JPH0555022A - 希土類ボンド磁石 - Google Patents

希土類ボンド磁石

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JPH0555022A
JPH0555022A JP3238811A JP23881191A JPH0555022A JP H0555022 A JPH0555022 A JP H0555022A JP 3238811 A JP3238811 A JP 3238811A JP 23881191 A JP23881191 A JP 23881191A JP H0555022 A JPH0555022 A JP H0555022A
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magnet
magnetic powder
magnetic
rare earth
sheet
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JP3238811A
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Masayuki Ishikawa
政幸 石川
Yasuhiko Dobashi
恭彦 土橋
Hirotaka Sakamaki
弘孝 坂巻
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
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    • H01F1/0578Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together bonded together

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 希土類ボンド磁石の可撓性及び剛性を適切に
維持し、モータ等への組込性を向上させる。 【構成】 磁性粉末の粒度及び磁石全体に対する充填率
を、それぞれメジアン径で78μm以下及び92〜96
重量%に設定することによって、可撓性希土類ボンド磁
石を良好に撓ませつつ製品内への組込を可能とするとと
もに、製品組込後における磁石の剛性不足及び磁石崩れ
を防止したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機等に組み込ま
れて使用される希土類ボンド磁石に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、比較的安価でしかも良好な磁
気特性を備えたボンド磁石の開発が種々行なわれてい
る。例えば特開昭59−211549号公報には、希土
類−鉄−ホウ素系磁性粉末を接着剤で固化してなるボン
ド磁石が提案されており、また特開昭61−17436
4号公報には、ミッシュメタル−遷移金属−ホウ素系磁
性粉末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。さらに特開昭63−274114号公
報及び特開昭63−287003号公報には、希土類磁
石粉末とフェライト磁石粉末との混合物を用いたプラス
チック磁石が提案されており、また特開平2−2280
3号公報には、希土類磁石粉末どうしを混合してなるボ
ンド磁石が提案されている。
【0003】上述したような各ボンド磁石は、磁性粉末
を混練によって樹脂バインダー中に分散してなるもので
あるが、その製造方法が例えば特開昭60−16431
3号公報に記載されている。当該公報に開示された製造
方法によれば、磁性粉末とシラン系カップリング剤とを
樹脂バインダー中に少量ずつ混合しつつ、ミキシングロ
ールを用いて混練を行っている。得られた混練物は、一
旦粉砕された後に圧延され、シート状になされる。その
シート状の磁石素材には例えば水蒸気による熱処理が施
され、圧延工程にて生じた歪の除去が行なわれ、あるい
は加硫による硬化が行なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなボンド磁石
において、本願発明者らは、可撓性を有する樹脂バイン
