JP2024043206A - Bonded magnet with case - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケース付きボンド磁石に関し、特に、非接触で角度を検出するセンサに使用されるケース付きボンド磁石に関する。 The present invention relates to a cased bonded magnet, and in particular to a cased bonded magnet used in a sensor that detects angles without contact.
希土類合金などの磁石粉末を樹脂バインダで結合して成形したボンド磁石は、樹脂バインダを含む分、バインダレスの焼結磁石より磁気特性は劣るものの、任意の形状に加工が容易であり、その寸法精度にも優れることから、種々の用途に使用されている。なお、樹脂バインダとしては、一般的に、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、PPS樹脂から選択される場合が多い。 Bonded magnets, which are formed by bonding magnet powder such as rare earth alloys with a resin binder, have inferior magnetic properties than binder-less sintered magnets due to the resin binder, but they can be easily processed into any shape and their dimensions are Due to its excellent accuracy, it is used for various purposes. Note that the resin binder is generally selected from epoxy resin, polyamide resin, phenol resin, and PPS resin in many cases.
例えば、非接触で角度を検出するセンサ用途として、自動車分野では、HEV車やEV車のエンジン、インバータ、バッテリーなどの冷却を効率よく行うための冷却水や気体の流路切り換えバルブ、その他、オイルポンプ、燃料ポンプなどのバルブや弁体の開閉度を検知するセンサ磁石として利用され、産業機械分野では、たとえばロボットの関節部やモータ、ギヤなどの角度や回転数検出用のセンサ磁石(センサーマグネット)などに利用されている。 For example, in the automotive field, sensor applications that detect angles without contact include cooling water and gas flow path switching valves to efficiently cool engines, inverters, batteries, etc. of HEVs and EVs, and other oil and gas flow path switching valves. It is used as a sensor magnet to detect the opening/closing degree of valves and valve bodies in pumps, fuel pumps, etc.In the industrial machinery field, sensor magnets are used to detect the angle and rotation speed of robot joints, motors, gears, etc. ), etc.
希土類磁石粉末をボンド磁石に用いる場合、特に圧縮ボンド磁石は多孔体のため表面積が大きく、また錆びやすい鉄や希土類を含むことから、錆や酸化腐食による磁気特性の劣化のおそれがある。特に、高温高湿環境や、水などの流体と接触する腐食性環境下では顕著となる。このため、磁石表面に、例えば、電着塗装、静電塗装、スプレー塗装などによる樹脂塗膜や、ニッケルメッキなどのメッキ膜を形成することで、上記問題に対処している。 When rare earth magnet powder is used in a bonded magnet, there is a risk of deterioration of magnetic properties due to rust or oxidative corrosion, especially since compressed bonded magnets have a large surface area because they are porous, and contain iron and rare earths that are prone to rust. This is particularly noticeable in high-temperature, high-humidity environments and corrosive environments that come into contact with fluids such as water. Therefore, the above-mentioned problem is solved by forming, for example, a resin coating film by electrodeposition coating, electrostatic coating, spray coating, etc., or a plating film such as nickel plating on the magnet surface.
特許文献1には、希土類磁石の表面に浸漬法により防錆熱硬化性被膜を形成したボンド磁石の製造方法が提案されている。この製造方法では、浸漬、乾燥・硬化を2~6回繰り返して行い、磁石内空隙に樹脂を含浸させつつ磁石表面に0.005mm~0.05mmの防錆熱硬化性被膜を形成している。
また、近年は磁気特性の高性能化が望まれており、磁気特性向上のために磁粉配合量を増加し、樹脂バインダ量を少なくすることが多く、磁石自身の強度の確保が難しくなってきている。そのため、利用する際は磁石に直接ダメージを与えないように、一般に、金属製や樹脂製のケースに挿入して接着固定したり、インサート成形したりすることで磁石を保護して使用される場合が多い。 In addition, in recent years, there has been a desire for higher performance magnetic properties, and in order to improve magnetic properties, the amount of magnetic powder blended is often increased and the amount of resin binder is reduced, making it difficult to ensure the strength of the magnet itself. There is. Therefore, in order to prevent direct damage to the magnet when using it, the magnet is generally protected by inserting it into a metal or resin case and fixing it with adhesive, or by insert molding. There are many.
