JPH04239103A - 電子ビーム集束用異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子ビーム集束用磁
気回路に用いる異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁
石に係り、高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石
合金粉末をエポキシ樹脂などで隔離された状態で所要形
状に成型して４．５ｇ／ｃｍ３以上の密度を有すること
により、渦電流の発生が小さく、温度特性、高周波特性
に優れ、磁石内の磁気特性が均一である電子ビーム集束
用異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオプロジェクターは、所謂ＲＧＢと
よばれる単色の３本のＣＲＴを使用し、各ＣＲＴの蛍光
面上に各々電子ビームを集束させて発光させ、その光を
さらに光学レンズを通して大きなスクリーンに映像とし
て写し出す構成からなる。ＲＧＢに用いられるＣＲＴは
そのネック部に、電子ビームを発射する電子銃と、電子
ビーム集束用磁気回路、集束した電子ビームを所要方向
に偏向させるための偏向コイル部を有し、さらに画面と
なる蛍光面部とから構成されている。

【０００３】電子ビーム集束用磁気回路は、電子銃より
発射された電子ビームをＣＲＴの蛍光面上に均一に照射
するため、映像の鮮明度に大きく関わり、通常、図４、
図５の如き構成からなる。すなわち、電子ビーム集束用
磁気回路１は、両端面に一対の環状ポールピース３，３
配設してあり、フェライト磁石、フェライト樹脂磁石ま
たは鋳造Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁石（所謂鋳造アル
ニコ磁石）からなる環状永久磁石４と、その内周側にコ
イルボビン５に巻回されて同軸配置される磁界強度調整
用の環状直流コイル６から構成され、ＣＲＴネック部２
の内部空隙７に電子ビーム集束用の磁界を形成している
。

【０００４】このような構成において、電子銃より発射
された電子ビームは、上記電子ビーム集束用磁気回路に
よって形成される磁界内を通過した後、偏向コイル（図
示せず）によって、所要方向に偏向され、ＣＲＴの蛍光
面に達する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子ビーム集束
用磁気回路に用いる環状永久磁石（以下フォーカス用磁
石という）にはａフェライト磁石、ｂフェライト樹脂磁
石、ｃ鋳造Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁石が主に用いら
れていた。

【０００６】フェライト磁石、フェライト樹脂磁石では
、渦電流の発生の恐れはなく高周波特性に問題はないが
、例えば、Ｂｒの温度係数が−０．１８％／℃と温度特
性が良くない。また、鋳造Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁
石は、Ｂｒの温度係数が−０．０２％／℃と温度特性は
フェライトに比べ極めて良いが、磁石内部に渦電流が発
生してノイズを生じる等、高周波特性に悪影響を与える
。さらに、鋳造Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系磁石は、磁石
内においてミクロ組織が不均一なため、磁気特性に必ず
しも均一でない部分を生じて、フォーカス特性にも悪影
響を与える問題があった。

【０００７】この発明は、上述の問題点に鑑み、渦電流
の発生がなく、温度特性、高周波特性にすぐれ、特に、
磁気特性が磁石内で均一でフォーカス用磁石として最適
な永久磁石の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、Ｃｏ　　３
０〜４２ｗｔ％、Ｔｉ　　４．７〜７．０ｗｔ％を含有
する高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石合金粉
末が樹脂で隔離された状態で所要形状に成型され、密度
が４．５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする電子ビ
ーム集束用異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石で
ある。また、この発明は、合金粉末の平均粒度が１８μ
ｍ〜５００μｍであり、（ＢＨ）ｍａｘが１．３ＭＧＯ
ｅ以上であることを特徴とする異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｆｅ系樹脂磁石である。

【０００９】

【作用】この発明による異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ
系樹脂磁石は、所要組成の高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−
Ｆｅ系永久磁石合金粉末が絶縁性樹脂で隔離された状態
で所要形状に成型され、密度が４．５ｇ／ｃｍ３以上で
あることにより、渦電流の発生がなく、温度特性、高周
波特性にすぐれ、磁気特性が磁石内で均一で、フォーカ
ス用磁石として最適な永久磁石となる。

