JP2016178098A - ボンド磁石及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】磁石粉末を高充填とした成形材料でも流動性がよく、より高い磁気特性の磁石を成形可能とすること。
【解決手段】磁石粉末２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２と、熱可塑性樹脂と、磁粉吸着部４と樹脂相溶部３を有し成形時の金型への充填性を向上させる表面改質剤１を、混練押出機で混練後連続的にΦ５ｍｍ程度の押出し口から排出し、切断冷却することで、外径Φ５、長さ５ｍｍ程度の円柱状のペレットを得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い磁気特性を有する高密度ボンド磁石及びその高密度ボンド磁石を搭載するモータに関する。

従来、射出成形や押出成形にて作製される熱可塑性樹脂を用いたボンド磁石は、磁石の高性能化のためにボンド磁石中の磁性粉末の充填量を増大させる必要がある。しかし、磁性粉末の充填量が増大すると樹脂量が少なくなるため、成形時の流動性低下や磁石強度が低下するという課題があった。

この課題に対する解決策として、特許文献１等に記された技術が提案されている。その要旨を下記に示す。表面処理された磁性体粉末及びポリアミド樹脂からなる樹脂磁石用組成物において、ポリアミド樹脂として数平均分子量が８０００〜１０５００であるポリアミド６樹脂の３〜４０重量％と磁性粉末９７〜６０重量％からなる合成樹脂磁石用組成物である。

また、特許文献２等に記された技術が提案されている。その要旨を下記に示す。これは充填剤にシランカップリング剤を添加して混合し、添加したシランカップリング剤の９５％以下を反応させる一次カップリング処理を施して、アルコール可溶の未反応シランカップリング剤が添加量の５％以上存在するカップリング処理充填剤を調整する。次いでこのカップリング処理充填材について添加した全シランカップリング剤の５％以上に相当する上記未反応シランカップリング剤を緩徐に反応させる二次カップリング処理を施すことにより、最終的に添加した全シランカップリング剤添加量に対して９０％以下のカップリング処理充填材を上記樹脂バインダと混連することを特徴とする樹脂組成物の製造方法とする。

また、特許文献３等に記された技術が提案されている。その要旨を下記に示す。希土類鉄系合金からなる磁性粉に熱可塑性樹脂バインダを添加及び混練して成るボンド磁石材を射出して目的とする形状のボンド磁石とする製造方法において、先ず磁性粉の表面を熱可塑性樹脂バインダにてコーティングするコーティング処理を１次混練として行い、しかる後にコーティング処理した磁性粉に熱可塑性樹脂バインダを添加及び混練する２次混練を行ってボンド磁石材となし、これを射出成形する。

特開２００２−２８９４１６号公報 特開２００１−２３３９６３号公報 特開２０１０−１９２５４２号公報

しかしながら、特許文献１等に記されたポリアミド６を用いる場合には、ポリアミド１２に比較し耐熱性に劣るため温度使用環境が１００℃を超えるような磁石には仕様が困難である。また特許文献２等に記されたカップリング材を用いる場合では強度は向上するが、金型への充填時の流動性向上が不十分であった。さらに、特許文献３等に記されたような樹脂混練を２段階に分ける方法では、複合材の均一性は高まるという完成度を上げる上では重要であるが、本質的な流動性を改善した系ではないことなどが課題であった。

第１の発明は、磁石粉末と樹脂成分とからなるボンド磁石において、前記ボンド磁石に表面改質剤が添加されたことを特徴とするボンド磁石である。

第２の発明は、第１の発明のボンド磁石において、前記表面改質剤が、磁石粉末に吸着する磁粉吸着部と樹脂と相溶する樹脂相溶部を有するボンド磁石である。

第３の発明は、第２の発明のボンド磁石において、前記磁粉吸着部が、リン酸系の吸着部であることを特徴とするボンド磁石である。

第４の発明は、第２の発明のボンド磁石において、前記樹脂相溶部がポリエステル系の相溶部であることを特徴とするボンド磁石である。

第５の発明は、第１から代の発明のボンド磁石を搭載するモータである。

本発明では、磁石粉末と樹脂成分からなるボンド磁石において表面改質剤が添加されたことを特徴とするボンド磁石とすることで、表面改質剤の磁粉吸着部が磁石粉末に吸着し、樹脂相溶部が立体障害を持つと共に、樹脂と相溶し、成形時の金型への充填性を向上させる。これにより、磁石粉末を高充填とした成形材料でも流動性がよく、より高い磁気特性の磁石が成形可能になる。

