, when the bonded magnet material M reaches the target temperature, the user operates the rod of the injection molding device 2 to move the molten material M present inside the cylinder 50 from inside the cylinder 50 toward the supply path 221. As a result, the material M is supplied to the storage section 30 of the bonded magnet manufacturing device 1 via the supply path 221. In other words, the molten material M fills the space between the inner surface of the partition member 31 and the outer surface of the cylindrical section 32.

次に、ユーザは、形成工程を実行する(ステップS110)。すなわち、ユーザは、ボンド磁石の材料M、第1金型41および第2金型42が予め設定した温度になるように温度調節する。また、ユーザは、予め設定した温度である状態を予め設定された時間保持させて、ボンド磁石の材料Mを硬化させる。温度および時間は、種々の値であって良く、形成工程の過程で変化しても良いし、所定の温度勾配となるように温度を変化させても良い。 Next, the user executes the forming process (step S110). That is, the user adjusts the temperature of the bond magnet material M, the first mold 41, and the second mold 42 so that they are at a preset temperature. The user also holds the bond magnet material M at the preset temperature for a preset time, hardening the bond magnet material M. The temperature and time may be various values, may change during the forming process, or may change the temperature to create a predetermined temperature gradient.

形成工程によって材料Mが硬化したら、ユーザは、取出工程を実行する(ステップS120)。すなわち、ユーザは、図示しない機構を操作して第1金型41と第2金型42とを分離させる。さらに、ユーザは、図示しない押出ピンを動作させ、ボンド磁石の製造装置1からボンド磁石を取り出す。以上の構成によれば、複数の永久磁石20によって磁化されたボンド磁石を製造することができる。 When the material M has hardened through the forming process, the user executes the removal process (step S120). That is, the user operates a mechanism (not shown) to separate the first mold 41 and the second mold 42. Furthermore, the user operates an ejection pin (not shown) to remove the bonded magnet from the bonded magnet manufacturing device 1. With the above configuration, a bonded magnet magnetized by a plurality of permanent magnets 20 can be manufactured.

(3-1)ボンド磁石の特性:
以上のような射出成形装置2によってボンド磁石の射出成形を行うと、複数の永久磁石20によって収容部30に誘起される磁場中でボンド磁石の材料が硬化していく。このため、磁場中の磁力線に沿って磁石粉末の磁化容易軸が整列し、異方性磁石となる。すなわち、第1永久磁石21に対応した位置がS極、第3永久磁石23に対応した位置がN極になるように、磁化容易軸が配向する。図3は、図1Aの一部を拡大した図であり、複数の永久磁石20によって誘起される磁極を模式的に示している。
(3-1) Characteristics of bonded magnets:
When injection molding of a bonded magnet is performed using the injection molding device 2 as described above, the material of the bonded magnet hardens in the magnetic field induced in the housing section 30 by the multiple permanent magnets 20. As a result, the magnetization easy axis of the magnetic powder is aligned along the magnetic field lines, resulting in an anisotropic magnet. In other words, the magnetization easy axis is oriented so that the position corresponding to the first permanent magnet 21 is the S pole and the position corresponding to the third permanent magnet 23 is the N pole. Figure 3 is an enlarged view of a portion of Figure 1A, and shows a schematic diagram of the magnetic poles induced by the multiple permanent magnets 20.

図3においては、第1永久磁石21~第4永久磁石24によって誘起される磁場の磁力線を一点鎖線によって模式的に示している。当該磁場を示す一点鎖線は、誘起される磁場を定性的に説明するためのものであり、実際に誘起される磁場に正確に一致するとは限らない。本実施形態において、第1永久磁石21~第4永久磁石24によって誘起される磁場の磁束密度は、複数の永久磁石20の径方向内側(例えば、図3に示す部分Zb)において大きい。一方、複数の永久磁石20の径方向外側に存在する保持部材10の内部(例えば、図3に示す部分Zp)に形成される磁場の磁束密度は、径方向内側の部分と比較して小さい。 In FIG. 3, the magnetic field lines of the magnetic field induced by the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 are shown as dashed lines. The dashed lines showing the magnetic field are intended to qualitatively explain the induced magnetic field and do not necessarily exactly match the magnetic field actually induced. In this embodiment, the magnetic flux density of the magnetic field induced by the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 is large on the radial inside of the multiple permanent magnets 20 (e.g., part Zb shown in FIG. 3). On the other hand, the magnetic flux density of the magnetic field formed inside the holding member 10 located radially outside the multiple permanent magnets 20 (e.g., part Zp shown in FIG. 3) is smaller than that of the radially inner part.

このように、複数の永久磁石20の径方向内側と径方向外側とにおいて、複数の永久磁石20によって誘起される磁場の磁束密度に差が生じる主な理由は、第1永久磁石21~第4永久磁石24の磁化の方向が工夫されている点にある。具体的には、第1永久磁石21の磁化の方向は径方向内側を向いており、第3永久磁石23の磁化の方向は径方向外側を向いている。従って、第1永久磁石21の径方向内側に形成される磁力線は、図3において、例えば、一点鎖線Ldで示されるように、第2永久磁石22の内部、第1永久磁石21の内部、第1永久磁石の外部、ボンド磁石の成形領域B、第3永久磁石23の内部、第2永久磁石22の内部を通るように一周する。 The main reason why there is a difference in the magnetic flux density of the magnetic field induced by the multiple permanent magnets 20 between the radial inside and the radial outside of the multiple permanent magnets 20 is that the magnetization directions of the first permanent magnets 21 to the fourth permanent magnets 24 have been designed. Specifically, the magnetization direction of the first permanent magnet 21 faces radially inward, and the magnetization direction of the third permanent magnet 23 faces radially outward. Therefore, the magnetic field lines formed radially inward of the first permanent magnet 21 make a circuit, passing through the inside of the second permanent magnet 22, the inside of the first permanent magnet 21, the outside of the first permanent magnet, the molding region B of the bond magnet, the inside of the third permanent magnet 23, and the inside of the second permanent magnet 22, as shown by the dashed line Ld in FIG. 3, for example.

このような一点鎖線Ldで示す磁力線において、第2永久磁石22の径方向内側では、磁力線が方向Abを向くが、第2永久磁石22の磁化の方向Amは、当該磁力線の方向Abと逆向きである。従って、第2永久磁石22は、ボンド磁石の成形領域Bにおける磁力線が第2永久磁石22の内部に進入しないようにブロックし、複数の永久磁石20の径方向内側の空間において、磁束密度が大きくなるように寄与する。すなわち、本実施形態によれば、第2永久磁石22が存在しない場合と比較して、複数の永久磁石20の径方向内側に誘起される磁場の磁束密度を大きくすることができる。 In the magnetic field lines shown by the dashed line Ld, the magnetic field lines point in the direction Ab on the radial inside of the second permanent magnet 22, but the direction of magnetization Am of the second permanent magnet 22 is opposite to the direction Ab of the magnetic field lines. Therefore, the second permanent magnet 22 blocks the magnetic field lines in the molding region B of the bond magnet from entering the interior of the second permanent magnet 22, and contributes to increasing the magnetic flux density in the space radially inside the multiple permanent magnets 20. In other words, according to this embodiment, the magnetic flux density of the magnetic field induced radially inside the multiple permanent magnets 20 can be increased compared to when the second permanent magnet 22 is not present.

なお、第3永久磁石23の磁化の方向は、複数の永久磁石20の径方向外側を向いているため、第3永久磁石23の径方向外側において、磁場が第3永久磁石23の外部、すなわち、保持部材10の内部に誘起され得る。保持部材10の内部に誘起される磁場が小さくならずにループするためには、保持部材10は、透磁率が小さい軟磁性体であることが好ましい。また、磁場が第3永久磁石23の外部に誘起されるとしても、誘起される磁場の方向は、第2永久磁石22の磁化の方向と類似しているため、磁力線は、第2永久磁石22の内部を通過し得る。 In addition, since the direction of magnetization of the third permanent magnet 23 faces radially outward from the multiple permanent magnets 20, a magnetic field can be induced radially outward from the third permanent magnet 23 outside the third permanent magnet 23, i.e., inside the holding member 10. In order for the magnetic field induced inside the holding member 10 to loop without becoming small, it is preferable that the holding member 10 be a soft magnetic material with low magnetic permeability. Furthermore, even if a magnetic field is induced outside the third permanent magnet 23, the direction of the induced magnetic field is similar to the direction of magnetization of the second permanent magnet 22, so that the magnetic field lines can pass through the inside of the second permanent magnet 22.

