JPH02191310A - テープ状永久磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁場中押出成形法により、テープ状の熱可塑
性樹脂結合型希土類異方性永久磁石の製造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、熱可塑性樹脂を結合材とする希土類永久磁石は、
射出成形法により製造されており、該磁石は等方性磁石
と、磁気的に特定方向だけに磁気性能を付加した異方性
磁石とに大別できる。

特に放射状に磁気異方性を持たせた円筒状ラジアル異方
性永久磁石は、外周面に多極着磁を施すことにより、小
型モーター等のローターとして広く使用されている。

しかし、その多くの円筒状永久磁石は、内径に比べた丈
が短く、また肉厚も１　ｗ以上と寸法が限られた大きさ
になってしまう。

そこで、押出成形により円筒状ラジアル異方性永久磁石
を製造する方法も発明されているが、いずれも実用化は
されておらず、特開昭５３−４３８９７号公報には、フ
ェライト磁石粉末とゴムまたはプラスチックとの混合物
を、カレンダー法によりシートを製造し、その後テープ
状にして、複数層巻回してロールを作成する方法が開示
されている。

しかしながら、熱可塑性樹脂を用いる希土類永久磁石を
製造する場合は、フェライト磁石粉末に比べ原料コスト
が非常に高いので、複数層巻回すようなコストアップに
つながる工程は実用化でき難いし、所定厚さにシート状
にした後切断していたのでは、能率も悪く、巻き付ける
時にヒビやワレが生じ易く、希土類磁石粒子を用いたの
ではカレンダー法による磁気異方性の付加はできないと
いう問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような問題を解決するためのもので、そ
の目的とするところは、樹脂結合型希土類磁石粉末を用
いて、幅に比べ丈の長い肉薄のテープ状異方性永久磁石
を製造する方法を提供することに有る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のテープ状永久磁石の製造方法は、磁場中押出成
形法により、磁気異方性を持ったテープ状永久磁石を製
造する方法において、■希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂
の混合物をシリンダー中で所望温度に加熱混練しテープ
状に押出し成形する工程、 ■該テープ状混練物をダイスを兼ねた磁気回路に発生す
る磁場により配向する工程 ■配向されたテープ状混練物を前記ダイスを冷却するこ
とにより冷却固化しスパイラル状とする工程 ■消磁回路により消磁する工程 ■次いで矯正ダイスにより、１８０±２０℃にて所望の
断面形状に変形する工程 以上〔１〕〜〔５〕工程からなることを特徴とするテー
プ状永久磁石の製造方法である。

又その磁石の断面形状が、中２〜１５＋ｕ、厚さ０．５
〜２龍で厚み方向に異方化したことからなるテープ状永
久磁石の製造方法である。

［作用］ 本発明のテープ状永久磁石の製造方法は、磁場中押出成
形法によって磁気異方性を持った永久磁石を製造する方
法において、熱硬化性樹脂結合型希土類磁石粉末を用い
、後述する第１図に示す磁場中押出成形装置にて、テー
プ状にした後、スパイラル状にして、軟化温度１８０±
２０℃にて、軟化させて所望の断面形状のテープ状永久
磁石とするものである。

磁気異方性を付加する工程でテープ状とするため、磁場
が飽和しないので、強い磁場が印加でき、磁石粉の配向
がよくなる。

また、スパイラル状にした後、テープ状とするため丈の
長い、肉薄のテープ状磁石が製造でき、また、スパイラ
ル状にした後、リング状心棒に巻き付ける方法のため薄
肉磁石が可能となり、また従来のテープ状をリング状心
棒に巻き付ける方法より、硬化後の変化量が少ないため
ヒビやワレが少なく、さらに従来のように、所定の肉厚
にするために、薄肉品を複数層に巻く必要がなく、所定
の厚みに成形しておいて、巻き付けることができ、その
ためコストダウンの効果を有する。

なお希土類磁石粉末は、一般式Ｓｌ（Ｃｏｏ、。６□７
ＣＵＯ，００８０，２２０，０２８）８．３５力゛らな
る２−１７系金Ｐｃ　　　　Ｚｒ 属間化合物合金をボールミルを用いて粒度２〜８０ミク
ロンに粉砕した磁石粉末であり、希土類磁石粉末とバイ
ンダーのナイロン−６、ナイロン−１２との混合割合は
、磁石粉末＝４０〜７５体積％、ナイロン−８：１０〜
３５体積％、ナイロン−１２：残部体積％が好ましい。

さらに、前記の磁場中押出成形装置の冷却ダイス部の寸
法は、成形寸法を決定する上で重要であるが、成形厚と
なる隙間が０．５〜２ｍｍ、隙間の巾が２〜１５ｍｍで
、ダイス自体の厚さが５〜２０＋ｅｍ、巾は隙間の巾の
２〜ｌＯ＋ｎ大きくするのが好ましい範囲である。