上記表面改質剤が、磁石粉末に吸着する磁粉吸着部と樹脂と相溶する樹脂相溶部を有することを特徴とするボンド磁石であるため、磁石粉末同士が樹脂を介して強固に結合し、強度の高いボンド磁石が得られる。

さらに、上記磁粉吸着部が、リン酸系の吸着部であることを特徴とするボンド磁石であるため、成形時の流動性を得るための表面改質剤が磁石粉末と強固に結合される。

さらにまた、樹脂相溶部がポリエステル系の相溶部であることを特徴とするボンド磁石であるため、成形時の流動性を得るための表面改質剤とボンド磁石の樹脂成分の相溶性が良くなる。

また、上記表面改質剤を添加したボンド磁石を搭載したことを特徴とするモータであるため、高磁気特性で高効率なモータとなる。

表面改質剤の説明図 表面改質剤量と流動性の関係を示すグラフ

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態及び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２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２と、熱可塑性樹脂と、磁粉吸着部４と樹脂相溶部３を有し成形時の金型への充填性を向上させる表面改質剤１を、混練押出機で混練後連続的にΦ５ｍｍ程度の押出し口から排出し、切断冷却することで、外径Φ５、長さ５ｍｍ程度の円柱状のペレットを得る。

熱可塑性樹脂にはポリアミド１２やＰＰＳ樹脂など一般的な熱可塑性樹脂が使用可能である。上記ペレットを使用し、射出成形を行い、ボンド磁石を作製する。

次に本発明の実施例について説明する。まずＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末を９６．５重量％と軟化点１６５℃のポリアミド１２を３．５重量％と表面改質剤を所定量、ポリアミド１２に置換する形で計量し、混練押出機で混練後連続的にΦ５ｍｍ程度の押出し口から排出し、切断冷却することで、外径Φ５、長さ５ｍｍ程度の円柱状のペレットを得た。

表面改質剤は、樹脂に対して０〜１５ＰＨＲまで変化させた。流動性の評価は、ディスクフロー試験にて行った。

下記にディスクフロー試験の概要を示す。金型温度２００℃、２ｔｏｎ／ｃｍ２で直径φ１０ｍｍ、高さ３ｍｍのボンド磁石タブレットを作製し、そのボンド磁石タブレットを表面温度を１７５℃にした鉄板の２枚ではさみ、単動プレスを用い１０ＭＰａの圧力を１５秒加えた後、解放することでボンド磁石タブレットを流動で引き延ばし、その楕円形状の長軸と短軸を測定し平均することで流動径とした。従って、流動性の高い方が、この流動径は大きくなる。

図２に表面改質剤の量を変化させ流動径を測定した結果を示す。表面改質剤を添加することで流動径は大きくなり、表面改質剤によって流動性が向上することが分かる。この表面改質剤は樹脂を置換して用いているため磁粉充填量を変化させることなく流動性が改善することが可能である。

本発明に係る高密度ボンド磁石は、高磁気特性のボンド磁石で、それを搭載したモータは、高効率なモータとなる。

１ 表面改質剤
２ 磁石粉末
３ 樹脂相溶部
４ 磁粉吸着部

Claims (5)

1. 磁石粉末と樹脂成分とからなるボンド磁石において、前記ボンド磁石に表面改質剤が添加されたことを特徴とするボンド磁石。
2. 請求項１記載のボンド磁石において、前記表面改質剤が、磁石粉末に吸着する磁粉吸着部と樹脂と相溶する樹脂相溶部を有するボンド磁石。
3. 請求項２記載のボンド磁石において、前記磁粉吸着部が、リン酸系の吸着部であることを特徴とするボンド磁石。
4. 請求項２記載のボンド磁石において、前記樹脂相溶部がポリエステル系の相溶部であることを特徴とするボンド磁石。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のボンド磁石を搭載するモータ。