JP2013258169A

JP2013258169A - ボンド磁石、ボンド磁石の製造方法、モータ

Info

Publication number: JP2013258169A
Application number: JP2012131607A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tsutsumi; 慎一堤; Koji Ueda; 浩司植田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-26

Abstract

【課題】高耐熱を有するボンド磁石を提供すること。
【解決手段】固形のエポキシ樹脂とフェノール系の硬化剤とイミダゾール系の硬化促進剤と溶剤を混合した。その混合した樹脂溶液とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末とを樹脂所定量計量し、混練機にて湿式混合した。溶剤成分を８０℃で６０分乾燥させ、粉砕機で粗粉砕した後、粉砕機にて粉砕し、分級機で篩い分けることにより整粒し、最後に、混合機にて滑剤を混合することでボンド磁石用樹脂組成物とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い耐熱性を有するボンド磁石、高い耐熱性を有するボンド磁石の製造方法及び高い耐熱性を有するボンド磁石を搭載したモータに関する。

従来、この種のボンド磁石の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。その要旨を下記に示す。リン酸鉄と希土類金属リン酸塩を含む被膜が表面に形成された希土類元素を含む鉄系磁石合金からなる磁石粉末と、樹脂バインダーとして熱可塑性または熱硬化性樹脂を含有した樹脂結合型磁石用組成物において、さらに、テトラアルコシシラン化合物が、インテグラルブレンド法により配合されていることを特長とする樹脂結合型磁石用組成物などによって提供する。

その他にも、磁石粉末の酸化を抑制するために、粉末表面にリン酸塩処理やクロム酸塩処理などの化成処理を行う（特許文献２）、亜鉛やアルミニウムを蒸着すること（特許文献３）、高分子皮膜を形成すること（特許分文献４）、金属めっきをすること（特許文献５）、磁石合金粉を皮膜処理する場合、粉砕溶媒中にリン酸を添加し、希土類や鉄のリン酸塩を合金粉末表面に生成させる方法（特許文献６）などがある。

特開２０１１−１４６４１６号公報特開昭６４−１４９０２号公報特開昭６４−１５３０１号公報特開平４−２５７２０２号公報特開平７−１４２２４６号公報特開２００２−８９１１号公報

しかしながら、上記従来技術は圧縮成形前の磁石粉末に被膜処理をする方法であり、圧縮成形する際に磁石粉末が破砕され、新たに発生する新生面への被覆はなされていない。これより、高温放置時に新たに発生した新生面が酸化し磁気特性は劣化するという課題があった。

第１の発明は、少なくとも磁石粉末と磁石粉末の破砕体と樹脂成分とを含むボンド磁石において、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を有するボンド磁石である。

第２の発明は、少なくとも磁石粉末と樹脂成分とを用いて製造されるボンド磁石において、このボンド磁石の製造工程の成型時に前記磁石粉末の一部が破砕されてなる磁石粉末の破砕体を含むボンド磁石であり、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を有するボンド磁石である。

第３の発明は、磁石粉末と樹脂成分とを混合してボンド磁石樹脂組成物とした後に、このボンド磁石樹脂組成物を圧縮成形して中間成形体を成し、つぎにこの中間成形体を樹脂硬化してボンド磁石と成した後で、このボンド磁石に対してリン酸系皮膜処理を行い、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を成膜するボンド磁石の製造方法である。

第４の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、リン酸系皮膜処理は、脱脂工程と、化成処理工程とからなり、この化成処理工程が、超音波による化成処理工程であるボンド磁石の製造方法である。

第５の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、リン酸系皮膜処理は、脱脂工程と、化成処理工程とからなり、この化成処理工程が、真空含浸による化成処理工程であるボンド磁石の製造方法である。

第６の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、樹脂硬化は、不活性ガス雰囲気又は真空中で硬化させるボンド磁石の製造方法である。

第７の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、樹脂硬化は、常温にて硬化させるボンド磁石の製造方法である。

第８の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、樹脂成分にリン酸成分を含むボンド磁石の製造方法である。