【００１０】組成限定理由Ｃｏは高保磁力を得るため必
須の元素であり、３０ｗｔ％未満では保磁力、残留磁束
密度ともに低下し、また、４２ｗｔ％を越えると低保磁
力相が析出し易くなり、これを避けるために高温での溶
体化処理が必要となり、量産に適さなくなるため、Ｃｏ
は３０〜４２ｗｔ％とする。

【００１１】Ｔｉは保磁力を向上させるために４．７ｗ
ｔ％以上添加するが、７．０ｗｔ％を越えると異相の析
出により熱処理が困難になり、良好な磁気特性が得られ
なくなり、また、磁石を硬く脆くするため、４．７〜７
．０ｗｔ％とする。

【００１２】この発明ではＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系に
おいて、上記ＣｏとＴｉのみを限定するが、その他の組
成は高保磁力を得るに必要かつ十分な下記の組成が望ま
しい。Ａｌは６．７ｗｔ％未満では面心立方構造を有す
る低保磁力相が析出し、磁石の保磁力を低下させ、また
、７．７５ｗｔ％を越えると残留磁束密度を低下させる
ため、６．７〜７．７５ｗｔ％の範囲が好ましい。

【００１３】Ｎｉは１３．７ｗｔ％未満では保磁力が急
激に低下し、また、１４．３ｗｔ％を越えると残留磁束
密度を低下させるとともに、熱処理の許容条件が厳しく
なり量産に適さなくなるため、１３．７〜１４．３ｗｔ
％の範囲が好ましい。

【００１４】Ｃｕは２．７ｗｔ％未満では保磁力が顕著
に低下し、また、３．３ｗｔ％を越えると残留磁束密度
を低下させるため、２．７〜３．３ｗｔ％の範囲が好ま
しい。

【００１５】Ｎｂは保磁力を向上させるために０．２ｗ
ｔ％以上添加するが、０．５ｗｔ％を越えると異相の析
出により熱処理が困難になり、良好な磁気特性が得られ
なくなるため、０．２〜０．５ｗｔ％の範囲が好ましい
。

【００１６】Ｓｉは鋳造性の改善のめに添加する元素で
あるが、大量の添加は磁気特性を低下させるため０．２
ｗｔ％以下とする。

【００１７】ＦｅはＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系の基幹を
なし、前記元素の残部を占める。

【００１８】また、特に好ましい組成範囲としては、Ｃ
ｏは保磁力を９５０Ｏｅ以上を得るために、３４．５〜
３９．０ｗｔ％が好ましく、ＴｉもＣｏと同様の理由で
５．０〜６．８ｗｔ％が好ましい。ＳはＡｌ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ−Ｆｅ系磁石粉末を柱状晶とする場合、柱状晶を得る
ために０．２〜１．２ｗｔ％が好ましく、また、ＣもＳ
と同様の理由で０．０１〜０．２ｗｔ％が好ましい。

【００１９】この発明において、樹脂磁石の密度を４．
５ｋｇ／ｃｍ３以上と限定した理由は、後述する実施例
３（図２）または実施例４（図３）より明らかな如く、
磁石密度と磁気特性に密接な関係があり、フォーカス用
磁石と必要な（ＢＨ）ｍａｘ＝１．３ＭＧＯｅ以上の磁
気特性を得るには、４．５ｇ／ｃｍ３以上の密度が必要
なためである。好ましい密度は、４．５〜５．５ｇ／ｃ
ｍ３である。

