JPH0418710A - 希土類樹脂結合型磁石の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は希土類樹脂結合型磁石の製造方法に関する。

［従来の技術］ 樹脂結合型磁石の成形方法としては以下に示したような
成形方法が挙げられる。

１、圧縮成形法 ２、射出成形法 圧縮成形法は磁石粉末と熱硬化性樹脂からなる磁石組成
物をプレスの金型中に充填し、これに圧力を加えて圧縮
して成形し、その後、加熱して樹脂を硬化させて成形す
る方法である。この時、磁石組成物中の磁性粉末量は９
５ｗｔ％以上含まれる。

この圧縮成形法は」１記のように他の成形方法に比べ磁
石組成物中の樹脂成分量が少ないため、成形された磁石
の磁気性能は高いが、磁石の形状に対する自由度は小さ
い。

射出成形法は磁石粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組成
物を加熱溶融し、十分な流動性をもたせた状態で金型内
に注入して所定の形状に成形する方法である。射出成形
法は磁石組成物に流動性をもたせるために磁石組成物中
の樹脂成分量が圧縮成形に比べて多く、磁石組成物中の
磁石粉末量は９０〜９５ｗｔ％程度となるために磁石成
形体の磁気性能は低下する。しかし、形状の自由度は圧
縮成形法に比べ大きい。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の製造方法には以下に示すような課
題を有している。

第一に、圧縮成形法、射出成形法ともに成形工程が磁石
組成物の金型への充填、成形、成形品の取り出しという
一定のサイクルがあり、基本的にバッチ式生産システム
であるため、その生産性には限界がある。また、最近需
要が増えている寸法の長い磁石の成形に対しても原料の
充填や成形品の取り出しが困難であることや成形磁石の
磁気性能が低下する等の理由から、成形品の長さには限
界がある。

そこで、これらの問題を解決する手段として押出成形法
が挙げられる。押出成形法は磁石粉末を樹脂と混練した
後に押出機で金型内に送り込み金型内で賦形して成形す
る方法である。この方法の場合には生産工程が連続的で
あるため、生産性が良く、また長さに関しては任意に成
形可能である。

この様に従来の圧縮成形や射出成形には無い利点を押出
成形は有している。しかしながら、この押出成形法も以
下の課題を有している。

すなわち、押出成形に使用される樹脂としては熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂の両者が挙げられる。

しかし、熱可塑性樹脂は一般に耐熱性が悪く、高温での
使用には不適である。また、最近、熱可塑性樹脂でもか
なり耐熱性の向上したものも上申されているがこれらの
樹脂の場合には成形性が悪く、成形温度が高くなるため
、成形中に磁石粉末が劣化し、成形磁石の磁気特性が劣
化するという問題点がある。一方、熱硬化性樹脂を使用
した場合には成形磁石の耐熱性は良好であり、また耐薬
品性にも優れている。この樹脂を使用して成形する方法
としては金型内で賦形した後に冷却固化して押出成形し
た後にキユアリングを施すという方法がある。しかし、
この方法の場合には押出成形後、キユアリングの工程が
加わるため、生産性が低下し、またコストも上昇する。

さらに寸法精度を向上させるためには例えば、特開平１
−１６９９１１のような方法が必要となる。さらに、上
記のような熱可塑性樹脂を使用した場合や熱硬化性樹脂
を使用して冷却固化して成形する方法の場合は金型の寸
法と成形磁石の寸法が収縮等により必ずしも一致しない
ため正確な寸法で成形することが困難である。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、従来の成形技術では成形が困難で
あった長尺の磁石を提供するところにある。また、他の
目的としては成形工程を簡略にし、これによってコスト
を低減させるところにある。さらに他の目的としては耐
熱性、耐薬品性が良好でかつ成形中での磁石粉末の劣化
を抑えた高性能な磁石を提供するところにある。さらに
他の目的としては寸法精度の高い磁石を容易に提供する
ところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造方法は希土類磁石
粉末と熱硬化性樹脂および添加剤（無機物を含む）から
なる希土類樹脂結合型磁石の製造方法において、金型内
で希土類磁石粉末と樹脂および添加剤の混合溶融物を賦
形し、かつ熱硬化性樹脂を加熱硬化して磁石の最終形状
を維持し、押出成形することを特徴とする特 また、上記製造方法において、成形された磁石の最大肉
厚と最小肉厚の差△ｔが成形磁石の平均肉厚ｔに対して
、 ０≦Δｔ≦０．５ｔ であることを特徴とする。

