JPH02251114A - 薄板状樹脂結合型希土類磁石の製造方法 - 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、電子機器などに使われるエンコーダやリニア
アクチュエータ等に利用される薄板状磁石の製造方法に
関するものである。

〔従来の技術１ 薄板状樹脂結合型磁石は主に、カレンダー成形法、押出
成形法および射出成形法によって製造されている。各成
形法とも磁石原料として、磁石粉末と熱可塑性樹脂を混
合、混練したものを使用しており、カレンダー成形法で
は、上記磁石原料を熱ロールで圧延して薄板状とする。

押出成形法は、磁石原料を十分な流動性が得られる温度
まで加熱した状態でスクリューまたはプランジャーを使
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。射出成形法は、加熱して流動状態
になった磁石原料を金型中に充填し、所定の形状に成形
するものである。このうち押出成形法と射出成形法は、
成形時金型内に磁場を印加し異方性を有する磁石を成形
することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の薄板状樹脂結合型Ｉｉ井石の製造
方法は以下に示すような課題を有している。

（１）カレンダー成形法では、成形時に磁場を印加する
ことができないため、希土類磁石粉末を使用する場合に
は等方性の成形品しか得られず、ｌｉＲ石の磁気性能が
低い。また、ロールの加熱能力上あまり高融点の樹脂は
バインダーとして使用できないので、成形品の耐熱性に
劣る。また、成形品にある程度可撓性がないと成形てき
ないため、原料中の磁石粉末の量をあまり多くすること
はできず、従って、成形品の６Ｒ気性能が低い。

（２）押出成形法で薄板状磁石を成形する場合、金型出
口の中央部と端部て押出速度の差を生じ、成形品の不均
一を生じ易い。このことから、均一な成形品を得るため
には複雑な全型内流路の設計が必要であり、金型が非常
に高価なものとなる。

また、磁場中で成形する場合、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（できないので
、成形時に印加する磁場はあまり高くできない。このた
め成形品の磁気性能は低下してしまう。

（３）射出成形法で薄板状磁石を成形する場合、肉厚が
１ｍｍ以下のものは成形が難しい、これは、成形原料が
磁石粉末を多量に含んだ流動性の悪いもののため、成形
品の肉厚が薄いと金型のキャビティー内に十分に充填さ
れず成形不良を起こすからである。また、異方性磁石を
成形する場合も、肉厚が薄い場合には磁石表面のスキン
層（樹脂の比率の高い部分）の影響により、実質的に等
方性のものしか成形することができない。また、面積の
大きな磁石を成形するためには大型の成形機が必要であ
り、成形コストの面で不利である。

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、高性能な薄板状樹脂結合型希土類
磁石を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］ 本発明の薄板状樹脂結合型希土類磁石の製造方法は、希
土類磁石粉末、有機物樹脂および必要ならば添加剤を加
えた組成からなる成形用原料を、磁場を印加した金型中
を通過させて、径方向に放射状に異方性を有する円筒状
磁石に押出成形した後、該円筒状磁石の円周上の１か所
ないしは複数個所を、成形体の中心軸に平行に切断し、
切断したこの成形体を広げて薄板状とすることを特徴と
する。

また、押出成形する円筒状６Ｒ石の外径（Ｄ）と内径（
ｄ）が、 ０．８５≦ｄ／Ｄ＜１ なる関係を満たすことを特徴とする。

［作　用］ 本発明に利用できる磁石粉末としては、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
成とする布上”Ｉｆ　ＥＮ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
る組成とする希土類磁石粉末等がある。

本発明に利用できる有機物樹脂としては、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
えばポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）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）などのエラストマー、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。添加剤としては、
金属石けん（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ムなど）、ワックス等の滑剤や、前記架橋性の熱硬化性
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。

これら磁石粉末と有機物樹脂を必要ならば添加剤を加え
て充分に混合する。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
造拉する。造粒した１ｉｆｉ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磁化容易軸がａ磁場の方
向に揃えられて（配向されて）成形される。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ときに、
冷却硬化されて押し出される。押し出された成形体は適
当な長さに切断した後、脱磁する。次に、この円筒状の
成形体の円周上の１か所ないしは複数個所を、成形体の
中心軸に平行に切断する。その後、切断した上記成形体
を加熱し、成形体の粘度が低下したところで該成形体を
広げて薄板状とする。架橋性の熱硬化性樹脂を結合材と
して用いた場合は、この薄板状の成形品を加熱、あるい
は放射線（γ線や電子線など）を照射することにより成
形品中の有機物樹脂を架橋する。この成形体を薄板状に
する方法としては、２枚の平板からなる簡単なプレス装
置でもよいし、ロールを使って広げてもよい。

このようにして薄板状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。

［実施例１１ 組成がＳ　ｍ　（ＣＯＯ，８７２Ｃｕ　ｏ、ｏｇＦ　ｅ
　ｏ２□Ｚ　ｒ　ｏ、　０２ｇ　）　８．３５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。この粉末とナイ
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％、７，８重量％および０，２重
量％となるように混合した。その後この混合物を、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ー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
ダプタープレート１０４、金型１０５およびスクリュー
駆動用のモータ（図には記入していない）から成ってお
り、さらに金型内に６Ｒ場を印加するための電磁コイル
１０７が金型の外側に配置された構成になっている。こ
の押出成形機に、造粒した前記原料コンパウンド１０８
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１゜５
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２０１ａ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１０７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と外ダイに取付けられた磁性材
のリング２０１ａ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。

