JP7501277B2

JP7501277B2 - 焼結磁石の製造方法

Info

Publication number: JP7501277B2
Application number: JP2020160343A
Authority: JP
Inventors: 槙吾岩田; 貴教泉
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: JP2022053618A

Description

本開示は、焼結磁石の製造方法に関する。

一般的に焼結磁石は、磁石用粉末を準備し、磁石合金に磁場をかけて成形体を作製し、成形体を加熱して焼結（焼成）することによって製造される。そして、弓形形状の焼結磁石を製造する場合、成形体を加熱して焼結する際、焼結用台板と成形体の収縮率が異なる事から、割れや欠けが発生しやすいことが良く知られている。

例えば特許文献１では、希土類磁石用合金から形成された弓形形状の成形体を平均表面粗度Ｒａが０．７～４５μｍの焼結用台板を用いて焼結することで、成形体の割れや欠けの発生を抑制している。

特開２００２－３０５１２２号公報

成形体の欠けは焼結する時だけでなく、成形体を運搬する際にも発生しやすい。特に運搬効率を向上させるために台板上に成形体を段積みする際、段積みされた成形体が倒れたり、成形体が位置ずれしたりすることで欠けが発生しやすい。欠けの発生を抑制するためには、段積み数を減らせばよいが、生産性が低下してしまう。特許文献１には倒れや位置ずれによる欠けの発生を抑制し、生産性を向上させる台板については開示されていない。

そこで本開示は、生産性を向上させることが可能な台板および焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。

上記の点に鑑みてなされた本開示の台板は、例示的な態様１において、第１主面とその反対側に位置する第２主面とを有し、面方向に沿って凹部が形成されている非磁性材料からなる板状の第１部材と、第１部材の凹部に設けられている軟磁性材料からなる板状の第２部材と、を有する台板である。

態様２において、凹部は、第１部材の第１主面に形成されている、態様１に記載の台板である。

態様３において、少なくとも第２部材の第１主面側の面上に保護層を有する、態様２に記載の台板である。

態様４において、凹部は複数形成され、第２部材は複数の凹部のそれぞれに設けられている態様１乃至態様３のいずれかに記載の台板である。

上記の点に鑑みてなされた本開示の焼結磁石の製造方法は、例示的な態様５において、
態様１乃至態様４に記載の台板を用いた焼結磁石の製造方法であって、磁石用粉末を準備する粉末準備工程と、磁石粉末を成形して成形体を得る成形工程と、成形体を第２部材の第１主面側上に段積みする段積み工程と、成形体を加熱して焼結する焼結工程と、を含む焼結磁石の製造方法である。

態様６において、成形体はアーチ状、ブロック状、リング状から選ばれる形状である、態様５に記載の焼結磁石の製造方法である。

本開示の台板および焼結磁石の製造方法によれば、生産性を向上させることが可能になる。

実施形態に係る台板を示す図であり、（ａ）は台板の断面図を示し、（ｂ）は保護層を省略した台板の上面図を示す。他の実施形態に係る台板を示す図であり、（ａ）は第２部材が複数設けられている台板の断面図を示し、（ｂ）は第１部材内に第２部材が設けられている台板の断面図を示す。実施形態に係る台板上に成形体を段積みした時の概略断面図を示す。

以下に、例示的な実施形態である台板１について、図１、２を参照して説明する。図１は実施形態に係る台板を示す図であり、（ａ）は台板の断面図を示し、（ｂ）は保護層を省略した台板の上面図を示している。台板１は、第１部材２と、第２部材３と、保護層４とを有している。

第１部材２は、板状形状であり、第１主面Ｍ１と第１主面Ｍ１と反対側の第２主面Ｍ２を有している。第１主面Ｍ１には凹部２ａが形成されている。また、凹部２ａは第１主面Ｍ１の面方向に沿って形成されており、後述する成形体Ｇが配置される位置に形成されている。