以下、本発明について、実施例にもとづき詳細に説明す
る。

［実施例］ ［実施例１］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施態様例における
製造方法を実施するための、磁場中押出成形装置及び磁
気発生回路の説明図、第２図は本実施態様例における磁
石成形品の説明図、ｔｓ３図はコイル電流と発生磁場強
さとの関係グラフ、第４図及び第５図は本実施態様例に
おける磁石成形品の断面図である。

第１図において、１はホッパー　２はシリンダ３はヒー
ター　４はスクリュー　５はテーバーバーシル部、６は
磁気回路、７，８は磁場コイル、９は磁力線、１０はギ
ャップ、１１は冷却ダイス、１２は水冷バイブ、１３は
消磁回路、１４は矯正ダイス、１５は加熱ヒーターであ
る。

まず第１図（Ａ）に基づいて磁場中押出成形装置の作用
を説明する。

ホッパー１に投入された希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂
との混合物は、シリンダー２の中でヒータ３により所定
温度に加熱され、スクリュー４の回転により混練され、
非磁性材料よりなるテーバーバーシル部５に押出される
。

つぎに、ダイスを兼ねた磁気回路６に発生する磁場によ
り、混線物中の希土類磁石粉末が、押出される方向と直
角にかつ薄手方向に配向される。

この構造は、第１図（Ｂ）に示すごとく、Ｅ形を上下に
向き合せた形状で、中間部分はテーパーをもっており、
他方との間にギャップｌＯを設けている。両側には磁場
コイル７．８がセットされており、別置の直流電源装置
から流される直流電流により磁力線９が、図に示す矢印
のように流れ前記ギャップＩＯに磁場を発生する。

通常ギャップ１０は、成形されるテープ状磁石の厚さに
もよるが、ｌＯ〜２０■ｌの範囲であり、このギャップ
ＩＯに成形ダイスを挾み込み使用する。

配向された混線物は、冷却ダイス１１に巻かれた水冷バ
イブ１２に水を流すことにより冷却固化される。

このままでは配向磁場による残留磁場のため、後工程で
成形品同士が吸着したり、テープ状にして多極着磁を行
う時、着磁バランスがくずれるため、消磁回路１３によ
り消磁を行う。

消磁回路１３は、第１図（Ｂ）と同じ構造をしているが
、磁場コイル７．８に流す電流を逆方向にすることによ
り、発生する磁力線９が逆方向となり、これによって消
磁される。

以上の工程により、テープ状永久磁石の薄手方向に直角
に磁気異方性を付加した、表面磁束密度が消磁により、
はぼゼロに近い樹脂結合型希土類異方性永久磁石が成形
される。

つぎに矯正ダイス１４を加熱ヒーター１５により所定温
度まで加熱し、ダイス内を通過させ冷却することにより
、ひねりながら丸めて、第２図に示すように、スパイラ
ル状にし、これをリング状の心棒に巻き付はエポキシ接
着剤で固定し、所定の長さに輪切り状にカットしてテー
プ状永久磁石とする。

以上のように磁場中押出成形装置に矯正ダイス１４を付
属させテープ状からスパイラル状にし、テープ状とする
ものである。

前述の希土類磁石粉末は、一般式Ｓ■（Ｃｏｏ、。、２
７０．００ｇ　　０．２２　０．０２ｇ　　８．３５力
゛らなる２−１７系金Ｃｕ　　　　　　Ｐｅ　　　　Ｚ
ｒ　　　　　　）属間化合物合金をボールミルを用いて
粒度２〜８０ミクロンに粉砕した磁石粉末である。

このようにして造られた磁石粉末６５体積％に熱可塑性
樹脂であるナイロン−〇を１５体積％、ナイロン−１２
を２０体積％を加え、混合機にて混合し、ホッパー１よ
り磁場中押出成形装置に投入する。

シリンダー２は、ヒーター３によって約３００”Ｃに保
たれており、スクリュー４により混練され、非磁性材料
よりなるテーバーバーシル部５に達し、磁性材料よりな
る磁気回路６のギャップ１ｏに、固定された磁性材より
なる冷却ダイス部１１を、磁場コイル７．８に流す直流
電流による磁力線９で、混合物中の希土類磁石粉末が配
向されながら通過する。

冷却ダイス部１１の寸法は、成形厚となる隙間を０．８
＋ｎｓ隙間の１１を８■ｌで、ダイス自体の厚さが１０
ｍｍ、巾を１２ｍｍとし、磁気回路６のギャップ部ｌ。

もダイス部１１に合せた寸法とした。

磁場コイル７．８に電流を流し、発生磁場を１５０００
（Ｏｅ）とした。

ダイス１１に発生する磁場の強さ（ＫＯｅ）と電流（Ａ
）との関係グラフを第３図に示す。

つぎに、冷却ダイス１１を混合物が通過する時、水冷バ
イブ１２に水を流すことにより混合物が冷却固化され、
磁気回路６、ダイス部１１と同じ仕様の磁性材よりなる
消磁回路１３を通過することにより、磁場コイル７．８
に電流を逆方向に流すために配向時と逆方向の磁力線９
が働き、消磁される。磁場コイル７．８は前記と同様の
物で有るが、電流をコントロールすることにより消磁磁
場を設定している。

