CN105814651B - 带壳体压缩粘结磁铁及其制造方法 - Google Patents

带壳体压缩粘结磁铁及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供低成本、且能够实现高磁特性、高抗蚀性、高耐久强度的带壳体压缩粘结磁铁。带壳体压缩粘结磁铁(1)具备：含有各向同性Nd‑Fe‑B磁铁粉末等稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁(2)、插入压缩粘结磁铁(2)的壳体(3)、以及密封部件(4)，其中，压缩粘结磁铁(2)是将含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形而制成压粉体，使该压粉体中的树脂粘合剂固化而形成，相对于该压缩粘结磁铁整体，含有较多的稀土磁铁粉末(例如以体积比计，为85～90％)，在壳体(3)的插入开口部(3a)固定有密封部件(4)，压缩粘结磁铁(2)由密封部件(4)和壳体(3)密封。

Description

带壳体压缩粘结磁铁及其制造方法
技术领域
本发明涉及以非接触检测角度的传感器使用的带壳体压缩粘结磁铁，特别是涉及与水、油、排气等流体接触，在要求抗蚀性的腐蚀性环境下使用的带壳体压缩粘结磁铁、及其制造方法。
背景技术
用树脂粘合剂将稀土合金等磁铁粉末结合而成形的粘结磁铁，以含有树脂粘合剂的部分，与无粘合剂的烧结磁铁相比，虽然磁特性劣化，但是容易加工成任意的形状，其尺寸精度也优异，因此在各种用途中被使用。例如，作为以非接触方式检测角度的传感器用途，在汽车领域，被用作用于高效地进行HEV车或EV车的发动机、变换器、蓄电池等的冷却的水泵的流路切换阀；或探测油泵、燃料泵等的开闭角度的传感器磁铁，在工业机械领域，被用作机器人的绝对角度检测用的传感器磁铁。
作为粘结磁铁，有将含有磁铁粉末和热固化性环氧树脂等树脂粘合剂的混合物填充于模具中进行挤压成形而成的粘结磁铁(压缩粘结磁铁)、以及将含有磁铁粉末和热塑性树脂粘合剂的混合物进行颗粒化，用其进行注塑成形而成的粘结磁铁。压缩粘结磁铁与通过注塑成形而成的粘结磁铁比较，由于磁铁粉末量多，因此能够实现高的磁特性。
粘结磁铁使用稀土磁铁粉末的情况，由于含有铁或稀土，因此有产生锈向内部渗透的问题、或氧化腐蚀导致的磁特性的劣化的担心。特别是在与水等流体接触的腐蚀性环境下更为显著。因此，在压缩粘结磁铁中，在磁铁的露出面，例如通过电泳涂装、静电涂装、喷射涂装等形成树脂涂膜，由此来应付上述问题。
目前，提出了在稀土磁铁的表面通过浸渍法形成防锈热固性被膜的压缩粘结磁铁的制造方法(参照专利文献1)。该制造方法中，反复进行2～6次浸渍、干燥和固化，使磁铁内空隙含浸树脂，且在磁铁表面形成0.005mm～0.05mm的防锈热固性被膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-260943号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，在与水、油、排气等流体接触，在要求抗蚀性的环境下使用的小型传感器等中，希望的是，确保了优异的抗蚀性和成形性之上的、磁特性的进一步高性能化。但是，包括专利文献1在内，现有的压缩粘结磁铁如果与注塑成形的粘结磁铁比较，虽然磁铁粉末量增多，但磁铁粉末量相对于磁铁整体以体积比计，最大也就是83％左右，有时在该压缩粘结磁铁的磁特性方面，难以对应上述要求。单纯地为了提高磁特性而减少树脂粘合剂量，使磁铁粉末量比通常的限度量(83％)增加时，在使用时，有不能够维持挤压成形体的磁铁本身的耐久强度、或与保持该磁铁的壳体等的粘接强度的担心。
另一方面，考虑替代粘结磁铁而采用具有更高磁特性的无粘合剂磁铁(烧结磁铁)，但无粘合剂磁铁需要将稀土合金等磁铁粉末在超高压下进行挤压成形后，在真空炉中以高温(例如500℃以上)进行热处理的制造工序，制造成本比压缩粘结磁铁更高。另外，磁特性有因高温热处理而降低的担心。另外，由于是在抗蚀性环境下使用，所以需要别的途径在该稀土磁铁表面进行上述的树脂涂膜的形成、通过电镀或金属蒸镀的金属被膜的形成。
另外，作为稀土磁铁粉末的种类，与使用各向同性磁铁的情况相比，通过使用各向异性磁铁能够达到高磁特性，但各向异性磁铁需要利用磁场成型机的磁场取向成型，制造成本变高。
另外，在专利文献1的制造方法中，在磁铁形成后用另一工序进行防锈热固性被膜的形成，另外，由于要反复进行多次浸渍处理，因此制造工序增多，生产性差，制造成本也变高。
本发明是为了解决这样的问题而开发的，目的在于，提供：低成本、且能够实现高磁特性、高抗蚀性、高耐久强度的带壳体压缩粘结磁铁。另外，目的在于，提供：能够以高的生产性且低成本制造具有这样的特性的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的带壳体压缩粘结磁铁，其具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，其特征在于，上述压缩粘结磁铁是将含有上述稀土磁铁粉末和上述树脂粘合剂的混合物进行挤压成形而制成压粉体，使该压粉体中的上述树脂粘合剂固化而形成，上述密封部件固定于上述壳体的上述压缩粘结磁铁的插入开口部，上述压缩粘结磁铁由该密封部件和上述壳体密封。另外，特征在于，上述稀土磁铁粉末相对于上述压缩粘结磁铁整体，以体积比计，含有85～90％。另外，特征在于，上述磁铁粉末为各向同性Nd-Fe-B磁铁粉末。另外，特征在于，是构成在腐蚀性环境下使用的旋转角度检测传感器的磁铁。
