电动机及励磁元件制造技术

本发明专利技术提供具备对于涡流损耗的降低有效的粘结磁铁的电动机。本发明专利技术为具备电枢、以永久磁铁为磁力源的励磁元件及与电枢或励磁元件一起旋转的旋转轴的电动机。永久磁铁是由磁铁粒子和将磁铁粒子彼此粘结的粘结剂树脂构成的粘结磁铁。粘结磁铁的在轴向上测定的第一电阻率(ρ1)与在垂直于轴向的方向上测定的第二电阻率(ρ2)的比率即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为2以上。粘结磁铁例如是包含93～98.5％的磁铁粒子的压缩成形粘结磁铁，其第一电阻率为300μΩm以上。当将沿轴向配设压缩方向的压缩成形粘结磁铁用作励磁源时，能够有效地降低在该压缩成形粘结磁铁产生的涡流损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机及励磁元件
本专利技术涉及能够实现涡流损耗的降低的电动机等。
技术介绍
电动机(包括发电机而简称为“电动机”。)有各种类型。例如，也有不以永久磁铁为磁力源(励磁源)的绕组励磁式电动机、感应电动机等。但是，由于磁特性优良的稀土类磁铁的出现，以永久磁铁为励磁源的高性能的电动机被广泛使用。然而，电动机利用交链磁通的变化来获得旋转力。因此，当电动机旋转时，当然在电枢、励磁元件的各部分也会产生磁通量的变化。在消除该磁通量的变化的朝向上会产生与其时间变化率相应的涡电流。涡电流的产生成为能量损失(所谓的“涡流损耗”)。为了降低该涡流损耗，通常构成电动机的转子(转子部)、定子(定子部)的壳体(磁芯、磁轭、外壳等)由将绝缘包覆的薄的电磁钢板在轴向上层叠而成的层叠体形成。这样的情况也适用于作为励磁源的永久磁铁。例如，稀土类烧结磁铁是将由合金构成的各磁铁粒子直接结合而成的，电阻率非常低。因此，当使以稀土类烧结磁铁作为励磁源的电动机运转时，在稀土类烧结磁铁也能够产生大的涡流损耗。为了降低在稀土类烧结磁铁产生的涡流损耗，稀土类烧结磁铁会隔着绝缘体分为数份而配设。与此相关的记载例如在下述的文献中。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3690067号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，最近，使用形状自由度大且生产性、成品率良好的粘结磁铁来代替烧结磁铁。在粘结磁铁的情况下，将各磁铁粒子粘结的树脂(简称为“粘结剂树脂”。)也兼作相邻的磁铁粒子间的绝缘材料。因此，与烧结磁铁相比，粘结磁铁的电阻率相差数量级地大而涡流损耗非常小。但是，最近要求电动机的进一步的高输出化，其转速也趋向于增加。由于涡流损耗与磁通量变化的频率的二次方成比例地变大，因此假设电动机的转速变为N倍，则涡流损耗变为N2倍而急剧增大。因此，为了以更高维度兼顾电动机的高性能化和高效率化，若能够进一步降低粘结磁铁自身的涡流损耗则是优选的。本专利技术鉴于这样的情况而做出，目的在于提供具备对于涡流损耗的进一步降低有效的粘结磁铁的电动机等。用于解决课题的方案本专利技术的专利技术者为了解决该课题而锐意研究的结果，成功得到了特定方向的电阻率比其他方向的电阻率大很多的粘结磁铁。考虑将该粘结磁铁用作电动机的励磁源来实现涡流损耗的降低，并确认了其效果。通过发展这些成果，由此实现了完成以下叙述的本专利技术。[电动机](1)本专利技术的电动机是具备电枢、以永久磁铁为磁力源的励磁元件及与该电枢或该励磁元件一起旋转的旋转轴的电动机，上述永久磁铁是由磁铁粒子和将该磁铁粒子彼此粘结的粘结剂树脂构成的粘结磁铁，该粘结磁铁的轴向的第一电阻率(ρ1)与垂直于该轴向的方向的第二电阻率(ρ2)的比率即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为2以上。(2)本专利技术的电动机将在产生涡流损耗的轴向上的电阻率相当大的粘结磁铁作为励磁源。因此，即使电动机的转速增加，也能够抑制在永久磁铁产生的涡流损耗的增加。这样根据本专利技术，能够提供以更高维度兼顾了高输出化和高效率化的电动机。[励磁元件]本专利技术也能够作为用于上述的电动机的励磁元件来理解。即，本专利技术可以是以永久磁铁为磁力源的励磁元件，上述永久磁铁是由磁铁粒子和将该磁铁粒子彼此粘结的粘结剂树脂构成的粘结磁铁，该粘结磁铁的轴向的第一电阻率(ρ1)与垂直于该轴向的方向的第二电阻率(ρ2)的比率即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为3以上。[其他](1)在本说明书中所说的电动机(包括发电机。)只要以永久磁铁为磁力源(励磁源)，则其种类可以是任意的。该电枢和励磁元件中的任一个可以是转子(转子部)也可以是定子(定子部)。