JP2005032845A - ボンド磁石及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、磁気特性を損なうことなく信頼性を向上させたボンド磁石を提供すること。
【解決手段】表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されている。これによれば、リング状ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されているので、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させることができる。最外層に樹脂塗膜を形成した従来のボンド磁石に比し、表面硬度を上げることによって耐スクラッチ性を向上できることから、特に精密電子部品など高い信頼性が要求される場合に有効である。また、金属被膜の表面にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成したため、両被膜の間で充分な密着性が得られるとともに、その形成が容易である。
【選択図】 なし
【解決手段】表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されている。これによれば、リング状ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されているので、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させることができる。最外層に樹脂塗膜を形成した従来のボンド磁石に比し、表面硬度を上げることによって耐スクラッチ性を向上できることから、特に精密電子部品など高い信頼性が要求される場合に有効である。また、金属被膜の表面にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成したため、両被膜の間で充分な密着性が得られるとともに、その形成が容易である。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に被膜が形成されたボンド磁石及びその製造方法に関する。より詳しくは、例えばコンピューターに搭載されるハードディスクのモータなどの精密電子部品に使用されるリング状のボンド磁石及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク用モータなどの精密電子部品に使用されるリング状磁石には、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系、Ｓｍ−Ｃｏ系などのいわゆる希土類材料を磁石材料として使用し、結合樹脂を用いてリング状の成形体としたボンド磁石が用いられている。これらのボンド磁石は酸化し易い希土類金属や鉄を含んでいることから、わずかな酸や塩素イオン等を含んだ水などによって腐食されて錆を生じさせるといった欠点を持つ。ボンド磁石に錆を生じさせてしまった場合には磁気特性が著しく低下してしまい、磁石としての機能を充分に発揮できなくなると同時に、錆による被膜破壊や微細な腐食成分の飛散等が発生し、結果として精密電子部品の信頼性を低下させてしまっていた。
【０００３】
このように耐食性に劣るボンド磁石の耐食性を向上させるため、下地層として金属被膜を設け、さらにその表面に樹脂塗膜を設けた磁石が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、樹脂塗膜を形成させる際に用いられる樹脂塗料は、樹脂、顔料もしくは染料から成る固形成分と、これを分散または溶解させる溶剤（有機溶剤、もしくは水、もしくは有機溶剤と水の混合物）から構成されており、そのため塗装後には前記溶剤を揮発させる工程が必要となる。そのため、溶剤の揮発に伴い樹脂塗膜には微小なガスの抜け穴が多数形成されてしまい、ここから腐食を生じてしまうという問題があった。このようなガス抜け穴による耐食性の低下を防止する観点から、樹脂塗膜は一定以上の膜厚が必要である。
【０００５】
また、樹脂を塗装した後に加熱処理することで樹脂成分を溶融・硬化させる工程において、リング状ボンド磁石の角部の樹脂が溶融とともに引けを起こすことで角部の膜厚が薄くなってしまう。そのため、特に角部においては接合する相手部材との接触頻度が多く、また圧入に近い状態に成り易いため、薄い膜厚のままでは地肌（すなわち、磁石材料）の一部または全部が露出してしまい、耐食性の低下につながっていた。このように、樹脂塗膜の膜厚は一定以上必要となってくる。
【０００６】
また、特にボンド磁石の形状がリング状である場合には、樹脂塗膜を形成させる静電塗装方法、電着塗装方法、スプレー塗装方法等において磁石の内周面が電気的または幾何学的に塗装の「影」となるため、外周・端面等に比べて内周面は膜厚が薄くなってしまう。従って、角部と同様に内周面の膜厚も一定以上確保することが前提となるため、外周面や端面の膜厚は必然的に必要以上の膜厚が形成されることになってしまう。このように、リング状のボンド磁石においては、均一かつ精密な樹脂塗膜を形成することが特に困難であった。
【０００７】