特征在于，上述壳体由非磁性材料形成，上述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，上述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，上述密封部件配置于该圆柱的上面侧。另外，特征在于，上述密封部件介于上述压缩粘结磁铁的外周面的圆柱上面侧一部分和上述壳体之间。
特征在于，上述密封部件由热固性树脂的固化物形成，在将上述压缩粘结磁铁插入上述壳体的状态下，上述压缩粘结磁铁中的热固性树脂粘合剂和上述热固性树脂在同一工序中固化而成。
(1)本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，上述带壳体压缩粘结磁铁具备：含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，上述压缩粘结磁铁由上述密封部件和上述壳体密封，其特征在于，具备：压粉体成形工序，将含有上述稀土磁铁粉末和上述树脂粘合剂的混合物进行挤压成形，形成压粉体；压粉体插入工序，将上述树脂粘合剂固化后的压粉体或上述树脂粘合剂固化前的压粉体插入上述壳体；以及密封工序，将密封部件固定于上述壳体的上述压粉体的插入开口部。
(2)特征在于，上述压粉体插入工序是将上述树脂粘合剂固化前的压粉体插入所述壳体的工序；上述密封工序是在上述壳体的上述压粉体的插入开口部，以与上述壳体一部分接触且将上述压粉体的与上述壳体的非接触部覆盖的方式，将固化后成为上述密封部件的热固性树脂涂布；在上述热固性树脂及上述树脂粘合剂的热固化开始温度以上的热处理中，使上述热固性树脂固化，在上述壳体上固定并形成上述密封部件，并且，使上述压粉体中的上述树脂粘合剂固化，形成上述压缩粘结磁铁的工序。
特征在于，上述密封工序中的热处理在200℃以下的温度、且常压下进行。
特征在于，上述稀土磁铁粉末为各向同性Nd-Fe-B磁铁粉末，该磁铁粉末相对于上述压缩粘结磁铁整体，以体积比计，含有85～90％。
在(1)的制造方法中，特征在于，上述壳体由非磁性材料形成，上述压粉体及上述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，上述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，上述密封部件配置于该圆柱的上面侧。
在(1)且(2)的制造方法中，特征在于，上述壳体由非磁性材料形成，上述压粉体及上述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，上述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，上述密封部件配置于该圆柱的上面侧，上述压粉体在其外周面的至少圆柱上面侧端部具有与上述壳体非接触的台阶部，在上述密封工序中向该台阶部填充上述热固性树脂，在该台阶部形成上述密封部件的一部分。
发明效果
本发明的带壳体压缩粘结磁铁具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，上述压缩粘结磁铁是将含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形而制成压粉体，再使该压粉体中的树脂粘合剂固化而形成，密封部件被固定于壳体的压缩粘结磁铁的插入开口部，上述压缩粘结磁铁由该密封部件和壳体密封，所以与使用需要高温热处理的烧结磁铁等的情况相比，成本低。另外，由于在壳体的压缩粘结磁铁的插入开口部具有通过粘接或嵌合而固定的密封部件，所以能够将压缩粘结磁铁完全密封封闭于壳体内部，抗蚀性优异，即使直接在与水、油、排气等接触的腐蚀性环境下，也能够适当地利用。另外，通过上述密封构造，由于压缩粘结磁铁本身要求高的耐久强度，所以注塑成形的粘结磁铁自不必说，与通常的压缩粘结磁铁相比，减少树脂粘合剂量、增多稀土磁铁粉末量成为可能，实现磁特性的提高。另外，减少了树脂粘合剂量的情况下，压缩粘结磁铁本身的耐久强度差，但由于具有上述密封结构，所以能够防止磁铁的损坏等，作为带壳体压缩粘结磁铁整体而言，耐久强度优异。
上述稀土磁铁粉末相对于压缩粘结磁铁整体以体积比计，含有85～90％，所以与现有压缩粘结磁铁相比，具有更高的磁特性。另外，该稀土磁铁粉末为各向同性Nd-Fe-B磁铁粉末，所以是资源丰富、便宜的材料，且不需要昂贵的磁场成型机的磁场取向成型，因此实现制造成本降低。另外，通过上述密封结构，压缩粘结磁铁被壳体和密封部件完全密封封闭，所以能够使用含有容易氧化的铁和稀土的各向同性Nd-Fe-B磁铁粉末，并且能够防止腐蚀导致的磁特性的劣化或锈的产生。
