JPH0626169B2 - 希土類磁石の磁場中成型方法及び装置 - Google Patents
希土類磁石の磁場中成型方法及び装置Info
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- JPH0626169B2 JPH0626169B2 JP59273835A JP27383584A JPH0626169B2 JP H0626169 B2 JPH0626169 B2 JP H0626169B2 JP 59273835 A JP59273835 A JP 59273835A JP 27383584 A JP27383584 A JP 27383584A JP H0626169 B2 JPH0626169 B2 JP H0626169B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高性能の磁気特性を有する希土類磁石の磁場中
成型方法および装置に関する。
成型方法および装置に関する。
SmCo5,Cu添加Sm2Co17,Nd−Fe−Ｂ系のような磁石は従来
のフェライト、アルニコ磁石と比較して高い性能を有す
るため広い分野で使われるようになってきている。この
希土類磁石の各種用途への応用に際して、磁石の異方性
化の方向が単一の方向のものばかりでなく特殊な分布を
もった磁石の要求も多い。希土類磁石の高性能を磁石特
性を各種用途で発揮させるためにそのような特殊配向要
請に答える必要がある。例えば、特殊な磁化分布のう
ち、異方性化の方面がいわゆるラジアル（放射状）分布
となっているリング状磁石は、ステッピングモータ、リ
ニアアクチュエータ、磁気カップリング等への応用に際
し優れた性能を示すと期待されている。
のフェライト、アルニコ磁石と比較して高い性能を有す
るため広い分野で使われるようになってきている。この
希土類磁石の各種用途への応用に際して、磁石の異方性
化の方向が単一の方向のものばかりでなく特殊な分布を
もった磁石の要求も多い。希土類磁石の高性能を磁石特
性を各種用途で発揮させるためにそのような特殊配向要
請に答える必要がある。例えば、特殊な磁化分布のう
ち、異方性化の方面がいわゆるラジアル（放射状）分布
となっているリング状磁石は、ステッピングモータ、リ
ニアアクチュエータ、磁気カップリング等への応用に際
し優れた性能を示すと期待されている。
（従来の技術） しかしながら、ラジアル分布等の特殊な磁化分布を有す
る磁石は、製造方法上困難な点があり、実用化に制限が
あった。
る磁石は、製造方法上困難な点があり、実用化に制限が
あった。
従来、このような点を改良するために、希土類磁石の材
料粉末を任意の方向の着磁磁界で着磁した後、配向磁界
を印加した状態で成型すれば、低い配向磁界で高配向度
が得られるとの考案に基づいた磁場中成型方法が提案さ
れている（特開昭56-30706号）。この方法で具体的に磁
場中成型されているラジアル方向配向のリング状希土類
磁石の製造方法は、上下パンチ、リング状磁石の中心孔
を画成する中棒、およびリング状磁石の外面を画成する
臼より構成される成型装置に、１個の着磁用空心コイル
および配向コイルを附設し、着磁コイルにより５KOe 以
上の磁場を発生させ上下一方向に流れる磁束により着磁
した後に、ラジアル方向に弱い配向磁場を加えた状態で
上下パンチ間で材料粉末を圧縮する機能を有するもので
ある。
料粉末を任意の方向の着磁磁界で着磁した後、配向磁界
を印加した状態で成型すれば、低い配向磁界で高配向度
が得られるとの考案に基づいた磁場中成型方法が提案さ
れている（特開昭56-30706号）。この方法で具体的に磁
場中成型されているラジアル方向配向のリング状希土類
磁石の製造方法は、上下パンチ、リング状磁石の中心孔
を画成する中棒、およびリング状磁石の外面を画成する
臼より構成される成型装置に、１個の着磁用空心コイル
および配向コイルを附設し、着磁コイルにより５KOe 以
上の磁場を発生させ上下一方向に流れる磁束により着磁
