JPS6037112A - 異方性複合磁石の製造方法 - 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７エライト粉末などの磁性粉末に樹脂又はプラ
スチック材料を加えてなる複合磁石の製造方法に係り、
特に射出成形を用いた円筒状、す゛ング状もしくは円柱
状の極異方性複合磁石の製造・方法に関する。

ＢαフェライトやＳｒフェライトなどの磁性粉末に・樹
脂又はプラスチック材料および必要に応じて磁・性粉末
の表面改質材を加えてなるボンド磁石の製５造方法の１
つとして射出成形法が知られている。・公知の如く射出
成形法は、以下の各工程から構成・される。まず、上述
の出発原料を所定の比率で混・合、加熱混線をおこない
、ペレタイザーもしくは・ホットカット装置等によって
所定の粒度範囲に揃ンへた略粒状の均＝な混練物（以下
コンパウンドと・記す。）を作成する。次いで、コンパ
ウンドを射出成形機内に投入後、適切な温度条件に設定
された成形機から成形空間を有する金型内に射出成形・
をおこない、金型内で冷却固化をおこなった後成５形体
を取り出し、着磁を施して複合磁石が得られる。かかる
方法で得られた複合磁石は、例えば、。

特開昭５６−１０８２０７号、同５７−　１５０４０７
号の６公。

報に記載されているようにマグネットロールへの適用が
提案されており、また、小型モータへの適０用も挙げら
れる。

ところで、複合磁石を製造する場合、複合磁石゛は焼結
磁石よりも樹脂分（マトリックス）に相当する分だけ磁
性粉含有率が低（、焼結磁石と同等の磁気特性を得るた
めには、例えば実開昭５１−６２５９６号に記載されて
いるように、冷却固化が完了するまでの間に強磁性粉末
の磁化容易軸を着磁後の磁石内部の磁力線方向に一致さ
せる、いわゆる異方性化の工程が必要であることは周知
である。特に円筒状、リング状および円柱状の複合磁石
で、その表面に着磁により複数個の着磁を施して使用す
る場合には、強磁性粉末の磁化容易軸方向と着磁後の磁
石内部の磁力線方向とを一致させることが・肝要であり
、この磁石内磁気構造は高い磁気特性を得る上で最も有
利である。

異方性を有する円筒状、リング状、および円柱状の複合
磁石（以下これらをまとめて単に異方性・円筒磁石と記
載する。）の射出成形による製造方法については、例え
ば、特公昭５７−１７０５０１号公報に記載されている
ように、成形空間を取囲んで磁性体ヨークと非磁性スペ
ーサとを交互に組合せかつ外側に磁化コイルを設置した
金型を用いるかあるいは成形空間の外周に磁化コイルを
埋設した金型を用いるのが一般的である。これらの金型
を用いる場合には、成形空間内に所定の強さの磁界を発
生させるために、大電圧低電流型の電源を用い、かつ磁
化コイルの巻数を多くして起磁力を大とすることが行な
われているが、次のような欠点がある。

すなわち、コイルの収容スペースが大となるた０め設備
が大型化してしまう。更に、金型の外側からヨークによ
り磁化コイルで励磁された磁界を成形空間内に有効に収
束させるため磁路長を長くせざるを得す、従って起磁力
のかなりの部分が漏洩磁束として消費されてしまう。

本発明の目的は、従来技術の欠点を排除し、比較的簡単
な設備でしかも大幅な磁方向上が可能と・なる異方性複
合磁石の製造方法を提供することに・ある。

本発明の異方性複合磁石の製造方法は、基本的〕には強
磁性粉末に樹脂又はプラスチック材料等の・高分子化合
物を加え、更に必要に応じて強磁性粉末の表面改質材等
の添加物を加えてなる混和物を・射出成形し、次いで該
成形体を冷却固化した後、着磁してなるものであるが、
その製造過程において射出成形中ないしは成形直後から
冷却固化前に該高分子材料の軟化点以上ないしは該磁性
粒子の・キュリ一点以下の温度範囲において、前記成形
空・間の周囲の所定の位置に磁極を有する配向ヨークを
設置しかつ該ヨーク内に導線を配置した金型な用い、該
導線に１回もしくは複数回のパルス電流・を通電するこ
とによりパルス磁場を発生せしめ、該磁場により該磁性
粒子の配向を行うことを特徴・とじている。

