JPH09260134A - 希土類ボンド磁石とその製造方法 - Google Patents

希土類ボンド磁石とその製造方法

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JPH09260134A
JPH09260134A JP8094721A JP9472196A JPH09260134A JP H09260134 A JPH09260134 A JP H09260134A JP 8094721 A JP8094721 A JP 8094721A JP 9472196 A JP9472196 A JP 9472196A JP H09260134 A JPH09260134 A JP H09260134A
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Hiroaki Wakabayashi
浩明 若林
Toshimitsu Ariga
俊光 有賀
Yoichiro Tsuchiya
陽一郎 土屋
Atsushi Satou
佐藤  惇司
庸介 ▲榊▼原
Yasusuke Sakakibara
Hiroshi Ikeda
浩 池田
Mie Oohara
美絵 大原
Hidetake Hashimoto
英豪 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】希土類ボンド磁石を小型モーターに適用する場
合、高い寸法精度を維持し、磁気特性と機械的強度の向
上を両立させるために、第2バインダーを真空含浸する
方法において、寸法変化がほとんど無く、機械的強度を
向上させることを目的とする。 【解決手段】第1バインダーは酸無水物系硬化剤で、第
2バインダーとして、第1バインダーのガラス転移点
(Tg点)より低温で硬化する複素環式アミン系硬化剤
を用いたエポキシ樹脂を真空含浸する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は希土類磁石粉末と樹
脂よりなる希土類ボンド磁石とその製造方法に関するも
のであり、特に成形体にした希土類ボンド磁石に樹脂を
含浸させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ボンド磁石は、焼結磁石に比べ最大エネ
ルギー積は劣るものの、ニアネットシェイプ性、高寸法
精度、低コスト等の特徴を有するために、近年の需要の
伸びが著しい。特に、圧縮成形ボンド磁石では、粉体の
結合はエポキシ樹脂に代表されるバインダーを用いてい
るが、強度は比較的低く、十分な強度を要求される場合
は、真空含浸等の方法により、空隙を再度バインダー
(これを第2バインダーとする。)で充填(含浸)する
方法(特開平2−163906)がとられてきた。ま
た、真空含浸による第2バインダー充填は、粉体の剥
離、脱落防止にも効果があることが示されている(特開
平4−27102)。さらに、十分な寸法精度、磁束密
度、強度を両立させるために,第2バインダーとして、
嫌気性樹脂を用いる方法(特開平6−96924)が公
開されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の情報機
器の小型化に伴い、希土類ボンド磁石の形状も、より小
型化が求められている。しかし、小型化の実現には寸法
精度の確保、つまり第2バインダーを含浸する際に生ず
る膨張の問題の解決と、充分な機械強度を有することが
要求される。
【0004】希土類ボンド磁石におけるバインダーとし
ては、機械的強度の確保という点から、硬化温度は15
0から200℃の硬化温度を有する熱硬化型のエポキシ
樹脂を一般に用いる。しかし、第1バインダーとして、
エポキシ樹脂を硬化した後、第2バインダーとして、再
度エポキシ樹脂を含浸させると、成形体は膨張し、その
まま第2バインダーの硬化が終了し、寸法変化を生じて
しまった。そして、この場合は寸法は拡大し、したがっ
て磁束密度の低下を同時に生じる問題があった。
【0005】また、特開平6−96924では、膨張を
抑えるためにエポキシ樹脂以外の樹脂を使用している
が、この場合には小型化を実現するための、ボンド磁石
に要求される機械強度の向上に注目してみると、充分と
はいえなかった。
【0006】そこで、本発明の目的は充分な強度があ
り、特性を劣化させることなく、かつ含浸以後の工程で
寸法変化のない小型モーターに適する希土類ボンド磁石
とその製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の希土類ボンド磁石は以下の構成を採用す
る。
【0008】希土類磁石粉末と、樹脂である第1バイン
ダーとから得られる成形体の空隙に、樹脂である第2バ
インダーが含浸されてなる希土類ボンド磁石において、
第1バインダーおよび第2バインダーはエポキシ樹脂で
あり、かつ第2バインダーが、第1バインダーのガラス
