JP3012077B2 - 異方性長尺磁石 - Google Patents
異方性長尺磁石Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、異方性長尺磁石に関
し、特に該磁石の作用面における表面磁界の向上を図っ
たものである。この発明は、磁石作用面が細長く延びる
長尺性を要求される用途、例えば長大掲示板への吸着固
定用磁石等の用途に用いてとりわけ有利に適合するもの
である。
し、特に該磁石の作用面における表面磁界の向上を図っ
たものである。この発明は、磁石作用面が細長く延びる
長尺性を要求される用途、例えば長大掲示板への吸着固
定用磁石等の用途に用いてとりわけ有利に適合するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種用途の磁石としては、希土
類系又はフェライト系の焼結磁石あるいは合成樹脂磁石
が主に使用されてきた。上記の磁石のうち、特に表面磁
界が強くまた吸着力の優れたものは希土類系の焼結磁石
や合成樹脂磁石であり、これらに比べるとフェライト系
焼結磁石は性能が幾分、またフェライト系合成樹脂磁石
は性能がかなり劣り、それぞれ用途に応じて使用されて
きた。すなわちコストの高い希土類系磁石は高級用途
に、またコストの低いフェライト系磁石は低級用途に使
用されてきたが、いずれにせよ磁粉の配向方向は等方か
厚み方向であり、磁気特性は使用原料の善し悪しによっ
てのみ決定されていた。中でもフェライト系の合成樹脂
磁石は、複雑な形状のものでも容易に成形でき、また軽
量で一体成形も可能という利点はそなえるものの、磁石
の表面磁界が低いことから、その用途は自ずから限定さ
れていた。
類系又はフェライト系の焼結磁石あるいは合成樹脂磁石
が主に使用されてきた。上記の磁石のうち、特に表面磁
界が強くまた吸着力の優れたものは希土類系の焼結磁石
や合成樹脂磁石であり、これらに比べるとフェライト系
焼結磁石は性能が幾分、またフェライト系合成樹脂磁石
は性能がかなり劣り、それぞれ用途に応じて使用されて
きた。すなわちコストの高い希土類系磁石は高級用途
に、またコストの低いフェライト系磁石は低級用途に使
用されてきたが、いずれにせよ磁粉の配向方向は等方か
厚み方向であり、磁気特性は使用原料の善し悪しによっ
てのみ決定されていた。中でもフェライト系の合成樹脂
磁石は、複雑な形状のものでも容易に成形でき、また軽
量で一体成形も可能という利点はそなえるものの、磁石
の表面磁界が低いことから、その用途は自ずから限定さ
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、たとえフェライト系磁粉を
用いた場合であっても、作用面において高い表面磁界が
得られる新規な磁粉粒子配向構造になる長尺磁石を提案
することを目的とする。
題を有利に解決するもので、たとえフェライト系磁粉を
用いた場合であっても、作用面において高い表面磁界が
得られる新規な磁粉粒子配向構造になる長尺磁石を提案
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】まず、この発明の解明経
緯について説明する。さて発明者らは、図１（ａ）及び
（ｂ）に示した板厚方向に沿う磁粉配向（以下アキシャ
ル配向という）になる従来の磁石に対して、図２に示し
た非作用面から作用面に向けて集束して配向させた（以
下集束配向という）磁石の方が磁気特性に優れる理由を
解明すべく、鋭意検討を重ねた結果、その理由は、磁石
を吸着させたとき、非作用面から無駄に放射される磁力
線の数及びその磁路長さにあるのではないかとの考えを
持つに至った。そこで、吸着時において無駄に放射され
る磁力線の数及びその磁路長さを低減すべく、作用面以
外の面からの磁力線の放射をなくし、すなわち作用面以
外の面からの磁束の漏れをなくしたところ、磁気特性の
改善に関し望外の成果が得られたのである。
緯について説明する。さて発明者らは、図１（ａ）及び
（ｂ）に示した板厚方向に沿う磁粉配向（以下アキシャ
ル配向という）になる従来の磁石に対して、図２に示し
た非作用面から作用面に向けて集束して配向させた（以
下集束配向という）磁石の方が磁気特性に優れる理由を
解明すべく、鋭意検討を重ねた結果、その理由は、磁石
を吸着させたとき、非作用面から無駄に放射される磁力
線の数及びその磁路長さにあるのではないかとの考えを
持つに至った。そこで、吸着時において無駄に放射され
る磁力線の数及びその磁路長さを低減すべく、作用面以
外の面からの磁力線の放射をなくし、すなわち作用面以
外の面からの磁束の漏れをなくしたところ、磁気特性の
改善に関し望外の成果が得られたのである。
【０００５】この発明は、上記の知見に立脚するもので
ある。すなわちこの発明は、長尺磁石の長手方向を横切
