JPH071726B2 - 異方性樹脂磁石およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円筒状又は円柱状の樹脂磁石に関するもので、
特に径方向に磁気異方性を有する異方性樹脂磁石に関す
る。

〔従来の技術〕

従来よりカメラ、複写器、その他の機器に使用されるス
テッピングモーター等に使用する、円筒状の等方性樹脂
磁石や円筒状のラジアル異方性配向樹脂磁石等の円筒状
樹脂磁石が知られている。

等方性樹脂磁石は樹脂磁石材料中の磁性粉末が不定方向
に混入されており、各磁性粉末の磁化容易軸が不定方向
に向いている為、着磁後の磁石特性が低い。

それに対して、第５図に示すようなラジアル異方性配向
樹脂磁石は、磁性粉末の磁化容易軸が円筒状樹脂磁石の
径方向に放射状に配向されており着磁後の磁石特性は等
方性樹脂磁石に比べて良好となっている。

このラジアル異方性配向の円筒状樹脂磁石を製造する方
法としては、成形時において磁性粉を径方向に磁気配向
させておき、その磁気配向にそって着磁を施すという方
法がほとんどであった。この径方向に磁気配向した樹脂
磁石は工業的生産性に優れており、かつその配向性も非
常に高くすることが容易である。しかしこの配向は直線
状一方向であるため、外周に多極着磁する際に与える磁
束の方向と配向が一致しない。そのため着磁後磁石内を
通る磁束は径方向だけになり、磁石外の磁気抵抗の大き
い空気中において磁気的に閉じることになり、その特性
は弱いものとなる。

又、さらに磁石特性の向上を図るため、第６図に示す様
に、円筒状樹脂磁石の外周方向に対して極異方性配向を
示した極異方性配向樹脂磁石が良好とされている。しか
しながらこのような従来の極異方性配向樹脂磁石は、第
６図に示すように第７図の様な極数の少ない多極の極異
方性配向品に比較して円筒状及び円柱状樹脂磁石の極数
が多極になるほど磁性粉末の配向度の低下が大きくなる
という欠点があった。すなわち多極になればなる程配向
用磁極からの主な磁束が成形品の深い所を通らずに最短
距離である表面のみを通ってしまうという原理的欠陥が
あった。よって成形品肉厚を増してマグネットの磁気特
性をアップさせて動作点を高くしようとしても表面層か
らの配向の深さは変わらない為に、深い所は多極配向の
場合、等方性のまま存在してしまい大きな向上が得られ
ず、高速回転体として使用しようとした場合に於ては慣
性モーメントだけが大きくなってしまい、かえって起動
周波数、最大応答周波数が低下してしまうという結果に
なっていた。また、この方法では磁性粉を配向すること
が容易でなく生産性も悪いという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み成されたものであり、その目
的は生産性が良くかつ径方向の磁気特性を一層向上させ
た異方性樹脂磁石を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、円筒状樹脂磁石である外層と、該
外層に内接して設けられた樹脂磁石である内層とからな
る円柱状又は円筒状の異方性樹脂磁石であって、該外層
は径方向に磁気異方性配向を施されておりかつ該内層
は、極異方性配向を施されていることを特徴とする異方
性樹脂磁石、および、 樹脂磁石を成形する金型のキャビティ内に極異方性配向
された円柱状又は円筒状の内側磁石を配置して、該内側
磁石と前記金型のキャビティとの間に外側磁石を形成す
るための樹脂成形用キャビティ部を設け、前記金型に径
方向への磁気異方性配向用の磁極部材を配置して、前記
キャビティ内に磁性材料を含んだ樹脂材料を注入すると
共に、前記注入樹脂材料の磁性材料を径方向へ磁気異方
性配向させ、前記内側磁石と外側磁石を一体化して円柱
状又は円筒状の異方性樹脂磁石を製造する方法によって
達成される。

本発明の異方性樹脂磁石の一実施態様（円筒状のもの）
の概略図を第１図に示す。

図中の円筒状樹脂磁石は、径方向に磁気配向した円筒状
樹脂磁石１（外層）と極異方性配向した円筒状樹脂磁石
２（内層）とからなる。

本発明の円筒状樹脂磁石内部での磁束の流れを第２図に
示す。

矢印で示すように円筒状樹脂磁石１中においては磁性粉
の配向である径方向（内部方向）に磁束が流れる。その
磁束が円筒状樹脂磁石２に達すると、磁束は極異方性配
向された磁化容易軸の方向に添って周方向に向きを変え
隣接する極の内径側の位置まで達したところで再度径方
向（外部方向）に向きを変え隣接する極に入り込んで流
れる。

すなわち、円筒状樹脂磁石２の層はバックヨークの役目
を果たし、磁石内において磁束が磁気的に閉じた回路を
作り磁気性能を向上させるものである。

本発明の異方性樹脂磁石の内層は、上記のような円筒状
に限らず、円柱状であってもよい。

本発明の異方性樹脂磁石は、磁性粉とバインダーを主成
分としてなり、その他、滑剤等が添加されてなる。

磁性粉としては、フェライト系やサマリウムコバルト系
等の希土類金属等が使用できるが、着磁のためのエネル
ギーが少なくてすむフェライトが好適に使用される。使
用される具体的なフェライトとしてはストロンチウムフ
ェライトやバリウムフェライト等が挙げられる。

