JPH03274712A - 希土類樹脂結合型磁石の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は希土類樹脂結合型磁石の製造方法に関する。

［従来の技術］ 樹脂結合型磁石の成形方法としては以下に示したような
成形方法が挙げられる。

１、圧縮成形法 ２、射出成形法 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、これに圧力を加えて圧縮
して成形し、その後、加熱して樹脂を硬化させて成形す
る方法である。この時、磁石組酸物中の磁性粉末量は９
５ｗｔ％以上含まれる。

この圧縮成形法は上記のように他の成形方法に比べ磁石
組成物中の樹脂成分量が少ないため、成形された磁石の
磁気性能は高いが、磁石の形状に対する自由度は小さい
。

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
物を加熱溶融し、十分な流動性をもたせた状態で金型内
に注入して所定の形状に成形する方法である。射出成形
法は磁石組成物に流動性をもたせるため、に磁石組成物
中の樹脂成分量が圧縮成形に比べて多く、磁石組成物中
の磁石粉末量は９０〜９５ｗｔ％程度となるために磁石
成形体の磁気性能は低下する。しかし、形状の自由度は
圧縮成形法に比べ大きい。

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

第一に、圧縮成形法、射出成形法ともに成形工程が磁石
組成物の金型への充填、成形、成形品の取り出しという
一定のサイクルがあり、基本的にバッチ式生産システム
であるため、そ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原料の
充填や成形品の取り出しが困難であることや成形磁石の
磁気性能が低下する等の理由から、成形品の長さには限
界がある。磁石成形体の肉厚についても寸法の長い磁石
の成形と同様に磁石成形体の肉厚が１ｍｍ以下になると
、磁石組成物の金型への充填や成形体の取り出しが問題
になるため、肉厚１ｍｍ以下の磁石を成形することが困
難である。

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、従来の成形技術では成形すること
が困難であった寸法の長い磁石もしくは肉厚の薄い磁石
を生産性良く提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の樹脂結合型磁石の製造方法は希土類磁石粉末と
樹脂からなる希土類樹脂結合型磁石の円筒状形状の製造
方法において、希土類磁石粉末と樹脂の混合溶融物を無
配向のまま押出成形し、これをサイジングし、冷却する
ことにより磁石成形体を成形することを特徴とする。

また、前記サイジングが円筒状磁石の内面と外面の間に
圧力差をつけることによりサイジングを行なうことを特
徴とする。

本発明に使用する希土類磁石粉末はＲと鉄を主体とする
遷移金属及びほう素からなる希土類磁石粉末であること
を特徴とする。

さらに本発明に使用する希土類磁石粉末がＲとコバルト
を主体とする遷移金属からなる希土類磁石粉末であるこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明の構成によれば、希土類磁石粉末と樹脂からなる
希土類樹脂結合型磁石の成形方法とし−て押出成形法を
用いることにより、従来の圧縮成形法や射出成形法では
成形が困難である形状が成形可能となる。すなわち、磁
石成形体の薄肉化と長尺化が可能となる。押出成形法の
場合、希土類磁石粉末と樹脂からなる混合溶融物を金型
内で連続的に絞り込む方法であるため、従来の成形方法
で薄肉磁石を成形するときのような狭い金型のギャップ
に混合物を投入する方法に比べ薄肉磁石の成形が容易に
なる。このため、従来の成形方法では成形が困難であっ
た磁石成形体肉厚１ｍｍ以下の磁石の成形が可能である
。また、長尺化については従来の成形法は基本的にバッ
チ処理であるために磁石成形体の長さは金型の形状に依
存し、従って成形体の長さには制限がある。一方、押出
成形法では金型から連続的に成形されるため磁石成形体
の長さは任意に成形される。

押出成形方法として金型で成形後、サイジングし、その
後冷却して成形するという方法を採用する。この時、サ
イジングは磁石成形体の寸法精度を確保するためには必
須となる。すなわち希土類磁石は一般に寸法精度が必要
とされる小型モータ等に使用されるためである。このサ
イジング方法として円筒状磁石の内面部と外面部に圧力
差を生じさせてサイジングを行う方法を用いたのは希土
類磁石粉末と樹脂の混合物は樹脂成分が少ないため変形
能が小さく、大きな引き落しを行うことが困難であるた
めサイジング板法のような方法は不向きであり、引き落
し量が少なくても可能な圧力差を利用したサイジング方
法が適当である。

