JPH0487309A - 希土類ボンド磁石の製造方法 - 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１回転電機等の各種装置に用いられる希土類ボ
ンド磁石の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、比較的安価、でしかも強力な永久磁石の開発
が種々行なわれている。例えば特開昭５９−２１１５４
９号公報には、希土類−鉱一ホウ素系磁粉を接着剤で固
化することとしたボンド磁石が提案されており、また特
開昭６１−１７４３６４号公報には、ミツシュメタル−
遷移金属−ホウ素系磁粉をバインダーと混合してなるプ
ラスチック磁石が提案されている。

また従来の着磁方法では、磁石を予めケースに組み込ん
だ後、着磁ヘッドをその内側部分に入れて着磁を行なっ
たり、あるいは着磁のためのバックヨークにマグネット
を挿入し、着磁ヘットをその内側に入れて着磁を行ない
、その後パーミアンス係数が下がらないようにしてマグ
ネットケースへの組み込みを行なうようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところがこのような希土類−遷移金属−ホウ素系磁石は
、高温状態に放置すると磁気特性が低減してしまうとい
う問題がある。この磁気特性の低下は温度が高いほど激
しく行なわれ、特に１００℃以上では顕著に見られる。

本発明は、希土類−遷移金属−ホウ素系磁石の高温状態
での減磁を防止し、長期にわたって良好な磁気特性を維
持することができるようにした希土類ボンド磁石の製造
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
成するため本発明にかかる希土類ボン１−磁石の製造方
法では、希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末を混線に
よりバインダー樹脂中に分散させて圧延を行ない、得ら
れた磁石に着磁工程を施すようにした希土類ボンド磁石
の製造方法において、上記着磁工程は、磁石に着磁用ヨ
ークを当接して行なわれるとともに、当該着磁工程後に
上記着磁用ヨークが磁石から外され、ついで当該磁石が
非磁性材領域中を通過されることにより、磁石のパーミ
アンス係数を空気中に放置したときの値またはその近傍
まで低下させるようにしている。

このような構成を有する手段においては、着磁後の磁石
が非磁性材領域中を通過されることにより、磁石のパー
ミアンス係数が所定量低減され、このとき希土類ボンド
磁石には一定の不可逆減磁が生しる。そして−目子可逆
減磁が行なわれた磁石に温度変化があっても、その動作
点は単にパーミアンス係数線上を可逆的に移動するのみ
であり、したがって温度変動に対する磁気特性が良好に
安定維持される。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明にかかる希土類ボンド磁石は、例えばっぎのよう
な工程により製造される。

まず超急冷法により希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉
末を得る。超急冷法の一例としてはジェッＩ〜キャステ
ィング法がある。

ジェットキャスティング法においては、インゴット状に
形成された希土類−遷移金属−ホウ素系磁性合金が受皿
内に収容され、不活性環境下で上記合金が高周波等によ
って溶融される。溶融状態となった磁性合金はノズル付
きの湯溜りに注入され、ノズルを通して回転ホイール上
に落下される。

回転ホイールは水によって冷却されており、ここで急速
冷却が行なわれる。急冷された磁性合金は、リボン状の
磁粉に凝固されて下方に落下していき、容器内に収集さ
れる。

希土類−遷移金属−ホウ素系磁粉を構成する希土類とし
ては、ランタノイドのうち一種または二種以上が用いら
れ、遷移金属としては、　Ｆｅ、　Ｃｏ。

Ｎｉのうち一種または二種以上が用いられる。具体的に
は、Ｎｄ　　Ｆｅ−Ｂ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｇｏ−Ｂ、Ｃｅ−
Ｌａ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ等が用いられる。

つぎに希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末に防錆剤お
よびエポキシ樹脂の主剤が投入され、これらが混合され
ることによって上記磁粉に防錆被膜およびエポキシ樹脂
被膜が形成される（被膜形成工程）。これらの防錆剤被
膜およびエポキシ樹脂被膜を形成するための混合は、酸
素を不活性ガスによりガス置換しながらボールミル等の
混合装置により約２時開栓度行なわれる。混合装置とし
ては、上記ボールミルのほかに、Ｖ型ブレンダーダブル
コーン型ブレンダー等が用いられる。

