JPH04324918A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂結合型磁石の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】かわら状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。

【０００３】（１）圧縮成形法 （２）射出成形法 （３）押出成形法 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
物をプレスの金型内に充填し、これに圧力を加えて圧縮
して所定の形状に成形し、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
石粉末は９５ｗｔ％以上含まれる。この圧縮成形法は上
記のように他の成形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。

【０００４】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。この射出成形法は他の成形法に比べ形状自由度が大
きいため、異形状磁石の成形に適している。

【０００５】押出成形法は磁石粉末と熱可塑性樹脂ある
いは熱硬化性樹脂からなる磁石組成物を加熱溶融し、ス
クリューで金型内に押し流し、溶融物を所定の形状に絞
り込みながら金型先端部で成形する方法である。この押
出成形法は他の成形方法と異なり連続成形式の生産シス
テムであるため、生産性に優れている。

【０００６】

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

【０００７】（１）圧縮成形法は、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
のサイクルを有し基本的にバッチ式生産システムである
ためその生産性に限界がある。また磁石組成物中の樹脂
成分量が少ないため、かわら状磁石など異形状磁石の成
形は困難である。

【０００８】（２）射出成形法は、圧縮成形法と同様に
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を有し基本的にバッチ式
生産システムであるためその生産性に限界がある。さら
に射出成形法ではスプルー及びランナーが生じ、これを
リサイクルした場合、磁石粉末によっては磁石成形体の
磁気性能が低下する。

【０００９】（３）押出成形法は、かわら状磁石を成形
する場合、特に金型端面と磁石粉末との摩擦などが抵抗
となり押出速度の差を生じ成形品の不均一を生じ易く成
形は困難である。このことから均一な成形品を得るため
には複雑な金型内流路の設計が必要となり、製造条件の
設定が難しいものとなってしまう。

【００１０】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、低コストで生産性良
く高性能なかわら状樹脂結合型磁石を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂結合型磁石
の製造方法は、パイプ状磁石を押出成形した後、該パイ
プ状磁石を長さ方向に２分割以上に切断し、かわら状磁
石とすることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の上記製造方法によれば、押出成形技術
により連続成形したパイプ状磁石をさらに長さ方向に２
分割以上に切断してかわら状磁石を製造するため、低コ
ストで生産性良く高性能なかわら状磁石を得ることが可
能となる。すなわちかわら状磁石を製造する方法には一
般に射出成形法があり形状自由度に優ているため広く用
いられているが成形工程が一定のサイクルを有するバッ
チ式生産システムであるため生産性に限界がある。また
リサイクルに伴う磁気性能の劣化も避けられない。押出
成形法は連続的生産システムであり生産性の向上が可能
である。しかしかわら形状の金型によってかわら状磁石
の押出成形をする場合、金型端面と磁石粉末との摩擦な
どが抵抗となり押出速度の差を生じることから均一な成
形品を得るための製造条件の設定は難しいものとなって
しまう。本発明の上記製造方法によれば押出成形時には
パイプ形状の金型により磁石の成形を行なうため端面の
影響が少なく従って安定した押出速度が得られ、均一な
成形品を得易い。ここでパイプ形状の押出は従来技術を
用いることにより高性能な磁石成形体を容易に成形する
ことが可能である。さらにこれを長さ方向に２分割以上
に切断することにより、製造工程は一つ増えるものの生
産性をさらに向上させることが可能となる。

【００１３】

【実施例】本発明に使用する磁石粉末としては基本組成
を希土類金属とコバルトを主体とする遷移金属からなる
磁石粉末、もしくは基本組成を希土類金属と鉄を主体と
する遷移金属およびホウ素から成る磁石粉末がある。樹
脂としては熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもどちらで
もよく、熱可塑性樹脂としては例えばポリプロピレン、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド等があり、熱
硬化性樹脂としては例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂等がある。

【００１４】これらの磁石粉末と樹脂成分を秤量して混
合する。つぎにこの混合物を樹脂の融点もしくは軟化点
以上の樹脂が溶融する温度以上に加熱し、混練を行い、
これを粉砕してペレット状の磁石組成物を作成する。こ
れをスクリュー式の押出機に投入し、シリンダ内で流動
状態とし、金型内に送り込む。金型内で磁石組成物は磁
場を印加された部位を通過することで、磁石組成物中の
磁石粉末の磁化容易軸が磁場の方向に配向され成形され
る。もしくは磁場を印加せず無配向のまま成形される。 上記の如く成形されたパイプ状磁石を機械的切断により
適当な長さに切断しさらに長さ方向に２分割以上に切断
し、かわら状磁石とする。

