JP2018067635A - Pin penetration bonded magnet, magnet structure, and process for producing pin penetration bonded magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピン貫通型ボンド磁石、該ピン貫通型ボンド磁石を利用した磁石構造体、及び該ピン貫通型ボンド磁石を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a pin-through bond magnet, a magnet structure using the pin-through bond magnet, and a manufacturing method for manufacturing the pin-through bond magnet.
永久磁石を備える回転モータ、音響スピーカーなどにあっては、接着剤を用いて永久磁石を筐体部分に接着固定させることが一般的である(特許文献1,2など)。例えば、回転モータでは、固定子鉄心の外周に複数個のセグメント形状(弓形状またはかまぼこ状)の永久磁石を接着剤で固定している。このように接着剤を用いる理由は、永久磁石が磁力を発生するための機能部材であって、ねじ、押え板などで機械的に締結可能な構造部材ではないからである。
In a rotary motor, an acoustic speaker, and the like provided with a permanent magnet, it is common to use an adhesive to bond and fix the permanent magnet to the casing (
接着剤の接着力は、接着剤自体の接着強度、接着面積に加えて、接着剤の塗り広げ方、両被接着物間の距離、接着面の面粗度及び濡れ性などの様々な要因によって著しく変化する。よって、このように発生する接着力のばらつきを考慮して、例えば接着面積を実際の全接触面積の1/3程度に想定したり、安全率を3倍以上に高く設定したりしている。 The adhesive strength of the adhesive depends on various factors such as the adhesive strength of the adhesive itself, the adhesive area, how to spread the adhesive, the distance between the two adherends, the surface roughness of the adhesive surface, and the wettability. Change significantly. Therefore, in consideration of the variation in the adhesive force generated in this way, for example, the adhesion area is assumed to be about 1/3 of the actual total contact area, or the safety factor is set to be three times higher.
このような対策にもかかわらず、接着剤の硬化が不十分であったり、接着剤が経時変化を起こしたりした場合には、磁気的反発力、回転遠心力などの影響によって、接着固定された永久磁石が剥離して飛散することがある。 Despite such measures, when the adhesive was not sufficiently cured or the adhesive changed over time, the adhesive was fixed due to the effects of magnetic repulsion, rotational centrifugal force, etc. Permanent magnets may peel off and scatter.
そこで、接着剤を用いずにセグメント形状またはリング形状の永久磁石を固定する手法が提案されている(特許文献3,4)。特許文献3では、ロータ本体の外周部に固定的に設けられた合成樹脂製の永久磁石保持部材を用い、永久磁石保持部材の軸方向に延びた隣合う棒状部の爪部の間に永久磁石を挿入して、棒状部の爪部にて永久磁石の両外縁部を保持固定している。特許文献4では、複合磁石からなる円筒体の両開口端部に、中央にシャフト孔を有する円板状のヨーク材を取付けるとともに、シャフト孔にシャフトを挿入させて一体に組み付けている。
Therefore, a method for fixing a segment-shaped or ring-shaped permanent magnet without using an adhesive has been proposed (
永久磁石の高磁力化に伴って、その形状は軽薄短小化が進んでいる。よって、薄肉であるセグメント形状の永久磁石にあっては、特許文献3に記載のように磁極面以外の外縁部だけで保持固定することは困難である。なぜなら、外縁部だけで保持固定する場合には、固定される永久磁石に曲げ、ねじりなどの応力集中が生じて、永久磁石が破損してしまうからである。特許文献4の構成では、複合磁石、ヨーク材及びシャフトを一体的に組み付けて固定しているので、特許文献3と同様に、固定される複合磁石に曲げ、ねじりなどの応力集中が生じて、複合磁石が破損してしまう。
As permanent magnets have increased in magnetic force, their shapes are becoming lighter, thinner and shorter. Therefore, in a thin segment-shaped permanent magnet, it is difficult to hold and fix only with an outer edge portion other than the magnetic pole surface as described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、接着剤を用いることなく、軽薄短小なセグメント形状またはリング形状であるにもかかわらず、また過酷な環境であっても強固に固定し得るピン貫通型ボンド磁石、このピン貫通型ボンド磁石を利用した磁石構造体、及びこのピン貫通型ボンド磁石を製造するための製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be firmly fixed without using an adhesive, even in a harsh environment, despite being a light, thin and small segment shape or ring shape. An object of the present invention is to provide a pin-through bond magnet, a magnet structure using the pin-through bond magnet, and a manufacturing method for manufacturing the pin-through bond magnet.
本発明に係るピン貫通型ボンド磁石は、セグメント形状またはリング形状のボンド磁石本体と、両端部が前記ボンド磁石本体から突出した態様にて前記ボンド磁石本体を一体的に貫通している複数のピンとを備えることを特徴とする。 A pin-penetrating bond magnet according to the present invention includes a segment-shaped or ring-shaped bond magnet main body, and a plurality of pins integrally penetrating the bond magnet main body in a form in which both end portions protrude from the bond magnet main body. It is characterized by providing.