また、耐食性を向上させるために非磁性物である樹脂塗膜の膜厚を厚くすることに伴って構成する磁気回路の磁気抵抗が増大し、ボンド磁石本体が本来有する磁気特性を充分に発現することができず、モータ特性を低下させてしまうといった問題があった。特に、リング状ボンド磁石は限られたモータの空間内で最大限の効率を発揮することが求められるため、高寸法精度および高磁気特性の要求に対して、僅かな磁気特性の低下が大きな問題となってしまっていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−１１７１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その課題は、磁気特性を損なうことなく信頼性を向上させたボンド磁石及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るボンド磁石の発明は、表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、リング状ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されているので、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させることができる。最外層に樹脂塗膜を形成した従来のボンド磁石に比し、表面硬度を上げることによって耐スクラッチ性を向上できることから、特に精密電子部品など高い信頼性が要求される場合に有効である。また、金属被膜の表面にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成したため、両被膜の間で充分な密着性が得られるとともに、その形成が容易である。
【００１２】
また、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が薄い場合であっても耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させる効果が充分得られるので、該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が非磁性であることによるパーミアンスの低下を防ぐことができ、もってボンド磁石本体（磁石材料と結合樹脂を有する中心部分）の磁性を損なうことがほとんどない。また、被膜部分を薄くすることができることから、全体に占めるボンド磁石本体部分の割合をより高めることができ、より高い磁気特性を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の態様に係るボンド磁石の発明は、前記第１の態様において、前記金属被膜の膜厚が５〜５０μｍであり、前記ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚が０．５〜４μｍであることを特徴とする。
【００１４】
この特徴によれば、第１層としての金属被膜の膜厚が５〜５０μｍであるので、ピンホールがほとんどない緻密な被膜を形成することができるとともに、高い寸法精度で膜厚を調整することができる。
【００１５】
また、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚が０．５〜４μｍであるので、高い寸法精度で膜厚を調整することができ、もって精密電子部品など高い精度の寸法が求められる場合に特に有効である。また、非磁性膜である該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜によるパーミアンスの低下を最小限に防ぐことができ、もってボンド磁石本体が有する磁気特性を最大限に発現させることができる。
【００１６】
すなわち、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、膜厚が０．５〜４μｍと薄くとも充分な耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性等が得られるので、該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜による磁気特性の低下を最小限に抑制することができ、ボンド磁石本体が有する磁気特性を最大限に発現できる。また、被膜が薄くなった分だけ全体に占めるボンド磁石本体の割合を高めることができ、もって全体として同一の外形寸法であっても、従来の樹脂塗装を施したボンド磁石よりも磁気特性を一層高めることができる。
【００１７】
また、本発明の第３の態様に係るボンド磁石の製造方法の発明は、ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜を形成した後、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することを特徴とする。
【００１８】
この特徴によれば、前記第１の態様と同様の効果が得られる。
また、例えばイオンプレーティング法などの低温表面処理でダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することができるので、ボンド磁石本体に対して熱による影響を与えることがない。すなわち、ボンド磁石本体は結合樹脂を含んでいるため高温で処理した場合には該結合樹脂が熱によって変性してしまう恐れがあり、また、磁石粉末自体も高熱による酸化で最も重要な磁気特性を損なう恐れがある。しかしながら、本発明によればボンド磁石本体に影響を与えることなくダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るボンド磁石の本体は、リング形状であって、磁石材料と結合樹脂（バインダー）とを成形することで構成することができる。また、使用条件などに応じて酸化防止剤などの添加剤を適宜添加することもできる。
【００２０】
磁石材料としては、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系合金（Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種、ＴＭは、Ｆｅを主とする遷移金属、以下同様）、Ｒ−ＴＭ−Ｎ系合金、Ｒ−Ｃｏ系合金、ナノコンポジット磁石、および、上記合金の少なくとも２種以上を混合したもの、および、上記合金のうち少なくとも１種とフェライト粉末（例えば、ＢａＯ・６Ｆｅ２Ｏ３等のＢａ―フェライト、ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３等のＳｒ―フェライトや、これらの一部を他の遷移金属、希土類元素で置換したもの等）を混合したもの等が例示できる。
