JP2887295B2

JP2887295B2 - シート状希土類ボンド磁石

Info

Publication number: JP2887295B2
Application number: JP2174836A
Authority: JP
Inventors: 郁美成田; 恭彦土橋; 政幸石川
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH0462905A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、回転電機等の各種装置に用いられるシート
状希土類ボンド磁石に関する。

（従来の技術）従来から、比較的安価でしかも強力な永久磁石の開発
が種々行なわれている。例えば特開昭59−211549号公報
には、希土類−鉄−ホウ素系磁粉を接着剤で固化するこ
ととしたボンド磁石が提案されており、また特開昭61−
174364号公報には、ミッシュメタル−遷移金属−ホウ素
系磁粉をバインダーと混合してなるプラスチック磁石が
提案されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが従来の希土類−遷移金属−ホウ素系の磁石に
は、良好な磁気特性を維持しつつ可撓性を備えるものは
なく、特にシート状に形成した場合においても良好な可
撓性を有するものは皆無である。例えば上述した磁石
は、圧縮成形または射出成形等によって固化されてなる
ものであり、いずれも可撓性を有するものではない。

したがって従来においては、回転電機等の製品に磁石
を実際に組み込む場合に、磁石を効率的に装着すること
ができず、生産性低下の原因になっている。

一方特開昭60−164313号公報には、可撓性を有するシ
ート状磁石の製造方法が開示されてはいるが、このもの
はサマリウム−コバルト系の磁粉を用いたものであるた
め磁性粉が高価なので、出来上がった磁石は高くなって
価格の割には特性はあまり上がらない。したがってこれ
を回転電機等に使用しても、回転電機が高価になるとと
もに価格の割に特性が良くなく、使用範囲は極めて限定
されている。

そこで本発明は、比較的安価で良好な磁気特性を維持
しつつ可撓性を備えるようにしたシート状希土類ボンド
磁石を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本願発明は、希土類−遷移
金属−ホウ素系磁性粉末を、可撓性を有するバインダー
樹脂中に分散するとともに、可撓性を有するシート状に
圧延形成されたシート状希土類ボンド磁石であって、上
記バインダー樹脂は、ハロゲン含有のゴム成分と極性が
無いゴム成分と極性が強いゴム成分とが混合されたもの
であり、上記ハロゲン含有のゴム成分は、上記バインダ
ー樹脂の全体重量の15重量％以下に設定され、最大エネ
ルギー積が、3.0［MG Oe］以上かつ9.0［MG Oe］未満に
設定されていることを特徴とする。

このような構成を有する手段においては、希土類−遷
移金属−ホウ素系磁粉に基づき可撓性を有するシート状
ボンド磁石を得ているため、希土類−遷移金属−ホウ素
系磁粉による良好な磁気特性を得つつ、所定の形状に湾
曲させられながら種々の回転電機等の装置に対し好適に
用いられる。

また特に上記作用に加えて、ハロゲン含有のゴム成分
によりバインダー樹脂の混合性が向上されるとともに、
ハロゲン含有量が所定量に規定されていることから磁石
の錆を抑制するとともに、磁石からの腐食性ハロゲンガ
スの発生が抑えられるようになっている。

ここで本発明にかかるシート状希土類ボンド磁石は、
第１図に示されるような工程により製造される。

まず超急冷法により希土類−遷移金属−ホウ素系磁性
粉末を得る。超急冷法の一例としてはジェットキャステ
ィング法がある。

ジェットキャスティング法において、インゴッド状に
形成された希土類−遷移金属−ホウ素系磁性合金が受皿
内に収容され、不活性環境下で上記合金が高周波等によ
って溶融される。溶融状態となった磁性合金はノズル付
きの湯溜りに注入され、ノズルを通して回転ホイール上
に落下される。回転ホイールは水によって冷却されてお
り、ここで急速冷却が行なわれる。急冷された磁性合金
は、リボン状の磁粉に凝固されて下方に落下していき、
容器内に収集される。

ここで希土類−遷移金属−ホウ素系磁粉を構成する希
土類としては、ランタノイドのうち一種または二種以上
が設けられ、遷移金属としては、Fe,Co,Niのうち一種ま
たは二種以上が用いられる。具体的には、Nd−Fe−Ｂ、
Nd−Fe−Co−Ｂ、Ce−La−Fe−Co−Ｂ等が用いられる。

