JPH02251112A

JPH02251112A - 樹脂結合型異方性磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH02251112A
Application number: JP7280689A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sakata; 正昭坂田; Takeshi Ikuma; 健井熊; Koji Akioka; 宏治秋岡; Tatsuya Shimoda; 達也下田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-08

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、電子機器などに使われる小型モータやエンコ
ーダ等に利用される樹脂結合型異方性磁石の押出成形を
用いた製造方法に関するものである。

［従来の技術］樹脂結合型磁石の成形には、射出成形法、圧縮成形法、
押出成形法が主に用いられている。射出成形法は、磁石
粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組成物を十分な流動性
が得られる温度まで加熱した状態で金型中に充填し、所
定の形状に成形するものである。圧縮成形法は、磁石粉
末と熱硬化性樹脂からなる磁石組成物をプレスの金型中
に充填し圧縮して成形する方法である。この２つの成形
法は、磁場中で成形することにより磁石粉末の磁化容易
軸を磁場方向に配向させ磁気性能の高い磁石を製造する
ことができる。しかしながら、その成形工程に磁石組成
物の型内への充填、成形、成形品の取り出しという一定
のサイクルが必要であり、基本的にバッチ式生産システ
ムであることから、射出成形法および圧縮成形法の生産
性には限界がある。また、最近需要が増えている寸法の
長い磁石の成形に対しても、射出成形法ではキャビティ
ーへの磁石組成物の充填、成形品の取り出しができない
等の理由で、圧縮成形法では成形パンチのストロークで
成形品の長さが決まってしまう等の理由で、共にその成
形品の長さには限界がある。これに対し押出成形法は、
流動状態の磁石組成物をスクリューまたはプランジャー
な使って金型中に送り込み、この金型中を通過させるこ
とで成形する方法である。原料の供給がら成形品の取り
出しまで連続して行うことができるため非常に生産性が
高く、また寸法の長い磁石も簡単に成形できる方法であ
るが、得られる成形品のｉｉＩ′ｇ気性能が低性能いう
欠点があった。そこでこの磁気性能を向上させる研究、
特に６Ｒ場中押出成形法についての研究が多（なされて
いる。これの例として、円柱状磁石については、Ｒ，Ｅ
、　Ｊｏｈｎｓｏｎの報告（”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
　ｉｎ　Ｔｈｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｏｎ
ｄｅｄＲａｒｅ　Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌｔ　Ｍａｇｎ
ｅｔｓ、”　５ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗ
ｏｒｋｓｈｏｐ　ｏｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂ
ａｌｔ　Ｍａｇｎｅｔｓ　ａｎｄＴｈｅｉｒ　Ａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎｓ、１９８１　）があり、円筒状磁石に
ついては、特開昭５８−２１９７０５号公報に示されて
いる方法などがある。これらの方法は共に、押出成形機
の金型内に磁界を印加して、この金型内を磁石組成物が
通過する際に磁石粉末を配向させながら成形するという
ものであった。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の製造方法は以下に示すような課題
を有している。

（１）放射状に異方性を有する円筒状磁石を成形する場
合、磁気回路の構成上６井場を印加する配向部の長さは
成形品の内径によって決まってしまう。ここで希土類磁
石粉末は一般的に配向させるのに必要な磁場がかなり高
いので、配向部で十分な磁場を印加するためには配向部
の長さをかなり短（しなければならない。従って内径の
小さな１ｉｆｔ気性能の高い円筒状磁石は、実質的には
成形できない。

（２）円柱状またはシート状磁石を成形する場合、配向
部の長さはある程度長くすることができる。しかしなが
ら金型の強度的な問題からポールピース間のギャップは
あまり小さくてきないので、配向部で印加するＩＪｎ場
はあまり高くてきない。このため成形品の磁気性能は低
下してしまう。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは磁気性能の高い樹脂結合型磁石を生
産性良く製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の樹脂結合型異方性磁石の製造方法は、磁石粉末
と有機物樹脂および必要ならば添加剤を加えた組成から
なる樹脂結合型磁石を磁場中押出成形法で製造する方法
であって、成形特金型に微振動を加えながら成形するこ
とを特徴とする。

