JP2001118710A - 希土類樹脂磁石および磁石回転子 - Google Patents
希土類樹脂磁石および磁石回転子Info
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- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 内部、外部特性の物理的改質手段によって磁
石粉末の充填量と配向度を向上させ、磁気特性を改善す
る。 【解決手段】 希土類樹脂磁石は熱可塑性樹脂やエラス
トマーと希土類磁石粉体、および熱間加工時の外部活性
と内部活性効果を兼ね備えたペンタエリスリトール脂肪
酸トリエステルを必須成分とし射出、押出成形またはカ
レンダー加工のような熱間加工で希土類樹脂磁石を得
る。又裁断した可撓性のシート状磁石を必要に応じて磁
場配向しながら成形型中溶融固化した最終形状磁石と
し、たとえば回転子枠にカーリングして環状形状の磁石
とした磁石回転子を得る。この希土類樹脂磁石は何れも
磁石内部の空隙率を２ｖｏｌ％以下とすることができる
ので、希土類磁石粉体が大気中に直接暴露される危険性
が極めて少なく、酸化腐食による永久減磁や希土類磁石
粉体の脱落飛散を防ぐことができる。
石粉末の充填量と配向度を向上させ、磁気特性を改善す
る。 【解決手段】 希土類樹脂磁石は熱可塑性樹脂やエラス
トマーと希土類磁石粉体、および熱間加工時の外部活性
と内部活性効果を兼ね備えたペンタエリスリトール脂肪
酸トリエステルを必須成分とし射出、押出成形またはカ
レンダー加工のような熱間加工で希土類樹脂磁石を得
る。又裁断した可撓性のシート状磁石を必要に応じて磁
場配向しながら成形型中溶融固化した最終形状磁石と
し、たとえば回転子枠にカーリングして環状形状の磁石
とした磁石回転子を得る。この希土類樹脂磁石は何れも
磁石内部の空隙率を２ｖｏｌ％以下とすることができる
ので、希土類磁石粉体が大気中に直接暴露される危険性
が極めて少なく、酸化腐食による永久減磁や希土類磁石
粉体の脱落飛散を防ぐことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば高出力化
や低消費電流化が求められるモータに使用される希土類
樹脂磁石、あるいはその磁石回転子に関する。
や低消費電流化が求められるモータに使用される希土類
樹脂磁石、あるいはその磁石回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は本発明に使用されるような、たと
えば出力数Ｗ以下の環状磁石モータの断面構成図であ
る。図において、基板１には複数の突極と中心孔を備え
た電機子鉄心２が固定されており、前記突極には駆動巻
線３が巻回され、中心孔には軸受４が挿入されている。
この軸受４によって軸５が回転自在に支持されている。
また、電機子鉄心２から突出した回転軸５の上端部は回
転子枠６の中心孔が固着されている。回転子枠６は電機
子鉄心６を囲み、その周壁内面に多極着磁された環状磁
石７が固着されている。
えば出力数Ｗ以下の環状磁石モータの断面構成図であ
る。図において、基板１には複数の突極と中心孔を備え
た電機子鉄心２が固定されており、前記突極には駆動巻
線３が巻回され、中心孔には軸受４が挿入されている。
この軸受４によって軸５が回転自在に支持されている。
また、電機子鉄心２から突出した回転軸５の上端部は回
転子枠６の中心孔が固着されている。回転子枠６は電機
子鉄心６を囲み、その周壁内面に多極着磁された環状磁
石７が固着されている。
【０００３】従来、上記のような構成の環状磁石モータ
は、一般にフェライト磁石粉体とゴム状樹脂とで構成し
た可撓性のシート状磁石を帯状に切断し、環状形状にカ
ーリングして回転子枠の周壁内面に固着し、電機子鉄心
の突極面と対向させた構成である。前記フェライト磁石
粉体は粒子径が３μｍ以下と微細な金属酸化物であるた
め帯状に切断しても切断面の磁石粉体が環状磁石モータ
の性能や信頼性に重大な影響を及ぼすことはなかった。
しかし、フェライト磁石粉体とゴム状樹脂とで構成した
可撓性のシート状磁石は最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａ
ｘが高々１．４ＭＧＯｅ程度である。したがって、モー
タの高出力化、低消費電力化の要求に応えるには磁石が
電機子鉄心と対向した空間にもっと強力な静磁界をつく
ることが必要となる。
は、一般にフェライト磁石粉体とゴム状樹脂とで構成し
た可撓性のシート状磁石を帯状に切断し、環状形状にカ
ーリングして回転子枠の周壁内面に固着し、電機子鉄心
の突極面と対向させた構成である。前記フェライト磁石
粉体は粒子径が３μｍ以下と微細な金属酸化物であるた
め帯状に切断しても切断面の磁石粉体が環状磁石モータ
の性能や信頼性に重大な影響を及ぼすことはなかった。
しかし、フェライト磁石粉体とゴム状樹脂とで構成した
可撓性のシート状磁石は最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａ
ｘが高々１．４ＭＧＯｅ程度である。したがって、モー
タの高出力化、低消費電力化の要求に応えるには磁石が
電機子鉄心と対向した空間にもっと強力な静磁界をつく
ることが必要となる。
【０００４】ところで、希土類磁石粉体と樹脂とで構成
した可撓性のシート状磁石を帯状に切断し、環状形状に
カーリングして回転子枠の周壁内面に固着し、電機子鉄
心の突極面と対向させた構成の磁石モータの先行技術と
して、特許第２７６６７４６号公報に、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系、（Ｃｅ、Ｌａ）−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉体、
天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン
ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレン酢ビゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、
ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化
ポリエチレン、塩化ポリエチレンの各〜の群の１種
または２種以上を選択し、が９２〜９６ｗｔ％、密度
４．９〜５．８ｇ／ｃｍ3とした可撓性シート状磁石。
また、特許第２５２８５７４号公報に、（ａ）Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体と樹脂を混練
する工程、（ｂ）前記混練物を粉砕した後、シート状に
圧延する工程、（ｃ）シート状に圧延した磁石を１２５
〜１８０℃で６０〜１８０ｍｕｎ熱処理する工程とから
なる可撓性シート状磁石の製造方法が開示されている。
した可撓性のシート状磁石を帯状に切断し、環状形状に
カーリングして回転子枠の周壁内面に固着し、電機子鉄
心の突極面と対向させた構成の磁石モータの先行技術と
して、特許第２７６６７４６号公報に、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系、（Ｃｅ、Ｌａ）−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉体、
天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン
ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレン酢ビゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、
ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化
ポリエチレン、塩化ポリエチレンの各〜の群の１種
または２種以上を選択し、が９２〜９６ｗｔ％、密度
４．９〜５．８ｇ／ｃｍ3とした可撓性シート状磁石。
また、特許第２５２８５７４号公報に、（ａ）Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体と樹脂を混練
する工程、（ｂ）前記混練物を粉砕した後、シート状に
圧延する工程、（ｃ）シート状に圧延した磁石を１２５
〜１８０℃で６０〜１８０ｍｕｎ熱処理する工程とから
なる可撓性シート状磁石の製造方法が開示されている。
【０００５】しかし、．シート状磁石の密度が４．９
〜５．８ｇ／ｃｍ3であることからの磁気性能の限界、
．可撓性樹脂は希土類磁石粉体とは本質的な接着状態
になく、励磁された電機子鉄心の磁気吸引力で希土類磁
石粉体が脱落飛散して回転雑音や回転障害を引き起こす
など信頼性の課題、．エポキシ樹脂皮膜処理、可撓性
ゴム状樹脂の加硫と切断面の再加熱など工程が瀕雑で信
頼性にも課題がある。
〜５．８ｇ／ｃｍ3であることからの磁気性能の限界、
．可撓性樹脂は希土類磁石粉体とは本質的な接着状態
になく、励磁された電機子鉄心の磁気吸引力で希土類磁
石粉体が脱落飛散して回転雑音や回転障害を引き起こす
など信頼性の課題、．エポキシ樹脂皮膜処理、可撓性
ゴム状樹脂の加硫と切断面の再加熱など工程が瀕雑で信
頼性にも課題がある。
【０００６】一方、特公平６−８７６３４号公報に、電
機子鉄心と対向した空間に強力な静磁界をつくるために
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）希土
類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２５ｍｍ以下、密度
５ｇ／ｃｍ3以上の環状希土類樹脂磁石とした構成の環
状磁石モータが開示されている。磁気的に異方性の希土
類磁石粉体は小径化に伴っての配向度が低下することか
ら環状磁石モータの小型化と高出力化の両立が困難であ
った。しかし、磁気的に等方性の希土類磁石粉体であれ
ば環状磁石の径に依存することなく、たとえば高密度に
圧縮することで最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ１０〜
１１ＭＧＯｅに達する。その結果、この種の環状磁石モ
ータの高出力化、低消費電流化に効果的であった。たと
えば、フェライト磁石粉体とゴム状樹脂で構成した厚さ
１．５５ｍｍ、幅７．２ｍｍの可撓性シート状磁石を帯
状に切断し、カーリングして内径２２．５ｍｍの回転子
枠の周壁内面に固着した環状磁石モータの起動トルク
１．５ｍＮ−ｍに対し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐ
ｒ）希土類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２２．５ｍ
ｍ、厚さ１．１０ｍｍ、高さ９．４ｍｍ、密度５．８ｇ
／ｃｍ3の圧縮成形した環状希土類樹脂磁石を回転子枠
に固着した環状磁石モータの起動トルクは２０ｍＮ−ｍ
に達する。
機子鉄心と対向した空間に強力な静磁界をつくるために
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）希土
類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２５ｍｍ以下、密度
５ｇ／ｃｍ3以上の環状希土類樹脂磁石とした構成の環
状磁石モータが開示されている。磁気的に異方性の希土
類磁石粉体は小径化に伴っての配向度が低下することか
ら環状磁石モータの小型化と高出力化の両立が困難であ
った。しかし、磁気的に等方性の希土類磁石粉体であれ
ば環状磁石の径に依存することなく、たとえば高密度に
圧縮することで最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ１０〜
１１ＭＧＯｅに達する。その結果、この種の環状磁石モ
ータの高出力化、低消費電流化に効果的であった。たと
えば、フェライト磁石粉体とゴム状樹脂で構成した厚さ
１．５５ｍｍ、幅７．２ｍｍの可撓性シート状磁石を帯
状に切断し、カーリングして内径２２．５ｍｍの回転子
枠の周壁内面に固着した環状磁石モータの起動トルク
１．５ｍＮ−ｍに対し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐ
ｒ）希土類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２２．５ｍ
ｍ、厚さ１．１０ｍｍ、高さ９．４ｍｍ、密度５．８ｇ
／ｃｍ3の圧縮成形した環状希土類樹脂磁石を回転子枠
に固着した環状磁石モータの起動トルクは２０ｍＮ−ｍ
に達する。
【０００７】さらに特公平６−４２４０９号公報に記載
されているような磁気的に等方性のＦｅ−Ｂ−Ｒ系希土
類磁石粉体の結合剤として、たとえば室温で固体のビス
フェノール型エポキシのごとき分子鎖内にアルコール性
水酸基を有するオリゴマーとイソシアネート再生体を用
いればＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉
体をより一層強固に接着固定することができる。その理
由は、イソシアネート再生体とはイソシアネート化合物
に活性水素化合物を予め付加したもので熱解離によって
イソシアネート基を遊離し、遊離したイソシアネート基
がアルコール性水酸基と反応、ウレタン結合などにより
架橋する。その際、遊離したイソシアネート基の一部が
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体のよ
うな金属表面の吸着水と反応して置換尿素体を生成し、
これが金属酸化物表層とキレート結合を生成することな
どによる。
されているような磁気的に等方性のＦｅ−Ｂ−Ｒ系希土
類磁石粉体の結合剤として、たとえば室温で固体のビス
フェノール型エポキシのごとき分子鎖内にアルコール性
水酸基を有するオリゴマーとイソシアネート再生体を用
いればＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉
体をより一層強固に接着固定することができる。その理
由は、イソシアネート再生体とはイソシアネート化合物
に活性水素化合物を予め付加したもので熱解離によって
イソシアネート基を遊離し、遊離したイソシアネート基
がアルコール性水酸基と反応、ウレタン結合などにより
架橋する。その際、遊離したイソシアネート基の一部が
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体のよ
うな金属表面の吸着水と反応して置換尿素体を生成し、
これが金属酸化物表層とキレート結合を生成することな
どによる。
【０００８】そのため希土類磁石粉体が脱落飛散して環
状磁石モータの性能や信頼性に重大な影響を及ぼすこと
なく、磁場配向が困難な小径の環状磁石モータの高出力
化や低消費電流化に最も効果的な従来技術と考えられ
る。しかし、磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類樹
脂磁石は、その密度から磁気性能が制約され熱硬化性の