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は、本発明に使用される金型の一例を示す断面図
である。第１図において、金型は内部に・非磁性又は磁
性体より作られたコア１を同心に設・けてなる円筒形の
成形空間２の周囲に非磁性体よ・りなる薄肉円筒３を介
して磁性体から成るヨーク゛゛部５および導線４を装着
して構成される。配向時の磁極部６はヨーク部５と一体
に形成されているｄただし磁極部６をヨーク部５とは別
に製作してから両者を一体的に結合してもよいことはも
ちろんである。

上記構成による金型の磁気回路は、導線部４，４Ｐに交
互に逆向きのパルス電流を流すことによって（例えば第
１図で導線４には紙面の表から裏へ、４′は裏から表へ
と流す。）各磁極部６（図では８・個）は交互にＮ極と
Ｓ極とを構成する。第１図は（対称８極の場合を示すが
、磁極の数は偶数個に限らず奇数個でもよく、また磁極
配置も対称でもおるいは非対称でもよく要求に応じて種
々の変形カー可能であり、本発明は、第１図の磁気回路
にのみ・限定されるものではない。上記金型を用いるこ
とにより、パルス電流によって発生する磁束を有効に成
形空間内に収束することができるため、従来の大電圧低
電流を利用した電磁石方式に比較して。

回路が著しく小型化される。

上記金型により得られた（但し後述の具体例と・同様の
条件）円筒状永久磁石の断面の磁力線の渡れを観察する
と、第２図に示すように異方性化していることが明らか
である。すなわち、この円筒。

状射出成形体の上に紙をのせ、その上に鉄粉を散布した
ところ、第２図に示すように鉄粉は磁力線に沿って配列
した。上記のパルス磁場発生用を源としては、例えば商
用交流電流を入力としてオールサイリスタ全波位相制御
方式により断続的に複数回パルス電流を発生せしめる瞬
間直流電源、或は所定の直流電圧に昇圧整流しコンデン
サー群に〇充電後サイリスタを経て放電を行う瞬間直流
電源に接続すればよい。また、パルス磁場の大きさと。

しては、８Ｋｏｅ望ましくは１　ｏＫｏ−以上であれば
通常の円筒状異方性フェライト磁石を得るには十分であ
る。本発明者等は種々の実験を行った結果１，５電子写
真用マグネツトロールに使用される外径１５゜〜７３ｍ
ｍφの円筒状磁石の製造に本発明を適用したところ、対
称８極で表面磁束密度ＢＯが　ａｏｏＧ以。

上の磁石が得られ、同じ形状の等方性プラスチッ。

クマグネットロールに比較して高性能であること。

を確認した。なお本発明は、金型ならびに磁気回路の形
状、極数を変化することにより、種々９形状の磁石の製
造に適用でき、上記の他リング状、・円柱状あるいは円
弧状の多極異方性磁石をも得ることは勿論である。

本発明においては、上記金型を用いて例えば次のような
工程により異方性複合研石が得られる。・まず原料とし
て、　Ｂａフェライト、Ｓｒ７エライトなとのマグネッ
トプラムバイト型結晶構造を有するフェライト粉末、ア
ルニコ磁石粉末、　ＦｅＣｒＣｏ　ｌ。

系磁石粉末、あるいは希土類コバルト系磁石粉末等の強
磁性粉末と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド（例えばナイロン（商品名））Ｉエチレン酢酸ビニル
共重合体等の熱可塑性樹脂の１種又は２種以上とから成
る混線物を準備する。

強磁性体粉末の配合量は粉末の比重にもよるが、。

磁気特性の点から６０重量％以上とすることが好ましい
。この他成形性を改善するために少量のステアリン酸カ
ルシウム等の滑剤を加えてもよく、更に強磁性粉末と高
分子化合物との濡れ性を改善するため、有機シリケート
化合物、有機チタネート。

