JPH0314215A - 磁気異方性磁石の製造方法及び製造装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は磁気異方性磁石の製造方法及びそれを実施する
ための製造装置に関し、特に押出方向と垂直な方向に放
射状に磁化容易方向を有するいわゆるラジアル配向の磁
気異方性磁石の製造方法及び製造装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ラジアル配向の磁気異方性を有する磁石を製造す
る方法として磁場中で磁性粉末を圧縮成形するいわゆる
磁場プレス法が広く一般的に用いられている。

第３図（ａ）　、（ｂ）は従来の磁気異方性磁石の製造
方法を実施するための装置構成の一例を模式的に示す図
である。

第３図（ａ）及び（ｂ）に示す従来の磁気異方性磁石の
製造装置は、磁性粉末１を充填するダイ２２と中芯２３
と前記ダイ２２中の磁性粉末１を圧縮する上パンチ２１
対向する下パンチ２１′と前記ダイ２２及び中芯２３を
通過する磁場を発生ずるために、この上、下パンチ２１
．２１’の上下に配された電磁石２４．２４’　とを備
えている。

このような構成の装置を用いて、従来の磁気異方性磁石
を製造する方法について図面を参照して説明する。

第３図（ａ）においてダイ２２及び中芯２３間の空隙に
充填された磁性粉末ｌの磁化容品軸６は何ら規則性を持
ってはいない。

ついで、第３図（ｂ）において電磁石２４゜２４′を励
磁することにより、ダイ２２から磁性粉末１を径由しさ
らに中芯２３を通過する磁場Ｈを印加し、磁化容易軸６
を一定方向に配向せしめついで上パンチ２１及び下パン
チ２１′で磁性粉末１を圧縮することにより放射状に磁
化容易方向を有する。いわゆるラジアル配向の磁気異方
性を持った圧粉体を得る。

このようにして得られた圧粉体を焼結することにより、
いわゆるラジアル配向磁気異方性焼結磁石を得ることが
できる。他方、該圧粉体に、エポキン樹脂等を含浸、固
化することにより、樹脂含浸型ボンド磁石も得ることか
できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の磁気異方性磁石の製造方法は磁性粉末の
磁化容易軸を一定方向に配向させる為に磁場を印加する
手段として、対向する電磁石間の磁界をダイ２２及び中
芯２３によって直角に曲げる磁器回路を構成しなければ
ならないので、ダイ２２．中芯２３．パンチ２１．２１
′の寸法。

月質等の設計の自由度か小さかったばかりか、圧粉体の
圧縮方向の距離が大きい程、圧縮方向に垂直な、いわゆ
るラジアル方向へ磁界を曲げることか困難になる欠点が
あった。

さらに圧縮成形法ゆえに、１度の成形工程で。

圧粉体を１個、もしくは１度に複数個成形するいわゆる
多数個取りを行なっても成形工程は、断続的になる為に
製造された各々の圧粉体間の品質にばらつきか生じ易い
品質のそろった製品が得られないという欠点かあった。

そこで１本発明の技術的課題は、ラジアル方向が磁化容
易方向である磁気異方性磁石を圧縮距離の長さの制約を
受けない自由度を持ち、かつ連続的に得ることのできる
磁気異方性磁石の製造方法及び製造装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、磁性粉末とバインダとを含む可塑性を
具備した混和体を押出し成形する方法において、押出方
向と垂直な方向に放射状に磁界を印加しながら押出成形
することを特徴とする磁気異方性磁石の製造方法が得ら
れる。

本発明によれば、磁性粉末とバインダとを含む可塑性を
具備した混和体が通過する押出成形口を有する押出成形
用金型と、前記混和体を前記押出方向に押出すスクリュ
もしくはラムのいづれか一方と前記金型の周囲で、少く
とも前記押出成形口近傍で実質的に同軸に配置された２
つ以上の磁場印加用コイルとを備え、前記磁場印加用コ
イルは前記励磁磁界を相互に反発する方向に形成される
ことを特徴とする磁気異方性磁石の製造装置が得られる
。

