JP2006156789A - 小型リング磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型でありながら高特性を有し、例えばカメラ等のシャッタ用磁石として好適な小型リング磁石を製造可能とする。
【解決手段】 リング状の希土類焼結磁石１を磁石素体とし、その表面に樹脂被膜３を形成する。その際、１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下に制御して複数回コーティングする。例えば、樹脂溶液をミスト状に噴霧してコーティングを行う。コーティングは１０回以上繰り返す。樹脂は、例えばエポキシ樹脂である。対象となる小型リング磁石は、リング状の希土類焼結磁石の重量が１ｇ以下の小型リング磁石である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、希土類焼結磁石を磁石素体とする小型リング磁石の製造方法に関するものであり、特に、保護膜として形成される樹脂被膜の被覆方法に関する。

希土類焼結磁石、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要は益々拡大する傾向にある。例えば、家電製品や産業機械等の分野において、フェライト磁石との置き換えが進んできている。

このような状況から、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上するための研究開発や、品質の高い希土類磁石とするための改良等が各方面において進められている。例えば、希土類焼結磁石は、基本的には、原料合金を粉砕して得た合金粉末（磁石原料粉）を磁場中でプレス成形して成形体を形成し、この成形体を焼結炉において焼結処理することにより製造される。

ところで、前述のように特性面で利点を有する希土類焼結磁石であるが、希土類元素ＲやＦｅを金属の状態で含有するため、フェライト磁石等と比べて耐食性が低いという欠点を有している。このような状況から、希土類焼結磁石においては、必ずといって良いほど表面処理が必要になり、電解Ｎｉめっき、アルミニウムイオンプレーティング、樹脂塗装等が施されている（例えば、特許文献１等を参照）。

特許文献１は、希土類元素を含む磁石素体に保護膜が設けられた希土類磁石の製造方法に関するものであり、保護膜をニッケルまたはニッケルを含む合金をめっきすることにより形成することが開示されている。
特開２００４−２８９０２２公報

近年、磁石応用製品の一層の小型化が進んでおり、使用する磁石にも小型、高特性が要求されている。例えば、カメラ等のシャッタ用磁石には、外径６ｍｍ以下という非常に小型の磁石でありながら、できる限り高特性を有する２極着磁磁石が要求されている。このような状況の中、超小型の希土類焼結磁石においては、なるべく磁気特性を向上するような被膜を形成することが望まれるが、これまで小型の希土類焼結磁石における被膜に関してほとんど検討されたことがなく、必ずしも十分な特性が得られていない。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、小型の希土類焼結磁石において被膜の形成方法を最適化し、これにより、小型でありながら高特性を有するとともに、優れた耐食性を有し、例えばカメラ等のシャッタ用磁石として好適な小型リング磁石を製造可能とすることを目的とする。

本発明者らは、前述の目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、非常に小型の希土類焼結磁石に例えばＮｉめっきの被膜を保護膜として形成した場合、めっき被膜の磁性の影響による磁気特性の劣化が顕在化すること、したがって保護膜としては樹脂被膜が有利であること、小型のリング磁石に樹脂被膜を形成する場合、非常に薄いコーティング層を重ねて形成することが有効であること、等の知見を得るに至った。

本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。すなわち、本発明の小型リング磁石の製造方法は、リング状の希土類焼結磁石を磁石素体とし、その表面に樹脂被膜を形成するに際し、１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下に制御して複数回コーティングすることを特徴とする。

リング状の希土類焼結磁石において、耐食性を確保するための保護膜としては、これまでＮｉめっき等、めっき被膜が広く用いられている。これは、めっき液が液体であり、リング磁石の内径側への被膜形成が容易であるとの理由による。ただし、耐食性に優れ保護膜として一般的なＮｉめっき被膜の場合、めっき被膜が磁性を有するために反磁界が発生し、磁気特性が低下する原因となる。

ここで、前記磁気特性の低下は、希土類焼結磁石の大きさが小さくなればなるほど、その傾向が顕著に現れる。これは、めっき被膜の厚さは希土類焼結磁石のサイズに関係なくほぼ一定であり、小型のリング磁石では、全体の体積に占めるめっき被膜の割合が上昇するからである。小型リング磁石の磁気特性は、希土類焼結磁石とめっき被膜の体積の比率に応じて変化する。