【００２１】
また、結合樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２２】
磁石材料と結合樹脂とを成形する方法としては、圧縮成形方法、押出成形方法、カレンダー成形方法、射出成形方法等を例示することができ、より高性能なリング形状に成形するためには圧縮成形方法が好ましい。
【００２３】
リング状ボンド磁石は、内周部のプレーティング性を考慮して、内径（ｄ）と高さ（Ｌ）との関係が、ｄ／Ｌ≧１であることが好ましく、ｄ／Ｌ≧０．５であることがより好ましい。
【００２４】
本発明における第１層としての金属被膜としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｈ等、またはこれらのうち少なくとも一種を成分として含む合金等を例示できる。これらのうち、強磁性材の一つであるＮｉを主成分とする金属被膜が好ましい。
【００２５】
また、金属被膜の膜厚は、５〜５０μｍ程度であることが好ましく、１０〜４０μｍ程度であればより好ましい。金属被膜の膜厚が上記範囲であると、ピンホールがない緻密な被膜を形成することができるとともに、膜厚の寸法を高い精度で制御することができる。従って、精密電子部品など特に高い寸法精度が求められる場合に有効である。
【００２６】
金属被膜の成膜方法としては、例えば、電解めっき法、無電解めっき法、蒸着法等を使用することができる。電解めっき法において用いる電解めっき浴、無電解めっき法において用いる無電解めっき浴は、めっきする金属種によって適宜選択することができる。また、成膜条件を設定することにより金属被膜の膜厚を高い精度で調整することができる。
【００２７】
本発明における最外層である第２層としてのダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、膜厚が０．５〜４μｍ程度であることが好ましく、１〜２μｍ程度であればより好ましい。
【００２８】
ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の成膜方法としては、例えば、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを例示することができ、第１層である金属被膜の表面に高い密着性をもって確実にコーティングすることができることからイオンプレーティング法が好ましい。イオンプレーティング法は、例えば、真空炉中に炭化水素系ガスを導入し、直流アーク放電プラズマ等によって炭化水素イオンや励起ラジカルを発生させ、負の電圧に印可された被処理物（本発明においては、第１層である金属被膜が成膜されたリング状ボンド磁石）に炭化水素イオンを電気的エネルギーによって衝突させることにより行うことができる。
【００２９】
ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、１６０〜２００℃程度の温度領域で成膜することが好ましい。成膜温度が上記範囲であると、所望する膜機能（硬度、耐摩耗性、金属被膜との膜密着性など）を得ることができるとともに、高い寸法精度で膜厚を調整することができる。また、ボンド磁石本体を構成する結合樹脂、および磁石粉末の耐熱温度領域であるためボンド磁石本体に熱による影響を与えることがなく、もって磁気特性を損なうことがない。
【００３０】
最外層にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することにより、表面硬度を上げて耐摩耗性、耐スクラッチ性を向上させることができ、着磁や他部品との接合の際など他の部材と接触した場合であっても表面のキズや破損などの恐れがない。また、酸、アルカリ、有機溶剤などに対する耐薬品性、塩水などに対する耐食性をより一層高めることもでき、もって腐食性の高い使用条件下、例えば酸性ガス雰囲気下においても有効に使用することできる。
【００３１】
また、第２層であるダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚は、０．５〜４μｍ程度と充分に薄いので、ボンド磁石としての磁気特性を損なうことなく、上記効果が得られる。すなわち、ボンド磁石表面に形成される非磁性膜が厚い場合には、パーミアンスが低下することによって、ボンド磁石本体が本来有する磁気特性を有効に発現できず、表面における磁気特性を低下させてしまっていた。しかし、本発明においてはパーミアンスの低下を最小限に防ぐことができるので、表面における磁気特性を損なうことがない。
【００３２】
また、従来と比し、被膜全体の膜厚を薄くすることができるので、全体に占めるボンド磁石本体の割合を高めることができ、もって全体として同一の外形寸法であっても磁気特性をより一層高めることができる。
【００３３】
【実施例】
次に、実施例、比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらによってなんら制約されるものではない。
【００３４】
実施例
＜リング状ボンド磁石の作成＞
合金組成がＲ−ＴＭ−Ｂ系合金で構成される磁石材料（ＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉末）と、エポキシ樹脂と、少量のヒドラジン系酸化防止剤とを混合し、これらを常温で３０分間混練してボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作成した。このとき、磁石粉末、エポキシ樹脂、ヒドラジン系酸化防止剤の配合比率（重量比）は、それぞれ９５ｗｔ％、４ｗｔ％、１ｗｔ％であった。次いで、上記コンパウンドを秤量してプレス装置の金型内に充填し、無磁場中、常温にて、圧力１３７０ＭＰａで圧縮成形してから、１７０℃で処理することによりエポキシ樹脂を加熱硬化させ、リング状のボンド磁石を得た。このボンド磁石に対して、その高さ方向の研磨処理を施した後、バレル研磨法により各稜がＲ０．２になるまで研磨し、外径１９ｍｍ、内径１７ｍｍ、高さ４ｍｍのリング状ボンド磁石を作成し、これをボンド磁石本体として使用した。