図4は、複数の永久磁石20によって形成される磁場の磁力線を示すシミュレート結果である。当該シミュレートは、電磁解析ソフトウェアであるJMAG-Designerを用いて実施された。シミュレートにおいて第1永久磁石21および第3永久磁石23は、残留磁束密度Brが13.9kG、固有保磁力Hcjが18kOeの永久磁石が想定されている。第2永久磁石22および第4永久磁石24は、残留磁束密度Brが11.3kG、固有保磁力Hcjが35kOeの永久磁石が想定されている。保持部材10としては、S10Cの材料パラメータが想定され、ボンド磁石の成形領域Bは空洞であることが想定されている。なお、図4においては、ボンド磁石の成形領域Bに形成される磁場の磁束密度を着色し、同一の磁束密度の部分を同一の色で示している。シミュレートによれば、概ね、ボンド磁石の成形領域Bの径方向外側であるほど磁束密度が大きく、径方向内側であるほど磁束密度が小さくなる結果であった。 Figure 4 shows the results of a simulation showing the magnetic field lines of the magnetic field formed by multiple permanent magnets 20. The simulation was performed using JMAG-Designer, an electromagnetic analysis software. In the simulation, the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 are assumed to be permanent magnets with a residual magnetic flux density Br of 13.9 kG and an intrinsic coercivity Hcj of 18 kOe. The second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 are assumed to be permanent magnets with a residual magnetic flux density Br of 11.3 kG and an intrinsic coercivity Hcj of 35 kOe. The material parameters of the holding member 10 are assumed to be S10C, and the molding region B of the bonded magnet is assumed to be hollow. In Figure 4, the magnetic flux density of the magnetic field formed in the molding region B of the bonded magnet is colored, and parts of the same magnetic flux density are shown in the same color. According to the simulation, the magnetic flux density is generally greater the further radially outward from the molded region B of the bonded magnet, and is generally smaller the further radially inward.

図4に示された磁力線によれば、第2永久磁石22の径方向内側において、第2永久磁石22の外部には、多くの磁力線が存在するが、第2永久磁石22の内部(例えば、図4において白線で囲んだ部分)においては、第1永久磁石21から延びて第3永久磁石23に到達する磁力線がほとんど存在しない。このため、第2永久磁石22が、ボンド磁石の成形領域Bにおける磁力線の第2永久磁石22の内部への進入をブロックし、この結果、複数の永久磁石20の径方向内側の空間において磁場の磁束密度が小さくなることを防止していることが確認できる。図3および図4においては、主に第2永久磁石22を用いて説明したが、第4永久磁石24においても、第2永久磁石22と同様の原理により、第4永久磁石24の径方向内側において第4永久磁石24の内部に対する磁場の進入を防止する。この結果、第4永久磁石24が存在しない場合と比較して、第4永久磁石24の径方向内側において、第4永久磁石24の外部に誘起される磁場の磁束密度を大きくすることができる。 According to the magnetic field lines shown in FIG. 4, many magnetic field lines are present outside the second permanent magnet 22 on the radial inner side of the second permanent magnet 22, but inside the second permanent magnet 22 (for example, the part surrounded by a white line in FIG. 4), there are almost no magnetic field lines extending from the first permanent magnet 21 to reach the third permanent magnet 23. Therefore, it can be confirmed that the second permanent magnet 22 blocks the magnetic field lines in the molding region B of the bond magnet from entering the inside of the second permanent magnet 22, and as a result, prevents the magnetic flux density of the magnetic field from decreasing in the space radially inside the multiple permanent magnets 20. In FIG. 3 and FIG. 4, the explanation is mainly given using the second permanent magnet 22, but in the fourth permanent magnet 24, the same principle as the second permanent magnet 22 is used to prevent the magnetic field from entering the inside of the fourth permanent magnet 24 on the radial inner side of the fourth permanent magnet 24. As a result, the magnetic flux density of the magnetic field induced outside the fourth permanent magnet 24 can be increased radially inward of the fourth permanent magnet 24 compared to when the fourth permanent magnet 24 is not present.

以上のように、本実施形態においては、第2永久磁石22および第4永久磁石24が存在することにより、存在しない場合(第1永久磁石21と第3永久磁石23とが隣り合う場合)と比較して、複数の永久磁石20の径方向内側で径方向外側よりも磁束密度が大きくなる。この結果、射出成形装置2によって成形されるボンド磁石の磁気性能を容易に向上させることが可能である。例えば、磁化容易軸が磁力線の接線方向に一致している状態の残留磁束密度を100%とした場合、製造されたボンド磁石における残留磁束密度は100%以下になり、100%に近いほどボンド磁石の磁気性能が高くなる。ここで、磁化容易軸が磁力線の接線方向に一致している比率を配向率とする。配向率は、ボンド磁石の成形領域Bに誘起される磁場の磁束密度が大きいほど高くなるため、本実施形態によれば、ボンド磁石の配向率を容易に向上させることが可能である。 As described above, in this embodiment, the magnetic flux density is higher on the radial inside of the multiple permanent magnets 20 than on the radial outside due to the presence of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24, compared to when they are not present (when the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 are adjacent to each other). As a result, it is possible to easily improve the magnetic performance of the bonded magnet molded by the injection molding device 2. For example, if the residual magnetic flux density in a state in which the magnetization easy axis is aligned with the tangent direction of the magnetic field lines is 100%, the residual magnetic flux density in the manufactured bonded magnet will be 100% or less, and the closer it is to 100%, the higher the magnetic performance of the bonded magnet will be. Here, the ratio at which the magnetization easy axis is aligned with the tangent direction of the magnetic field lines is the orientation rate. The higher the magnetic flux density of the magnetic field induced in the molding region B of the bonded magnet, the higher the orientation rate becomes, so according to this embodiment, it is possible to easily improve the orientation rate of the bonded magnet.

さらに、本実施形態においては、ボンド磁石の成形領域Bに対して、第1永久磁石21および第3永久磁石23が対面し、これらの永久磁石の直下にN極やS極の磁極が形成される。従って、上述の従来技術のように、ヨークや永久磁石以外の配向磁性体がボンド磁石の成形領域Bに対面する構成と比較して、永久磁石の磁場を直接的に磁極部分に作用させることができる。本実施形態においては、第1永久磁石21および第3永久磁石23とボンド磁石の成形領域Bとの間に仕切部材31が存在するが、仕切部材31は非常に薄いため、第1永久磁石21および第3永久磁石23の磁場が直接的に磁極部分に作用していると見なすことができる。この構成によれば、第1永久磁石21および第3永久磁石23の磁場を、ボンド磁石の成形領域Bに直接的に作用させることが可能であり、ボンド磁石の磁気性能を容易に向上させることが可能である。 Furthermore, in this embodiment, the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 face the molding area B of the bonded magnet, and the magnetic poles of the N and S poles are formed directly below these permanent magnets. Therefore, compared to the above-mentioned conventional technology in which an oriented magnetic body other than a yoke or a permanent magnet faces the molding area B of the bonded magnet, the magnetic field of the permanent magnet can be directly applied to the magnetic pole portion. In this embodiment, a partition member 31 exists between the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 and the molding area B of the bonded magnet, but since the partition member 31 is very thin, it can be considered that the magnetic field of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 directly acts on the magnetic pole portion. With this configuration, it is possible to directly apply the magnetic field of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 to the molding area B of the bonded magnet, and it is possible to easily improve the magnetic performance of the bonded magnet.

さらに、ボンド磁石においては、ボンド磁石の外周面の表面磁束密度が周方向において正弦波に近い変化をすることが好ましい。例えば、ボンド磁石をモータに用いた場合に、周方向における表面磁束密度の変化が正弦波に近いほど、コギングトルクが小さくなることが知られている。本実施形態の発明者は、複数の永久磁石20として、第2永久磁石22および第4永久磁石24を用いた場合と、第2永久磁石22および第4永久磁石24を用いず、第1永久磁石21および第3永久磁石23を隣接させた場合とのそれぞれについて、表面磁束密度を測定した。この結果、第2永久磁石22および第4永久磁石24を用いた場合、第2永久磁石22および第4永久磁石24を用いない場合よりも、表面磁束密度の周方向の変化がより正弦波に近いことが確認された。従って、本実施形態によれば、第2永久磁石22および第4永久磁石24を用いない場合と比較して、よりコギングトルクが小さくなるようなボンド磁石を製造することが可能である。 Furthermore, in a bonded magnet, it is preferable that the surface magnetic flux density of the outer peripheral surface of the bonded magnet changes in the circumferential direction in a manner similar to a sine wave. For example, it is known that when a bonded magnet is used in a motor, the closer the change in surface magnetic flux density in the circumferential direction is to a sine wave, the smaller the cogging torque. The inventor of this embodiment measured the surface magnetic flux density in each of the cases where the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 were used as the multiple permanent magnets 20, and where the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 were adjacent to each other without using the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24. As a result, it was confirmed that when the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 were used, the change in the surface magnetic flux density in the circumferential direction was closer to a sine wave than when the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 were not used. Therefore, according to this embodiment, it is possible to manufacture a bonded magnet that has a smaller cogging torque than when the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 are not used.