ダー中に希土類磁性粉末を分散させることによって可撓
性の希土類ボンド磁石を得る場合に、希土類磁性粉末の
粒度(粒径)が過多に大きくなされていると、着磁した
ときのボンド磁石自身の磁力や内部応力によって磁石に
変形を生じるという問題を見出した。これは、磁性粉末
の粒度が大きく設定されていることによって、バインダ
ーに対する磁性粉末量すなわちフィラー充填率が低くな
るためであると考えられる。フィラー充填率が一定値を
下回ると、バインダー量が相対的に増大することとなっ
て、そのバインダーの可撓性により磁石全体が伸縮し易
くなるものである。また希土類−遷移金属−ホウ素系の
磁性粉末が高磁気特性を有することから、例えば要求磁
気力が小さく設定されている等により希土類磁性粉末の
添加量を一定量より過少に配合してしまう場合にも、バ
インダーに対するフィラー充填率が低くなって同様の問
題を生じる。このような磁石の剛性不足による変形が、
例えばモータ内において生じると、コアとマグネットと
の間のエアギャップに変動を来たし、モータ特性が大き
く変わってモータの使用が不可能になることもある。一
方希土類磁性粉末の添加量を過多に配合したときには、
磁石の硬化が進んでシート状に成形することができなく
なったり、可撓性が不足して製品への組込が不可能にな
るという問題を招来する。さらに着磁によるボンド磁石
自身の磁力や内部応力によって磁石が崩れる場合もあ
る。フィラー充填率が高くなり過ぎると、バインダーの
保持力すなわち磁石の剛性が磁力や内部応力に負けてし
まうからであると考えられる。
【0005】本発明は、変形や崩れ等を生じることのな
い高剛性を有し、かつ適切な可撓性をも有する希土類ボ
ンド磁石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】上記目的を達成するため
本発明にかかる希土類ボンド磁石は、希土類−遷移金属
−ホウ素系磁性粉末を、可撓性樹脂バインダー中に混練
により分散されてなる希土類ボンド磁石において、上記
磁性粉末が、粒度がメジアン径で78μm以下に設定さ
れているとともに、磁石全体に対して92〜96重量%
配合された構成になされている。
【0007】
【作用】このような構成を有する手段では、希土類磁性
粉末の粒度及び配合割合が調整されることによって、希
土類磁石内のフィラー充填率が一定範囲に維持され、適
切な剛性及び可撓性を備える希土類ボンド磁石が得られ
る。そしてモータ等の製品に対して磁石が、剛性不足を
生じることなくしかも良好に撓ませられつつ組み込まれ
る。
【0008】上記手段のより具体的な構成を説明する
と、まず超急冷法により希土類−遷移金属系の磁性粉末
を得る。超急冷法の一例としてはジェットキャスティン
グ法がある。このジェットキャスティング法において
は、インゴッド状に形成された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
ン状の磁性粉末に凝固されて下方に落下していき、容器
内に収集される。
【0009】ここで希土類−遷移金属系磁性粉末を用い
る場合の希土類としては、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。この希土
類−遷移金属系磁性粉末には、ホウ素を含ませて希土類
−遷移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末とするこ
とができる。具体的には、Nd−Fe−B系磁性粉末とし
て、Nd−Fe−B,Nd−Fe−Co−B,(Nd,Pr)
−Fe−B,(Nd,Pr)−Fe−Co−B等が用いら
れ、(Ce,La)−Fe−B系磁性粉末としては、(Ce,L
a)−Fe−B,(Ce,La)−Fe−Co−B,MM−Fe−
B,MM−Fe−Co−B等が用いられ、さらにSm−Co
系磁性粉末としては、Sm−Co,Sm−Co−Fe,Sm−
Co−Mn等が用いられる。
【0011】つぎに図1に示されているように、希土類
−遷移金属−ホウ素系の磁性粉末が、磁石全体に対して
55〜96重量%となるように計量される。磁性粉末を
磁石全体に対して96重量%以下とするのは、磁性粉末
の割合が96重量%を越えた高充填率となると、磁性粉