上記防錆剤としては、ソルビタンモノオレエートと鉱物
油または合成油の混合物等が用いられ、またエポキシ樹
脂主剤としては、ビスフェノール系、フェノキシ系、ノ
ボラック系、ポリフェノール系、ポリヒドロキシベンゼ
ン系あるいはこれらの誘導体等の一種または二種以上が
用いられる。

さらに上記不活性ガスとしては、アルゴンガス（Ａ　ｒ
）、窒素ガス（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）等が用いら
れ、ガス置換後の酸素濃度は３％〜０．０８％に設定さ
れる。

防錆剤被膜およびエポキシ樹脂被膜が形成された磁粉は
取り出されて計量された後、加圧式二ダーあるいはロー
ル等によりバインダー樹脂（ゴムバインダー）と数分に
わたって混練される（混線工程）。この混線工程におい
ては、エポキシ樹脂の硬化剤および硬化促進剤が投入さ
れる。

硬化剤および硬化促進剤をこの段階で添加するのは、磁
粉の混合物を取り出した直後から直ちに磁粉が硬化して
しまうのを回避するためである。

このような混練工程によって、希土類−遷移金属−ホウ
素系磁性粉末は、可撓性を有するノくインダー樹脂中に
ほぼ均一に分散される。

バインダー樹脂としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、スチレン−
ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エ
チレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−酢ビゴ
ム（ＥＶＡ）　、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴ
ム（ＡＲ）、ウレタンゴム（ＵＲ）等が、一種または二
種以上にわたって用いられる。

本実施例におけるバインダー樹脂としては、）Ｎわゆる
３元ゴムが用いられており、極性がないゴム成分（例え
ばＩＩＲ）と、極性が強いゴム成分（例えばＮＢＲ）と
が、ハロゲンを含有するゴム成分（例えばＣＲ）を介し
て良好に混合されて）Ｎる。

極性がないゴム成分は耐油性・耐候性に難点があり、ま
た極性が強いゴム成分は非常に硬く伸展油または可塑剤
の添加を要する。そこでハロゲンを含有するゴム成分を
介して両ゴム成分を混合させることとすれば、それぞれ
のゴム成分の難点を補い合うゴム成分どうしが容易に混
合され、耐油性・耐候性の改善が行なわれるものである
。

ハロゲンを含有するゴム成分としては、クロロプレンゴ
ム（ＣＲ）、ハイパロン（Ｃ３Ｍ）、塩素化ポリエチレ
ン等の塩素を含有するものが一種または二種以上にわた
って用いられる。この場合、当該ハロゲン含有のゴム成
分は、バインダー樹脂全体重量に対して１５重景％以下
に設定されることが好ましい。ハロゲンを含有するゴム
成分がバインダー樹脂全体重量の１５重斌％を越えて含
まれる場合には、塩素ガス（Ｃ１□）や塩酸ガス（ＨＣ
ｌ）が発生することとなり、例えばモータの場合には整
流子腐食や磁石の錆およびコア錆の原因となるからであ
る。

また前記硬化剤としては、脂肪族ポリアミンや芳香族ポ
リアミン等のポリアミン、無水フタル酸等の酸無水物、
ポリアミド樹脂、ポリスルフイツト樹脂、三フッ化ホウ
素等のアミンコンプレックス、フェノール樹脂等の合成
樹脂初期縮合物あるいはこれらの誘導体の一種または二
種以上が用いられる。硬化促進剤しては、トリスジメチ
ルアミノメチルフェノール等のアミン、１−イソブチル
−２−メチルイミダゾール等のイミダゾールあるいはこ
れらの誘導体の一種または二種以上が用いられる。

エポキシ樹脂としては、２液性のもの、あるいは１液性
のもの等種々のものを採用することができ、このとき磁
性粉末に対する防鈷剤およびエポキシ樹脂の混合比率は
、０．１〜５重量％に設定される。

