[发明专利]烧结磁铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入到例如构成磁铁嵌入型电机的转子内的烧结磁铁及其制造方法。

背景技术

在转子内部嵌入永久磁铁而成的磁铁嵌入型电机(IPM电机)除了由线圈和永久磁铁的吸引力/斥力引起的磁转矩，还可以得到磁阻转矩，因此相比于将永久磁铁贴合于转子外周面而成的表面磁铁型电机(SPM电机)，是高转矩且高效率。因此，该磁铁嵌入型电机用于要求高输出性能的混合动力车、电动汽车的驱动用电机等。

另外，通过在定子齿上集中卷绕或分布卷绕绕线而形成线圈，通过在线圈中通入电流来产生磁通量，在与由永久磁铁产生的磁通量之间产生磁转矩和磁阻转矩。该分布卷绕线圈的情况下，相比于集中卷绕线圈的情况，磁极数也变多，因而转子旋转时，从齿侧进入转子的永久磁铁的磁通量(或者磁通量的变化)相对地具有连续性。因此，转子旋转时的磁通密度的变化相对少。与此相对，集中卷绕线圈的情况下，磁通密度的变化相对变大，因此，永久磁铁中容易产生涡电流，通过涡电流的产生，使得永久磁铁发热，导致不可逆的热退磁，从而使得永久磁铁自身的磁特性下降。

就近来的混合动力汽车、电动汽车中使用的驱动用电机而言，为了追求电机的输出性能提高，谋求例如其转数、极数的增加，该转数的增加等使得作用于磁铁的磁场的波动率变大，作为其结果，产生容易发生上述涡电流，由发热导致的磁铁的热退磁使得电机性能反而下降，电机的耐久性随之下降的问题。

为了防止上述涡电流的发生以及由其引起的热退磁，采取在IPM电机中由多个分割片形成该永久磁铁，捆扎该分割片并插入设置于转子槽的对策，例如，在专利文献1、2中公开了具备分割磁铁的IPM电机。

另一方面，在该IPM电机中，在其电流相位控制时，流过负的d轴电流，由该电流产生的反磁场作用于永久磁铁，因为该反磁场大时永久磁铁发生不可逆退磁，所以使用能对抗该不可逆退磁的矫顽力大的永久磁铁。

基于图7说明该退磁作用。图7是每1极配设有2个永久磁铁M、M的情形，该2个永久磁铁M、M以从转子A的旋转轴向定子B侧扩展的俯视大致呈V字形的方式嵌入。已知在IPM电机中退磁作用大的部分是永久磁铁M、M的转子铁心外周侧的角a、b、c、d，尤其是d轴侧的角b、c。另外，在永久磁铁M、M之间的转子心部A1，磁通量容易短路，由此也使得在永久磁铁M、M的角b、c处反磁场变大。

另外，作为上述永久磁铁，一般使用稀土类磁铁。该稀土类磁铁通过加入晶体磁各向异性高的元素镝(Dy)、铽(Tb)来提高其矫顽力，另一方面，这些元素稀少且昂贵，为了增加永久磁铁的矫顽力而添加镝等直接导致永久磁铁的制造成本高涨。

但是，在用于以往的磁铁嵌入型电机用转子的永久磁铁中，用于得到上述在转角部要求的矫顽力的镝等在永久磁铁的整体中使用，因此转子制造成本高涨。进而，关于作为永久磁铁的性能的与矫顽力同样重要的残留磁通密度，存在随着矫顽力的增加而减少的趋势，因此，为了解决因增加矫顽力而减少的磁通密度，需要更多的磁铁，由此，也使得转子制造成本高涨。因此，如何可以便宜地制造具备对上述反磁场具有所希望的矫顽力的永久磁铁的转子成为了对于混合动力车等的量产极其重要的课题之一。

专利文献1：日本特开2000-324736号公报

专利文献2：日本特开2007-166888号公报

发明内容

专利文献1、2没有明确公开分割磁铁的尺寸规定，仍旧是希望通过由多个分割磁铁构成一个永久磁铁来降低涡电流。

但是，由本发明的发明人等确定了像以往的分割磁铁那样脱离规定的小尺寸范围，仅使用大尺寸的分割磁铁，涡流损耗降低效果极低，还确定了在专利文献1、2公开的分割磁铁中，由那些实施例中记载的磁铁整体的尺寸和该分割数估计的大小的分割磁铁也不能充分地期待涡流损耗降低效果。

另外，这些分割磁铁无法解决上述的另一个课题，即，用添加了等量的镝等的分割磁铁来制造整体的磁铁导致其制造成本高涨的课题。

本发明是鉴于上述问题而进行的，目的在于提供相比于以往的分割磁铁，可以格外降低涡流损耗、可以随机应对多种多样的形状和尺寸变化、具有所希望的矫顽力的同时可以使制造成本格外廉价的烧结磁铁及其制造方法。

为了达成上述目的，根据本发明的烧结磁铁将相同形状的单一或不同形状的多个基本磁铁在形成平面的纵向和横向及与该平面正交的高度方向的各个方向并列设置多个，至少以邻接的基本磁铁彼此之间的磁力保持基本磁铁间的接合，所述基本磁铁是一边长度为1～10mm范围的长方体或立方体。