した後に、ラジアル方向に弱い配向磁場を加えた状態で
上下パンチ間で材料粉末を圧縮する機能を有するもので
ある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の装置では特に高保磁力を有する粉
末、例えばプラスチック磁石用として非ニュークリエシ
ヨン型のCu添加２−17系希土類コバルト系磁石のような
時効後保磁力（IHc）が通常の焼結磁石における磁場配
向時の５倍以上となるような状態で使用される粉末の場
合、極めて不十分な結果しか得られない。
末、例えばプラスチック磁石用として非ニュークリエシ
ヨン型のCu添加２−17系希土類コバルト系磁石のような
時効後保磁力（IHc）が通常の焼結磁石における磁場配
向時の５倍以上となるような状態で使用される粉末の場
合、極めて不十分な結果しか得られない。
本発明者らは、このような高IHcを有する磁石粉末のラ
ジアル配向について鋭意検討した結果、着磁磁束がリン
グ状粉体内を円筒軸線方向に流れるような着磁方法では
材料のIHcに対して着磁による磁化強度が十分でなくひ
いては配向成が不十分になることを見出した。
ジアル配向について鋭意検討した結果、着磁磁束がリン
グ状粉体内を円筒軸線方向に流れるような着磁方法では
材料のIHcに対して着磁による磁化強度が十分でなくひ
いては配向成が不十分になることを見出した。
（問題点を解決するための手段） 本発明者等は上述の問題点を解決すべく着磁磁界印加法
について研究した結果、同極対向の着磁磁界印加用磁場
発生コイルにパルス状放射状反撥磁場を発生させた場合
のみ十分な着磁磁場ひいては配向度が得られることがわ
かり本発明に至ったものである。
について研究した結果、同極対向の着磁磁界印加用磁場
発生コイルにパルス状放射状反撥磁場を発生させた場合
のみ十分な着磁磁場ひいては配向度が得られることがわ
かり本発明に至ったものである。
即ち、同極対向の着磁磁化印加用パルス磁場発生コイル
を、臼の上下に配置することで高保磁力の粉末の集合体
を着磁することができる。したがって、本発明の着磁磁
化印加用パルス磁場発生コイルの配置は、従来技術の着
磁コイルが臼の回りを取り巻く配置と全く異なってい
る。
を、臼の上下に配置することで高保磁力の粉末の集合体
を着磁することができる。したがって、本発明の着磁磁
化印加用パルス磁場発生コイルの配置は、従来技術の着
磁コイルが臼の回りを取り巻く配置と全く異なってい
る。
この知見を具体化した本発明方法では、成型、配向、熱
処理、ボンディング等の適当な処理を施こされて希土類
磁石の材料となる粉末を適当なまとまりを有する集合体
としての形状を保持し、例えば環状または円盤形状を有
するかかる集合体に対して同極対向の着磁磁界印加用パ
ルス磁場発生コイルより発生する磁場を加えると、該磁
場が集合体内で反撥して集合体外に洩れる際に、集合体
には極めて大きな着磁磁場が生じることになる。このよ
うな同極対向磁化コイルを集合体の円筒軸線上に配置す
ると同極対向による反撥磁場は該集合体に対して放射方
向に流れるようになる。
処理、ボンディング等の適当な処理を施こされて希土類
磁石の材料となる粉末を適当なまとまりを有する集合体
としての形状を保持し、例えば環状または円盤形状を有
するかかる集合体に対して同極対向の着磁磁界印加用パ
ルス磁場発生コイルより発生する磁場を加えると、該磁
場が集合体内で反撥して集合体外に洩れる際に、集合体
には極めて大きな着磁磁場が生じることになる。このよ
うな同極対向磁化コイルを集合体の円筒軸線上に配置す
ると同極対向による反撥磁場は該集合体に対して放射方
向に流れるようになる。
本発明方法では上記放射方向の同極対向の反撥磁場を印
加しながら成型を行うと放射状配向磁石が着磁工程で得
られる。このため、この方法では着磁のために大出力磁
化コイル必要になるが、特に配向工程を着磁と別工程で
行う必要はなくなる。
加しながら成型を行うと放射状配向磁石が着磁工程で得
