JP2017183726A - 異方性ボンド磁石の製造方法及び製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】金型が不要であって形状が変わるたびに新たな金型を作製する必要がなく、任意の形状をなす異方性ボンド磁石を容易に製造でき、また、磁場配向を精度よく行えて、良好な磁気特性を有する異方性ボンド磁石を製造できる方法及びシステムを提供する。【解決手段】磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物をノズル１５から板状の積層台１３に、ノズル１５及び積層台１３を相対的に三次元で移動させながら、押出し、積層させて積層体Ｌ（等方性ボンド磁石）を成形する。成形した積層体Ｌを容器に収容し、積層体Ｌを収容した容器を一定方向の磁場領域に配置する。熱可塑性樹脂の融点以上の温度を維持しながら、容器内の積層体Ｌに一定方向の磁場を配向させる。この一定方向の磁場を配向させながら、積層体Ｌを熱可塑性樹脂の融点未満の温度まで冷却して、異方性ボンド磁石を製造する。【選択図】図１

Description

本発明は、異方性ボンド磁石を製造する方法及びシステムに関する。

磁性粉末と、該磁性粉末のバインダーとしての樹脂とを固化成形してなるボンド磁石は、焼結磁石に比べて、寸法精度が高く、形状自由度が高いという利点がある。ボンド磁石には、磁性粉末として磁気異方性がない等方性材料を用いた等方性ボンド磁石と、磁性粉末として磁気異方性を有する材料を用いた異方性ボンド磁石とが存在する。磁性粉末の磁化方向を一定の向きに揃えている異方性ボンド磁石は、等方性ボンド磁石よりも磁気特性が比較的優れている。

異方性ボンド磁石を製造する手法として、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１及び２など）。

特許文献１では、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混合物を成形用の金型に充填した後、その金型を磁場中に維持させた状態で、混合物の圧縮成形により、所望の形状を有した異方性ボンド磁石を製造する。

特許文献２では、押出口に磁場印加用コイルを配置した押出成型機を用いて、異方性磁性粉末と樹脂との混合物を磁場を印加しながら押出成形することにより、異方性ボンド磁石を製造する。

特開２０１０−１９９２２２号公報 特開２０１３−１０５９６４号公報 中国出願公開第１０４４４１６６７号明細書 特開平１１−８１０９号公報 特開２００３−２３１９１号公報 特開平２−２９６３１１号公報 特開平１−１２８４０４号公報

しかしながら、特許文献１にあっては、製造される異方性ボンド磁石の形状が変化するたびに新たな金型が必要になるという問題がある。また、金型による成形のために磁性粉末の配向が乱れるという問題もある。

一方、特許文献２にあっては、成形し得る形状が限定されるという問題がある。また、押出成形により磁性粉末の配向が乱れるという問題もある。

なお、本願における異方性ボンド磁石の製造に関連する文献として特許文献３〜７が存在する。

特許文献３には、三次元の印刷成形機を用いて異方性ボンド磁石を製造することが開示されているが、印刷成形機に磁場発生装置を設けることで異方性ボンド磁石を製造しており、磁場発生装置とボンド磁石との間に空間があるため、ボンド磁石に精度良く磁場の配向処理を行い難いという問題がある。

磁性合金の配向を向上させるための磁場中熱処理が、特許文献４〜７に記載されている。しかしながら、特許文献４には、アモルファス合金を熱処理して結晶化する際に、所定の磁場中で熱処理を行うことにより、磁気異方性を有する希土類永久磁石を製造することが開示されているだけであり、本願のように、三次元成形機の手法を利用して成形したボンド磁石に加熱環境での磁場配向処理を施して異方性ボンド磁石を製造することは開示も示唆もない。また、特許文献５では、交換結合磁場による固定磁性層の磁化方向の単磁区化を行うために磁場中熱処理が利用されているだけであり、本願のように、三次元成形機の手法を利用して成形したボンド磁石に加熱環境での磁場配向処理を施して異方性ボンド磁石を製造することは開示も示唆もない。さらに、特許文献６及び７にあっても、永久磁石の製造に関する技術であり、本願のようなボンド磁石への適用は開示も示唆もない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、三次元成形機の手法を利用することにより、金型が不要であって形状が変わるたびに新たな金型を作製する必要がなく、任意の形状をなす異方性ボンド磁石を容易に製造でき、また、磁場配向を精度よく行えて、良好な磁気特性を有する異方性ボンド磁石を製造できる異方性ボンド磁石の製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法は、異方性ボンド磁石を製造する方法において、磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物をノズルから積層台に、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させながら、押出し、積層させて積層体を成形する工程と、前記成形した積層体を収容した容器を、一定方向の磁場領域に配置する工程と、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度を維持しながら、前記容器内の前記積層体に、一定方向の磁場を配向させる工程と、前記一定方向の磁場を配向させながら、前記積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度まで冷却する工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造システムは、異方性ボンド磁石を製造するシステムにおいて、磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物を押出するノズルと、該ノズルから押出される前記混合物を受けて積層させる積層台と、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させる移動機構とを有しており、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させながら、前記混合物を前記積層台上に積層して積層体を成形する成形装置、及び、一定方向の磁場を形成する磁気回路と、該磁気回路を収納して内部温度が調節可能である熱処理炉とを有しており、前記熱処理炉内にて、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持しながら、容器に収容された前記積層体に前記一定方向の磁場を配向させ、その後、前記積層体に前記一定方向の磁場を配向させながら、前記積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度まで冷却する磁場中熱処理装置を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物をノズルから積層台に押出し、積層させて積層体（等方性ボンド磁石）を成形する。この際、ノズル及び積層台を相対的に三次元で移動させながら、積層処理を行うことにより、所望の形状をなす積層体を成形する。次いで、成形した積層体を、容器に収容する。積層体を収容した容器を、熱処理炉内の磁気回路が形成する一定方向の磁場領域に配置し、積層体を容器及び磁気回路とともに、熱可塑性樹脂の融点以上に所定時間維持しながら、積層体に一定方向の磁場を配向させる。その後、積層体を、磁場配向させたままで、熱可塑性樹脂の融点未満まで冷却して、異方性ボンド磁石を製造する。

