JPH01114009A - ボンド磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、樹脂を用いて永久は石粉体を結合するボンド
磁石の製造方法に関し、更に詳しくは、交／ｉｔ磁場に
よって造粒粉を短時間で均一に金型内に充填し圧縮成形
するボンド磁石の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 永久磁石粉体を高分子樹脂により結合させたボンド磁石
は従来公知である。この種のボンド磁石は、永久磁石粉
体とエポキシ樹脂等の高分子樹脂とを混合し、それを所
定形状に成形することによって製造される。成形には、
良好な磁気特性を発現させるため、通常、金型内に前記
混合物を充填しプレス機で圧縮する圧縮成形法が採用さ
れている。

この成形において、金型内への造粒粉の充填は、ダイス
上面をスライドする無底の粉体供給機構によって粉体を
金型開口部から自然落下させ、粉体供給機構をスライド
させて摺切り方式で一定量の粉体を金型中に充填する方
法が一般的である。

ところが金型開口部の面積や幅がかなり小さいものにつ
いては、そのような自然落下による粉体供給は非常に困
難であり、やむを得ず上方から押し棒等で粉体を押し込
んで強制的に落下充填させる方法が採られる。

［発明が解決しようとする問題点］ 金型開口面積が小さかったり開口部の幅が狭い場合に、
上方から押し棒等を利用して粉体を強制的に充填する方
法では、金型に充填した時に粉体の形状が以前の形状と
異なる部分が発生し、そのため均一定量充填が困難で密
度分布が生じる問題がある。また操作が面倒なため粉体
充填に要する時間が非常に長くかかり、製造効率が悪い
欠点があった。

特に成形時に配向用磁場を印加して異方性磁石を製造す
るような場合には、極端に密度の高い部分では磁場によ
る配向が困難となり、特性の減少を来すこともある。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、永久磁石粉体と樹脂とを混合した造粒粉を極く短時間
で金型内に均一に一定量供給でき、それによって品質が
安定し磁気特性に優れたボンド磁石を効率よく製造でき
るような方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、永
久磁石粉体と樹脂との混合物に造粒処理を施し、その造
粒粉を金型の深さ方向に磁場勾配を持つ交流磁場で金型
内に充填して圧縮成形するボンド磁石の製造方法である
。

造粒処理は前記混合物を解砕すること、例えばメソシュ
を通すこと、あるいは高速回転する刃で破砕すること等
により容易に行える。

使用する永久磁石粉体としては、希土類系、フェライト
系、アルニコ系、あるいはネオジウム−鉄−ボロン系等
の磁石粉体を使用することができるし、樹脂としてはエ
ポキシ系、フェノール系等が使用可能である。

金型内に造粒粉を充填する際の磁場は、落下方向程強く
なるように場所によって変化する磁場であれば特に制限
はなり、磁場のかけ方も縦磁場や横磁場、ラジアル磁場
など任意のかけ方でよい。

本発明は圧縮成形時に配向磁場を印加させて異方性化す
る場合にも適用できるし、成形時には磁場をかけない等
方性磁石の場合にも適用できる。

［作用］ 周ネロのように、ある一定の保磁力を持った永久磁石粉
体は磁場に敏感に反応する。そしてこれらの永久磁石粉
体は当然のことながら強力な磁場方向へ吸引される性質
を持つ。

金型近傍で強さが場所によって変化する磁場が存在する
と、造粒粉に移動力が与えられる。

これが金型の深さ方向に磁場勾配を持つ交流磁場であれ
ば、造粒粉は金型内へ入る程磁界が段々強くなり、充填
される。この充填は自然落下による力と磁界による力が
加わって行われるため、金型開口面積が小さかったり開
口部の幅が極端に狭い場合であっても掻く短時間の内に
スムーズに行われ、しかも従来の押し棒による強制充填
等とは異なり造粒粉が殆ど壊れずにほぼ均一に充填され
る。

その後その金型を利用して圧縮成形することにより、成
形特磁場をかけていれば異方性磁石を、磁場をかけてい
なければ等方性磁石を製造できる。金型への充填が均一
に行われるし、また充填時に造粒粉の破壊が生じないた
め安定した高い特性の永久磁石を製造できる。また造粒
粉が速やかに充填されるため製造効率も著しく向上する
ことになる。

［実施例］ 平均粒径１０００μｍのサマリウム−コバルト（Ｓ　ｍ
ｚ　Ｃｏ　＋ｔ）系合金をシェドミルにより平均粒径３
μｍに粉砕し、その粉体を磁場中成形した後に焼結・時
効し原料とした。

この原料焼結体をショークラッシャーにより粉砕し篩別
して平均粒径１００μｍ、５０μｍ。

２０μｍの３種類の粉体を得、それらを５０；２５：２
５の割合で混合し永久磁石粉体を得た。

この永久磁石粉体にカップリング剤で処理した後、エポ
キシ樹脂と混合した。この混合物を破砕式造゛粒機で解
砕することにより造粒処理をして平均粒径３００〜４０
０μｍの造粒粉を得た。

その造粒粉を用いてラジアル異方性のリング状ボンド磁
石を製造した。

ここで使用した金型並びに磁気回路の構造を第１図に示
す。磁性ダイス１０の中央上部には上ロッド１２が位置
し、それを取り囲むように上パンチ１４と上パンチ支え
１６が設けられる。

上ロッド１２並びに上パンチ支え１６は磁性体から構成
され、それらとダイス１０との間で磁路を形成するよう
に磁性ヨーク１８ａ、１８ｂ並びに磁性ヨーク２０ａ、
２０ｂが設けられる。