【００３５】
上述のように作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、第１層として電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成し、次いで、最外層である第２層としてＰＶＤ法によりダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成した。
【００３６】
金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で２７μｍ、外周で３１．５μｍであり、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚は内周で１μｍ、外周で１．５μｍであり、よって金属被膜とダイヤモンド・ライク・カーボン被膜との膜厚の合計は内周で２８μｍ、外周で３３μｍであった。そして、内周１２極により着磁した。
【００３７】
比較例１
実施例と同様にして作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、第１層として電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成し、次いで、最外層である第２層として吹付塗装により樹脂塗膜を形成した。樹脂塗膜は、樹脂２０〜３０ｗｔ％、顔料１０〜２０ｗｔ％、残り有機溶剤からなるエポキシ樹脂ベースのものを樹脂塗料として使用して作成した。
【００３８】
金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で１８μｍ、外周で２０μｍであり、樹脂塗膜の膜厚は内周で１０μｍ、外周で１４μｍであり、よって金属被膜と樹脂塗膜との膜厚の合計は内周で２８μｍ、外周で３４μｍであった。そして、内周１２極により着磁した。
【００３９】
比較例２
実施例と同様にして作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成した。金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で２７μｍ、外周で３１．５μｍであった。
【００４０】
＜評価試験＞
１．磁気特性
Ｂ−ｅｍｆ法を使用して磁気特性を測定することにより、実施例及び比較例１に係るリング状ボンド磁石の磁気特性を評価した。測定結果を表１に示す。なお、ここでは実施例及び比較例１について、それぞれ３つのサンプルを用意して測定を行い、平均値を算出し、さらに比較例１に係る平均値と実施例に係る平均値とを比べることにより、被膜による磁気特性への影響について評価した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１に示すように、比較例１に係るボンド磁石は、実施例に係るボンド磁石と比し平均値においてＢ−ｅｍｆ値が９６．５％しか発現しておらず、磁気特性が低下していることがわかる。これは、比較例１においては、表面に形成した樹脂塗膜が非磁性であるとともに、その膜厚が実施例と比し厚いことによる磁場の遮蔽効果によってパーミアンスが低くなり、もってＢ−ｅｍｆ値も低くなっているものである。すなわち、厚い樹脂塗膜によってボンド磁石本体が本来有する磁気特性が妨げられているものである。従って、本発明に係る実施例においては、従来よりも高い磁気特性が得られることがわかる。
【００４３】
２．耐スクラッチ性
鉛筆引っ掻き試験（ＪＩＳ Ｋ５４００）により、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐スクラッチ性（鉛筆硬度）を評価した。結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
３．耐薬品性
３−１． ５％塩酸水溶液にサンプルを２４時間浸漬して外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐酸性を評価した。結果を表３に示す。なお、表３において、○は外観変化なし、△は変色あり、×は脱落・錆の発生あり、を示すものである。
【００４６】
【表３】
【００４７】
３−２． シンナーを染み込ませた不織布でサンプルを３０往復こすり外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐有機溶剤性を評価した。結果を表４に示す。なお、表４において、○は外観変化なし、△は色落ちあり、×は脱落・地肌の露出あり、を示すものである。
【００４８】
【表４】
【００４９】
４．耐食性
５％塩化ナトリウム水溶液を使用した４８時間塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１）を行い外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐食性を評価した。結果を表５に示す。なお、表５において、○は外観変化なし、△は点錆の発生あり、×は脱落・錆の発生あり、を示すものである。
【００５０】
【表５】
【００５１】