つぎに加熱ヒーター１５で１８０±２０℃の範囲に加熱
された矯正ダイス１４内に入り、幅約１２關のテープ状
磁石を成形した。

外径１８ｍｍ＋、長さ　１２０＊■のリング状心棒外径
にエポキシ樹脂を塗布し、接着しながら巻き付けた後８
０℃で１時間加熱し、その後カッターによりカットし、
外径１７．ｆ３ｍｍ長さ１８ｍｍｅのローター磁石とし
た。

一方、本実施例に使用した希土類磁石粉末とナイロン６
．１２との混合物を用い、押出成形法により、等方性の
同寸法のチューブを成形し、長さ１８關にカットし、外
径１６龍のリング状心棒に接着固定し、本実施例と同様
のローター磁石を得た。

以上の両口−ター磁石を、内外に２極着磁し、表面磁束
密度をガウスメーターとホールプローブにて測定したと
ころ、本発明法により製造した磁石体は約２１００（Ｇ
）を示し、従来の押出成形法による等方性では約９００
（Ｇ）を示した。

［実施例２］ 実施例１と同様の希土類磁石混合物を用い同様の方法で
、ただしダイスの隙間を０．５鰭とし、隙間の巾を５　
ｍｍとし成形を行った。

隙間の配向磁場は実施例１と同じ、Ｌ５０００（Ｏｅ）
とした。

また、磁気回路のギャップ部の寸法は変えていない。

矯正ダイス１４を交換し、外径８１１％長さ　１５０關
のスパイラル状磁石を成形し、内径７　ｍ＋ｍのリング
状心棒に巻き付は接着し、カットして外径８１１■のロ
ーター磁石を得た。

一方、本実施例に使用した希土類磁石とナイロン６．１
２との混合物を用い、押出成形法により等方性の同寸法
のチューブを成形し、内部に実施例１と同様のリング状
心棒を接着し、実施例１と同様の外径８龍、長さ８　ｍ
ｍのローター磁石を得た。

以上の両口−ター磁石を、内外の２極着磁を行い、表面
磁束密度を測定したところ、本発明法により製造した磁
石体は、約８００　（Ｇ）を示し、従来の押出成形法に
よる等方性では約２１０　（Ｇ）を示した。

以上実施例を２項述べたが、押出すテープの断面形状は
、平板状でなくても、第４図に示すような形状でも良い
し、またスパイラルのピッチを極端に少なくし多条に巻
きつけた第５図に示すようなローター磁石も製造できる
。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のリング状永久磁石の製造方法
は、磁気異方性を付加する工程でテープ状とするため、
磁場が多く取れるので、磁粉の配向がよく、直接リング
状にしてラジアル異方性を付加する方法では、形状によ
って配向磁場が取れない場合が有るが、本方法では、こ
のような場合に特に有用である。

また、スパイラル状にした後、テープ状とするため丈の
長い、肉厚の薄いラジアル磁石が製造できる効果を有す
る。

また、スパイラル状にした後、リング状心棒に巻き付け
る方法のため薄肉磁石が可能となり、またテープ状をリ
ング状心棒に巻き付ける方法より、硬化後の変化量が少
ないためヒビやワレが少なく、所定の肉厚にするために
、薄肉品を複数層巻く必要がなく、所定の厚みに成形し
ておいて、巻き付けることができ、そのためコストダウ
ンの効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明の実施態様例におけ
る製造方法を示す説明図、第２図は、本実施態様例にお
ける磁石成形品の説明図、第３図はコイル電流と発生磁
場強さとの関係グラフ、第４図及び第５図は本実施態様
例における磁石成形品の断面図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁場中押出成形法により、磁気異方性を持った永
   久磁石を製造する方法において、 〔１〕希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂の混合物をシリン
   ダー中で所望温度に加熱混練しテープ状に押出し成形す
   る工程、 〔２〕該テープ状混練物をダイスを兼ねた磁気回路に発
   生する磁場により配向する工程 〔３〕配向されたテープ状混練物を前記ダイスを冷却す
   ることにより冷却固化しスパイラル状とする工程 〔４〕消磁回路により消磁する工程 〔５〕次いで矯正ダイスにより、１８０±２０℃にて所
   望の断面形状に変形する工程 以上〔１〕〜〔５〕工程からなることを特徴とするテー
   プ状永久磁石の製造方法。
2. （２）断面形状が巾２〜１５ｍｍ，厚さ０．５〜２ｍｍ
   で、厚み方向に異方化したことからなる磁石であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテープ状永久
   磁石の製造方法。