上述壳体由非磁性材料形成，压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，密封部件配置于该圆柱的上面侧，所以壳体不会给磁特性带来不利影响。另外，将密封部件制成比通常的涂膜厚的成形体，就不会给传感器灵敏度等带来不利影响。
由于密封部件介于上述压缩粘结磁铁的外周面的圆柱上面侧一部和上述壳体之间，所以壳体和密封部件的粘接强度优异，能够防止剥落等。另外，腐蚀性流体的阻挡性优异。
上述密封部件由热固性树脂的固化物形成，由于是在将压缩粘结磁铁插入壳体的状态下，热固性树脂粘合剂和热固性树脂在同一工序中被固化，所以能够去掉压缩粘结磁铁的单独的固化工序和现有的用于提高抗蚀性的涂装处理，与进行这些工艺的情况比较，能够大幅消减制造工序和处理费用。
本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，带壳体压缩粘结磁铁具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，上述压缩粘结磁铁由密封部件和壳体密封，带壳体压缩粘结磁铁的制造方法具备：(a)压粉体成形工序，将含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形，形成压粉体；(b)压粉体插入工序，将树脂粘合剂固化后的压粉体或树脂粘合剂固化前的压粉体插入壳体；以及(c)密封工序，将密封部件固定于壳体的压粉体的插入开口部，所以能够获得具有上述的优异的特性的本发明的带壳体压缩粘结磁铁。
另外，压粉体插入工序是将树脂粘合剂固化前的压粉体插入壳体的工序，密封工序是在壳体的压粉体的插入开口部，以与壳体一部分接触且将压粉体的与壳体的非接触部覆盖的方式来将固化后作为密封部件的热固性树脂涂布，在热固性树脂及树脂粘合剂的热固化开始温度以上的热处理中，使热固性树脂固化，在壳体上固定形成密封部件，并且，使压粉体中的树脂粘合剂固化，形成压缩粘结磁铁，所以能够在同一工序中进行压缩粘结磁铁的固化和密封部件的固化，不必分别单独进行。另外，还能够去掉现有的用于提高抗蚀性的涂装处理。因此，能够大幅消减制造工序和处理费用，能够以高的生产性且低成本制造带壳体压缩粘结磁铁。
由于磁铁采用压缩粘结磁铁，所以上述热固化时的热处理能够在例如200℃以下的温度、且常压下进行，不需要真空、高温的热处理，能够实现更高的生产性且低成本的制造。
在壳体由非磁性材料形成，压粉体及压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，密封部件配置在该圆柱的上面侧的构成中，上述压粉体在其外周面的至少圆柱上面侧端部具有与壳体非接触的台阶部，在密封工序中该台阶部被填充热固性树脂，在该台阶部形成密封部件的一部分，所以加大了壳体和密封部件的粘接面积，粘接强度优异，能够防止剥落等。另外，腐蚀性流体的阻挡性优异。
附图说明
图1是表示本发明的带壳体压缩粘结磁铁的一例的平面图及剖面图；
图2是图1的带壳体压缩粘结磁铁的磁力线的方向的示意图；
图3是本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造工序流程图；
图4是表示本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造工序的一例的图。
具体实施方式
基于图1，说明本发明的带壳体压缩粘结磁铁。图1是带壳体压缩粘结磁铁的平面图(图1(a))及剖面图(图1(b))。如图1所示，带壳体压缩粘结磁铁1具备将含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形而成的压缩粘结磁铁2、以及插入压缩粘结磁铁2的壳体3。另外，在壳体3的压缩粘结磁铁的插入开口部3a固定密封部件4，压缩粘结磁铁2由密封部件4和壳体3密封。壳体3为一端面开口(插入开口部3a)的外径壁厚一定的大致圆筒形状。
压缩粘结磁铁2是垂直于轴的截面形状为大致圆形的大致圆柱形状，被插入(压入)壳体3，成为与壳体3的内壁面紧密接触的状态。压缩粘结磁铁2径向被磁化。即，从圆柱的半径向中央看，一侧被磁化成N极，另一侧被磁化成S极。在此，关于磁化状态中的磁场的样子，图2中示意性地表示了磁力线的方向。如图2所示，磁场在垂直于轴的面上(图2(a))、及、穿过轴的垂直面上(图2(b))，在圆弧上形成。带壳体压缩粘结磁铁1被固定于被旋转检测物的一部分，与该被旋转检测物一起旋转。在带壳体压缩粘结磁铁1的上方，配置有MR传感器等探测传感器5，当带壳体压缩粘结磁铁1旋转时，由探测传感器5探测的磁场的强度根据其旋转角度而变化，基于该变化量检测旋转角度。由探测传感器5和带壳体压缩粘结磁铁1构成旋转角度传感器的探测部。
本发明中，作为压缩粘结磁铁，优选使用相对于压缩粘结磁铁整体以体积比计含有85～90％的稀土磁铁粉末的磁铁。另外，该情况下，树脂粘合剂以体积比计为3～10％左右，空隙率为5～10％左右。他们的体积比是经过稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的挤压成形(压粉体成形)及热处理引起的树脂粘合剂的固化而获得的最终的压缩粘结磁铁中的体积比，通过考虑各材料的比重、挤压成形时的成形压力、空隙率等，且调节各材料的配合重量而进行设定。另外，现有压缩粘结磁铁的磁铁粉末的体积比如上所述，最大也仅是83％左右，通常，磁铁粉末为75～80％、空隙率为10％～15％左右。
稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的配合重量比例是，相对于它们的总量，例如，环氧树脂(含固化剂)为0.5质量％以上2质量％以下，余量为稀土磁铁粉末。通过设定为该范围，可以达到以上述最佳范围表示的体积比(85～90％)。另外，在通常的压缩粘结磁铁中，相对于稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的合计量，配合2～3质量％的树脂粘合剂。另外，在该压缩粘结磁铁中，除树脂粘合剂和稀土磁铁粉末以外，也可以在不会给磁特性带来不利影响的范围，以改善挤压成形性等为目的，微量含有硬脂酸钙或氮化硼等其它配合剂。
通过将稀土磁铁粉末相对于压缩粘结磁铁整体以体积比计设定为85体积％以上，能够获得高的磁特性。所谓高的磁特性，具体而言，是指最大磁能积、残留磁通密度、顽磁力等优异。若相对于压缩粘结磁铁整体，稀土磁铁粉末少于85体积％，就有得不到所要求的磁特性的担心。另一方面，若超过90体积％，树脂粘合剂的量相对过少，在将压缩粘结磁铁压入壳体时有发生损坏的担心。另外，稀土磁铁粉末相对于压缩粘结磁铁整体，以体积比计，优选含有85～88％。通过设定为该最佳范围，可获得对于磁特性和材料强度都两全的特性，具有能够实现压缩粘结磁铁向壳体压入中的自动化对应等效果。
作为形成压缩粘结磁铁2的稀土磁铁粉末，只要是用于制造稀土永久磁铁能够采用的磁铁粉末即可使用，例如，可举出Nd-Fe-B系、Sm-Co系等的磁铁粉末。另外，各向同性、各向异性的任一种均可以使用。上述之中，由资源丰富且便宜的材料形成，且具有高的磁特性，因此优选使用Nd-Fe-B磁铁粉末。另外，不需要通过磁场成型机的磁场取向成形，可以追求生产性的提高及制造成本的降低，因此特别优选使用各向同性的Nd-Fe-B磁铁粉末。在此，本发明使用的各向同性Nd-Fe-B磁铁粉末中的各成分的含量：Nd为27～40重量％、Fe为60～70重量％、B为1～2重量％，为了提高磁特性，也可以少量含有Dy、Tb、Co、Cu、Al、Si、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Ag、Bi、Zn、Mg等其它元素。
由稀土磁铁粉末(特别是Nd-Fe-B磁铁粉末)形成的压缩粘结磁铁，由于含有容易氧化的铁和稀土，因此若以其表面露出来的状态在腐蚀环境下使用，就有产生氧化腐蚀造成的磁特性的劣化或锈的产生的担心。本发明中，压缩粘结磁铁在由壳体和密封部件完全密封封闭的状态下使用，所以可以避免该腐蚀的问题。
稀土磁铁粉末的平均粒径(激光分析法的测定值)优选300μm以下。更优选30～250μm。另外，为了减小挤压成形后的粒子间的空隙部，优选粒度分布具有两个峰。
作为形成压缩粘结磁铁的树脂粘合剂，使用热固性树脂。例如，举出压缩粘结磁铁用的公知的树脂粘合剂，即：环氧树脂、苯酚树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂等。这些树脂中也优选使用环氧树脂。另外，优选与后述的密封部件使用的树脂具有同样的固化温度。另外，根据热固性树脂的类型，稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合可以适当选择干式法或湿式法。
用作树脂粘合剂的环氧树脂只要是粘接用的环氧树脂可以使用的树脂即可，优选软化温度为100～120℃的树脂。例如，优选在室温为固体(粉末)，而在50～60℃变成糊状、在130～140℃具有流动性、当进一步继续加热时则开始固化反应的环氧树脂。该固化反应虽然在120℃附近也会开始，但作为在实用的固化时间、例如2小时以内结束固化反应的温度，优选170～190℃。若在该温度范围，固化时间则为45～80分钟。通过将这样的环氧树脂(包含潜在性环氧固化剂)和稀土磁铁粉末在该环氧树脂的软化温度以上、低于热固化开始温度的温度下进行干式混合，可以在挤压成形前形成在稀土磁铁粉末上均匀地包裹有未固化的环氧树脂的状态。
作为树脂粘合剂使用的环氧树脂的树脂成分，例如举出：双苯酚A型环氧树脂、双苯酚F型环氧树脂、双苯酚S型环氧树脂、氢化双苯酚A型环氧树脂、氢化双苯酚F型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、含三嗪结构环氧树脂、含芴结构环氧树脂、脂环式环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、三苯基苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三酚基甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、含二聚环戊二烯骨架环氧树脂、含萘骨架环氧树脂、芳基亚烷基型环氧树脂等。
