JPH02273909A - 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、金型の成形空間の開口近傍にソレノイドコイ
ルと磁性ポールとを設置し、着磁処理後に押出し造粒し
たボンド磁石用粉体をその中に入れ、交流磁場の印加に
よって粉体を迅速かつ均一に成形空間内に充填し、次い
で圧縮成形することにより特性が高く且つ揃ったボンド
磁石を製造できる方法に関するものである。

［従来の技術］ ボンド磁石の製造には、その磁石特性を高めるため、通
常、金型の成形空間内にボンド磁石用粉体を充填しプレ
ス成形機で圧縮成形する方法が採用されている。

この場合、金型成形空間内へのボンド磁石用粉体の充填
は専ら重力による自然落下を利用して行われる。つまり
金型を構成するダイスの上面をスライドする無底の粉体
供給機構によって、粉体を成形空間の開口部から自然落
下させ、次いで粉体供給機構をスライドさせて余分な粉
体を取り除くことで充填動作が完了する。

金型成形空間の開口面積がかなり大きいものについては
、このような方法によって充填可能である。しかし開口
部の面積や幅が小さい場合には、単に粉体供給機構を金
型上面に沿ってスライドさせるだけでは十分な充填は困
難であり、充填量のばらつきも大きい。

そこで金型に微振動を加えて充填する方法、成形空間の
上部に強制充填用の羽根や押し棒等を設けて強制的に粉
体を押し込む方法等が採られることもある。

［発明が解決しようとする課題］ 高性能で特性のばらつきが少ないボンド磁石を製造する
ためには、成形空間内にボンド磁石用粉体を高密度で均
一に且つ一定の充填量で充填することが大切である。

しかし金型に微振動を加えて充填する方法では粉体の状
態や形状によって充填量が変わり易い。また振動を与え
ても充填に要する時間はあまり短縮されず、充填量のば
らつきも大きい。

更に、装置のボルト等の締め付けが振動のために緩くな
る虞れがあり、頻繁にメンテナンスを行わなければなら
ない。

羽根を回転させたり押し棒を圧入して強制充填する方法
では、充填に要する時間が非常に長くかかるばかりでな
く、プレス工程における粉体充填の自動化が困難で製造
効率が極めて悪い。

また羽根や押し棒によって強制的に押し込まれるため充
填された粉体の形状が以前（充填前）の形状と異なる部
分が局所的に発生し、そのため均一定量充填が困難で成
形時に重量のばらつきや密度分布の不均一等が生じる。

これらの結果、従来技術で製造したボンド磁石は、磁石
特性が低く且つそのばらつきが大きかった。この欠点は
、特に薄肉のリング状のような特異形状の場合に甚だし
くなる。

また従来技術において異方性のボンド磁石を製造する場
合、薄肉リング状のような特異形状のものは金型中で充
分に配向させることは困難であった。着磁したボンド磁
石用粉体を用いることが望ましいが、着磁した粉体は流
動性が悪く、なお−層均一充填が困難となる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、高性能で特性のばらつきの少ないボンド磁石を効率よ
く製造でき、特に薄型でリング状のような形状のボンド
磁石の製造に適した方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成できる本発明は、金型の成形空
間の開口近傍にソレノイドコイルを、その中心軸方向が
成形空間深さ方向にほぼ一致する向きに設置すると共に
、該ソレノイドコイルの中心に磁性ボールを配置した装
置を使用する。そして磁石粉体と樹脂バインダー（例え
ばエポキシ樹脂等）を混合した混合物を、その状態のま
ま着磁する。次いで押出し造粒法により造粒してボンド
磁石用粉体を得る。このボンド磁石用粉体を前記ソレノ
イドコイル中に入れ、交流電流を供給して前記成形空間
内に充填する。

その後、それを圧縮成形することによりボンド磁石を製
造する。

本発明は、特に薄肉リング状のような特異形状で、圧縮
成形時に磁場を印加して異方性化したボンド磁石を製造
する場合に適している。

本発明では、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−ボロン系等の任意の磁石粉体を
使用できる。

［作用］ 金型の成形空間の開口近傍に中心軸が成形空間深さ方向
にほぼ一致するような向きでソレノイドコイルと磁性ポ
ールを設置し交流電流を供給すると、交流磁場が発生す
る。この交流磁場は成形空間の深さ方向で変化している
。このような状況下において着磁処理された造粒粉体は
、そのような磁場の変化に非常に活発に反応し、成形空
間内に吸引される。そしてこの粉体は前記空間内に順次
充填されていくことになる。しかも残った粉体も振動し
ているため、速やかに成形空間内へ吸引される。