本発明のピン貫通型ボンド磁石にあっては、セグメント形状(例えば、弓形状またはかまぼこ状)またはリング形状のボンド磁石本体に複数のピンが一体的に貫通されており、ピンの両端部はボンド磁石本体から突出している。ボンド磁石本体とピンとの締結力は、互いの接触面に応力集中することなく磁石全体に均一に分散する。よって、ボンド磁石本体が破損してしまうことはない。貫通するピンの太さ、本数を調整することによって、所望の締結力を得ることが可能である。 In the pin-penetrating bond magnet of the present invention, a plurality of pins are integrally penetrated into a segment-shaped (for example, bow-shaped or kamaboko-shaped) or ring-shaped bonded magnet body, and both ends of the pins are bonded. Projects from the magnet body. The fastening force between the bonded magnet body and the pins is uniformly distributed throughout the magnet without stress concentration on the contact surfaces of each other. Therefore, the bonded magnet main body is not damaged. It is possible to obtain a desired fastening force by adjusting the thickness and the number of pins that penetrate.
本発明に係るピン貫通型ボンド磁石は、前記ピンの体積は全体の10%以下であることを特徴とする。 The pin through-type bonded magnet according to the present invention is characterized in that the volume of the pin is 10% or less of the whole.
本発明のピン貫通型ボンド磁石にあっては、ピンの体積が磁石全体の体積の10%以下である。よって、ピンを設けることによる磁気特性の劣化を抑制できる。 In the pin through-type bonded magnet of the present invention, the volume of the pin is 10% or less of the total volume of the magnet. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the magnetic characteristics due to the provision of the pins.
本発明に係るピン貫通型ボンド磁石は、前記ピンの中央部に窪みが形成されていることを特徴とする。 The pin through-type bonded magnet according to the present invention is characterized in that a depression is formed in the center of the pin.
本発明のピン貫通型ボンド磁石にあっては、ピンの長手方向中央部に窪みが形成されている。よって、ボンド磁石本体からのピンの抜けが防止される。 In the pin through-type bonded magnet of the present invention, a depression is formed in the central portion in the longitudinal direction of the pin. Therefore, the pin is prevented from coming off from the bonded magnet body.
本発明に係るピン貫通型ボンド磁石は、前記ボンド磁石本体が、R−T−B系合金の磁性粉末と熱硬化性樹脂とを含むことを特徴とする。 The pin through-type bonded magnet according to the present invention is characterized in that the bonded magnet main body includes an R-T-B alloy magnetic powder and a thermosetting resin.
本発明のピン貫通型ボンド磁石にあっては、圧縮成形に適するべく、R−T−B系合金の磁性粉末と熱硬化性樹脂との混錬物にてボンド磁石本体を構成する。 In the pin through-type bond magnet of the present invention, the bond magnet body is composed of a kneaded product of an R-T-B alloy magnetic powder and a thermosetting resin so as to be suitable for compression molding.
本発明に係る磁石構造体は、上述したような単数または複数のピン貫通型ボンド磁石と、前記単数または複数のピン貫通型ボンド磁石夫々のピンの一端部が嵌合される複数の孔を有するヨーク体とを備えることを特徴とする。 A magnet structure according to the present invention has one or a plurality of pin-penetrating bond magnets as described above, and a plurality of holes into which one ends of the pins of the one or more pin-penetrating bond magnets are fitted. And a yoke body.
本発明の磁石構造体にあっては、ピン貫通型ボンド磁石の各ピンの一端部を対応するヨーク体の孔に嵌合して構成される。よって、ピン貫通型ボンド磁石は、接着剤を用いることなく機械的にヨーク体に強固に締結される。 The magnet structure of the present invention is configured by fitting one end of each pin of a pin-through bond magnet into a corresponding hole in the yoke body. Therefore, the pin through-type bonded magnet is mechanically fastened to the yoke body without using an adhesive.