以上のような混線工程により得られた磁石素材は、ロー
ルあるいはニーダ−から取り出されて所定の大きさに砕
かれた後、この粉砕物に対してロール等による圧延が施
され、シート状になされる（シート形成工程）。その後
所定の寸法に切断され、磁界の印加によって着磁が行な
われる。

この着磁工程を第１図により装置例とともに説明する。

図に示されているように、両側（図示」二下方向）に対
向して配置された着磁用ヨークとしての一対の着磁ヘッ
ド１，１のそれぞれには、巻線２，２が装着されており
、これら巻線２，２に所定の電流を印加することによっ
て図示下方側の着磁ヘッド１から一側（図示上方側）の
着磁ヘット１へ向かう着磁磁界Ｈ１が形成される。

上記一対の着磁ヘッド１，１の対向部分には、磁石搬送
路３が設けられており、着磁ヘッド１゜１の出口側部分
（図示右側部分）には、一対の非磁性体４．４が上記磁
石搬送路３を挾んで図示上下に対向配置されている。そ
してこれらの非磁性体４，４の配置領域には非磁性領域
が形成され、その非磁性領域を着磁後の磁石５が通過す
るようになっている。

さらに上記非磁性領域の出口側部分（図示右側部分）に
は、カーリング装置６が配置されている。

カーリング装置６には、製品としてのマグネットケース
が紙面奥側に着脱自在に連結されている。

カーリングされたシート状マグネットは、紙面垂直方向
に押されてマグネットケース内に押入される。

上述のようにして得られた希土類ボンド磁石５が、磁石
搬送路３の入口部（第１図左側端部）から投入され１着
磁ヘット１．１の配置領域に送り込まれると、着磁ヘッ
ド１，１の巻線２，２に通電が行なわれて着磁ヘッド１
，１間に着磁磁界Ｈ３が形成される。この着磁磁界Ｈ０
の印加によって希土類ボンド磁石５に対して着磁が行な
われる。

この着磁工程においては、着磁を行なうべき希土類ボン
ド磁石５に対して着磁用ヨーク（着磁ヘット１，１）が
対向されている。

着磁ヘッド１，１による着磁工程が終了されると、着磁
された希土類ボンド磁石５は着磁ヘッド１．１から外さ
れ、前述した非磁性材領域中に希土類ボンド磁石５が送
り込まれる。希土類ボンド磁石５は、非磁性材領域中に
一定時間放置され、このとき希土類ボンド磁石５のパー
ミアンス係数は、空気中に放置したとき、すなわち裸の
状態とした場合の値またはその近傍まで低下させられる
８そして最後に磁石搬送路３を通して希土類ボンド磁石
５はカーリング装置６によりカーリングされ、つきにマ
グネットケース内に組み込まれ、製品装荷が行なわれる
。

このような実施例における希土類ボンド磁石の減磁特性
が第２図に示されている。本図において、希土類ボンド
磁石５の減磁曲線がアで示されており、これに対して着
磁時における希土類ボンド磁石５のパーミアンス係数線
が符号ｐ１で示されている。また非磁性材領域中に希土
類ボンド磁石５が放置されたときのパーミアンス係数線
は符号Ｐ２で示されているとともに、製品装荷が行なわ
れたときのパーミアンス係数線は符号Ｐ３で示されてい
る。パーミアンス係数がｐｌである場合には動作点はＡ
となり、パーミアンス係数がＰ２である場合には動作点
はＢ、さらにパーミアンス係数がＰ３である場合には動
作点はＣとなる。

まず着磁ヘッド１，１により着磁された希土類ボンド磁
石５（パーミアンス係数ｐｉ）が、非磁性材領域（パー
ミアンス係数ｐ２）中に通されることによって、該希土
類ボンド磁石５の動作点はＡからＢまで移動される。つ
ぎに製品組込後における動作点は、可逆透磁率線イに沿
ってＢ点からパーミアンス係数Ｐ３上の点りに到達する
。このとき希土類ボンド磁石５には点Ｃと点りとの間で
示される一定の不可逆減磁が生じることとなる。