【００２０】この発明において、４．５ｇ／ｃｍ３以上
の密度を得るため、さらに、磁気特性の低下を防ぐため
、磁気特性の均一性の確保のため、すぐれた成型性を得
るためには、前記合金粉末の平均粒度を１８μｍ〜５０
０μｍとすることが望ましい。特に、フォーカス用磁石
の場合、磁気回路により発生する磁場には高い均一性を
要求されるため、密度と合金粉末の平均粒度は重要であ
る。すなわち、平均粒度が１８μｍ未満の場合は、保磁
力発生の構成となるミクロ組織を破壊してしまい保磁力
の低下、密度の低下を招来し、また、平均粒度が５００
μｍを越えると樹脂中で磁石粉末が均等に分散しなくな
り、磁石中で磁気特性に不均一な部分を生じ易くまた、
成型性が悪くなる。

【００２１】樹脂磁石を形成する樹脂には、樹脂によっ
て永久磁石合金粉末が隔離されている状態を得るため、
絶縁性、耐熱性、粒度、密度、粘度等との関係等を考慮
し、粉体エポキシ樹脂、液体エポキシ樹脂、ナイロン、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が好ましい。 また、樹脂と磁石合金粉末の混合比率は、樹脂と磁石合
金粉末を１００％として、樹脂が１〜１５ｗｔ％が好ま
しい。また、この発明によって得られる樹脂磁石は、１
０４μΩ・ｃｍ以上の高い比抵抗値を有することが好ま
しく、渦電流の著しい低減効果が得られる。

【００２２】製造方法 この発明による異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁
石の製造方法の一例を示す。 （１）上記組成からなる高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆ
ｅ系磁石合金を鋳造する。 （２）柱状晶化するものは、ゾーンメルト処理をする。 またゾーンメルト処理のほかに発熱鋳型、加熱鋳型を採
用、あるいは鋳造時に冷やし金によって柱状晶化する方
法を採用してもよい。 （３）溶体化処理、磁場中熱処理、時効処理の順に熱処
理をする。 （４）ジョークラッシャーやボールミルによって粉砕す
る。 （５）粉砕粉を分級機によって分級し、所要粒度の合金
粉末を得る。 （６）上記合金粉末を９５〜９９ｗｔ％、例えば、粉末
エポキシ樹脂または液体エポキシ樹脂を１〜５ｗｔ％の
比率で配合してミキサーで混合する。特に、予め磁石粉
末と樹脂とを十分に混合し、粉末を樹脂で隔離すること
が磁気特性の均一化などに重要である。 （７）乾燥によって液剤を蒸発させた後、ヘンシェルミ
キサー等によって解砕し分級する。なお、粉末エポキシ
樹脂を用いる場合はこの工程は不要である。 （８）油圧プレスにより圧縮成型する。油圧プレスのほ
かに、押出し成型、静水圧プレスを採用することができ
る。油圧プレスの場合、圧力は３〜１０ｔｏｎ／ｃｍ２
であり、特に好ましい範囲は５〜７ｔｏｎ／ｃｍ２であ
る。 （９）大気中で１００℃〜２００℃で１時間キュアーす
る。また、成型時に射出成型機を用いる場合は、上記（
１）〜（５）までは同方法で行い、（６）からは以下の
方法を用いる。 （６）前記合金粉末を８５〜９５ｗｔ％、ナイロンまた
はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を５〜１５ｗ
ｔ％の比率で配合してミキサーで混合する。 （７）混練機により１００℃〜３００℃に加熱しながら
混練し、混練後ペレット状にする。 （８）射出成型機により２００℃〜３００℃に加熱しな
がら成型する。