また、上記希土類磁石粉末がＲとコバルトを主体とする
遷移金属元素からなる磁石粉末である。

さらに、上記希土類磁石粉末がＲと鉄を主体とする遷移
金属元素およびほう素からなる磁石粉末である。

［作用］ 本発明の構成によれば、希土類磁石粉末と樹脂からなる
希土類樹脂結合型磁石の成形方法として押出成形法を用
いることにより、従来の圧縮成形法や射出成形法では成
形が困難である形状が成形可能となる。すなわち、磁石
成形体の長尺化が可能どなる。押出成形法の場合、希土
類磁石粉末と樹脂からなる混合溶融物を金型内で連続的
に絞り込む方法であり、従来の成形法では基本的にバッ
チ処理であるために従来の成形方法は磁石成形体の長さ
は金型の形状ｐこ依存し、従って成形体の長さには制限
があるのに対し、押出成形法では金型から連続的に成形
されるため磁石成形体の長さは任意に成形される。

押出成形法として、金型内で成形磁石の最終形状に賦形
し、加熱硬化して成形を行うことにより、熱硬化性樹脂
を使用して冷却固化成形を行う場合には寸法を維持しな
がらのキユアリング工程が必要になるがこの工程も寸法
の維持を行う必要がなくなる。これらのことから従来の
成形方法に比べ製造方法が前略化され、これによってコ
ストを低減させることができる。また、熱可塑性樹脂を
使用して、冷却固化成形をする場合や熱硬化性樹脂を使
用して冷却固化成形をする場合には冷却固化は基本的に
物理的な変化による形状の維持を図るため金型から出た
時点で応力緩和等による寸法の変化が生じ、金型の寸法
と成形磁石の寸法が異なるが、本発明の方法では金型内
で加熱硬化させ、樹脂を三孜元架橋させる化学的変化を
ともなう成形を行うため金型から押し出された後の寸法
変化はほとんど無いため、はぼ金型の寸法通りの成形が
可能となる。

樹脂として、熱硬化性樹脂を採用することにより、熱可
塑性樹脂を使用することに比べ、耐熱性、耐薬品性が向
上する。

ここで、成形磁石の最大肉厚と最小肉厚の差Δｔが成形
磁石の平均肉厚ｔに対して ０≦Δｔ≦０．５ｔ としたのは、本発明の製造方法は金型内で三吹元架橋す
るという化学的な不可逆変化を伴う方法であるため押出
成形の金型のプロファイル上では均一に化学変化が行わ
れる必要がある。もし、化学変化が不均一になると磁石
粉末と樹脂の混合溶融物の流れに偏向が生じ、成形する
ことが不可能になる。したがって、この均一性を確保す
るために上記のような規定が必要となる。すなわち、成
形磁石の平均肉厚に対して最大肉厚と最小肉厚の差が半
分以上になると磁石中の樹脂は熱伝導率が低いために磁
石表面と内部に温度差が生じるため温度分布が不均一と
なり、このため、架橋反応にも不均一さが生じる。これ
によって、磁石を成形することが困難になる。肉厚規定
の下限については上記のような理由から肉厚差が少ない
ほど成形条件の均一性が増すことから最小値は肉厚差が
０となるときである。