本発明に係るピン貫通型ボンド磁石の製造方法は、上パンチ、下パンチ及びダイスを有する圧縮成形装置を用いて、セグメント形状またはリング形状のボンド磁石本体に両端部を突出させて複数のピンが一体的に貫通しているピン貫通型ボンド磁石を製造するピン貫通型ボンド磁石の製造方法であって、前記上パンチにはピンを挿通させる上パンチ穴が設けられ、前記下パンチにはピンの一端部を収容する下パンチ凹部が設けられており、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混錬物を作製する工程と、前記下パンチ凹部にピンを配置する工程と、前記下パンチを下降させて、前記ダイスと前記下パンチとの間にキャビティを形成する工程と、形成した前記キャビティ内に、作製しておいた前記混錬物を充填する工程と、前記ピンを上昇させて前記ピンの一部を前記上パンチ穴に挿通させる工程と、前記上パンチを下降させて及び/または前記下パンチを上昇させて、前記キャビティ内に充填された前記混錬物を圧縮する工程とを有することを特徴とする。 The manufacturing method of the pin penetration type bond magnet which concerns on this invention uses a compression molding apparatus which has an upper punch, a lower punch, and a die | dye, makes a segment-shaped or ring-shaped bond magnet main body protrude both ends, and a some pin has it. A method of manufacturing a pin through type bonded magnet for manufacturing a pin through type bonded magnet that penetrates integrally, wherein the upper punch is provided with an upper punch hole through which a pin is inserted, and the lower punch is provided with a pin. A lower punch recess is provided to accommodate one end, a step of preparing a kneaded product of magnetic powder and a thermosetting resin, a step of placing a pin in the lower punch recess, and lowering the lower punch Forming a cavity between the die and the lower punch, filling the formed kneaded material into the formed cavity, raising the pin, and And a step of lowering the upper punch and / or raising the lower punch to compress the kneaded material filled in the cavity. It is characterized by that.
本発明のピン貫通型ボンド磁石の製造方法にあっては、下パンチ凹部にピンを配置した後、下パンチを下降させて形成したダイスと下パンチとの間のキャビティ内に、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混錬物を充填し、ピンを上昇させてその一部を上パンチ穴に挿通させた後に、上パンチを下降及び/または下パンチを上昇させて混錬物を圧縮する。よって、バインダーとして熱硬化性樹脂を含む上述したようなピン貫通型ボンド磁石を精度良く製造できる。 In the manufacturing method of the pin through-type bond magnet of the present invention, after placing the pin in the lower punch recess, the magnetic powder and the heat are placed in the cavity between the die formed by lowering the lower punch and the lower punch. After filling the kneaded material with the curable resin, raising the pin and inserting a part of the pin into the upper punch hole, the upper punch is lowered and / or the lower punch is raised to compress the kneaded material. Therefore, the pin penetration type bond magnet as described above including the thermosetting resin as the binder can be manufactured with high accuracy.
本発明によれば、接着剤を用いることなく強固に固定でき、軽薄短小なセグメント形状(弓形状またはかまぼこ状)またはリング形状であるにもかかわらず、過酷な環境においても剥離し難いピン貫通型ボンド磁石を提供することができる。 According to the present invention, a pin-through type that can be firmly fixed without using an adhesive and does not easily peel off even in a harsh environment despite being a light, thin and small segment shape (bow shape or kamaboko shape) or ring shape. A bonded magnet can be provided.
また、本発明によれば、接着剤を用いずに、ボンド磁石とヨーク体とが強固に締結されている磁石構造体を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a magnet structure in which the bonded magnet and the yoke body are firmly fastened without using an adhesive.
また、本発明によれば、上記のようなピン貫通型ボンド磁石を精度良く製造できるピン貫通型ボンド磁石の製造方法を提供することができる。 Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the pin penetration type | mold bond magnet which can manufacture the above pin penetration type bond magnets can be provided accurately.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
図1及び図2は、本発明に係るピン貫通型ボンド磁石の構成を示す斜視図及び断面図である。ピン貫通型ボンド磁石1は、ボンド磁石本体11と、2本のピン12とから構成されている。
1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view showing a configuration of a pin through type bonded magnet according to the present invention. The pin-through
ボンド磁石本体11は全体として軽薄短小な弓形状をなしており、例えば、その厚さtは1.5mm〜5mmであって、その周方向の長さLは30mm〜50mmであり、その長手方向の長さは40mm程度である。ボンド磁石本体11は、磁性粉末と樹脂(バインダー)との混錬物を硬化して構成される。なお、使用する磁性粉末及び樹脂の材料の詳細に関しては、後述する。
The bonded magnet
ボンド磁石本体11の周方向の対称な位置には、ボンド磁石本体11をその長手方向に貫通した態様で2本のピン12,12がボンド磁石本体11と一体的に設けられている。各ピン12の両端部(一方の端部12a,他方の端部12b)は、ボンド磁石本体11から突出している。
Two
図3は、ピン12の形状を示す斜視図である。ピン12は、磁性ピンまたは非磁性ピン何れであってもよいが、非磁性の焼入鋼を用いることが好ましく、例えば、ステンレス鋼であるSUS420J2を使用する。ピン12として焼入鋼を用いることにより、ボンド磁石全体の強度は高くなる。ピン12は、長尺な円柱状(直径d:0.5mm〜2mm、長さL′:50mm程度)をなしている。ピン12の長手方向中央部には、周方向の全域または一部域にわたって窪み12cが形成されてあって、ピン貫通型ボンド磁石1におけるピン12の抜け止めが施されている。なお、ボンド磁石本体11とのピン12の接触面に、結合度を高めるために、ローレット加工、ブラスト加工などの加工処理が施されていても良い。また、ピン12の接触面の形状を四角柱状等の多角柱状または楕円柱状などにするのでもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the
ボンド磁石本体11に使用する磁性粉末について説明する。磁性粉末としては、R−T−B系合金を用いる。R−T−B系合金は、R2 T14B型の化合物相が主相として50体積%以上を占める合金である。なお、Rは希土類元素であり、Nd(ネオジム)またはPr(プラセオジム)の少なくともいずれか一方が含まれている。
The magnetic powder used for the bonded
R−T−B系合金におけるRの含有量は、質量%において、23質量%以上40質量%以下が好ましく、より好ましくは26質量%以上34質量%以下である。Rの含有量が23質量%未満では、R−T−B系合金の保磁力が低下してしまう。一方、Rの含有量が40質量%を超えると主相(R2 T14B型の化合物相)の比率が低下し、R−T−B系合金の磁化が小さくなってしまう。 The content of R in the R-T-B type alloy is preferably 23% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 26% by mass or more and 34% by mass or less, in mass%. If the content of R is less than 23% by mass, the coercive force of the RTB-based alloy will decrease. On the other hand, when the content of R exceeds 40% by mass, the ratio of the main phase (R 2 T 14 B type compound phase) decreases, and the magnetization of the R—T—B system alloy decreases.