そこで、本発明においては、リング状の希土類焼結磁石において、表面に保護膜として樹脂被膜を形成することとする。これにより、磁気特性の低下が最小限に抑えられ、高特性を有する小型リング磁石が実現される。

ただし、小型のリング状希土類焼結磁石に樹脂被膜を形成する場合、均一な被膜を形成するためには工夫を要する。例えば、樹脂コート法としては、スプレー法、浸漬法、電着法等が知られているが、内径寸法の小さなリング状の磁石の場合、スプレー法や電着法によるコーティングが困難であり、もっぱら浸漬法が用いられている。例えば、樹脂結合型磁石（いわゆるボンド磁石）については、特公平８−３４１６５号公報等に、小型リング磁石において有機被膜を浸漬法により形成することが開示されている。この特公平８−３４１６５号公報には、スプレー法では内周面のコーティング厚さが極めて薄くなり、錆が発生するのに対して、浸漬法ではコーティングしにくい内側部分に樹脂をコーティングして錆を防止できることが開示されている。

しかしながら、浸漬法であっても、内径寸法が小さくなるにしたがい均一なコーティングが困難になってくる。これは、内径が小さくなってくると中心孔の中に樹脂が入り難くなることによる。また、仮に樹脂が中心孔の中に行き渡っても、固化する際に中心孔を塞いでしまい、リング形状が維持できなくなってしまう。また、低濃度溶液を用いて溶液粘性を下げれば中心孔を塞ぐことを防止できるが、浸漬法の場合、樹脂を積層塗布して厚くすることができない。何故なら、低濃度溶液の場合、浸漬により下層の樹脂が再溶解してしまうためである。希土類焼結磁石では高い耐食性が要求されるため、樹脂被膜の厚さを厚くする必要があり、内形が極めて小さな小型磁石では、浸漬法を用いても十分な樹脂コートができないというのが実情である。

前記ボンド磁石では、磁石原料が樹脂に分散されているため粒界の三重点がなく、表面に露出している磁性粉も少ないことから、耐食性を得るための要求は焼結磁石ほどには大きくない。磁性粉は周囲をバインダの樹脂にて覆われているため、仮に被膜にピンホールがあったとしても１粒子の磁性粉への影響に留まる。それに対し焼結磁石は複数の結晶粒が粒界により結合しているので、粒界を経由して影響は内部あるいは表層部へ拡散していく。特に粒界の三重点ではその影響が大きい。この点、被膜に関する考え方が焼結磁石とは全く異なる。したがって樹脂被膜の厚さは、焼結磁石に比べて薄くても許容される。またボンド磁石は焼結磁石に比べて特性が大きく劣るため小型で高特性のリング磁石を実現することは難しい。

これを解消するために、本発明では、例えば樹脂溶液を非常に微細な粒径を有するミスト状に噴霧する等して、１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下に制御し、これを複数回繰り返すことで、樹脂被膜を形成するようにしている。これにより、内径の小さなリング状希土類焼結磁石であっても、中心孔を塞ぐことなく、十分な厚さでコーティングされる。

本発明によれば、前記の通り、例えば内径が小さい小型リング磁石においても、中心孔を塞ぐことなく、十分な厚さで樹脂被膜を形成することが可能である。そして、小型リング磁石において、耐食性保護膜として樹脂被膜を形成することで、例えばＮｉめっき被膜を形成した場合のような磁気特性の低下を抑えることができ、小型で磁気特性及び耐食性に優れ、例えばカメラ等のシャッタ用に適した小型リング磁石を製造することが可能である。

以下、本発明に係る小型リング磁石の製造方法について、詳細に説明する。

先ず、本発明の製造方法において、製造対象となる小型リング磁石は、基本的には、原料合金を粉砕して得た磁石原料粉を磁場中でプレス成形して成形体を形成し、この成形体を焼結炉において焼結処理し、次いで時効処理することにより製造される希土類焼結磁石を磁石素体とするものである。

前記希土類焼結磁石としては、ネオジム鉄ボロン系磁石等を挙げることができる。ネオジム鉄ボロン系磁石は、例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、但し希土類元素はＹを含む概念である。ＴはＦｅまたはＦｅ及びＣｏを必須とする遷移金属元素の１種または２種以上であり、Ｂはホウ素である。）で表され、希土類元素Ｒが２０〜４０質量％、ホウ素Ｂが０．５〜４．５質量％、残部が遷移金属元素Ｔとなるような組成を有する。ここで、Ｒは、希土類元素、すなわちＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる１種、または２種以上である。中でも、Ｎｄは、資源的に豊富で比較的安価であることから、主成分をＮｄとすることが好ましい。また、Ｄｙの含有は異方性磁界を増加させるため、保磁力Ｈｃｊを向上させる上で有効である。

