JPS601820A - 円筒状永久磁石の製造方法 - 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】 本発明はフェライト磁石であって、径方向に多極の異方
性をもつ円筒状永久磁石を製造する方法に関する。

フェライト磁石として９例えば、基本式％式％） をもつフェライト磁石が知られている。一般にこの種の
フェライト磁石は、　ＭＯ化合物（焼成してＭＯとなる
）とＦｅ　２０３とを所定のモル比に配合し。

仮焼してフェライトとし、これを粉砕して単磁区粒径以
下としたフェライト粉末を圧縮成形し、焼結して得られ
る。このフェライト粉末はＣ軸方向に容易磁化方向をも
つが、このフェライト粉末を圧縮成形する場合に、磁界
中で行って容易磁化の方向をそろえたものは異方性フェ
ライト磁石とよばれ、容易磁化方向をそろえず無秩序の
状態で成形したものは等方性フェライト磁石とよばれる
。

異方性フェライト磁石は等方性フェライト磁石に比べ残
留磁束密度Ｂｒで約２倍、最大磁気エネルギー積（ＢＨ
）ｍａｘで３〜４倍の値をもつことが知られている。

すなわち、この種のフェライト磁石の磁気特性を向上さ
せるには、密度の向上、単磁区粒子の存在率の向上と共
に、フェライト粒子を良好に配向させることが必要であ
り、したがって、径方向に磁化方向をもつ円筒形磁石の
場合には、径方向にできるだけ多くの磁化容易方向をも
つ粒子を配向させることが必要である。

従来よシ径方向に粒子を配向させるだめの成形方法が種
々提案されているが、大別すると９円筒状キャビティ部
の上下よシ磁場を反発させて２粒子を径方向にそろえる
ものと１円筒状キャビティ部の円周上に磁極を配置して
１粒子を径方向にそろえる方法が提案されている。

しかし、いずれの方法でも１粒子の配向を径方向にそろ
えればそろえるほど、成形体の焼結〜冷却過程でクラッ
クが発生し、使用できなくなる。

このクラックの発生は９粒子を径方向にそろえた結果、
半径方向とこれに直角な接線方向の熱膨張係数が異なる
ために、冷却中に機械的応力が生じることによるものと
されている。

このクラックの発生をなくすためには１粒子の配向度を
おとして１等方性に近づけることが必要となり、従って
磁気特性の劣化をまねき、同一形状の等方性のものと比
較した場合２表面磁束密度Ｂｏで１０〜２０％のレベル
が向上したにすぎなくなる。このため、磁気特性の優れ
たクラックのない円筒状のフェライト磁石を製造するこ
とは困難であった。

本発明の目的は、磁気特性の優れたクラックの々い径方
向に異方性をもつフェライト磁石を製造する方法を提供
することにある。

本発明によれば９円筒状のキャビティ部に半径方向の磁
場を発生させるように、複数の磁石を前記キャビティ部
以外の部分に配置し、該キャビティ部にフェライト粉末
を充填し、フェライト粒子の磁化容易方向を半径方向に
配列させ、該フェライト粉末を圧縮成形した後、焼結し
て、径方向に異方性を持つ円筒状フェライト傭行を得る
ようにした円筒状永久磁石の製造方法において、前記磁
石相互間の距離及び前記磁石と前記フェライト粉末との
間の距離を調節することによって、焼結後の円筒状フェ
ライト磁石に、異方性化している部分と等方性の部分と
を同軸の筒状に一体に形成せしめることを特徴とする円
筒状永久磁石の製造方法が得られス。

本発明者等は、磁気特性の優れたクラ、りのない、径方
向に異方性をもつフェライト磁石の製造方法について研
究した結果、フェライト粒子の配向において２円筒状の
キャビティ部に半径方向に磁場を発生するように複数の
磁石を配し、磁石間の距離（ｐ）及びフェライト粉末と
磁石の距離（１）を調節することによシ、焼結後の円筒
状フェライト磁石に、異方性化している部分と等方性の
部分とを同軸の筒状に一体に形成せしめ、クラックがな
く、磁気特性に優れた円筒状永久磁石を製造するに至っ
た。その磁気特性は同一形状の等方性フェライト磁石に
比べ、２０〜８０％高い表面磁束密度Ｂ。をもつことが
できた。

次に図面を用いて本発明を説明する。

本発明で用いる金型構造例を第１図及び第２図に示す。

第１図及び第２図において、■は外壁金型（ダイ）であ
る。このダイ１の中には、高エネルギー積を有する例え
ば希土類磁石体で構成された複数の磁石体２と、磁石体
２を等間隔に配置するための非磁性材で構成された非磁
性リング３と。

磁石体２の内側の非磁性体の円筒５とが配置されている
。６は非磁性体で構成された内壁金型（中芯）で１円筒
５との間に円筒状のキャビティ１０を形成している。こ
の中芯６の中央より下側には。

