JPH0487308A - 希土類ボンド磁石の着磁方法 - 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） 本発明は、回転電機等の各種装置に用いられる希土類ボ
ンド磁石の着磁方法に関する。

（従来の技術） 従来から、比較的安価でしかも強力な永久磁石の開発が
種々行なわれている。例えば特開昭５９２１１５４９号
公報には、希土類−鉄−ホウ素系磁粉を接着剤で固化す
ることとしたボンド磁石が提案されており、また特開昭
６１−１７４３６４号公報には、ミツシュメタル−遷移
金属−ホウ素系磁粉をバインダーと混合してなるプラス
チック磁石が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところがこのような希土類−遷移金属−ホウ素系磁石は
、高温状態に放置すると磁気特性が低減してしまうとい
う問題がある。この磁気特性の低下は、温度が高いほど
激しく行なわれ、特に１００℃以上では顕著に見られる
。

本発明は、希土類−遷移金属−ホウ素系磁石の高温状態
での減磁を防止し、長期にわたって良好な磁気特性を維
持することができるようにした希土類ボンド磁石の製造
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
成するために請求項の１に記載された希土類ボンド磁石
の着磁方法では、希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末
を混練によりバインダー樹脂中に分散させてシー１−状
に圧延を行ない、得られた磁石に磁界を印加して着磁さ
せるようにした希土類ボンド磁石の着磁方法において、
まず上記磁石に初期磁界を印加して飽和着磁させた後、
上記初期磁界とは逆の方向でかつ初期磁界より小さい磁
界の減磁磁界を磁石に印加して強制的に減磁を行なうよ
うにしている。

また請求項の２に記載された希土類ボンド磁石の着磁方
法では、請求項の１に記載の希土類ボンド磁石の着磁方
法において、減磁磁界による減磁量を、飽和着磁量の３
〜３０％に設定している。

このような構成を有する手段においては、初期磁界によ
り飽和着磁させられた希土類ボンド磁石は、減磁磁界に
よって一定量強制的に減磁させられる。この減磁操作に
よって磁石の動作点は可逆透磁率線上を移動する。この
移動後の動作点における磁気エネルギー積は、減磁前に
比してやや低下することとなるが、当該移動後の動作点
は、温度変動に対して非常に安定したものとなる。しか
も外乱磁界による影響も軽減される。

（実　施　例） 以下２本発明の実施例を、本発明を実施するための装置
例とともに詳細に説明する。

まず第１図に示されているように、着磁ヨーク１には巻
線２が取り付けられており、この巻線２に電流を印加す
ることによって上記着磁ヨーク１に所定の着磁磁界が形
成されるようになっている。

すなわち上記着磁ヨーク１は着磁ヘッドとして構成され
ている。前記巻線２への印加電流は、第４図に示されて
いるように、極性および値が切り替え可能になっており
、この切り替え動作によって着磁ヨーク１に形成される
着磁磁界の方向および強度が調整されるようになってい
る。

第１図に戻って、支持ヨーク３には、着磁を行なうべき
希土類ボンド磁石４，４が装着されている。これらの希
土類ボンド磁石４，４は、第２図に示されているように
、前記着磁ヨーク１の両端部に密着するように装着され
る。

この状態でまず巻線２に通電が行なわれ、上記着磁ヨー
ク１に対して初期磁界Ｈ１が図示右方向に印加される。

この初期磁界Ｈ□は、希土類ボンド磁石４，４を飽和着
磁させる磁界強度に設定されており、当該初期磁界Ｈ１
の印加によって希土類ボンド磁石４．４は飽和着磁させ
られる。

つぎに第３図に示されているように、上記着磁ヨーク１
に対して減磁磁界トエ２が印加される。この減磁磁界Ｈ
２は、上記初期磁界Ｈ１とは逆の方向でかつ初期磁界Ｈ
１より小さい磁界強度を有するように設定されている。

この減磁磁界Ｉ４□の磁界強度は、磁石のｂＨｃの値程
度以下で行なうことが好ましい。具体的には、上記減磁
磁界Ｈ２による減磁量は、飽和着磁量の３〜３０％に設
定されている。

ここで上述した希土類ボンド磁石４は、例えばつぎのよ
うな工程により製造される。

まず超急冷法により希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉
末を得る。超急冷法の一例としてはジェットキャスティ
ング法がある。

ジェットキャスティング法においては、インゴット状に
形成された希土類−遷移金属−ホウ素系磁性合金が受皿
内に収容され、不活性環境下で上記合金が高周波等によ
って溶融される。溶融状態となった磁性合金はノズル付
きの湯溜りに注入され、ノズルを通して回転ホイール上
に落下される。

回転ホイールは水によって冷却されており、ここで急速
冷却が行なわれる。急冷された磁性合金は、リボン状の
磁粉に凝固されて下方に落下していき、容器内に収集さ
れる。