られる。このため、この方法では着磁のために大出力磁
化コイル必要になるが、特に配向工程を着磁と別工程で
行う必要はなくなる。
また、本発明方法では着磁後、集合体を配向磁場中で成
型すると弱い配向磁場中で放射状配向磁石を製造するこ
とができる。この方法では集合体を容器または型から取
り出した後に成型してもよく、あるいは該型内で集合体
で成型を続けて行ってもよい。
型すると弱い配向磁場中で放射状配向磁石を製造するこ
とができる。この方法では集合体を容器または型から取
り出した後に成型してもよく、あるいは該型内で集合体
で成型を続けて行ってもよい。
本発明に係る装置は、型を用いて上記粉末をリング形状
の集合体として保持し、そして着磁磁界印加用コイルと
配向用コイルを用いて放射方向異方性希土類磁石を製造
する装置であって、その要旨とするところは、貫通穴を
有する臼とその貫通穴に嵌入可能な上パンチおよび下パ
ンチと臼の上下に着磁磁界印加用パルス磁場発生コイル
と、中棒と配向コイルの磁界と磁気的につながったヨー
ク上の位置又は着磁磁界印加用コイルと同方向の位置に
配置された配向磁界印加用磁場コイルとを備えたことを
特徴とすることにある。
の集合体として保持し、そして着磁磁界印加用コイルと
配向用コイルを用いて放射方向異方性希土類磁石を製造
する装置であって、その要旨とするところは、貫通穴を
有する臼とその貫通穴に嵌入可能な上パンチおよび下パ
ンチと臼の上下に着磁磁界印加用パルス磁場発生コイル
と、中棒と配向コイルの磁界と磁気的につながったヨー
ク上の位置又は着磁磁界印加用コイルと同方向の位置に
配置された配向磁界印加用磁場コイルとを備えたことを
特徴とすることにある。
（作 用） 特にリング状配向磁石製造用型内で着磁を行う場合は、
上記した粉末の集合体の周囲に存在する強磁性の型部材
が該粉末より透磁率が高いことが多いために、着磁の磁
束は型部材を流れ易い。ところが本発明の方法による
と、同極対向の磁場が反撥し合うために、強磁性の型部
材が存在していても、反撥による転向された磁束は粉末
を強力に着磁するのである。勿論強磁性の型部材が粉末
の集合体の周りに存在していなくとも本発明方法は有用
であり、反撥磁場は粉末を一層強力に着磁するものであ
る。よって、近年益々高性能化する磁石材料を有効に着
磁しひいては配向度を高めるために本発明方法は有用性
が高いと言える。
上記した粉末の集合体の周囲に存在する強磁性の型部材
が該粉末より透磁率が高いことが多いために、着磁の磁
束は型部材を流れ易い。ところが本発明の方法による
と、同極対向の磁場が反撥し合うために、強磁性の型部
材が存在していても、反撥による転向された磁束は粉末
を強力に着磁するのである。勿論強磁性の型部材が粉末
の集合体の周りに存在していなくとも本発明方法は有用
であり、反撥磁場は粉末を一層強力に着磁するものであ
る。よって、近年益々高性能化する磁石材料を有効に着
磁しひいては配向度を高めるために本発明方法は有用性
が高いと言える。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
第１図および第２図は希土類コバルト磁石の磁場中成型
装置の概略構成を示す。この図において、臼１の中心部
には円柱状の貫通穴２が形成されており、この貫通穴２
に上方より嵌合するように上パンチ３が上下移動自在に
配置され、前記貫通穴２に下方より嵌合するように下パ
ンチ４が上下移動自在に配置される。前記上パンチ３の
中心には中棒５が挿入され、下パンチ４の中心には中棒
６が上下移動自在に設けられる。ここで、上パンチ３及
び下パンチ４は非磁性材であり、臼１、中棒５、中棒６
及び外部ヨーク10は飽和磁束密度Bs≧10KGの磁性材で構
成される。前記臼１の近傍には、外部ヨーク10を通して
同極対向の配向磁界印加用磁場発生コイル７Ａ，７Ｂが
同極で相対するように配設され、前記上パンチ３及び下
パンチ４の近傍でなおかつ臼１の上下面近傍には同極対
向の着磁磁界印加用パルス磁場発生コイル８Ａ，８Ｂが