そして磁性ヨーク１８ａ、１８ｂにはそれぞれコイル２
２ａ、２２ｂが巻装される。ダイス１０の下半分もほぼ
同様の構造をなし、下ロッド３２、下パンチ３４、下パ
ンチ支え３６、磁性ヨーク３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４
０ｂ、およびコイル４２ａ、４２ｂを備えている。これ
によってダイス１０には下パンチ３４と下ロツド３２等
によって薄肉のリング状成形空間５０が形成され、そこ
に造粒粉が充填されることになる。

造粒粉の充填は第２図に示されているようにリング状成
形空間５０の上部に造粒粉５２を盛り、コイル２２ａ、
２２ｂ、４２ａ、４２ｂで交流磁場を印加することによ
って行う。なお符号５４で示す部材は造粒粉の飛散防止
用カバーである。

コイル２２ａ、２２ｂによって発生した磁束は磁性ヨー
ク１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂを通り上パンチ支え
１６で集められ、第２図破線で示すように上ロッド１２
並びに下ロッド３２を通りダイス１０へ流れる。下半分
も同様である。ダイス１０上に盛られた造粒粉５２にこ
のような交流磁場を加えると、上ロッド１２と下ロッド
３２の間の磁束密度に対してリング状成形空間５０の磁
束密度の方が大きく、磁場を印加した時間にそのような
差によって造粒粉がリング状成形空間５０内に吸引され
る。ダイス１０上に残った造粒粉５２も交流磁場に反応
して複雑な振動を繰り返し非常に狭い間隙であっても数
秒以内でダイス内に完全に充填される。

ここで印加する磁場は０．６〜１ｋＯｅ程度であり、商
用周波数の交流磁場である。

このようにして外径１８ｍｍφ、内径１６ｍｍφ高さ１
０ｍｍの金型中に約１．５ｇの造粒粉を迅速に充填でき
た。

成形は１５ｋＯｅの磁場中で配向方向がラジアル状にな
るようにして３　ｔｏｎ／ｃｍ”の圧力で行い、その後
１２０℃で２時間のキユアリング処理を施し、パルス着
磁機を用いて２０〜３０ｋＯｅで２４極着磁を行った。

また比較のために従来法で、すなわち造粒粉を自然落下
と押し棒による強制圧入を併用して金型内へ充填し、同
様の手順で成形しラジアル異方性リング状ポンド磁石を
製造した。

得られたボンド磁石の物理的特性並びに金型内への充填
に要する時間の測定結果を第１表に示す。

第１表 この結果から明らかなように、本発明方法では表面磁束
のばらつきが非常に小さく製品の高密度化が図られ、表
面磁束の値も非常に大きくなり、総磁束も従来品よりも
１０〜１５％程度向上することが判る。これは本発明で
は金型内の造粒粉の形状が当初の（充填前の）形状と同
等で局部的に崩れている部分がなく、均一な密度分布が
実現でき所定の磁場でも十分な配向がなされるためであ
る。また充填時間の欄を見れば明らかなように、本発明
方法では従来技術に比べ問題にならないほど短時間で充
填が完了する。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが本発
明はこのような構成のみに限定されるものではない。本
発明における上記のような優れた効果は主として物質の
磁気的性質に起因するものであるから、それが永久磁石
粉体と樹脂との混合物であれば磁石粉体として前記サマ
リウム−コバルト系磁石の他、フェライト系、アルニコ
系、更にはネオジウム−鉄−ボロン系等の何れであって
も、また樹脂としてはエポキシ系の他、フェノール系等
を用いた場合でも同様の結果が得られる。成形体の形、
状は、リング形状のみならず他の任意の形状の場合でも
適用できる。特に本発明は金型の開口面積が非常に小さ
い場合、あるいは前記実施例のように一方が極端に狭い
構造（即ち薄肉構造）の場合に有効である。最終的な成
形時に配向磁場を印加するか否かは任意であり、従って
等方性ボンド磁石の製造にも適用可能である。造粒粉の
充填時における磁場は、場所によって変化していること
と落下方向程強くなるように変化する磁場であれば、縦
磁場、横磁場、ラジアル磁場など任意のかけ方を適用で
き、従って造粒粉の落下方向に対して平行でも垂直でも
よい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように永久磁石粉体と樹脂との混合物を
造粒した後、金型の深さ方向に磁場勾配を持つ交流磁場
で金型内に充填し圧縮成形する方法だから、金型内への
造粒粉の充填時間を従来技術に比べ著しく短縮でき、特
に金型開口面積が小さい場合や金型開口部が極端に狭い
ような場合でも迅速に充填でき、ボンド磁石の製造効率
を非常に高くできる点で優れた効果を有するものである
。

また本発明では造粒粉を金型内へ均一にしかも元の形状
を殆ど変えずに、また再現性よく定量充填できるため、
所定の磁場でも高い配向度が期待でき、より均一な密度
分布が実現され、均一な磁束が発生し、それらによって
より高密度で高い特性を呈するボンド磁石を製造できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いるラジアル異方性リング状ボ
ンド磁石の製造用の金型並びに磁気回路の全体構造図、
第２図は第１図で一点鎖線で囲んだＨの部分での造粒粉
充填状態と磁束を示す拡大説明図である。 １０・・・ダイス、１２・・・上ロンド、１４・・・上
パンチ、２２ａ、２ｊｂ、４２ａ、４２ｂ−コイル、３
２・・・下ロッド、３４・・・下パンチ、５２・・・造
粒粉、５４・・・飛散防止カバー。 特許出願人　　富士電気化学株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 １′）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．永久磁石粉体と樹脂との混合物に造粒処理を施し、
   その造粒粉を金型の深さ方向に磁場勾配を持つ交流磁場
   で金型内に充填して圧縮成形することを特徴とするボン
   ド磁石の製造方法。