しかしながら−目子可逆減磁が行なわれた希土類ボンド
磁石５に温度変化があっても磁気特性は良好に安定維持
される。非磁性材領域通過による適正減磁量は、磁石の
組成、形状、温度等により異なるものであるが、本実施
例における減磁量は。

−２〜−１５％に設定されている。

なお従来では、パーミアンス係数ｐ１で着磁が行なわれ
た希土類ボンド磁石５を製品内に組み込む際、該希土類
ボンド磁石５のパーミアンス係数がＰ３より低下するこ
とがないように、例えば希土類ボンド磁石５に着磁用ヨ
ークを装着して着磁ヘッド１，１の配置領域から製品ま
で希土類ボンド磁石５を移動させている。ところがこの
ような状態で製品装荷が行なわれると、特に減磁曲線に
屈曲部を有するものでは、温度変動によって不可逆な減
磁を生じ、製品性能の不安定化を招来する。

第２図には、具体的な磁束変化率（縦軸）−時間（横軸
）特性の比較が示されている。まず第２図破線で示され
ている減磁処理なしの磁石においては、特に初期時にお
いてかなり大きな磁束低下が見られ、以後磁粉酸化等の
原因でなだらかな磁束低下傾向を示し、３００時間後で
は磁束低下が約−１０％にも達している。こわに対して
第２図実線で示されている本発明にがかる減磁処理を行
なった磁石においては、上記減磁処理なしの磁石に比し
て、特に初期時における磁束低下が極めて小さく抑えら
れており、３００時間後でも約−６％程度の磁束低下を
生しているに過ぎない。なお上記第２図には、磁石を８
５°Ｃで放置した場合の磁束変化率特性が丞されている
６ なおパーミアンス係数を変化させるということは、磁石
に逆磁界を作用させること、あるいは磁石の温度を変化
させることと等価である。すなわちパーミアンス係数を
ｐｌから２２に下げるということは、磁石の温度を一旦
高温に上げること、あるいは着磁後に反対向きの強制磁
場をかけることと等価であり、このような処理を施すこ
とによって不可逆減磁を起こさせることとすれば、実使
用での初期不可逆減磁を低減することが可能となる。

また第４図に示されている実施例では、マグネットケー
ス１１内に磁石１２が予め組み込まれ、ついでその内側
部分に着磁ヘット１３が挿入されて着磁が行われるよう
になっている。

さらに第５図に示されている実施例では、着磁のための
バックヨーク２１内に磁石２２がまず挿入され、その内
側に着磁ヘッド２３が挿入されて着磁が行なわれ、その
後にパーミアンス係数が下がらないようにしてマグネッ
トケース（第４図符号１１参照）への組み込みが行なわ
れるようになっている。

（発明の効果） 以上述べたように本発明による希土類ボンド磁石は、着
磁された希土類ボンド磁石を非磁性領域通過処理によっ
て一定址強制的に減磁し、これにより温度変化に対して
可逆である動作点を得ることとしたから、希土類−遷移
金属−ホウ素系磁石の磁気特性を温度変動に対して良好
に安定させることができ、長期にわたって良好な磁気特
性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置例を表わした側面
説明図、第２図は減磁処理による動作点の移動を説明す
るためのＢ−ＩＩ曲線、第３図は磁石の磁束変化率特性
を表わした線図、第４図および第５図は本発明の他の実
施例を説明した外観斜視図である。 １・・・着磁ヘット、３・・・磁石搬送路、４・非磁性
体、５，１２．２２・・・希土類ボンド磁石、６・・・
カーリング装置。 第３ 階間 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末を混練によりバ
   インダー樹脂中に分散させてシート状に圧延を行ない、
   得られた磁石に着磁工程を施すようにした可撓性を有す
   る希土類ボンド磁石の製造方法において、 上記着磁工程は、磁石に着磁用ヨークを当接して行なわ
   れるとともに、当該着磁工程後に上記着磁用ヨークが磁
   石から外され、ついで当該磁石が非磁性材領域中を通過
   されることにより、磁石のパーミアンス係数を空気中に
   放置したときの値またはその近傍まで低下させるように
   したことを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方法。