第９の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、樹脂成分にリン酸成分を内包したカプセルを含むボンド磁石の製造方法である。

第１０の発明は、第３の発明のボンド磁石の製造方法において、圧縮成形は、金型へボンド磁石樹脂組成物を充填した後にリン酸成分を滴下し、前記金型を用いて圧縮するボンド磁石の製造方法である。

第１１の発明は、第１又は第２の発明のボンド磁石を搭載するモータである。

第１２の発明は、第３〜第１０の発明のボンド磁石の製造方法により得られたボンド磁石を搭載するモータである。

ボンド磁石圧縮成形後の新たに発生する新生面へもリン酸系皮膜が処理されており、酸化防止され耐熱性が向上する。

また、磁石粉末と樹脂成分とを混合しボンド磁石樹脂組成物とした後に、圧縮成形し、樹脂硬化し磁石にした後で、リン酸系皮膜処理を行うことを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、リン酸系皮膜を圧縮成形によって新たに発生する新生面へも施すことが可能となる。

さらに、上記リン酸系皮膜処理が、脱脂工程、化成処理工程からなり、化成処理工程が、超音波による化成処理工程であることを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、圧縮成形後のボンド磁石内部に、処理液が浸透し新生面への被覆が可能となる。

さらにまた、上記リン酸系皮膜処理が、脱脂工程、化成処理工程からなり、化成処理工程が、真空含浸による化成処理工程であることを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、圧縮成形後のボンド磁石内部に、処理液が浸透し新生面への被覆が可能となる。

さらに、上記樹脂硬化が、不活性ガス雰囲気あるいは、真空中で硬化したことを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、圧縮成形後の熱硬化時に、圧縮によって生じる新生面が酸化することなく樹脂硬化が進み、リン酸系皮膜処理が有効に行われる。

さらにまた、上記樹脂硬化が、常温で硬化されたことを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、圧縮成形後の熱硬化時に、圧縮によって生じる新生面が酸化することなく樹脂硬化が進み、リン酸系皮膜処理が有効に行われる。

また、上記樹脂成分にリン酸成分を添加したことを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、リン酸成分が圧縮成形後の熱硬化前の未酸化の状態でリン酸系皮膜を施すことが可能となる。

さらに、上記樹脂成分にリン酸成分を内包したカプセルを添加したことを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法であるため、リン酸成分が圧縮成形後の熱硬化前の未酸化の状態でリン酸系皮膜を施すことが可能となる。

さらにまた、上記圧縮成形において、金型へボンド磁石を充填した後にリン酸成分を滴下し圧縮することを特徴とする高耐熱ボンド磁石の製造方法である、リン酸成分が圧縮成形後の熱硬化前の未酸化の状態でリン酸系皮膜を施すことが可能となる。

また、上記ボンド磁石を搭載したモータであるため、耐熱性の高いモータが作製可能となる。

また、圧縮成形では、磁石粉末の破砕を抑制する必要がなくなり、低圧で成形する必要がなく、高温で成形し低圧でも密度を向上させるといった手法をとらなくてよい。そのため、生産性よく、高密度、高磁気特性の磁石が作製できる。

各リン酸系処理のボンド磁石の減磁率を示すグラフ

以下、本発明について、図面等を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態又は実施例によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
ボンド磁石を構成する希土類磁石粉末としては、ＮｄＦｅＢ系あるいはＳｍＦｅＮ系あるいはＳｍＣｏ系のものが使用できる。上記磁石粉末を単独で用いても良いが、組み合わせて使用してもよい。磁石粉末には酸化防止の目的で、カップリング剤やリン酸皮膜処理などの表面処理を行うのがよい。

表面処理を行った磁石粉末と、溶剤と熱硬化性樹脂からなる樹脂溶液と混錬し、その後溶剤が蒸発する温度で乾燥する。最後に熱硬化性樹脂の硬化剤を混合しボンド磁石用樹脂組成物を得る。

熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが使用できる。

これらの材料で構成されるボンド磁石用樹脂組成物を、熱硬化性樹脂が溶融する温度で圧縮し、円筒状、円柱状、円盤状等の所望の形状へ成形する。得られた成形体を硬化することでボンド磁石とする。なお、上記成形の際に、磁石粉末の一部が成形による圧力等によって破砕されてなる磁石粉末の破砕体が生じる。

その後、脱脂工程、化成処理工程からなるリン酸皮膜処理を施す。このリン酸系皮膜処理によって、磁石粉末の表面及び上記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を成膜する。

また、上記方法で作製されたボンド磁石をモータのロータ、またはステータに搭載する。

次に本発明の実施例について説明する。まず融点９０℃程度の常温で固形のエポキシ樹脂とフェノール系の硬化剤とイミダゾール系の硬化促進剤と溶剤を混合した。その混合した樹脂溶液とＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末とを樹脂所定量計量し、混練機にて湿式混合した。溶剤成分を８０℃で６０分乾燥させ、粉砕機で粗粉砕した後、粉砕機にて粉砕し、分級機で篩い分けることにより整粒し、最後に、混合機にて滑剤を混合することでボンド磁石用樹脂組成物とした。

その後、磁石形状が外径φ５ｍｍ、高さが５ｍｍの円柱形状になるような金型で圧縮成形し、真空中で１８５℃で１５分硬化した磁石を作製した。作製した磁石を脱脂工程、化成処理工程でリン酸系処理を行った。施した処理は、リン酸鉄、リン酸亜鉛、比較品として皮膜処理無である。リン酸鉄、リン酸亜鉛はそれぞれ単なる浸漬処理と超音波による浸漬処理の２タイプを用いた。

図１のグラフ１に１５０℃３０００時間の減磁率を示す。皮膜無に比べて、リン酸系皮膜処理したものの減磁率は低く、成形後の皮膜処理の効果が分かる。また、リン酸鉄系、リン酸亜鉛系共に、超音波処理の減磁率が低く、より磁石内部に浸透させた方が効果の高いことが分かる。

本発明に係る高耐熱のボンド磁石は、高温環境でのボンド磁石の使用を可能にする。例えば、本発明に係る高耐熱のボンド磁石を搭載したモータは、車のエンジンルーム付近での使用を可能にする。

１グラフ

Claims

少なくとも磁石粉末と磁石粉末の破砕体と樹脂成分とを含むボンド磁石において、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を有するボンド磁石。
少なくとも磁石粉末と樹脂成分とを用いて製造されるボンド磁石において、このボンド磁石の製造工程の成型時に前記磁石粉末の一部が破砕されてなる磁石粉末の破砕体を含むボンド磁石であり、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を有するボンド磁石。
磁石粉末と樹脂成分とを混合してボンド磁石樹脂組成物とした後に、このボンド磁石樹脂組成物を圧縮成形して中間成形体を成し、つぎにこの中間成形体を樹脂硬化してボンド磁石と成した後で、このボンド磁石に対してリン酸系皮膜処理を行い、前記磁石粉末の表面及び前記磁石粉末の破砕体の表面にリン酸系皮膜層を成膜するボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、リン酸系皮膜処理は、脱脂工程と、化成処理工程とからなり、この化成処理工程が、超音波による化成処理工程であるボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、リン酸系皮膜処理は、脱脂工程と、化成処理工程とからなり、この化成処理工程が、真空含浸による化成処理工程であるボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、樹脂硬化は、不活性ガス雰囲気又は真空中で硬化させるボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、樹脂硬化は、常温にて硬化させるボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、樹脂成分にリン酸成分を含むボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、樹脂成分にリン酸成分を内包したカプセルを含むボンド磁石の製造方法。
請求項３記載のボンド磁石の製造方法において、圧縮成形は、金型へボンド磁石樹脂組成物を充填した後にリン酸成分を滴下し、前記金型を用いて圧縮するボンド磁石の製造方法。
請求項１又は請求項２記載のボンド磁石を搭載するモータ。
請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載のボンド磁石の製造方法により得られたボンド磁石を搭載するモータ。