(3-2)永久磁石の組み付け性:
永久磁石同士を隣接させる際、永久磁石の磁化の方向により、永久磁石同士に斥力が発生する場合、引力が発生する場合、斥力も引力も発生しない中立の場合がある。本実施形態にかかるボンド磁石の製造装置1において、複数の永久磁石20は、永久磁石が互いに隣接しながら周方向の1周にわたり配置される。従って、永久磁石同士に斥力が発生しないように磁化の方向を調整しなければ、複数の永久磁石20を隣接させてボンド磁石の製造装置1を構成することが困難になってしまう。
(3-2) Ease of installation of permanent magnets:
When permanent magnets are placed adjacent to each other, depending on the direction of magnetization of the permanent magnets, a repulsive force may be generated between the permanent magnets, an attractive force may be generated, or a neutral state may occur in which neither repulsive nor attractive forces are generated. In the bonded magnet manufacturing apparatus 1 according to this embodiment, the multiple permanent magnets 20 are arranged around one circumferential turn while being adjacent to each other. Therefore, unless the magnetization direction is adjusted so that no repulsive force is generated between the permanent magnets, it becomes difficult to configure the bonded magnet manufacturing apparatus 1 by placing the multiple permanent magnets 20 adjacent to each other.

そこで、本実施形態においては、隣接する永久磁石同士に斥力が発生しないように、磁化の向きが決定される。まず、磁化の方向が一方向であるバルク状の永久磁石の平面同士を隣接させた際に、境界において斥力が発生するか否かを判定する方法を説明する。図5Aは、永久磁石M1,M2を隣接させた場合の境界Lbを模式的に示している。図5Aの境界の左右に示された破線のベクトルV1,V2は、永久磁石M1,M2における磁化の方向を示す単位ベクトルである。 Therefore, in this embodiment, the magnetization direction is determined so that no repulsive force is generated between adjacent permanent magnets. First, a method for determining whether or not a repulsive force is generated at the boundary when planes of bulk permanent magnets with one magnetization direction are placed adjacent to each other will be described. Fig. 5A shows a schematic diagram of the boundary Lb when permanent magnets M1 and M2 are placed adjacent to each other. The dashed vectors V1 and V2 shown on the left and right of the boundary in Fig. 5A are unit vectors indicating the magnetization directions of the permanent magnets M1 and M2 .

図5Aのように磁化された永久磁石M1,M2について、境界に作用する力を判定するためには、隣接する永久磁石M1,M2の一方における磁化の方向を示す単位ベクトルを、隣接する永久磁石の境界を軸にして反転させる。図5Bは、図5Aに示す例において単位ベクトルを反転させた場合の例を示している。すなわち、永久磁石M1の磁化の方向を示す単位ベクトルV1が境界Lbを軸に反転されると、図5Bに示す単位ベクトルV3になる。 In order to determine the force acting on the boundary of the permanent magnets M1 and M2 magnetized as shown in Fig. 5A, the unit vector indicating the magnetization direction of one of the adjacent permanent magnets M1 and M2 is inverted around the boundary between the adjacent permanent magnets. Fig. 5B shows an example of the case where the unit vector is inverted in the example shown in Fig. 5A. That is, when the unit vector V1 indicating the magnetization direction of the permanent magnet M1 is inverted around the boundary Lb, it becomes the unit vector V3 shown in Fig. 5B.

そして、隣接する永久磁石の一方における単位ベクトルが反転された場合において、反転後のベクトルと、隣接する永久磁石の他方における単位ベクトルと、の内積が0以下である場合には、隣接する永久磁石の間に斥力は発生しない。図5Cは、図5Bに示される、単位ベクトルV3と、永久磁石M2の単位ベクトルV2と、の始点を一致させて示した図である。図5Cに示す例において、始点が一致した単位ベクトルV2,V3が形成する角度のうち、小さい方の角αは鈍角であるため、両単位ベクトルV2,V3の内積は0以下である。従って、図5Aに示す例において、永久磁石M1,M2の境界に斥力は作用しない。このため、隣接する永久磁石の磁化の方向と、境界の向きとの関係が、図5Aに示すような関係である場合、永久磁石M1,M2に斥力は作用せず、容易に組み合わせることができる。 In addition, when the unit vector of one of the adjacent permanent magnets is reversed, if the inner product of the reversed vector and the unit vector of the other adjacent permanent magnet is 0 or less, no repulsive force is generated between the adjacent permanent magnets. FIG. 5C is a diagram showing the unit vector V3 shown in FIG. 5B and the unit vector V2 of the permanent magnet M2 with the same starting point. In the example shown in FIG. 5C, the smaller angle α of the unit vectors V2 and V3 with the same starting point is an obtuse angle, so the inner product of both unit vectors V2 and V3 is 0 or less. Therefore, in the example shown in FIG. 5A, no repulsive force acts on the boundary between the permanent magnets M1 and M2 . Therefore, when the relationship between the magnetization direction of the adjacent permanent magnets and the orientation of the boundary is as shown in FIG. 5A, no repulsive force acts on the permanent magnets M1 and M2 , and they can be easily combined.

図5Dは、単位ベクトルの交差角と、隣接する永久磁石間に作用する力と、の関係を説明するための説明図である。図5Dにおいては、反転後の単位ベクトルの例を単位ベクトルV31,V32,V33として一点鎖線の矢印によって示し、反転先の永久磁石の単位ベクトルの例を単位ベクトルV21として示している。これらの単位ベクトルにおいては、始点が一致するように表記されている。反転先の単位ベクトルV21に対して、反転後の単位ベクトルが直交する場合、例えば、単位ベクトルV31,V33のような場合、内積が0であり、永久磁石間に斥力および引力が作用せず、中立である。 Fig. 5D is an explanatory diagram for explaining the relationship between the intersection angle of unit vectors and the force acting between adjacent permanent magnets. In Fig. 5D, examples of unit vectors after inversion are shown by dashed arrows as unit vectors V31 , V32 , and V33 , and an example of a unit vector of a permanent magnet after inversion is shown as unit vector V21 . These unit vectors are written so that their starting points coincide. When the unit vector after inversion is orthogonal to the unit vector after inversion V21 , for example, in the case of unit vectors V31 and V33 , the inner product is 0, and no repulsive or attractive force acts between the permanent magnets, resulting in neutrality.

一方、反転先の単位ベクトルV21と、反転後の単位ベクトルとの始点を一致させた場合に形成される角度のうち、小さい方の角度が鋭角(0°以上、90°より小)である場合、内積は0より大きく、永久磁石間に斥力が作用する。さらに、反転先の単位ベクトルV21と、反転後の単位ベクトルとの始点を一致させた場合に形成される角度のうち、小さい方の角度が鈍角(90°以上、180°以下)である場合、内積は0以上であり、永久磁石間に引力が作用する。ボンド磁石の製造装置1を製造する際に複数の永久磁石20を隣接させて組み付けることが容易であり、かつ、製造後に分離しないようにするためには、複数の永久磁石20の境界において、斥力が作用しないように各永久磁石の磁化の方向を決定すれば良い。 On the other hand, when the smaller angle of the angles formed when the starting points of the inverted unit vector V21 and the inverted unit vector are aligned is an acute angle (0° or more and less than 90°), the inner product is greater than 0, and a repulsive force acts between the permanent magnets. Furthermore, when the smaller angle of the angles formed when the starting points of the inverted unit vector V21 and the inverted unit vector are aligned is an obtuse angle (90° or more and 180° or less), the inner product is greater than 0, and an attractive force acts between the permanent magnets. In order to easily assemble multiple permanent magnets 20 adjacent to each other when manufacturing the bonded magnet manufacturing device 1 and to prevent them from separating after manufacturing, it is sufficient to determine the magnetization direction of each permanent magnet so that no repulsive force acts at the boundaries between the multiple permanent magnets 20.