る断面（以下単に横断面という）における輪郭線の一又
は複数領域に形成した作用域を長手方向に連ねた長尺磁
石であって、該断面における磁粉粒子の磁化容易軸を、
該作用域内の一区域から磁石内部を通って作用域内の他
の区域に回帰する向きに配向してなる異方性長尺磁石で
ある。この発明において、磁石材料として、可撓性の合
成樹脂材料を採用することにより、用途の一層の拡大を
図ることができる。
ある。すなわちこの発明は、長尺磁石の長手方向を横切
る断面（以下単に横断面という）における輪郭線の一又
は複数領域に形成した作用域を長手方向に連ねた長尺磁
石であって、該断面における磁粉粒子の磁化容易軸を、
該作用域内の一区域から磁石内部を通って作用域内の他
の区域に回帰する向きに配向してなる異方性長尺磁石で
ある。この発明において、磁石材料として、可撓性の合
成樹脂材料を採用することにより、用途の一層の拡大を
図ることができる。
【０００６】この発明は、合成樹脂磁石及び焼結磁石の
いずれにも適用できる。例えば合成樹脂磁石及び焼結磁
石における磁粉としては、フェライト系磁粉、アルニコ
系磁粉及びサマリウム−コバルト系磁粉やネオジム−鉄
−ボロン系磁石等の希土類系磁粉など、従来公知のもの
いずれもが使用でき、その平均粒径についてはフェライ
ト系では 1.5μm 程度、その他のものでは５〜50μm 程
度とするのが好ましい。
いずれにも適用できる。例えば合成樹脂磁石及び焼結磁
石における磁粉としては、フェライト系磁粉、アルニコ
系磁粉及びサマリウム−コバルト系磁粉やネオジム−鉄
−ボロン系磁石等の希土類系磁粉など、従来公知のもの
いずれもが使用でき、その平均粒径についてはフェライ
ト系では 1.5μm 程度、その他のものでは５〜50μm 程
度とするのが好ましい。
【０００７】また合成樹脂についても、従来公知のもの
いずれもが使用でき、その代表例を示すと次のとおりで
ある。ポリアミド−６及びポリアミド−12などのポリア
ミド系合成樹脂。ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニ
ル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリエチレン及びポリプルピレンなどの単独又は共
重合したビニル系合成樹脂。ポリウレタン、シリコー
ン、ポリカーボネート、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテル
エーテルケトン、ＰＰＳ、塩素化ポリエチレン及びハイ
パロンなどの合成樹脂。プロピレン、ネオプレン、スチ
レンブタジエン及びアクリロニトリルブタジエンなどの
ゴム。エポキシ系樹脂。フェノール系合成樹脂。さらに
磁粉とバインダーである合成樹脂との配合比率は、体積
比で射出成形用としては磁粉：40〜68に対し、合成樹
脂：60〜32程度、また圧縮成形用としては90〜95：10〜
５程度とするのが望ましい。
いずれもが使用でき、その代表例を示すと次のとおりで
ある。ポリアミド−６及びポリアミド−12などのポリア
ミド系合成樹脂。ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニ
ル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリエチレン及びポリプルピレンなどの単独又は共
重合したビニル系合成樹脂。ポリウレタン、シリコー
ン、ポリカーボネート、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテル
エーテルケトン、ＰＰＳ、塩素化ポリエチレン及びハイ
パロンなどの合成樹脂。プロピレン、ネオプレン、スチ
レンブタジエン及びアクリロニトリルブタジエンなどの
ゴム。エポキシ系樹脂。フェノール系合成樹脂。さらに
磁粉とバインダーである合成樹脂との配合比率は、体積
比で射出成形用としては磁粉：40〜68に対し、合成樹
脂：60〜32程度、また圧縮成形用としては90〜95：10〜
５程度とするのが望ましい。
【０００８】なおその他にも、従来から常用される可塑
剤や抗酸化剤、表面処理剤などを目的に応じて適量使用
できるのはいうまでもなく、特に可塑剤は可撓性を付与
する際には有効で、かかる可塑剤としては、例えばジオ
クチルフタレート（ＤＯＰ），ジブタジルプタレート
（ＤＢＰ）等のフタル酸エステル系可塑剤、ジオクチル
アジペイト（ＤＯＡ）等のアジピン酸系可塑剤或いはポ
リエステル系に代表される高分子系可塑剤などが好適で
ある。
剤や抗酸化剤、表面処理剤などを目的に応じて適量使用
できるのはいうまでもなく、特に可塑剤は可撓性を付与
する際には有効で、かかる可塑剤としては、例えばジオ
クチルフタレート（ＤＯＰ），ジブタジルプタレート
