JP2003077720A - 複合磁石ワイヤおよび偏平薄型の複合磁石並びにその製造方法 - Google Patents

複合磁石ワイヤおよび偏平薄型の複合磁石並びにその製造方法

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JP2003077720A
JP2003077720A JP2001264844A JP2001264844A JP2003077720A JP 2003077720 A JP2003077720 A JP 2003077720A JP 2001264844 A JP2001264844 A JP 2001264844A JP 2001264844 A JP2001264844 A JP 2001264844A JP 2003077720 A JP2003077720 A JP 2003077720A
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Shinji Furuichi
眞治 古市
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度を有する薄肉の複合磁石の細線および偏
平薄型の複合磁石ならびにそれらの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 外殻部材の内側に補強部材を配し、その
空隙部に永久磁石粒子と金属バインダーを具備する混合
粉を冷間加工により線引きを行い、複合磁石の細線を得
る。その細線を径方向に薄型に切断し、偏平薄型の複合
磁石を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合磁石、特に外
周に外殻部材を具備し、その内部に補強支援の補強部材
を有する細線の複合磁石ワイヤ及び偏平薄型の複合磁石
並びにその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、長い線に磁気信号を記録する手段
として、磁気ワイヤが使用されるようになってきた。磁
気ワイヤは、金属磁性材料を線状に加工したものであ
り、所定の間隔で磁化して位置信号を記録したスケール
として用いることが出来る。この磁気ワイヤの用途の1
つに磁気信号線がある。これは、自動走行車両を工場内
で、或いはゴルフ場での自動カートを走らせる場合に、
自動走行車両や自動カートに備えた磁気センサーにより
地面に埋め込んだ磁気信号線を感知し、磁気信号線が配
設された領域を走行させることができるというものであ
る。
【0003】上述のような複合材料である磁気ワイヤお
よびその製造方法として、特開2001―35716号
公報がある。この公報によれば、延性金属基体と、この
延性金属基体の軸領域に分散させた金属系永久磁石粒子
とバインダー金属を備え、前記延性金属基体およびバイ
ンダー金属が非磁性体であることが開示されている。ま
た、永久磁石粒子とバインダー金属を混合した粉末を形
成する混合工程と、前記粉末を延性金属の管の中に充填
する工程と、前記延性金属の管を冷間加工して径を縮小
して金属線に加工する工程により、複合材料のワイヤを
得る製造方法が開示されている。
【0004】しかしながら、上述の製造方法によると、
冷間加工による線引き時の延性金属基体の強度を維持す
るためには、外装材の肉厚を厚くする必要があり、結果
的に外装材を薄く出来ず、内部の磁石特性、特に磁界強
度を十分に有効に活用できていなかった。また、このワ
イヤを径方向に切断して、偏平薄型の複合磁石を製作す
るときには、上述のように、外装の外殻部材の肉厚が厚
いと、磁石と検出相手部材との距離が離れ、磁気特性が
十分に活用仕切れないので、薄くする必要がある。しか
し外殻の外殻部材の肉厚を薄くすると、内部の永久磁石
の補強が弱くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、線引
き時の強度を保つためには、外殻部材の厚さを増すこと
は、磁石特性上不利になる。外殻部材を薄くすることに
より、内部の磁石と検出相手部材との距離を近くするこ
とができ、より強い磁界を検知することができる。本願
発明は、かかる従来技術における問題点等を解消するた
めになされたものであり、本願発明者らは、上記目的を
達成するために、外殻部材の肉厚を厚くせずに、複合磁
石ワイヤおよび複合磁石並びにその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、具体的には、
第一発明の複合磁石ワイヤは、外殻部材の内側の長手方
向に補強支援の補強部材が配せられ、前記外殻部材と前
記補強部材の間に永久磁石粒子とバインダー金属を具備
してなることを特徴とする。前記補強部材は、外殻部材
の強度支援のため、外殻部材の長手方向で、外殻部材に
ほぼ平行であることが望ましい。また、補強部材は、外
殻部材の内部中央1箇所でなくとも、平行に複数個、ま
た、四角、十字型や星型など様々な形状の強度支援の補
強部材が採用できる。
【0007】第二発明の複合磁石は、外周に外殻部材を
具備し、前記外殻部材の内側に補強支援の補強部材を有
し、前記外殻部材と前記補強部材の間に少なくとも永久
磁石粒子とバインダー金属を具備してなることを特徴と
する。
【0008】第三発明の複合磁石は、第一発明または第
二発明において、外殻部材及び補強部材が金属体である
ことを特徴とする。
【0009】第四発明の複合磁石は、第三発明におい
て、金属体が非磁性であることを特徴とする。
【0010】第五発明の複合磁石ワイヤの製造方法は、
永久磁石粒子とバインダー金属を混合した粉末を形成す
る混合工程と、内部に空洞部を有する延性金属である外
殻部材の長手方向に補強支援の延性金属の補強部材を配
する工程と、前記粉末を前記外殻部材と前記補強部材の
間の空洞部へ充填する工程と、前記外殻部材の径寸法を
塑性加工により縮小して細線に加工する工程と、を有す
ることを特徴とする。
【0011】第六発明の偏平薄型の複合磁石の製造方法
は、永久磁石粒子とバインダー金属を混合した粉末を形
成する混合工程と、内部に空洞部を有する延性金属であ
る外殻部材の内側の長手方向に補強支援の延性金属の補
強部材を配する工程と、前記粉末を前記外殻部材と前記
補強部材の間の空洞部へ充填する工程と、前記外殻部材
の径寸法を塑性加工により縮小して細線に加工する工程
と、前記細線を少なくとも径方向に偏平薄型に切断する
工程と、を有することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本願発明の実施の形態につい
て説明する。まず、外殻部材としては、主に延性を有す
る金属材料で非磁性であることが望ましい。金属材料と
しては、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、金、
銀、カドミニウム、インジウム及びその合金、或いは非
磁性ステンレスであることがより好ましい。これらの延
性金属基体に添加物としてシリコン、クロム、鉛、錫、