以上示したように、本発明に係るボンド磁石によれば、磁石本体が有する磁気特性を損なうことなく、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性を高めることができるので、精密電子部品に使用される場合において信頼性を各段に向上させることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に被膜が形成されたボンド磁石及びその製造方法に関する。より詳しくは、例えばコンピューターに搭載されるハードディスクのモータなどの精密電子部品に使用されるリング状のボンド磁石及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク用モータなどの精密電子部品に使用されるリング状磁石には、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系、Ｓｍ−Ｃｏ系などのいわゆる希土類材料を磁石材料として使用し、結合樹脂を用いてリング状の成形体としたボンド磁石が用いられている。これらのボンド磁石は酸化し易い希土類金属や鉄を含んでいることから、わずかな酸や塩素イオン等を含んだ水などによって腐食されて錆を生じさせるといった欠点を持つ。ボンド磁石に錆を生じさせてしまった場合には磁気特性が著しく低下してしまい、磁石としての機能を充分に発揮できなくなると同時に、錆による被膜破壊や微細な腐食成分の飛散等が発生し、結果として精密電子部品の信頼性を低下させてしまっていた。
【０００３】
このように耐食性に劣るボンド磁石の耐食性を向上させるため、下地層として金属被膜を設け、さらにその表面に樹脂塗膜を設けた磁石が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、樹脂塗膜を形成させる際に用いられる樹脂塗料は、樹脂、顔料もしくは染料から成る固形成分と、これを分散または溶解させる溶剤（有機溶剤、もしくは水、もしくは有機溶剤と水の混合物）から構成されており、そのため塗装後には前記溶剤を揮発させる工程が必要となる。そのため、溶剤の揮発に伴い樹脂塗膜には微小なガスの抜け穴が多数形成されてしまい、ここから腐食を生じてしまうという問題があった。このようなガス抜け穴による耐食性の低下を防止する観点から、樹脂塗膜は一定以上の膜厚が必要である。
【０００５】
また、樹脂を塗装した後に加熱処理することで樹脂成分を溶融・硬化させる工程において、リング状ボンド磁石の角部の樹脂が溶融とともに引けを起こすことで角部の膜厚が薄くなってしまう。そのため、特に角部においては接合する相手部材との接触頻度が多く、また圧入に近い状態に成り易いため、薄い膜厚のままでは地肌（すなわち、磁石材料）の一部または全部が露出してしまい、耐食性の低下につながっていた。このように、樹脂塗膜の膜厚は一定以上必要となってくる。
【０００６】
また、特にボンド磁石の形状がリング状である場合には、樹脂塗膜を形成させる静電塗装方法、電着塗装方法、スプレー塗装方法等において磁石の内周面が電気的または幾何学的に塗装の「影」となるため、外周・端面等に比べて内周面は膜厚が薄くなってしまう。従って、角部と同様に内周面の膜厚も一定以上確保することが前提となるため、外周面や端面の膜厚は必然的に必要以上の膜厚が形成されることになってしまう。このように、リング状のボンド磁石においては、均一かつ精密な樹脂塗膜を形成することが特に困難であった。
【０００７】
また、耐食性を向上させるために非磁性物である樹脂塗膜の膜厚を厚くすることに伴って構成する磁気回路の磁気抵抗が増大し、ボンド磁石本体が本来有する磁気特性を充分に発現することができず、モータ特性を低下させてしまうといった問題があった。特に、リング状ボンド磁石は限られたモータの空間内で最大限の効率を発揮することが求められるため、高寸法精度および高磁気特性の要求に対して、僅かな磁気特性の低下が大きな問題となってしまっていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−１１７１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その課題は、磁気特性を損なうことなく信頼性を向上させたボンド磁石及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るボンド磁石の発明は、表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、リング状ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されているので、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させることができる。最外層に樹脂塗膜を形成した従来のボンド磁石に比し、表面硬度を上げることによって耐スクラッチ性を向上できることから、特に精密電子部品など高い信頼性が要求される場合に有効である。また、金属被膜の表面にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成したため、両被膜の間で充分な密着性が得られるとともに、その形成が容易である。
【００１２】
また、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が薄い場合であっても耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性などを向上させる効果が充分得られるので、該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が非磁性であることによるパーミアンスの低下を防ぐことができ、もってボンド磁石本体（磁石材料と結合樹脂を有する中心部分）の磁性を損なうことがほとんどない。また、被膜部分を薄くすることができることから、全体に占めるボンド磁石本体部分の割合をより高めることができ、より高い磁気特性を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の態様に係るボンド磁石の発明は、前記第１の態様において、前記金属被膜の膜厚が５〜５０μｍであり、前記ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚が０．５〜４μｍであることを特徴とする。
【００１４】