（ＤＢＰ）等のフタル酸エステル系可塑剤、ジオクチル
アジペイト（ＤＯＡ）等のアジピン酸系可塑剤或いはポ
リエステル系に代表される高分子系可塑剤などが好適で
ある。
【０００９】
【作用】以下、この発明を具体的に説明する。図３
（ａ）に、この発明に従う代表的な長尺磁石を示す。こ
の長尺磁石１は、横断面が矩形でその長辺２の一方を作
用域とするもので、磁粉粒子の磁化容易軸を、この作用
域をほぼ２分する区域3aおよび3bの一方から、磁石の内
部を通って再び同じ作用域内の他方の区域に回帰する向
きに配向させ、かつこの作用域を長手方向へ連ねたもの
である。また同図（ｂ）に、この長尺磁石１を吸着させ
たときの磁力線の放射状況を示すように、作用面以外の
面からの磁力線の漏れのほとんどない閉回路を形成で
き、それ故、従来のアキシャル型や集束配向型の磁石に
比べて格段に優れた磁束密度が得られるのである。
（ａ）に、この発明に従う代表的な長尺磁石を示す。こ
の長尺磁石１は、横断面が矩形でその長辺２の一方を作
用域とするもので、磁粉粒子の磁化容易軸を、この作用
域をほぼ２分する区域3aおよび3bの一方から、磁石の内
部を通って再び同じ作用域内の他方の区域に回帰する向
きに配向させ、かつこの作用域を長手方向へ連ねたもの
である。また同図（ｂ）に、この長尺磁石１を吸着させ
たときの磁力線の放射状況を示すように、作用面以外の
面からの磁力線の漏れのほとんどない閉回路を形成で
き、それ故、従来のアキシャル型や集束配向型の磁石に
比べて格段に優れた磁束密度が得られるのである。
【００１０】さらに図４に、矩形断面の両短辺４を作用
域とする場合を示すように、複数の面（または領域）を
作用域とすることが可能である。
域とする場合を示すように、複数の面（または領域）を
作用域とすることが可能である。
【００１１】上記の例では、長尺磁石の横断面が矩形の
場合について主に説明したが、磁石形状はこの場合だけ
に限るものではなく、図５（ａ）〜（ｉ）に示すよう
な、台形、三角形、多角形、円形、又は半円形等の様々
な断面形状であっても良く、要は、長尺磁石の横断面に
おける輪郭線の一又は複数領域に、磁粉粒子の配向方向
が回帰する作用域を形成し、この作用域が長手方向に連
続又は断続して連なっていれば良いのである。
場合について主に説明したが、磁石形状はこの場合だけ
に限るものではなく、図５（ａ）〜（ｉ）に示すよう
な、台形、三角形、多角形、円形、又は半円形等の様々
な断面形状であっても良く、要は、長尺磁石の横断面に
おける輪郭線の一又は複数領域に、磁粉粒子の配向方向
が回帰する作用域を形成し、この作用域が長手方向に連
続又は断続して連なっていれば良いのである。
【００１２】さてこの発明は、長尺磁石中における磁粉
粒子の磁化容易軸の配向方向を制御することによって、
磁石使用面での表面磁界の向上を図るものである。そこ
で図６に、この発明に従う磁粉配向の実現に好適な磁気
回路をもつ成形金型を模式で示す。図中番号５は成形用
金型内に設けられたキャビティ、６は主極、７は対極及
び８は磁気回路のリターンヨークである。
粒子の磁化容易軸の配向方向を制御することによって、
磁石使用面での表面磁界の向上を図るものである。そこ
で図６に、この発明に従う磁粉配向の実現に好適な磁気
回路をもつ成形金型を模式で示す。図中番号５は成形用
金型内に設けられたキャビティ、６は主極、７は対極及
び８は磁気回路のリターンヨークである。
【００１３】さてキャビティ５内に、例えば磁粉と合成
樹脂とを所定の割合で配合した合成樹脂磁石を装入し、
かつ合成樹脂磁石の場合を図７に示すように押出しなが
ら、磁場を印加すると、図中に矢印で示した方向に磁力
線９が発生し、この磁力線９に沿って磁粉粒子の磁化容
易軸が配向することになる。ここに磁力線の漏れは、作
用面のみで、作用面以外の面からの漏れはほとんどな
い。
樹脂とを所定の割合で配合した合成樹脂磁石を装入し、
かつ合成樹脂磁石の場合を図７に示すように押出しなが
ら、磁場を印加すると、図中に矢印で示した方向に磁力
線９が発生し、この磁力線９に沿って磁粉粒子の磁化容
易軸が配向することになる。ここに磁力線の漏れは、作
用面のみで、作用面以外の面からの漏れはほとんどな
い。
【００１４】ちなみに上記磁場配向成形金型の磁極４、
対向磁極５及びリターンヨークに用いる強磁性体として
は、Ｓ５５Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ４０Ｃ等の炭素鋼、ＳＫＤ
１１，ＳＫＤ６１等のダイス鋼、その他パメンジュー
ル、純鉄等が使用できるが、耐摩耗性向上のため表面硬
化処理を施すことは一層有利である。また磁極まわりを
埋める非磁性体としては、ステンレス鋼、銅ベリリウム
合金、ハイマンガン鋼、青銅、真ちゅう及び非磁性超硬