バナジウム、炭素、マンガン、マグネシウム等から選ば
れる少なくとも1つの材料を添加することもある。同様
に、補強支援の補強部材も、上述の金属で、線引きの加
工時の延性特性が近いことが必要なため、外殻部材と同
質であることが望ましい。また、外殻部材の厚みは線引
き加工後で、0.1から2.0mmとすることが好まし
い。
【0013】なお、外殻部材及び内側の補強支援の補強
部材を非磁性の樹脂とすることも可能である。樹脂とし
ては、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂として
は、通常用いられている、ポリエチレン樹脂(PE)、
ポリスチレン樹脂(PS)、ABS樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂(PP)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、メタ
クリル樹脂(PMMA)、ポリアミド樹脂(PA)、ポ
リカーボネート樹脂(PC)、ポリアセタール樹脂(P
OM)、ポリエステル樹脂(PET、PBT)等が挙げ
られる。これらの樹脂を外殻補強部材および内側の補強
支援の仕切り部材として用いる場合は、径を圧縮して小
さくするときには、温間で線引きするのが望ましい。温
間線引きの温度は、夫々の材質のビカット軟化点、熱変
形温度を考慮して、その近辺の温度或いはそれ以下の温
度で行うのが良い。
【0014】永久磁石粒子としては、まず、金属系永久
磁石として、ネオジウム鉄ボロン系永久磁石、サマリウ
ムコバルト系永久磁石、サマリウム鉄系永久磁石から選
ばれる少なくとも1つの材料から選択されるのが望まし
い。更に具体的には、希土類金属(ランタン、サマリウ
ム等)とコバルトの化合物、サマリウムコバルト(Sm
Co)、サマリウム鉄コバルト銅(Sm(Co、F
e、Cu)6.8)、サマリウム鉄コバルト銅ジルコニ
ウム(Sm(Co、Fe、Cu、Zr)77.4)、ネ
オジウム鉄ボロン(NdFe14B)あるいはジスプ
ロシウム(Dy)等を添加したもの、またこれに添加物
を加えたもの、サマリウム鉄窒素(SmFe
17N)、サマリウム鉄チタンボロン窒素系(Sm(F
eTiB))、サマリウムジルコニウム鉄コバルト系、
サマリウムジルコニウム鉄コバルトボロン窒素系((S
m、Zr)(Fe、Co)0.1)、サマリウ
ム鉄窒素(SmFe17)とα鉄を結合させた材
料、アルニコ系(Al―Ni−Co)等が挙げられる。
また、ボンド磁石やゴム磁石、プラスチック磁石を構成
する永久磁石材料を用いることも可能であるが、上記の
材料の方が望ましい。
【0015】また、永久磁石粒子の材料として、酸化物
系永久磁石であるストロンチウムフェライト、バリウム
フェライト等の粒子が適用可能である。
【0016】以上の永久磁石粒子の材料は、保磁力10
0エルステッド(Oe)(約8000A/m)以上であ
ることが好ましい。保磁力が大きいほど複合材料で構成
した細線の複合磁石ワイヤの径を小さく縮めても、高い
保磁力を維持することが可能である。
【0017】上述した永久磁石粒子と共に用いるバイン
ダー金属としては、外殻部材と同質の材質であることが
好ましい。
【0018】
【実施例】(実施例1)図1及び図2により説明する。
図1(a)は、本願発明での複合磁石ワイヤの一実施例
の模式斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA―
A断面を示す。外側に外殻部材1を有し前記外殻部材1
の内側に補強部材2が配せられている。前記外殻部材1
と前記補強部材2の間には、永久磁石粒子と金属バイン
ダーの混合粉末3を具備している。
【0019】まず、外殻部材1を銅パイプの肉厚0.2
mmで直径を2mmとして、補強部材2も同じく銅薄板
で厚み0.6mmとした。混合粉3は、永久磁石粒子と
して、ネオジ鉄窒素系の等方性磁石の粒子が70mas
s%で金属バインダーは銅合金粉末で30mass%と
した。図1(a)の1実施例としては、外殻部材1のほ
ぼ中央部に仕切りとしての補強部材2を配している。全
長は10mとした。
【0020】次に上記実施例の製造方法を説明する。ま
ず、ネオジ鉄窒素磁石の永久磁石粒子と銅合金粒子を密
閉容器に入れ均一に混合した。次に、外径10mm肉厚
1.6mmの銅パイプを外殻部材1とし、内部に0.8
mmの厚みの銅薄板を補強部材2として装入し、一方の
端部にステンレスワイヤの細線を綿状に丸めたもので栓
をした。そして、外殻部材1と補強部材2の隙間に混合
させた混合粉3を充填した。混合粉を充填する前に、外
殻部材1および補強部材2の表面の付着物や酸化被膜を
除去するために酸洗いを行った。
【0021】内部の混合粉3を十分に突き固めて、充填
し終わり、装入口をステンレスの細線を綿状に丸めたも
ので栓をした。ステンレスワイヤの細線は、線引き加工
時の外殻部材の内部にある混合粉3の粒子間に存在する
空気を逃がすために設けたものである。混合粉3の空気
を排除することで、銅の外殻部材1、補強部材2と永久
磁石粒子およびバインダー金属の強固な結合をもたらす
ことが出来る。
【0022】次に、混合粉を充填した銅の外殻部材を冷
間加工で、線引き加工を行う。外径10mmから2mm
に径を縮小するのに、1回の断面積の減少率を約10%
としたため、25回の線引きを行った。この結果、内部
の混合粉3と外殻部材1及び補強部材2とが強固に固定
された複合磁石ワイヤが製造出来た。又出来上がった外
殻部材の肉厚は、0.2mmとなって、補強部材2の板
厚も0.6mmとなっていた。両端の不具合部分は切り
取り長さを10mとし細線複合磁石ワイヤが完成した。
【0023】次に、上記でのべた方法により製作され
た、複合磁石ワイヤの細線を、ワイヤソーで径方向に、
厚み0.8mmに切断した。上記方法で製造された複合
磁石の内部は、お互いに強固に結合し固着していたの
で、切断の際にも、崩れることはなかった。このように
して、偏平薄型の複合磁石が出来上がった。
【0024】図2の(a)から(h)に示すのは、複合
磁石ワイヤを径方向に切断した偏平薄型磁石の断面図を
示す。外形は円だけではなく、図2(h)に示す変形し
たものでも良く、また四角や色々な外形を持つ偏平薄型
の複合磁石の形状が得られる。上記実施例では、図2
(a)の断面の複合磁石ワイヤができるが、補強部材2
を様々な形状とすることで、様々な仕切りの形状が製作
可能であり、用途により、内部の補強部材2の形状を取
ることが出来る。図2の断面図の例は一つの例であり、
これに限られるものではない。
【0025】
【発明の効果】本願発明によれば、強度のある、外殻部
材の薄い肉厚の複合磁石ワイヤおよび、偏平薄型の複合
磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本願発明の複合磁石ワイヤの斜視図
で、(b)は(a)のA−A断面の模式断面図である。
【図2】本願発明に関わり、実施例をあげたものであ
る。
【符号の説明】
1 外殻部材、2 補強部材、3 混合粉