フェライト磁石粉末を水等の液体に懸濁した泥漿（スラ
リー）の供給パイプ（図示せず）に連結される孔６ａと
、更にその孔６ａと前述のキャビティ１０とを連絡する
横孔６ｂとが形成されている。

７は下ｉｅンチで非磁性体である。８は貫通孔９を形成
した涙過機構を備えた濾過板で、との濾過板８は非磁性
体で構成されている。１１はフィルターである。

円筒５．中芯６．下パンチ７および濾過板８とで円筒状
のキャビティ部１０が構成される。

図中１円筒５の厚みＥｉｌ″Ｊ：　ｏ、　５〜４、Ｏｍ
ｍで好ましくは１５〜３．０閣である。この厚みＬは薄
すぎると成形時の圧力に耐えられず９円筒５が破壊され
。

厚みｔが厚すぎるとスラリーの配向に使用する永久磁石
体２のキャビティ部１ｏでの磁場強度が低下し、結果的
に製品でのＢ。を低下させるので好ましくない。また永
久磁石体２の間隔ｐは永久磁石体２の幅を２ｍとすると
、下記の式による。

ｐ、＋４−ｐｍ　（ｏ≦に≦５で好ましくは０≦に≦３
である）とのｐとｔとを適当にコントロールすることに
ょシ、径方向に多極に異方性化している部分と等方性の
部分とを同軸の筒状に一体に形成せしめた円筒状永久磁
石が得られる。

製造の際には、ダイ１の上面に濾過板８を所定の位置に
セットし、フェライト粉末のスラリーを供給管（図示せ
ず）から孔６ａ、横孔６ｂを通してキャビティ部１ｏに
充填する。充填完了後、下パンチ７を上昇させる。そし
て、吸水する装置（図示せず）により濾過板８の貫通孔
９よシキャビティ部１０にフェライト粒子を残したまま
水だけを排水させながら、下パンチ７をさらに押圧し。

所定の密度を有するプレス体を得る。この時、ダイ１に
半径方向に磁界を発生する複数の永久磁石２があるため
、との磁力線にそってフェライト粒子は半径方向に多極
に異方化され、半径方向に異方性化された部分と等方性
の部分とを同軸の筒状といて有する円筒状プレス成形体
が得られる。この後、プレス成形体は、ダイ１よ）とシ
出され乾燥後、焼結され、半径方向に多極に異方性化さ
れた部分と等方性の部分とを同軸の筒状として有する円
筒状永久磁石体が得られる。

以下９本発明の実施例を詳しく説明する。

実施例１ キャビティ部１０の外径３．１＋ｌｌＩｎ、内径１７Ｉ
ＩＩＩ１１とした金型に２幅４．１９ｍｍの希土類磁石
２を、磁石間距離ｐがＯｍｍ、磁石と粉末との距離ｔが
０．５調となるように外周部に配置して、２４極とした
。

この金型に平均粒径０，８５μに粉砕したストロンチウ
ムフェライト粉末を濃度６０係のスラリーとして充填し
、溶媒（水）を排出しながら５００ｋｌｉ’／ｃｍ　２
で成形した。

また、上記の金型に幅４．９７ｗｎの希土類磁石をｐが
０＋ｍｎ、ｔが３．５咽となるように外周部に配置して
２４極とし、上記のごとく成形した。これらの成形体を
１２２０℃で焼結し、このコアを２４極に着磁して表面
磁束密度Ｂ。を測定した。また、この焼結体を外周より
の深さ１簡のａ部と内周よシの深さ１門のｂ部の配向度
をＸ線によって測定した。配向度は面指数（ＯＯＳ）の
Ｘ線強度と（１０７）の強度比で測定し、（ｏｏｓ）の
Ｘ線強度をｘ（００８）。

（１０７）のＸ線強度をＩ（１０７）とするとき。

で表わされる。この配向度（１）が１％に満たないもの
は等方性とみなし、異方性が強まるにつれて配向度（％
ｉｌが上昇する。この時の測定結果を表１に示す・また
、同形状の等方性磁石の表面磁束密度Ｂ。

及びａ部とｂ部の配向度を表１に示す。

以下余日 表１　配向度＠） ｐ　ｔ　Ｂｏ　（Ｇ）　ｂ　外観 ０　０．５　１３００　５６．５　４９８　クラック有
０　３．５　７５０　６．２　０．０２　クラック無等
方性　６８０　−０．０４　０．０３　クラ、り無ツク
の無いものができた。