以下、実施例に従い詳細に説明を行う。

［実施例コ 第１図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
している。希土類磁性粉末と樹脂と添加剤を所望の混合
比に秤量した後にロールミル、押出機等の混合機で混合
し、コンパウンドを作成する。このコンパウンドを成形
機に投入しゃすい大きさに粉砕し、押出成形機に投入す
る。ここで使用した押出機は一軸のスクリュー式押出機
だった。

押出機中でコンパウンドは加熱され、樹脂が溶融状態と
なり、この状態で押出機に接続された金型に送り込まれ
る。金型中でコンパウンドは最終形状に賦形され、かつ
金型内で加熱硬化され、金型から磁石成形体がが押し出
される。この時、比較例として冷却固化成形を行ったと
きには金型先端部で冷却されて成形される。押し出され
た磁石は引き取られ、切断機によって切断される。この
後必要があればボストキユアリングを行い、希土類樹脂
結合型磁石を成形した。比較例として熱硬化性樹脂を冷
却固化したときには切断後、成形磁石の寸法を雑持しな
がらキユアリングをなった。また、磁場配向成形を行っ
た時には切断前に脱磁を行った。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１） 第１表に熱硬化性樹脂を使用して金型内で熱硬化成形及
び熱可塑成形を行ったときの結果を示す。

この時使用した樹脂としては室温では固形であり、１２
０から１５０’Ｃで熱可塑領域を持ち、１８０から２０
０°Ｃで硬化するエポキシ樹脂を使用した。

磁石粉末としてはＳＳｍ２Ｔ＋７（ＴＭはコバルトを主
体とする遷移金属）を使用し、磁石粉末と樹脂（添加剤
を含む）の混合比を体積比で６０：４０となるように秤
量した。成形した磁石の形状は金型の寸法で外径３２．
８０ｍｍ、内径３０．８０ｍｍの円筒状磁石であり、ラ
ジアル配向磁石を成形した。

第１表 ＊；単位　ＭＧＯｅ 表中の成形法１及び２はそれぞれ本発明の加熱硬化成形
、比較例の冷却固化成形を表わしている。

表から明らかなように本発明の成形方法で成形した磁石
は比較例で成形した磁石の性能に比べ性能が高い。これ
は比較例の場合、押出成形後、脱磁した後にキユアリン
グを行い、磁石を成形するが完全に脱磁をすることが困
難であるため、若干磁束が残り、この状態でキユアリン
グを行うため、残留磁束により磁場配向が乱れ、磁気性
能が劣化するためであると考えられる。また、成形後の
寸法についてみてみると本発明の成形方法の場合はほぼ
金型の寸法通りに成形を行うことが可能であるが比較例
の場合、押出後、応力緩和等の影響により収縮し、金型
寸法に比べ成形磁石の寸法は小さくなっている。このこ
とから本発明の方法の場合は磁石の正確な寸法に成形し
易く、また表値からもわかるように寸法精度高く成形す
ることが可能であることは明らかである。

（実施例２） 次に樹脂として熱硬化性樹脂を使用した時と熱可塑性樹
脂を使用したときの影響について調べた。

この結果を第２表に示す。この時使用した樹脂としては
熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂を使用し、熱可塑
性樹脂としてはナイロン１２を使用した。磁石粉末には
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系急冷磁石粉末を使用し、磁石粉末と樹
脂（添加剤を含む）の混合比は体積比で６６：　　３４
となるように秤量した。成形した磁石の形状は実施例１
と同様であり、等方性磁石を成形した。

第２表 ＊；単位　ＭＧＯｅ ここで表中の樹脂１及び２はそれぞれフェノール樹脂、
ナイロン１２を表わしている。表より明らかなように熱
硬化性樹脂のフェノール樹脂を使用した時の方が熱可塑
性樹脂のナイロン１２を使用した時よりも磁気性能が高
い。これは磁石の成形温度がフェノール樹脂の場合は１
６０〜２００°Ｃであるのに対し、ナイロン１２の場合
は２５０〜２８０°Ｃと高いため、ナイロン１２を使用
したときには成形中に磁石粉末が劣化したためであると
考えられる。また、寸法についてみるとナイロン１２を
使用したときには押出後、収縮が起こるため、成形磁石
の寸法が小さくなっているが、フェノール樹脂を使用し
た場合には寸法変化はほとんどなく寸法精度良く成形す
ることが可能であった。