特許文献2には、希土類ボンド磁石の圧粉体をケースに挿入し、その挿入開口部を熱硬化性樹脂で封止した後、ボンド磁石の樹脂バインダと封止用の熱硬化性樹脂を硬化させることで、ケースと磁石の固定を行いつつ、磁石表面を熱硬化性樹脂で保護する方法が提案されている。
特許文献1に示す方法では、希土類ボンド磁石の成形後に防錆被膜を形成する処理を追加で行う必要があり、その処理に工数が掛かってしまう。また、特許文献1に示す方法以外にも電着塗装、静電塗装、スプレー塗装などがあるがいずれも追加工数が掛かることは変わらない。
In the method shown in
特許文献2に示す方法では、そのような磁石の防錆工程をケースとの固定工程と同時に行うことで、工数削減を達成している。しかしながら、希土類ボンド磁石と封止用の熱硬化性樹脂との濡れ性が悪かったり、樹脂の粘度が高かったりした場合は、硬化処理後に該磁石表面が一部露出したりする。しかも、封止用の熱硬化性樹脂がケースと接触しないまま硬化され、磁石とケースとの固定が不十分となったり防錆性が不足する懸念があった。
The method shown in
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、ボンド磁石の防錆性の確保とボンド磁石とケースの接着が担保されるケース付きボンド磁石を提供するものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a bonded magnet with a case that ensures the rust prevention of the bonded magnet and the adhesion between the bonded magnet and the case.
本発明のケース付きボンド磁石は、希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂とを含むボンド磁石と、前記ボンド磁石を挿入するケースと、封止材とを備えてなるケース付きボンド磁石であって、前記ケースの前記ボンド磁石の挿入開口部に前記封止材が固定され、前記ボンド磁石が該封止材と前記ケースとで密封されており、前記封止材がシロキサン結合を持つ化合物からなるものである。 The bonded magnet with a case of the present invention is a bonded magnet with a case comprising a bonded magnet containing rare earth magnet powder and a thermosetting resin, a case into which the bonded magnet is inserted, and a sealing material, the bonded magnet with a case comprising: The sealing material is fixed to the insertion opening of the bonded magnet of the case, the bonded magnet is sealed with the sealing material and the case, and the sealing material is made of a compound having a siloxane bond. be.
本発明のケース付きボンド磁石によれば、挿入開口部に封止材が固定され、しかも、ボンド磁石が封止材とケースとで密封されることで、封止材を、ボンド磁石の表面、及びボンド磁石とケースの隙間に充填することができる。 According to the bonded magnet with a case of the present invention, the sealing material is fixed to the insertion opening, and the bonded magnet is sealed with the sealing material and the case, so that the sealing material is attached to the surface of the bonded magnet. And it can be filled into the gap between the bonded magnet and the case.
ところで、封止材としては、ボンド磁石とケースの両方に対して濡れ性のよい材料を選ぶのが好ましい。濡れ性とは、固体表面に対する液体の親和性(付着しやすさ)を表すものである。このため、封止材としては、分子内にシロキサン結合をもつ、或いは加水分解反応でシロキサン結合を形成するものが挙げられる。特に粘度が低いアルコキシシラン化合物からなる無機系封止材、シランカップリング剤またはこれに類する化合物は、ボンド磁石とケースの隙間に入り込みやすいので好ましい。ここで、シロキサンとは、ケイ素と酸素を骨格とする化合物で、Si-O-Si結合(シロキサン結合)を持つものの総称である。シロキサンは、Si-O-Si結合を有する官能基である。この官能基は有機ケイ素化合物に存在し、シロキサン化合物は、直鎖化合物または分岐化合物のいずれかであり得る。 By the way, it is preferable to select a material that has good wettability to both the bonded magnet and the case as the sealing material. Wettability indicates the affinity (ease of adhesion) of a liquid to a solid surface. For this reason, sealing materials that have siloxane bonds in their molecules or that form siloxane bonds through hydrolysis reactions can be used. In particular, inorganic sealing materials made of alkoxysilane compounds with low viscosity, silane coupling agents, or similar compounds are preferable because they easily penetrate into the gap between the bonded magnet and the case. Here, siloxane is a general term for compounds with a skeleton of silicon and oxygen and that have Si-O-Si bonds (siloxane bonds). Siloxane is a functional group that has a Si-O-Si bond. This functional group exists in organosilicon compounds, and siloxane compounds can be either linear or branched compounds.
