JPH05335166A - 樹脂磁石の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

樹脂磁石の製造方法およびその製造装置

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JPH05335166A
JPH05335166A JP16185592A JP16185592A JPH05335166A JP H05335166 A JPH05335166 A JP H05335166A JP 16185592 A JP16185592 A JP 16185592A JP 16185592 A JP16185592 A JP 16185592A JP H05335166 A JPH05335166 A JP H05335166A
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JP
Japan
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binder
magnet
ultrasonic
resin
resin magnet
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Application number
JP16185592A
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English (en)
Inventor
Masahiko Hayashi
真彦 林
Hiroshi Sakaniwa
博 坂庭
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Nidec Advanced Motor Corp
Original Assignee
Nidec Servo Corp
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特性面の向上も図るようにした樹脂磁石の製
造方法およびその製造装置を提供する。 【構成】 磁石素材と結合剤との顆粒状複合物又は前記
磁石素材と結合剤との混合物を金型内にて圧縮すると共
に,超音波を印加し,複合物粒子又は混合物粒子の据え
込み最密充填を行い,同時に結合剤を超音波溶着して樹
脂磁石を成形するようにした。この場合,磁石素材と結
合剤との割合で磁石素材割合を95%以上とすることが
望ましい。また,製造装置は超音波溶着ホ−ン2,超音
波発生装置3,金型外枠4,超音波溶着受板5,中子6
および金型のキャビティ7を備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はOA機器例えばコンピュ
−タ周辺機器,プリンタ−等の駆動用,制御用もしくは
家電製品や一般産業電気機器の機能部品として広範囲に
使用される小形永久磁石モ−タなどに使用される樹脂磁
石の製造方法およびその製造装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の樹脂磁石の製造法には,圧縮成形
法や射出成形法がある。圧縮成形法は磁石素材,例えば
ネオジウム−鉄−ホウ素系や希土類・コバルト系磁石素
材と,熱硬化性樹脂結合剤,例えばエポキシ樹脂等との
複合物を金型キャビティ中にて高圧にて圧縮し,金型中
で加温し熱硬化樹脂を硬化成形,あるいは圧縮成形後に
金型より取り出して加温し結合剤を硬化する製造方法で
ある。
【0003】又,射出成形法は磁石素材例えばフェライ
ト系及び希土類系磁石素材と熱可塑性樹脂結合剤,例え
ばポリアミド樹脂あるいはポリフェニレンサルファイド
樹脂等との複合物を素材として,温度により熱可塑性樹
脂を溶融液状化し圧力を加えて金型キャビティ中へ射出
し熱可塑性樹脂の冷却固定により樹脂磁石を成型する製
造方法である。
【0004】図2は樹脂磁石を製造する従来の圧縮成形
法の概念図である。同図において,1は顆粒状複合物,
2aは圧縮成形押し型,4は金型外枠,5は圧縮成形下
型,6は中子,7はキャビティである。磁石素材と結合
剤を使い従来の圧縮成形法にて顆粒状複合物1を金型キ
ャビティ7に投入し,3〜10トン/cm2の圧力で圧
縮してグリ−ン体と成し,型から取り出して後加熱して
結合剤を硬化し樹脂磁石とする。この従来の圧縮成形法
により作られた樹脂磁石の密度はおよそ3.5〜3.7
