JPH0372604A - 半円状異方性フェライト磁石 - 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 この発明は、ＭＯｎＦｅ２Ｏ３（ＭＭ；Ｂａ、　Ｓｒ、
　Ｐｂの少なくとも１種、ｎ　；　５．５〜６．２）か
らなる半円状の異方性フェライト磁石の改良に係り、割
れ発生のため従来得ることができなかった中心角度ｅ　
：１６５°〜１８２°の略半円状で、残留磁束密度Ｂｒ
４０００（Ｇ）以上を有する半円状異方性フェライト磁
石に関する。

従来の技術 一般に、マイクロモーター、ジェネレーターなどに使用
される所謂リング型異方性フェライト磁石には、一体型
の磁石や分割型磁石が使用されている。

一体型磁石の場合、成型体を焼結する際に、磁場方向で
ある径方向と磁場方向に直角方向の高さ方向では、収縮
率が異なり、特に、焼結体の磁気特性向上のために径方
向への印加磁界を高くすればするほど、焼結時の収縮率
の差は大きくなり、焼結体の内外周部に、割れや亀裂な
どが発生し、製品歩留が低下する問題がある。

また、逆に成型時の印加磁界強度を低くすると、焼結体
の磁気特性の低下を来たすため、従来、一体型焼結磁石
の残留磁束密度は、最大で、ａｏｏｏ〜３２００（Ｇ）
程度しか得られなかった。

分割型磁石の場合は、断面弓形フェライト磁石を複数用
いるが、該弓形成型体を焼結する際に、成型体の外周面
側と内周面側との収縮率の相違により、外周面側には引
張応力、内周側には圧縮応力が作用し、焼結体の外周面
に亀裂あるいは割れ不良が発生し、製品歩留の低下を来
たしていた。

従来の断面弓形フェライト磁石において、上記収縮率の
相違を制御することができないため、良好な製品の得ら
れる弓形円弧面の開き角度、すなわち中心角度は、最大
で１４５°しか得られなかった。

したがって、弓形焼結体の中心角度を所要角度となるよ
うに加工した３個あるいは４個の焼結体を組合わせて、
一体化しており、多大の加工ならびに組立工程を要する
だけでなく、十分な磁気特性のリング状磁石を得ること
が困難であった。

発明が解決しようとする課題 特開昭５０−２２２９５号において、モータ用の円筒状
永久磁石として、主な磁化容易軸がその中心から半径方
向に放射上に配向した２個以上の半円状異方性フェライ
ト磁石を継ぎ合せて一体化したリング状永久磁石が提案
されている。

しかし、上記公報に発明者らが明らかにする如く、中心
角度が１２０°以内ならばほぼ中心から半径方向に粒子
の配列を行うことができ、平板状磁石に準する高磁気特
性の永久磁石を得ることができるが、中心角度が１８０
°の半円状異方性フェライト磁石ではその中心部と両端
部近傍とでは磁気特性が異なり、実施例にて、中心部に
比べ両端部近傍の磁気特性が低くなることを示しており
、特に磁気特性にばらつきのない構成として、中心角度
が１２０°の弓形状永久磁石を３個継ぎ合せた構成を提
案している。

以上に示すように、従来から知られる分割型磁石の場合
は、機械的な強度、磁気特性等の観点からして少なくと
も３個以上の断面弓形永久磁石を３− 継ぎ合せて一体化した構成が採用されてし）るのが現実
である。

この発明は、リング状フェライト磁石を形成するのに組
立が容易で、かつ割れや亀裂の発生がなく、外観良好で
磁気特性がすぐれた半円状の異方性フェライト磁石の提
供を目的としている。

課題を解決するための手段 この発明は、割れ発生が皆無で残留磁束密度が高く、半
円状からなる異方性フェライト磁石を目的に、半円状成
型体の焼結反応時における収縮特性を制御する方法を種
々検討した結果、特定性状の成型体の焼結時に、上記成
型体の開放脚部側を焼結用台板に載置し、該成型体外周
面中央付近に所定の荷重を付加しながら焼結することに
より、高残留磁束密度の半円状異方性フェライト磁石を
割れ発生なしに製造できることを知見し、この発明を完
成した。

すなわち、この発明は、 分子式ＭＯ−ｎＦｅ２Ｏ３（ＭＭ；Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｐ
ｂの少なくとも１種、ｎ；５．５〜６．２）からなり、
４− 中心角度ｅ　＝＝　１６５°〜１８２°を有する略半円
状で、かつ中心点から径方向に放射状に配向率８０％以
上の異方性を有する成型焼結体からなり、 成型体の焼結時に成型体の開放脚部側を焼結用台板に載
置して、成型体外周面中央付近に該成型体重量の１０％
〜２００％の荷重を付加しながら焼結されて割れ発生が
皆無で、かつ残留磁束密度Ｂｒ４０００（Ｇ）以上を有
することを特徴とする半円状異方性フェライト磁石であ
る。