即ち１本発明は、磁性粉末に対し押出成形を施す為に　
バインダを加えることによって可塑性を具備した混和体
を押出成形機を用いて成形する際に、押出成形用金型の
前記混和体通過部の周囲に押出方向と同軸上に軸を有し
て配置された２４つ以上のソレノイドコイルを励磁する
ことにより、前記混和体内の磁性粉末の磁化容易方向が
押出し方向と垂直な方向に放射状に向く様に構成したも
のである。

［実施例コ 次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明を実施する為の装置構成を模式的に示す
断面図である。

第１図において、磁気異方性磁石の製造装置は。

磁性粉末１を含有する混和体２を充填する円筒状のシリ
ンダ８と、このシリンダ８の一端に設けられた押出成形
口１４を有する押出成形用金型５とこのシリンダ８内に
位置しモータ１３によって駆動されるスクリュ７と、前
記シリンダ８上方に配された原料投入用のホッパ９と前
記シリンダ８及び押出成形用金型５の周囲に配され、且
つバインダの種類に応じてシリンダ８及び押出成形用金
型５の温度調節を行うヒータ１１及び冷却ジャケット１
２と、押出成形用金型５の周りに押出成形体１０の押出
方向ａと夫々同軸を有するように配置され、磁場を印加
するソレノイドコイル３，３′と前記ソレノイドコイル
３，３′互いに反発する向きに励磁する励磁電源４とを
具備して構成される。

次に第１図に示す磁気異方性磁石の製造装置を用いて、
磁性粉末を含有する混和体の押出成形方法について説明
する。

第１図において磁性粉末１とバインダとの混和体２は、
ホッパ９からシリンダ８内に投入される。

投入された混和体２はモータ１３で回転するスクリュ７
により押出方向ａへ連続的かつ、定量的に移送される。

上述した工程において混和体２中の磁性粉末１の磁化容
易軸６は何ら規則性を持たず各々が無秩序に任意な方向
をむいている。

ここでシリンダ８は混和体２の可塑性、すなわち、混和
体２中のバインダが例えば熱可塑性樹脂の場合はヒータ
１］により加熱され、一方、混和体２中のバインダが水
を主成分とする水溶性バインダの場合は冷却ジャケット
１２に冷媒を循環させることにより冷却される。

ついでスクリュ７により移送された混和体２は所望の形
状の開口部を持つ押出成形用金型５へ圧送され、押出成
形口１４より押出され押出成形体１０となる。ここで押
出成形用金型５の周囲には。

励磁電源４によって互いに反発する向きに励磁されてい
るソレノイドコイル３，３′が押出方向ａと同軸上に配
置されており、混和体２中の各磁性粉末１の磁化容易軸
６はソレノイドコイル３゜３′の発生磁場により押出方
向ａと垂直な方向に放射状に配向される。

次に２本発明による磁気異方性を有する磁石の磁化容易
軸の配向について図面を用いてさらに詳しく説明する。

第２図は本発明の磁化容易軸の配向を説明する説明図で
ある。

第２図において、押出方向ａへ押出される混和体２中の
磁性粉末１の磁化容易軸６は、ソレノイドコイル３によ
って励磁される磁界に平行な方向すなわち押出方向ａと
平行な向きに配向され、ついで　ソレノイドコイル３，
３′間まで押出された混和体２中の磁性粉末工の磁化容
易軸６はソレノイドコイル３．３′が互いに反発する方
向に励磁されているので押出し方向ａと垂直な方向を持
つ磁界Ｈと平行な向きに配向され、さらに混和体２中の
バインダの固化により配向方向が維持されて所望の押出
成形体１０を得る。