本実施形態において、複数の永久磁石20を構成する第1永久磁石21~第4永久磁石24は、全て同一の形状であり、合計12個存在する。このため、図6Aに示すように、永久磁石一つ当たり、周方向に30°分の領域を占める。なお、図6Aは、図1Aから第1永久磁石21、第2永久磁石22および円柱部32を抜き出し、拡大して示す図である。本実施形態において、第1永久磁石21および第3永久磁石23のそれぞれの磁化の方向は、径方向に平行であり、図6Aに示す例であれば、径方向に平行な直線L2と第1永久磁石21の磁化の方向D1とは平行である。 In this embodiment, the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 constituting the multiple permanent magnets 20 all have the same shape, and there are a total of 12 of them. Therefore, as shown in Fig. 6A, each permanent magnet occupies an area of 30° in the circumferential direction. Note that Fig. 6A is an enlarged view of the first permanent magnet 21, the second permanent magnet 22, and the cylindrical portion 32 extracted from Fig. 1A. In this embodiment, the magnetization direction of each of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 is parallel to the radial direction, and in the example shown in Fig. 6A, the straight line L2 parallel to the radial direction and the magnetization direction D1 of the first permanent magnet 21 are parallel to each other.

第2永久磁石22および第4永久磁石24のそれぞれの磁化の方向は、第2永久磁石22および第4永久磁石24のそれぞれを周方向に2等分する径方向の直線に対して垂直である。図6Aに示す例であれば、第2永久磁石22を周方向に2等分する径方向の直線L1に対して第2永久磁石22の磁化の方向D2は垂直である。このような構成において、例えば、第2永久磁石22または第4永久磁石24の磁化の方向を、第1永久磁石21または第3永久磁石23に向けて反転させると、反転前後の単位ベクトルは互いに直交する。 The magnetization direction of each of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is perpendicular to a radial line that bisects each of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 in the circumferential direction. In the example shown in Fig. 6A, the magnetization direction D2 of the second permanent magnet 22 is perpendicular to the radial line L1 that bisects the second permanent magnet 22 in the circumferential direction. In this configuration, for example, when the magnetization direction of the second permanent magnet 22 or the fourth permanent magnet 24 is reversed toward the first permanent magnet 21 or the third permanent magnet 23, the unit vectors before and after the reversal are orthogonal to each other.

例えば、図6Aに示す例において、第2永久磁石22の磁化の方向D2を、第1永久磁石21と第2永久磁石22との境界L3を軸に反転させると、その方向は方向Diとなる。このため、第1永久磁石21と第2永久磁石22との境界に力は作用せず中立である。本実施形態にかかる第1永久磁石21~第4永久磁石24の磁化の方向の関係は、全て同様の関係にあり、第1永久磁石21~第4永久磁石24の境界に力は作用せず中立である。従って、ボンド磁石の製造装置1を製造する際に複数の永久磁石20を隣接させて組み付けることが容易であり、かつ、製造後に分離しないようにすることが可能である。 For example, in the example shown in Fig. 6A, if the magnetization direction D2 of the second permanent magnet 22 is reversed about the boundary L3 between the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22, the direction becomes direction Di. Therefore, no force acts on the boundary between the first permanent magnet 21 and the second permanent magnet 22, and the boundary is neutral. The relationship between the magnetization directions of the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 according to this embodiment is all the same, and no force acts on the boundary between the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24, and the boundary is neutral. Therefore, when manufacturing the bonded magnet manufacturing device 1, it is easy to assemble multiple permanent magnets 20 adjacent to each other, and it is possible to prevent them from being separated after manufacturing.

第1永久磁石21~第4永久磁石24の磁化の方向は、より自由に調整されても良い。例えば、第1永久磁石21~第4永久磁石24の少なくとも一つの形状を他の永久磁石の形状と異なる形状にした場合には、磁化の方向が本実施形態と異なる方向を向いているように構成することができる。図6Bは、図1Aに示す構成から第1永久磁石21~第4永久磁石24の大きさを変化させた構成を示す図である。図6Bに示す構成においては、図1Aに示す第2永久磁石22および第4永久磁石24の周方向の大きさを大きくして、第2永久磁石220および第4永久磁石240とした。また、図1Aに示す第1永久磁石21および第3永久磁石23の周方向の大きさを小さくして第1永久磁石210および第3永久磁石230とした。図6Bにおいては、複数の永久磁石20を構成する第1永久磁石210~第4永久磁石240の一部と、円柱部32とを抜き出して示している。図6Bに示す構成において、第1永久磁石210~第4永久磁石240は周方向に一周しており、図示されていない保持部材10等の構成は図1Aと同様である。 The magnetization direction of the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 may be adjusted more freely. For example, when at least one of the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 is made to have a different shape from the other permanent magnets, the magnetization direction can be configured to face a different direction from that of this embodiment. FIG. 6B is a diagram showing a configuration in which the size of the first permanent magnet 21 to the fourth permanent magnet 24 is changed from the configuration shown in FIG. 1A. In the configuration shown in FIG. 6B, the circumferential size of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 shown in FIG. 1A is increased to form the second permanent magnet 220 and the fourth permanent magnet 240. In addition, the circumferential size of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 shown in FIG. 1A is reduced to form the first permanent magnet 210 and the third permanent magnet 230. In FIG. 6B, a part of the first permanent magnet 210 to the fourth permanent magnet 240 constituting the multiple permanent magnets 20 and the cylindrical portion 32 are extracted and shown. In the configuration shown in FIG. 6B, the first permanent magnet 210 to the fourth permanent magnet 240 are arranged in the circumferential direction, and the configuration of the holding member 10 and other components not shown is the same as in FIG. 1A.

図6Bに示す例において、第2永久磁石220および第4永久磁石240のそれぞれの磁化の方向は、第2永久磁石220および第4永久磁石240のそれぞれを周方向に2等分する径方向の直線に対して垂直である。例えば、図6Bにおいて、第2永久磁石220を周方向に2等分する径方向の直線L1に対して第2永久磁石220の磁化の方向D2は垂直である。図6Bにおいては、第2永久磁石220の磁化の方向D2を、境界L3を軸にして反転させた場合の方向を方向Di1として示している。また、第2永久磁石220の磁化の方向D2を、境界L4を軸にして反転させた場合の方向を方向Di2として示している。 In the example shown in Fig. 6B, the magnetization direction of each of the second permanent magnet 220 and the fourth permanent magnet 240 is perpendicular to a radial line that bisects each of the second permanent magnet 220 and the fourth permanent magnet 240 in the circumferential direction. For example, in Fig. 6B, the magnetization direction D2 of the second permanent magnet 220 is perpendicular to the radial line L1 that bisects the second permanent magnet 220 in the circumferential direction. In Fig. 6B, the direction of the magnetization direction D2 of the second permanent magnet 220 when reversed with respect to the boundary L3 is shown as direction Di1 . Also, the direction of the magnetization direction D2 of the second permanent magnet 220 when reversed with respect to the boundary L4 is shown as direction Di2 .

磁化の方向D1と反転後の方向Di1を示す単位ベクトルの始点を一致させて形成される角度のうち、小さい方の角度は90°より大きく、磁化の方向D3と反転後の方向Di2を示す単位ベクトルの始点を一致させて形成される角度のうち、小さい方の角度は90°より大きい。従って、両者とも単位ベクトルの内積は0より小さく、境界に引力が作用する。このため、図6Bに示す例においても、第1永久磁石210~第4永久磁石240を容易に組み付けることが可能である。 Among the angles formed by matching the start points of the unit vectors indicating the magnetization direction D1 and the reversed direction Di1 , the smaller angle is greater than 90°, and among the angles formed by matching the start points of the unit vectors indicating the magnetization direction D3 and the reversed direction Di2 , the smaller angle is greater than 90°. Therefore, the inner product of both unit vectors is less than 0, and an attractive force acts on the boundary. Therefore, even in the example shown in FIG. 6B, the first permanent magnet 210 to the fourth permanent magnet 240 can be easily assembled.