製造すべき形状になるようにノズル及び積層台を相対的に三次元で移動させることにより、金型を用いることなく、所望の形状を有する異方性ボンド磁石を簡単に製造できる。また、三次元印刷の手法を用いており、従来のような金型成形または押出成形ではないため、成形圧力により配向が乱れることはない。また、成形した積層体（等方性ボンド磁石）に磁場中熱処理を施すため、配向精度は高い。その結果、高精度の磁気特性を有する異方性磁石が得られる。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法は、前記混合物において、磁性粉末が磁気異方性を有することを特徴とする。

本発明にあっては、ノズルから押出する混合物の磁性粉末が磁気異方性を有している。よって、磁場中熱処理での配向磁場が少なくても磁気特性が良好である異方性ボンド磁石を製造できる。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法は、前記磁性粉末と前記熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０から５６．５：４３．５の範囲であることを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比を、５０：５０から５６．５：４３．５の範囲としている。磁性粉末の割合が多い場合には、製造される異方性ボンド磁石の磁気特性は向上するが、所望の形状に成形するための積層処理が難しくなる。得られる磁気特性と製造の容易さとは相反する関係になるため、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比を上記のような範囲に設定する。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法は、前記磁性粉末として使用する磁性体の材料は、Ｓｒ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｃａ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、及びＲ−Ｔ−Ｂ系合金（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、Ｐｒのいずれかを必ず含む。Ｔは遷移金属であり、Ｆｅを必ず含む。Ｂはボロンである。）からなる群から選ばれたものであることを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末の材料は、Ｓｒ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｃａ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、またはＲ−Ｔ−Ｂ系合金である。これらの材料を用いる場合には、従前の手法（金型成形、押出成形など）で製造されるボンド磁石の残留磁束密度の１〜２倍の配向磁束密度を磁場中熱処理工程で印加することにより、従前の製造工程で製造されるボンド磁石と同等な磁気特性が得られる。

本発明によれば、金型が不要であって形状が変わるたびに新たな金型を作製する必要がなく、任意の形状をなす異方性ボンド磁石を短期間で容易に製造することができ、これまで金型作製に時間及び費用を要していたリング状の異方性ボンド磁石であっても、短時間及び低コストにて製造することができる。また、磁場中熱処理にて所定の配向磁束密度を印加することにより、良好な磁気特性を有する異方性ボンド磁石を製造できる。

本発明に係る異方性ボンド磁石の製造システムにおける積層体成形装置の構成を示す斜視図である。 樹脂成形体を形成する形成機の構成を示す断面図である。 本発明に係る異方性ボンド磁石システムにおける磁場中熱処理装置の構成を示す部分破断斜視図である。 本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法の手順を示すフローチャートである。 磁場中熱処理装置における磁気回路の他の構成例を示す斜視図である。 磁場中熱処理装置の他の構成例を示す断面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。本発明に係る異方性ボンド磁石の製造システムは、磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物の積層体を成形する積層体成形装置１（図１参照）と、成形された積層体に磁場中熱処理装置を施す磁場中熱処理装置３（図３参照）とを備えている。

まず、積層体成形装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１にあって、１１は矩形状をなすベースである。ベース１１の四隅には支柱１２が立設されており、この支柱１２により矩形板状の積層台１３が支持されている。この積層台１３上にて、後述するように磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物の積層体が成形される。なお、図１では、積層台１３の直交する２辺方向をＸ方向及びＹ方向とし、積層台１３の厚さ方向をＺ方向としている。

積層台１３の中央の上方には、基端が加熱ヒータ１４に接続されたノズル１５の先端部が位置決めされている。加熱ヒータ１４の上部は遮熱板１６を介して保温筒１７に連通しており、保温筒１７の上面部には、表面に凹凸がある一対のローラ１８が設けられている。

磁性粉末と熱可塑性樹脂との成形体である樹脂成形体Ｒが、回転するローラ１８によって、保温筒１７を介して加熱ヒータ１４に導入される。加熱ヒータ１４は、導入される樹脂成形体Ｒを加熱して熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融後の混合物をノズル１５に供給する。ノズル１５は、供給された混合物を、その先端部から押出して順次積層することにより、積層体（ボンド磁石）Ｌを成形する。遮熱板１６は、加熱ヒータ１４からの熱が放散されることを防止し、保温筒１７は、樹脂成形体Ｒが外気温にて冷却されることを防止する。なお、樹脂成形体Ｒの形成機構については後述する。

加熱ヒータ１４には、Ｘ方向に延在するガイド１９が貫設されており、また、一端がモータ（図示せず）に接続されたベルト２０が架設されている。そして、ベルト２０のＸ方向の移動によって、加熱ヒータ１４及びノズル１５が一体的にＸ方向に移動できるようになっている。ガイド１９は、ボールねじ（図示せず）の回転駆動により、Ｙ方向に移動可能な台座２１に接続されている。そして、台座２１のＹ方向の移動によって、加熱ヒータ１４及びノズル１５が一体的にＹ方向に移動できるようになっている。このような駆動手段により、ノズル１５はＸ方向及びＹ方向への任意の移動が可能である。

積層台１３には、中途が台座２２に貫通されている一対のガイド２３が、Ｚ方向に延在して固設されている。また、台座２２にはボールネジ２４が設けられており、ボールネジ２４の回転駆動により、積層台１３がＺ方向に移動できるようになっている。

上述したような駆動機構により、積層台１３及びノズル１５が相対的に三次元で移動できるようになっている。

なお、上述した実施の形態では、ノズル１５がＸ方向及びＹ方向に移動し、積層台１３がＺ方向に移動する構成としたが、この構成は一例であり、ノズル１５が積層台１３に対して相対的に三次元方向に移動可能であれば良く、例えば積層台１３は固定であってノズル１５がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である構成でも良く、積層台１３及びノズル１５の間で相対的な三次元移動が行えれば任意の駆動機構を採用可能である。

図２は、樹脂成形体Ｒを形成する形成機２の構成を示す断面図である。形成機２は、シリンダ２５と、シリンダ２５の基端部に設けられたホッパー２６と、シリンダ２５内に設けられたスクリュー２７と、シリンダ２５の先端に連なる金型２８とを有している。