本発明の希土類樹脂結合型磁石に使用する樹脂としては
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂どちらでも使用可能であり
、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニルサルフ
ァイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレンのような樹脂やまた
、エラストマーや合成ゴム等も使用可能である。

以下、実施例に従い詳細に説明を行う。

［実施例コ 第３図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
している。希土類磁性粉末と樹脂と必要ならば添加剤を
所望の混合比に秤量した後にロールミル、押出機等の混
合機で混合し、コンパウンドを作成する。このコンパウ
ンドを成形機に投入しやすい大きさに粉砕し、押出成形
機に投入する。

ここで使用した押出機は一軸のスクリュー式押出機だっ
た。押出機中でコンパウンドは加熱され、樹脂が溶融状
態となり、この状態で押出機に接続された金型に送り込
まれる。金型中でコンパウンドは最終形状に絞り込まれ
、金型から混合物が押し出される。その後、金型先端部
方向にサイジング装置を設置、所望の寸法になるように
サイジングを行う。この時、必要とあれば冷却を行いな
がらサイジングを行う。サイジングされた磁石は冷却さ
れたのち引き取られ、適当な長さに切断される。樹脂と
して熱硬化性樹脂を使用している場合にはキユアリング
し、その後最終的な長さに切断して、希土類樹脂結合型
磁石を成形した。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１） 第１表は各成形方法において後工程が無いときにどの程
度の肉厚まで成形可能かということについて示している
。ここで作成した磁石はリング状形状で外径３０ｍｍで
肉厚を表で示した厚さにして成形を行なった。また使用
した磁性粉末は第１表 Ｓｍ−Ｃｏ系希土類磁石を使用し、樹脂は押出成形と射
出成形ではナイロン１２を、圧縮成形では。

エポキシ樹脂を使用した。但し、押出成形の場合は熱硬
化性樹脂のエポキシ樹脂を使用した場合でも同様な結果
が得られた。磁性粉末と樹脂の混合比は押出成形と射出
成形の場合は９０ｗｔ％：１０ｗｔ％、圧縮成形の場合
は９８ｗｔ％：２ｗｔ％であった。

表から分かるように圧縮成形や射出成形では磁石成形体
の肉厚が薄くなると成形が不可能になる。

これは、圧縮成形の場合は肉厚が薄くなると磁性粉末を
キャビティ内に充填させるのが困難になるため成形でき
ず、また射出成形の場合も磁性粉末と樹脂の溶融物をキ
ャビティ内に流れ込ませることが困難になるため成形す
ることができない。−方、押出成形の場合には磁性粉末
と樹脂の溶融物を連続的に流し、溶融物を徐々に絞って
いって成形するために薄肉の磁石を成形することができ
る。

したがって、肉厚１ｍｍ以下の薄肉磁石を成形する方法
として押出成形は有効な方法であることは明かである。

また、磁石成形体の長さについてみてみると圧縮成形や
射出成形の場合、磁石の外径や肉厚にもよるが３０ｍｍ
以上の高さの円筒状磁石は成形することができなかった
。一方、押出成形の場合には長さ３０ｍｍ程度の磁石は
成形可能であり、それ以上の長さの磁石についても切断
寸法を変えるだけで任意の長さの磁石を成形することが
可能であった。

さらに成形速度についてみてみると押出速度で１０ｍｍ
／ｓｅｃ以上の速度で成形が可能であり、従来の成形方
法で成形速度の速い射出成形でも押出速度に換算すると
３　ｍｍ／ｓｅｃ程度であり、押出成形法を用いること
によって、生産性を向上させることが可能である。