末に対するバインダーの量が不足状態になり、磁石自身
の磁力や内部応力にバインダー強度が負けて磁石の倒壊
を招き、あるいは磁石が硬くなり過ぎになってシート状
に成形できなくなったり、可撓性が不足して製品への組
込が不可能になったりするからである。一方磁性粉末を
磁石全体に対して55重量%以上とするのは、磁性粉末
の割合が55重量%より少ないと、磁力不足が生じるこ
ととなって高磁力を目的とする希土類磁性粉末の有用性
がなくなるためである。またこのとき磁性粉末を磁石全
体に対して92重量%以上とすれば、磁性粉末の充填率
を高めて磁石の変形を防止し、製品組込に必要な磁石の
剛性を得ることができる。
【0012】希土類−遷移金属−ホウ素系(R−T−
B)磁性粉末を用いる場合には、磁性粉末の粒度をメジ
アン径で78μm以下の微粉に粉砕することが上記充填
率を得る上で必要である。すなわち磁性粉末の粒度がメ
ジアン径78μmを越えて大きく設定された場合には、
バインダーに対する磁性粉末量すなわちフィラー充填率
が必要値を下回ってしまい、バインダー量が相対的に増
大して、バインダーの可撓性により磁石全体が伸縮し易
くなり、磁石の剛性不足となってしまう。したがって磁
性粉末の粒度をメジアン径78μm以下に設定すること
によって磁性粉末の充填率を必要値以上に高めれば、磁
石の変形が防止され、製品組込に必要な磁石の剛性を得
ることができるものである。なお磁性粉末の調整はボー
ルミルやロール等を用いて行い、例えば42μmの粒度
とする。図2には、環状に成形された磁石をモータのロ
ータに組み込んだ場合における熱変形、すなわち磁性粉
末の粒径(横軸)と真円度変化量(縦軸)との関係が示
されている。このときの加熱条件は、−40℃と70℃
とを各1時間放置する繰返し加熱を10サイクル行うも
のである。本図からも明らかなように、磁性粉末粒径が
78μmを上回ると、真円度変化量が製品としての限界
値である30μmを越えてしまう。
【0013】また希土類磁性粉末の磁気特性が良好であ
ることから、特に磁石の要求磁気力が小さく設定されて
いる等の場合に、磁性粉末の投入量が少なく所定の充填
率を達し得ないことがある。その場合には、ホワイトカ
ーボン等の非磁性の粉体を、磁性粉末とともにバインダ
ー(後述)中に補強材として添加すればよい。このよう
な混入フィラーを用いれば、磁石中のいわゆるフィラー
充填率を必要値まで高めることができ、それによって磁
石の変形性を改善し、磁石の剛性を高めることができ
る。このとき磁性粉末と非磁性の粉体とを加えたフィラ
ーの充填率は、体積百分率で50〜73%の範囲が適切
であり、そのうち希土類−遷移金属−ホウ素系(R−T
−B)磁性粉末は、13〜71体積%、混入フィラー
は、2〜60体積%の範囲とする。前述したように磁性
粉末(フィラー)に対するバインダーの量の過不足をな
くし、磁石の倒壊あるいは過硬化を防止するためであ
る。
【0014】上記非磁性の混入フィラーとしては、上述
したホワイトカーボンの他に、タルク、カーボンブラッ
ク、カーボン繊維、フェライト粉等の化学的あるいは物
理的に安定な粉体を使用することができる。また混入フ
ィラーの粒度は、メジアン径で78μm以下とする。混
入フィラーの粒度がメジアン径78μmを越えて大きく
なされた場合には、バインダーに対するフィラー充填率
が必要値を下回ってしまい、相対的にバインダー量が必
要以上に多くなって、バインダーの可撓性により磁石全
体が伸縮し易くなり、磁石の剛性不足を生じる。したが
って混入フィラーの粒度をメジアン径78μm以下に設
定することによってフィラー充填率を高めれば、磁石の
変形が防止され、製品組込に必要な磁石の剛性を得るこ
とができるものである。
【0015】さらに磁性粉末としてNd−Fe−B系磁性
粉末を用いる場合には、上述した非磁性の混入フィラー
の代わりに、Nd−Fe−B系磁性粉末以外の希土類−遷
移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末を用いること
が好ましい。これは、Nd−Fe−B系磁性粉末を用いた
磁石が加硫(後述)しにくく、必要な剛性を得にくいと
いう問題があるからである。この場合の混入希土類−遷