Tは、鉄属元素であり、Fe(鉄)、Co(コバルト)及びNi(ニッケル)が該当する。なお、Feの替わりにCoを添加すると、R−T−B系合金のキュリー点が上昇するとともに、R−T−B系合金の磁気的な異方性をより得やすくなり、高い磁化が得られる。なお、R−T−B系合金の磁化の低下を抑制するために、Coの添加はTのうち50質量%以下であることが好ましい。また、Feの替わりにNiを少量添加すると、R−T−B系合金の磁気的な異方性をより得やすくなり、高い磁化が得られる。なお、R−T−B系合金の磁化の低下を抑制するために、Niの添加はTのうち5質量%以下であることが好ましい。 T is an iron group element and corresponds to Fe (iron), Co (cobalt), and Ni (nickel). If Co is added instead of Fe, the Curie point of the RTB-based alloy increases and the magnetic anisotropy of the RTB-based alloy can be obtained more easily, resulting in high magnetization. It is done. In addition, in order to suppress the fall of the magnetization of a R-T-B type alloy, it is preferable that addition of Co is 50 mass% or less of T. Moreover, when a small amount of Ni is added instead of Fe, it becomes easier to obtain the magnetic anisotropy of the RTB-based alloy, and high magnetization can be obtained. In addition, in order to suppress the fall of the magnetization of a R-T-B type alloy, it is preferable that addition of Ni is 5 mass% or less of T.
また、R−T−B系合金におけるTの含有量は、質量%において、57質量%以上76質量%以下が好ましい。Tの含有量が57質量%未満では、主相の比率が低下し、磁化が小さくなってしまう。一方、Tの含有量が76質量%を超えるとR−T−B系合金に磁気的にソフトの相が生成し、R−T−B系合金の保磁力が低下してしまう。 Further, the content of T in the R-T-B alloy is preferably 57% by mass or more and 76% by mass or less in mass%. If the T content is less than 57% by mass, the ratio of the main phase is lowered and the magnetization becomes small. On the other hand, when the T content exceeds 76 mass%, a magnetically soft phase is generated in the RTB-based alloy, and the coercive force of the RTB-based alloy is reduced.
B(ボロン)はC(炭素)で一部または全部置換されてもよい。なお、R−T−B系合金におけるBの含有量は、質量%において、0.6質量%以上1.6質量%以下が好ましい。Bの含有量が0.6質量%未満では、R−T−B系合金に磁気的にソフトの相が生成し、R−T−B系合金の保磁力が低下してしまう。一方、Bの含有量が1.6質量%を超えると主相の比率が低下し、R−T−B系合金の磁化が小さくなってしまう。 B (boron) may be partially or fully substituted with C (carbon). The B content in the RTB-based alloy is preferably 0.6% by mass or more and 1.6% by mass or less in mass%. If the B content is less than 0.6% by mass, a magnetically soft phase is generated in the RTB-based alloy, and the coercive force of the RTB-based alloy is reduced. On the other hand, when the content of B exceeds 1.6% by mass, the ratio of the main phase decreases, and the magnetization of the RTB-based alloy decreases.