ところで、シラノール基は、金属や無機化合物に化学結合可能であり、シラノール基は、加熱により、同じシラノール基と脱水縮合反応し、シロキサン結合を形成し硬化する。これらの特徴を満たす材料の代表例として、各種シランカップリング剤、各種シリコーンオリゴマー、各種シリコーンオイル、各種シリコーン樹脂などがある。さらに、アルコキシシラン化合物またはその部分加水分解縮合物を含む無機系封止材が最も好ましい。封止材には粘度調整のための無機添加材、硬化速度の調整のための硬化触媒が含まれても良い。シランカップリング剤であれば、アルコキシシリル基がエトキシ基で、エポキシ基を持つシランカップリング剤が最も好ましい。アルコキシシリル基はメトキシ基も選択できるが、加水分解でメタノールを生成する。エトキシ基はエタノールを生成し、メタノールよりも環境影響が小さい。また、エポキシ基はボンド磁石のエポキシ樹脂やフェノール樹脂との反応性が良く最も好ましい。 Incidentally, a silanol group can be chemically bonded to a metal or an inorganic compound, and when heated, a silanol group undergoes a dehydration condensation reaction with the same silanol group to form a siloxane bond and harden. Typical examples of materials that meet these characteristics include various silane coupling agents, various silicone oligomers, various silicone oils, and various silicone resins. Furthermore, an inorganic encapsulant containing an alkoxysilane compound or a partially hydrolyzed condensate thereof is most preferred. The sealant may contain an inorganic additive for adjusting viscosity and a curing catalyst for adjusting curing speed. If it is a silane coupling agent, a silane coupling agent in which the alkoxysilyl group is an ethoxy group and has an epoxy group is most preferable. A methoxy group can also be selected as the alkoxysilyl group, but it produces methanol upon hydrolysis. Ethoxy groups produce ethanol, which has a lower environmental impact than methanol. Furthermore, epoxy groups are most preferable because of their good reactivity with the epoxy resin and phenol resin of the bonded magnet.
封止材に第二級アミン、スルフィド結合、エーテル結合、オキサゾリドン環から選ばれる1種又は複数種の構造が含まれるものを用いることができる。 The sealing material may contain one or more structures selected from secondary amines, sulfide bonds, ether bonds, and oxazolidone rings.
前記ボンド磁石のバインダ樹脂がエポキシ樹脂であり、前記ケースが非磁性の金属材料からなるものであってもよい。 The binder resin of the bonded magnet may be an epoxy resin, and the case may be made of a non-magnetic metal material.
ケース付きボンド磁石は、希土類磁石粉末と樹脂バインダとを含むボンド磁石と、該ボンド磁石を挿入するケースと、封止材とを備えてなるケース付きボンド磁石であって、硬化前における、前記ボンド磁石との接触角が50°未満の封止材を用いるものである。ここで、接触角とは、液が接触した固体面と液の端点とのなす角度である。このため、このような封止材を滴下等するだけで、ボンド磁石表面全体をこの封止材にて覆うことができ、さらには、ケースとボンド磁石との間(隙間)に封止材が流れる(浸入する)。 A bonded magnet with a case is a bonded magnet with a case that includes a bonded magnet containing rare earth magnet powder and a resin binder, a case into which the bonded magnet is inserted, and a sealing material, and the bonded magnet before hardening. A sealant having a contact angle with the magnet of less than 50° is used. Here, the contact angle is the angle formed between the solid surface with which the liquid is in contact and the end point of the liquid. Therefore, by simply dropping such a sealant, the entire surface of the bonded magnet can be covered with the sealant, and furthermore, the sealant can be placed between the case and the bonded magnet (gap). flow (infiltrate)
前記封止材として、アルコキシシラン化合物またはその部分加水分解縮合物、無機添加材、硬化触媒が含まれる無機系封止材、または加水分解性のアルコキシシリル基と、アミノ基、グリシジル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基から選ばれる1種又は複数種の官能基を持つシランカップリング剤を使用することができる。 As the sealant, an inorganic sealant containing an alkoxysilane compound or a partially hydrolyzed condensate thereof, an inorganic additive, a curing catalyst, or a hydrolyzable alkoxysilyl group, an amino group, a glycidyl group, or an epoxy group. A silane coupling agent having one or more functional groups selected from , mercapto group, and isocyanate group can be used.