第１部材２の材質は非磁性材料であり、より好ましくは、例えばＡｌ等の常磁性材料を使用するとよい。

台板１は、成形体Ｇが成形されるとすぐに段積みできるよう成形装置の近くに配置される。そのため、成形装置から発生する漏洩磁場の強い影響を受ける。この時、第１部材２の材質を漏洩磁場の影響を受けやすい材質にすると、台板１が動いてしまい、段積みした成形体Ｇが倒れたり位置ずれしたりすることで欠けが発生しやすくなる。しかし、第１部材２の材質を非磁性材料にすることにより、漏洩磁場の影響を小さくすることが出来るため、台板１が動きにくくなる。そのため、段積みした成形体Ｇが倒れにくくなり、位置ずれもし難くなる。その結果、欠けの発生を抑制でき、段積み数を多くすることができるため生産性を向上させる事が可能となる。

第２部材３は、板状形状であり、第１部材２の凹部２ａに設けられている。第２部材３の材質は軟磁性材料であり、例えばＦｅ等を使用することができる。

第２部材３は第１部材２の凹部２ａに固定されていればよく、例えば、接着剤による固定、ボルトによる固定、あるいは嵌入による固定など、その手段は特に問わない。

実施形態の様に第２部材３の材質を軟磁性材料にすると、漏洩磁場の影響を第２部材３で受けるため、成形体Ｇの動きを抑制でき、倒れや位置ずれによる欠けの発生を抑制することができる。そして、第２部材３が漏洩磁場の影響を受けたとしても、第１部材２の重さや成形体Ｇの重さが加わることにより、台板１が動きにくくなるため、倒れや位置ずれによる欠けの発生を抑制することが出来る。その結果、段積み数を多くすることができるため生産性を向上させることができる。

また、第２部材３の材質を軟磁性材料にすると、成形体Ｇの磁力によって第２部材３に弱くくっつく。そのため、ハンドリング性やメンテナンス性が向上し、倒れや欠けの発生を抑制することが出来る。更に、成形体Ｇを段積みする際、磁力を持った成形体Ｇ同士が引き寄せあって位置ずれをおこし、倒れや欠けを引き起こすことがあるが、第２部材３に弱くくっつくため、段積みする成形体Ｇが既に配置された成形体Ｇを引き寄せ難くなる。そのため、位置ずれし難くなり、倒れや欠けの発生を抑制でき、段積み数を多くすることができるため生産性を向上させることができる。

保護層４は、特に第２部材３の錆の抑制や、第２部材３がわずかに磁性を帯びた際に付着した磁粉のメンテナンス性を向上させるために設けられる。実施形態では、第１部材２の第１主面Ｍ１と第２部材３の第１主面Ｍ１側の面上に設けられている。この様に設けることで、錆による成形体Ｇの倒れや欠けの発生の抑制や、磁粉が成形体Ｇに付着することによる製品外観不良を抑制でき、生産性を向上させることができる。なお、保護層４の設け方はこれに限られることは無いが、少なくとも第２部材３上に設けた方がよい。

保護層４の材質は、例えばウレタンゴム等の樹脂材料であるが、これに限られることはなく、錆の抑制や付着した磁粉のメンテナンス性が向上する材質であればどの様な材質でもよい。

なお、台板１の実施形態はこれに限られない。図２は他の実施形態に係るに係る台板を示す図であり、（ａ）は第２部材１３が複数設けられている台板１１の断面図を示し、図２（ｂ）は第１部材２２内に第２部材２３が設けられている台板２１の断面図を示す。実施形態と同じ構成については同じ符号を付与している。