g/cm3であり,磁気特性として最大エネルギ積BH
maxは1.8〜2.0MG・Oeが得られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで,圧縮成形法
にて樹脂磁石を製造する場合,樹脂磁石の磁気特性向上
の手段である成形樹脂磁石の磁石密度を上げるために,
通常成形時に樹脂磁石成形加圧面に対し3〜10トン/
cm2程度の高い圧力をかけなければならない。このよ
うに圧縮成形法では,成形時に高い圧力をかけるために
大型の圧縮成形機が必要となり,成形用金型も高圧力に
耐え得るものが必要となる。一方,射出成形法による樹
脂磁石の製造の場合では,磁石素材の結合剤に対する割
合は成形時の複合物の射出流動性と射出成形後の機械的
物性等を考慮にいれても90:10ないし92:8重量
比が限界であり,磁気特性を上げるために圧縮成形法に
おける磁石素材と結合剤の配合割合の95:5重量比以
上にすることは困難である。このように樹脂磁石の磁気
特性をあげるために圧縮成形法の場合は,高圧をかける
こと,射出成形法における素材磁石と結合剤の割合の限
界がある等の問題点があった。本発明は従来のものの上
記課題(問題点)を解決し,特性面の向上も図るように
した樹脂磁石の製造方法およびその製造装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂磁石の製造
方法は,上記課題を解決するために,磁石素材と結合剤
との顆粒状複合物又は前記磁石素材と結合剤との混合物
を金型内にて圧縮すると共に,超音波を印加し,複合物
粒子又は混合物粒子の据え込み最密充填を行い,同時に
結合剤を超音波溶着して樹脂磁石を成形するようにして
いる。この場合,磁石素材と結合剤との割合は磁石素材
割合を重量比で95%以上にすることが望ましい。ま
た,本発明の製造装置は超音波溶着ホ−ン,超音波発生
装置,超音波溶着受板,金型外枠,中子および金型のキ
ャビティを備え,上記顆粒状複合物又は混合物を上記金
型のキャビティ内に投入して所定圧力で圧縮すると共
に,上記超音波発生装置からの超音波を超音波溶着ホ−
ンを介して印加して上記顆粒状複合物又は混合物を振動
させて据え込み最密充填して樹脂磁石を製造するように
構成している。
【0007】
【作用】上記のような構成においては,磁石素材とはフ
ェライト系,Fe−Nd−B系,Sm−Co系,Sm−
Fe−N系等の1〜400μmの粒状の磁石であり,結
合剤は熱可塑性及び熱硬化性の0.1〜10μmの粒状
の樹脂であり,例えばポリエチレン樹脂,ポリアミド樹
脂,シリコン樹脂,フッソ樹脂,エポキシ樹脂,フェノ
−ル樹脂等の官能基をもつ樹脂が有効である。顆粒状複
合物は結合材を有機溶媒中に溶解せしめ,湿式結合剤処
理では,その溶液に磁石素材を混ぜて磁石素材粒子表面
に結着剤の皮膜を形成させ,しかる後溶媒を乾燥蒸発あ
るいは減圧脱溶媒させた顆粒状複合物と磁石素材粒子と
結合剤粒子をそれぞれの樹脂磁石を作るのに適当な割合
に混合し,又乾式結合剤処理では,高速気流中衝撃処理
を行い磁石粒子表面に結合剤粒子を固定化し顆粒状の複
合物としたものが本発明の製造工程に有効に使える。
【0008】以上のように調整された顆粒状複合物を金
型キャビティ内に投入し,超音波溶着用ホ−ンにて圧縮
する。従来の圧縮成型の場合は3ないし10トン/cm
2の圧縮圧力を必要とするところ本発明の場合は1/1
0以下の数100kg単位の圧縮圧力で圧力を保持した
まま超音波をホ−ンの先端から印加する。キャビティ内
の顆粒状複合物粒子は超音波により振動して据え込みの
状態になり,より最密充填に近づくと同時に,加圧及び
超音波印加時に顆粒状複合物の磁石素材粒子の表面に固
定されている結合剤樹脂が超音波振動による粒子間摩擦
熱により液化され磁石素材粒子の一層の据え込みを促進
する。
【0009】更に,本発明の樹脂磁石の製造方法での有
効な点は,超音波印加による振動摩擦熱により結合剤が
熱硬化性樹脂の場合には液化した後,硬化反応を起こし
固化するので,従来の成型後のグリ−ン体の如く熱硬化
処理を必要とせず,結合剤が熱可塑性樹脂の場合,液状
化し据え込み及び配向が行われた後,超音波印加停止と
ともに金型により温度が下がり固化することにより磁石
粒子は相互に固着される点である。即ち,熱可塑性樹脂
の場合は超音波溶接機における樹脂間の溶着と同じよう
に顆粒状複合物粒子間が溶着されるものである。このよ