アルコキシシラン化合物またはシランカップリング剤は加水分解反応や縮合反応の反応メカニズムを持っており、無機物の酸化表面あるいは水酸基とも類似のメカニズムで反応する。水分によってアルコキシ基が加水分解してシラノール基が生成した後、無機物表面にある水酸基との水素結合を介して基材表面に移行し、さらに脱水縮合反応を経て無機物表面と強固な共有結合を生成する。この反応と並行してシラノール基同士が縮合し、シロキサンオリゴマーを生成する。これらの反応は、熱や触媒の存在によって加速させることができ、また、加熱、乾燥などにより副生する水、アルコールなどを系外に除くことで進行を速めることができる。以上のことから、最適な処理条件は無機物の種類や処理環境によって変わることがわかる。一般的に、表面の極性が高い無機物はシランカップリング剤分子の表面への移行に有利であり、表面に集まったシランカップリング剤分子の加水分解速度は表面のpHや吸着水の量に影響される。また、シランカップリング剤分子の有機官能基は粉体粒子などの外側に配向するため、シランカップリング剤溶液の親水性-疎水性のバランスを考慮して、最適な溶媒と配合比などを選定する必要がある。 Alkoxysilane compounds or silane coupling agents have reaction mechanisms such as hydrolysis reactions and condensation reactions, and also react with oxidized surfaces or hydroxyl groups of inorganic materials using a similar mechanism. After the alkoxy group is hydrolyzed by moisture to generate a silanol group, it migrates to the substrate surface via hydrogen bonds with the hydroxyl group on the surface of the inorganic material, and then undergoes a dehydration condensation reaction to form a strong covalent bond with the surface of the inorganic material. do. In parallel with this reaction, silanol groups condense with each other to produce siloxane oligomers. These reactions can be accelerated by the presence of heat or a catalyst, and can be accelerated by removing by-product water, alcohol, etc. from the system by heating, drying, etc. From the above, it can be seen that the optimal processing conditions vary depending on the type of inorganic material and the processing environment. In general, inorganic substances with highly polar surfaces are advantageous for the migration of silane coupling agent molecules to the surface, and the rate of hydrolysis of silane coupling agent molecules gathered on the surface affects the surface pH and the amount of adsorbed water. be done. In addition, since the organic functional groups of the silane coupling agent molecules are oriented to the outside of the powder particles, etc., the optimal solvent and blending ratio are selected by considering the balance between hydrophilicity and hydrophobicity of the silane coupling agent solution. There is a need to.
これらのアルコキシシラン化合物が含まれる無機系封止材またはシランカップリング剤を使用することによって、ボンド磁石とケースの両方に有効な濡れ性を発揮することができる。 By using inorganic sealing materials or silane coupling agents that contain these alkoxysilane compounds, it is possible to achieve effective wettability for both the bonded magnet and the case.
本発明に係るケース付きボンド磁石では、封止材を、ボンド磁石の表面、及びボンド磁石とケースの隙間に充填することができる。このため、ボンド磁石の防錆性の確保とボンド磁石とケースの接着が担保される。 In the bonded magnet with a case according to the present invention, the surface of the bonded magnet and the gap between the bonded magnet and the case can be filled with a sealing material. This ensures the rust prevention of the bonded magnet and the adhesion between the bonded magnet and the case.
本発明に係るケース付きボンド磁石では、硬化前における、前記ボンド磁石との接触角が50°未満の封止材を用いるものである。このため、たとえば、この封止材を滴下することで、ボンド磁石表面全体を覆うことができ、防錆機能を有効に付加できる。また、ケースとボンド磁石との間(隙間)に封止材が流れることにより、ケースとの接着がなされ、ケース付きボンド磁石を得ることができる。 The bonded magnet with a case according to the present invention uses a sealing material that has a contact angle with the bonded magnet of less than 50° before hardening. Therefore, for example, by dropping this sealing material, the entire surface of the bonded magnet can be covered, and a rust prevention function can be effectively added. In addition, the sealing material flows between the case and the bonded magnet (gap), so that the bonded magnet is bonded to the case, and a bonded magnet with a case can be obtained.
以下本発明の実施の形態を図1~図8に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 8.
図1は、本発明に係る第1のケース付きボンド磁石のケース付きボンド磁石を示し、図2は、本発明に係る第2のケース付きボンド磁石のケース付きボンド磁石を示している。本発明に係るケース付きボンド磁石は、希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂のボンド磁石1と、前記ボンド磁石1を挿入するケース2と、封止材3とを備えてなる。すなわち、ケース2は、ボンド磁石1を挿入するための挿入開口部2aを有し、この挿入開口部2aに封止材が固定され、ボンド磁石1が封止材3とケース2とで封止されている。
FIG. 1 shows a first cased bonded magnet according to the present invention, and FIG. 2 shows a second cased bonded magnet according to the present invention. A bonded magnet with a case according to the present invention includes a bonded
希土類ボンド磁石は磁粉と樹脂バインダから構成される。磁粉は希土類系であればよく、例えばNd-Fe-B系、Sm-Fe-N系、Sm-Co系などが使用できる。樹脂バインダはエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬性樹脂が選択される。ケースとして、磁気特性に悪影響を与えないため、非磁性材とするのが好ましい。このため、希土類ボンド磁石と金属製のケースの組み合わせ、希土類ボンド磁石と樹脂製のケースの組み合わせがある。 Rare earth bonded magnets are composed of magnetic powder and a resin binder. The magnetic powder can be any rare earth type, such as Nd-Fe-B, Sm-Fe-N, or Sm-Co. Thermosetting resins such as epoxy resin or phenol resin are selected as the resin binder. The case is preferably made of a non-magnetic material, as this does not adversely affect the magnetic properties. For this reason, there are combinations of rare earth bonded magnets with metal cases, and rare earth bonded magnets with resin cases.