配設される。
装置の概略構成を示す。この図において、臼１の中心部
には円柱状の貫通穴２が形成されており、この貫通穴２
に上方より嵌合するように上パンチ３が上下移動自在に
配置され、前記貫通穴２に下方より嵌合するように下パ
ンチ４が上下移動自在に配置される。前記上パンチ３の
中心には中棒５が挿入され、下パンチ４の中心には中棒
６が上下移動自在に設けられる。ここで、上パンチ３及
び下パンチ４は非磁性材であり、臼１、中棒５、中棒６
及び外部ヨーク10は飽和磁束密度Bs≧10KGの磁性材で構
成される。前記臼１の近傍には、外部ヨーク10を通して
同極対向の配向磁界印加用磁場発生コイル７Ａ，７Ｂが
同極で相対するように配設され、前記上パンチ３及び下
パンチ４の近傍でなおかつ臼１の上下面近傍には同極対
向の着磁磁界印加用パルス磁場発生コイル８Ａ，８Ｂが
配設される。
配向磁界印加用コイル７Ａ，７Ｂによる磁界は第２図に
矢印で示すように臼１内に充填される材料粉末９に対し
てラジアル方向に加わるものであり、臼１、中棒５、中
棒６及び外部ヨーク10を磁性材で構成したのでラジアル
方向の磁界を効率よく発生できるようになっている。し
かしながら通常得られる配向磁場の絶対値は低い。
矢印で示すように臼１内に充填される材料粉末９に対し
てラジアル方向に加わるものであり、臼１、中棒５、中
棒６及び外部ヨーク10を磁性材で構成したのでラジアル
方向の磁界を効率よく発生できるようになっている。し
かしながら通常得られる配向磁場の絶対値は低い。
以上の構成において、本発明のラジアル配向希土類磁石
の磁場中成型は次のようにして行う。まず、臼１内に下
パンチ４を嵌合させかつ中棒６を突出させた状態で材料
粉末９を臼１の貫通穴２に入れる。
の磁場中成型は次のようにして行う。まず、臼１内に下
パンチ４を嵌合させかつ中棒６を突出させた状態で材料
粉末９を臼１の貫通穴２に入れる。
次いで、上パンチを臼１の上面附近に移動させ、同極対
向の着磁磁界印加用コイル８Ａ，８Ｂにパルス電流を通
電する。得られるパルス放射状磁場を利用し、少なくと
も粉対の1Hc以上の強力な着磁磁界を印加し、材料粉末
９を予め着磁する。この場合、空心コイルで８Ａ，８Ｂ
を異極とする１方向発生磁場発生手段とする大磁場の発
生が容易である。しかし、この場合、臼１および磁性体
５および中棒６が存在すると、磁束の大半が強磁性体中
を流れるため貫通穴２には２〜３KOe の極めて弱い着磁
磁界しか発生しない。しかしながら同極空心コイル８
Ａ，８Ｂは、小さな磁場しか発生しないが、反発放射状
磁場を発生させるので臼１、中棒５、中棒６が瞬間的に
放射状方向に磁化され、中棒６と臼の間のキャビティー
に、大きな着磁磁場が発生する。
向の着磁磁界印加用コイル８Ａ，８Ｂにパルス電流を通
電する。得られるパルス放射状磁場を利用し、少なくと
も粉対の1Hc以上の強力な着磁磁界を印加し、材料粉末
９を予め着磁する。この場合、空心コイルで８Ａ，８Ｂ
を異極とする１方向発生磁場発生手段とする大磁場の発
生が容易である。しかし、この場合、臼１および磁性体
５および中棒６が存在すると、磁束の大半が強磁性体中
を流れるため貫通穴２には２〜３KOe の極めて弱い着磁
磁界しか発生しない。しかしながら同極空心コイル８
Ａ，８Ｂは、小さな磁場しか発生しないが、反発放射状
磁場を発生させるので臼１、中棒５、中棒６が瞬間的に
放射状方向に磁化され、中棒６と臼の間のキャビティー
に、大きな着磁磁場が発生する。
材料粉末９を着磁後、着磁磁界印加用コイル８Ａ，８Ｂ
への通電を停止し、配向磁界印加用コイル７Ａ，７Ｂに
夫々通電して材料の1Hc以下の比較的弱いラジアル方向
の配向磁界を印加した状態で上パンチ３を下降させ材料
粉末９を圧縮成型する。この結果、異方性化の方向がラ
ジアル方向となったリング状の成型体が得られる。
への通電を停止し、配向磁界印加用コイル７Ａ，７Ｂに
夫々通電して材料の1Hc以下の比較的弱いラジアル方向
の配向磁界を印加した状態で上パンチ３を下降させ材料