この特徴によれば、第１層としての金属被膜の膜厚が５〜５０μｍであるので、ピンホールがほとんどない緻密な被膜を形成することができるとともに、高い寸法精度で膜厚を調整することができる。
【００１５】
また、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚が０．５〜４μｍであるので、高い寸法精度で膜厚を調整することができ、もって精密電子部品など高い精度の寸法が求められる場合に特に有効である。また、非磁性膜である該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜によるパーミアンスの低下を最小限に防ぐことができ、もってボンド磁石本体が有する磁気特性を最大限に発現させることができる。
【００１６】
すなわち、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、膜厚が０．５〜４μｍと薄くとも充分な耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性等が得られるので、該ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜による磁気特性の低下を最小限に抑制することができ、ボンド磁石本体が有する磁気特性を最大限に発現できる。また、被膜が薄くなった分だけ全体に占めるボンド磁石本体の割合を高めることができ、もって全体として同一の外形寸法であっても、従来の樹脂塗装を施したボンド磁石よりも磁気特性を一層高めることができる。
【００１７】
また、本発明の第３の態様に係るボンド磁石の製造方法の発明は、ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜を形成した後、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することを特徴とする。
【００１８】
この特徴によれば、前記第１の態様と同様の効果が得られる。
また、例えばイオンプレーティング法などの低温表面処理でダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することができるので、ボンド磁石本体に対して熱による影響を与えることがない。すなわち、ボンド磁石本体は結合樹脂を含んでいるため高温で処理した場合には該結合樹脂が熱によって変性してしまう恐れがあり、また、磁石粉末自体も高熱による酸化で最も重要な磁気特性を損なう恐れがある。しかしながら、本発明によればボンド磁石本体に影響を与えることなくダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るボンド磁石の本体は、リング形状であって、磁石材料と結合樹脂（バインダー）とを成形することで構成することができる。また、使用条件などに応じて酸化防止剤などの添加剤を適宜添加することもできる。
【００２０】
磁石材料としては、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系合金（Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種、ＴＭは、Ｆｅを主とする遷移金属、以下同様）、Ｒ−ＴＭ−Ｎ系合金、Ｒ−Ｃｏ系合金、ナノコンポジット磁石、および、上記合金の少なくとも２種以上を混合したもの、および、上記合金のうち少なくとも１種とフェライト粉末（例えば、ＢａＯ・６Ｆｅ２Ｏ３等のＢａ―フェライト、ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３等のＳｒ―フェライトや、これらの一部を他の遷移金属、希土類元素で置換したもの等）を混合したもの等が例示できる。
【００２１】
また、結合樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２２】
磁石材料と結合樹脂とを成形する方法としては、圧縮成形方法、押出成形方法、カレンダー成形方法、射出成形方法等を例示することができ、より高性能なリング形状に成形するためには圧縮成形方法が好ましい。
【００２３】
リング状ボンド磁石は、内周部のプレーティング性を考慮して、内径（ｄ）と高さ（Ｌ）との関係が、ｄ／Ｌ≧１であることが好ましく、ｄ／Ｌ≧０．５であることがより好ましい。
【００２４】
本発明における第１層としての金属被膜としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｈ等、またはこれらのうち少なくとも一種を成分として含む合金等を例示できる。これらのうち、強磁性材の一つであるＮｉを主成分とする金属被膜が好ましい。
【００２５】
また、金属被膜の膜厚は、５〜５０μｍ程度であることが好ましく、１０〜４０μｍ程度であればより好ましい。金属被膜の膜厚が上記範囲であると、ピンホールがない緻密な被膜を形成することができるとともに、膜厚の寸法を高い精度で制御することができる。従って、精密電子部品など特に高い寸法精度が求められる場合に有効である。
【００２６】
金属被膜の成膜方法としては、例えば、電解めっき法、無電解めっき法、蒸着法等を使用することができる。電解めっき法において用いる電解めっき浴、無電解めっき法において用いる無電解めっき浴は、めっきする金属種によって適宜選択することができる。また、成膜条件を設定することにより金属被膜の膜厚を高い精度で調整することができる。
【００２７】
本発明における最外層である第２層としてのダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、膜厚が０．５〜４μｍ程度であることが好ましく、１〜２μｍ程度であればより好ましい。
【００２８】
ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の成膜方法としては、例えば、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを例示することができ、第１層である金属被膜の表面に高い密着性をもって確実にコーティングすることができることからイオンプレーティング法が好ましい。イオンプレーティング法は、例えば、真空炉中に炭化水素系ガスを導入し、直流アーク放電プラズマ等によって炭化水素イオンや励起ラジカルを発生させ、負の電圧に印可された被処理物（本発明においては、第１層である金属被膜が成膜されたリング状ボンド磁石）に炭化水素イオンを電気的エネルギーによって衝突させることにより行うことができる。
【００２９】
ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜は、１６０〜２００℃程度の温度領域で成膜することが好ましい。成膜温度が上記範囲であると、所望する膜機能（硬度、耐摩耗性、金属被膜との膜密着性など）を得ることができるとともに、高い寸法精度で膜厚を調整することができる。また、ボンド磁石本体を構成する結合樹脂、および磁石粉末の耐熱温度領域であるためボンド磁石本体に熱による影響を与えることがなく、もって磁気特性を損なうことがない。
【００３０】
最外層にダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することにより、表面硬度を上げて耐摩耗性、耐スクラッチ性を向上させることができ、着磁や他部品との接合の際など他の部材と接触した場合であっても表面のキズや破損などの恐れがない。また、酸、アルカリ、有機溶剤などに対する耐薬品性、塩水などに対する耐食性をより一層高めることもでき、もって腐食性の高い使用条件下、例えば酸性ガス雰囲気下においても有効に使用することできる。
【００３１】
また、第２層であるダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚は、０．５〜４μｍ程度と充分に薄いので、ボンド磁石としての磁気特性を損なうことなく、上記効果が得られる。すなわち、ボンド磁石表面に形成される非磁性膜が厚い場合には、パーミアンスが低下することによって、ボンド磁石本体が本来有する磁気特性を有効に発現できず、表面における磁気特性を低下させてしまっていた。しかし、本発明においてはパーミアンスの低下を最小限に防ぐことができるので、表面における磁気特性を損なうことがない。
【００３２】
また、従来と比し、被膜全体の膜厚を薄くすることができるので、全体に占めるボンド磁石本体の割合を高めることができ、もって全体として同一の外形寸法であっても磁気特性をより一層高めることができる。
【００３３】
【実施例】
次に、実施例、比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらによってなんら制約されるものではない。
【００３４】
実施例
＜リング状ボンド磁石の作成＞
合金組成がＲ−ＴＭ−Ｂ系合金で構成される磁石材料（ＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉末）と、エポキシ樹脂と、少量のヒドラジン系酸化防止剤とを混合し、これらを常温で３０分間混練してボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作成した。このとき、磁石粉末、エポキシ樹脂、ヒドラジン系酸化防止剤の配合比率（重量比）は、それぞれ９５ｗｔ％、４ｗｔ％、１ｗｔ％であった。次いで、上記コンパウンドを秤量してプレス装置の金型内に充填し、無磁場中、常温にて、圧力１３７０ＭＰａで圧縮成形してから、１７０℃で処理することによりエポキシ樹脂を加熱硬化させ、リング状のボンド磁石を得た。このボンド磁石に対して、その高さ方向の研磨処理を施した後、バレル研磨法により各稜がＲ０．２になるまで研磨し、外径１９ｍｍ、内径１７ｍｍ、高さ４ｍｍのリング状ボンド磁石を作成し、これをボンド磁石本体として使用した。
【００３５】
上述のように作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、第１層として電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成し、次いで、最外層である第２層としてＰＶＤ法によりダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成した。
【００３６】
金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で２７μｍ、外周で３１．５μｍであり、ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚は内周で１μｍ、外周で１．５μｍであり、よって金属被膜とダイヤモンド・ライク・カーボン被膜との膜厚の合計は内周で２８μｍ、外周で３３μｍであった。そして、内周１２極により着磁した。
【００３７】
比較例１
実施例と同様にして作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、第１層として電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成し、次いで、最外層である第２層として吹付塗装により樹脂塗膜を形成した。樹脂塗膜は、樹脂２０〜３０ｗｔ％、顔料１０〜２０ｗｔ％、残り有機溶剤からなるエポキシ樹脂ベースのものを樹脂塗料として使用して作成した。
【００３８】
金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で１８μｍ、外周で２０μｍであり、樹脂塗膜の膜厚は内周で１０μｍ、外周で１４μｍであり、よって金属被膜と樹脂塗膜との膜厚の合計は内周で２８μｍ、外周で３４μｍであった。そして、内周１２極により着磁した。
【００３９】
比較例２
実施例と同様にして作成したリング状ボンド磁石本体の表面に、電気めっき法により金属Ｎｉ被膜を形成した。金属Ｎｉ被膜の膜厚は内周で２７μｍ、外周で３１．５μｍであった。