移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末としては、
(Ce,La)−Fe−B、MM−Fe−B等を採用すること
ができる。特に加硫を行い易い(Ce,La)−Fe−B系磁
性粉末を混入れば、加硫が磁石内部まで促進されて、磁
石の剛性が高められ磁石の変形を防止することができ
る。
【0016】また磁性粉末どうしの混合割合は、残留磁
束密度Brが2500G以上6300G以下となる割合
ならば、どのような割合でも採用することができる。残
留磁束密度Brが6300Gを越えると、磁石自身の磁
力や内部応力にバインダー強度が負けて磁石の倒壊を招
き、あるいは磁石が硬くなり過ぎになってシート状に成
形できなくなるからであり、一方残留磁束密度Brが2
500Gを下回ると、磁束密度が小さくなり過ぎて、希
土類−遷移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末を用
いる有用性がなくなるからである。
【0017】特にNd−Fe−B系磁性粉末と(Ce,La)
−Fe−B系磁性粉末とを混合させる場合には、(Ce,L
a)−Fe−B系磁性粉末を、磁性粉末全体に対して5重
量%以上に配合すれば、所定の剛性を得ることが可能で
ある。
【0018】またこのような磁性粉末どうしを混合した
ものに、前述した補強材を添加してフィラー充填率を必
要値まで高めるようにすることも可能である。そのよう
にすれば、磁力の増大を抑えつつフィラー充填率の補完
が行われ、それによって磁石の変形性を改善し、磁石剛
性を向上させることができる。
【0019】次に上述したような磁性粉末に対し、所定
量の防錆剤及びエポキシ主剤が混合され、酸化膜、エポ
キシ樹脂膜及び防錆被膜の形成が行われる(被膜形成工
程)。すなわちまず混合装置中に不活性ガスが注入さ
れ、該混合装置中の空気が、酸素濃度0.08〜3%と
なるようにガス置換される。混合装置としては、ボール
ミル、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。また不活性ガスとしては、アルゴンガス
(Ar)、窒素ガス(N2)、炭酸ガス(CO2)などが用い
られる。
【0020】このようにしてガス置換が行なわれた混合
装置中には、希土類−遷移金属系磁性粉末、エポキシ主
剤及び防錆剤が投入され、約2時間程度にわたって混合
が行なわれる。混合では、まず混合装置中に僅かに残留
している酸素によって上記磁性粉末の表面上に酸化膜が
形成され、さらにその上にエポキシ樹脂膜及び防錆被膜
が形成される。酸素濃度を0.08%〜3%としておく
のは、酸素濃度が0.08%より小さいと、酸化膜を形
成することができなくなるか、あるいは形成されても極
めて薄いものにしかならず、また酸素濃度が3%を越え
ると、酸素による発火の危険を生じるからである。
【0021】上記エポキシ主剤としては、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、また防錆剤として
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
合物等が用いられる。
【0022】酸化膜、エポキシ樹脂膜及び防錆剤の被膜
が形成された磁性粉末は、取り出されて計量された後、
加圧式ニーダー等により可撓性を有する樹脂バインダー
と数分にわたって混練される(混練工程)。このときエ
ポキシ樹脂の硬化剤及び硬化促進剤が添加される。硬化
剤及び硬化促進剤をこの段階で添加するのは、磁性粉末
の混合物を取り出した直後から直ちに磁性粉末が硬化し
てしまうのを回避するためである。このような混練工程
により、希土類−遷移金属系磁性粉末は、可撓性を有す
る樹脂バインダー中にほぼ均一に分散される。
【0023】このときの可撓性を有する樹脂バインダー
としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(I
R)、ブダジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン
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(EV