この形成機２では、押出成形によって樹脂成形体Ｒが形成される。ホッパー２６を介して、樹脂成形体Ｒの材料となる磁性粉末と熱可塑性樹脂とが、シリンダ２５内に投入される。スクリュー２７は、磁性粉末及び熱可塑性樹脂を混合させて先端側に押し出して金型２８へ供給する。そして、金型２８から所定の径を有する樹脂成形体Ｒが押し出される。

形成機２にあって、金型２８の周囲に配向コイルを設けるようにしても良い。配向コイルを設けた場合には、金型２８を通過する際に、混合物がこの配向コイルから磁場を印加されて、磁気異方性を有する磁性粉末を含む樹脂成形体Ｒが得られる。なお、配向コイルは本発明に必須の構成要素ではなく、後述する磁場中熱処理装置３を用いた異方性ボンド磁石の製造時に十分な配向処理を行えれば、樹脂成形体Ｒでの磁性粉末の配向処理は特には必要でない。

次に、磁場中熱処理装置３の構成について、図３を参照して説明する。図３にあって、３１は熱処理炉である。熱処理炉３１内には磁気回路３２が設けられており、熱処理炉３１外に温度調節器３８が設置されている。

磁気回路３２は、コ字状のヨーク３３と、ヨーク３３の上側片３３ａの下面（内面）に設けられた矩形状をなす配向用のＮ型永久磁石３４と、ヨーク３３の下側片３３ｂの上面（内面）に設けられた矩形状をなす配向用のＳ型永久磁石３５と、Ｎ型永久磁石３４の下面に固着された整磁板３６と、Ｓ型永久磁石３５の上面に固着された整磁板３７とを有する。Ｎ型永久磁石３４（整磁板３６）と、Ｓ型永久磁石３５（整磁板３７）とは、所定距離を隔てて上下方向に対向している。これらのＮ型永久磁石３４及びＳ型永久磁石３５は、高温になっても発生磁場強度の温度変化が少ない磁石であって、例えば、ＳｍＣｏ系の永久磁石である。ここでＮ型永久磁石とは、Ｓ型永久磁石と上下に対向している面がＮ極となっている永久磁石をいい、一方でＳ型永久磁石とは、その対向している面がＳ極となっている永久磁石をいう。

このような構成により、Ｎ型永久磁石３４（整磁板３６）とＳ型永久磁石３５（整磁板３７）との間の対向領域には、一定方向（上から下に向かう方向）に磁束が流れる。そして、この対向領域（一定方向の磁場領域）に、積層体成形装置１にて成形された積層体Ｌを収容した非磁性の容器４０が配置される。

ここで、磁場配向させる積層体Ｌの磁化方向の中央にて、一般的な手法（圧縮成形、押出成形など）で製造されるボンド磁石の残留磁束密度の配向磁束密度が印加されるように、積層体Ｌの大きさ及び材料を考慮して、磁気回路３２を構成するヨーク３３、Ｎ型永久磁石３４及びＳ型永久磁石３５の大きさを適宜変更する。ここで、印加する配向磁束密度は製造されるボンド磁石の残留磁束密度の１〜２倍とすることが好ましい。このようにすることにより、一般的な手法で製造されるボンド磁石と同等な磁気異方性が得られる。例えば、Ｎ型永久磁石３４及びＳ型永久磁石３５がＳｍＣｏ系の永久磁石であって、磁性粉末が後述するＳｒ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｃａ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライトであり、積層体Ｌの長さが５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である場合、積層体Ｌの磁化方向の中央に印加されるべき配向磁束密度は０．２Ｔ〜０．５Ｔである。

温度調節器３８は、加熱ヒータ（図示せず）を備えており、熱処理炉３１内の温度を、例えば室温から２５０℃程度までの範囲で調節する。選択する熱可塑性樹脂によってさらに高い温度まで調節してもよい。

以下、本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法の工程について説明する。図４は、本発明に係る異方性ボンド磁石の製造方法の手順を示すフローチャートである。この製造方法は、図２に示した形成機２を用いて材料となる樹脂成形体Ｒを形成する工程（Ｓ１）と、図１に示した積層体形成装置１を用いて積層体Ｌ（等方性ボンド磁石）を成形する工程（Ｓ２）と、成形された積層体Ｌを容器４０に収容し、積層体Ｌを収容した容器４０を図３に示した磁場中熱処理装置３に配置する工程（Ｓ３）と、図３に示した磁場中熱処理装置３を用いて積層体Ｌに磁場中熱処理（配向処理）を実施する工程（Ｓ４）と、配向処理された積層体Ｌを冷却して異方性ボンド磁石を得る工程（Ｓ５）とを有する。

まず、樹脂成形体Ｒを形成する工程について説明する。図２に示した形成機２のホッパー２６を介して、樹脂成形体Ｒの材料となる磁性粉末と熱可塑性樹脂とを、シリンダ２５内に投入する。

磁性粉末として使用する磁性体の材料は、例えば、Ｓｒ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｃａ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金である。これらの磁性体を用いることにより、比較的低い磁場強度にて異方性ボンド磁石を製造できる。本発明では、何れの系の磁性体も使用できる。磁性体は、予め粉砕して平均粒径３μｍ〜５μｍの粉末状にしておく。レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて平均粒径を所定範囲に設定する。ここで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金は、Ｒが希土類元素であって、Ｎｄ、Ｐｒのいずれかを必ず含み、Ｔが遷移金属であって、Ｆｅを必ず含み、Ｂはボロンである。

一方、熱可塑性樹脂は、融点が低くて、強靭性及び耐衝撃性を有するものを使用する。このような条件を満たすものとして、ナイロンなどのポリアミド合成繊維が好ましい。具体的には、１２ナイロン、ポリプロピレン、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイドなどを用いることが好ましく、代表的な例として１２ナイロン（融点：１７９℃）を使用できる。以下に詳述する熱処理温度、熱処理時間は、選択する熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂の組合せにより変動する。