さらに、図6Bに示す構成において、磁化の方向D1と反転後の方向Di1との交差角および磁化の方向D3と反転後の方向Di2との交差角は直角ではなく、90°より大きい。従って、磁化の方向に自由度がある。図6Bにおいては、磁化の方向D1,D3に直交する線分を破線Lp1,Lp2によって示している。当該破線Lp1,Lp2と、反転後の方向Di1,Di2と、は一致しておらず、ギャップGpが生じている。従って、少なくとも当該ギャップGpの角度分であれば、磁化の方向D2を回転させても、第2永久磁石220と、第1永久磁石210または第3永久磁石230との間に作用する力が中立または引力となるようにすることができる。以上のように、複数の永久磁石20の形状を互いに異なる形状とすることによって磁化の方向に自由度を与え、当該自由度の範囲内で磁化の方向を調整すれば、永久磁石の境界に作用する力が斥力にならないようにすることができる。このため、この範囲で、複数の永久磁石20の形状や、磁化の方向が調整されて良い。 Furthermore, in the configuration shown in FIG. 6B, the crossing angle between the magnetization direction D 1 and the direction after reversal Di 1 and the crossing angle between the magnetization direction D 3 and the direction after reversal Di 2 are not right angles but are greater than 90°. Therefore, there is a degree of freedom in the direction of magnetization. In FIG. 6B, the line segments perpendicular to the magnetization directions D 1 and D 3 are shown by dashed lines Lp 1 and Lp 2. The dashed lines Lp 1 and Lp 2 do not coincide with the directions after reversal Di 1 and Di 2 , and a gap Gp is generated. Therefore, even if the magnetization direction D 2 is rotated at least by the angle of the gap Gp, the force acting between the second permanent magnet 220 and the first permanent magnet 210 or the third permanent magnet 230 can be made neutral or attractive. As described above, by giving the multiple permanent magnets 20 different shapes, a degree of freedom is given to the magnetization direction, and by adjusting the magnetization direction within the range of this degree of freedom, it is possible to prevent the force acting on the boundaries of the permanent magnets from becoming a repulsive force. Therefore, the shapes and magnetization directions of the multiple permanent magnets 20 may be adjusted within this range.

(3-2)永久磁石の固有保磁力:
複数の永久磁石20の仕様、例えば、残留磁束密度Brや固有保磁力Hcjは限定されず、種々の組合せから選択されてよいし、種々の目的で仕様が決定されて良い。例えば、永久磁石の減磁による影響を抑制し、長期にわたってボンド磁石の製造装置1によって製造されるボンド磁石の磁気特性を維持することを目的として永久磁石の仕様が選択されてもよい。
(3-2) Intrinsic coercivity of permanent magnet:
The specifications of the multiple permanent magnets 20, such as the residual magnetic flux density Br and the intrinsic coercivity Hcj, are not limited and may be selected from various combinations, and the specifications may be determined for various purposes. For example, the specifications of the permanent magnets may be selected for the purpose of suppressing the effects of demagnetization of the permanent magnets and maintaining the magnetic properties of the bonded magnets manufactured by the bonded magnet manufacturing apparatus 1 over the long term.

より具体的には、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力が、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力以上になるように、永久磁石の仕様を選択してもよい。図3に示す例において、ボンド磁石の成形領域B内で第2永久磁石22の径方向内側に存在する部分Zbにおける磁場の向きは、主として方向Abと同一の方向を向き、第2永久磁石22の磁化の方向Amに対してほぼ正反対の向きである。 More specifically, the specifications of the permanent magnets may be selected so that the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is equal to or greater than the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23. In the example shown in FIG. 3, the direction of the magnetic field in part Zb, which is located radially inside the second permanent magnet 22 within the molding region B of the bonded magnet, is mainly oriented in the same direction as direction Ab, and is almost opposite to the magnetization direction Am of the second permanent magnet 22.

従って、第2永久磁石22は、部分Zbにおける磁場により、減磁されやすい。当該状況は、第4永久磁石24でも同様である。一方、第1永久磁石21および第3永久磁石23の周囲、特に、ボンド磁石の成形領域Bに、第1永久磁石21および第3永久磁石23の磁化の方向と正反対の向きの磁場は存在しない。従って、第1永久磁石21および第3永久磁石23は、第2永久磁石22および第4永久磁石24と比較して減磁されにくい。 Therefore, the second permanent magnet 22 is easily demagnetized by the magnetic field in portion Zb. The same situation applies to the fourth permanent magnet 24. On the other hand, around the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23, particularly in the molding region B of the bond magnet, there is no magnetic field in the direction opposite to the magnetization direction of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23. Therefore, the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 are less likely to be demagnetized than the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24.

第2永久磁石22および第4永久磁石24が減磁すると、第2永久磁石22および第4永久磁石24の径方向内側において、磁力線が永久磁石20の内部に進入しやすくなる。そして、磁力線が第2永久磁石22および第4永久磁石24の内部に進入すると、進入していない場合と比較して、ボンド磁石の成形領域B内の磁束密度が低下する。そこで、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力が、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力以上になるように、永久磁石20の仕様を選択する構成を採用可能である。この構成によれば、第2永久磁石22および第4永久磁石24において、減磁による影響を受けにくくすることができる。すなわち、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力が大きくなるように永久磁石20の仕様が選択されている場合、そうでない場合と比較して、ボンド磁石の成形領域B内の磁束密度が大きくなる。また、ボンド磁石の成形領域B内の磁束密度が大きい状態を長期にわたって維持することができる。 When the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 are demagnetized, the magnetic field lines easily enter the inside of the permanent magnet 20 on the radial inside of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24. When the magnetic field lines enter the inside of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24, the magnetic flux density in the molding region B of the bonded magnet decreases compared to when they do not enter. Therefore, it is possible to adopt a configuration in which the specifications of the permanent magnet 20 are selected so that the intrinsic coercive force of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is equal to or greater than the intrinsic coercive force of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23. With this configuration, the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 can be made less susceptible to the effects of demagnetization. In other words, when the specifications of the permanent magnet 20 are selected so that the intrinsic coercive force of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is large, the magnetic flux density in the molding region B of the bonded magnet is larger compared to when not selected. In addition, the high magnetic flux density in the molding region B of the bonded magnet can be maintained for a long period of time.

図7Aは、永久磁石の残留磁束密度Brを固定し、固有保磁力Hcjを変化させた場合に、ボンド磁石の成形領域Bに誘起される磁場の磁束密度の変化を示している。磁束密度は、図4に示すシミュレートと同様のソフトウェアを用いて実施された。また、シミュレートにおいて、複数の永久磁石20の残留磁束密度Brは12kGに固定された。保持部材10としては、S10Cが想定され、ボンド磁石の成形領域Bは空洞であることが想定されている。そして、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力を固定し、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力を調整対象とした場合のシミュレート結果が、正方形のマーカーによってプロットされている。第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力を調整対象とし、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力を固定した場合のシミュレート結果が、円形のマーカーによってプロットされている。また、図7Aにおいて、黒いマーカーは、成形領域B内の磁束密度の最大値を示し、白抜きのマーカーは、成形領域B内の磁束密度の最小値を示している。 Figure 7A shows the change in magnetic flux density of the magnetic field induced in the molding region B of the bonded magnet when the residual magnetic flux density Br of the permanent magnet is fixed and the intrinsic coercivity Hcj is changed. The magnetic flux density was performed using the same software as the simulation shown in Figure 4. In addition, in the simulation, the residual magnetic flux density Br of the multiple permanent magnets 20 was fixed to 12 kG. S10C is assumed as the holding member 10, and the molding region B of the bonded magnet is assumed to be hollow. The simulation results when the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 is fixed and the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is adjusted are plotted with square markers. The simulation results when the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 is adjusted and the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is fixed are plotted with circular markers. In addition, in FIG. 7A, the black markers indicate the maximum value of the magnetic flux density in the forming region B, and the white markers indicate the minimum value of the magnetic flux density in the forming region B.

調整対象の永久磁石の固有保磁力は、12.5kOe~35.0kOeの範囲で、図7Aにプロットされた値のように変化させた。調整対象ではない永久磁石の固有保磁力は35.0kOeに固定された。第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力を調整対象とした場合、図7Aに正方形のマーカーで示されるように、固有保磁力の増大とともに、成形領域B内の磁束密度が増大する。すなわち、減磁されやすい位置に配置される第2永久磁石22および第4永久磁石24においては、固有保磁力を増加させるほど、成形領域B内の磁束密度が増大する。 The intrinsic coercivity of the permanent magnets to be adjusted was varied in the range of 12.5 kOe to 35.0 kOe, as shown by the values plotted in Figure 7A. The intrinsic coercivity of the permanent magnets not to be adjusted was fixed at 35.0 kOe. When the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 was adjusted, the magnetic flux density in the molding region B increased with increasing intrinsic coercivity, as shown by the square markers in Figure 7A. That is, in the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24, which are positioned in positions that are easily demagnetized, the magnetic flux density in the molding region B increases as the intrinsic coercivity is increased.

一方、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力を調整対象とした場合、図7Aに円形のマーカーで示されるように、固有保磁力を変化させても、成形領域B内の磁束密度に大きな変化はない。すなわち、第1永久磁石21および第3永久磁石23は減磁されにくい位置に配置されるため、固有保磁力を変化させても成形領域B内の磁束密度は有意に変化しない。 On the other hand, when the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 is adjusted, as shown by the circular markers in FIG. 7A, changing the intrinsic coercivity does not significantly change the magnetic flux density in the molding region B. In other words, because the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 are positioned in a way that makes them difficult to demagnetize, changing the intrinsic coercivity does not significantly change the magnetic flux density in the molding region B.