樹脂で強固に接着固定されているためリサイクル性にも
難点がある。
状磁石モータの性能や信頼性に重大な影響を及ぼすこと
なく、磁場配向が困難な小径の環状磁石モータの高出力
化や低消費電流化に最も効果的な従来技術と考えられ
る。しかし、磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類樹
脂磁石は、その密度から磁気性能が制約され熱硬化性の
樹脂で強固に接着固定されているためリサイクル性にも
難点がある。
【０００９】なお、特開平５−２９９２２１号公報に、
希土類−鉄−窒素系磁石粉体と酸変性したスチレン系エ
ラストマーを混練／圧延し、さらに切断した短冊をカー
リングすることにより小型モータに使用するような密度
５．６ｇ／ｃｍ3、最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ
４．４ＭＧＯｅの環状磁石が開示されている。しかし、
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体と樹脂との最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａ
ｘ〜１１ＭＧＯｅの環状希土類樹脂磁石に比べると磁気
性能で及ばず、電機子鉄心との空隙に強力な静磁界が得
られない。また、希土類−鉄−窒素系磁石粉体は数μｍ
のＳｍ2Ｆｅ17Ｎ3磁石相単相から成る微粉体のため化学
的に活性で、切断面で希土類−鉄−窒素系磁石粉体が大
気中に暴露され、酸化腐食による永久減磁やスチレン系
エラストマーとの密着力低下による磁石粉体の脱落飛散
の課題もあった。
希土類−鉄−窒素系磁石粉体と酸変性したスチレン系エ
ラストマーを混練／圧延し、さらに切断した短冊をカー
リングすることにより小型モータに使用するような密度
５．６ｇ／ｃｍ3、最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ
４．４ＭＧＯｅの環状磁石が開示されている。しかし、
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体と樹脂との最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａ
ｘ〜１１ＭＧＯｅの環状希土類樹脂磁石に比べると磁気
性能で及ばず、電機子鉄心との空隙に強力な静磁界が得
られない。また、希土類−鉄−窒素系磁石粉体は数μｍ
のＳｍ2Ｆｅ17Ｎ3磁石相単相から成る微粉体のため化学
的に活性で、切断面で希土類−鉄−窒素系磁石粉体が大
気中に暴露され、酸化腐食による永久減磁やスチレン系
エラストマーとの密着力低下による磁石粉体の脱落飛散
の課題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】電機子鉄心と対向した
空間に強力な静磁界をつくるために磁気的に等方性のＲ
−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）磁石粉体と樹脂とで構成
した希土類樹脂磁石は最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ
１０〜１１ＭＧＯｅが限界で、さらなる磁石モータの小
型高出力化、低消費電流化の要求に応えるには限界にき
ている。しかも、磁石粉体が熱硬化性の樹脂で強固に接
着固定されているので難リサイクル性である欠点を有し
ている。
空間に強力な静磁界をつくるために磁気的に等方性のＲ
−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）磁石粉体と樹脂とで構成
した希土類樹脂磁石は最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘ
１０〜１１ＭＧＯｅが限界で、さらなる磁石モータの小
型高出力化、低消費電流化の要求に応えるには限界にき
ている。しかも、磁石粉体が熱硬化性の樹脂で強固に接
着固定されているので難リサイクル性である欠点を有し
ている。
【００１１】さらに、異方性の希土類磁石粉体と可撓性
シート状磁石の例では、希土類−鉄−窒素系磁石粉体と
酸変性したスチレン系エラストマーを混練／圧延し、さ
らに切断した短冊をカーリングすることにより小型モー
タに使用するような密度５．６ｇ／ｃｍ3、最大エネル
ギー積［ＢＨ］ｍａｘ４．４ＭＧＯｅの環状磁石が開示
されている。しかし、磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ
（ＲはＮｄまたは／およびＰｒ）希土類磁石粉体と樹脂
との密度６．２〜６．３ｇ／ｃｍ3、［ＢＨ］ｍａｘ〜
１１ＭＧＯｅの環状樹脂磁石に比べると磁気性能で及ば
ず、電機子鉄心との空隙に強力な静磁界が得られない。
シート状磁石の例では、希土類−鉄−窒素系磁石粉体と
酸変性したスチレン系エラストマーを混練／圧延し、さ
らに切断した短冊をカーリングすることにより小型モー
タに使用するような密度５．６ｇ／ｃｍ3、最大エネル
ギー積［ＢＨ］ｍａｘ４．４ＭＧＯｅの環状磁石が開示
されている。しかし、磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ
（ＲはＮｄまたは／およびＰｒ）希土類磁石粉体と樹脂
との密度６．２〜６．３ｇ／ｃｍ3、［ＢＨ］ｍａｘ〜
１１ＭＧＯｅの環状樹脂磁石に比べると磁気性能で及ば
ず、電機子鉄心との空隙に強力な静磁界が得られない。
【００１２】本発明が解決すべき課題は、熱可塑性樹脂
や熱可塑性エラストマーを使った希土類樹脂磁石におい
て、希土類磁石粉体の高充填、必要に応じて行う磁場配
向の配向度を改善することにある。そして、熱硬化性樹
脂を使った希土類樹脂磁石の磁気性能と同等か、それを
凌ぐ異方性希土類樹脂磁石を提供することによって電機
子鉄心との空隙に強力な静磁界が得られる磁石回転子
や、リサイクル性に優れた磁石回転子を提供することに
ある。
や熱可塑性エラストマーを使った希土類樹脂磁石におい
て、希土類磁石粉体の高充填、必要に応じて行う磁場配
向の配向度を改善することにある。そして、熱硬化性樹
脂を使った希土類樹脂磁石の磁気性能と同等か、それを
凌ぐ異方性希土類樹脂磁石を提供することによって電機
子鉄心との空隙に強力な静磁界が得られる磁石回転子
や、リサイクル性に優れた磁石回転子を提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
に鑑みてなされたもので磁石と電機子鉄心とが対向した
空間に強力な静磁界を与え、モータの高出力化や低消費
電力化を促進し、磁石のリサイクル性も改善するような
希土類樹脂磁石の提供を目的とする。
に鑑みてなされたもので磁石と電機子鉄心とが対向した
空間に強力な静磁界を与え、モータの高出力化や低消費
電力化を促進し、磁石のリサイクル性も改善するような
希土類樹脂磁石の提供を目的とする。
【００１４】つまり、本発明の希土類樹脂磁石やその磁
石回転子は熱可塑性樹脂やエラストマーと希土類磁石粉
体、および熱間加工時の外部活性と内部活性効果を兼ね
備えたペンタエリスリトール脂肪酸トリエステルを必須
成分とし射出、押出成形またはカレンダー加工のような
熱間加工で希土類樹脂磁石を得る。あるいは裁断した可
撓性のシート状磁石を必要に応じて磁場配向しながら成
形型中溶融固化した最終形状磁石とし、前記磁石を、た
とえば回転子枠にカーリングして環状形状の磁石とした
磁石回転子を得る。さらには、希土類樹脂磁石とする際
に、回転子鉄心の磁石スロットを成形型キャビティとし