材料となる磁性粉末と熱可塑性樹脂（例えば１２ナイロン）とをシリンダ２５内に投入し、スクリュー２７の回転によって、磁性粉末に熱可塑性樹脂を２００℃〜３００℃（好ましくは２５０℃〜２７０℃）で混錬し、熱可塑性樹脂が溶融した状態で両者の混合物を先端側に押し出して内径０．１ｍｍ〜１ｍｍの金型２８へ供給し、ワイヤ状の樹脂成形体Ｒを金型２８から押し出す。その後、押し出された樹脂成形体Ｒを、水冷容器（図示せず）中で冷却固化する。

なお、金型２８の周囲に配向コイル（図示せず）を設けておく場合には、金型２８を通過する際に、混合物がこの配向コイルから磁場を印加されて、磁気異方性を有する磁性粉末を含む樹脂成形体Ｒが得られる。このような場合、配向コイルから混合物に印加される金型２８の空間の磁束密度は、好ましくは０．２Ｔ以上である。三次元印刷の手法では、磁気異方性を有する磁性粉末を含む樹脂成形体Ｒだけで異方性ボンド磁石とはならないが、後述するＳ２からＳ５の工程に係る時間を短縮する効果がある。

次に、所望の形状をなす積層体Ｌ（等方性ボンド磁石）を成形する工程について説明する。上述した工程で形成した樹脂成形体Ｒを、図１に示した回転するローラ１８によって、保温筒１７を介して加熱ヒータ１４に導入する。加熱ヒータ１４は、導入された樹脂成形体Ｒを加熱する。この際の加熱温度は、使用した熱可塑性樹脂の融点以上（熱可塑性樹脂に１２ナイロンを使用した場合、好ましくは１９０℃〜２２０℃）に設定する。加熱ヒータ１４は、熱可塑性樹脂が溶融した混合物をノズル１５に供給する。

成形すべき積層体Ｌ（製造すべき異方性ボンド磁石）の形状に対応して、ノズル１５及び積層台１３を相対的に三次元で移動させながら、供給された混合物をノズル１５から押出して順次積層することにより、積層台１３上にて積層体Ｌを成形する。この際、積層台１３の温度は７０℃〜１１０℃に維持する。積層体Ｌの形状は、例えば、円柱状、円筒状、多角柱状又は多角筒状でも良く、中央部の径が端部の径より大きい樽形状、逆に中央部の径が端部の径より小さい鼓形状のように、端部押出し成形だけでは容易に製造できない形状も可能である。また、スイッチ駆動用突起を端部又は側面に同時成形した円柱状、円筒状、多角柱状又は多角筒状のモータ用磁石形状も可能である。

ノズル１５の径は、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ程度にして、積層ピッチを狭くする。積層ピッチを狭くすることにより、成形される積層体Ｌの密度を大きくすることができる。具体的に、積層ピッチは０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が好ましい。

図示していないが、上記のように積層体Ｌを成形するときに、積層台１３での積層体Ｌを成形する領域にスカート（積層体Ｌより一回り大きい樹脂の積層体）を予め作製しておくことが好ましい。スカートを作製しておくことにより、ノズル１５から押出される混合物を精度よく積層することが可能である。

また、図示していないが、積層体Ｌを成形する位置での積層台１３の下面に永久磁石を設けるようにしても良い。熱可塑性樹脂が溶融している混合物中の磁性粉末がこの設けた永久磁石に吸引されることになり、ノズル１５から押出された混合物が積層台１３の中心部に集まりやすくなって周りに飛び散ることを防止でき、効率良く積層成形を行っていくことができる。

次に、成形された積層体Ｌを磁場中熱処理装置３に配置する工程について説明する。上述した工程で成形された積層体Ｌを、熱変形しない容器４０に収容する。容器４０は、例えばアルミニウム製である。容器４０は、収容する積層体Ｌと相似形状をなし、積層体Ｌより僅かに大きい。このような容器４０に収容しておくので、後の磁場中熱処理中に積層体Ｌの形状が崩れることを抑制できる。容器４０は後の磁場中熱処理にあって、積層体Ｌが容器４０による磁場の影響を受けることなく、所望の異方性磁場配向を精度よく行える点から非磁性材料製であることが好ましいが、所望配向に応じて、磁性ステンレスなどの磁性材製の容器、または、磁性材を一部に組み込んだ非磁性の容器を用いても良い。

積層体Ｌを収容した容器４０を、熱処理炉３１内の磁気回路３２におけるＮ型永久磁石３４（整磁板３６）とＳ型永久磁石３５（整磁板３７）との間の対向領域に、その軸心方向を上下方向に合わせて配置する。よって、磁束が一定方向（上から下に向かう方向）をなす磁場領域に、積層体Ｌを収容した容器４０が配置される。容器４０の形状は、成形した積層体Ｌの形状に応じて作製される。例えば、中央部の径が端部より大きい樽形の円筒状の積層体Ｌについては、中央部で上下２分割となる容器にすればよい。また、スイッチ駆動用突起を同時成形したモータ用磁石形状の積層体Ｌについては、上部にスイッチ駆動用突起を収容できる凹部を形成した構成とし、積層体Ｌを収容して蓋を載せるような容器にすればよい。また、Ｎ型永久磁石とＳ型永久磁石との対向領域にできる磁束の方向は、図３では上から下に向かう方向になっているが、これに限定されない。積層体Ｌへの配向方向によって左右方向になってもよいし、斜め方向になってもよい。また、複数個の極ができるようにＮ型永久磁石とＳ型永久磁石の組合せは複数あってもよい。

次に、積層体Ｌに磁場中熱処理（配向処理）を施す工程について説明する。上述したように、成形された積層体Ｌを収容した容器４０が、熱処理炉３１内に配置された後、積層体Ｌが収容された容器４０を磁気回路３２とともに、大気雰囲気で加熱処理する。即ち、積層体Ｌは、加熱されながら一定方向の磁場を配向される。この結果、積層体Ｌは、磁性粉末の配向方向が上下方向にそろった異方性を有する積層体Ｌ（異方性ボンド磁石）となる。ここで、積層体Ｌは容器４０に収容されているので、加熱されても変形せず、所望の形状を維持している。