図２（ａ）に示すように、第１部材１２の凹部１２ａを複数設け、第２部材１３をそれぞれの凹部１２ａに配置してもよい。この場合、第２部材１３同士の間が開き過ぎると、第２部材１３同士の間から漏洩磁場が通過し、成形体Ｇが漏洩磁場の影響を受けやすくなるため、狭くすることが望ましい。そのため、図２（ａ）では凹部１２ａを複数設けているが、凹部１２ａを一つ設け、複数の第２部材１３を設けて第２部材１３同士が接する様に設けてもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、第１部材２２内に凹部２２ａを形成し、第２部材２３が第１主面Ｍ３側および第２主面４側に露出しないように設けてもよい。この場合、第２部材２３が錆びても成形体Ｇに影響がないため、成形体Ｇを配置する第１主面Ｍ３上に保護層４を設けなくてもよい。なお、保護層４は磁粉の付着によるメンテナンス性を向上させるために第１主面Ｍ３上に設けてもよいが、その場合は少なくとも第２部材２３上に設けるとよい。また、第１部材２２の凹部２２ａを複数設け、第２部材２３をそれぞれの凹部２２ａに配置してもよいし、凹部２２ａを一つ設け、複数の第２部材２３を設けてもよい。

次に、図３を用いて台板１を用いた焼結磁石の製造方法について説明する。まず、磁石用粉末を準備する（粉末準備工程）。磁石用粉末は、目的の焼結磁石に応じて適宜合金を準備する。例えば、フェライト焼結磁石であれば仮焼体を微粉砕した粉末、希土類系焼結磁石であれば希土類系合金（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金など）を微粉砕した粉末を準備する。

次に、磁石用粉末を成形して成形体Ｇを得る（成形工程）。成形では、生産効率を高めるために成形体Ｇを多数個取りできる成形装置を使用し、磁石用粉末に磁場をかけておこなう。なお、成形装置はこれに限られず１個取りでもよい。この時、成形体Ｇが成形されるとすぐに段積みできるよう成形装置の近くに台板１を配置することが望ましい。また、成形体Ｇは弓形形状に形成されているがこれに限られることはなく、例えばアーチ状、ブロック状、リング状など段積み可能な形状に形成されていればどの様な形状であってもよい。

図３は、実施形態に係る台板１上に成形体Ｇを段積みした時の概略断面図を示す。図３に示すように、成形体Ｇを第２部材３の第１主面Ｍ１側上に段積みする（段積み工程）。この様に段積みすることで、成形体Ｇの倒れや位置ずれによる欠けの発生を抑制することができ、段積み数を多くすることができるため生産性を向上させることができる。なお、生産性を向上させる効果は1個ずつ段積みする場合でも効果が得られるが、１度に多数個を段積みする場合に効率よく多くの成形体Ｇを段積みできるため、より大きな効果を得ることが出来る。

そして、成形体Ｇを加熱して焼結（焼成）する（焼結工程）。この時、段積みされた成形体Ｇは、焼結用部材に置き換えをしてから焼結をおこなう。成形体Ｇを焼結することで焼結磁石ができる。

本開示は、生産性を向上させることが可能な台板および焼結磁石の製造方法を提供できる点において、産業上の利用可能性を有する。

１、１１、２１…台板
２、１２、２２…第１部材
２ａ、１２ａ、２２ａ…凹部
３、１３、２３…第２部材
４…保護層
Ｍ１、Ｍ３…第１主面
Ｍ２、Ｍ４…第２主面
Ｇ…成形体

Claims

第１主面とその反対側に位置する第２主面とを有し、面方向に沿って凹部が形成されている非磁性材料からなる板状の第１部材と、前記第１部材の前記凹部に設けられている軟磁性材料からなる板状の第２部材と、を有する台板を用いた焼結磁石の製造方法であって、
磁石用粉末を準備する粉末準備工程と、
前記磁石用粉末を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を前記第２部材の前記第１主面側上に段積みする段積み工程と、
前記成形体を加熱して焼結する焼結工程と、
を含む焼結磁石の製造方法。
前記台板の前記凹部は、前記第１部材の前記第１主面に形成されている、請求項１に記載の焼結磁石の製造方法。
前記台板の少なくとも前記第２部材の前記第１主面側の面上に保護層を有する、請求項２に記載の焼結磁石の製造方法。
前記台板の前記凹部は複数形成され、前記第２部材は複数の前記凹部のそれぞれに設けられている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の焼結磁石の製造方法。
前記成形体はアーチ状、ブロック状、リング状から選ばれる形状である、請求項１に記載の焼結磁石の製造方法。