上述した工程で得られた押出成形体は、押出方向と垂直
な方向に放射状に磁化容易方向を持ついわゆるラジアル
磁気異方性磁石であり、必要に応じて所望の形状に切断
し工業的利用が可能である。

さらに上述した工程で得られた押出成形体は。

バインダを含んだいわゆる樹脂磁石であるが、近年、粉
末冶金業や窯業の分野で利用されているような、バイン
ダと粉末を混練し成形した後にバインダを分離して圧粉
体を得、その後膣圧粉体を焼結するという工程に準じた
工程により、焼結磁石を得ることも可能である。

以上呼べた構成の装置を用いて１次の実施例１〜３の磁
気異方性磁石を製造した。また、比較例として従来の製
造装置を用いて磁気異方性磁石を製造した。

〈実施例１〉 ２５．２ｗｔ％Ｓ　ｍ−４９，２ｗｔ％Ｃｏ　−９，２
ｖｔ％Ｃｏ−１５、Ｏｗｔ％Ｆ　ｅ　−１，４ｗｔ％Ｚ
ｒなる組成のインゴットを溶製し、Ａｒ雰囲気で１１８
０℃で５時間溶体化した後、８００℃で２時間時効処理
を施した。

さらにショークラッシャ、ディスクミル、ボールミルに
より平均粒径１２μＭまで粉砕し、粉末とした。

ついで、前記粉末に対し、ナイロン１２を９０／１０の
重量比で混合した後、前記粉末とナイロン１２の混合体
に対し０．５νＬ％の可塑性剤を添加し、混練、解砕し
押出成形用混和体を得た。

］　０ 次に外径２０關、内径１４ｍｍの開口部を持ち。

かつ押出方向と同軸上に配置された２つのソレノイドコ
イルを含む押出成形用金型を押出成形機に取りつけ、シ
リンダ温度２２５℃、金型温度２００℃としソレノイド
コイルを励磁しつつ前記混和体を押出成形し管状押出成
形体を得た。

ここで、２つのソレノイドコイル間の押出方向と垂直な
向きの磁場強度は１７ｋＯｅであった。

次に上述した工ゝ程で得られた管状押出成形体の押出方
向と垂直な方向の磁気特性を７１１１１定したところ、
残留磁束密度Ｂｒ上＝５．２ｋＧ、保磁石力ＢＨｏ上−
４，０ｋＯｅ、　、　Ｈｏ上＝　９．８ｋＯｅ最大エネ
ルギー積（Ｂ　Ｈ）　ｍａｔ上−７，０Ｍ、Ｇ、Ｏｅな
る値が得られた。一方、押出方向と平行な方向の残留磁
束密度Ｂｒ／／を測定したところ、　２．０ｋＧであっ
た。ここで配向度ｆの指針としてｆ＝Ｂｒ土／（Ｂｒ上
十Ｂｒ／）Ｘ１００％なるイ直を算出すると、ｆ＝７２
．２％であり高い配向度を示していることは明らかであ
る。さらに、前記管状押出成形体を２０ｃｍの長さに合
計３０本切断し２個々の密度を測定したところ、平均値
は５．３０ｇ／ｃｃであり、その標準偏差は０．０２ｇ
／ｃｃで連続的に安定した押出成形か行われていること
か確認された。

〈実施例２〉 実施例１と同様に調整した押出成形用混和体を押出成形
するべく外径１．３ｍｍ、内径８關の開口部を持ち、２
つのソレノイドコイルを含む押出成形用金型を押出成形
機に取りつけ、シリンダ温度２２５°Ｃ２金型温度２０
０℃としソレノイドコイルを励磁しつつ前記混和体を押
出成形し管状成形し管状押出成形体を得た。