この際の熱処理温度は、熱可塑性樹脂の融点以上とする。配向時に熱可塑性樹脂を溶融させておくことにより、磁性粉末の移動性が向上して磁場が配向し易くなり、効率よく異方性ボンド磁石を製造することができる。熱処理温度は、熱可塑性樹脂として１２ナイロンを用いる場合、具体的には、１９０℃〜２４０℃であり、ポリプロピレンでは１７０℃〜２１０℃、液晶ポリマー及びポリフェニレンサルファイドでは２４０℃〜３００℃が適している。これらの温度を０．５時間〜３時間程度維持する。また、磁場配向を行う空間の磁束密度は０．４Ｔ〜０．９Ｔが好ましい。この０．４Ｔ以上は、フェライト系の磁性粉末に異方性を持たせるために必要と考えられる磁束密度である。

次に、磁場配向された積層体Ｌを冷却する工程について説明する。上述したような磁場中熱処理を行った後、大気雰囲気の熱処理炉３１内で、磁場配向を続けながら、積層体Ｌを容器４０及び磁気回路３２とともに冷却する。冷却処理後、所望形状をなす異方性ボンド磁石が得られる。熱可塑性樹脂の融点未満まで冷却処理した後に、異方性ボンド磁石を収容した容器４０を取り出すことで、製造した異方性ボンド磁石の異方性配向が崩れない。

この際の冷却温度は、熱可塑性樹脂の融点未満とする。熱可塑性樹脂として１２ナイロンを用いる場合、具体的には１７０℃以下まで冷却し、好ましくは１００℃まで冷却する。さらに好ましくは室温まで冷却する。この場合、磁場中熱処理中の１９０℃〜２４０℃から室温まで急激に冷却させても良いし、１５０℃、１００℃などと段階的に冷却していくようにしても良い。

なお、上述した例では、熱処理炉３１内の雰囲気を大気としたが、真空雰囲気、不活性ガス雰囲気であっても良い。但し、磁性粉末としてＲ−Ｔ−Ｂ系合金を使用する場合には、真空雰囲気、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気が好ましい。真空雰囲気、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気で磁場中熱処理を行うことにより、磁場中熱処理工程中にＲ−Ｔ−Ｂ系合金が酸化されず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金を用いた異方性ボンド磁石の磁気特性が高くなる。１００Ｐａより高真空中で実施することが望ましく、圧力は０．０１Ｐａ〜１００Ｐａが好ましい。

図５は、磁場中熱処理装置３における磁気回路３２の他の構成例を示す斜視図である。この例では、角筒状のヨーク３３と、ヨーク３３の上側片３３ａの下面（内面）に設けられた矩形状をなす配向用のＳ型永久磁石３５と、ヨーク３３の下側片３３ｂの上面（内面）に設けられた矩形状をなす配向用のＮ型永久磁石３４とを有する。このような構成により、Ｎ型永久磁石３４とＳ型永久磁石３５との間の対向領域には、磁気異方性方向として、一定方向（図５矢印方向：下から上に向かう方向）に磁束が流れる。この対向領域（一定方向の磁場領域）に、積層体成形装置１にて成形されて容器（図示せず）内に収容されたリング状の積層体Ｌが配置される。そして、好ましくは、一般的な手法で製造されるボンド磁石の残留磁束密度の１〜２倍となる配向磁束密度が、磁気異方性方向（図５矢印方向）に印加される。

また、図６は、磁場中熱処理装置３の他の構成例を示す断面図である。磁場中熱処理装置３は、コ字状のヨーク３３を有しており、ヨーク３３の対向する一方の内面には矩形状をなす配向用のＮ型永久磁石３４が設けられ、他方の内面には矩形状をなす配向用のＳ型永久磁石３５が設けられている。これらのヨーク３３、Ｎ型永久磁石３４及びＳ型永久磁石３５にて磁気回路３２を構成している。

ヨーク３３内でＮ型永久磁石３４及びＳ型永久磁石３５との間の対向領域には、内部にヒータ４１を有する真空断熱容器４２が設置されている。側面がヒータ４１に覆われた態様で、積層体成形装置１にて成形されて容器（図示せず）内に収容された円柱状の積層体Ｌが配置される。そして、印加される配向残留磁束密度において、好ましくは一般的な手法で製造されるボンド磁石の残留磁束密度の１〜２倍となる配向磁束密度が、磁気異方性方向（図６矢印方向：右から左に向かう方向）に印加される。

図３に示した磁場中熱処理装置３では熱処理炉３１内に磁気回路３２を配置しているが、図６に示す磁場中熱処理装置３は、熱処理容器（真空断熱容器４２）の外部に磁気回路３２を配置した構成である。図６に示す構成例では、熱処理容器を真空断熱容器４２にて構成しているため、熱処理温度の影響を受けにくい構成であって、磁気回路３２の熱減磁による劣化を抑えることができるので、より安定した熱処理が可能となる。ここで、磁気回路３２として通常の励磁コイルを用いても良い。なお、図６に示す磁場中熱処理装置３における磁場中熱処理（配向処理）などの動作は、前述した図３に示す磁場中熱処理装置３の場合と同様であるので、説明を省略する。

本発明では、上述したように、金型を作製することなく、様々な形状の異方性ボンド磁石を製造することができる。本発明では、ＣＡＤ（Computer Aided Design）にて積層図面を作成しておけば、その積層図面に応じてノズル１５及び積層台１３を相対的に三次元移動させながら、磁性粉末及び溶融した熱可塑性樹脂の混合物を押出し、積層することにより、異方性ボンド磁石の元となる積層体を所望の形状に成形できる。よって、複雑であっても所望の形状をなす異方性ボンド磁石を容易に製造できる。例えば、太鼓型形状のように一部が括れたような形状の異方性ボンド磁石、円筒体に突起を有するような形状の異方性ボンド磁石でも、簡単に製造できる。長時間を要する金型の作製が不要となるため、短時間にて異方性ボンド磁石の製造が可能となる。

また、本発明では形状が確定した積層体（等方性ボンド磁石）に磁場中熱処理（配向処理）を施すようにしたので、配向の乱れが生じることはなく、優れた磁気異方性を有する異方性ボンド磁石を製造することができる。