（実施例２） 第１図、第２図に本発明の圧力差を用いたサイジング装
置を示す。第１図は金型１から押し出された混合溶融物
の外周を真空ポンプ５で真空引きして内周部と圧力差を
つけて、外周のスリーブ２でサイジングを行う方法であ
る。一方、第２図は金型１のマンドレル８中心の孔から
空気６を送り、押し出されたバイブの先端に栓９を設け
て内周部を加圧し、外周部にスリーブ７を設けてサイジ
ングを行う方法である。第４図に比較例のサイジング方
法を示している。これは第５図に示すようなサイジング
板１０を金型出口に押出物が通過する断面が次々と少し
ずつ小さくした孔をもつように設置し、そこを押出物を
通過させることによって押出物を引き落しながらサイジ
ングを行う方法である。これらのサイジング装置を用い
て成形を行ったときの結果を第２表に示す。表中のサイ
ジング法１．２．３はそれぞれ第１図、第２図、第４図
のサイジング法を示している。また、表中の寸法精度は
磁石外径の寸法精度を示している。ここで、作成された
磁石の寸法は外径３０ｍ、内径２８［、肉厚１ｍｍの円
筒状磁石であった。

第２表 表からも明らかなように本発明のサイジング方法を用い
た場合には円筒状磁石の成形は可能であったが、比較例
の方法ではサイジングを行うことができなかった。これ
は比較例の方法の場合には押出物をダイリップから１５
０％程度引き落とす必要があるが希土類磁石粉末と樹脂
の混合物は樹脂成分が少ないため変形能が小さいため十
分に引き落とすことができないためサイジングを行うこ
とが不可能であった。一方、本発明のサイジング方法は
引き落し量が比較例に比べ少なくてもサイジングが可能
であったため成形が可能であった。また、寸法精度につ
いてみてみるとサイジング法１゜２両者とも５／１００
ｍｍ以下の精度を得ることが可能であった。希土類磁石
に要求される寸法精度は一般に５／１００ｍｍ程度であ
り、　したがって、本発明の成形方法を用いることによ
り、はぼ要求される寸法精度を満足する磁石を２次加工
なしで成形することが可能であった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の製造方法により、円筒状の希
土類樹脂結合磁石を寸法精度良く、また、生産性良く製
造することが可能となる。また、二次加工を行うこと無
く、高速成形を行うことからコストを低減させることが
可能となり、より安価な磁石を提供することが可能とな
る。また、従来の成形方法では成形することが困難であ
った薄肉磁石や長尺磁石を成形することが可能になり、
このことから希土類樹脂結合磁石の応用分野をさらに広
げることが可能となる。この製造方法による磁石はステ
ッピングモータ、ＤＣモータ、センサマグロール等に広
く利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の押出成形用サイジング装置の
概略図。 第３図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
す図。 第４図は比較例として示した押出成形用サイジング装置
の概略図。 第５図は第４図中のサイジング板の概略図。 ｌ：　金型 ２：　真空サイジングスリーブ ３：　磁石 ４：　冷却水もしくは冷風 ５：真空ポンプ ６：圧縮空気 ７： スリーブ ８： マンドレル ９： 栓 ０： サイジング板 １： 冷却部 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類磁石粉末と樹脂からなる希土類樹脂結合型
   磁石の円筒状形状の製造方法において、希土類磁石粉末
   と樹脂の混合溶融物を無配向のまま押出成形し、これを
   サイジングし、冷却することにより磁石成形体を成形す
   ることを特徴とする希土類樹脂結合型磁石の製造方法。
2. （２）前記サイジングが円筒状磁石の内面と外面の間に
   圧力差をつけることによりサイジングを行なうことを特
   徴とする請求項１記載の希土類樹脂結合型磁石の製造方
   法。
3. （３）前記希土類磁石粉末が希土類元素（以下Ｒと表わ
   す）と鉄を主体とする遷移金属及びほう素からなる希土
   類磁石粉末であることを特徴とする請求項１及び２記載
   の希土類樹脂結合型磁石の製造方法。
4. （４）前記希土類磁石粉末がＲとコバルトを主体とする
   遷移金属からなる希土類磁石粉末であることを特徴とす
   る請求項１または２記載の希土類樹脂結合型磁石の製造
   方法。