て利用し、直接希土類樹脂磁石を充填した磁石回転子を
得る。このような希土類樹脂磁石は何れも磁石内部の空
隙率を２ｖｏｌ％以下とすることができるので、希土類
磁石粉体が大気中に直接暴露される危険性が極めて少な
く、酸化腐食による永久減磁や希土類磁石粉体の脱落飛
散を防ぐことができる。
石回転子は熱可塑性樹脂やエラストマーと希土類磁石粉
体、および熱間加工時の外部活性と内部活性効果を兼ね
備えたペンタエリスリトール脂肪酸トリエステルを必須
成分とし射出、押出成形またはカレンダー加工のような
熱間加工で希土類樹脂磁石を得る。あるいは裁断した可
撓性のシート状磁石を必要に応じて磁場配向しながら成
形型中溶融固化した最終形状磁石とし、前記磁石を、た
とえば回転子枠にカーリングして環状形状の磁石とした
磁石回転子を得る。さらには、希土類樹脂磁石とする際
に、回転子鉄心の磁石スロットを成形型キャビティとし
て利用し、直接希土類樹脂磁石を充填した磁石回転子を
得る。このような希土類樹脂磁石は何れも磁石内部の空
隙率を２ｖｏｌ％以下とすることができるので、希土類
磁石粉体が大気中に直接暴露される危険性が極めて少な
く、酸化腐食による永久減磁や希土類磁石粉体の脱落飛
散を防ぐことができる。
【００１５】なお、本発明にかかる希土類樹脂磁石の好
ましい熱可塑性樹脂として１２ナイロン、エラストマー
としては２官能性活性水素化合物（たとえばポリエステ
ル）を用い、全反応系のイソシアネート基と活性水素基
が当量で線状高分子化したポリウレタンエラストマーを
挙げることができる。この種の熱可塑性エラストマーは
通常ペレット状が多いが、たとえば４０ｍｅｓｈ以下の
粉体とすることが望ましい。なお、ポリウレタンエラス
トマーは完全熱可塑性型エラストマーと不完全熱可塑型
エラストマーとがあるが、前者は後者に比べて吸湿性が
少なく成形後反応を完結させるための後硬化が不要でリ
サイクル性に優れている。
ましい熱可塑性樹脂として１２ナイロン、エラストマー
としては２官能性活性水素化合物（たとえばポリエステ
ル）を用い、全反応系のイソシアネート基と活性水素基
が当量で線状高分子化したポリウレタンエラストマーを
挙げることができる。この種の熱可塑性エラストマーは
通常ペレット状が多いが、たとえば４０ｍｅｓｈ以下の
粉体とすることが望ましい。なお、ポリウレタンエラス
トマーは完全熱可塑性型エラストマーと不完全熱可塑型
エラストマーとがあるが、前者は後者に比べて吸湿性が
少なく成形後反応を完結させるための後硬化が不要でリ
サイクル性に優れている。
【００１６】上記、熱可塑性樹脂あるいはエラストマー
へ混練する希土類磁石粉体とは１−５ＳｍＣｏ、２−１
７ＳｍＣｏ系などの希土類コバルト系磁石粉体や、２−
１７−３ＳｍＦｅＮなどの希土類−鉄窒化物系磁石粉体
も対象となる。しかし、希土類元素、遷移金属元素など
の合金組成からみた資源バランス、希土類磁石粉体固有
の磁気ポテンシャル、磁石回転子への適合性などから、
好ましい希土類磁石粉体は希土類−鉄系溶湯合金の急冷
凝固、あるいはまた水素分解／再結合（ＨＤＤＲ）した
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体の１
種または２種以上を好適な例として挙げることができ
る。たとえばＪ．Ｆ．Ｈｅｒｂｅｓｔ、“Ｒａｒｅ Ｅ
ａｒｔｈ−Ｉｒｏｎ−Ｂｏｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ；Ａ Ｎｅｗ Ｅｒａ ｉｎ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ
Ｍａｇｎｅｔｓ”Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｖｏｌ−１
６．（１９８６）に記載されているようなＮｄ：Ｆｅ：
Ｂを２：１４：１に近い割合で含む溶湯合金を急冷凝固
し、適宜熱処理により結晶粒径２０〜５０ｎｍのＮｄ2
Ｆｅ14Ｂ相を析出させた残留磁化Ｊｒ≒８ｋＧ、固有保
磁力Ｈｃｉ≧８ｋＯｅ程度の磁気的に等方性の希土類磁
石粉体。
へ混練する希土類磁石粉体とは１−５ＳｍＣｏ、２−１
７ＳｍＣｏ系などの希土類コバルト系磁石粉体や、２−
１７−３ＳｍＦｅＮなどの希土類−鉄窒化物系磁石粉体
も対象となる。しかし、希土類元素、遷移金属元素など
の合金組成からみた資源バランス、希土類磁石粉体固有
の磁気ポテンシャル、磁石回転子への適合性などから、
好ましい希土類磁石粉体は希土類−鉄系溶湯合金の急冷
凝固、あるいはまた水素分解／再結合（ＨＤＤＲ）した
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体の１
種または２種以上を好適な例として挙げることができ
る。たとえばＪ．Ｆ．Ｈｅｒｂｅｓｔ、“Ｒａｒｅ Ｅ
ａｒｔｈ−Ｉｒｏｎ−Ｂｏｒｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ；Ａ Ｎｅｗ Ｅｒａ ｉｎ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ
Ｍａｇｎｅｔｓ”Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｖｏｌ−１
６．（１９８６）に記載されているようなＮｄ：Ｆｅ：
Ｂを２：１４：１に近い割合で含む溶湯合金を急冷凝固
し、適宜熱処理により結晶粒径２０〜５０ｎｍのＮｄ2
Ｆｅ14Ｂ相を析出させた残留磁化Ｊｒ≒８ｋＧ、固有保
磁力Ｈｃｉ≧８ｋＯｅ程度の磁気的に等方性の希土類磁
石粉体。
【００１７】あるいはＲ．Ｎａｋａｙａｍａ、Ｔ．Ｔａ
ｋｅｓｈｉｔａ ｅｔ ａｌ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅｓ ｏｆ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｗ
ｄｅｒ ｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔ
ｒｅａｔｍｅｎｔ．、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７０
（７）（１９９１）に記載されている水素分解／再結合
（ＨＤＤＲ）した、たとえば合金組成Ｎｄ12.3Ｄｙ0.3
Ｆｅ64.7Ｃｏ12.3Ｂ6.0Ｇａ0.6Ｚｒ0.1のように、概ね
Ｄｙ０．２５原子％以上で、残留磁化Ｊｒ≧１１．５ｋ
Ｇ、固有保磁力Ｈ CJ≧１４ｋＯｅの磁気的に異方性の希
土類磁石粉体である。これらの希土類磁石粉体の１種ま
たは２種以上を熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性エラス
トマーに高充填分散、配向、固定した磁気的に異方性の
希土類樹脂磁石の最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘは１
８ＭＧＯｅ以上も得られる。たとえば、この可撓性のシ
ート状磁石を回転子枠に環状形状にカーリングした磁石
回転子は、特公平６−８７６３４号公報に開示された磁
気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土
類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２５ｍｍ以下、密度
５ｇ／ｃｍ3以上の環状樹脂磁石とした構成の環状磁石
モータよりも空隙に１４０〜１５０％の強い静磁界を発
生させることが可能となり、モータの高出力化や低消費
電流化が図れる。