【００４０】
＜評価試験＞
１．磁気特性
Ｂ−ｅｍｆ法を使用して磁気特性を測定することにより、実施例及び比較例１に係るリング状ボンド磁石の磁気特性を評価した。測定結果を表１に示す。なお、ここでは実施例及び比較例１について、それぞれ３つのサンプルを用意して測定を行い、平均値を算出し、さらに比較例１に係る平均値と実施例に係る平均値とを比べることにより、被膜による磁気特性への影響について評価した。
【００４１】
【表１】
表１に示すように、比較例１に係るボンド磁石は、実施例に係るボンド磁石と比し平均値においてＢ−ｅｍｆ値が９６．５％しか発現しておらず、磁気特性が低下していることがわかる。これは、比較例１においては、表面に形成した樹脂塗膜が非磁性であるとともに、その膜厚が実施例と比し厚いことによる磁場の遮蔽効果によってパーミアンスが低くなり、もってＢ−ｅｍｆ値も低くなっているものである。すなわち、厚い樹脂塗膜によってボンド磁石本体が本来有する磁気特性が妨げられているものである。従って、本発明に係る実施例においては、従来よりも高い磁気特性が得られることがわかる。
【００４３】
２．耐スクラッチ性
鉛筆引っ掻き試験（ＪＩＳ Ｋ５４００）により、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐スクラッチ性（鉛筆硬度）を評価した。結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
３．耐薬品性
３−１． ５％塩酸水溶液にサンプルを２４時間浸漬して外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐酸性を評価した。結果を表３に示す。なお、表３において、○は外観変化なし、△は変色あり、×は脱落・錆の発生あり、を示すものである。
【００４６】
【表３】
３−２． シンナーを染み込ませた不織布でサンプルを３０往復こすり外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐有機溶剤性を評価した。結果を表４に示す。なお、表４において、○は外観変化なし、△は色落ちあり、×は脱落・地肌の露出あり、を示すものである。
【００４８】
【表４】
４．耐食性
５％塩化ナトリウム水溶液を使用した４８時間塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１）を行い外観の変化を観察することにより、実施例、比較例１及び比較例２に係るリング状ボンド磁石の耐食性を評価した。結果を表５に示す。なお、表５において、○は外観変化なし、△は点錆の発生あり、×は脱落・錆の発生あり、を示すものである。
【００５０】
【表５】
以上示したように、本発明に係るボンド磁石によれば、磁石本体が有する磁気特性を損なうことなく、耐スクラッチ性、耐薬品性、耐食性を高めることができるので、精密電子部品に使用される場合において信頼性を各段に向上させることができる。
Claims (3)
- 表面に、第１層として金属被膜が、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜が形成されていることを特徴とするボンド磁石。
- 請求項１において、前記金属被膜の膜厚が５〜５０μｍであり、前記ダイヤモンド・ライク・カーボン被膜の膜厚が０．５〜４μｍであることを特徴とするボンド磁石。
- ボンド磁石の表面に、第１層として金属被膜を形成した後、最外層である第２層としてダイヤモンド・ライク・カーボン被膜を形成することを特徴とするボンド磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003194040A JP2005032845A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | ボンド磁石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003194040A JP2005032845A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | ボンド磁石及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005032845A true JP2005032845A (ja) | 2005-02-03 |
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ID=34205308
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| JP2003194040A Pending JP2005032845A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | ボンド磁石及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2005032845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010067592A1 (ja) | 2008-12-12 | 2010-06-17 | 愛知製鋼株式会社 | 希土類系ボンド磁石 |
| US11417469B2 (en) | 2020-01-24 | 2022-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic electronic component |
-
2003
- 2003-07-09 JP JP2003194040A patent/JP2005032845A/ja active Pending
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