［作　用］本発明に使用する磁石粉末としては、フェライト粉末や
、基本組成を希土類金属とコバルト、鉄を主体とする遷
移金属からなる組成とする磁石粉末、あるいは基本組成
を希土類金属と鉄を主体とする遷移金属およびホウ素か
らなる組成とする磁石粉末、等のいわゆる希土ｉ１　ｆ
ｆｉ石粉末などがある。有機物樹脂は、熱可塑性樹脂で
も熱硬化性樹脂でもよく、熱可塑性樹脂としては、例え
ばポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ボ
ッフェニレンサルファイド等のプラスチック、塩素化ポ
リエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等
のエラストマー、合成ゴムなどがある。熱硬化樹脂とし
ては、例えばエチレン系不飽和ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂などがある。

また添加剤としては、成形時の押出抵抗を減らずための
金属石けん、ワックスなどの滑剤や、熱硬化性樹脂に対
しては、パーオキサイド類などの架橋反応を促進する添
加剤なども用いることができる。これら磁石粉末と熱可
塑性樹脂および必要ならば添加剤を加えて十分に混合す
る。次にこの混合物を、混線機にて有機物樹脂が溶融す
る温度以上に加熱して充分混練した後造粒する。造粒し
た磁石組成物を押出成形機に投入してシリンダー内で加
熱流動状態としてスクリューまたはプランジャーにて金
型中に送り込む。金型内に注入された磁石組成物は、磁
場を印加された金型中を通過することで、原料中の磁石
粉末の６ｎ化容易軸が磁場の方向に揃うようにして（配
向されて）成形される。この際、金型に微振動を加えな
がら成形する。この微振動は、Ｕｎ石粉末の配向を容易
にし、より高性能な成形品を得ることに役立つ。また、
成形時の押出抵抗を減らし、成形速度の向上に役立つ。

微振動を加える方法としては、超音波振動子による方法
、パイブレーク等にみられる機械的な振動による方法な
どがある。成形品は、磁石組成物が金型内に形成された
磁場中にある時に、冷却硬化されて押し出される。この
ようにして樹脂結合型希土類磁石を製造する。

［実　施　例］以下本発明について実施例に基づき詳細に説明する。

組成がＳ　ｍ　（ＣＯＯ，６７２Ｃｕ　ｏ、ｏａＦ　ｅ
　Ｏ，２２Ｚ　ｒ　０．０２Ｂ　）　ｅ、　３５となる
ように原料を溶解、鋳造後、できたインゴットを熱処理
して磁気的に硬化させ、その後、該インゴットを粉砕し
て平均粒径が１０μｍの磁石粉末を得た。これを粉末Ａ
とする。また、他の種類の粉末として、以下の方法で作
製した粉末を得た。

Ｎ　ｄ　１３Ｆ　６８２．７Ｂ　４．３の組成となるよ
うに原料を溶解、鋳造し、得られたインゴットから急冷
薄帯製造装置を用い、アルゴンガス雰囲気中で急冷薄帯
を作製した。この急冷薄帯を軽く粉砕し、型の中にいれ
てアルゴンガス雰囲気中、７００〜８００℃の温度で短
時間に２０に’ｇ／ｍｍ２の圧力で高温圧縮成形を施し
た。得られた圧密体は密度がほぼ１００％であった。こ
の圧密体を、再びアルゴンガス雰囲気中７００〜８００
°Ｃの温度で、１０ｋｇ／ｍｒｒ＋２の圧力で最初の圧
縮方向と垂直な方向に高温圧縮成形を施した。（すなわ
ち、グイアップセットを施した。）得られたバルク状磁
石を粉砕し、平均粒径が２０μｍの磁石粉末を得た。こ
の粉末を粉末Ｂとする。粉末Ａとナイロン−１２の粉末
およびステアリン酸亜鉛粉末を、それぞれの比率が９２
重量％、７．９重量％、および０．１重量％となるよう
に混合した。

また、粉末Ｂと上２の樹脂粉末および添加剤をそれぞれ
の比率が９１．８８．０．２重量％となるように混合し
た。これらの混合物を、２軸押用混練機にて２６０　’
Ｃで混練した。この混線物を外径が１〜１０ｍｍの粒に
造粒して原料コンパウンドとし、押出成形機にて円筒状
磁石に成形した。