この充填は自然画下等による力よりも溝かに大きな磁気
的吸引力によって行われるため、金型の成形空間の開口
面積が小さがったり開口部の幅が極端に狭い場合であっ
ても極く短時間でスムーズに行われる。しかも従来の羽
根等による強制充填とは異なり、ボンド磁石用粉体は殆
ど壊れずにほぼ均一に充填される。

本発明では磁気的な吸引力によって成形空間内への充填
が行われるため、着磁した造粒粉体を効率よく均一に充
填でき、異方性ボンド磁石の製造には待に存利である。

また着磁した造粒粉体を得るために、まず磁石粉体と樹
脂バインダーとの混合物を着磁し、次いで押出し造粒法
で造粒しているため、均一に着磁された粒径の揃った造
粒粉体が得られる。

［実施例］ まず本発明方法を実施するのに好適な装置について説明
する。円筒状あるいはリング状のボンド磁石を製造する
装置の一部を第１図に示す。

この装置は、中央に円形の穴を存するダイス１０と、そ
の中心に間隙をおいて配置される下ロッド１２と、前記
ダイス１０と下ロッド１２との円筒状の間隙内を上下方
面に摺動自在の円筒状下パンチ１４とを具備している。

それら三者によって形成される円筒状の空隙が成形空間
１８を構成する。その成形空間１８内にボンド磁石粉体
を充填し、上方から円筒状の上パンチ（図示せず）を挿
入加圧して圧縮成形を行う。

このようなプレス成形機金型構造は基本的には従来の場
合と同様である。

本発明では、金型の成形空間Ｉ８の開口近傍にソレノイ
ドコイル２０と磁性ボール２２を同軸状に配置する。ソ
レノイドコイル２ｏは、その中実軸方向が成形空間１８
の深さ方向にほぼ一致する向きとする。ここではソレノ
イドコイル２ｏは、その内径が成形空間１日の外径より
もやや大きく、中央の下ロツド１２上にその直径と同等
芳しくはそれ以下の直径の磁性ボール２２を設けている
。またソレノイドコイル２゜の上部にはホッパー２３を
設ける。

なおこの実施例では、ダイス１ｏと下ロッド１２を磁性
材で構成し、下パンチ１４　（上バンチも）を非磁性材
で構成している。

ボンド磁石ｍ粉体の供給はホンパー２３を使用して行う
。金型の成形空間１８の開口近傍に前記のようにソレノ
イドコイル２０及び磁性ボール２２を設置し、成形空間
１８の上方にボンド磁石用粉体２４を盛る。この状況下
でソレノイドコイル２０に交流電流を供給する。使用す
る交流電流の周波数については特に制限はないが、通常
の商用周波数であってよい。ソレノイドコイル２０に交
流電流を流すことによって、同図破線で示すように交流
磁力線が生じ、ボンド磁石用粉体２４及び成形空間１８
内等に交流磁場が形成される。磁力線の形状は金型構成
部材の材質（磁性材か非磁性材か）によって変化するが
、便宜的におおよその経路を表しである。

この交２ｉ！Ｌ磁場によって成形空間１８の上部に盛ら
れたボンド磁石用粉体２４はその内部に磁気的に吸引さ
れ、前記交流磁場に反応して複雑な振動を繰り返しなが
ら非常に狭い間隙であっても短時間で充填されてしまう
。

従ってその後、余分のボンド磁石用粉体を摺切り法等に
よって取り除くことで充填動作は完了し、次いで上パン
チを降下させ加圧して圧縮成形を行う。

ソレノイドコイル２０の中心に位置する磁性ボール２２
は、成形空間１８に交流磁場を集中させる機能を有し、
それによって弱い電流でもボンド磁石用粉体２４を前記
成形空間１８内に有効に吸引させることができる。

次に本発明方法に従ってボンド磁石を製造した結果につ
いて説明する。

平均粒径１０００μｍのサマリウム・コバルト（Ｓｍ２
Ｃ０ａｔ）系合金をジェットミルにより平均粒径３μｍ
に粉砕し、その粉体を磁場中成形した後に焼結、時効処
理して原料とした。

