JPS5849011B2 - 異方性筒状重合体磁石の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、異方性筒状重合体磁石の製造方法に関するも
のである。

詳しく述べると、強磁界中で強磁性体紛末と重合体材料
との混合物を射出戒形機を用いて異方性筒状重合体磁石
を製造する方法に関するものである。

異方性筒状磁石は、直流モータ、発電機、ヒステリシス
モータ等の回転機器に広く使用されている。

異方性筒状磁石は、放射状磁場配向体と二極磁場配肉体
とに大別できるが、その角度にむける磁気分布特性から
いって二極磁場配向体が優れた性能を示すので、その製
造方法の開発が望１れている。

現在、回転機器用磁石には保磁力の高いＢａ−フエライ
ト、Ｓｒ−フエライト等の磁石が主として使用されてい
る。

これらの磁石は１１５０〜１２ ５ ０’Ｃの高温で焼
結されるので、焼結体の外観に歪みが生じるので、．焼
結だけによって外径、内径等の寸法を規制することは困
難であり、焼結後は通常内外周両面を研摩加工している
。

特に小型モータ用磁石の場合には、高精度の研摩加工が
要求される。

しかるに、このような高度の精密加工は研摩加工費が高
いという欠点があった。

１た、このような焼結体の場合、一方向への磁場配向が
困難であるので、満足すべき磁気分布特性を有する二極
着磁異方性筒状磁石を得ることは極めて困難であり、第
１図に曲線Ａで示されているように４５〜１３５°間む
よび２２５〜３１５°付近での磁束密度が低下するとい
う欠点があった。

一方、上記焼結法を改善するために、強磁性体紛末と合
成樹脂との混合物を射出成形法により成形スると、通常
のプラスチックス製品と同様に良好な寸法精度を有する
成形体が得られることは知られている。

また、熱可塑性樹脂と強磁性体粒末との混合物より加熱
状態で磁界を印加しながら射出成形により異方性筒状樹
脂磁石を製造するに際し、筒状空洞部に射出充填された
前記混合物に対し放射状に磁界を印加する方法が提案さ
れている（特開昭５１−２１１９８号公報）。

しかしながら、後者の方法で得られる異方性筒状樹脂は
、射出成形時に印加される磁界の方向からいって放射状
に磁場配向されるので、この方法によって一方向に磁場
配向する二極型の筒状磁石を得ることはできなかった。

しかるに、筒状磁石は大抵の場合、二極着磁で使用され
るので、筒状体の軸線に直交する方向から直線状に磁界
を印加しながら射出成形する必要があるが、この場合、
強磁性体粉末と合成樹脂との混合物が金型に射出される
ピンゲートは（例えばピンゲートあるいはサイドゲート
等）１個所（１点ゲート）であるので、その設けられる
位置によって得られる磁石の物性は著しく異なってくる
。

例えば、射出戒形時の混合物の流動方向と磁化方向とを
一致させるために、金型の筒状空洞部の軸線に対して直
角方向から直線状に印加された磁界内において磁界方向
の１点にゲートを設けて前記混合物の射出成形を行なう
と、着磁後の二極型筒状樹脂磁石は、第１図に曲線Ｂで
示すように、Ｎ極側では良好な磁気分布を示すが、Ｓ極
側では磁気分布が乱れる。

これは、Ｎ極を構成するゲート付近においてはダイスの
温度に近いので、混合物の流動性が極めて良好であり、
このため磁場配向が良好であるが、ゲートから遠ざかる
につれて混合物が冷却されるの゜で流動性が低下し、特
にＳ極を構成するウエルドライン部では流動性が悪いの
で磁場配向が悪くなる。

したがって、Ｎ極と全く同一の磁場配向性を必要とする
Ｓ極が最も流動性が悪くて磁場配向性が悪いためである
と考えられる。

これに対し、筒状体の軸線釦よび磁界方向に対して直角
に２個のゲートを用いて射出成形したものは、着磁後の
二極型筒状樹脂磁石が、第１図に曲線Ｃで示すように、
９０°付近釦よび２７００付近に釦いて磁束密度が著し
く低下するという欠点があった。

これは、混合物の流動性の最も良好なゲート部は成形後
の磁石の磁極として寄与せず、これらゲートから最も離
れて射出成形時に最も流動性の低下しているウエルデイ
ングラインが両極を構成するために、この部分では磁場
配向性が最も悪いためであると考えられる。

本発明は、前記のごとき従来法の諸欠点を改善するため
になされたもので、金型の筒状空洞部の軸線に対して直
角方向から磁界を印加しながら強磁性体粉末と重合体材
料との混合物を射出成形して異方性筒状重合体磁石を製
造する方法において、前記筒状空洞部の軸線と直交する
前記磁界方向で、該軸線を挾んで相対した筒状空洞部の
端面付近の両側にそれぞれ混合物注入口を設け、このよ
うにして設けられた２個の注入口より前記混合物を導入
し射出成形することを特徴とする異方性筒状重合体磁石
の製造方法である。