あるいは、添加元素Ｍを加えて、Ｒ−Ｔ−Ｂ−Ｍ系希土類焼結磁石とすることも可能である。この場合、添加元素Ｍとしては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｇａ等を挙げることができ、これらの１種または２種以上を選択して添加することができる。これら添加元素Ｍの添加量は、残留磁束密度等の磁気特性を考慮して、３質量％以下とすることが好ましい。添加元素Ｍの添加量が多すぎると、磁気特性が劣化するおそれがある。

磁石素体となる希土類焼結磁石１は、例えば図１に示すように、中心孔２を有し円筒形状を呈するリング状の磁石である。ここで、前記リング状の希土類焼結磁石１においては、その重量が１ｇ以下のものを対象とする。これは、重量が１ｇ以下のリング状の希土類焼結磁石１において、Ｎｉめっき被膜を形成すると磁気特性の低下が顕著になることによる。また、外形寸法をＤ、内形寸法をｄ、高さをｈとすると、外形寸法Ｄについては、６ｍｍ以下のものを対象した場合に効果が高い。

内形寸法ｄについては、特に制限はなく、例えば内径短軸４ｍｍ以下というような小さな隙間であっても樹脂被膜の形成は可能である。ただし、あまり内形寸法が小さすぎると本発明方法でも樹脂被膜の形成が難しくなる。また、同じ外形寸法Ｄの場合、内形寸法ｄが大きいほど肉厚が薄くなり、被膜の影響が大きくなることから、内形寸法ｄが大きい場合に樹脂被膜とすると磁気特性に対する効果が高い。ただし、外形寸法Ｄに対して内形寸法ｄが大きくなりすぎると、肉厚が薄くなりすぎてクラック等の問題が生ずるおそれがある。したがって、これらの事項を考慮して内形寸法ｄは設定することが好ましく、例えば内形寸法ｄ（中心孔２の形状が楕円である場合には内形短軸の寸法）の最小値として０．５ｍｍ以上、最大値として肉厚０．５ｍｍとなる値以下とすることが好ましい。

高さについても、特に制約はないが、前記内形寸法ｄが小さい場合、高さｈがあまり高すぎると、中心孔２の内周面全体を十分な厚さで樹脂被膜により覆うことが難しくなるおそれがある。したがって、前記高さｈについては、前記内形寸法ｄとの関係で、ｈ／ｄが８以下となるように設定することが好ましい。

希土類焼結磁石は、酸化し易い希土類元素を含む金属磁石であるため、酸化に対する保護膜を形成する必要がある。そこで、前記希土類焼結磁石１を磁石素体とし、図２に示すように、その表面に樹脂塗装を施し、樹脂被膜３を形成する。ここで、樹脂被膜３としては、入手が容易であること、被膜形成が容易であること、保護膜としての機能に優れること等の理由から、エポキシ樹脂被膜またはフェノール樹脂被膜が好適である。

内周面の樹脂被膜３の厚さは任意であるが、あまり薄すぎると保護膜としての機能が不十分になるおそれがあり、逆に厚すぎると生産性や磁石性能の低下をもたらすおそれがある。したがって、内周面の樹脂被膜３の厚さは、５μｍ〜３０μｍ程度とすることが好ましい。

以上のように、重量（体積）の小さい希土類焼結磁石１に対して、耐食性保護被膜として樹脂被膜３を形成することで、例えばＮｉめっき被膜を耐食性保護膜とした場合の磁気特性の低下を抑えることができ、高性能な小型リング磁石を提供することが可能となる。

次に、前述の小型リング磁石の作製方法について説明する。希土類焼結磁石、例えばネオジム鉄ボロン系磁石の作製には、粉末冶金法が採用されている。粉末冶金法による希土類磁石の製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、磁場中成形工程、焼結工程、時効工程、機械加工工程、被膜形成工程等により構成される。なお、酸化防止のために、焼結後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中（窒素雰囲気中、Ａｒ雰囲気中等）で行う。