作为树脂粘合剂使用的环氧树脂的固化剂成分优选潜在性环氧固化剂。作为潜在性环氧固化剂可举出：双氰胺、三氟化硼-胺络合物、有机酸酰肼等。另外，可以与潜在性环氧固化剂同时含有叔胺、咪唑、芳香族胺等固化促进剂。通过使用潜在性环氧固化剂，可以将软化温度设定为100～120℃、并将固化温度设定为170～190℃，能够形成在稀土磁铁粉末上包裹有环氧树脂(未固化)的状态，其后进行挤压成形及热固化。
将稀土磁铁粉末和树脂粘合剂混合制成混合物，将其进行挤压成形而形成压粉体。挤压成形(压粉体成形)可以采用将上述混合物填充于模具内，以规定的成形压力进行挤压成形的方法。在压粉体成形工序中使用的模具，只要是可以施加490～980MPa的成形压力的模具即可。之后，通过热处理使压粉体中的树脂粘合剂固化，通过该树脂粘合剂使稀土磁铁粉末粘结在一起。热处理是在树脂粘合剂的热固化开始温度以上(例如170～190℃，200℃以下)，实施固化充分地进行的时间(例如45～80分钟)。另外，在向壳体的插入前完成压缩粘结磁铁的情况，也可以将挤压成形的模具温度调节至上述范围而使树脂粘合剂固化。
通过热处理的加热固化后，根据需要可以施行切削加工、整体研磨加工等机械加工，但与烧结磁铁比较，热处理的收缩少，因此可以消减该机械加工费用。另外，本发明的磁铁不必进行烧结等高温热处置(例如500℃以上)，所以没有制造工序中的磁特性的劣化，能够维持高的磁特性，还能够消减制造成本。
使树脂粘合剂和密封部件在同一工序中固化的情况下，上述压粉体成形工序在低于树脂粘合剂的热固化开始温度的温度下进行。另外，该情况下，压缩粘结磁铁的压粉体处于被密封部件(固化前)和壳体密封的状态，所以能够在空气中进行用于固化的热处理。另外，在向壳体插入前完成压缩粘结磁铁的情况下，为了防止压粉体中的稀土磁铁粉末的氧化劣化等，在真空气氛或氮气等非活性气体气氛中进行热处理。另外，如上所述设定为在挤压成形前在稀土磁铁粉末上包裹作为树脂粘合剂的环氧树脂(未固化)的状态的情况下，将稀土磁铁粉末和环氧树脂粉末投入例如捏和机中，在100～120℃的温度进行干式混合(混炼)。将混合后得到的凝结块冷却并粉碎，之后，将其填充到模具内，如上述进行挤压成形及热处理。
将得到的压缩粘结磁铁的压粉体(树脂粘合剂固化前)或完成品插入壳体。向壳体的插入优选压入，以使该壳体和压缩粘结磁铁密接。另外，也可以在壳体和压缩粘结磁铁之间涂布任意的粘接剂。
作为壳体3的材质，没有特别限定，但优选非磁性材料，因为其不会给磁特性带来不利影响。在该方式中，压缩粘结磁铁2为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置壳体3，所以磁力线成为图2所示的形状。在此，通过将覆盖压缩粘结磁铁的外周面侧的壳体3设定为非磁性材料，来自压缩粘结磁铁的磁力线不会被隔断，可防止磁特性的降低。
作为形成壳体的非磁性材料，可举出：树脂材料、橡胶材料、奥氏体类不锈钢非磁性材料等。作为不锈钢非磁性材料，有烧结零件和切削加工品，烧结零件在耐热性、尺寸精度、批量生产性、成本方面有利，切削加工品在耐热性、尺寸精度、强度方面有利。使用不锈钢切削加工品等的情况，为了提高其与热固性树脂粘接剂或由树脂的注塑成形体构成的密封部件的粘接性，也可以对其与该密封部件的接触表面，施行砂枪等的喷砂处理、机械加工(表面粗化)、酸等药液处理。另外，采用橡胶材料或树脂材料的情况下，形状的设计自由度提高，例如，可以在壳体侧容易地形成树脂固化后成为挡板的嵌合构造等。此外，不锈钢非磁性材料等的壳体一般价格高且切削性差，所以，壳体部分优选为简单的形状，设定为可保持压缩粘结磁铁的最小限尺寸，将其与一般的磁性材料轴等的前端连结。
密封部件4如图1所示的那样和壳体3是分体的，将压缩粘结磁铁2插入壳体3之后被固定于该壳体3。密封部件4是沿着壳体3的插入开口部3a的大致平圆盘形状，其厚度(X)为0.1mm以上，与现有通过涂装而形成的防锈涂膜不同。密封部件的材质没有特别限定，只要是可以将压缩粘结磁铁密封至壳体内部的材质即可，可以采用树脂制、金属制等任意的材料。密封部件4向壳体3的固定手段，依赖于密封部件4的材质或构造，可以采用粘接固定、压入固定、挂钩构造所致的形状的嵌合固定等。
如上述的那样，在该方式中，压缩粘结磁铁2为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置壳体3，在该圆柱的上面侧配置有密封部件4。根据该构造，磁力线成为图2所示的形状，检测传感器5被配置于压缩粘结磁铁的上方。根据该磁力线形状，不必使检测传感器5与磁铁表面非常接近，而是设置有间隙。密封部件4是比通常的涂膜厚的成形体，但由于可配置于该间隙范围内，所以不会给传感器灵敏度等带来不利影响。为了达到稳定的粘接性、高的耐腐蚀性，优选密封部件4的厚度(X)为0.3mm～1.0mm。