封止材3は、希土類ボンド磁石とケースの両方に対して濡れ性のよい材料を採用する。このような材料として、アルコキシシリル基と、アミノ基、グリシジル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基から選ばれる1種又は複数種の官能基とを持つ化合物が挙げられる。例えば、化1、化2、化3、化4、化5で示される化合物である。
アルコキシシリル基は、加水分解して金属や無機化合物に化学結合可能なシラノール基を形成し、アミノ基、グリシジル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基等はボンド磁石に含まれる樹脂と化学結合する。アミノ基は第二級アミン、グリシジル基、エポキシ基はエーテル結合、メルカプト基はスルフィド結合、イソシアネート基はオキサゾリドン環を形成し硬化する。また、前記シラノール基は、加熱により、同じシラノール基と脱水縮合反応し、シロキサン結合を形成し硬化する。これらの特徴を満たす材料の代表例として、各種シランカップリング剤、各種シリコーンオリゴマー、各種シリコーンオイル、各種シリコーン樹脂など、分子内にシロキサン結合をもつ、或いは加水分解反応でシロキサン結合を形成するものが挙げられる。特に粘度が低いアルコキシシラン化合物からなる無機系封止材またはシランカップリング剤またはこれに類する化合物は、ボンド磁石とケースの隙間に入り込みやすいので好ましい。アルコキシシリル基はメトキシ基も選択できるが、加水分解でメタノールを生成する。エトキシ基はエタノールを生成し、メタノールよりも環境影響が小さい。また、エポキシ基はボンド磁石のエポキシ樹脂やフェノール樹脂との反応性が良く最も好ましい。 Alkoxysilyl groups are hydrolyzed to form silanol groups that can be chemically bonded to metals and inorganic compounds, while amino groups, glycidyl groups, epoxy groups, mercapto groups, isocyanate groups, etc. are chemically bonded to resins contained in bonded magnets. . The amino group forms a secondary amine, the glycidyl group, the epoxy group forms an ether bond, the mercapto group forms a sulfide bond, and the isocyanate group forms an oxazolidone ring and is cured. Moreover, the silanol group undergoes a dehydration condensation reaction with the same silanol group by heating to form a siloxane bond and harden. Typical examples of materials that meet these characteristics include materials that have siloxane bonds in their molecules or that form siloxane bonds through hydrolysis reactions, such as various silane coupling agents, various silicone oligomers, various silicone oils, and various silicone resins. Can be mentioned. In particular, an inorganic encapsulant or silane coupling agent made of an alkoxysilane compound having a low viscosity, or a compound similar thereto is preferred because it easily enters the gap between the bonded magnet and the case. A methoxy group can also be selected as the alkoxysilyl group, but it produces methanol upon hydrolysis. Ethoxy groups produce ethanol, which has a lower environmental impact than methanol. Furthermore, epoxy groups are most preferable because of their good reactivity with the epoxy resin and phenol resin of the bonded magnet.
また、このケース付きボンド磁石に使用する封止材3は、所定温度で処理することで、硬化する。この硬化前の封止材3の接触角度が50°未満のものが選択される。ところで、液体を図5に示すように個体表面に滴下すると、液体は自らが持つ表面張力で丸くなり、次の数1に示す式が成り立つ。ここで、γSは個体の表面張力であり、γLは液体の表面張力であり、γSLは個体と液体の界面張力である。
この式を「Youngの式」と言い、この液滴の接線と個体とのなす角度を接触角θという。図6(a)に示すように、接触角が大きい場合、ぬれにくく、図6(c)に示すように、接触角が小さい場合、濡れやすいことになる。 This equation is called "Young's equation", and the angle between the tangent of the droplet and the solid is called the contact angle θ. As shown in FIG. 6(a), when the contact angle is large, it is difficult to get wet, and as shown in FIG. 6(c), when the contact angle is small, it is easy to get wet.