A)、ニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム(A
R)、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。すなわちこれらの樹脂バインダ
ーは、いわゆる3元ゴムであり、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NB
R)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いる。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。
【0024】上記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(CSM)、
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、樹脂バインダー全体の重量に対
して15重量%以下、好ましくは6.2重量%以下に設
定する必要がある。ハロゲンを含有するゴム成分が樹脂
バインダー全体重量の15重量%を越えて含まれる場合
には、塩素ガス(Cl2)や塩酸ガス(HCl)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
の錆及びコア錆の原因となるからである。またハロゲン
を含有するゴム成分が樹脂バインダー全体重量の6.2
重量%を越えて含まれる場合には、磁石が硬くなり過ぎ
て脆性状態となり、シート状に成形することができなく
なったり、可撓性が不足して製品への組込が不可能にな
ったり、外力あるいは自己の磁力によって破壊し易くな
る。
【0025】上記硬化剤としては、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、ポリスルフィッド樹脂、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。
【0026】この混練工程において、加圧ニーダーは冷
却されており、95℃以下、好ましくは50〜60℃の
温度条件下で混練が行なわれる。この温度設定により、
混練工程における発火の危険性が回避される。すなわち
95℃を越えて混練が行なわれると発熱より発火を生じ
る危険があり、また40℃以下ではゴムの可塑化が進ま
ず十分な混練が行なわれない。
【0027】以上の混練工程により得られた混練物とし
ての磁石素材は、加圧式ニーダーから取り出され、直ち
に10kg以下の小ロットごとに小分けされる。これらの
小分けされた各磁石素材は、密閉容器内にそれぞれ封入
されて保存され、磁石素材の温度が室温に低下するまで
そのまま放置される(保存工程)。この保存工程による
放熱によって発火の危険が回避される。
【0028】上記保存工程によって十分な放熱が行なわ
れた混練物としての磁石素材は、取り出されて粒度5mm
以下の大きさに砕かれる(粉砕工程)。この粉砕工程
は、アルゴンガス(Ar)、窒素ガス(N2)、炭酸ガス(CO
2)などの不活性ガスの流動による冷却下で行なわれ、
温度条件は95℃以下に設定される。粉砕には回転刃等
が使用される。すなわちこの粉砕工程では、不活性ガス
による空冷が行なわれることとなり、ほぼ大気中での粉
砕が可能になっている。
【0029】ついで上記粉砕工程により得られた粉砕物
に対してロール等による圧延が施され、シート状のボン
ド磁石が得られる(シート形成工程)。このとき圧延ロ
ールの表面温度は、20〜80℃に維持されており、こ
れによって上記シート状磁石素材の引っ張り強度が巻き
取り可能な範囲に良好に維持されるとともに、磁性粉末
の酸化が抑制され磁気特性の劣化が防止されるようにな
っている。
【0030】希土類−遷移金属−ホウ素系(R−T−
B)磁性粉末を用いた磁石においては、圧延形成された
後の磁石素材の密度が4.9〜5.8となるように磁性粉
末等のフィラー充填率を調整しておく必要がある。磁石
の密度が4.9より小さい場合には、磁石の剛性不足が
生じて変形し易くなってしまい、製品への組込が不可能
になるからであり、また磁石の密度が5.8を越える
と、磁石の脆性が大きくなって割れ等の発生が起き易く
なってしまい、着磁によって磁石が崩れる等の問題を生