ここで２つのソレノイドコイル間の押出方向と垂直な向
きの磁場強度は１７ｋＯｅてあった。

次に、上述した工程で得られた管状押出成形体の押出方
向と垂直な方向の磁気特性を測定したところ、残留磁束
密度Ｂｒ上−５，４ｋＧ　、保磁力ＢＨｏ±−４，１ｋ
Ｇ　、　＋　Ｈｃ±＝　９．８ｋＯｅ、最大エネルギー
積（Ｂ　Ｈ）　、、、−１−７，２Ｍ、Ｇ、Ｏｅなる値
か得られた。一方、押出方向と平行方向の残留磁束密度
Ｂｒ／を７Ｉｌｌｌ定したところ１．８ｋＧであり、実
施例１ 〕　２ １と同様にして配向度ｆを求めるとｆ＝７５．０％であ
り、高い配向度を示していることは明らかである。

さらに、前記管状押出成形体２を２０ｃｍの長さに合計
３０本切断し１個々の密度を測定したところ平均値は５
．２９ｇ／ｃｃであり、その標準偏差は０．０２ｇ／ｃ
ｃで連続的に安定した押出成形が行われていることが確
認された。

〈実施例３〉 平均粒径１μ…のストロンチウムフェライト仮焼粉に、
バインダとしてセランダ−（ユケン工業■製）を１５ｗ
ｔ％と水２０ｖｔ％を混合し　加圧ニーダにて混練し、
ついで６００　ｍｍＨｇ以下の雰囲気中で脱泡し、押出
成形用混和体を得た。

次に、外径１３ｍｍ、内径８　ｍｍの開口部を持ち。

２つのソレノイドコイルを含む押出成形用金型を押出成
形機に取りつけ、シリンダ及び押出成形用金型を１０℃
以下に冷却し、ソレノイドコイルを励磁しつつ前記混和
体を押出成形し管状押出成形体を得た。

ここで２つのソレノイドコイル間の押出方向と垂直な向
きの磁場強度は１３ｋＯｅであった。

次に、上述した工程で得られた管状押出成形体を５０℃
で２４時間乾燥させた後、毎時２０°Ｃで５００°Ｃま
て昇温し、５００℃で２時間保持してバインダの分離を
行なった。ついで、１１８００Ｃで焼成し管状ストロン
チウムフェライト焼結体を得た。

上述した工程で得られた管状ストロンチウムフェライト
焼結体の押出方向と垂直な方向の磁気特性をΔＩＪ定し
たところ残留磁束密度Ｂｒ土＝３．８ｋＧ。

保磁力ＢＨＣ土＝、２．２ｋＯｅ、最大エネルギー積（
ＢＨ）、ｎ、、、土＝　３．５Ｍ、Ｇ、Ｏｅ　、なる値
か得られた。

一方、押出方向と平行な方向の残留磁束密度Ｂｒ／を測
定したところ、　Ｌ、ＯｋＧであり、実施例１と同様に
して配向度ｆを求めるとｆ＝７９．２％であり、高い配
向度を示していることは明らかである。さらに前記管状
ストロンチウムフェライト焼結体を長さ２０ｃｍの長さ
に合計３０本切断し２個々の密度を測定したところ平均
値は５．０１ｇ／ｃｃて　３ ４ あり、標準偏差は０　、０　］、　ｇ　／ｃｃて連続的
に安定した押出成形か行われていることが確認された。

く比較例〉 実施例３と同様のストロンチウムフェライト焼粉と水を
重量比で５８／４２となる様に混合した混和体を，内径
１．　３　ｍｍのダイ及び外径８市の中芯と上パンチ、
下パンチを用いて１　３　ｋｏｅの磁場中で５００ｋｇ
／ｃ♂の圧力により圧縮成形を行なった。

圧縮成形により得られる圧粉体の圧縮方向の長さが．５
ｃｍ，１０ｃｍ，２０ｃｍとなるように前記混和体を秤
量し上述した工程で圧縮成形を行なったところ，圧縮方
向．の長さが２０ｃｍの圧粉体は，圧縮成形後にダイ及
び中芯より取り出した直後に崩れ，所望の形状の圧粉体
を得ることができなかった。