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外殻部材の内側の長手方向に補強部材が
    配せられ、前記外殻部材と前記補強部材の間に永久磁石
    粒子とバインダー金属を具備してなることを特徴とする
    複合磁石ワイヤ。
  2. 【請求項2】 外周に外殻部材を具備し、前記外殻部材
    の内側に補強支援の補強部材を有し、前記外殻部材と前
    記補強部材の間に少なくとも永久磁石粒子とバインダー
    金属を具備してなることを特徴とする偏平薄型の複合磁
    石。
  3. 【請求項3】 前記外殻部材及び補強部材が金属体であ
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の複合磁
    石。
  4. 【請求項4】 前記金属体が非磁性体であることを特徴
    とする請求項3に記載の複合磁石。
  5. 【請求項5】 永久磁石粒子とバインダー金属を混合し
    た粉末を形成する混合工程と、内部に空洞部を有する延
    性金属である外殻部材の内側の長手方向に補強支援の延
    性金属の補強部材を配する工程と、前記粉末を前記外殻
    部材と前記補強部材の間の空洞部へ充填する工程と、前
    記外殻部材の径寸法を塑性加工により縮小して細線に加
    工する工程と、を有することを特徴とする複合磁石ワイ
    ヤの製造方法。
  6. 【請求項6】 永久磁石粒子とバインダー金属を混合し
    た粉末を形成する混合工程と、内部に空洞部を有する延
    性金属である外殻部材の内側の長手方向に補強支援の延
    性金属の補強部材を配する工程と、前記粉末を前記外殻
    部材と前記補強部材の間の空洞部へ充填する工程と、前
    記外殻部材の径寸法を塑性加工により縮小して細線に加
    工する工程と、前記細線を少なくとも径方向に偏平薄型
    に切断する工程と、を有することを特徴とする偏平薄型
    の複合磁石の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104550307A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 常州宏泰摩擦材料有限公司 高密度抗氧化紫铜棉的制造方法

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CN104550307A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 常州宏泰摩擦材料有限公司 高密度抗氧化紫铜棉的制造方法

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