合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を磁石組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばＡｒ雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法（連続鋳造法）が生産性等の観点から好適であるが、これに限られるものではない。原料金属（合金）としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。凝固偏析を解消すること等を目的に、必要に応じて溶体化処理を行ってもよい。溶体化処理の条件としては、例えば真空またはＡｒ雰囲気下、７００〜１５００℃領域で１時間以上保持する。

合金はほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を混合しても良い。混合は合金・原料粗粉・原料微粉のどの工程でもよいが、混合性から合金での混合が望ましい。

粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数十μｍ程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用いることができる。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。

前記粗粉砕工程は、複数の粉砕手段を組み合わせた複数工程により構成することも可能である。例えば水素粉砕工程と、機械的粗粉砕工程の２工程とすることができる。水素粉砕工程は、鋳造した原料合金に水素を吸蔵させ、相によって水素吸蔵量が異なることを利用して、自己崩壊的に粉砕する工程である。これにより、粒径数ｍｍ程度の大きさに粉砕することができる。機械的粗粉砕工程は、先にも述べたようなブラウンミル等の機械的手法を利用して粉砕する工程であり、前記水素粉砕工程により数ｍｍ程度の大きさに粉砕された原料合金粉を、粒径数十μｍ程度になるまで粉砕する。水素粉砕工程を行う場合、機械的粗粉砕工程は省略することも可能である。

前述の粗粉砕工程が終了した後、通常、粗粉砕した原料合金粉に粉砕助剤を添加する。粉砕助剤としては、例えば脂肪酸系化合物等を使用することができるが、特に、脂肪酸アミドを粉砕助剤として用いることで、良好な磁気特性を有する希土類焼結磁石を得ることができる。粉砕助剤の添加量としては、０．０３〜０．４質量％とすることが好ましい。この範囲内で粉砕助剤を添加した場合、焼結後の残留炭素の量を低減することができ、希土類磁石の磁気特性を向上させる上で有効である。

粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程は、例えばジェットミルを使用して行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機に応じて適宜設定すればよく、原料合金粉を平均粒径が１〜１０μｍ程度、例えば３〜６μｍとなるまで微粉砕する。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粉体の粒子を加速し、粉体の粒子同士の衝突や、ターゲットあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。ジェットミルは、一般的に、流動層を利用するジェットミル、渦流を利用するジェットミル、衝突板を用いるジェットミル等に分類される。

微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、磁石原料粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程にて得られた磁石原料粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、縦磁場成形、横磁場成形のいずれであってもよい。この磁場中成形は、例えば８００〜１５００ｋＡ／ｍの磁場中で、１３０〜１６０ＭＰａ前後の圧力で行えばよい。なお、成形に際しては、縮率を考慮して、焼結後の希土類焼結磁石の外形寸法Ｄ、内形寸法ｄ、及び高さｈが前記数値範囲内の所定の値になるように成形する。一般に、原料合金粉末を磁場配向して成形した成形体においては、配向方向と平行な方向での縮率が異なる。例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類金属磁石の場合、配向方向と平行な方向での縮率は２３％〜２９％程度であるのに対して、垂直方向での縮率は９％〜１７％程度である。なお、ここで縮率とは、縮率（％）＝｛（成形寸法−焼結後寸法）／成形寸法｝×１００である。２極に配向した磁石を得る場合、上記を考慮し、外形を楕円とするように成形すると良い。また内形を楕円とする場合は逆に成形体を真円の内形とし、焼結により楕円とすればよい。

成形された成形体は、次に焼結工程において焼結し、希土類磁石（ネオジム鉄ボロン系磁石）とする。焼結工程においては、前記成形体を真空または不活性ガス雰囲気中（窒素雰囲気中、Ａｒ雰囲気中等）で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、例えば１０００〜１１５０℃で５時間程度焼結すればよい。

前記焼結後には、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類磁石の保磁力Ｈｃｊを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、２段時効処理が好ましく、１段目の時効処理工程では、８００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設ける。２段目の時効処理工程では、５５０℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温まで急冷する第２急冷工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力Ｈｃｊが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。

前記焼結工程及び時効工程の後、機械加工工程や被膜形成工程を行う。機械加工工程は、所望の形状に機械的に成形する工程であり、製品形状に応じて所定の機械加工を加える。機械加工工程は、例えばＮＣマシンや研削盤を用いて行う。被膜形成工程は、得られた希土類焼結磁石の酸化を抑えること等を目的に行う工程であり、樹脂被膜を希土類焼結磁石の表面に形成する。