転移点(以下、Tg点とする。)よりも低い温度で硬化
する特性を有するようにする。
【0009】また、第1バインダーの主な硬化剤は酸無
水物系化合物であり、第2バインダーの主な硬化剤は複
素環式アミン化合物であることが望ましく、特に第2バ
インダーの硬化剤に次式の構造を有する化合物が含まれ
ていることがより望ましい。
【0010】
【化3】
【0011】また、このような材料を使用しても第2バ
インダーの硬化する温度が、第1バインダーのTg点よ
り低いことが望ましい。
【0012】また、この希土類ボンド磁石を製造するに
は希土類磁石粉末と、エポキシ樹脂である第1バインダ
ーとの混合物を成形して成形体を得る工程と、成形体の
第1バインダーを硬化させ、硬化物を得る工程と、第1
バインダーのエポキシ樹脂のTg点より、低い温度で硬
化する特性を有するエポキシ樹脂を第2バインダーとし
て硬化物に含浸させる工程と、含浸した第2バインダー
を硬化させる工程とによって得られる。
【0013】特に使用する材料は、硬化剤の主成分が酸
無水物系化合物であるエポキシ樹脂を第1バインダーと
し、硬化剤の主成分が複素環式アミン化合物であるエポ
キシ樹脂を第2バインダーとすることが望ましい。ま
た、この複素環式アミン化合物として、前述した化3式
の構造を有する化合物が含まれていることがより望まし
い。
【0014】また第2バインダーを含浸させた後、第1
バインダーのTg点より低い温度で加熱処理し、第2バ
インダーを加熱硬化させることが望ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】希土類ボンド磁石の含浸後の寸法
変化は、第2バインダーの種類によって、第1バインダ
ーのTg点以上の温度で第2バインダーの硬化が始まる
ために生じる。このようなエポキシ樹脂はまた、Tg点
以上の温度で軟化し、塑性変形を起こす。すなわち、従
来技術の項で述べた第2バインダーとして、その硬化温
度が第1バインダーのTg点より高いと、空隙に存在す
る、空気の膨張、水の気化等により膨張し、そのまま第
2バインダーの硬化が終了し、寸法変化を生じることに
なる。また、寸法の拡大により磁束密度の低下を同時に
生じてしまう。
【0016】そこで、本願発明は希土類磁石粉末と第1
バインダーであるエポキシ樹脂とからなる成形体の空隙
に、第1バインダーのTg点より低い温度で硬化する第
2バインダーのエポキシ樹脂を選択し、これを真空含浸
により充填し、第2バインダーを硬化させるようにし
た。
【0017】ここで、第2バインダーの硬化温度が第1
バインダーのTg点より低ければ、内部圧力の上昇によ
る第1バインダーの変形(成形体寸法の拡大)がほとん
ど無い状態で第2バインダーの硬化が終了するために、
最終的に磁束密度および、寸法変化の無いボンド磁石の
製造が可能となる。
【0018】なお、ここで用いる希土類磁石粉末は、R
Co5 系、R2Co17系(Rは軽希土類金属で、特にS
m、Pr、Nd、La、Ce等の元素。)、NdFeB
系、SmFeN系等、希土類磁石粉であれば、いずれも
使用が可能であり、特に限定するものではない。
【0019】また小型化するために、充分な強度を持た
せるためには樹脂にエポキシ樹脂を使用することが好ま
しい。そしてエポキシ樹脂の硬化温度は硬化剤に大きく
依存するので、第1バインダーの硬化剤には比較的Tg
点の高い、酸無水物系化合物であるのが望ましい。一般
に硬化剤に複素環式アミン化合物であるエポキシ樹脂を
使用すると、その硬化生成物は可撓性にとみ、かつ強度
に優れている。よって、含浸して得られる希土類ボンド
磁石に使用する第2バインダーとして、特に良好であ
る。
【0020】また、第1バインダーとして酸無水物系の
硬化剤を使用したエポキシ樹脂の場合には、種々ある複
素環式アミン化合物のうち、第2バインダーには、化3
式に示した構造式の複素環式アミン化合物を硬化剤とし
て使用したエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。
【0021】
【実施例】
(実施例)Sm2 Co17系の希土類磁石粉末(425μ
m以下の粉砕粉末)に対し、第1バインダーとして、主
剤はビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート10
04:油化シェルエポキシKK)、硬化剤は芳香族酸無
水物化合物であるエチレングリコールビストリメリテー
ト(TMEG−200:新日本理化KK)を所定の分量
配合し、これを希土類磁石粉末に対し1重量%混合し、
コンパウンドとした。次にこのコンパウンドを15KO
eの磁場中で、圧力7t/cm2で圧縮成形し、外径φ
6.00mm、内径φ1.60mm、高さ5.00mmの小型
モーター用の円柱の成形体を得、180℃で90分間、
加熱処理して硬化物を得た。硬化物は外径の寸法測定、
磁束密度測定、テーパーピン(JISB1352A1.