上述したような本発明の製造方法にしたがって種々の異方性ボンド磁石を製造し、製造した異方性ボンド磁石の特性を測定した。以下、その結果について説明する。

（実施例１）
磁性粉末としてＳｒ系フェライト（組成：ＳｒＯ・６Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）を使用し、熱可塑性樹脂として１２ナイロンを使用して、円柱状の異方性ボンド磁石を製造した。使用した磁性粉末の粒径は、Ｄ５０で３μｍ以下であり、フェライト磁性粉と１２ナイロン樹脂とを図２に示す形成機２にて混錬し、熱可塑性樹脂が溶融した状態で押出し、冷却して棒状の樹脂成形体Ｒを得た。その後、、図１に示す積層体成形装置１を用いて、得た樹脂成形体Ｒを熱可塑性樹脂の融点以上に加熱し、ノズル１５及び積層台１３を相対的に三次元で移動させながら、供給された混合物をノズル１５から押出して積層台に順次積層することにより、所定の成形密度になるように円柱状に成形して積層体Ｌを得た。成形した積層体Ｌを容器４０に収容し、図３に示す磁場中熱処理装置３にて、磁場中熱処理を行った。磁場中熱処理後、形状を整えるために砥石による加工を行って、直径１０ｍｍ×長さ７ｍｍの円柱状の異方性ボンド磁石を製造した。磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度は０．４Ｔであり、磁場中熱処理では２３０℃の温度を３時間保持した。磁場配向を行う空間の磁束密度を０．４Ｔにして磁場配向を行いながら室温（２５℃）まで冷却した。熱処理炉３１の雰囲気は大気とした。磁場中熱処理装置３にて磁束が流れる方向は上から下に向かう方向である。

使用する磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比を変化させて種々の異方性ボンド磁石を製造して、それらの異方性ボンド磁石の特性（磁場中熱処理にて配向した方向の磁束密度（Ｂ_r ）、密度、保磁力（Ｈ_cB）、最大エネルギー積（（ＢＨ）_max ）を測定した。測定結果を表１に示す。なお、磁気特性はＢ−Ｈトレーサを用いて測定し、密度はアルキメデス法を用いて測定した。

表１におけるＮｏ１―Ｎｏ５は、磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比が異なる本発明の実施例１を表している。また、表１におけるＮｏ６は、磁場中熱処理を行わなかった参考例を表している。

実施例１のＮｏ１―Ｎｏ５について、Ｎｏ６と比べて優れた磁気特性が測定されている。表１のＮｏ１―Ｎｏ５を比較した場合に、磁性粉末の割合が多い例では、製造した異方性ボンド磁石の磁気特性が良くなっている。しかしながら、磁性粉末の割合を多くした場合には、混合物の流動性が低くなって所望の形状を得るための積層処理が難しくなる。このように、得られる磁気特性と製造の容易さとは相反する関係になるため、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０（Ｎｏ２）〜５６．５：４３．５（Ｎｏ３）の範囲が好ましいと言える。

表１のＮｏ２（実施例１）とＮｏ６（参考例）とを比較した場合、磁場中熱処理を行わなかったＮｏ６は、磁場中熱処理を行ったＮｏ２に比べて磁気特性がはるかに劣っており、磁場中熱処理にて高精度に磁場配向を行えていることが分かる。

（比較例１）
比較例として、特許文献２に記載された押出成型機を用いて、異方性ボンド磁石を製造した。材料として、実施例１と同じもの（磁性粉末の粒径：Ｄ５０で３μｍ以下、磁性粉末：Ｓｒ系フェライト（組成：ＳｒＯ・６Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）及び熱可塑性樹脂：１２ナイロン）を使用し、磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比を変化させて、磁場配向を行う空間の磁束密度は０．４Ｔにして、実施例１と同じ形状（直径１０ｍｍ×長さ７ｍｍの円柱体）の２種の異方性ボンド磁石を製造した。なお、製造条件は、特許文献２における記載内容を準用した。製造した異方性ボンド磁石について実施例１と同様に特性を測定した。測定結果を表２に示す。

表１のＮｏ２及びＮｏ３と表２のＮｏ７及びＮｏ８とを比較した場合、本発明では、従来の押出成型機により製造した異方性ボンド磁石と同程度の磁気特性を有する異方性ボンド磁石を製造できていることが分かる。密度について、表１のＮｏ２は表２のＮｏ７より低く、表１のＮｏ３は表２のＮｏ８よりも低いが、本発明では、Ｂ_r 、Ｈ_cB、（ＢＨ）_max の値がそれぞれ同等の値となっている。これは従来の押出成型機により製造した異方性ボンド磁石よりも異方性配向されていることが要因であると考える。

（実施例２）
磁性粉末としてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金（組成：Ｓｍ₂ Ｆｅ₁₇Ｎ₃ ）を使用し、熱可塑性樹脂として１２ナイロンを使用して、異方性ボンド磁石を製造した。なお、実施例２における異方性ボンド磁石の形状、磁性粉末の粒径、樹脂成形体Ｒの形成方法、積層体Ｌの成形方法、磁場中熱処理方法、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度、温度及び保持時間、冷却条件、ならびに、熱処理炉３１の雰囲気は、上記の実施例１と同じである。

実施例１と同様に、使用する磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比を変化させて種々の異方性ボンド磁石を製造して、それらの異方性ボンド磁石の特性を測定した。測定結果を表３に示す。

表３におけるＮｏ９―Ｎｏ１４は、磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比が異なる本発明の実施例２を表している。また、表２におけるＮｏ１５は、磁場中熱処理を行わなかった参考例を表している。

実施例２でも、すべての例（Ｎｏ９―Ｎｏ１４）について、Ｎｏ１５よりも優れた磁気特性が測定されている。また、実施例１の場合と同じ理由により、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０（Ｎｏ１１）〜５６．５：４３．５（Ｎｏ１２）の範囲が好ましい。また、実施例１と同様に、磁場中熱処理を行わなかったＮｏ１５は、磁場中熱処理を行ったＮｏ１１に比べて磁気特性がはるかに劣っており、磁場中熱処理にて高精度に磁場配向を行えていることが分かる。