【００１５】以下、更に詳細な実施例を示す。

【００１６】（実施例１）磁石粉末の組成が

【００１７
】

【化１】Ｓｍ（Ｃｏ０．６７２Ｃｕ０．０８Ｆｅ０．２
２Ｚｒ０．０２８）８．３５となるように原料を溶解、
鋳造後、作製されたインゴットを熱処理して磁気的に硬
化させた後に粉砕して平均粒径　２０μｍの磁石粉末を
作製した。この磁石粉末と熱可塑性樹脂であるナイロン
１２の粉末を、その組成比が磁石粉末が９４ｗｔ％、ナ
イロン１２が　６ｗｔ％となるように混合した。この混
合物を２軸押出混練機にて　２６０℃で混練し、これを
外径１〜１０ｍｍの粒に粉砕して磁石組成物とした。 この磁石組成物をスクリュー式押出機に投入し、押出機
シリンダー内で加熱溶融し、更にスクリューの回転によ
るせん断力によって混練しながら金型部に導く。シリン
ダー内の温度は磁石組成物投入部から金型との接合部ま
で９０℃〜　１２０℃に温度勾配をつけて加熱した。金
型中で磁石組成物は　２４０℃に加熱され最終形状のリ
ング形状まで絞り込まれてゆき、配向部に於て　１５ｋ
Ｏｅの配向磁場を印加し磁石組成物中の磁石粉末の磁化
容易軸を磁場の方向に配向させた後冷却固化させた。こ
のとき押出成形速度は１０ｍｍ／ｓｅｃであった。成形
された磁石は外径３２ｍｍ、肉厚　１．２ｍｍのパイプ
形状のラジアル磁石であった。これをダイヤモンドリム
ソーにより高さ１１ｍｍのリング状磁石に切断しさらに
端面処理を同時に行ないながら長さ方向に機械的に３分
割に切断し中心角　１１５°、肉厚　１．２ｍｍ、高さ
１１ｍｍのかわら状磁石を成形した。比較例として、リ
ング形状の金型の代わりにかわら形状の金型を使用して
同様な押出による成形を行なった（比較例１）。

【００１８】別の比較例として、射出による成形を行な
った（比較例２）。射出成形の場合は、上記磁石組成物
を射出成形機内で　２５０〜　２６０℃の温度範囲内で
溶融状態とし、　１５ｋＯｅの磁場を印加してある金型
内にノズル温度　２８０〜　３００℃で充填し、成形し
た。このときサイクルタイムは３０秒、１サイクルの取
り数は　８個であった。

【００１９】成形された磁石は共に中心角　１１５°、
肉厚　１．２ｍｍ、高さ１１ｍｍのかわら状磁石であっ
た。

【００２０】表１はかわら状磁石の成形法を変えたとき
の成形磁石の生産性と磁気性能を示したものである。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように本発明に用いた押
出成形法は連続的生産システムであるため比較例２の射
出成形法と比べて生産性がきわめて高い。射出成形の場
合これ以上生産性を上げるためにはサイクルタイムを短
くするかあるいは１サイクルの取り数を多くする必要が
あるが、これは同時に磁石組成物の充填不足による成形
不良を生じるため、これが限界である。

【００２３】同じ押出成形法による比較例１のかわら状
磁石の押出成形と比べると、まずパイプ状磁石を成形し
これを３分割に切断することから生産性を３倍とするこ
とができる。またパイプ状磁石の押出成形は従来技術で
容易に行えるためかわら状磁石の押出成形と比べ製造条
件の設定が容易に行える。かわら状磁石の押出成形では
金型端面と磁石粉末との摩擦などが抵抗となり押出速度
の差を生じることから均一な成形品を得るため製造条件
の設定は難しいものとなっている。このことは産業上望
ましくなく実用的ではない。