以上のことから、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力は過度に大きくなくてもよいが、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力はできるだけ大きい方が好ましい。このため、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力が、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力以上になるように、永久磁石の仕様が設定されていれば、減磁による影響を抑制することが可能である。また、この構成であれば、第2永久磁石22および第4永久磁石24の固有保磁力が、第1永久磁石21および第3永久磁石23の固有保磁力より小さい場合と比較して、ボンド磁石の成形領域Bの磁束密度を大きくすることが可能である。 From the above, the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 does not need to be excessively large, but it is preferable that the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is as large as possible. Therefore, if the specifications of the permanent magnets are set so that the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is equal to or greater than the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23, it is possible to suppress the effects of demagnetization. Furthermore, with this configuration, it is possible to increase the magnetic flux density of the molding region B of the bond magnet compared to when the intrinsic coercivity of the second permanent magnet 22 and the fourth permanent magnet 24 is smaller than the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23.

さらに、固有保磁力Hcjと残留磁束密度Brとは、トレードオフの関係になることが多い。従って、固有保磁力Hcjが大きい永久磁石を選択すると、残留磁束密度Brが小さくなる。第1永久磁石21および第3永久磁石23は、ボンド磁石の磁極に対応した位置に存在するため、第1永久磁石21および第3永久磁石23は、固有保磁力が大きいものよりも、残留磁束密度Brが大きいものの方が好ましい。本実施形態において、第1永久磁石21および第3永久磁石23における固有保磁力は過度に大きくなくて良いため、残留磁束密度Brが大きいものを選択しやすくなる。 Furthermore, there is often a trade-off between the intrinsic coercivity Hcj and the residual magnetic flux density Br. Therefore, if a permanent magnet with a large intrinsic coercivity Hcj is selected, the residual magnetic flux density Br will be small. Since the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 are located in positions corresponding to the magnetic poles of the bonded magnet, it is preferable that the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 have a large residual magnetic flux density Br rather than a large intrinsic coercivity. In this embodiment, the intrinsic coercivity of the first permanent magnet 21 and the third permanent magnet 23 does not need to be excessively large, making it easier to select magnets with a large residual magnetic flux density Br.

(4)他の実施形態:
以上の実施形態は、本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、図1Aに示す実施形態において複数の永久磁石20同士の境界は、径方向に平行であるが、少なくとも一部の永久磁石において、境界の向きは径方向に平行でなくても良い。図7Bは、境界同士が平行になる構成を示している。すなわち、図7Bに示す例おいては、軸Axに平行な方向から見た場合の第1永久磁石211および第3永久磁石231の形状が長方形である。むろん、このような例に限定されず、径方向外側に向けて永久磁石20の幅が狭くなるような構成であっても良い。
(4) Other embodiments:
The above embodiment is an example for implementing the present invention, and various other embodiments can be adopted. For example, in the embodiment shown in FIG. 1A, the boundaries between the multiple permanent magnets 20 are parallel to the radial direction, but in at least some of the permanent magnets, the orientation of the boundaries does not have to be parallel to the radial direction. FIG. 7B shows a configuration in which the boundaries are parallel to each other. That is, in the example shown in FIG. 7B, the first permanent magnet 211 and the third permanent magnet 231 are rectangular in shape when viewed from a direction parallel to the axis Ax. Of course, the present invention is not limited to such an example, and may be configured such that the width of the permanent magnet 20 narrows toward the radial outside.

さらに、複数の永久磁石20は曲面を有していても良い。図8Aは、図1Aに示す第1永久磁石21~第4永久磁石24の内周面および外周面を曲面とした第1永久磁石212~第4永久磁石242によってボンド磁石の製造装置を構成した例である。すなわち、第1永久磁石212~第4永久磁石242が周方向に隣接することによって形成される内周面および外周面は、軸Axに平行な方向から見た場合に円形である。むろん、内周面と、外周面と、の一方が曲面であり、他方が平面であっても良い。 Furthermore, the multiple permanent magnets 20 may have curved surfaces. Figure 8A shows an example of a bonded magnet manufacturing device configured with the first permanent magnets 212 to 242, the inner and outer circumferential surfaces of which are curved, of the first permanent magnets 21 to 24 shown in Figure 1A. In other words, the inner and outer circumferential surfaces formed by the first permanent magnets 212 to 242 being adjacent to each other in the circumferential direction are circular when viewed from a direction parallel to the axis Ax. Of course, one of the inner and outer circumferential surfaces may be curved and the other may be flat.

さらに、複数の永久磁石20は、隣り合っていれば良く、永久磁石同士が隣接していない構成であっても良い。図8Bは、軸Axに平行な方向から見た場合の形状が長方形である永久磁石によって第1永久磁石213~第4永久磁石243が構成されている例を示す図である。図8Bに示す構成においては、第1永久磁石213~第4永久磁石243の間に、軟磁性体または非磁性体の部材213a~243aが存在する。部材213a~243aは、三角柱の形状であり、軸Axに平行な方向から見た場合の形状が三角形である。このように、複数の永久磁石20同士の境界が接していなくても、収容部30内でボンド磁石を製造することが可能である。 Furthermore, the multiple permanent magnets 20 only need to be adjacent to each other, and may not be adjacent to each other. FIG. 8B is a diagram showing an example in which the first permanent magnet 213 to the fourth permanent magnet 243 are made up of permanent magnets that have a rectangular shape when viewed from a direction parallel to the axis Ax. In the configuration shown in FIG. 8B, members 213a to 243a made of soft magnetic material or non-magnetic material are present between the first permanent magnet 213 to the fourth permanent magnet 243. Members 213a to 243a are in the shape of a triangular prism, and have a triangular shape when viewed from a direction parallel to the axis Ax. In this way, it is possible to manufacture a bonded magnet within the storage section 30 even if the boundaries between the multiple permanent magnets 20 are not in contact with each other.

なお、図8Bのように永久磁石20同士の境界が接していない構成においては、永久磁石20に隣接する部材に形成される磁化の方向と、境界面との関係によって境界に作用する力が引力または中立になるようにすれば良い。例えば、第1永久磁石213~第4永久磁石243と、部材213a~243aと、を隣接させた場合に部材213a~243aに誘起される磁化の方向を示す単位ベクトルが特定され、境界を軸にして当該単位ベクトルが反転される。そして、当該反転後の単位ベクトルと、反転先の永久磁石の磁化の方向を示す単位ベクトルと、の内積が0以下になるように永久磁石の磁化の方向が調整されていれば良い。 In a configuration in which the boundaries between permanent magnets 20 are not in contact as in FIG. 8B, the force acting on the boundary can be either attractive or neutral depending on the direction of magnetization formed in the member adjacent to permanent magnet 20 and the relationship with the boundary surface. For example, when first permanent magnet 213 to fourth permanent magnet 243 are adjacent to members 213a to 243a, a unit vector indicating the direction of magnetization induced in members 213a to 243a is identified, and this unit vector is reversed around the boundary as its axis. The magnetization direction of the permanent magnets can then be adjusted so that the dot product of the unit vector after the reversal and the unit vector indicating the magnetization direction of the permanent magnet after the reversal is 0 or less.

円環状の保持部材は、複数の永久磁石を保持することができればよい。すなわち、円環状の保持部材の径方向内側に複数の永久磁石が並べられることで、ボンド磁石の製造の際に、複数の永久磁石が移動せず、金型内に保持される構成であれば良い。また、保持部材の形状は、円環状であり、少なくとも保持部材の径方向内側で複数の永久磁石を円環状に配置させることができればよい。従って、保持部材の径方向内側の面や径方向外側の面の形状は限定されず、上述の実施形態のように、内周面が多角形、外周面が円形である構成以外にも種々の構成を採用可能である。例えば、内周面が円形、外周面が多角形であっても良いし、内周面および外周面がともに円形であっても良いし、ともに多角形であっても良い。 The annular holding member only needs to be able to hold multiple permanent magnets. In other words, the multiple permanent magnets need only be arranged on the radial inside of the annular holding member, so that the multiple permanent magnets do not move and are held in the mold when the bonded magnet is manufactured. The shape of the holding member is annular, and it is only necessary that the multiple permanent magnets can be arranged in an annular shape at least on the radial inside of the holding member. Therefore, the shapes of the radially inner surface and the radially outer surface of the holding member are not limited, and various configurations can be adopted other than the configuration in which the inner peripheral surface is polygonal and the outer peripheral surface is circular, as in the above-mentioned embodiment. For example, the inner peripheral surface may be circular and the outer peripheral surface may be polygonal, or both the inner peripheral surface and the outer peripheral surface may be circular, or both may be polygonal.