うに本発明の製造方法およびその製造装置による製造で
は,樹脂磁石の高密度化と磁気特性の向上が達成せられ
る。
【0010】
【実施例】以下図1によって本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明における製造方法を実施するために,
超音波にて顆粒状磁石複合物の結合剤の溶着を行う場合
の製造装置の概念図である。同図において,1は顆粒状
複合物,2は超音波溶着ホ−ン,3は超音波発生装置,
4は金型外枠,5は超音波溶着受板,6は中子,7はキ
ャビティである。本発明は同図に示すように,顆粒状複
合物1を金型のキャビティ7へ投入し,上部より超音波
溶着ホ−ン2の先端にて圧力を加え顆粒状複合物1を圧
縮すると同時に超音波を印加して複合物の結合剤を超音
波で溶着して樹脂磁石を成形することを特徴としてい
る。以下の第1および第2の各実施例に示すように,磁
石素材と結合剤との複合又は混合の割合は磁石素材割合
を重量比で95%以上とすることが望ましい。
【0011】第1の実施例:本発明の樹脂磁石の製造に
使用する顆粒状複合物1の第1の実施例である製造方法
を示す。磁石素材はボンネット用の粒子サイズ1〜4μ
mのストロンチュ−ムフェライトを又結合剤は常温にお
いて固形状であるエポキシ粉末を結合剤とし,この顆粒
状複合物1の配合例として磁石素材100部,結合剤3
部の混合物にアセトンを入れミキサ−にて混合し,次に
真空乾燥機にてアセトンを蒸発させる。アセトンが完全
に蒸発したところで粉砕機にかけて粉砕し,顆粒状の複
合物とする。次に,超音波を使って樹脂磁石を成形する
工程の一例を説明する。上記のように顆粒状複合物1を
金型のキャビティ7に投入し,上部より超音波溶着ホ−
ン2の先端で200〜1000kg/cm2 程度の圧力
にて複合物を圧縮し,同時に超音波発生装置3にて超音
波を発生させ超音波溶着ホ−ン2を通じて複合物1に超
音波を印加する。超音波発生装置3の構成としては,た
とえば,振動子としてはランジュバン型ボルト締PZT
振動子を,制御方式としては定振幅自動制御を,発信方
法は自動追尾方式を用い,超音波振動の強さは発振周波
数15〜30kHz,超音波振幅10〜40μmを印加
した。この場合,超音波振動が顆粒状複合物の各粒子に
伝わると同時に粒子が振動を起こし粒子の据え込みが起
こった。超音波振動は更に顆粒状複合物の粒子相互間の
振動摩擦により摩擦熱を発生し顆粒状複合物1の表面の
結合剤を溶かし液状とする。結合剤が液状になることで
更に一層の据え込みが行われ,磁石素材であるフェライ
ト粒子がより最密充填へと進む。この時,加圧されてい
る超音波溶着ホ−ン2が据え込み効果のために沈むので
予め成形する樹脂磁石の製造のための複合物1の重量と
据え込み沈み代を予め設定しておくものとする。上記エ
ポキシ系結合剤は超音波による振動摩擦発熱により液状
化と同時に硬化反応が促進されるので,超音波の印加時
間により当該樹脂磁石の必要とする硬化状態を得ること
が出来,従来の後硬化のための熱処理を必要としない。
本発明の超音波印加により作られた樹脂磁石の密度は
3.6〜3.8g/cm3であり,磁気特性として最大エ
ネルギ積BHmaxは2.0〜2.25MG・Oeが得
られた。
【0012】第2の実施例:本発明の第2の実施例に使
用する顆粒状複合物1は,磁石素材がボンネット用の粒
子サイズ1〜4μmのストロンチュ−ムフェライトで結
合剤は粒子サイズ5〜7μmのポリアミド樹脂−ナイロ
ン12−粉末であり夫々の配合例として磁石素材100
部と結合剤5部の割合である。該混合物をミキサ−にて
混合し,高速気流中衝撃処理(乾式結合材処理)を行
い,フェライト磁石粒子表面に結合剤粒子を固定化し複
合物とする。上記のように製造した顆粒状複合物1を金
型のキャビティ7に投入し,上部より超音波溶着ホ−ン
2の先端で200〜1000kg/cm2程度の圧力にて
圧縮し,同時に超音波発生装置3にて超音波を発生さ
せ,超音波溶着ホ−ン2を通して超音波を印加する。超
音波発生装置3の構成及び超音波の照射条件は第1の実
施例と同じとした。超音波振動が顆粒状複合物1の粒子
に伝わると該粒子が振動を起こし,粒子の据え込みが起
こる。超音波振動は更に粒子相互間の振動摩擦による摩
擦熱が発生し,顆粒状複合物1の表面の結合剤を溶かし
液状になる。結合剤が液状になることで更に一層の据え
込みが行われ磁石素材であるフェライト粒子がより最密