じるからである。
【0031】さらに上記圧延工程によって得られたシー
ト状磁石素材は、予熱された後に熱処理が施される。予
熱工程によって、シート状磁石素材中に不可避的に含ま
れている水分やガス等を外部へ発散させるためである。
この予熱工程における温度条件及び時間条件は、30℃
〜70℃及び6時間以上に設定される。このときシート
状磁石素材に対する空気の巻き込みは予め極力抑えられ
る。
【0032】一方予熱後の熱処理工程における温度条件
及び時間条件は、125℃〜180℃及び60分以上1
80分以内に設定されており、シート状磁石素材は、例
えば上下各3段に鉄板を積層してなる加熱装置、あるい
は蒸気缶等からなる恒温槽中に60分〜180分間放置
される。これによって加硫が行われると、所定の引っ張
り強度が付与される。このときにもシート状磁石素材に
対する空気の巻き込みは予め極力抑えられている。この
ような高温加熱を行う場合において、シート状磁石素材
中の水分やガス等は、上述した予熱工程によって予め発
散させられているため、加熱工程中においてシート状磁
石素材に空気発泡等の不具合を生じることはない。
【0033】この加熱時において、加熱温度が180℃
を越えると、磁性粉末の酸化が顕著となって磁気特性の
劣化を招来するとともに、加熱温度が125℃以下であ
ると、は加硫が進まず、必要な引張強度が得られなくな
る。同様の理由から、加熱時間として60分以上180
分以内を要する。
【0034】加熱処理が行なわれたシート状磁石素材
は、適宜の寸法に切断されてシート状磁石になされる
が、切断後に恒温槽中で100〜180℃、20〜18
0分間の条件で再び熱処理が行われる。切断後の再熱処
理によって、元々の表面のみならず切断面からの加硫が
促進されることとなり、磁石の剛性が高められるもので
ある。この再熱処理工程においては、恒温槽中がN2
ス雰囲気等の不活性雰囲気になされ、これによってシー
ト状磁石素材の酸化が防止されるようになっている。ま
た恒温槽中を不活性雰囲気としない場合には、シート状
磁石素材の表面ができるだけ大気に触れることのないよ
うに、周囲をアルミホイルで包む等の手段が施される。
【0035】上記希土類−遷移金属−ホウ素系(R−T
−B)磁性粉末を用いたシート状磁石素材は、再熱処理
後にショアー硬さD(ピーク値)が45°以上になされ
るとともに、引張強度(引張速度50mm/min)が4.5K
g/mm2以上になされる。このような硬さ及び引張強度を
有する磁石は、モータ等の製品に対して剛性不足を生じ
ることなく良好に組み込まれる。例えばモータ内におい
ては、コアとマグネットとの間のエアギャップに変動が
一定に維持され、モータ特性が安定化される。
【0036】また同様の理由によって、上記希土類−遷
移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末を用いたシー
ト状磁石素材は、再熱処理後の撓み量が60mm以内にな
されている。ここで撓み量とは、横断面寸法が2.55m
m×2.45mm、長さ寸法が205.5mmの寸法及び形状
に成形された試験片の基部側50mmを水平台上に固定
し、この試験片の自由端が15秒後に自重で撓んだ量を
雰囲気温度15〜25℃で測定した量と定義する。上述
した加熱工程が、記載の温度条件の範囲内になければ、
磁気特性の低下を招くか(温度範囲を越えた場合)、あ
るいは加硫が進まず(温度範囲を下回った場合)、硬度
の低下、引張強度の低下及び撓み量の増大を生ずる。
【0037】以上のようにして得られた希土類−遷移金
属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末を用いたシート状
磁石には、所定の方向に着磁が行われる。このとき磁石
の圧延面に対して着磁が行われる場合には、表面磁束密
度の範囲が350G〜1400Gになされるとともに、
磁石の圧延面に直交する面に対して着磁が行われる場合
には、表面磁束密度の範囲が40G〜1400Gになさ
れる。圧延面に対して着磁が行われる場合は、例えばモ
ータ駆動用の主着磁として行われる場合であり、また圧
延面の直交面に対して着磁が行われる場合は、例えばモ
ータ回転検出用のFG着磁として行われる場合である。