樹脂被膜の形成は、１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜１μｍに制御して複数回コーティングすることにより形成する。例えば樹脂を溶媒に溶かし、これをミスト状に噴霧して非常に微細な溶液微粒子を希土類焼結磁石１の表面に付着させ、乾燥することで１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下に制御することが可能である。例えば、エポキシ等の樹脂を、アセトン等のような比較的粘性の小さな溶媒に溶解する。このとき溶液濃度は、０．５〜３０質量％とすることが好ましい。溶液濃度が０．５質量％以下では、１回当たり塗布できる樹脂被膜の厚さが薄く、所定の厚さの樹脂被膜を形成するためには極めて多くの塗布が必要になり、効率が悪くなる。溶液濃度が３０質量％以上では、溶液の粘性が高くなり、噴霧粒径が大きくなりすぎ磁石内形全体に均一に塗布できなくなる、あるいは内形部、特に表面で噴霧粒同士が互いに結合し目詰まりを起こす、という弊害があるためである。噴霧条件は一概に言えないが、噴霧微粒を作ることができる条件が好ましい。一例として、前記溶液条件の場合、噴霧法としては二流体法とし、気体の圧力は５０〜４００ｋＰａ、溶液流量は１０〜５０ｍｌ、塗布温度は１０〜６０℃とすればよい。

図３は、二流体法の概要を示す図面である。二流体法では、図３に示すように二流体用ノズル１１から噴霧液を噴霧する。二流体用ノズル１１には、減圧弁１２を介して噴霧用ガスが供給されるとともに、減圧弁１３を介して弁体作動用ガスが供給される。また、噴霧液タンク１４内の噴霧液が、減圧弁１５を介して供給される噴霧液流量調整用ガスによって送り込まれる。前記条件で、例えば図４に示すように磁石１０を回転台座１６の上に載せ、斜め上方より二流体用ノズル１１を用いて噴霧する。このとき、回転台座１６は１〜１０ｒｐｍ程度の回転数で回転させることが好ましい。さらに、磁石１０は外周が横を向くように、且つ隣接する磁石１０と接触しないように並べて配置することが好ましい。ただし、これらは噴霧形態の一例であり、これに限定されるものではない。

噴霧後、１００〜２００℃程度の乾燥機中で乾燥させる。乾燥時間は溶媒の種類、及び溶液濃度、さらには磁石形状や処理数等により異なる。溶媒がアセトンの場合、１〜５分間で充分である。乾燥後、さらに噴霧塗布を繰り返し、樹脂被膜が所定厚となるまで繰り返す。その際、磁石を再配置し、台座に接触していた面や、外周面を上にして噴霧液にあたりやすくなるようにすれば更に効果的である。繰り返し回数は、予め３０〜５０回程度噴霧塗布実験を行い、実験後内形部の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により観察し、１回当たりの塗布厚を求めた上で算出すればよい。所定のコーティング厚、繰り返し回数になるようにするには、主に溶液濃度を調整して行う。その他、溶媒種や規格の異なる樹脂を用いたり、噴霧条件を変えることによっても実現できる。

コーティングは、樹脂被膜の膜厚が所定の膜厚になるまで、複数回繰り返し行う。例えば、前記樹脂溶液をミスト状に噴霧する場合、噴霧による溶液微粒子の付着と、熱風による乾燥とを繰り返し行い、１μｍ以下の非常に薄い樹脂被膜を多層重ねるように形成する。繰り返し回数は任意であるが、１回当たりのコーティング厚と必要な樹脂被膜の膜厚とを勘案すると、５回以上が必要であるが、噴霧塗布する場合、特に内周面では塗布ムラが発生しやすい。それを防止するためには、少なくとも１０回以上、好ましくは３０回以上が必要である。なお、乾燥は、８０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃で行うことが好ましく、その温度の熱風により行えばさらに好ましい。

以上により作製される小型リング磁石は、ムービングマグネット型モータを用いたカメラ等のシャッタに用いて好適である。ムービングマグネット型モータを用いたシャッタは、シャッタ羽根を開閉動作させるために、駆動源としてムービングマグネット型モータを使用したものである。ムービングマグネット型モータの回転子は、永久磁石製であって、通常、２極着磁されており、固定子側のコイルに通電すると、通電方向に応じて所定の角度だけ正転、あるいは逆転するようになっている。なお、このムービングマグネット型モータを用いたシャッタについては、例えば特開平１０−６８９８０号公報等に詳しい。