本発明方法にむいて使用される強磁性体粉末としては、
ＭＯ ・６Ｆｅ２ ｏ３ （Ｍ ： Ｓｒ＞Ｂａ，ｐｂ
）で表わされるフエライト磁石、ＲＣｏ５，Ｒ２Ｃｏ１
７（Ｒ ： Ｓｍ ， Ｙ ， Ｌａ ， Ｃｅ）で表
わされる希土類コバルト磁石、マンガンービスマス磁石
、マンガンーアルミニュム磁石、コバルト磁石（例えば
、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等）等があ
る。

１た、本発明方法において使用される重合体材料として
は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンー酢酸ビニル
共重合体、エチレンーアルキルアクリレート共重合体、
ポリ酢酸ビニル、エチレンーα，β−不飽和モノ捷たは
ジカルボン酸共重合体の金属架橋体樹脂等の熱可塑性樹
脂、フェノールーホルムアルデヒド樹脂、メラミンーホ
ルムアミド樹脂、尿素一ホルムアルデヒド樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、天
然ゴム、スチレンーブタジエンゴム、ニトリルゴム、ク
ロロプレンゴム等のゴム等があるが、好１しくは熱可塑
性樹脂である。

しかして、強磁性体粉末と重合体材料との比率は重量比
で９７＝３〜８３：１７が好斗しいが、特に８８：１２
〜９０：１０が最も好１しい。

なお、本発明における「重合体磁石」なる用語は、前記
のととき重合体をバインダーとする磁石の意味である。

つぎに、図面を参照しながら本発明方法を詳細に説明す
る。

すなわち、第２〜３図は筒状磁石を１回に４個成形する
場合の例である。

磁場発生ヨーク１，２０間に成形用金型３を密着挾持さ
せ、その両端に電磁石４，５をそれぞれ設けてなる射出
成形機６において電磁石４，５による磁界の方向（第２
図における矢印の方向）に対して直角に軸線がくるよう
に金型３に筒状空洞部７を設ける。

この金型３には、ロツド８に固着された突出桿９が嵌挿
されている。

金型３には、突出桿９の反対側に第一ダイス１０および
これに当接される第二ダイス１１が設けられている。

第二ダイス１１には、スプール１２が設けられて耘り、
１れ第一ダイス１０には前記スブール１２に連通するラ
ンナ１３むよびこれに連通ずるノズルロ１４が設けられ
ている。

ノズルロ１４の一端はピンゲート１５を形成し、金型３
の筒状空洞部７の軸線と直交する前記磁界方向で該軸線
を挾んで相対した筒状空洞部の端面１６付近の両側にそ
れぞれ位置するように設けられる。

このように構成された射出成形機６において、電磁石４
，５により磁界を印加させながら強磁性体紛末と重合体
材料との混合物をシリンダ（図示せず）より所定温度で
射出戒形すると、混合物は溶融してスプール１２、ラン
ナ１３およびノズルロ１４を経てピンゲート１５より金
型３の筒状空洞部７に達する。

この場合の印加磁界の強さは、磁石の要求特性に応じて
変えられるが、通常４０００〜２０００００ｅであり、
好ｔＬ＜は６０００〜ｌ０００００ｅである。

１た、混合物の加熱温度は結合剤として使用される重合
体の可塑化温度によって変るが、例えばナイロン６の場
合、２７０〜３１０℃である。

ピンゲート１５より導入された混合物は、溶融した状態
で空洞７内を進むが、強磁性体はその間に磁界方向に磁
場配向する。

混合物が冷却固化したのち、消磁して捷たは消磁するこ
となく第一ダイス１０および第二ダイス１１を分離する
と、スプール１２、ランナ１３むよびノズルロ１４にお
ける混合物片は筒状磁石１７から分離し、１た突出桿９
を突出すると、筒状磁石１７は金型３から押出される。

さらに第一ダイス１０と第二ダイス１１とを分離すると
前記混合物片が分離する。

このようにして得られる筒状磁石はすでに消磁してある
場合はさらに着磁される。

着磁は、通常の着磁条件、例えば６０００ｅ前後で行な
われる。

な訃、ピンゲート１５の形戒位置は、第２〜３図に示す
ように、筒状空洞部の端面に垂直ないし傾斜してノズル
ロ１４がくるように設けてもよいし、あるいはこの端面
近くに筒状空洞部の外周面にピンゲート１５を形戒させ
てもよい。