ｐ　＝　Ｏ、ｔ　＝　０．５としたものは等方性の磁石
に比し９０係優れた特性をもつが、クラックの発生によ
シ使用できないものであった。また、ｐｍＱ。

ｔ　＝　０．５のものは外内周共異方性をもっことがみ
られ、ｐｍＯ，ｔ＝３．５のものは内周部は等方性であ
った。

実施例２ 実施例１と同じ金型を用い、磁石の幅を調整して磁石間
距離ｐを０．５＋ｍ＋＋とじ、ｔを１．０＋３．０＋ｎ
ｍになるよう磁石を外周部に配置し、実施例１と同様に
成形、焼成した。このコアを実施例１と同様に着磁後２
表面磁束密度Ｂ。を測定した結果と、配向度を測定した
結果を表２に示す。

表２　配向度（支）） ｐｔＢｏ（Ｇ）　外観　ｂ Ｏ０５１，０１２３０クラック有　５１，０　４７．２
０．５　３．０　８１０　クラック無　９．９　−０．
０１して、ｐ＝１．．０岨とし、ｔを１．５．２．５咽
としだ。

実施例１と同様に成形焼成したときの着磁後の表面磁束
密度Ｂ。及び配向度を表３に示す。

表３　配向度＠） ｐ　Ｅ　Ｂｏ（Ｇ）　ａ　ｂ　外観 １．０　１．５　１１８０　４．８．５　０．０３　ク
ラック無］、、０　２．５　１１３０　４６．３　０．
００　クラック無等方性磁石に比べ４０チ以上高いＢ。

をもち、しかもクランクの無い円筒形磁石が得られた。

以下余白 実施例４ 実施例１と同様に成形焼結したときの着磁後の表面磁束
密度Ｂ。、及び配向度を表４に示す。

表。　配向度（イ） ｐ　ｔ　Ｂｏ（Ｇ）　外観　ｂ 部、、５　１．５　１１６０　クラック無　４６．６　
０．３１．５２．５　１１４０　クラック無　４６．０
　−０．０２実施例５ 第３図に示すような円筒５の外側にキャビティ部１０を
形成した金型構造を用いて、磁石２間距離ｐ（−と、磁
石２と粉末間の距離ｔ（ｍ）とを、それぞれｐ二１．５
　、　ｔ　＝２．５　、１．５とし、キャビティ部１０
の外径と内径がそれぞれ４．５．＋１１ｍ　、　３１　
ｍｍの金型にストロンチウムフェライト粉末を充填し。

５００　ｋｇ７ｃｍ２で成形した後、この成形体を１２
２０℃で焼結した。このコアを着磁して表面磁束密度Ｂ
。

を測定した結果を表５に示す。尚、比較のため同一形状
の等方性の磁石体を着磁した時の表面磁束密度Ｂ。を同
様に表５に示す。

表５ ｐ　ｔ　Ｂｏ（Ｇ）　外観 １．５　２．５　１１００　クラック無１．５　１．５
　１１９０　クラック有等方性　６６０ まだ、焼結したコアを前述したようにａ部とｂ部で切断
し、実施例１と同様に配向度を測定した。

その結果、ｔ＝１．５のものはａが２８％、ｂが４９．
９’％と外周部も配向されているが、ｔ＝２．５のもの
はａが０．０６％、ｂが４６．３％と内周が配向され、
外周部は等方性であることが測定された。

以上、説明したように本発明によれば、磁石の磁石間距
離ｐと粉末と磁石との距離ｔを適当にコントロールする
ことにより、クラックのない磁気特性の優れた。径方向
に多極の異方性をもつ部分と等方性の部分とを同軸の筒
状として有する円筒状永久磁石を得ることが出来た。

なお９本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、乾式で粉末を充填する場合にも適用可能であり、
またキャビティ部の内周又は外周に配置する磁石は永久
磁石を用いても、電磁石を用いても、良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる金型構造を示す横断面図、第２
図は第１図の金型構造の縦断面図、第３図は本発明で用
いる金型構造の別の例を示す横断面図である。 １・・・外壁金型（ダイ）、２・・・磁石体、３・・非
磁性リング、５・・・円筒、６・・・内壁金型（中芯）
。 ７　・下パンチ、８・・・濾過板、９・・・貫通孔、１
０・円筒状キャビティ部、１１・・・フィルタ。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円筒状のキャビティ部に半径方向の磁場を発生さ
   せるように、複数の磁石を前記キャビティ部以外の部分
   に配置し、該キャビティ部にフェライト粉末を充填し、
   フェライト粒子の磁化容易方向を半径方向に配列させ、
   該フェライト粉末を圧縮成形した後、焼結して、径方向
   に異方性を持つ円筒状フェライト磁石を得るようにした
   円筒状永久磁石の製造方法において、前記磁石相互間の
   距離及び前記磁石と前記フェライト粉末との間の距離を
   調節することによって、焼結後の円筒状フェライト磁石
   に、異方性化している部分と等方性の部分とを同軸の筒
   状に一体に形成せしめることを特徴とする円筒状永久磁
   石の製造方法。 以下余白