电动机可以是直流电动机也可以是交流电动机。转子可以是内转子也可以是外转子。在本说明书中的“轴向”是电动机的旋转轴的延伸方向。轴向也是大致圆柱状或大致圆筒状的励磁元件的轴心延伸的方向。“周向”是绕其轴心的方向，“径向”是从其轴心放射状地延伸的方向。(2)只要没有特别说明，在本说明书中的“x～y”包含下限值x及上限值y。可以将在本说明书记载的各种的数值或包含于数值范围的任意的数值作为新的下限值或上限值而新设如“a～b”的范围。附图说明图1是用于涡流损耗的解析的模型(电动机)的剖视图。图2是示出电动机转速与在各种永久磁铁产生的涡流损耗的关系的散布图。具体实施方式可以将从本说明书中所记载的事项中任意地选择的一项或两项以上的构成要素附加于上述的本专利技术的结构。关于制造方法的构成要素也可以成为关于产品的构成要素。哪种实施方式是否为最优根据对象、要求性能等而不同。[电阻率/电阻各向异性度]优选本专利技术的粘结磁铁的在轴向上测定的第一电阻率(ρ1)相对于在垂直于轴向的方向上测定的第二电阻率(ρ2)的比例即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为2以上、2.5以上、3以上、3.1以上进而为3.2以上。在本说明书中所说的电阻率通过由四端子法进行的测定求出。在垂直于轴向的方向的电阻率因测定方向而不同时，将对在垂直的方向中的至少两个方向(例如正交的两个方向)进行测定而得到的各电阻率值的平均值作为第二电阻率。在粘结磁铁是在取向磁场中成形的各向异性粘结磁铁的情况下，通常从与压缩方向(该压缩方向为向电动机组装时的轴向。)垂直的方向施加取向磁场。在该情况下，作为与其压缩方向(轴向)垂直的方向的电阻率，对取向方向(例如半径方向)的电阻率和与取向方向正交的方向(例如周向)的电阻率进行测定，并将其平均值作为第二电阻率即可。本专利技术的粘结磁铁除了高电阻各向异性度之外，例如，若第一电阻率为300μΩm以上、500μΩm以上、1000μΩm以上、2000μΩm以上、3000μΩm以上进而为7000μΩm以上，则能够进一步降低涡流损耗而是优选的。[粘结磁铁](1)粘结磁铁由磁铁粒子和粘结剂树脂构成。磁铁粒子优选磁特性优良的稀土类磁铁粒子，但也可以是除此以外的磁铁粒子(例如铁氧体粒子等)。磁铁粒子不限于一种，也可以是组成、粒度分布不同的多种混合存在的磁铁粒子。磁铁粒子可以是各向同性磁铁粒子，也可以是各向异性磁铁粒子。在使用各向异性磁铁粒子时，优选粘结磁铁在取向磁场中成形。粘结剂树脂可以是热塑性树脂也可以是热固性树脂。在使用热固性树脂时，优选在成形后进行热固化处理(固化处理)。(2)粘结磁铁也可以是注射成形粘结磁铁，但优选压缩成形粘结磁铁。在压缩成形粘结磁铁的情况下，能够减少粘结剂树脂量而增多磁铁粒子量。因此压缩成形粘结磁铁的磁通量密度通常比注射成形粘结磁铁的磁通量密度大，适合于电动机的高输出化。压缩成形粘结磁铁也可以在磁铁粒子和粘结剂树脂中添加(液状)润滑剂而压缩成形。在压缩成形前混合或添加等的润滑剂在压缩成形中可能向外部漏出或者在进行固化处理的情况下可能在该处理中被放出。虽然原因尚未明确，但当这样的润滑剂即使微量残留于粘结磁铁内时，其行为使压缩方向的电阻率与其他方向的电阻率相比升高，认为有助于上述的电阻各向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机，具备：/n电枢；/n以永久磁铁为磁力源的励磁元件；及/n与该电枢或该励磁元件一起旋转的旋转轴，其中，/n所述永久磁铁是由磁铁粒子和将该磁铁粒子彼此粘结的粘结剂树脂构成的粘结磁铁，/n该粘结磁铁的轴向的第一电阻率(ρ1)与垂直于该轴向的方向的第二电阻率(ρ2)的比率即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为2以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0695411.一种电动机，具备：
电枢；
以永久磁铁为磁力源的励磁元件；及
与该电枢或该励磁元件一起旋转的旋转轴，其中，
所述永久磁铁是由磁铁粒子和将该磁铁粒子彼此粘结的粘结剂树脂构成的粘结磁铁，
该粘结磁铁的轴向的第一电阻率(ρ1)与垂直于该轴向的方向的第二电阻率(ρ2)的比率即电阻各向异性度(ρ1/ρ2)为2以上。


2.根据权利要求1所述的电动机，其中，
所述第一电阻率为300μΩm以上。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：成田笃史，度会亚起，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP