JPH04337603A - プラスチック磁石素材およびその製造方法 - Google Patents

プラスチック磁石素材およびその製造方法

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JPH04337603A
JPH04337603A JP3139647A JP13964791A JPH04337603A JP H04337603 A JPH04337603 A JP H04337603A JP 3139647 A JP3139647 A JP 3139647A JP 13964791 A JP13964791 A JP 13964791A JP H04337603 A JPH04337603 A JP H04337603A
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直樹 林
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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、高温下で長期に亘り
使用されても、膨れによる変形を生ずることのない耐熱
性に優れた、主としてプラスチック磁石の素材として好
適な希土類金属・樹脂複合成形体およびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来技術】希土類元素の金属粉末を熱硬化性樹脂で結
合して希土類金属・樹脂複合成形体とし、これを磁化さ
せることにより得たプラスチック磁石が、各種産業界で
広く使用されている。例えば該プラスチック磁石は、F
DD(フロッピーディスクドライブ)用のスピンドルモ
ータやファクシミリ用のステッピングモータの如く、殊
にOA関連製品における小型モータの磁極として好適で
ある。
【0003】従来のプラスチック磁石は、一般に以下の
工程を経て製造される。例えば、ネオジウム・鉄・ボロ
ンの希土類元素からなる磁性の金属粉末に、メチルエチ
ル系溶剤の添加により溶解させた熱硬化性樹脂(一例と
してエポキシ樹脂)を加えて均一になるまで混合し、こ
れをモータの固定磁極の形状を有する金型に充填して、
8〜10トンの圧力で圧縮プレス成形を行なう。この成
形された後の混合物は、バインダーである熱硬化性樹脂
が未だ硬化していないので、該混合物を炉中に装入しア
ルゴンガスの不活性雰囲気下で、150℃の温度で約1
時間加熱保持する。これにより硬化処理が行なわれて、
いわゆる希土類金属・樹脂複合成形体が得られる。この
希土類金属・樹脂複合成形体は、バリ取り等の後処理を
施した後、これを磁化させることによって、モータ固定
磁極等の形状をしたプラスチック磁石が製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このプラスチック磁石
は、一般に常温の下で使用されるが、用途によっては過
酷な高温条件の下で使用される場合もある。その一例と
して、プラスチック磁石でモータの磁極を構成し、これ
を外気温の高い時期に長時間に亘り使用する場合が想定
される。このような高温下での使用時に、前記プラスチ
ック磁石が経時的に膨れを生じて、最初の形状に対して
僅かではあるが変形を来すことがある。例えば、前記プ
ラスチック磁石でモータの固定磁極を構成し、該モータ
を高温条件下で長期に亘り使用すると、その固定磁極が
熱影響により変形して回転子と接触するに至り、モータ
の回転が不能となる重大な不都合を招く。なおモータを
使用環境の最大温度120℃で、100〜200時間使
用する耐熱膨れ試験を行なったが、その結果によっても
該プラスチック磁石からなる固定磁極に膨れを生ずるこ
とが確認された。
【0005】このように高温条件下で使用した場合に、
プラスチック磁石が経時的に膨れを生ずる理由として、
以下の原因が考えられる。すなわちプラスチック磁石は
、その製造工程において、熱硬化性樹脂と混合された希
土類金属粉末が金型中でプレス成形されるが、このとき
希土類金属粉末には平方センチ当り8〜10トンに及ぶ
極めて大きな圧力が加えられる。金型中に充填された金
属粉末は、その夫々が溶解した熱硬化性樹脂により全体
をくるまれた状態となっているが、プレス成形時に印加
される前記圧力によって、個々の金属粉末は破砕されて
割れや破断を生ずるに至る。従って高圧を加えた後の金
属粉末は、ミクロ的に観察すると多数の破断面を有して
いる。
【0006】このような状態でプレス成形された混合物
は、前述の如くアルゴンガスの雰囲気下で熱硬化処理が
施され希土類金属・樹脂複合成形体とされる。この場合
に、希土類金属・樹脂複合成形体を構成している金属粉
末は多くの破断面を有しているが、炉中での熱硬化処理
は無酸素状態でなされるので、該破断面が酸化すること
はない。しかし希土類金属・樹脂複合成形体を磁化して
モータの磁極を製造し、該モータを高温の条件下で使用
すると、そのプラスチック磁石を構成している個々の金
属粉末における前記破断面が徐々に酸化し、これにより
先に述べた膨れを次第に生ずるものと考えられる。
【0007】
【発明の目的】この発明は、希土類金属・樹脂複合成形
体を材質とするプラスチック磁石により、例えばモータ
の磁極を構成した場合に、これに内在している前記課題
を好適に解決するべく提案されたものであって、高温下
で長期に亘り使用されても、経時的に膨れを生じて変形
することのない耐熱性に優れた希土類金属・樹脂複合成
形体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため、本発明に係る希土類金属・樹脂
複合成形体は、圧縮成形により生じた破断面に酸化膜を
予め形成してなる希土類金属粉末を、熱硬化性樹脂で結
合させることにより経時的な膨れ性を抑制したことを特
徴とする。
【0009】また同じく前記課題を克服し、所期の目的
を達成するため本願の別の発明に係る希土類金属・樹脂
複合成形体の製造方法は、希土類金属粉末と熱硬化性樹
脂とを溶剤を加えて混合した後、これを所定形状にプレ
ス成形してなる希土類金属・樹脂複合成形体を、酸素5
〜90%の雰囲気の下で150℃〜200℃に加熱して
10分以上保持することを特徴とする。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る希土類金属・樹脂複合成
形体およびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて
以下説明する。発明者は、希土類金属・樹脂複合成形体
を磁化してなるプラスチック磁石を高温下で使用した場
合に、前述の如き膨れを生ずる原因が、先に解析したと
ころにあると考えられることに鑑み、金属粉末の破断面
に予め酸化膜を形成しておけば、高温の下でも酸化がそ
れ以上は進行せず、従って前記膨れを生ずることもない
であろう旨を知見するに至った。この知見に従い実施例
は、プレス成形した後の希土類金属粉末の破断面に、如
何にして予め酸化膜を形成するか、を主たる内容として
いる。なお、希土類元素の金属粉末と熱硬化性樹脂とを
、溶剤添加後に混合してから、金型に充填してプレス成
形を行なうまでは、先に述べたところと同一である。
【0011】実施例では、プレス成形により破断面を生
じた金属粉末を含む混合物を加熱して、前記熱硬化性樹
脂に硬化処理を施すに際し、これを酸素雰囲気の下で行
ない、これにより前記破断面に予め酸化膜を形成するよ
うになっている。すなわち、希土類金属粉末と熱硬化性
樹脂とを溶剤を加えて混合した後、これを所定形状にプ
レス成形することにより、希土類金属・樹脂複合成形体
が得られる。この希土類金属・樹脂複合成形体を炉中に
装入し、酸素雰囲気の下で前記溶剤を揮散させるに充分
な温度に加熱して、そのまま数時間保持する。これによ
り希土類金属・樹脂複合成形体に含まれている溶剤を緩
徐に揮散させることができ、従って多数の微細な気孔を
生ずる不都合が未然に防止される。
【0012】このように溶剤の揮散を行なってから、同
じ炉中の酸素雰囲気(5〜90%)の下で、希土類金属
・樹脂複合成形体を150℃〜200℃に加熱すると共
に、これを少なくとも10分以上、好ましくは1時間程
度保持する。これにより金属粉末における前記破断面に
は、予め酸化膜が形成されるに至る。従って、このよう
にして得た希土類金属・樹脂複合成形体は、少なくとも
破断部の表面に酸化膜が形成された希土類金属粉末を、
熱硬化性樹脂で結合させたものとなっており、この酸化
膜が一旦形成されると防護皮膜として機能し、その後の
酸化の進行が有効に防止される。
【0013】この実施例に係る希土類金属・樹脂複合成
形体につき、耐熱膨れ試験を以下の如く行なった。すな
わち希土類金属・樹脂複合成形体における熱硬化性樹脂
の硬化処理を、炉中での酸素濃度5〜80%の各雰囲気
下で、170℃の加熱を1時間継続することにより行な
った。また従来の製法、例えばアルゴンガスの雰囲気下
で150℃の加熱を1時間継続して得た希土類金属・樹
脂複合成形体を別途複数用意した。これらの試験片を1
20℃の温度で200時間大気中に放置し、夫々の試験
片における耐熱膨れ率を図1に示す如くプロットしてみ
た。この耐熱膨れ率は、(D−D0)/D0×100(
%)で表わされる。ここにD0:耐熱膨れ試験前の試験
片の径であり、D:耐熱膨れ試験後の試験片の径である
。図1から明らかな如く、実施例に係る希土類金属・樹