【００２３】

【実施例】実施例１ Ａｌ　　７．４５ｗｔ％、Ｎｉ　　１４．０ｗｔ％、Ｃ
ｏ　　３５．０ｗｔ％、Ｃｕ３．０ｗｔ％、Ｔｉ　　５
．４５ｗｔ％、Ｎｂ　　０．４ｗｔ％、Ｓ　　０．４５
ｗｔ％、Ｃ　　０．１ｗｔ％、Ｓｉ　　０．１ｗｔ％以
下、残部Ｆｅからなる高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ
系永久磁石合金を鋳造した。ゾーンメルト処理により柱
状晶化して、溶体化処理、磁場中熱処理、時効処理の順
に熱処理を施した後、ジョークラッシャーによって粉砕
した。さらに、粉砕粉を１５０ｍｅｓｈのふるいによっ
て分級し、平均粒度１８μｍの合金粉末を採取した。得
られた合金粉末を９８ｗｔ％、樹脂を２ｗｔ％の比率で
、双方合わせて２００ｇになるように配合してミキサー
で混練した。なお、樹脂としては、粉末エポキシ樹脂（
３Ｍ社製スコッチキャスト・レジン）、液体エポキシ樹
脂（日本ペルノックス社製Ａ及びＢ）の３種類を使用し
た。さらにミキサーで混合して、大気中で２４時間乾燥
させたのち、ヘンシェルミキサーによって解砕し、分級
した。その後、油圧プレスにより５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧
力で所要形状に圧縮成型し、大気中、１５０℃で１時間
キュアーした。 以上の工程により得られた外径７０ｍｍ×内径５０ｍｍ
×厚さ２０ｍｍのこの発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆ
ｅ系樹脂磁石の磁気特性を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２ Ａｌ　　７．０ｗｔ％、Ｎｉ　　１４．１ｗｔ％、Ｃｏ
　　３５．５ｗｔ％、Ｃｕ３．０ｗｔ％、Ｔｉ　　５．
３ｗｔ％、Ｎｂ　　０．３ｗｔ％、残部Ｆｅからなる合
金を鋳造した。溶体化処理、磁場中熱処理、時効処理の
順に熱処理を施した後、ジョークラッシャーによって粉
砕した。 さらに、粉砕粉を分級機によって分級し、平均粒度がそ
れぞれ異なる５種類の合金粉末を採取した。上記混合粉
末を９８ｗｔ％、粉末エポキシ樹脂（３Ｍ社製スコッチ
キャスト・レジン）を２ｗｔ％の比率で、双方合わせて
２００ｇになるように配合して各々ミキサーで混練した
。その後、油圧プレスにより３〜４ｔｏｎ／ｃｍ２の圧
力で圧縮成型し、大気中、１５０℃で１時間キュアーし
た。以上の工程により得られた外径７０ｍｍ×内径５０
ｍｍ×厚さ２０ｍｍのこの発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｆｅ系樹脂磁石の磁気特性と密度を、平均粒度との関
係として図１に示す。図１において○印が４ｔｏｎ／ｃ
ｍ２の圧力の場合、△印が３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力の場
合である。

【００２６】実施例３ 実施例１と同組成、同方法で樹脂として液体エポキシ樹
脂（日本ペルノックス社製Ａ）を使用し、外径７０ｍｍ
×内径５０ｍｍ×厚さ２０ｍｍのこの発明による高保磁
力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石を作製した。また
、比較材として、従来の鋳造法にて実施例１と同組成か
らなる外径７０ｍｍ×内径５０ｍｍ×厚さ２０ｍｍの高
保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系鋳造磁石を作製した。 この発明による樹脂磁石と従来の鋳造磁石をそれぞれ４
等分に切り出して同一寸法に加工したのち、磁気特性を
測定して平均値、標準偏差値を求めた。測定結果を表２
に示す。測定結果から明らかなように、この発明による
樹脂磁石は従来の鋳造磁石に比べて磁気特性が均一であ
り、特性のばらつきが極めて少ないことがわかる。 また、比抵抗値を測定したところ、従来の鋳造磁石は５
０μΩ・ｃｍであるのに対し、この発明による樹脂磁石
は３×１０４μΩ・ｃｍであり、比抵抗値が従来の約１
０００倍も大きいことから、磁石合金粉末が樹脂で十分
に隔離されていることがわかる。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例４ 実施例１で樹脂混練、乾燥解砕し、分級して得た高保磁
力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石合金粉末を用いて
、油圧プレスにより３〜５ｔｏｎ／ｃｍ２で圧縮成型し
、種々の密度を得たのち、大気中、１５０℃で１時間キ
ュアーした。以上の工程により得られたこの発明による
Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石の磁気特性を図２に
示す。図２において○印が粉末エポキシ樹脂の場合、●
印が液体エポキシ樹脂の場合である。

