JPH05343219A

JPH05343219A - 信号用磁石

Info

Publication number: JPH05343219A
Application number: JP4150723A
Authority: JP
Inventors: Satoru Nakatsuka; 哲中塚; Itsuro Tanaka; 逸郎田中; Koichi Nushishiro; 晃一主代; Takahiro Kikuchi; 孝宏菊地; Akira Yasuda; 晃安田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【構成】作用面の長手方向に断続して磁極部を有し、
各磁極部毎に区画した磁粉粒子の配向領域をそなえる磁
石において、各配向領域における磁粉粒子の磁化容易軸
を、磁極部の背面側の広幅領域から磁極部に向かって単
純に集束配向させる。【効果】磁石の作用面における表面磁界ピーク値が格
段に向上し、たとえフェライト系合成樹脂磁石であって
も従来のフェライト系焼結磁石を凌ぐ表面磁界を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気特性に優れた異
方性磁石に関し、とくに該磁石の作用面における表面磁
界ピーク値の向上を図ったものである。この発明磁石
は、とくにその用途が限定されることはないが、信号用
としての用途に用いてとりわけ好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、信号用磁石としては、磁粉粒子の
磁化容易軸が等方的又は厚み方向に配向されたものが使
用されてきたが、かかる磁石を多極着磁した場合、等方
性磁石に比べればまだ厚み方向配向磁石の方が表面磁界
が大きいとはいえ、それでも充分とは言い難かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題の対応策と
しては、磁石材料を磁気特性の良好なものに変更するこ
とが一般的になされてきたが、以下に述べるような問題
があった。 (1) コストの上昇を伴う。 (2) 材料の固有保磁力が大きいため着磁しにくい。

【０００４】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、とくに高価な材料を用いることなく従って固有
保磁力の増大を招く不利なしに、大きな表面磁界ピーク
値が得られる異方性の信号用磁石を提案することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、作
用面の長手方向に断続する磁極部を有し、各磁極部毎に
磁粉粒子の配向領域を区画した磁石であって、各配向領
域における磁粉粒子の磁化容易軸が、磁極部の背面側の
広幅領域から磁極部に向かって単純に集束配向すること
を特徴とする信号用磁石（第１発明）である。

【０００６】またこの発明は、作用面の長手方向に断続
する磁極部を有し、各磁極部毎に磁粉粒子の配向領域を
区画した磁石であって、各配向領域における磁粉粒子の
磁化容易軸が、磁極部の背面側の広幅領域及び側面領域
から磁極部に向かって単純に集束配向することを特徴と
する信号用磁石（第２発明）である。

【０００７】この発明は、磁石として、磁粉と合成樹脂
を主成分とするプラスチック結合磁石を用いる場合にと
りわけ優れた効果を得ることができる。

【０００８】以下、この発明を具体的に説明する。図１
に、上面を作用面とする第１発明に従う磁粉配向になる
長尺磁石を斜視面で示す。また図２（ａ），（ｂ）に
は、上記した長尺磁石の長手方向断面及び幅方向断面に
おける磁粉粒子の配向状態をそれぞれ示す。図１に示し
たように、第１発明では、磁石の長手方向に磁粉の配向
領域を所定の間隔で区画し、各配向領域において、磁粉
粒子の磁化容易軸を、作用面側に設定した長手方向に狭
幅でかつ磁石全幅にわたる磁極領域に対し、その背面の
広幅領域から単純に集束配向させるのである。ここに作
用面における集束磁極幅は、目的に応じ適宜に設定でき
るけれども、表面磁界のピーク値を大きくするために
は、上記磁極幅は狭い方が望ましい。

【０００９】次に図３に、この発明に従う磁粉配向にな
る磁石を着磁したときの表面磁界パターンを、また図４
には、従来の厚み方向に配向させた磁石を同様に着磁し
たときの表面磁界パターンをそれぞれ示す。両図を比較
すれば明らかなように、この発明磁石は表面磁界パター
ンがきれいな山形を呈するだけでなく、従来磁石に比べ
て格段に大きい表面磁界ピーク値が得られている。

【００１０】以上、長尺磁石について主に説明したが、
その他、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような、上面を作用
面とする円環状磁石及び外周面や内周面を作用面とする
リング状磁石もこの出願の発明に包含されるものであ
る。

【００１１】次に、第２発明について説明する。図６
に、第１発明と同じく、上面を作用面とする第２発明に
従う長尺磁石を斜視面で示す。また図７（ａ），（ｂ）
には、上記した長尺磁石の長手方向断面及び幅方向断面
における磁粉粒子の配向状態をそれぞれ示す。図示した
ように、第２発明では、磁石の長手方向に磁粉の配向領
域を所定の間隔で区画し、各配向領域において、磁粉粒
子の磁化容易軸を、作用面側に設定した長手方向に狭幅
でかつ幅方向の中央部のみの磁極領域に対し、その背面
の広幅領域及び側面領域から単純に集束配向させるので
ある。この発明では、磁極領域を第１発明よりもさらに
狭くすることができるので、表面磁界のピーク値をより
一層大きくすることができる。