【００２４】このように、本発明の製造方法を用いるこ
とによりかわら状樹脂結合磁石を生産性よく製造するこ
とができる。

【００２５】（実施例２）磁石粉末の組成が

【００２６
】

【化２】Ｎｄ１３Ｆｅ８２．７Ｂ４．３となるように原
料を溶解、鋳造後、得られたインゴットから急冷薄帯製
造装置を用い、アルゴンガス雰囲気中で急冷薄帯を作製
した。この磁石粉末と熱可塑性樹脂であるナイロン１２
の粉末を、その組成比が磁石粉末が９３ｗｔ％、ナイロ
ン１２が　７ｗｔ％となるように混合した。この混合物
を２軸押出混練機にて　２３０℃で混練し、これを外径
　１〜１０ｍｍの粒に粉砕して磁石組成物とした。この
磁石組成物をスクリュー式押出機に投入し、押出機シリ
ンダー内で加熱溶融し、更にスクリューの回転によるせ
ん断力によって混練しながら金型部に導く。シリンダー
内の温度は磁石組成物投入部から金型との接合部まで９
０℃〜　１２０℃に温度勾配をつけて加熱した。金型中
で磁石組成物は　２４０℃に加熱され最終形状のリング
形状まで絞り込まれ、金型先端部にて冷却固化させ成形
される。このとき押出成形速度は１０ｍｍ／ｓｅｃであ
った。成形された磁石は外径３２ｍｍ、肉厚　１．２ｍ
ｍのパイプ形状の等方性磁石であった。これをダイヤモ
ンドリムソーにより高さ１１ｍｍのリング状磁石に切断
しさらに端面処理を同時に行ないながら長さ方向に機械
的に３分割に切断し中心角１１５°、肉厚　１．２ｍｍ
、高さ１１ｍｍのかわら状磁石を成形した。

【００２７】比較例として、リング形状の金型の代わり
にかわら状の金型を使用して同様な押出による成形を行
なった（比較例１）。

【００２８】別の比較例として、射出による成形を行な
った（比較例２）。射出成形の場合は、上記磁石組成物
を射出成形機内で　２２０〜　２８０℃の温度範囲内で
溶融状態とし、ノズル温度　２８０〜　３００℃で型内
に充填し、成形した。このときサイクルタイムは３０秒
、１サイクルの取り数は　８個であった。

【００２９】成形された磁石は共に中心角　１１５°、
肉厚　１．２ｍｍ、高さ１１ｍｍのかわら状磁石であっ
た表２はかわら状磁石の成形法を変えたときの成形磁石
の生産性と磁気性能を示したものである。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２から明らかなように本発明に用いた押
出成形法は連続的生産システムであるため比較例２の射
出成形法と比べて生産性がきわめて高い。射出成形の場
合これ以上生産性を上げるためにはサイクルタイムを短
くするかあるいは１サイクルの取り数を多くする必要が
あるが、これは同時に磁石組成物の充填不足による成形
不良を生じるため、これが限界である。また比較に用い
た射出成形の場合はリサイクルが必要であり、本実施例
に用いた磁石粉末はリサイクルに伴う熱劣化が大きいた
め磁気性能は低下する。押出成形の場合はリサイクルの
必要はなく従って磁気性能の安定性があることから、こ
のような磁石粉末を使用する際には特に有意性がある。

【００３２】同じ押出成形法による比較例１のかわら状
磁石の押出成形と比べると、まずパイプ状磁石を成形し
これを３分割に切断することから生産性を３倍とするこ
とができた。またパイプ状磁石の押出成形は従来技術で
容易に行えるためかわら状磁石の押出成形と比べ製造条
件の設定が容易に行える。かわら状磁石の押出成形では
金型端面と磁石粉末との摩擦などが抵抗となり押出速度
の差を生じることから均一な成形品を得るため製造条件
の設定は難しいものとなっている。このことは産業上望
ましくなく実用的ではない。

【００３３】このように、本発明の製造方法を用いるこ
とによりかわら状樹脂結合磁石を生産性よく製造するこ
とができる。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の製造方法を用
いることにより、かわら状樹脂結合型磁石を生産性よく
製造することができ、小型精密が要求されるステッピン
グモーター、ＤＣモータ、センサ等に広く利用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　希土類磁石粉末を有機物樹脂により結
   合したかわら形状の樹脂結合型磁石の製造方法において
   、パイプ状磁石を押出成形した後、該パイプ状磁石を長
   さ方向に２分割以上に切断し、かわら状磁石とすること
   を特徴とする樹脂結合型磁石の製造方法。