希土類−遷移金属−ホウ素系磁粉を構成する希土類とし
ては、ランタノイドのうち一種または二種以上が用いら
れ、遷移金属としては、Ｆｅ、Ｇｏ。

Ｎｉのうち一種または二種以上が用いられる。具体的に
は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｃｅ　−
Ｌａ　−Ｆ　ｅ　−Ｃｏ　−Ｂ等が用いられる。

つぎに希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末に防錆剤お
よびエポキシ樹脂の主剤が投入され、これらが混合され
ることによって上記磁粉に防錆被膜およびエポキシ樹脂
被膜が形成される（被膜形成工程）。これらの防錆剤被
膜およびエポキシ樹脂被膜を形成するための混合は、酸
素を不活性ガスによりガス置換しながらボールミル等の
混合装置により約２時間程度行なわれる。混合装置とし
ては、上記ボールミルのほかに、Ｖ型ブレンダーダブル
コーン型ブレンダー等が用いられる。

上記防錆剤としては、ソルビタンモノオレエートと鉱物
油または合成油の混合物等が用いられ、またエポキシ樹
脂主剤としては、ビスフェノール系、フェノキシ系、ノ
ボラック系、ポリフェノール系、ポリヒドロキシベンゼ
ン系あるいはこれらの誘導体等の一種または二種以上が
用いられる。

上記不活性ガスとしてはアルゴンガス（Ａｒ）、窒素ガ
ス（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ□）などが用いられ、ガス
置換後の酸素濃度は３％〜０．０８％に設定される。

防錆剤被膜およびエポキシ樹脂被膜が形成された磁粉は
取り出されて計址された後、加圧式ニダーあるいはロー
ル等によりバインダー樹脂（ゴムバインダー）と数分に
わたって混練される（混練工程）。この混練工程におい
ては、エポキシ樹脂の硬化剤および硬化促進剤が投入さ
れる。

硬化剤および硬化促進剤をこの段階で添加するのは、磁
粉の混合物を取り出した直後から直ちに磁粉が硬化して
しまうのを回避するためである。

このような混練工程によって、希土類−遷移金属−ホウ
素系磁性粉末は、可撓性を有するバインダー樹脂中にほ
ぼ均一に分散される。

バインダー樹脂としては、天然ゴム（Ｎ　Ｒ）、イソプ
レンゴム（ＩＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、スチレン
−ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、
エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−酢ビ
ゴム（ＥＶＡ）　、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリル
ゴム（ＡＲ）、ウレタンゴム（ＵＲ）等が、一種または
二種以上にわたって用いられる。

本実施例におけるバインダー樹脂としては、いわゆる３
元ゴムが用いられており、極性がないゴム成分（例えば
ＩＩＲ）と、極性が強いゴム成分（例えばＮＢＲ）とが
、ハロゲンを含有するゴム成分（例えばＣＲ）を介して
良好に混合されている。

極性がないゴム成分は耐油性・耐候性に難点があり、ま
た極性が強いゴム成分は非常に硬く伸展油または可塑剤
の添加を要する。そこでハロゲンを含有するゴム成分を
介して両ゴム成分を混合させることとすれば、それぞれ
のゴム成分の難点を補い合うゴム成分どうしが容易に混
合され、耐油性・耐候性の改善が行なわれるものである
。

ハロゲンを含有するゴム成分としては、クロロプレンゴ
ム（ＣＲ）、ハイパロン（Ｃ５Ｍ）、塩素化ポリエチレ
ン等の塩素を含有するものが一種または二種以上にわた
って用いられる。この場合、当該ハロゲン含有のゴム成
分は、バインダー樹脂全体重量に対して１５重量％以下
に設定されることが好ましい。ハロゲンを含有するゴム
成分がバインダー樹脂全体重量の１５重量％を越えて含
まれる場合には、塩素ガス（Ｃ］、Ｚ　）や塩酸ガスＣ
ｌＩＣ１）が発生することとなり、例えばモータの場合
には整流子腐食や磁石の峙およびコア錆の原因となるか
らである。

また前記硬化剤としては、脂肪族ポリアミンや芳香族ポ
リアミン等のポリアミン、熱水フタル酸等の酸無水物、
ポリアミド樹脂、ポリスルフイツト樹脂、三フッ化ホウ
素等のアミンコンプレックス、フェノール樹脂等の合成
樹脂初期縮合物あるいはこれらの誘導体の一種または二
種以上が用いられる。硬化促進剤しては、１〜リスジメ
チルアミノメチルフエノール等のアミン、１−イソブチ
ル２−メチルイミダゾール等のイミダゾールあるいはこ
れらの誘導体の一種または二種以上が用いられる。

エポキシ樹脂としては、２液性のもの、あるいは１液性
のもの等種々のものを採用することができ、このとき磁
性粉末に対する防錆剤およびエボキシ樹脂の混合比率は
、０．１〜５重景％に設定される。

以上のような混練工程により得られた磁石素材は、ロー
ルあるいはニーダ−から取り出されて所定の大きさに砕
かれた後、この粉砕物に対してロール等による圧延が施
され、シート状になされる（シート形成工程）。