优选密封部件4设定为树脂制(树脂成形体)。作为树脂成形体，优选将热固性树脂粘接剂涂布于厚膜并使其固化而成。不需要用于将密封部件向壳体进行固定的另外的粘接剂，能够将该密封部件直接利用自身的粘接力进行固定。另外，与压缩粘结磁铁的粘接性也优异。还有，通过使热固化温度范围与压缩粘结磁铁的树脂粘合剂(热固性树脂)的温度范围一致，可以在同一工序的一个处理中同时进行压缩粘结磁铁的树脂粘合剂固化和密封部件的固化。由此实现了制造工序的简化，能够降低制造成本。另外，根据需要也可以在涂布、固化而形成树脂制的密封部件后，对其表面进行机械加工处理。
优选设定为密封部件4介于压缩粘结磁铁2的外周面的圆柱上面侧一部和壳体3之间的构造。由此，在插入开口部3a的边缘处，壳体3和密封部件4的接合面积变大，粘接强度和腐蚀性流体的阻挡性优异。在图1(b)所示的构造中，使压缩粘结磁铁2的圆柱高度比插入开口部3a的高度小(该差成为厚度(X))，进而，挤压成形时在压缩粘结磁铁2的外周面的圆柱上面侧一部分事先设置向内径侧的台阶部2a(该台阶部2a的轴向长度成为厚度(Z)，径向长度成为厚度(Y))。将该形状的压缩粘结磁铁2压入壳体3，一直到插入开口部3a的边缘，涂布热固性树脂粘接剂，通过热固化处理而获得具有上述厚度(X)(Y)(Z)的构造的带锷部大致平圆盘形状的密封部件4。压缩粘结磁铁2的台阶部2a成为形成树脂成形体的密封部件时的树脂集中处。
密封部件4的锷部的厚度(Y)优选设定为和主体部的厚度(X)同程度的厚度、例如±20％左右。另外，密封部件4的锷部的厚度(Z)优选设定为主体部的厚度(X)的2倍～插入开口部3a的高度。更优选主体部的厚度(X)的2倍～4倍。
作为密封部件使用的热固性树脂粘接剂，可举出：耐热性或抗蚀性优异的环氧树脂粘接剂、苯酚树脂粘接剂、丙烯酸系树脂粘接剂等。作为环氧树脂，可以使用与上述树脂粘合剂中列举出的树脂具有同样的树脂成分、且能够进行溶剂稀释的一液型或二液型的环氧树脂粘接剂等。另外，作为该环氧树脂粘接剂中的固化剂，除上述潜在性环氧固化剂以外，还可以适当使用胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、酸酐类固化剂等。另外，固化温度范围或固化时间优选和上述树脂粘合剂同样。作为苯酚树脂粘接剂，可以使用例如使用酚醛清漆型苯酚树脂或酚醛型苯酚树脂作为树脂成分，使用六亚甲基四胺等作为固化剂，将其溶解于甲乙酮等溶剂的粘接剂等。
热固性树脂粘接剂不是压粉体的封孔处理目的，而是用作厚膜的密封部件，因此优选其粘度具有比封孔处理用的粘接剂高的粘度。具体而言，在25℃的粘度(mPa·s)优选为100～20000mPa·s，进一步优选500～10000mPa·s。通过设定为该范围，其与壳体及磁铁的粘接性优异。另外，可以抑制向作为压粉体的磁铁的空隙内渗透的粘接剂量，在磁铁表面容易地形成所要求膜厚的密封部件。另外，将热固性树脂粘接剂向磁铁表面涂布的方法，可以采用喷涂、机涂等公知的方法。由于能够使用粘度高的粘接剂，厚膜化容易，节省涂料的浪费，因此优选采用机涂。
对涂布了未固化的热固性树脂粘接剂的状态的部件实施热处理而使该粘接剂固化。热处理是装入干燥机等，在热固性树脂粘接剂的热固化开始温度以上(例如170～190℃，200℃以下)实施充分地进行固化的时间(例如1小时)。从制造工序的简化等观点考虑，关于固化温度范围或固化时间，优选与上述树脂粘合剂一致，在该工序同时处理压缩粘结磁铁的树脂粘合剂固化和密封部件的固化。
另外，也可以设定为将插入了压缩粘结磁铁的壳体配置于模具内，利用树脂组合物的注塑成形(注射成形)在其上设置密封部件的形态。树脂可以使用能够注塑成形的热塑性树脂等。作为这样的热塑性树脂，可举出：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等的聚烯烃树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、液晶聚合物、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚缩醛树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯醚树脂、聚邻苯二甲酰胺树脂、聚酰胺树脂、或它们的混合物。这些热塑性树脂当中，优选抗蚀性及耐热性优异的的PPS树脂或PEEK树脂。另外，在该树脂组合物中，也可以在不损害作为密封部件的功能的范围含有任意的配合剂。关于注塑成形方法、注塑成形条件、注塑成形模具，根据树脂的种类可以采用公知的方法、条件等。
另外，设置由树脂成形体构成的密封部件的情况，优选在壳体侧设置在树脂固化后成为挡板的构造。
基于图3及图4，说明本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法。图3是本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造工序流程图，图4是表示具体的制造工序的一个例子的图。本发明的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法是用于制造具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，压缩粘结磁铁由密封部件和壳体密封的带壳体压缩粘结磁铁的方法。