ｋｅｓｈｉｔａ ｅｔ ａｌ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅｓ ｏｆ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｗ
ｄｅｒ ｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔ
ｒｅａｔｍｅｎｔ．、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７０
（７）（１９９１）に記載されている水素分解／再結合
（ＨＤＤＲ）した、たとえば合金組成Ｎｄ12.3Ｄｙ0.3
Ｆｅ64.7Ｃｏ12.3Ｂ6.0Ｇａ0.6Ｚｒ0.1のように、概ね
Ｄｙ０．２５原子％以上で、残留磁化Ｊｒ≧１１．５ｋ
Ｇ、固有保磁力Ｈ CJ≧１４ｋＯｅの磁気的に異方性の希
土類磁石粉体である。これらの希土類磁石粉体の１種ま
たは２種以上を熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性エラス
トマーに高充填分散、配向、固定した磁気的に異方性の
希土類樹脂磁石の最大エネルギー積［ＢＨ］ｍａｘは１
８ＭＧＯｅ以上も得られる。たとえば、この可撓性のシ
ート状磁石を回転子枠に環状形状にカーリングした磁石
回転子は、特公平６−８７６３４号公報に開示された磁
気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土
類磁石粉体と樹脂とで構成した外径２５ｍｍ以下、密度
５ｇ／ｃｍ3以上の環状樹脂磁石とした構成の環状磁石
モータよりも空隙に１４０〜１５０％の強い静磁界を発
生させることが可能となり、モータの高出力化や低消費
電流化が図れる。
【００１８】上記、本発明の希土類樹脂磁石の必須成分
となるペンタエリスリトール脂肪酸トリエステルとは下
式（化１）のような１モルのペンタエリスリトールと３
モルの高級脂肪酸とを定法によりエステル化することに
よって得られる。本発明で対象とする熱可塑性樹脂や熱
可塑性エラストマーと希土類磁石粉体との熱間加工温度
は２００℃以上と高いので前記化合物に含まれる脂肪族
残基の炭素数は１７以上とすることが好ましい。
となるペンタエリスリトール脂肪酸トリエステルとは下
式（化１）のような１モルのペンタエリスリトールと３
モルの高級脂肪酸とを定法によりエステル化することに
よって得られる。本発明で対象とする熱可塑性樹脂や熱
可塑性エラストマーと希土類磁石粉体との熱間加工温度
は２００℃以上と高いので前記化合物に含まれる脂肪族
残基の炭素数は１７以上とすることが好ましい。
【００１９】
【化１】
【００２０】以上のようなペンタエリスリトール脂肪酸
トリエステルは炭素数１７以上の脂肪族残基３個と１個
のアルコール性水酸基を有する化学構造を有する。した
がって、希土類磁石粉体含有樹脂組成物を熱間加工する
際に材料内部、あるいは加工機械や金型との摩擦を少な
くするなど物理的作用によって材料の熱間加工時の安定
化を図るものである。このような薬剤は一般に滑材と称
され炭化水素系、脂肪酸アミド系、脂肪酸エステル系、
高級アルコール系などがあるが、代表的には脂肪酸系
（ステアリン酸）とその金属塩類が知られている。
トリエステルは炭素数１７以上の脂肪族残基３個と１個
のアルコール性水酸基を有する化学構造を有する。した
がって、希土類磁石粉体含有樹脂組成物を熱間加工する
際に材料内部、あるいは加工機械や金型との摩擦を少な
くするなど物理的作用によって材料の熱間加工時の安定
化を図るものである。このような薬剤は一般に滑材と称
され炭化水素系、脂肪酸アミド系、脂肪酸エステル系、
高級アルコール系などがあるが、代表的には脂肪酸系
（ステアリン酸）とその金属塩類が知られている。
【００２１】しかし、脂肪酸系（ステアリン酸）とその
金属塩類を希土類磁石粉体含有樹脂組成物に添加しても
希土類磁石粉体の充填量を高くできるほど、大きな効果
を得ることは難しい。滑材には機能的に内部活性が強い
ものと外部活性が強いものとがあり、ペンタエリスリト
ール脂肪酸トリエステルは、その化学構造上両者を兼ね
備えた効果があることが判った。とくに溶融粘度の低下
を起こさずに、熱間加工時の材料の高流動化、異方
性希土類磁石粉体の磁場による高配向度化などに顕著な
効果があり、希土類樹脂磁石の機械的強度の低下を抑え
ながら、希土類磁石粉体の高充填、高配向化による磁気
性能向上が達成される。
金属塩類を希土類磁石粉体含有樹脂組成物に添加しても
希土類磁石粉体の充填量を高くできるほど、大きな効果
を得ることは難しい。滑材には機能的に内部活性が強い
ものと外部活性が強いものとがあり、ペンタエリスリト
ール脂肪酸トリエステルは、その化学構造上両者を兼ね
備えた効果があることが判った。とくに溶融粘度の低下
を起こさずに、熱間加工時の材料の高流動化、異方
性希土類磁石粉体の磁場による高配向度化などに顕著な
効果があり、希土類樹脂磁石の機械的強度の低下を抑え
ながら、希土類磁石粉体の高充填、高配向化による磁気
性能向上が達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施例によりさらに
詳しく説明する。但し、本発明は実施例に限定されるも
のではない。
詳しく説明する。但し、本発明は実施例に限定されるも
のではない。
【００２３】［希土類磁石粉体］合金組成Ｎｄ12Ｆｅ77
Ｃｏ5Ｂ6の溶湯合金を急冷凝固し、結晶化した。この磁
気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系磁石
粉体Ａの２０℃における残留磁化Ｊｒ各々８．２ｋＧ、
固有保磁力Ｈｃｉ９．４ｋＯｅであった。一方、合金組
成Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｇａ−Ｚｒ系、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｇａ−Ｚｒ系合金を水素分解／再結合
した磁気的に異方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）
系磁石粉体Ｂ1〜5の２０℃における残留磁化Ｊｒは１
１．５〜１２．４ｋＧであった。
Ｃｏ5Ｂ6の溶湯合金を急冷凝固し、結晶化した。この磁
気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系磁石
粉体Ａの２０℃における残留磁化Ｊｒ各々８．２ｋＧ、
固有保磁力Ｈｃｉ９．４ｋＯｅであった。一方、合金組
成Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｇａ−Ｚｒ系、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｇａ−Ｚｒ系合金を水素分解／再結合
した磁気的に異方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）
系磁石粉体Ｂ1〜5の２０℃における残留磁化Ｊｒは１
１．５〜１２．４ｋＧであった。
【００２４】図２は合金組成Ｎｄ12.3Ｄｙ0.3Ｆｅ64.6
Ｃｏ12.3Ｂ6.0Ｇａ0.6Ｚｒ0.1と、Ｎｄ13.3Ｆｅ62.5Ｃ
ｏ17.0Ｂ6.8Ｇａ0.3Ｚｒ0.1の磁石粉体粒子径と固有保
磁力Ｈｃｉの関係を示す。Ｄｙを含まないＢ1、Ｂ2は固
有保磁力Ｈｃｉが低く、とくに１００μｍ以下での磁石
粉体粒子径に対する固有保磁力Ｈｃｉの低下が大きい。
Ｃｏ12.3Ｂ6.0Ｇａ0.6Ｚｒ0.1と、Ｎｄ13.3Ｆｅ62.5Ｃ