前記特開平１０−６８９８０号公報にも記載されるように、カメラの小型化に伴って、シャッタ機構の設置面積も狭めることが必要になってきている。本発明により製造される小型リング磁石は、小型で且つ磁気特性に優れることから、前記ムービングマグネット型モータの回転子として用いることにより、設置面積を小さくする上で好適である。また、磁気特性に優れることから、所定の駆動力を得るために比較的小さな消費電力で済み、バッテリの使用効率を向上する上でも有用である。

なお、本発明方法により作製される小型リング磁石を前記ムービングマグネット型モータの回転子として使用する場合には、通常、２極着磁とする。また、希土類焼結磁石１の中心孔２については、真円形状とするよりも、楕円形状とする方が有利である。回転子には、回転軸を圧入、あるいは回転軸を一体成形するが、前記中心孔２を楕円形状とすることで、回転軸の空転を防止することができる。前記小型リング磁石を用いた場合、樹脂被膜３が形成されているため、前記回転軸として金属棒を差し込んだとしても、絶縁性を維持することが可能である。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、本発明が以下の実施例の記載に限定されるものでないことは言うまでもない。

実施例１
先ず、Ｎｄ３０質量％、Ｄｙ３質量％、Ｂ１質量％、Ｃｏ０．５質量％、残部Ｆｅなる組成を有する磁石原料粉を作製し、磁場中成形して成形体を得た。成形体は、リング状の形状（外形は楕円形、内形は円形）とし、その寸法は、外形の長軸＝４．９ｍｍ、短軸＝４．２ｍｍ、内形寸法（直径）ｄ＝２．３ｍｍ、高さｈ＝３．７ｍｍとした。成形は、外形長軸と平行にパルス磁場を印加し、２極配向しながら行った。このとき印加したパルス磁場の磁場強度は１０００ｋＡ／ｍ、パルス幅は０．２ｍ秒とした。

次に、前記成形体を焼結炉内で焼結し、時効処理を行った。焼結は、焼結温度１１５℃とし、真空中において２時間焼結した。その後、時効処理を行った。さらに、外形加工及び平面加工を行い、内形楕円のリング状の希土類焼結磁石を作製した。外形寸法Ｄは３．５ｍｍ、内形寸法は短軸が１．７ｍｍ、長軸が２．０ｍｍであり、高さｈは３．０ｍｍである。

さらに、前記希土類焼結磁石に対して樹脂被膜の形成を行った。樹脂被膜の形成に際しては、エポキシ樹脂３ｇをアセトンを主成分とする溶剤９７ｇに溶解し、噴霧液とした。これを空気を用いた二流体法によりミスト状に噴霧した。空気の圧力は８０ｋＰａ、溶液流量は２０ｍｌ／分、液温は２５〜３０℃、噴霧時間は３．６分であった。噴霧後、１００℃にて乾燥した。前記ミストの噴霧及び乾燥を５０回繰り返し行い、希土類焼結磁石の表面に樹脂被膜を形成した。樹脂被膜形成の後、内形短軸方向に２０００ｋＡ／ｍの磁界を印加して２極着磁を行い、２極リング磁石（実施例１）を得た。

得られた２極リング磁石について、樹脂被膜の膜厚、耐食性、磁気特性を測定した。樹脂被膜の膜厚は、磁石を径方向に切断後、内周中央部断面をＳＥＭ観察し、膜厚を測定した。また、目視により中心孔の目詰まりを観察した。

耐食性は、塩水噴霧試験後、点錆、剥離の有無を目視観察し、評価した。磁気特性は、フラックスメータにてトータルフラックスを測定し、評価した。

その結果、内周中央部の樹脂被膜の膜厚は１３μｍであった。また、中心孔内部の目詰まりは認められず、塩水噴霧試験後に、点錆や剥離も認められなかった。磁気特性は、４７×１０^−５Ｗｂ・Ｔであった。

実施例２
焼結後の希土類焼結磁石の外形を寸法Ｄ＝２．０ｍｍの円、内形を長軸０．８５ｍｍ、短軸０．７ｍｍの楕円、高さｈ＝３．８ｍｍとし、他は実施例１と同様にして希土類焼結磁石を作製した。この希土類焼結磁石に、フェノール樹脂１ｇとエタノールを主成分とする溶剤９９ｇからなる噴霧液を、空気を用いた二流体法によりミスト状に噴霧した。空気の圧力は８０ｋＰａ、溶液流量は２０ｍｌ／分、液温は２５〜３０℃、噴霧時間は３．６分であった。噴霧後、１００℃にて乾燥した。ただし、ミストの噴霧及び熱風乾燥の回数を３０回とした。