また、R−T−B系合金に、磁気的な異方性の向上、または、保磁力の向上のために、必要に応じて他の元素を添加してもよい。磁気的な異方性の向上に効果がある添加元素としては、Ga(ガリウム)、Zr(ジルコニウム)及びHf(ハフニウム)などがある。また、保磁力の向上に効果がある添加元素としては、Cu(銅)及びAl(アルミニウム)などがある。このほか、その他必要に応じて、Si(ケイ素)、Ti(チタン)、V(バナジウム)、Cr(クロム)、Mn(マンガン)、Zn(亜鉛)、Ge(ゲルマニウム)、Nb(ニオブ)、In(インジウム)、Sn(スズ)、Ta(タンタル)、W(タングステン)、Pb(鉛)などをR−T−B系合金に添加してもよい。 In addition, other elements may be added to the RTB-based alloy as necessary for improving magnetic anisotropy or coercive force. Examples of additive elements effective for improving magnetic anisotropy include Ga (gallium), Zr (zirconium), and Hf (hafnium). In addition, examples of the additive element effective for improving the coercive force include Cu (copper) and Al (aluminum). In addition, Si (silicon), Ti (titanium), V (vanadium), Cr (chromium), Mn (manganese), Zn (zinc), Ge (germanium), Nb (niobium), In as required. (Indium), Sn (tin), Ta (tantalum), W (tungsten), Pb (lead), or the like may be added to the RTB-based alloy.
なお、添加元素は、1種または2種以上を組み合わせて添加することが可能である。R−T−B系合金における添加元素の添加量は、上記効果を目的として添加する場合、7.6質量%以下(または5at%以下)にすることが好ましい。R−T−B系合金への添加元素の添加量が7.6質量%を超えると、主相の比率が低下し、R−T−B系合金の磁化が小さくなってしまう。 The additive elements can be added alone or in combination of two or more. In the case where the additive element is added for the purpose of the above effect, the addition amount of the additive element in the RTB-based alloy is preferably 7.6 mass% or less (or 5 at% or less). When the addition amount of the additive element to the RTB-based alloy exceeds 7.6% by mass, the ratio of the main phase decreases, and the magnetization of the RTB-based alloy becomes small.
次に、ボンド磁石本体11に使用され、上述したような磁性粉末(R−T−B系合金)を固化させるバインダー(結合剤)としての樹脂について説明する。樹脂の種類は、ピン貫通型ボンド磁石1の製造方法(圧縮成形法、射出成形法、押出成形法、シート成形法)に応じて、適宜選択される。
Next, a resin as a binder (binder) used for the bonded
即ち、圧縮成形によりピン貫通型ボンド磁石1を製造する場合には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。この際、R−T−B系合金とピンとの結合度が低下することを抑制するために、ボンド磁石本体11における熱硬化性樹脂の含有率は、1質量%以上であることが好ましい。また、ピン貫通型ボンド磁石1の磁気エネルギーの低下を抑制するために、熱硬化性樹脂の含有率は、2.5質量%以下であることが好ましい。
That is, when manufacturing the pin penetration
射出成形によりピン貫通型ボンド磁石1を製造する場合には、ポリアミド樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)などの熱可塑性樹脂が使用される。また、押出成形によりピン貫通型ボンド磁石1を製造する場合には、ポリアミド樹脂または熱可塑性エラストマなどの熱可塑性樹脂が使用される。シート成形によりピン貫通型ボンド磁石1を製造する場合には、熱可塑性エラストマなどの熱可塑性樹脂が使用される。なお、磁気特性の低下を抑えるために、ボンド磁石本体11における熱可塑性樹脂(射出成形、押出成形及びシート成形の場合)の含有率は、50質量%以下であることが好ましい。また、R−T−B系合金とピンとの結合度が低下することを抑制するために、熱可塑性樹脂の含有率は、40質量%以上であることが好ましい。
When manufacturing the pin penetration type bonded
以下、ピン貫通型ボンド磁石1を製造する方法について説明する。まず、圧縮成形法にてピン貫通型ボンド磁石1を製造する例について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the pin through-type bonded
まず、ボンド磁石用磁粉を作製する。所定の組成を有するR−T−B系合金を溶融させた後に、超急冷法(ジェットキャスティングまたはストリップキャスティングなど)によってR−T−B系合金を薄帯化する。そして、薄帯化したR−T−B系合金を、所定の粒径になるように、粉砕機により粉末化する。磁気特性を確定するための熱処理を行って、R−T−B系合金から構成された磁性粉末を得る。得られた磁性粉末とバインダー(結合剤)としての熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)とを混練機を用いて混合することによってボンド磁石用磁粉を作製する。ボンド磁石用磁粉の粒径は、篩による分級から求めた50%質量粒径が10μmから200μmとすることが好ましく、50μmから150μmとすることがさらに好ましい。上記粒度のボンド磁石用磁粉により、後述する複数本のピンが配置されたキャビティ内に、フィーダにて押し込んでも複数本のピンを倒さずに充填できる。また、成形工程でピンとパンチ表面の凹部との間にボンド磁石用磁粉が噛みこまない。さらに、プレス成形時にピン表面(特にピンの窪み)にも隙間なく充填されていることでピンとボンド磁石とを強固に接続することもできる。 First, the magnetic powder for bond magnets is produced. After melting the RTB-based alloy having a predetermined composition, the RTB-based alloy is thinned by a rapid quenching method (such as jet casting or strip casting). Then, the thin R-T-B alloy is pulverized by a pulverizer so as to have a predetermined particle size. A heat treatment for determining the magnetic properties is performed to obtain a magnetic powder composed of an RTB-based alloy. The obtained magnetic powder and a thermosetting resin (for example, epoxy resin) as a binder (binder) are mixed using a kneader to produce a magnetic powder for a bonded magnet. As for the particle size of the magnetic powder for bonded magnet, the 50% mass particle size obtained from classification with a sieve is preferably 10 μm to 200 μm, and more preferably 50 μm to 150 μm. The magnetic particles for bonded magnets having the above particle sizes can be filled without falling down even if the feeder is pushed into a cavity where a plurality of pins to be described later is disposed. Moreover, the magnetic powder for bonded magnets does not bite between the pin and the recess on the punch surface in the molding process. Furthermore, the pin and the bond magnet can be firmly connected by filling the pin surface (particularly, the depression of the pin) without any gap during press molding.