（実施例３）
実施例３では、本発明の製造方法の最終工程である冷却処理における温度を種々に変更させて、異方性ボンド磁石を製造した。実施例３において使用した磁性粉末及び熱可塑性樹脂の材料、異方性ボンド磁石の形状、磁性粉末の粒径、樹脂成形体Ｒの形成方法、積層体Ｌの成形方法、磁場中熱処理方法、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度、温度及び保持時間、ならびに、熱処理炉３１の雰囲気は、上記の実施例１と同じである。但し、冷却条件については、磁場配向を行う空間の磁束密度を０．４Ｔにしながら、１００℃、１７０℃、１９０℃までと冷却する温度を変化させて６種の異方性ボンド磁石を製造した。製造した６種の異方性ボンド磁石の特性を測定した。測定結果を表４に示す。

表４におけるＮｏ１６−Ｎｏ１８は、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比が５０：５０の例であり、表４におけるＮｏ１９−Ｎｏ２１は、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比が５６．５：４３．５の例である。また、表４におけるＮｏ１６及びＮｏ１９は、熱可塑性樹脂として使用した１２ナイロンの融点（１７９℃）よりも低い１００℃まで冷却した例であり、表４におけるＮｏ１７及びＮｏ２０は、熱可塑性樹脂として使用した１２ナイロンの融点よりも低い１７０℃まで冷却した例であり、表４におけるＮｏ１８及びＮｏ２１は、熱可塑性樹脂として使用した１２ナイロンの融点よりも高い１９０℃までしか冷却しなかった例である。よって、表４におけるＮｏ１６、Ｎｏ１７、Ｎｏ１９及びＮｏ２０は本発明の例であり、表４におけるＮｏ１８及びＮｏ２１は参考例である。

表４の結果によれば、熱可塑性樹脂として使用した１２ナイロンの融点未満まで冷却しなかった参考例（Ｎｏ１８及びＮｏ２１）では、融点未満まで冷却した本発明の例（Ｎｏ１６、Ｎｏ１７、Ｎｏ１９及びＮｏ２０）に比べて、得られる磁気特性がはるかに劣っている。よって、本発明では、熱可塑性樹脂の融点未満まで冷却する処理が必要であることが理解される。

（実施例４）
実施例４は、熱可塑性樹脂として１２ナイロン以外の材料を使用して異方性ボンド磁石を製造した例である。磁性粉末としてＢａ系フェライト（組成：ＢａＯ・６Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）を使用し、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン、液晶ポリマー、またはポリフェニレンサルファイドを使用して、異方性ボンド磁石を製造した。なお、実施例４における異方性ボンド磁石の形状、磁性粉末の粒径、樹脂成形体Ｒの形成方法、積層体Ｌの成形方法、磁場中熱処理方法、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度及び保持時間、ならびに、熱処理炉３１の雰囲気は、上記の実施例１と同じである。但し、熱処理温度については、ポリプロピレンでは２１０℃、液晶ポリマー及びポリフェニレンサルファイドでは３３０℃とし、冷却条件については、磁場配向を行う空間の磁束密度を０．４Ｔにしながら５０℃まで冷却した。

製造した３種の異方性ボンド磁石の特性を測定した。測定結果を表５に示す。

表５におけるＮｏ２２、Ｎｏ２３、Ｎｏ２４はそれぞれ、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイドを使用した場合の異方性ボンド磁石を表している。実施例４でも、すべての例（Ｎｏ２２―Ｎｏ２４）について、優れた磁気特性が測定されている。

（実施例５）
磁性粉末としてＲ−Ｔ−Ｂ系合金（組成：Ｎｄ₂ （Ｆｅ、Ｎｂ、Ｇａ）₁₄Ｂ）を使用し、熱可塑性樹脂として１２ナイロンを使用して、異方性ボンド磁石を製造した。なお、実施例５における異方性ボンド磁石の形状、磁性粉末の粒径、樹脂成形体Ｒの形成方法、積層体Ｌの成形方法、磁場中熱処理方法、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度、温度及び保持時間、ならびに、冷却条件は上記の実施例１と同じである。但し、熱処理炉３１の雰囲気については、Ｎｏ２５−Ｎｏ２８は上記の実施例１と同じ（大気中）であるが、Ｎｏ３０は、圧力を５０Ｐａ、酸素量を１０００ｐｐｍ未満の真空雰囲気に制御した。

実施例１と同様に、使用する磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比を変化させて種々の異方性ボンド磁石を製造して、それらの異方性ボンド磁石の特性を測定した。測定結果を表６に示す。

表６におけるＮｏ２５―Ｎｏ２８は、磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比が異なる本発明の実施例５を表している。また、表６におけるＮｏ２９は、磁場中熱処理を行わなかった参考例を表している。

実施例５でも、Ｎｏ２５―Ｎｏ２８、Ｎｏ３０について、優れた磁気特性が測定されている。また、実施例１の場合と同じ理由により、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０（Ｎｏ２５）〜５６．５：４３．５（Ｎｏ２６、Ｎｏ３０）の範囲が好ましい。また、実施例１と同様に、磁場中熱処理を行わなかったＮｏ２９は、磁場中熱処理を行ったＮｏ２６に比べて磁気特性がはるかに劣っており、磁場中熱処理にて高精度に磁場配向を行えていることが分かる。

実施例５のＮｏ３０は、熱処理炉３１の雰囲気が真空である以外はＮｏ２６と同じ条件で製造した。真空中であることでＲ−Ｔ−Ｂ系合金の酸化が抑制され、Ｂ_r 、Ｈ_cB、（ＢＨ）_max がさらに向上していた。