その後、所定の熱処理が施され適宜の寸法に切断される
。このとき磁性粉末には防錆処理が施されているためシ
ート状ボンド磁石切断面も十分な防錆能力を持っており
、切断後にコーティング等の防錆処理を行なう必要がな
い。

このような実施例において、まず初期磁界Ｈ１により飽
和着磁させられた希土類ボンド磁石４の動作点は、第５
図の減磁曲線ア上の点Ａにある。

つぎに減磁磁界１１□によって一定量だけ強制的に減磁
させられる。この減磁Ｉ（２により動作点は、減磁曲線
ア上をＡからＢに移動する。減磁磁界Ｈ２を取り除くと
動作点は、可逆透磁率線イに沿って点Ｃに移動する。

この動作点移動後（０点）における磁気エネルギー積は
、減磁前（Ａ点）に比してやや低下することとなるが、
当該移動後の動作点Ｃは、温度変化に対してもパーミア
ンス線Ｐ上を可逆的に移動するのみであり、温度変動に
対して良好な安定性が得られる。例えば常温（減磁曲線
ア）から８５°Ｃ（減磁曲線工）まで温度上昇があった
場合には、上記動作点Ｃは８５℃における減磁曲線１上
の点りまで可逆的に移動し、常温に戻されると動作点は
再び点Ｃに復帰する。

一方上述のような減磁処理を行なうことなく動作点を点
Ａの位置にそのまま有している磁石においては、常温（
減磁曲線ア）から８５°Ｃ（減磁曲線工）まで温度上昇
があった場合に、元の動作点Ａは８５℃における減磁曲
線１上の点りまで不可逆的に移動し、常温に戻しても動
作点は点Ｃにしか戻されない。この時点において不可逆
的減磁を生じることとなる。

このように常温から８５℃に至るときの変化がＡ−＋Ｄ
からＣ−＋Ｄに改善され、なおかつ可逆変化となされる
ため、電気回路での補正等が行ない易くなる。一般には
、磁石の置かれる温度の上限や磁気特性変化の許容量な
どから減磁界Ｉ■２が決められる。温度が高いほど、ま
た許容量が小さいほど減磁界■Ｉ２を大きくする必要が
ある。

第６図および第７図には、磁束変化率（縦軸）−時間（
横軸）特性の具体的な比較が示されている。まず第７図
に示されている減磁処理なしの磁石においては、特に初
期時においてかなり大きな磁束低下が見られ、以後磁粉
酸化等の原因でなだらかな磁束低下傾向を示し、３００
時間後では磁束低下が一１０％にも達している。これに
対して第６図に示されているように１本発明にかかる磁
石の磁束変化率（縦軸）−時間（横軸）特性においては
、」−記減磁処理なしの磁石に比して、特に初期時にお
ける磁束低下が極めて小さく抑えられており、３００時
間後でも一５％の″減磁を生じているに過ぎない。なお
上記第６図および第７図には、磁石を８５℃で放置した
場合の磁束変化率特性を示している。

上述した磁石に対する減磁は、上記実施例のように着磁
ヨーク（着磁ヘッド）１に流す電流を変化させることと
しても良いし、また−度着磁を行なった磁石に専用の脱
磁機を用いて減磁を行なうこととしても良い。さらに他
の永久磁石を近付けることにより減磁することも可能で
ある。

（発明の効果） 以上述べたように本発明による希土類ボンド磁石は、初
期磁界により飽和着磁させられた希土類ボンド磁石を減
磁磁界によって一定量強制的に減磁し、これにより動作
点を可逆透磁率線上に移動させ、温度変化に対して可逆
となる動作点を得ることとしたから、希土類−遷移金属
−ホウ素系磁石の磁気特性を温度変動に対して良好に安
定させることができ、長期にわたって良好な磁気特性を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる希土類ボンド磁石の着磁に用い
る装置例を表わした側面説明図、第２図および第３図は
第１図に表わされた装置による本発明の一実施例におけ
る着磁手順を表わした側面説明図、第４図は磁界形成用
電流の切り替え状態を表わした線図、第５図は減磁作用
を説明するためのＢ　−Ｈ曲線、第６図および第７図は
磁石の磁束変化率特性を表わした線図である。 １・・・着磁ヨーク、２・・・巻線、４・・・希土類ボ
ンド磁石。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末を混練により
   バインダー樹脂中に分散させてシート状に圧延を行ない
   、得られた磁石に磁界を印加して着磁させるようにした
   可撓性を有する希土類ボンド磁石の着磁方法において、 まず上記磁石に初期磁界を印加して飽和着磁させた後、
   上記初期磁界とは逆の方向でかつ初期磁界より小さい強
   度の減磁磁界を磁石に印加して強制的に減磁を行なうよ
   うにしたことを特徴とする希土類ボンド磁石の着磁方法
   。
2. ２．請求項の１に記載の希土類ボンド磁石の着磁方法に
   おいて、 減磁磁界による減磁量を、飽和着磁量の３〜３０％に設
   定してなることを特徴とする希土類ボンド磁石の着磁方
   法。