ピン12を準備する。ステンレスなどの非磁性の線材を所定寸法に裁断して2本のピン12を得る。各ピン12の中央部には、研磨、酸処理などにより、窪み12cを形成しておく。ボンド磁石本体11とのピン12の接触面との結合度を高めるため、窪み12cの深さは100μmから500μmであることが好ましい。さらに、ピン12の接触面に、結合度を高めるために、ローレット加工、ブラスト加工などの加工処理を施すことが好ましい。また、ピン12の接触面の形状を四角柱状等の多角柱状または楕円柱状などにするのでもよい。
Prepare the
圧縮成形法にあって使用する圧縮成形装置を準備する。図4及び図5は、圧縮成形法によるピン貫通型ボンド磁石1の製造方法の工程を示す図である。
A compression molding apparatus is prepared for use in the compression molding method. 4 and 5 are diagrams showing the steps of the method for manufacturing the pin-penetrating
図4Aは圧縮成形装置の構成を示しており、圧縮成形装置は、円筒状のダイス21と、上パンチ22と、下パンチ23とを備えている。上パンチ22の成形面には、長手方向に適長延在する2つの上パンチ穴22aが形成されている。上パンチ穴22aには、後述するようにピン12が挿通され、上パンチ穴22aの長さは、圧縮成形時にピン12と上パンチ22とが干渉しない程度である。上パンチ穴22aには、成形面側が広がるようにテーパ22bが付けられている。このテーパ角度は、上パンチ22の成形面に延びている上パンチ穴22aの側面に対して3〜10度は必要であるが、これは圧縮成形装置の金型組付け精度に依存する。また、上パンチ穴22aの上パンチ成形面に占める割合は、1%以上10%以下にすることが好ましい。10%を超えると、ピン12があることで圧縮成形したボンド磁石の強度を高めるが、非磁性からなるピン12の占有率が高くなることでボンド磁石の特性が下がってしまう恐れがある。
FIG. 4A shows the configuration of the compression molding apparatus, and the compression molding apparatus includes a
一方、下パンチ23の成形面には、所定深さの2つの下パンチ凹部23aが形成されており、下パンチ凹部23aには、後述するようにピン12の端部が収容される。なお、下パンチ凹部23aの底部が、下パンチ23とは独立して上昇、下降できるようになっている。
On the other hand, two lower punch recesses 23a having a predetermined depth are formed on the molding surface of the
図4Bに示す如く、2本のピン12夫々の一端部を下パンチ23の下パンチ凹部23aに収容して、圧縮成形装置の下パンチ23の成形面に2本のピン12を配置する。この際、上パンチ穴22aにピン12が挿通され得るように、ピン12の位置調整を行う。図4Cに示す如く、下パンチ23を下降させて、ダイス21と下パンチ23との間にキャビティ24を形成する。
As shown in FIG. 4B, one end of each of the two
次いで、図5Aに示す如く、形成したキャビティ24に、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混練物である作製しておいたボンド磁石用磁粉25を充填する。充填方法は特に制限されないが、均一に充填するため、下面に開口部を有し上部ないしは後部の供給管接続開口部に原料粉末供給管が接続された前後動するフィーダ本体に原料粉末が供給され、前記フィーダ本体がダイ上に前進して該ダイ内に形成された開口穴に前記原料粉末を充填した後、後退する粉末成形装置におけるフィーダであるすり切りフィーダ(例えば、特開平9−327798号公報、特開平10−118794号公報、特開2010−240697号公報など)を用いることが好ましい。充填後、図5Bに示す如く、ピン12のみを適長上昇させる。図5C及びDに示す如く、上パンチ22を下降させて、上パンチ穴22aにピン12を挿通させた状態で、所定密度までボンド磁石用磁粉25を圧縮する。なお、上パンチ22を下降させてボンド磁石用磁粉25を圧縮することとしたが、下パンチ23を上昇させてボンド磁石用磁粉25を圧縮してもよく、または、上パンチ22の下降及び下パンチ23の上昇を同時に行ってボンド磁石用磁粉25を圧縮してもよい。
Next, as shown in FIG. 5A, the formed
次いで、上パンチ22及び下パンチ23を、ピン12が一体化したピン貫通型ボンド磁石1を保持した状態で、上昇させる。ピン貫通型ボンド磁石1をダイス21表面に出し、上パンチ22をさらに上昇させてから、製造されたピン貫通型ボンド磁石1を取り出す。取り出したピン貫通型ボンド磁石1は、熱処理を行う。熱処理温度は、好ましくは150℃から400℃の範囲内であり、また、熱処理の時間は、好ましくは1分から4時間である。
Next, the
次に、射出成形法にてピン貫通型ボンド磁石1を製造する例について説明する。
Next, the example which manufactures the pin penetration type bonded