【0038】表面磁束密度が1400Gを越えて着磁さ
れた場合には、磁石中のバインダーが磁力に打ち勝って
磁性粉末を固定することができなくなり、磁石に崩れを
生じる。一方圧延面に対して例えばモータ駆動用の主着
磁が行われる場合において、表面磁束密度が350G以
下であると、磁束密度が小さくなり過ぎて、希土類−遷
移金属−ホウ素系(R−T−B)磁性粉末を用いる有用
性がなくなる。350G以下の磁束密度の磁石は、生産
コストの安いフェライト系磁性粉末を用いれば十分であ
るからである。また圧延面の直交面に対して例えばモー
タ回転検出用のFG着磁が行われる場合において、表面
磁束密度が40G以下であると、磁束密度が小さくなり
過ぎて必要なFG波形が得られなくなる。
【0039】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例1 磁性粉末としては、ゼネラルモーターズ社製MQPを湿
式ボールミルにより予め粉砕し粒度調整したNd−Fe−
B磁性粉末を用いた。この磁性粉末は、超急冷法により
形成したままでは粒度2mm以下の磁性粉末であるため、
これを粉砕して粒度70μm以下としたものを用いた。
防錆剤としては、花王社製レオドールSP−O10を用
い、エポキシ主剤としては、油化シェル社製エピコート
828を用いた。
【0040】そしてボールミル容器の中に、磁性粉末、
エポキシ主剤、防錆剤及びアルミナボールを入れ、容器
内の空気をN2ガスで、酸素濃度が1.2%となるように
ガス置換した後、1時間の混合を行ない磁性粉末表面
に、酸化膜、エポキシ樹脂膜及び防錆膜を形成した。
【0041】つぎに上記のようにして得られた混合物と
ゴムバインダーとを、硬化剤及び硬化促進剤とともに加
圧式ニーダーで7分間にわたって混練した。上記硬化剤
及び硬化促進剤としては、油化シェル社製のYH−30
2及びIBMI−12を用いた。
【0042】さらに得られた混練物を、4kgずつの小ロ
ットに小分けしてビニール袋に入れ、直ちに口元を縛っ
てから密閉容器内に収納した。その後適当時間放置して
密閉容器から混練物を取り出し、粉砕機で粒度約2.6m
m程度に粉砕した。粉砕機には朋来鉄工所製U−140
回転刃式を用いた。
【0043】シートを得るために用いられる圧延ロール
の表面温度を約50℃に維持しながら圧延を行ない、シ
ート状磁石素材を得た。ついでこのシート磁石素材を約
50℃の温度条件下で約8時間にわたって予熱した後、
約170℃に加熱してゴムバインダーの加硫を行った。
そして所定の寸法に切断して可撓性を有するシート状磁
石を得た。
【0044】本実施例における配合を次表1に示す。
【表1】 上表中のNd−Fe−B磁性粉末は、磁石全体に対して、
94.5重量%に設定されたものである。
【0045】このような配合実施例によれば、磁力によ
る磁石の倒壊を生じることなく、しかも例えばモータに
必要な十分な磁力を得られることが確認された。すなわ
ち表1に示された配合実施例によれば、モータ等に必要
な寸法精度を実現し得る程度の磁石剛性が得られ、磁石
の熱変形等による真円度変化量が、製品限界値以内に抑
えられることが確認された。
【0046】またこの実施例の混練工程において、上述
した配合実施例によれば、磁力による磁石の倒壊を生じ
ることなく、しかも例えばモータに必要な十分な磁力を
得られることが確認された。さらにこの実施例の混練工
程において、予め形成された防錆被膜によって磁性粉末
表面の活性度が低下されていること、及び素材内への空
気巻き込みがほとんど生じないことが確認された。さら
に混練物は、粉砕工程により不活性ガスの流動下で所定
の小粒径に粉砕され、これによりつぎの圧延工程におい
ても空気の巻き込みはほとんど生じることがないことが
確認された。
【0047】圧延工程においては、圧延ロールの表面が
所定の温度に維持されたため、シート状磁石の引っ張り
強度が巻き取り可能な範囲に良好に維持され、かつ磁性
粉末の酸化が抑制されて磁気特性の劣化を生じることは
なかった。
【0048】さらにつぎの高温加熱においては、シート
状磁石素材に空気発泡等の不具合を生じることがないこ
とが確認された。なお加熱温度が180℃を越えると、
磁性粉末の酸化が顕著となって磁気特性の劣化を招来