作用 この発明による半円状異方性フェライト磁石は、従来、
割れ発生のために得られなかった中心角度０：１６５°
〜１８２°を有する略半円状で、かつ中心点から径方向
に放射状に配向率８０％以上の異方性を有する成型焼結
体であり、大幅に磁気特性（ΦＴ、　Ｂｒ）が向上し残
留磁束密度Ｂｒ４０００（Ｇ）以上を有する。

すなわち、この発明による半円状異方性フェライト磁石
は、成型体の開放脚部側を焼結用台板に載置し、該成型
体外周面中央付近に所定の荷重を付加し、成型体の外周
面側と内周面側との収縮率の相違を制御しながら焼結さ
れて、割れ発生が皆無となり初めて得ることができたも
のである。

発明の好ましい態様 この発明の対象とするフェライト磁石は、分子式がＭＯ
−ｎＦｅ２Ｏ３（ＭＭ；Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｐｂの少なく
とも１種、ｎ　；　５．５〜６．２）からなるすべての
フェライト磁石である。

この発明による半円状異方性フェライト磁石において、
中心角度０を１６５°〜１８２°としたのは、１６５゜
未満では組立磁気回路における磁石間の空隙が大きくな
り、磁気回路のヨークとの間に漏洩磁束が発生して、磁
束密度分布が不均一になるなどの特性劣化があり、マイ
クロモーター、ＤＣモーター等に組込んだ際の磁気音が
大きくなり好ましくなく、また、１８２°を越えると焼
結時、成型体外周面に発生する引張応力と内周面に発生
ずる圧縮応力により、焼結体に割れや亀裂を生じ、外観
良好な製品を得られないためである。また、中心角度は
、成型性および磁気特性を考慮すると、１７５°〜１８
２°が好ましい。

製造方法 この発明の半円状異方性フェライト磁石の製造方法を以
下に具体的に詳述する。

この発明の半円状異方性フェライト磁石は、後述する製
造方法を採用することにより中央部と両端部近傍との磁
気特性差が少なく８０％以上の高い配向率で、４０００
（Ｇ）以上の残留磁束密度を有し、しかも亀裂や割れを
生じない優れたフェライト磁石である。

焼結前の成型体は、公知のスラリー状磁石原料粉末ある
いは乾式磁石原料粉末を、ダイス内にて非磁性材の上下
パンチにより、磁場方向と直角方向に圧縮成型する、所
謂、直角磁界プレス装置による成型体である。また、成
型体の密度は、３．１〜３．５が好ましい。

この直角磁界プレス装置を用いることにより、焼結後の
Ｂｒを４０００（Ｇ）にするために必要である成７− 型体円弧面中心点から径方向に放射状の磁場配向率を８
０％以上とすることができる。

この高い配向率を有する成型体を亀裂や割れを生じさせ
ることなく焼結体とするためには、成型体の中心角度及
び成型体外周面に載置する荷重を適切に選定する必要が
ある。

成型体の中心角度を１５５°未満にすると、焼結体を所
要の１６５°以上にすることができず、１７５°を越え
ると焼結体の中心角度が１８２°を越え、焼結体に亀裂
や割れを生じるため、成型体の中心角度は、１５５°〜
１７５°とする。

また、成型体外周面の中央部に載置する荷重を、該成型
体重量の１０％〜２００％とした理由は、１０％未満で
は荷重効果が少なく、焼結時の成型体の外周面および内
周面に発生する引張応力、圧縮応力を制御することが困
難となり、中心角度が１８２°以上となり、焼結体に割
れや亀裂を発生して良好な製品が得られず、また、２０
０％を越えると、成型体が荷重に耐えられず、焼結体に
割れを生じるためである。特に、中心角度が１８００前
後のほぼ８− 半円状の焼結体を得るには、上記荷重は成型体重量の１
０％〜６０％が望ましい。

上記荷重物の成型体外周面における載置位置は、第１図
に示す如く、焼結用台板（３）に開放脚部側を載置した
成型体（１）の外周面中央部付近に、荷重物（２）を密
着させた場合、成型体（１）幅（Ｌ）に対する荷重物（
２）幅（１）を、１＝０．１Ｌ−０，９Ｌとするのが好
ましく、また、荷重物が成型体外周面中央部で成型体よ
り離間し、荷重物の両端部で成型体と接触する場合は、
１　＝　０．１Ｌ−０，５Ｌとするのが好ましい。

また、荷重物は、成型体の焼結温度に耐える材質であれ
ば、金属、セラミックスなどいずれの材質でもよく、ま
た、焼結体と同種のフェライト磁石片でもよい。形状は
円弧状、板状などいずれの形状でもよいが、安定性の点
では成型体外周面形状と相似形が好ましい。