複数の永久磁石は、保持部材の径方向内側において周方向に並び、円環状に配置される。すなわち、複数の永久磁石は、保持部材の径方向内側で1周にわたって連続的に、または離散的に並ぶことで円環を形成していれば良い。保持部材の径方向内側は保持部材が形成する円環の径方向内側であり、複数の永久磁石が保持部材に保持されるためには、保持部材の内周面に対して複数の永久磁石が接した状態であるか、または、他の部材を介して複数の永久磁石が間接的に接した状態であることが好ましい。 The multiple permanent magnets are arranged in a circumferential direction on the radial inside of the holding member, in a circular ring shape. That is, the multiple permanent magnets may be arranged continuously or discretely around one circumference on the radial inside of the holding member to form a ring. The radial inside of the holding member is the radial inside of the ring formed by the holding member, and in order for the multiple permanent magnets to be held by the holding member, it is preferable that the multiple permanent magnets are in contact with the inner peripheral surface of the holding member, or indirectly in contact with the inner peripheral surface via another member.

複数の永久磁石が形成する円環は、複数の永久磁石が周方向に並んで1周し、複数の永久磁石の径方向内側に永久磁石が存在しないことで形成される形状であれば良い。従って、複数の永久磁石の径方向内側に形成される面と径方向外側に形成される面の形状は限定されない。例えば、径方向内側の面、径方向外側の面のそれぞれは、円形であっても良いし、多角形であっても良い。 The ring formed by the multiple permanent magnets may have any shape as long as the multiple permanent magnets are lined up in the circumferential direction to complete one revolution, and no permanent magnets are present radially inward of the multiple permanent magnets. Therefore, the shapes of the surfaces formed on the radially inner side and the surfaces formed on the radially outer side of the multiple permanent magnets are not limited. For example, each of the radially inner surface and the radially outer surface may be circular or polygonal.

収容部は、複数の永久磁石の径方向内側に存在し、ボンド磁石の材料が充填される空間を形成すればよい。すなわち、複数の永久磁石が形成する円環の径方向内側に、ボンド磁石の材料が充填され、ボンド磁石の成形の過程でボンド磁石が磁化されるように構成されていれば良い。収容部は、複数の永久磁石の径方向内側に形成されるため、複数の永久磁石の内周面に沿った形状となるが、この限りにおいて、形状は限定されない。例えば、ボンド磁石の材料を充填するための空間の径方向の厚さは限定されず、製造対象のボンド磁石の仕様に応じて種々の形状であって良い。また、収容部の中央の円柱部分が可換である構成等によって収容部の形状が可変であっても良い。 The storage section is located radially inside the multiple permanent magnets and forms a space into which the bonded magnet material is filled. In other words, the storage section is configured so that the bonded magnet material is filled radially inside the ring formed by the multiple permanent magnets, and the bonded magnet is magnetized during the process of molding the bonded magnet. Since the storage section is formed radially inside the multiple permanent magnets, it has a shape that follows the inner circumferential surface of the multiple permanent magnets, but to this extent, the shape is not limited. For example, the radial thickness of the space for filling the bonded magnet material is not limited, and it may have various shapes depending on the specifications of the bonded magnet to be manufactured. In addition, the shape of the storage section may be variable, such as by configuring the central cylindrical portion of the storage section to be replaceable.

複数の永久磁石は、第1永久磁石、第2永久磁石、第3永久磁石および第4永久磁石によって形成される組によって構成され、当該組は、円の周方向に隣り合い、1周にわたって複数組並んでいる。すなわち、第1永久磁石、第2永久磁石、第3永久磁石および第4永久磁石によって形成される組が1組以上、整数個存在することによって複数の永久磁石が構成される。また、当該組が互いに隣り合って1周にわたって存在するため、複数の永久磁石においては、第1永久磁石、第2永久磁石、第3永久磁石および第4永久磁石の順番で周方向に並んでいる。この結果、ボンド磁石においては、第1永久磁石と第3永久磁石とによってボンド磁石に誘起されるS極およびN極の組が整数個(1以上)形成される。 The multiple permanent magnets are configured by groups formed by a first permanent magnet, a second permanent magnet, a third permanent magnet, and a fourth permanent magnet, and the groups are adjacent to each other in the circumferential direction of the circle, and multiple groups are lined up around one circumference. In other words, the multiple permanent magnets are configured by having one or more groups (an integer number) formed by the first permanent magnet, the second permanent magnet, the third permanent magnet, and the fourth permanent magnet. In addition, since the groups are adjacent to each other and exist around one circumference, the multiple permanent magnets are lined up in the circumferential direction in the order of the first permanent magnet, the second permanent magnet, the third permanent magnet, and the fourth permanent magnet. As a result, in the bonded magnet, an integer number (one or more) of groups of south poles and north poles induced in the bonded magnet by the first permanent magnet and the third permanent magnet are formed.

第1永久磁石は、磁化の方向が複数の永久磁石の径方向内側を向いていればよい。上述の実施形態においては、第1永久磁石の周方向中央における磁化の方向を延長した直線が円環の中心を通る構成であったが、この構成に限定されない。すなわち、磁化の方向は、複数の永久磁石の径方向内側を向いており、第1永久磁石に対応した位置においてボンド磁石の極が形成されれば良く、この限りにおいて、磁化の方向の延長線は円環の中心を通らない構成であっても良い。径方向は、円環の中心を通らない方向であっても良い。なお、永久磁石は円環状に1周するため、第1永久磁石は第2永久磁石と第4永久磁石と隣り合う。 The magnetization direction of the first permanent magnet needs only to face radially inward of the multiple permanent magnets. In the above embodiment, the straight line extending from the magnetization direction at the circumferential center of the first permanent magnet passes through the center of the ring, but this configuration is not limited to this. In other words, the magnetization direction needs only to face radially inward of the multiple permanent magnets and the pole of the bond magnet needs only to be formed at a position corresponding to the first permanent magnet, and the extension line of the magnetization direction may not pass through the center of the ring. The radial direction may not pass through the center of the ring. Note that since the permanent magnets make one revolution in a ring shape, the first permanent magnet is adjacent to the second permanent magnet and the fourth permanent magnet.

第2永久磁石は、第1永久磁石と隣り合い、磁化の方向が第1永久磁石の方向を向いていればよい。この状態は、第2永久磁石が第3永久磁石と隣り合い、磁化の方向が第3永久磁石を指す方向と反対方向を向いている状態でもある。すなわち、第2永久磁石は、第1永久磁石および第3永久磁石によってボンド磁石側に形成される磁力線と逆の方向を向いていることにより、ボンド磁石側に形成される磁力線が第2永久磁石側に侵入することがブロックされれば良い。第2永久磁石の磁化の方向も、周方向において第2永久磁石を2等分する径方向の直線(周方向の中央を通る径方向を向いた直線)に対して垂直な方向と一致していても良いし、一致していなくても良い。いずれにしても、第2永久磁石の磁化の方向は、第2永久磁石と隣り合う第1永久磁石および第3永久磁石と反発しない(引き合うまたは中立)ような向きであることが好ましい。なお、永久磁石は円環状に1周するため、第2永久磁石は第1永久磁石と第3永久磁石と隣り合う。 The second permanent magnet is adjacent to the first permanent magnet, and the direction of magnetization should face the direction of the first permanent magnet. This state is also the state in which the second permanent magnet is adjacent to the third permanent magnet, and the direction of magnetization faces the opposite direction to the direction pointing to the third permanent magnet. In other words, the second permanent magnet faces in the opposite direction to the magnetic field lines formed on the bond magnet side by the first permanent magnet and the third permanent magnet, so that the magnetic field lines formed on the bond magnet side are blocked from penetrating into the second permanent magnet side. The direction of magnetization of the second permanent magnet may or may not coincide with the direction perpendicular to the radial line (the radial line passing through the center in the circumferential direction) that divides the second permanent magnet in half in the circumferential direction. In any case, it is preferable that the direction of magnetization of the second permanent magnet is in a direction that does not repel (attract or neutralize) the first permanent magnet and the third permanent magnet adjacent to the second permanent magnet. In addition, since the permanent magnets rotate in a circular pattern, the second permanent magnet is adjacent to the first and third permanent magnets.