本実施例において、成形磁場は１５ｋＯｅ、成形時の金
型の温度は２５０°Ｃ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固化されて押出成形
された。できた円筒状の成形品の寸法は、外径３３ｍｍ
、内径３２ｍｍである。この成形品は適当な長さに切断
して脱磁した後、さらに成形体の中心軸に平行に２等分
した。この成形品を１８０°Ｃに加熱しながら、第３図
に示したようなプレス装置で薄板状にした。このプレス
装置は、上方のプレス板３０１が矢印のように下方に降
下して成形品をプレスする。成形品の厚さは、スペーサ
ー３０２で調整する。このプレス装置を焼成炉内に設置
して加熱し、成形品をプレス板に置いた。この成形品の
粘度が低下したところで薄板状にプレスし、最後に端面
を切断処理して所定寸法の薄板状磁石を得た。この成形
品の寸法は、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍｍであった。

得られた成形品の磁気特性について第１表に示す。

比較例として、第４図に示したような金型を用いて押出
成形した薄板状の成形品の五井気特性について示す。原
料コンパウンドとしては、実施例と同じものを用いた。

この金型は、電磁コイル４０３に電流を流すと、上下の
ポールピース４０４間に金型内のコンパウンドの流路に
対して垂直な磁場が発生する。そのため、厚さ方向に磁
石粉末が配向した薄板状磁石が成形できる。成形時の磁
場は１１．ｋＯｅであり、成形品の寸法は実施例と同じ
である。第１表には磁気特性と共に成形性についても示
した。

第１表 この表から明らかなように、同し成形用原料を使用した
にもかかわらず、比較例のほうが磁気特性が低い。これ
は、比較例のほうが金型構造上成形磁場を大きくできず
、そのため磁石粉末が十分に配向されなかったためと考
えられる。また、比較例のほうはなかなか安定した成形
ができず、不良品の発生率が高かった。なお、比較例に
使用した金型の製作費は実施例の金型の約３倍であり、
実施例における全型代、プレス装置代を合わせたものよ
りも高額であった。このように、本発明の成形方法を用
いることにより、高性能な薄板状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。

［実施例２］ Ｎｄ＋３Ｆｅｅ。７Ｂ４３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２０ｋ
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℃の温度で、１
０ｋｇ／ｍｍ２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。）このバルク状磁石を粉砕し、平均粒径が２
０μｍの磁石粉末を得た。この粉末と、ビスフェノール
Ａ型エポキシ、ノボラック型エポキシ、ビニルブチラー
ル・ビニルアルコール共重合体の）捏合物からなる樹脂
粉末および添加剤としてステアリン酸カルシウム粉末と
シリカ粉末を、それぞれの比率が９０．３重量％、９．
１重量％および０４重量％、０２重量％となるように混
合した。その後この混合物を、２本ロール型ミルにて９
０°Ｃで混練した。この混線物を外径が１〜ｌ　Ｏｍｍ
の粒に造粒して原料コンパウンドとし、実施例１のよう
に押出成形機にて円筒状磁石に成形した。この成形品は
適当な長さに切断して脱ｍした後、さらに成形体の中心
軸に平行に円周上の１個所を切断した。

この成形品を、実施例１と同様のプレス装置で薄板状に
しながら２００℃×４５分の条件で焼成し、成形品中の
有機物樹脂を架橋した。押出成形した成形品の寸法を変
えた場合の、得られた薄板状成形品の磁気特性について
第２表に示す。

第２表 第２表から明らかなように、外径（Ｄ）と内径（ｄ）と
の比ｄ／Ｄの値が０８５より小さいと、磁気特性は低下
してしまう。これは、円筒状の成形品が、外径の割合に
肉厚が厚く、薄板状にする際に磁石粉末の配向の乱れが
生じたためと考えられる。このように、本発明の成形方
法において、ｄ／ｄの値を、 ０．８５≦ｄ／Ｄ＜１ とすると、磁気性能の高い磁石を製造することができる
。

〔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
、磁気性能の高い薄板状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、小型精密でかつ高性能が要求
される磁気センサー、エンコータ、リニアアクチュエー
タ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図は円筒状樹脂結合型磁石の磁場中押出成形用金型
構造を示す図。 第３図は本発明に用いた薄板状磁石成形用プレス装置を
示す図。 第４図は従来の薄板状樹脂結合型６Ｒ石の磁場中押出成
形用金型構造を示す図。 １０１　・ １０２　・ １０３　・ １０４　・ １０５　・ １０６、 １０８　・ １０９　・ ２０１　・ ２０１　ａ ホッパー シリング スクリュー ・アダプタープレート ・金型 ０．１１ト ヒータ 電磁コイル ・原料コンパウンド ・磁石成形体 ・外グイ ・外ダイ部磁性材 ２０２　ａ Ｈ・　・　・ ３０１　　・ ３０３　・ ４０１　・ ４０２　・ ４０３　・ ・マンドレル ・マンドレル部′６ｉｌ性材 ・磁束の流れ ・プレス板 ・スペーサー 切断した円筒状６Ｒ石 ・金型 ・ヒータ ・電磁コイル ・ポールピース 以 上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　喜三部（他１名）４Ｄう

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）希土類磁石粉末を有機物樹脂により結合した樹脂
   結合型希土類磁石の製造方法において、希土類磁石粉末
   、有機物樹脂および必要ならば添加剤を加えた組成から
   なる成形用原料を、磁場を印加した金型中を通過させて
   、径方向に放射状に異方性を有する円筒状磁石に押出成
   形した後、該円筒状磁石の円周上の１か所ないしは複数
   個所を、成形体の中心軸に平行に切断し、切断したこの
   成形体を広げて薄板状とすることを特徴とする薄板状樹
   脂結合型希土類磁石の製造方法。 （２）押出成形する円筒状磁石の外径（Ｄ）と内径（ｄ
   ）が、 ０．８５≦ｄ／Ｄ＜１ なる関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の薄板
   状樹脂結合型希土類磁石の製造方法。