また、この発明による異方性フェライト磁石の焼結温度
は１２００°Ｃ〜１２５０℃が望ましい。

実施例 実施例１ ＳｒＯ１０ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３９０ｗｔ％からなるスラ
リー状磁石原料粉末を、直角磁界成型装置を用いて、１
０ｋＯｅの磁界中で０．５ｔ／ａｍ２の圧力により、外
周面半径４４ｍｍｘ磁場方向厚み１５ｍｍＸ中心角度１
７０’Ｘ高さ２０ｍｍ寸法、重量１００ｇの成型体を、
２０個成型した。

得られた密度３．２の半円状成型体の全数を、第１図の
如く、成型体の開放脚部を焼結用台板に載置し、成型体
外周面中央に、１＝１３ｍｍ（１／Ｌ＝１５％）なる位
置に、２０ｇのＳｒフェライト片を荷重として載せ、１
２５０℃、２時間の焼結を施して焼結体を得た。この焼
結体の中心角度及び外観状況を第１表に示す。

また、比較のため、成型体の焼結時に荷重を載せない以
外は、成型体の材質、形状、寸法、焼結条件を同一条件
として作製した比較焼結体全数の中心角度と外観状況を
調べ、第１表に併記する。

第１表から明らかなように、この発明の異方性フェライ
ト磁石は、所要の中心角度１８００が得られ、かつ割れ
発生が皆無である。

また、この発明の半円状異方性フェライト磁石の２個を
、組立接着し、外径７０ｍｍＸ内径４８ｍｍＸ高さ１６
ｍｍ寸法に加工し、径方向に内径に６極を着磁し、各磁
極における配向率をローターフレックスで測定した結果
、配向率は９４％〜９６％と、ばらつきが少なく、さら
に、ＪＩＳ法にて残留磁束密度（Ｂｒ）を測定した結果
、Ｂｒ＝４３００Ｇと従来法では得られない高磁束密度
特性が得られた。

第１表 ＳｒＯ１０ｗｔ％、Ｆｅ２Ｏ３９０ｗｔ％からなるスラ
リー状磁石原料粉末を、直角磁界成型装置を用いて、１
０ｋＯｅの磁界中で０．５ｔ／ｃｍ２の圧力により、外
周面半径４４ｍｍｘ磁場方向厚み１５ｍｍｘ中心角度１
１− １７０°×高さ２０ｍｍ寸法、重量１００ｇの成型体を
成型した。

得られた密度３．２の半円状成型体の全数を、第１図の
如く、成型体の開放脚部を焼結用台板に載置し、成型体
外周面中央に、１．１／Ｌ、　Ｓｒフェライト片荷重を
第２表に示すように種々変化させて載せ、各条件で５０
個ずつ、１２５０℃、２時間の焼結を施して焼結体を得
た。この焼結体の中心角度、外径、割れ発生率の外観状
況並びに残留磁束密度（Ｂｒ）を測定し、その結果を第
２表に示す。

第２表の結果から明らかなように、成形体の外周中央面
付近に載置する荷重を調整することにより、半円状異方
性フェライト磁石の中心角度（ｅ）を任意に設定でき、
また、外観性状のすぐれた製品が得られることが分る。

以下余白 ＝１２− 発明の効果 この発明により半円状異方性フェライト磁石は、割れ発
生が皆無で大幅に磁気特性（ΦＴ、　Ｂｒ）が向上し、
機器の小型化、軽量化に有効であり、また、この発明の
製造方法による磁石を使用ことによって、発電機用、Ｄ
Ｃモーター用、ＶＣＭ用等の磁気回路における加工、組
立工数低減と共に、総表面磁束数ΦＴの向上及び表面磁
束密度分布のばらつき減少の効果が得られ、従来のモー
ター用磁気回路の問題点である磁気音の解消と共にトル
ク特性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半円状異方性フェライト磁石を得る
ための製造方法を示す半円状成形体の説明図である。 １・成形体、２・・・荷重物、３・・・焼結用台板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分子式ＭＯ・ｎＦｅ＿２Ｏ＿３（Ｍ；Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ
   の少なくとも１種、ｎ；５．５〜６．２）からなり、 中心角度θ＝１６５°〜１８２°を有する略半円状で、
   かつ中心点から径方向に放射状に配向率８０％以上の異
   方性を有する成型焼結体からなり、 成型体の焼結時に成型体の開放脚部側を焼結用台板に載
   置して、成型体外周面中央付近に該成型体重量の１０％
   〜２００％の荷重を付加しながら焼結されて割れ発生が
   皆無で、かつ残留磁束密度 Ｂｒ４０００（Ｇ）以上を有することを特徴とする半円
   状異方性フェライト磁石。