【００２９】実施例５ 実施例２で樹脂混練して得た種々の平均粒度を有する高
保磁力Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石合金粉末を用
いて、油圧プレスにより３〜５ｔｏｎ／ｃｍ２で圧縮成
型し、種々の密度を得たのち、大気中、１５０℃で１時
間キュアーした。以上の工程により得られたこの発明に
よるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石の磁気特性を、
密度との関係として図３に示す。

【００３０】実施例６ 実施例１で鋳造、熱処理、粉砕して得た高保磁力Ａｌ−
Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石合金粉末を用いて、分級機
によって分級し、平均粒度１８μｍの合金粉末と平均粒
度５００μｍの合金粉末を採取し、平均粒度１８μｍの
合金粉末に平均粒度５００μｍの合金粉末を０、３０、
５０、７０％の割合で混合して、４種類の混合合金粉末
を作製した。次に上記合金粉末を９７．５ｗｔ％、液体
エポキシ樹脂（日本ペルノックス社製Ａ）を２．５ｗｔ
％の比率で配合して各々ミキサーで混合後、大気中で２
４時間乾燥させた。さらに、ヘンシェルミキサーによっ
て解砕し、分級した後、油圧プレスにより５ｔｏｎ／ｃ
ｍ２と６ｔｏｎ／ｃｍ２で圧縮成型し、大気中、１５０
℃で１時間キュアーした。以上の工程により得られたこ
の発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石の磁気
特性を表３及び表４に示す。表３が５ｔｏｎ／ｃｍ２の
圧力の場合、表４が６ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力の場合であ
る。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】

【発明の効果】この発明による異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｆｅ系樹脂磁石は、鋳造磁石が本来有しているすぐれ
た温度特性（Ｂｒの温度係数＝−０．０２％／℃）を損
なうことなく、本系磁石粉末が互いに絶縁性の高い樹脂
で隔離されて存在するため磁石内部に発生する渦電流を
低減でき、また、磁石内が均質なため磁石特性の均一性
にすぐれており、電子ビーム集束用磁気回路に使用する
とフォーカス特性が向上する。さらに、ワレ、カケが生
じ難く、加工が容易な利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂
磁石の平均粒度と磁気特性（Ｂｒ，ＢＨｍａｘ，Ｈｃ）
及び密度との関係を示すグラフである。

【図２】この発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂
磁石の樹脂及び密度と磁気特性（Ｂｒ，ＢＨｍａｘ，Ｈ
ｃ）との関係を示すグラフである。

【図３】この発明によるＡｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂
磁石の密度と磁気特性（Ｂｒ，ＢＨｍａｘ，Ｈｃ）との
関係を示すグラフである。

【図４】電子ビーム集束用磁気回路を示す縦断説明図で
ある。

【図５】他の電子ビーム集束用磁気回路を示す縦断説明
図である。

【符号の説明】

１　　環状永久磁石 ２　　ＣＲＴネック部 ３　　環状直流コイル ４　　環状ポールピース ５　　空隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｃｏ　　３０〜４２ｗｔ％、Ｔｉ　　
   ４．７〜７．０ｗｔ％を含有する高保磁力Ａｌ−Ｎｉ−
   Ｃｏ−Ｆｅ系永久磁石合金粉末が樹脂で隔離された状態
   で所要形状に成型され、密度が４．５ｇ／ｃｍ３以上で
   あることを特徴とする電子ビーム集束用異方性Ａｌ−Ｎ
   ｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石。
2. 【請求項２】　　合金粉末の平均粒度が１８μｍ〜５０
   ０μｍであり、（ＢＨ）ｍａｘが１．３ＭＧＯｅ以上で
   あることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム集束用
   異方性Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系樹脂磁石。