ｏ17.0Ｂ6.8Ｇａ0.3Ｚｒ0.1の磁石粉体粒子径と固有保
磁力Ｈｃｉの関係を示す。Ｄｙを含まないＢ1、Ｂ2は固
有保磁力Ｈｃｉが低く、とくに１００μｍ以下での磁石
粉体粒子径に対する固有保磁力Ｈｃｉの低下が大きい。
【００２５】図３は外径１９ｍｍ、Ｐｃ−２．２の磁石
の固有保磁力Ｈｃｉと、８０℃または１００℃×１ｈｒ
後の非可逆減磁率の関係を示す。磁気的に異方性のＲ−
Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体Ｂ1〜5が
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体Ａと同等の非可逆減磁率を得るには２０℃
における固有保磁力Ｈｃｉは１４ｋＯｅ以上必要であ
る。
の固有保磁力Ｈｃｉと、８０℃または１００℃×１ｈｒ
後の非可逆減磁率の関係を示す。磁気的に異方性のＲ−
Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体Ｂ1〜5が
磁気的に等方性のＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体Ａと同等の非可逆減磁率を得るには２０℃
における固有保磁力Ｈｃｉは１４ｋＯｅ以上必要であ
る。
【００２６】［希土類磁石粉体含有樹脂組成物の流動性
改善効果］上記、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体ＡおよびＢ1〜5を窒素雰囲気中で１０５μ
ｍ以下に粗粉砕したところ、Ａの比表面積は０．０５〜
０．０７ｇ／ｍ2、Ｂ1〜5は０．０８〜０．０９ｇ／ｍ2
であった。
改善効果］上記、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希
土類磁石粉体ＡおよびＢ1〜5を窒素雰囲気中で１０５μ
ｍ以下に粗粉砕したところ、Ａの比表面積は０．０５〜
０．０７ｇ／ｍ2、Ｂ1〜5は０．０８〜０．０９ｇ／ｍ2
であった。
【００２７】次いで、上記希土類磁石粉体Ａ：９０〜９
６重量％、４０ｍｅｓｈ以下に粉砕した１２−ナイロン
または熱可塑性ポリウレタンエラストマー：１０〜４重
量％を秤量した。ただし、同じく４０ｍｅｓｈ以下のペ
ンタエリスリトールＣ１７トリエステル（脂肪族残基の
炭素数が１７）を１２−ナイロンまたは熱可塑性ポリウ
レタンエラストマー１００重量部に対して０〜１４重量
部加えている、次に、それらをヘンシェルミキサーで均
質になるまで混合し、押出機で溶融混練（２１０〜２３
０℃）し、押出た溶融ストランドをホットカットし、ペ
レット状の希土類磁石粉体含有樹脂組成物とした。続い
て、それらの希土類磁石粉体含有樹脂組成物各５ｇを２
２０℃に再加熱し、３ｔｏｎで圧縮したときの円盤流れ
を測定した。
６重量％、４０ｍｅｓｈ以下に粉砕した１２−ナイロン
または熱可塑性ポリウレタンエラストマー：１０〜４重
量％を秤量した。ただし、同じく４０ｍｅｓｈ以下のペ
ンタエリスリトールＣ１７トリエステル（脂肪族残基の
炭素数が１７）を１２−ナイロンまたは熱可塑性ポリウ
レタンエラストマー１００重量部に対して０〜１４重量
部加えている、次に、それらをヘンシェルミキサーで均
質になるまで混合し、押出機で溶融混練（２１０〜２３
０℃）し、押出た溶融ストランドをホットカットし、ペ
レット状の希土類磁石粉体含有樹脂組成物とした。続い
て、それらの希土類磁石粉体含有樹脂組成物各５ｇを２
２０℃に再加熱し、３ｔｏｎで圧縮したときの円盤流れ
を測定した。
【００２８】図４は、希土類磁石粉体Ａの充填量を異に
する樹脂組成物のペンタエリスリトールＣ１７トリエス
テルによる流動性改善効果を示す特性図である。ただ
し、ペンタエリスリトールＣ１７トリエステルは１２−
ナイロンまたは熱可塑性ポリウレタンエラストマー１０
０重量部に対して１０重量部の場合で、流動性の比とは
ペンタエリスリトールＣ１７トリエステル無添加の場合
を基準として規格化したものである。
する樹脂組成物のペンタエリスリトールＣ１７トリエス
テルによる流動性改善効果を示す特性図である。ただ
し、ペンタエリスリトールＣ１７トリエステルは１２−
ナイロンまたは熱可塑性ポリウレタンエラストマー１０
０重量部に対して１０重量部の場合で、流動性の比とは
ペンタエリスリトールＣ１７トリエステル無添加の場合
を基準として規格化したものである。
【００２９】図から明らかなように、流動性改善効果は
希土類磁石粉体充填量、樹脂の種類や比重に影響され
る。たとえば１２ナイロン（比重１．１）は熱可塑性ポ
リウレタンエラストマー（比重１．２３）よりも体積比
が大きく、流動性改善のピークＰ１は希土類磁石粉体充
填量９５重量％付近にある。一方の熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーでは流動性改善のピークＰ２は希土類磁
石粉体充填量９２重量％以下にあると推測される。しか
し、何れも流動性が大きく低下する希土類磁石粉体充填
量の領域で流動性改善効果が強く発現する傾向に変わり
ない。
希土類磁石粉体充填量、樹脂の種類や比重に影響され
る。たとえば１２ナイロン（比重１．１）は熱可塑性ポ
リウレタンエラストマー（比重１．２３）よりも体積比
が大きく、流動性改善のピークＰ１は希土類磁石粉体充
填量９５重量％付近にある。一方の熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーでは流動性改善のピークＰ２は希土類磁
石粉体充填量９２重量％以下にあると推測される。しか
し、何れも流動性が大きく低下する希土類磁石粉体充填
量の領域で流動性改善効果が強く発現する傾向に変わり
ない。
【００３０】図５は、希土類磁石粉体Ａを一定量含む樹
脂組成物のペンタエリスリトールＣ１７トリエステル添
加量に対する流動性改善効果を示す特性図である。図に
おいて、１２ナイロンは希土類磁石粉体Ａの充填量が９
５重量％、一方の熱可塑性ポリウレタンエラストマーで
は希土類磁石粉体Ａの充填量が９３重量％の場合であ
る。
脂組成物のペンタエリスリトールＣ１７トリエステル添
加量に対する流動性改善効果を示す特性図である。図に
おいて、１２ナイロンは希土類磁石粉体Ａの充填量が９
５重量％、一方の熱可塑性ポリウレタンエラストマーで
は希土類磁石粉体Ａの充填量が９３重量％の場合であ
る。
【００３１】図から明らかなように、１２ナイロンと熱
可塑性ポリウレタンエラストマーとのように樹脂の種類
や比重の差の影響から、ペンタエリスリトールＣ１７ト
リエステルの添加量に対する流動性改善効果の傾向は一
致しない。しかし、何れも２重量部以上で効果が現れ、
１０重量部の添加量であれば、何れの場合も１４０％以
上も流動性改善効果が現れる。
可塑性ポリウレタンエラストマーとのように樹脂の種類
や比重の差の影響から、ペンタエリスリトールＣ１７ト
リエステルの添加量に対する流動性改善効果の傾向は一
致しない。しかし、何れも２重量部以上で効果が現れ、
１０重量部の添加量であれば、何れの場合も１４０％以
上も流動性改善効果が現れる。
【００３２】なお、本発明にかかるペンタエリスリトー
ルＣ１７トリエステルの変わりに脂肪酸系（ステアリン
酸）とその金属塩類（ステアリン酸Ｚｎ、Ｃａ、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｃｕ）の粉体類を希土類磁石粉体含有樹脂組成物
に添加したが希土類磁石粉体含有樹脂組成物の流動性を
１２０％以上改善する結果は得られなかった。
ルＣ１７トリエステルの変わりに脂肪酸系（ステアリン
