JPH0517691B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁場中押出成形法により、テープ状
の熱可塑性樹脂結合型希土類異方性永久磁石の製
造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、熱可塑性樹脂を結合材とする希土類永久
磁石は、射出成形法により製造されており、該磁
石は等方性磁石と、磁気的に特定方向だけに磁気
性能を付加した異方性磁石とに大別できる。

特に放射状に磁気異方性を持たせた円筒状ラジ
アル異方性永久磁石は、外周面に多極着磁を施す
ことにより、小型モーター等のローターとして広
く使用されている。

しかし、その多くの円筒状永久磁石は、内径に
比べた丈が短く、また肉厚さ１mm以上と寸法が限
られた大きさになつてしまう。

そこで、押出成形により円筒状ラジアル異方性
永久磁石を製造する方法も発明されているが、い
ずれも実用化はされておらず、特開昭53−43897
号公報には、フエライト磁石粉末とゴムまたはプ
ラスチツクとの混合物を、カレンダー法によりシ
ートを製造し、その後テープ状にして、複数層巻
回してロールを作成する方法が開示されている。

しかしながら、熱可塑性樹脂を用いる希土類永
久磁石を製造する場合、フエライト磁石粉末に比
べ原料コストが非常に高いので、複数層巻回すよ
うなコストアツプにつながる工程は実用化でき難
いし、所定厚さにシート状にした後切断していた
のでは、能率も悪く、巻き付ける時にヒビやワレ
が生じ易く、希土類磁石粒子を用いたのではカレ
ンダー法による磁気異方性の付加はできないとい
う問題点があつた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような問題を解決するためのも
ので、その目的とするところは、樹脂結合型希土
類磁石粉末を用いて、幅に比べ丈の長い肉薄のテ
ープ状異方性永久磁石を製造する方法を提供する
とに有る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のテープ状永久磁石の製造方法は、 磁場中押出成形法により、磁気異方性を持つた
テープ状永久磁石を製造する方法において、 希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂の混合物をシ
リンダー中で所望温度に加熱混練しテープ状に
押出し成形する工程、 該テープ状混練物をダイスを兼ねた磁気回路
に発生する磁場により配向する工程 配向されたテープ状混練物を前記ダイスを冷
却することにより冷却固化しスパイラル状とす
る工程 消磁回路により消磁する工程 次いで矯正ダイスにより、180±20℃にて所
望の断面形状に変形する工程 以上〜工程からなることを特徴とするテー
プ状永久磁石の製造方法である。

又その磁石の断面形状が、巾２〜15mm、厚さ
0.5〜２mmで厚み方向に異方化したことからなる
テープ状永久磁石の製造方法である。

［作用］ 本発明のテープ状永久磁石の製造方法は、磁場
中押出成形法によつて磁気異方性を持つた永久磁
石を製造する方法において、熱硬化性樹脂結合型
希土類磁石粉末を用い、後述する第１図に示す磁
場中押出成形装置にて、テープ状にした後、スパ
イラル状にして、軟化温度180±20℃にて、軟化
させて所望の断面形状のテープ状永久磁石とする
ものである。

磁気異方性を付加する工程でテープ状とするた
め、磁場が飽和しないので、強い磁場が印加で
き、磁石粉の配向がよくなる。

また、スパイラル状にした後、テープ状とする
ため丈の長い、肉薄のテープ状磁石が製造でき、
また、スパイラル状にした後、リング状心棒に巻
き付ける方法のため薄肉磁石が可能となり、また
従来のテープ状をリング状心棒に巻き付ける方法
より、硬化後の変化量が少ないためヒビやワレが
少なく、さらに従来のように、所定の肉厚さする
ために、薄肉品を複数層に巻く必要がなく、所定
の厚みに成形しておいて、巻き付けることがで
き、そのためコストダウンの効果を有する。

なお希土類磁石粉末は、一般式Sm（CO_0.0627、
Cu_0.008、Fe_0.22Zr_0.028）_8.35からなる２−17系金属
間化合物合金をボールミルを用いて粒度２〜80ミ
クロンに粉砕した磁石粉末であり、希土類磁石粉
末とバインダーのナイロン−６、ナイロン−12と
の混合割合は、磁石粉末：40〜75体積％、ナイロ
ン−６：10〜35体積％、ナイロン−12：残部体積
％が好ましい。

さらに、前記の磁場中押出成形装置の冷却ダイ
ス部の寸法は、成形寸法を決定する上で重要であ
るが、成形厚となる隙間が0.5〜２mm、隙間の幅
が２〜15mmで、ダイス自体の厚さが５〜20mm、幅
は隙間の巾の２〜10mm大きくするのが好ましい範
囲である。