该制造方法至少具备以下的(a)～(c)的三个工序。即：(a)对含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形，形成压粉体的压粉体成形工序；(b)将树脂粘合剂固化后的压粉体(作为压缩粘结磁铁的完成品)或树脂粘合剂固化前的压粉体插入壳体的压粉体插入工序；以及(c)在壳体的压粉体的插入开口部固定密封部件的密封工序。图3及图4是在(c)密封工序同时进行压缩粘结磁铁的固化和由热固性树脂形成的密封部件的固化，作为密封部件的具体的固定顺序，是该工序包括：(c1)涂布工序和(c2)热固化工序的情况。以下，对各工序进行说明。
[(a)压粉体成形工序]
将含有稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形。例如，如图4(a)所示将稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的混合物放入挤压模6内，用上冲头7和下冲头8对其进行压缩，形成压粉体2’(固化前)。稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合可以根据树脂粘合剂的热固性树脂的类型而适当选择干式法或湿式法，例如，使用混合器、捏和机等混合机进行。另外，关于在该制造方法中使用的成形模具、稀土磁铁粉末、树脂粘合剂、树脂粘合剂的固化剂成分等，如上述的那样。
例如，对使用潜在性环氧固化剂作为用作树脂粘合剂的环氧树脂的固化剂成分的情况进行说明。在该压粉体成形工序中，首先将稀土磁铁粉末和作为树脂粘合剂的环氧树脂在室温使用混合器等充分地进行混合，接着，将混合了的混合物投入捏和机等的混合机，在环氧树脂的软化温度(100～120℃)进行加热混合。通过该加热混合的工序，成为在稀土磁铁粉末的表面均匀地涂布(被覆)有未固化的环氧树脂的状态。由于使用捏和机等混合机进行了加热混合的内容物成为凝集在一起的饼状，因此将该凝集饼在室温通过亨舍尔混合机等进行粉碎并筛分，由此获得表面涂布有作为树脂粘合剂的环氧树脂(未固化)的稀土磁铁粉末。将这样的状态的稀土磁铁粉末和树脂粘合剂的混合物进行挤压成形，形成压粉体。由此，即使是树脂粘合剂量比通常少的情况，与将稀土磁铁粉末和树脂粘合剂粉末简单地混合的情况比较，能够减少比重不同的磁铁粉末和树脂粘合剂粉末的偏析，能够提高压粉体成形时的压缩性及磁铁自身的耐久性。
[(b)压粉体插入工序]
如图4(b)所示的那样，将在压粉体成形工序获得的压粉体插入壳体。向壳体的插入优选压入，以使该壳体和压缩粘结磁铁能够密接。另外，也可以在壳体和压缩粘结磁铁之间涂布任意的粘接剂。
[(c)密封工序-(c1)涂布工序]
在壳体的压粉体的插入开口部，以与壳体一部分接触且覆盖压粉体的与壳体的非接触部的方式将固化后成为密封部件的热固性树脂涂布。具体而言，如图4(c)所示的那样，将压粉体2’插入或压入壳体后，从壳体3的插入开口部侧起，使用分配器涂布热固性树脂粘接剂，获得在壳体3和压粉体2’涂布有未固化的密封部件4’的状态的部件。
密封部件的材料使用热固性树脂粘接剂，使其热固化温度范围与压缩粘结磁铁的树脂粘合剂(热固性树脂)的温度范围一致，从而可以在该密封工序的一处理(c2)中同时完成压缩粘结磁铁的树脂粘合剂固化(c2-1)和密封部件的固化(c2-2)。另外，根据需要也可以在树脂制的密封部件的涂布形成、固化后，对其表面进行机械加工处理。
[(c)密封工序-(c2)热固化工序]
对涂覆了未固化的热固性树脂粘接剂的状态的部件实施热处理，使该粘接剂固化(c2-2)。如图4(d)所示的那样，热处理是将该部件放入干燥机10，在压粉体中的树脂粘合剂及热固性树脂粘接剂的热固化开始温度以上(例如170～190℃、200℃以下)的温度、常压下，实施可充分地进行固化的时间。压粉体中的树脂粘合剂和热固性树脂粘接剂的固化温度范围及固化时间，对照其材料进行选定等。作为树脂粘合剂及热固性树脂粘接剂的热固化开始温度以上的温度，为200℃以下，例如170～190℃，作为可充分地进行固化的时间，例如为45～80分钟。
由此，压粉体中的树脂粘合剂固化并通过该粘合剂粘结稀土磁铁粉末而形成压缩粘结磁铁2(c2-1)，同时，在壳体3及压缩粘结磁铁2上固定并固化形成密封部件4(c2-2)，获得压缩粘结磁铁2和壳体3和密封部件4成为一体的带壳体压缩粘结磁铁。最后，压缩粘结磁铁2径向被磁化，成为完成品。
以上，在基于图3及图4进行了说明的方式中，可以在同一工序中进行压缩粘结磁铁的固化工序和密封部件的固化工序，能够大幅减小制造工序和处理费用，能够以高的生产性且低成本制造带壳体压缩粘结磁铁。另外，能够在200℃以下的温度、且常压下(空气中)进行密封工序中的热处理，不需要在真空、高温的热处理，能够实现更高的生产性且低成本的制造。
另外，作为压粉体插入工序中的压缩粘结磁铁的另一方式，如上述的那样，也可以在向壳体插入前使压粉体中的树脂粘合剂固化，完成压缩粘结磁铁。另外，作为密封工序中的密封部件的另一方式，也可以事先准备与壳体分体的金属制或树脂制的成形体，在将压粉体(或压缩粘结磁铁)插入壳体后，固定于该壳体上。进而，如上述的那样，也可以设定为将插入了压粉体(或压缩粘结磁铁)的壳体配置于模具内，用树脂组合物的注塑成形(注射成形)在其上设置密封部件的方式。