酸）とその金属塩類（ステアリン酸Ｚｎ、Ｃａ、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｃｕ）の粉体類を希土類磁石粉体含有樹脂組成物
に添加したが希土類磁石粉体含有樹脂組成物の流動性を
１２０％以上改善する結果は得られなかった。
【００３３】［流動性改善による磁石モータへの効果］
図６は、希土類磁石粉体Ａを９６重量％含有した１２−
ナイロンとのペレット状の樹脂組成物を加熱加圧し、回
転子鉄心磁石スロットに直接埋め込んだ磁石回転子の希
土類樹脂磁石の減磁曲線を示す特性図である。ただし、
図中本発明例とはペンタエリスリトールＣ１７トリエス
テルを１２−ナイロン１００重量部に対して１０重量部
添加したもので、比較例はそれを含まない。希土類磁石
粉体Ａを含有した樹脂組成物を加熱加圧する際、回転子
鉄心と樹脂組成物や希土類磁石粉体との界面にペンタエ
リスリトールＣ１７トリエステルの薄膜層が形成され、
摩擦力を緩和する。このため、図のように、希土類磁石
粉体の破砕による微粉化が生じにくく、回転子鉄心を構
成する積層電磁鋼板の板厚を一般的な０．５ｍｍから、
０．３５ｍｍ以下としても回転子鉄心に歪みが生ぜず、
より高い寸法精度で低鉄損の磁石回転子を提供すること
ができる。
図６は、希土類磁石粉体Ａを９６重量％含有した１２−
ナイロンとのペレット状の樹脂組成物を加熱加圧し、回
転子鉄心磁石スロットに直接埋め込んだ磁石回転子の希
土類樹脂磁石の減磁曲線を示す特性図である。ただし、
図中本発明例とはペンタエリスリトールＣ１７トリエス
テルを１２−ナイロン１００重量部に対して１０重量部
添加したもので、比較例はそれを含まない。希土類磁石
粉体Ａを含有した樹脂組成物を加熱加圧する際、回転子
鉄心と樹脂組成物や希土類磁石粉体との界面にペンタエ
リスリトールＣ１７トリエステルの薄膜層が形成され、
摩擦力を緩和する。このため、図のように、希土類磁石
粉体の破砕による微粉化が生じにくく、回転子鉄心を構
成する積層電磁鋼板の板厚を一般的な０．５ｍｍから、
０．３５ｍｍ以下としても回転子鉄心に歪みが生ぜず、
より高い寸法精度で低鉄損の磁石回転子を提供すること
ができる。
【００３４】［希土類磁石粉体含有樹脂組成物の磁場配
向改善効果］２ｍｍｔに押出成形し、希土類磁石粉体Ｂ
1を９３重量％含む熱可塑性ポリウレタンエラストマー
シートを裁断し、２２０℃に再加熱し、１５ｋＯｅアキ
シャル磁場成形型内で冷却固化し、長さ７２ｍｍ、幅
４．９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのシート状磁石とした。こ
の磁石の空隙率は何れも２ｖｏｌ％以下であった。
向改善効果］２ｍｍｔに押出成形し、希土類磁石粉体Ｂ
1を９３重量％含む熱可塑性ポリウレタンエラストマー
シートを裁断し、２２０℃に再加熱し、１５ｋＯｅアキ
シャル磁場成形型内で冷却固化し、長さ７２ｍｍ、幅
４．９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのシート状磁石とした。こ
の磁石の空隙率は何れも２ｖｏｌ％以下であった。
【００３５】図７は、上記磁石の５０ｋＯｅパルス着磁
後の２０℃における減磁曲線を示す。図のように、ペン
タエリスリトールＣ１７トリエステルを含む本発明例で
は、その内部活性化効果によって異方性磁石粉体の配向
度が向上し、無添加系の［ＢＨ］ｍａｘ１４．２ＭＧＯ
ｅに対し１８．５ＭＧＯｅと言う高い値が得られた。異
方性磁石粉体の配向度の改善は、従来磁石粉体配向時の
磁場強度を増し、樹脂の溶融粘度を低下させる手法が一
般的であったが、本発明のように材料の内部活性による
希土類磁石粉体と樹脂との摩擦力低減によっても配向度
向上に顕著な効果が得られることは明白である。
後の２０℃における減磁曲線を示す。図のように、ペン
タエリスリトールＣ１７トリエステルを含む本発明例で
は、その内部活性化効果によって異方性磁石粉体の配向
度が向上し、無添加系の［ＢＨ］ｍａｘ１４．２ＭＧＯ
ｅに対し１８．５ＭＧＯｅと言う高い値が得られた。異
方性磁石粉体の配向度の改善は、従来磁石粉体配向時の
磁場強度を増し、樹脂の溶融粘度を低下させる手法が一
般的であったが、本発明のように材料の内部活性による
希土類磁石粉体と樹脂との摩擦力低減によっても配向度
向上に顕著な効果が得られることは明白である。
【００３６】［異方性希土類樹脂磁石によるモータの高
出力化効果］次に、上記希土類磁石粉体ＡとＢとを、そ
れぞれ９３重量％含有したシート状磁石を内径２３ｍｍ
の回転子枠の内径に環状形状にカーリングして図１の磁
石回転子を備えたモータとした。一方、希土類磁石粉体
Ａを９５重量％含むエポキシ樹脂とともに環状形状に圧
縮成形した同一形状の磁石を使って図１のモータとし
た。このモータを１２Ｖ駆動したときの起動トルク２
１．５７ｍＮ・ｍを基準としたとき、本発明に係る希土
類磁石粉体Ａを使ったもので起動トルク比９７％、希土
類磁石粉体Ｂでは１４０％に達した。
出力化効果］次に、上記希土類磁石粉体ＡとＢとを、そ
れぞれ９３重量％含有したシート状磁石を内径２３ｍｍ
の回転子枠の内径に環状形状にカーリングして図１の磁
石回転子を備えたモータとした。一方、希土類磁石粉体
Ａを９５重量％含むエポキシ樹脂とともに環状形状に圧
縮成形した同一形状の磁石を使って図１のモータとし
た。このモータを１２Ｖ駆動したときの起動トルク２
１．５７ｍＮ・ｍを基準としたとき、本発明に係る希土
類磁石粉体Ａを使ったもので起動トルク比９７％、希土
類磁石粉体Ｂでは１４０％に達した。
【００３７】なお、図１のような構造のモータは環状形
状の磁石と回転子枠との隙間に変動があると振動の原因
になる場合があるが、シート状磁石は回転子枠に均質に
カーリングできる利点があり、同一磁石粉体Ａでモータ
出力が同等であっても静かな回転が得られる利点があ
る。また、磁石粉体Ｂを使った異方性磁石モータはより
高出力化が実現できる利点がある。
状の磁石と回転子枠との隙間に変動があると振動の原因
になる場合があるが、シート状磁石は回転子枠に均質に
カーリングできる利点があり、同一磁石粉体Ａでモータ
出力が同等であっても静かな回転が得られる利点があ
る。また、磁石粉体Ｂを使った異方性磁石モータはより
高出力化が実現できる利点がある。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明は希土類磁石粉体
を、ペンタエリスリトール脂肪酸トリエステル化合物を
含む熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーに高充填分
散、配向、固定したものであり、２０℃で１８ＭＧＯｅ
以上の最大エネルギー積と実用温度域での磁気安定性、
リサイクル性を兼ね備えた希土類樹脂磁石と、その磁石
回転子である。したがって、電機子鉄心との空隙に強力
な静磁界を発生させることができ、モータの高出力化や
低消費電流化に効果的である。
を、ペンタエリスリトール脂肪酸トリエステル化合物を
含む熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーに高充填分
散、配向、固定したものであり、２０℃で１８ＭＧＯｅ
以上の最大エネルギー積と実用温度域での磁気安定性、
リサイクル性を兼ね備えた希土類樹脂磁石と、その磁石
回転子である。したがって、電機子鉄心との空隙に強力
な静磁界を発生させることができ、モータの高出力化や
低消費電流化に効果的である。
【図１】磁石モータの構成図
【図２】粉体粒子径と固有保磁力の関係を示す特性図