充填へと進む。この時加圧されている超音波溶着ホ−ン
2が据え込み効果のために沈むので予め成形する樹脂磁
石の製造のための複合物の重量と据え込み沈み代を設定
しておく。上記ポリアミド系結合剤は超音波による振動
摩擦発熱により液状化しフェライト磁石粉が十分最密充
填がなされた後,超音波の印加の停止により周囲の型温
により冷却し固化する。そのため金型から超音波成形後
取り出された樹脂磁石はそのまま応用製品に供せられる
ため後熱処理を必要としない。本発明の超音波印加によ
り作られた樹脂磁石の密度は3.6〜3.8g/cm3
あり,磁気特性として最大エネルギ積BHmaxは2.
0〜2.25MG・Oeが得られた。
【0013】
【発明の効果】本発明の製造方法およびその製造装置を
用いて製造された樹脂磁石は,従来の圧縮成形の加圧力
の10分の1程度の低い加圧にて従来における方法以上
の比重及び磁気特性を得ることができ,次に示すような
優れた効果を有する。 (1)顆粒状複合物粒子を金型内にてあらかじめ所定の
圧力にて圧縮し,その上に超音波印加を行い溶着を行う
時に磁石粒子が振動により据え込まれ,最密充填される
ので,従来の成形圧縮力より少ない圧力で済む。 (2)顆粒状複合物粒子を金型内にて圧縮し超音波溶着
を行うため,成形後の熱硬化処理は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における樹脂磁石を製造する圧縮成形法
の概念図である。
【図2】従来技術における樹脂磁石を製造する圧縮成形
法の概念図である。
【符号の説明】
1:顆粒状複合物 2:超音波溶着ホ−ン 3:超音波発生装置 4:金型外枠 5:超音波溶着受板 6:中子 7:金型のキャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 103:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁石素材と結合剤との顆粒状複合物又は
    前記磁石素材と結合剤との混合物を金型内にて圧縮する
    と共に,超音波を印加し,複合物粒子又は混合物粒子の
    据え込み最密充填を行い,同時に結合剤を超音波溶着し
    て樹脂磁石を成形するようにしたことを特徴とする樹脂
    磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 磁石素材と結合剤との割合は磁石素材割
    合を重量比で95%以上とした請求項1記載の樹脂磁石
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 超音波溶着ホ−ン,超音波発生装置,超
    音波溶着受板,金型外枠,中子および金型のキャビティ
    を備え,上記顆粒状複合物又は混合物を上記金型のキャ
    ビティ内に投入して所定圧力で圧縮すると共に,上記超
    音波発生装置からの超音波を超音波溶着ホ−ンを介して
    印加して上記顆粒状複合物又は混合物を振動させて据え
    込み最密充填して樹脂磁石を製造するようにしたことを
    特徴とする樹脂磁石の製造装置。
JP16185592A 1992-05-29 1992-05-29 樹脂磁石の製造方法およびその製造装置 Pending JPH05335166A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09199363A (ja) * 1996-01-22 1997-07-31 Aichi Steel Works Ltd 磁気異方性樹脂結合型磁石の製造方法および磁気異方性樹脂結合型磁石
US6305595B1 (en) * 2000-03-10 2001-10-23 Yang-Shiau Chen Die set for welding a panel like heat pipe to a heat sink
JP2007209963A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Kao Corp 崩壊性タブレット及びその製造方法
JP2015177102A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 アスモ株式会社 ボンド磁石の成形方法

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