まず、ボンド磁石用磁粉を作製する。所定の組成を有するR−T−B系合金を溶融させた後に、超急冷法(ジェットキャスティングまたはストリップキャスティングなど)によってR−T−B系合金を薄帯化する。そして、薄帯化したR−T−B系合金を、所定の粒径(好ましくは、100μm程度)になるように、粉砕機により粉末化する。磁気特性を確定するための熱処理を行って、R−T−B系合金から構成された磁性粉末を得る。得られた磁性粉末とバインダーとしての熱可塑性樹脂(例えば、ポリアミド樹脂)とを混練機を用いて混合することによってボンド磁石用ペレットを作製する。 First, the magnetic powder for bond magnets is produced. After melting the RTB-based alloy having a predetermined composition, the RTB-based alloy is thinned by a rapid quenching method (such as jet casting or strip casting). Then, the thin R-T-B type alloy is pulverized by a pulverizer so as to have a predetermined particle size (preferably about 100 μm). A heat treatment for determining the magnetic properties is performed to obtain a magnetic powder composed of an RTB-based alloy. The obtained magnetic powder and a thermoplastic resin (for example, polyamide resin) as a binder are mixed using a kneader to produce a bond magnet pellet.
ピン12を準備する。ステンレスなどの非磁性の線材を所定寸法に裁断して2本のピン12を得る。各ピン12の中央部には、研磨、酸処理などにより、窪み12cを形成しておく。
Prepare the
射出成形にあって使用する射出成形装置を準備する。図6は、射出成形法によるピン貫通型ボンド磁石の製造方法を示す図である。射出成形装置は、作製された一対の割り金型31,31とゲート32とを備える。
An injection molding apparatus is prepared for use in injection molding. FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing a pin-through bond magnet by an injection molding method. The injection molding apparatus includes a pair of produced split
一方の割り金型31を開いて2本のピン12を設置した後、割り金型31を閉じるとキャビティ33が形成される。作製しておいたボンド磁石用ペレットを熱で溶融し、溶融した原料をゲート32を介してキャビティ33に流し込む。原料をキャビティ33へ流し終えた後、原料が冷えて固化するまで待つ。また、成形体のヒケなどを防止するために、必要に応じて割り金型31を加熱または冷却する。ゲート32を切断してから両方の割り金型31を開き、ピン12が一体化したピン貫通型ボンド磁石1を取り出す。
A
以下、ピン貫通型ボンド磁石1を利用した磁石構造体について説明する。図7及び図8は、本発明に係る磁石構造体の一例を示す斜視図及び分解図である。
Hereinafter, a magnet structure using the pin-through
この磁石構造体2は、上述したようなセグメント形状の8個のピン貫通型ボンド磁石1が、円形に連ねて配置されており、各ピン12の一方の端部12aが、円環状のヨーク材41の対応する孔42に嵌合され、各ピン12の他方の端部12bが、有底円筒状の容器43の対応する孔44に嵌合された構成を有している。
In this
また、図9及び図10は、本発明に係る磁石構造体の他の例を示す斜視図及び分解図である。この磁石構造体3は、上述したようなセグメント形状の8個のピン貫通型ボンド磁石1が、円形に連ねて配置されており、各ピン12の一方の端部12aが、上側の円環状のヨーク材45の対応する孔46に嵌合され、各ピン12の他方の端部12bが、下側の円環状のヨーク材47の対応する孔48に嵌合された構成を有している。この例では、複数のピン貫通型ボンド磁石1による円環配列を一段だけ設けることとしたが、ヨーク材を介して複数段にわたって円環配列を設けるようにしてもよい。
9 and 10 are a perspective view and an exploded view showing another example of the magnet structure according to the present invention. In this
また、図11及び図12は、本発明に係る磁石構造体のさらに他の例を示す斜視図及び分解図である。この磁石構造体4は、図9及び図10の例とは孔の数は異なるが、8本のピン12を有する1個のリング形状のピン貫通型ボンド磁石1における各ピン12の一方の端部12aが、円環状のヨーク材41の対応する孔42に嵌合され、各ピン12の他方の端部12bが、有底円筒状の容器43の対応する孔44に嵌合された構成を有している。このようなリング形状のピン貫通型ボンド磁石1は、リング形状にあらかじめ一体成形されており、磁石内径が10mmから100mmのボンド磁石を使用する比較的小型のモータ用に適している。さらに、磁石が厚い場合、磁石の減磁、磁束量を考慮して、ピン12は磁性ピン(例えば、鉄ピン)を用いてもよい。
11 and 12 are a perspective view and an exploded view showing still another example of the magnet structure according to the present invention. Although this
なお、図示は省略するが、図9及び図10の例に類似して、孔の数は異なるが、8本のピン12を有する1個のリング形状のピン貫通型ボンド磁石1における各ピン12の一方の端部12aを上側の円環状のヨーク材45の対応する孔46に嵌合させ、各ピン12の他方の端部12bを下側の円環状のヨーク材47の対応する孔48に嵌合させて、磁石構造体を構成してもよい。
Although illustration is omitted, each
このような磁石構造体2,3または4にあっては、複数または単数のピン貫通型ボンド磁石1で囲まれた内部空間内に電機子が配設されて、磁石モータが構成される。なお、これとは逆に、複数または単数のピン貫通型ボンド磁石1の円環配列の外側に電機子を設けるようにしてもよい。