し、加熱温度が125℃以下では加硫が進まず、所定の
引張強度を得ることができなかった。
【0049】また本実例では、混合工程に、エポキシ樹
脂を投入して混合し、そこで磁性粉末にエポキシ樹脂被
膜を形成しているから、空気の巻き込みは一層低減され
た。エポキシ樹脂を混練工程で加えることとしても同様
の作用・効果が得られた。
【0050】なお本実施例により得られた磁石の磁気特
性は、Br=5.5[KG]、iHc=9.9[kOe]、bHc=4.5[k
Oe]、(BH)max=6.2[MGOe]であった。また得られた磁
石を60℃、90%RH雰囲気中に80時間放置したとこ
ろ、表面に発錆はみられなかった。さらにブラシ付きD
Cモータの駆動用磁石として用いたところ、60℃、2
00時間の連続回転後も、ブラシ材質(Ag-Pd)とコミ
ュテータ材質(Ag-Cd)に腐食の発生はなかった。
【0051】実施例2 磁性粉末としては、MM14(Fe0.9Co0.1)79B7なる組成
の合金を単ロール法によって超急冷リボンとし、湿式ボ
ールミルにより粉砕し粒度調整したものを用いた。防錆
剤としては、花王社製レオドルSP−O10と米国テネ
コケミカル社製アンデロール456との混合液とを用い
た。以下上述した実施例1と同様にしてシート状の可撓
性磁石を得た。
【0052】この実施例による磁石においても、磁石を
モータのロータに環状に組み込んだ場合の磁石の熱変形
が、モータに必要な寸法精度を実現し得る程度に抑えら
れることが確認された。
【0053】またこの実施例による混練工程において
も、予め形成された防錆被膜によって磁性粉末表面の活
性度が低下されていること、及び素材内への空気巻き込
みはほとんどないことが確認された。さらにこの混練物
は、粉砕工程により不活性ガスの流動下で所定の小粒径
に粉砕され、これによりつぎの圧延工程においても空気
の巻き込みはほとんど生じることがなかった。
【0054】さらに圧延工程においても、圧延ロールの
表面温度が所定値に維持され、所定の引っ張り強度を得
た。さらに磁性粉末の酸化も同様に抑制され、磁気特性
の劣化を生じることはなかった。つぎの高温加熱におい
ても、シート状磁石素材に空気発泡等の不具合を生じる
ことはなかった。
【0055】なおこの実施例2により得られた磁石の磁
気特性は、Br=4.6[KG]、iHc=7.0[kOe]、bHc=3.
1[kOe]、(BH)max=4.0[MGOe]であった。さらに得ら
れた磁石を60℃、90%RH雰囲気中に80時間放置し
たところ、表面に発錆はみられなかった。さらにブラシ
付きDCモータの駆動用磁石として用いたところ、60
℃、200時間の連続回転後も、ブラシ材質(Ag-Pd)
とコミュテータ材質(Ag-Cd)に腐食は発生しなかっ
た。
【0056】このように本発明によるシート状の可撓性
ボンド磁石は、回転電機等に対して好適に取り付けられ
使用されることが確認された。なお永久磁石粉の代わり
に、鉄粉、鉄合金等の高透磁率を有する金属粉を用いる
こととすれば、可撓性を有する高透磁率材を形成するこ
とができる。
【0057】
【発明の効果】以上述べたように本発明による可撓性の
希土類ボンド磁石は、磁性粉末の粒度及び充填率を製品
組込に必要な範囲内に設定したものであるから、磁石の
可撓性を維持しつつ、製品化を不可能とするような磁石
の変形を防止することができ、極めて有用な希土類ボン
ド磁石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる希土類ボンド磁石の製造工程を
表わしたフロー図である。
【図2】磁性粉末の粒度と熱変形との関係を表わした線
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類−遷移金属−ホウ素系磁性粉末
    を、可撓性樹脂バインダー中に混練により分散してなる
    希土類ボンド磁石において、 上記磁性粉末は、粒度がメジアン径で78μm以下に設
    定されているとともに、磁石全体に対して92〜96重
    量%配合されていることを特徴とする希土類ボンド磁
    石。
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