5×20St)の圧入強度測定を行なった。
【0022】次に、第2バインダーとして、主剤はビス
フェノールA型エポキシ樹脂(エピコ−ト802:油化
シェルエポキシKK)、硬化剤は複素環式アミン化合物
(A→RX3、B→LX2W、C→LX1Nをそれぞ
れ)を所定の分量配合した液体を、約1Torrの真空
中で十分脱気した上記硬化物に真空中で注ぎ、その後大
気圧に戻し、いわゆる真空含浸させた。その後、エチル
アルコールで洗浄し、80℃で3時間、加熱処理した
後、希土類ボンド磁石を得た。この希土類ボンド磁石に
ついても、第1バインダー硬化後に得られた硬化物と比
較するために、硬化物と同様の評価測定を行なった。
【0023】なお、第1バインダーのTg点は110℃
(新日本理化KK技術資料89−01/A05−10
4)。また第2バインダーとして、複素環式アミン化合
物はA、BおよびCのいずれも化3式の構造を有してい
た。
【0024】(比較例)実施例と同一の第1バインダー
と希土類磁石粉末を用いて、実施例と同様に第1バイン
ダー硬化後、硬化物を得た。
【0025】次に、第2バインダーに、主剤はビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂(エピコ−ト806:油化シェ
ルエポキシKK)、硬化剤はメチルテトラヒドロ無水フ
タル酸(a→YH300、b→YH3000:油化シェ
ルエポキシKK)を所定の分量配合した液体を、約1T
orrの真空中で十分脱気した上記硬化物に真空中で注
ぎ、その後大気圧に戻し、いわゆる真空含浸させた。そ
の後、エチルアルコールで洗浄し、160℃で5時間、
加熱処理した後、希土類ボンド磁石を得た。これも実施
例と同様の評価を行なった。
【0026】表1に実施例と比較例の第1バインダーと
第2バインダーの種類と、Tg点および硬化温度を示
し、表2に実施例と比較例の結果を示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】表2では、第1バインダー硬化後の硬化物
を1次成形体、第2バインダー硬化後に得られた希土類
ボンド磁石を2次成形体として示した。また、第2バイ
ンダー硬化後の希土類ボンド磁石のそれぞれの測定結果
から、第1バインダー硬化後の硬化物の測定結果を差し
引いたものを変化量(2次−1次)として、表中に記載
した。実施例では、硬化剤(A,B,C)のいずれも、
第2バインダー硬化後でも外径の寸法変化、磁束密度の
変化が小さく、しかし圧入強度は2倍以上と、より強度
を増しており、小型用モーターとして充分な物性値が得
られた。比較例の硬化剤(a,b)では、いずれも、寸
法変化、磁束密度の変化は非常に大きく、圧入強度はさ
ほど増加しなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明は、第2バインダーとして、第1
バインダーのTg点より低温で硬化する複素環式アミン
系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を真空含浸することによ
り、寸法変化がほとんど無く、機械的強度の高い、しか
も磁束密度の高い小型モータ用の希土類ボンド磁石を提
供し、工業的に大きな効果を持つ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 NKU C08L 63/00 NKU H01F 41/02 H01F 41/02 G (72)発明者 有賀 俊光 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 シメオ精密株式会社内 (72)発明者 土屋 陽一郎 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地5 シメオ精密株式会社内 (72)発明者 佐藤 惇司 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 ▲榊▼原 庸介 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 池田 浩 東京都田無市本町6丁目1番12号 シチズ ン時計株式会社田無製造所内 (72)発明者 大原 美絵 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 橋本 英豪 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類磁石粉末と、樹脂である第1バイ
    ンダーとから得られる成形体の空隙に、樹脂である第2
    バインダーが含浸されてなる希土類ボンド磁石におい
    て、第1バインダーおよび第2バインダーはエポキシ樹
    脂であり、かつ第2バインダーが、第1バインダーのガ
    ラス転移点(Tg点)よりも低い温度で硬化する特性を
    有することを特徴とする希土類ボンド磁石。
  2. 【請求項2】 第1バインダーのエポキシ樹脂の主な硬
    化剤は酸無水物系化合物であり、第2バインダーのエポ
    キシ樹脂の主な硬化剤は複素環式アミン化合物であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の希土類ボンド磁石。
  3. 【請求項3】 第2バインダーの硬化剤に次式の構造を
    有する化合物が含まれていることを特徴とする請求項1
    または請求項2に記載の希土類ボンド磁石。 【化1】
  4. 【請求項4】 希土類磁石粉末と、エポキシ樹脂である
    第1バインダーとの混合物を成形して成形体を得る工程
    と、成形体の第1バインダーを硬化させ、硬化物を得る
    工程と、第1バインダーのエポキシ樹脂のガラス転移点
    (Tg点)より、低い温度で硬化する特性を有するエポ
    キシ樹脂を第2バインダーとして硬化物に含浸させる工
    程と、含浸した第2バインダーを硬化させる工程とを有
    する希土類ボンド磁石の製造方法。
  5. 【請求項5】 第1バインダーのエポキシ樹脂の主な硬
    化剤は酸無水物系化合物であり、第2バインダーのエポ
    キシ樹脂の主な硬化剤は複素環式アミン化合物であるこ
    とを特徴とする請求項4に記載の希土類ボンド磁石の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 第2バインダーの硬化剤に次式の構造を
    有する化合物が含まれていることを特徴とする請求項4
    または請求項5に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。 【化2】
  7. 【請求項7】 第2バインダーを硬化させる工程で加熱
    処理が施され、加熱処理の温度が、第1バインダーのガ
    ラス転移点(Tg点)より低いことを特徴とする請求項
    4または請求項5または請求項6に記載の希土類ボンド
    磁石の製造方法。
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EP3675143A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-01 Nichia Corporation Method of preparing bonded magnet and bonded magnet

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