１た、本発明方法に使用するゲートとしてはピンゲート
、サイドゲートあるいはサフマリンゲート等であればい
ずれのゲートであっても良い。

以上述べたように、本発明による異方性筒状重合体磁石
の製造方法は、筒状空洞部の軸線と直交する磁界方向で
該軸線を挾んで相対した筒状空洞部の端面付近の両側に
それぞれ混合物注入口を設け、このようにして設げられ
た２個の注入口より強磁性体紛末と重合体材料との混合
物を導入して射出戒形することにより行なわれるので、
磁化方向と同一の方向に２個の注入口から導入された混
合物は溶融状態で空洞内を進行し、その間に注入口間の
方向の磁力線により混合物中の強磁性体は磁力線の方向
に磁場配向されるが、最も流動性が良好であるために磁
場配向性の優れた注入日付近が着磁後に両極を形成する
ことになるので、第１図に曲線Ｄで示すように極めて良
好な磁気分布が得られ、しかもトータルフラツクスも大
きいので、モータ等に使用した場合に等速回転が得られ
る。

なト、ウエルドラインは磁極には無関係な個所であるの
で問題はない。

つぎに、実施例を挙げて本発明方法をさらに詳細に説明
する。

実施例 ９０重量部のバリウムフエライト釦よび１０重ｉ部のナ
イロン６を２４０〜２８０’Ｃの温度でニーダーで混練
したのち、押出し或形してペレット化した。

ついで、第２〜３図に示す射出戒形機６を用い、電磁石
４，５によ，９８００００ｅに印加した磁界内で前記ペ
レットをノズル温度２８０゜Ｃで射出戒形し、２個のピ
ンチゲーＮ５，１５より注入した。

消磁後、第一ダイス１０釦よび第二ダイス１１を分離し
、突出桿９を作動させたところ筒状体（外径２０間、内
径１４朋、長さ１５１ＩＬ１ＩＬ）が得られた。

この筒状体を６００００ｅで着磁したところ、異方性筒
状重合体磁石が得られた。

このようにして得られた重合体磁石の磁気分布は第１図
の曲線Ｄのとおりであり、そのトータルフラツクスは第
ｌ表のとおりであった。

なお、曲線Ｄの場合のトータルフシックスは、試料番号
１のものである。

比較例 １ 焼結法によりバリウムフエライト磁石の筒状体を成形し
、研摩して実施例と同一寸法に仕げ、着磁して等方性筒
状磁石を製造した。

得られた磁石の磁気分布は第１図の曲線Ａのとち・りで
あり、そのトータルフラツクスは第２表のとおりであっ
た。

なお、曲線Ａの場合のトータルフラツクスは試料番号１
のものである。

比較例 ２ 実施例の方法に釦いて、一方のピンゲートを閉塞し、他
方のピンゲートのみから混合物の注入して射出成形した
のち着磁し、同一寸法の異方性筒状重合体磁石を得た。

得られた磁石の磁気分布は第１図の曲線Ｂのとおりであ
り、そのトータルフラツクスは第３表のとおりであった
。

なお、曲線Ｂの場合のトータルフラツクスは試料番号１
のものである。

比較例 ３ 実施例の方法にかいて２個のピンゲートの位置を磁化方
向と同一の方向から磁化方向と直角方向の位置に変えた
以外は同一方法を行なったところ、得られた異方性筒状
重合体磁石の磁気分布は第１図の曲線Ｃのと釦りであり
、そのトータルフラツクスは第４表のとおりであった。

なお、曲線Ｃの場合のトータルフラツクスは試料番号１
のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種の筒状磁石の角度と磁気分布を表わすグラ
フであり、第２図は本発明方法を行なう装置の断面であ
り、第３図は第２図の■一■線に沿う断面図である。 １，２・・・・・・磁場発生ヨーク、３・・・・・・金
型、４，５・・・・・・電磁石、６・・・・・・射出成
形機、７・・・・・・筒状空洞部、９突出桿、１０．１
１・・・・・・ダイス、１２・・・・・・スフール、１
３・・・・・・ランナ、１４・・・・・・ノズル口、１
５・・・・・・ピンゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型の筒状空洞部の軸線に対して直角方向から磁界
   を印加しながら強磁性体粉末と重合体材料との混合物を
   射出成形して異方性筒状重合体磁石を製造する方法に釦
   いて、前記筒状空洞部の軸線と直交する前記磁界方向で
   該軸線を挾んで相対した筒状空洞部の端面付近の両側に
   それぞれ混合物注入口を設け、このようにして設けられ
   た２個の注入口より前記混合物を導入し射出成形するこ
   とを特徴とする異方性筒状重合体磁石の製造方法。 ２重合体材料は熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第１
   項に記載の異方性筒状重合体磁石の製造方法。