产业上的可利用
本发明的带壳体压缩粘结磁铁一边为低成本，一边能够实现高磁特性、高抗蚀性、高耐久强度，所以，能够用作在汽车领域或产业机械领域等各种领域中使用的角度检测用传感器的传感器磁铁。特别是适合用作像冷却水的流路切换阀的旋转角度检测传感器、油泵开闭角度检测传感器、燃料泵用开闭角度检测传感器那样，在与水、油、排气等流体接触且要求抗蚀性的腐蚀性环境下使用的传感器用的传感器磁铁。
符号说明
1 带壳体压缩粘结磁铁
2 压缩粘结磁铁
2’ 压粉体
3 壳体
4 密封部件
4’ 未固化的密封部件
5 检测传感器
6 挤压模
7 上冲头
8 下冲头
9 分配器
10 干燥机

Claims (11)

1.带壳体压缩粘结磁铁，其具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，其特征在于，
所述压缩粘结磁铁是将含有所述稀土磁铁粉末和所述树脂粘合剂的混合物进行挤压成形而制成压粉体，使该压粉体中的所述树脂粘合剂固化而形成，
所述密封部件固定于所述壳体的所述压缩粘结磁铁的插入开口部，所述压缩粘结磁铁由该密封部件和所述壳体密封，
所述密封部件由热固性树脂的固化物形成，在将所述压粉体插入所述壳体的状态下，所述树脂粘合剂和所述密封部件在同一工序中固化而成。
2.根据权利要求1所述的带壳体压缩粘结磁铁，其特征在于，所述稀土磁铁粉末相对于所述压缩粘结磁铁整体，以体积比计，含有85～90％。
3.根据权利要求1所述的带壳体压缩粘结磁铁，其特征在于，
所述稀土磁铁粉末为各向同性Nd－Fe－B磁铁粉末。
4.根据权利要求1所述的带壳体压缩粘结磁铁，其特征在于，
所述壳体由非磁性材料形成，
所述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，所述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，所述密封部件配置于该圆柱的上面侧。
5.根据权利要求4所述的带壳体压缩粘结磁铁，其特征在于，
所述密封部件介于所述压缩粘结磁铁的外周面的圆柱上面侧一部分和所述壳体之间。
6.根据权利要求1所述的带壳体压缩粘结磁铁，其特征在于，
其是构成在腐蚀性环境下所使用的旋转角度检测传感器的磁铁。
7.带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，所述带壳体压缩粘结磁铁具备含有稀土磁铁粉末和热固性树脂的树脂粘合剂的压缩粘结磁铁、插入该压缩粘结磁铁的壳体、以及密封部件，所述压缩粘结磁铁由所述密封部件和所述壳体密封，其特征在于，具备：
压粉体成形工序，将含有所述稀土磁铁粉末和所述树脂粘合剂的混合物进行挤压成形，形成压粉体；
压粉体插入工序，将所述树脂粘合剂固化后的压粉体或所述树脂粘合剂固化前的压粉体插入所述壳体；以及
密封工序，将密封部件固定于所述壳体的所述压粉体的插入开口部，
所述压粉体插入工序是将所述树脂粘合剂固化前的压粉体插入所述壳体的工序，
所述密封工序是在所述壳体的所述压粉体的插入开口部，以与所述壳体一部分接触且将所述压粉体的与所述壳体的非接触部覆盖的方式，将固化后成为所述密封部件的热固性树脂涂布，
在所述热固性树脂及所述树脂粘合剂的热固化开始温度以上的热处理中，使所述热固性树脂固化，在所述壳体上固定并形成所述密封部件，并且，使所述压粉体中的所述树脂粘合剂固化，形成所述压缩粘结磁铁的工序。
8.根据权利要求7所述的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，其特征在于，
所述壳体由非磁性材料形成，
所述压粉体及所述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，所述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，所述密封部件配置于该圆柱的上面侧。
9.根据权利要求7所述的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，其特征在于，
所述壳体由非磁性材料形成，
所述压粉体及所述压缩粘结磁铁为大致圆柱形状，该圆柱的径向被磁化，所述壳体覆盖该圆柱的外周面侧及底面侧而配置，所述密封部件配置于该圆柱的上面侧，
所述压粉体在其外周面的至少圆柱上面侧端部具有与所述壳体非接触的台阶部，在所述密封工序中向该台阶部填充所述热固性树脂，在该台阶部形成所述密封部件的一部分。
10.根据权利要求7所述的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，其特征在于，
所述密封工序中的热处理在200℃以下的温度、且常压下进行。
11.根据权利要求7所述的带壳体压缩粘结磁铁的制造方法，其特征在于，
所述稀土磁铁粉末为各向同性Nd－Fe－B磁铁粉末，该磁铁粉末相对于所述压缩粘结磁铁整体，以体积比计，含有85～90％。
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