In such a
なお、上述した実施の形態では、1個のセグメント形状のピン貫通型ボンド磁石1が2本のピン12を有し、1個のリング形状のピン貫通型ボンド磁石1が8本のピン12を有する構成について説明したが、1個のセグメント形状のピン貫通型ボンド磁石1に備えられるピン12の本数は3本以上であってもよく、1個のリング形状のピン貫通型ボンド磁石1に備えられるピン12の本数は8本以外であってもよい。
In the embodiment described above, one segment-shaped pin through-
また、上述した実施の形態では、セグメント形状として、ボンド磁石本体11が弓形状をなす構成について説明したが、ボンド磁石本体はかまぼこ状をなしていてもよい。また、前述したように、ボンド磁石本体11はリング形状であってもよい。軽薄短小な形状(セグメント形状またはリング形状)をなすすべてのボンド磁石に、本発明は適用可能である。
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the structure in which the bond magnet
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。 The disclosed embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 ピン貫通型ボンド磁石
2,3,4 磁石構造体
11 ボンド磁石本体
12 ピン
12a 一方の端部
12b 他方の端部
12c 窪み
21 ダイス
22 上パンチ
22a 上パンチ穴
23 下パンチ
23a 下パンチ凹部
24 キャビティ
25 ボンド磁石用磁粉
41,45,47 ヨーク材
42,46,48 孔
DESCRIPTION OF
Claims (6)
両端部が前記ボンド磁石本体から突出した態様にて前記ボンド磁石本体を一体的に貫通している複数のピンと
を備えることを特徴とするピン貫通型ボンド磁石。 A segment-shaped or ring-shaped bonded magnet body;
A pin penetration type bond magnet comprising: a plurality of pins integrally penetrating the bond magnet body in such a manner that both end portions protrude from the bond magnet body.
前記単数または複数のピン貫通型ボンド磁石夫々のピンの一端部が嵌合される複数の孔を有するヨーク体と
を備えることを特徴とする磁石構造体。 One or more pin-penetrating bond magnets according to any one of claims 1 to 4,
A magnet structure comprising: a yoke body having a plurality of holes into which one end of each of the one or a plurality of pin through-type bonded magnets is fitted.
前記上パンチにはピンを挿通させる上パンチ穴が設けられ、前記下パンチにはピンの一端部を収容する下パンチ凹部が設けられており、
磁性粉末と熱硬化性樹脂との混錬物を作製する工程と、
前記下パンチ凹部にピンを配置する工程と、
前記下パンチを下降させて、前記ダイスと前記下パンチとの間にキャビティを形成する工程と、
形成した前記キャビティ内に、作製しておいた前記混錬物を充填する工程と、
前記ピンを上昇させて前記ピンの一部を前記上パンチ穴に挿通させる工程と、
前記上パンチを下降させて及び/または前記下パンチを上昇させて、前記キャビティ内に充填された前記混錬物を圧縮する工程と
を有することを特徴とするピン貫通型ボンド磁石の製造方法。 Using a compression molding machine with an upper punch, a lower punch, and a die, manufactures a pin-through type bond magnet in which both ends protrude from a segment-shaped or ring-shaped bonded magnet body and a plurality of pins penetrates integrally. A method of manufacturing a pin-through bond magnet
The upper punch is provided with an upper punch hole through which a pin is inserted, and the lower punch is provided with a lower punch recess for receiving one end of the pin,
Producing a kneaded product of magnetic powder and thermosetting resin;
Placing a pin in the lower punch recess,
Lowering the lower punch to form a cavity between the die and the lower punch;
Filling the prepared kneaded material into the formed cavity;
Raising the pin and passing a part of the pin through the upper punch hole;
And lowering the upper punch and / or raising the lower punch to compress the kneaded material filled in the cavity.
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