粉末９を圧縮成型する。この結果、異方性化の方向がラ
ジアル方向となったリング状の成型体が得られる。
第３図は、材料粉末９（第１図）としてSm25.5％、Cu８
％、Fe15％、Zr 1.5％、Co50％の組成および1Hc＝７KOe
の保磁力を有するものを使用し、外径27mm、内径23m
m、高さ12mmのラジアル配向リングを成型した場合の配
向磁界強度と配向度、残留磁化（Br）および最大エネル
ギー積((BH)m) との関係を示すグラフである。この図に
おいて、曲線Ａは着磁磁界を印加しないでラジアル配向
した場合、曲線Ｂは磁場中成型前に異極を対向させた着
磁コイルの１方向パルス磁界にて、Ｃは反発放射状パル
ス磁場にて材料粉末９を着磁後磁場中成型した場合の特
性を示す。ただし、図中の配向度は１方向配向による配
向磁界強度12KOe の配向を１として表わしてある。この
場合、Ａ，Ｂでは50〜60％程度の配向度しか得られな
い。しかしながら本発明によるＣの放射状着磁磁場を用
いた場合、配向度約90％と極めて顕著な効果を示してい
る。
％、Fe15％、Zr 1.5％、Co50％の組成および1Hc＝７KOe
の保磁力を有するものを使用し、外径27mm、内径23m
m、高さ12mmのラジアル配向リングを成型した場合の配
向磁界強度と配向度、残留磁化（Br）および最大エネル
ギー積((BH)m) との関係を示すグラフである。この図に
おいて、曲線Ａは着磁磁界を印加しないでラジアル配向
した場合、曲線Ｂは磁場中成型前に異極を対向させた着
磁コイルの１方向パルス磁界にて、Ｃは反発放射状パル
ス磁場にて材料粉末９を着磁後磁場中成型した場合の特
性を示す。ただし、図中の配向度は１方向配向による配
向磁界強度12KOe の配向を１として表わしてある。この
場合、Ａ，Ｂでは50〜60％程度の配向度しか得られな
い。しかしながら本発明によるＣの放射状着磁磁場を用
いた場合、配向度約90％と極めて顕著な効果を示してい
る。
（発明の効果） 従来高配向が困難であった保磁力の高い材料粉末に本発
明方法を適用するラジアル配向のマグネットが得られ
る。
明方法を適用するラジアル配向のマグネットが得られ
る。
第１図は本発明方法を実施するための装置の一実施例を
示す部分断面図、 第２図は第１図のII−II線平面図に配向磁界の方向を書
入れた図面、 第３図は配向磁界と（BH）max ，Br、配向度との関係を
示すグラフである。 １……臼、２……貫通孔、 ３，４……パンチ、５，６……中棒、 ７Ａ，７Ｂ……同極対向で放射方向の配向磁界印加用磁
場発生コイル、 ８Ａ，８Ｂ……同極対向の着磁磁界印加用パルス磁場発
生コイル、 ９……粉末の集合体、10……外部ヨーク。
示す部分断面図、 第２図は第１図のII−II線平面図に配向磁界の方向を書
入れた図面、 第３図は配向磁界と（BH）max ，Br、配向度との関係を
示すグラフである。 １……臼、２……貫通孔、 ３，４……パンチ、５，６……中棒、 ７Ａ，７Ｂ……同極対向で放射方向の配向磁界印加用磁
場発生コイル、 ８Ａ，８Ｂ……同極対向の着磁磁界印加用パルス磁場発
生コイル、 ９……粉末の集合体、10……外部ヨーク。
Claims (3)
- 【請求項１】希土類磁石の磁場中成型方法において、 臼（１）の上下に配置する同極対向の着磁磁化印加用パ
ルス発生コイル（８ａ、８ｂ）によって前記希土類磁石
の原料となる粉末の集合体（９）に対して放射方向に印
加されるパルス磁場を印加し、 前記粉末の集合体を配向方向と同方向の磁場で着磁し、 着磁と同時に前記臼と中棒をつなぐヨーク上に配置する
同極対向の放射方向配向磁界印加用磁場発生コイル（７
ａ、７ｂ）によって前記粉末の集合体に対して放射状配
向磁場を印加し、且つ、 放射状磁場を印加した状態で前記粉末の集合体を成型す
ることを特徴とする希土類磁石の磁場中成型方法。 - 【請求項２】希土類磁石の磁場中成型方法において、 臼（１）の上下に配置する同極対向の着磁磁化印加用パ
ルス発生コイル（８ａ、８ｂ）によって前記希土類磁石