第3永久磁石は、第2永久磁石と隣り合い、磁化の方向が複数の永久磁石の径方向外側を向いていればよい。上述の実施形態においては、第3永久磁石の周方向中央における磁化の方向を延長した直線が円環の中心を通る構成であったが、この構成に限定されない。すなわち、磁化の方向は、複数の永久磁石の径方向外側を向いており、第3永久磁石に対応した位置においてボンド磁石の極が形成されれば良く、この限りにおいて、磁化の方向の延長線は円環の中心を通らない構成であっても良い。なお、永久磁石は円環状に1周するため、第3永久磁石は第2永久磁石と第4永久磁石と隣り合う。 The third permanent magnet is adjacent to the second permanent magnet, and the direction of magnetization needs to face radially outward from the multiple permanent magnets. In the above embodiment, the straight line extending from the direction of magnetization at the circumferential center of the third permanent magnet passes through the center of the ring, but this configuration is not limited to this. In other words, the direction of magnetization needs to face radially outward from the multiple permanent magnets, and the pole of the bond magnet needs to be formed at a position corresponding to the third permanent magnet, so long as this is the case, the extension of the direction of magnetization may not pass through the center of the ring. Note that since the permanent magnets make one revolution in a ring shape, the third permanent magnet is adjacent to the second permanent magnet and the fourth permanent magnet.

第4永久磁石は、第1永久磁石と隣り合い、磁化の方向が第1永久磁石を向いていれば良い。この状態は、第4永久磁石が第3永久磁石と隣り合い、磁化の方向が第3永久磁石を指す方向と反対方向を向いている状態でもある。すなわち、第4永久磁石は、第1永久磁石および第3永久磁石によってボンド磁石側に形成される磁力線と逆の方向を向いていることにより、ボンド磁石側に形成される磁力線が第4永久磁石側に侵入することがブロックされれば良い。第4永久磁石の磁化の方向も、周方向において第4永久磁石を2等分する径方向の直線(周方向の中央を通る径方向を向いた直線)に対して垂直な方向と一致していても良いし、一致していなくても良い。いずれにしても、第4永久磁石の磁化の方向は、第4永久磁石と隣り合う第1永久磁石および第3永久磁石と反発しない(引き合うまたは中立)ような向きであることが好ましい。なお、永久磁石は円環状に1周するため、第4永久磁石は第1永久磁石と第3永久磁石と隣り合う。 The fourth permanent magnet is adjacent to the first permanent magnet, and the direction of magnetization should face the first permanent magnet. This state is also the state in which the fourth permanent magnet is adjacent to the third permanent magnet, and the direction of magnetization faces the opposite direction to the direction pointing to the third permanent magnet. In other words, the fourth permanent magnet faces in the opposite direction to the magnetic field lines formed on the bond magnet side by the first permanent magnet and the third permanent magnet, so that the magnetic field lines formed on the bond magnet side are blocked from penetrating into the fourth permanent magnet side. The direction of magnetization of the fourth permanent magnet may or may not coincide with a direction perpendicular to a radial line (a radial line passing through the center in the circumferential direction) that divides the fourth permanent magnet in half in the circumferential direction. In any case, it is preferable that the direction of magnetization of the fourth permanent magnet is in a direction that does not repel (attract or neutralize) the first permanent magnet and the third permanent magnet adjacent to the fourth permanent magnet. In addition, since the permanent magnets rotate in a circular pattern, the fourth permanent magnet is adjacent to the first and third permanent magnets.

1…製造装置、2…射出成形装置、10…保持部材、20…永久磁石、21…第1永久磁石、22…第2永久磁石、23…第3永久磁石、24…第4永久磁石、30…収容部、31…仕切部材、32…円柱部、41…第1金型、42…第2金型、50…シリンダ、51…ロッド 1... manufacturing device, 2... injection molding device, 10... holding member, 20... permanent magnet, 21... first permanent magnet, 22... second permanent magnet, 23... third permanent magnet, 24... fourth permanent magnet, 30... storage section, 31... partition member, 32... cylindrical section, 41... first mold, 42... second mold, 50... cylinder, 51... rod

Claims (6)

円環状の保持部材と、
前記保持部材の径方向内側において周方向に並び、円環状に配置された複数の永久磁石と、
複数の前記永久磁石の径方向内側に存在し、ボンド磁石の材料が充填される空間を形成する収容部と、を備えるボンド磁石の製造装置であって、
複数の前記永久磁石は、
第1永久磁石と、前記第1永久磁石と周方向に隣り合う第2永久磁石と、前記第2永久磁石と周方向に隣り合う第3永久磁石と、前記第3永久磁石と周方向に隣り合う第4永久磁石と、によって形成される組を含み、複数の前記組が周方向に隣り合って1周にわたって並んでおり、
前記第1永久磁石の磁化の方向は、複数の前記永久磁石の径方向内側を向いており、
前記第2永久磁石および前記第4永久磁石の磁化の方向は、前記第1永久磁石を向いており、
前記第3永久磁石の磁化の方向は、複数の前記永久磁石の径方向外側を向いている、
ボンド磁石の製造装置。
An annular holding member;
A plurality of permanent magnets arranged in a circular ring in a circumferential direction on the radially inner side of the holding member;
a housing portion that is located radially inside the plurality of permanent magnets and that forms a space into which a material for the bonded magnet is filled,
The plurality of permanent magnets include
a set formed of a first permanent magnet, a second permanent magnet adjacent to the first permanent magnet in the circumferential direction, a third permanent magnet adjacent to the second permanent magnet in the circumferential direction, and a fourth permanent magnet adjacent to the third permanent magnet in the circumferential direction, a plurality of the sets being arranged adjacent to each other in the circumferential direction over one revolution,
The magnetization direction of the first permanent magnet faces radially inward of the plurality of permanent magnets,
The magnetization directions of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet are oriented toward the first permanent magnet,
The magnetization direction of the third permanent magnet faces radially outward of the plurality of permanent magnets.
Bonded magnet manufacturing equipment.
前記第2永久磁石および前記第4永久磁石の固有保磁力は、前記第1永久磁石および前記第3永久磁石の固有保磁力以上である、
請求項1に記載のボンド磁石の製造装置。
The intrinsic coercivity of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet is equal to or greater than the intrinsic coercivity of the first permanent magnet and the third permanent magnet.
2. An apparatus for manufacturing the bonded magnet according to claim 1.
前記第1永久磁石および前記第3永久磁石のそれぞれの周方向中央における磁化の方向は、複数の前記永久磁石によって形成される円環の中心を通る径方向に平行であり、
前記第2永久磁石および前記第4永久磁石のそれぞれの磁化の方向は、前記第2永久磁石および前記第4永久磁石のそれぞれを複数の前記永久磁石によって形成される円環の周方向に2等分する径方向の直線に対して垂直である、
請求項1に記載のボンド磁石の製造装置。
the direction of magnetization of each of the first permanent magnet and the third permanent magnet at a circumferential center is parallel to a radial direction passing through a center of a ring formed by the plurality of the permanent magnets;
The magnetization direction of each of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet is perpendicular to a radial line that divides each of the second permanent magnet and the fourth permanent magnet into two equal parts in the circumferential direction of a ring formed by the multiple permanent magnets.
2. An apparatus for manufacturing the bonded magnet according to claim 1.
複数の前記永久磁石は互いに隣接し、隣接する前記永久磁石の一方における磁化の方向を示す単位ベクトルを隣接する前記永久磁石の境界を軸にして反転させた反転後のベクトルと、隣接する前記永久磁石の他方における磁化の方向を示す単位ベクトルと、の内積が0以下である、
請求項1または請求項2に記載のボンド磁石の製造装置。
The permanent magnets are adjacent to each other, and the inner product of a unit vector indicating the direction of magnetization in one of the adjacent permanent magnets, which is inverted around the boundary between the adjacent permanent magnets, and a unit vector indicating the direction of magnetization in the other adjacent permanent magnet is equal to or less than 0.
3. An apparatus for manufacturing a bonded magnet according to claim 1 or 2.
前記第1永久磁石と前記第3永久磁石との合計個数がP個である場合、複数の前記永久磁石の1周において磁化の方向が(P-2)×720°回転する、
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のボンド磁石の製造装置。
When the total number of the first permanent magnets and the third permanent magnets is P, the magnetization direction rotates by (P-2) x 720° in one revolution of the multiple permanent magnets.
An apparatus for manufacturing a bonded magnet according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のボンド磁石の製造装置を用いたボンド磁石の製造方法であって、
前記収容部に前記材料を充填する充填工程と、
前記収容部に充填された前記材料を磁化し、かつ、硬化させる形成工程と、
前記収容部から前記材料を取り出す取出工程と、
を含むボンド磁石の製造方法。
A method for manufacturing a bonded magnet using the bonded magnet manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
a filling step of filling the material into the container;
a forming step of magnetizing and hardening the material filled in the container;
a removal step of removing the material from the container;
A method for producing a bonded magnet comprising the steps of:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118398369A (en) * 2024-06-03 2024-07-26 福建省金龙稀土股份有限公司 Magnet bonding device and magnet bonding method

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