接触角θの測定には、θ/2法がある。図7に示すように、液滴の半径rと高さhを求めることによって、接触角θを求めることができる。すなわち、数2に示す式が成り立ち、θ=2θ1であるので、数3の式が成り立つ。(微小液滴形状は円の一部と仮定でき、帰化の定理により、θ=2θ1が成り立つ)このように、θ/2法は、液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の、固体表面に対する角度を求め、これを2倍することで接触角θが求められる。
ケース2を形成する非磁性材としては、樹脂材、ゴム材、オーステナイト系などのステンレス非磁性材などが挙げられる。ステンレス非磁性材としては焼結部品と切削加工品とがあり、焼結部品は耐熱性、寸法精度、量産性、コスト面で有利であり、切削加工品は耐熱性、寸法精度、強度の面で有利である。ステンレス切削加工品などを用いる場合は、熱硬化性樹脂接着剤や樹脂の射出成形体からなる封止材との密着性を向上させるため、該封止材との接触表面に、ショット・サンドなどのブラスト処理、機械加工(表面荒し)、酸などの薬液処理を施してもよい。また、ゴム材や樹脂材を採用した場合、形状の設計自由度が高くなり、例えば、ケース側に樹脂硬化後に抜け止めとなる嵌合構造などを容易に形成できる。なお、ステンレス非磁性材などのケースは、一般には高価でかつ切削性に劣るので、ケース部分は、簡易な形状で、圧縮ボンド磁石を保持できる最小限サイズとし、これを一般の磁性材シャフトなどの先端に連結することが好ましい。
Examples of the nonmagnetic material forming the
次に、本発明に係るケース付きボンド磁石の製造方法を説明する。この場合、ケース2内にボンド磁石1を挿入した後、封止材3を塗布する方法(第1の製造方法)と、封止材3を塗布したボンド磁石1をケース2に挿入する方法(第2の製造方法)がある。図3に第1の製造方法を示し、図4に第2の製造方法を示している。
Next, we will explain the manufacturing method of the cased bonded magnet according to the present invention. In this case, there is a method (first manufacturing method) in which the bonded
図3に示す第1の製造方法は、図3(a)に示すように、ケース2にその挿入開口部2aから、封止材3が塗布されていない状態のボンド磁石1を挿入する。この状態では、ケース2の収納空所4の側面(周囲内壁4a)とボンド磁石1の側面(周囲外壁1a)との間に隙間Saが設けられ、ボンド磁石1の上面1bの高さよりも収納空所4の開口端(挿入開口部2aの開口端)4bよりも高く、ボンド磁石1の上面1bと、収納空所4の開口端4bとの間に隙間Sbが設けられる。この場合、隙間Saとしては、例えば、0.02mm~0.2mm程度とされ、隙間Sbとしては、例えば、0.1mm~0.5mm程度とされる。なお、例えば、ケース2は有底円筒形状とされ、収納空所4としても、円形孔であり、ボンド磁石1が円柱形状とされる。
In the first manufacturing method shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3(a), the bonded
この状態で、ボンド磁石1の上面1bに封止材3を滴下する。この場合、封止材3として、硬化前の接触角θが50°未満であり、濡れやすいので、図3(b)(c)に示すように、ボンド磁石表面に自然に広がって、隙間Sa、Sbに封止材が浸入することになる。その後は、所定の温度(例えば、80℃)で処理することで、封止材3を硬化させる。これによって、ケース付きボンド磁石を形成することができる。
In this state, the sealing material 3 is dropped onto the
また、図4に示す第2の製造方法は、まず、図4(a)に示すように、ケース2の収納空所4の底面4cに封止材3(硬化前の接触角θが50°未満の封止材)を滴下する。次に、図4(b)に示すように、ケース2にその挿入開口部2aから、封止材3が塗布されていない状態のボンド磁石1を挿入する。これによって、図4(c)に示すように、封止材3が隙間Sa、Sbに封止材3が浸入することになる。その後は、所定の温度(例えば、 80℃)で処理することで、封止材3を硬化させる。これによって、ケース付きボンド磁石を形成することができる。この場合も、ケース2は有底円筒形状とされ、収納空所4としても、円形孔であり、ボンド磁石1が円柱形状とされる。
In the second manufacturing method shown in FIG. 4, first, as shown in FIG. 4(a), a sealant 3 (with a contact angle θ of 50 Drop the sealant). Next, as shown in FIG. 4(b), the bonded
このように、いずれの製造方法であっても、ボンド磁石1の廻りに、封止材3にて防錆被膜が形成されることになる。ところで、封止材3は所定の温度(例えば、80℃)で処理することで硬化させるものであるが、この場合、その雰囲気は大気中などの酸化性雰囲気でも、窒素やアルゴン中などの不活性雰囲気、さらには真空中でも構わない。
In this way, regardless of the manufacturing method, an anti-rust coating is formed around the bonded
また、前記製造方法により防錆機能が不足する場合はさらに追加で防錆被膜を形成して複数の層としても良い。例えば、前記方法で形成した防錆被膜に、追加で封止材3を塗布して厚膜とする方法がある。封止材3の種類は前記のアルコキシシラン化合物からなる無機系封止材、各種シランカップリング剤、各種シリコーンオリゴマー、各種シリコーンオイル、各種シリコーン樹脂などが使用できる他、前記のものと相性の良い熱硬化性樹脂も選択できる。 In addition, if the rust prevention function is insufficient due to the above manufacturing method, a rust prevention coating may be additionally formed to form a plurality of layers. For example, there is a method in which a sealing material 3 is additionally applied to the anticorrosive coating formed by the above method to form a thick film. As for the type of sealing material 3, the above-mentioned inorganic sealing materials made of alkoxysilane compounds, various silane coupling agents, various silicone oligomers, various silicone oils, various silicone resins, etc. can be used, as well as those having good compatibility with the above-mentioned ones. Thermosetting resins can also be selected.