化合物を少量添加してもよい。なお混線物は、ペレタイ
ザー、ホットカット装置等によって略粒状。

に揃えておくことが好ましい。

次に上記混線物を８１図に示す金型な備えた射ｊ出成形
機に投入し、金型中に射出成形時ないしは成形後、被射
出成形物が冷却固化する間にパ／Ｉ／Ｘ。

磁場を少く共１回印加する。得られた異方性成形体は冷
却固化後に金型から取り出す。

得られた成形体は必要に応じて外径を所定の寸θ法に加
工した後、異方性方向と同方向に着磁を施して、例えば
第３図に示すような磁束密度分布を有する異方性円筒磁
石が得られる。第３図は強磁性粉末としてＳｒ−フェラ
イトを用い対称８極に異方性化された第２図に示す磁石
表面の径方向の表面磁束密度を示したものである。

上記の説明では、対称８極に着磁を施したマズネットロ
ール用複合磁石の製造について述べたが配向ヨークの磁
極数、極間位置等を変化することによって、偶数極、奇
数極、対称、非対称９等ｍ望の状態で異方性化された複
合磁石が得られると・とは勿論である。また、上記磁気
回路を構成するヨークの形状１寸法等については、要求
される磁気特性に応じて有限要素法等の解析手法により
適宜設定すればよい。

以下本発明の詳細な説明する。

平均粒径１〜２μｍのＳｒ　−７エライト磁粉７．６５
Ｋｆにポリアミド樹脂（東し製ナイロン−６）１．５ｓ
Ｋｆを混合した後、略２５０℃にて、森山製作断裂加圧
加臓ニーダにより混練をおこなった。次いで、ダーボカ
ッターにより粉砕をおこない略３〜５ｍｍφ程度の粒状
コンパウンドを作成した。このコンパウンドを第１図に
示す金型を備えた射出成形機（日清樹脂工業製）に投入
し、略２７０℃の温度７０にνｄの圧力下で射出成形を
おこなった。成形直後から、該金型内の磁気回路にオー
ルサイリスク全波位相制御方式による電源を用いて４ｏ
ｍＩＯＮ、・１２０刷つＦＦの条件でパルス電流による
磁場（略１ＤＫｏａ）を断続的に印加した。冷却後外径
５Ｑｍｍφ。

内径１０ｍｍφ、長さ２ｄＱｍｓの長尺円筒状磁石を得
た。

なお、射出成形時に予め金型内に金属製シャフト・を設
置することにより、シャフトと複合磁石との導体インサ
ート成形ができる。得られた成形体の外径を２９ｒＩＬ
？７Ｌφに加工後着磁を施し、径方向の表面磁束密度の
分布を測定したところ、第３図に示す波形が得られた。

この略１０００Ｇの値は等方性複合磁石の略６００Ｇに
比較して１．５倍以上の特性であることがわかる。

以上に記述した如く、本発明によれば、パルス・用磁気
回路を有する金型により、十分異方性化した円筒状等の
種々の形状の多極異方性複合磁石が得られ、従来と比較
して設備を大幅に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される金型の一例を示す概略断面
図、第２図は本発明によって得られた円筒形複合磁石の
異方性の状況を示す断面図、第５図は本発明によって得
られた長尺円筒状複合磁石の表面上における径方向の表
面磁束密度分布を示す図である。 １：コア ２：成形空間 ３：薄肉円筒 ４：導体 ５：ヨーク部 ６：磁極部 第（ｎ ｏｏｏ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強磁性粉末と高分子化合物とを主成分とする混合物を、
   横断面円形の成形空間を有する金型内に５射出成形をお
   こない、ついで得られた成形体を冷却固化する複合永久
   磁石の製造方法において、前・記載形空間の周囲の所定
   の位置に磁極部を有する・配向ヨークを設置しかつ該配
   向ヨーク内に導線針設けてなる金型を使用し、該導線に
   １回もしくは）複数回のパルス電流を前記高分子化合物
   の軟化点以上ないし前記強磁性粉末のキニリ一点以下の
   温度範囲内で通電することによりパルス磁場を発生せし
   め、該磁場により前記強磁性粉末の配向を促進せしめた
   ことを特徴とする異方性複合磁石の製Ｓ造方法。