（実施例３） 欧に種々の樹脂を使用して磁石を成形したときの磁石の
諸性質について示す。第３表は本実施例に使用した樹脂
を示している。

第３表 表値より、熱可塑性樹脂を使用するよりも熱硬化性樹脂
を使用した場合の方が耐薬品性、耐熱性が向上すること
は明かである。

第四表 ここで樹脂Ｅは比較例として示した熱可塑性樹脂であり
、樹脂結合型磁石の射出成形で一般に使用されているも
のである。第４表に上記の樹脂を使用して磁石を成形し
たときの磁石の諸性質を示す。

（実施例４） 次に成形磁石の最大肉厚と最小肉厚との差△ｔと磁石の
平均肉厚ｔによる磁石の成形性について調べた。その結
果を第５表に示す。

ここで成形した磁石は磁石粉末にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉
末を使用し、成形磁石は円弧の径が２０ｍｍのかわら状
磁石を成形した。また樹脂としてはエポキシ樹脂を使用
し、磁石粉末と樹脂の混合比は体積比で６０：４０とし
た。

第５表 ＠○：成形成形へ：成形難、×：成形不可表より明らか
なように成形磁石の最大肉厚と最小肉厚の差△ｔが０．
５ｔ（ｔ−平均肉厚）以上の時には成形が困難かもしく
は成形不可と成形性が著しく低下する。これは肉厚差が
大きくなると磁石のプロファイル上での温度分布が不均
一となり、磁石粉末と樹脂の混合溶融物の流れに偏向が
生じるために成形性が低下したものと考えられる。表中
でΔｔが０のとき、特にＯとしたのは肉厚差が最も少な
いときが混合溶融物の流れが均一になり、従って架橋反
応も最も均一になるため成形性が非常に良好になるため
である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造
方法により、希土類樹脂結合型磁石をより簡略な工程で
提供することが可能となり、磁石の製造コストも低減さ
せることが可能となる。また、成形中の磁石の磁気特性
劣化を防ぎ、これによる高性能な磁石を提供することが
可能となる。

また、寸法精度の良好な磁石をより容易に提供すること
が可能となる。さらに、樹脂として熱可塑性樹脂を使用
することにより、耐薬品性、耐熱性の優れた磁石を製造
することが可能となる。また、従来の成形方法では成形
することが困難であった長尺磁石を成形することが可能
になり、このことから希土類樹脂結合磁石の応用分野を
さらに広げることが可能となる。この製造方法による磁
石はステッピングモータ、ＤＣモータ、センサー　マグ
ロール等に広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
す図。 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂および添加剤（無
   機物を含む）からなる希土類樹脂結合型磁石の製造方法
   において、金型内で希土類磁石粉末と樹脂および添加剤
   の混合溶融物を賦形し、かつ熱硬化性樹脂を加熱硬化し
   て磁石の最終形状を維持し、押出成形することを特徴と
   する希土類樹脂結合型磁石の製造方法。
2. （２）上記製造方法において、成形された磁石の最大肉
   厚と最小肉厚の差Δｔが成形磁石の平均肉厚ｔに対して
   、 ０≦Δｔ≦０．５ｔ であることを特徴とする請求項１記載の希土類樹脂結合
   型磁石の製造方法。
3. （３）上記希土類磁石粉末が希土類元素（以下Ｒと表わ
   す）とコバルトを主体とする遷移金属元素からなる磁石
   粉末であることを特徴とする請求項１、２記載の希土類
   樹脂結合型磁石の製造方法。
4. （４）上記希土類磁石粉末がＲと鉄を主体とする遷移金
   属元素およびほう素からなる磁石粉末であることを特徴
   とする請求項１、２記載の希土類樹脂結合型磁石の製造
   方法。