以下、本発明について、実施例にもとづき詳細
に説明する。

［実施例］ ［実施例 １］ 第１図Ａ，Ｂは、本発明の実施態様例における
製造方法を実施するための、磁場中押出成形装置
及び磁気発生回路の説明図、第２図は本実施態様
例における磁石成形品の説明図、第３図はコイル
電流と発生磁場強さとの関係グラフ、第４図及び
第５図は本実施態様例における磁石成形品の断面
図である。

第１図において、１はホツパー、２はシリンダ
ー、３はヒーター、４はスクリユー、５はテーパ
ーバーレル部、６は磁気回路、７，８は磁場コイ
ル、９は磁力線、１０はギヤツプ、１１は冷却ダ
イス、１２は水冷パイプ、１３は消磁回路、１４
は矯正ダイス、１５は加熱ヒーターである。

まず第１図Ａに基づいて磁場中押出成形装置の
作用を説明する。

ホツパー１に投入された希土類磁石粉末と熱可
塑性樹脂との混合物は、シリンダー２の中でヒー
タ３により所定温度に加熱され、スクリユー４の
回転により混練され、非磁性材料よりなるテーパ
ーバーレル部５に押出される。

つぎに、ダイスを兼ねた磁気回路６に発生する
磁場により、混練物中の希土類磁石粉末が、押出
される方向と直角にかつ薄手方向に配向される。

この構造は、第１図Ｂに示すごとく、Ｅ形を上
下に向き合せた形状で、中間部分はテーパーをも
つており、他方との間にギヤツプ１０を設けてい
る。両側には磁場コイル７，８がセツトされてお
り、別置の直流電源装置から流される直流電流に
より磁力線９が、図に示す矢印のように流れ前記
ギヤツプ１０に磁場を発生する。

通常ギヤツプ１０は、成形されるテープ状磁石
の厚さにもよるが、10〜20mmの範囲であり、この
ギヤツプ１０に成形ダイスを挟み込み使用する。

配向された混練物は、冷却ダイス１１に巻かれ
た水冷パイプ１２に水を流すことにより冷却固化
される。

このままでは配向磁場による残留磁場のため、
後工程で成形品同士が吸着したり、テープ状にし
て多極着磁を行う時、着磁バランスがくずれるた
め、消磁回路１３により消磁を行う。

消磁回路１３は、第１図Ｂと同じ構造をしてい
るが、磁場コイル７，８に流す電流を逆方向にす
ることにより、発生する磁力線９が逆方向とな
り、これによつて消磁される。

以上の工程により、テープ状永久磁石の薄手方
向に直角に磁気異方性を付加した、表面磁束密度
が消磁により、ほぼゼロに近い樹脂結合型希土類
異方性永久磁石が成形される。

つぎに矯正ダイス１４を加熱ヒーター１５によ
り所定温度まで加熱し、ダイス内を通過させ冷却
することにより、ひねりながら丸めて、第２図に
示すように、スパイラル状にし、これをリング状
の心棒に巻き付けエボキシ接着剤で固定し、所定
の長さに輪切り状にカツトしてテープ状永久磁石
とする。

以上のように磁場中押出成形装置に矯正ダイス
１４を附属させテープ状からスパイラル状にし、
テープ状とするものである。

前述の希土類磁石粉末は、一般式Sm
（CO_0.0627、Cu_0.008、Fe_0.22Zr_0.028）_8.35からなる２
−17系金属間化合物合金をボールミルを用いて粒
度２〜80ミクロンに粉砕した磁石粉末である。

このようにして造られた磁石粉末65体積％に熱
可塑性樹脂であるナイロン−６を15体積％、ナイ
ロン−12を20体積％を加え、混合機にて混合し、
ホツパー１より磁場中押出成形装置に投入する。

シリンダー２は、ヒーター３によつて約300℃
に保たれており、スクリユー４により混練され、
非磁性材料よりなるテーパーバーレル部５に達
し、磁性材料よりなる磁気回路６のギヤツプ１０
に、固定された磁性材よりなる冷却ダイス部１１
を、磁場コイル７，８に流す直流電流による磁力
線９で、混合物中の希土類磁石粉末が配向されな
がら通過する。

冷却ダイス部１１の寸法は、成形厚となる隙間
を0.8mm、隙間の巾を８mmで、ダイス自体の厚さ
が10mm、巾を12mmとし、磁気回路６のギヤツプ部
１０もダイス部１１に合せた寸法とした。

磁場コイル７，８に電流を流し、発生磁場を
15000（Oe）とした。

ダイス１１に発生する磁場の強さ（KOe）と
電流Ａとの関係グラフを第３図に示す。

つぎに、冷却ダイス１１を混合物が通過する
時、水冷パイプ１２に水を流すことにより混合物
が冷却固化され、磁気回路６、ダイス部１１と同
じ仕様の磁性材よりなる消磁回路１３を通過する
ことにより、磁場コイル７，８に電流を逆方向に
流すために配向時と逆方向の磁力線９が働き、消
磁される。磁場コイル７，８は前記と同様の物で
有るが、電流をコントロールすることにより消磁
磁場を設定している。