【００１２】なお第２発明において、磁極領域は図示し
たような矩形に限定されるものではなく、円形や楕円形
その他の形状であっても良く、また磁石形状も長尺磁石
に限られるものではなく、図８（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うな、円環状やリング状であっても良い。さらに各磁石
の幅方向断面形状についても、矩形に限られるものでは
なく、円形、半円形など使用目的に応じて適宜選択する
ことができる。

【００１３】

【作用】この発明は、合成樹脂磁石及び焼結磁石のいず
れにも適用できる。例えば合成樹脂磁石及び焼結磁石に
おける磁粉としては、フェライト系磁粉、アルニコ系磁
粉及びサマリウム−コバルト系磁粉やネオジム−鉄−ボ
ロン系磁石等の希土類系磁粉など、従来公知のものいず
れもが使用でき、その平均粒径についてはフェライト系
では 1.5μm 程度、その他のものでは５〜50μm 程度と
するのが好ましい。

【００１４】また合成樹脂についても、従来公知のもの
いずれもが使用でき、その代表例を示すと次のとおりで
ある。ポリアミド−６及びポリアミド−12などのポリア
ミド系合成樹脂。ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニ
ル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリエチレン及びポリプルピレンなどの単独又は共
重合したビニル系合成樹脂。ポリウレタン、シリコー
ン、ポリカーボネート、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテル
エーテルケトン、ＰＰＳ、塩素化ポリエチレン及びハイ
パロンなどの合成樹脂。プロピレン、ネオプレン、スチ
レンブタジエン及びアクリロニトリルブタジエンなどの
ゴム。エポキシ系樹脂。フェノール系合成樹脂。さらに
磁粉とバインダーである合成樹脂との配合比率は、用途
にもよるけれども、一般的には磁粉を体積百分率で40〜
70 vol％程度とするのが望ましい。なおその他にも、従
来から常用される可塑剤や抗酸化剤、表面処理剤などを
目的に応じて適量使用できるのはいうまでもない。

【００１５】次に、この発明に従う磁粉配向とするのに
好適な金型磁気回路について、長尺磁石の場合を例とし
て説明する。図９に、第１発明の製造に用いて好適な金
型磁気回路を示し、図中番号１はキャビティ、２は主
極、３は対極、４は励磁コイルである。さて図９に示し
たところにおいて、たとえば射出成形によってキャビテ
ィ１内に導入された合成樹脂磁石材料が軟化状態にある
うちに、該磁石材料に対して磁場を印加すると、磁力線
はキャビティ１内において、非作用面側の広幅領域から
作用面側の各磁極部にそれぞれ集束するように透過し、
それ故磁石材料中の磁粉粒子の磁化容易軸が、この磁力
線の方向に沿って集束配向する結果、図２に示したよう
な集束配向になる長尺磁石が得られるのである。なお上
記の例では、起磁力発生装置として励磁コイルを用いる
場合について説明したが、強力であれば永久磁石であっ
てもかまわない。

【００１６】次に、第２発明の製造に用いて好適な金型
磁気回路を図10（ａ），（ｂ）に示す。同図において構
成の骨子は前掲図９と共通するので同一の番号を付して
示し、番号５が補助極である。図10に示した金型磁気回
路では、キャビティ１内に導入した合成樹脂磁石材料に
磁場を印加すると、磁力線はキャビティ１内において、
非作用面側の広幅領域及び側面領域から作用面側の各磁
極部にそれぞれ集束するように透過するので、磁石材料
中の磁粉粒子の磁化容易軸もこの磁力線の方向に沿って
集束配向する結果、図７に示したような集束配向になる
長尺磁石が得られるのである。

【００１７】なお成形方法は、従来公知の方法全てが使
用でき、特に限定されることはないが、射出成形、圧縮
成形及びＲＩＭ成形等がとりわけ有利に適合する。ここ
に圧粉成形により得たものは、その後焼結により焼結磁
石として完成することができ、またバインダーを予め選
んでおくことにより、焼結せずにそのままプラスチック
磁石として提供することができる。

【００１８】

【実施例】

実施例１図９に示したような磁気回路をそなえる金型を用いて、
図11に示す形状・寸法になる長尺状磁石を、以下の条件
で作製した。なお比較のため、従来の金型（図示省略）
を用いて同寸法の磁石についても製作した。