つぎに希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末に防錆剤
を混合し被膜を形成する（被膜形成工程）。防錆剤の被
膜を形成するにあたっては、酵素を不活性ガスによりガ
ス置換しながらボールミル等により約２時間程度行なわ
れる。

上記防錆剤としては、ソルビタンモノオレエートと鉱
物油または合成油の混合物等が用いられる。また上記不
活性ガスとしては、アルゴンガス（Ar）、窒素ガス
（N₂）、炭酸ガス（CO₂）などが用いられ、ガス置換後
の酸素濃度は、３％〜0.08％に設定される。

防錆剤の被膜が形成された磁粉は取り出されて計量さ
れた後、加圧式ニーダー等により可撓性を有するバイン
ダー樹脂と数分にわたって混練される（混練工程）。こ
の混練工程により、希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉
末は可撓性を有するバインダー樹脂中にほぼ均一に分散
される。

可撓性を有するバインダー樹脂としては、天然ゴム
（NR）、インプレンゴム（IR）、ブタジエンゴム（B
R）、スチレン−ブタジエンゴム（SBR）、ブチルゴム
（IIR）、エチレン−プロピレンゴム（EPR）、エチレン
−酢ビゴム（EVA）、ニトリルゴム（NBR）、アクリルゴ
ム（AR）、ウレタンゴム（UR）等が、一種または二種以
上にわたって用いられる。

本実施例におけるバインダー樹脂としては、いわゆる
３元ゴムが用いられており、極性がないゴム成分（例え
ばIIR）と、極性が強いゴム成分（例えばNBR）とが、ハ
ロゲンを含有するゴム成分（例えばCR）を介して良好に
混合されている。

極性の片寄りがないゴム成分は耐油性・耐候性に難点
があり、また極性の片寄りが強いゴム成分は非常に硬く
伸展油または可塑剤の添加を要する。そこでハロゲンを
含有するゴム成分を介して両ゴム成分を混合させること
とすれば、それぞれのゴム成分の難点を補い合うゴム成
分どうしが容易に混合され、耐油性・耐候性の改善が行
なわれるものである。

ハロゲンを含有するゴム成分としては、クロロプレン
ゴム（CR）、ハイパロン（CSM）、塩素化ポリエチレン
等の塩素を含有するものが一種または二種以上にわたっ
て用いられる。この場合、当該ハロゲン含有のゴム成分
は、バインダー樹脂全体重量に対して15重量％以下に設
定されることが好ましい。ハロゲンを含有するゴム成分
がバインダー樹脂全体重量の15重量％を越えて含まれる
場合には、塩素ガス（Cl₂）や塩酸ガス（HCl）が発生す
ることとなり、例えばモータの場合には整流子腐食や磁
石の錆およびコア錆の原因となるからである。

以上のような混練工程により得られた磁石素材は、加
圧式ニーダーから取り出されて所定の大きさに砕かれる
（粉砕工程）。さらにこの粉砕物にはロール等による圧
延が施され、シート状になされる（シート形成工程）。

その後、所定の熱処理が施され適宜の寸法に切断され
る。このとき磁性粉末に防錆処理を施すことによってシ
ート状ボンド磁石切断面も十分な防錆能力を持ってお
り、切断後にコーティング等の防錆処理を行なう必要が
ない。

このような工程によって、最大エネルギー積が9.0［M
GOe］未満のシート状希土類ボンド磁石が得られる。最
大エネルギー積が9.0［MGOe］以上では、バインダー量
に対して磁粉量が多くなり過ぎて可撓性が失われてしま
い、実用性に適さない。また種々の回転電機等に用いる
のに最適な最大エネルギー積は3.0［MGOe］以上であ
り、最大エネルギー積は3.0［MGOe］未満の場合には、
磁石の価格の割に回転電機の特性を上げることはできな
い。

（実施例）以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１磁粉としては、ゼネラルモーターズ社製MQPを湿式ボ
ールミルにより予め粉砕し粒度調整したものを用いた。
また上記磁粉は、超急冷法により形成したままでは粒度
2mm以下の磁粉であるため、これを粉砕して粒度78μｍ
以下としたものを用いた。防錆剤としては、花王社製レ
オドールSP−10を用いた。そしてボールミル容器の中
に、磁粉、防錆剤およびアルミナボールを入れ、容器内
の空気をN₂で置換した後、１時間混合して磁粉表面に防
錆剤の被膜を形成した。