鋼Ｎ−７等が有利に適合し、これらにも必要に応じ耐摩
耗性向上のため表面硬化処理を施すことは有利である。
対向磁極５及びリターンヨークに用いる強磁性体として
は、Ｓ５５Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ４０Ｃ等の炭素鋼、ＳＫＤ
１１，ＳＫＤ６１等のダイス鋼、その他パメンジュー
ル、純鉄等が使用できるが、耐摩耗性向上のため表面硬
化処理を施すことは一層有利である。また磁極まわりを
埋める非磁性体としては、ステンレス鋼、銅ベリリウム
合金、ハイマンガン鋼、青銅、真ちゅう及び非磁性超硬
鋼Ｎ−７等が有利に適合し、これらにも必要に応じ耐摩
耗性向上のため表面硬化処理を施すことは有利である。
【００１５】
【実施例】図６に示した磁気回路を設定した成形金型及
び図２に示したような集束配向とする磁気回路を設定し
た成形金型（図示省略）を用い、図３に示した形状でそ
の寸法が幅：８mm, 厚さ：４mm及び長さ：150 mmである
長尺磁石を、以下の表１〜３に示す条件で成形した。な
お以下に示す磁粉Ｂを使用した実験では、予めパルス状
の巨大磁場を印加し、磁粉の磁気モーメントを揃えて磁
場配向成形を実施した。
び図２に示したような集束配向とする磁気回路を設定し
た成形金型（図示省略）を用い、図３に示した形状でそ
の寸法が幅：８mm, 厚さ：４mm及び長さ：150 mmである
長尺磁石を、以下の表１〜３に示す条件で成形した。な
お以下に示す磁粉Ｂを使用した実験では、予めパルス状
の巨大磁場を印加し、磁粉の磁気モーメントを揃えて磁
場配向成形を実施した。
【００１６】
【表１】原料 ・磁粉粒子 磁粉Ａ：フェライト磁粉（平均粒径 1.5μm のマグネト
プランバイト系ストロンチウム系フェライト） 磁粉Ｂ：サマリウム−コバルト磁粉（２−17系；平均粒
径 15μm ） ・合成樹脂：塩素化ポリエチレン ・可塑剤 ：ＤＯＰ（ディオクチルフタレート） ・その他 ：ポリエチレン系ワックス ＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト）
プランバイト系ストロンチウム系フェライト） 磁粉Ｂ：サマリウム−コバルト磁粉（２−17系；平均粒
径 15μm ） ・合成樹脂：塩素化ポリエチレン ・可塑剤 ：ＤＯＰ（ディオクチルフタレート） ・その他 ：ポリエチレン系ワックス ＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト）
【００１７】
【表２】配合 ・配合Ａ（プラマグ配合） 磁粉Ａ ：６１．５ vol％ 塩素化ポリエチレン ：１２ vol％ ＤＯＰ ：２５．５ vol％ ポリエチレン系ワックス：０．５ vol％ ＴＴＳ ：０．５ vol％ ・配合Ｂ（焼結配合） 磁粉：５０ wt％ 水 ：５０ wt％
【００１８】
【表３】成形条件 ・押出し成形条件 使用ペレット配合 ：配合Ａ 押出しシリンダー温度：160 ℃ 吐出口付近の温度：160 ℃ 吐出速度：２m/min 押出し機：フルフライト型 シリンダー径70mm （シリンダー長）／（内径）＝22 圧縮比３ 励磁コイル起磁力：10000 アンペアターン ランド部磁場印加幅：70mm ・圧縮成形条件 使用原料 ：配合Ｂ 成形方法 ：インジェクション方式 励磁方向 ：圧縮方向 励磁コイル起磁力：10000 アンペアターン 成形温度 ：20℃ 焼成温度 ：1250℃
【００１９】かくして得られた長尺磁石の着磁後におけ
る表面磁界について調べた結果を表４に示す。なお表面
磁界の測定には、ホール素子（70μｍ角のガリウムヒ
素）を用いた。
る表面磁界について調べた結果を表４に示す。なお表面
磁界の測定には、ホール素子（70μｍ角のガリウムヒ
素）を用いた。
【００２０】
【表４】
【００２１】表４より明らかなように、この発明に従っ
て得られた長尺磁石はいずれも、従来法に従い得られた
ものと比較して作用面における表面磁界が著しく向上し
得ることが確かめられた。
て得られた長尺磁石はいずれも、従来法に従い得られた
ものと比較して作用面における表面磁界が著しく向上し
得ることが確かめられた。
【００２２】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、長尺磁石の
作用面における表面磁界を格段に向上させることがで
き、この種磁石の適用範囲の拡大に大きく寄与する。
作用面における表面磁界を格段に向上させることがで
き、この種磁石の適用範囲の拡大に大きく寄与する。
【図１】（ａ）は、従来のアキシャル型長尺磁石の模式
図である。（ｂ）は、従来のアキシャル型磁石の磁力線
図である。
図である。（ｂ）は、従来のアキシャル型磁石の磁力線
図である。
【図２】従来の集束配向型磁石の磁力線分布を示した図
である。
である。