の原料となる粉末の集合体（９）に対して放射方向に印
加されるパルス磁場を印加し、 前記粉末の集合体を配向方向と同方向の磁場で着磁し、 前記臼と中棒をつなぐヨーク上に配置する同極対向の放
射方向配向磁界印加用磁場発生コイル（７ａ、７ｂ）に
よって着磁後に前記粉末の集合体に対して放射状配向磁
場を印加し、且つ、 放射状磁場を印加した状態で前記粉末の集合体を成型す
ることを特徴とする希土類磁石の磁場中成型方法。 - 【請求項３】希土類磁石の磁場中成型装置において、 貫通穴（２）を有する中空円筒状の臼（１）、前記臼の
貫通穴に嵌入可能で上下移動自在に配置された中空円筒
状の上パンチ（３）、前記臼の貫通穴に嵌入可能で上下
移動自在に配置された中空円筒状の下パンチ（４）、前
記上パンチの円筒部の下端まで貫通する中棒（５）、前
記下パンチの円筒部を貫通して前記臼上端部まで達する
中棒（６）、前記臼と前記中棒が組み込まれた前記下パ
ンチとで形成された中空部に装填される粉末の集合体
（９）、前記臼の上下に位置する同極対向の着磁磁界印
加用パルス磁場発生コイル（８ａ、８ｂ）、前記臼と中
棒をつなぐヨーク（１０）、及び前記ヨーク上に配置す
る同極対向で放射方向の配向磁界印加用磁場発生コイル
（７ａ、７ｂ）とを備えたことを特徴とする希土類磁石
の磁場中成型装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273835A JPH0626169B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 希土類磁石の磁場中成型方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273835A JPH0626169B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 希土類磁石の磁場中成型方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154118A JPS61154118A (ja) | 1986-07-12 |
| JPH0626169B2 true JPH0626169B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17533206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59273835A Expired - Fee Related JPH0626169B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 希土類磁石の磁場中成型方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626169B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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| CA1301602C (en) * | 1987-11-18 | 1992-05-26 | Vijay K. Chandhok | Method and assembly for producing extruded permanent magnet articles |
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-
1984
- 1984-12-27 JP JP59273835A patent/JPH0626169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61154118A (ja) | 1986-07-12 |
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