本発明のケース付きボンド磁石によれば、挿入開口部2aに封止材3が固定され、しかも、ボンド磁石1が封止材3とケース2とで密封されることで、封止材3を、ボンド磁石1の表面、及びボンド磁石1とケース2の隙間Sa、Sbに充填することができる。このため、ボンド磁石1の防錆性の確保とボンド磁石1とケース2の接着が担保される。
According to the bonded magnet with a case of the present invention, the sealing material 3 is fixed to the
本発明のケース付きボンド磁石の製造方法によれば、硬化前における、ボンド磁石1との接触角θが50°未満の封止材を用いるので、このため、たとえば、この封止材3を滴下することで、ボンド磁石1表面全体を覆うことができ、防錆機能を有効に付加できる。また、ケース2とボンド磁石1との間(隙間)に封止材3が流れることにより、ケースとの接着がなされ、ケース付きボンド磁石を得ることができる。
According to the method for manufacturing a bonded magnet with a case of the present invention, a sealant having a contact angle θ with the bonded
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、本ケース付きボンド磁石は、車載メーター、エアコン、カラーコピー機のトナー転写で用いられるマグネットロールなどスピンドルモーターに限らず車載用、家電用、事務機器用などに用いることができる。封止材3の接触角θを求める方法として、θ/2法に限らず、接線法やカーブフィッティング法等の他の方法で求めるものであってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways. It can be used not only for spindle motors, such as magnetic rolls used in transfer, but also for vehicles, home appliances, office equipment, etc. The method for determining the contact angle θ of the sealing material 3 is not limited to the θ/2 method, but may be determined by other methods such as the tangent method or the curve fitting method.
〈濡れ性の評価〉
封止材3とボンド磁石1の濡れ性を次に示す試験で評価した。ボンド磁石1はNd-Fe-B系の磁粉とビスフェノールA型エポキシ樹脂のコンパウンドから圧縮成形し、所定の熱処理条件でエポキシ樹脂を硬化させ作製した。その後、従来のような防錆処理は行わず、ボンド磁石表面に封止材3を10mg~20mg滴下し、液滴の流動が止まった時点で液滴側面からデジタルカメラで写真を撮影した。その後、写真から液滴の半径rと頂点高さhの比を算出し、θ/2法により接触角θを求めた。表1に結果を示す。濡れ性評価の実施例1は濡れ性評価の比較例1、2に比べて接触角が小さく、濡れ性が良好である。この場合、実施例1の封止材3としては、アルコキシシラン化合物からなる無機系封止材(パーミエイトHS-200(株式会社ディ・アンド・ディ製))を用い、比較例1の封止材3としては、Aの液状エポキシ樹脂(TB2230B(株式会社スリーボンド製))を用い、比較例2の封止材3としては、Bの液状エポキシ樹脂(TB2225G(NEO)(株式会社スリーボンド製))を用いた。
The wettability of the sealing material 3 and the bonded
〈接着強度評価〉
まず、濡れ性の評価で記載の方法により作製したボンド磁石1と粉末冶金法により作製したSUS304のケース2を接着固定した。ボンド磁石1を円柱形状とし、防錆処理は行っていない。ケース2は一端に磁石1を挿入する開口部2aがある概円柱形状である。ボンド磁石1とケース2を用意した後は、ケース2の開口部2aにボンド磁石1を挿入し、その上面から封止材3を滴下して塗布した。その後、所定の熱処理条件で封止材3を硬化させ、ケース2と磁石1とを固定した。すなわち、第1の製造方法で、ケース付きボンド磁石を形成した。
<Adhesive strength evaluation>
First, a bonded
接着強度は次に示す試験で合否判定した。まず、ケース付きボンド磁石のケース2の開口部2aとは反対側の底面2bからケース2と磁石1の界面までドリル等の切削工具で穴2c(図8参照)を開けた。その後、図8に示すように、ケース付きボンド磁石1を磁石外径より広い内径を持つリング形状の土台5に載せ、前記の穴2cにシャフト6を挿入し、60g相当の荷重を加えた。磁石1がケース2から分離しなければ合格、ケース2と磁石1とが分離した場合を不合格とした。表2に結果を示す。
The adhesive strength was judged to pass or fail by the following test. First, a