この成形方法について、第１図に基づいて説明する。押
出成形機は、材料投入部であるホッパ１０１、シリンダ
１０２、スクリュー１０３、シリンダ部に金型を取付け
るためのアダプタープレト１０４、金型１０５およびス
クリュー駆動用モータ（図には２人していない）から成
っており、さらに金型内に磁場を印加するための電磁コ
イル１０９が金型の外側に配置された構成になっている
。また、金型先端部には、微振動を発生させるための超
音波振動子（ランジュバン型）１１０を４本設置しであ
る。この押出成形機に、造粒した前記原料コンパウンド
１１１を投入した。この原料コンパウンドを、シリンダ
１０２内にて２６０°Ｃに加熱し、流動状態として金型
１０５内を通過させた。この金型の構造については第２
図に示す。　金型は、外ダイ２０１とマンドレル２０２
で構成されている。外タイは非磁性材で作られているが
、先端部に磁束を誘導するためのリング状の磁性材２０
１ａが取付けられている。また、マンドレルも非磁性材
からできており、やはりその先端には磁性材２０２ａが
取付けられている。

金型の外側に設置された電磁コイルに電流を流すと、発
生する磁束は透磁率の高い磁性材中を通り易いため図中
の矢印Ｈのように流れる。このため、マンドレルの先端
部２０２ａと外タイに取付けられた磁性材のリング２０
１ａとの間の空間（以下配向部と呼ぶ）に、放射状の磁
場が発生する。よって、磁石組成物が配向部を通過する
時に、磁石粉末が配向されながら成形されるわけである
。超音波振動子からの微振動は金型先端部を中心に伝え
られた。

本実施例において、成形磁場は１０ｋＯｅ成形時の金型
の温度は２５０℃であり、冷却は金型出口の部分で強制
空冷することにより行った。これにより、配向した原料
コンパウンドは金型出口で冷却硬化されて押出成形され
た。成形品の寸法は、外径２５ｍｍ、内径２３ｍｍであ
る。第１表に、成形特微振動を加えた場合と加えない場
合の、成形品の磁気性能および成形速度の違いを示す。

実施例が微振動を加えた場合のものであり、比較例が加
えない場合のものである。

第１表第１表から明らかなように、６１主気持性および成形速
度共に、実施例のほうが向上している。これは、成形時
に微振動を加えることにより紅柱石粉末が回転し易くな
り、配向の程度が良くなったためと考えられる。また、
微振動により押出抵抗が減少し、成形速度が向上したと
いえる。比較例の磁気特性が低かったのは、成形磁場が
１０ｋＯｅＬか印加できなかったため五Ｒ石粉末が十分
に配向しなかったからである。このように、本発明の成
形方法は、金型あるいは成形品の形状から成形磁場を高
くすることができないような場合に、特に有効な方法で
ある。

［発明の効果］以上述べたように本発明の製造方法を用いることにより
、磁気性能の高い樹脂結合型希土類磁石を生産性良く製
造することができる。特に、本発明の方法は、成形時に
高い成形磁場の得にくい放射状に異方性を有する円筒状
６井石の成形に効果の大きい製造方法であり、小型精密
でかつ高性能が要求されるステッピングモーフ、ＤＣＣ
モーフセンサー、マグロール等に広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いた押出成形装置の１実施例を示す
図。第２図は本発明における円筒状ｔｘｔ脂結合型磁石の磁
場中押出成形用金型構造の１実施例を示す図。１０１　　・１０２　・１０６、１０９　　・　・　・１１０　・　・　・１１１　・　・１１２　・　・２０１　　・　・２０１　ａ　・　・２０２　　・　・　・２０２　ａ　・　・Ｈ・　・　・１トホッパー・シリンダ・スクリューアダプタープレート金型７．１０８ヒータ・電磁コイル・超音波振動子・原料コンパウンド・磁石成形体・外ダイ外タイ部磁性材マンドレル・マンドレル部磁性材・磁束の流れ以上出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

磁石粉末と有機物樹脂および必要ならば添加剤を加えた
組成からなる樹脂結合型磁石を磁場中押出成形法で製造
する方法において、成形時金型に微振動を加えながら成
形することを特徴とする樹脂結合型異方性磁石の製造方
法。