【図３】（ａ）は、この発明に従う、長辺を作用域とす
る閉回路型磁石の模式図である。（ｂ）は、この発明に
従う、長辺を作用域とする閉回路型磁石の磁力線分布を
示した図である。
る閉回路型磁石の模式図である。（ｂ）は、この発明に
従う、長辺を作用域とする閉回路型磁石の磁力線分布を
示した図である。
【図４】この発明に従う、短辺を作用域とする閉回路型
磁石の模式図である。
磁石の模式図である。
【図５】長尺磁石の端面を示す模式図である。
【図６】この発明の閉回路型磁石の製造に用いて好適な
成形金型の模式図である。
成形金型の模式図である。
【図７】押出し成形の要領を示す模式図である。
１ 長尺磁石 ２ 長辺 3a 区域 3b 区域 ４ 短辺 ５ キャビティ ６ 主極 ７ 対向極 ８ バックヨーク ９ 磁力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 孝宏 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 技術研究本部内 (72)発明者 安田 晃 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川崎製鉄株式会社 東京本社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 7/02
Claims (2)
- 【請求項１】 長尺磁石の長手方向を横切る断面におけ
る輪郭線の一又は複数領域に形成した作用域を長手方向
に連ねた長尺磁石であって、該断面における磁粉粒子の
磁化容易軸を、該作用域内の一区域から磁石内部を通っ
て作用域内の他の区域に回帰する向きに配向してなる異
方性長尺磁石。 - 【請求項２】 請求項１において、磁石材料が、可撓性
の合成樹脂材料からなる異方性長尺磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038013A JP3012077B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 異方性長尺磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038013A JP3012077B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 異方性長尺磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234745A JPH05234745A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3012077B2 true JP3012077B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=12513697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4038013A Expired - Fee Related JP3012077B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 異方性長尺磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012077B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9312057B2 (en) * | 2013-01-30 | 2016-04-12 | Arnold Magnetic Technologies Ag | Contoured-field magnets |
| EP3624144A4 (en) * | 2017-05-08 | 2021-01-06 | Nitto Denko Corporation | SINTERED RARE EARTH MAGNET AND SINTER BODY MADE FROM Sintered RARE EARTH MAGNET FOR USE WITH IT AND FOR THE PRODUCTION OF IT USED MAGNETIC FIELD APPLICATION DEVICE |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP4038013A patent/JP3012077B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05234745A (ja) | 1993-09-10 |
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