得られた２極リング磁石について、フェノール樹脂被膜の内周中央部の膜厚、耐食性、磁気特性を測定したところ、膜厚は６μｍであった。また、塩水噴霧試験後の点錆や剥離も認められず、磁気特性は２５．４×１０^−５Ｗｂ・Ｔであった。

比較例１
先の実施例１と同様の希土類焼結磁石に対し、Ｎｉめっきを施し、Ｎｉめっき被膜を耐食性保護膜として形成した。形成したＮｉめっき被膜の厚さは、１５μｍである。この２極リング磁石について、耐食性を測定したところ、塩水噴霧試験後の点錆や剥離は認められなかったが、磁気特性を測定したところ４５．２×１０^−５Ｗｂ・Ｔであり、実施例１に比べて磁気特性が低下していることが確認された。

比較例２
先の実施例１と同様の希土類焼結磁石に対し、浸漬法によりエポキシ樹脂被膜を形成した。すなわち、エポキシ樹脂５０ｇに対しエタノールを主成分とする溶剤５０ｇ加えて塗布液を作製した。この塗布液中に磁石を１回浸漬させ、樹脂コーティングを試みた。乾燥後、切断して内壁を観察したところ、２μｍの樹脂厚であった。別の磁石を用いて耐食性試験を行ったところ、試験後には点錆が発生していた。

以上の各実施例、比較例について、磁石形状、被膜方法、被膜の種類、膜厚（内周中央部）、磁気特性（トータルフラックス）、目詰まりの有無、塩水噴霧試験の結果をまとめて示したのが表１である。この表１から、希土類焼結磁石において本発明方法により樹脂被膜を形成することの優位性が明らかである。

比較例３
先の実施例１と同様の希土類焼結磁石に対し、、エポキシ樹脂濃度が高く粘度が高い樹脂溶液を１回噴霧することで、エポキシ樹脂被膜を形成した。すなわち、エポキシ樹脂５０ｇに対しアセトンを主成分とする溶剤５０ｇ加えて塗布液を作製した。この塗布液を実施例１と同一条件にて磁石に噴霧したところ、希土類焼結磁石の中心孔が液滴により塞がってしまった。また、乾燥後、切断して内壁を観察したところ、表面部近傍にて最大３０μｍの盛り上がりが認められる一方で、中心部には樹脂被膜層が認められない部分もあり、内周部では樹脂が均一にコーティングされていないことが判明した。

希土類焼結磁石の内形寸法と高さに関する検討
希土類焼結磁石の内形寸法及び高さを種々変更し、樹脂被膜の形成状態を評価した。結果を表２に示す。

この表２から明らかなように、高さｈと内形寸法ｄとの関係で、ｈ／ｄを８以下とすることで、内周中央部で５μｍ以上の樹脂被膜の形成が可能であることがわかる。

磁石素体となる希土類焼結磁石の形状例を示す斜視図である。 本発明を適用して作製される小型リング磁石の概略断面図である。 二流体法の概要を説明する図である。 噴霧形態の一例を示す図である。

符号の説明

１ 希土類焼結磁石、２ 中心孔、３ 樹脂被膜

Claims (7)

1. リング状の希土類焼結磁石を磁石素体とし、その表面に樹脂被膜を形成するに際し、１回当たりのコーティング厚を１μｍ以下に制御して複数回コーティングすることを特徴とする小型リング磁石の製造方法。
2. 樹脂溶液をミスト状に噴霧して前記コーティングを行うことを特徴とする請求項１記載の小型リング磁石の製造方法。
3. 前記コーティングを１０回以上繰り返して内周面の樹脂被膜の厚さを５μｍ以上、３０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１または２記載の小型リング磁石の製造方法。
4. 前記磁石素体の内形の最小寸法が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の小型リング磁石の製造方法。
5. 前記磁石素体の内形の最小寸法ｄと高さｈの比ｈ／ｄが８以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の小型リング磁石の製造方法。
6. 前記樹脂被膜を構成する樹脂がエポキシ樹脂またはフェノール樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の小型リング磁石の製造方法。
7. 前記磁石素体の外形寸法が６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の小型リング磁石の製造方法。

Images