接着強度評価の実施例1では封止材3がボンド磁石1とケース2との隙間Sa,Sbまで流れ込み、強度も問題ないレベルであった。接着強度評価の比較例1、2では封止材を滴下しただけでは液滴が広がらず、封止材3がケース2に接触せず硬化したため、磁石1とケース2との固定がされておらず、磁石1が落下した。この場合の実施例1の封止材3も、アルコキシシラン化合物からなる無機系封止材(パーミエイトHS-200(株式会社ディ・アンド・ディ製))を用い、比較例1の封止材3としては、Aの一液性エポキシ樹脂(TB2230B(株式会社スリーボンド製))を用い、比較例2の封止材3としては、Bの一液性エポキシ樹脂(TB2225G(NEO)(株式会社スリーボンド製))を用いた。
〈防錆機能評価〉
前記の接着可否評価で作製したケース付きボンド磁石を用いて、その防錆機能を耐食性試験により評価した。試験条件を次に示す。該ケース付きボンド磁石を恒温恒湿槽に投入し、85℃85%Rhに30分で昇温、加湿し、所定時間(1000時間)だけ保持する。その後、30分で降温、除湿し、取り出した。試験完了後は、ボンド磁石表面をマイクロスコープで確認し、錆の存在有無を判断した。表3に結果を示す。この場合、接着可否評価で作製したケース付きボンド磁石を用いるものであるので、実施例1の封止材3も、アルコキシシラン化合物からなる無機系封止材(パーミエイトHS-200(株式会社ディ・アンド・ディ製))を用い、比較例1の封止材3としては、Aの一液性エポキシ樹脂(TB2230B(株式会社スリーボンド製))を用い、比較例2の封止材3としては、Bの一液性エポキシ樹脂(TB2225G(NEO)(株式会社スリーボンド製))を用いた。
Using the bonded magnet with a case produced in the adhesion evaluation described above, its antirust function was evaluated by a corrosion resistance test. The test conditions are shown below. The cased bonded magnet is placed in a constant temperature and humidity bath, heated to 85° C. and 85% Rh in 30 minutes, humidified, and held for a predetermined time (1000 hours). Thereafter, the temperature was lowered and dehumidified for 30 minutes, and the container was taken out. After the test was completed, the surface of the bonded magnet was checked using a microscope to determine the presence or absence of rust. Table 3 shows the results. In this case, since a bonded magnet with a case prepared for adhesion evaluation is used, the encapsulant 3 of Example 1 was also an inorganic encapsulant made of an alkoxysilane compound (Permeate HS-200 (D. Co., Ltd.)). As the sealing material 3 of Comparative Example 1, one-component epoxy resin A (TB2230B (manufactured by Three Bond Co., Ltd.)) was used, and as the sealing material 3 of Comparative Example 2, One-component epoxy resin B (TB2225G (NEO) (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.)) was used.
防錆機能評価の実施例1は錆が確認されず防錆機能も問題ないことを確認した。防錆機能評価の比較例1及び比較例2では錆が確認された。防錆機能評価の比較例1、2では液滴が広がらなかったことで、ケースと磁石との隙間へ流れ込まず、磁石表面の一部が露出していたことによる。 In Example 1 of the rust prevention function evaluation, no rust was confirmed, and it was confirmed that the rust prevention function was satisfactory. Rust was confirmed in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 for rust prevention function evaluation. In Comparative Examples 1 and 2 for rust prevention function evaluation, the droplets did not spread and did not flow into the gap between the case and the magnet, leaving a part of the magnet surface exposed.
1 ボンド磁石
2 ケース
2a 挿入開口部
2a 開口部
3 封止材
θ 接触角
1
Claims (3)
Priority Applications (1)
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