【図３】固有保磁力と非可逆減磁率の関係を示す特性図
【図４】希土類磁石粉体量と流動性改善効果を示す特性
図
図
【図５】添加量による流動性改善効果を示す特性図
【図６】流動性改善効果を示す減磁曲線特性図
【図７】磁場配向改善効果を示す減磁曲線特性図
１ 基板 ２ 電機子鉄心 ３ 巻線 ４ 軸受 ５ 回転軸 ６ 回転子枠 ７ 磁石
フロントページの続き (72)発明者 藤本 弘道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E040 AA03 AA04 AA06 BB04 CA01 HB06 HB07 NN04 NN12 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 HH03 5H622 AA03 CA01 CA05 CA10 CB05 DD02 PP05 PP17 PP20 QA03
Claims (9)
- 【請求項１】 希土類磁石粉体と熱可塑性樹脂または／
および熱可塑性エラストマー、および前記樹脂１００重
量部に対して２重量部以上のペンタエリスリトール脂肪
酸トリエステル化合物を必須成分とした混合粉体を熱間
加工によって希土類磁石粉体含有樹脂組成物とし、必要
に応じて磁場配向しながら特定形状に成形した希土類樹
脂磁石。 - 【請求項２】 ペンタエリスリトール脂肪酸トリエステ
ル化合物の脂肪酸残基の炭素数が１７以上である請求項
１記載の希土類樹脂磁石。 - 【請求項３】 希土類磁石粉体がＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮ
ｄ／Ｐｒ）系溶湯合金の急冷凝固薄片である請求項１記
載の希土類樹脂磁石。 - 【請求項４】 希土類磁石粉体が熱間据込加工（Ｄｉｅ
−Ｕｐ−Ｓｅｔｔｉｎｇ）、または水素分解／再結合し
たＲ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体の
１種または２種以上である請求項１記載の希土類樹脂磁
石。 - 【請求項５】 熱間据込加工（Ｄｉｅ−Ｕｐ−Ｓｅｔｔ
ｉｎｇ）または水素分解／再結晶（ＨＤＤＲ）処理した
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ／Ｐｒ）系希土類磁石粉体の２
０℃における固有保磁力Ｈｃｉが１４ｋＯｅ以上である
請求項４記載の希土類樹脂磁石。 - 【請求項６】 熱可塑性樹脂が１２ナイロンであり、希
土類磁石粉体を９６重量％以下とした請求項１記載の希
土類樹脂磁石。 - 【請求項７】 熱可塑性エラストマーが完全熱可塑性型
ポリウレタンエラストマーであり、希土類磁石粉体を９
４重量％以下とした請求項１記載の希土類樹脂磁石。 - 【請求項８】 希土類磁石粉体含有樹脂組成物を熱間加
工によって可撓性を有する請求項１記載のシート状希土
類樹脂磁石とし、回転子枠の内面に環状形状にカーリン
グした磁石回転子。 - 【請求項９】 希土類磁石粉体含有樹脂組成物を熱間加
工によって請求項１記載の希土類樹脂磁石とする際、回
転子鉄心に設けた磁石スロットに直接射出または押出充
填した磁石回転子。
Priority Applications (5)
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| JP29331099A JP2001118710A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 希土類樹脂磁石および磁石回転子 |
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|---|---|---|---|
| JP29331099A JP2001118710A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 希土類樹脂磁石および磁石回転子 |
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| JP2006073880A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 繊維強化層一体型可撓性希土類ボンド磁石 |
| US7191972B2 (en) | 2001-09-06 | 2007-03-20 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co. Kg | Belt retractor |
| JP2008289300A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | 永久磁石式回転電機 |
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| WO2005124795A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 自己組織化希土類－鉄系ボンド磁石の製造方法とそれを用いたモータ |
| JP2008228385A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Keihin Corp | 内燃機関の可変動弁装置に用いられる駆動用モータ |
| DE102010063323A1 (de) | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Maschinenkomponente für eine elektrische Maschine sowie eine Maschinenkomponente |
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| JPS58186348A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レジンモ−ルドモ−タ |
| US4624945A (en) | 1984-03-19 | 1986-11-25 | Alza Corporation | Dispensing system with means for increasing delivery of beneficial agent from the system |
| JPH0687634B2 (ja) | 1986-02-24 | 1994-11-02 | 松下電器産業株式会社 | 永久磁石型モ−タ |
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-
1999
- 1999-10-15 JP JP29331099A patent/JP2001118710A/ja not_active Withdrawn
-
2000
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- 2000-10-09 DE DE60029717T patent/DE60029717T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-10 US US09/680,927 patent/US6387294B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-11 MY MYPI20004744A patent/MY119098A/en unknown
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