つぎに以上の混合物とゴムバインダーとを、加圧式ニ
ーダーで７分間混練した後、粉砕機で粉砕し、ロール圧
延してシートを得た。

ついでシートを約170℃に加熱してゴムバインダーを
加硫した後、所定の寸法に切断して可撓性磁石を得た。

本実施例における配合を次表に示す。

上表中のIIR−NBR−CRは、IIR（ブチルゴム）100に対
して、NBR（ニトリルゴム）が60、CR（クロロプレンゴ
ム）が15に設定されたものである。

以上の条件により得られた可撓性磁石の磁気特性は、
Br＝5.5［KG］、iHc＝9.9［kOe］、bHc＝4.5［kOe］、
（BH）_max＝6.2［MGOe］であった。

また得られた磁石を60℃、90％RH雰囲気中に80時間放
置したところ、表面には発錆がみられなかった。さらに
ブラシ付きDCモータの駆動用磁石として用いたところ、
60℃、200時間の連続回転後も、ブラシ材質（Ag−Pd）
とコミュテータ材質（Ag−Cd）に腐食に発生はなかっ
た。

実施例２磁粉としては、MM₁₄（Fe_０・９Co_０・１）₇₉B₇となる
組成の合金を単ロール法によって超急冷リボンとし、湿
式ボールミルにより粉砕し粒度調整したものを用いた。
防錆剤としては、花王社製レオドールSP−10と米国テ
ネコケミカル社製アンデロール456との混合液とを用い
た。以下上述した実施例１と同様にしてシート状の可撓
性磁石を得た。

これにより得られた可撓性磁石の磁気特性は、Br＝4.
6［KG］、iHc＝7.0［kOe］、bHc＝3.1［kOe］、（BH）
_max＝4.0［MGOe］であった。

また得られた磁石を60℃、90％RH雰囲気中に80時間放
置したところ、表面に発錆はみられなかった。さらにブ
ラシ付きDCモータの駆動用磁石として用いたところ、60
℃、200時間の連続回転後も、ブラシ材質（Ag−Pd）と
コミュテータ材質（Ag−Cd）に腐食は発生しなかった。

このように本発明によるシート状希土類ボンド磁石
は、回転電機等に対して好適に取り付けられ使用される
ことが確認された。

なお永久磁石粉の代わりに、鉄粉、鉄合金等の高透磁
率を有する金属粉を用いることとすれば、可撓性を有す
る高透磁率材を形成することができる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によるシート状希土類ボンド
磁石は、希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末を、可撓
性を有するバインダー樹脂中に分散させ、可撓性を有す
るシート状に圧延形成することとしたから、良好な磁気
特性を維持しつつ可撓性を与えることができ、回転電機
等の製品に好適に使用することができる。

特にバインダー樹脂として、ハロゲン含有のゴム成分
と極性が無いゴム成分と極性が強いゴム成分とを混合し
たいわゆる３元ゴムを用いているため、極性が無いゴム
成分と極性が強いゴム成分とが、それぞれのゴム成分の
難点を補い合いながら、ハロゲンを含有するゴム成分を
介して良好に混合され、耐油性・耐候性が改善される。
また、バインダーのハロゲン含有量が所定量に規定され
ているから、上記効果に加えて磁粉の錆発生を防止する
ことができるとともに、ハロゲンガスの発生を抑制する
ことができ、磁石近傍の金属類の腐食を防止することが
できる。

また、最大エネルギー積を9.0［MG Oe］未満に設定し
たため、バインダー量に対して磁粉量が多くなりすぎる
のを回避して可撓性を保有させる一方、最大エネルギー
積を3.0［MG Oe］以上とすることによって、価格の割に
特性の良好なシート状希土類ボンド磁石を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるシート状希土類バンド磁石の製
造工程を表わしたフロー図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川政幸長野県駒ケ根市赤穂14―888番地株式会社三協精機製作所駒ヶ根工場内 (56)参考文献特開平２−163906（ＪＰ，Ａ) 特開平１−220407（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−33899（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−249303（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有するバインダー樹脂中に、希土
類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末が混練により分散され
ているとともに、可撓性を有するシート状に圧延形成さ
れたシート状希土類ボンド磁石であって、上記バインダー樹脂は、ハロゲン含有のゴム成分と極性
が無いゴム成分と極性が強いゴム成分とが混合されたも
のであり、上記ハロゲン含有のゴム成分は、上記バインダー樹脂の
全体重量の15重量％以下に設定され、最大エネルギー積が、3.0［MG Oe］以上かつ9.0［MG O
e］未満に設定されていることを特徴とするシート状希
土類ボンド磁石。