この原料焼結体をショークラッシャにより粉砕し篩別し
て粒径１２０μｍ以下の粉体を得た。

この永久磁石粉体を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２０ｋＯｅの磁場中
で着磁し、押出造粒機で造粒処理して粒径４００〜８０
０μｍの造粒粉を得た。

その造粒粉を第１図に示すような装置にょって金型成形
空間中に充填し、１０ｋＯｅのラジアル配向磁場中で、
３　ｔｏｎ／ｃ＋＊”　の圧力で成形しラジアル異方性
のリング状ボンド磁石を製造した。

なお金型の成形空間の形状は外径１８ＩＩＩＩＩｌφ、
内径１６ｎｍφ、高さ１６ｍｍである。造粒粉充填時に
印加する交流磁場は５０ｅ以上、周波数１０Ｈｚ以上で
ある。また充填する粉体重量は平均１．５ｇである。

その後１２０℃で１時間のキユアリング処理を行い、パ
ルス着磁器を用いて２０〜３０ｋＯｅで２４極着磁を行
った。

また比較のため同じボンド磁石用粉体を使用して従来法
によって製造した。従来法における充填は、スライド式
充填治具に粉体を入れ、ダイス上で往復運動させること
により上記成形空間内に落下充填する自然落下方式と、
押し棒による強制圧入を併用したものである。その他は
本実施例の方法と同様である。

得られたボンド磁石の緒特性を第１表に示す。

第１表 第１表から判るように、本発明方法は従来技術に比べて
密度並びに表面磁束が向上し、表面磁束のばらつきが小
さく、しがも充填時間を著しく短縮できる。

本発明で用いる永久磁石粉体は、前記サマリウム−コバ
ルト系磁石粉体の他、フェライト系、アルニコ系、ある
いはネオジウム−鉄−ボロン系等の何れであってもよい
。成形空間の形状は薄肉円筒状や薄肉板状等の場合に特
に効果が顕著であるが、それ以外の任意の形状の場合に
も適用できる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように金型の成形空間の開口近傍に、中
心軸方向が成形空間深さ方向にほぼ一致する向きにソレ
ノイドコイルと磁性ボールを設置し、着磁したボンド磁
石用粉体を該コイル内に入れ、交流磁場を印加して成形
空間内に充填し、圧縮成形するように構成したから、ボ
ンド磁石用粉体に磁気的吸引力が働き、成形空間の開口
面積が小さい場合や開口部が極端に狭いような場合でも
、その磁気的吸引力によってボンド磁石用粉体を迅速に
該成形空間内に充填できる。しかもボンド磁石用粉体を
強制的に機械的に押し込むのではなく磁気的吸引力によ
って充填するから、元の粉体の形状がそのまま保たれ、
密度分布が均一で成形体重量も一定となり、特性のばら
つきが少なくなる。

特に薄肉リング形状の異方性ボンド磁石を製造する場合
には、着磁したボンド磁石用粉体を迅速且つ均一に充填
できるため、金型内で十分に配向させることができる。

また本発明では永久磁石粉体と樹脂バインダーとの混合
物を着磁処理した後に押出し造粒するため、粒度と特性
の揃った造粒粉を得ることができ、充填量の増大と均一
化がもたらされる。これらの結果、ボンド磁石の特性が
向上する。

更に本発明は金型上部にソレノイドコイルを設置するだ
けであるから、既存のどのような形態の成形機にも適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いる成形装置の要部と交流磁力
線を示す説明図である。 １０・・・ダイス、１２・・・下ロンド、１４・・・下
パンチ、１８・・・成形空間、２０・・・ソレノイドコ
イル、２２・・・磁性ボール、２４・・・ボンド磁石用
粉体。 特許出願人　　富士電気化学株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．金型の成形空間の開口近傍にソレノイドコイルを、
   その中心軸方向が成形空間深さ方向にほぼ一致する向き
   に設置すると共に、該ソレノイドコイルの中心に磁性ボ
   ールを配置した装置を使用し、着磁処理後に押出し造粒
   法により造粒したボンド磁石用粉体を前記ソレノイドコ
   イル中に入れ、交流電流を供給して前記成形空間内に充
   填し、圧縮成形することを特徴とするボンド磁石の製造
   方法。
2. ２．成形空間は薄肉リング状をなし、圧縮成形時に磁場
   を印加して異方性磁石とする請求項１記載のボンド磁石
   の製造方法。