つぎに加熱ヒーター１５で、180±20℃の範囲
に加熱された矯正ダイス１４内に入り、幅約12mm
のテープ状磁石を成形した。

外径16mm、長さ120mmのリング状心棒外径にエ
ポキシ樹脂を塗布し、接着しながら巻き付けた後
80℃で１時間加熱し、その後カツターによりカツ
トし、外径17.67mm長さ18mmのローター磁石とし
た。

一方、本実施例に使用した希土類磁石粉末とナ
イロン６，12との混合物を用い、押出成形法によ
り、等方性の同寸法のチユーブを成形し、長さ18
mmにカツトし、外径16mmのリング状心棒に接着固
定し、本実施例と同様のローター磁石を得た。

以上の両ローター磁石を、内外に２極着磁し、
表面磁束密度をガウスメーターとホールプローブ
にて測定したところ、本発明法により製造した磁
石体は約2100（Ｇ）を示し、従来の押出成形法に
よる等方性では約900（Ｇ）を示した。

［実施例 ２］ 実施例１と同様の希土類磁石混合物を用い同様
の方法で、ただしダイスの隙間を0.5mmとし、隙
間の巾を５mmとし成形を行つた。

隙間の配向磁場は実施例１と同じ、15000（Oe）
とした。

また、磁気回路のギヤツプ部の寸法は変えてい
ない。

矯正ダイス１４を交換し、外径８mm、長さ150
mmのスパイラル状磁石を成形し、内径７mmのリン
グ状心棒に巻き付け接着し、カツトして外径８mm
のローター磁石を得た。

一方、本実施例に使用した希土類磁石とナイロ
ン６，12との混合物を用い、押出成形法により等
方性の同寸法のチユーブを成形し、内部に実施例
１と同様のリング状心棒を接着し、実施例１と同
様の外径８mm、長さ８mmのローター磁石を得た。

以上の両ローター磁石を、内外の２極着磁を行
い、表面磁束密度を測定したところ、本発明法に
より製造した磁石体は、約800（Ｇ）を示し、従来
の押出成形法による等方性では約210（Ｇ）を示し
た。

以上実施例を２項述べたが、押出すテープの断
面形状は、平板状でなくても、第４図に示すよう
な形状でも良いし、またスパイラルのピツチを極
端に少なくし多条に巻きつけた第５図に示すよう
なローター磁石も製造できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のリング状永久磁石の
製造方法は、磁気異方性を付加する工程でテープ
状とするため、磁場が多く取れるので、磁粉の配
向がよく、直接リング状にしてラジアル異方性を
付加する方法では、形状によつて配向磁場が取れ
ない場合が有るが、本方法では、このような場合
に特に有用である。

また、スパイラル状にした後、テープ状とする
ため丈の長い、肉厚の薄いラジアル磁石が製造で
きる効果を有する。

また、スパイラル状にした後、リング状心棒に
巻き付ける方法のため薄肉磁石が可能となり、ま
たテープ状をリング状心棒に巻き付ける方法よ
り、硬化後の変化量が少ないためヒビやワレが少
なく、所定の肉厚にするために、薄肉品を複数層
巻く必要がなく、所定の厚みに成形しておいて、
巻き付けることができ、そのためコストダウンの
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の実施態様例における製
造方法を示す説明図、第２図は、本実施態様例に
おける磁石成形品の説明図、第３図はコイル電流
と発生磁場強さとの関係グラフ、第４図及び第５
図は本実施態様例における磁石成形品の断面図。 １……ホツパー、２……シリンダー、３……ヒ
ーター、４……スクリユー、５……テーパーバー
レル部、６……磁気回路、７，８……磁場コイ
ル、９……磁力線、１０……ギヤツプ、１１……
冷却ダイス、１２……水冷パイプ、１３……消磁
回路、１４……矯正ダイス、１５……加熱ヒータ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁場中押出成形法により、磁気異方性を持つ
   た永久磁石を製造する方法において、 希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂の混合物をシ
   リンダー中で所望温度に加熱混練しテープ状に
   押出し成形する工程、 該テープ状混練物をダイスを兼ねた磁気回路
   に発生する磁場により配向する工程 配向されたテープ状混練物を前記ダイスを冷
   却することにより冷却固化しスパイラル状とす
   る工程 消磁回路により消磁する工程 次いで矯正ダイスにより、180±20℃にて所
   望の断面形状に変形する工程 以上〜工程からなることを特徴とするテー
   プ状永久磁石の製造方法。 ２ 断面形状が巾２〜15mm、厚さ0.5〜２mmで、
   厚み方向に異方化したことからなる磁石であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテー
   プ状永久磁石の製造方法。