次に，圧縮方向の長さが５　ｃｍ及び］、　Ｏ　ｃｍの
圧粉体を４０°Ｃて４８時間乾燥させた後’，１１８０
’Ｃで焼成しストロンチウムフェライト焼結体を得た。

ついで、実施例３と同様に磁気測定及び密度測定を行な
った。その結果を第１表に示す。

第　　１　　表 以上本発明の実施例について詳細に説明したが。

」二連した実施例に限定されず，本発明の主旨を逸脱し
ない範囲で種々の変更が可能である。

］　５ 　６ 例えば、上述した実施例では，サマリウムコバルト系合
金粉末及びストロンチウムフェライト仮焼粉を磁性粉末
として用いたか，他の磁性粉末。

−例を掲げれば８ネオジム鉄系合金粉末やバリウムフェ
ライト粉末等を用いても何ら問題ない。

又，バインダも上述の実施例に限定されず，他の熱可塑
性樹脂や水溶性バインダ等も適用可能であることは言う
までもない。更に押出成形体に対し任意の形状に切断打
抜き加工等を施しても何ら問題ない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の磁気異方性磁石の製造方法及
び製造装置においては，磁性粉末とバインダとを含む可
塑性を具備した混和体か通過する押出成形口を有する押
出成形金型と前記混和体を前記押出方向に押出すスクリ
ュもしくはラムのいずれか一方と前記金型の周囲で少く
とも前記押出成形口近傍で実質的に同軸に配置された２
つの以上の磁場印加用コイルとを有し，かつ磁場印加用
コイルの励磁磁界が相互に反発する方向に前記磁場印加
用コイルを励磁するので，押出方向と垂直な方向に放射
状に磁界を印加しながら押出成形ができるので　ラジア
ル方向に磁化容易軸を持つラジアル磁気異方性磁石を連
続的にかつ安定した品質を持って製造できるという効果
がある。

したかって、本発明の磁気異方性磁石の製造方法及び製
造装置は，磁石形状の設計自由度の向上及び品質安定性
の向上に寄与するところは非常に大きく，工業上極めて
有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を実施する為の装置構成図，
第２図は第１図を説明する作用説明図。 第３図（ａ）及び（ｂ）は従来の磁気異方性磁石の製造
方法の一例を示す装置構成図である。 ］・・・磁性粉末，２・・混和体，３．３’　・・・ソ
レノイドコイル　４・・・励磁電源，５・・・押出成形
用金型。 ６・・磁化容易軸，７・・・スクリュ、８・・・シリン
ダ。 ９・・ホッパ、１０・・・押出成形体，１１・・・ヒー
タ。 ］２・・・冷却ジャケット、１３・・モータ、］４・・
・押　７ 　８ 出成形口 ２ 上パンチ。 ２１　′ 下パンチ ２２　・・ ダイ。 ２３・・・中芯。 ２４゜ ２４′ ・・電磁石。 押出方向。 Ｈ・・・磁場。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　磁性粉末とバインダとを含む可塑性を有する混和
   体を押出成形する方法において、押出方向と垂直な方向
   に放射状に磁界を印加しながら押出成形することを特徴
   とする磁気異方性磁石の製造方法。
2. ２．　磁性粉末とバインダとを含む可塑性を具備した混
   和体が通過する押出成形口を有する押出成形用金型と、
   前記混和体を前記押出方向に押出すスクリュもしくはラ
   ムのいずれか一方と、前記金型の周囲で、少なくとも前
   記押出成形口近傍で、実質的に同軸に配置され励磁磁界
   を形成する少くとも２つの磁場印加用コイルとを備え、
   前記少くとも２つの磁場印加用コイルは、前記励磁磁界
   を夫々相互に反発する方向に形成されることを特徴とす
   る磁気異方性磁石の製造装置。