バインダーとしてはポリアミド、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンサルファイド等の従来公知の任
意の樹脂磁石用のバインダー材料が使用される。磁性粉
の配合割合は樹脂磁石の組成物の重量に対しおよそ70wt
％〜90wt％の範囲である。

滑剤としては、ステアリン酸や金属塩やビスアミド系等
が使用され、又、表面処理剤としてシラン系及びチタネ
ート系等が使用される。

本発明の異方性樹脂磁石はネインサート成形に基づく本
発明の製造方法により得られる。また、これ以外の方
法、例えば２色成形等の方法により内層と外層を一体成
形したり、該方法により別々に成形された内層と外層を
はめ合わせる等の簡単な方法によっても製造可能であ
る。ただし接着等による方法では、接着面の寸法精度を
高くする必要があり、また中間の接着層による磁場の影
響に悪い結果を引き起こす。一方、インサート成形に基
づく本発明の製造方法によれば、密着性が良く、磁場の
磁束への悪影響も無く、インサートによる外側磁石部分
の成形後の収縮作用による内側磁石と外側磁石の結合が
強まり、磁場回路の一体化が可能となる。

本発明の製造方法の一実施態様を、第４図を用いて説明
する。

第４図中２はあらかじめ極異方性配向された内側樹脂磁
石であり、４は外側樹脂磁石をラジアル異方性配向され
るための磁束である。５は内側樹脂磁石２と金型成形面
から成形される外側樹脂磁石成形用キャビティーであ
る。

まず極異方性配向された内側樹脂磁石２をラジアル異方
性配向用磁極３を成形面に持つキャビティーを５内に内
側極異方性配向磁石２の磁極とラジアル異方性配向用磁
極３の位置を対向するように合わせて設置し、ラジアル
異方性配向用磁極３に磁場を印加し磁束４を保持した状
態でキャビティー５内に溶融状態の樹脂磁石材料を充填
し磁性粉末を磁束４の方向に配向し、冷却、固化後、第
１図に示すような極異方性配向を施したような磁束の閉
じた異方性配向樹脂磁石を得た。

上記製造方法で、ラジアル異方性配向用磁極の数を増や
せば、もっと多極の第３図に示すような異方性配向樹脂
磁石が得られる。

前記実施例においては、第１回成形の極異方性配向成形
品を第４図の様な多極のキャビティーにインサートして
成形配向を行ったが、これらによらず第１回成形品を第
８図の様なN,Sの２極のラジアル配向用金型にインサー
トし、成形することによっても配向させることができ
る。この方法はN,Sの２極だけなのでインサート成形品
をつきぬけさせて強力な磁場をかけることが可能であ
る。

以上説明したように本発明の異方性樹脂磁石は内径側に
極異方性配向樹脂磁石を設けているため、バックヨーク
を設けたことになり、磁石としての性能が高い。

〔発明の効果〕

本発明の異方性樹脂磁石は、 ・磁束が閉じているため径方向の磁気性能が強い ・径が大きくても、多極に着磁しても、磁束が樹脂磁石
の中心部まで達するので磁気性能が弱くならない、 ・磁束が閉じたものでありながら、製造方法が簡単であ
る、 等の効果がある。また、本発明の製造方法によれば、密
着性が良く、磁場の磁束への悪影響も無く、インサート
による外側磁石部分の成形後の収縮作用による内側磁石
と外側磁石の結合が強まり、磁場回路の一体化が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の異方性樹脂磁石の概略図で
あり、第２図は磁石中の磁束の流れを表す模式図であ
り、第４図はインサート成形を示す模式図であり、第５
図は径方向に異方性配向した円筒状樹脂磁石の平面模式
図であり、第６図及び第７図は極異方性配向した樹脂磁
石の平面模式図であり、第８図は着磁方法の例を示す模
式図である。 1:径方向に磁気配向した円筒状樹脂磁石（外層） 2:極異方性配向した円筒状樹脂磁石（内層） 3:ラジアル異方性配向用磁極 4:磁束 5:キャビティー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状樹脂磁石である外層と、該外層に内
   接して設けられた樹脂磁石である内層とからなる円柱状
   又は円筒状の異方性樹脂磁石であって、該外層は径方向
   に磁気異方性配向を施されておりかつ該内層は、極異方
   性配向を施されていることを特徴とする異方性樹脂磁
   石。
2. 【請求項２】樹脂磁石を成形する金型のキャビティ内に
   極異方性配向された円柱状又は円筒状の内側磁石を配置
   して、該内側磁石と前記金型のキャビティとの間に外側
   磁石を形成するための樹脂成形用キャビティ部を設け、
   前記金型に径方向への磁気異方性配向用の磁極部材を配
   置して、前記キャビティ内に磁性材料を含んだ樹脂材料
   を注入すると共に、前記注入樹脂材料の磁性材料を径方
   向へ磁気異方性配向させ、前記内側磁石と外側磁石を一
   体化して円柱状又は円筒状の異方性樹脂磁石を製造する
   方法。