【００１９】

【表１】磁気回路装置・起磁力発生部磁粉がフェライト系の場合は希土類系（Sm−Co）永久磁石を使用。磁粉が希土類系の場合は電磁石方式を採用。磁極形状は、主極については４mm×８mmで所定ピッチで配置し、一方対極については８mm幅の連続極とした。・強磁性体ＳＫＤ11を使用。・その他金型部材 SUS 304 。

【００２０】

【表２】原料・磁粉粒子磁粉Ａ：フェライト磁粉（平均粒径 1.5μm のマグネト
プランバイト系ストロンチウム系フェライト磁粉Ｂ：サマリウム−コバルト磁粉（Sm₂Co₁₇系：平均
粒径20μm ）・合成樹脂：ポリアミド12 ・可塑剤：ＴＴＳ（イソプロピルトリイソステアロイル
チタネート）

【００２１】

【表３】配合・配合Ａ（プラマグ配合）磁粉：66 vol％ポリアミド12：33 vol％ＴＴＳ：１ vol％・配合Ｂ（焼結配合）磁粉：40wt％水：60wt％

【００２２】

【表４】成形条件・Ａ：射出成形条件射出シリンダー温度：300 ℃ 金型温度：100 ℃ 射出圧力：1800 kg/cm² 冷却時間：15秒射出サイクル：30秒・Ｂ：圧縮成形条件水抜き方法：インジェクション方式成形温度：20℃ 焼成温度：1250℃

【００２３】かくして得られた長尺磁石を脱磁後、あら
ためて図12に示すように着磁を施した後の表面磁界（ピ
ーク値）について調べた結果を、表５に示す。なお着磁
条件は、1200Ｖ，1500μＦで、着磁ヨークは集束ピッチ
に併せたピッチとした。

【００２４】

【表５】

【００２５】表５より明らかなように、第１発明に従う
磁粉配向になる長尺磁石はいずれも、従来法に従い得ら
れた磁石と比較して、表面磁界ピーク値が格段に向上し
ている。

【００２６】実施例２図10に示したような磁気回路をそなえる金型を用いて、
図13に示す形状・寸法になる長尺状磁石を、上記と同様
の条件で作製した。得られた長尺磁石を脱磁後、あらた
めて着磁した後の表面磁界（ピーク値）について調べた
結果を、表６に示す。

【００２７】

【表６】

【００２８】同表より明らかなように、第２発明に従う
磁粉配向になる長尺磁石は、従来法に従い得られた磁石
は勿論、第１発明と比べても、表面磁界ピーク値がより
一段と向上している。

【００２９】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、磁石の作用
面における表面磁界ピーク値を格段に向上させることが
でき、たとえフェライト系合成樹脂磁石であっても従来
のフェライト系焼結磁石を凌ぐ表面磁界を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明に従う磁粉配向になる長尺磁石の斜視
図である。

【図２】上記長尺磁石の長手方向及び幅方向断面におけ
る磁粉粒子の配向状態を示した図である。

【図３】第１発明に従う磁粉配向になる長尺磁石を着磁
したときの表面磁界パターンを示した図である。

【図４】従来の厚み方向配向になる磁石を着磁したとき
の表面磁界パターンを示した図である。

【図５】第１発明に従う磁粉配向になる円環状磁石及び
リング磁石を示した図である。

【図６】第２発明に従う磁粉配向になる長尺磁石の斜視
図である。

【図７】上記長尺磁石の長手方向及び幅方向断面におけ
る磁粉粒子の配向状態を示した図である。

【図８】第２発明に従う磁粉配向になる円環状磁石及び
リング磁石を示した図である。

【図９】第１発明の製造に用いて好適な金型磁気回路の
模式図である。

【図１０】第２発明の製造に用いて好適な金型磁気回路
の模式図である。

【図１１】実施例１で製造した長尺磁石の形状・寸法を
示した図である。

【図１２】上記長尺磁石の着磁要領を示した図である。

【図１３】実施例２で製造した長尺磁石の形状・寸法を
示した図である。

【符号の説明】

１キャビティ２主極３対極４励磁コイル５補助極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者主代晃一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者菊地孝宏千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者安田晃東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社東京本社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作用面の長手方向に断続する磁極部を有
し、各磁極部毎に磁粉粒子の配向領域を区画した磁石で
あって、各配向領域における磁粉粒子の磁化容易軸が、
磁極部の背面側の広幅領域から磁極部に向かって単純に
集束配向することを特徴とする信号用磁石。
【請求項２】作用面の長手方向に断続する磁極部を有
し、各磁極部毎に磁粉粒子の配向領域を区画した磁石で
あって、各配向領域における磁粉粒子の磁化容易軸が、
磁極部の背面側の広幅領域及び側面領域から磁極部に向
かって単純に集束配向することを特徴とする信号用磁
石。
【請求項３】請求項１又は２において、磁石が、磁粉
と合成樹脂を主成分とするプラスチック結合磁石である
信号用磁石。