（実施例６）
磁性粉末としてＤ５０で３μｍ以下のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金（組成：Ｓｍ₂ Ｆｅ₁₇Ｎ₃ ）を使用し、熱可塑性樹脂として１２ナイロンを使用して、直径１０ｍｍ×長さ７ｍｍの円柱形状の異方性ボンド磁石を製造した。磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度は０．７Ｔまたは０．９Ｔであり、磁場中熱処理では２４０℃の温度を１時間保持した。磁場配向を行う空間の磁束密度を０．７Ｔまたは０．９Ｔにして磁場配向を行いながら室温（２５℃）まで冷却した。熱処理炉３１の雰囲気は大気とした。磁性粉末の粒径、樹脂成形体Ｒの形成方法、積層体Ｌの成形方法、磁場中熱処理方法は、上記の実施例１と同じである。

使用する磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比又は磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度を変化させて種々の異方性ボンド磁石を製造して、それらの異方性ボンド磁石の特性を測定した。測定結果を表７に示す。

表７におけるＮｏ３１及びＮｏ３２は、磁性粉末及び熱可塑性樹脂の体積混合比が異なる本発明の実施例６を表している。表７におけるＮｏ３１及びＮｏ３３は、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度が０．７Ｔと０．９Ｔとで異なる本発明の実施例６を表している。

実施例６のＮｏ３１及びＮｏ３２を比較した場合、磁性粉末の割合が多い例（Ｎｏ３２）では、製造した異方性ボンド磁石の磁気特性が向上している。この実施例６にあっても、上述した実施例１と同様の理由により、磁性粉末と熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０（Ｎｏ３１）〜５６．５：４３．５（Ｎｏ３２）の範囲が好ましいと言える。実施例６のＮｏ３１及びＮｏ３３を比較した場合、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度が高い例（Ｎｏ３３）では、製造した異方性ボンド磁石の磁気特性が向上している。磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度は高い方が好ましいと言える。

（比較例２）
比較例として、特許文献２に記載された押出成型機を用いて、異方性ボンド磁石を製造した。材料として、実施例６と同じもの（磁性粉末：Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金（組成：Ｓｍ₂ Ｆｅ₁₇Ｎ₃ ）Ｄ５０で３μｍ以下、及び熱可塑性樹脂：１２ナイロン）を使用し、実施例６と同じ形状（直径１０ｍｍ×長さ７ｍｍの円柱体）の異方性ボンド磁石を製造した。なお、製造条件は、特許文献２における記載内容を準用した。具体的には、押出口に磁場印加用コイルを配置した押出成型機を用いて異方性磁性粉末と樹脂との混合物を磁束密度０．９Ｔを印加しながら押出成形した。製造した異方性ボンド磁石について実施例６と同様に特性を測定した。測定結果を表８に示す。

表７のＮｏ３１及びＮｏ３３と表８のＮｏ３４とを比較した場合、本発明では、従来の押出成型機により製造した異方性ボンド磁石と同程度の磁気特性を有する異方性ボンド磁石を製造できていることが分かる。密度について、表７のＮｏ３１及びＮｏ３３は表８のＮｏ３４より低いが、本発明では、表７のＮｏ３１は、磁場中熱処理における磁場配向を行う空間の磁束密度が０．７Ｔと比較例よりも低いため、Ｂ_r 、Ｈ_cBがやや低い値となっているが、（ＢＨ）_max の値はより優れた値となっている。また、表７のＮｏ３３は、Ｂ_r 、Ｈ_cBが同等であり、かつ（ＢＨ）_max の値がより優れた値となっている。Ｂ_r 、Ｈ_cBがそれぞれ同等の値となっており、（ＢＨ）_max の値はより優れた値となっている。これは従来の押出成型機により製造した異方性ボンド磁石よりも異方性配向されていることが要因であると考える。また、角型性を表す（ＢＨ）_max の値が、押出成型機に比べて良くなる理由については、磁場を印加している時間も関連していると推定される。押出成型機は連続で成形を行っているため、磁場をかけているのは押出し口付近である一方、本発明では、熱処理中、磁場を印加し続けて配向されているため、配向性が向上し、角型性がよくなったものと推定される。

上述した実施例１−６における異方性ボンド磁石の測定結果から、本発明によれば磁気特性に優れた異方性ボンド磁石を製造できることが立証できた。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 積層体成形装置
２ 形成機
３ 磁場中熱処理装置
１３ 積層台
１５ ノズル
１９ ガイド
２０ ベルト
２１ 台座
２２ 台座
２３ ガイド
２４ ボールネジ
３１ 熱処理炉
３２ 磁気回路
４０ 容器
Ｌ 積層体

Claims (5)

1. 異方性ボンド磁石を製造する方法において、
   磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物をノズルから積層台に、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させながら、押出し、積層させて積層体を成形する工程と、
   前記成形した積層体を収容した容器を、一定方向の磁場領域に配置する工程と、
   前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度を維持しながら、前記容器内の前記積層体に、一定方向の磁場を配向させる工程と、
   前記一定方向の磁場を配向させながら、前記積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度まで冷却する工程と
   を有することを特徴とする異方性ボンド磁石の製造方法。
2. 前記混合物において、磁性粉末が磁気異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
3. 前記磁性粉末と前記熱可塑性樹脂との体積混合比は、５０：５０から５６．５：４３．５の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
4. 前記磁性粉末として使用する磁性体の材料は、Ｓｒ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｃａ−Ｌａ−Ｃｏ系フェライト、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、及びＲ−Ｔ−Ｂ系合金（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、Ｐｒのいずれかを必ず含む。Ｔは遷移金属であり、Ｆｅを必ず含む。Ｂはボロンである。）からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
5. 異方性ボンド磁石を製造するシステムにおいて、
   磁性粉末と溶融された熱可塑性樹脂との混合物を押出するノズルと、該ノズルから押出される前記混合物を受けて積層させる積層台と、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させる移動機構とを有しており、前記ノズル及び前記積層台を相対的に三次元で移動させながら、前記混合物を前記積層台上に積層して積層体を成形する成形装置、及び、
   一定方向の磁場を形成する磁気回路と、該磁気回路を収納して内部温度が調節可能である熱処理炉とを有しており、前記熱処理炉内にて、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に維持しながら、容器に収容された前記積層体に前記一定方向の磁場を配向させ、その後、前記積層体に前記一定方向の磁場を配向させながら、前記積層体を前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度まで冷却する磁場中熱処理装置
   を備えることを特徴とする異方性ボンド磁石の製造システム。

Images