脂複合成形体は、従来の方法で製造した希土類金属・樹
脂複合成形体に比べて高温条件下での膨れが顕著に抑制
され、耐熱性において優れていることが判る。
【0014】また図2は、希土類金属粉末に形成される
酸化膜を含む酸素含有量(wt%)について、上記実施
例の試験片をプロットし、従来方法による試験片につい
ても併せて記載したものである。図3は、本発明および
従来方法の各試験片の全体の酸素含有量を併記したもの
である。これらから実施例では、予め成形時に金属粉末
が酸化された以降の酸化重量を抑え得るが、従来法では
逆に成形時には殆ど酸化されず、その後の120℃×2
00時間の過程で金属粉末が大幅に酸化し、膨れを顕著
に生じることが理解される。従って、実施例に係る希土
類金属・樹脂複合成形体を磁化することによりプラスチ
ック磁石とすれば、高温条件下で使用しても膨れに伴な
う変形を来すことがなく好適である。
【0015】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る希土類
金属・樹脂複合成形体によれば、該複合体を構成する希
土類金属粉末の破断面に予め酸化膜を形成しておくこと
によって、その後の酸化進行を有効に防止することがで
きる。従って、モータの固定磁極の如く具体的にプラス
チック磁石として製品化された後に、これが高温下で長
期に亘り使用がなされても、経時的に変形することがな
く優れた耐熱性を発揮し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施例に係る希土類金属・樹脂複
合成形体と、従来の製法により得た希土類金属・樹脂複
合成形体とにつき耐熱膨れ試験を行なった場合における
夫々の試験片の耐熱膨れ率をプロットした曲線図である
【図2】本発明の好適実施例に係る希土類金属・樹脂複
合成形体と、従来の希土類金属・樹脂複合成形体とにつ
き耐熱膨れ試験を行なった場合に、各試験片の希土類金
属粉末に形成される酸化膜を含む酸素含有量との関係を
プロットした曲線図である。
【図3】本発明の好適実施例に係る希土類金属・樹脂複
合成形体と、従来の希土類金属・樹脂複合成形体とにつ
き耐熱膨れ試験を行なった場合に、各試験片における全
体の酸素含有量との関係をプロットした曲線図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  圧縮成形により生じた破断面に酸化膜
    を予め形成してなる希土類金属粉末を、熱硬化性樹脂で
    結合させることにより経時的な膨れ性を抑制したことを
    特徴とする希土類金属・樹脂複合成形体。
  2. 【請求項2】  前記希土類金属粉末の破断面に形成さ
    れる酸化皮膜が、酸素含有量にして約0.1重量%以上
    で0.5重量%以下であり、前記熱硬化性樹脂の酸素含
    有量が1.0重量%以下である請求項1記載の希土類金
    属・樹脂複合成形体。
  3. 【請求項3】  希土類金属粉末と熱硬化性樹脂とを溶
    剤を加えて混合した後、これを所定形状にプレス成形し
    てなる希土類金属・樹脂複合成形体を、酸素5〜90%
    の雰囲気の下で150℃〜200℃に加熱して10分以
    上保持することを特徴とする希土類金属・樹脂複合成形
    体の製造方法。
  4. 【請求項4】  前記の所定形状にプレス成形してなる
    希土類金属・樹脂複合成形体を、酸素5〜90%の雰囲
    気の下で150℃〜200℃に加熱して10分以上保持
    するに先立ち、前記溶剤を揮散させるに充分な温度に加
    熱して数時間保持することを特徴とする請求項3記載の
    希土類金属・樹脂複合成形体の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006080115A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 異方性希土類−鉄系ボンド磁石
JP2007207936A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Tdk Corp 希土類磁石
JP2008244126A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Tdk Corp 希土類磁石
JP2011259701A (ja) * 2007-06-29 2011-12-22 Nissan Motor Co Ltd 界磁極用磁石体、この界磁用磁石体の作製方法、及び永久磁石型回転電機

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